JPH09211060A

JPH09211060A - 回転機巻線の絶縁診断装置

Info

Publication number: JPH09211060A
Application number: JP3559096A
Authority: JP
Inventors: Takashi Obara; 小原　　孝志
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1996-01-30
Filing date: 1996-01-30
Publication date: 1997-08-15

Abstract

(57)【要約】【課題】絶縁診断時に電源装置及び測定装器類の診断装
置を診断車から移動することなく絶縁特性の自動測定が
可能で、診断結果の報告を迅速に精度良く診断現地にて
報告することを可能とした絶縁診断装置を提供する。【解決手段】回転機１の巻線の絶縁特性を計測する各種
測定器３と、電源装置２と、回転機１の巻線に電圧を印
加する検出器９に接続されている測定用ケーブル１０
と、計算機７とを診断車１１に搭載し、前記計算機７の
制御により、診断車１１外に引出して回転機１に接続し
た測定用ケーブル１０に所定の電圧を可変して印加し
て、各種絶縁特性の測定データを測定器３を切換えなが
ら求めて計算機７に自動入力して、それらの測定データ
と、予め計算機７に収納されている各種絶縁特性の評価
基準と対比し判定して得られる回転機１の巻線の絶縁診
断結果のデータとを、前記計算機７から所定の書式に記
録して出力１４するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、回転機、特に高
電圧が印加される高圧回転機の予防保全のための巻線絶
縁の絶縁診断装置の構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】回転機巻線は運転中に各種ストレスを受
けて次第に経年劣化して絶縁機能が低下するために、前
記したストレスに耐えられなくなった時点で寿命に到
る。回転機の保全として寿命に到る前に絶縁診断をす
る、いわゆる不具合の検出及び寿命診断による予防保全
が機器の大形化、高稼働率による生産性の向上及び情報
機器の普及化に伴い重要となり、また具体的に取り入れ
られており、特に最近は電源及び動力を供給する高圧回
転機の巻線絶縁の絶縁診断について実施されている。回
転機巻線の絶縁診断法には、回転機の運転を停止させて
診断するオフライン法と、停止させずに行うオンライン
法とがあるが、一般に前者のオフライン法により回転機
巻線を非破壊試験にて行われている。

【０００３】高圧回転機巻線の絶縁診断のための絶縁特
性試験は、絶縁劣化診断試験方法（電気学会技術報告 I
I 部, 第 182号) に記載されているような絶縁抵抗(R)
、正極指数(PI)、誘電正接（tan δ, Δtan)、交流電
流試験(Pi₁,Pi₂) 、部分放電(Q) 等の非破壊試験で行わ
れ、巻線全体の異常や劣化が検出できるように上記した
試験の複数の特性値をそれぞれ評価基準と対比して絶縁
診断をするようにしている。しかしながら、前記した診
断時の特性値は合成樹脂を用いた昨今の回転機を構成す
るレジン系の巻線絶縁系では、その絶縁構成によって異
なってくるために、現在の所は統一的な評価基準は定め
られていなく、製造メーカの絶縁診断のデータの蓄積と
解析によりそれぞれ決められており、これらを基に巻線
の絶縁診断基準が定められている。

【０００４】さて、現地に設置されている回転機巻線の
絶縁診断を実施するには、診断業者が前記した絶縁特性
試験を実施するための各種測定器，電源装置を自動車等
に搭載した絶縁診断車（診断車）で移動して実施するよ
うにしている。即ち、対象とする回転機を設置してある
場所に電源装置及び測定器等の診断装置を診断車から運
び出し設置して、回転機の巻線に前記した電源装置から
の電圧を測定器に接続されている検出器を介して印加す
る測定用ケーブルを接続する。そして、前記電源装置に
より所定の電圧を印加して、この印加電圧における絶縁
特性の測定データを、前記した各種絶縁特性試験用の測
定器毎に設けられた検出器からの検出信号を前記測定器
にて測定して記録して求めて、これらの測定データを評
価基準と対比して得られる診断結果と、診断された複数
の回転機の巻線特性値とを含めた統計処理により、各回
転機間の測定データの偏差及び傾向の調査結果と、診断
対象と同一の回転機巻線の絶縁仕様における蓄積されて
いる診断データ群との比較により求められる個々の回転
機巻線の絶縁劣化度の診断結果とを纏めて、顧客に報告
することにより、寿命診断を行っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した絶
縁診断のための絶縁特性試験は、回転機の設置場所及び
試験のための供給電源設備の条件も種々異なる現地に、
電源装置及び測定器等の診断装置を搬入しながら行うた
めに、その試験は手作業で行うことが多い。即ち、診断
の対象とする回転機の巻線に絶縁特性試験項目毎に各測
定器を接続して、手動にて電源装置を操作して巻線に電
圧を印加して、測定データを記録する方式が採用されて
おり、また、現地の他の場所に設置されている複数の回
転機について評価する場合には、その都度測定器類を移
動して前記した手順で行うので、測定に多くの時間を要
するという問題があった。

