JPS6238941B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6238941B2 JPS6238941B2 JP54070898A JP7089879A JPS6238941B2 JP S6238941 B2 JPS6238941 B2 JP S6238941B2 JP 54070898 A JP54070898 A JP 54070898A JP 7089879 A JP7089879 A JP 7089879A JP S6238941 B2 JPS6238941 B2 JP S6238941B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- insulating layer
- stator coil
- main insulating
- optical fiber
- optical fibers
- 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.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/32—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は絶縁層の機械的破壊状況を光学的に
検出、診断できる構造を持つ回転電機の固定子コ
イルに関するものである。
検出、診断できる構造を持つ回転電機の固定子コ
イルに関するものである。
近年タービン発電機、水車発電機、大型誘導発
電機などの大容量高電圧回転機はより高い信頼性
を得るため、エポキシ樹脂等の高性能の絶縁組織
を使用した固定子コイルを採用する傾向が強い。
このため単機容量は大容量化する傾向にあり、固
定子コイルの受ける機械的ストレスは従来よりも
過酷になつている。従つて固定子コイルの絶縁層
の信頼性は、電気的劣化よりもクラツク発生等の
機械的劣化に大きく影響される傾向が強まり、絶
縁層の機械的内部損傷状態を正確に診断する技術
の確立が望まれている。
電機などの大容量高電圧回転機はより高い信頼性
を得るため、エポキシ樹脂等の高性能の絶縁組織
を使用した固定子コイルを採用する傾向が強い。
このため単機容量は大容量化する傾向にあり、固
定子コイルの受ける機械的ストレスは従来よりも
過酷になつている。従つて固定子コイルの絶縁層
の信頼性は、電気的劣化よりもクラツク発生等の
機械的劣化に大きく影響される傾向が強まり、絶
縁層の機械的内部損傷状態を正確に診断する技術
の確立が望まれている。
従来、固定子コイルの絶縁層の劣化状態を診断
する方法は、主に交流電流試験、Tanδ―電圧試
験、直流電流試験、部分放電測定などの電気的測
定が主であつた。これらの試験では次に説明する
ように絶縁層の全体的な劣化状態の診断は行なえ
るが、局所的な機械的内部損傷は検出できない欠
点があつた。一方、絶縁層の電気的絶縁強度は、
局所的な内部機械的損傷が存在すると著しく低下
することが知られており、この損傷の正確な検出
は機器の損傷予防保全上極めて重要である。これ
をさらに詳説する。
する方法は、主に交流電流試験、Tanδ―電圧試
験、直流電流試験、部分放電測定などの電気的測
定が主であつた。これらの試験では次に説明する
ように絶縁層の全体的な劣化状態の診断は行なえ
るが、局所的な機械的内部損傷は検出できない欠
点があつた。一方、絶縁層の電気的絶縁強度は、
局所的な内部機械的損傷が存在すると著しく低下
することが知られており、この損傷の正確な検出
は機器の損傷予防保全上極めて重要である。これ
をさらに詳説する。
第１図は従来の回転電機の固定子コイルを示す
断面図である。図において、固定子コイル１は一
体成型された複数の素線導体２と、素線導体２を
囲む主絶縁層３と主絶縁層３の最外層の外表面に
半導電性塗料を塗布して構成された半導電層４と
から形成されている。
断面図である。図において、固定子コイル１は一
体成型された複数の素線導体２と、素線導体２を
囲む主絶縁層３と主絶縁層３の最外層の外表面に
半導電性塗料を塗布して構成された半導電層４と
から形成されている。
現在一般に行なわれている主絶縁層３の絶縁試
験は、素線導体２と半導電層４との間に外部電圧
を印加して電気的に測定が行われている。回転機
の運転開始、停止に伴う固定子コイル１の温度変
化の熱応力や、運転中に加わる電磁力または製作
