JPH0755874A - 高電圧回転電機の部分放電検出方法 - Google Patents
高電圧回転電機の部分放電検出方法Info
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- JPH0755874A JPH0755874A JP22056593A JP22056593A JPH0755874A JP H0755874 A JPH0755874 A JP H0755874A JP 22056593 A JP22056593 A JP 22056593A JP 22056593 A JP22056593 A JP 22056593A JP H0755874 A JPH0755874 A JP H0755874A
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- Japan
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- partial discharge
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】運転中の高電圧回転電機の固定子コイルから発
生する部分放電を検出することにより、絶縁事故を未然
に防止することにある。 【構成】高電圧回転電機の外枠に取り付けたＡＥセンサ
で検出したＡＥ波を、バンドパスフィルタに通して、３
００ｋＨｚから６００ｋＨｚまでの周波数成分を含むＡ
Ｅ波を部分放電によるＡＥ波と識別することにより、軸
受け部分からのＡＥ波を除去して部分放電を検知する。
生する部分放電を検出することにより、絶縁事故を未然
に防止することにある。 【構成】高電圧回転電機の外枠に取り付けたＡＥセンサ
で検出したＡＥ波を、バンドパスフィルタに通して、３
００ｋＨｚから６００ｋＨｚまでの周波数成分を含むＡ
Ｅ波を部分放電によるＡＥ波と識別することにより、軸
受け部分からのＡＥ波を除去して部分放電を検知する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高電圧回転電機の部分
放電検出方法に関するもので、特に運転中に部分放電の
検出を容易に行うことができ、それにより高電圧回転電
機の固定子コイルの絶縁劣化の程度を検知する部分放電
検出方法に関する。
放電検出方法に関するもので、特に運転中に部分放電の
検出を容易に行うことができ、それにより高電圧回転電
機の固定子コイルの絶縁劣化の程度を検知する部分放電
検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高電圧回転電機のコイルの絶縁層には耐
部分放電性の良いマイカテープを導体に巻回し、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、熱劣化によって絶縁層
内に空隙を生じたり、運転時の電磁振動によってコイル
の納められた鉄心スロット部に当接する絶縁層表面に施
された部分放電シールド層が摩滅すると、絶縁層内外に
部分放電が発生したりして絶縁材料が分解・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
ことは保守管理の上で重要である。
部分放電性の良いマイカテープを導体に巻回し、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、熱劣化によって絶縁層
内に空隙を生じたり、運転時の電磁振動によってコイル
の納められた鉄心スロット部に当接する絶縁層表面に施
された部分放電シールド層が摩滅すると、絶縁層内外に
部分放電が発生したりして絶縁材料が分解・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
ことは保守管理の上で重要である。
【０００３】従来この目的のため絶縁診断に必要な試験
として、絶縁抵抗試験、誘電正接試験、交流電流試験、
部分放電試験などが実施されている。その際、前記高電
圧回転電機をいったん停止させて、試験用高圧電源装置
並びに各種のコイル絶縁特性測定器を使用して前記の各
試験が行われている。また、別の原理による放電検出方
法として、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
の衝撃波はアコースティック・エミッション（以下ＡＥ
と略称する）波となり、電気機器の鉄心やフレームに伝
播していくので電気機器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る。
として、絶縁抵抗試験、誘電正接試験、交流電流試験、
部分放電試験などが実施されている。その際、前記高電
圧回転電機をいったん停止させて、試験用高圧電源装置
並びに各種のコイル絶縁特性測定器を使用して前記の各
試験が行われている。また、別の原理による放電検出方
法として、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
の衝撃波はアコースティック・エミッション（以下ＡＥ
と略称する）波となり、電気機器の鉄心やフレームに伝
播していくので電気機器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る。
【０００４】この方法により、高電圧回転電機の固定子
