JP2000304837A - 回転電機の部分放電検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 固定子巻線全体の部分放電を検出できるよう
にする。 【解決手段】 固定子巻線４ｂに近接して配置され、固
定子巻線４ｂでの部分放電により発生した第１の高周波
信号を検出する第１の検出手段６と、この第１の検出手
段６と直列接続されて固定子巻線４ａ〜４ｃが収納され
たフレーム２内に配置され、第１の高周波信号から放射
される電磁波の第２の高周波信号を検出する第２の検出
手段７と、各高周波信号の所定の周波数帯域を解析して
劣化を判定する劣化判定手段１２とを備えたものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、固定子巻線で発
生した部分放電を検出する回転電機の部分放電検出装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来は、特開平３−５７９７６号公報及
び特開平４−６８８５２号公報に記載されたように、部
分放電の検出手段を固定子巻線と共に固定子鉄心のスロ
ット内に配置した回転電機の部分放電検出装置が提案さ
れている。また、特開平４−２９６６７２号公報にはス
ロット内に配置された温度検出素子を部分放電の検出手
段として適用した回転電機の部分放電検出装置が提案さ
れている。また、実開昭５５−５１７７５号公報には固
定子巻線の近傍に配置した金属導電体を部分放電の検出
手段に適用した回転電機の部分放電検出装置が提案され
ている。また、特開平３−５７９７６号公報にはスロッ
ト内に部分放電の検出手段が配置され、検出手段が配置
されたスロット内で発生した部分放電のみを検出するよ
うにした回転電機の部分放電検出装置が提案されてい
る。即ち、１００ＭＨｚ以上の高周波信号を抽出するよ
うにされているので、他のスロット内での部分放電やノ
イズによる高周波成分は減衰するため、検出手段が配置
されたスロット内での部分放電の検出が可能になる。

【０００３】また、特開平４−６８８５２号公報には固
定子巻線側の低抵抗塗膜と電気的に結合したセンサー電
極をスロット内の固定子巻線間に配置し、センサー電極
に接続したコロナ測定器により検出する回転電機の部分
放電検出装置が提案されている。また、特開平４−２９
６６７２号公報には固定子巻線に隣接して配置され、固
定子巻線の温度を測定する温度検出手段を部分放電によ
り発生した高周波信号の検出に適用した回転電機の部分
放電検出装置が提案されている。さらに、実開昭５５−
５１７７５号公報には、固定子巻線の部分放電により発
生した高周波信号から発散する電磁波を、固定子巻線の
近傍に配置した金属導電体のアンテナにより検出するよ
うにした回転電機の部分放電検出装置が提案されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の回転電機の部分
放電検出装置は以上のようにスロット内に部分放電の検
出手段が配置されたもの、及びスロットの外部で固定子
巻線の近傍に検出手段が配置されたものである。一般
に、部分放電により発生する高周波信号は極めて広い周
波数帯域を有する。また、回転電機の外部で発生したノ
イズ信号は回転電機内に伝搬する間に高周波成分が減衰
する。従って、検出周波数を高くすることによりノイズ
に影響されないで検出精度の向上を図ることができる。
しかし、スロット内に部分放電の検出手段を配置した場
合、周波数が高い領域では部分放電信号も伝搬に伴う減
衰が大きくなるので検出できる範囲が狭くなるという問
題点があった。また、アンテナを設けた場合は検出でき
る範囲を広くすることができるが、部分放電の発生個所
を特定するのが困難であるという問題点があった。この
発明は以上のような問題点を解消するためになされたも
ので、固定子巻線全体の部分放電を検出することができ
る回転電機の部分放電検出装置を提供することを目的と
したものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明に係わる回転電
機の部分放電検出装置は、固定子鉄心のスロット内に配
置された固定子巻線で発生した部分放電を検出する回転
電機の部分放電検出装置において、固定子巻線に近接し
て配置され、固定子巻線での部分放電により発生した第
１の高周波信号を検出する第１の検出手段と、この第１
の検出手段と直列接続されて固定子巻線が収納されたフ
レーム内に配置され、第１の高周波信号から放射される
電磁波の第２の高周波信号を検出する第２の検出手段
と、各高周波信号の所定の周波数帯域を解析して劣化を
判定する劣化判定手段とを備えたものである。また、固
定子巻線に近接して配置され、固定子巻線での部分放電
により発生した第１の高周波信号を検出する第１の検出
手段と、この第１の検出手段と直列接続されて固定子巻
線が収納されたフレーム内に配置され、第１の高周波信
号から放射される電磁波の第２の高周波信号を検出する
第２の検出手段と、各検出手段が検出した各高周波信号
のパルス強度に関して異なる周波数帯域間の相関を演算
する相関演算手段と、相関から部分放電の発生場所を判
定する劣化判定手段とを備えたものである。