工程中に加わる外部圧力などの原因で、主絶縁層
３に局所的な機械的割れが生じた場合には、この
欠陥を外部より非破壊的に検出する必要がある。
験は、素線導体２と半導電層４との間に外部電圧
を印加して電気的に測定が行われている。回転機
の運転開始、停止に伴う固定子コイル１の温度変
化の熱応力や、運転中に加わる電磁力または製作
工程中に加わる外部圧力などの原因で、主絶縁層
３に局所的な機械的割れが生じた場合には、この
欠陥を外部より非破壊的に検出する必要がある。
従来の固定子コイルの絶縁試験は、素線導体２
と半導電層４の電極間に電圧を印加して、主絶縁
層３の電気特性を測定している。従つて上記の機
械的割れが局所的に生じた場合、主絶縁層３の全
体積に対する割れ部分の体積の比率の形で電気的
検出の結果が出される。このため、従来の固定子
コイル１が最大コイルである場合においては、絶
縁破壊電圧を著しく低下させる局所的機械的割れ
が存在しても、その体積比率が微少であるため、
ほとんど電気的には検出不可能であるという重大
な欠点があつた。
と半導電層４の電極間に電圧を印加して、主絶縁
層３の電気特性を測定している。従つて上記の機
械的割れが局所的に生じた場合、主絶縁層３の全
体積に対する割れ部分の体積の比率の形で電気的
検出の結果が出される。このため、従来の固定子
コイル１が最大コイルである場合においては、絶
縁破壊電圧を著しく低下させる局所的機械的割れ
が存在しても、その体積比率が微少であるため、
ほとんど電気的には検出不可能であるという重大
な欠点があつた。
この発明は上記の欠点を除去するためになされ
たもので、固定子コイルの主絶縁層内部に、電気
絶縁物であるオプテイカルフアイバーをコイル沿
層方向に主絶縁層の両端部間に複数本挿入し、主
絶縁層両端部のオプテイカルフアイバーに発光、
受光装置を接続することにより、主絶縁層内部の
割れに伴つた光伝導繊維の切断を光学的に検出し
て、主絶縁層内部の割れを診断することができる
回転電機の固定子コイルを提供することを目的と
している。
たもので、固定子コイルの主絶縁層内部に、電気
絶縁物であるオプテイカルフアイバーをコイル沿
層方向に主絶縁層の両端部間に複数本挿入し、主
絶縁層両端部のオプテイカルフアイバーに発光、
受光装置を接続することにより、主絶縁層内部の
割れに伴つた光伝導繊維の切断を光学的に検出し
て、主絶縁層内部の割れを診断することができる
回転電機の固定子コイルを提供することを目的と
している。
以下この発明の一実施例を図について説明す
る。第２図はこの発明に係る回転電機の固定子コ
イルの一実施例を示す側面図である。第３図は第
２図の線―における断面図である。第２図及
び第３図において、固定子コイル１は、一体成形
された複数の素線導体２と素線導体２を囲む主絶
縁層３と、主絶縁層３の最外層の外表面に半導電
性塗料を塗布して構成された半導電層４と、主絶
縁層３の内部に固定子コイル沿層方向に主絶縁層
３の両端部間に設けられた複数本のオプテイカル
フアイバー５とから構成されている。発光装置６
はオプテイカルフアイバー５の外部に露出した一
端に光学的に接続され、受光装置７は例えばフオ
トダイオードで構成され、オプテイカルフアイバ
ー５の外部に露出した他端に光学的に接続されて
いる。即ち本実施例においては、主絶縁層４の内
部の中央部に、素線導体２をとり囲む10本のオプ
テイカルフアイバー５が埋込まれて構成されてい
る。また、主絶縁層３の両端部付近において、オ
プテイカルフアイバー５の両端部が外部に露出し
た構造となつている。
る。第２図はこの発明に係る回転電機の固定子コ
イルの一実施例を示す側面図である。第３図は第
２図の線―における断面図である。第２図及
び第３図において、固定子コイル１は、一体成形
された複数の素線導体２と素線導体２を囲む主絶
縁層３と、主絶縁層３の最外層の外表面に半導電
性塗料を塗布して構成された半導電層４と、主絶
縁層３の内部に固定子コイル沿層方向に主絶縁層
３の両端部間に設けられた複数本のオプテイカル
フアイバー５とから構成されている。発光装置６
はオプテイカルフアイバー５の外部に露出した一
端に光学的に接続され、受光装置７は例えばフオ
トダイオードで構成され、オプテイカルフアイバ
ー５の外部に露出した他端に光学的に接続されて
いる。即ち本実施例においては、主絶縁層４の内
部の中央部に、素線導体２をとり囲む10本のオプ
