JPH07218480A - 電気絶縁線輪の絶縁特性測定方法 - Google Patents
電気絶縁線輪の絶縁特性測定方法Info
- Publication number
- JPH07218480A JPH07218480A JP6027415A JP2741594A JPH07218480A JP H07218480 A JPH07218480 A JP H07218480A JP 6027415 A JP6027415 A JP 6027415A JP 2741594 A JP2741594 A JP 2741594A JP H07218480 A JPH07218480 A JP H07218480A
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- JP
- Japan
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- voltage
- coil
- partial discharge
- test
- insulation
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Abstract
(57)【要約】
【目的】コイルの絶縁特性を測定する方法に関し、コイ
ルに発生する部分放電を専用の測定器を用いることなく
簡単に短時間で測定できることにある。 【構成】コイル鉄心などに取り付けたＡＥセンサでコイ
ル絶縁層から発生する部分放電をＡＥ波として検出し、
このＡＥ信号を増幅した後、実効値電圧計とＡＥアナラ
イザに信号を伝え、実効値電圧とＡＥ波の最大振幅値の
二種類の絶縁特性値を測定する方法である。
ルに発生する部分放電を専用の測定器を用いることなく
簡単に短時間で測定できることにある。 【構成】コイル鉄心などに取り付けたＡＥセンサでコイ
ル絶縁層から発生する部分放電をＡＥ波として検出し、
このＡＥ信号を増幅した後、実効値電圧計とＡＥアナラ
イザに信号を伝え、実効値電圧とＡＥ波の最大振幅値の
二種類の絶縁特性値を測定する方法である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電気機器に用いられてい
る電気絶縁線輪（コイル）の絶縁特性を、アコースティ
ック・エミッション（以下ＡＥと略称する）法を用いて
測定する方法に関する。
る電気絶縁線輪（コイル）の絶縁特性を、アコースティ
ック・エミッション（以下ＡＥと略称する）法を用いて
測定する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、電気機器に用いられているコイ
ルは、その使用される条件や環境によって絶縁方式は異
なるが、経済性のゆるされる範囲内で耐熱性のある薄葉
材料と耐部分放電性の良いマイカテープなどを導体に巻
回し、その相互間を樹脂で固めて構成されている。この
コイルの絶縁層は長期にわたる運転のために、熱劣化な
どによって絶縁層内に空隙（ボイド）を生じると、絶縁
層内外に部分放電が発生し、絶縁材料が分解・侵食され
絶縁性能が低下し、最終的には放電劣化が顕著になって
絶縁破壊事故になることがある。従って、絶縁破壊に至
る前に絶縁劣化（部分放電）を検出して絶縁の補修ある
いは更新を行うことは保守管理のうえで重要である。
ルは、その使用される条件や環境によって絶縁方式は異
なるが、経済性のゆるされる範囲内で耐熱性のある薄葉
材料と耐部分放電性の良いマイカテープなどを導体に巻
回し、その相互間を樹脂で固めて構成されている。この
コイルの絶縁層は長期にわたる運転のために、熱劣化な
どによって絶縁層内に空隙（ボイド）を生じると、絶縁
層内外に部分放電が発生し、絶縁材料が分解・侵食され
絶縁性能が低下し、最終的には放電劣化が顕著になって
絶縁破壊事故になることがある。従って、絶縁破壊に至
る前に絶縁劣化（部分放電）を検出して絶縁の補修ある
いは更新を行うことは保守管理のうえで重要である。
【０００３】従来、この目的のため絶縁特性の劣化を検
知する試験法として、メガ試験、直流電圧試験、誘電正
