JPH0373875A - 回転機コイルの絶縁劣化判定方法 - Google Patents

回転機コイルの絶縁劣化判定方法

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JPH0373875A
JPH0373875A JP1209650A JP20965089A JPH0373875A JP H0373875 A JPH0373875 A JP H0373875A JP 1209650 A JP1209650 A JP 1209650A JP 20965089 A JP20965089 A JP 20965089A JP H0373875 A JPH0373875 A JP H0373875A
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諏訪原 久
Takashi Tokuda
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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】 人、産業上の利用分野 本発明は回転機コイルの絶縁劣化判定方法に関し、レジ
ン絶縁方式により絶縁が施こされたコイルの絶縁劣化を
判定する方法である。
B9発明の概要 本発明は、レジン絶縁方式により絶縁が施こされたコイ
ル絶縁層が乾燥しているか吸湿しているかを調べ、乾燥
時における検査項目と、吸湿時における検査項目を特定
してコイルの絶縁劣化を判定する方法である。
C0従来の技術 高圧回転機コイルの絶縁方式は、昭和30年代前前半上
り、コンパウンド絶縁方式に代わり合成レジンを用いた
レジン絶縁方式が採用されてきている。コンパウンド絶
縁方式では、マイカテープを導体に巻回した後にアスフ
ァルトコンパウンドを高温で圧入して絶縁を施こしてい
る。これに対しレジン絶縁方式では、マイカテープを導
体に巻回した後に無溶剤レジンを真空含浸してから加熱
硬化させて絶縁を施こしている。レジン絶縁方式はコン
パウンド絶縁方式に比べ耐熱性が優れ電気的・1[的な
性能も優れているため、レジン絶縁方式を採用して以来
、機器の使用温度や使用電界の強さなどが著しく向上し
てきている。
しかしその一方で特に近年において、機器の小型・軽量
化に伴い絶縁層厚が縮小され、更に高機能化に伴い絶縁
層に加わる電圧・熱・機械力などのストレスが強まって
いる。この結果、レジン絶縁方式を高圧回転機に採用し
た当初では絶縁劣化による損傷が小さかったにもかかわ
らず、むしろ近年において絶縁劣化による損傷が大きく
なってきている。
D、 発明が解決しようとする課題 上述したように近年になって絶縁劣化損傷が問題になっ
てきているが、絶縁劣化の度合いを知りそれに基づいて
劣化の判定を行う絶縁劣化判定基準は、旧来のフンパウ
ンド絶縁方式については電力中央研究所が提唱した統一
基準が確立されているが、現在の主流であるレジン絶縁
方式については有効な基準がないというのが現状である
。
本発明は、かかる実状に鑑み、レジン絶縁方式を施こし
た高圧回転機コイルの絶縁劣化度合を知り、精度良くそ
の劣化判定を行うことのできる回転機コイルの絶縁劣化
判定方法を提供するものである。
80課題を解決するための手段 上記課題を解決する本発明は、 レジン絶縁方式により絶縁が施こされた回転機コイルの
絶縁層が、乾燥しているか吸湿しているかを調べ、 乾燥時には、 (1)第2電流急増点P12と絶縁破壊電圧V、。
との比V、。/P、2、 (2)電流増加率Δ11 (3)部分放電発生頻度n1 (4)部分放電開始電圧vl、 (5)最大放電電荷Qlllll)l、(6)絶縁抵抗
値Rと静電容量Cの積R−C。
を基に絶縁劣化を判定し、 吸湿時には、 (7)絶縁抵抗R1 (8)常態時の抵抗R0,,と吸湿時の抵抗札、との抵
抗比log (RO,、/ R,□)、(9)誘電正接
ムδ。、 01  静電容量C0、 (11J  絶縁抵抗Rと静電容量Cの積R−C。
(1乃 異なる2つの周波数における静電容量の比であ
る静電容量の周波数特性、 (11吸湿時の静電容量C/ (吸湿)と乾燥時の静電
容量C/ (乾燥)との比C’(吸湿)/C′(乾燥)
、 を基に絶縁層の絶縁劣化を判定することを特徴とする。
F、実施例 本発明方法では、コイルの絶縁層の劣化状態を判定する
のに、まずはじめに絶縁層が乾燥しているか吸湿してい
るかを調べ、乾燥時には次に示す(1)〜(6)の検査
項目を基に絶縁劣化状態を判定し、吸湿時には次に示す
(7)〜(11の検査項目を基に絶縁劣化状態を判定す
る。
なお11[KV]級のコイルでは検査項目のカッコ内に
示した値になると劣化が進んだ危険領域と判定する。こ
の判定において、検査項目のうち1つの項目での値が危
険となった、たとえ他の項目の値が安全領域になっても
、劣化が進んで危険と判定する。
(1)第2電流急増点P12と絶縁破壊電圧V、。
