JPH07191103A - 絶縁物中の欠陥の検出装置及び方法 - Google Patents
絶縁物中の欠陥の検出装置及び方法Info
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- JPH07191103A JPH07191103A JP8448892A JP8448892A JPH07191103A JP H07191103 A JPH07191103 A JP H07191103A JP 8448892 A JP8448892 A JP 8448892A JP 8448892 A JP8448892 A JP 8448892A JP H07191103 A JPH07191103 A JP H07191103A
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/34—Testing dynamo-electric machines
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Motor Or Generator Frames (AREA)
- Tests Of Circuit Breakers, Generators, And Electric Motors (AREA)
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 発電機シャフトと、シャフトを回転自在に支
持する軸受ペデスタル及び封止装置との間の絶縁接触面
の欠陥を正確且つ高信頼度で検出するシステムを提供す
る。 【構成】 シャフト１の静止中にシャフトの両端に電圧
を選択的に誘起させる環状変圧器３７を有する。この誘
起した電圧はシャフト１の回転時に生じる非対称電圧と
実質的に同一の特性を有する。選択的に誘起された電圧
が絶縁物を通り構造部品中に伝えられているかどうかを
検出するための電圧計３８を設ける。変圧器３７で用い
られる巻線の本数は好ましくは、シャフト中に誘起され
た交流電圧が、発電機３を駆動するタービン１３によっ
てシャフト１を回転させたときに非対称電圧により生じ
る交流電圧と同一の特性を有するよう選択される。
持する軸受ペデスタル及び封止装置との間の絶縁接触面
の欠陥を正確且つ高信頼度で検出するシステムを提供す
る。 【構成】 シャフト１の静止中にシャフトの両端に電圧
を選択的に誘起させる環状変圧器３７を有する。この誘
起した電圧はシャフト１の回転時に生じる非対称電圧と
実質的に同一の特性を有する。選択的に誘起された電圧
が絶縁物を通り構造部品中に伝えられているかどうかを
検出するための電圧計３８を設ける。変圧器３７で用い
られる巻線の本数は好ましくは、シャフト中に誘起され
た交流電圧が、発電機３を駆動するタービン１３によっ
てシャフト１を回転させたときに非対称電圧により生じ
る交流電圧と同一の特性を有するよう選択される。
Description
【発明の詳細な説明】本発明は、一般に、回転電機内の
絶縁接触面の有効性を検査する装置に関し、特に、発電
機のシャフトと軸受及び封止装置との間に位置した絶縁
物中の欠陥を検出する装置及び方法に関する。
絶縁接触面の有効性を検査する装置に関し、特に、発電
機のシャフトと軸受及び封止装置との間に位置した絶縁
物中の欠陥を検出する装置及び方法に関する。
【０００１】発電機においては、発電機及び励磁機の軸
受ペデスタル及び発電機用の封止装置は、発電機シャフ
ト中に誘起された望ましくない電圧により発電機用封止
装置及び軸受油膜を横切ってアークが生じることのない
よう絶縁されなければならない。かかる電圧は静電発電
及び固定子中の磁界のむらによって生じる非対称電流に
よって生じる。２種の電流のうち、非対称電流について
は潜在的に破壊性が強い。というのは、かかる電流と関
連したアンペア数は発電機用封止装置及び軸受を破壊す
るにたるほど大きく、これは時間の問題だからである。
通常の作動環境のもとでは、ＡＳＧＳ（能動式シャフト
接地システム）はシャフトの回転時にシャフトと電気的
な接触状態を保つ３つの導電性ブラシによってかかるア
ークの発生を防止するのに役立っている。これらブラシ
は約４０〜８０ｍｍアンペアの電流が軸受ペデスタル及
びシャフト封止装置の絶縁物を通って流れ始めることを
検出すると、発電機のシャフトを接地し、それと同時に
発電機オペレータに絶縁破損が生じたことを知らせる警
報器を鳴らす。次に、発電機ユニットの運転を中止して
分解し、修理する。
受ペデスタル及び発電機用の封止装置は、発電機シャフ
ト中に誘起された望ましくない電圧により発電機用封止
装置及び軸受油膜を横切ってアークが生じることのない
よう絶縁されなければならない。かかる電圧は静電発電
及び固定子中の磁界のむらによって生じる非対称電流に
よって生じる。２種の電流のうち、非対称電流について
は潜在的に破壊性が強い。というのは、かかる電流と関
連したアンペア数は発電機用封止装置及び軸受を破壊す
るにたるほど大きく、これは時間の問題だからである。
通常の作動環境のもとでは、ＡＳＧＳ（能動式シャフト
接地システム）はシャフトの回転時にシャフトと電気的
な接触状態を保つ３つの導電性ブラシによってかかるア
ークの発生を防止するのに役立っている。これらブラシ
は約４０〜８０ｍｍアンペアの電流が軸受ペデスタル及
びシャフト封止装置の絶縁物を通って流れ始めることを
検出すると、発電機のシャフトを接地し、それと同時に
発電機オペレータに絶縁破損が生じたことを知らせる警
報器を鳴らす。次に、発電機ユニットの運転を中止して
分解し、修理する。
【０００２】残念なことに、ＡＳＧＳは発電機が作動中
の場合にしか、絶縁物の破損を検出できない。さらに、
ＡＳＧＳは発電機の保守員にかかる絶縁破損の発生を知
らせるに過ぎず、破損がどこに生じたかの正確な位置を
教えるものではない。それゆえ、発電機は絶縁物の修理
のため運転停止状態にしても、修理が絶縁物を元に戻し
て発電機を実際に再び作動状態にするまでは完全に有効
であるかどうかを知る確実な方法はない。修理の成功の
見込みを高くするために、絶縁破損の疑いのある領域の
