JPS60131476A - 電気機器の絶縁物の良否判定方法及び装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕　□ 本発明は、電動機２発電機、変圧器等の電気機器の絶縁
物の絶縁状態の良否を非破壊で直接的かつ自動的に検査
可能とした電気機器の絶縁物の良否判定方法及びそれに
用いる装置に関する。

〔従来技術〕

電気機器の絶縁物の良否判定、即ち電気機器が実使用に
耐え得るか否かを非破壊的に行う方法は一般に絶縁特性
試験と称され、直流試験、誘電正接試験、交流電流試験
、部分放電試験等が知られている。しかし、これらの試
験方法はその結果に対する判定基準が必ずしも明確では
なく、また一種類の試験法で各種の原因による絶縁不良
を的確に判定することは困難である。

また、上記各種試験方法は測定条件、即ち温度、湿度等
により測定結果が左右される場合が多く、たとえば直流
試験法ではその測定結果である絶縁抵抗値が周囲雰囲気
湿度により大きく変動し、また誘電正接試験法ではその
測定結果であるΔｔａｎδが被測定物である絶縁物の温
度、それが備えられている電気機器のコイルの汚ｔｉ状
況及びこの汚損物質の吸湿の度合等により相当程度変動
することが知られている。

このように前記の各種試験法はその判定基準が必ずしも
明確ではなく、また種々の条件によりその結果が変動る
すため、従来は数種の試験法を併用してこれらの結果を
総合的に判断して電気機器の絶縁物の良否判定が行われ
ていたが、その精度。

実用性等の面において必ずしも満足すべきものではなく
、電気機器の維持管理の面において有効な指標であると
は言い難いのが実情であった。

〔発明の目的〕

本発明は上述の如き事情に鑑みてなされたものであり、
電気機器の絶縁物の乾燥状態における絶縁抵抗値の吸湿
状態における絶縁抵抗値に対する比を乾湿絶縁抵抗比と
してめ、この値と周囲雰囲気湿度に関連づけて予め定め
られた基準値とを比較することにより、電気機器の絶縁
物の良否判定を比破壊で直接的かつ容易に行い得る判定
方法及びこれに使用する装置の提供を目的とする。

〔発明の原理〕

第１．２図は本発明の詳細な説明するためのグラフであ
り、第１図は縦軸に絶縁物の絶縁破壊電圧の指標く％）
を、横軸に乾湿絶縁抵抗比Ｒｒをそれぞれ示している。

乾湿絶縁抵抗比Ｒｒとは、絶縁物の乾燥状態における絶
縁抵抗値Ｒｄと、吸湿状態における絶縁抵抗値Ｒｗとの
比Ｒｄ　／Ｒ蛭により規定される値であり、第１図から
は乾湿絶縁抵抗比Ｒｒが大となる程絶縁破壊電圧が低下
する、即ち低電圧で絶縁破壊が発生することが明らかで
ある。これは、第２図に横軸に吸湿時間（周囲雰囲気へ
の暴露時間）を、縦軸に絶縁抵抗値をとり、また実線に
て絶縁劣化の進行した場合、一点鎖線にて絶縁が良好な
場合の関係を示す如く、乾燥状態にある絶縁物を水分を
含む周囲雰囲気に暴露させて吸湿を行わせた場合には、
吸湿の進行に伴って絶縁抵抗値ＲＩｌｌは徐々に低下し
、絶縁劣化が進行した絶縁物では絶縁劣化が進行してい
ない絶縁物に比して多数の空隙が止しているため周囲雰
囲気の湿度が同一であっても絶縁物に吸収される水分の
絶対量が大となり、このため絶縁抵填値Ｒｍが急激に劣
化することとなるためである。

また、第２図において、縦軸上に位置する乾燥状態にお
ける絶縁抵抗値Ｒｄと右側端部付近の周囲雰囲気と平衡
状態となった時点の充分な吸湿状態における絶縁抵抗値
Ｒｗとの比が乾湿絶縁抵抗比Ｒｒであるが、乾燥状態で
の絶縁抵抗値Ｒｄをめるためには電気機器を一定時間以
上運転してそれ自身の発熱により絶縁物を乾燥状態とす
ればよい。しかし、吸湿状態、それも充分な吸湿状態に
おける絶縁抵抗値Ｒ１１をめるには電気機器の運転を停
止した後にその絶縁物が周囲雰囲気と平衡状態ヒなるま
で放置しな吹ればならず、これには長時間が必要であり
、このような充分な吸湿状態での絶縁抵抗値Ｒｗを：用
いることは実用的とは言い難い・。従って、第２図に示
す如く、吸湿開始から所定時間Ｔ経過した時点における
吸湿状態での絶縁抵抗値Ｒ１１を測定し、これを乾湿絶
縁抵抗比Ｒｒをめ、これと、周囲雰囲気湿度に応じて予
め定められた判定基準とを比較することにより電気機器
の絶縁物の絶縁状態の良否判定を行うものである。

