JPH09257862A

JPH09257862A - 巻線絶縁診断装置

Info

Publication number: JPH09257862A
Application number: JP8064709A
Authority: JP
Inventors: Yuji Mizutani; 雄二水谷
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-03-21
Filing date: 1996-03-21
Publication date: 1997-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】ターン絶縁が完全に短絡している状態の巻線
の異常、並びに、ターン絶縁に付いた傷によりコロナ開
始電圧が基準値よりも低い巻線の異常を検出する。【解決手段】本発明の巻線絶縁診断装置は、３相巻線
のうちの診断対象の１相の巻線にパルス電圧を印加する
パルス電源３３と、他の２相の巻線の端子とアースとを
接続する２本の接続線３７、３８を挿通させる貫通孔３
９ａを有する電流検出器３９とを備え、２本の接続線３
７、３８に流れる電流の向きが同時刻で打ち消し合うよ
うにそれら接続線３７、３８を電流検出器３９の貫通孔
３９ａに挿入し、そして、電流検出器３９により検出し
た電流の波形に基づいて巻線のターン絶縁の異常を判断
するように構成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転電機や静止誘
導機器に搭載された巻線の絶縁状態を診断する巻線絶縁
診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】巻線の絶縁状態を診断する場合、一般的
には、対地絶縁に高電圧を加える耐圧試験を行ったり、
メガー試験器により対地絶縁に直流電圧を加えて流れる
電流を測定する試験を行ったりしている。しかし、これ
らの試験は、対地絶縁に過電圧を加えて絶縁破壊の有無
や漏れ電流の大きさから対地絶縁の状態を診断するもの
であり、巻線のターン絶縁の状態を診断することはでき
ない。

【０００３】巻線のターン絶縁の状態を診断する方法と
しては、ターン絶縁に過電圧を加えて試験する方法が知
られており、これを実現した試験装置としてレヤー試験
器が市販されている。このレヤー試験器により三相誘導
電動機の巻線のターン絶縁状態を診断する構成を、図１
０に示す。この図１０に示すように、パルス電源１から
導出された２本の電源線２、３は、切換スイッチ４、５
の各共通接点ａ、ｂに接続されている。これら切換スイ
ッチ４、５は、それぞれ３個の切換接点Ｕａ、Ｖａ、Ｗ
ａ、Ｕｂ、Ｖｂ、Ｗｂを有している。そして、三相誘導
電動機の三相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の巻線６、７、８は、Ｙ接
続されている。

【０００４】この場合、切換スイッチ４、５の切換接点
Ｕａ、ＵｂはＵ相の巻線６の反中性点側の端子に接続さ
れ、切換スイッチ４、５の切換接点Ｖａ、ＶｂはＶ相の
巻線７の反中性点側の端子に接続され、切換スイッチ
４、５の切換接点Ｗａ、ＷｂはＷ相の巻線８の反中性点
側の端子に接続されている。また、オシロスコープ９か
ら導出された２本の検出線１０、１１は、切換スイッチ
４、５の各共通接点ａ、ｂに接続されている。

【０００５】上記構成の場合、パルス電源１は、コンデ
ンサに充電した直流電圧をサイリスタにより１００Ｈｚ
〜５ｋＨｚ程度の周期でスイッチングすることにより、
繰り返しパルス電圧を生成する機能を有している。この
パルス電圧の波形は、立上がり時間（波頭長）が０．１
μｓ〜５μｓ程度であり、波尾長が５μｓ〜４０μｓ程
度である。

【０００６】そして、上記装置により巻線６、７、８を
診断する場合、まず切換スイッチ４の接点（ａ−Ｕａ）
間をオンすると共に、切換スイッチ５の接点（ｂ−Ｖ
ｂ）間をオンする第１の回路状態にする。続いて、パル
ス電源１をオンしてパルス電圧を巻線６及び７に印加す
る。これにより、オシロスコープ９のディスプレイに図
１１に示すような電圧波形が表示されるようになる。
尚、この波形は、巻線の電気的特性である静電容量やイ
ンダクタンスや抵抗により決まる。

【０００７】次に、切換スイッチ４の接点（ａ−Ｖａ）
間をオンすると共に、切換スイッチ５の接点（ｂ−Ｗ
ｂ）間をオンする第２の回路状態にして、パルス電源１
からパルス電圧を巻線７及び８に印加する。これによ
り、オシロスコープ９に図１１に示す電圧波形とほぼ同
様な電圧波形が表示されるようになる。そして、上述し
た切換スイッチ４、５の切換動作を１秒間に５０〜６０
回程度繰り返すと、オシロスコープ９には、第１の回路
状態のときの電圧波形と第２の回路状態のときの電圧波
形が重なって表示されるようになる（図１２参照）。こ
こで、表示された電圧波形の重なり具合と巻線のターン
絶縁状態との間に関係があるため、検査者は上記電圧波
形の重なり具合に基づいてターン絶縁の異常を診断する
ことができる。尚、電圧波形の重なり具合と巻線のター
ン絶縁状態との具体的関係については後述する。

【０００８】上記レヤー試験器によれば、巻線のターン
絶縁及び対地絶縁の状態を診断することができる。ま
た、上記レヤー試験器による診断（試験）の場合、巻線
にパルス電圧を印加する構成であるため、巻線に電圧を
印加している時間は商用電源の１／１０００ぐらいの短
い時間となり、絶縁試験を行っても巻線の絶縁物が劣化
し難いという長所がある。更に、上記レヤー試験器によ
れば、巻線の結線間違いや、ターン数の間違いも検出で
きるので、巻線の製造ラインの検査にも使用されてい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】さて、巻線のターン絶
縁の状態は、大きく分けると次の３種類の分類すること
ができる。即ち、第１の状態は、健全（正常）状態であ
る。第２の状態は、レヤー試験により一部のターン絶縁
同士が全路破壊してしまう状態、または、ターン絶縁が
既に短絡している状態である。第３の状態は、絶縁物の
一部が劣化或いは損傷を受けていることから劣化或いは
傷部分近傍の空気の一部が絶縁破壊し、部分放電（コロ
ナ）が発生する状態である。この第３の状態を一般的に
「コロナ放電が発生している」或いは「コロナの発生」
という。また、巻線に印加する電圧を低い電圧から徐々
に昇圧させていき、ターン絶縁にコロナが発生したとき
の電圧をコロナ開始電圧（以下、ＣＳＶと称す）とい
う。

【００１０】次に、上述したレヤー試験器により実際に
巻線のターン絶縁状態を診断した結果を説明する。ここ
で、診断対象の巻線（三相巻線）として、３種類の巻線
Ａ、Ｂ、Ｃを用意した。巻線Ａは、各相のターン絶縁が
全く健全な巻線である。巻線Ｂは、Ｕ相の５ターン目と
１０ターン目の絶縁が完全に短絡している状態の巻線で
あり、通常は不良品である。巻線Ｃは、ターン絶縁は短
絡していないが、ターン絶縁に付いた傷（欠陥部分）に
よりコロナ開始電圧が基準値よりも低い巻線である。
尚、上記巻線Ｃは、製造時の絶縁紙のずれや絶縁紙の挿
入忘れ等によって製造されてしまうことがある。

【００１１】まず、健全な巻線Ａを上述したレヤー試験
器により試験したときの電圧波形を図１２に示す。この
図１２からわかるように、健全な巻線Ａにおいても、Ｕ
−Ｖ間の電圧波形とＶ−Ｗ間の電圧波形は完全に一致す
ることはなく、ほぼ同じ波形であるが少しずれる。この
ように少しずれる理由は、同じ形に制作した巻線であっ
ても、静電容量やインダクタンス等の電気定数が製品毎
に若干ばらついているためであると考えられる。

