JPH04299050A - 回転電機 - Google Patents
回転電機Info
- Publication number
- JPH04299050A JPH04299050A JP3062900A JP6290091A JPH04299050A JP H04299050 A JPH04299050 A JP H04299050A JP 3062900 A JP3062900 A JP 3062900A JP 6290091 A JP6290091 A JP 6290091A JP H04299050 A JPH04299050 A JP H04299050A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stator
- phase ring
- rotating electric
- partial discharge
- phase
- 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
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- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
- Testing Relating To Insulation (AREA)
- Tests Of Circuit Breakers, Generators, And Electric Motors (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】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。
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、これに伴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。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。
化の一途をたどっており、これに伴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。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。
【0003】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
り離しを必要とし、さらに場合によっては、回転子の抜
き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、準備に時間が掛ることもあるので、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または電
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。
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
き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、準備に時間が掛ることもあるので、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または電
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5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り出
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1
02 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
ら結合コンデンサ107a〜107cを介して放電に基
づく高周波電流を取り出し、検出器108 に与える。 そして、この検出器108 からの出力を切り替えスイ
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1
11 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。
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り出
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1
02 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
ら結合コンデンサ107a〜107cを介して放電に基
づく高周波電流を取り出し、検出器108 に与える。 そして、この検出器108 からの出力を切り替えスイ
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1
11 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。
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。
【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。
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】この発明にかかる回転電
機は、回転電機の固定子内に設けられた、絶縁を施され
た位相リング表面に金属電極を設け、この位相リング表
面の金属電極を検出回路を介して固定子フレームに接地
し、検出回路から検出リード線を固定子外部に導いたも
のである。
機は、回転電機の固定子内に設けられた、絶縁を施され
た位相リング表面に金属電極を設け、この位相リング表
面の金属電極を検出回路を介して固定子フレームに接地
し、検出回路から検出リード線を固定子外部に導いたも
のである。
【0008】
【作 用】この発明においては、位相リング内部導体
〜位相リング絶縁層〜位相リング表面金属電極で形成さ
れるコンデンサが結合コンデンサの機能を有し、位相リ
ングを伝ぱんする部分放電に基づく高周波電流を、位相
リング表面金属電極と固定子フレームの間に設けた検出
回路で検出し、固定子巻線の絶縁劣化を連続監視するこ
とができる。
〜位相リング絶縁層〜位相リング表面金属電極で形成さ
れるコンデンサが結合コンデンサの機能を有し、位相リ
ングを伝ぱんする部分放電に基づく高周波電流を、位相
リング表面金属電極と固定子フレームの間に設けた検出
回路で検出し、固定子巻線の絶縁劣化を連続監視するこ
とができる。
【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はこの発明の一実施例を示す構成図である。図1に
おいて、1は回転電機、例えばタービン発電機である。 このタービン発電機1は固定子フレーム3、固定子鉄心
4、固定子巻線5、位相リング支え部6a,6bなどか
らなる固定子2、および回転子7とから構成される。固
定子巻線5は、固定子鉄心4に設けられたスロット溝に
納められてコイル状に巻線され、U相8、V相9、W相
10(8、9、10図示せず。)を構成しており、各相
内のコイル状の巻線に際しては、位相リング11a,1
1bで接続されている。また、U相8、V相9、W相1
0から高圧ブッシング12aを介して高圧母線(図示せ