〔発明の構成〕

本発明は電気機器の絶縁物に直流電流を印加することに
より、絶縁物の乾燥状態と周囲雰囲気がらの吸湿状態そ
れぞれにおける絶縁抵抗値を測定し、両者の比を乾湿絶
縁抵抗比としてめ、また前記両絶縁抵抗値が測定された
期間の周囲雰囲気湿度をも測定し、周囲雰囲気湿度と乾
湿絶縁抵抗比とに関連づけて予め定められた判定基準と
、測定された乾湿絶縁抵抗比とを比較することにより電
気機器の絶縁物の良否判定を行うものである。

〔実施例〕

以下、本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述す
る。

本発明に係る電気機器の絶縁物の良否判定方法について
は、その原理をすでに説明したが、これを実施するため
の装置を示す図面に従って本発明方法及び装置について
より置体的に説明する。

第３図は本発明装置の構成を示すブロック図である。

直流高圧電源２は、被測定物である電気機器の絶縁物１
の絶縁抵抗値Ｒｍを測定するための電圧■の直流電圧電
流を発生するものであり、本実施例では１００ＯＶを発
生する。この直流高圧電流はパルス発生器６から直流高
圧電源２にパルス信号が与えられた時点で極短時間絶縁
物１に印加されるものであり、パルス発生器６からのパ
ルス信号は同時に後述する絶縁抵抗被演算回路４及び平
均湿度演算回ｖ＆８に与えられ、これらに所定の演算を
行わせる。また高圧直流電源２の負極ラインには抵抗値
Ｒの検出抵抗３Ｒが介装されており、この検出抵抗３Ｒ
の両端の電位が電圧検出回路３に与えられている。電圧
検出回路３は絶縁物１に印加された直流高圧電流の電圧
を検出して検出抵抗３Ｒによる降下電圧Ｖｒをめるもの
であり、その検出結果は絶縁抵抗比演算回路４に与えら
れる。

絶縁抵抗比演算回路４は前述のパルス発生器６から与え
られるパルス信号により電圧検出回路３が検出した電圧
を読込んで絶縁物ｌの絶縁抵抗値Ｒｍを下記（１１式よ
りめ、更に測定が開始された最初の絶縁抵抗値Ｒｍ　、
　Ｉ２１３ち乾燥状態での絶縁抵抗値Ｒ（Ｉと、これ以
後にめられる絶縁抵抗値Ｒｍ、即ち吸湿状態での絶縁抵
抗値Ｒｈとの比を乾湿絶縁抵抗比Ｒｒ−Ｒｄ／Ｒ−とし
てめる。

ｒ ただし　Ｖ：絶縁物への印加電圧（’Ｖ）Ｒ：検出抵抗
の抵抗値（Ω） ■・　・検出抵抗によるｌ！門下電圧（Ｖ）このように
してめられた乾湿絶縁抵抗比Ｒｒは絶縁抵抗比記憶回路
５に与えられて記憶され、また磁気ディスク、テージ等
の適宜の記録装置１４に記録される。

湿度センサ７は測定対象である絶縁物１が暴露されてい
る周囲雰囲気の相対湿度を測定するものであり、その検
出結果は平均湿度演算回路８にあ平均湿度演算回路８は
、前述のパルス発生器６からのパルス信号が与えられた
時点で湿度センサ７の測定結果を読み込み、測定期間中
の周囲雰囲気の平均相対湿度を演算するものであり、こ
の結果は判定基準記憶回路９に与えられる。