【００１２】次に、巻線Ｂを上述したレヤー試験器によ
り試験したときの電圧波形を図１３に示す。この図１３
からわかるように、Ｕ−Ｖ間の電圧波形とＶ−Ｗ間の電
圧波形は大きくことなる。これは、ターン絶縁の短絡に
より巻線のインダクタンスが大きく変化したためであ
る。従って、上記図１３のように電圧波形が異なってい
ることを観測した場合、診断対象の巻線のターン絶縁が
短絡していると判断することができる。

【００１３】一方、巻線Ｃを上述したレヤー試験器によ
り試験したときの電圧波形を図１４に示す。この図１４
は、健全な巻線Ａの電圧波形を示す図１２とほぼ同じで
あり、違いを判別することができない。即ち、上記レヤ
ー試験器による試験では、巻線Ｃの異常を判断すること
ができない。これは、ターン絶縁の欠陥部分でコロナが
発生しているにもかかわらず、コロナによる電流を検出
することができないためである。ここで、コロナによる
電流を検出するために、巻線に印加するパルス電圧を絶
縁破壊する直前まで上昇させることにより、大きなコロ
ナを発生させると、図１５に示すように、コロナ電流の
波形Ｐを観測できるようになる。しかし、このような高
い電圧を巻線に印加すると、印加時間の短いパルス電圧
であっても、巻線の絶縁物がコロナによって劣化してし
まうという問題が発生する。このため、実際には、レヤ
ー試験器では巻線Ｃのターン絶縁の異常を検出すること
ができなかった。

【００１４】そこで、本発明の目的は、ターン絶縁が完
全に短絡している状態の巻線の異常、並びに、ターン絶
縁は短絡していないが、ターン絶縁に付いた傷（欠陥部
分）によりコロナ開始電圧が基準値よりも低い巻線の異
常を検出することができる巻線絶縁診断装置を提供する
にある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の巻線絶縁診断装
置は、３相巻線のうちの診断対象の１相の巻線にパルス
電圧を印加するパルス電源と、他の２相の巻線の端子と
アースとを接続する２本の接続線を挿通させる貫通孔を
有し、これら２本の接続線に流れる電流を検出する高周
波電流検出手段とを備え、前記２本の接続線を前記高周
波電流検出手段の貫通孔に挿入するに際して、前記２本
の接続線に流れる電流の向きが同時刻で打ち消し合うよ
うに挿入する構成とし、前記高周波電流検出手段により
検出した電流の波形に基づいて前記巻線のターン絶縁を
診断するように構成したところに特徴を有する。

【００１６】上記構成によれば、２本の接続線を高周波
電流検出手段の貫通孔に挿入するに際して、２本の接続
線に流れる電流の向きが同時刻で打ち消し合うように挿
入する構成としたので、高周波電流検出手段により検出
される電流の大きさが小さくなる。このため、高周波電
流検出手段により検出される電流の波形を高感度機能を
用いて観測することが可能となり、電流検出精度を高く
することができる。そして、ターン絶縁が完全に短絡し
ている状態の巻線を診断する場合に、高周波電流検出手
段により検出した電流の波形は、健全な巻線の場合に検
出された電流の波形に比べて周波数が大きくなるから、
ターン絶縁が完全に短絡している状態の巻線の異常を検
出することができる。また、ターン絶縁は短絡していな
いが、ターン絶縁に付いた傷によりコロナ開始電圧が基
準値よりも低い巻線を診断する場合に、高周波電流検出
手段により検出した電流の波形は、健全な巻線の場合に
検出された電流の波形に対して立上がり時間とパルス幅
が短いパルスが重畳するような波形となるから、上記コ
ロナが発生するようなターン絶縁状態の巻線の異常を検
出することができる。しかも、この構成の場合、巻線に
高い電圧を印加する必要がないから、巻線の絶縁物がコ
ロナによって劣化することがない。

【００１７】また、上記構成の場合、パルス電源は、パ
ルス電圧を低電圧から設定電圧ずつ昇圧する機能を有し
ていることが好ましい。更に、高周波電流検出手段によ
り検出した電流の波形を観測する高速記録可能なデジタ
ルオシロスコープを備えると共に、このデジタルオシロ
スコープから出力される電流波形の観測データを入力す
るパーソナルコンピュータを備え、そして、パーソナル
コンピュータによって電流波形の観測データをデータ処
理することにより巻線のターン絶縁を診断するように構
成することが好ましい。

【００１８】更にまた、検査対象の巻線に印加するパル
ス電圧をデジタルオシロスコープの第１チャンネルに電
圧プローブを介して供給すると共に、高周波電流検出手
段から出力される電流検出信号をデジタルオシロスコー
プの第２チャンネルに供給して、パルス電圧に同期させ
て電流検出信号を観測する構成とし、そして、パーソナ
ルコンピュータは、健全な巻線に規定電圧よりも低い電
圧のパルス電圧を印加した状態で高周波電流検出手段に
より検出した電流の波形をデジタルオシロスコープによ
り観測した電流波形を基準波形として記憶し、この後、
診断対象の巻線に印加するパルス電圧を前記低い電圧か
ら設定電圧ずつ上昇させた状態で高周波電流検出手段に
より検出した電流の波形をデジタルオシロスコープによ
り観測した観測電流波形と、前記基準波形に印加したパ
ルス電圧の電圧上昇比率を乗じて得られた計算電流波形
とを比較し、所定以上の相違がある場合に巻線がターン
絶縁不良であると診断するように構成することが良い構
成である。

【００１９】また、３相巻線の中性点を外した状態で、
巻線のターン絶縁を診断することも好ましい。一方、高
周波電流検出手段により検出した電流の波形を高速フー
リエ変換する高速フーリエ変換手段と、この高速フーリ
エ変換手段により変換された周波数成分に基づいて巻線
のターン絶縁を診断する診断手段とを備えるように構成
することも好ましい。

【００２０】更に、診断手段は、健全な巻線に規定電圧
よりも低い電圧のパルス電圧を印加した状態で高周波電
流検出手段により検出した電流を高速フーリエ変換手段
により変換し、この変換した周波数成分を基準周波数成
分として記憶し、この後、診断対象の巻線に規定電圧に
上昇させたパルス電圧を印加した状態で高周波電流検出
手段により検出した電流を前記高速フーリエ変換手段に
より変換し、この変換した周波数成分と基準周波数成分
とを比較し、両者の周波数領域の相違に基づいて巻線の
ターン絶縁を診断するように構成することもより一層好
ましい。

【００２１】また、単相または３相巻線のうちの診断対
象の１相の巻線にパルス電圧を印加するパルス電源と、
診断対象の巻線を構成する複数の部分巻線を接続する接
続線に流れる電流を検出する高周波電流検出手段とを備
え、高周波電流検出手段により検出した電流の波形に基
づいて巻線のターン絶縁を診断するように構成すること
も良い。

【００２２】更にまた、高周波電流検出手段として、高
周波変流器または高周波電流プローブを用いることが好
ましい。この場合、高周波変流器または高周波電流プロ
ーブの検出部は、ＮｉＦｅ／ＳｉＯ2 、ＣｏＺｒＮｂ／
ＳｉＯ2 或いはＣｏＦｅ／ＳｉＯ2 の磁性薄膜から構成
することが一層好ましい構成である。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施例につ
いて図１ないし図６を参照しながら説明する。この第１
の実施例においては、運転電圧４００Ｖrms の低圧三相
誘導電動機（４Ｐ−２．２ｋｗ）の固定子巻線を診断す
るようにしている。まず、上記三相誘導電動機の固定子
を示す図２において、固定子２１の固定子鉄心２２に
は、多数のスロット溝２３が形成されている。また、固
定子２１の巻線２４は、マグネットワイヤを巻回して構
成されており、固定子鉄心２２のスロット溝２３内にス
ロット絶縁紙２５を介して挿入されている。尚、スロッ
ト絶縁紙２５は対地絶縁物である。

