JPH04296673A - 回転電機の異常検出装置 - Google Patents
回転電機の異常検出装置Info
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- JPH04296673A JPH04296673A JP3062969A JP6296991A JPH04296673A JP H04296673 A JPH04296673 A JP H04296673A JP 3062969 A JP3062969 A JP 3062969A JP 6296991 A JP6296991 A JP 6296991A JP H04296673 A JPH04296673 A JP H04296673A
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- Japan
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- stator
- abnormality
- stator winding
- antenna
- coil
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- Tests Of Circuit Breakers, Generators, And Electric Motors (AREA)
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
- Testing Relating To Insulation (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は固定子巻線の絶縁劣化等
による異常を検出、常時監視できる回転電機の異常検出
装置に関するものである。
による異常を検出、常時監視できる回転電機の異常検出
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、一般産業のプラントの規模は大形
化の一途をたどっており、これに伴って回転電機も大形
化すると共にその設置数も増大している。
化の一途をたどっており、これに伴って回転電機も大形
化すると共にその設置数も増大している。
【０００３】従ってこのような回転電機にあっては高い
信頼性が特に要求されるので保守点検を確実に行い、絶
縁破壊等の突発事故を未然に防止する必要がある。
信頼性が特に要求されるので保守点検を確実に行い、絶
縁破壊等の突発事故を未然に防止する必要がある。
【０００４】従来、回転電機の絶縁劣化を判断する方法
として、例えば固定子については、回転電機の運転を停
止した後、巻線に高電圧を印加して電気的諸特性（絶縁
抵抗、交流電流、誘電体損失角、部分放電など）を測定
し、各部位の絶縁物の劣化度を推測する電気的方法が用
いられており、また、回転子については回転電機を分解
して回転子を取り出し、目視や打音により絶縁部位の機
械的損傷状態、巻線固定力の劣化状態を判断する機械的
な方法が用いられている。
として、例えば固定子については、回転電機の運転を停
止した後、巻線に高電圧を印加して電気的諸特性（絶縁
抵抗、交流電流、誘電体損失角、部分放電など）を測定
し、各部位の絶縁物の劣化度を推測する電気的方法が用
いられており、また、回転子については回転電機を分解
して回転子を取り出し、目視や打音により絶縁部位の機
械的損傷状態、巻線固定力の劣化状態を判断する機械的
な方法が用いられている。
【０００５】ところが、これら方法により劣化判定を行
うには、回転電機の運転の停止に止まらず線路接続の切
り離しを必要とし、さらに場合によっては、回転子の抜
取りなどの作業も必要とする。このため、このような一
連の方法により劣化判定を行うには、多大な時間、労力
、費用が必要となり、頻繁な劣化判定試験の実施が困難
な欠点があった。また、このような方法を実施するには
、準備に時間がかかることもあるので、劣化が急速に進
行するような場合には、十分に対処できない欠点もあっ
た。
うには、回転電機の運転の停止に止まらず線路接続の切
り離しを必要とし、さらに場合によっては、回転子の抜
取りなどの作業も必要とする。このため、このような一
連の方法により劣化判定を行うには、多大な時間、労力
、費用が必要となり、頻繁な劣化判定試験の実施が困難
な欠点があった。また、このような方法を実施するには
、準備に時間がかかることもあるので、劣化が急速に進
行するような場合には、十分に対処できない欠点もあっ
た。
【０００６】そこで、従来、このような不都合を除去す
る目的で、電気機器の絶縁巻線付近に金属導体を部分放
電検出用アンテナとして配置した電気機器の部分放電検
出装置が提案されている。
る目的で、電気機器の絶縁巻線付近に金属導体を部分放
電検出用アンテナとして配置した電気機器の部分放電検
出装置が提案されている。
【０００７】図１５は実開昭５５−５１７７５号公報に
示された従来の電気機器の部分放電検出装置を示す斜視
説明図、及び図１６は同ブロック図である。図１５にお
いて、１は固定子、２は固定子鉄心、３は固定子巻線端
部、４は部分放電検出用アンテナ線である。このアンテ
ナ線４で部分放電パルス電流により発生する電磁波をと
らえて、アンテナ線４からの出力を図１６に示すように
リード線５を介して検出回路６へ導き、ここで取り出さ
れた検出出力をハイパスフィルタ７に通して常規電圧周
