JPH0739111A - 回転電機の異常検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転電機の運転中に発生する部分放電と電波
雑音とを弁別し、部分放電信号とその発生場所を精度良
く検出できる回転電機の異常検出装置を得る。 【構成】 複数の部分放電センサ９を固定子巻線４の各
相のスロットに設置し、スロットにおける部分放電を検
出する。この部分放電センサ９からの出力信号をフィル
タ回路２３でフィルタ処理し、ピークホールド回路３
０，遅延回路３３，時間比較回路３２，及び除去回路３
４を有するノイズ判別回路２５により、部分放電センサ
９のそれぞれの検出信号間の時間差に基づいて、電波雑
音と部分放電信号とを判別すると共に、部分放電の放電
発生位置を特定する。この部分放電発生に応じて部分放
電発生処理回路２６で処理し、処理結果を表示装置２８
に表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、回転電機の異常検出
装置に関し、特に固定子巻線の絶縁劣化等による異常を
検出するものに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、一般産業のプラントの規模は大形
化の一途をたどっており、これに伴って回転電機も大形
化すると共にその設置数も増大している。

【０００３】従って、このような回転電機においては高
い信頼性が要求されるので、保守点検を確実に行い、絶
縁破壊などの突発事故を未然に防止する必要がある。ま
た、高度経済成長期に製造された多くの回転電機は、既
に２５年以上経過したものが過半数を占めており、これ
らの長期間稼働した回転電機では、突発事故の未然防止
を目的として、運転中に連続監視する要求が非常に高く
なって来ている。

【０００４】従来、回転電機の絶縁劣化を判断する方法
として、たとえば固定子については、回転電機の運転を
停止した後、巻線に高電圧を印加し、絶縁抵抗，交流電
流，誘電体損失角，部分放電などの電気的諸特性を測定
して、各部位の絶縁物の劣化度を推測する電気的方法が
用いられている。

【０００５】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停止を必要とし、多大な時間，
労力，費用が必要となり、頻繁に劣化判定試験を実施す
るのは困難であるという欠点があった。また、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など
の欠点があった。

【０００６】そこで、従来、このような問題点を除去す
る目的で、特公平４ー６８８５２号公報に掲載された装
置がある。これはスロット内の固定子コイル付近に金属
材料製のセンサ電極を設け、このセンサ電極に部分放電
測定器を接続して運転中に絶縁劣化を監視するものであ
る。また、特開平４ー２９６６７２号公報には、固定子
巻線に隣接して設けられた温度検出器を用いて、固定子
巻線で発生する部分放電により誘導され固定子巻線を伝
播する高周波信号を検出して、固定子巻線の異常を検出
する異常検出装置が提案されている。

【０００７】図１８は例えば特公平４ー６８８５２号公
報に示された従来の高圧回転電機のコロナ検出装置の要
部を示す断面構成図である。図において、３は固定子鉄
心、４は固定子巻線、６はスロット、１００は固定子巻
線導体、１０１は主絶縁層、１０２は主絶縁層１０１の
表面に設けられた低抵抗塗膜、１０３は層間隔片、１０
４はセンサ電極、１０６はリード、１０７はコロナ測定
器である。固定子鉄心３のスロット６内の低抵抗塗膜１
０２を電気的に結合した金属材料製のセンサ電極１０４
を、スロット６内に収容された固定子巻線４の間に層間
隔片１０３を介して設け、このセンサ電極１０４からリ
ード１０６を引き出してコロナ測定器１０７に接続し、
運転中に絶縁劣化を監視するものである。また、図１９
は従来のコロナ検出装置の他の例の要部を示す断面構成
図である。この装置は低抵抗塗膜１０２を部分１０８，
１０９に分け、部分１０９にセンサ電極１０４を接触さ
せている。

【０００８】次に動作について説明する。図１８，図１
９に示す高圧回転電機が絶縁劣化すると、固定子巻線導
体１００と低抵抗塗膜１０２との間の主絶縁層１０１で
部分放電が発生する。金属材料製のセンサ電極１０４は
スロット６内の低抵抗塗膜１０２と電気的に結合してい
るので、運転中に発生した部分放電をセンサ電極１０４
で検知できる。

【０００９】さらに、図１９に示す装置では、低抵抗塗
膜を部分１０８，１０９に分け、部分１０９にセンサ電
極１０４を接触させている。このため、低抵抗塗膜部分
１０８が固定子鉄心３と電気的に接触していても、固定
子鉄心３と絶縁された塗膜部分１０９から部分放電の発
生を検知できる。

【００１０】更に、図２０は、特開平４ー２９６６７２
号公報に示された従来の回転電機の異常検出装置を示す
構成図で、固定子巻線に近接して設置した部分放電セン
サの位置を示すために、回転電機を一部切り欠いて共に
示している。図において、固定子巻線４は固定子フレー
ム（図示せず）に固定された固定子鉄心３に設けられた
スロット６内に収納されている。固定子巻線４は上下２
つで構成され、ウエッジ７により固定されている。部分
放電センサ９はサーチコイルのような温度検出素子８ａ
とリード線８ｂからなり、所定のスロット６内の上下２
本の固定子巻線４の間に挿入されている。部分放電セン
サ９のリード線１９は温度測定器２２を介して異常判定
回路１１０に接続されている。さらにリード線１９はフ
ィルタ２３，部分放電測定器２４を介して異常判定回路
１１０に接続されている。異常判定回路１１０には警報
機１１１，異常表示装置２９，インターフェース回路１
１２が接続されている。

【００１１】次に、図２０に示す従来装置の動作につい
て説明する。固定子巻線４の絶縁劣化によって異常が発
生すると、固定子巻線４に部分放電が発生し、高周波電
流が流れる。放電による高周波電流は上下の固定子巻線
４と電磁的に結合している部分放電センサ９にも伝播
し、フィルタ２３に入力される。部分放電信号は数ＫＨ
ｚ以上の高周波であるので、フィルタ２３では温度測定
に使用される低周波信号を除去し、高周波成分のみを部
分放電測定器２４に入力する。部分放電測定器２４で
は、入力された信号を解析して放電特性を測定し、異常
判定回路１１０に出力する。異常判定回路１１０で異常
と判定した場合には、警報器１１１，異常表示装置２９
に警報信号を出力する。

【００１２】一般に回転電機の運転中には、運転に伴う
多くの電波雑音が発生する。例えば絶縁異常監視を必要
とする様な１５〜２０年以上経過した発電機の多くは、
回転子に界磁電流を供給する励磁機は直流電流をスリッ
プリングを介して回転子に供給している。このスリップ
リングでは摺動面の接触状態により微小放電が発生して
電波雑音が発生する。また、サイリスタ励磁機ではパル
ス状のサイリスタノイズが励磁電流に重畳されている。
このように励磁機やスリップリングは電波雑音の発生源
となっている。更に、回転子には蒸気タービンからの静
電気による帯電や発電に伴う軸電流による帯電などが生
じる。この回転子への帯電を放電させるために回転子軸
に接地ブラシを設けて大地へ放電させる構成が一般的で
あるが、この放電時にも接地ブラシ摺動面の接触状態に
より微小放電が発生して電波雑音が発生する。これらの
電波雑音は、図１８，図１９における固定子巻線４の主
絶縁層１０１内で発生するボイド放電による電磁波信号
と類似の周波数特性を示す。