判定基準記憶回路９は絶縁物ｌの良否判定の基準を記憶
するものであり、その設定は判定基準設定器１０により
入力される。

判定基準は、たとえば以下の如くに決定される。

即ち、人為的、に絶縁劣イリせた電気機器の絶縁物を乾
燥状態から種々（たとえは２％間隔）の相対湿度の雰囲
気中に暴露し、所定時間経過後（たとえば３時間後）、
に第４図に示す如くその絶縁抵抗値Ｒｍをめてこれを吸
湿状態での絶縁抵抗値Ｒｗとし、これを基に第５　ｉ、
、５一点鎖線にて示す如く基本的な乾湿絶縁抵抗比Ｒｒ
、　、（Ｒｄ　／Ｒｗ　）をめ、更に安全性、電動機の
効率、絶縁物交換時機の経済性等を考慮して第５図、に
実線にて示す如く実際の判定基準を定めておく。なお、
この判定基準は一次又は数次の近似式として表わされる
が、測定対象に応じて、即ち電動、畔の絶縁物であるか
変圧器の絶縁物であるか等によりそれぞれ定めておくも
のとする。　。

比較回路１１はスイッチ１３の操作により作動して、絶
縁抵抗比記憶回路５に記憶されている記憶内容の内、最
後に入力された乾湿絶縁抵抗比Ｒｒを読出し、また平均
湿度演算回路８により演算された平均湿度に応じて判定
基準記憶回路９から判定基準をＵｅみ込み、両者を比較
してその結果を表示器１２に表示するものである。

以上の如く構成された本発明装置の動作について以下に
説明する。

まず、予め種々の実験によりめられ、また種々の条件に
より補正された判定基準を第５図の関係で判定基準記憶
回路９に入力しておく。

そして、たとえば定期点検等により測定対象の電気機器
の運転が停止さ耗た直後に直流高圧電源２の出力端子を
測定□対象の′電気機器の絶縁物１に接続する。この際
、絶縁物１は電気機器の運転に伴う発熱により乾燥され
ているが、運転停止後ある程度の時間が経過した後゛測
定を行う場合には数十分程度の運転を行えばよい。

次に図示しない主スィッチを投入すると、パルス発生器
６は１０分間隔にてパルス信号を直流高圧電源２、絶縁
抵抗比演算回路４及び重均湿度演算回路８に与え、湿度
センサ７は周囲雰囲気の相対湿度の測定を開始する。

パルス発注器６からのパルス信号が与えられると、直流
高圧電源２は測定対象である絶縁物１に直流高圧電流を
印加する。この直流高圧電流は検出抵抗３Ｒによりその
電圧Ｖが降下されて電圧検出回路３に検出されている。

また、パルス発生器６からのパルス信号が与えられるこ
とにより、絶縁抵抗比演算回路４ば電圧検出回路３が検
出している電圧を読込み、降下電圧、即ち絶縁物１に印
加されている電圧Ｖとの差Ｖｒをめ、前記（１）式によ
り絶縁抵抗値Ｒｍをめる。そして最初にめられた絶縁抵
抗値Ｒｍ、即ち乾燥状態での絶縁抵抗値Ｒｄとこれ以後
にめられた絶縁抵抗値Ｒｍとの比を乾湿絶縁抵抗比Ｒ’
ｒとしてめ、絶縁抵抗比記憶回路５に記憶させる。

一方、パルス発生器６からのパルス信号が与えられる都
度、平均湿度演算回路８は湿度センサ７による周囲雰囲
気の相対湿度の測定値を読み込み、平均湿度の演算を行
う。

以上のようにして１０分間隔にてパルス発生器６がパル
ス信号を発生する都度、絶縁物１の乾湿絶縁抵抗比Ｒｒ
が演算されるが、時間の経過に従って絶縁物１ば周囲雰
囲気から水分を吸収するため、測定される絶縁抵抗値Ｒ
’ｍは第４図に示す如く徐々に小となり、従って演算さ
れる乾湿絶縁抵抗比Ｒｒは大となる。

そして、測定開始から３時間経過後にスイッチ１３を操
作すると、比較回路１１は絶縁抵抗比記憶回路５に最後
に入力さ東た□乾湿絶縁抵抗比Ｒｒを読み込み、一方判
定基準記憶回路９からは平均湿度演算回路８により算出
され実測定期間、即ち測定開始から３時間の平均湿層に
対応する判定基準を読取り、両者の比較を行ってその結
果を表示器１２に表示する。この表示は請求められた絶
縁物１の乾湿絶縁抵抗比Ｒｒが判定基準より小である場
合には絶縁状態が良好であることが、逆の場合には不良
であることが表示される。