波数分を取り除き、さらに部分放電計数器８に入れて部
分放電測定を行うものである。
示された従来の電気機器の部分放電検出装置を示す斜視
説明図、及び図１６は同ブロック図である。図１５にお
いて、１は固定子、２は固定子鉄心、３は固定子巻線端
部、４は部分放電検出用アンテナ線である。このアンテ
ナ線４で部分放電パルス電流により発生する電磁波をと
らえて、アンテナ線４からの出力を図１６に示すように
リード線５を介して検出回路６へ導き、ここで取り出さ
れた検出出力をハイパスフィルタ７に通して常規電圧周
波数分を取り除き、さらに部分放電計数器８に入れて部
分放電測定を行うものである。
【０００８】ところが、その後の研究結果から固定子巻
線内を伝播する部分放電に基づく高周波電流は巻線内で
の減衰が著しいことが明らかとなっている。例えば図１
７は雑誌：ＩＥＥ ＰＲＯＣＥＥＤＩＮＧＳ，ＶＯＬ
．１３２，Ｐｔ．Ｂ，Ｎｏ．５，ＳＥＰＴＥＭＢＥＲ，
１９８５に示されている周波数帯域別の巻線内を伝播す
る信号レベルの特性図である。特性曲線イが２０−１０
０ｋＨｚ、ロが２０−３００ｋＨｚ、ハが２０−１００
０ｋＨｚ、ニが２０−３０００ｋＨｚの周波数帯域の特
性である。図から明らかなように、巻線内での信号の減
衰は著しく、特に電磁波検出に有効な高周波帯域では巻
線内を１〜２ターン伝播する間に信号レベルが１／２〜
１／１０に減衰し、検出感度が低くなることがわかる。
線内を伝播する部分放電に基づく高周波電流は巻線内で
の減衰が著しいことが明らかとなっている。例えば図１
７は雑誌：ＩＥＥ ＰＲＯＣＥＥＤＩＮＧＳ，ＶＯＬ
．１３２，Ｐｔ．Ｂ，Ｎｏ．５，ＳＥＰＴＥＭＢＥＲ，
１９８５に示されている周波数帯域別の巻線内を伝播す
る信号レベルの特性図である。特性曲線イが２０−１０
０ｋＨｚ、ロが２０−３００ｋＨｚ、ハが２０−１００
０ｋＨｚ、ニが２０−３０００ｋＨｚの周波数帯域の特
性である。図から明らかなように、巻線内での信号の減
衰は著しく、特に電磁波検出に有効な高周波帯域では巻
線内を１〜２ターン伝播する間に信号レベルが１／２〜
１／１０に減衰し、検出感度が低くなることがわかる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来の電気機器の部分
放電を検出する部分放電検出装置は以上のように構成さ
れており、固定子巻線内を伝播する部分放電に基づく高
周波電流は固定子巻線内での減衰が著しく、スロット内
に設けたアンテナでの検出では、アンテナを設けたスロ
ットから１ターン以上離れた位置で発生する部分放電の
信号検出は検出感度が非常に悪いという問題点があった
。
放電を検出する部分放電検出装置は以上のように構成さ
れており、固定子巻線内を伝播する部分放電に基づく高
周波電流は固定子巻線内での減衰が著しく、スロット内
に設けたアンテナでの検出では、アンテナを設けたスロ
ットから１ターン以上離れた位置で発生する部分放電の
信号検出は検出感度が非常に悪いという問題点があった
。
【００１０】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、高い検出感度で固定子巻線の異常
を常時監視できる回転電機の異常検出装置を得ることを
目的とする。
めになされたもので、高い検出感度で固定子巻線の異常
を常時監視できる回転電機の異常検出装置を得ることを
目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の回転電機の異常
検出装置は、固定子巻線の異常に伴い発生する部分放電
に基づく放射電磁波をアンテナで検出して上記固定子巻
線の異常を検出するもので、固定子を収容する固定子フ
レーム内壁面の、固定子鉄心スロットより外に突出して
いる上記固定子巻線端部に対向する位置にアンテナを配
設したものである。
検出装置は、固定子巻線の異常に伴い発生する部分放電
に基づく放射電磁波をアンテナで検出して上記固定子巻
線の異常を検出するもので、固定子を収容する固定子フ
レーム内壁面の、固定子鉄心スロットより外に突出して
いる上記固定子巻線端部に対向する位置にアンテナを配
設したものである。
【００１２】また、対をなすループ面が各々固定子巻線
端部の巻線軸に対して並行及び直交するようループアン
テナを配置したものである。
端部の巻線軸に対して並行及び直交するようループアン
テナを配置したものである。
【００１３】さらに、アンテナを固定子フレーム内周壁
面に複数配設している。
面に複数配設している。
【００１４】そして、別の発明の回転電機の異常検出装
置は、固定子鉄心スロットより外に突出している固定子
巻線端部を支持するコイル支えリング内部で、上記固定
子巻線を伝播する高周波電流によって生じる磁界と鎖交
する位置にアンテナを埋設したものである。
置は、固定子鉄心スロットより外に突出している固定子
巻線端部を支持するコイル支えリング内部で、上記固定
子巻線を伝播する高周波電流によって生じる磁界と鎖交
する位置にアンテナを埋設したものである。
【００１５】
【作用】本発明の回転電機の異常検出装置は、固定子フ
レーム内壁面の固定子巻線端部に対向する位置にアンテ
ナを配設したので、高電圧の固定子巻線から充分な絶縁
距離を設けることができ、回転電機の信頼性を低下させ
ることがなく、高周波伝播波を減衰の少ない箇所で検出
するので、検出感度が向上する。
レーム内壁面の固定子巻線端部に対向する位置にアンテ
ナを配設したので、高電圧の固定子巻線から充分な絶縁