【００２４】そして、巻線２４をスロット溝２３内に挿
入した後は、スロット溝２３内に楔２６を挿入嵌合して
巻線２４を固定している。また、巻線２４のコイルエン
ド部２７における異相間には、絶縁紙２８が挿入されて
いる。更に、巻線２４のコイルエンド部２７は、繊維紐
２９により縛り固定されている。そして、このように固
定子鉄心２２に巻装された巻線２４にはワニス処理が施
されるようになっている。このような構成の巻線２４の
ターン絶縁は、高圧三相誘導電動機の固定子巻線に比べ
て、外力により傷付き易い傾向がある。尚、この場合の
外力は、製造時や使用中の点検時に作用する機械的外
力、或いは、苛酷な運転時に発生する振動や機械的応力
等である。

【００２５】次に、本実施例の巻線絶縁診断装置につい
て、図１を参照して説明する。この図１に示すように、
巻線２４は三相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の巻線３０、３１、３２
を例えばＹ接続して構成されている。そして、パルス電
源３３から導出された２本の電源線３４、３５のうちの
一方の電源線３４は、Ｕ相の巻線３０の反中性点側の端
子３０ａに接続されている。上記他方の電源線３５は、
アースされている。上記パルス電源３３は、直流電源回
路、コンデンサ、抵抗、サイリスタ及び制御回路（いず
れも図示しない）から構成されており、パルス幅が１０
μｓ程度で且つ繰り返し周波数が１ｋＨｚ程度の繰り返
しパルス電圧を発生する機能を有している。

【００２６】また、パルス電源３３は、設定された低電
圧値のパルス電圧から設定された設定電圧（例えば５０
Ｖpeak）ずつ設定時間毎に昇圧させていく機能を有して
いる。尚、これら設定低電圧値、設定電圧、設定時間等
を予め設定する操作、並びに、パルス電圧を発生開始さ
せる操作及びパルス電圧の発生を終了させる操作は、パ
ルス電源３３に設けられた操作パネルの各種の操作スイ
ッチを操作することにより、実行できるように構成され
ている。また、パルス電源３３に対する上記した各操作
は、外部の機器である例えばパーソナルコンピュータ
（以下、パソコンと称す）３６から制御信号をパルス電
源３３に与えることにより、実行できるように構成され
ている。

【００２７】一方、Ｖ相の巻線３１及びＷ相の巻線３２
の各反中性点側の端子３１ａ及び３２ａは、接続線３７
及び３８を介してアースされている。これら接続線３７
及び３８は、高周波電流検出手段である電流検出器３９
の貫通孔３９ａ内に挿通されている。この場合、２本の
接続線３７、３８に流れる電流の向きが同時刻で打ち消
し合うように、即ち、逆位相（逆方向）となるように上
記２本の接続線３７、３８を貫通孔３９ａ内に挿入させ
る構成となっている。上記電流検出器３９としては、高
周波変流器であるパルス用電流変流器（例えば３ｄＢ減
衰周波数４０ＭＨｚ）、或いは、高周波電流プローブ
（例えば３ｄＢ減衰周波数１２０ＭＨｚ）を使用してお
り、高い周波数まで減衰量が少ない状態で電流を電圧に
変換できる機能を備えた検出器である。

【００２８】そして、上記パルス用電流変流器または高
周波電流プローブの検出部である磁心（鉄心）は、Ｎｉ
Ｆｅ／ＳｉＯ2 、ＣｏＺｒＮｂ／ＳｉＯ2 或いはＣｏＦ
ｅ／ＳｉＯ2 の磁性薄膜から構成することが好ましい。
これらの材質は、数ＧＨｚ帯まで比透磁率が安定してい
る物質であるから、より一層高い周波数の電流まで正確
に検出できると共に、電流検出器３９自体の構成を小形
化することも可能となる。

【００２９】また、上記電流検出器３９から出力される
電流検出信号は、デジタルオシロスコープ４０の第２チ
ャンネルに与えられるように構成されている。そして、
電圧プローブ４１（例えば１００倍）によりＵ相の巻線
３０の端子３０ａとアースとの間の電圧を検出し、この
電圧検出信号を上記デジタルオシロスコープ４０の第１
チャンネルに与えるように構成されている。上記デジタ
ルオシロスコープ４０は、例えば２チャンネル同時に、
４００ＭＳでサンプリングする機能を有している。そし
てこの場合、デジタルオシロスコープ４０は、第１チャ
ンネル側の信号を内部トリガモードにすることにより、
巻線に印加するパルス電圧波形に同期させた形で電流検
出器３９により検出した電流の波形（電流検出信号の波
形）を観測することができるように構成されている。

【００３０】そして、上記デジタルオシロスコープ４０
には、ディスプレイ４０ａが設けられており、このディ
スプレイ４０ａに上記観測した電流波形が表示されるよ
うになっている。また、デジタルオシロスコープ４０
は、上記観測した電流波形のデジタルデータである観測
データをＧＰ−ＩＢインターフェース（ＩＥＥＥ−４８
８規格）を介して外部の機器であるパソコン３６へ送信
することが可能なように構成されている。そして、この
パソコン３６は、デジタルオシロスコープ４０から与え
られた電流波形の観測データをデータ処理すると共に、
外部記憶装置である例えばハードディスク４２に記憶さ
せて保存できるように構成されている。

【００３１】次に、上記構成の巻線診断装置により巻線
を診断する場合の動作について、図３ないし図６も参照
して説明する。この場合、前記「発明が解決しようとす
る課題」の欄で説明した３種類の巻線Ａ、Ｂ、Ｃを診断
する場合の動作について説明する。尚、これら巻線Ａ、
Ｂ、Ｃの規定電圧（規定の試験電圧）は１６００Ｖpeak
（Ｖpeakは波高値）であるとする。この規定電圧の具体
値は、巻線の規格・種類毎に予め設定されている。

【００３２】まず、健全な巻線Ａを巻線診断装置に図１
に示すように接続する。そして、パルス電源３３を、規
定電圧１６００Ｖpeakの１／２の電圧である８００Ｖpe
ak（この電圧を基準電圧と称す）のパルス電圧を発生す
るように設定してから電圧発生開始操作を行う。これに
より、約８００Ｖpeakのパルス電圧が巻線Ａの３相のう
ちのＵ相の巻線３０に印加されるようになる。この印加
電圧の波形をデジタルオシロスコープ４０により観測す
ると、図３（ａ）に示すような電圧波形を観測すること
ができる。尚、図３（ａ）において、縦軸の１目盛りは
２００Ｖを示している。

【００３３】そして、上記したパルス電圧の印加状態
で、電流検出器３９により検出した電流の波形を、デジ
タルオシロスコープ４０により観測すると、図３（ｂ）
に示すような電流波形となり、この電流波形がデジタル
オシロスコープ４０のディスプレイ４０ａに表示される
と共に、上記電流波形の観測データがパソコン３６へ送
られるように構成されている。尚、図３（ｂ）におい
て、縦軸の１目盛りは１０ｍＡである。

【００３４】この場合、電流検出器３９により検出した
電流は、Ｖ相の巻線３１を流れる電流ｉV とＷ相の巻線
３２を流れる電流ｉW とが相殺（減算）した電流であ
る。ここで、上記電流ｉV 及びｉW は、Ｕ相の巻線３０
を流れる電流ｉU が図１に示すように分かれた電流であ
る。また、このように相殺した電流となる理由は、電流
検出器３９の貫通孔３９ａに２本の接続線３７、３８を
挿入するに際して、２本の接続線３７、３８に流れる電
流の向きが同時刻で打ち消し合うように挿入しているた
めである。即ち、電流検出器３９の貫通孔３９ａに挿入
されている２本の接続線３７、３８に流れる電流の向き
が逆であるため、２つの電流ｉV 、ｉW により発生する
磁束が打ち消し合い、検出される電流値が相殺（減算）
されるのでる。