接試験、交流電流試験、部分放電試験等が実施されてい
る。この中で試験用電源が直流電圧によるもの（メガ試
験，直流電圧試験）は絶縁抵抗の測定を主目的としてい
る。また，交流電圧によるもの（誘電正接試験，交流電
流試験，部分放電試験）は部分放電に基ずく特性値の変
化を測定することを目的としている。絶縁特性を詳しく
調べる試験法としては、絶縁抵抗の測定を主目的として
いる直流電圧試験よりも交流電圧による試験が一般的に
行われており、誘電正接試験（tanδ試験）は絶縁物に
交流電圧を印加したときのtanδ値、 tanδ−電圧特性
（部分放電の有無、部分放電の開始電圧および部分放電
発生量の平均的な値を調べる）、およびtanδ−温度特
性（絶縁物の材質的変化を調べる）等から、吸湿、乾
燥、汚損、ボイドの状態などの絶縁の性状、あるいは劣
化の程度を調べようとする試験である。
知する試験法として、メガ試験、直流電圧試験、誘電正
接試験、交流電流試験、部分放電試験等が実施されてい
る。この中で試験用電源が直流電圧によるもの（メガ試
験，直流電圧試験）は絶縁抵抗の測定を主目的としてい
る。また，交流電圧によるもの（誘電正接試験，交流電
流試験，部分放電試験）は部分放電に基ずく特性値の変
化を測定することを目的としている。絶縁特性を詳しく
調べる試験法としては、絶縁抵抗の測定を主目的として
いる直流電圧試験よりも交流電圧による試験が一般的に
行われており、誘電正接試験（tanδ試験）は絶縁物に
交流電圧を印加したときのtanδ値、 tanδ−電圧特性
（部分放電の有無、部分放電の開始電圧および部分放電
発生量の平均的な値を調べる）、およびtanδ−温度特
性（絶縁物の材質的変化を調べる）等から、吸湿、乾
燥、汚損、ボイドの状態などの絶縁の性状、あるいは劣
化の程度を調べようとする試験である。
【０００４】交流電流試験は絶縁物に交流電圧を印加し
たときに流れる電流と電圧との関係から絶縁の性状を調
べようとする試験法である。この試験法はtanδ試験お
よび部分放電試験の両方を兼ねた簡易な試験法で、装置
およびその取扱いが簡単なことが特長である。しかし試
験で得られる情報およびその精度はtanδ試験、部分放
電試験に比べて劣るのが欠点である。部分放電試験は絶
縁物に交流電圧を印加して、放電電荷、放電パルス数、
ある放電電荷が発生する放電開始電圧、最大放電電荷、
放電エネルギーなどの情報量から絶縁物の劣化状況を把
握する方法である。部分放電は、絶縁中の局部的欠陥、
たとえば、ボイド、亀裂、異物混入などの原因で発生
し、絶縁破壊とは関係が深いので、現在各方面で用いら
れており、また新しい測定法も種々検討されている。
たときに流れる電流と電圧との関係から絶縁の性状を調
べようとする試験法である。この試験法はtanδ試験お
よび部分放電試験の両方を兼ねた簡易な試験法で、装置
およびその取扱いが簡単なことが特長である。しかし試
験で得られる情報およびその精度はtanδ試験、部分放
電試験に比べて劣るのが欠点である。部分放電試験は絶
縁物に交流電圧を印加して、放電電荷、放電パルス数、
ある放電電荷が発生する放電開始電圧、最大放電電荷、
放電エネルギーなどの情報量から絶縁物の劣化状況を把
握する方法である。部分放電は、絶縁中の局部的欠陥、
たとえば、ボイド、亀裂、異物混入などの原因で発生
し、絶縁破壊とは関係が深いので、現在各方面で用いら
れており、また新しい測定法も種々検討されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の劣化検知方法と
しては、交流電圧試験の中でも部分放電発生量の平均的
な値を調べるためにはtanδ試験を、絶縁中の局部的欠
陥や損傷を調べるためには部分放電試験をそれぞれ別個
に実施する必要があった。しかしながら，tanδ試験の
ためには試験装置として標準コンデンサ，測定回路部
（シェーリングブリッジ）などの専用機器を用意する必
要があり、またシェーリングブリッジの測定操作におい
てはブリッジのバランスをとるのに時間がかかるので，