なお、記録装置１４には測定開始から３時間後までの間
の１０分間隔での乾湿絶縁抵抗比Ｒ’ｒが記録されてい
るので、この記録を解析することにより更に精密な検査
を行うことも可能である。

〔効果〕

以上詳述した如く本発明は、電気機器の絶縁物の乾燥状
態と周囲雰、囲気からの吸湿状態それぞれにおける絶縁
抵抗値を測定し、両者の比を乾湿絶縁抵抗比としてめ、
また前記両絶縁抵抗値が測定された期間の周囲雰囲気湿
度を測定し、周囲雰囲気湿度と乾湿絶縁抵抗比とに関連
づけて予め定められた判定基準と、測定された乾湿絶縁
抵抗比とを比較して電気機器の絶縁物の良否判定を行う
ものであるから、、電気機器の絶縁物の絶縁状態の良否
判定を非破壊的に直接かつ容易に行うことが可能となり
、従って絶縁物交換の時機を失することによる′電気機
器の故障を防止することが可能となり、逆に過早に絶縁
竺交讐を行うことによる経済性の低下が防止、可能にな
る等、電気機器の維持管理に寄与する処大である。。。

なお、前記実施例では電気機器の運転停止後、即ち絶縁
物の乾燥状態から３時間後の時点で乾湿絶縁抵抗比をめ
ることとしたがこれに限るものではない。

また、前記実施例では、乾湿絶縁抵抗比及び平均湿度を
演算する回路、あるいは乾湿絶縁抵抗比及び判定基準を
記憶する回路、更にはこれらを比較する回路等を個別に
具備する構成としているが、これらをマイクロコンピュ
ータシステムを用いて一括する構成としてもよいことは
勿論である。

更に、前記実施例では、電圧検出回路により検出された
電圧を基に演算回路により絶縁抵抗値をめる構成とした
が、公知の絶縁抵抗針等を用いる構成としてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明するための絶縁物の絶縁破
壊電圧と乾湿絶縁抵抗比との関係を示すグラフ、第２図
は同じく絶縁物の絶縁抵抗値と吸湿時間との関係を示す
グラフ、第３図は本発明装置の構成を示すブロック図、
第４図は湿度による絶縁抵抗値と吸湿時間との関係を示
すグラフ、第５図は湿度と乾湿絶縁抵抗比との関係を示
すグラフである。 １・・・絶縁物　２・・・直流高圧電源　３・・・電圧
検出回路　４・・・絶縁抵抗比演算回路　７・・・温度
センサ９・・・判定基準記憶回路　１１・・・比較回路
１、Ｊ、許　出願人　住友金属工業株式会社代理人弁理
士　河　野　登　夫

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電気機器の運転による昇温後の、その絶縁物の乾燥
   状態および停機時の絶縁物の吸湿状態それぞれの絶縁抵
   抗値を測定し、 後者の前者に対する比を乾湿絶縁抵抗比としてめ、 またこの測定時の周囲雰囲気湿度を測定し、前記乾湿絶
   縁抵抗比と周囲雰囲気湿度とに関連づけて予め定められ
   ている判定基準と測定された乾湿絶縁抵抗比及び周囲雰
   囲気湿度との比較により前記電気機器の絶縁物の良否判
   定を行うことを特徴とする電気機器の絶縁物の良否判定
   方法。 ２、　測定対象の電気機器の絶縁物の絶縁抵抗測定回路
   と、 該絶縁抵抗測定回路の測定結果を基に前記絶縁物の乾燥
   状態での絶縁抵抗値の吸湿状態での絶縁抵抗値に対する
   比を乾湿絶縁抵抗比としてめる絶縁抵抗比演算回路と、 前記電気機器の周囲雰囲気湿度を測定する湿度側、定器
   と、 ゛・周囲雰囲気湿度と乾湿絶縁抵抗比とを関連づけて予
   め定められた判定基準を記憶する判定基準記憶回路と、 前記湿度測定器の測定結果に応じた判定基準を前記判定
   基準記憶回路から読み取り、前記絶縁抵抗比演算回路に
   より演算された乾湿絶縁抵抗比と比較して前記絶縁物の
   良否判定を行う比較回路とを具備したことを特徴とする
   電気機器の絶縁物の良否判定装置。