どノ比V、。/P、  (1,8〜2.2)(2)電流
増加率ΔI  (1,25E/l−のときは4.0%以
上、Eのときは8.0%以上)(3)部分放電発生頻度
n (4)部分放電開始電圧V (5)最大放電電荷Qや、。
(6)絶縁抵抗値Rと静電容量Cの積R−C(600Ω
F以下) (7)絶縁抵抗R (8)常態時の抵抗R0,,yと吸湿時の抵抗札。
との抵抗比log(R,、、/ RL、1.) (3,
0以上)(9)誘電正接−δ。(8,0%以上)α呻 
静電容量C0 (2)絶縁抵抗Rと静電容量Cの積R−C(3ΩF以下
) 04  静電容量の周波数特性 C12゜H−/CL。、(1,5以上)圓 吸湿時の静
電容量C(吸湿)と乾燥時の静電容量C(乾燥)との比
C(吸湿) /C(乾燥)(1kHzのとき1.6以上)上述した結
果を得るに至った実験を以下に説明する。
まず第1図を基に実験に用いた試料を説明する。試料と
なるコイル1では、長さ600閣の棒導体を複数束ねて
なる導体la上に、マイカテープ(フレークマイカテー
プとIllママイカテープ混用)を巻回して絶縁層1b
を形成し、絶縁層1bに樹脂レジン(ポリエステルレジ
ン)を含浸して加熱硬化している。
コイル1の中央には、長さ160閤の低抵抗層2を絶縁
層lb上に巻回して取り付け、コイル1をモデルスロッ
ト3に収めた。このモデルスロット3が、後に述べる実
験において、低圧側電極として用いられ、導体1aには
高圧倒電極が取り付けられる。
試料となるコイル1は、炉中にて熱による劣化を受け、
その後、一端を固定した片持ちぼり形式として他端を加
振した振動劣化を受けている。更に環境的要因も含むよ
う吸湿させた。これら劣化条件は次のとおりである。
熱ニヨル劣化条件  160℃(MAX100日)振動
による劣化条件 1500μ5train(量大ひずみ
量)吸 湿 条 件   相対湿度95%以上(2日間
)このようにして劣化させた試料コイル1を用いて、次
に説明するような直流電圧試験、誘電正接試験、交流電
流試験、部分放電試験、その他の試験を行なった。
ここで試験と検査項目と残存絶縁耐力との相関性(相関
のあるものにOを付けている)を、表にして示しておく
。なお表中の数値は11KV級のコイルの危険値である
。
第2図は直流電圧試験の回路を示す。この試験では試料
コイル1に直流電圧を印加し、絶縁層1bの絶縁抵抗R
を超絶縁計10で測定する。測定項目は電圧印加を開始
してから1分間目の絶縁抵抗値R1と、電圧印加を開始
してから100分間目絶縁抵抗値RIOである。また印
加電圧は100OVである。
この直流電圧試験から成極指数P、Iを次式%式% このときP、I≧2.0であるならば乾燥していると判
定し、P、I<2.0であるならば吸湿していると判定
する。
第3図は直流電圧試験により得た、常態時の抵抗R8,
yと吸湿時の抵抗Ru、どの抵抗比log(Ro□/R
1,l、、)の実験データを示す。この実験から、抵抗
比を基に吸湿時における絶縁劣化を判定をすることがで
きることがわかる。
つまり、log (Ro、、/ R,、、)の値がある
値を越えると、運転上必要な耐力(2E+1)KVを保
持できなくなるのである。なおEは定格電圧である。
また絶縁抵抗Rを検査することによっても、吸湿時の絶
縁劣化を判定することができろ。
第4図は誘電正接試験や交流電流試験をする回路を示す
。誘電正接試験では試料コイル1に商用周波電圧を印加
し、検出部11により絶縁[1bの誘電正接−δ。及び
静電容量C8を検出する。検出データは、光フアイバケ
ーブル12で接続された表示部13に表示される。また
交流電流試験では試料コイル1に商用周波電圧を印加し
、検出部11により、第2電流急増点P、2と絶縁破壊
電圧V、。どの比”ao/” +2、印加電圧が1.2
5E/43のときの電流増加率Δ■1、印加電圧がEの
ときの電流増加率Δ■2、を検出する。
第5図は誘電正接試験により得た吸湿時の誘電正接−δ
。の実験データを示す。この実験から、吸湿時において
誘電正接−δ。を基に絶縁劣化を判定をすることができ
ることがわかる。
また静電容量C0を検査することによっても、吸湿時の
絶縁劣化を判定することができる。
第6図は交流電流試験により得た乾燥時におけろ第2電
流急増点P1□と絶縁破壊電圧v8゜との沈入。/P、
2の実験データを示す。この実験から、乾燥時において
比’+50 / Pl 2を基に絶縁劣化を判定するこ
とができることがわかる。
第7図は交流電流試験により得た乾燥時に13ける電流
増加率Δ11(印加電圧が1.25E/43のとき)と
電流増加率ΔI2(印加電圧がEのとき)の実験データ
を示す。この実験から乾燥時において電流増加率Δ!1
.ΔI2を基に絶縁劣化を判定をすることができること
がわかる。
第8図は部分放電試験をする回路を示す。
部分放電試験では試料コイル1に商用周波電圧を印加し
、検出部14及びコロナ測定器15により、部分放電発
生頻度n、部分放電開始電圧■及び最大放電電荷Q1.