距離を設けることができ、回転電機の信頼性を低下させ
ることがなく、高周波伝播波を減衰の少ない箇所で検出
するので、検出感度が向上する。
【００１６】また、ループアンテナを対をなすループ面
が各々巻線軸に対して並行及び直交するように配置した
ので、電磁波の入射死角がなくなり検出感度が向上する
。
が各々巻線軸に対して並行及び直交するように配置した
ので、電磁波の入射死角がなくなり検出感度が向上する
。
【００１７】さらに、アンテナを複数設けることにより
異常箇所を特定できる。
異常箇所を特定できる。
【００１８】そして、またコイル支えリング内部に、上
記固定子巻線を伝播する高周波電流によって生じる磁界
と鎖交するようにアンテナを設けたので、高周波伝播波
を減衰の少ない箇所で検出することができ、検出感度が
向上する。
記固定子巻線を伝播する高周波電流によって生じる磁界
と鎖交するようにアンテナを設けたので、高周波伝播波
を減衰の少ない箇所で検出することができ、検出感度が
向上する。
【００１９】
【実施例】実施例１
以下、この発明の一実施例を図について説明する。図１
は本発明の実施例１の回転電機の異常検出装置を示す断
面構成図である。１０は回転電機、この場合は発電機で
、固定子フレーム１１、固定子鉄心２、固定子巻線１２
などからなる固定子１、及び回転子１３とから構成され
る。固定子巻線１２は固定子鉄心２に設けられたスロッ
ト溝に納められて巻線されており、巻線するために固定
子鉄心２の外部に出ている部分は固定子巻線端部３と呼
ばれる。
は本発明の実施例１の回転電機の異常検出装置を示す断
面構成図である。１０は回転電機、この場合は発電機で
、固定子フレーム１１、固定子鉄心２、固定子巻線１２
などからなる固定子１、及び回転子１３とから構成され
る。固定子巻線１２は固定子鉄心２に設けられたスロッ
ト溝に納められて巻線されており、巻線するために固定
子鉄心２の外部に出ている部分は固定子巻線端部３と呼
ばれる。
【００２０】固定子巻線端部３と対向して、固定子フレ
ーム１１の内壁面には３対、即ち６つのループアンテナ
１４，１５，１６，１７（残りふたつは図示せず）が配
設してある。対をなすループアンテナ１４と１５及び１
６と１７は各々固定子巻線端部３の巻線軸に対してルー
プ面が水平及び垂直に直交するように配置されている。 また、その配置箇所は固定子巻線端部３の最もライン側
に近い巻線に対向する位置である。
ーム１１の内壁面には３対、即ち６つのループアンテナ
１４，１５，１６，１７（残りふたつは図示せず）が配
設してある。対をなすループアンテナ１４と１５及び１
６と１７は各々固定子巻線端部３の巻線軸に対してルー
プ面が水平及び垂直に直交するように配置されている。 また、その配置箇所は固定子巻線端部３の最もライン側
に近い巻線に対向する位置である。
【００２１】図２はこのループアンテナの設置位置を一
般的な回転電機の３相巻線図に対応させて示す説明図で
ある。図２に示すように、Ｕ相２０の最もライン側に近
い固定子巻線端部３の位置２３に対向した固定子フレー
ム１１の内壁にループ面が巻線軸に直交するようにルー
プアンテナ１４（図示せず）を、ループ面が巻線軸に水
平になるようにループアンテナ１５を配置してある。同
様に、Ｖ相２１の最もライン側に近い固定子巻線端部３
の位置２４に対向してループアンテナ１６（図示せず）
，１７が、また同様にＷ相２２の最もライン側に近い固
定子巻線端部３の位置２５に対向してループアンテナ１
８（図示せず），１９が配置してある。それぞれのルー
プアンテナ１４〜１９は固定子フレーム１１に付属する
小ケース２６ａ，２６ｂの開口部を閉塞する金属蓋２７
ａ，２７ｂの中央部を貫通するブッシング２８ａ，２８
ｂを介して取り付けられている
般的な回転電機の３相巻線図に対応させて示す説明図で
ある。図２に示すように、Ｕ相２０の最もライン側に近
い固定子巻線端部３の位置２３に対向した固定子フレー
ム１１の内壁にループ面が巻線軸に直交するようにルー
プアンテナ１４（図示せず）を、ループ面が巻線軸に水
平になるようにループアンテナ１５を配置してある。同
様に、Ｖ相２１の最もライン側に近い固定子巻線端部３
の位置２４に対向してループアンテナ１６（図示せず）
，１７が、また同様にＷ相２２の最もライン側に近い固
定子巻線端部３の位置２５に対向してループアンテナ１
８（図示せず），１９が配置してある。それぞれのルー
プアンテナ１４〜１９は固定子フレーム１１に付属する
小ケース２６ａ，２６ｂの開口部を閉塞する金属蓋２７
ａ，２７ｂの中央部を貫通するブッシング２８ａ，２８
ｂを介して取り付けられている
【００２２】ループアンテナ１４，１５には図３（ａ）
（ｂ）の等価回路図に示すように、それぞれ検出インピ
ーダンス２９，３０が接続され、これら検出インピーダ
ンス２９，３０の両端の検出信号Ｓ１，Ｓ２を送る測定
ケーブルが図４のブロック図に示す異常検出器３８に接
続されている。ループアンテナ１６〜１９も同様の構成
となっている。異常検出器３８は信号増幅回路３３、フ
ィルター回路３４、放電検出演算回路３５、異常判定回
路３６、表示回路３７とから構成されている。
（ｂ）の等価回路図に示すように、それぞれ検出インピ
ーダンス２９，３０が接続され、これら検出インピーダ
ンス２９，３０の両端の検出信号Ｓ１，Ｓ２を送る測定
ケーブルが図４のブロック図に示す異常検出器３８に接
続されている。ループアンテナ１６〜１９も同様の構成
