JPH0217465A - 電気機械巻線の絶縁破壊事前検知方法 - Google Patents
電気機械巻線の絶縁破壊事前検知方法Info
- Publication number
- JPH0217465A JPH0217465A JP63167991A JP16799188A JPH0217465A JP H0217465 A JPH0217465 A JP H0217465A JP 63167991 A JP63167991 A JP 63167991A JP 16799188 A JP16799188 A JP 16799188A JP H0217465 A JPH0217465 A JP H0217465A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dielectric breakdown
- voltage
- advance
- winding
- frame
- 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
Links
Landscapes
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (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〕
本発明は電気機械巻線の絶縁破壊をアコースティック・
エミッション（以降ＡＥという）法により事前に検知す
る方法に関する。
エミッション（以降ＡＥという）法により事前に検知す
る方法に関する。
一般に、電気機械の信頼性や寿命に影響する大きな要因
として、巻線の絶縁劣化がある。絶縁劣化が進行すると
最終的には巻線の絶縁破壊が起こるが、この絶縁破壊の
予知は機器が運転中に絶縁破壊して停止した時の影響な
どを考えると重要である。
として、巻線の絶縁劣化がある。絶縁劣化が進行すると
最終的には巻線の絶縁破壊が起こるが、この絶縁破壊の
予知は機器が運転中に絶縁破壊して停止した時の影響な
どを考えると重要である。
このため、絶縁破壊の予知には絶縁劣化の程度を非破壊
で診断する電気的１機緘的、化学的な各種の方法が行な
われている。そして、これら各種の方式においてはそれ
ぞれ専用の診断設備を使用して診断を行なっているのが
実状である。
で診断する電気的１機緘的、化学的な各種の方法が行な
われている。そして、これら各種の方式においてはそれ
ぞれ専用の診断設備を使用して診断を行なっているのが
実状である。
しかし、これら絶縁破壊を予知するための絶縁劣化の程
度を非破壊で診断する従来の方法のうち、機械的、化学
的方法においては、診断すべき電気機械巻、線の全体あ
るいは一部分を平均的あるいは局部的に診断するものが
多く、得られた診断方法にしても直接絶縁破壊の前駆現
象を捉えて診断するものではなく、機械的特性、化学的
特性を残存破壊電圧と対比させて絶縁劣化の程度を間接
的に求めたものであった。
度を非破壊で診断する従来の方法のうち、機械的、化学
的方法においては、診断すべき電気機械巻、線の全体あ
るいは一部分を平均的あるいは局部的に診断するものが
多く、得られた診断方法にしても直接絶縁破壊の前駆現
象を捉えて診断するものではなく、機械的特性、化学的
特性を残存破壊電圧と対比させて絶縁劣化の程度を間接
的に求めたものであった。
また、電気的方法においても絶縁劣化の程度を診断する
方法は多数提案され実施されているが、いずれも得られ
た特性値と残存絶縁破壊電圧値とを対比させて絶縁劣化
の程度を間接的に求めたものであった。
方法は多数提案され実施されているが、いずれも得られ
た特性値と残存絶縁破壊電圧値とを対比させて絶縁劣化
の程度を間接的に求めたものであった。
そのために、上記の方法では絶縁破壊の発生時期の予想
はできても事前検知方法としては不十分であった。
はできても事前検知方法としては不十分であった。
本発明は上述した点に鑑みて創案されたものでその目的
とするところは、絶縁破壊の事前検知方法として従来の
絶縁劣化の程度の診断法ではなく、直接的に絶縁破壊の
前駆現象をＡＥ法で捉えることで、簡単に且つ精度よく
絶縁破壊の事前検知を行なうことにある。
とするところは、絶縁破壊の事前検知方法として従来の
絶縁劣化の程度の診断法ではなく、直接的に絶縁破壊の
前駆現象をＡＥ法で捉えることで、簡単に且つ精度よく
絶縁破壊の事前検知を行なうことにある。
つまり、その目的を達成するための手段は、絶縁破壊の
事前検知をしようとする電気機械巻線の付近の鉄心ある
いはフレームにＡＥセンサを密着して固定させ、巻線に
電圧を印加してその時発生する人Ｅ信号を計測、解析し