tanδ−電圧特性の測定電圧を細かく測定しようとする
と長時間を要していた。また、部分放電試験において
も、tanδ試験と同様に専用の測定器が必要であり、測
定操作においても個人差が入りやすく測定時間も長くな
っていた。本発明は、これらの欠点を解消するために創
案されたもので、その目的とするところは、コイルの絶
縁特性を測定する方法に関して、コイルに発生する部分
放電を専用の測定器を用いることなく簡単に短時間で測
定できる試験法を提供することにある。
しては、交流電圧試験の中でも部分放電発生量の平均的
な値を調べるためにはtanδ試験を、絶縁中の局部的欠
陥や損傷を調べるためには部分放電試験をそれぞれ別個
に実施する必要があった。しかしながら，tanδ試験の
ためには試験装置として標準コンデンサ，測定回路部
（シェーリングブリッジ）などの専用機器を用意する必
要があり、またシェーリングブリッジの測定操作におい
てはブリッジのバランスをとるのに時間がかかるので，
tanδ−電圧特性の測定電圧を細かく測定しようとする
と長時間を要していた。また、部分放電試験において
も、tanδ試験と同様に専用の測定器が必要であり、測
定操作においても個人差が入りやすく測定時間も長くな
っていた。本発明は、これらの欠点を解消するために創
案されたもので、その目的とするところは、コイルの絶
縁特性を測定する方法に関して、コイルに発生する部分
放電を専用の測定器を用いることなく簡単に短時間で測
定できる試験法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】電気的試験法以外による
部分放電の検出方法としてＡＥ法がある。電気機器のコ
イル絶縁層に部分放電が発生すると，放電により超音波
を含む衝撃波が発生し，この時の衝撃波はＡＥ波となり
電気機器の鉄心やフレームに伝播していくので鉄心やフ
レームに密着して取り付けたＡＥセンサにより検出する
ことができ、このセンサによって、電圧が印加されてい
る電気絶縁線輪から発生する部分放電によって生じるＡ
Ｅ波を検出し、このＡＥ信号を増幅した後このＡＥ信号
を実効値電圧と最大振幅値とを同時に計測することが出
来ることにある。
部分放電の検出方法としてＡＥ法がある。電気機器のコ
イル絶縁層に部分放電が発生すると，放電により超音波
を含む衝撃波が発生し，この時の衝撃波はＡＥ波となり
電気機器の鉄心やフレームに伝播していくので鉄心やフ
レームに密着して取り付けたＡＥセンサにより検出する
ことができ、このセンサによって、電圧が印加されてい
る電気絶縁線輪から発生する部分放電によって生じるＡ
Ｅ波を検出し、このＡＥ信号を増幅した後このＡＥ信号
を実効値電圧と最大振幅値とを同時に計測することが出
来ることにある。
【０００７】
【作用】次に、その作用について説明する。電気機器コ
イルの絶縁層は長期にわたる運転のために、絶縁層内に
ボイドを生じるとそこに部分放電が発生する。この放電
によりボイド内の空気が瞬間的に膨張して衝撃波となり
ボイド内壁を圧迫して、これが絶縁層内でＡＥ波になる
と考えられている。コイルを収納している鉄心に取り付
けたＡＥセンサで、コイルから発生する部分放電の電荷
量とＡＥパラメータの最大振幅値の間の関係を調べたと
ころ、図４に示す特性となり、部分放電電荷量とＡＥ波
の最大振幅値とは比例関係があることが分かった。
イルの絶縁層は長期にわたる運転のために、絶縁層内に
ボイドを生じるとそこに部分放電が発生する。この放電
によりボイド内の空気が瞬間的に膨張して衝撃波となり
ボイド内壁を圧迫して、これが絶縁層内でＡＥ波になる
と考えられている。コイルを収納している鉄心に取り付
けたＡＥセンサで、コイルから発生する部分放電の電荷
量とＡＥパラメータの最大振幅値の間の関係を調べたと
ころ、図４に示す特性となり、部分放電電荷量とＡＥ波
の最大振幅値とは比例関係があることが分かった。
【０００８】また、印加電圧が高くなるに従って部分放
電の発生数も増加すると共に、最大放電電荷量も増加す
るが、これにともないＡＥ波の発生数も増加し、ＡＥ波
の最大振幅値も増加する。コイルの絶縁劣化が進行する