となっている。異常検出器３８は信号増幅回路３３、フ
ィルター回路３４、放電検出演算回路３５、異常判定回
路３６、表示回路３７とから構成されている。
【００２３】次に、この実施例の動作について説明する
。発電機１０の運転中には固定子巻線１２に高電圧が発
生する。運転中に固定子巻線１２に異常が発生すると固
定子巻線１２に部分放電が発生し、その部分放電による
高周波電流が固定子巻線１２内を伝播することにより数
百ｋＨｚ〜数十ＭＨｚの電磁波が放射される。この放射
電磁波を固定子巻線端部３の巻線軸に平行及び垂直に設
けたループアンテナ１４〜１９によって検出する。
。発電機１０の運転中には固定子巻線１２に高電圧が発
生する。運転中に固定子巻線１２に異常が発生すると固
定子巻線１２に部分放電が発生し、その部分放電による
高周波電流が固定子巻線１２内を伝播することにより数
百ｋＨｚ〜数十ＭＨｚの電磁波が放射される。この放射
電磁波を固定子巻線端部３の巻線軸に平行及び垂直に設
けたループアンテナ１４〜１９によって検出する。
【００２４】固定子巻線１２に発生する電圧はライン側
が最も高いため、電気的要因に基づく固定子巻線１２の
異常はライン側の方が発生し易く、また固定子巻線１２
内での部分放電の発生も電圧の高いライン側の方が発生
確率が高い。而してライン側に最も近い固定子巻線端部
３に対向した位置に設けたループアンテナ１４〜１９に
より部分放電に基づく電磁波が高感度で検出される。
が最も高いため、電気的要因に基づく固定子巻線１２の
異常はライン側の方が発生し易く、また固定子巻線１２
内での部分放電の発生も電圧の高いライン側の方が発生
確率が高い。而してライン側に最も近い固定子巻線端部
３に対向した位置に設けたループアンテナ１４〜１９に
より部分放電に基づく電磁波が高感度で検出される。
【００２５】また、固定子巻線１２を伝播する高周波電
流は巻線内で著しく減衰する特性を有するために、固定
子巻線端部３の最もライン側に対向する位置に対向して
設けたので、部分放電に基づく高周波電流が殆ど減衰し
ない箇所で高周波電流による放射電磁波を検出すること
ができる。
流は巻線内で著しく減衰する特性を有するために、固定
子巻線端部３の最もライン側に対向する位置に対向して
設けたので、部分放電に基づく高周波電流が殆ど減衰し
ない箇所で高周波電流による放射電磁波を検出すること
ができる。
【００２６】ループアンテナ１４〜１９で検出した検出
信号Ｓ１〜Ｓ６は増幅回路３３に入力され、増幅回路３
３の出力がフィルター回路３４を通って放電検出演算回
路３５に入力される。放電検出演算回路３５では放電量
が検出演算され、併せて放電発生相が特定される。放電
検出演算回路の出力は異常判定回路３６に入力され、予
め登録されたデータと比較し、一定レベル以上の放電量
及び発生パターンによって異常が判定され、その結果が
表示回路３７で表示される。
信号Ｓ１〜Ｓ６は増幅回路３３に入力され、増幅回路３
３の出力がフィルター回路３４を通って放電検出演算回
路３５に入力される。放電検出演算回路３５では放電量
が検出演算され、併せて放電発生相が特定される。放電
検出演算回路の出力は異常判定回路３６に入力され、予
め登録されたデータと比較し、一定レベル以上の放電量
及び発生パターンによって異常が判定され、その結果が
表示回路３７で表示される。
【００２７】この実施例では最もライン側の固定子巻線
端部３に対向して互いに直交するループ面を持つループ
アンテナを複数対配置する構成としたので、電磁波の入
射死角がなくなり、また部分放電に基づく高周波電流が
殆ど減衰しない箇所で検出でき、固定子巻線端部３から
放射される部分放電に基づく電磁波を感度良く検出でき
るとともに、部分放電が発生している箇所を特定できる
。また、ループアンテナを固定子フレーム１１に取り付
けており、高電圧の固定子巻線１２から充分な絶縁距離
を設けることができるので、回転電機の信頼性を低下さ
せることなく、運転中も常時監視、異常検出が行える。
端部３に対向して互いに直交するループ面を持つループ
アンテナを複数対配置する構成としたので、電磁波の入
射死角がなくなり、また部分放電に基づく高周波電流が
殆ど減衰しない箇所で検出でき、固定子巻線端部３から
放射される部分放電に基づく電磁波を感度良く検出でき
るとともに、部分放電が発生している箇所を特定できる
。また、ループアンテナを固定子フレーム１１に取り付
けており、高電圧の固定子巻線１２から充分な絶縁距離
を設けることができるので、回転電機の信頼性を低下さ
せることなく、運転中も常時監視、異常検出が行える。
【００２８】実施例２
上記実施例１ではループアンテナ１４〜１９を固定子巻
線端部３継ぎ目と対向した位置に巻線軸に対してループ
面が水平及び垂直に直交するように設けたものを示した
が、図５の説明図に示す如くループアンテナ１４，１５
のループ面が固定子巻線端部３の巻線に沿うよう並行に
配置しても同様の効果を奏する。
線端部３継ぎ目と対向した位置に巻線軸に対してループ
面が水平及び垂直に直交するように設けたものを示した
が、図５の説明図に示す如くループアンテナ１４，１５
のループ面が固定子巻線端部３の巻線に沿うよう並行に
配置しても同様の効果を奏する。
【００２９】実施例３
また、上記実施例１では固定子巻線端部３の巻線軸に対
してループアンテナのループ面が水平及び垂直に直交す
るように２つのループアンテナ１４，１５を１対として
配設したものを示したが、図６の斜視説明図に示すよう