ず。)に結線するために、位相リング11aと高圧ブッ
シング12aの間に固定子コイル口出し銅帯13が設け
られている。
する。 実施例 1 図1はこの発明の一実施例を示す構成図である。図1に
おいて、1は回転電機、例えばタービン発電機である。 このタービン発電機1は固定子フレーム3、固定子鉄心
4、固定子巻線5、位相リング支え部6a,6bなどか
らなる固定子2、および回転子7とから構成される。固
定子巻線5は、固定子鉄心4に設けられたスロット溝に
納められてコイル状に巻線され、U相8、V相9、W相
10(8、9、10図示せず。)を構成しており、各相
内のコイル状の巻線に際しては、位相リング11a,1
1bで接続されている。また、U相8、V相9、W相1
0から高圧ブッシング12aを介して高圧母線(図示せ
ず。)に結線するために、位相リング11aと高圧ブッ
シング12aの間に固定子コイル口出し銅帯13が設け
られている。
【0010】図2はこの発明の要部を示す構成図である
。図2において、位相リング11aは、中空の導体14
の外周に絶縁層15を設けている。この絶縁層15の表
面には部分的に金属電極16が設けられており、金属電
極16には、例えば抵抗器を用いた検出回路17のリー
ド線17a、および検出信号を取り出すための測定導線
18が、電気的に接続されている。検出回路17のリー
ド線17bは固定子フレーム3に電気的に接続されてい
る。固定子フレーム3は接地されており、リード線17
bも接地状態となっている。測定導線18は固定子フレ
ーム3と絶縁された状態で、固定子2の外部に導かれ、
測定導線19によりフィルタ20に電気的に接続されて
いる。フィルタ20からの信号は部分放電測定回路(図
示せず。)に伝送され、発電機固定子巻線の絶縁状態の
解析、および監視が行われる。 なお、金属電極16の端部16a,16bには適当な表
面電界緩和処置を施し、金属電極16の端部16a,1
6bにおける部分放電を抑制する必要がある。また、金
属電極16を設置した部分にある絶縁層15の表面と、
金属電極16とが同電位になるように、絶縁層15の表
面に低抵抗塗料を塗布するなどの処置を施して電気的に
短絡させ、絶縁層15の表面と金属電極16の界面で部
分放電が発生しないようにする必要がある。各位相リン
グに複数個、上述したような部分放電監視装置を設ける
ことによって、高精度に、発電機固定子巻線の絶縁状態
の解析、および監視を行うことができる。
。図2において、位相リング11aは、中空の導体14
の外周に絶縁層15を設けている。この絶縁層15の表
面には部分的に金属電極16が設けられており、金属電
極16には、例えば抵抗器を用いた検出回路17のリー
ド線17a、および検出信号を取り出すための測定導線
18が、電気的に接続されている。検出回路17のリー
ド線17bは固定子フレーム3に電気的に接続されてい
る。固定子フレーム3は接地されており、リード線17
bも接地状態となっている。測定導線18は固定子フレ
ーム3と絶縁された状態で、固定子2の外部に導かれ、
測定導線19によりフィルタ20に電気的に接続されて
いる。フィルタ20からの信号は部分放電測定回路(図
示せず。)に伝送され、発電機固定子巻線の絶縁状態の
解析、および監視が行われる。 なお、金属電極16の端部16a,16bには適当な表
面電界緩和処置を施し、金属電極16の端部16a,1
6bにおける部分放電を抑制する必要がある。また、金
属電極16を設置した部分にある絶縁層15の表面と、
金属電極16とが同電位になるように、絶縁層15の表
面に低抵抗塗料を塗布するなどの処置を施して電気的に
短絡させ、絶縁層15の表面と金属電極16の界面で部
分放電が発生しないようにする必要がある。各位相リン
グに複数個、上述したような部分放電監視装置を設ける
ことによって、高精度に、発電機固定子巻線の絶縁状態
の解析、および監視を行うことができる。
【0011】次に本実施例の動作について説明する。発
電機1の運転中には固定子巻線5に高電圧が誘起される
。運転中に固定子巻線5の絶縁が劣化すると、固定子巻
線5において部分放電が発生し、その部分放電による高
周波電流が固定子巻線5内を伝ぱんし、固定子巻線5に
電気的に連結した位相リング導体14を伝ぱんする。こ
のとき、位相リング導体14と金属電極16は位相リン
グ絶縁層15を介して静電的に結合しており、結合コン
デンサの機能を有する。このときの静電容量は、位相リ
ング導体14と金属電極16の対向する面積と、位相リ
ング絶縁層15の厚さ及び比誘電率で決定される。従っ
て、金属電極16の面積、または位相リング絶縁層15
の厚さのうち、いずれかを変化させることによって部分
放電を検出、解析するために適当な静電容量を得る必要
がある。金属電極16に誘起された高周波電流は、検出
回路17により検出され、検出導線18及び19を介し
てフィルタ20に伝送される。フィルタ20では、商用
周波成分および雑音が除去され、部分放電に基づく高周
波成分のみが図示せずも部分放電測定回路及びスペクト
ラムアナライザに伝送され、両検出信号が劣化判定回路
に伝送される。劣化判定回路では入力された両検出信号
と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に送り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。また、劣化判定回路で異
常を判定した場合には警報器,異常表示装置に警報信号
が伝送される。
電機1の運転中には固定子巻線5に高電圧が誘起される
。運転中に固定子巻線5の絶縁が劣化すると、固定子巻
線5において部分放電が発生し、その部分放電による高
周波電流が固定子巻線5内を伝ぱんし、固定子巻線5に
電気的に連結した位相リング導体14を伝ぱんする。こ
のとき、位相リング導体14と金属電極16は位相リン
グ絶縁層15を介して静電的に結合しており、結合コン
デンサの機能を有する。このときの静電容量は、位相リ
ング導体14と金属電極16の対向する面積と、位相リ
ング絶縁層15の厚さ及び比誘電率で決定される。従っ
て、金属電極16の面積、または位相リング絶縁層15
の厚さのうち、いずれかを変化させることによって部分
放電を検出、解析するために適当な静電容量を得る必要
がある。金属電極16に誘起された高周波電流は、検出
回路17により検出され、検出導線18及び19を介し
てフィルタ20に伝送される。フィルタ20では、商用
周波成分および雑音が除去され、部分放電に基づく高周
波成分のみが図示せずも部分放電測定回路及びスペクト
ラムアナライザに伝送され、両検出信号が劣化判定回路
に伝送される。劣化判定回路では入力された両検出信号
と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に送り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。また、劣化判定回路で異
常を判定した場合には警報器,異常表示装置に警報信号
が伝送される。
【0012】実施例 2
上述した実施例1では、金属電極16の形状を、位相リ
ング11a断面全周に設ける平板電極としたが、渦電流
損および循環電流損の軽減を図るために、図3(a)及
び(b)に夫々示すような部分平板電極16Aあるいは
櫛歯電極16Bの形状にしても同様の効果を奏する。
ング11a断面全周に設ける平板電極としたが、渦電流
損および循環電流損の軽減を図るために、図3(a)及
び(b)に夫々示すような部分平板電極16Aあるいは
櫛歯電極16Bの形状にしても同様の効果を奏する。
【0013】実施例 3