【００１３】また、送電系統側からは相分離母線内で発
生する電波雑音や、各種の無線通信波や放送波などが発
電機側に侵入してくる。これらの電波雑音は部分放電を
検出するセンサにも検出される。特に、図２０に示した
部分放電センサ９は高周波信号に対して高感度のセンサ
であるため、電波雑音もよく検出する特性を示す。これ
らの電波雑音は部分放電信号よりも強い強度で検出され
る。また、その周波数も部分放電と近い帯域にあり、運
転中の部分放電検出を非常に困難にしている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】従来の回転電機の異常
検出装置は以上のように構成されているので、運転中に
発生する電波雑音については全く考慮されていなかっ
た。また、運転中に部分放電に基づく信号を検出しよう
としても、電波雑音と部分放電との区別が出来ないため
に電波雑音を含んだ計測結果となり、異常検出の精度が
非常に低くなるという問題点があった。

【００１５】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、電波雑音を除去し、回転電機の
運転中に精度よく部分放電を検出できる回転電機の異常
検出装置を得ることを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項第１項
に係る回転電機の異常検出装置は、回転電機の固定子巻
線各相のスロットに設置され、スロットにおける部分放
電を検出する複数の部分放電センサ、この部分放電セン
サからの出力信号を入力してフィルタ処理するフィルタ
回路、ピークホールド回路，遅延回路，時間比較回路，
及び除去回路を有し、部分放電センサのそれぞれの検出
信号間の時間差に基づいて電波雑音と部分放電とを判別
すると共に、部分放電の放電発生位置を特定するノイズ
判別回路、部分放電発生に応じて処理を行う部分放電発
生処理回路、並びに処理結果を表示する表示装置を備え
たものである。

【００１７】また、請求項第２項に係る回転電機の異常
検出装置は、回転電機の固定子巻線各相のスロットに設
置され、スロットにおける部分放電を検出する複数の部
分放電センサ、この部分放電センサへの電波雑音を検出
する電波雑音センサ、部分放電センサからの出力信号を
入力してフィルタ処理するフィルタ回路、ピークホール
ド回路，遅延回路，時間比較回路，及び除去回路を有
し、部分放電センサのそれぞれ及び電波雑音センサのそ
れぞれの検出信号間の時間差に基づいて電波雑音と部分
放電とを判別するノイズ判別回路、部分放電発生に応じ
て処理を行う部分放電発生処理回路、並びに処理結果を
表示する表示装置を備えたものである。

【００１８】また、請求項第３項に係る回転電機の異常
検出装置は、請求項第２項の発明において、回転電機は
発電機であり、この発電機の電波雑音発生源として、回
転子軸接地ブラシ、励磁機、及びスリップリング、並び
に発電機への電波雑音侵入路として、相分離母線、中性
点接地線、及び固定子フレームからのセンサリード取り
出し部の発電機フレーム外部空間における電波雑音をそ
れぞれ検出する電波雑音センサのうちの少なくともいず
れか１つの電波雑音センサを備えたことを特徴とするも
のである。

【００１９】また、請求項第４項に係る回転電機の異常
検出装置は、回転電機の固定子巻線各相のスロットに設
置され、スロットにおける部分放電を検出する複数の部
分放電センサ、この部分放電センサへの電波雑音を検出
する電波雑音センサ、部分放電センサからの出力信号を
入力してフィルタ処理するフィルタ回路、ピークホール
ド回路，遅延回路，信号レベル比較回路，時間比較回
路，及び除去回路を有し、部分放電センサのそれぞれ及
び電波雑音センサのそれぞれの検出信号間の時間差が２
００ｎｓ以内の信号を単一パルス信号と見なして、この
単一パルス信号の強弱に基づいて電波雑音と部分放電と
を判別するノイズ判別回路、部分放電発生に応じて処理
を行う部分放電発生処理回路、並びに処理結果を表示す
る表示装置を備えたものである。

【００２０】

【作用】請求項第１項の発明に係るノイズ判別回路は、
複数の部分放電センサで検出した信号の時間差に基づ
き、固定子巻線の各相のスロットに到達する信号が時間
差ゼロの場合、固定子巻線の劣化によるスロット内での
部分放電信号ではないとし、電波雑音であると判断し
て、部分放電信号と電波雑音とを弁別する。また、部分
放電センサの検出信号に時間差がある場合、一番速く到
達した信号の相における部分放電であるとし、放電発生
位置を特定する。

【００２１】また、請求項第２項の発明に係る異常検出
装置は、複数の部分放電センサと共に、電波雑音発生源
や電波雑音侵入路に電波雑音センサを設け、ノイズ判別
回路で、部分放電センサの信号と電波雑音センサの信号
の到達時間差を検出することにより、運転中に発生する
部分放電信号と電波雑音とを弁別する。

【００２２】また、請求項第３項の発明に係る回転電機
の異常検出装置は、請求項第２項の発明において、回転
電機が発電機である場合、回転子軸接地ブラシ、励磁
機、スリップリング、相分離母線、中性点接地線、及び
固定子フレームからのセンサリード取り出し部の発電機
フレーム外部空間における電波雑音をそれぞれ検出する
電波雑音センサのうちの少なくともいずれか１つを備え
ることにより、発電機内で発生する電波雑音または発電
機外部から侵入する電波雑音を検出できる。

【００２３】また、請求項第４項の発明における回転電
機の異常検出装置は、部分放電センサと電波雑音センサ
とのそれぞれの検出信号間の時間差が２００ｎｓ以内の
信号を単一パルス信号と見なして、この単一パルス信号
の強弱を比較することにより、部分放電信号と電波雑音
を弁別する。即ち、電波雑音センサの信号が部分放電セ
ンサの信号よりも強いとき、電波雑音であるとし、部分
放電センサの信号が電波雑音センサの信号よりも強いと
き、部分放電信号であるとする。

【００２４】

【実施例】実施例１．以下、この発明の実施例１を図に
ついて説明する。図１はこの発明の実施例１に係わる回
転電機の構造を示す縦断面図、図２は実施例１による異
常検出装置を示す構成図で、固定子巻線に近接して設置
した部分放電センサの位置を示すために、回転電機を一
部切り欠いて共に示している。また、図３（ａ）は固定
子巻線と部分放電センサの配置を示す説明図、図３
（ｂ）は部分放電信号の伝播を示す波形図である。図に
おいて、回転電機１は、固定子フレーム２，固定子鉄心
３，固定子巻線４などからなる固定子と、回転子５とか
ら構成されている。固定子フレーム２に固定子鉄心３が
固定され、この固定子鉄心３の内周面には軸方向に等配
に所定数のスロット６が設けられている。このスロット
６には上下２つの固定子巻線４が収納され、図２に示す
ように、ウエッジ７により固定されている。部分放電セ
ンサ９は白金抵抗体製の測温素子８ａと測温素子リード
線８ｂとから構成され、その周囲をガラスエポキシ積層
板で覆った構成となっている。