に１つのアンテナに互いに直交する２つのループ面１０
１，１０２を持つ構成のループアンテナ１１４を配設し
ても同様の効果を奏する。このループアンテナ１１４は
図７の構成図に示すようにコイル１０４ａ，１０４ｂの
周囲を静電遮蔽１０３ａ，１０３ｂで覆ってあり、コイ
ル１０４ａ，１０４ｂは静電遮蔽１０３ａ，１０３ｂの
中央部に位置するように絶縁支持物１０５で支持されて
いる。静電遮蔽１０３ａ，１０３ｂは一部にギャップが
設けられ、渦電流の発生を防止している。コイル１０４
ａとコイル１０４ｂは並列に接続されており、リード部
には検出インピーダンス１２７が設けられている。コイ
ル１０４ａ，１０４ｂのリード線は静電遮蔽１０３ａ，
１０３ｂに設けた絶縁端子１０５ａ，１０５ｂを通して
静電遮蔽１０３ａ，１０３ｂの外に導かれている。
してループアンテナのループ面が水平及び垂直に直交す
るように２つのループアンテナ１４，１５を１対として
配設したものを示したが、図６の斜視説明図に示すよう
に１つのアンテナに互いに直交する２つのループ面１０
１，１０２を持つ構成のループアンテナ１１４を配設し
ても同様の効果を奏する。このループアンテナ１１４は
図７の構成図に示すようにコイル１０４ａ，１０４ｂの
周囲を静電遮蔽１０３ａ，１０３ｂで覆ってあり、コイ
ル１０４ａ，１０４ｂは静電遮蔽１０３ａ，１０３ｂの
中央部に位置するように絶縁支持物１０５で支持されて
いる。静電遮蔽１０３ａ，１０３ｂは一部にギャップが
設けられ、渦電流の発生を防止している。コイル１０４
ａとコイル１０４ｂは並列に接続されており、リード部
には検出インピーダンス１２７が設けられている。コイ
ル１０４ａ，１０４ｂのリード線は静電遮蔽１０３ａ，
１０３ｂに設けた絶縁端子１０５ａ，１０５ｂを通して
静電遮蔽１０３ａ，１０３ｂの外に導かれている。
【００３０】実施例４
図８は本発明の実施例４の要部、発電機固定子１の部分
断面を表わす要部断面構成図、図９は図８のＡ−Ａ´線
平面展開説明図、図１０はこの実施例４に係わるコイル
支えリングとループアンテナを示す斜視説明図である。 固定子巻線１２ａ，１２ｂは固定子鉄心２に設けられた
スロット溝に納められている。この固定子巻線１２ａ，
１２ｂには運転中の電磁振動を軽減するために、エンド
フィンガ４３とともに固定子フレーム１１に固定された
コイル支え４４、コイル支え絶縁４５、及び絶縁物で構
成したコイル支えリング４６，４７が設けられている。
断面を表わす要部断面構成図、図９は図８のＡ−Ａ´線
平面展開説明図、図１０はこの実施例４に係わるコイル
支えリングとループアンテナを示す斜視説明図である。 固定子巻線１２ａ，１２ｂは固定子鉄心２に設けられた
スロット溝に納められている。この固定子巻線１２ａ，
１２ｂには運転中の電磁振動を軽減するために、エンド
フィンガ４３とともに固定子フレーム１１に固定された
コイル支え４４、コイル支え絶縁４５、及び絶縁物で構
成したコイル支えリング４６，４７が設けられている。
【００３１】固定子巻線１２ａ，１２ｂの表面には固定
子鉄心２の端から一定距離Ｌの範囲に低抵抗塗料が塗布
されており、固定子鉄心２と同じ接地電位となっている
。この一定距離Ｌの範囲内に設けたコイル支えリング４
６の内部に電磁波検出用のループアンテナ４８が設けて
ある。ループアンテナ４８のリード線４９は固定子フレ
ーム１１に付属する小ケース５０の開口部を閉塞する金
属蓋５１の中央部を貫通する気密端子５２を介して異常
検出器３８へ導かれる。
子鉄心２の端から一定距離Ｌの範囲に低抵抗塗料が塗布
されており、固定子鉄心２と同じ接地電位となっている
。この一定距離Ｌの範囲内に設けたコイル支えリング４
６の内部に電磁波検出用のループアンテナ４８が設けて
ある。ループアンテナ４８のリード線４９は固定子フレ
ーム１１に付属する小ケース５０の開口部を閉塞する金
属蓋５１の中央部を貫通する気密端子５２を介して異常
検出器３８へ導かれる。
【００３２】また、コイル支えリング４６はガラス繊維
とエポキシ樹脂などで構成される絶縁物であり、ループ
アンテナ４８はこのコイル支えリング４６の製造時に同
時に図１０に示すように絶縁物内部に埋め込んで形成さ
れ、リード線４９がコイル支えリング４６から導きださ
れている。リード線４９間にはインピーダンス２４ａが
設けられ、検出信号Ｖ１ を得る構成となっている。
とエポキシ樹脂などで構成される絶縁物であり、ループ
アンテナ４８はこのコイル支えリング４６の製造時に同
時に図１０に示すように絶縁物内部に埋め込んで形成さ
れ、リード線４９がコイル支えリング４６から導きださ
れている。リード線４９間にはインピーダンス２４ａが
設けられ、検出信号Ｖ１ を得る構成となっている。
【００３３】次に、以上のように構成した実施例４の動
作について説明する。発電機運転中に固定子巻線１２に
異常が発生すると、それに伴い発生する部分放電に起因
して電磁波が放射される。この放射電磁波と鎖交する位
置にループアンテナ４８が設けられており、放射電磁波
を検出することにより固定子巻線１２の異常を知る。固
定子巻線端部３の固定子鉄心２の端から一定距離Ｌの範
囲は固定子鉄心２と同じ接地電位となっているため、安
全にループアンテナ４８を設置することができ、信号検
出が容易に行われる。
作について説明する。発電機運転中に固定子巻線１２に
異常が発生すると、それに伴い発生する部分放電に起因
して電磁波が放射される。この放射電磁波と鎖交する位
置にループアンテナ４８が設けられており、放射電磁波