すべてに亘って二重の絶縁層を設けることが提案されて
いる。しかしながら、かかる解決策は、第２の完全な絶
縁層を設けるための努力を要するというだけでなく、油
漏れの恐れを増大させるような軸受への追加の絶縁油ラ
インの連結の取り付けをしなければならないので費用が
かかる。
の場合にしか、絶縁物の破損を検出できない。さらに、
ＡＳＧＳは発電機の保守員にかかる絶縁破損の発生を知
らせるに過ぎず、破損がどこに生じたかの正確な位置を
教えるものではない。それゆえ、発電機は絶縁物の修理
のため運転停止状態にしても、修理が絶縁物を元に戻し
て発電機を実際に再び作動状態にするまでは完全に有効
であるかどうかを知る確実な方法はない。修理の成功の
見込みを高くするために、絶縁破損の疑いのある領域の
すべてに亘って二重の絶縁層を設けることが提案されて
いる。しかしながら、かかる解決策は、第２の完全な絶
縁層を設けるための努力を要するというだけでなく、油
漏れの恐れを増大させるような軸受への追加の絶縁油ラ
インの連結の取り付けをしなければならないので費用が
かかる。
【０００３】明らかに、発電機シャフトとこれを回転自
在に支持する軸受ペデスタル及び封止装置の間の絶縁接
触面の破損を正確且つ高信頼度に検出し、二重の絶縁層
を設ける必要のないシステムに対する要望がある。理想
的には、かかるシステムはかかる絶縁物をすべて交換す
る必要性をなくするためにかかる破損の正確な位置を突
き止めることができるべきである。
在に支持する軸受ペデスタル及び封止装置の間の絶縁接
触面の破損を正確且つ高信頼度に検出し、二重の絶縁層
を設ける必要のないシステムに対する要望がある。理想
的には、かかるシステムはかかる絶縁物をすべて交換す
る必要性をなくするためにかかる破損の正確な位置を突
き止めることができるべきである。
【０００４】本発明は、一般的にいって、回転電気のシ
ャフト中に誘起された電位が封止装置及びシャフトを回
転自在に支持する構成部品を通る破壊的な電流の流れを
生じさせないようにする機能を持つ絶縁物の欠陥の検出
システム及び方法に関する。本発明は特に、発電機のシ
ャフトと、これを回転自在に支持する軸受ペデスタル及
び封止装置との間に存在する絶縁境界面の欠陥を検出す
るのに有用である。本発明の装置は、発電機の軸受及び
封止装置とこれらを支持する構造部品との間に設けられ
ていて、軸受及び封止装置を接地電位から絶縁し、それ
によって発電機のシャフト中に存在する非対称電圧が原
因となって軸受及び封止装置と構造部品との間に破壊的
な電流が流れることのないように設計された絶縁物中の
欠陥を検出する装置において、シャフトの静止中にシャ
フトの両端に電圧を選択的に誘起させる変圧器手段を有
し、該電圧はシャフトの回転時に生じる非対称電圧と実
質的に同一の特性を有し、選択的に誘起された電圧が絶
縁物を通り構造部品中に伝えられているかどうかを検出
するための電圧検出手段が設けられていることを特徴と
する検出装置にある。
ャフト中に誘起された電位が封止装置及びシャフトを回
転自在に支持する構成部品を通る破壊的な電流の流れを
生じさせないようにする機能を持つ絶縁物の欠陥の検出
システム及び方法に関する。本発明は特に、発電機のシ
ャフトと、これを回転自在に支持する軸受ペデスタル及
び封止装置との間に存在する絶縁境界面の欠陥を検出す
るのに有用である。本発明の装置は、発電機の軸受及び
封止装置とこれらを支持する構造部品との間に設けられ
ていて、軸受及び封止装置を接地電位から絶縁し、それ
によって発電機のシャフト中に存在する非対称電圧が原
因となって軸受及び封止装置と構造部品との間に破壊的
な電流が流れることのないように設計された絶縁物中の
欠陥を検出する装置において、シャフトの静止中にシャ
フトの両端に電圧を選択的に誘起させる変圧器手段を有
し、該電圧はシャフトの回転時に生じる非対称電圧と実
質的に同一の特性を有し、選択的に誘起された電圧が絶
縁物を通り構造部品中に伝えられているかどうかを検出
するための電圧検出手段が設けられていることを特徴と
する検出装置にある。
【０００５】変圧器のコアは、交流電圧を発電機シャフ
ト中に人為的に誘起させるために、発電機シャフトの一
部を受け入れるための開口部を有する。好ましい実施例
では、変圧器のコアは環状であり、少なくとも２つの取
外し自在に連結できる部分品で構成される。その目的
は、コアをシャフトの選択された部分の周りに取り付け
ることができるようにすることにある。さらに、変圧器
は、環状コアの回りに施された約５００〜１０００本の
巻線を含み、コアは１２０ボルトの交流電圧を巻線に印
加すると、約０．００６〜０．１２ボルトの交流電圧を
誘起するようになる。巻線の保護のため、コアは巻線を
収容する１または２以上の凹部を有するのがよい。その
うえ、渦電流の発生によって生じる変圧器コア内の誘導
損失を最少限に抑えるために、コアを強磁性金属から成
る複数の絶縁積層品で形成する。
ト中に人為的に誘起させるために、発電機シャフトの一
部を受け入れるための開口部を有する。好ましい実施例
では、変圧器のコアは環状であり、少なくとも２つの取
外し自在に連結できる部分品で構成される。その目的
は、コアをシャフトの選択された部分の周りに取り付け
ることができるようにすることにある。さらに、変圧器
は、環状コアの回りに施された約５００〜１０００本の
巻線を含み、コアは１２０ボルトの交流電圧を巻線に印
加すると、約０．００６〜０．１２ボルトの交流電圧を
誘起するようになる。巻線の保護のため、コアは巻線を
収容する１または２以上の凹部を有するのがよい。その
うえ、渦電流の発生によって生じる変圧器コア内の誘導
損失を最少限に抑えるために、コアを強磁性金属から成
る複数の絶縁積層品で形成する。
【０００６】本発明の方法では、上述の変圧器を発電機
と低圧タービンとの間に位置させたシャフト接地用ブラ
シの発電機側に隣接して発電機シャフトの一部の周りに
取り付ける。次に、１２０ボルトの交流電圧を変圧器の
巻線に印加する。その目的は、交流電圧をシャフト中に
誘起させるためである。システムの電圧計を次に一方の
側を接地電位に（これは発電機のフレームまたは接地用