【００３５】ここで、三相の巻線３０、３１、３２は同
じ形状（寸法）に作られているため、上記２つの電流ｉ
V 、ｉW はほぼ等しい電流となり、検出される電流値は
ほぼ零となるはずである。しかし、実際には、各巻線３
０、３１、３２の電気定数が微妙に相違すると共に、結
線している回路のインピーダンスが異なることから、検
出電流は零になることはなく、図３（ｂ）に示すような
電流波形となる。この電流波形は、印加されたパルス電
圧の波形（図３（ａ）参照）に同期している。以下、こ
の電流波形、即ち、上記基準電圧を印加したときに電流
検出器３９により検出される電流波形を基準波形と呼
ぶ。また、パソコン３６は、デジタルオシロスコープ４
０から送られた基準波形のデータをハードディスク４２
内に記憶するように構成されている。尚、この記憶され
た基準波形データには検索タグが付されており、必要な
ときにいつでも検索して取り出せるように構成されてい
る。

【００３６】次に、巻線のターン絶縁状態を診断するた
めに、巻線に印加するパルス電圧を８００Ｖpeakから５
０Ｖpeakずつ上昇させる。具体的には、まず、パルス電
源３３のパルス電圧を８５０Ｖpeakにする。そして、こ
の印加状態で、電流検出器３９により検出した電流の波
形を、デジタルオシロスコープ４０により観測する。続
いて、デジタルオシロスコープ４０により観測した電流
波形データをパソコン３６へ送る。

【００３７】この後、パソコン３６は、ハードディスク
４２内に記憶された基準波形データを読出すと共に、次
式で倍率Ｒを算出する。

【００３８】Ｒ＝１＋（印加電圧−基準電圧）／基準電圧＝１＋（８５０−８００）／８００＝１．０６２５そして、パソコン３６は、上記計算した倍率Ｒを上記読
出した基準波形データに乗ずる。続いて、パソコン３６
は、この乗算した波形データと、デジタルオシロスコー
プ４０から送られた観測電流波形データとを比較する。
この場合、観測電流波形データの値が、乗算した波形デ
ータの例えば３％以内の値であれば、実用上差障りな
い、即ち、ターン絶縁状態が正常であると判断する。
尚、上記３％という判断値は、巻線の種類に応じて変え
たり、製造ばらつきが大きいタイプの巻線では大きくし
たりする必要がある。

【００３９】さて、上記比較処理において、比較結果が
３％以内（正常）であると判断された場合には、パルス
電源３３のパルス電圧を更に５０Ｖpeak上昇させて９０
０Ｖpeakにする。そして、上述した電流波形の観測、倍
率Ｒの算出並びに波形データの比較を繰り返すように構
成されている。以下、比較結果が３％以内（正常）であ
れば、パルス電圧を５０Ｖpeakずつ上昇させて規定電圧
である１６００Ｖpeakまで上昇させて、上述した各処理
を繰り返し行うように構成されている。尚、巻線が健全
な巻線Ａであれば、パルス電圧を規定電圧である１６０
０Ｖpeakまで上昇させても、比較結果が３％以内（正
常）となり、ターン絶縁状態が正常であることを確認す
ることができる。

【００４０】次に、巻線Ｂを上記巻線診断装置により診
断する場合について説明する。この場合、巻線Ａと同様
にして、巻線Ｂを巻線診断装置に図１に示すように接続
する。そして、パルス電源３３を、規定電圧１６００Ｖ
peakの１／２の電圧である８００Ｖpeakのパルス電圧を
発生するように設定してから電圧発生開始操作を行う。
これにより、約８００Ｖpeakのパルス電圧が巻線Ｂの３
相のうちのＵ相の巻線３０に印加されるようになる。こ
の印加状態で、印加電圧の波形をデジタルオシロスコー
プ４０により観測すると、図４（ａ）に示すような電圧
波形を観測することができる。また、上記印加状態で、
電流検出器３９により検出した電流の波形を、デジタル
オシロスコープ４０により観測すると、図４（ｂ）に示
すような電流波形を観測することができる。

【００４１】そして、この電流波形の波形データは、パ
ソコン３６へ送られるようになっている。続いて、パソ
コン３６は、ハードディスク４２内に記憶されている基
準波形データ（健全な巻線Ａの電流波形のデータであ
り、図３（ｂ）参照）を読出すと共に、この基準波形デ
ータと上記デジタルオシロスコープ４０から送られた観
測電流波形データ（図４（ｂ）参照）とを比較する。

【００４２】この場合、観測した電流波形は、基準波形
と周期及び電流レベルが異なることから、ターン絶縁が
異常であると判断することができる。ちなみに、巻線Ｂ
は、Ｕ相の５ターン目と１０ターン目の絶縁が完全に短
絡している状態の巻線であるから、上記短絡部分でアー
ク放電が発生し、このために電流波形が図４（ｂ）のよ
うになるのである。

【００４３】具体的には、パソコン３６は、上記比較を
実行して観測した電流波形と基準波形とが周期及び電流
レベルが異なることを検出すると、巻線のターン絶縁が
異常であることを報知して、例えばパソコン３６のディ
スプレイに上記「巻線のターン絶縁が異常である（アー
ク放電が発生している）」というメッセージを表示し
て、診断を終了する（パルス電源３３に制御信号を与え
て電圧印加を停止させる）ように構成されている。尚、
診断を行っている操作者は、デジタルオシロスコープ４
０のディスプレイ４０ａに表示された観測電流波形を視
認することにより、基準波形と周期及び電流レベルが異
なることを認識し、ターン絶縁が異常であると判断する
ことができる。

【００４４】ところで、実際の巻線では、ターンが完全
に短絡していることは少なく、ターン絶縁の加工傷がほ
んのわずか離れた状態で存在していることが多い。この
ような巻線を上記巻線診断装置により診断すると、規定
電圧１６００Ｖpeakの１／２の電圧を印加した状態で
は、アーク放電が発生せず、正常であることが多い。こ
のような場合には、巻線に印加するパルス電圧を８００
Ｖpeakから５０Ｖpeakずつ上昇させながら、前述した電
流波形データの比較を行う。すると、ある程度上昇した
電圧で、ターン絶縁の傷部分でアーク放電が発生するよ
うになり、電流検出器３９により検出した電流の波形が
図４（ｂ）のようになる。

【００４５】これにより、パソコン３６は、デジタルオ
シロスコープ４０により観測した電流波形と基準波形と
が周期及び電流レベルが異なることを検出するようにな
り、巻線のターン絶縁が異常であることを判断する。そ
して、パソコン３６は、そのディスプレイに上記「巻線
のターン絶縁が異常である」というメッセージを表示し
て、診断を終了する。

【００４６】この場合、診断を行っている操作者は、あ
る程度上昇した電圧（即ち、ターン絶縁の傷部分でアー
ク放電が発生した電圧）で、デジタルオシロスコープ４
０のディスプレイ４０ａに表示された観測電流波形が図
４（ｂ）のようになり、これを視認することにより、タ
ーン絶縁が異常であると判断することができる。尚、実
際には、アーク放電が発生したり、発生が止まったりす
ることがあるため、電流波形は図４（ｂ）に示す状態と
図３（ｂ）に示す状態（正常状態）とを交互に繰り返す
こともあり、このような場合も、巻線のターン絶縁が異
常であると判断（診断）することができる。