を検出することにより固定子巻線１２の異常を知る。固
定子巻線端部３の固定子鉄心２の端から一定距離Ｌの範
囲は固定子鉄心２と同じ接地電位となっているため、安
全にループアンテナ４８を設置することができ、信号検
出が容易に行われる。
【００３４】検出した信号Ｖ１ は図１１のブロック図
に示す異常検出器３８に導かれる。異常検出器３８に送
られた信号Ｖ１ は上記実施例と同様に増幅回路３３に
入力され、増幅回路３３の出力がフィルター回路３４で
濾波、検波され、放電検出演算回路３５に入力され、放
電量が検出演算される。その出力は異常判定回路３６に
入力され、予め登録されたデータと比較し、異常が判定
され、その結果が表示回路３７で表示される。
に示す異常検出器３８に導かれる。異常検出器３８に送
られた信号Ｖ１ は上記実施例と同様に増幅回路３３に
入力され、増幅回路３３の出力がフィルター回路３４で
濾波、検波され、放電検出演算回路３５に入力され、放
電量が検出演算される。その出力は異常判定回路３６に
入力され、予め登録されたデータと比較し、異常が判定
され、その結果が表示回路３７で表示される。
【００３５】この実施例では固定子巻線１２からの放射
電磁波を検出するアンテナ４８をコイル支えリング４６
の内部の放射電磁波と鎖交する位置に埋め込んで配設し
たので、固定子巻線１２の異常を高周波伝播波が殆ど減
衰しない箇所で感度良く検出でき、回転電機の信頼性を
低下させることなく、運転中も常時監視、異常検出が行
える。
電磁波を検出するアンテナ４８をコイル支えリング４６
の内部の放射電磁波と鎖交する位置に埋め込んで配設し
たので、固定子巻線１２の異常を高周波伝播波が殆ど減
衰しない箇所で感度良く検出でき、回転電機の信頼性を
低下させることなく、運転中も常時監視、異常検出が行
える。
【００３６】実施例５
上記実施例４では、部分放電に基づく放射電磁波の検出
にループアンテナ４８を用いたが、フェライトバーアン
テナを設けても同様の効果を奏する。この実施例ではフ
ェライトバーアンテナを用いた場合について説明する。 図１２は実施例５に係わるコイル支えリングとフェライ
トバーアンテナを示す斜視説明図、図１３は実施例５に
係わる異常検出器３８を示すブロック図である。図１２
に示すようにコイル支えリング４６の中にフェライト丸
棒の一部にコイルを巻いた指向特性の良い３つのフェラ
イトバーアンテナ６０，６１，６２がその指向性が固定
子巻線端部３からの放射電磁波と同一方向となるように
配置して埋め込まれている。また、その円周方向の位置
は固定子巻線１２の最もライン側に近いＵ相，Ｖ相，Ｗ
相（図示せず）と対向する位置である。そして各フェラ
イトバーアンテナ６０，６１，６２のリード線間には検
出インピーダンス５４ｂ，５４ｃ，５４ｄが設けられ、
それぞれの検出信号Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４ を得る構成とな
っている。
にループアンテナ４８を用いたが、フェライトバーアン
テナを設けても同様の効果を奏する。この実施例ではフ
ェライトバーアンテナを用いた場合について説明する。 図１２は実施例５に係わるコイル支えリングとフェライ
トバーアンテナを示す斜視説明図、図１３は実施例５に
係わる異常検出器３８を示すブロック図である。図１２
に示すようにコイル支えリング４６の中にフェライト丸
棒の一部にコイルを巻いた指向特性の良い３つのフェラ
イトバーアンテナ６０，６１，６２がその指向性が固定
子巻線端部３からの放射電磁波と同一方向となるように
配置して埋め込まれている。また、その円周方向の位置
は固定子巻線１２の最もライン側に近いＵ相，Ｖ相，Ｗ
相（図示せず）と対向する位置である。そして各フェラ
イトバーアンテナ６０，６１，６２のリード線間には検
出インピーダンス５４ｂ，５４ｃ，５４ｄが設けられ、
それぞれの検出信号Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４ を得る構成とな
っている。
【００３７】次に、上記のように構成した実施例５の効
果について説明する。前述したように発電機の運転中に
固定子巻線１２に発生する電圧はライン側が最も高いた
め、電気的要因に基づく固定子巻線１２の異常はライン
側の方が発生し易く、また固定子巻線１２内での部分放
電の発生も電圧の高いライン側の方が発生確率が高い。 従って、固定子巻線１２の最もライン側のＵ相，Ｖ相，
Ｗ相に対向して３つのフェライトバーアンテナ６０，６
１，６２を設けており検出感度が高いと同時に、Ｕ相，
Ｖ相，Ｗ相毎の信号Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４ を得ることがで
きる。検出信号Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４は図１３に示す異常検
出器３８に設けられた放電検出演算回路３５で放電量の
検出、演算と共に異常が発生している巻線相が特定され
表示回路で表示される。
果について説明する。前述したように発電機の運転中に
固定子巻線１２に発生する電圧はライン側が最も高いた
め、電気的要因に基づく固定子巻線１２の異常はライン
側の方が発生し易く、また固定子巻線１２内での部分放
電の発生も電圧の高いライン側の方が発生確率が高い。 従って、固定子巻線１２の最もライン側のＵ相，Ｖ相，
Ｗ相に対向して３つのフェライトバーアンテナ６０，６