ブラシの何れかの形態であるのがよい）、検査されるべ
き絶縁境界接触面の近傍にある発電機の領域に接続す
る。シャフトは単一ループだけで構成されている上記変
圧器の二次側のように働くので、シャフト中に誘起され
た交流電圧の大きさは、変圧器に印加される電圧を変圧
器内に存在している巻線の本数で割ることによって容易
に得ることができる。電圧計の読みが正であれば、これ
は、検査中の特定の絶縁物の接触面に破損が生じていな
いことを示す。絶縁接触面の一部について検査を終えた
後、シャフトの別な部分を同様に検査すれば絶縁物の破
損の正確な位置がわかる。
と低圧タービンとの間に位置させたシャフト接地用ブラ
シの発電機側に隣接して発電機シャフトの一部の周りに
取り付ける。次に、１２０ボルトの交流電圧を変圧器の
巻線に印加する。その目的は、交流電圧をシャフト中に
誘起させるためである。システムの電圧計を次に一方の
側を接地電位に（これは発電機のフレームまたは接地用
ブラシの何れかの形態であるのがよい）、検査されるべ
き絶縁境界接触面の近傍にある発電機の領域に接続す
る。シャフトは単一ループだけで構成されている上記変
圧器の二次側のように働くので、シャフト中に誘起され
た交流電圧の大きさは、変圧器に印加される電圧を変圧
器内に存在している巻線の本数で割ることによって容易
に得ることができる。電圧計の読みが正であれば、これ
は、検査中の特定の絶縁物の接触面に破損が生じていな
いことを示す。絶縁接触面の一部について検査を終えた
後、シャフトの別な部分を同様に検査すれば絶縁物の破
損の正確な位置がわかる。
【０００７】変形例として、接地用ブラシを通る電流を
監視してもよい。絶縁物はもし接地用ブラシに電流が観
察されれば破損していると判定される。
監視してもよい。絶縁物はもし接地用ブラシに電流が観
察されれば破損していると判定される。
【０００８】本発明のシステム及び方法は軸受ペデスタ
ル及び封止装置に設けられた絶縁物を完全に破壊検査法
によって迅速且つ容易に検査できる。というのは、軸受
が短絡しても、軸受及び封止装置がシャフトにしっかり
と接触しているので、変圧器によりシャフト上に誘起さ
れた非対称電圧による軸受の損傷が生じることはないか
らである。
ル及び封止装置に設けられた絶縁物を完全に破壊検査法
によって迅速且つ容易に検査できる。というのは、軸受
が短絡しても、軸受及び封止装置がシャフトにしっかり
と接触しているので、変圧器によりシャフト上に誘起さ
れた非対称電圧による軸受の損傷が生じることはないか
らである。
【０００９】
【実施例】今、図１及び図２を参照すると、本発明のシ
ステムは、発電機３のシャフト１の内部の誘導電圧が発
電機３内でシャフト１を回転自在に支持する軸受及びシ
ャフト封止装置を通って流れる電流を発生させているか
どうかを判定するのに特に有用である。シャフト１はハ
ウジング７（これは想像線で示してある）内で回転する
回転子５を含み、ハウジング７は更に固定子を収容して
いる。一対の互いに反対側に設けられているシャフト封
止装置１１ａ，１１ｂがハウジング７内でシャフト１を
回転自在に支持している。シャフト１の一端は最終的に
は動力プラント又は発電所のタービン１３に連結され、
シャフト１の他端は、回転子５の磁界を発生させるため
に電流を供給する励磁機１５の回転子に連結されてい
る。
ステムは、発電機３のシャフト１の内部の誘導電圧が発
電機３内でシャフト１を回転自在に支持する軸受及びシ
ャフト封止装置を通って流れる電流を発生させているか
どうかを判定するのに特に有用である。シャフト１はハ
ウジング７（これは想像線で示してある）内で回転する
回転子５を含み、ハウジング７は更に固定子を収容して
いる。一対の互いに反対側に設けられているシャフト封
止装置１１ａ，１１ｂがハウジング７内でシャフト１を
回転自在に支持している。シャフト１の一端は最終的に
は動力プラント又は発電所のタービン１３に連結され、
シャフト１の他端は、回転子５の磁界を発生させるため
に電流を供給する励磁機１５の回転子に連結されてい
る。
【００１０】ハウジング７の外部では、シャフト１は複
数の軸受ペデスタル１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ，
１７ｅによって回転自在に支持されている。シャフトの
回転時に生じる上述の非対称電圧のために、シャフト１
を発電機のフレームから電気的に絶縁することが必要で
ある。絶縁をしなかった場合、シャフト封止装置１１
ａ，１１ｂと軸受ペデスタル１７ａ〜１７ｅの上部に位
置している軸受２３の双方の運動状態にある構成部品の
相互間にアークが発生する場合がある。非対称電流に関
連したアンペア数は比較的大きいので（非常に小さなア
ンペア数の静電的電流と比較して）、かかるアーク発生
により伝わる電流の流れにより、シャフト封止装置１１
ａ，１１ｂと軸受２３の両方が激しく損傷することにな
るが、これは時間の問題である。その結果、絶縁物２５
の境界面が、軸受ペデスタル１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，
１７ｄの軸受２３の各々と、これを支える支持構造体２
７との間に位置する。同様に、絶縁物３０の層が、上述
のシャフト封止装置１１ａ，１１ｂのそれぞれのリング
３３からランナー３１を絶縁している。これら絶縁物２
５，３０がそれぞれ破壊され、或いは、絶縁物が、８０
ｍＡ以上の電流の流れがシャフト１と発電機のハウジン
グ７又は軸受ペデスタル１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７
ｄのうちの一つとの間に発生するような状態になってし
まった場合、上述のＡＳＧＳは発電機運転者に絶縁物の
破損が生じたことを知らせる。しかしながら、ＡＳＧＳ
はシャフト１が回転していないときには動作状態になら
ない。したがって、本発明の主要な目的のうちの一つ
は、修理後又は交換後の絶縁物２５，３０がシャフト封
止装置１１ａ，１１ｂ及び軸受２３を、発電機１の運転
再開時に誘起される非対称電圧に関連した電流から効果
的に絶縁することが発電機の運転者によって確かめられ
るようにすることにある。