【００２５】また、図３に示すように部分放電センサ９
ａ，９ｂ，９ｃは固定子巻線４のＵ相，Ｖ相，Ｗ相の各
相のライン側のスロット６内の上下固定子巻線４間に設
置されている。ここで、部分放電センサ９ａ，９ｂ，９
ｃは図２に示す部分放電センサ９と同じものである。ま
た、図２に示すように、部分放電センサ９ａ，９ｂ，９
ｃからのリード線１９ａ，１９ｂ，１９ｃは、固定子鉄
心３の端部から固定子フレーム２の内側に沿って配線さ
れ、複数のリード線１９ａ，１９ｂ，１９ｃは１ケ所に
集められ、端子箱２０の端子を介して固定子フレーム２
の外部に導出される。そして、例えば中央操作室の温度
計２２に接続される。この実施例では、部分放電センサ
９ａ，９ｂ，９ｃから端子箱２０までのリード線１９
ａ，１９ｂ，１９ｃは全て同じ長さで構成されている。

【００２６】さらに、端子箱２０出口のリード線１９ａ
には部分放電計測のための検出器として高周波変流器１
０ａが設けられている。固定子鉄心３内の複数のスロッ
ト６に設けた他の放電センサ９ｂ，９ｃのリード線１９
ｂ，１９ｃにも同様に検出器１０ｂ，１０ｃが設けられ
ている。これらの検出器１０ａ，１０ｂ，１０ｃの信号
はそれぞれフィルタ回路２３、例えばバンドパスフィル
タ（ＢＰＦ）を通して、ノイズ判別回路２５に伝送され
る。更に、ノイズ判別回路２５からの出力結果は処理回
路２６，表示装置２８，異常表示装置２９に伝送される
構成となっている。ここで、この実施例では、検出器１
０ａ，１０ｂ，１０ｃからフィルタ回路２３までの信号
ケーブルの距離は全て同じ長さとなるように構成されて
いる。ノイズ判別回路２５は、ピークホールド回路３
０，信号レベル比較回路３１，時間比較回路３２，遅延
回路３３，及び除去回路３４で構成されている。

【００２７】次に、この装置の動作を説明する。この実
施例では回転電機として、例えば発電機について説明す
る。発電機の運転中には固定子巻線４に高電圧が発生し
ている。固定子巻線４の絶縁劣化などにより異常が発生
すると、固定子巻線４に部分放電Ａが発生し高周波電流
が流れる。放電による高周波電流は上下の固定子巻線４
と静電結合している部分放電センサ９にも伝播し、部分
放電センサのリード線１９を高周波電流が伝播する。こ
の高周波電流を高周波変流器を使った検出器１０ａ、１
０ｂ、１０ｃで検出する。検出された部分放電信号はフ
ィルタ回路２３に入力される。部分放電はナノ秒オーダ
の高速現象であり、フィルタ回路２３でフィルタ処理し
て、部分放電に基づく高周波成分のみがノイズ判別回路
２５に伝送される。

【００２８】ところが、部分放電センサ９には部分放電
だけでなく多くの電波雑音も検出される。この電波雑音
を除去するためにノイズ判別回路２５ではそれぞれの信
号が分岐され、一方の信号はピークホールド回路３０で
高周波信号がピークホールドされ、時間比較回路３２に
伝送されて信号時間差が計測される。計測した時間差か
ら部分放電か電磁雑音であるかが判定され、その結果が
除去回路３４に伝送される。分岐した他方の信号は遅延
回路３３でピークホールド回路３０と時間比較回路３２
の所用時間分を遅延したあと、除去回路３４に伝送され
る。除去回路３４では時間比較回路３２の結果に基づ
き、部分放電信号であれば通過させ、電波雑音であれば
その間スイッチをＯＦＦにして信号を通過させないよう
にして、部分放電信号と電波雑音とを弁別する。

【００２９】ここで、雑音除去の根拠となる部分放電と
電波雑音の信号時間差について説明する。図３（ａ）は
固定子巻線４内で部分放電が発生したときに放電信号が
巻線内を伝播する経路を示しており、図３（ｂ）はその
信号が部分放電センサ９ａ，９ｂ，９ｃに検出される特
性を示したものである。例えば、Ｕ相の固定子巻線４で
放電が発生した場合、Ｕ相のスロット内に設置された部
分放電センサ９ａには放電発生とほぼ同時に信号が検出
される。これに対してＶ相とＷ相の放電センサ９ｂ，９
ｃには巻線の伝播距離に相当する時間Δｔ１だけ遅れて
検出される。この時間遅れは、例えば５ｎｓ程度であ
る。この時間差の計測に当っては信号ケーブルの長さが
影響するが、この実施例では全て同じ長さとなるよう構
成されているので、伝播経路の影響のみが時間差と関係
している。

【００３０】一方、電波雑音も部分放電センサ９に検出
される。図４（ａ）は電波雑音が部分放電センサ９に検
出される伝播経路を示し、図４（ｂ）は検出信号の特性
を示す波形図である。図４を用いて電波雑音と部分放電
信号の検出について説明する。この実施例では、図に示
すように、例えば回転子軸設置ブラシ１１からの設置線
１２に電波雑音計測のため、電波雑音センサとして例え
ば電磁波センサ１３が設けられている。電波雑音発生源
である回転子軸接地ブラシ１１で放電が発生すると、放
電信号は接地線１２を流れ電磁波センサ１３に電磁波セ
ンサ信号１３ｂとして検出される。また、この電磁波信
号は回転子５を伝播して固定子巻線４と静電結合し、固
定子巻線４に高周波電流が流れる。同時に部分放電セン
サ９とも静電結合し、部分放電センサ９に電波雑音が検
出される。これらの信号の到達時間には特徴があり、電
磁波センサ信号１３ｂに対して部分放電センサ９ａ，９
ｂ，９ｃの信号はΔｔ３だけ遅れる。このΔｔ３は電磁
波信号の伝播時間であり、発電機の構造と関係する。回
転子軸接地ブラシ１１の位置が固定子巻線４に近いと短
くなり、遠いと長くなるが、おおむね５〜１０ｎｓの範
囲にある。

【００３１】一方、部分放電センサ９ａ，９ｂ，９ｃの
信号間には到達時間差が無い。回転子５と固定子巻線４
との静電結合による伝播時間はＵ，Ｖ，Ｗ相の巻線長さ
に関係なく、回転子５と固定子巻線４との構造で決定さ
れる浮遊静電容量と関係する。回転子５と部分放電セン
サ９ａ，９ｂ，９ｃが設置されている固定子巻線４との
構造は全て同じであるために、部分放電センサ９ａ，９
ｂ，９ｃ間には時間差が生じない。また、励磁機やスリ
ップリングの場合も同様である。

