JPH04299051A - 回転電機 - Google Patents
回転電機Info
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- JPH04299051A JPH04299051A JP3062901A JP6290191A JPH04299051A JP H04299051 A JPH04299051 A JP H04299051A JP 3062901 A JP3062901 A JP 3062901A JP 6290191 A JP6290191 A JP 6290191A JP H04299051 A JPH04299051 A JP H04299051A
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- stator winding
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Links
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Landscapes
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
- Testing Relating To Insulation (AREA)
- Tests Of Circuit Breakers, Generators, And Electric Motors (AREA)
- Emergency Alarm Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、固定子巻線の絶縁劣
化による異常を探知する監視装置を内蔵した回転電機に
関するものである。
化による異常を探知する監視装置を内蔵した回転電機に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、一般産業のプラントの規模は大型
化の一途をたどっており、これに伴って回転電機も大型
化すると共にその設置数も増大している。従ってこのよ
うな回転電機にあっては高い信頼性が特に要求されるの
で保守点検を確実に行い、絶縁破壊等の突発事故を未然
に防止する必要がある。従来、回転電機の絶縁劣化を判
断する方法として、例えば固定子についは、回転電機の
運転を停止した後、巻線に高電圧を印加して電気的諸特
性（絶縁抵抗、交流電流、誘電体損失角、部分放電など
）を測定し、各部位の絶縁物の劣化度を推測する電気的
方法が用いられており、また回転子については、回転電
機を分解して回転子を取り出し、目視や打音により絶縁
部位の機械的損傷状態、巻線固定力の劣化状態を判断す
る機械的な方法が用いられている。
化の一途をたどっており、これに伴って回転電機も大型
化すると共にその設置数も増大している。従ってこのよ
うな回転電機にあっては高い信頼性が特に要求されるの
で保守点検を確実に行い、絶縁破壊等の突発事故を未然
に防止する必要がある。従来、回転電機の絶縁劣化を判
断する方法として、例えば固定子についは、回転電機の
運転を停止した後、巻線に高電圧を印加して電気的諸特
性（絶縁抵抗、交流電流、誘電体損失角、部分放電など
）を測定し、各部位の絶縁物の劣化度を推測する電気的
方法が用いられており、また回転子については、回転電
機を分解して回転子を取り出し、目視や打音により絶縁
部位の機械的損傷状態、巻線固定力の劣化状態を判断す
る機械的な方法が用いられている。
【０００３】ところが、これらの方法により劣化判定を
行うには回転電機の運転の停止に止まらず線路接続の切
り離しを必要とし、さらに場合によっては、回転子の抜
き取りなどの作業も必要とする。このため、このような
一連の方法により劣化判定を行うには、多大な時間、労
力、費用が必要となり、頻繁な劣化判定試験の実施が困
難な欠点があった。また、このような方法を実施するに
は、準備に時間が掛ることもあるので、劣化が急速に進
行するような場合には、十分に対処できない欠点もあっ
た。そこで、従来、このような不都合を除去する目的で
、回転電機の線路側に結合コンデンサを恒久的に挿入し
、この結合コンデンサを介して部分放電に基づく高周波
電流を検出するとともに、固定子巻線の中性点または電
源線路より負荷電流を検出するようになっていて、これ
ら負荷電流と高周波電流の相関関係を監視する装置が提
案されている。
行うには回転電機の運転の停止に止まらず線路接続の切
り離しを必要とし、さらに場合によっては、回転子の抜