【００４７】次に、巻線Ｃを上記巻線診断装置により診
断する場合について説明する。この場合、巻線Ａ、Ｂと
同様にして、巻線Ｃを巻線診断装置に図１に示すように
接続する。そして、パルス電源３３を、規定電圧１６０
０Ｖpeakの１／２の電圧である８００Ｖpeakのパルス電
圧を発生するように設定してから電圧発生開始操作を行
う。これにより、約８００Ｖpeakのパルス電圧が巻線Ｃ
の３相のうちのＵ相の巻線３０に印加されるようにな
る。この印加状態で、電流検出器３９により検出した電
流の波形を、デジタルオシロスコープ４０により観測す
ると共に、この電流波形の波形データをパソコン３６へ
送る。

【００４８】続いて、パソコン３６は、ハードディスク
４２内に記憶されている基準波形データ（健全な巻線Ａ
の電流波形のデータであり、図３（ｂ）参照）を読出す
と共に、この基準波形データと上記デジタルオシロスコ
ープ４０から送られた観測電流波形データとを比較す
る。この場合、巻線Ｃは、８００Ｖpeak程度の低い電圧
を印加した状態では、異常は発生しないため、両波形デ
ータの相違は３％以内となる。そこで、巻線Ｃに印加す
るパルス電圧を８００Ｖpeakから５０Ｖpeakずつ上昇さ
せながら、前述した電流波形データの比較を行う。

【００４９】すると、ある程度上昇した電圧で、例えば
１１００Ｖpeakのパルス電圧を印加した状態で、デジタ
ルオシロスコープ４０により図５（ｂ）に示すような電
流波形を観測するようになる。この電流波形は、基準波
形に印加電圧に対応する倍率Ｒを乗じた電流波形とほぼ
同じ波形であるが、印加した電圧の最大値に達する付近
の位相に、立上がり時間とパルス幅が短いパルスが重畳
した電流波形である。この重畳しているパルスは、ター
ン絶縁に付いた傷（欠陥部分）にコロナ放電が発生する
ことに起因して流れる電流に対応するパルスである。従
って、上記パルスが電流波形に重畳していることを検出
することにより、コロナ放電が発生したこと、即ち、巻
線Ｃのターン絶縁が異常であることを検出することがで
きる。

【００５０】具体的には、パソコン３６は、上記比較を
実行して観測した電流波形に、基準波形に印加電圧に対
応する倍率Ｒを乗じた電流波形に存在しないパルスが含
まれていることを検出すると、巻線のターン絶縁が異常
であることを報知する。この場合、パソコン３６は、例
えばそのディスプレイに上記「巻線のターン絶縁が異常
である（コロナ放電が発生している）」というメッセー
ジを表示して、診断を終了する（パルス電源３３に制御
信号を与えて電圧印加を停止させる）ように構成されて
いる。尚、診断を行っている操作者は、デジタルオシロ
スコープ４０のディスプレイ４０ａに表示された観測電
流波形を視認することにより、上記重畳パルスに基づい
てターン絶縁が異常であること（即ち、コロナが発生し
たこと）を判断することができる。

【００５１】尚、ここで、巻線Ｂの異常の場合に観測さ
れる電流波形（図４（ｂ）参照）と、巻線Ｃの異常の場
合に観測される電流波形（図５（ｂ）参照）とが相違す
る理由を以下説明する。巻線Ｂの場合は、ターン絶縁の
傷と傷が隣接（近接）しているために、コロナ放電から
アーク放電に直ぐに移行して大きな電流が流れるように
なる。これに対して、巻線Ｃの場合は、ターン絶縁の傷
と傷が隣接していないことから、コロナ放電が発生して
も、アーク放電が発生することはないため、大きな電流
が流れないためである。

【００５２】さて、ここまでは、Ｕ相の巻線３０を診断
する場合について説明したが、Ｕ相に規定電圧（１６０
０Ｖpeak）まで印加しても異常を検出しなかった（正常
であった）場合には、Ｖ相の巻線３１、Ｗ相の巻線３２
を順次同様にして診断する。具体的には、図６に示すよ
うに、パルス電源３３の一方の電源線３４と、三相の巻
線３０、３１、３２の反中性点側の各端子との間に切換
スイッチ４３を設けると共に、電流検出器３９に挿通さ
せた接続線３７、３８の反アース側の各端子と、三相の
巻線３０、３１、３２の反中性点側の各端子との間に切
換スイッチ４４を設ける。

【００５３】この場合、切換スイッチ４３の共通接点ｃ
に電源線３４を接続し、切換スイッチ４３の３個の切換
接点Ｕ、Ｖ、Ｗに巻線３０、３１、３２の反中性点側の
各端子３０ａ、３１ａ、３２ａを接続している。そし
て、切換スイッチ４４の第１の共通接点ｃ１に接続線３
７を接続し、第２の共通接点ｃ２に接続線３８を接続
し、切換スイッチ４４の３個の切換接点ｕ、ｖ、ｗに巻
線３０、３１、３２の反中性点側の各端子３０ａ、３１
ａ、３２ａを接続している。尚、上記切換スイッチ４
３、４４は、ＩＧＢＴ、ＦＥＴ、サイリスタ等の半導体
素子及びこれら素子をオンオフ駆動制御する制御回路か
ら構成されている。そして、各切換スイッチ４３、４４
は、パソコン３６と接続され、該パソコン３６により切
換制御可能に構成されていると共に、操作パネルを備
え、この操作パネルに設けられた操作スイッチにより手
動で切換制御できるようにも構成されている。

【００５４】上記構成の場合、Ｕ相の巻線３０を診断す
る場合は、切換スイッチ４３の接点（ｃ−Ｕ）間をオン
し、切換スイッチ４４の接点（ｃ１−ｖ）間及び接点
（ｃ２−ｗ）間をオンした回路状態（図１の回路状態と
同じ）で前述した診断制御を実行する。そして、Ｖ相の
巻線３１を診断する場合は、切換スイッチ４３の接点
（ｃ−Ｖ）間をオンし、切換スイッチ４４の接点（ｃ１
−ｕ）間及び接点（ｃ２−ｗ）間をオンした回路状態で
前述した診断制御を実行する。また、Ｗ相の巻線３２を
診断する場合は、切換スイッチ４３の接点（ｃ−Ｗ）間
をオンし、切換スイッチ４４の接点（ｃ１−ｕ）間及び
接点（ｃ２−ｖ）間をオンした回路状態で前述した診断
制御を実行する。

【００５５】尚、上述した三相巻線３０、３１、３２の
診断制御は、パソコン３６により自動的に実行するよう
にしても良いし、また、操作者（診断者）が手動により
デジタルオシロスコープ４０のディスプレイ４０ａを視
認しながら実行するようにしても良い。

【００５６】このような構成の本実施例によれば、２本
の接続線３７、３８を電流検出器３９の貫通孔に挿入す
るに際して、２本の接続線に流れる電流の向きが同時刻
で打ち消し合うように挿入する構成としたので、電流検
出器３９及びデジタルオシロスコープ４０の高感度機能
を用いて電流を検出することができ、電流検出精度を高
くすることができる。そして、ターン絶縁が完全に短絡
している状態の巻線Ｂを診断する場合、電流検出器３９
により検出した電流の波形は、健全な巻線Ａの場合に検
出された電流の波形（基準波形）に比べて周波数が大き
くなるから、ターン絶縁が完全に短絡している状態の巻
線Ｂの異常を検出することができる。

【００５７】また、ターン絶縁は短絡していないが、タ
ーン絶縁に付いた傷によりコロナ開始電圧が基準値より
も低い巻線Ｃを診断する場合、電流検出器３９により検
出した電流の波形は、健全な巻線Ａの場合に検出された
電流の波形（基準波形）に対して立上がり時間とパルス
幅が短いパルスが重畳するような波形となるから、上記
コロナが発生するようなターン絶縁状態の巻線の異常を
検出することができる。しかも、この場合、巻線に高い
電圧を印加する必要がないから、巻線の絶縁物がコロナ
によって劣化することがない。