数の軸受ペデスタル１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ，
１７ｅによって回転自在に支持されている。シャフトの
回転時に生じる上述の非対称電圧のために、シャフト１
を発電機のフレームから電気的に絶縁することが必要で
ある。絶縁をしなかった場合、シャフト封止装置１１
ａ，１１ｂと軸受ペデスタル１７ａ〜１７ｅの上部に位
置している軸受２３の双方の運動状態にある構成部品の
相互間にアークが発生する場合がある。非対称電流に関
連したアンペア数は比較的大きいので（非常に小さなア
ンペア数の静電的電流と比較して）、かかるアーク発生
により伝わる電流の流れにより、シャフト封止装置１１
ａ，１１ｂと軸受２３の両方が激しく損傷することにな
るが、これは時間の問題である。その結果、絶縁物２５
の境界面が、軸受ペデスタル１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，
１７ｄの軸受２３の各々と、これを支える支持構造体２
７との間に位置する。同様に、絶縁物３０の層が、上述
のシャフト封止装置１１ａ，１１ｂのそれぞれのリング
３３からランナー３１を絶縁している。これら絶縁物２
５，３０がそれぞれ破壊され、或いは、絶縁物が、８０
ｍＡ以上の電流の流れがシャフト１と発電機のハウジン
グ７又は軸受ペデスタル１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７
ｄのうちの一つとの間に発生するような状態になってし
まった場合、上述のＡＳＧＳは発電機運転者に絶縁物の
破損が生じたことを知らせる。しかしながら、ＡＳＧＳ
はシャフト１が回転していないときには動作状態になら
ない。したがって、本発明の主要な目的のうちの一つ
は、修理後又は交換後の絶縁物２５，３０がシャフト封
止装置１１ａ，１１ｂ及び軸受２３を、発電機１の運転
再開時に誘起される非対称電圧に関連した電流から効果
的に絶縁することが発電機の運転者によって確かめられ
るようにすることにある。
【００１１】本発明のシステムは、全体が図２に示され
ており、環状の変圧器３７と、電圧検出器又は電圧計３
８と、接地電位（これは、シャフト接地用ブラシ３９で
あるのが良い）とを有する。かるブラシは当該技術分野
では周知であり、ブラシ３９は、通常は上述のＡＳＧＳ
内に組み込まれている接地用ブラシか、本発明の目的の
ためにシャフト１に特別に取り付けられるブラシである
かの何れかであるのが良い。全ての場合において、接地
用ブラシ３９を発電機３とタービン１３との間の位置に
取り付けてタービン軸受ペデスタル１７ｅ内に絶縁を施
す必要を無くする。電圧計３８は１０〜１０００ｍＶ
（交流電流）のオーダーの電圧を測定できる多くの市販
の電圧計のうちの任意の一つであるのが良い。好ましく
は、電圧計３８の一端を接地用ブラシ３９に接続する。
その目的は、電圧計３８のこちら側を接地電位にし、電
圧計の他方の側を、シャフト封止装置１１ａ，１１ｂの
一部又は絶縁物２５又は３０により接地電位から絶縁さ
れていると考えられる軸受ペデスタル１７ａ，１７ｂ，
１７ｃ，１７ｄに関連した軸受２３に取外し自在に接続
する。図２は、シャフト封止装置１１ａの絶縁の具合を
検査するための電圧計の使用可能な方法を示している。
ており、環状の変圧器３７と、電圧検出器又は電圧計３
８と、接地電位（これは、シャフト接地用ブラシ３９で
あるのが良い）とを有する。かるブラシは当該技術分野
では周知であり、ブラシ３９は、通常は上述のＡＳＧＳ
内に組み込まれている接地用ブラシか、本発明の目的の
ためにシャフト１に特別に取り付けられるブラシである
かの何れかであるのが良い。全ての場合において、接地
用ブラシ３９を発電機３とタービン１３との間の位置に
取り付けてタービン軸受ペデスタル１７ｅ内に絶縁を施
す必要を無くする。電圧計３８は１０〜１０００ｍＶ
（交流電流）のオーダーの電圧を測定できる多くの市販
の電圧計のうちの任意の一つであるのが良い。好ましく
は、電圧計３８の一端を接地用ブラシ３９に接続する。
その目的は、電圧計３８のこちら側を接地電位にし、電
圧計の他方の側を、シャフト封止装置１１ａ，１１ｂの
一部又は絶縁物２５又は３０により接地電位から絶縁さ
れていると考えられる軸受ペデスタル１７ａ，１７ｂ，
１７ｃ，１７ｄに関連した軸受２３に取外し自在に接続
する。図２は、シャフト封止装置１１ａの絶縁の具合を
検査するための電圧計の使用可能な方法を示している。
【００１２】次に、図３及び図４を参照して説明する
と、変圧器３７は環状のコア組立体４２から成り、この
コア組立体４２は、例えば腕輪を手首にスナップ嵌めす
るのと殆ど同じやり方でシャフト１の一部の周りで結合
できる２つの互いにヒンジ留めされたコア半部４３で構
成されている。複数本の巻線４４がコア半部４３ａの中
間部分の周りに施されている。これら巻線４４は、入力
及び出力がケーブル４８の二重ストランドにより標準型
の１２０Ｖプラグ４６に接続されているコイルを形成す
る。好ましくは、巻線４４はコア半部４３ａに設けられ
ている凹部５０ａ，５０ｂの周りに施される。好ましく
は、巻線４４を約７２０本使用する。巻線の使用可能本
数は５００〜１０００本であるが、７２０本の巻線が使
用される場合、環状変圧器がシャフト１上に誘起させる
交流電圧は約０．１７０Ｖ（交流）になることに鑑み
て、交流電圧７２０本の巻線が好ましい。かかる凹部５
０ａ，５０ｂを設けると、これら巻線が環状コア組立体
４２とシャフト１の外面との間で締め付けられたり撚れ
たりしないので、巻線４４の内部が保護される。
と、変圧器３７は環状のコア組立体４２から成り、この
コア組立体４２は、例えば腕輪を手首にスナップ嵌めす
るのと殆ど同じやり方でシャフト１の一部の周りで結合
できる２つの互いにヒンジ留めされたコア半部４３で構
成されている。複数本の巻線４４がコア半部４３ａの中
間部分の周りに施されている。これら巻線４４は、入力
及び出力がケーブル４８の二重ストランドにより標準型
の１２０Ｖプラグ４６に接続されているコイルを形成す
る。好ましくは、巻線４４はコア半部４３ａに設けられ