【０００６】また、固定子巻線に近接して配置され、固
定子巻線での部分放電により発生した第１の高周波信号
を検出する第１の検出手段と、この第１の検出手段と直
列接続されて固定子巻線が収納されたフレーム内に配置
され、第１の高周波信号から放射される電磁波の第２の
高周波信号を検出する第２の検出手段とを一対として三
相各相毎に配置し、各検出手段の対毎に第１の高周波信
号の第１の周波数帯域における部分放電のパルス強度
と、第２の高周波信号の第２の周波数帯域における部分
放電のパルス強度との相関を相関演算手段で演算し、相
関から部分放電の発生場所を劣化判定手段により判定す
るものである。また、固定子巻線と共にスロット内に配
置され固定子巻線の部分放電により発生した第１の高周
波信号を検出する第１の検出手段と、この第１の検出手
段と直列接続されて固定子巻線が収納されたフレーム内
に配置され、高周波信号から放射される電磁波の第２の
高周波信号を検出する第２の検出手段と、各高周波信号
から所定の周波数帯域の帯域信号を抽出するフイルタ
と、帯域信号を解析して劣化を判定する劣化判定手段と
を備えたものである。

【０００７】さらに、固定子巻線と共にスロット内に配
置され固定子巻線の部分放電により発生した第１の高周
波信号を検出する第１の検出手段と、この第１の検出手
段と接続されて固定子巻線が収納されたフレーム内に配
置され、高周波信号から放射される電磁波の第２の高周
波信号を検出する第２の検出手段と、第１の高周波信号
から第１の周波数帯域の第１の帯域信号を抽出する第１
のフイルタと、第２の高周波信号から第１の周波数帯域
とは異なる第２の周波数帯域の第２の帯域信号を抽出す
る第２のフイルタと、各帯域信号のパルス強度に関して
各周波数帯域間の相関を演算する相関演算手段と、相関
から部分放電の発生場所を判定する劣化判定手段とを備
えたものである。また、抽出される第１の周波数帯域及
び第２の周波数帯域が５ＭＨｚから５０ＭＨｚの範囲に
設定されているものである。さらに、第１の検出手段は
固定子巻線と共にスロット内に配置されて固定子巻線の
温度を測定する測温抵抗体とし、第２の検出手段は測温
抵抗体に接続されフレーム内を経由してフレームの外部
に引き出された金属導電体としたものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は実施の形態
１を回転電機に適用した状態を示す構成図、及び図２は
実施の形態１の構成を示すブロック図である。図１及び
図２において、１は三相用の回転電機で、以下の２〜５
により構成されている。２はフレーム、３はフレーム２
に固着された固定子鉄心で、スロット３ａが設けられて
いる。４ａ〜４ｃは絶縁部材で絶縁されたＵ相、Ｖ相及
びＷ相の固定子巻線で、それぞれ固定子鉄心３の各スロ
ット３ａ内に配置されている。５は回転子で、フレーム
２に回動自在に支持されている。６は固定子鉄心３のス
ロット３ａ内に固定子巻線４ｂと近接して配置された金
属導電体からなる第１の検出手段で、図３の特性Ａに示
すように固定子巻線４ｂでの部分放電により発生した第
１の高周波信号を検出する。なお、第１の検出手段６は
所定の周波数帯域Ａ₁ における周波数特性がピーク値に
なるように設定されている。７はフレーム２内に配置さ
れて第１の検出手段６と直列接続された金属導電体から
なる第２の検出手段で、図３の特性Ｂに示すように第１
の高周波信号から放射される電磁波の第２の高周波信号
を検出する。なお、第２の検出手段７は第１の検出手段
６と同様に周波数帯域Ａ₁ における周波数特性がピーク
値になるように設定されている。

【０００９】８は両検出手段６，７に接続された部分放
電測定手段で、以下の９〜１４により構成されている。
９はフイルタで、第１の高周波信号及び第２の高周波信
号から所定の周波数帯域の帯域信号を抽出する。１０は
Ａ／Ｄ変換手段で、アナログ値の帯域信号をデジタル化
する。１１は統計量演算手段で、デジタル化された帯域
信号から所定のレベル以上のパルス強度を有するパルス
が発生した頻度を統計的に処理する。１２は劣化判定手
段で、統計量演算手段１１のデータが予め決められたし
きい値を超えると劣化と判定する。１３は表示手段で、
劣化判定手段１２の出力を表示する。１４は記憶手段
で、劣化判定手段１２の出力データを記憶する。