【００３２】以上説明したように、固定子巻線４で発生
する部分放電信号の場合には部分放電センサ９ａ，９
ｂ，９ｃ信号間に時間差があるが、電波雑音の場合には
部分放電センサ９ａ，９ｂ，９ｃ信号間に時間差が無
い。この現象を利用して部分放電信号と電波雑音を判別
することができる。この実施例では電磁波センサ１３を
設けているが、このセンサ１３がなくても、部分放電セ
ンサ９ａ，９ｂ，９ｃの信号の時間差が無い場合は電波
雑音とみなすことができ、部分放電信号と電波雑音を判
別できる。また、図３で説明したように、部分放電セン
サ９ａ，９ｂ，９ｃの信号間で時間差がある場合、部分
放電の放電発生位置を特定できる。

【００３３】上記の特性より、検出信号間の時間差に基
づいてノイズ判別回路２５で部分放電信号と電波雑音と
を判別する。時間比較回路３２の結果は除去回路３４に
伝送される。除去回路３４ではこの時間差に基づいて部
分放電か電波雑音かを判定し、遅延回路３０からの信号
ゲートをＯＮ，ＯＦＦして部分放電信号のみを通過さ
せ、部分放電発生処理回路２６に伝送する。

【００３４】部分放電発生処理回路２６では放電波形を
記録すると共に放電発生頻度分布や放電発生位相特性を
計測する。この処理結果を表示装置２８に伝送すると共
に記録する。また、これら諸特性の経時変化を記録し、
更に登録した過去の統計データや異常判定データと比較
して絶縁異常の程度を判定して、表示装置２８に伝送す
る。表示装置２８ではそれらの諸特性を表示し、異常が
判定された場合には異常表示装置に伝送して、異常表示
と共に警報が発する。

【００３５】このように、部分放電信号と電波雑音を弁
別して電波雑音を取り除くことにより、放電電荷量の小
さい部分放電も計測でき、運転中に回転電機の部分放電
を精度良く計測できる。また、部分放電発生相を特定す
ることができ、さらに異常検出精度が向上する。

【００３６】実施例２．図５はこの発明の実施例２によ
る異常検出装置に係り、回転電機、この実施例の場合は
例えば発電機１へのセンサの設置場所を示す説明図、図
６は実施例２に係り、固定子巻線４内での各センサの配
線場所を示す説明図、図７は実施例２による異常検出装
置を示す構成図で、固定子巻線に近接して設置した部分
放電センサの位置を示すために、発電機を一部切り欠い
て共に示している。実施例１と同一符号は同一、または
相当部分を示す。

【００３７】図５において、回転子５には回転子軸接地
ブラシ１１が設けられ、回転子軸接地ブラシ１１には接
地線１２が接続されている。この接地線１２に回転子軸
接地ブラシ１１からの雑音を検出するための電波雑音セ
ンサとして、例えば高周波交流器で構成された第１電磁
波センサ１３が取り付けられている。励磁機（図示して
いないが、Bに接続されている）及びスリップリング１
４の近傍には、スリップリング１４からの雑音を検出す
るための第２電磁波センサ１５と励磁機からの雑音を検
出するための第３電磁波センサ１５’（図示せず）とし
て磁界プローブが設置されている。固定子巻線４から送
電系統に接続されている相分離母線１６のシールド接地
線１７にも同様に第４電磁波センサ１８が設けられてい
る。また、部分放電センサ９のリード線１９ａ，１９
ｂ，１９ｃが固定子フレーム２から外部に導出される端
子箱２０の近傍には発電機外部の電波雑音を検出するた
めの第５電磁波センサ２１としてアンテナが配置されて
いる。

【００３８】さらに図６に示すように、固定子巻線４の
中性点接地線３５には、中性点接地線から発電機側に侵
入する雑音を検出するため、高周波変流器を使った第６
電磁波センサ３６が設置されている。図７に示すよう
に、実施例１と同様、検出器１０ａ，１０ｂ，１０ｃの
信号はそれぞれフィルタ回路２３を通して、ノイズ判別
回路２５に伝送され、更に部分放電発生処理回路２６，
表示装置２８，異常表示装置２９に伝送される構成とな
っている。ノイズ判別回路２５はピークホールド回路３
０，時間比較回路３２，遅延回路３３，除去回路３４で
構成される。

【００３９】また、図５に示した第１電磁波センサ１３
の信号１３ｂと、第２電磁波センサ１５の信号１５ｂ
と、第４電磁波センサ１８の信号１８ｂと、第５電磁波
センサ２１の信号２１ｂと、図６に示した第６電磁波セ
ンサ３６の信号３６ｂも、フィルタ回路２３ｈ、２３
ｉ、２３ｊ、２３ｋ、２３ｌとピークホールド回路３０
ｈ〜３０ｌを通してノイズ判別回路２５に伝送される構
成となっている。

【００４０】次に、実施例２の動作について説明する。
図８（ａ）に示すように、固定子巻線４内で部分放電Ａ
が発生したとする。この時の部分放電信号が、部分放電
センサ９ａ，９ｂ，９ｃに検出される時間差は実施例１
で説明した通りである。この部分放電信号は回転子軸接
地ブラシ１１や励磁機、スリップリング１４に設けた第
１，第２電磁波センサ１３，１５に検出される場合と検
出されない場合とがある。検出される場合は図８（ｂ）
に示すように、放電センサ９ａの信号に対してΔｔ２だ
け遅れて検出される。部分放電センサ９ｂ，９ｃで検出
される信号も放電センサ９ａの信号に対してΔｔ１だけ
遅れて検出される。実施例１で述べたようにΔｔ１はお
よそ５ｎｓ程度である。Δｔ２は放電信号が固定子巻線
４から回転子５に結合して電磁波センサに到達する伝播
経路と関係しており、発電機１の構造で決まる。われわ
れの計測では３００ＭＷ級の発電機で５〜１０ｎｓであ
り、およそ１０ｎｓ程度の遅れが生じる。計測の結果、
この部分放電信号が部分放電センサと電磁波センサに到
達する時間差を見ると、必ず部分放電センサへの到達が
早かった。

【００４１】一方、部分放電センサ９には発電機１内外
で発生する各種の雑音が数多く検出される。部分放電信
号を感度よく計測するためには、これらの雑音を除去す
る必要がある。発電機１内の回転子軸設置ブラシ１１で
発生する電波雑音が部分放電センサと電磁波センサに到
達する時間差を見ると、図４で説明した通り電磁波セン
サの方に早く到達する。発電機内の他の雑音発生源であ
る励磁機（図示せず）やスリップリング１４で発生する
電波雑音についても検討した結果、第２電磁波センサ１
５や第３電磁波センサ１５’に早く検出され、一定時間
後に放電センサ９ａ，９ｂ，９ｃに検出されることが判
明した。

【００４２】次に、発電機１の外部で発生する電波雑音
の伝播経路と到達時間について説明する。図５におい
て、相分離母線１６では母線の支持絶縁物３７に異常が
発生した場合に、支持絶縁物部３７で部分放電が発生す
る。この実施例では発電機の絶縁異常検出を目的として
いるので、相分離母線１６の部分放電は雑音と判定す
る。また、相分離母線１６が接続されている送電系統側
からも、サージその他の電波雑音が発電機側に侵入して
来る。これらの電波雑音は相分離母線１６やシールド３
８を伝播して発電機１側に侵入する。相分離母線１６に
流れる電波雑音は相分離母線１６とシールド３８との静
電結合によりシールド３８にも高周波電流が流れ、シー
ルド接地線１７を通って対地へと流れる。このシールド
接地線１７に流れる高周波電流を第４電磁波センサ１８
で検出する。相分離母線１６から固定子巻線４までは長
い距離を伝播するので、高周波電流の多くは減衰し、部
分放電センサ９には低周波信号として検出される場合が
多い。この低周波信号はフィルタ回路２３ｊで除去する
ことが容易である。減衰が少ない信号が伝播して来た場
合には、第４電磁波センサ１８の検出信号に対して、分
放電センサ９の検出信号に時間遅れが生じる。この時間
遅れを検知することによって電波雑音を判別することが
できる。

