JPS63175776A - 電気機器の絶縁診断方法およびその診断装置 - 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、高炉の主フロア−のほか、各機械設備、各電
気装置等の駆動源となる高圧電気機器の絶縁状態を診断
する方法および装置に係わり、特に絶縁診断のグレード
アップを図る電気機器の絶縁診断方法およびその診断装
置に関する。

（従来の技術） 一般に、生産ラインに係わる高圧電気機器が絶縁劣化等
の巻線故障により機能停止した場合、上記生産ラインは
長期にわたって運転停止となり、多大な損害を被る恐れ
がある。従って、寿命期に差しかかった絶縁劣化の進ん
だ高圧電気機器の場合には早期に新しい機器と交換する
ことが望ましいが、機器の交換には膨大な費用がかかる
。ここに、絶縁劣化度について適切、かつ、高精度に診
断し、その絶縁劣化度に応じた最適な処置例えばフェス
処理２巻替あるいは新品との交換等を行ない、経済性を
高めることが必要になってくる。

そこで、従来、かかる観点から幾つかの診断手段、つま
り直流試験法、誘電圧接試験法、交流電流試験法および
コロナ試験法等が採用され、高圧電気機器の吸湿劣化ま
たはボイド劣化等から絶縁劣化度を診断している。

前記直流試験法は、直流高電圧試験器によって測定され
た絶縁抵抗値から成極指数ＰＩ［’Ｉ−（直流通電開始
時から１０分後の絶縁抵抗値）／（直流通電開始時から
１分後の絶縁抵抗値））を求め、この成極指数Ｐｌに基
づいて吸湿劣化のみを診断するもので、吸湿劣化が生じ
ると成極指数Ｐｌは小さくなる。

次に、誘電正接試験法は、印加される交流電圧と誘電圧
接ｔａｎδとの関係から吸湿劣化およびボイド劣化を診
断するもので、吸湿劣化が生じると電圧印加時にｔａｎ
δが大きくなり、ボイド劣化が生じると所定の印加電圧
にてｔａｎδは小さくなる。

前記交流試験法は、印加される交流電圧と検出される電
流の大きさとの関係から絶縁性を診断するもので、ボイ
ド劣化が生じるとコロナ放電により電流量の上昇曲線の
傾きが変化して急増する。

前記コロナ試験法は、印加される交流電圧と最大放電電
荷＊Ｑｍａｘまたは総電荷ｍ　Ｑ　Ｏとの関係から絶縁
性を診断するもので、ボイド劣化が生じると最大放電電
荷ｆｔＱｍａｘまたは総電荷量Ｑｏが大きくなる。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、以上の４つの試験法は、何れも大がかりな測定
設備を必要とし、かつ、測定に長時間を必要とする上、
費用も膨大なものとなる。しかも、測定装置としての簡
便さに欠け、その診断結果の信頼性に乏しい等の問題が
あった。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、電気機器の
絶縁劣化度を簡便、かつ、高精度に診断し得、電気機器
の機能停止による生産ラインの長期運転の停止を未然に
回避し得、絶縁劣化度に応じた適切な保全により経済性
を高め得る電気機器の絶縁診断方法およびその診断装置
を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明による電気機器の絶縁診断方法は、電気機器の漏
れ電流をセンサーで検出するとともに、このセンサーの
出力信号から高周波ブリッジを持つ絶縁定数演算回路を
用いて静電容量および誘電損失率のうち少なくとも静電
容量を求めた後、この静電容量の増加率とこの静電゛容
量の増加率、前記誘電損失率から得られる絶縁劣化定数
との何れか一方または両方を得、これらの静電容量増加
率および絶縁劣化定数の何れか一方または両方を判定基
準値または絶縁破壊統計データに基づいて絶縁劣化度を
診断するものである。

また、他のもう１の発明である電気機器の絶縁診断装置
は、電気機器の漏れ電流を検出するセンサーと、このセ
ンサーで検出された信号から静電容量および誘電損失率
のうち少なくとも静電容量などの絶縁定数を演算により
求める絶縁定数演算手段と、この絶縁定数演算手段から
出力された静電容量、誘電損失率から静電容量増加率お
よび絶縁劣化定数の何れか一方または両方を求める絶縁
劣化定数演算手段と、この絶縁劣化定数演算手段によっ
て求めた静電容量増加率および絶縁劣化定数の何れか一
方または両方を用いて判定基準値に基づいて良否判定を
行ない、または絶縁破壊統計データから絶縁破壊危険率
等を得て、電気機器の絶縁劣化状態を診断する手段とを
備えたものである。

（作用） 従って、以上のような本発明方法の手段とすることによ
り、電気機器の漏れ電流をセンサーで検出した後、この
センサーの出力から絶縁定数となる静電容量、誘電損失
率のうち少なくても静電容量を求め、静電容量のみを求
めた場合にはその静主容量とその初期値から静電容量の
増加率を求め、また静電容量と誘電損失率を求めた場合
にはそれらの各初期値を用いて絶縁劣化定数を求める。