テイカルフアイバー５が埋込まれて構成されてい
る。また、主絶縁層３の両端部付近において、オ
プテイカルフアイバー５の両端部が外部に露出し
た構造となつている。
次にこの発明に係る固定子コイル１の絶縁試験
を説明する。固定子コイル１は製造直後の機械的
損傷を有していない状態においては、主絶縁層３
内に埋込まれたオプテイカルフアイバー５は切断
されていないため、主絶縁層３の両端部から露出
したオプテイカルフアイバー５の両端間は光学的
に接続されている。即ちオプテイカルフアイバー
５の一端より発光装置６によつて光を入れると、
この光は他方の一端に光伝導され、受光装置７で
受光されてオプテイカルフアイバー５の非切断が
確認される。
を説明する。固定子コイル１は製造直後の機械的
損傷を有していない状態においては、主絶縁層３
内に埋込まれたオプテイカルフアイバー５は切断
されていないため、主絶縁層３の両端部から露出
したオプテイカルフアイバー５の両端間は光学的
に接続されている。即ちオプテイカルフアイバー
５の一端より発光装置６によつて光を入れると、
この光は他方の一端に光伝導され、受光装置７で
受光されてオプテイカルフアイバー５の非切断が
確認される。
なおこの発明で使用するオプテイカルフアイバ
ー５とはライトガイド、光学繊維、光フアイバー
等で称される断面軸方向の誘電率分布を利用した
光伝導ができる繊維全てを含むものとする。オプ
テイカルフアイバー５は無機絶縁物又は高分子材
料で製作されるため、電気的には良好な絶縁体で
ある。従つて主絶縁層３内部にオプテイカルフア
イバー５を直接埋込んでも本来の固定子コイル１
の絶縁特性に何ら影響を与えない。又固定子コイ
ル１の両端部は運転中高電位状態となるが、オプ
テイカルフアイバー５の電気絶縁性によつて、発
光装置６、受光装置７が高電圧にさらされる危険
性はない。
ー５とはライトガイド、光学繊維、光フアイバー
等で称される断面軸方向の誘電率分布を利用した
光伝導ができる繊維全てを含むものとする。オプ
テイカルフアイバー５は無機絶縁物又は高分子材
料で製作されるため、電気的には良好な絶縁体で
ある。従つて主絶縁層３内部にオプテイカルフア
イバー５を直接埋込んでも本来の固定子コイル１
の絶縁特性に何ら影響を与えない。又固定子コイ
ル１の両端部は運転中高電位状態となるが、オプ
テイカルフアイバー５の電気絶縁性によつて、発
光装置６、受光装置７が高電圧にさらされる危険
性はない。
一般に現在使用されている主絶縁層３はマイカ
又は耐熱性高分子紙を、テープ又はラツパ状とし
て素線導体２に巻付けた後、熱硬化性樹脂を含浸
させるか、または熱硬化性樹脂が含浸したマイカ
テープやラツパを巻付け、熱硬化させて製造され
ている。テープやラツパの裏打材としては、ガラ
スクロスや高分子不織布が通常使用され、熱硬化
性樹脂と一体の複合絶縁組織を構成している。ま
たこの発明で使用されるオプテイカルフアイバー
５はガラス等の無機絶縁物又は高分子絶縁物であ
り、主絶縁層３の絶縁組織と同質のものである。
従つてマイカテープやラツパ等を巻付ける際に、
オプテイカルフアイバー５を適宜埋込み、その後
熱硬化性樹脂を含浸させて、埋込まれたオプテイ
カルフアイバー５を主絶縁層３の組織と完全に一
体化する。オプテイカルフアイバー５の機械強度
は、主絶縁層３を構成する裏打材の強度と同等で
あり、又絶縁特性においても同等であるため、こ
の発明の固定子コイル１は従来の固定子コイル１
と比べて電気的、機械的に全く同一の特性を有す
る。
又は耐熱性高分子紙を、テープ又はラツパ状とし
て素線導体２に巻付けた後、熱硬化性樹脂を含浸
させるか、または熱硬化性樹脂が含浸したマイカ
テープやラツパを巻付け、熱硬化させて製造され
ている。テープやラツパの裏打材としては、ガラ
スクロスや高分子不織布が通常使用され、熱硬化
性樹脂と一体の複合絶縁組織を構成している。ま
たこの発明で使用されるオプテイカルフアイバー
５はガラス等の無機絶縁物又は高分子絶縁物であ
り、主絶縁層３の絶縁組織と同質のものである。
従つてマイカテープやラツパ等を巻付ける際に、
オプテイカルフアイバー５を適宜埋込み、その後
熱硬化性樹脂を含浸させて、埋込まれたオプテイ
カルフアイバー５を主絶縁層３の組織と完全に一
体化する。オプテイカルフアイバー５の機械強度
は、主絶縁層３を構成する裏打材の強度と同等で
あり、又絶縁特性においても同等であるため、こ