【０００６】また、上記のように各測定器による絶縁特
性試験毎に測定データを記録して整理する作業と、この
測定データと評価基準と対比する絶縁診断のための判定
作業は、複数の回転機巻線についての試験の終了後に診
断員が実施している。そして、前記した診断した各回転
機間の測定データの偏差，傾向の調査結果、及び絶縁劣
化度の判定は、測定データと診断結果とを全国に設置さ
れている回転機巻線絶縁の絶縁診断データを管理してい
るセンターへ書類にて送付され、この送付されてきたデ
ータをセンターの電算機に入力して解析して得られる結
果を報告する方式を採用している。このため、前記した
診断結果をも含めて現地にて、診断の内容を知りたいと
いう顧客の要求に応じることができなかった。

【０００７】なお、上記した診断員は、診断車にて全国
を巡回して診断をしているが、予め今までの集積された
診断結果を所持して、この診断データにより前記した測
定データの偏差，傾向及び回転機の傾向管理を行うこと
は、診断データが膨大で、解析のための計算が煩雑であ
ることと、また複数個所の診断車から全国で診断されて
いる診断データが時々刻々センターに送付されており、
統計処理のための母数が変わる可能性があるので、現存
の診断データで判定を行うことは正確さに欠ける恐れが
あるために実際には行われていない。

【０００８】また、絶縁診断を行う診断員は、現地にお
いて各種測定器及び電源装置との組合せ、配線及びノイ
ズ対策等の知見を有していることと、絶縁診断について
の知識等が充分あることが要求されるので、専門家が行
っている。このような専門家は現在高齢化しつつあり、
したがってエキスパートでないものでも診断できるよう
な診断方法が望まれている。

【０００９】この発明の課題は、前記の問題を解決し診
断する各回転機毎に電源装置及び測定器類の診断装置を
移動，設置することなく省力化された診断法を提供する
とともに、診断のための絶縁特性測定時に測定データの
処理，記録と、判定，評価とを迅速に行い診断結果の報
告書の作成を行うとともに、センターへ前記絶縁診断デ
ータを送付して、その解析結果の報告をも現地にて報告
することを可能とした絶縁診断装置を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、この発明は、診断車内に電源装置と、絶縁特性
を測定する各種測定器と、前記電源装置から回転機巻線
に前記測定器に接続されている検出器を介して電圧を印
加する測定用ケーブルと、計算機とが搭載され、前記計
算機による制御により、前記診断車内の電源装置から所
定の電圧を可変して診断車外の回転機巻線に印加して、
検出器からの検出値を測定器により計測して得られる各
種絶縁特性の測定データを測定器を切換えながら求め
て、それらの測定データを前記計算機に自動入力して、
所定の書式に記録して出力するとともに、予め計算機に
収納されている各種絶縁特性の評価基準と対比し判定し
て得られる回転機巻線の診断結果のデータを前記計算機
から出力するようにした。これにより、絶縁診断時に現
場の回転機の設置場所まで電源装置及び測定器類の診断
装置を診断車から移動して配線して設置することなく、
診断車内で予めセットした診断装置から測定用ケーブル
を外部に引出して診断する回転機に接続するだけで、診
断車内で計算機の制御による遠方操作により診断車外の
回転機巻線に自動的に電圧印加して、絶縁特性の計測
と、記録及び診断ができるので、計測の自動化が達せら
れるるとともに、回転機巻線の絶縁診断に長けた専門家
でなくても診断をすることができ、更に診断結果を診断
現地にて顧客に報告するのことができる。

