JPS60140142A - 絶縁監視装置 - Google Patents
絶縁監視装置Info
- Publication number
- JPS60140142A JPS60140142A JP25165483A JP25165483A JPS60140142A JP S60140142 A JPS60140142 A JP S60140142A JP 25165483 A JP25165483 A JP 25165483A JP 25165483 A JP25165483 A JP 25165483A JP S60140142 A JPS60140142 A JP S60140142A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light receiving
- insulation
- deterioration
- output
- deterioration degree
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
- G01M11/08—Testing mechanical properties
- G01M11/083—Testing mechanical properties by using an optical fiber in contact with the device under test [DUT]
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Relating To Insulation (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (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。
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、電気機器絶縁の熱劣化度を、実働機器の運転
を停止することなく、連続監視する装置に関するもので
ある。
を停止することなく、連続監視する装置に関するもので
ある。
Ｒ５知のように電気機器の絶縁は、すし放電、その他の
因子により劣化し、究極的には絶縁破壊に至るが、破壊
を予知し、ｔａ器の信頼性、ひいては電気機器を装備し
た設備の信頼性を維持するため、予防保全の一環として
定期的に運転を停止して絶縁診断を行なうことが多い。
因子により劣化し、究極的には絶縁破壊に至るが、破壊
を予知し、ｔａ器の信頼性、ひいては電気機器を装備し
た設備の信頼性を維持するため、予防保全の一環として
定期的に運転を停止して絶縁診断を行なうことが多い。
しかし、現状の電気的試験による絶縁診断法（直流試験
法、交流電流試験法、誘電正接試験法、部分放電試験法
、接地線漏れ電流試験法）では、試験電圧が被測定電気
機器の定格電圧までしか印加できないため、得られる緒
特性の変化は小さく、加えて、その試験結果は試験時の
環境条件、特に湿度の影響を受けるため、絶縁劣化との
安定した対応がとれないまま、経験的に劣化状況を推測
していることや、機器の運転を停止させての測定で、劣
化の連続監視ができない等の問題がある。
法、交流電流試験法、誘電正接試験法、部分放電試験法
、接地線漏れ電流試験法）では、試験電圧が被測定電気
機器の定格電圧までしか印加できないため、得られる緒
特性の変化は小さく、加えて、その試験結果は試験時の
環境条件、特に湿度の影響を受けるため、絶縁劣化との
安定した対応がとれないまま、経験的に劣化状況を推測
していることや、機器の運転を停止させての測定で、劣
化の連続監視ができない等の問題がある。
これらの問題を解決するために、高圧機器の絶縁層の表
面に電極を設置し、絶縁破壊の前駆現象としての部分放
電パルスを、機器の運転を停止することなく連続的に検
出する方法や、絶縁層に超音波探傷により絶縁劣化を連
続的に検出する方法などが提唱されている。しかし、そ
れらは導電性の材料を絶縁層の表面に設置するか、導電
性の材料を絶縁層の内部に埋設し、リードを取り出すた
め、絶縁に悪影響を及ばず場合がある。また、絶縁劣化
との対応もいまだ十分ではない。
面に電極を設置し、絶縁破壊の前駆現象としての部分放
電パルスを、機器の運転を停止することなく連続的に検
出する方法や、絶縁層に超音波探傷により絶縁劣化を連
続的に検出する方法などが提唱されている。しかし、そ
れらは導電性の材料を絶縁層の表面に設置するか、導電
性の材料を絶縁層の内部に埋設し、リードを取り出すた