【００４３】中性点接地線３５からは発電所内で使用さ
れている機器からの電波雑音の侵入が考えられるが、こ
の場合も相分離母線１６からの侵入と同様な現象とな
り、第６電磁波センサ３６の検出信号に対して部分放電
センサ９の検出信号に時間遅れが生じる。

【００４４】次に、発電機１の外部からの電波雑音の影
響について説明する。発電機１の外部の電波雑音が部分
放電計測の障害となるのは、リード線１９ａ，１９ｂ，
１９ｃへ誘導により電波雑音が重畳するためで、この誘
導を受ける主な部分は端子箱２０部分の検出器１０ａ，
１０ｂ，１０ｃの取り付け部である。従って、外部電波
雑音は部分放電センサ９ａ，９ｂ，９ｃ信号と第５電磁
波センサ２１の信号２１ｂとに同時に検出される。

【００４５】各電磁波センサの信号１３ｂ，１５ｂ，１
８ｂ，２１ｂ，３６ｂは、図７に示すように、それぞれ
フィルタ回路２３ｈ〜２３ｌを通り、ピークホールド回
路３０ｈ〜３０ｌでピークホールドされて、ノイズ判別
回路２５の時間比較回路３２に伝送される。時間比較回
路３２では部分放電センサ信号と比較し到達時間差から
部分放電信号と電波雑音を判別する。図９に比較器３２
での判別理論を示す。図にはピークホールド回路３０で
の信号の立ち上がりタイミングを元に波形整形した矩形
波信号で表示しており、比較器３２では各センサの矩形
波信号の立ち上がり時間差を計測している。

【００４６】この判定理論では、部分放電の場合は部分
放電センサ９ａ，９ｂ，９ｃいずれかの信号検知後に、
電磁波センサの信号１３ｂ，１５ｂ，１８ｂ，３６ｂの
いずれかが検知される。電波雑音の場合は電磁波センサ
信号１３ｂ，１５ｂ，１８ｂ，３６ｂのいずれかが検知
された後に部分放電センサ９ａ，９ｂ，９ｃが検知され
る。このときのΔｔ１〜ｔ８の時間は上記のように発電
機の構造と関係する値となる。また、例えば電磁波セン
サ信号１５ｂが検知されてΔｔ４後に部分放電センサ９
ａ信号が検知された時、この信号は電波雑音と判別され
る。この時部分放電センサ９ａ信号とほぼ同時に部分放
電センサ９ｂ，９ｃ信号も検知され、少し遅れて電磁波
センサ１３ｂ信号も検知されるが、既に電波雑音と判定
されているのでこの時間差は考慮に入れなくてもよい。

【００４７】更に、発電機１の外部の電波雑音の場合
は、第５電磁波センサ２１の信号２１ｂと部分放電セン
サ９ａ，９ｂ，９ｃの信号とが同時に検出される。ま
た、実施例１と同様、部分放電センサ間の時間差によっ
て、部分放電発生相も特定できる。例えば、部分放電セ
ンサ９ａ信号を検知したΔｔ１後に部分放電センサ９
ｂ，９ｃ信号を検知し、更にΔｔ２後に第１電磁波セン
サ１３ｂの信号を検知した場合は部分放電である。ま
た、部分放電センサ９ａが挿入されているＵ相での部分
放電と判定できる。部分放電センサ９ｂ，９ｃ信号の場
合も同様である。

【００４８】時間比較器３２で部分放電信号と電波雑音
とに判定された信号は、除去回路３４に伝送される。除
去回路３４では時間比較器３２からの信号に基づいて、
遅延回路３０からの信号ゲートをＯＮ，ＯＦＦすること
により、部分放電信号のみを通過させて部分放電発生処
理回路２６に伝送する。部分放電発生処理回路２６，表
示装置２８，異常表示装置２９の構成及び動作は実施例
１と同じである。

【００４９】以上説明したように、固定子巻線４で発生
する部分放電信号と、発電機内部で発生する電波雑音
と、発電機外部から侵入する電波雑音とには、各センサ
で検出した信号に時間差がある。この時間差に基づい
て、部分放電信号と電波雑音を弁別して電波雑音を取り
除くことにより、放電電荷量の小さい部分放電も計測で
き、運転中に回転電機の部分放電を精度良く計測でき
る。また、部分放電発生相を特定することができ、さら
に異常検出精度が向上する。

【００５０】実施例１，実施例２では、回転電機として
発電器の場合を説明したが、これに限るものではなく、
他の回転電機にも適用できる。また、電波雑音発生源と
して、回転子軸接地ブラシ、励磁機、スリップリングに
おける電波雑音を検出する電波雑音センサを設けたとし
たが、これに限るものではなく、他の電波雑音が発生す
ると考えられる場所に電波雑音センサを設置した構成に
すれば良い。また、上記の箇所すべてに設けなくても良
く、例えば、一番問題となる箇所に１つ設けても良い。
また、電波雑音侵入路として、相分離母線、中性点接地
線、固定子フレームからのセンサリード取り出し部の発
電機フレーム外部空間における電波雑音を検出する電波
雑音センサを設けたとしたが、これに限るものではな
く、他の電波雑音が侵入すると考えられる場所に電波雑
音センサを設置した構成にすれば良い。また、上記の箇
所すべてに設けなくても良く、例えば、一番問題となる
箇所に１つ設けても良い。

【００５１】実施例３．実施例２では回転子軸接地ブラ
シ１１で発生する電波雑音を検出する電波雑音センサと
して、接地線１２に高周波変流器を用いた電磁波センサ
を設ける例について説明したが、これに限るものではな
い。他の実施例を図１０，１１，１２について説明す
る。図１０において、回転子５には絶縁リング４０に支
持された円筒状の電極４１ａがフレーム２に取り付けら
れている。この絶縁リング４０と電極４１ａは分割して
着脱が可能である。電極４１ａは回転子５と静電結合し
ており、回転子５の軸を経由してフレーム２内部に伝播
する雑音を検出し、この電極４１ａに接続したリード線
４７をフィルタ回路２３を介してノイズ判別回路に入力
する。この後の処理は、実施例２と同様である。また、
図１１のように磁界プローブ４２を回転子５に近接して
設置することによっても、回転子５の軸を経由してフレ
ーム２内部に伝播する雑音を検出することができる。さ
らに、図１２のようにアンテナ４３を回転子５に近接し
て設置することによっても同様の効果を奏する。図１２
にはアンテナ４３として八木アンテナを図示したが、フ
ェライトバーアンテナなどの小型アンテナでも同様の効
果が得られる。部分放電センサ９ａ，９ｂ，９ｃ、フィ
ルタ回路２３、ノイズ判別回路２５、処理回路２６、表
示装置２８、異常表示装置２９の構成及び動作は実施例
２と同様である。