、ＡＥパラメータの中の振幅（ｄＢ）がある特定の値を
越した時をもって絶縁破壊の前駆現象とする検知方法で
ある。
事前検知をしようとする電気機械巻線の付近の鉄心ある
いはフレームにＡＥセンサを密着して固定させ、巻線に
電圧を印加してその時発生する人Ｅ信号を計測、解析し
、ＡＥパラメータの中の振幅（ｄＢ）がある特定の値を
越した時をもって絶縁破壊の前駆現象とする検知方法で
ある。
以下その作用について説明する。
絶縁層内部で部分放電が発生すると、発生地点では放電
により超音波等の音響波を含む衝撃波が発生し、この時
の衝撃波はＡＥセンサにより音響的検出手段で検出する
ことができる。
により超音波等の音響波を含む衝撃波が発生し、この時
の衝撃波はＡＥセンサにより音響的検出手段で検出する
ことができる。
電気機械巻線の絶縁層が健全な場合は、絶縁層内部には
微少な空隙（ボイド）しかなく、部分放電の開始電圧は
比較的高く、同じ印加電圧ではその発生個数は少なく、
同時にＡＥセンサで検出されるＡＥ倍信号振幅値はある
一定の範囲内１こ収まっている。
微少な空隙（ボイド）しかなく、部分放電の開始電圧は
比較的高く、同じ印加電圧ではその発生個数は少なく、
同時にＡＥセンサで検出されるＡＥ倍信号振幅値はある
一定の範囲内１こ収まっている。
そして、絶縁層が熱的０機械的な各種のストレスを受け
て劣化が進行すると、絶縁層に亀裂が生じたりしてボイ
ドは初期の時より大きくなり、同一の電圧でも部分放電
の発生個数は増えてくる。
て劣化が進行すると、絶縁層に亀裂が生じたりしてボイ
ドは初期の時より大きくなり、同一の電圧でも部分放電
の発生個数は増えてくる。
同時にＡＥセンサで検出されるＡＥ倍信号振幅値はある
一定の範囲内に収まっている。
一定の範囲内に収まっている。
絶縁層の劣化が著しく絶縁破壊直前になると、絶縁１内
の大きいボイドは互いに結び付き大きな部分放電が生じ
るようになる。この時、検出されるＡＥ倍信号振幅値は
通常の一定範囲を越えて大きい値となる。そして、最終
的には絶縁層内のボイドを短絡しながら貫通して絶縁破
壊に至る。
の大きいボイドは互いに結び付き大きな部分放電が生じ
るようになる。この時、検出されるＡＥ倍信号振幅値は
通常の一定範囲を越えて大きい値となる。そして、最終
的には絶縁層内のボイドを短絡しながら貫通して絶縁破
壊に至る。
以下、本発明の事前検知方法の一実施例を、図面に基づ
いて詳述する。
いて詳述する。
第１図（ａ） 、 （ｂ）は本発明の絶縁破壊の事前検
知の一実施例として回転電機の直流機界磁巻線が鉄心と
枠に組み込まれた組立品であり、第１図（ａＪはその平
面図とＡＥ計測法を示す説明図、第１図（ｂ）は側面図
を示す。
知の一実施例として回転電機の直流機界磁巻線が鉄心と
枠に組み込まれた組立品であり、第１図（ａＪはその平
面図とＡＥ計測法を示す説明図、第１図（ｂ）は側面図
を示す。
第１図において、界磁巻線２は絶縁破壊の事前破壊の事
前検知の対象となるもので、枠１の内面−こ９０°間隔
で界磁鉄心３と組み合わされた状態で４個配置されてい
る。耐電圧チエツクができるように電源装置８から印加
電圧が各界磁巻線２に配線できるようになっており、枠
１は接地されている。耐電圧チエツクの時に発生するＡ
Ｅを検出するようにＡＥセンサ１０が枠１の外周に取り
付けられていて、ＡＥ倍信号プリアンプ５を通してＡＥ
アナライザ６に入る。なお、９は印加電圧信号、７はプ
リンタ、８ａは電圧調整器、あは試験用変圧器である。
前検知の対象となるもので、枠１の内面−こ９０°間隔
で界磁鉄心３と組み合わされた状態で４個配置されてい
る。耐電圧チエツクができるように電源装置８から印加
電圧が各界磁巻線２に配線できるようになっており、枠
１は接地されている。耐電圧チエツクの時に発生するＡ
Ｅを検出するようにＡＥセンサ１０が枠１の外周に取り
付けられていて、ＡＥ倍信号プリアンプ５を通してＡＥ
アナライザ６に入る。なお、９は印加電圧信号、７はプ
リンタ、８ａは電圧調整器、あは試験用変圧器である。
また、使用したＡＥセンサ４は１５０ＫＨｚに共振周波
数をもつもので、プリアンプ５のゲインは４０ｄＢ％Ａ
Ｅアナライザ６内のメインアンプゲインは２０ｄＢ、シ
きい値は０．１ｖに設定して計測した。
数をもつもので、プリアンプ５のゲインは４０ｄＢ％Ａ
Ｅアナライザ６内のメインアンプゲインは２０ｄＢ、シ
きい値は０．１ｖに設定して計測した。
ＡＥアナライザ６はＡＥ計測中に得られるＡＥデータや
外部機器から送られてくる印加電圧信号９などを収録し
ながらリアルタイムで解析し内蔵ＣＲＴに結果をグラフ
ィ、り表示する。計測後はグラフ等をプリンタ７で出図
することができる。
外部機器から送られてくる印加電圧信号９などを収録し