め、絶縁に悪影響を及ばず場合がある。また、絶縁劣化
との対応もいまだ十分ではない。
更に、接地線に流れる漏洩電流を連続的に検出する方法
も提唱されているが、機器の運転電圧下での情報であり
、その変化は小さい。
も提唱されているが、機器の運転電圧下での情報であり
、その変化は小さい。
本発明は、このような欠点を取り除くためになされたも
のであり、電気機器などの保全におりる修理や更新など
の処置を、データヘースに信頼度高く行なうことができ
る絶縁監視装置を提供することを目的とするものである
。
のであり、電気機器などの保全におりる修理や更新など
の処置を、データヘースに信頼度高く行なうことができ
る絶縁監視装置を提供することを目的とするものである
。
本発明の絶縁監視装置は、その両端面間に絶縁（樹脂が
介在するように絶縁層内に埋設した投光側及び受光側よ
りなる一対の光ファイバーと、前記投光側光ファイバー
の他端に設りた発光６１〜と、ｉｉｊ記受光受光側光フ
ァイバ一端に設ＬＪた受光部と、該受光部の出力信号を
入力とし、予めめた受光量と前記絶縁樹脂の劣化度との
関係を記憶した関数発生部と、この関数発生部の出力を
もとに表示又は警報を行なう表示部とからなるものであ
る。
介在するように絶縁層内に埋設した投光側及び受光側よ
りなる一対の光ファイバーと、前記投光側光ファイバー
の他端に設りた発光６１〜と、ｉｉｊ記受光受光側光フ
ァイバ一端に設ＬＪた受光部と、該受光部の出力信号を
入力とし、予めめた受光量と前記絶縁樹脂の劣化度との
関係を記憶した関数発生部と、この関数発生部の出力を
もとに表示又は警報を行なう表示部とからなるものであ
る。
電気機器の絶縁劣化は、主として熱劣化によりもたらさ
れる。
れる。
一般に、熱劣化による電気機器絶縁物の化学構造量の変
化は化学反応速度論に従い、変色による吸光度は化学構
造量で一義的に決まる。
化は化学反応速度論に従い、変色による吸光度は化学構
造量で一義的に決まる。
即ち、熱劣化による絶縁材料の化学構造量Ｘの変化が化
学反応速度論に従うとすれば、化学構造量Ｘの変化は、 ｄｘ／ｄｔ＝Ａ Ｈｅｘｐ （−ΔＥ ／ ＲＴ ）
・ｇ ｆｘ）−＋１１式で表される。ここで、Ｌは劣化
時間、Ａは頻度因子、八Ｅは活性化エネルギー、１７は
ガス定数、Ｔは劣化の絶対温度、［（ＸＩは反応機構を
表す関数である。
学反応速度論に従うとすれば、化学構造量Ｘの変化は、 ｄｘ／ｄｔ＝Ａ Ｈｅｘｐ （−ΔＥ ／ ＲＴ ）
・ｇ ｆｘ）−＋１１式で表される。ここで、Ｌは劣化
時間、Ａは頻度因子、八Ｅは活性化エネルギー、１７は
ガス定数、Ｔは劣化の絶対温度、［（ＸＩは反応機構を
表す関数である。
絶縁材料の劣化が時間０からｔまで進み、化学構造量が
ＸＯからＸまで変化したとして（１）式を積分すると、 となり、右辺の積分は時間の次元となるので、換幻時間
θとｕ、ｐばれている。
ＸＯからＸまで変化したとして（１）式を積分すると、 となり、右辺の積分は時間の次元となるので、換幻時間
θとｕ、ｐばれている。
従って（２）式は、
で表される。
反応機構を表ず関数ｇ ｔＸｌと頻度因子Ａが一定の劣
化領域では、種々の温度条件下で劣化が生しても、換算
時間θが等しげれば化学構造量Ｘの変化も等しくなり、 θ、、、 ｆ ＋ｘ＋ ””−’−（５）式％式％ 更に、吸光度りが化学構造量で一義的に決まるとすると
、 Ｄ ＝ Ｉｎ （ｉ ｏ ／ Ｉ ） −に−Ｘ−Ｊ−
−−一−−−−−−（６１式１） ＝ ｂ （ｘｌ −
−−−−−−＋７１式となる。ここで、Ｄは吸光度、１
０は化学構造量が０の時の透過光の強さ、■は化学構造
量がＸの時の透過光の強さ、ｌはセルの厚さ、Ｋは吸収
係数である。
化領域では、種々の温度条件下で劣化が生しても、換算
時間θが等しげれば化学構造量Ｘの変化も等しくなり、 θ、、、 ｆ ＋ｘ＋ ””−’−（５）式％式％ 更に、吸光度りが化学構造量で一義的に決まるとすると
、 Ｄ ＝ Ｉｎ （ｉ ｏ ／ Ｉ ） −に−Ｘ−Ｊ−
−−一−−−−−−（６１式１） ＝ ｂ （ｘｌ −
−−−−−−＋７１式となる。ここで、Ｄは吸光度、１
０は化学構造量が０の時の透過光の強さ、■は化学構造
量がＸの時の透過光の強さ、ｌはセルの厚さ、Ｋは吸収
係数である。
従って、換算時間θと吸光度りは、
θ−ｆｌｈ−！（Ｄ）ｌ−−−−−−−−（ｇ）式と表
され、絶縁材料の吸光度りの変化から、熱劣化度の尺度
となるθをめることができる。
され、絶縁材料の吸光度りの変化から、熱劣化度の尺度
となるθをめることができる。
以下に、回転機絶縁線輪の導体間隙に光ファイバーを埋
設し、真空含浸されたｔｉｔ脂の変色に伴う吸光度の変