【００５２】実施例４．さらに、実施例２ではスリップ
リング１４からの電波雑音を検出するセンサとして磁界
プローブを設ける構成について説明したが、他の実施例
を図１３、１４について説明する。図１３において、ス
リップリングハウジング４４内の回転子５にはスリップ
リング１４があり、ブラシ４５を通して励磁電流が供給
される。さらに絶縁治具（図示せず）に支持された半円
筒状の電極４１ｂがフレーム２に取り付けられている。
電極４１ｂは回転子５、スリップリング１４、ブラシ４
５と静電結合しており、励磁機側の回転子５軸を経由し
てフレーム５内部に伝播する雑音を検出する。この他に
も図１４のようにフェライトバーアンテナ４６をブラシ
４５に近接して設置することによっても同様の効果が得
られる。部分放電センサ９ａ，９ｂ，９ｃ、フィルタ回
路２３、ノイズ判別回路２５、処理回路２６、表示装置
２８、異常表示装置２９の構成及び動作は実施例２と同
じである。

【００５３】実施例５．図１５は実施例５による異常検
出装置を示す構成図で、固定子巻線に近接して設置した
部分放電センサの位置を示すために、発電機を一部切り
欠いて共に示している。実施例２と同一符号は同一、ま
たは相当部分を示している。実施例５では図１５に示す
ように、ノイズ判別回路２５はピークホールド回路３
０，信号強度比較回路３１，同期比較回路３９，遅延回
路３３，除去回路３４で構成されている。

【００５４】次いで動作について説明する。実施例２で
は各センサ間の信号の到達時間差から部分放電信号と電
波雑音を判別したが、実施例５では複数信号間の到達時
間差が２００ｎｓ以下の信号を単一パルス信号として取
り扱い、その単一パルス信号の強弱に基づいて、部分放
電信号と電波雑音を判別する。以下にその判別の根拠を
説明する。図１６は、電波雑音センサと部分放電センサ
の２つセンサに検出された信号の同期性を説明する説明
図である。図は電磁雑音センサと部分放電センサの検出
信号の時間経過を示している。発電機の運転中に計測し
た結果、２つのセンサの信号間には（イ），（ハ）にお
けるΔｔ１０のように、５〜１０ｎｓ程度の短い時間差
で計測されるものと、（ロ）におけるΔｔ２０のように
２００ｎｓ以上の間隔計測されるものとに大別される。
この２種類の信号間隔はつぎの理由に基づいている。

【００５５】実施例２で述べたように、発電機の場合の
単一発生源からの信号が部分放電センサと電磁波センサ
に検出される時間差は、発電機内部で発生した電波雑音
の場合が約５〜１０ｎｓであり、外部で発生した電波雑
音の場合ほぼ０である。外部から雑音が侵入する場合も
５〜１０ｎｓ程度であり、この時間差がΔｔ１０であ
る。この時間差Δｔ１０は発電機の構造に基づく伝播経
路と信号が光速で伝播することから考えて２００ｎｓを
越えることは無い。従って、２００ｎｓ以下の信号は単
一発生源からの単一パルス信号として取り扱うことがで
きる。

【００５６】固定子巻線４で部分放電が発生した場合
は、その多くの信号は第１，第２電磁波センサ１３，１
５には検出されないが、若干は弱い強度で検出される場
合があり、その時間差も５〜１０ｎｓ程度である。そこ
で、図１５に示すノイズ判別回路２５では、部分放電セ
ンサ信号と電波雑音センサ信号はそれぞれ分岐され、同
期比較回路３９と信号強度比較回路３１に伝送されて、
同期性と共に信号強度が比較される。信号強度は図１６
に示すごとく、電波雑音センサ信号の波高値をａ，ｃ、
部分放電センサ信号の波高値をｂ，ｄとすると、電波雑
音が検出された場合はａ＞ｂとなり、部分放電が検出さ
れた場合はｃ＜ｄとなる。

【００５７】一方、２つの信号時間差が２００ｎｓ以上
のΔｔ２０の信号は、伝播特性から判断して単一発生源
のものとは考えられず、別々に発生した２つの信号であ
る。従って、２００ｎｓ以上の間隔があり部分放電セン
サに検出された信号は部分放電と判定することができ
る。

【００５８】以上のような認識方法で複数の部分放電セ
ンサ信号と電磁波センサ信号の同期性と信号強度から部
分放電信号と電波雑音との判別理論を示したのが図１７
である。部分放電センサ９ａ，９ｂ，９ｃ及び電波雑音
センサ１３ｂ，１５ｂ’，１５ｂ，１８ｂ，２１ｂ，３
６ｂのそれぞれで検出された信号の強弱に応じた判定結
果を示している。図中の○印は一定レベル以上の信号を
検出したことを表し、二重丸印は強い信号検出を表す。
信号強度は同一パルスによる校正値によって強弱を判定
する。この図に示すように、部分放電センサにのみ検出
されたものは部分放電と判定する。部分放電センサと電
磁波センサとの信号が同期しているものはその信号強度
から判定し、部分放電センサの信号強度が大きいものは
部分放電であるとする。またこの信号強度から、双方が
同程度または電磁波センサの信号が大きい場合には雑音
として判別することができる。

【００５９】実施例２では５〜１０ｎｓの時間差を判別
するために高速処理回路が必要であり、このための計測
回路が高価となるが、実施例５では信号時間差を正確に
計測する必要がなく、２００ｎｓの範囲に有るかどうか
の同期性のみを検出することで判別することができる。
従って、安価な素子で装置を構成することができると同
時に、その制御も容易な回転電機の異常検出装置が得ら
れる。

【００６０】なお、上記実施例では、表示装置２８と異
常表示装置２９を別々に設けているが、１つの表示装置
で兼ねても良い。また、上記実施例では信号ケーブルの
長さをすべて一致させ、検出信号間の時間差に基づいて
判定したが、設置位置などの条件で、同一の長さにでき
ない場合は、この長さに応じた時間差を予め考慮すれば
同様にして判定できる。

【００６１】

【発明の効果】以上のように、請求項第１項の発明によ
れば、回転電機の固定子巻線各相のスロットに設置さ
れ、スロットにおける部分放電を検出する複数の部分放
電センサ、この部分放電センサからの出力信号を入力し
てフィルタ処理するフィルタ回路、ピークホールド回
路，遅延回路，時間比較回路，及び除去回路を有し、部
分放電センサのそれぞれの検出信号間の時間差に基づい
て電波雑音と部分放電とを判別すると共に、部分放電の
放電発生位置を特定するノイズ判別回路、部分放電発生
に応じて処理を行う部分放電発生処理回路、並びに処理
結果を表示する表示装置を備えたことにより、運転中に
部分放電を精度よく計測するできると共に部分放電発生
相を特定することができ、異常検出の精度が向上できる
回転電機の異常検出装置が得られる効果がある。