ながらリアルタイムで解析し内蔵ＣＲＴに結果をグラフ
ィ、り表示する。計測後はグラフ等をプリンタ７で出図
することができる。
さらに、枠１と界磁鉄心３に組み込まれた界磁巻線２の
熱劣化による寿命試験を行なうために一定電流を流し、
加熱時間５時間、冷却１時間のヒートサイクル試験を行
なった。耐電圧チエ、りはヒートサイクルの間に定期的
１こ行なった。また、耐電圧チエ、りは界磁巻線冷却後
に５ＫＶ（昇圧速度５００Ｖ／秒）まで実施したが、絶
縁破壊の事前検知ができるように第１図に示すようにＡ
Ｅ計測を同時に行なった。界磁巻線の絶縁破壊時にＡＥ
センサから計測系に高電圧が侵入しないようにＡＥセン
サ１０と枠１の間には５０μｍの厚さの絶縁シートを入
れた。ＡＥ計測エラーが生じないようにＡＥセンサ１０
と枠１との間を密着させるため枠１の外周に平面を設け
るとともに絶縁シートと枠１の間、絶縁シートとＡＥセ
ンサ１０の間にグリスを入れて上から良く押しつけてか
ら機椋的に固定させた。
熱劣化による寿命試験を行なうために一定電流を流し、
加熱時間５時間、冷却１時間のヒートサイクル試験を行
なった。耐電圧チエ、りはヒートサイクルの間に定期的
１こ行なった。また、耐電圧チエ、りは界磁巻線冷却後
に５ＫＶ（昇圧速度５００Ｖ／秒）まで実施したが、絶
縁破壊の事前検知ができるように第１図に示すようにＡ
Ｅ計測を同時に行なった。界磁巻線の絶縁破壊時にＡＥ
センサから計測系に高電圧が侵入しないようにＡＥセン
サ１０と枠１の間には５０μｍの厚さの絶縁シートを入
れた。ＡＥ計測エラーが生じないようにＡＥセンサ１０
と枠１との間を密着させるため枠１の外周に平面を設け
るとともに絶縁シートと枠１の間、絶縁シートとＡＥセ
ンサ１０の間にグリスを入れて上から良く押しつけてか
ら機椋的に固定させた。
第２図（ａ） 、 （ｂ） 、 （Ｃ）は第１図の測定
回路図によりＡＥ計測しながら同一の界磁巻線を耐電圧
チエツクした時の特性図で、耐電圧チエツク後にプリン
タ６に出図したものである。ここで、第２図の特性図の
縦軸は振幅を示し、１００ｄＢは４０ｄＢ増幅後のプリ
アンプ出力ピーク値１０Ｖに相当するものなので今回の
設定で計測表示される振幅の下限は４０ｄＢとなる。ま
た第２図（ａ） 、 （ｂ） 、 （Ｃ）においては、
（ａ）図、（ｂ）図、（Ｃ）図の順で熱劣化が進んでい
る。
回路図によりＡＥ計測しながら同一の界磁巻線を耐電圧
チエツクした時の特性図で、耐電圧チエツク後にプリン
タ６に出図したものである。ここで、第２図の特性図の
縦軸は振幅を示し、１００ｄＢは４０ｄＢ増幅後のプリ
アンプ出力ピーク値１０Ｖに相当するものなので今回の
設定で計測表示される振幅の下限は４０ｄＢとなる。ま
た第２図（ａ） 、 （ｂ） 、 （Ｃ）においては、
（ａ）図、（ｂ）図、（Ｃ）図の順で熱劣化が進んでい
る。
（Ｃ）図では耐電圧チエ、り時５ＫＶでモデルコイルが
絶縁破壊している。この時印加電圧が３．４ＫＶ〜５．
０ＫＶ（７）ｌ’ｌＪ’ｌテＡ Ｅ （７）ａｌ［カ通
常（７） ４０ｄＢ 〜６０ｄＢ（７）範囲外で８２．
７ｄＢ〜８９．０ｄＢのＡＥが５個計測されている。最
後の１個は絶縁破壊時のＡＥである。この最後の１個を
除いた４個は絶縁破壊の前駆現象といえる大きな部分放
電で発生したＡＥである。
絶縁破壊している。この時印加電圧が３．４ＫＶ〜５．
０ＫＶ（７）ｌ’ｌＪ’ｌテＡ Ｅ （７）ａｌ［カ通
常（７） ４０ｄＢ 〜６０ｄＢ（７）範囲外で８２．
７ｄＢ〜８９．０ｄＢのＡＥが５個計測されている。最
後の１個は絶縁破壊時のＡＥである。この最後の１個を
除いた４個は絶縁破壊の前駆現象といえる大きな部分放
電で発生したＡＥである。
（ｂ）図は（Ｃ）図で耐電圧チエ、りした１回前の耐電
圧チエ、り時の特性図である。ここでは印加電圧が４．
７ＫＶで８６．３ｄＢの大きな部分放電がＡＥとして１
個計測されている。これも次回耐電圧チエツクで絶縁破
壊する前駆現象である。
圧チエ、り時の特性図である。ここでは印加電圧が４．
７ＫＶで８６．３ｄＢの大きな部分放電がＡＥとして１
個計測されている。これも次回耐電圧チエツクで絶縁破
壊する前駆現象である。
（２１図は絶縁破壊の前駆現象のない絶縁層が健全な時
の特性図である。計測されるＡＥの振幅は４０ｄＢ〜６
０ｄＢの範囲に分布していて絶縁層に異常は見られない
。
の特性図である。計測されるＡＥの振幅は４０ｄＢ〜６
０ｄＢの範囲に分布していて絶縁層に異常は見られない
。
以上第２図（ａ） 、 （ｂ） 、 （Ｃ）図かられか
るように、劣化の少ない健全な絶縁層では６０ｄＢ以上
の大振幅のＡＥは発生せず、劣化が進んで絶縁破壊が近
くなると６０ｄＢ以上の大振幅が見られ、絶縁破壊直前