8を検出する。
第9図は部分放電試験により得た乾燥時にオ+f ル6
.4 KV級、B KV級、IIKV級ノ各コイルの部
分放電発生頻度nの実験データを示す。この実験から乾
燥時において部分放電発生頻度nを基に絶縁劣化を判定
することができることがわかる。
第10図は部分放電試験により得た乾燥時における部分
放電開始電圧V(32PCのときと100OPCのとき
)の実験データを示す。この実験から乾燥時において部
分放電開始電圧Vを基に絶縁劣化を判定することができ
ることがわかる。
第11図は部分放電試験により得た乾燥時における6、
4KV級、8KV級のコイルの最大放電電荷Q9.8の
実験データを示す。この実験から乾燥時において最大放
電電荷Q、、8を基に絶縁劣化を判定することができろ
ことがわかる。
第12図は乾燥時における絶縁抵抗値R(直流1000
Vを印加して1分間経過したときのMeg値)と静電容
量C(IKHzのときの値)との積RCの実験データを
示す。このデータから乾燥時においてRCの値から絶縁
劣化を判定することができることがわかる。
第13図は吸湿時における絶縁抵抗値R(直流1000
Vを印加してから1分間経過したときのMeg値)と静
電容量C(IKHzと120 Hzのときの値)との積
RCの実験データを示す。このデータから吸湿時におい
てRCの値から絶縁劣化を判定することができることが
わかる。
第14図は吸湿時において、絶縁層1bの静電容量C(
120Hzのときの値)と静電容量C8゜工(IKHz
のときの値)との比である周波数特性C82゜H□/C
IKH工の実験データを示す。このデータから吸湿時に
おいて周波数特性C42゜Ht/ CIK+4xを基に
絶縁劣化を判定することができることがわかる。
第15図は吸湿時の静電容量C(吸湿)と乾燥時の静電
容量C(乾燥)との比C(吸湿)/C(乾燥)の実験デ
ータを示す。このデータから吸湿時においてC(吸湿)
 /C(乾燥)の値から絶縁劣化を判定することができ
ることがわかる。
G9発明の詳細 な説明したように本発明によれば、レジン絶縁が施こさ
れたコイルの絶縁層の劣化状態を、特定項目の試験によ
り正確に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は試料となるコイルを示す斜視図、第2図は直流
電圧試験を示す回路を示す回路図、 第3図は抵抗比log (Ro、、/ Ruet)の実
験データを示す特性図、 第4図は誘電正接試験及び交流電流試験をする回路を示
す回路図、 第5図は誘電正接−δ。の実験データを示す特性図、 第6図は比v6゜/P、2の実験データを示す特性図、 第7図は電流増加率Δ■の実験データを示す特性図、 第8図は部分放電試験をする回路を示す回路図、 第9図は部分放電発生頻度nの実験データを示す特性図
、 第10図は部分放電開始電圧■の実験データを示す特性
図、 第11図は最大放電電荷Qあ1、の実験データを示す特
性図、 第12図、第13図は積RCの実験データを示す特性図
、 第14図は静電容量の周波数特性の実験データを示す特
性図、 第15図は吸湿時と乾燥時の静電容量の比の実験データ
を示す特性図である。 図面中、 1はコイル、 1aは導体、 1bは絶縁層、 2は低抵抗層、 3はモデルスロット、 10は超絶縁計、 11.14は検出部、 12は光フアイバケーブル) 13は表示部である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 レジン絶縁方式により絶縁が施こされた回転機コイルの
    絶縁層が、乾燥しているか吸湿しているかを調べ、 乾燥時には、 (1)第2電流急増点P_i_2と絶縁破壊電圧V_B
    _Dとの比V_B_D/P_i_2、 (2)電流増加率ΔI、 (3)部分放電発生頻度n、 (4)部分放電開始電圧V_i、 (5)最大放電電荷Q_m_a_x、 (6)絶縁抵抗値Rと静電容量Cの積R・C、を基に絶
    縁劣化を判定し、 吸湿時には、 (7)絶縁抵抗R、 (8)常態時の抵抗R_D_r_yと吸湿時の抵抗R_
    W_e_tとの抵抗比log(R_D_r_y/R_W
    _e_t)、 (9)誘電正接tanδ_o、 (10)静電容量C_o、 (11)絶縁抵抗Rと静電容量Cの積R・C、 (12)異なる2つの周波数における静電容量の比であ
    る静電容量の周波数特性、 (13)吸湿時の静電容量C(吸湿)と乾燥時の静電容
    量C(乾燥)との比C(吸湿)/C(乾燥)、を基に絶
    縁層の絶縁劣化を判定することを特徴とする回転機コイ
    ルの絶縁劣化判定方法。
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