JP2008215864A - 回転電機の部分放電検出装置及び部分放電検出方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】絶縁劣化により発生する部分放電の発生位置の特定を可能にすることにある。
【解決手段】固定子コイルの部分放電で発生する電気パルス信号を検出し電気信号処理装置7に入力して正負の閾値以上の第1波ピーク値を検出し、音響センサ3で音響パルス信号を検出し音響信号処理装置4に入力してある正負の閾値以上の最大ピーク値を検出し、これら第1波ピーク値と最大ピーク値を演算・表示装置8に固定子コイルに印加される電圧周期の間取込んで、電圧周期で繰返して同一周期図に表し、ある正負の閾値以上の電気信号処理装置7の出力の第1発生期間とある閾値以上の音響信号処理装置4の出力の第2発生期間を算出し、第1発生期間より音響パルス信号のコイルのある位置からセンサまでの伝搬時間だけ遅れた第3発生期間内に第2発生期間内の2つの放電時刻のうちいずれかの時刻が含まれたときに上記コイル位置で部分放電が発生したと判定する。
【選択図】図1
【解決手段】固定子コイルの部分放電で発生する電気パルス信号を検出し電気信号処理装置7に入力して正負の閾値以上の第1波ピーク値を検出し、音響センサ3で音響パルス信号を検出し音響信号処理装置4に入力してある正負の閾値以上の最大ピーク値を検出し、これら第1波ピーク値と最大ピーク値を演算・表示装置8に固定子コイルに印加される電圧周期の間取込んで、電圧周期で繰返して同一周期図に表し、ある正負の閾値以上の電気信号処理装置7の出力の第1発生期間とある閾値以上の音響信号処理装置4の出力の第2発生期間を算出し、第1発生期間より音響パルス信号のコイルのある位置からセンサまでの伝搬時間だけ遅れた第3発生期間内に第2発生期間内の2つの放電時刻のうちいずれかの時刻が含まれたときに上記コイル位置で部分放電が発生したと判定する。
【選択図】図1
Description
本発明は、部分放電の発生位置の特定が可能な回転電機の部分放電検出装置及び部分放電検出方法に関する。
高電圧回転電機においては、長期にわたり運用している間に電気的、熱的、機械的や環境的なストレスにより、機器内部の電気絶縁体の劣化が進行する。そして、絶縁体の劣化が極限に達すると最終的に絶縁破壊ひいては機器の故障に至ることがある。
したがって、回転電機を長期間運用するに際して、機器の絶縁劣化を監視、診断することは機器の信頼性向上や運転管理の観点から重要である。特に高電圧が印加される回転電機の電機子巻線の絶縁劣化を監視、診断することは重要である。
従来、回転電機の電機子巻線の絶縁劣化を検出する方法としては、巻線の絶縁劣化に伴い発生する部分放電を電気的なパルス信号として検出する方法(例えば、特許文献1)や、運転中での巻線の部分放電を超音波によって検出する方法(例えば、特許文献2)が知られている。
特許第2590175号公報
特開平7―55874号公報
前者の電気的なパルス信号を検出する方法は、巻線を一括して測定できるため、劣化を広範囲にわたって検出できるが、部分放電の発生箇所を特定することが困難であり、また後者の部分放電を超音波により検出する方法は、フィルタによってノイズ除去を行っているが、部分放電の発生箇所の特定については特に言及されておらず、部分放電の発生箇所を特定することは困難であった。
本発明は上記のような点に鑑みてなされたもので、絶縁劣化により発生する部分放電の発生位置の特定が可能な回転電機の部分放電検出装置を提供することを目的とする。
本発明は上記の目的を達成するため、次のような手段及び方法により回転電機の部分放電を検出するものである。
(1)回転電機の運転時または部分放電試験時に固定子コイルの部分放電によりコイル導体に発生する電気パルス信号を検出する電気パルス検出手段と、前記回転電機の固定子鉄心あるいはコイル最外層に接触させて設けられ前記固定子コイルの部分放電により発生する音響パルス信号を検出する音響センサと、前記電気パルス検出手段により検出された前記コイル導体に発生する電気パルス信号が入力され、予め設定されたしきい値以上の電気パルスの極性が含まれた第1波ピーク値を検出し、あるいは予め設定されたしきい値以上の第1波ピーク値の極性と波形がしきい値以下になる時刻までのパルス波形の時間積分値との積を算出して出力する電気パルス信号処理手段と、前記音響センサより入力される音響パルス信号に対して予め設定されたしきい値以上の音響パルス信号の最大ピーク値を検出し、あるいは予め設定されたしきい値以上のピーク値を持つ音響パルス信号の包絡線で囲まれた面積を算出して出力する音響パルス信号処理手段と、前記電気パルス信号処理手段の出力値と前記音響パルス信号処理手段の出力値を少なくとも前記回転電機の固定子コイルに印加される電圧周期の間取込んで前記電気パルス信号処理手段の出力値と前記音響パルス信号処理手段の出力値をそれぞれ前記回転電機の固定子コイルに印加された電圧周期で繰返して同一周期図に表し、予め設定されたしきい値以上の前記電気パルス信号処理手段の出力の第1の発生期間と予め設定されたしきい値以上の前記音響パルス信号処理手段の出力の第2の発生期間を算出し、前記第1の発生期間より音響パルス信号のコイルの所定位置から前記センサまでの伝搬時間だけ遅れた第3の発生期間内に前記第2の発生期間内の2つの放電時刻のうちいずれかの時刻が含まれたときに前記コイル位置で部分放電が発生したと判定する機能を有する演算手段とを備える。
(2)回転電機の運転時または部分放電試験時に固定子コイルのコイル導体に直列接続され、前記固定子コイルの部分放電によりコイル導体に発生する電気パルス信号を検出する結合コンデンサ及び検出インピーダンスからなる電気パルス検出回路と、前記回転電機の固定子鉄心あるいはコイル最外層に接触させて設けられ前記固定子コイルの部分放電により発生する音響パルス信号を検出する音響センサと、前記電気パルス検出回路の前記検出インピーダンスの出力側に接続されたローパスフィルタと、前記電気パルス検出回路により検出された前記コイル導体に発生する電気パルス信号が入力され、予め設定されたしきい値以上の電気パルスの極性が含まれた第1波ピーク値の絶対値を検出し、あるいは予め設定されたしきい値以上の第1波ピーク値の極性と波形がしきい値以下になる時刻までのパルス波形の時間積分値との積を算出して出力する電気パルス信号処理手段と、前記音響センサより入力される音響パルス信号に対して予め設定されたしきい値以上の音響パルス信号の最大ピーク値を検出し、あるいは予め設定されたしきい値以上のピーク値を持つ音響パルス信号の包絡線で囲まれた面積を算出して出力する音響パルス信号処理手段と、前記電気パルス信号処理手段の出力値と前記ローパスフィルタの出力値及び前記音響パルス信号処理手段の出力値を少なくとも前記回転電機の固定子コイルに印加された電圧周期の間取込んで前記電気パルス信号処理手段の出力値と前記音響パルス信号処理手段の出力値及び前記ローパスフィルタの出力波形値の位相を90度遅らせた電圧波形信号のそれぞれを前記回転電機の固定子コイルに印加された電圧周期で繰返して同一周期図に表し、前記電気パルス信号処理手段のうち電圧位相波形の90度〜270度あるいは−90〜90度を負の値として表示し、予め設定されたしきい値以上の前記電気パルス信号処理手段の出力の第1の発生期間と予め設定されたしきい値以上の前記音響パルス信号処理手段の出力の第2の発生期間を算出し、前記第1の発生期間より音響パルス信号のコイルの所定位置から前記音響センサまでの伝搬時間だけ遅れた第3の発生期間内に前記第2の発生期間内の2つの放電時刻のうちいずれかの時刻が含まれたときに前記コイル位置で部分放電が発生したと判定する機能を有する演算手段とを備える。