１，６２を設けており検出感度が高いと同時に、Ｕ相，
Ｖ相，Ｗ相毎の信号Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４ を得ることがで
きる。検出信号Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４は図１３に示す異常検
出器３８に設けられた放電検出演算回路３５で放電量の
検出、演算と共に異常が発生している巻線相が特定され
表示回路で表示される。
【００３８】なお、上記実施例４、５ではコイル支えリ
ングにループアンテナ、あるいはフェライトバーアンテ
ナを設けたものについて示したが、図１４の斜視説明図
に示すようにダイポールアンテナ６３を設けても同様の
効果を奏する。
ングにループアンテナ、あるいはフェライトバーアンテ
ナを設けたものについて示したが、図１４の斜視説明図
に示すようにダイポールアンテナ６３を設けても同様の
効果を奏する。
【００３９】また、上記実施例では発電機の場合につい
て説明したが、水車発電機や誘導電動機などの回転電機
についても同様の効果を奏する事は言うまでもない。
て説明したが、水車発電機や誘導電動機などの回転電機
についても同様の効果を奏する事は言うまでもない。
【００４０】
【発明の効果】以上のように、本発明の回転電機の異常
検出装置は、固定子を収容する固定子フレーム内壁面の
、固定子鉄心スロットより外に突出している固定子巻線
端部に対向する位置に、固定子巻線の異常に伴い発生す
る部分放電に基づく高周波電流が上記固定子巻線を伝播
することにより放射される電磁波を検出するアンテナを
配設するようにしたので、常時電磁波を減衰の少ない箇
所で感度良く検出して巻線異常を監視できる効果がある
。また、高電圧の固定子巻線から充分な絶縁距離を設け
ることができるので、回転電機の信頼性を低下させるこ
とがない。
検出装置は、固定子を収容する固定子フレーム内壁面の
、固定子鉄心スロットより外に突出している固定子巻線
端部に対向する位置に、固定子巻線の異常に伴い発生す
る部分放電に基づく高周波電流が上記固定子巻線を伝播
することにより放射される電磁波を検出するアンテナを
配設するようにしたので、常時電磁波を減衰の少ない箇
所で感度良く検出して巻線異常を監視できる効果がある
。また、高電圧の固定子巻線から充分な絶縁距離を設け
ることができるので、回転電機の信頼性を低下させるこ
とがない。
【００４１】また、対をなすループ面のそれぞれが固定
子巻線端部の巻線軸に対して並行及び直交するようにル
ープアンテナを配設したので、電磁波の入射死角がなく
なり検出感度が向上する。
子巻線端部の巻線軸に対して並行及び直交するようにル
ープアンテナを配設したので、電磁波の入射死角がなく
なり検出感度が向上する。
【００４２】さらに、アンテナを固定子フレーム内周壁
面に複数配設しているので、異常箇所を特定できる。
面に複数配設しているので、異常箇所を特定できる。
【００４３】また、本発明の別の発明においては、固定
子鉄心スロットより外に突出している固定子巻線端部を
支持するコイル支えリング内部で、上記固定子巻線を伝
播する高周波電流によって生じる磁界と鎖交する位置に
アンテナを埋設したので、高周波伝播波を減衰の少ない
箇所で検出することができ、検出感度が向上する。
子鉄心スロットより外に突出している固定子巻線端部を
支持するコイル支えリング内部で、上記固定子巻線を伝
播する高周波電流によって生じる磁界と鎖交する位置に
アンテナを埋設したので、高周波伝播波を減衰の少ない
箇所で検出することができ、検出感度が向上する。
【図１】本発明の実施例１の回転電機の異常検出装置を
示す断面構成図である。
示す断面構成図である。
【図２】本発明の実施例１に係わるループアンテナ設置
位置を説明する図である。
位置を説明する図である。
【図３】本発明の実施例１に係わる等価回路図である。
【図４】本発明の実施例１に係わる異常検出器のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図５】本発明の実施例２に係わるループアンテナ設置
位置を説明する図である。
位置を説明する図である。
【図６】本発明の実施例３に係わるループアンテナを示
す斜視説明図である。
す斜視説明図である。
【図７】本発明の実施例３に係わるループアンテナを示
す構成図である。
す構成図である。
【図８】本発明の実施例４の回転電機の異常検出装置を
示す要部断面構成図である。
示す要部断面構成図である。
【図９】図８のＡ−Ａ´線平面展開説明図である。
【図１０】本発明の実施例４に係わる斜視説明図である
。
。
【図１１】本発明の実施例４に係わる異常検出器のブロ
ック図である。
ック図である。
【図１２】本発明の実施例５に係わる斜視説明図である
。
。
【図１３】本発明の実施例５に係わる異常検出器のブロ
ック図である。
ック図である。
【図１４】本発明のさらに他の実施例に係わる斜視説明
図である。
図である。
【図１５】従来の電気機器の部分放電検出装置を示す斜
視説明図である。
視説明図である。
【図１６】従来の電気機器の部分放電検出装置のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図１７】周波数帯域別の巻線内を伝播する信号レベル
の特性図である。
の特性図である。
１ 固定子
３ 固定子巻線端部
１０ 発電機
１１ 固定子フレーム
１２ 固定子巻線