【００１１】また、診断装置の電源装置に可変リアクト
ルを設ける構成としたので、回転機及び測定用ケーブル
の容量分による無効電力を報償して、電源装置の一次入
力電流を小さくすることができるので電源装置を小形化
できる。

【００１２】更に、診断車内の計算機に収納された絶縁
測定データ及び診断結果を、回転機巻線の絶縁診断デー
タを管理しているセンターへ伝送する手段と、センター
内に蓄積されているデータとの偏差値及びの診断データ
との対比により、測定した回転機巻線の不具合個所の特
定とその予測、及び絶縁劣化度の判定結果を診断車の計
算機に伝送する手段とを附加することにより、顧客が要
求している上記した絶縁診断に対する情報を早急に報告
することができる。

【００１３】また、回転機巻線の部分放電の測定により
絶縁の電圧劣化度を診断する診断法において、活線状態
で運転している回転機巻線の部分放電を部分放電測定器
にて測定して、この測定データを通信回路により回転機
巻線の絶縁診断データを管理しているセンターの計算機
に定期的に伝送して、巻線絶縁の電圧劣化度を解析する
ようにすれば、高圧回転機の巻線絶縁の絶縁破壊の前兆
を示す部分放電の発生状況と発生量を解析するのに必要
な精密な高性能の計算機を現地に置くことなしに、部分
放電による巻線絶縁の劣化度を随時監視することが可能
となる。そして、定期的に伝送される測定データを時限
的にセンターの計算機で解析するようにすれば、多数台
の回転機巻線の電圧劣化度の診断をも監視することがで
きる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図１〜図３は、この発明の実施の形
態からなる絶縁診断システムの構成図であり、図１は診
断装置の接続概略図、図２は絶縁診断の電算機によるデ
ータ処理の概念図で、図３は診断データの伝送の構成例
である。図１に示す絶縁診断を構成する診断装置は、対
象とする回転機１の巻線に所定の電圧を印加するための
電源装置２と、絶縁特性試験のための測定器３として高
圧絶縁計４，誘電特性測定器５，部分放電測定器６と、
電源装置２と前記測定器３とを制御する計算機７と、通
信機器８と、検出器９と診断車１１外の回転機１の巻線
とをそれぞれ接続する全長５０ｍの測定用ケーブル１０
とから構成されており、いずれも自動車（診断車１１）
内に据付られて配線されている。そして前記の測定用ケ
ーブル１０のみを、現地にて診断車１１外の回転機１に
接続するために診断車１１外に引き出すようにしてい
る。

【００１５】電源装置２は、２００ｖの５０ｍ長の電源
ケーブル２ａにて外部電源に接続された電源制御部、ノ
イズ除去変圧器、高圧試験用変圧器と自動可変リアクト
ルから構成されており、前記計算機７の電源用制御部へ
の指令７ａにより、設定された所定値の試験用の電圧を
測定器３の計測時間だけ測定用ケーブル１０を介して回
転機１の巻線に印加するように制御されている。この電
圧印加時には、自動可変リアクトルを設置してあるの
で、回転機１の巻線と、測定用ケーブル１０を布設する
ことによる充電電流による進相無効電力を補償させて、
電源装置２の一次入力電流を小さくして電源の必要容量
を低減するようにして設定電圧を制御するようにしてい
る。そして、回転機１の巻線の絶縁測定は、測定ケーブ
ル１０に接続された検出器９を計測ケーブル１２にて接
続して、前記した絶縁特性試験法の条件に準じて計算機
７にて制御された所定の電圧設定値を一定時間回転機１
の巻線に印加して得られた検出器９からの検出値を、前
記計測ケーブル１２を介して前記した計算機７の指令７
ｂの基に測定器３にて計測する。そして、この計測され
た測定データは計算機７に入力されデータ処理される。

