JPS607896B2 - 絶縁監視装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は直流機雷磯子巻線の層間絶縁破壊を常時監視検
知する装置に関する。

直流機は一般に外周辺に多数の溝を有する電機子鉄心、
その溝中に収納され種々な方式で接続される電機子巻線
、その巻線端と接続されるドラム状の整流子、機械の外
枠を構成する継鉄その継鉄の内周側に取り付けられた複
数個の界磁鉄心および界磁巻線、前記整流子表面を摺動
する多数のブラシとその保持器、電機子を貫通する軸、
それら回転部を回転自在に支持する軸受および軸受ブラ
ケット又は軸受台などから構成される。

電機子巻線は多数の線論を重ね巻き、波巻きなど種々な
方法で接続したものを総称して言い、一つの線論はあら
かじめ絶縁を施した導体を規定形状例えば重ね巻におい
ては亀の子形に成形し、規定本数まとめて全体を更に絶
縁して成る。あらかじめ絶縁を施こした導体を秦線と言
い、絶縁種別により異なるが例えばＢ種絶縁ではポリエ
ステル銅線、ガラス巻銅線などが使用され、線輪全体の
絶縁には例えばマィカテープが使用され、絶縁後適当な
ワニスを充分含侵させ絶縁性の強化と耐織性の向上をは
かっている。直流機の運転時素線相互間には当然ながら
規定の分担電圧がか）るためあらかじめ施される素線絶
縁の絶縁物としては電気的な信頼性が重要であるが同時
に成形時の機械的強度例えば絶縁物に亀裂を生じないな
どにも十分満足のいくものを選定する必要がある。しか
し導体材料の銅は運転時の温度上昇により伸び、停止時
の常温復帰により元に戻り、又運転時伸びるなどいわゆ
るヒートサイクルにより伸び縮みして絶縁物と離れよう
として絶縁物にストレスを与える。又回転機であるため
回転に伴なう機械的振動があり、これが絶縁物を機械的
に損傷させる。更に又前記のヒートサイクルおよび経年
により絶縁物自体も劣化する。これら種々な原因により
秦線の絶縁物が劣化破壊すると隣接導体間の分担電圧に
より層間短絡電流が流れ、局部的に過熱し他の素線間に
も波及し、更に線輪の主絶縁をも焼損させ電機子鉄心を
介する接地短絡という大事故を誘発する。従って本発明
は上記接地短絡事故を未然に防止するため、隣接素線間
の絶縁波嬢をそれが起った時点で検出し処置するよう常
時監視する装置を得ることを目的とする。以下本発明に
よる絶縁監視装置の一実施例について図面を参照しなが
ら詳細に説明する。

第１図は直流機雷磯子巻線の展開接続図で、電気的諸元
としてはスロット数：２４スロット内一層当りの線論辺
数（線輪のスロット内部分則ち直線部を綾輪辺と称す。
）；１、即ち１スロット内に上下２個の線論辺が収まる
二層巻、整流子片の全数は線論の全数；２４磁極数；４
、巻線方式は重ね巻きである。次に関連する部品を説明
すると次の通りである。即ち（Ａ）は境圧結線で工作上
の誤差およびブラシの接触抵抗の変動などのため並列回
路間に不平衡電流をこの結線に流しブラシに流さないよ
うにして火花発生を防止するためのもので、構造として
は環又は巻線とし、等電位点を結ぶのに整流子側に設け
る場合と図の様に反対側に設ける場合とがある。Ｂは磁
極でＮ，，Ｓ，，Ｎ２，Ｓ２はある瞬間の磁極中心を示
す。Ｃはスロットの上部に位置する上層線論辺でスロッ
ト数と同じく２４個あり、それぞれに１〜２４の番号を
付してある。Ｄは線輪辺を格納するスロットでそれぞれ
同じく１〜２４の番号を付すが但しで図では煩雑をさげ
るため１，７，１４のみ記入してある。Ｅはスロットの
下部に位置する下層線論辺で前記上層線論と同じく２４
個あり、１′〜２４′の番号をそれぞれに付してある。
Ｆは整流子で各々絶縁された２幻父のくさび形断面の硬
引銅または銀入銅の整流子片をドラム状に構成しその外
周面をブラシが摺動し整流作用を行なうもので、それぞ
れの整流子片に１〜２４の番号を付してある。Ｇがブラ
シで前記整流子表面のほぼ磁極中心位置で接触し電機子
貝０ち整流子の回転により摺敷し整流作用を行なうもの
で十１，十２，一１，一２の番号を付してある。第２図
は整流子を側面から見た略図で日．〜比，日４〜日６が
二組の測定用ブラシである。第一組の組のブラシ日，〜
日３と第二の組のブラシ日４〜比は電気的に対称な位置
とし、図のように第一の組のブラシ日，〜日８は整流子
片番号４，５，６に対応する位置とすると第二の絹のブ
ラシ比〜瓜は整流子片番号１６，１７，１８に対応する
位置とする。第３図は本装置の測定回路略図で、４〜６
、１６〜１８は整流子片番号、日，〜日３、比〜比は測
定用ブラシ装置、３１は測定用ィンパルス発生装置でそ
の出力波形、波高値は可変調整できる。３２は二組の測
定用ブラシから取り出したィンパルス電圧をそれぞれ差
動的に入力する差動変圧器又は差動増中器で、取り出し
電圧の大きさに応じていずれかに選定する。