(3)回転電機の運転時または部分放電試験時に固定子コイルの部分放電によりコイル導体に発生する電気パルス信号を検出する電気パルス検出手段と、前記回転電機の固定子鉄心あるいはコイル最外層に適宜の距離を存して接触させてそれぞれ設けられ前記固定子コイルの部分放電により発生する音響パルス信号を検出する第1及び第2の音響センサと、前記電気パルス検出手段により検出された前記コイル導体に発生する電気パルス信号が入力され、予め設定されたしきい値以上の電気パルスの極性が含まれた第1波ピーク値を検出し、あるいは予め設定されたしきい値以上の第1波ピーク値の極性と波形がしきい値以下になる時刻までのパルス波形の時間積分値との積を算出して出力する電気パルス信号処理手段と、前記第1の音響センサ及び第2の音響センサに対応させてそれぞれ設けられ前記第1及び第2の音響センサより各別に入力される音響パルス信号に対して予め設定されたしきい値以上の音響パルス信号の最大ピーク値を検出し、あるいは予め設定されたしきい値以上のピーク値を持つ音響パルス信号の包絡線で囲まれた面積を算出して出力する第1及び第2の音響パルス信号処理手段と、前記電気パルス信号処理手段の出力値と前記第1の音響パルス信号処理手段及び第2の音響パルス信号処理手段の出力値をそれぞれ前記回転電機の固定子コイルに印加された電圧周期で繰返して同一周期図に表し、予め設定されたしきい値以上の電気パルス信号処理手段の出力の発生期間と、予め設定されたしきい値以上の前記第1の音響パルス信号処理手段の出力の発生期間及び前記第2の音響パルス信号処理手段の出力の発生期間から前記電気パルス信号処理手段の出力の発生時刻開始と前記第1の音響パルス信号処理手段の出力の発生時刻開始の第1の時間差及び前記電気パルス信号処理手段の出力の発生時刻開始と前記第2の音響パルス信号処理手段の出力の発生時刻開始の第2の時間差を算出し、前記第1の音響センサからの第1の時間差分の音響信号の第1の伝搬距離と前記第2の音響センサからの第2の時間差分の音響センサの第2の伝搬距離に一致するコイル上の位置で部分放電が発生したと判定する機能を有する演算手段とを備える。
(4)回転電機の運転時または部分放電試験時に固定子コイルの部分放電によりコイル導体に発生する電気パルス信号を検出する電気パルス検出手段と、前記回転電機の固定子鉄心あるいはコイル最外層に接触させて移動可能に設けられ前記固定子コイルの部分放電により発生する音響パルス信号を検出する音響センサと、この音響センサの位置を測定する位置センサと、前記電気パルス検出手段により検出された前記コイル導体に発生する電気パルス信号が入力され、予め設定されたしきい値以上の電気パルスの極性が含まれた第1波ピーク値を検出し、あるいは予め設定されたしきい値以上の第1波ピーク値の極性と波形がしきい値以下になる時刻までのパルス波形の時間積分値との積を算出して出力する電気パルス信号処理手段と、前記音響センサより入力される音響パルス信号に対してある正と負のしきい値以上の音響パルス信号の最大ピーク値を検出し、あるいは予め設定されたしきい値以上のピーク値を持つ音響パルス信号の包絡線で囲まれた面積を算出して出力する音響パルス信号処理手段と、前記電気パルス信号処理手段の出力値と前記音響パルス信号処理手段の出力値を少なくとも前記回転電機の固定子コイルに印加された電圧周期の間取込んで前記電気パルス信号処理手段の出力値と前記音響パルス信号処理手段の出力値をそれぞれ前記回転電機の固定子コイルに印加された電圧周期で繰返して同一周期図に表し、予め設定されたしきい値以上の前記電気パルス信号処理手段の出力の発生期間での最大値をとる第1の時刻から音響パルス信号のコイルの所定位置からセンサまでの伝搬時間だけ遅れた第2の時刻でのしきい値以上の前記音響パルス信号処理手段の出力値と音響センサ位置との関係を表し、前記音響パルス信号処理手段の出力値が極大値をとる一つのあるいは複数の位置で部分放電が発生したと判定する機能を有する演算手段とを備える。
(5)回転電機の運転時または部分放電試験時に固定子コイルに発生する部分放電を検出する回転電機の部分放電検出方法において、電気パルス検出手段によりコイル導体に発生する電気パルス信号を検出すると同時に、前記回転電機の固定子鉄心あるいはコイル最外層に接触させて設けられた音響センサにより前記固定子コイルの部分放電により発生する音響パルス信号を検出する第1のステップと、この第1のステップにより検出された電気パルス信号を予め設定されたしきい値以上の電気パルスの極性が含まれた第1波ピーク値として検出する第2のステップと、前記第1のステップにより検出された音響パルス信号を予め設定されたしきい値以上の最大ピーク値として検出する第3のステップと、前記第2のステップで検出された電気パルス信号の第1波ピーク値と第3のステップで検出された音響パルス信号の最大ピーク値を前記回転電機の固定子コイルに印加される電圧周期の間取込んでそれぞれの値を回転電機の固定子コイルに印加された電圧周期で繰返して同一周期図に表す第4のステップと、この第4のステップにより表された同一周期図から電気パルス信号の第1波ピーク値の予め設定されたしきい値以上の第1の発生期間と音響パルス信号の予め設定されたしきい値以上の最大ピーク値の第2の発生期間を算出し、前記第1の発生期間より音響パルス信号のコイルの所定位置から音響センサまでの伝搬時間だけ遅れた第3の発生期間内に前記第2の発生期間内の2つの放電時刻のうちいずれかの時刻が含まれたときに前記コイル位置で部分放電が発生したと判定する第5のステップとからなる。