き取りなどの作業も必要とする。このため、このような
一連の方法により劣化判定を行うには、多大な時間、労
力、費用が必要となり、頻繁な劣化判定試験の実施が困
難な欠点があった。また、このような方法を実施するに
は、準備に時間が掛ることもあるので、劣化が急速に進
行するような場合には、十分に対処できない欠点もあっ
た。そこで、従来、このような不都合を除去する目的で
、回転電機の線路側に結合コンデンサを恒久的に挿入し
、この結合コンデンサを介して部分放電に基づく高周波
電流を検出するとともに、固定子巻線の中性点または電
源線路より負荷電流を検出するようになっていて、これ
ら負荷電流と高周波電流の相関関係を監視する装置が提
案されている。
【０００４】図５は例えば特開平１−１９１０７２号公
報に示された従来の回転電機の監視装置の構成図である
。図において１０１ は回転電機、例えば電動機で、こ
の電動機１０１ は固定子巻線１０２ としてＵ，Ｖ，
Ｗ相の各巻線を有している。この固定子巻線１０２ に
はＵ，Ｖ，Ｗ相からなる電源線路１０３ が接続されて
いる。このような電動機１０１ の固定子巻線１０２
の中性点にセンサ、例えば変流器１０４を接続して負荷
電流を取り出し、これをＡ／Ｄ変換器１０５ によりデ
ジタル信号に変換し記録計１０６ に記録する。一方、
固定子巻線１０２ に接続される電源線路１０３ の各
Ｕ，Ｖ，Ｗ相に高周波特性の優れた固体コンデンサから
なる結合コンデンサ１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ を
接続し、これら結合コンデンサ１０７ａ〜１０７ｃを介
して放電に基づく高周波電流を取り出し、検出器１０８
に与える。そして、この検出器１０８ からの出力を
切り替えスイッチ１０９ を介してフィルタ１１０に与
える。このフィルタ１１０ は、電源からの雑音、放送
波、電磁誘導などによる雑音を除去するものである。そ
して、フィルタ１１０を通した出力を、抵抗減衰器１１
１ を介して部分放電測定器１１２ に与える。ここで
、部分放電測定器１１２ の測定結果はオシロスコープ
１１３ により波形観察されるとともに、スペクトルア
ナライザ１１４ により信号解析される。また、部分放
電測定器１１２ からの出力を記録計１０６ に与え、
上述した負荷電流とともに記録する。
報に示された従来の回転電機の監視装置の構成図である
。図において１０１ は回転電機、例えば電動機で、こ
の電動機１０１ は固定子巻線１０２ としてＵ，Ｖ，
Ｗ相の各巻線を有している。この固定子巻線１０２ に
はＵ，Ｖ，Ｗ相からなる電源線路１０３ が接続されて
いる。このような電動機１０１ の固定子巻線１０２
の中性点にセンサ、例えば変流器１０４を接続して負荷
電流を取り出し、これをＡ／Ｄ変換器１０５ によりデ
ジタル信号に変換し記録計１０６ に記録する。一方、
固定子巻線１０２ に接続される電源線路１０３ の各
Ｕ，Ｖ，Ｗ相に高周波特性の優れた固体コンデンサから
なる結合コンデンサ１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ を
接続し、これら結合コンデンサ１０７ａ〜１０７ｃを介
して放電に基づく高周波電流を取り出し、検出器１０８
に与える。そして、この検出器１０８ からの出力を
切り替えスイッチ１０９ を介してフィルタ１１０に与
える。このフィルタ１１０ は、電源からの雑音、放送
波、電磁誘導などによる雑音を除去するものである。そ
して、フィルタ１１０を通した出力を、抵抗減衰器１１
１ を介して部分放電測定器１１２ に与える。ここで
、部分放電測定器１１２ の測定結果はオシロスコープ
１１３ により波形観察されるとともに、スペクトルア
ナライザ１１４ により信号解析される。また、部分放
電測定器１１２ からの出力を記録計１０６ に与え、
上述した負荷電流とともに記録する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の回転電機の監視
装置は以上のように構成されているので、高電圧電源線
路に結合コンデンサを恒久的に設けなければならず、回
転電機が高価になる問題点とともに、結合コンデンサの
信頼性が回転電機の信頼性を低下させる要因となり、発
電機などの高信頼性が求められる回転電機には適用が困
難であるなどの問題点があった。
装置は以上のように構成されているので、高電圧電源線
路に結合コンデンサを恒久的に設けなければならず、回
転電機が高価になる問題点とともに、結合コンデンサの
信頼性が回転電機の信頼性を低下させる要因となり、発