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
性となった。図５はその関係を調べた時のＡＥ信号処理
回路としてのブロック図である。すなわち、ＡＥセンサ
２１で得られた信号は、５０ｋＨｚのハイパスフィルタ
２３を通じてプリアンプ２５で４０ｄＢ増幅した後、メ
インアンプ２６でさらに増幅してからＡＥアナライザ２
７に接続してデータ処理される。
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
性となった。図５はその関係を調べた時のＡＥ信号処理
回路としてのブロック図である。すなわち、ＡＥセンサ
２１で得られた信号は、５０ｋＨｚのハイパスフィルタ
２３を通じてプリアンプ２５で４０ｄＢ増幅した後、メ
インアンプ２６でさらに増幅してからＡＥアナライザ２
７に接続してデータ処理される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術では試験の度に対象機器となる高電圧回転電機の運転
を中止させるとともに、電源の切り離しが必要であり、
また測定器類の搬入、結線などの作業のため試験が煩わ
しかった。またＡＥによる検出方法では、運転中の回転
電機においては軸受けなどの機械的な可動部分からもＡ
Ｅが発生するため、部分放電の放電電荷量が小さい放電
を検知しようとすると（例えば５００ｐＣ以下の時ＡＥ
振幅値は５０ｄＢ以下になる）軸受け部分から発生する
ＡＥとの区別が出来なくなる欠点があった。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、部分放電の検出を機器の運転中に
容易に行う放電検出方法を提供することにある。
術では試験の度に対象機器となる高電圧回転電機の運転
を中止させるとともに、電源の切り離しが必要であり、
また測定器類の搬入、結線などの作業のため試験が煩わ
しかった。またＡＥによる検出方法では、運転中の回転
電機においては軸受けなどの機械的な可動部分からもＡ
Ｅが発生するため、部分放電の放電電荷量が小さい放電
を検知しようとすると（例えば５００ｐＣ以下の時ＡＥ
振幅値は５０ｄＢ以下になる）軸受け部分から発生する
ＡＥとの区別が出来なくなる欠点があった。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、部分放電の検出を機器の運転中に
容易に行う放電検出方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そこで、高電圧回転電機
の固定子コイルの部分放電により発生するＡＥ波の周波
数成分と軸受け部分より発生するＡＥ波の周波数成分を
調べたところ、部分放電により発生するＡＥ波の周波数
成分の最高周波数は約６００ｋＨｚまであり、一方軸受
け部分より発生するＡＥ波の周波数成分の最高周波数は
約３００ｋＨｚまであった。この両者の周波数特性の違
いを利用して識別をおこなう手段として、ＡＥセンサで
検出した信号を同じ二つの信号にわけ、一方（信号Ａ）
は図５に示す従来の測定回路と同じ回路にして検出した
い放電電荷量に対応したＡＥ振幅値にしきい値を設定す
るとともに、他方（信号Ｂ）は図５に示す回路で、ハイ
パスフィルタ２３の代わりに３００ｋＨｚから６００ｋ
Ｈｚのバンドパスフィルタを用いた測定回路にする方法
である。
の固定子コイルの部分放電により発生するＡＥ波の周波
数成分と軸受け部分より発生するＡＥ波の周波数成分を
調べたところ、部分放電により発生するＡＥ波の周波数
成分の最高周波数は約６００ｋＨｚまであり、一方軸受
け部分より発生するＡＥ波の周波数成分の最高周波数は
約３００ｋＨｚまであった。この両者の周波数特性の違
いを利用して識別をおこなう手段として、ＡＥセンサで
検出した信号を同じ二つの信号にわけ、一方（信号Ａ）
は図５に示す従来の測定回路と同じ回路にして検出した
い放電電荷量に対応したＡＥ振幅値にしきい値を設定す
るとともに、他方（信号Ｂ）は図５に示す回路で、ハイ
パスフィルタ２３の代わりに３００ｋＨｚから６００ｋ
Ｈｚのバンドパスフィルタを用いた測定回路にする方法
である。
【０００７】
【作用】次に、その作用について説明する。信号Ａの測
定回路は検出したい放電電荷量の放電を検知するもの
で、信号Ｂは信号Ａの回路で検出したＡＥ波が、放電に
よるものか否かの識別を行うものである。すなわち、信
号Ａの回路でＡＥ波を検出し信号Ｂの回路でもＡＥ波を
検出すれば、これは放電を検知したのである。また信号
Ａの回路でＡＥ波を検出し信号Ｂの回路でＡＥ波を検出
しなければ、これは軸受け部分からのＡＥ波である。
定回路は検出したい放電電荷量の放電を検知するもの
で、信号Ｂは信号Ａの回路で検出したＡＥ波が、放電に
よるものか否かの識別を行うものである。すなわち、信
号Ａの回路でＡＥ波を検出し信号Ｂの回路でもＡＥ波を
検出すれば、これは放電を検知したのである。また信号
Ａの回路でＡＥ波を検出し信号Ｂの回路でＡＥ波を検出
しなければ、これは軸受け部分からのＡＥ波である。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明が適用される高電圧回転電機の固定
子コイルの説明図であり、固定子コイル１は固定子鉄心
２に形成されたスロット３に納められている。そして、
この固定子鉄心は外枠４に固定されている。固定子コイ
ルから発生する部分放電の検出を行うために、外枠４の
