JPH04299048A - 回転電機 - Google Patents

回転電機

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JPH04299048A
JPH04299048A JP3062897A JP6289791A JPH04299048A JP H04299048 A JPH04299048 A JP H04299048A JP 3062897 A JP3062897 A JP 3062897A JP 6289791 A JP6289791 A JP 6289791A JP H04299048 A JPH04299048 A JP H04299048A
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JP
Japan
Prior art keywords
detection
stator
stator winding
partial discharge
detection electrode
Prior art date
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Pending
Application number
JP3062897A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeo Kitamura
北村 重雄
Akira Sumita
住田 昭
Kazuichi Suzuki
鈴木 一市
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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  • Tests Of Circuit Breakers, Generators, And Electric Motors (AREA)
  • Emergency Alarm Devices (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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、固定子巻線の絶縁劣
化による異常を探知する監視装置を内蔵した回転電機に
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型
化の一途をたどっており、これに従って回転電機も大型
化すると共にその設置数も増大している。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。
【0003】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。ところが、これらの方法により
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。そこで、従来、このような不都合を除去
する目的で回転電機の線路側に結合コンデンサを恒久的
に挿入しこの結合コンデンサを介して部分放電に基づく
高周波電流を検出するとともに、固定子巻線の中性点又
は、電源線路より負荷電流を検出するようになっていて
、これら負荷電流と高周波電流の相関関係を監視する装
置が提案されている。
【0004】図7は、例えば、特開平1−191072
号公報に示された従来の回転電機の監視装置の構成図で
ある。図において101 は回転電機、例えば電動機で
、この電動機101は固定子巻線102 としてU,V
,W相の各巻線を有している。この固定子巻線102 
にはU,V,W相からなる電源線路103 が接続され
ている。このような電動機101の固定子巻線102 
の中性点にセンサ、例えば変流器104を接続して負荷
電流を取出し、これをA/D変換器105 によりデジ
タル信号に変換し記録計106 に記録する。一方、固
定子巻線102 に接続される電源線路103 の各U
,V,W相に高周波特性の優れた固体コンデンサからな
る結合コンデンサ107a,107b,107c を接
続し、これらコンデンサ107a〜107cを介して、
放電に基づく高周波電流を取出し、検出器108 に与
える。そして、この検出器108 からの出力を切替え
スイッチ109を介してフィルタ110 に与える。こ
のフィルタ110 は、電源からの雑音、放送波、電磁
誘導などによる雑音を除去するものである。そして、フ
ィルタ110 を通した出力を、抵抗減衰器111 を
介して部分放電測定器112 に与える。ここで、部分
放電測定器112 の測定結果はオシロスコープ113
 により波形観察されるとともに、スペクトルアナライ
ザ114 により信号解析される。また、部分放電測定
器112からの出力を、記録計106 に与え、上述し
た負荷電流とともに記録する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の回転電機の監視
装置は以上のように構成されているので、高電圧電源線
路に結合コンデンサを恒久的に設けなければならず、回
転電機が高価になる問題点とともに、結合コンデンサの
信頼性が回転電機の信頼性を低下させる要因となり、発
電機などの高信頼性が求められる回転電機には適用が困
難であるなどの問題点があった。また、固定子巻線で発
生する部分放電電流は巻線内での減衰が著しく、巻線か
ら離れた高電圧線路では検出感度が悪いなどの問題点が
あった。