(6) 回転電機の運転時または部分放電試験時に固定子コイルに発生する部分放電を検出する回転電機の部分放電検出方法において、電気パルス検出手段によりコイル導体に発生する電気パルス信号を検出すると同時に、前記回転電機の固定子鉄心あるいはコイル最外層に適宜の距離を存して接触させてそれぞれ設けられた第1音響センサ及び第2の音響センサにより前記固定子コイルの部分放電により発生する音響パルス信号を検出する第1のステップと、この第1のステップにより検出された電気パルス信号から予め設定されたしきい値以上の電気パルスの極性が含まれた第1波ピーク値を検出する第2のステップと、前記第1のステップにより検出された第1の音響センサ及び第2の音響センサからの第1の音響パルス信号及び第2の音響パルス信号に対して予め設定されたしきい値以上の最大ピーク値をそれぞれ検出する第3のステップと、前記第2のステップで検出された電気パルス信号の第1波ピーク値と前記第3のステップで検出された第1の音響パルス信号及び第2の音響パルス信号の最大ピーク値を前記回転電機の固定子コイルに印加される電圧周期の間取込んでそれぞれの値を回転電機の固定子コイルに印加された電圧周期で繰返して同一周期図に表す第4のステップと、この第4のステップにより表された同一周期図から電気パルス信号の第1波ピーク値のしきい値以上の発生期間と第1の音響パルス信号のしきい値以上の最大ピーク値の発生期間及び第2の音響パルス信号のしきい値以上の最大ピーク値の発生期間から、前記電気パルス信号の第1波ピーク値のしきい値以上の発生時刻開始と前記第1の音響パルス信号のしきい値以上の最大ピーク値の発生時刻開始との第1の時間差及び前記電気パルス信号のしきい値以上の第1波ピーク値の発生時刻開始と前記第2の音響パルス信号のしきい値以上の最大ピーク値の発生時刻開始との第2の時間差を求める第5のステップと、この第5のステップで求められた第1の時間差分の音響信号の伝搬距離が第2の時間差分の音響信号の伝搬距離に一致するコイル位置で部分放電が発生したと判定する第6のステップとからなる。
本発明によれば、固定子巻線の絶縁劣化位置の特定が可能となり、回転電機の信頼性の向上に大きく寄与できる。
以下本発明による回転電機の部分放電検出装置の実施形態について図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)
図1は本発明の第1の実施形態を示す構成図、図2は図1の固定子鉄心及び固定子コイル部の断面図である。
図1は本発明の第1の実施形態を示す構成図、図2は図1の固定子鉄心及び固定子コイル部の断面図である。
図1及び図2において、1は固定子コイルで、この固定子コイル1は固定子鉄心2に設けられたスロット内に上側コイル1a及び下側コイル1bとして絶縁スペーサ14を挟んで収納され、スロット開口部に挿入された固定用楔15により固定されている。
また、固定子コイル1はコイル導体10をコイル主絶縁層11で覆い、さらにその外側をコイル低抵抗層12で覆うようにしたもので、この固定子コイル1には高圧電源9が接続される。
このような構成の回転電機の固定子において、固定子コイル1のコイル導体10に結合コンデンサ5と検出インピーダンス6とを直列接続して接地し、これら結合コンデンサ5と検出インピーダンス6からなる電気パルス検出回路を通して検出されるコイル導体10に発生した電気パルスを電気パルス信号処理装置7に入力する。
また、固定子鉄心2の表面の適宜箇所に可聴音あるいは超音波帯域音の検出感度を有する複数個の音響センサ3を接触させて固定し、この音響センサ3で検出される音響波を音響パルス信号として音響パルス信号処理装置4に入力する。
上記電気パルス信号処理装置7は、電気パルス検出回路により検出された固定子コイル1の部分放電によりコイル導体10に発生する電気パルス信号が入力され、極性が予め設定された正と負のしきい値以上の電気パルスの極性が含まれた第1波ピーク値を検出し、あるいは予め設定された正と負のしきい値以上の第1波ピーク値の極性と波形がしきい値以下になる時刻までのパルス波形の時間積分値の積を算出して出力するものである。
また、上記音響パルス信号処理装置4は、音響センサ3より入力される音響パルス信号に対して予め設定された正と負のしきい値以上の音響パルス信号の最大ピーク値を検出し、あるいは予め設定された正と負のしきい値以上のピーク値を持つ音響パルス信号の包絡線で囲まれた面積を算出して出力するものである。
これら電気パルス信号処理装置7で処理された出力値及び音響パルス信号処理装置4で処理された出力値を演算・表示装置8に入力する。
この演算・表示装置8は、電気パルス信号処理装置7の出力値と音響パルス信号処理装置4の出力値を少なくとも回転電機の固定子コイルに印加された電圧周期の間取込んでこれらの出力値をそれぞれ回転電機の固定子コイル1に印加された電圧周期で繰返して同一周期図に表し、正及び負のしきい値以上の電気パルス信号処理装置7の出力の第1の発生期間としきい値以上の音響パルス信号処理装置の出力の第2の発生期間を算出し、第1の発生期間より音響パルス信号のコイルの所定位置から音響センサまでの伝搬時間だけ遅れた第3の発生期間に第2の発生期間の時刻のうちいずれかの時刻が含まれたときに前記コイル位置で部分放電が発生したと判定する機能を有するものである。
次に上記のように構成された回転電機の部分放電検出装置の作用を述べる。
いま、回転電機の長期にわたる運転によって固定子コイル1に熱、機械、電気的なストレスによりボイド欠陥13が発生しているものとする。
このような固定子コイル1のコイル導体10と固定子鉄心2との間に高圧電源9より数kV以上の電圧を加えると、絶縁耐力の弱いボイド欠陥部13で部分放電が発生する。このボイド欠陥部13で部分放電が発生すると、コイル導体10には一般に数kV以上の電気パルスが発生すると共に、ボイド周辺には音響波が発生する。
このボイド欠陥部13で発生した部分放電によって、コイル導体10に電気パルスが発生すると、この電気パルスは結合コンデンサ5及び検出インピーダンス6を通じて電気パルス信号処理装置7に取込まれる。
また、音響波は固定子鉄心2に固定された音響センサ3によって検出され、音響パルス信号処理装置4に取込まれる。
図3(a)は電気パルス信号処理装置7に取込まれる電気パルス信号18の波形図である。この電気パルス信号18は、第1波が正又は負に立ち上り、その後振動しながら減衰する波形として検出される。
一般に電気パルスは、数kHz〜GHz程度の周波数帯域を持つが、検出回路が持つ検出周波数帯域によって制限される場合もある。
図4(a)は音響パルス信号処理装置4に取込まれる音響パルス信号24の波形図であり、ピーク値が徐々に増加し、その後減衰していく振動波形として観測される場合が多い。
このように電気パルス信号処理装置7で処理された図3(a)に示す部分放電による電気パルス信号18の第1波のピーク値19や図3(b)に示す電気パルス信号波形の時間積分値23などの出力値及び音響パルス信号処理装置4で処理された図4(a)に示す音響パルス信号24の最大ピーク値25や包絡線28で囲まれた面積29などの出力値は演算・表示装置8に少なくとも回転電機の固定子コイルに印加される電圧周期の間に取込まれる。