そして、これら静電容量増加率または絶縁劣化定数を、
判定基準値と比較して良否を判断し、あるいは絶縁破壊
統計データから絶縁破壊危険率を得るものである。

また、以上のような本発明装置の手段とすることにより
、電気機器の漏れ電流を検出するセンサーからの検出信
号を絶縁定数演算手段により静電容量および誘電損失率
のうち少なくとも静電容量などの絶縁定数を演算により
求めた後、これらの静電容量、誘電損失率およびそれら
の初期値を用いて絶縁劣化定数演算手段により静電容量
増加率および絶縁劣化定数の何れか一方または両方を求
める。しかる後、この絶縁劣化定数演算手段によって求
めた静電容量増加率および絶縁劣化定数の何れか一方ま
たは両方を用いて判定基準値に基づいて良否判定を行な
い、または絶縁破壊統計データから絶縁破壊危険率等を
得て、電気機器の絶縁劣化状態を診断するものである。

（実施例） 以下、本発明による電気機器の絶縁診断方法およびその
診断装置の一実施例について第１図ないし第３図を参照
して説明する。第１図は本発明の全体構成を概略的に示
す図である。この図において１１は診断対象となる電気
機器の導電部と対地間との間に所定の電圧を印加する電
源部であって、この電源部１１から所定の電圧が電気機
器に印加されているときにセンサー１２で漏れ電流を検
出する。このセンサー１２で検出された漏れ電流信号Ｉ
。は絶縁定数演算手段１３に送られる。この絶縁定数演
算手段１３は、例えば高周波ブリッジとしての逆シエー
リングブリッジ等が用いられ、前記漏れ電流信号ｌｏの
変化から電気機器の対地絶縁物の静電容量Ｃｘおよび誘
電損失率Ｔｘを演算により求める。なお、この絶縁定数
演算手段１３では静電容量Ｃｘのみを求めてもよく、あ
るいは静電容量Ｃｘと誘電損失率Ｔｘの両方を求めても
よい。要は、後続の絶縁劣化定数演算手段１４で何れの
絶縁定数Ｃｘ、Ｔｘを用いて絶縁劣化定数を求めるかに
よって異なる。

しかして、絶縁定数演算手段１３で求めた静電容量Ｃｘ
または静電容量Ｃｘおよび誘電損失率Ｔｘは絶縁劣化定
数演算手段１４に送られる。この絶縁劣化定数演算手段
１４には予め諸定数入力回路１５から診断対象電気機器
の絶縁構成を反映した固有の演算定数が入力されている
。例えば静電容量および誘電損失率の初期値Ｃ，Ｔが明
らかな場合、それらの初期値Ｃ，Ｔのほか、定数ｋが入
力され、初期値Ｃ，Ｔが不明な場合には電気機器の定格
電圧、定格容量、極数および形式等から推定される経験
値が入力されている。

そこで、絶縁劣化定数演算手段１５では絶縁定数演算手
段１３からの静電容量Ｃｘおよび誘電損失率Ｔｘおよび
諸定数入力回路１５からの演算定数を用いて次のような
演算式に基づいて絶縁劣化定数を求める。すなわち、絶
縁劣化定数の１つである静電容量の増加率をＣ８とする
と、Ｃ，）−ＣＸ　／Ｃ−−・−・（１） の式により求め、また誘電損失率を用いた絶縁劣化定数
をＩｄとすると、 Ｉｄ　＝　　ｏ　　＋　（ｋＴｘ　　　−−（２）の式
により求める。

そして、以上のようにして得られた静電容量増加率ＣＯ
＋誘電損失率を用いた絶縁劣化定数Ｉｄの何れか一方ま
たは両者は良否判定回路１６に送られ、ここでそれぞれ
に絶縁劣化度を表わす複数の判定基準値と比較され、例
えば良か、注意か。

不良か等について診断し、その診断結果をプリンタ、記
録装置、ＣＲＴディスプレイ等の表示部１７に表示する
。また、静電容量Ｃｘ、誘電損失率Ｔｘ、静電静電容量
増加率Ｃｏ型誘電損失率いた絶縁劣化定数１ｄはプリン
タ、記録装置。

ＣＲＴディスプレイ等の表示部１８に表示する。

これらの表示部１７．１８は同一の表示手段を用いて表
示させてもよいものである。

次に、以上のような実施例の構成を用いて高圧電動機Ａ
−Ｄの絶縁劣化状況を診断すると、静電容量増加率ｃｏ
に関しては第２図のような結果が得られ、絶縁劣化定数
Ｉｄに関しては第３図のような結果が得られた。これら
の図から明らかなように、各電動機Ａ−Ｄとも経過時間
（１）に伴ってＣｏ、Ｉｄが上昇し、良領域の診断結果
から注意領域、不良領域と漸増し、最終的には絶縁破壊
に至った。なお、第２図と第３図とを比較すると、第３
図の良否判定法が第２図のそれよりもバラツキが小さい
。