【0006】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、信頼性の低下がなく、安価で高
感度の部分放電監視装置を内蔵した回転電機を得ること
を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明に係る回転電機
は、固定子鉄心のスロットに納められた固定子巻線と、
この固定子巻線を上記スロット内部に支持固定する固定
手段と、上記固定子巻線と静電的に結合され且つ上記固
定手段により固定され、運転中に上記固定子巻線に発生
した部分放電に基く高周波電流を検出する検出手段と、
この検出手段に接続され、検出出力を連続的に監視する
監視手段とを備えたものである。
【0008】
【作  用】この発明においては、固定子巻線と検出電
極とが結合コンデンサの機能を有し、固定子巻線で発生
した部分放電電流を検出電極と固定子フレームとの間に
設けた検出手段で検出し、固定子巻線の絶縁劣化を連続
監視する。
【0009】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。 実施例  1 図1はこの発明による回転電機例えば発電機の固定子の
立断面の略図である。図1において1は固定子フレーム
、2は固定子鉄心、3は固定子鉄心2に納められた固定
子巻線、9は固定子巻線3と静電的に結合された検出電
極、11はこの検出電極9に取り付けられたリード線、
12は検出抵抗器、13は検出抵抗器12の接地線、1
4は検出リード線、15は固定子外部と接続する気密端
子、16は検出リード線14と接続された測定導線、1
7は測定導線17が接続されたフィルタ、18はフィル
タ17に接続された部分放電測定回路、19はフィルタ
17に接続されたスペクトラムアナライザ、20は部分
放電測定回路18及びスペクトラムアナライザ19に接
続された劣化判定回路、21,22 及び23は夫々劣
化判定回路20に接続された警報器、異常表示装置及び
インタフェイスである。
【0010】固定子鉄心2のスロットの断面は図2の構
成となっており、図2において3aは固定子巻線3の導
体、3bは主絶縁部、3cは主絶縁部3bの外周に施さ
れたコロナ防止層である。4は固定子巻線3をスロット
に支持固定するための楔である。固定子巻線3と固定子
鉄心2との間には側面詰め物6、底面詰め物7を配置し
て相互の密着性を向上させている。
【0011】また、固定子巻線3相互の間及び楔4と固
定子巻線3との間には各々巻線間詰め物8及び楔下詰め
物5を配置して相互間の密着性を向上させている。
【0012】図3は検出電極9を埋設したコイル間詰め
物8の詳細図である。図3において9は検出電極、10
はコイル間詰め物8の外装である。検出電極9には矩形
のステンレス箔を使用し、外装10にて両面より接着固
定している。検出電極9はリード線11、検出抵抗器1
2、接地線13を介して、固定子フレーム1に接地して
いる。検出信号は検出リード線14より取り出している
【0013】検出リード線14より取り出された検出信
号は気密端子15を介して、更に固定子外部の測定導線
16を介してフィルタ17に供給される。フィルタ17
からの信号は部分放電測定回路18に伝送され部分放電
が検出されると共に、スペクトラムアナライザ19にも
伝送されスペクトル解析が行なわれる。この2つの信号
は劣化所定回路20に伝送され、ここで予め登録された
データとと比較し異常と判定した場合には警報器21、
異常表示装置22に警報信号が伝送されるようになって
いる。
【0014】また、劣化判定回路20の信号は常時イン
タフェイス23に送られコンピュータによる運転記録と
共に常時監視が行われるようなっている。
【0015】次に動作について説明する。発電機の運転
中には固定子巻線3に高電圧が発生する。主絶縁部3b
の表面にはコロナ防止層3cがあり、この働きにより主
絶縁部3b表面と固定子鉄心2とは同電位に保たれてい
る。
【0016】運転中に主絶縁部3bが劣化すると内部で
部分放電が発生する。部分放電による高周波電流は導体
3aから固定子鉄心2を通って固定子フレーム1に流れ
る。このとき、検出電極9と導体3a及び固定子鉄心2
とは静電的に結合しており、その結合インピーダンスは
高周波成分についてはコロナ防止層3cによる接地抵抗
に比べて十分小さな値となる。これにより接地電極すな
わち検出電極9は高周波電流により充電される。
【0017】一方、商用周波数の成分においては、コロ
ナ防止層3cの働きにより主絶縁部3bの表面は固定子
鉄心2と同電位となっている。また固定子鉄心2は固定
子フレーム1を介して接地されているので、検出電極9
を埋設したコイル間詰め物8は大地電位と同電位となっ
ているので発電機の信頼性が低下することは全くない。
【0018】従って、検出電極9は部分放電に共う高周
波電流のみによって充電され、結合コンデンサの機能を
もつことができる。このときの静電容量は、導体3aと
検出電極9との対向する面積と主絶縁部3b及び外装1
0の厚さ及び比誘電率で決るが、高周波電流を検出する
ためには例えば10pF〜20,000pF程度であれ
ばよく、この静電容量の調整は検出電極9の面積及び外
装10の材質を変化させることにより容易に行うことが
できる。
【0019】このようにして検出電極9に誘起された高
周波電流は検出抵抗器12により検出され、測定導線1
6を介してフィルタ17に伝送される。フィルタ17で
は商用周波成分および雑音が除去され部分放電による高
周波成分のみが部分放電測定回路18及びスペクトラム