この演算・表示装置8では、電気パルス信号処理装置7の出力値と音響パルス信号処理装置4の出力値をそれぞれ回転電機の固定子コイルに印加された電圧周期で繰返して同一周期図に表し、電気パルス信号処理装置7で処理された正及び負のあるしきい値以上の出力の第1の発生期間と、音響パルス信号処理装置4で処理されたしきい値以上の出力の第2の発生期間を算出し、第1の発生期間より音響パルス信号のコイルの所定位置から音響センサまでの伝搬時間だけ遅れた第3の発生期間に第2の発生期間の2つの放電群の発生時刻のうちいずれかの時刻が含まれたときにコイルの位置で部分放電が発生したと判定する。
図5は上記演算・表示装置8の信号処理方法を説明するためのもので、コイル導体10と接地及び固定子鉄心2に加わる電圧波形30と時間38との関係、電気パルス処理装置7の出力値31と時間38との関係及び音響パルス処理装置4の出力値32と時間38との関係をそれぞれ示している。また、電圧波形は、通常商用周波数(50〜60Hz)の正弦波で、3サイクル分の波形として示してある。
図5に示す電気パルス処理装置7の出力値31は、電気パルス処理装置7に入力される図3に示す電気パルス信号18を処理したもので、第1波のピーク値が正のしきい値21以上や負のしきい値22以下になった場合に、図3(a)に示す第1波のピーク値19、あるいは図3(b)に示す第1波ピーク値19の極性と時間積分値23を掛け合わせた値を出力したものである。
なお、電気パルス信号18の第1波ピーク値19の極性は正又は負の両方が現れる。
したがって、電気パルス処理装置7に極性の判別機能があれば、図5に示すように正と負の両方の値をとる。
図5に示す音響パルス信号処理装置4の出力値32は、音響パルス信号処理装置4に入力される図4(a)に示す音響パルス信号24を処理したもので、ピーク値が正のしきい値27以上となったときの音響パルス信号の最大ピークの絶対値25あるいは音響パルス信号24の包絡線28で囲まれた面積29であり、部分放電の音響パルス信号24の大きさを表すパラメータである。
なお、原理的に音響パルス信号24に正と負の極性差はなく、ピーク値は正又は負の最大ピーク値の絶対値25となる。
図5に示すように複数のサイクルで発生した部分放電信号を1周期33上にプロットすると、電気パルス信号処理装置7の出力は正と負の値があるため、正の放電群と負の放電群に分かれた電気パルスの部分放電パターン39として示され、音響パルス信号処理装置4の出力は正の値のみなので、2つの放電群に分かれた音響パルスの部分放電パターン40として示される。
図6は電圧波形の1周期間の図5で示した電気パルスの部分放電パターン39と音響パルスの部分放電パターン40を示したものである。
いま、図7に示すように音響センサ3から固定子コイル1までの最短距離となるコイル位置44との距離43を音波が伝搬するのにかかる時間を予め算出し、遅れ時間35とする。
また、演算・表示装置8において、電気パルスの部分放電パターン39のうちある電気パルスの正のしきい値54以上で発生する正の電気パルスの発生期間34及びある電気パルスの負のしきい値55以下で発生する負の電気パルスの発生期間41を算出する。
ここで、部分放電がコイル位置44で発生したとすると、電気パルス信号処理装置7の信号処理時間と音響パルス信号処理装置4の処理時間が同じであり、且つ電気パルスの発生から電気パルス信号処理装置7に入力するまでの時間が音響センサ3と固定子コイル1との間の距離43だけ音波が伝搬する時間に比べて短く無視できるとすれば、音響パルスの発生期間37は正の電気パルス発生期間34あるいは負の電気パルス発生期間41よりコイルの部分放電位置から音響波が音響センサ3に到達するまでに要する時間35だけ遅れた遅れ発生期間36あるいは42になる。
したがって、音響パルス部分放電パターン40は、ある音響パルス信号のしきい値56以上で発生する音響パルスの発生期間37が遅れ発生期間36あるいは42に重なれば、上記コイル位置44で部分放電が発生したと推定できる。
このように本発明の第1の実施形態によれば、絶縁劣化により発生する部分放電の発生位置の特定が可能となる。
上記実施形態では、音響センサ3を固定子鉄心2に接触させて設けたが、図8に示すように固定子コイル1に音響センサ3を直接接触させて設けるようにしてもよい。
(第2の実施形態)
図9は本発明の第2の実施形態を示す構成図で、図1と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点について述べる。
図9は本発明の第2の実施形態を示す構成図で、図1と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点について述べる。
第2の実施形態では、第1の実施形態で用いられた結合コンデンサ5及び検出インピーダンス6からなる電気パルス検出回路に代えて、図9に示すように高周波変流器45を設け、この高周波変流器45により検出された電気パルスを電気パルス信号処理装置7に入力するようにしたものである。
この場合、高周波変流器45としては、一般的な部分放電の周波数帯域である数kHz以上の検出感度を有するものが使用される。
このように数kHz以上の周波数帯域の検出感度を有する高周波変流器45を使用しても、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、図10(a),(b)に示すようにコイル端部の外周部に2分割式の高周波変流器95を設ければ、コイル導体10に結合コンデンサを接続することなく非接触でコイル導体に流れる電気パルス信号を検出することができる。
したがって、図1に示すようにコイル導体10にコンデンサ5を接続する場合にはコンデンサ5に高電圧が加わるため、コンデンサ5には高い絶縁性能が要求されるが、分割式の高周波変流器95を使用すれば、コイル導体10に非接触で電気パルス信号の検出が可能になり、高い絶縁信頼性が得られると共に部分放電発生位置の特定が可能である。
(第3の実施形態)
図11は本発明の第3の実施形態を示す構成図で、図1と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点について述べる。
図11は本発明の第3の実施形態を示す構成図で、図1と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点について述べる。
第3の実施形態においては、図11に示すように結合コンデンサ5と抵抗器64とを直列接続して接地した電気パルス検出回路を構成すると共に、図12に示すように結合コンデンサ5と抵抗器64との間から導出した抵抗分圧端子63より分圧電圧を取出してこれを電気パルス信号処理装置7とローパスフィルタ58にそれぞれ入力し、電気パルス信号処理装置7で処理された出力とローパスフィルタ58より得られる分圧電圧をそれぞれ演算・表示装置68に音響パルス信号処理装置4の出力と共にそれぞれ入力するものである。
ここで、演算・表示装置68は、電気パルス信号処理装置7の出力値とローパスフィルタ58の出力値及び音響パルス信号処理装置4の出力値を少なくとも回転電機の固定子コイルに印加された電圧周期の間取込んで電気パルス信号処理装置7の出力値と音響パルス信号処理装置4の出力値及びローパスフィルタ58の出力波形値の位相を90度遅らせた電圧波形信号をそれぞれ回転電機の固定子コイルに印加された電圧周期で表し、電気パルス信号処理装置7のうち電圧位相波形の90度〜270度あるいは−90〜90度を負の値として表示し、ある正及び負のしきい値以上の電気パルス信号処理装置7の出力の第1の発生期間とあるしきい値以上の音響パルス信号処理装置4の出力の第2の発生期間を算出し、第1の発生期間より音響パルス信号のコイルの所定位置からセンサまでの伝搬時間だけ遅れた第3の発生期間に第2の発生期間の時刻のうちいずれかの時刻が含まれたときにコイル位置で部分放電が発生したと判定する機能を有するものである。
このような構成の回転電機の部分放電検出装置において、コンデンサ5及び抵抗器64の直列接続によりハイパスフィルタを形成するため、高圧電源9が商用周波数程度であれば、図13に示すように抵抗器64の分圧波形65は高周波の電気パルス波形67とコイル導体に加わる電圧波形30が減衰した電圧波形とが重畳した波形になる。
このような分圧波形がローパスフィルタ58に入力されると、このローパスフィルタ58では抵抗器64の分圧波形から高周波の電気パルス67を除去し、ローパスフィルタ58を通過した波形66が電気パルス信号処理装置7の出力値及び音響パルス信号処理装置4の出力値と共に演算・表示装置68に取込まれる。
この演算・表示装置68では、ローパスフィルタ58を通過した電圧波形66はコイル導体10に加わる電圧波形30によって流れるコンデンサ5を通過する充電電流成分に相当することから、図13に示すようにローパスフィルタ58を通過した波形66を90度遅らせることによって、コイル導体に加わる電圧波形30を再現することができる。
したがって、結合コンデンサ5と検出インピーダンス6に代えて、結合コンデンサ5と電圧波形を検出する抵抗器46を直列接続する構成としても、ローパスフィルタ58を通過させてコイル導体に加わる電圧波形30を再現することにより、第1の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
一般に部分放電パルスは、正、負の極性と電圧位相30の位相分布を示すことから、演算・表示装置68では電気パルスの部分放電パターンを負の出力位相区間で位相角が−90〜90度となるが、検出回路によってはパルスの極性が反転するため、90〜270度でのパルスを負極性に反転させる場合もある。
(第4の実施形態)
図14は本発明の第4の実施形態を示す構成図で、図1と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点について述べる。
図14は本発明の第4の実施形態を示す構成図で、図1と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点について述べる。
第4の実施形態では、図14に示すように固定子鉄心2の表面に第1の音響センサ69と第2の音響センサ70を適宜の距離を存してそれぞれ接触させて固定し、第1の音響センサ69で検出される音響波を第1の音響パルス信号として第1の音響パルス信号処理装置71に、第2の音響センサ70で検出される音響波を第2の音響パルス信号として第2の音響パルス信号処理装置72にそれぞれ入力し、これら第1の音響パルス信号処理装置71及び第2の音響パルス信号処理装置72の出力値を演算・表示装置73にそれぞれ与える以外は図1の構成と同様である。
上記第1の音響パルス信号処理装置71及び第2の音響パルス信号処理装置72は、第1の実施形態で述べたと同様の処理機能を有している。
また、演算・表示装置73は、電気パルス信号処理装置7の出力値と第1の音響パルス信号処理装置71及び第2の音響パルス信号処理装置72の出力値をそれぞれ回転電機の固定子コイルに印加された電圧周期で繰返し同一周期図に表し、予め設定された正のしきい値以上及び負のしきい値以下の電気パルス信号処理装置7の出力の発生期間と、正のしきい値以上の第1の音響パルス信号処理装置71の出力の発生期間及び第2の音響パルス信号処理装置72の出力の発生期間から電気パルス信号処理装置7の出力の発生時刻開始と第1の音響パルス信号処理装置71の出力の発生時刻開始の第1の時間差及び電気パルス信号処理装置7の出力の発生時刻開始と第2の音響パルス信号処理装置72の出力の発生時刻開始の第2の時間差を算出し、第1の音響センサ69からの第1の時間差分の音響信号の第1の伝搬距離と第2の音響センサ70からの第2の時間差分の音響センサの第2の伝搬距離に一致するコイル上の位置で部分放電が発生したと判定するものである。
このような構成の回転電機の部分放電検出装置において、演算・表示装置73は第1の実施形態の図5に示した場合と同様に、少なくとも電圧周期以上の期間で電気パルス信号処理装置7、第1の音響パルス信号処理装置71の出力及び第2の音響パルス信号処理装置72の出力を取込み、図15に示すように電気パルスの部分放電パターン39と第1の音響パルス信号処理装置71の出力から得られる音響パルスの部分放電パターン74及び第2の音響パルス信号処理装置72の出力から得られる音響パルスの部分放電パターン75を計算する。
また、図15に示すように電気パルス及び音響パルスの部分放電パターンは、一般にある発生期間に連続して発生し、放電群を形成することが多いことから、演算・表示装置73は電気パルスの部分放電パターンにおいて正のしきい値54以上で発生する正の電気パルスの発生期間34(あるいは負のしきい値55以下で発生する負の電気パルスの発生期間41)、第1の音響パルスの部分放電パターン74においては、しきい値56以上で発生する第1の音響パルスの発生期間78及び第2の音響パルスの部分放電パターン75においては、しきい値56以上で発生する第2の音響パルスの発生期間79を求めることができ、正(あるいは負)の電気パルスの発生期間34の発生開始時刻96と第1の音響パルスの発生期間78の発生開始時刻97との時間差である第1の遅れ時間76と正の電気パルスの発生期間34の発生開始時刻96と第2の音響パルスの発生期間79の発生開始時刻98との時間差である第2の遅れ時間77を算出し、電気パルス処理時間及び伝播時間が音響パルスのセンサからコイルまでの距離43を伝搬する時間に比べて無視できる場合には、図16に示すようにこの第1の遅れ時間76及び第2の遅れ時間77と音波の伝搬時間が第1の音響センサから部分放電発生源までの距離80及び第2の音響センサから部分放電発生源までの距離81を算出する。
さらに、演算・表示装置73は、図16に示すように第1の音響センサ69から部分放電発生源までの距離80を半径とした第1の円88及び第2の音響センサ70から部分放電発生源までの距離81の第2の円の交点であるコイル位置82を決定する。このコイル位置82がコイル上にあれば部分放電を発生した場所と特定できる。
このように第4の実施形態の構成としても、部分放電発生位置の特定が可能な回転電機の部分放電検出装置を提供できる。
(第5の実施形態)
図17は本発明の第5の実施形態を示す構成図で、図14と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点について述べる。
図17は本発明の第5の実施形態を示す構成図で、図14と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点について述べる。
第5の実施形態では、図14に示す結合コンデンサ5及び検出インピーダンス6からなる電気パルス検出回路に代えて、図17に示すように高周波変流器45を設け、この高周波変流器45により検出された電気パルスを電気パルス信号処理装置7に入力する以外は図14と同様である。
この高周波変流器45として、一般的な部分放電の周波数帯域である数kHz以上の検出感度を有するものを使用すれば、第4の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
また、第2の実施形態で述べた図10(a),(b)に示すようにコイル端部の外周部に2分割式の高周波変流器95を設ければ、コイル導体10に結合コンデンサを接続することなく非接触でコイル導体に流れる電気パルス信号を検出することができる。
図14に示すようにコイル導体10にコンデンサ5を接続する場合には、コンデンサ5に高電圧が加わるため、コンデンサ5には高い絶縁性能が必要であるが、図17に示す高周波変流器45として図10に示す分割式の高周波変流器95を使用すれば、コイル導体10に非接触で電気パルス信号18の検出が可能になり、高い絶縁信頼性を有し且つ部分放電発生位置の特定が可能となる。
(第6の実施形態)
図18は本発明の第6の実施形態を示す構成図で、図1と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点について述べる。
図18は本発明の第6の実施形態を示す構成図で、図1と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点について述べる。
第6の実施形態では、図18に示すように固定子鉄心2の表面に音響センサ3を接触させ且つ鉄心あるいはコイル沿面に沿って移動可能に配置すると共に、鉄心2の端面から見たこの音響センサ3の位置を検出する位置センサ84を図示しない支持部材に支持させて設け、音響センサ3で検出される音響波を音響パルス信号として音響パルス信号処理装置4に入力し、この音響パルス信号処理装置4及び位置センサ84の出力値を演算・表示装置83に電気パルス信号処理装置7の出力値と共に与える以外は図1の構成と同様である。
上記演算・表示装置83は、電気パルス信号処理装置7の出力値と音響パルス信号処理装置4の出力値を少なくとも回転電機の固定子コイルに印加された電圧周期の間取込んで電気パルス信号処理装置7の出力値と音響パルス信号処理装置4の出力値をそれぞれ回転電機の固定子コイルに印加された電圧周期で繰返し同一周期図に表し、正及び負のしきい値以上の電気パルス信号処理装置7の出力の発生期間での最大値をとる第1の時刻から音響パルス信号のコイルの所定位置から位置センサ84までの伝搬時間だけ遅れた第2の時刻でのしきい値以上の音響パルス信号処理装置4の出力値と音響センサ位置との関係を表し、音響パルス信号処理装置4の出力値が極大値をとる一つのあるいは複数の位置で部分放電が発生したと判定する機能を備えている。
このような構成の回転電機の部分放電検出装置において、演算・表示装置73は第1の実施形態の図5に示した場合と同様に、音響センサ3がある位置にあるとき、ある時間内で電気パルス信号処理装置7及び音響信号パルス処理装置4の出力値を取込むと、図19に示すように部分放電パターン39と音響センサ3がある位置Aにあるときの音響パルスの部分放電パターン90を計算する。
なお、図19には比較として音響センサ3がある位置Bにあるときの音響パルスの部分放電パターン91を併せて示してある。
図19に示すように電気パルス及び音響パルスの部分放電パターンは、一般にある発生期間内に発生して放電群を形成する場合が多く、演算・表示装置73は電気パルスの部分放電パターン39よりある正のしきい値54以上で発生する正の電気パルスの発生期間34を求めることができる。また、負のしきい値55以下で発生する負の電気パルスの発生期間についても求められるが、本例では該当する期間がないので、図示していない。
さらに、音響センサ3があるある位置にあるとき、演算・表示装置73は、電気パルスの発生期間34のうち最大の電気パルス値が存在する時刻85に図7に示すように、音響センサ3とコイル位置44との距離、すなわち位置センサ84とコイル1の距離43だけ音波が伝搬する遅れ時間35を加算した検出時刻86を求め、この検出時刻86での音響パルスの部分放電パターンの最大値87を算出する。そして、音響センサ3を固定子鉄心2あるいは固定子コイル1の沿面に沿って移動させ、複数の位置でその最大値87を算出し図20に示すように部分放電パターンの最大値87と位置センサ84の位置関係を求め、その最大値あるいは極大値をとる位置で部分放電が発生したと判定する。
したがって、このような構成の回転電機の部分放電検出装置としても、部分放電発生位置の特定が可能である。
(第7の実施形態)
図21は本発明の第7の実施形態を示す構成図で、図18と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点について述べる。
図21は本発明の第7の実施形態を示す構成図で、図18と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点について述べる。
第7の実施形態では、図18に示す結合コンデンサ5及び検出インピーダンス6からなる電気パルス検出回路に代えて、図21に示すように高周波変流器45を設け、この高周波変流器45により検出された電気パルスを電気パルス信号処理装置7に入力する以外は図18と同様である。
この高周波変流器45として、一般的な部分放電の周波数帯域である数kHz以上の検出感度を有するものを使用すれば、第6の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
また、第2の実施形態で示した図10(a),(b)のようにコイル端部の外周部に2分割式の高周波変流器95を設ければ、コイル導体10に結合コンデンサを接続することなく非接触でコイル導体に流れる電気パルス信号を検出することができる。
図21に示すようにコイル導体10にコンデンサ5を接続する場合には、コンデンサ5に高電圧が加わるため、コンデンサ5には高い絶縁性能が必要であるが、分割式の高周波変流器95を使用すれば、コイル導体10に非接触で電気パルス信号の検出が可能になり、高い絶縁信頼性を有し且つ部分放電発生位置の特定が可能となる。
1…固定子コイル、2…固定子鉄心、3…音響センサ、4…電気パルス信号処理装置、5…結合コンデンサ、6…検出インピーダンス、7…音響パルス信号処理装置、8,68…演算・表示装置、9…高圧電源、45,95…高周波変流器、58…ローパスフィルタ、63…抵抗分圧端子、64…抵抗器、69…第1の音響センサ、70…第2の音響センサ、71…第1の音響パルス信号処理装置、72…第2の音響パルス信号処理装置、73…演算・表示装置、83…演算・表示装置、84…位置センサ
Claims (8)
- 回転電機の運転時または部分放電試験時に固定子コイルの部分放電によりコイル導体に発生する電気パルス信号を検出する電気パルス検出手段と、
前記回転電機の固定子鉄心あるいはコイル最外層に接触させて設けられ前記固定子コイルの部分放電により発生する音響パルス信号を検出する音響センサと、
前記電気パルス検出手段により検出された前記コイル導体に発生する電気パルス信号が入力され、予め設定されたしきい値以上の電気パルスの極性が含まれた第1波ピーク値を検出し、あるいは予め設定されたしきい値以上の第1波ピーク値の極性と波形がしきい値以下になる時刻までのパルス波形の時間積分値との積を算出して出力する電気パルス信号処理手段と、
前記音響センサより入力される音響パルス信号に対して予め設定されたしきい値以上の音響パルス信号の最大ピーク値を検出し、あるいは予め設定されたしきい値以上のピーク値を持つ音響パルス信号の包絡線で囲まれた面積を算出して出力する音響パルス信号処理手段と、
前記電気パルス信号処理手段の出力値と前記音響パルス信号処理手段の出力値を少なくとも前記回転電機の固定子コイルに印加される電圧周期の間取込んで前記電気パルス信号処理手段の出力値と前記音響パルス信号処理手段の出力値をそれぞれ前記回転電機の固定子コイルに印加された電圧周期で繰返して同一周期図に表し、予め設定されたしきい値以上の前記電気パルス信号処理手段の出力の第1の発生期間と予め設定されたしきい値以上の前記音響パルス信号処理手段の出力の第2の発生期間を算出し、前記第1の発生期間より音響パルス信号のコイルの所定位置から前記センサまでの伝搬時間だけ遅れた第3の発生期間内に前記第2の発生期間内の2つの放電時刻のうちいずれかの時刻が含まれたときに前記コイル位置で部分放電が発生したと判定する機能を有する演算手段と、
を備えたことを特徴とする回転電機の部分放電検出装置。 - 回転電機の運転時または部分放電試験時に固定子コイルのコイル導体に直列接続され、前記固定子コイルの部分放電によりコイル導体に発生する電気パルス信号を検出する結合コンデンサ及び検出インピーダンスからなる電気パルス検出回路と、
前記回転電機の固定子鉄心あるいはコイル最外層に接触させて設けられ前記固定子コイルの部分放電により発生する音響パルス信号を検出する音響センサと、
前記電気パルス検出回路の前記検出インピーダンスの出力側に接続されたローパスフィルタと、
前記電気パルス検出回路により検出された前記コイル導体に発生する電気パルス信号が入力され、予め設定されたしきい値以上の電気パルスの極性が含まれた第1波ピーク値の絶対値を検出し、あるいは予め設定されたしきい値以上の第1波ピーク値の極性と波形がしきい値以下になる時刻までのパルス波形の時間積分値との積を算出して出力する電気パルス信号処理手段と、
前記音響センサより入力される音響パルス信号に対して予め設定されたしきい値以上の音響パルス信号の最大ピーク値を検出し、あるいは予め設定されたしきい値以上のピーク値を持つ音響パルス信号の包絡線で囲まれた面積を算出して出力する音響パルス信号処理手段と、
前記電気パルス信号処理手段の出力値と前記ローパスフィルタの出力値及び前記音響パルス信号処理手段の出力値を少なくとも前記回転電機の固定子コイルに印加された電圧周期の間取込んで前記電気パルス信号処理手段の出力値と前記音響パルス信号処理手段の出力値及び前記ローパスフィルタの出力波形値の位相を90度遅らせた電圧波形信号それぞれ前記回転電機の固定子コイルに印加された電圧周期で繰返して同一周期図に表し、前記電気パルス信号処理手段のうち電圧位相波形の90度〜270度あるいは−90〜90度を負の値として表示し、予め設定されたしきい値以上の前記電気パルス信号処理手段の出力の第1の発生期間と予め設定されたしきい値以上の前記音響パルス信号処理手段の出力の第2の発生期間を算出し、前記第1の発生期間より音響パルス信号のコイルの所定位置から前記音響センサまでの伝搬時間だけ遅れた第3の発生期間内に前記第2の発生期間内の2つの放電時刻のうちいずれかの時刻が含まれたときに前記コイル位置で部分放電が発生したと判定する機能を有する演算手段と
を備えたことを特徴とする回転電機の部分放電検出装置。 - 回転電機の運転時または部分放電試験時に固定子コイルの部分放電によりコイル導体に発生する電気パルス信号を検出する電気パルス検出手段と、
前記回転電機の固定子鉄心あるいはコイル最外層に適宜の距離を存して接触させてそれぞれ設けられ前記固定子コイルの部分放電により発生する音響パルス信号を検出する第1及び第2の音響センサと、
前記電気パルス検出手段により検出された前記コイル導体に発生する電気パルス信号が入力され、予め設定されたしきい値以上の電気パルスの極性が含まれた第1波ピーク値を検出し、予め設定されたしきい値以上の第1波ピーク値の極性と波形がしきい値以下になる時刻までのパルス波形の時間積分値との積を算出して出力する電気パルス信号処理手段と、
前記第1の音響センサ及び第2の音響センサに対応させてそれぞれ設けられ前記第1及び第2の音響センサより各別に入力される音響パルス信号に対して予め設定されたしきい値以上の音響パルス信号の最大ピーク値を検出し、あるいは予め設定されたしきい値以上のピーク値を持つ音響パルス信号の包絡線で囲まれた面積を算出して出力する第1及び第2の音響パルス信号処理手段と、
前記電気パルス信号処理手段の出力値と前記第1の音響パルス信号処理手段及び第2の音響パルス信号処理手段の出力値をそれぞれ前記回転電機の固定子コイルに印加された電圧周期で繰返して同一周期図に表し、予め設定されたしきい値以上の電気パルス信号処理手段の出力の発生期間と、予め設定されたしきい値以上の前記第1の音響パルス信号処理手段の出力の発生期間及び前記第2の音響パルス信号処理手段の出力の発生期間から前記電気パルス信号処理手段の出力の発生時刻開始と前記第1の音響パルス信号処理手段の出力の発生時刻開始の第1の時間差及び前記電気パルス信号処理手段の出力の発生時刻開始と前記第2の音響パルス信号処理手段の出力の発生時刻開始の第2の時間差を算出し、前記第1の音響センサからの第1の時間差分の音響信号の第1の伝搬距離と前記第2の音響センサからの第2の時間差分の音響センサの第2の伝搬距離に一致するコイル上の位置で部分放電が発生したと判定する機能を有する演算手段と
を備えたことを特徴とする回転電機の部分放電検出装置。 - 回転電機の運転時または部分放電試験時に固定子コイルの部分放電によりコイル導体に発生する電気パルス信号を検出する電気パルス検出手段と、
前記回転電機の固定子鉄心あるいはコイル最外層に接触させて移動可能に設けられ前記固定子コイルの部分放電により発生する音響パルス信号を検出する音響センサと、
この音響センサの位置を測定する位置センサと、
前記電気パルス検出手段により検出された前記コイル導体に発生する電気パルス信号が入力され、予め設定されたしきい値以上の電気パルスの極性が含まれた第1波ピーク値を検出し、予め設定されたしきい値以上の第1波ピーク値の極性と波形がしきい値以下になる時刻までのパルス波形の時間積分値との積を算出して出力する電気パルス信号処理手段と、
前記音響センサより入力される音響パルス信号に対して予め設定されたしきい値以上の音響パルス信号の最大ピーク値を検出し、あるいは予め設定されたしきい値以上のピーク値を持つ音響パルス信号の包絡線で囲まれた面積を算出して出力する音響パルス信号処理手段と、
前記電気パルス信号処理手段の出力値と前記音響パルス信号処理手段の出力値を少なくとも前記回転電機の固定子コイルに印加された電圧周期の間取込んで前記電気パルス信号処理手段の出力値と前記音響パルス信号処理手段の出力値をそれぞれ前記回転電機の固定子コイルに印加された電圧周期で繰返して同一周期図に表し、予め設定されたしきい値以上の前記電気パルス信号処理手段の出力の発生期間での最大値をとる第1の時刻から音響パルス信号のコイルの所定位置からセンサまでの伝搬時間だけ遅れた第2の時刻での予め設定されたしきい値以上の前記音響パルス信号処理手段の出力値と音響センサ位置との関係を表し、前記音響パルス信号処理手段の出力値が極大値をとる一つのあるいは複数の位置で部分放電が発生したと判定する機能を有する演算手段と
を備えたことを特徴とする回転電機の部分放電検出装置。 - 請求項1、請求項3、請求項4のいずれかに記載の回転電機の部分放電検出装置において、
前記電気パルス検出手段は、固定子コイルのコイル導体に直列接続された結合コンデンサ及び検出インピーダンスからなる電気パルス検出回路であることを特徴とする回転電機の部分放電検出装置。 - 請求項1、請求項3、請求項4のいずれかに記載の回転電機の部分放電検出装置において、
前記電気パルス検出手段は、前記固定子コイルのコイル導体に貫通させて設けられた高周波変流器であることを特徴とする回転電機の部分放電検出装置。 - 回転電機の運転時または部分放電試験時に固定子コイルに発生する部分放電を検出する回転電機の部分放電検出方法において、
電気パルス検出手段によりコイル導体に発生する電気パルス信号を検出すると同時に、前記回転電機の固定子鉄心あるいはコイル最外層に接触させて設けられた音響センサにより前記固定子コイルの部分放電により発生する音響パルス信号を検出する第1のステップと、
この第1のステップにより検出された電気パルス信号を予め設定されたしきい値以上の電気パルスの極性が含まれた第1波ピーク値として検出する第2のステップと、
前記第1のステップにより検出された音響パルス信号を予め設定されたしきい値以上の最大ピーク値として検出する第3のステップと、
前記第2のステップで検出された電気パルス信号の第1波ピーク値と第3のステップで検出された音響パルス信号の最大ピーク値を前記回転電機の固定子コイルに印加される電圧周期の間取込んでそれぞれの値を回転電機の固定子コイルに印加された電圧周期で繰返して同一周期図に表す第4のステップと、
この第4のステップにより表された同一周期図から電気パルス信号の第1波ピーク値の予め設定されたしきい値以上の第1の発生期間と音響パルス信号の予め設定されたしきい値以上の最大ピーク値の第2の発生期間を算出し、前記第1の発生期間より音響パルス信号のコイルの所定位置から音響センサまでの伝搬時間だけ遅れた第3の発生期間内に前記第2の発生期間内の2つの放電時刻のうちいずれかの時刻が含まれたときに前記コイル位置で部分放電が発生したと判定する第5のステップとからなる
ことを特徴とする回転電機の部分放電検出方法。 - 回転電機の運転時または部分放電試験時に固定子コイルに発生する部分放電を検出する回転電機の部分放電検出方法において、
電気パルス検出手段によりコイル導体に発生する電気パルス信号を検出すると同時に、前記回転電機の固定子鉄心あるいはコイル最外層に適宜の距離を存して接触させてそれぞれ設けられた第1音響センサ及び第2の音響センサにより前記固定子コイルの部分放電により発生する音響パルス信号を検出する第1のステップと、
この第1のステップにより検出された電気パルス信号から予め設定されたしきい値以上の電気パルスの極性が含まれた第1波ピーク値を検出する第2のステップと、
前記第1のステップにより検出された第1の音響センサ及び第2の音響センサからの第1の音響パルス信号及び第2の音響パルス信号に対して予め設定されたしきい値以上の最大ピーク値をそれぞれ検出する第3のステップと、
前記第2のステップで検出された電気パルス信号の第1波ピーク値と前記第3のステップで検出された第1の音響パルス信号及び第2の音響パルス信号の最大ピーク値を前記回転電機の固定子コイルに印加される電圧周期の間取込んでそれぞれの値を回転電機の固定子コイルに印加された電圧周期で繰返して同一周期図に表す第4のステップと、
この第4のステップにより表された同一周期図から電気パルス信号の第1波ピーク値のしきい値以上の発生期間と第1の音響パルス信号のしきい値以上の最大ピーク値の発生期間及び第2の音響パルス信号のしきい値以上の最大ピーク値の発生期間から、前記電気パルス信号のしきい値以上の第1波ピーク値の発生時刻開始と前記第1の音響パルス信号のしきい値以上の最大ピーク値の発生時刻開始との第1の時間差及び前記電気パルス信号のしきい値以上の第1波ピーク値の発生時刻開始と前記第2の音響パルス信号のしきい値以上の最大ピーク値の発生時刻開始との第2の時間差を求める第5のステップと、
この第5のステップで求められた第1の時間差分の音響信号の伝搬距離が第2の時間差分の音響信号の伝搬距離に一致するコイル位置で部分放電が発生したと判定する第6のステップとからなる
ことを特徴とする回転電機の部分放電検出方法。
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2007
- 2007-02-28 JP JP2007050085A patent/JP2008215864A/ja active Pending
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