とボイドの数も増加するが、これによって部分放電が増
加し、これによりＡＥ波も増加することになる。このよ
うに、部分放電により生じたＡＥ波をＡＥセンサで検出
して、その信号を増幅した後に実効値電圧計で測定すれ
ば、tanδ試験と同様に、部分放電の有無、部分放電の
開始電圧および部分放電発生量の平均的な値などが分か
る。同時にＡＥ波の最大振幅値を測定すれば、部分放電
試験と同様に絶縁物中の局部的欠陥が分かる。そしてこ
の実効値電圧の値、またＡＥ波の最大振幅値の経時変化
を調べることからコイルの絶縁特性の劣化を検知するこ
とができる。
電の発生数も増加すると共に、最大放電電荷量も増加す
るが、これにともないＡＥ波の発生数も増加し、ＡＥ波
の最大振幅値も増加する。コイルの絶縁劣化が進行する
とボイドの数も増加するが、これによって部分放電が増
加し、これによりＡＥ波も増加することになる。このよ
うに、部分放電により生じたＡＥ波をＡＥセンサで検出
して、その信号を増幅した後に実効値電圧計で測定すれ
ば、tanδ試験と同様に、部分放電の有無、部分放電の
開始電圧および部分放電発生量の平均的な値などが分か
る。同時にＡＥ波の最大振幅値を測定すれば、部分放電
試験と同様に絶縁物中の局部的欠陥が分かる。そしてこ
の実効値電圧の値、またＡＥ波の最大振幅値の経時変化
を調べることからコイルの絶縁特性の劣化を検知するこ
とができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面にもとずいて説
明する。図１は本発明の絶縁特性の測定を行う構成図で
あり、図１において、電気絶縁線輪としてのモデルコイ
ル１は、モデル鉄心２のスロッットに納められている。
モデルコイル１から発生する部分放電を検出するため
に、モデル鉄心２の表面にＡＥセンサ３が密着して取り
付けられる。このＡＥセンサの出力信号は、プリアンプ
４で４０ｄＢ増幅されてから実効値電圧計５とＡＥアナ
ライザ６に入力される。プリアンプ４で４０ｄＢ増幅さ
れた信号は実効値電圧計５（ＹＨＰ社製３４００Ａ）に
て実効値（ＲＭＳ）電圧に変換されてメータに表示され
る。同時にＡＥアナライザ６（ＰＡＣ社製ＬＯＣＡＮ−
ＡＴ）に入力された信号はＡＥ波の最大振幅値が表示さ
れるようにＡＥアナライザを設定しておく。
明する。図１は本発明の絶縁特性の測定を行う構成図で
あり、図１において、電気絶縁線輪としてのモデルコイ
ル１は、モデル鉄心２のスロッットに納められている。
モデルコイル１から発生する部分放電を検出するため
に、モデル鉄心２の表面にＡＥセンサ３が密着して取り
付けられる。このＡＥセンサの出力信号は、プリアンプ
４で４０ｄＢ増幅されてから実効値電圧計５とＡＥアナ
ライザ６に入力される。プリアンプ４で４０ｄＢ増幅さ
れた信号は実効値電圧計５（ＹＨＰ社製３４００Ａ）に
て実効値（ＲＭＳ）電圧に変換されてメータに表示され
る。同時にＡＥアナライザ６（ＰＡＣ社製ＬＯＣＡＮ−
ＡＴ）に入力された信号はＡＥ波の最大振幅値が表示さ
れるようにＡＥアナライザを設定しておく。
【００１０】測定はモデルコイル１に耐圧試験機７から
交流高電圧を印加して、その時の実効値電圧計５のメー
タを読むことと、ＡＥアナライザ６に表示されるＡＥ波
の最大振幅値を読むだけで良いので測定時間もかから
ず、特別な測定操作も必要ないので簡単である。モデル
コイル１を電圧劣化した時の「ＲＭＳ電圧−電圧特性」
の経時変化の特性図を図２に示す。この中で、は電圧
劣化前、は電圧劣化初期、は電圧劣化中期、は電
圧劣化末期（この後電圧劣化中すぐに絶縁破壊した）の
特性を示す。
交流高電圧を印加して、その時の実効値電圧計５のメー
タを読むことと、ＡＥアナライザ６に表示されるＡＥ波
の最大振幅値を読むだけで良いので測定時間もかから
ず、特別な測定操作も必要ないので簡単である。モデル
コイル１を電圧劣化した時の「ＲＭＳ電圧−電圧特性」
の経時変化の特性図を図２に示す。この中で、は電圧
劣化前、は電圧劣化初期、は電圧劣化中期、は電
圧劣化末期（この後電圧劣化中すぐに絶縁破壊した）の
特性を示す。
