JPS58141650A - 回転電機の集電部異常監視装置 - Google Patents

回転電機の集電部異常監視装置

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JPS58141650A
JPS58141650A JP57022606A JP2260682A JPS58141650A JP S58141650 A JPS58141650 A JP S58141650A JP 57022606 A JP57022606 A JP 57022606A JP 2260682 A JP2260682 A JP 2260682A JP S58141650 A JPS58141650 A JP S58141650A
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JP
Japan
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temperature
signal
alarm
abnormality
monitoring device
Prior art date
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Pending
Application number
JP57022606A
Other languages
English (en)
Inventor
Makoto Senoo
誠 妹尾
Yoshihiro Michiguchi
道口 由博
Satoshi Tanisaka
谷坂 敏
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS58141650A publication Critical patent/JPS58141650A/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/34Testing dynamo-electric machines
    • G01R31/343Testing dynamo-electric machines in operation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はタービン発電機などのような回転電機〇集電部
における異常状態、例えば火花放電の発生、ブラシや接
触不良などを監視する回転電機の集電部異常監視装置に
関する。
大形の発電プラントに設置されるタービン発電機などに
おいては、集電環とこれに摺接するブラシからなる集電
部によって回転子の界磁巻線に妨磁用電力を供給してい
る。このような集電部に発生する異常状mt監視するた
め、従来は火花放電に伴って発生する光または電磁波を
検出する方法が一般に採用されている。しかし、火花放
電が発生する以前に、すでにブラシの接触不良が起って
いることが多く、前記した従来の火花監視方法では、こ
のようなブラシの接触不良までは検出できない。
本発明の目的は、集電部における火花放電だけでなく、
ブラシの接触不良などの異常をも監視することのできる
助転電徐の集電部j!4常監視装置を提供することにあ
る。
ところで、回転電慎の集電部において発生する異常とし
ては、ブラシの集電環に対する接触状態の変化に起因す
るものが殆んどでめる。すなわち、フラジの摩耗が進む
過程では、片減りなどの原因により集電部の偏加熱が発
生し、発電機回転軸の振動が増大することがある。また
、ブラシの接触圧の減少などの原因によりブラシと集電
部の間に火花放電が発生し、この火花放電が発展すると
集電部の焼損事故に至る虞れがある。
このような集電部における異常状態に共通する現象とし
て、集電環表面の周方向温度分布の不均一の発生を挙げ
ることができる。集電li嵌面は正常状態においても、
ブラシとの摩擦による発熱のために、ある違転温II!
を示しているが、ブラシの接触状態が変化すると、集電
i1表面が偏加熱を起したり、ブラシの接触圧不足によ
って集電lI表表面温が低下したりし、ときには火花放
電が発止することもめる。そして、火花放電が発生する
と、集電m表面の火花発年箇所は、火花放電にょシ局部
的に温度上昇する。したがって、ブラシの接触状態変化
による偏加熱にしても、また火花放電の発生にしても、
集電111表面の周方向温度分布tS+定することによ
″)、早期に集電部の異常を検出することができる。
また、ブラシの接触状態異常と火花放電の発生とでは象
亀**血の加熱状態に違いがあり、その周方向のiA&
分布としてみた場合、両者に起因する偏加熱による温度
分布は、最高温度と周方向平均温度との差が小さく、平
均温度以上の温度を示す周方向角度幅が広くなる傾向を
示す。一方、後者に伴う集電3j宍面の加熱領域は、ス
ポット状で局所的になシ、最高温度と周方向平均温度と
の差が大きく、鋭い温度ピークが発生する。したがって
、周方向温度信号の時間的な微分値、あるいはピーク温
度の勾配の大小により加熱原因、つまシ異常のS類を判
別することができる。
本発明は、−これらの点に鑑みてなされたもので、上記