【００６２】また、請求項第２項の発明によれば、回転
電機の固定子巻線各相のスロットに設置され、スロット
における部分放電を検出する複数の部分放電センサ、こ
の部分放電センサへの電波雑音を検出する電波雑音セン
サ、部分放電センサからの出力信号を入力してフィルタ
処理するフィルタ回路、ピークホールド回路，遅延回
路，時間比較回路，及び除去回路を有し、部分放電セン
サのそれぞれ及び電波雑音センサのそれぞれの検出信号
間の時間差に基づいて電波雑音と部分放電とを判別する
ノイズ判別回路、部分放電発生に応じて処理を行う部分
放電発生処理回路、並びに処理結果を表示する表示装置
を備えたことにより、運転中に部分放電を精度よく計測
できる回転電機の異常検出装置が得られる効果がある。

【００６３】また、請求項第３項の発明によれば、請求
項第２項の発明において、回転電機は発電機であり、こ
の発電機の電波雑音発生源として、回転子軸接地ブラ
シ、励磁機、及びスリップリング、並びに発電機への電
波雑音侵入路として、相分離母線、中性点接地線、及び
固定子フレームからのセンサリード取り出し部の発電機
フレーム外部空間における電波雑音をそれぞれ検出する
電波雑音センサのうちの少なくともいずれか１つの電波
雑音センサを備えたことにより、発電機の運転中に発生
するさまざまな電波雑音を除去でき、運転中に部分放電
を精度よく計測することができる回転電機の異常検出装
置が得られる効果がある。

【００６４】また、請求項第４項の発明によれば、回転
電機の固定子巻線各相のスロットに設置され、スロット
における部分放電を検出する複数の部分放電センサ、こ
の部分放電センサへの電波雑音を検出する電波雑音セン
サ、部分放電センサからの出力信号を入力してフィルタ
処理するフィルタ回路、ピークホールド回路，遅延回
路，信号レベル比較回路，時間比較回路，及び除去回路
を有し、部分放電センサのそれぞれ及び電波雑音センサ
のそれぞれの検出信号間の時間差が２００ｎｓ以内の信
号を単一パルス信号と見なして、この単一パルス信号の
強弱に基づいて電波雑音と部分放電とを判別するノイズ
判別回路、部分放電発生に応じて処理を行う部分放電発
生処理回路、並びに処理結果を表示する表示装置を備え
たことにより、運転中に部分放電を精度よく計測でき、
且つ安価な素子で装置を構成できると共にその制御が容
易な回転電機の異常検出装置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１に係る回転電機の構造を示
す縦断面図である。

【図２】実施例１による異常検出装置を示す構成図で、
固定子巻線に近接して設置した部分放電センサの位置を
示すために、回転電機の部分断面と共に示している。

【図３】実施例１に係る固定子巻線と部分放電センサの
配置及び部分放電信号の伝播波形を示す説明図である。

【図４】実施例１に係り、電波雑音が部分放電センサに
検出される伝播経路及び検出信号の特性を示す説明図で
ある。

【図５】この発明の実施例２による異常検出装置に係
り、発電機へのセンサの設置場所を示す説明図である。

【図６】実施例２に係り、固定子巻線内での各センサの
配線場所を示す説明図である。

【図７】実施例２による異常検出装置を示す構成図で、
固定子巻線に近接して設置した部分放電センサの位置を
示すために、発電機の部分断面と共に示している。

【図８】実施例２に係る固定子巻線と部分放電センサの
配置及び部分放電信号の伝播波形を示す説明図である。

【図９】実施例２に係る到達時間差による部分放電と雑
音の判別理論を説明する説明図である。

【図１０】この発明の実施例３に係る回転子軸接地ブラ
シに電波雑音センサを示す構成図である。

【図１１】実施例３に係る回転子軸接地ブラシに電波雑
音センサを示す構成図である。

【図１２】実施例３に係る回転子軸接地ブラシに電波雑
音センサを示す構成図である。

【図１３】この発明の実施例４に係るスリップリングの
電波雑音センサを示す構成図である。

【図１４】実施例４に係るスリップリングの電波雑音セ
ンサを示す構成図である。

【図１５】この発明の実施例５による異常検出装置を示
す構成図で、固定子巻線に近接して設置した部分放電セ
ンサの位置を示すために、発電機の部分断面と共に示し
ている。