ている凹部５０ａ，５０ｂの周りに施される。好ましく
は、巻線４４を約７２０本使用する。巻線の使用可能本
数は５００〜１０００本であるが、７２０本の巻線が使
用される場合、環状変圧器がシャフト１上に誘起させる
交流電圧は約０．１７０Ｖ（交流）になることに鑑み
て、交流電圧７２０本の巻線が好ましい。かかる凹部５
０ａ，５０ｂを設けると、これら巻線が環状コア組立体
４２とシャフト１の外面との間で締め付けられたり撚れ
たりしないので、巻線４４の内部が保護される。
【００１３】次に図３及び図５を参照すると、２つのコ
ア半部４３ａ，４３ｂの上端がヒンジ５４によって互い
に枢着され、このヒンジの作用によりコア半部４３ａは
約１８０°枢動できるようになる。２つのコア半部４３
ａ，４３ｂの下端では、ラッチ組立体５６が２つのコア
半部４３ａ，４３ｂの下端を互いに連結したり外したり
するために設けられている。今、特に図４を参照する
と、ラッチ組立体５６はコア半部４３ａ，４３ｂの下端
にそれぞれ取り付けられた一対の対向したラッチ板５８
ａ，５８ｂで構成されている。これらラッチ板５８ａ，
５８ｂは相互に位置合せ可能な組合せ式の管６０，６２
ａ，６２ｂで終わっており、これら管を図示のように整
列させてラッチボルト６４を整列状態の管に差し通す。
ナット６６を用いるとラッチ組立体５６を相互に固定で
きる。
ア半部４３ａ，４３ｂの上端がヒンジ５４によって互い
に枢着され、このヒンジの作用によりコア半部４３ａは
約１８０°枢動できるようになる。２つのコア半部４３
ａ，４３ｂの下端では、ラッチ組立体５６が２つのコア
半部４３ａ，４３ｂの下端を互いに連結したり外したり
するために設けられている。今、特に図４を参照する
と、ラッチ組立体５６はコア半部４３ａ，４３ｂの下端
にそれぞれ取り付けられた一対の対向したラッチ板５８
ａ，５８ｂで構成されている。これらラッチ板５８ａ，
５８ｂは相互に位置合せ可能な組合せ式の管６０，６２
ａ，６２ｂで終わっており、これら管を図示のように整
列させてラッチボルト６４を整列状態の管に差し通す。
ナット６６を用いるとラッチ組立体５６を相互に固定で
きる。
【００１４】次に図６を参照すると、渦電流損が環状コ
ア組立体４２内で生じないようにするため、環状コア組
立体４２の２つの半部４３ａ，４３ｂは各々、磁性金
属、例えば軟鉄でできた数百本の絶縁積層材６８から成
る。好ましくは、絶縁材料（蝋、プラスチック、雲母等
が挙げられる）の薄い層７０を積層材６８の間に設け
る。その目的は渦電流を伝導させないようにすることに
ある。その上、コアの周りにおける磁界の伝導を妨げる
空隙がコア半部４３ａ，４３ｂの端部の間に生じること
がないようにするため、２つのコア半部４３ａ，４３ｂ
の端部の各々は、凹部７２に嵌まり込む相補形状の関係
にある２以上のフィンガ７１を備えるのが良い。当然の
ことながら、外側絶縁層７３がコア半部４３ａ，４３ｂ
の各々の外部を包囲している。その目的は、環状コア７
２をシャフト１から絶縁すると共に２つのコア半部４３
ａ，４３ｂを形成する積層材６８の積重ね体を構造的に
補剛することにある。
ア組立体４２内で生じないようにするため、環状コア組
立体４２の２つの半部４３ａ，４３ｂは各々、磁性金
属、例えば軟鉄でできた数百本の絶縁積層材６８から成
る。好ましくは、絶縁材料（蝋、プラスチック、雲母等
が挙げられる）の薄い層７０を積層材６８の間に設け
る。その目的は渦電流を伝導させないようにすることに
ある。その上、コアの周りにおける磁界の伝導を妨げる
空隙がコア半部４３ａ，４３ｂの端部の間に生じること
がないようにするため、２つのコア半部４３ａ，４３ｂ
の端部の各々は、凹部７２に嵌まり込む相補形状の関係
にある２以上のフィンガ７１を備えるのが良い。当然の
ことながら、外側絶縁層７３がコア半部４３ａ，４３ｂ
の各々の外部を包囲している。その目的は、環状コア７
２をシャフト１から絶縁すると共に２つのコア半部４３
ａ，４３ｂを形成する積層材６８の積重ね体を構造的に
補剛することにある。
【００１５】本発明の装置の使用法における最初の段階
では、ラッチボルト６４をラッチ組立体５６から取り外
し、２つのコア半部４３ａ，４３ｂを互いに対して回し
て開き、図３に示す位置で発電機３のシャフト１に嵌め
る。次に、ボルト６４とナット６６を用いてラッチ組立
体５６を閉じる。次いで、電圧計３８の一方の側を上述
の接地用ブラシ３９に電気的に接続する。この時点にお
いて、シャフト封止装置１１ａ，１１ｂと軸受２３の双
方の中に存在している絶縁材料の検査はいつでも開始で
きるようになっている。環状変圧器３７のプラグ４６を
標準型の１２０Ｖ交流電源に差し込んで、環状コア組立
体４２と発電機シャフト１を構成する金属が協働して、
一次側が巻き数７２０で二次側が巻き数１の変圧器のよ
うに作用するようにする。したがって、０．１７０Ｖの
交流電圧がシャフト１の長さ方向軸線に沿って誘起され
る。システムオペレータは、シャフト封止装置１１ａ，
１１ｂ及び軸受ペデスタル１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１
７ｄの絶縁材料２５，３０の検査の実施にとりかかる
が、そうするために、上述の絶縁材料によってシャフト
１から絶縁されていると推定される上記構成要素の領域
に電圧計３８の左側を取外し自在に接続する。シャフト
１は静止状態にあるので、絶縁材料２５，３０の何れか
に、環状変圧器３７によってシャフト１に誘起された低
電圧を伝えるという欠陥が生じても、アークが生じるこ
とは無い。本発明の装置はシステムオペレータに絶縁材
料２５，３０中のリークの存在を知らせるだけでなく、
特定のどの絶縁接触面に欠陥があるかを知らせることが
できるという点で有利である。これは、システムオペレ
ータに欠陥のある絶縁接触面の存在と位置を知らせるこ
としかできなかった従来技術に関連のＡＳＧＳと比べ著
しい利点である。さらに、大抵の場合、軸受又は封止装
置の再組立作業中に短絡が生じるので、好ましくは、再
組立作業中にシャフトの接地用ブラシを導通するボルト
（又は電流）の測定値を常時監視する。短絡が生じる