【００１０】次に動作について説明する。図３は各検出
手段６，７により検出された部分放電の周波数特性を示
す説明図である。図１から図３において、例えば第１の
検出手段６が配置されたスロット３ａ内の固定子巻線４
ｂの絶縁部１５で部分放電が発生すると、第１の高周波
信号の電流が固定子巻線４ｂの導体（図示せず）に沿っ
て伝搬すると共に、導体間の電磁結合又は静電結合によ
り伝搬する。この場合、第１の検出手段６は図３の特性
Ａに示す第１の高周波信号を検出する。一方、部分放電
が発生した絶縁部１５及び第１の高周波信号が流れる固
定子巻線４ｂの導体（図示せず）から電磁波が放射され
る。そして、放射された電磁波はフレーム２の内壁、固
定子鉄心３、固定子巻線４ａ〜４ｃ等で複雑に反射しな
がらフレーム２内を伝搬する。このようにして伝搬され
た電磁波から図３の特性Ｂに示すように、第２の検出手
段７が第２の高周波信号を検出する。ここで、例えば第
１の検出手段６が配置されたスロット３ａとは別のスロ
ット内に配置された固定子巻線４ｃの絶縁部１６で部分
放電が発生した場合、第１の検出手段６が検出する第１
の高周波信号は、減衰が大きくなりＳ／Ｎが低下するの
で、図３の特性Ｃに示すように特性Ａより信号強度が低
くなるが、周波数帯域Ａ１がピーク値を示す。そして、
第２の検出手段７が検出する第２の高周波信号は、フレ
ーム２内で反射しながら伝搬するので、図３の特性Ｂと
ほぼ同様となる。

【００１１】このようにして検出された各高周波信号
は、主として伝搬経路の伝達関数や各検出手段６，７の
検出特性に依存した周波数特性を有する。そして、検出
される各高周波信号の周波数特性を決定する要因は、各
検出手段６，７の設置場所、各検出手段６，７の構造及
び大きさによる。従って、各検出手段６，７の形状及び
設置場所を選定することにより、図３の周波数帯域Ａ₁
に示すように各検出手段６，７の周波数特性のピーク値
が同じ周波数帯域になるようにすることができる。各検
出手段６，７により検出された各高周波信号は部分放電
測定手段８へ入力される。そして、フイルタ９により図
３に示された周波数帯域Ａ₁ の帯域信号として抽出され
る。次に、帯域信号をＡ／Ｄ変換１０でデジタル化す
る。続いて、統計量演算手段１１で所定のレベル以上の
パルス強度を有するパルスが発生した頻度を統計的に処
理する。そして、劣化判定手段１２において統計量演算
手段１１の出力を監視しながら表示手段１３に表示する
と共に、記憶手段１４に出力データが保存される。そし
て、統計量演算手段１１の出力が予め決められたしきい
値を超えると、劣化判定手段１２が固定子巻線４ｂの絶
縁が劣化したものと判定する。

【００１２】以上のように部分放電により発生した第１
の高周波信号を第１の検出手段６で検出し、第１の高周
波信号から放射された電磁波の第２の高周波信号を第２
の検出手段７で検出して、各高周波信号の所定の周波数
帯域において所定のレベル以上のパルス強度を有するパ
ルスの発生頻度により、劣化判定手段１２が固定子巻線
４ａ〜４ｃの絶縁の劣化状態を判定する。従って、各検
出手段６，７から検出した各高周波信号の所定の周波数
帯域を解析して劣化を判定するので、どの固定子巻線４
ａ〜４ｃで発生した部分放電でも検出することができ
る。

【００１３】実施の形態１において、外部から侵入する
ノイズで強度の大きいものは、ほぼ５ＭＨｚまでであ
る。従って、各検出手段６，７により検出された各高周
波信号が部分放電によるものか、外部ノイズによるもの
かを区別するためには、フイルタ９により帯域信号を抽
出する周波数帯域を５ＭＨｚ以上にすれば比較的容易に
できる。また、一般に５０ＭＨｚ以上になるとスロット
３ａ内で第１の高周波信号の減衰が大きくなるので、帯
域信号を抽出する周波数帯域としては５０ＭＨｚぐらい
までが実用的な範囲である。即ち、１００ＭＨｚを超え
ると検出手段６の近傍で発生した部分放電はＳ／Ｎの高
い第１の高周波信号が得られるが、減衰が大きくなるの
で部分放電を検出できる範囲が狭くなり、第１の検出手
段６が配置されたスロット３ａ内に限定される場合もあ
る。

【００１４】実施の形態１において第２の検出手段７は
フレーム２内に配置された金属導電体からなるものにつ
いて説明したが、例えばダイポールアンテナのような指
向性の広いものを使用することにより、多数の第２の検
出手段７を配置しないでも固定子巻線４ａ〜４ｃの部分
放電を広い範囲で検出することができる。実施の形態１
において第１の検出手段６は金属導電体からなるものに
ついて説明したが、スロット３ａ内の固定子巻線４ａ〜
４ｃの温度を測定するためにスロット３ａ内に配置され
た測温抵抗体１７により第１の高周波信号を検出しても
よい。なお、測温抵抗体１７は図４に示すように、抵抗
素子１７ａがガラスエポキシ樹脂１７ｂで固められたも
ので、固定子巻線４ａ〜４ｃと静電的又は電磁的に結合
されている。

【００１５】実施の形態２．図５は実施の形態２の構成
を示すブロック図である。図５において、２，４ａ〜４
ｃ，１５，１６は実施の形態１のものと同様のものであ
る。図５において、１８はスロット３ａ（図１参照）内
に固定子巻線４ｂと近接して配置された金属導電体から
なる第１の検出手段で、図６の特性Ａに示すように固定
子巻線４ｂでの部分放電により発生した第１の高周波信
号を検出する。なお、第１の検出手段１８は第１の周波
数帯域Ａ₁ における周波数に対する信号強度がピーク値
になるように設定されている。１９はフレーム２内に配
置されて第１の検出手段１８と直列接続された第２の検
出手段で、図６の特性Ｂに示すように第１の高周波信号
から放射される電磁波の第２の高周波信号を検出する。
なお、第２の検出手段１９は第１の周波数帯域Ａ₁ とは
異なる第２の周波数帯域Ｂ₁における周波数に対する信
号強度がピーク値になるように設定されている。

【００１６】２０は各検出手段１８，１９が接続された
部分放電測定手段で、以下の２１〜３０により構成され
ている。２１は第１のフイルタで、第１の周波数帯域Ａ
₁ の第１の帯域信号を抽出する。２２は第１のＡ／Ｄ変
換手段で、アナログ値の第１の帯域信号をデジタル化す
る。２３は第１の統計量演算手段で、デジタル化された
第１の帯域信号から所定のレベル以上のパルス強度を有
するパルスが発生した頻度を統計的に処理して第１の処
理データを出力する。２４は第２のフイルタで、第２の
周波数帯域Ｂ₁ の第２の帯域信号を抽出する。２５は第
２のＡ／Ｄ変換手段で、アナログ値の第２の帯域信号を
デジタル化する。２６は第２の統計量演算手段で、デジ
タル化された第２の帯域信号から所定のレベル以上のパ
ルス強度を有するパルスが発生した頻度を統計的に処理
して第２の処理データを出力する。２７は相関演算手段
で、第１の処理データと第２の処理データとのパルス強
度に関して第１の周波数帯域Ａ₁ と第２の周波数帯域Ｂ
₁ との間の相関を演算する。２８は劣化判定手段で、相
関演算手段２７により演算された相関から部分放電の発
生場所を判定する。２９は表示手段で、劣化判定手段２
８の出力を表示する。３０は記憶手段で、劣化判定手段
２８の出力データを記憶する。

【００１７】次に動作について説明する。図６は各検出
手段１８，１９により検出された部分放電の周波数特性
を示す説明図である。図５及び図６において、例えば固
定子巻線４ｂの絶縁部１５で部分放電が発生すると、第
１の高周波信号の電流が固定子巻線４ｂの導体（図示せ
ず）に沿って伝搬すると共に、電磁結合又は静電結合に
より伝搬する。この場合、第１の検出手段１８は図６の
特性Ａに示すように第１の周波数帯域Ａ₁ がピーク値を
示す第１の高周波信号を検出する。ここで、例えば第１
の検出手段１８が配置されたスロット３ａ（図１参照）
とは別のスロット内に配置された固定子巻線４ｃの絶縁
部１６で部分放電が発生した場合、第１の検出手段１８
が検出する第１の高周波信号は減衰が大きくなり、Ｓ／
Ｎが低下するので、図６の特性Ｃに示すように特性Ａよ
り信号強度が低くなるが、第１の周波数帯域Ａ₁ がピー
ク値を示す。そして、第２の検出手段１９が検出する第
２の高周波信号は、フレーム２内で反射しながら伝搬す
るので、図６の特性Ｂとほぼ同様となる。このようにし
て各検出手段１８，１９により検出された第１の高周波
信号及び第２の高周波信号は部分放電測定手段２０へ入
力される。

【００１８】第１のフイルタ２１により第１の周波数帯
域Ａ₁ の第１の帯域信号が抽出され、第１のＡ／Ｄ変換
手段２２でデジタル化される。第１の統計量演算手段２
３ではデジタル化された第１の帯域信号を解析して、所
定のレベル以上のパルス強度を有するパルスが発生した
頻度を統計的に処理して第１の処理データを出力する。
一方、第２のフイルタ２４により第２の周波数帯域Ｂ₁
の第２の帯域信号が抽出され、第２のＡ／Ｄ変換手段２
５でデジタル化される。第２の統計量演算手段２６では
デジタル化された第２の帯域信号を解析して、所定のレ
ベル以上のパルス強度を有するパルスが発生した頻度を
統計的に処理して第２の処理データを出力する。相関演
算手段２７では図７の相関図に示すように、第１の処理
データの強度を横軸とし、第２の処理データの強度を縦
軸として、第１の処理データと第２の処理データとをプ
ロットして各処理データの相関を演算する。

【００１９】例えば、固定子巻線４ｂの絶縁部１５で部
分放電が発生した場合、第１の検出手段１８が部分放電
の発生源に近く、部分放電が発生した固定子巻線４ｂと
の電磁的結合度合が大きい。従って、部分放電の発生源
から離れた位置に配置された第２の検出手段１９が検出
する第２の高周波信号より、第１の検出手段１８が検出
する第１の高周波信号の方が信号強度が大きくなる。こ
の結果、第１の処理データが第２の処理データより信号
強度が高いので、図７の相関図では領域３１内にプロッ
トされる。一方、固定子巻線４ｃの絶縁部１６で部分放
電が発生した場合、第１の検出手段１８が検出する第１
の高周波信号は図６の特性Ｃに示すように信号強度が低
下するが、第２の検出手段１９が検出する第２の高周波
信号の信号強度は図６の特性Ｂとほぼ同じである。従っ
て、図７の相関図では領域３２内にプロットされる。図
７において第１の処理データと第２の処理データとの相
関から、劣化判定手段２８が部分放電の発生した場所を
判定する。即ち、第１の検出手段１８が配置されたスロ
ット内か、他の場所かを判定する。劣化判定手段２８の
判定結果は表示手段２９に表示されると共に記憶手段３
０に記憶される。以上のように実施の形態２の発明によ
れば、固定子巻線４ｂに近接して配置された第１の検出
手段１８と、フレーム２内に配置された第２の検出手段
１９とにより検出された第１の高周波信号と第２の高周
波信号とのパルス強度に関しての相関を演算することに
より、部分放電の発生場所を判定することができる。

【００２０】実施の形態３．図８は実施の形態３の構成
を示すブロック図である。図８において、２，４ａ〜４
ｃは実施の形態１のものと同様のものである。３３〜３
５はそれぞれスロット３ａ（図１参照）内に各相の固定
子巻線４ａ〜４ｃと近接して配置された第１の検出手段
で、図６の特性Ａに示すように各固定子巻線４ａ〜４ｃ
での部分放電により発生した第１の高周波信号を検出す
る。３６〜３８はフレーム２内に配置されて各第１の検
出手段３３〜３５と直列接続された第２の検出手段で、
図６の特性Ｂに示すように第１の高周波信号から放射さ
れる電磁波の第２の高周波信号を検出する。なお、第１
の検出手段３３〜３５と第２の検出手段３６〜３８とは
一対として各相毎に配置されている。３９は各検出手段
３３〜３８が接続された部分放電測定手段で、以下の各
手段により構成されている。４０ａ〜４０ｃは各相に対
応した第１のフイルタで、図６に示す第１の周波数帯域
Ａ₁ の第１の帯域信号を抽出する。

【００２１】４１ａ〜４１ｃは第１のＡ／Ｄ変換手段
で、アナログ値の第１の帯域信号をデジタル化する。４
２ａ〜４２ｃは第１の統計量演算手段で、デジタル化さ
れた第１の帯域信号から所定のレベル以上のパルス強度
を有するパルスの発生頻度を統計的に処理して、それぞ
れ第１の処理データを出力する。４３ａ〜４３ｃは各相
に対応した第２のフイルタで、図６に示す第２の周波数
帯域Ｂ₁ の第２の帯域信号を抽出する。４４ａ〜４４ｃ
は第２のＡ／Ｄ変換手段で、アナログの第２の帯域信号
をデジタル化する。４５ａ〜４５ｃは第２の統計量演算
手段で、デジタル化された所定のレベル以上のパルス強
度を有するパルスの発生頻度を統計的に処理して第２の
処理データを出力する。４６ａ〜４６ｃは各相に対応し
た相関演算手段で、第１の処理データと第２の処理デー
タとのパルス強度に関して第１の周波数帯域Ａ₁ と第２
の周波数帯域Ｂ₁ との間の相関を演算する。４７は劣化
判定手段で、各相関演算手段４６ａ〜４６ｃにより演算
された相関から部分放電が発生した相を判定する。４８
は表示手段で、劣化判定手段４７の出力を表示する。４
９は記憶手段で、劣化判定手段４７の出力データを記憶
する。

【００２２】次に動作について説明する。図８におい
て、例えばＵ相の固定子巻線４ａの絶縁部で部分放電が
発生すると、第１の検出手段３３が図６の特性Ａに示す
ように第１の周波数帯域Ａ₁ がピーク値を示す第１の高
周波信号を検出する。他相対応の第１の検出手段３４，
３５が検出する第１の高周波信号は図６の特性Ｃに示す
ように信号強度が低くなる。そして、第２の検出手段３
６〜３８は図６の特性Ｂに示すように第２の周波数帯域
Ｂ₁ がピーク値を示す第２の高周波信号を検出する。こ
のようにして各検出手段３３〜３８により検出された第
１の高周波信号及び第２の高周波信号は部分放電測定手
段３９へ入力される。第１のフイルタ４０ａにより第１
の周波数帯域Ａ₁ の第１の帯域信号が抽出され、第１の
Ａ／Ｄ変換手段４１ａでデジタル化される。第１の統計
量演算手段４２ａでデジタル化された第１の帯域信号を
解析して、所定のレベル以上のパルス強度を有するパル
スの発生頻度を統計的に処理して第１の処理データを出
力する。一方、第２のフイルタ４３ａにより第２の周波
数帯域Ｂ₁ の第２の帯域信号が抽出され、第２のＡ／Ｄ
変換手段４４ａでデジタル化される。第２の統計量演算
手段４５ｂではデジタル化された第２の帯域信号を解析
して、所定のレベル以上のパルス強度を有するパルスの
発生頻度を統計的に処理して第２の処理データを出力す
る。

【００２３】相関演算手段４６ａでは第１の処理データ
と第２の処理データとから相関を演算し、図９に示すよ
うにＵ相対応で準備された相関図の領域５０，５１のい
ずれかにプロットする。この場合はＵ相の固定子巻線４
ａで発生した部分放電を第１の検出手段３３が検出した
データであるから、実施の形態２と同様に第１の処理デ
ータが第２の処理データより信号強度が高いので、Ｕ相
対応の相関図では領域５０にプロットされる。そして、
Ｖ相及びＷ相対応の相関図では領域５１にプロットされ
る。同様にして、固定子巻線４ｂ，４ｃの絶縁部で部分
放電が発生した場合についても図１０及び図１１のよう
に相関図を作成する。このようにして作成された図９か
ら図１１の相関図から劣化判定手段４７により、部分放
電が発生した相を判定する。即ち、図９に示すようにＵ
相対応の相関演算手段４６ａが領域５０にプロットし、
Ｖ相及びＷ相対応の相関演算手段４６ｂ，４６ｃが領域
５７にプロットした場合は、Ｕ相の固定子巻線４ａで部
分放電が発生したと判定する。

【００２４】また、図１０に示すようにＶ相対応の相関
演算手段４６ｂが領域５０にプロットし、Ｕ相及びＷ相
対応の相関演算手段４６ａ，４６ｃが領域５１にプロッ
トした場合は、Ｖ相の固定子巻線４ｂで部分放電が発生
したと判定する。さらに、図１１に示すようにＷ相対応
の相関演算手段４６ｃが領域５０にプロットし、Ｕ相及
びＶ相対応の相関演算手段４６ａ，４６ｂが領域５１に
プロットした場合は、Ｗ相の固定子巻線４ｃで部分放電
が発生したと判定する。劣化判定手段４７の判定結果は
表示手段４８に表示されると共に、記憶手段４９に記憶
される。以上のように実施の形態３の発明によれば、各
固定子巻線４ａ〜ｃに近接して配置された第１の検出手
段３３〜３５とフレーム２内に配置された第２の検出手
段３６〜３８とを一対として各相毎に配置し、各検出手
段３３〜３５，３６〜３８により検出された第１の高周
波信号と第２の高周波信号とのパルス強度に関しての相
関を演算することにより、部分放電が発生した相及び場
所を判定することができる。

【００２５】実施の形態３において、交流電圧の立ち上
がり及び立ち下がりで発生する部分放電の強度及び頻度
を観察することにより、次のように部分放電が発生した
場所を具体的に判定することができる。 （１）図１２（ａ）に示すように交流電圧の立ち上がり
及び立ち下がりで発生する部分放電のパルス強度及び頻
度が同程度の場合は、固定子巻線４ａ〜４ｃを構成した
絶縁部の内部の空隙（ボイド）で部分放電が発生した。 （２）図１２（ｂ）に示すように交流電圧の立ち上がり
で発生する部分放電のパルス強度及び頻度が大きく、立
ち下がりでのパルス強度及び頻度が小さい場合は、固定
子巻線４ａ〜４ｃを構成した絶縁部と固定子鉄心との間
で部分放電が発生した。 （３）図１２（ｃ）に示すように交流電圧の立ち上がり
で発生する部分放電のパルス強度及び頻度が小さく、立
ち下がりでのパルス強度及び頻度が大きい場合は、固定
子巻線４ａ〜４ｃの絶縁部とコイル導体との間で発生し
た。

【００２６】

【発明の効果】この発明によれば、部分放電により発生
した第１の高周波信号を第１の検出手段で検出し、第１
の高周波信号から放射された電磁波の第２の高周波信号
を第２の検出手段で検出して、各高周波信号の所定の周
波数帯域において所定のレベル以上のパルス強度を有す
るパルスの発生頻度により劣化を判定するので、どの固
定子巻線で発生した部分放電でも検出することができ
る。また、固定子巻線に近接して配置された第１の検出
手段と、フレーム内に配置された第２の検出手段とによ
り検出された第１の高周波信号と第２の高周波信号との
パルス強度に関しての相関を演算することにより、部分
放電の発生場所を判定することができる。また、固定子
巻線に近接して配置された第１の検出手段とフレーム内
に配置された第２の検出手段とを一対として各相毎に配
置し、各検出手段により検出された第１の高周波信号と
第２の高周波信号とのパルス強度に関しての相関を演算
することにより、部分放電が発生した相及び場所を判定
することができる。また、部分放電により発生した第１
の高周波信号を第１の検出手段で検出し、第１の高周波
信号から放射された電磁波の第２の高周波信号を第２の
検出手段で検出して、各高周波信号の所定の周波数帯域
の帯域信号をフイルタで抽出し、帯域信号を劣化判定手
段により解析して劣化を判定することにより、どの固定
子巻線で発生した部分放電でも検出することができる。

【００２７】また、固定子巻線に近接して配置された第
１の検出手段と、フレーム内に配置された第２の検出手
段とにより検出し、第１の高周波信号から第１のフイル
タで第１の帯域信号を抽出し、第２の高周波信号から第
２のフイルタで第２の帯域信号を抽出して、各帯域信号
のパルス強度に関しての相関を相関演算手段で演算し、
劣化判定手段により部分放電の発生場所を判定すること
ができる。また、抽出される第１の周波数帯域及び第２
の周波数帯域が５ＭＨｚから５０ＭＨｚの範囲に設定さ
れていることにより、外部ノイズを区別することが比較
的容易にできると共に、スロット内での第１の高周波信
号の減衰を大きくすることなく、Ｓ／Ｎの高い第１の高
周波信号を得ることができる。さらに、固定子巻線と共
にスロット内に配置されて固定子巻線の温度を測定する
測温抵抗体を第１の検出手段とし、測温抵抗体に接続さ
れフレーム内を経由してフレームの外部に引き出された
金属導電体を第２の検出手段としたことにより、構成を
容易にすることがでいる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１を回転電機に適用し
た状態を示す構成図である。

【図２】 実施の形態１の構成を示すブロック図であ
る。

【図３】 図２の各検出手段により検出された部分放電
の周波数特性を示す説明図である。

【図４】 図１の第１の検出手段として使用できる測温
抵抗体の斜視図である。

【図５】 この発明の実施の形態２の構成を示すブロッ
ク図である。

【図６】 図５の各検出手段により検出された部分放電
の周波数特性を示す説明図である。

【図７】 相関演算手段で演算される相関図を示す説明
図である。

【図８】 この発明の実施の形態３の構成を示すブロッ
ク図である。

【図９】 実施の形態３におけるＵ相での部分放電を判
定する方法を示す説明図である。

【図１０】 実施の形態３におけるＶ相での部分放電を
判定する方法を示す説明図である。

【図１１】 実施の形態３におけるＷ相での部分放電を
判定する方法を示す説明図である。

【図１２】 実施の形態３において部分放電の場所を判
定する方法を示す説明図である。

【符号の説明】

３ 固定子鉄心、３ａ スロット、４ａ，４ｂ，４ｃ
固定子巻線、６，１８，３３〜３５ 第１の検出手段、
７，１９，３６〜３８ 第２の検出手段、９ フイル
タ、１２，２８，４７ 劣化判定手段、１７ 測温抵抗
体、２１，４０ａ〜４０ｃ 第１のフイルタ、２４，４
３ａ〜４３ｃ 第２のフイルタ、２７，４６ａ〜４６ｃ
相関演算手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G014 AA15 AA23 AB06 AB49 AC15 AC18 2G015 AA12 BA02 CA01 2G016 BA00 BB09 BC02 BD06 BD07 BD09 BD11

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定子鉄心のスロット内に配置された固
   定子巻線で発生した部分放電を検出する回転電機の部分
   放電検出装置において、上記固定子巻線に近接して配置
   され、上記固定子巻線での部分放電により発生した第１
   の高周波信号を検出する第１の検出手段と、この第１の
   検出手段と直列接続されて上記固定子巻線が収納された
   フレーム内に配置され、上記第１の高周波信号から放射
   される電磁波の第２の高周波信号を検出する第２の検出
   手段と、上記各高周波信号の所定の周波数帯域を解析し
   て劣化を判定する劣化判定手段とを備えたことを特徴と
   する回転電機の部分放電検出装置。
2. 【請求項２】 固定子鉄心のスロット内に配置された固
   定子巻線で発生した部分放電を検出する回転電機の部分
   放電検出装置において、上記固定子巻線に近接して配置
   され、上記固定子巻線での部分放電により発生した第１
   の高周波信号を検出する第１の検出手段と、この第１の
   検出手段と直列接続されて上記固定子巻線が収納された
   フレーム内に配置され、上記第１の高周波信号から放射
   される電磁波の第２の高周波信号を検出する第２の検出
   手段と、上記各検出手段が検出した各高周波信号のパル
   ス強度に関して異なる周波数帯域間の相関を演算する相
   関演算手段と、上記相関から上記部分放電の発生場所を
   判定する劣化判定手段とを備えたことを特徴とする回転
   電機の部分放電検出装置。
3. 【請求項３】 固定子鉄心のスロット内に配置された固
   定子巻線で発生した部分放電を検出する回転電機の部分
   放電検出装置において、上記固定子巻線に近接して配置
   され、上記固定子巻線での部分放電により発生した第１
   の高周波信号を検出する第１の検出手段と、この第１の
   検出手段と直列接続されて上記固定子巻線が収納された
   フレーム内に配置され、上記第１の高周波信号から放射
   される電磁波の第２の高周波信号を検出する第２の検出
   手段とを一対として三相各相毎に配置し、上記各検出手
   段の対毎に上記第１の高周波信号の第１の周波数帯域に
   おける上記部分放電のパルス強度と、上記第２の高周波
   信号の第２の周波数帯域における上記部分放電のパルス
   強度との相関を相関演算手段で演算し、上記相関から上
   記部分放電の発生場所を劣化判定手段により判定するこ
   とを特徴とする回転電機の部分放電検出装置。
4. 【請求項４】固定子鉄心のスロット内に配置された固定
   子巻線で発生した部分放電を検出する回転電機の部分放
   電検出装置において、上記固定子巻線と共に上記スロッ
   ト内に配置され上記固定子巻線の部分放電により発生し
   た第１の高周波信号を検出する第１の検出手段と、この
   第１の検出手段と直列接続されて上記固定子巻線が収納
   されたフレーム内に配置され、上記高周波信号から放射
   される電磁波の第２の高周波信号を検出する第２の検出
   手段と、上記各高周波信号から所定の周波数帯域の帯域
   信号を抽出するフイルタと、上記帯域信号を解析して劣
   化を判定する劣化判定手段とを備えたことを特徴とする
   回転電機の部分放電検出装置。
5. 【請求項５】固定子鉄心のスロット内に配置された固定
   子巻線で発生した部分放電を検出する回転電機の部分放
   電検出装置において、上記固定子巻線と共に上記スロッ
   ト内に配置され上記固定子巻線の部分放電により発生し
   た第１の高周波信号を検出する第１の検出手段と、この
   第１の検出手段と直列接続されて上記固定子巻線が収納
   されたフレーム内に配置され、上記高周波信号から放射
   される電磁波の第２の高周波信号を検出する第２の検出
   手段と、上記第１の高周波信号から第１の周波数帯域の
   第１の帯域信号を抽出する第１のフイルタと、上記第２
   の高周波信号から上記第１の周波数帯域とは異なる第２
   の周波数帯域の第２の帯域信号を抽出する第２のフイル
   タと、上記各帯域信号のパルス強度に関して上記各周波
   数帯域間の相関を演算する相関演算手段と、上記相関か
   ら上記部分放電の発生箇所を判断する劣化判定手段とを
   備えたことを特徴とする回転電機の部分放電検出装置。
6. 【請求項６】 第１の周波数帯域及び第２の周波数帯域
   は５ＭＨｚから５０ＭＨｚの範囲に設定されていること
   を特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記
   載の回転電機の部分放電検出装置。
7. 【請求項７】第１の検出手段は固定子巻線と共にスロッ
   ト内に配置されて上記固定子巻線の温度を測定する測温
   抵抗体であり、第２の検出手段は上記測温抵抗体に接続
   されフレーム内を経由して上記フレームの外部に引き出
   された金属導電体であることを特徴とする請求項１から
   請求項６のいずれか一項に記載の回転電機の部分放電検
   出装置。