【図１６】実施例５に係り、電波雑音センサと部分放電
センサの２つセンサに検出された信号の同期性を説明す
る説明図である。

【図１７】実施例５に係り、部分放電センサ及び電波雑
音センサのそれぞれで検出された信号の強弱に応じた判
定結果を示す説明図である。

【図１８】従来の高圧回転電機のコロナ検出装置の要部
を示す断面構成図である。

【図１９】従来のコロナ検出装置の他の例の要部を示す
断面構成図である。

【図２０】従来の回転電機の異常検出装置を示す構成図
で、固定子巻線に近接して設置した部分放電センサの位
置を示すために、発電機を一部切り欠いて共に示してい
る。

【符号の説明】

１ 回転電機 ２ 固定子フレーム ３ 固定子鉄芯 ４ 固定子巻線 ５ 回転子 ６ スロット ９ 部分放電センサ １０ａ〜１０ｃ 検出器 １１ 回転子軸接地ブラシ １２ 接地線 １３，１５，１８，２１，３６ 電波雑音センサ １３ｂ，１５ｂ，１８ｂ，２１ｂ，３６ｂ 電波雑音セ
ンサ信号 １４ スリップリング １６ 相分離母線 １７ シールド接地線 １９ａ〜１９ｃ 部分放電センサリード線 ２０ 端子箱 ２２ 温度測定器 ２３ フィルタ回路 ２３ａ〜２３ｌ フィルタ回路 ２５ ノイズ判別回路 ２６ 部分放電発生処理回路 ２８ 表示装置 ２９ 異常表示装置 ３０ ピークホールド回路 ３１ 信号レベル比較回路 ３２ 時間比較回路 ３３ 遅延回路 ３４ 除去回路 ３５ 中性点接地線 ３９ 同期比較回路 ４０ 絶縁リング ４１ 電極 ４２ 磁界プローブ ４３ アンテナ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年１月１０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２６】さらに、端子箱２０出口のリード線１９ａ
には部分放電計測のための検出器として高周波変流器１
０ａが設けられている。固定子鉄心３内の複数のスロッ
ト６に設けた他の放電センサ９ｂ，９ｃのリード線１９
ｂ，１９ｃにも同様に検出器１０ｂ，１０ｃが設けられ
ている。これらの検出器１０ａ，１０ｂ，１０ｃの信号
はそれぞれフィルタ回路２３、例えばバンドパスフィル
タ（ＢＰＦ）を通して、ノイズ判別回路２５に伝送され
る。更に、ノイズ判別回路２５からの出力結果は処理回
路２６，表示装置２８，異常表示装置２９に伝送される
構成となっている。ここで、この実施例では、検出器１
０ａ，１０ｂ，１０ｃからフィルタ回路２３までの信号
ケーブルの距離は全て同じ長さとなるように構成されて
いる。ノイズ判別回路２５は、ピークホールド回路３
０，時間比較回路３２，遅延回路３３，及び除去回路３
４で構成されている。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３０】一方、電波雑音も部分放電センサ９に検出
される。図４（ａ）は電波雑音が部分放電センサ９に検
出される伝播経路を示し、図４（ｂ）は検出信号の特性
を示す波形図である。図４を用いて電波雑音と部分放電
信号の検出について説明する。この実施例では、図に示
すように、例えば回転子軸接地ブラシ１１からの接地線
１２に電波雑音計測のため、電波雑音センサとして例え
ば電磁波センサ１３が設けられている。電波雑音発生源
である回転子軸接地ブラシ１１で放電が発生すると、放
電信号は接地線１２を流れ電磁波センサ１３に電磁波セ
ンサ信号１３ｂとして検出される。また、この電磁波信
号は回転子５を伝播して固定子巻線４と静電結合し、固
定子巻線４に高周波電流が流れる。同時に部分放電セン
サ９とも静電結合し、部分放電センサ９に電波雑音が検
出される。これらの信号の到達時間には特徴があり、電
磁波センサ信号１３ｂに対して部分放電センサ９ａ，９
ｂ，９ｃの信号はΔｔ３だけ遅れる。このΔｔ３は電磁
波信号の伝播時間であり、発電機の構造と関係する。回
転子軸接地ブラシ１１の位置が固定子巻線４に近いと短
くなり、遠いと長くなるが、おおむね５〜１０ｎｓの範
囲にある。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４２】次に、発電機１の外部で発生する電波雑音
の伝播経路と到達時間について説明する。図５におい
て、相分離母線１６では母線の支持絶縁物３７に異常が
発生した場合に、支持絶縁物部３７で部分放電が発生す
る。この実施例では発電機の絶縁異常検出を目的として
いるので、相分離母線１６の部分放電は雑音と判定す
る。また、相分離母線１６が接続されている送電系統側
からも、サージその他の電波雑音が発電機側に侵入して
来る。これらの電波雑音は相分離母線１６やシールド３
８を伝播して発電機１側に侵入する。相分離母線１６に
流れる電波雑音は相分離母線１６とシールド３８との静
電結合によりシールド３８にも高周波電流が流れ、シー
ルド接地線１７を通って対地へと流れる。このシールド
接地線１７に流れる高周波電流を第４電磁波センサ１８
で検出する。相分離母線１６から固定子巻線４までは長
い距離を伝播するので、高周波電流の多くは減衰し、部
分放電センサ９には低周波信号として検出される場合が
多い。この低周波信号はフィルタ回路２３ｊで除去する
ことが容易である。減衰が少ない信号が伝播して来た場
合には、第４電磁波センサ１８の検出信号に対して、部
分放電センサ９の検出信号に時間遅れが生じる。この時
間遅れを検知することによって電波雑音を判別すること
ができる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５０】実施例１，実施例２では、回転電機として
発電機の場合を説明したが、これに限るものではなく、
他の回転電機にも適用できる。また、電波雑音発生源と
して、回転子軸接地ブラシ、励磁機、スリップリングに
おける電波雑音を検出する電波雑音センサを設けたとし
たが、これに限るものではなく、他の電波雑音が発生す
ると考えられる場所に電波雑音センサを設置した構成に
すれば良い。また、上記の箇所すべてに設けなくても良
く、例えば、一番問題となる箇所に１つ設けても良い。
また、電波雑音侵入路として、相分離母線、中性点接地
線、固定子フレームからのセンサリード取り出し部の発
電機フレーム外部空間における電波雑音を検出する電波
雑音センサを設けたとしたが、これに限るものではな
く、他の電波雑音が侵入すると考えられる場所に電波雑
音センサを設置した構成にすれば良い。また、上記の箇
所すべてに設けなくても良く、例えば、一番問題となる
箇所に１つ設けても良い。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 研二 大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電 力株式会社内 (72)発明者 田中 高穂 大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電 力株式会社内 (72)発明者 兼田 ▲吉▼治 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社中央研究所内 (72)発明者 伊藤 恵一 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社中央研究所内 (72)発明者 木村 健 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社中央研究所内 (72)発明者 北村 重雄 神戸市兵庫区和田崎町１丁目１番２号 三 菱電機株式会社神戸製作所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転電機の固定子巻線各相のスロットに
   設置され、上記スロットにおける部分放電を検出する複
   数の部分放電センサ、この部分放電センサからの出力信
   号を入力してフィルタ処理するフィルタ回路、ピークホ
   ールド回路，遅延回路，時間比較回路，及び除去回路を
   有し、上記部分放電センサのそれぞれの検出信号間の時
   間差に基づいて電波雑音と部分放電とを判別すると共
   に、上記部分放電の放電発生位置を特定するノイズ判別
   回路、部分放電発生に応じて処理を行う部分放電発生処
   理回路、並びに上記処理結果を表示する表示装置を備え
   た回転電機の異常検出装置。
2. 【請求項２】 回転電機の固定子巻線各相のスロットに
   設置され、上記スロットにおける部分放電を検出する複
   数の部分放電センサ、この部分放電センサへの電波雑音
   を検出する電波雑音センサ、上記部分放電センサからの
   出力信号を入力してフィルタ処理するフィルタ回路、ピ
   ークホールド回路，遅延回路，時間比較回路，及び除去
   回路を有し、上記部分放電センサのそれぞれ及び上記電
   波雑音センサのそれぞれの検出信号間の時間差に基づい
   て電波雑音と部分放電とを判別するノイズ判別回路、部
   分放電発生に応じて処理を行う部分放電発生処理回路、
   並びに上記処理結果を表示する表示装置を備えた回転電
   機の異常検出装置。
3. 【請求項３】 回転電機は発電機であり、この発電機の
   電波雑音発生源として、回転子軸接地ブラシ、励磁機、
   及びスリップリング、並びに上記発電機への電波雑音侵
   入路として、相分離母線、中性点接地線、及び固定子フ
   レームからのセンサリード取り出し部の発電機フレーム
   外部空間における電波雑音をそれぞれ検出する電波雑音
   センサのうちの少なくともいずれか１つの電波雑音セン
   サを備えたことを特徴とする請求項第２項記載の回転電
   機の異常検出装置。
4. 【請求項４】 回転電機の固定子巻線各相のスロットに
   設置され、上記スロットにおける部分放電を検出する複
   数の部分放電センサ、この部分放電センサへの電波雑音
   を検出する電波雑音センサ、上記部分放電センサからの
   出力信号を入力してフィルタ処理するフィルタ回路、ピ
   ークホールド回路，遅延回路，信号レベル比較回路，時
   間比較回路，及び除去回路を有し、上記部分放電センサ
   のそれぞれ及び上記電波雑音センサのそれぞれの検出信
   号間の時間差が２００ｎｓ以内の信号を単一パルス信号
   と見なして、この単一パルス信号の強弱に基づいて電波
   雑音と部分放電とを判別するノイズ判別回路、部分放電
   発生に応じて処理を行う部分放電発生処理回路、並びに
   上記処理結果を表示する表示装置を備えた回転電機の異
   常検出装置。