と、この電圧は降下することになる（又は、電流が流れ
ることになる）。かくして、試験目的のためには環状コ
ア組立体を図２に示す位置に配置するのが好ましいが、
環状コア組立体を励磁機１５の近傍に配置して徐々にシ
ャフト１に沿って移動させれば、絶縁状態の軸受ペデス
タル１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄのそれぞれの短絡
の有無を検出できるという有利な面がある。
では、ラッチボルト６４をラッチ組立体５６から取り外
し、２つのコア半部４３ａ，４３ｂを互いに対して回し
て開き、図３に示す位置で発電機３のシャフト１に嵌め
る。次に、ボルト６４とナット６６を用いてラッチ組立
体５６を閉じる。次いで、電圧計３８の一方の側を上述
の接地用ブラシ３９に電気的に接続する。この時点にお
いて、シャフト封止装置１１ａ，１１ｂと軸受２３の双
方の中に存在している絶縁材料の検査はいつでも開始で
きるようになっている。環状変圧器３７のプラグ４６を
標準型の１２０Ｖ交流電源に差し込んで、環状コア組立
体４２と発電機シャフト１を構成する金属が協働して、
一次側が巻き数７２０で二次側が巻き数１の変圧器のよ
うに作用するようにする。したがって、０．１７０Ｖの
交流電圧がシャフト１の長さ方向軸線に沿って誘起され
る。システムオペレータは、シャフト封止装置１１ａ，
１１ｂ及び軸受ペデスタル１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１
７ｄの絶縁材料２５，３０の検査の実施にとりかかる
が、そうするために、上述の絶縁材料によってシャフト
１から絶縁されていると推定される上記構成要素の領域
に電圧計３８の左側を取外し自在に接続する。シャフト
１は静止状態にあるので、絶縁材料２５，３０の何れか
に、環状変圧器３７によってシャフト１に誘起された低
電圧を伝えるという欠陥が生じても、アークが生じるこ
とは無い。本発明の装置はシステムオペレータに絶縁材
料２５，３０中のリークの存在を知らせるだけでなく、
特定のどの絶縁接触面に欠陥があるかを知らせることが
できるという点で有利である。これは、システムオペレ
ータに欠陥のある絶縁接触面の存在と位置を知らせるこ
としかできなかった従来技術に関連のＡＳＧＳと比べ著
しい利点である。さらに、大抵の場合、軸受又は封止装
置の再組立作業中に短絡が生じるので、好ましくは、再
組立作業中にシャフトの接地用ブラシを導通するボルト
（又は電流）の測定値を常時監視する。短絡が生じる
と、この電圧は降下することになる（又は、電流が流れ
ることになる）。かくして、試験目的のためには環状コ
ア組立体を図２に示す位置に配置するのが好ましいが、
環状コア組立体を励磁機１５の近傍に配置して徐々にシ
ャフト１に沿って移動させれば、絶縁状態の軸受ペデス
タル１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄのそれぞれの短絡
の有無を検出できるという有利な面がある。
【図１】発電機の固定子及び回転子の磁界の非対称性の
結果としてシャフトに沿って誘起される交流電流の方向
を示す発電機シャフトの概略側面図である。
結果としてシャフトに沿って誘起される交流電流の方向
を示す発電機シャフトの概略側面図である。
【図２】発電機及び励磁機を貫通するシャフトが発電機
ハウジング内でシャフト封止装置によってどのように回
転自在に支持されているか、さらに、本発明の装置をど
のように用いればシャフト封止装置に設けられている絶
縁材料の健全性を検査できるかを示す発電機システムの
側面図である。
ハウジング内でシャフト封止装置によってどのように回
転自在に支持されているか、さらに、本発明の装置をど
のように用いればシャフト封止装置に設けられている絶
縁材料の健全性を検査できるかを示す発電機システムの
側面図である。
【図３】本発明のシステムの環状変圧器を図２に示す発
電機のシャフトの周りにどのように取り付けるかを示す
図である。
電機のシャフトの周りにどのように取り付けるかを示す
図である。
【図４】変圧器の２つのコア半部の開閉に用いられるラ
ッチ組立体の細部を示すおける４−４線に沿う図３の環
状変圧器の側面図である。
ッチ組立体の細部を示すおける４−４線に沿う図３の環
状変圧器の側面図である。
【図５】システムの環状変圧器の平面図であり、該変圧
器が開放状態ではどのように見えるかを示す図である。
器が開放状態ではどのように見えるかを示す図である。
【図６】ラッチ組立体及び外側絶縁物を除去した状態
で、６−６線に沿って見た環状変圧器の側面図であり、
磁性材料、例えば軟鉄から成る複数の絶縁積層板から変
圧器のコアをどのように形成するかを示す図である。
で、６−６線に沿って見た環状変圧器の側面図であり、
磁性材料、例えば軟鉄から成る複数の絶縁積層板から変
圧器のコアをどのように形成するかを示す図である。
１ シャフト ３ 発電機 ５ 回転子 １１ａ，１１ｂ 封止装置 １３ タービン １５ 励磁機 １７ａ〜１７ｄ 軸受 ３７ 環状変圧器 ３８ 電圧計 ４２ コア ４３ａ，４３ｂ コア半部 ４４ 巻線 ５６ ラッチ組立体
Claims (14)
- 【請求項１】 発電機の軸受及び封止装置とこれらを支
持する構造部品との間に設けられていて、軸受及び封止
装置を接地電位から絶縁し、それによって発電機のシャ
フト中に存在する非対称電圧が原因となって軸受及び封
止装置と構造部品との間に破壊的な電流が流れることの
ないように設計された絶縁物中の欠陥を検出する装置に
おいて、シャフトの静止中にシャフトの両端に電圧を選
択的に誘起させる変圧器手段を有し、該電圧はシャフト
の回転時に生じる非対称電圧と実質的に同一の特性を有
し、選択的に誘起された電圧が絶縁物を通り構造部品中
に伝えられているかどうかを検出するための電圧検出手
段が設けられていることを特徴とする検出装置。 - 【請求項２】 変圧器手段はシャフトに誘電結合された
コアを有し、１２０ボルトの交流電圧を巻線に印加した
ときにシャフト中に約０．１７０〜０．２４０ボルト交
流電圧を誘起させるよう約５００〜１０００本の巻線が
コアの周りに施されていることを特徴とする請求項１の