化による絶縁監視装置の実施例により、本発明を具体的
に説明する。
設し、真空含浸されたｔｉｔ脂の変色に伴う吸光度の変
化による絶縁監視装置の実施例により、本発明を具体的
に説明する。
第１図は本発明実施例の概略図、第２図はその１−１線
断面図である。この実施例では、導体（１）の間隙（２
）に、規定の端面間隔をおいて光ファ・イハ−＋３１．
＋３１ ’をセットし、主絶縁（４）、補強絶縁（５
）を施した後にエポキシ樹脂を真空加圧含浸し、光ファ
イバー＋３１． ＋３１ ’の端面間（６）にエポキシ
樹脂を充填させた線輪から出てくる光ファイバーの一方
（３）を発光素子（７）に、他方（３〕′を受光素子（
８）にそれぞれ接続し、更に受光素子（８）の出力を増
幅滞り）で増幅した後、予めめた受光ｐと絶縁樹脂の劣
化度θとの関係を記憶した関数発生部（Ｉｆ）に信号を
入力し、その関数発生部（１１）の出力を表示ＷＩｌｉ
回路θ０）に接続したものである。
断面図である。この実施例では、導体（１）の間隙（２
）に、規定の端面間隔をおいて光ファ・イハ−＋３１．
＋３１ ’をセットし、主絶縁（４）、補強絶縁（５
）を施した後にエポキシ樹脂を真空加圧含浸し、光ファ
イバー＋３１． ＋３１ ’の端面間（６）にエポキシ
樹脂を充填させた線輪から出てくる光ファイバーの一方
（３）を発光素子（７）に、他方（３〕′を受光素子（
８）にそれぞれ接続し、更に受光素子（８）の出力を増
幅滞り）で増幅した後、予めめた受光ｐと絶縁樹脂の劣
化度θとの関係を記憶した関数発生部（Ｉｆ）に信号を
入力し、その関数発生部（１１）の出力を表示ＷＩｌｉ
回路θ０）に接続したものである。
上記構成の監視装置において、機器の運転により線輪の
温度が上昇すると、含浸されたエポキシ樹脂は劣化を受
けて黒変し、吸光度りが大きくなるため、受光素子（７
）の出力が低下してくる。劣化の尺度となる換算時間θ
と吸光度りは、前記の（８）式に示したように一義的関
係にあり、劣化が進むにつれて、つまりθが大きくなる
ほど吸光度りは大きくなり、受光素子の出力は低下して
くる。
温度が上昇すると、含浸されたエポキシ樹脂は劣化を受
けて黒変し、吸光度りが大きくなるため、受光素子（７
）の出力が低下してくる。劣化の尺度となる換算時間θ
と吸光度りは、前記の（８）式に示したように一義的関
係にあり、劣化が進むにつれて、つまりθが大きくなる
ほど吸光度りは大きくなり、受光素子の出力は低下して
くる。
一般的なエポキシ樹脂では、劣化の換算時間θと受光素
子の出力との関係は、第３図に示す曲線（１２）のよう
になる。いま、Ｉ ＥＥＩ３１１７などの試験法でめた
絶縁線輪の寿命点での換算時間がθｅであるとすると、
このθｅを第３図の横軸上に１．０と目盛って寿命点と
しておくと、受光素子の出力から絶縁線輪の余寿命を温
度と時間の関数としてＩＩｋ定することができる。また
、任意の劣化度のレベルで警報を発することもできる。
子の出力との関係は、第３図に示す曲線（１２）のよう
になる。いま、Ｉ ＥＥＩ３１１７などの試験法でめた
絶縁線輪の寿命点での換算時間がθｅであるとすると、
このθｅを第３図の横軸上に１．０と目盛って寿命点と
しておくと、受光素子の出力から絶縁線輪の余寿命を温
度と時間の関数としてＩＩｋ定することができる。また
、任意の劣化度のレベルで警報を発することもできる。
また、監視点を増やすことにより、局部的な異常劣化を
も検出することができる。
も検出することができる。
なお、光ファイバーは絶縁物であり、光フアイバー埋設
による絶縁への悪影響はないことは言うまでもない。
による絶縁への悪影響はないことは言うまでもない。
上記実施例で述べたエポキシ樹脂の変色現象以外にも、
他の高分子材料の変色現象も利用できることは勿論、油
入トランスなどの油浸機器においては、油中に光ファイ
バーを浸漬し、油の変色により検出することも可能であ
る。
他の高分子材料の変色現象も利用できることは勿論、油
入トランスなどの油浸機器においては、油中に光ファイ
バーを浸漬し、油の変色により検出することも可能であ
る。
また上記実施例で述べた遇過型の光ファイバーの配置以
外にも、反射型の光ファイバーの配置でも可能である。
外にも、反射型の光ファイバーの配置でも可能である。
本発明の監視装置は、電気機器絶縁に限ることなく、他
の分野でも使用できることは言うまでもない。
の分野でも使用できることは言うまでもない。
上述したように本発明の絶縁監視装置によれば、劣化に
よる絶縁材料の変色という材料の本質的な変化から、絶
縁の劣化度を監視するもので、劣化の直接的な情報が得
られるとともに、劣化度を機器の運転中も含めて電気信