更に、検出回路17を設ける位相リング11aの位相は
、高電圧ブッシング12aに近い位置について説明した
が、図4に示す固定子コイル5の中間部22U,22V
,22Wの位相リング11bに設けた場合、および固定
子コイル5の中性点側23U,23V,23Wの位相リ
ング11cに設けた場合にも同様の効果を奏する。尚、
固定子コイル5で発生する部分放電による高周波電流は
、固定子コイル5の巻線間を伝ぱんする時に著しく減衰
する特性を持っている。従って、出来るだけ部分放電発
生位置に近い箇所で検出することが望ましい。このこと
から特に、前記した固定子コイル5の中間部22U,2
2V,22Wの位相リング11bに検出回路17を設け
たことによって、部分放電検出感度が著しく向上する効
果がある。
、高電圧ブッシング12aに近い位置について説明した
が、図4に示す固定子コイル5の中間部22U,22V
,22Wの位相リング11bに設けた場合、および固定
子コイル5の中性点側23U,23V,23Wの位相リ
ング11cに設けた場合にも同様の効果を奏する。尚、
固定子コイル5で発生する部分放電による高周波電流は
、固定子コイル5の巻線間を伝ぱんする時に著しく減衰
する特性を持っている。従って、出来るだけ部分放電発
生位置に近い箇所で検出することが望ましい。このこと
から特に、前記した固定子コイル5の中間部22U,2
2V,22Wの位相リング11bに検出回路17を設け
たことによって、部分放電検出感度が著しく向上する効
果がある。
【0014】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、固定
子巻線、位相リングを有する固定子と、上記位相リング
に設けられ、運転中に該位相リングを伝ぱんする上記固
定子巻線で発生する部分放電に基づく高周波電流検出す
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、回転電機を安
価に得ることができ、また精度の高い劣化検出が得られ
るという効果を奏する。
子巻線、位相リングを有する固定子と、上記位相リング
に設けられ、運転中に該位相リングを伝ぱんする上記固
定子巻線で発生する部分放電に基づく高周波電流検出す
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、回転電機を安
価に得ることができ、また精度の高い劣化検出が得られ
るという効果を奏する。
【図1】この発明の一実施例を示す断面図である。
【図2】この発明の要部を示す構成図である。
【図3】この発明の他の実施例を示す金属電極の形状図
である。
である。
【図4】この発明の他の実施例を示す固定子コイルの巻
線状態の構成図である。
線状態の構成図である。
【図5】従来の回転電機の監視装置を示す構成図である
。
。
1 タービン発電機
2 固定子
5 固定子巻線
11a 位相リング
11b 位相リング
14 位相リング導体
15 位相リング絶縁層
16 金属電極
17 検出回路
20 フィルタ
Claims (1)
- 【請求項1】 固定子巻線、位相リングを有する固定
子と、上記位相リングに設けられ、運転中に該位相リン
グを伝ぱんする上記固定子巻線で発生する部分放電に基
づ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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3062900A JPH04299050A (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 回転電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3062900A JPH04299050A (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 回転電機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04299050A true JPH04299050A (ja) | 1992-10-22 |
Family
ID=13213590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3062900A Pending JPH04299050A (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 回転電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04299050A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1705780A1 (de) * | 2005-03-23 | 2006-09-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Ständerteil, Turbogenerator, elektrische Maschine und Verfahren zur potentialfreien Auskopplung von Störsignalanteilen bei einer elektrischen Maschine |
| WO2006137471A1 (ja) * | 2005-06-23 | 2006-12-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | コイルの水漏れ検出方法およびこの検出方法に適用する水漏れ検出装置 |
-
1991
- 1991-03-27 JP JP3062900A patent/JPH04299050A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1705780A1 (de) * | 2005-03-23 | 2006-09-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Ständerteil, Turbogenerator, elektrische Maschine und Verfahren zur potentialfreien Auskopplung von Störsignalanteilen bei einer elektrischen Maschine |
| WO2006137471A1 (ja) * | 2005-06-23 | 2006-12-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | コイルの水漏れ検出方法およびこの検出方法に適用する水漏れ検出装置 |
| JP2007006608A (ja) * | 2005-06-23 | 2007-01-11 | Toshiba Corp | コイルの水漏れ検出方法およびこの検出方法に適用する水漏れ検出装置 |
| AU2006260145B2 (en) * | 2005-06-23 | 2010-09-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method for detecting water leakage of coil and water leakage detector applicable to this method |
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