次に、本発明の他の実施例について第４図を参照して説
明する。即ち、この実施例は第１図に示す良否判定回路
１６および表示部１７に代えて絶縁破壊危険率を求める
破壊確率演算手段２１と表示部２２とを設けたものであ
る。つまり、この破壊確率演算手段２１は、過去の絶縁
破壊実績データに基づいて、前記絶縁劣化定数演算手段
１４で得られた絶縁劣化定数Ｃ８，Ｉｄおよび絶縁定数
演算手段１４で得られた誘電損失率Ｔｘと絶縁破壊累積
度数との関係を例えば Ｏ Ｆ　（Ｃｏ　）　＝　Ｊ’　　ｆ　（Ｃｏ　）　ｄＣｏ
　−・＝　（３）Ｆ　　（Ｔｘ　　）　　＝　　、／’
　　ｆ　　（Ｔｘ　　）　　ｄＴｘ　　−−−−−−（
４）の式から求めて登録しておき、測定時の絶縁劣化定
数等と比較して絶縁破壊危険率を求めるものである。

因みに、この実施例に基づいて診断した結果を第５図に
示す。この図から明らかなように、Ｃ０−１，５以下の
良領域では絶縁破壊確率は１０％以下、Ｃｏ−１，５〜
２．０の注意領域では絶縁破壊確率は１０〜２０％、Ｃ
，−２以上の不良領域では絶縁破壊確率は２０％以上と
なる。この方法によれば、第１図に示す判定結果つまり
良、注意、不良の３段階よりももっときめ細かく診断す
ることができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されずに種々変形して
実施できる。

（発明の効果） 以上詳記したように本発明方法によれば、電気機器の絶
縁劣化度を簡単、かつ、高精度に診断でき、よって、こ
の診断結果に基づいて生産ラインの長期停止を回避でき
、絶縁劣化度に応じて適切に保全を行って経済性を高め
ることができる電気機器の絶縁診断方法を提供できる。

また、本発明装置によれば、電気機器の絶縁劣化度を簡
単、かつ、高精度に診断できるばかりでなく、電源電圧
として数ボルトから数キロボルトのどの範囲で測定して
も診断可能なデータが得られので、低電圧、小形のｆｔ
置を実現でき、これによって安全、かつ、簡便に絶縁劣
化度を診断できる。このことは、電気機器が絶縁劣化に
より機能停止に至る以前に簡便、かつ、高精度で診断結
果が得られるので、生産ラインの長期停止を阻止でき、
絶縁劣化度に応じて適切に処置を講じることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明に係わる絶縁診断方法およ
びその診断装置の一実施例を説明するために示したもの
で、第１図はその一実施例とじての概略構成図、第２図
および第３図はそれぞれ本実施例による絶縁劣化度の診
断結果を説明する図、第４図および第５図は本発明の他
の実施例を説明するために示したもので、第４図は当該
他の実施例の概略構成図、第５図は当該実施例による絶
縁劣化度の診断結果を説明する図である。 １１・・・電源部、１２・・・センサー、１３・・・絶
縁定数演算手段、１４・・・絶縁劣化定数演算手段、１
５・・・諸定数入力回路、１６・・・良否判定回路、１
７゜１８・・・表示部、２１・・・破壊確率演算手段、
２２・・。 表示部。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第２図 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電気機器の漏れ電流をセンサーで検出するととも
   に、このセンサーの出力信号から高周波ブリッジを持つ
   絶縁定数演算回路を用いて静電容量および誘電損失率の
   うち少なくとも静電容量を求めた後、この静電容量の増
   加率とこの静電容量の増加率、前記誘電損失率から得ら
   れる絶縁劣化定数との何れか一方または両方を得、これ
   らの静電容量増加率および絶縁劣化定数の何れか一方ま
   たは両方を判定基準値または絶縁破壊統計データに基づ
   いて絶縁劣化度を診断することを特徴する電気機器の絶
   縁診断方法。
2. （２）電気機器の漏れ電流を検出するセンサーと、この
   センサーで検出された漏れ電流信号から静電容量および
   誘電損失率のうち少なくとも静電容量などの絶縁定数を
   演算により求める絶縁定数演算手段と、この絶縁定数演
   算手段から出力された静電容量、誘電損失率から静電容
   量増加率および絶縁劣化定数の何れか一方または両方を
   求める絶縁劣化定数演算手段と、この絶縁劣化定数演算
   手段によって求めた静電容量増加率および絶縁劣化定数
   の何れか一方または両方を用いて判定基準値に基づいて
   良否判定を行ない、または絶縁破壊統計データから絶縁
   破壊危険率等を得て、電気機器の絶縁劣化状態を診断す
   る手段とを備えたことを特徴とする電気機器の絶縁診断
   装置。