電機などの高信頼性が求められる回転電機には適用が困
難であるなどの問題点があった。
【０００６】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、信頼性の低下がなく、安価で高
感度の部分放電監視装置を内蔵した回転電機を得ること
を目的とする。
ためになされたもので、信頼性の低下がなく、安価で高
感度の部分放電監視装置を内蔵した回転電機を得ること
を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる回転電
機は、回転電機の固定子鉄心に納められた、絶縁を施さ
れた固定子巻線において、固定子鉄心外部に出ている部
分の内、固定子鉄心出口近傍の固定子巻線表面に金属電
極を設け、この固定子巻線表面の金属電極を検出回路を
介して固定子フレームに接地し、検出回路から検出リー
ド線を固定子外部に導いたものである。
機は、回転電機の固定子鉄心に納められた、絶縁を施さ
れた固定子巻線において、固定子鉄心外部に出ている部
分の内、固定子鉄心出口近傍の固定子巻線表面に金属電
極を設け、この固定子巻線表面の金属電極を検出回路を
介して固定子フレームに接地し、検出回路から検出リー
ド線を固定子外部に導いたものである。
【０００８】
【作 用】この発明においては、固定子巻線内部導体
〜固定子巻線絶縁層〜固定子巻線表面金属電極で形成さ
れるコンデンサが結合コンデンサの機能を有し、固定子
巻線を伝ぱんする部分放電に基づく高周波電流を固定子
巻線表面金属電極と固定子フレームの間に設けた検出回
路で検出し、固定子巻線の絶縁劣化を連続監視すること
ができる。
〜固定子巻線絶縁層〜固定子巻線表面金属電極で形成さ
れるコンデンサが結合コンデンサの機能を有し、固定子
巻線を伝ぱんする部分放電に基づく高周波電流を固定子
巻線表面金属電極と固定子フレームの間に設けた検出回
路で検出し、固定子巻線の絶縁劣化を連続監視すること
ができる。
【０００９】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。 実施例 １ 図１はこの発明の一実施例を示す構成図である。図１に
おいて、１は回転電機、例えばタービン発電機である。 このタービン発電機１は固定子フレーム３、固定子鉄心
４、固定子巻線５、位相リング支え部６ａ，６ｂなどか
らなる固定子２、および回転子７とから構成される。固
定子巻線５は、固定子鉄心４に設けられたスロット溝に
納められてコイル状に巻線され、Ｕ相８、Ｖ相９、Ｗ相
１０（８、９、１０図示せず。）を構成しており、各相
内のコイル状の巻線に際しては、位相リング１１ａ，１
１ｂで接続されている。また、Ｕ相８、Ｖ相９、Ｗ相１
０から高圧ブッシング１２ａを介して高圧母線（図示せ
ず。）に結線するために、位相リング１１ａと高圧ブッ
シング１２ａの間に固定子コイル口出し銅帯１３が設け
られている。
する。 実施例 １ 図１はこの発明の一実施例を示す構成図である。図１に
おいて、１は回転電機、例えばタービン発電機である。 このタービン発電機１は固定子フレーム３、固定子鉄心
４、固定子巻線５、位相リング支え部６ａ，６ｂなどか
らなる固定子２、および回転子７とから構成される。固
定子巻線５は、固定子鉄心４に設けられたスロット溝に
納められてコイル状に巻線され、Ｕ相８、Ｖ相９、Ｗ相
１０（８、９、１０図示せず。）を構成しており、各相
内のコイル状の巻線に際しては、位相リング１１ａ，１
１ｂで接続されている。また、Ｕ相８、Ｖ相９、Ｗ相１
０から高圧ブッシング１２ａを介して高圧母線（図示せ
ず。）に結線するために、位相リング１１ａと高圧ブッ
シング１２ａの間に固定子コイル口出し銅帯１３が設け
られている。
【００１０】図２はこの発明の要部を示す構成図である
。図２において、固定子巻線５は素線群からなる導体部
１４の外周に絶縁層１５を設けている。この絶縁層１５
の表面の内、固定子鉄心４に設けられたスロット溝内、
およびスロット端から外側に所定の距離までは低抵抗処
理が施されており、固定子鉄心４と同電位、すなわち接
地されている。このスロットの外側にある固定子巻線５
の接地表面には、金属電極１６が設けられており、金属
電極１６には、例えば抵抗器を用いた検出回路１７のリ
ード線１７ａ、および検出信号を取り出すための測定導
線１８が電気的に接続されている。検出回路１７のリー
ド線１７ｂは固定子フレーム３に電気的に接続されてい
る。固定子フレーム３は接地されており、リード線１７
ｂも接地状態となっている。測定導線１８は固定子フレ
ーム３と絶縁された状態で固定子２の外部に導かれ、測