【００１６】上記の絶縁測定は、前記した計算機７の指
令７ａ及び７ｂにより、検出器９ａから高圧絶縁計４に
て絶縁抵抗，正極指数と絶縁抵抗の電圧特性を計測し、
次に誘電特性測定器５による誘電正接の電圧特性とを検
出器９ｂから、また、この検出器９ｂを構成する電流検
出器から交流電流特性を計測し、その後部分放電測定器
６にて検出器９ｃから部分放電を計測する順序で行う。
これらの特性試験のための各測定器３の切換えは、前記
した計算機７の電源装置２への指令７ａによる回転機１
の巻線への印加電圧を無電圧として接地した状態の時に
計測ケーブル１２を接続することにより行う。そして、
各測定器３毎に測定された測定データは、前記した特性
試験毎に図１及び図２に示すように計算機７にデータケ
ーブル１３により自動入力して、測定データと、各特性
試験で定められている基準値と対比して判定した診断結
果とを所定の書式にプリントして出力１４するようにし
ている。

【００１７】前記した計算機７に入力した測定データと
判定した診断結果のデータとは、フロッピーディスク
（ＦＤ）１５に書き込むと同時に、計算機７の指令によ
り通信機器８にて、絶縁診断データを管理しているセン
ター１６に伝送して、データバンクにアクセスし蓄積す
るとともに、センター１６内に蓄積されているデータに
基づいて診断データの各試験項目についての偏差値を、
図２に示すような度数分布、散布図等の統計処理のデー
タと、前記した測定データと診断結果の解析による回転
機巻線の不具合個所の特定と、絶縁劣化度の判定結果と
をセンター１６から現地の診断車１１の計算機７に通信
回路を利用して返送するように構成している。また、診
断結果の報告に時間的な余裕がある場合には、前記した
ＦＤ１５にセンター１６での診断内容を記録して返送し
て診断の判定に用いることもできる。

【００１８】前記した、現地の診断車１１内の通信機器
８とセンター１６との間でのデータの伝送は、図３に示
すように電話又は移動電話により有線回路１７、及び人
工衛星１８や中継器１９を利用する無線回路２０により
行う。

【００１９】次に、図４に示す実施の形態は、運転中の
高圧回転機の巻線絶縁の電圧劣化度を検出するオンライ
ンによる部分放電の診断装置の構成図である。現地の活
線状態の各回転機１に、巻線を鉄心内のスロット部に収
納する楔と巻線間に設けたサーチコイルからなる部分放
電計測器６を取り付けて、その測定データを通信機器８
ａにて有線回路１７又は無線回路２０によりセンター１
６に伝送するようにする。そして、図４に示す部分放電
の測定結果（ａ）と、（ｂ）のような印加電圧の位相と
部分放電の発生位相と大きさ等をセンター１６の計算機
により求めて、予め定められた判定基準及び、既存の集
積データとの対比による知見に基づいて、現地にて診断
車１１にて診断員が診断することなくセンター１６にて
電圧劣化度の絶縁診断をするようしてある。この診断装
置を利用して、診断をする多数台の部分放電の計測デー
タを、定期的に時間を区切って伝送するように構成する
ことにより、センター１６内の計算機で多数台の回転機
巻線の部分放電による電圧劣化の診断をすることが可能
となる。

【００２０】

【発明の効果】以上のように、この発明においては、診
断車内に診断装置を配線し設置して、測定用ケーブルを
外部に引出して診断する回転機に接続して、計算機によ
り前記した診断装置を制御して、自動的にデータの採
取、記録及び評価の判定を行う装置としたので、絶縁診
断を専門家でなくとも容易に短時間に行え、診断の省力
化が達成されるとともに、診断結果を現地にて顧客に報
告することが可能であるので、診断結果による回転機の
絶縁対策を行う必要がある場合に、その対策の立案まで
の時間を早くすることができる。

【００２１】また、測定用ケーブルのみを回転機が設置
してある屋外の場所に引出して診断車内で計算機の制御
による遠方操作により計測するので、従来の診断装置を
屋外に設置する場合での雨等の天候不順時に、計測が中
断されるようなことがなく診断ができる。

