JPH11174111A - 交流電動機の絶縁劣化検出装置 - Google Patents

交流電動機の絶縁劣化検出装置

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JPH11174111A
JPH11174111A JP34300897A JP34300897A JPH11174111A JP H11174111 A JPH11174111 A JP H11174111A JP 34300897 A JP34300897 A JP 34300897A JP 34300897 A JP34300897 A JP 34300897A JP H11174111 A JPH11174111 A JP H11174111A
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JP
Japan
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corona discharge
motor
detecting
noise
insulation deterioration
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Application number
JP34300897A
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English (en)
Inventor
Kiyoyoshi Suenaga
清佳 末長
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 稼働中の交流電動機の絶縁劣化等の異常をコ
ロナ放電により検出する交流電動機の絶縁劣化検出装置
を提供する。 【解決手段】 電磁波検出用のアンテナ1とコロナ放電
検出部2とからなる交流電動機の絶縁劣化検出装置であ
って、前記コロナ放電検出部2は、前記アンテナの検出
信号から高周波成分を抽出して周辺ノイズを除去するノ
イズ除去部と、ノイズ除去後の信号を整流によって包絡
線検波し、コロナ放電電磁波の強弱成分を抽出する強弱
成分抽出部と、強弱成分の中の電源周波数成分の比率か
ら、その電磁波がコロナ放電であることを判定する判定
部と、判定に基づき警報を発する警報器から構成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、稼働中の交流電動
機の絶縁劣化等の異常をコロナ放電により検出する交流
電動機の絶縁劣化検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】交流電動機の界磁巻線の絶縁劣化を検知
する方法として、従来から、電動機が停止状態において
電動機に試験電圧を印加し、その放電電荷量を測定する
方法が知られている。しかしながら、この方法では、稼
働中の交流電動機に適用して絶縁劣化を検知することは
できない。
【0003】そこで、交流電動機の界磁巻線の絶縁劣化
によって発生するコロナ放電に着目し、コロナ放電に起
因する電磁波をコロナ検出素子で検出する方法や、接地
線から検出する方法が知られている。一方、ノイズ環境
下において、電力設備の絶縁劣化によるコロナ放電を広
範囲に検知する技術として、コロナ放電に伴って発生す
る異常音を利用する技術が特開平9-127181号公報に開示
されている。
【0004】この特開平9-127181号公報の発明は、熟練
した電気保全員がコロナ放電の異常音によって絶縁劣化
を発見し、大事故を未然に防止したという事例が多いこ
と、また、近年の合理化要請ならびに遠隔集中監視化に
よって熟練した電気保全員が現場監視に赴く時間が年々
減少し、電気保全員に変わって現場を監視することので
きる“耳”の役割を担う装置の開発ニーズがあったこ
と、などによってなされたものである。
【0005】すなわち、特開平9-127181号公報の発明
は、さまざまな電気機器の放電実験を通じて、“放電音
に共通の特性である電源周波数の2倍の周期で音響が強
弱する”ことを突き止めることによって完成されたもの
である。なお、原理的には、コロナ放電で生じる音響
は、電子が空気の中性分子と衝突しイオン化する時に生
じるものであり、電界(電圧)のピーク付近で音響が大
きくなり、電界(電圧)が小さい時に音響が小さくなる
ため、電源周波数の2倍の周期(交流のため正のピーク
と負のピークがある)で音響が強弱するのである(例え
ば、室岡義廣著「コロナ現象、コロナ社発行、p. 132〜
133 」参照)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来のコロナ放電をコ
ロナ検出素子で検出する方法では、周辺部で定常的に発
生するノイズとコロナ放電との判別が困難であり、実用
的ではない。特に、交流電動機の界磁巻線で発生する絶
縁劣化は、アースとの間で発生するよりも、むしろ交流
電動機の相間で発生したり、巻線間で発生する場合が圧
倒的に多い。そのため、発生するコロナ放電の電荷量は
微少であり、周辺のノイズとの弁別がきわめて困難であ
った。
【0007】また、上記のように微少な電荷量では、接
地線に流入する電磁波も微少であり、接地線で検出する
ことも困難である。更に、昨今のように高調波を多く含
む電源系においては、高調波ノイズが定常的に重畳する
こととなり、コロナ放電による微少な電磁波だけを弁別
し、その信号を選択的に検出することがますます困難と
なってきている。
【0008】本発明は、上記問題点を解決し、交流電動
機の絶縁劣化を高精度に検出する装置を提供することを
目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、コロナ放電に
起因する電磁波が、上述した異常音と同一の原理で発生
するものであり、異常音において発生している電源周波
数の2倍の周期での音響の強弱と同様の強弱がコロナ放
電に起因する電磁波においても発生していることに着目
してなされたものである。
【0010】すなわち、本発明は、電磁波検出用のアン
テナとコロナ放電検出部とからなる交流電動機の絶縁劣
化検出装置であって、前記コロナ放電検出部は、前記ア
ンテナの検出信号から高周波成分を抽出して周辺ノイズ