【００１１】これによると電圧劣化の時期の別にかかわ
らず大体４ｋＶあたりからＲＭＳ電圧が増加しはじめて
いるが、劣化が進行するに従ってＲＭＳ電圧が増加して
いる傾向が見られる。図３は「ＲＭＳ電圧−印加電圧特
性」と同時に測定した「ＡＥの最大振幅値−印加電圧特
性」の経時変化の特性図である。ＡＥの最大振幅値が対
数表示になっているので、部分放電開始電圧付近４ｋＶ
前後の立ち上がりが強調されている。そして劣化が進行
するに従って最大振幅値の立ち上がりが低電圧側に移動
すると共に、最大振幅値も増加していることが分かる。
らず大体４ｋＶあたりからＲＭＳ電圧が増加しはじめて
いるが、劣化が進行するに従ってＲＭＳ電圧が増加して
いる傾向が見られる。図３は「ＲＭＳ電圧−印加電圧特
性」と同時に測定した「ＡＥの最大振幅値−印加電圧特
性」の経時変化の特性図である。ＡＥの最大振幅値が対
数表示になっているので、部分放電開始電圧付近４ｋＶ
前後の立ち上がりが強調されている。そして劣化が進行
するに従って最大振幅値の立ち上がりが低電圧側に移動
すると共に、最大振幅値も増加していることが分かる。
【００１２】前二者と同時に測定した「tanδ−印加電
圧特性」を図５に示す。この図の〜は図２，図３と
同じ時に測定したもので、概ね同じ劣化傾向を示してい
ることが分かる。またＡＥアナライザを使用しなくても
図６に示すようにプリアンプ４、ＡＥアナライザ６の替
わりにＡＥテスタ８（ＮＦ回路設計ブロック社製９５０
１）、パルス電圧計９（富士精密電機社製ＰＰＶ−８）
を用いて同様の測定ができる。このように「ＲＭＳ電圧
−印加電圧特性」や、「最大振幅値−印加電圧特性」の
経時変化からコイルの絶縁特性の劣化を検知することが
できる。ここではモデルコイルにおける「ＲＭＳ電圧−
印加電圧特性」、「最大振幅値−印加電圧特性」の経時
変化から、コイルの絶縁劣化を検知する方法について記
したが、実機コイルにおいても全くおなじように絶縁劣
化を検知することができる。
圧特性」を図５に示す。この図の〜は図２，図３と
同じ時に測定したもので、概ね同じ劣化傾向を示してい
ることが分かる。またＡＥアナライザを使用しなくても
図６に示すようにプリアンプ４、ＡＥアナライザ６の替
わりにＡＥテスタ８（ＮＦ回路設計ブロック社製９５０
１）、パルス電圧計９（富士精密電機社製ＰＰＶ−８）
を用いて同様の測定ができる。このように「ＲＭＳ電圧
−印加電圧特性」や、「最大振幅値−印加電圧特性」の
経時変化からコイルの絶縁特性の劣化を検知することが
できる。ここではモデルコイルにおける「ＲＭＳ電圧−
印加電圧特性」、「最大振幅値−印加電圧特性」の経時
変化から、コイルの絶縁劣化を検知する方法について記
したが、実機コイルにおいても全くおなじように絶縁劣
化を検知することができる。
【００１３】
【発明の効果】本発明によれば、コイルに発生する部分
放電を専用の測定器を用いることなく簡単に短時間で計
測できると共に、電気機器の運転によるコイルの絶縁特
性の劣化を「ＲＭＳ電圧−印加電圧特性」、「最大振幅
値−印加電圧特性」の経時変化から検知する方法が得ら
れた。
放電を専用の測定器を用いることなく簡単に短時間で計
測できると共に、電気機器の運転によるコイルの絶縁特
性の劣化を「ＲＭＳ電圧−印加電圧特性」、「最大振幅
値−印加電圧特性」の経時変化から検知する方法が得ら
れた。
【図１】図１は本発明による絶縁特性の測定を行う構成
図である。
図である。
【図２】図２はＡＥ波のＲＭＳ電圧−印加電圧特性」の
経時変化を示す特性図である。
経時変化を示す特性図である。
【図３】図３はＡＥ波の最大振幅値−印加電圧特性の経
時変化を示す特性図である。
時変化を示す特性図である。
【図４】図４はコイルから発生する部分放電の最大放電
電荷量とＡＥパラメータの最大振幅値の間の関係を示す
特性図である。
電荷量とＡＥパラメータの最大振幅値の間の関係を示す
特性図である。
【図５】図５はtanδ−印加電圧特性の経時変化を示す
特性図である。
特性図である。
【図６】図６は本発明による絶縁特性の測定方法を示す
他の構成図である。