【００２２】更に、診断車内の計算機に収納された絶縁
測定データ及び診断結果を符号化して、通信回路あるい
はフロッピーディスクでセンターへ伝送して、診断した
回転機の偏差，傾向及び回転機の傾向管理のデータ、ま
た不具合個所の特定とその予測、及び絶縁劣化度の判定
結果等を現地に居ながら入手できるので、絶縁診断の判
定精度の向上が図られるとともに、その情報を早急に顧
客に報告できる。

【００２３】また、絶縁診断の一つである部分放電の計
測を、活線状態の回転機に部分放電測定器のみを設置し
て、この測定データを通信回路により定期的にセンター
に伝送して解析や判定を行うことにより、前記した解析
のための計算機を現地に設置しなくても、高圧回転機の
絶縁寿命の予兆を示す部分放電特性を、運転中の多数の
回転機について定期的に長時間に亘り随時監視すること
が可能となるので回転機の予防保全として有効であり、
また診断費用の低減が図れるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態からなる診断装置の接続
概略図である。

【図２】絶縁診断の電算機によるデータ処理の概念図で
ある。

【図３】現地の診断車とセンター間とのデータ伝送の構
成例である。

【図４】部分放電の診断装置の構成図である。

【符号の説明】

１回転機２電源装置３測定器４高圧絶縁計５誘電特性測定器６部分放電測定器７計算機８通信機器９検出器１０測定用ケーブル１１診断車１６センター１７有線回路２０無線回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転機を設置してある現地に診断車に測定
器を搭載して移動して回転機巻線の絶縁特性を測定して
絶縁診断を行う回転機巻線の絶縁診断装置において、診
断車内に電源装置と、絶縁特性を測定する各種測定器
と、前記電源装置から回転機巻線に前記測定器に接続さ
れている検出器を介して電圧を印加する測定用ケーブル
と、計算機とが搭載され、前記計算機による制御によ
り、診断車内の電源装置からの電圧を可変して診断車外
の回転機巻線に前記測定用ケーブルを介して所定の電圧
を印加して、前記検出器からの検出値を測定器により計
測して得られる各種絶縁特性の測定データを、測定器を
切換えながら求めて、それらの測定データを計算機に自
動入力して、所定の書式に記録して出力するとともに、
予め計算機に収納されている各種絶縁特性の評価基準と
対比し判定して得られる回転機巻線の診断結果のデータ
を、計算機から出力することを特徴とする回転機巻線の
絶縁診断装置。
【請求項２】請求項１に記載の回転機巻線の絶縁診断装
置において、電源装置に可変リアクトルを設けたことを
特徴とする回転機巻線の絶縁診断装置。
【請求項３】請求項１又は請求項２に記載の絶縁診断装
置において、診断車内の計算機に収納された測定データ
と診断結果のデータとからなる絶縁診断データを、回転
機巻線の前記絶縁診断データを管理しているセンターへ
伝送する手段を有することを特徴とする回転機巻線の絶
縁診断装置。
【請求項４】請求項３に記載の絶縁診断装置において、
回転機巻線の絶縁診断データを管理しているセンター内
の電算機に蓄積されているデータとの偏差値及び絶縁診
断結果との対比により、診断した回転機巻線の不具合個
所の特定と予測、及び絶縁劣化度を診断車の計算機に伝
送する手段を有することを特徴とする回転機巻線の絶縁
診断装置。
【請求項５】請求項３又は請求項４に記載の絶縁診断装
置において、伝送手段は、有線あるいは無線の通信回路
を用いるものであることを特徴とする回転機巻線の絶縁
診断装置。
【請求項６】回転機巻線の部分放電の測定により絶縁の
電圧劣化度を診断する診断装置において、活線状態で運
転している回転機巻線の部分放電を部分放電測定器にて
測定して、この測定データを通信回路により回転機巻線
の絶縁診断データを管理しているセンターへ伝送して、
回転機巻線の電圧劣化度を診断し、監視することを特徴
とする回転機巻線の絶縁診断装置。
【請求項７】請求項６に記載の回転機巻線の絶縁診断装
置において、多数台の回転機の巻線の部分放電の測定デ
ータを、時間差を持ってセンターの電算機に伝送して、
それぞれの回転機巻線の電圧劣化度を診断することを特
徴とする回転機巻線の絶縁診断装置。