【００５８】また、上記実施例の場合、パルス電源３３
にパルス電圧を低電圧（例えば規定電圧の１／２の電
圧）から設定電圧５０Ｖpeakずつ昇圧する機能を持たせ
たから、巻線のターン絶縁を診断する場合に、巻線に印
加する電圧を極力低くした状態で。ターン絶縁の異常を
検出することができる。これにより、ターン絶縁が診断
時の電圧印加により劣化することを極力防止することが
できる。

【００５９】更に、上記実施例では、電流検出器３９に
より検出した電流の波形を観測する高速記録可能なデジ
タルオシロスコープ４０を備えると共に、このデジタル
オシロスコープ４０を制御すると共にデジタルオシロス
コープ４０から出力される電流波形の観測データを入力
するパソコン３６を備え、そして、パソコン３６によっ
て観測データをデータ処理することにより巻線のターン
絶縁を診断するように構成した。これにより、巻線のタ
ーン絶縁の診断を自動的に行うことができ、診断が大幅
に簡単になる。これは、巻線（電動機や発電機や変圧器
等）の据付現場において、巻線の診断を行う場合、診断
作業が容易になる。

【００６０】また、上記実施例では、検査対象の巻線に
印加するパルス電圧をデジタルオシロスコープ４０の第
１チャンネルに電圧プローブ４１を介して供給すると共
に、電流検出器３９から出力される電流検出信号をデジ
タルオシロスコープ４０の第２チャンネルに供給して、
パルス電圧に同期させて電流検出信号を観測する構成と
し、そして、パソコン３６は、健全な巻線（コロナ放電
が発生しない巻線）に低い電圧のパルス電圧を印加した
状態で高周波電流検出手段により検出した電流の波形を
デジタルオシロスコープにより観測した電流波形を基準
波形として記憶し、この後、診断対象の巻線に印加する
パルス電圧を低い電圧から設定電圧ずつ上昇させた状態
で高周波電流検出手段により検出した電流の波形をデジ
タルオシロスコープにより観測した観測電流波形と、前
記基準波形に印加したパルス電圧の電圧上昇比率を乗じ
て得られた計算電流波形とを比較し、所定以上の相違が
ある場合に巻線がターン絶縁不良であると診断するよう
に構成した。これにより、ターン絶縁不良を自動的に診
断することができる。

【００６１】更に、上記実施例では、電流検出器３９と
して、高周波変流器または高周波電流プローブを用いた
ので、高周波の電流を正確に検出することができる。特
に、高周波変流器または高周波電流プローブの検出部
を、ＮｉＦｅ／ＳｉＯ2 、ＣｏＺｒＮｂ／ＳｉＯ2 或い
はＣｏＦｅ／ＳｉＯ2 の磁性薄膜から構成すると、一層
高い周波数の高周波電流まで正確に検出することができ
る。

【００６２】尚、上記実施例では、巻線を診断する場合
に、巻線に印加するパルス電圧を規定電圧の１／２から
５０Ｖpeakずつ上昇させる構成としたが、巻線を製造す
る工場のラインで巻線を検査する場合には、最初から巻
線に規定電圧を（１６００Ｖpeak）を印加して、１回で
ターン絶縁異常があるか否かを検出するように構成して
も良い。この構成の具体的一例として、図７に示す第２
の実施例がある。図７は、パソコン３６で実行するプロ
グラムの制御内容を概略的に示すフローチャートであ
る。尚、第２の実施例のハードウエア構成は、第１の実
施例のハードウエア構成と同じである。

【００６３】以下、第２の実施例による検査動作につい
て図７に従って説明する。まず、健全な巻線を巻線診断
装置に接続すると共に、パソコン３６のキーボードによ
り、パルス電源３３の印加開始電圧として基準電圧値
（具体的には、規定電圧の１／２の電圧）を入力する
（ステップＳ１）。続いて、デジタルオシロスコープ４
０をパルス電源３３からのパルス電圧と同期して測定
（観測）可能な状態に設定する（ステップＳ２）。そし
て、パルス電源３３を駆動開始させ、基準電圧のパルス
電圧を発生させて巻線に印加する（ステップＳ３）。

【００６４】この後、デジタルオシロスコープ４０を駆
動させて電流検出器３９により検出した電流を観測さ
せ、観測データ、即ち、基準電流波形（基準波形）をパ
ソコン３６に入力させる（ステップＳ４）。続いて、パ
ソコン３６は基準波形をハードディスク４２内に記憶さ
せる（ステップＳ５）。次に、検査対象の巻線を巻線診
断装置に接続すると共に、パルス電源３３の印加開始電
圧として規定電圧（規定の試験電圧）を設定し、パルス
電源３３から該規定電圧のパルス電圧を発生させ巻線に
印加する（ステップＳ６）。

【００６５】続いて、デジタルオシロスコープ４０を駆
動させて電流検出器３９により検出した電流を観測さ
せ、観測データ、即ち、観測電流波形をパソコン３６に
入力させる（ステップＳ７）。そして、パソコン３６
は、倍率Ｒを算出すると共に（ステップＳ８）、この算
出した倍率Ｒを基準波形に乗じて推定試験波形を演算す
る（ステップＳ９）。続いて、パソコン３６は、観測電
流波形（測定波形）と推定試験波形とを比較し、「違
い」を求める（ステップＳ１０）。

【００６６】次に、上記求めた「違い」が３％以内であ
るか否かを判断する（ステップＳ１１）。ここで、「違
い」が３％以内であれば、ステップＳ１１にて「ＹＥ
Ｓ」へ進み、パソコン３６のディスプレイに正常を表示
すると共に、外部に設けられた正常ランプを点灯し（ス
テップＳ１２）、検査を終了する。一方、「違い」が３
％を越えておれば、コロナが発生していると判断するこ
とができるから、ステップＳ１１にて「ＮＯ」へ進み、
パソコン３６のディスプレイに異常を表示すると共に、
外部に設けられた異常ランプを点灯し（ステップＳ１
３）、検査を終了する。従って、上記第２の実施例にお
いても、巻線のターン絶縁状態の異常の有無を速やかに
検査することができる。

【００６７】尚、上記第２の実施例では、健全な巻線を
用いて、基準波形を求めるように構成したが、これに限
られるものではない。例えば、診断対象の巻線が前記巻
線Ｂの異常がないことがわかっている場合には、診断対
象の巻線を用いて、基準波形を求めるように構成しても
良い。このように構成した場合には、最初から診断対象
の巻線を巻線診断装置に接続しておくことができ、前記
ステップＳ６において診断対象の巻線を接続する作業を
不要にし得る。尚、第１の実施例においても、診断対象
の巻線が前記巻線Ｂの異常がないことがわかっている場
合には、診断対象の巻線を用いて、基準波形を求めるよ
うに構成しても良い。

【００６８】ここで、上記検査方法により巻線に発生す
るコロナ放電を検出できる理由を説明する。即ち、巻線
に発生するコロナ放電の周波数は、数ＧＨｚという非常
に高い周波数から数十ｋＨｚ程度のラジオ周波数までの
周波数のものが含まれていることがわかっている。そし
て、巻線の固体絶縁の間にできた空間で放電（気中放
電）する場合のコロナ放電の周波数は、数ＧＨｚから数
百ＭＨｚという非常に高い周波数である。この場合、低
い周波数が存在するとしたら、測定回路定数や長い測定
ケーブルが接続されたときのように、非常に大きな静電
容量やインダクタンスのために高周波成分が減衰すると
きである。参考として、油入り変圧器において発生する
放電は、沿面放電が多く、数ｋＨｚから数百Ｈｚ程度の
周波数のこともあり、ケーブル自身に存在する放電では
数ｋＨｚ以下になることもある。

【００６９】これに対して、上記第２の実施例のような
巻線のライン検査では、ケーブル等がなく、しかも、気
中放電であることから、コロナ放電の周波数は高くな
る。このため、検出電流の高い周波数成分の有無を調べ
ることにより、コロナが発生しているか否かを判断する
ことができるのである。

【００７０】図８は本発明の第３の実施例を示すもので
あり、第１の実施例と異なるところを説明する。尚、第
１の実施例と同一部分には同一符号を付している。上記
第３の実施例では、３相巻線３０、３１、３２の中性点
を外した状態で、巻線３０、３１、３２のターン絶縁を
診断するように構成している。これ以外の構成は、第１
の実施例の構成と同じである。上記構成の場合、中性点
を外しても巻線３０、３１、３２にパルス電流（高周波
電流）が流れるから、電流検出器３９により巻線に流れ
る電流を検出することができ、従って、巻線のターン絶
縁の異常を検出することができる。特に、第３の実施例
の場合、巻線の異相間絶縁の状態も診断することができ
る。

【００７１】また、上記各実施例では、電流検出器３９
により検出した電流の波形をデジタルオシロスコープ４
０により観測する構成としたが、これに限られるもので
はなく、例えば電流の波形を高速フーリエ変換する高速
フーリエ変換手段（ＦＦＴ装置）を備え、この高速フー
リエ変換手段により変換された周波数成分に基づいて巻
線のターン絶縁を診断する診断手段を備えるように構成
しても良い。

【００７２】具体的には、健全な巻線に予め決められた
試験電圧のパルス電圧を印加し、電流検出器３９により
検出した電流の波形を高速フーリエ変換手段により高速
フーリエ変換し、この高速フーリエ変換された周波数の
成分，即ち、基準周波数成分を外部記憶装置に記憶して
おく。次に、診断対象の巻線に上記試験電圧のパルス電
圧を印加し、電流検出器３９により検出した電流の波形
を高速フーリエ変換手段により高速フーリエ変換し、こ
の高速フーリエ変換された周波数の成分と、上記基準周
波数成分とを比較する。そして、両者の周波数領域の相
違、具体的には、高い周波数成分の有無に基づいて巻線
のターン絶縁の異常を判断することができる。この構成
の場合、巻線に印加するパルス電圧を規定電圧（予め決
められた試験電圧）よりも低い電圧から設定電圧ずつス
テップアップするように構成しても良い。

【００７３】尚、上記構成では、健全な巻線を用いて、
基準周波数成分を求めるように構成したが、これに限ら
れるものではなく、例えば診断対象の巻線が前記巻線Ｂ
の異常がないことがわかっている場合には、診断対象の
巻線を用いて基準周波数成分を求めるように構成しても
良い。

【００７４】図９は本発明の第４の実施例を示すもので
あり、第１の実施例と異なるところを説明する。尚、第
１の実施例と同一部分には同一符号を付している。上記
第４の実施例では、３相巻線のうちの診断対象のＵ相の
巻線３０が複数の部分巻線４５ａ〜４５ｄを直列に接続
して構成されている場合に、これら部分巻線４５ａ〜４
５ｄのうちの反中性点側の端子３０ａから１つ目の部分
巻線４５ａと２つ目の部分巻線４５ｂとを接続するシリ
ーズ接続線４６を流れる電流を電流検出器３９により検
出するように構成している。この場合、シリーズ接続線
４６を電流検出器３９の貫通孔３９ａ内に挿通させるよ
うにしている。

【００７５】そして、上記構成において例えばＵ相の巻
線３０を診断する場合、第１の実施例とほぼ同様にし
て、パルス電圧をＵ相の巻線３０に印加し、この印加状
態でシリーズ接続線４６に流れる電流を電流検出器３９
により検出し、この検出電流の波形をデジタルオシロス
コープ４０により観測し、この観測した電流波形をパソ
コン３６に送り、このパソコン３６において上記電流波
形のデータに基づいてＵ相の巻線３０のターン絶縁を診
断するように構成されている。

【００７６】具体的には、まず健全な巻線Ａを巻線診断
装置に図９に示すように接続する。そして、パルス電源
３３を、規定電圧１６００Ｖpeakの１／２の電圧である
８００Ｖpeakのパルス電圧を発生するように設定してか
ら電圧発生開始操作を行う。これにより、約８００Ｖpe
akのパルス電圧が巻線ＡのＵ相の巻線３０に印加される
ようになる。この印加状態で、電流検出器３９により検
出した電流の波形を、デジタルオシロスコープ４０によ
り観測すると共に、この電流波形の波形データ、即ち、
基準波形データをパソコン３６へ送る。続いて、パソコ
ン３６は、上記基準波形データ（健全な巻線Ａの電流波
形のデータ）をハードディスク４２内に記憶する。

【００７７】次に、診断対象の巻線を巻線診断装置に接
続する。そして、パルス電源３３を、規定電圧１６００
Ｖpeakの１／２の電圧である８００Ｖpeakのパルス電圧
を発生するように設定してから電圧発生開始操作を行
う。これにより、約８００Ｖpeakのパルス電圧が巻線の
Ｕ相の巻線３０に印加されるようになる。この印加状態
で、電流検出器３９により検出した電流の波形を、デジ
タルオシロスコープ４０により観測し、この電流波形の
波形データをパソコン３６へ送る。続いて、パソコン３
６は、ハードディスク４２内に記憶されている基準波形
データを読出すと共に、この基準波形データと上記デジ
タルオシロスコープ４０から送られた観測電流波形デー
タとを比較する。そして、両データの相違に基づいて巻
線のターン絶縁状態の異常の有無を判断するように構成
されている。尚、この場合の判断基準等は第１の実施例
の判断基準とほぼ同じである。

【００７８】ここで、異常がない場合には、巻線に印加
するパルス電圧を８００Ｖpeakから５０Ｖpeakずつ上昇
させながら、前述した電流波形データの比較を行い、こ
の比較に基づいて巻線のターン絶縁状態の異常を判断す
るようにしている。これにより、巻線のターン絶縁状態
の異常の有無及び種類等を確実に判断することができ
る。尚、Ｕ相の巻線３０が正常であった場合には、この
Ｕ相の巻線３０の診断方法とほぼ同様にしてＶ相の巻線
３１及びＷ相の巻線３２を順次診断するように構成され
ている。また、上述した以外の第４の実施例の構成は、
第１の実施例の構成と同じ構成となっている。従って、
第４の実施例においても、第１の実施例とほぼ同様な作
用効果を得ることができる。

【００７９】ところで、コロナ放電により発生して電流
波形の中に重畳するパルスは、巻線のインダクタンスに
より減衰したり、巻線が持つ対地静電容量のために接地
電流として電流検出器３９を通らずに流れたりすること
がある。このため、電流検出器３９をコロナの発生する
位置にできる限り近付けて設置すると、上記パルスの検
出精度が高くなる。従って、電流検出器３９を設置する
位置は、１つ目の部分巻線４５ａと２つ目の部分巻線４
５ｂとの間のシリーズ接続線４６に限られるものではな
く、Ｕ相巻線３０の端子３０ａに連続する端子線や、２
つ目の部分巻線４５ｂと３つ目の部分巻線４５ｃとの間
のシリーズ接続線や、他のシリーズ接続線であっても良
い。

【００８０】尚、Ｕ相巻線３０の端子３０ａに高電圧を
印加した場合、電圧はＵ相巻線３０内で均等に分圧する
のではなく、端子３０ａに近い１つ目の部分巻線４５ａ
に最大約８０％程度の電圧が印加するようになっている
ため、該１つ目の部分巻線４５ａのターン絶縁が電圧的
には最も厳しくなる。このため、上記１つ目の部分巻線
４５ａの近傍に電流検出器３９を配置することが最も好
ましい構成である。

【００８１】また、上記第４の実施例では、電流検出器
３９を１個配設する構成としたが、これに限られるもの
ではなく、複数個の電流検出器３９を配設する構成とし
ても良い。この構成の場合、複数個の電流検出器３９か
らの電流検出信号に基づいてコロナに起因するパルスの
減衰度合いや波形の変化を認識することができ、ひいて
は、コロナの発生位置を特定することも可能となる。更
に、上記各実施例では、三相の巻線をＹ接続する構成に
適用したが、これに代えて、三相の巻線をΔ接続する構
成に適用しても良い。

【００８２】

【発明の効果】本発明は、以上の説明から明らかなよう
に、診断対象の１相の巻線にパルス電圧を印加するパル
ス電源と、他の２相の巻線の端子とアースとを接続する
２本の接続線を挿通させる貫通孔を有しこれら２本の接
続線に流れる電流を検出する高周波電流検出手段とを備
え、２本の接続線を高周波電流検出手段の貫通孔に挿入
するに際して、２本の接続線に流れる電流の向きが同時
刻で打ち消し合うように挿入する構成とし、そして、高
周波電流検出手段により検出した電流の波形に基づいて
巻線のターン絶縁状態の異常を診断するように構成した
ので、ターン絶縁が完全に短絡している状態の巻線の異
常、並びに、ターン絶縁は短絡していないが、ターン絶
縁に付いた傷（欠陥部分）によりコロナ開始電圧が基準
値よりも低い巻線の異常を検出することができるという
優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す電気回路図

【図２】固定子の部分斜視図

【図３】（ａ）は巻線に発生する電圧の波形を示す図、
（ｂ）は電流検出器により検出された電流の波形を示す
図

【図４】図３相当図

【図５】図３相当図

【図６】電気回路図

【図７】本発明の第２の実施例を示すフローチャート

【図８】本発明の第３の実施例を示す図１相当図

【図９】本発明の第４の実施例を示す図１相当図

【図１０】従来構成を示す図１相当図

【図１１】巻線に発生する電圧の波形を示す図

【図１２】図１１相当図

【図１３】図１１相当図

【図１４】図１１相当図

【図１５】図１１相当図

【符号の説明】２１は固定子、２４は巻線、２７はコイルエンド部、３
０、３１、３２は巻線、３０ａ、３１ａ、３２ａは端
子、３３はパルス電源、３４、３５は電源線、３６はパ
ーソナルコンピュータ、３７、３８は接続線、３９は電
流検出器（高周波電流検出手段）、３９ａは貫通孔、４
０はデジタルオシロスコープ、４０ａはディスプレイ、
４１は電圧プローブ、４２はハードディスク、４３、４
４は切換スイッチ、４５ａ〜４５ｄは部分巻線、４６は
シリーズ接続線を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】３相巻線のうちの診断対象の１相の巻線
にパルス電圧を印加するパルス電源と、他の２相の巻線の端子とアースとを接続する２本の接続
線を挿通させる貫通孔を有し、これら２本の接続線に流
れる電流を検出する高周波電流検出手段とを備え、前記２本の接続線を前記高周波電流検出手段の貫通孔に
挿入するに際して、前記２本の接続線に流れる電流の向
きが同時刻で打ち消し合うように挿入する構成とし、前記高周波電流検出手段により検出した電流の波形に基
づいて前記巻線のターン絶縁を診断するように構成した
ことを特徴とする巻線絶縁診断装置。
【請求項２】前記パルス電源は、パルス電圧を低電圧
から設定電圧ずつ昇圧する機能を有していることを特徴
とする請求項１記載の巻線絶縁診断装置。
【請求項３】前記高周波電流検出手段により検出した
電流の波形を観測する高速記録可能なデジタルオシロス
コープを備えると共に、このデジタルオシロスコープから出力される電流波形の
観測データを入力するパーソナルコンピュータを備え、前記パーソナルコンピュータによって前記電流波形のデ
ータをデータ処理することにより前記巻線のターン絶縁
を診断するように構成したことを特徴とする請求項１ま
たは２記載の巻線絶縁診断装置。
【請求項４】前記検査対象の巻線に印加するパルス電
圧を前記デジタルオシロスコープの第１チャンネルに電
圧プローブを介して供給すると共に、前記高周波電流検
出手段から出力される電流検出信号を前記デジタルオシ
ロスコープの第２チャンネルに供給して、前記パルス電
圧に同期させて前記電流検出信号を観測する構成とし、そして、前記パーソナルコンピュータは、健全な巻線に
規定電圧よりも低い電圧のパルス電圧を印加した状態で
前記高周波電流検出手段により検出した電流の波形を前
記デジタルオシロスコープにより観測した電流波形を基
準波形として記憶し、この後、診断対象の巻線に印加す
るパルス電圧を前記低い電圧から設定電圧ずつ上昇させ
た状態で前記高周波電流検出手段により検出した電流の
波形を前記デジタルオシロスコープにより観測した観測
電流波形と、前記基準波形に印加したパルス電圧の電圧
上昇比率を乗じて得られた計算電流波形とを比較し、所
定以上の相違がある場合に前記巻線がターン絶縁不良で
あると診断するように構成されていることを特徴とする
請求項３記載の巻線絶縁診断装置。
【請求項５】前記３相巻線の中性点を外した状態で、
前記巻線のターン絶縁を診断することを特徴とする請求
項１記載の巻線絶縁診断装置。
【請求項６】前記高周波電流検出手段により検出した
電流の波形を高速フーリエ変換する高速フーリエ変換手
段と、前記高速フーリエ変換手段により変換された周波数成分
に基づいて前記巻線のターン絶縁を診断する診断手段と
を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の巻線
絶縁診断装置。
【請求項７】前記診断手段は、健全な巻線に規定電圧
よりも低い電圧のパルス電圧を印加した状態で前記高周
波電流検出手段により検出した電流を前記高速フーリエ
変換手段により変換し、この変換した周波数成分を基準
周波数成分として記憶し、この後、診断対象の巻線に規
定電圧に上昇させたパルス電圧を印加した状態で前記高
周波電流検出手段により検出した電流を前記高速フーリ
エ変換手段により変換し、この変換した周波数成分と前
記基準周波数成分とを比較し、両者の周波数領域の相違
に基づいて前記巻線のターン絶縁を診断するように構成
されていることを特徴とする請求項６記載の巻線絶縁診
断装置。
【請求項８】単相または３相巻線のうちの診断対象の
１相の巻線にパルス電圧を印加するパルス電源と、前記診断対象の巻線を構成する複数の部分巻線を接続す
る接続線に流れる電流を検出する高周波電流検出手段と
を備え、前記高周波電流検出手段により検出した電流の波形に基
づいて前記巻線のターン絶縁を診断するように構成した
ことを特徴とする巻線絶縁診断装置。
【請求項９】前記高周波電流検出手段として、高周波
変流器または高周波電流プローブを用いることを特徴と
する請求項１ないし８のいずれかに記載の記載の巻線絶
縁診断装置。
【請求項１０】前記高周波変流器または前記高周波電
流プローブの検出部は、ＮｉＦｅ／ＳｉＯ2 、ＣｏＺｒ
Ｎｂ／ＳｉＯ2 或いはＣｏＦｅ／ＳｉＯ2 の磁性薄膜か
ら構成されていることを特徴とする請求項９記載の記載
の巻線絶縁診断装置。