表面にＡＥセンサ21が密着して取り付けられる。このＡ
Ｅセンサ21の出力は、ローノイズケーブル28によって、
図２に示す本発明の一実施例を示す信号処理回路に入力
される。
する。図１は本発明が適用される高電圧回転電機の固定
子コイルの説明図であり、固定子コイル１は固定子鉄心
２に形成されたスロット３に納められている。そして、
この固定子鉄心は外枠４に固定されている。固定子コイ
ルから発生する部分放電の検出を行うために、外枠４の
表面にＡＥセンサ21が密着して取り付けられる。このＡ
Ｅセンサ21の出力は、ローノイズケーブル28によって、
図２に示す本発明の一実施例を示す信号処理回路に入力
される。
【０００９】すなわち、図２に示すように、ＡＥセンサ
21からの出力はバッファアンプ22を通して二つの同じ信
号に分けられるが、Ａの信号は５０ｋＨｚのハイパスフ
ィルタ23を通じてプリアンプ25で増幅し、メインアンプ
26で増幅してからＡＥアナライザ27の一方のチャンネル
に接続される。一方、Ｂの信号は３００ｋＨｚから６０
０ｋＨｚのバンドパスフィルタ24を通じてプリアンプ25
で増幅し、メインアンプ26で増幅してからＡＥアナライ
ザ27の他方のチャンネルに接続される。ここで、ＡＥセ
ンサ21の周波数特性は１００ｋＨｚから１ＭＨｚまで平
坦な特性のものである。またバンドパスフィルタ24の周
波数特性は図３に示すように３０ｄＢ／ｏｃｔの減衰特
性になっている。
21からの出力はバッファアンプ22を通して二つの同じ信
号に分けられるが、Ａの信号は５０ｋＨｚのハイパスフ
ィルタ23を通じてプリアンプ25で増幅し、メインアンプ
26で増幅してからＡＥアナライザ27の一方のチャンネル
に接続される。一方、Ｂの信号は３００ｋＨｚから６０
０ｋＨｚのバンドパスフィルタ24を通じてプリアンプ25
で増幅し、メインアンプ26で増幅してからＡＥアナライ
ザ27の他方のチャンネルに接続される。ここで、ＡＥセ
ンサ21の周波数特性は１００ｋＨｚから１ＭＨｚまで平
坦な特性のものである。またバンドパスフィルタ24の周
波数特性は図３に示すように３０ｄＢ／ｏｃｔの減衰特
性になっている。
【００１０】ＡＥアナライザ27に到達したＡの信号は、
予め検出したい放電電荷量に対応したしきい値に設定し
ておくことにより、検出されたＡＥ波がしきい値を越
え、かつＢの信号に３００ｋＨｚから６００ｋＨｚの周
波数成分が含まれていれば部分放電として検知できる。
ＡＥ波の大きさは放電電荷量によって異なるが、ＡＥ
波の周波数成分は変化しないので、上記の方法によれば
微小の部分放電においても確実に検出できる。このよう
に、部分放電の検出感度が向上することにより、絶縁劣
化の初期段階の微小な部分放電を検出することができる
ことになり、絶縁事故を未然に防止することができる。
ＡＥセンサ21の取り付け位置は図１に示したように外枠
４の表面以外に、固定子鉄心２の外周に取り付けられれ
ば部分放電により発生するＡＥ波がさらに感度よく検出
できる。高電圧回転電機の固定子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
係については、コイルの絶縁方式・容量などによって変
化するのでその都度測定する必要がある。
予め検出したい放電電荷量に対応したしきい値に設定し
ておくことにより、検出されたＡＥ波がしきい値を越
え、かつＢの信号に３００ｋＨｚから６００ｋＨｚの周
波数成分が含まれていれば部分放電として検知できる。
ＡＥ波の大きさは放電電荷量によって異なるが、ＡＥ
波の周波数成分は変化しないので、上記の方法によれば
微小の部分放電においても確実に検出できる。このよう
に、部分放電の検出感度が向上することにより、絶縁劣
化の初期段階の微小な部分放電を検出することができる
ことになり、絶縁事故を未然に防止することができる。
ＡＥセンサ21の取り付け位置は図１に示したように外枠
４の表面以外に、固定子鉄心２の外周に取り付けられれ
ば部分放電により発生するＡＥ波がさらに感度よく検出
できる。高電圧回転電機の固定子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
係については、コイルの絶縁方式・容量などによって変
化するのでその都度測定する必要がある。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高
電圧回転電機固定子コイルの部分放電により発生するＡ
Ｅ波の周波数特性のうち、３００ｋＨｚから６００ｋＨ
ｚまでの周波数を検出することにより、軸受け部分から
のＡＥ波が除去でき、微小な部分放電を確実に検知で
き、高電圧回転電機の絶縁劣化事故を未然に防止するこ
とができる。
電圧回転電機固定子コイルの部分放電により発生するＡ
Ｅ波の周波数特性のうち、３００ｋＨｚから６００ｋＨ
ｚまでの周波数を検出することにより、軸受け部分から
のＡＥ波が除去でき、微小な部分放電を確実に検知で
き、高電圧回転電機の絶縁劣化事故を未然に防止するこ
とができる。
【図１】図１は本発明が適用される高電圧回転電機の固
定子コイルの説明図である。
定子コイルの説明図である。
【図２】図２は本発明による高電圧回転電機の部分放電
検出方法の一実施例を示すブロック図である。
検出方法の一実施例を示すブロック図である。
【図３】図３は本発明の一実施例によるバンドパスフィ
ルタの周波数特性図である。
ルタの周波数特性図である。