の発明の固定子コイル１は従来の固定子コイル１
と比べて電気的、機械的に全く同一の特性を有す
る。
またオプテイカルフアイバー５は埋込まれた周
囲の主絶縁層３の絶縁組織と同じ機械強度を有
し、周囲組織と一体化しているため、何らかの外
力によつて主絶縁層３の内部の一部が機械的割れ
を発生した場合、その部分のオプテイカルフアイ
バー５も切断される。オプテイカルフアイバー５
は機械的切断を受けると光学的にも切断されるこ
とになり、外部に露出したオプテイカルフアイバ
ー５の一端より光を入れても他端には光は伝導さ
れない。従つてあるオプテイカルフアイバー５が
光学的に第２図に示すように亀裂Ａにより切断さ
れると、その切断されたオプテイカルフアイバー
５の近傍部分が機械的に切断されていることが確
認できる。オプテイカルフアイバー５は主絶縁層
３の組織と一体化しているため、この測定によつ
て主絶縁層３の組織の機械的割れ状態を診断する
ことができる。このように主絶縁層３の内部に複
数本のオプテイカルフアイバー５を埋込むことに
よつて、機械的割れの断面方向の位置及びその割
れの大きさを測定することができる。
囲の主絶縁層３の絶縁組織と同じ機械強度を有
し、周囲組織と一体化しているため、何らかの外
力によつて主絶縁層３の内部の一部が機械的割れ
を発生した場合、その部分のオプテイカルフアイ
バー５も切断される。オプテイカルフアイバー５
は機械的切断を受けると光学的にも切断されるこ
とになり、外部に露出したオプテイカルフアイバ
ー５の一端より光を入れても他端には光は伝導さ
れない。従つてあるオプテイカルフアイバー５が
光学的に第２図に示すように亀裂Ａにより切断さ
れると、その切断されたオプテイカルフアイバー
５の近傍部分が機械的に切断されていることが確
認できる。オプテイカルフアイバー５は主絶縁層
３の組織と一体化しているため、この測定によつ
て主絶縁層３の組織の機械的割れ状態を診断する
ことができる。このように主絶縁層３の内部に複
数本のオプテイカルフアイバー５を埋込むことに
よつて、機械的割れの断面方向の位置及びその割
れの大きさを測定することができる。
なお上記実施例では、主絶縁層３内において、
全てのオプテイカルフアイバー５を主絶縁層３の
外周から同一深さ部分に配したが、深さ方向に異
つた位置にもオプテイカルフアイバー５を配する
ことによつて、より一層正確な割れを測定するこ
とができる。又上記実施例では、主絶縁層３内に
おいて均等にオプテイカルフアイバー５を配した
が、必要に応じて集中させて配置してもよく、複
数本のオプテイカルフアイバー５の配置に対し何
ら制限をもうけるものではない。
全てのオプテイカルフアイバー５を主絶縁層３の
外周から同一深さ部分に配したが、深さ方向に異
つた位置にもオプテイカルフアイバー５を配する
ことによつて、より一層正確な割れを測定するこ
とができる。又上記実施例では、主絶縁層３内に
おいて均等にオプテイカルフアイバー５を配した
が、必要に応じて集中させて配置してもよく、複
数本のオプテイカルフアイバー５の配置に対し何
ら制限をもうけるものではない。
なお診断装置である発光装置６、受光装置７は
オプテイカルフアイバー５の非切断時にそれが光
学的に確認できるものであればどのような装置で
もよい。
オプテイカルフアイバー５の非切断時にそれが光
学的に確認できるものであればどのような装置で
もよい。
以上のようにこの発明によれば、回転電機の固
定子コイルの主絶縁層内に、複数本のオプテイカ
ルフアイバーを沿層方向に配し、主絶縁層両端に
おいてオプテイカルフアイバーを露出させること
により、主絶縁層内部の機械的割れの位置及び大
きさを簡便に光学的に測定できるため、回転電機
の信頼性の向上と事故の予防保全に大きな効果が
ある。
定子コイルの主絶縁層内に、複数本のオプテイカ
ルフアイバーを沿層方向に配し、主絶縁層両端に
おいてオプテイカルフアイバーを露出させること
により、主絶縁層内部の機械的割れの位置及び大
きさを簡便に光学的に測定できるため、回転電機
の信頼性の向上と事故の予防保全に大きな効果が
ある。
第１図は従来の回転電機の固定子コイルを示す
断面図である。第２図はこの発明に係る回転電機
の固定子コイルの一実施例を示す側面図である。
第３図は第２図の線―における断面図であ
る。 図において、各図中同一部分は同一符号で示
し、１は固定子コイル、２は素線導体、３は主絶