定導線１９によりフィルタ２０に電気的に接続されてい
る。フィルタ２０からの信号は部分放電測定回路（図示
せず。）に伝送され、発電機固定子巻線の絶縁状態の解
析、および監視が行われる。 各相の固定子巻線５について、複数個、上述したような
部分放電監視手段を設けることによって、高精度に発電
機固定子巻線絶縁の監視を行うことができる。
。図２において、固定子巻線５は素線群からなる導体部
１４の外周に絶縁層１５を設けている。この絶縁層１５
の表面の内、固定子鉄心４に設けられたスロット溝内、
およびスロット端から外側に所定の距離までは低抵抗処
理が施されており、固定子鉄心４と同電位、すなわち接
地されている。このスロットの外側にある固定子巻線５
の接地表面には、金属電極１６が設けられており、金属
電極１６には、例えば抵抗器を用いた検出回路１７のリ
ード線１７ａ、および検出信号を取り出すための測定導
線１８が電気的に接続されている。検出回路１７のリー
ド線１７ｂは固定子フレーム３に電気的に接続されてい
る。固定子フレーム３は接地されており、リード線１７
ｂも接地状態となっている。測定導線１８は固定子フレ
ーム３と絶縁された状態で固定子２の外部に導かれ、測
定導線１９によりフィルタ２０に電気的に接続されてい
る。フィルタ２０からの信号は部分放電測定回路（図示
せず。）に伝送され、発電機固定子巻線の絶縁状態の解
析、および監視が行われる。 各相の固定子巻線５について、複数個、上述したような
部分放電監視手段を設けることによって、高精度に発電
機固定子巻線絶縁の監視を行うことができる。
【００１１】次に本実施例の動作について説明する。発
電機１の運転中には固定子巻線５に高電圧が誘起される
。運転中に固定子巻線５の絶縁が劣化すると、固定子巻
線５において部分放電が発生し、その部分放電による高
周波電流が固定子巻線５内を伝ぱんする。このとき、固
定子巻線５の導体部１４と金属電極１６は、絶縁層１５
を介して静電的に結合しており、結合コンデンサの機能
を有する。このときの静電容量は、固定子巻線５の導体
部１４と金属電極１６の対向する面積と、固定子巻線５
の絶縁層１５の厚さ及び比誘電率で決定される。従って
、金属電極１６の面積、または固定子巻線５の絶縁層１
５の厚さのうち、いずれかを変化させることによって部
分放電を検出、解析するために適当な静電容量を得る必
要がある。 金属電極１６に誘起された高周波電流は、検出回路１７
により検出され、検出導線１８及び１９を介してフィル
タ２０に伝送される。フィルタ２０では、商用周波成分
および雑音が除去され、部分放電に基づく高周波成分の
みが図示せずも、部分放電測定回路及びスペクトラムア
ナライザに伝送され、両検出信号が劣化判定回路に伝送
される。劣化判定回路では入力された両検出信号と予め
登録された絶縁劣化データと比較すると、その結果をイ
ンターフェースに送りコンピュータによる運転記録と共
に常時監視が行われる。また、劣化判定回路で異常と判
定した場合には警報器，異常表示装置に警報信号が伝送
される。
電機１の運転中には固定子巻線５に高電圧が誘起される
。運転中に固定子巻線５の絶縁が劣化すると、固定子巻
線５において部分放電が発生し、その部分放電による高
周波電流が固定子巻線５内を伝ぱんする。このとき、固
定子巻線５の導体部１４と金属電極１６は、絶縁層１５
を介して静電的に結合しており、結合コンデンサの機能
を有する。このときの静電容量は、固定子巻線５の導体
部１４と金属電極１６の対向する面積と、固定子巻線５
の絶縁層１５の厚さ及び比誘電率で決定される。従って
、金属電極１６の面積、または固定子巻線５の絶縁層１
５の厚さのうち、いずれかを変化させることによって部
分放電を検出、解析するために適当な静電容量を得る必
要がある。 金属電極１６に誘起された高周波電流は、検出回路１７
により検出され、検出導線１８及び１９を介してフィル
タ２０に伝送される。フィルタ２０では、商用周波成分
および雑音が除去され、部分放電に基づく高周波成分の
みが図示せずも、部分放電測定回路及びスペクトラムア
ナライザに伝送され、両検出信号が劣化判定回路に伝送
される。劣化判定回路では入力された両検出信号と予め
登録された絶縁劣化データと比較すると、その結果をイ
ンターフェースに送りコンピュータによる運転記録と共
に常時監視が行われる。また、劣化判定回路で異常と判
定した場合には警報器，異常表示装置に警報信号が伝送
される。
【００１２】実施例 ２
上述した実施例１では、金属電極１６の形状を、固定子
巻線５の断面全周に設ける平板電極としたが、渦電流損