３３は図示しない計測器又は主電源トリップ回路を付勢
するに充分なしベルに信号を増中する増中器である。

以上説明した各図面を通して本発明装置の作動を次に説
明する。測定用ブラシ装置日，〜日３、日４〜日６間に
適当に調整された同一のィンパルス電圧をィンパルス発
生装置３１より印加する。そして測定用ブラシ装置日２
〜日３、＆〜鶴間より加えたィンパルス電圧の一部を検
出し、差動変圧器又は差動増中器３２にそれぞれ入力す
る。絶縁が正常の場合両電圧は印加ィンパルス電圧が等
しくかつ電気的に対称であるから互いに打ち消して出力
は零となる。一方の絶縁が破壊された場合例えば整流子
片４一５又は５−６間に接続されている蓑線絶縁が破壊
し層間短絡を起こした場合、整流子片５一６間より出て
くる電圧は整流子片４−６間に加えたインパルス電圧に
等しいか又は零の電圧となる。そのため対称な位置の正
常な側から同機にして得られたィンパルス電圧艮０ち整
流子片１７−１８間から出てくる電圧とは異なった値と
なり、それぞれの電圧の差分のみが増中されて出力され
る。従ってこの様な出力のある場合はいずれかの線論が
不良であることがわかるので、自動的に主開閉器又はし
や断器を開放するか、誓報して運転員に知らせるかして
事故の拡大を防ぐ。尚ィンパルス発生装置からは常時適
当間隔を置いたィンパルス電圧をサィクリックに送出し
、上記の作動を行なわせる。又二つのィンパルス電圧の
電位差を増中し、基準レベルを設定し、両者を比較し、
その基準値以上になった時警報又は主開閉器を開放して
も良い。尚蛇足ながら電機子は回転しているので１回転
に一度各線論は測定用ブラシと接触するので全線輪のチ
ェックが常時行えることを付言する。以上記載の本発明
装置によれば簡単な装置で常時運転中の直流機の巻線の
絶縁劣化破壊を監視検知して線輪絶縁焼損、接地短絡と
言った大事故を禾然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は直流機の電機子巻線の展開接続図の一例、第２
図は本発明による装置の一実施例の測定用ブラシ取付位
置を示す側面略図、第３図は同じく本発明による装置の
一実施例の測定回路略図である。 Ａ：均圧結線、Ｂ；磁極、Ｃ：上層線輪辺、Ｄ；スロッ
ト、Ｅ；下層線論辺、Ｆ；整流子、Ｇ；ブラシ、日，，
日２〜日６：測定用ブラシ、３１：ィンパルス発生装置
、３２；差動変圧器又は差動増中器、３３；増中器。 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 直流機の整流子の外周面において、整流子片を一つ
   以上へだてて配置した２個のインパルス電圧印加用ブラ
   シとこのインパルス電圧印加用ブラシの間に配置した１
   個のインパルス電圧検出用ブラシとからなる第１の測定
   用ブラシ装置と、この第１の測定用ブラシ装置と同一構
   成であって、これと電気的に対称な前記整流子の外周面
   位置に配置した第２の測定用ブラシ装置と、この第１お
   よび第２の測定用ブラシ装置のインパルス電圧印加用ブ
   ラシに同じ波形で同じ大きさのインパルス電圧を与える
   インパルス発生装置と、前記第１および第２の測定用ブ
   ラシ装置のインパルス電圧印加用ブラシとインパルス電
   圧検出用ブラシより検出したインパルス電圧を比較しこ
   の両者に差があるとき出力を生じる装置と、この装置に
   出力が生じた時警報又は引き外し信号を出力する装置と
   からなり、運転中の直流機の電機子巻線の絶縁破壊を常
   時監視検知可能な絶縁監視装置。