他の構成図である。
１ モデルコイル ２ モデル鉄心 ３ ＡＥセンサ ４ プリアンプ ５ 実効値電圧計 ６ ＡＥアナライザ ７ 耐圧試験機 ８ ＡＥテスタ ９ パルス電圧計
Claims (1)
- 【請求項１】 電気機器に用いられている電気絶縁線輪
の絶縁特性を測定する方法において，電気絶縁線輪を収
納している鉄心あるいは鉄心に接しているフレームに取
り付けてあるアコースティック・エミッション（ＡＥ）
センサによって，電圧が印加されている電気絶縁線輪か
ら発生する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（ＡＥ）波を検出し、このＡＥ信号を増幅
した後このＡＥ信号を実効値電圧と最大振幅値とを同時
に計測することを特徴とする電気絶縁線輪の絶縁特性測
定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6027415A JPH07218480A (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | 電気絶縁線輪の絶縁特性測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6027415A JPH07218480A (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | 電気絶縁線輪の絶縁特性測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07218480A true JPH07218480A (ja) | 1995-08-18 |
Family
ID=12220469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6027415A Pending JPH07218480A (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | 電気絶縁線輪の絶縁特性測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07218480A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005326379A (ja) * | 2004-05-17 | 2005-11-24 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 部分放電の損傷量検出方法及び部分放電の損傷量検出装置 |
| JP2018124108A (ja) * | 2017-01-31 | 2018-08-09 | 東京電力ホールディングス株式会社 | 部分放電を検出するための装置、システムおよび方法 |
| JP2020193882A (ja) * | 2019-05-29 | 2020-12-03 | 有限会社ユネット | 配管劣化状況推定装置 |
-
1994
- 1994-01-31 JP JP6027415A patent/JPH07218480A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005326379A (ja) * | 2004-05-17 | 2005-11-24 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 部分放電の損傷量検出方法及び部分放電の損傷量検出装置 |
| JP2018124108A (ja) * | 2017-01-31 | 2018-08-09 | 東京電力ホールディングス株式会社 | 部分放電を検出するための装置、システムおよび方法 |
| JP2020193882A (ja) * | 2019-05-29 | 2020-12-03 | 有限会社ユネット | 配管劣化状況推定装置 |
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