および循環電流損の軽減を図るために、図３（ａ）及び
（ｂ）に夫々示すような部分平板電極１６Ａあるいは櫛
歯電極１６Ｂの形状にしても同様の効果を奏する。
巻線５の断面全周に設ける平板電極としたが、渦電流損
および循環電流損の軽減を図るために、図３（ａ）及び
（ｂ）に夫々示すような部分平板電極１６Ａあるいは櫛
歯電極１６Ｂの形状にしても同様の効果を奏する。
【００１３】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、固定
子巻線、固定子巻線を有する固定子と、上記固定子巻線
の接地表面に設けられ、運転中に上記固定子巻線を伝ぱ
んする上記固定子巻線で発生する部分放電に基づく高周
波電流を検出する検出手段と、この検出手段に接続され
、検出出力を連続的に監視する監視手段とを備えたので
、回転電機を安価に得ることができ、また精度の高い劣
化検出が得られるという効果を奏する。
子巻線、固定子巻線を有する固定子と、上記固定子巻線
の接地表面に設けられ、運転中に上記固定子巻線を伝ぱ
んする上記固定子巻線で発生する部分放電に基づく高周
波電流を検出する検出手段と、この検出手段に接続され
、検出出力を連続的に監視する監視手段とを備えたので
、回転電機を安価に得ることができ、また精度の高い劣
化検出が得られるという効果を奏する。
【図１】この発明の一実施例を示す断面図である。
【図２】この発明の要部を示す構成図である。
【図３】この発明の他の実施例を示す構成図である。
【図４】従来の回転電機の監視装置を示す構成図である
。
。
１ タービン発電機
２ 固定子
４ 固定子鉄心
５ 固定子巻線
１６ 金属電極
１７ 検出回路
２０ フィルタ
Claims (1)
- 【請求項１】 固定子鉄心、固定子巻線を有する固定
子と、上記固定子巻線の接地表面に設けられ、運転中に
上記固定子巻線を伝ぱんする上記固定子巻線で発生する
部分放電に基づく高周波電流を検出する検出手段と、こ
の検出手段に接続され、検出出力を連続的に監視する監
視手段とを備えたことを特徴とする回転電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3062901A JPH04299051A (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 回転電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3062901A JPH04299051A (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 回転電機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04299051A true JPH04299051A (ja) | 1992-10-22 |
Family
ID=13213621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3062901A Pending JPH04299051A (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 回転電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04299051A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1703293A1 (en) * | 2003-10-24 | 2006-09-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method and device for estimating remaining service life of coil |
| WO2006137471A1 (ja) * | 2005-06-23 | 2006-12-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | コイルの水漏れ検出方法およびこの検出方法に適用する水漏れ検出装置 |
-
1991
- 1991-03-27 JP JP3062901A patent/JPH04299051A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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