の目的を達成する九め、果t*の表面温度を非接触で検
出する検出手段と、この検出手段で検出された温度信号
を処理して来電部の異常発生、例えば火花放電の発生、
フランの接触不良などの肩無を判定する信号処理平波と
を備えたことを特徴とする。
以下、本発明を図示の実施例に基づいて静軸に説明する
、 熟1−は本発明の一実施例に係る集電部異常監視装置の
ブロック因である。この図において、1は回転軸2に固
着された集電部、3は仁れに′!11接するように固定
部に保持されたブラシで、これらによシ固足部から回転
子の界磁巻線に励磁用電力を供給するための集電部が構
成されている。4は集電miの周方向温度を集電Ill
の表面から放散される熱輻射として検出する赤外線セン
ナなどからなる温度検出器、5は温度検出器4で検出さ
れた温度信号a中に含まれている雑音を除去するための
フィルタ、6は温度信号aの時間的な変化率を得る九め
の微分器、7は微分器6の出力信号、つまり温度微分信
号Cの値が所定の時間的変化率範門外になったとき、つ
tn正gk@レベルg3以上または負警報しベルg、以
下になったときに、温度微分管軸信号dを発生するI!
j[変化率□警報発生器、8は温度信号aの値が所定の
温度範囲外に′なったとき、つまシ高温側温度警報しベ
ル重8以上または低温嚢温[gII報レベしf、以下に
なったときに、温度警報信号すを発生する温度費@発生
慟、9は温度黴分醤報信号dまた祉温度警報信号bの少
なくともいずれか一方が11″になったときに集電部に
異常が発生したとして集電部異常警報信号eを出力する
ORIgIwlloは警報信号Cが11″になったとき
に警報を発する警報器である。
この様に構成さnた集電部異常監視装置において、いま
温度検出器4によって第2図に示すような温度信号aが
得られたとすると、この温度信号atiフィルタ5で雑
音が除去された後、蒙分器6を通って温度微分信号Cに
なり、温度変化率警報発生器7に入る。この警報発生器
7には正、負の警報レベルgj + g宜がわり、この
2つの警報レベルgl e g=のどちらかを越えた場
合に警報信号1が@1″となるようになっているため、
温度微分信号Cが第2図に示すように、時点・t1曵正
、負の警報レベ/I;g1j g= を越えると、警報
信号dが11となり、0R11?J路9からの警報信号
eも1”となって警@1110によりg#報が発せられ
る。また、フィル#5で雑音が除去された温度信号aは
温度警報発生器8にも直接人力される。この温度警報発
生器8には高温側、低温匈の警報しf!のどちらかを越
えた場合に警報信号すが″1”となるようになっている
ため、温度信号aが第2図に示すように、時点1sで高
温側のIIP報レベしf、を越えると、警報信号すが1
1°となる。この際、警報信号dとこれに基つ<II@
信号eFi峙点【1で既にリセットされて@0#となっ
ているため、OR回路9からの警報信号end時点1.
で再び″1″となって警報器10により警報が発生され
る。
また、第3心は本発明の他の実施例に係る集電部異常監
視装置を示すブロック図である。第3図中、第1図と同
一符号は同一物または相幽物を示す。11は回転輪2の
任意の周方向位置に堆付けられた反射テープ、12は反
射テープ11に対応して固足部に設けられた光検出伽で
、発光素子と受光素子t4Mえ、発光素子から出た光を
反射テープ11で反射しこの反射2を受光集子で受けて
、集電環1衆向の温度分布を回転に同期して測定するた
めに必要な回転基準信号h(発生するものである。13
は温度信号aおよび回転基準信号りを人力し、温度信号
aを回転に同期して所定のサンプリング間隔でディジタ
ル化する回転−期サンプリング装置、14はこのサンプ
リング装置13から出力されるamディジタルデータ1
に基ついて榴々のデータ処理を行なう温度データ処理装
置、15Fiこの処理装置114からの処理データjに
より集電m*面の周方向温度分布を表示する表示装置で
ある。
この実施例では、温度検出器4で検出さjした温度信号
aFi回転同期サンプリング装置12により、(2)転
電機の回転に同期してそのアナログデータがディジタル
データiに変換されて温度データ処理装置14に転送さ
れる。この処理装置14では、入力さf+、るIIJI
ディジタルデータiを指定された回転数分について平均
化し、仁の平均化されたデータJ倉表示鉄tIL15に
出力して、第4図に示すような来電iI嵌面周方向温度
分布を表示した9、あるいは第5図に示すように、粂亀
壌嵌面局方向温度のピークの最大値Tsnaxと周方向
温度の平均値Tの差(Tn4x  T ) と、この温
度ピークが周方向温度の平均値Tを挾む角度Δθによっ
て決まる温度ピークの勾配α= (Tm51x −T 
)/Δ#【ネめ、第6図に示すように、この勾配αの麹
が所定の勾配判定レベルに、を越えたときに警報器、号
eを出力して、警報器10によ〕警報を発し友りする。
また、周方向温度の最大値が所定の高温貴温度判定レベ
ル以上になったシ、あるいは低温側温度判定レベル以下
になったと龜にも、警報信号Cを出力して警報器10に
より警報を発する。なお第6図に示すように、前記勾配