を除去するノイズ除去部と、ノイズ除去後の信号を整流
によって包絡線検波し、コロナ放電電磁波の強弱成分を
抽出する強弱成分抽出部と、強弱成分の中の電源周波数
成分の比率から、その電磁波がコロナ放電であることを
判定する判定部と、判定に基づき警報を発する警報器と
からなる交流電動機の絶縁劣化検出装置の提供によって
上記課題を解決したのである。
【0011】また、前記アンテナを、前記交流電動機の
界磁巻線とほぼ同径のループ状とし、前記交流電動機の
界磁巻線の端面に貼設し、かつ、前記交流電動機内に内
設することが好適であることを見出したのである。
【0012】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照して詳しく説明する。図1は本発明に係
るコロナ放電検出装置の構成を示すブロック図であり、
図2はコロナ放電検出装置の各要素での出力波形を示す
特性図である。図1において、1はコロナ放電による電
磁波を検出するアンテナであり、コロナ放電が発生した
時に生じる電磁波を受信する。この電磁波そのものの周
波数は17MHz程度であることが知られている。ただし、
検出したい電磁波の強弱の変動は、電源周波数の2倍程
度である。
【0013】2は1で受信した電磁波を信号処理するコ
ロナ放電検出部であり、3は1段目のアンプ、4は遮断
周波数が例えば10kHz の高域通過フィルタ、5は2段目
のアンプ、6は整流器、7は遮断周波数が例えば200Hz
の低域通過フィルタ、8はアナログ信号をデジタル化す
るA/D変換器、9はそのデジタル信号を処理するデジ
タル信号処理器(DSP)、10はブザーなどの警報器、
11はCRTや液晶表示装置などの表示器である。
【0014】そして、アンテナ1で採取された図2(a)
に示すような波形を有するコロナ放電の電磁波は、ま
ず、1段目のアンプ3で図2(b) に示すような波形に増
幅され、高域通過フィルタ4を通過してノイズが除去さ
れる。ノイズ除去された後、2段目のアンプ5で再度増
幅される。このときの信号を図2(c) に示す。ここで、
高域通過フィルタ4でのノイズ除去の機能について説明
すると、通常、コロナ放電で生じる電磁波は10kHz 以上
の高い周波数で広い周波数帯域にわたって存在するが、
一般の交流電動機のノイズは大半が10kHz 以下の周波数
成分であるため、高域通過フィルタ4で容易にコロナ放
電電磁波だけを抽出することができるのである。
【0015】次に、ノイズ除去後の信号を整流器6で図
2(d) のような波形に整流してから低域通過フィルタ7
によって包絡線検波し、図2(e) に示すようなコロナ放
電電磁波の強弱成分を抽出する。さらに、この放電電磁
波の強弱成分をA/D変換器8でデジタル信号に変換し
た後、デジタル信号処理器(DSP)9でFFT演算を
行う。演算の結果得られた電源周波数の2倍の周波数成
分値を全周波数成分値の合計値で除した値が、あらかじ
め定めた基準値、例えば15%、を超過した場合は、その
電磁波がコロナ放電であると判定して警報器10を鳴ら
し、表示器11にコロナ放電発生の表示をするのである。
【0016】以下に、本発明の適用例について説明す
る。図3は、交流電動機の絶縁劣化検出装置のアンテナ
1をループ状アンテナ1aとして、交流電動機12内に装着
した例を示している。ループ状アンテナ1aは、交流電動
機12の界磁巻線13とほぼ同じ径とし、界磁巻線13の端面
に貼設することが、コロナ放電の電磁波を検出するうえ
から好適である。また、電動機ケース14の内側に設置す
ることで、電動機以外からのノイズをある程度遮断する
こともできる。
【0017】図3では、ループ状アンテナ1aを界磁巻線
13の両端面に設けているが、これは、いずれかの片端面
に設けるだけでもよい。また、検出能は若干劣るもの
の、アンテナを交流電動機12の外側に設けても良いこと
は説明するまでもないことである。
【0018】
【発明の効果】本発明によって、外部ノイズに阻害され
ることなく、高精度のコロナ放電検出が可能となり、交
流電動機の絶縁劣化を電動機の運転中に高い精度で検出
することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る交流電動機の絶縁劣化検出装置の
構成を示すブロック図である。
【図2】(a) 〜(e) は、コロナ放電検出部の各要素での
出力波形を示す特性図である。
【図3】ループ状アンテナの交流電動機への装着例を示
しており、(a)は、交流電動機の正面部分断面図であ
り、(b)は、交流電動機の側面断面図である。
【符号の説明】
1 アンテナ 1a ループ状アンテナ 2 コロナ放電検出部 3 1段目のアンプ 4 高域通過フィルタ(ノイズ除去部) 5 2段目のアンプ 6 整流器(強弱成分抽出部) 7 低域通過フィルタ(強弱成分抽出部) 8 A/D変換器 9 デジタル信号処理器 10 警報器 11 表示器 12 交流電動機 13 界磁巻線 14 電動機ケース

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電磁波検出用のアンテナとコロナ放電検
    出部とからなる交流電動機の絶縁劣化検出装置であっ
    て、前記コロナ放電検出部は、前記アンテナの検出信号
    から高周波成分を抽出して周辺ノイズを除去するノイズ
    除去部と、ノイズ除去後の信号を整流によって包絡線検
    波し、コロナ放電電磁波の強弱成分を抽出する強弱成分
    抽出部と、強弱成分の中の電源周波数成分の比率から、
    その電磁波がコロナ放電であることを判定する判定部
    と、判定に基づき警報を発する警報器とからなる交流電
    動機の絶縁劣化検出装置。
  2. 【請求項2】 前記アンテナが、前記交流電動機の界磁
    巻線とほぼ同径のループ状であり、前記交流電動機の界
    磁巻線の端面に貼設され、かつ、前記交流電動機内に内
    設されていることを特徴とする請求項1記載の交流電動
    機の絶縁劣化検出装置。
JP34300897A 1997-12-12 1997-12-12 交流電動機の絶縁劣化検出装置 Pending JPH11174111A (ja)

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