では６０ｄＢ以上の大振幅が多数発生するＯこの大振幅
を計測して検出することにより絶縁破壊の事前検知する
ことができる。種々の検討の結果、絶縁破壊の前駆現象
とするための振幅の下限値は８０ ｄＢ程度が適当と考
えられる。
るように、劣化の少ない健全な絶縁層では６０ｄＢ以上
の大振幅のＡＥは発生せず、劣化が進んで絶縁破壊が近
くなると６０ｄＢ以上の大振幅が見られ、絶縁破壊直前
では６０ｄＢ以上の大振幅が多数発生するＯこの大振幅
を計測して検出することにより絶縁破壊の事前検知する
ことができる。種々の検討の結果、絶縁破壊の前駆現象
とするための振幅の下限値は８０ ｄＢ程度が適当と考
えられる。
なお、本実施例では耐圧チエツク時の絶縁破壊の事前検
知方法であったが、一定電圧印加時の絶縁破壊の事前検
知方法としても有効と考える。
知方法であったが、一定電圧印加時の絶縁破壊の事前検
知方法としても有効と考える。
以上説明したごとく本発明によれば、従来絶縁破壊の前
駆現象を直接捉えて事前検知することが出来なカリたが
、ＡＥ計測を実施することにより事前検知が簡単に且つ
精度良く可能となった。
駆現象を直接捉えて事前検知することが出来なカリたが
、ＡＥ計測を実施することにより事前検知が簡単に且つ
精度良く可能となった。
第１図（ａ） （ｂ）は本発明の絶縁破壊を事前に検知
する方法の一実施例であり、第１図（ａ）はその試料の
平面図とＡＥ計測法を示す説明図、第１図（ｂ）は側面
図、第２図（ａ）（ｂ）（ｃ）は第１図のＡＥアナライ
ザから出力された特性図で、第２図（ａ）は絶縁層が健
全な時の特性図、第２図（ｂ）は絶縁破壊が近い時の特
性図、第２図（Ｃ）は絶縁破壊時の特性図である。 １・・・・・・枠、２・・・・・・界磁巻線、３・・・
・・・界磁鉄心、４・・・・・・ＡＥアナライザ、５・
・・・・・プリンタ、８・−・・・・電源装置、８ａ・
・・・・・電圧ｖＩ４整器１ｓｂ・・・・・・試験用変
圧器、１０・・・・・・ＡＥセンサ。
する方法の一実施例であり、第１図（ａ）はその試料の
平面図とＡＥ計測法を示す説明図、第１図（ｂ）は側面
図、第２図（ａ）（ｂ）（ｃ）は第１図のＡＥアナライ
ザから出力された特性図で、第２図（ａ）は絶縁層が健
全な時の特性図、第２図（ｂ）は絶縁破壊が近い時の特
性図、第２図（Ｃ）は絶縁破壊時の特性図である。 １・・・・・・枠、２・・・・・・界磁巻線、３・・・
・・・界磁鉄心、４・・・・・・ＡＥアナライザ、５・
・・・・・プリンタ、８・−・・・・電源装置、８ａ・
・・・・・電圧ｖＩ４整器１ｓｂ・・・・・・試験用変
圧器、１０・・・・・・ＡＥセンサ。
Claims (1)
- 電気機械巻線の絶縁破壊を事前に検知する方法において
、巻線が電圧印加状態のときに部分放電によって生じる
アコースティック・エミッションを、電気機械に密着し
て取り付けたアコースティック・エミッションセンサで
検出し、絶縁破壊以前の通常の部分放電と絶縁破壊直前
の大きな部分放電とをアコースティック・エミッション
のパラメータの一つである振幅で識別して絶縁破壊を事
前に検知する電気機械巻線の絶縁破壊事前検知方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63167991A JPH0217465A (ja) | 1988-07-06 | 1988-07-06 | 電気機械巻線の絶縁破壊事前検知方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63167991A JPH0217465A (ja) | 1988-07-06 | 1988-07-06 | 電気機械巻線の絶縁破壊事前検知方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0217465A true JPH0217465A (ja) | 1990-01-22 |
Family
ID=15859774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63167991A Pending JPH0217465A (ja) | 1988-07-06 | 1988-07-06 | 電気機械巻線の絶縁破壊事前検知方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0217465A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111413649A (zh) * | 2020-04-23 | 2020-07-14 | 中国科学技术大学 | 基于近场宽带波束形成的大型电抗器故障检测方法及系统 |
-