縁層、４は半導電層、５はオプテイカルフアイバ
ー、６は発光装置、７は受光装置、Ａは亀裂であ
る。
断面図である。第２図はこの発明に係る回転電機
の固定子コイルの一実施例を示す側面図である。
第３図は第２図の線―における断面図であ
る。 図において、各図中同一部分は同一符号で示
し、１は固定子コイル、２は素線導体、３は主絶
縁層、４は半導電層、５はオプテイカルフアイバ
ー、６は発光装置、７は受光装置、Ａは亀裂であ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 素線導体と、この素線導体の周囲に施されテ
ープ状等の絶縁組織とオプテイカルフアイバーと
熱硬化性樹脂を含浸硬化させて一体に形成された
主絶縁層と、上記オプテイカルフアイバーの一端
から光信号を入射し他端で上記光信号を受光する
ことにより上記主絶縁層の機械的割れの検出を行
なう診断装置とを備えたことを特徴とする回転電
機の固定子コイル。 ２ オプテイカルフアイバーは素線導体の断面周
方向に沿つてほぼ等間隔に複数本設置したことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の回転電機
の固定子コイル。 ３ オプテイカルフアイバーは、主絶縁層の厚さ
方向の異なる位置に複数本設置したことを特徴と
する特許請求の範囲第１項または第２項記載の回
転電機の固定子コイル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7089879A JPS55162849A (en) | 1979-06-04 | 1979-06-04 | Stator coil of rotary electric machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7089879A JPS55162849A (en) | 1979-06-04 | 1979-06-04 | Stator coil of rotary electric machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55162849A JPS55162849A (en) | 1980-12-18 |
| JPS6238941B2 true JPS6238941B2 (ja) | 1987-08-20 |
Family
ID=13444801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7089879A Granted JPS55162849A (en) | 1979-06-04 | 1979-06-04 | Stator coil of rotary electric machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55162849A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002015200A2 (de) * | 2000-08-16 | 2002-02-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Wickelanordnung mit einem wickelkörper und durch- oder eingeführtem lichtwellenleiter |
| US10416004B2 (en) * | 2016-05-02 | 2019-09-17 | Mitsubishi Electric Corporation | Resin impregnation detection device, coil for rotating machine, and method for impregnating and molding resin of coil for rotating machine |
-
1979
- 1979-06-04 JP JP7089879A patent/JPS55162849A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55162849A (en) | 1980-12-18 |
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