【図４】図４は高電圧回転電機の固定子コイルから発生
する部分放電の電荷量とＡＥパラメータの最大振幅値の
関係を示す特性図である。
する部分放電の電荷量とＡＥパラメータの最大振幅値の
関係を示す特性図である。
【図５】図５は従来の部分放電検出方法の一例を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
１ 固定子コイル 11 コイル導体 12 コイル絶縁層 ２ 固定子鉄心 ３ スロット ４ 外枠 21 ＡＥセンサ 22 バッファアンプ 23 ハイパスフィルタ 24 バンドパスフィルタ 25 プリアンプ 26 メインアンプ 27 ＡＥアナライザ 28 ローノイズケーブル
Claims (1)
- 運転中の高電圧回転電機の固定子コイルから発生する部
分放電を、高電圧回転電機に取り付けたアコースティッ
ク・エミッションセンサで検出する方法において、前記
センサで検出したＡＥ波の中から固定子コイルの部分放
電以外から発生するＡＥ波を除去する方法として、ＡＥ
センサで検出した信号を同じ二つの信号にわけ一方の信
号は検出したい放電電荷量に対応したＡＥ振幅値にしき
い値を設定してしきい値以上のＡＥ波を検出するととも
に、他方の信号は３００ｋＨｚから６００ｋＨｚまでの
バンドパスフィルタを通して信号に３００ｋＨｚから６
００ｋＨｚまでの周波数成分を含んでいれば部分放電に
よるＡＥ波と識別することにより、検出したい放電電荷
量以上の部分放電を検出することを特徴とする高電圧回
転電機の部分放電検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22056593A JPH0755874A (ja) | 1993-08-12 | 1993-08-12 | 高電圧回転電機の部分放電検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22056593A JPH0755874A (ja) | 1993-08-12 | 1993-08-12 | 高電圧回転電機の部分放電検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0755874A true JPH0755874A (ja) | 1995-03-03 |
Family
ID=16752987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22056593A Pending JPH0755874A (ja) | 1993-08-12 | 1993-08-12 | 高電圧回転電機の部分放電検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0755874A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001074123A1 (en) * | 2000-03-28 | 2001-10-04 | Japan Science And Technology Corporation | Apparatus for detecting plasma anomalous discharge and method of detecting the same |
| 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 |
| CN103360127A (zh) * | 2013-07-11 | 2013-10-23 | 金寨县古碑獭兔养殖专业合作社 | 一种em菌有机肥 |
-
1993
- 1993-08-12 JP JP22056593A patent/JPH0755874A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001074123A1 (en) * | 2000-03-28 | 2001-10-04 | Japan Science And Technology Corporation | Apparatus for detecting plasma anomalous discharge and method of detecting the same |
| US6753499B1 (en) | 2000-03-28 | 2004-06-22 | Japan Science And Technology Corporation | Method and apparatus for detecting anomalous discharge in plasma processing equipment using weakly-ionized thermal non-equilibrium plasma |
| JP3569898B2 (ja) * | 2000-03-28 | 2004-09-29 | 独立行政法人 科学技術振興機構 | プラズマ異常放電検出装置及びその検出方法 |
| 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 |
| CN103360127A (zh) * | 2013-07-11 | 2013-10-23 | 金寨县古碑獭兔养殖专业合作社 | 一种em菌有机肥 |
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