１４〜１９ ループアンテナ
３８ 異常検出器
４６ コイル支えリング
Claims (4)
- 【請求項１】 固定子巻線の異常に伴い発生する部分
放電に基づく放射電磁波をアンテナで検出して上記固定
子巻線の異常を検出する回転電機の異常検出装置におい
て、固定子を収容する固定子フレーム内壁面の、固定子
鉄心スロットより外に突出している上記固定子巻線端部
に対向する位置にループアンテナを配設したことを特徴
とする回転電機の異常検出装置。 - 【請求項２】 アンテナはループアンテナで対をなす
ループ面がそれぞれ固定子巻線端部の巻線軸に対して並
行及び直交するように配置されていることを特徴とする
請求項１記載の回転電機の異常検出装置。 - 【請求項３】 アンテナは固定子フレーム内周壁面に
複数配設されていることを特徴とする請求項１または２
記載の回転電機の異常検出装置。 - 【請求項４】 固定子巻線の異常に伴い発生する部分
放電に基づく放射電磁波をアンテナで検出して上記固定
子巻線の異常を検出する回転電機の異常検出装置におい
て、固定子鉄心スロットより外に突出している上記固定
子巻線端部を支持するコイル支えリング内部で、上記固
定子巻線を伝播する高周波電流によって生じる磁界と鎖
交する位置にアンテナを埋設したことを特徴とする回転
電機の異常検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6296991A JP2884805B2 (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 回転電機の異常検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6296991A JP2884805B2 (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 回転電機の異常検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04296673A true JPH04296673A (ja) | 1992-10-21 |
| JP2884805B2 JP2884805B2 (ja) | 1999-04-19 |
Family
ID=13215683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6296991A Expired - Fee Related JP2884805B2 (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 回転電機の異常検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2884805B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011074287A1 (ja) * | 2009-12-16 | 2011-06-23 | 株式会社 日立製作所 | 電動車両用回転電機、駆動制御装置および絶縁診断方法 |
| JP2023038008A (ja) * | 2021-09-06 | 2023-03-16 | 株式会社東芝 | 検知装置及び検知方法 |
-
1991
- 1991-03-27 JP JP6296991A patent/JP2884805B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011074287A1 (ja) * | 2009-12-16 | 2011-06-23 | 株式会社 日立製作所 | 電動車両用回転電機、駆動制御装置および絶縁診断方法 |
| JP2011130544A (ja) * | 2009-12-16 | 2011-06-30 | Hitachi Ltd | 電動車両用回転電機、駆動制御装置および絶縁診断方法 |
| US8981699B2 (en) | 2009-12-16 | 2015-03-17 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Rotating electric machine for electric vehicle, drive control device and insulation diagnosis method |
| JP2023038008A (ja) * | 2021-09-06 | 2023-03-16 | 株式会社東芝 | 検知装置及び検知方法 |
| US11867737B2 (en) | 2021-09-06 | 2024-01-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Detection apparatus and detection method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2884805B2 (ja) | 1999-04-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080212 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090212 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |