JPH06118120A - 絶縁監視装置 - Google Patents

絶縁監視装置

Info

Publication number
JPH06118120A
JPH06118120A JP29386692A JP29386692A JPH06118120A JP H06118120 A JPH06118120 A JP H06118120A JP 29386692 A JP29386692 A JP 29386692A JP 29386692 A JP29386692 A JP 29386692A JP H06118120 A JPH06118120 A JP H06118120A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulation
deterioration
breakdown voltage
operation part
residual
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP29386692A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshifusa Tsubone
嘉房 坪根
Yoshiaki Haga
義昭 芳賀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yaskawa Electric Corp filed Critical Yaskawa Electric Corp
Priority to JP29386692A priority Critical patent/JPH06118120A/ja
Publication of JPH06118120A publication Critical patent/JPH06118120A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Testing Relating To Insulation (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、電気機器絶縁を熱劣化度の検出と機
械複合劣化度の検出とを組み合わせて、電気機器絶縁の
劣化度および余寿命を求めることができる絶縁監視装置
を提供することを目的とする。 【構成】 実働機器の熱劣化による電気機器絶縁の物理
・化学的特性の変化を検出した検出信号と、予め求めて
おいた実働機器と同一の絶縁材の物理・化学的特性の変
化と熱劣化度との関係を記憶した関数発生部の信号とか
ら電気機器絶縁の熱劣化度を演算する熱劣化度演算部
と、複合要因劣化による電気機器絶縁の緩みの検出した
検出信号と予め求めておいた実働機器と同一の絶縁材の
緩みと残存絶縁破壊電圧との関係を記憶した複合要因劣
化の関数発生部の信号とから残存絶縁破壊電圧を演算す
る残存絶縁破壊電圧演算部と、前記熱劣化度演算部から
の出力と残存絶縁破壊電圧演算部からの出力から余寿命
を演算する余寿命演算部と、熱劣化演算部、残存絶縁破
壊電圧演算部および余寿命演算部での演算結果を表示す
る表示部とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、実働機器の運転を停止
することなく電気機器絶縁の劣化度および余寿命を求め
る絶縁監視装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電気機器の絶縁は、熱、機械力、電圧、
その他の要因により劣化し絶縁破壊にいたる。従来から
行われている直流試験法、交流電流試験法、誘電正接試
験法、部分放電試験法などによる絶縁診断法では、被測
定機器の定格電圧までの試験電圧しか印加できないた
め、得られる諸特性の変化は小さく、その試験結果は、
試験時の環境条件、特に湿度の影響を受けるため、絶縁
劣化との安定した対応が取れないたまま、経験的に劣化
状況を推測しているに過ぎなかった。これらの問題を解
決するために次の方法が提案されている。第1は、絶縁
層の表面に設置した電極で、絶縁破壊の前駆現象として
の部分放電パルスを、機器の運転を停止することなく連
続的に検出する方法や、接地線に流れる漏洩電流を連続
的に検出する方法(特開昭52−125701)などで
ある。第2は物理化学的特性から検出する新たなアプロ
ーチで、絶縁層内に埋設した光ファイバーで、熱劣化に
よる絶縁材料の色の変化を連続的に検出する方法(特開
昭60ー140142)、あるいは電気機器絶縁を電気
的または機械的に振動させ、その振動特性から絶縁層の
緩みを検出する方法(特開昭60−174040)があ
る。
【0003】
【発明が解決しょうとする課題】ところが第1の方法で
は、機器の運転電圧下での情報であり、その変化は小さ
く絶縁劣化との対応も十分ではない。第2の方法では、
熱劣化とは非常に良い対応があり、熱劣化が律速となる
電気機器絶縁では連続的に劣化度や余寿命を求めること
ができるが、熱、機械力などの複合要因による劣化との
安定した対応は得られにくい。又、振動特性からの絶縁
層の緩みを検出する方法は、残存絶縁破壊電圧との安定
した対応が得られるが、余寿命を求めることが困難であ
った。そこで本発明は、これらの問題を解決するためな
されたもので、物理化学的手法と振動解析手法とを組み
合わせて、電気機器絶縁の劣化度および余寿命を求める
ようにした絶縁監視装置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】実働機器の熱劣化による
電気機器絶縁の物理・化学的特性の変化を検出した検出
信号と予め求めておいた実働機器と同一の絶縁材の物理
・化学的特性の変化と熱劣化度との関係を記憶した記憶
装置の信号とから電気機器絶縁の熱劣化度を演算する熱
劣化度演算部と、複合要因劣化による電気機器絶縁の緩
み状態を検出した検出信号と、予め求めておいた実働機
器と同一の絶縁材の緩みと残存絶縁破壊電圧との関係を
記憶した複合要因劣化の記憶装置の信号とから残存絶縁
破壊電圧を演算する残存絶縁破壊電圧演算部と、前記熱
劣化度演算部からの出力と残存絶縁破壊電圧演算部から
の出力から余寿命を演算する余寿命演算部と、熱劣化演
算部、残存絶縁破壊電圧演算部および余寿命演算部の演
算結果を表示する表示部とを備えている。
【0005】
【作用】電気機器絶縁の熱による劣化を絶縁の物理・化
学的特性の変化で検出し、複合要因劣化を絶縁の緩みの
変化で検出して、電気機器絶縁の劣化度および余寿命を
求めるようにしている。
【0006】
【実施例】高電圧回転機固定子巻線の絶縁は、図1に示
すようにコイル導体1の周囲に耐熱フィルムまたはガラ
ス繊維などの薄葉材で裏打ちされたマイカ絶縁テープ2
を多数回巻回し、その外周に耐熱テープまたはガラステ
ープ3を巻回して巻き締め、それを固定子鉄心のスロッ
ト(図示せず)内に挿入し、前記絶縁テープと巻き締め
テープ間、あるいはスロット内壁と巻き締めテープ間に
エポキシ樹脂4を真空加圧含浸させている。5は固定子
鉄心、6は固定子鉄心に収納した固定子コイルのコイル
エンド、7は光検出プロープで、光ファイバ8とエポキ
シ樹脂4で構成し、エポキシ樹脂層内に埋設してある。
9は照明用光源、10は光ファイバに接続された光電変
換素子、11は光電変換素子の信号から絶縁材の色を求
める表色演算部、12は実働機器の絶縁材と同じ絶縁材
の熱劣化の劣化度と表色値との関係を予め求めて記憶し
た熱劣化の記憶装置、13は表色演算部11からの出力
と記憶装置12からの出力により絶縁材の熱劣化度を算
出する熱劣化度演算部である。14は絶縁層内の亀裂、
剥離、空隙による回転器絶縁の緩みを検出する振動セン
サー、15は振動センサー14からの出力を増幅する増
幅器、16は周波数分析器、17は実働機器の絶縁と同
じ絶縁の熱的および機械的要因による複合要因劣化にお
ける残存絶縁破壊電圧と固有振動数との関係を予め求め
て記憶した複合要因劣化の記憶装置、18は周波数分析
器16からの出力と複合要因劣化の記憶装置17からの
出力により残存絶縁破壊電圧を算出する残存絶縁破壊電
圧演算部、19は前記熱劣化度演算部13からの出力と
前記残存絶縁破壊電圧演算部18からの出力により余寿
命を求める余寿命演算部、20は実働機器の絶縁と同じ
絶縁の種々の大きさの機械ストレス下での複合要因劣化
における残存破壊電圧と熱劣化度の関係を記憶する記憶
装置、21は熱劣化度演算部13からの出力、残存絶縁
破壊電圧演算部18からの出力および余寿命演算部19
からの出力を警報・表示する表示部である。次に本実施
例の作用について説明する。絶縁材料の熱劣化は、電気
機器の運転中に生じる銅損、鉄損、誘電体損などの熱エ
ネルギーで、絶縁材料の分子レベルの構造(以下、化学
構造量と呼ぶ)に不可逆的な変化を生じ特性が低下する
現象である。一般に、絶縁材料の熱劣化による化学構造
量の変化は化学反応速度論に従い、化学構造量Xの変化
は次式(1)で表される。
【0007】
【数1】
【0008】ここで、tは劣化時間、Aは頻度因子、△
Eは活性化エネルギ、Rはガス定数、Tは劣化の絶対温
度、g(x)は反応機構を表す化学構造量Xの関数であ
る。絶縁材料の劣化が時間0からtまで進み、化学構造
量X0 からXt まで変化したとして式(1)を積分する
と、次式(2)が得られる。
【0009】
【数2】
【0010】この式(2)における右辺の積分は時間の
次元となることから、換算時間θと呼び
【0011】
【数3】
【0012】で表される。従って、式(2)は次式
(4)となる。
【0013】
【数4】
【0014】式(4)より、同一材料について、反応機
構を表す関数g(x)と頻度因子Aが一定の劣化領域で
は、温度、時間等の温度履歴によらず、換算時間θが等
しければ化学構造量Xの変化も等しくなり、次式(5)
が成立する。 θ=f(X) (5) さらに、絶縁材料の物理・化学的特性値Pが化学構造量
Xで一義的に定まるとすると次式(6) P=h(X) (6) となり、換算時間θと物理・化学的特性値Pとの間に次
式(7) θ=f{h-1(P)} (7) が成立し、物理・化学的特性値Pから熱劣化度を表す換
算時間θを求めることができる。図4はその模式図で、
縦軸の物理・化学的特性値には絶縁層内に埋設した光検
出プローブ7で検出し表色演算部11で計算した未劣化
試料との色の差(〔L* * * 〕表色系における色差
△E* ab)で、横軸は加熱温度、時間と式(3)から
求めた熱劣化の換算時間θで、色差と換算時間をプロッ
トするとA線に示すようになる。この色差と熱劣化度の
関係を記憶装置12に記憶する。つぎに、振動センサ1
4で検出した固有振動数の低下率に対する電気機器絶縁
の残存絶縁破壊電圧の低下率の関係を、縦軸に残存絶縁
破壊電圧をとり、横軸に固有振動数低下率をとると図5
のB線のようになる。この固有振動数低下率と残存絶縁
破壊電圧の低下率の関係を記憶装置17に記憶する。さ
らに、色差から求めた熱劣化の換算時間θと固有振動数
の低下率に対する電気機器絶縁材の残存絶縁破壊電圧の
低下率の関係を余寿命演算部19に入力すると、縦軸に
残存絶縁破壊電圧をとり横軸に熱劣化度とると図6に示
すようにC線は熱単独要因劣化を表し、D線とE線は熱
劣化と絶縁材に振動加振力が加わつたときの複合要因劣
化を表している。電気機器絶縁材に加わる振動が加振力
が大きくなるほど曲線は左側に移動する。Veは絶縁コ
イルの寿点である。これを余寿命記憶装置20に記憶し
ておく。いま、運転中の実働機器の絶縁材の色を光検出
プローブ7で検出した光を光ファイバ8を介して光電変
換素子10で変換して表色演算部11に出力する。表色
演算部11は初期値との差(〔L* * * 〕表色系に
おける色差△E* ab)を熱劣化度演算部13に出力す
る。この熱劣化度演算部は記憶装置12に記憶している
熱劣化度と色差との関係から熱劣化度θaを演算して余
寿命演算部19に出力する。振動センサ14で検出した
固有振動数を周波数分析器16で分析した信号を残存絶
縁破壊電圧演算部18に出力する。この残存絶縁破壊電
圧演算部は複合要因劣化の記憶装置17に記憶している
固有振動と残存絶縁破壊電圧の関係と周波数分析器から
の信号より残存絶縁破壊電圧Vaを演算して余寿命演算
部19に出力する。余寿命演算部は前記劣化度演算部1
2の出力θaと残存絶縁破壊電圧演算部Vaとを入力
し、記憶装置20に記憶している記憶信号とから絶縁の
現在の劣化状態を演算して図6のF点示すようになる。
F点を通り線D、Eに平行な線Gは本実働機器の複合要
因劣化状態を示す。また、点Fが線G、Eに沿って低下
し、電気機器の絶縁寿命時の残存絶縁破壊電圧Veまで
低下すると熱劣化の換算時間θeが実機での複合要因劣
化における寿命点であり、余寿命△θは次式(8)で表
される。 △θ=θe−θa (8) この演算を余寿命演算19で行う。さらに必要に応じ
て、熱劣化度演算部13からの出力、残存絶縁破壊電圧
演算部18の出力および余寿命演算部19からの出力で
表示部21に表示する。本発明の絶縁監視装置は、電気
機器絶縁以外に使用される材料の劣化診断にも適用でき
る。また、熱劣化度θを求める物理・化学的特性として
は前述の色などの光学的特性に加え、ガラス転移温度な
どの熱的特性、分光分析などの化学的分析法などが適用
でき、複合要因劣化特性を求める振動特性には前述の固
有振動数に加え、変位、減衰率、伝達関数なども適用で
きる。
【0015】
【発明の効果】本発明の絶縁監視装置によれば、電気機
器絶縁の残存絶縁破壊電圧や余寿命を、機器の運転を止
めること無く電気信号として連続的に取り出すことがで
きる。そのため、保全における修理や更新などの処置を
データベースに信頼度高く且つタイムリーに行うことが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す絶縁コイルの拡大断面図
【図2】本発明の絶縁監視装置のブロック図
【図3】検出プローブの説明図
【図4】色差と熱劣化度の特性曲線図
【図5】絶縁破壊電圧と固有振動数低下率の特性曲線図
【図6】絶縁破壊電圧と熱劣化度の特性曲線図
【図7】実働機器から検出した電気機器絶縁の絶縁破壊
電圧と熱劣化度の特性曲線図
【符号の説明】
1 導体 4 エポキシ樹脂 6 コイルエンド
7 光検出プローブ 8 光ファイバ 11 表色演算装置 12 記憶
装置 13 熱劣化演算部 14 振動センサ 16周波
数分析器 17 記憶装置 18 残存絶縁破壊電圧演算部
19余寿命演算部 20 記憶装置 21 表示部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 実働機器の電気機器絶縁の物理・化学的
    特性の変化を検出した検出信号と、予め求めておいた実
    働機器と同一の絶縁材の物理・化学的特性の変化と熱劣
    化度との関係を記憶した記憶装置の信号とから電気機器
    絶縁の熱劣化度を演算する熱劣化度演算部と、 実働機器の電気機器絶縁の緩み状態を検出した検出信号
    と、予め求めておいた実働機器と同一の絶縁材の緩みと
    残存絶縁破壊電圧との関係を記憶した複合要因劣化の記
    憶装置の信号とから残存絶縁破壊電圧を演算する残存絶
    縁破壊電圧演算部と、 前記熱劣化度演算部からの出力と残存絶縁破壊電圧演算
    部からの出力から余寿命を演算する余寿命演算部と、 熱劣化演算部、残存絶縁破壊電圧演算部および余寿命演
    算部での演算結果を表示する表示部とを備えたことを特
    徴とする絶縁監視装置。
JP29386692A 1992-10-06 1992-10-06 絶縁監視装置 Pending JPH06118120A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29386692A JPH06118120A (ja) 1992-10-06 1992-10-06 絶縁監視装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29386692A JPH06118120A (ja) 1992-10-06 1992-10-06 絶縁監視装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06118120A true JPH06118120A (ja) 1994-04-28

Family

ID=17800169

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP29386692A Pending JPH06118120A (ja) 1992-10-06 1992-10-06 絶縁監視装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06118120A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001048894A1 (de) * 1999-12-23 2001-07-05 Siemens Aktiengesellschaft Optische messeinrichtung in einem eingepressten leiterstab einer elektrischen maschine
DE102007013466A1 (de) * 2007-03-21 2008-10-02 Areva Energietechnik Gmbh Elektrischer Transformator

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001048894A1 (de) * 1999-12-23 2001-07-05 Siemens Aktiengesellschaft Optische messeinrichtung in einem eingepressten leiterstab einer elektrischen maschine
JP2003518905A (ja) * 1999-12-23 2003-06-10 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 電気機器のための光学測定装置
US6721470B2 (en) 1999-12-23 2004-04-13 Siemens Aktiengesellschaft Optical measurement device in a pressed-in conductor bar in an electrical machine
DE102007013466A1 (de) * 2007-03-21 2008-10-02 Areva Energietechnik Gmbh Elektrischer Transformator
DE102007013466B4 (de) * 2007-03-21 2009-02-26 Areva Energietechnik Gmbh Elektrischer Transformator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Thomson On-line MCSA to diagnose shorted turns in low voltage stator windings of 3-phase induction motors prior to failure
US7508119B2 (en) Multifunction sensor system for electrical machines
US7042229B2 (en) System and method for on line monitoring of insulation condition for DC machines
WO2014156386A1 (ja) 電動機の診断装置および開閉装置
US20190277805A1 (en) Method and device for determining and/or monitoring the breakdown voltage of a transformer oil
US20050218906A1 (en) System and method for monitoring of insulation condition
US6114863A (en) Method for determining the presence of water in materials
EP1895296B1 (en) Mass spectrometer and method of using the same
US20170219655A1 (en) Insulation diagnostic system or rotating machine
EP1430317B1 (en) Tap switch for frequency response and partial discharge measurement
JPH06118120A (ja) 絶縁監視装置
Rux et al. Assessing the condition of hydrogenerator stator winding insulation using the ramped high direct-voltage test method
JP2015072183A (ja) 巻線機器の巻線層間絶縁診断方法
JPH0619323B2 (ja) 絶縁物の劣化診断方法
JP2000206213A (ja) 回転電機の絶縁監視方法
JP2556055B2 (ja) 活線絶縁診断装置
JPH08136597A (ja) 油入変圧器の絶縁診断装置
US20200036321A1 (en) Motor controller and motor control method
KR101253687B1 (ko) 절연 열화 진단 장치
JPH0350977B2 (ja)
JPH02246753A (ja) 回転電機巻線の絶縁破壊耐電圧の残存率を求める方法、及び回転電機の余寿命推定方法
JPH07128394A (ja) 電気機器の絶縁劣化監視診断システム
JPS6327771A (ja) 余寿命計
KR100383177B1 (ko) 배전용 변압기의 절연유 열화 측정 탐촉자 및 이를 이용한열화 측정 시스템
JPH0535390B2 (ja)