欠陥検出装置。 - 【請求項３】 コアは、コア中の渦電流によって生じる
誘導損失を最少限に抑える強磁性材料から成る複数の積
層体を有することを特徴とする請求項２の欠陥検出装
置。 - 【請求項４】 変圧器は複数の巻線を含み、コアは巻線
を保護状態で収納する凹部を有することを特徴とする請
求項２の欠陥検出装置。 - 【請求項５】 変圧器のコアはシャフトの一部を受け入
れるための開口部を有することを特徴とする請求項２の
欠陥検出装置。 - 【請求項６】 変圧器のコアは環状であり、シャフトは
環状コアの内径により定まる開口部内に収容できること
を特徴とする請求項５の欠陥検出装置。 - 【請求項７】 環状コアは少なくとも２つの取外し自在
に連結できる部分品で構成されていて、コアはシャフト
の選択された部分の周りに取り付けることができること
を特徴とする請求項６の欠陥検出装置。 - 【請求項８】 検出手段は接地電位と構造部品との間に
電気的に接続できる電圧計であることを特徴とする請求
項１の欠陥検出装置。 - 【請求項９】 発電機の軸受及び封止装置とこれらを支
持する構造部品との間に設けられていて、軸受及び封止
装置を接地電位から絶縁し、それにより発電機のシャフ
ト中に存在する非対称電圧が原因となって軸受及び封止
装置と構造部品との間に破壊的な電流が流れることのな
いようにする絶縁物中の欠陥の検出装置において、シャ
フトの静止中にシャフト内に電圧を選択的に誘起させる
変圧器手段を有し、該電圧はシャフトの回転時に生じる
非対称電圧と実質的に同一の特性を有し、変圧器手段
は、シャフトを包囲する環状コアと、コアの周りに施さ
れていて、１２０ボルトの交流電圧を印加すると、シャ
フト中に約０．１７０〜０．２４０Ｖの交流電圧を誘起
させる約５００〜１０００本の巻線とを有し、誘導電圧
が絶縁物を通りシャフト中に伝えられているかどうかを
判定するための電圧検出手段が、シャフトと接地電位と
の間に電気的に接続されていることを特徴とする欠陥検
出装置。 - 【請求項１０】 発電機の軸受及び封止装置とこれらを
支持する構造部品との間に設けられていて、軸受及び封
止装置を接地電位から絶縁し、それによって発電機のシ
ャフト中に存在する非対称電圧が原因となって軸受及び
封止装置と構造部品との間に破壊的な電流が流れること
のないように設計された絶縁物中の欠陥を検出する方法
において、シャフトの静止中に、シャフトの回転時に生
じる非対称電圧と実質的に同一の特性を持つ電圧をシャ
フト中に誘起させ、該誘導電圧が絶縁物を通りシャフト
中に伝えられているかどうかを判定することを特徴とす
る欠陥検出方法。 - 【請求項１１】 誘導電圧は、変圧器手段によってシャ
フト中に誘起された交流電圧であることを特徴とする請
求項１０の欠陥検出方法。 - 【請求項１２】 誘導電位が絶縁物を通って伝えられて
いるかどうかを判定する段階は、電圧計によって実施さ
れることを特徴とする請求項１０の欠陥検出方法。 - 【請求項１３】 電圧検出手段をシャフトと接地電位と
の間に接続して誘導電位が絶縁物を通って伝えられてい
るかどうかを判定する請求項１０の欠陥検出方法。 - 【請求項１４】 電圧検出機手段は、絶縁物のどの特定
部分に欠陥があるかを判定するために、絶縁物がシャフ
トから電気的に絶縁されていると推定される軸受及び封
止装置の各々の一部に接続されていることを特徴とする
請求項１３の欠陥検出方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US666316 | 1991-03-08 | ||
| US07/666,316 US5134378A (en) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | System and method for detecting faults in generator bearing pedestals and seal insulation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07191103A true JPH07191103A (ja) | 1995-07-28 |
Family
ID=24673695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8448892A Withdrawn JPH07191103A (ja) | 1991-03-08 | 1992-03-06 | 絶縁物中の欠陥の検出装置及び方法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5134378A (ja) |
| EP (1) | EP0503846A3 (ja) |
| JP (1) | JPH07191103A (ja) |
| KR (1) | KR920019044A (ja) |
| CA (1) | CA2062445A1 (ja) |
| CS (1) | CS67592A3 (ja) |
| MX (1) | MX9200958A (ja) |
| TW (1) | TW197540B (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5796262A (en) * | 1996-02-14 | 1998-08-18 | Westinghouse Electric Corporation | Method and apparatus for diagnosing bearing insulation impedance of a rotating electrical apparatus |
| MY116924A (en) * | 1996-07-10 | 2004-04-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | High speed dynamic run-out testing apparatus and method |