アナライザ19に伝送され、両検出信号が劣化判定回路
20に伝送される。劣化判定回路20では入力された両
検出信号を予め登録された絶縁劣化データと比較すると
、その結果をインターフェース23に送り、コンピュー
タ(図示せず)による運転記録と共に常時監視が行われ
る。また、劣化判定回路20で異常と判定した場合には
警報器21、異常表示装置22に警報信号が伝送される
【0020】実施例  2 なお、上記実施例では、検出電極9をコイル間詰め物8
に配置したが、検出電極9を楔4、楔下詰め物5、側面
詰め物6、コイル底詰め物7のいずれに配置しても同様
の効果を奏する。特に、複数の固定子巻線3が同一スロ
ット内に配置されている場合には、特定の固定子巻線の
近傍に検出電極9を配置することにより、部分放電発生
巻線の特定が容易になる。
【0021】また、楔4と楔下詰め物5との間に検出電
極9を配置してもよい。
【0022】実施例  3 また、上記実施例では検出電極9の形状を矩形としたが
、図5に示すように連続した矩形とし、面積の調整と交
番磁界による発熱の低減を図ることができる。なお、こ
の場合、連続の形状であればどのような形状であっても
よい。さらに、図6に示すように検出電極9を分割し、
その各々にリード線11を取り付けてもよい。
【0023】実施例  4 検出電極9をスロット内部に複数個設置することにより
、部分放電が発生している固定子巻線3の特定が容易に
なる。
【0024】実施例  5 検出電極9を複数のスロットに配置することにより部分
放電発生巻線の特定が容易になると同時に高周波電流の
伝幡方向を判定できるため系統からの侵入ノイズと部分
放電による高周波電流との弁別が可能となる。
【0025】実施例  6 上記実施例ではステンレス箔を検出電極9に使用したが
他の非磁性導電材料を用いてもその効果は変らない。
【0026】検出抵抗器12からの信号の他に負荷電流
を劣化判定回路20に伝送することにより部分放電の発
生位相及び負荷条件と部分放電の大きさとの関係を求め
ることができる。
【0027】図4に示すように、フィルタ17を固定子
フレーム1の内部に設置することにより、発電機の外部
より誘起されるノイズをしゃ断することが出来るので部
分放電の検出感度が向上する。
【0028】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、固定
子鉄心のスロットに納められた固定子巻線と、この固定
子巻線を上記スロット内部に支持固定する固定手段と、
上記固定子巻線と静電的に結合され且つ上記固定手段に
より固定され、運転中に上記固定子巻線に発生した部分
放電に基く高周波電流を検出する検出手段と、この検出
手段に接続され、検出出力を連続的に監視する監視手段
とを備えたので、装置が安価にでき、結合コンデンサの
故障による事故の可能がなくなり、機器の信頼性を低下
させることなく精度の高い異常検出が得られるという効
果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による発電機の立断面の略
図である。
【図2】この発明の一実施例によるスロットの断面図で
ある。
【図3】この発明の一実施例による検出電極の構成図で
ある。
【図4】この発明の他の実施例による発電機の立断面の
略図である。
【図5】この発明の他の実施例による検出電極の形状を
示す図である。
【図6】この発明の他の実施例による検出電極の形状を
示す図である。
【図7】従来の回転電機の監視装置を示す構成図である
【符号の説明】
2    固定子鉄心 3    固定子巻線 4    楔 5    楔下詰め物 6    側面詰目物 7    コイル下詰め物 8    コイル間詰め物 9    検出電極 17    フィルタ 18    部分放電測定回路 19    スペクトラムアナライザ 20    劣化判定回路 21    警報器 22    異常表示装置 23    インタフェイス

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  固定子鉄心のスロットに納められた固
    定子巻線と、この固定子巻線を上記スロット内部に支持
    固定する固定手段と、上記固定子巻線と静電的に結合さ
    れ且つ上記固定手段により固定され、運転中に上記固定
    子巻線に発生した部分放電に基く高周波電流を検出する
    検出手段と、この検出手段に接続され、検出出力を連続
    的に監視する監視手段とを備えたことを特徴とする回転
    電機。
JP3062897A 1991-03-27 1991-03-27 回転電機 Pending JPH04299048A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110161383A (zh) * 2019-04-30 2019-08-23 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种开关柜局部放电检测装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110161383A (zh) * 2019-04-30 2019-08-23 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种开关柜局部放电检测装置
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