1988
- 1988-07-06 JP JP63167991A patent/JPH0217465A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111413649A (zh) * | 2020-04-23 | 2020-07-14 | 中国科学技术大学 | 基于近场宽带波束形成的大型电抗器故障检测方法及系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102135593B (zh) | 大电机绝缘状态在线诊断评估方法 | |
| Hudon et al. | Partial discharge signal interpretation for generator diagnostics | |
| Zoeller et al. | Evaluation and current-response-based identification of insulation degradation for high utilized electrical machines in railway application | |
| JP6633006B2 (ja) | 部分放電監視装置および部分放電監視方法 | |
| EP3754348B1 (en) | Systems and methods for acoustically detecting dielectric breakdown and partial discharge events in electrical devices | |
| JP2014517320A (ja) | 高電圧機器における単一及び複数の部分放電（ｐｄ）欠陥を分類するためにｐｒｐｄ包絡値を使用する方法 | |
| US6573727B2 (en) | Method and apparatus for evaluation of insulation in variable speed motors | |
| CN115218777B (zh) | 一种基于漏磁场分布的变压器绕组形变的检测方法及系统 | |
| US6469515B2 (en) | Method for determining sources of interference | |
| JPH0217465A (ja) | 電気機械巻線の絶縁破壊事前検知方法 | |
| JP2001349923A (ja) | 絶縁皮膜均一性判定試験器および試験装置 | |
| RU2365928C1 (ru) | Способ дистанционной акустоэлектромагнитной диагностики состояния линейной изоляции контактной сети переменного тока железнодорожного транспорта | |
| JP2002148300A (ja) | 小型電気機械の非破壊絶縁試験方法および装置 | |
| JP2015072183A (ja) | 巻線機器の巻線層間絶縁診断方法 | |
| CN207232309U (zh) | 一种变压器内部间隙局部放电模型 | |
| CN115184252B (zh) | 基于脉冲回波法的垂直接地极腐蚀损伤检测方法及系统 | |
| JP2717814B2 (ja) | 電気機械の巻線の絶縁診断方法 | |
| JPH0580630B2 (ja) | ||
| CN206876855U (zh) | 一种变压器悬浮电极局部放电模型 | |
| CN111024376B (zh) | 一种利用扫频冲击电流检测电气设备缺陷的系统及方法 | |
| Guastavino et al. | A study about partial discharge measurements performed applying to insulating systems square voltages with different rise times | |
| JP2932724B2 (ja) | 絶縁劣化診断方法 | |
| CN206876805U (zh) | 一种变压器内部尖端局部放电模型 | |
| JPH09152424A (ja) | 高電圧絶縁線輪の最大放電電荷量発生位置判別方法 | |
| RU2709604C1 (ru) | Способ диагностирования электрической изоляции в процессе дистанционного компьютерного мониторинга технологического оборудования |