判定レベルに、のはか□にこれより高レベルの勾配判定
レベルに、を   ′−設けて、前記勾配αの値をこれ
らの判定レベルに、。
k、と比較すれば、α< krのときには正常状態(X
)、kl≦α〈k8のときにはブラシ級触不&(Y)、
に、≦に、のときには火花放電発生(Z)と判定するこ
とができ、この判定結果を表示装置15などに表示する
ことにより、異常状態の樵1I14を判別することがで
きる。
以上説明したように、本発@によれば、集電部の火花放
電たけでなく、従来困難とされていたブラシの接触不良
などの異常をも監視することが回置りとなる。
【図面の簡単な説明】
第1崗は本発明の一実施例に係る集電部異常監視装置の
10ツク図、llA2図は第1図に示した集11m異常
監視装置各部の信号の時間的関係を示すタイムチャート
、餓3図は本発明の他の実施例に係る集電部S*監視装
置のブロック図、絡4図は来電壌表面の周方向温度分布
の一カを示す説明図、1pJb−は温度ピークの勾配α
のぶめ方を示す説明図、第6図は集電部における異常状
態のIII類の判別法を示す説明図である。 1・・・業電壌、3・・・ブラシ、4・・・温度検出器
、5・・・フィルタ、6・・・微分器、7・・・温度変
化率警報鮨、8・・・温度11−@器、9・・・OR回
路、10・・・警報器、11・・・反射テープ、12・
・、:1光検出4Tt、i3・・・回転IuJ期サンプ
リングkI11.14・・・温度データ処理装第  5
  図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、毫亀濃とこれに摺接するブラシとからなる集電部の
    輿當を飯視するものにおいて、前記集電環の表面温*1
    非余触で検出する検出手段と、仁の検出+段で検出され
    たm度債号を処理し、て集電部の異常発生の有無を判定
    する信号処理手段とを備えたことt%黴とする回転電機
    〇集電部異常監視装置。 2、特許請求の範囲第1項において、前記信号処理す段
    は、前記温度信号が19r足の温1範曲内にるるか否か
    を調べ、所定の温度範囲外のときに異常発生壱りと判定
    する手段を備えたことt−性徴とする回転電機の集亀部
    異常監視装亀。 3、特許請求のeta囲第1項において、前記信号処理
    中Rは、前記温度信号の時間的変化1111を求める千
    叡と、この手段で求めら、れ1F一時間的変化率信号が
    所定の変化率軛−内にあるか否かtwI4べ、所定の変
    化率範■外のときに異常発生有9と判定する手段とを備
    えたことt4I像とする回転電機の集電部異常監視装置
    。 4、 4111’Fili求の範囲第1項において、前
    記信号処理手段は、前記温度信号を回転篭−の回転に同
    期して所定のサンプリング周期でディシール化し、集電
    m弐面の周方向温度分布を求める手段と、この手段で求
    められた周方向温度のピークが所定の値を越えたとき、
    この周方向温度のピークの最大値と周方向温度の平均値
    の差と、周方向温度のピークが周方向温度の平均値を挾
    む角度とによって決まる温度ピークの勾配を求める手段
    とを備え、この勾配の値から異常の種at判別するよう
    にした仁とを%黴とする回転電機〇集電部異常監視装置
JP57022606A 1982-02-17 1982-02-17 回転電機の集電部異常監視装置 Pending JPS58141650A (ja)

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JPS58141650A true JPS58141650A (ja) 1983-08-23

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ID=12087496

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JP (1) JPS58141650A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1096352A1 (de) * 1999-10-28 2001-05-02 IMPAC Electronic GmbH Verfahren und Vorrichtung zur berührungslosen Temperaturregelung
CN105158688A (zh) * 2015-09-06 2015-12-16 周子亮 机电设备故障定位及报警保护装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1096352A1 (de) * 1999-10-28 2001-05-02 IMPAC Electronic GmbH Verfahren und Vorrichtung zur berührungslosen Temperaturregelung
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