| US6163157A (en) * | 1999-02-17 | 2000-12-19 | General Electric Co. | Insulation tester for squirrel cage rotors |
| US7034706B1 (en) | 1999-05-06 | 2006-04-25 | Nippes Paul I | Early warning and problem detection in rotating machinery by monitoring shaft voltage and/or grounding current |
| US6460013B1 (en) | 1999-05-06 | 2002-10-01 | Paul I. Nippes | Shaft voltage current monitoring system for early warning and problem detection |
| US6798112B1 (en) * | 2003-04-25 | 2004-09-28 | General Motors Corporation | Armature ground locating test process and equipment |
| CH697269B1 (de) | 2004-08-12 | 2008-07-31 | Alstom Technology Ltd | Verfahren und Vorrichtung zur Detektion von Streifstellen an rotierenden Maschinen. |
| JP4665689B2 (ja) * | 2005-09-28 | 2011-04-06 | 株式会社日立製作所 | 発電機用軸封装置 |
| DE102015223211A1 (de) * | 2015-11-24 | 2017-05-24 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Erkennen eines Fehlers in einer Generatoreinheit |
| CN108828419B (zh) * | 2018-08-01 | 2020-11-03 | 广东电网有限责任公司广州供电局 | 基于似然估计的开关房局部放电定向方法 |
| CN113933668B (zh) * | 2021-11-12 | 2024-05-10 | 中广核核电运营有限公司 | 发电机转子绝缘检测方法及发电机定子故障测试方法 |
| CN115308599B (zh) * | 2022-10-09 | 2023-03-28 | 深圳市兴丰元机电有限公司 | 一种电机用防水测试装置 |
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|---|---|---|---|---|
| US3746979A (en) * | 1971-07-08 | 1973-07-17 | V Kildishev | Apparatus for measuring the insulation resistance of the rotor of a brushless synchronous machine |
| US3831160A (en) * | 1973-10-01 | 1974-08-20 | Gen Electric | Voltage and current monitoring system |
| CH594891A5 (ja) * | 1976-04-22 | 1978-01-31 | Bbc Brown Boveri & Cie | |
| US4097794A (en) * | 1976-11-15 | 1978-06-27 | Allis-Chalmers Corporation | Static means for detecting ground insulation failure for rotary electric machines |
| EP0078852A4 (en) * | 1981-05-09 | 1984-07-11 | Mitsubishi Electric Corp | MONITORING DEVICE FOR THE SHAFT VOLTAGE OF A ROTATING ELECTRICAL MACHINE. |
| US4517839A (en) * | 1983-07-05 | 1985-05-21 | Unit Rig & Equipment Co. | Off-highway vehicle systems simulator and control panel testing |
| SE456376B (sv) * | 1983-12-08 | 1988-09-26 | Helmersson Rune | Larmanordning vid isolerat rorsystem |
| JPS63169534A (ja) * | 1987-01-08 | 1988-07-13 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 光ケ−ブルの障害点検出方式 |
| US4808911A (en) * | 1987-07-22 | 1989-02-28 | Hughes Aircraft Company | Loop resistance test apparatus |
| US4851949A (en) * | 1988-06-13 | 1989-07-25 | Westinghouse Electric Corp. | Brush bounce detection in active shaft ground system |
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- 1991-03-08 US US07/666,316 patent/US5134378A/en not_active Expired - Fee Related
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