号として連続的に取り出せ、保全におりる修理や更新な
どの処置をデータヘースに信頼度高く、かつタイムリー
に行なうことができるという９）Ｊ果を奏するものであ
る。
よる絶縁材料の変色という材料の本質的な変化から、絶
縁の劣化度を監視するもので、劣化の直接的な情報が得
られるとともに、劣化度を機器の運転中も含めて電気信
号として連続的に取り出せ、保全におりる修理や更新な
どの処置をデータヘースに信頼度高く、かつタイムリー
に行なうことができるという９）Ｊ果を奏するものであ
る。
第１図は本発明の実施例の構成を示す概略図、第２図は
第１図のＩ−１線におりる１０１而図、第３図は換算時
間と受光素子の出力との関係を示すグラフである。 （＋ｌ ： Ｎ！一体 ｆ２１ ：４体間間隙（３）、
（３１’ ：光ファイバー （４）：主絶縁 （５）：補強比１１ （６）：エポキシ樹脂充填部 （７）：発光素子 （８）：受光素子 （９）：増幅器 ０〔：表示・警報回路（ＩＩ） ：関
数発生部 特許出願人 株式会社 安川電機製作所第１図 第２図 第 ３ 図 計 １ 堝縫
第１図のＩ−１線におりる１０１而図、第３図は換算時
間と受光素子の出力との関係を示すグラフである。 （＋ｌ ： Ｎ！一体 ｆ２１ ：４体間間隙（３）、
（３１’ ：光ファイバー （４）：主絶縁 （５）：補強比１１ （６）：エポキシ樹脂充填部 （７）：発光素子 （８）：受光素子 （９）：増幅器 ０〔：表示・警報回路（ＩＩ） ：関
数発生部 特許出願人 株式会社 安川電機製作所第１図 第２図 第 ３ 図 計 １ 堝縫
Claims (1)
- １、 その両端面間に絶縁樹脂が介在するように絶縁層
内に埋設した投光側及び受光側よりなる一対の光ファイ
バーと、前記投光側光ファイバーの他端に設けた発光部
と、前記受光側光ファイバーの他端に設けた受光部と、
該受光部の出力信号を入力とし、予めめた受光量と前記
絶縁樹脂の劣化度との関係を記憶した関数発生部と、こ
の関数発生部の出力をもとに表示又は警報を行な・う表
示部とからなる絶縁監視装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25165483A JPS60140142A (ja) | 1983-12-27 | 1983-12-27 | 絶縁監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25165483A JPS60140142A (ja) | 1983-12-27 | 1983-12-27 | 絶縁監視装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60140142A true JPS60140142A (ja) | 1985-07-25 |
Family
ID=17226031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25165483A Pending JPS60140142A (ja) | 1983-12-27 | 1983-12-27 | 絶縁監視装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60140142A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS498296A (ja) * | 1972-05-11 | 1974-01-24 | ||
| JPS5587028A (en) * | 1978-12-26 | 1980-07-01 | Showa Electric Wire & Cable Co Ltd | Measuring method for deterioration of insulating material |
-
1983
- 1983-12-27 JP JP25165483A patent/JPS60140142A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS498296A (ja) * | 1972-05-11 | 1974-01-24 | ||
| JPS5587028A (en) * | 1978-12-26 | 1980-07-01 | Showa Electric Wire & Cable Co Ltd | Measuring method for deterioration of insulating material |
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