(57)【要約】      （修正有）【課題】発電機用ステータバーなどのステータ構成要素のキャパシタンスを測定するシステム、方法および装置を提供する。【解決手段】キャパシタンス測定システム２００は、被験物のキャパシタンスを測定する出力装置２０８、前記被験物に取り付ける少なくとも３つのコンタクト２０２、２０４、２０６、被験物に取り付ける、少なくとも１つの導電材料、および前記少なくとも３つのコンタクト２０２、２０４、２０６の少なくともいずれかと、前記少なくとも１つの導電材料とに隣接する圧縮性材料を含む。なお、前記圧縮性材料の圧縮に伴い、前記コンタクト２０２、２０４、２０６は、被験物に接触する。また、前記出力装置２０８は、前記被験物に関連付けられたキャパシタンスの量２１０，２１２を出力可能である。【選択図】図３
2008281563.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャパシタンス測定システム（１００、２００）であって、
被験物（１１４）のキャパシタンスを測定する出力装置（２０８）；
監視対象である前記被験物（１１４）に取り付ける少なくとも３つのコンタクト（１０２、１０４、１０６）；
前記監視対象である被験物（１１４）に取り付ける、少なくとも１つの導電材料（１１２）；および
前記少なくとも３つのコンタクト（１０２、１０４、１０６）の少なくともいずれかと前記少なくともの１つの導電材料（１１２）とに隣接する圧縮性材料（１１０）
を含み、
前記圧縮性材料（１１０）の圧縮に伴い、前記コンタクト（１０２、１０４、１０６）は、前記監視対象である被験物（１１４）に接触し、
前記出力装置（２０８）は、前記被験物（１１４）に関連付けられたキャパシタンスの量を出力可能である
ことを特徴とするシステム（１００、２００）。
【請求項２】
前記出力装置（２０８）は、少なくとも表示画面、マルチメータまたはメータのいずれか１つを有することを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記３つのコンタクト（１０２、１０４、１０６）は、少なくとも導電性物体、複数のマイクロスイッチ、または複数の圧力センサのいずれか１つを有することを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
少なくとも１つの前記導電材料（１１２）は、少なくとも金属膜、金属構成要素、部分的に導電材料とのいずれか１つを有することを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記圧縮性材料（１１０）は、少なくとも発泡体構成要素、ゲル状構成要素、ゴム製構成要素、シリコーンゴム製構成要素、シリコーンゲル状構成要素、エラストマー構成要素、弾性構成要素、またはスプリングのいずれか１つを有することを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記圧縮性材料（１１０）および前記少なくとも１つの導電材料（１１２）は、一体化された構成要素であることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記出力装置（２０８）からの出力を基に、前記被験物（１１４）のキャパシタンスマップを生成できることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記出力装置（２０８）は、複素インピーダンスを測定するよう構成されていることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
キャパシタンスを測定する方法であって、
被験物（１１４）のキャパシタンスに関連付けられた表示を出力する出力装置（２０８）；
監視対象である前記被験物（１１４）に取り付ける少なくとも３つのコンタクト（１０２、１０４、１０６）；
監視対象である前記被験物（１１４）に取り付ける少なくとも１つの導電材料（１１２）；および
少なくとも前記３つのコンタクト（１０２、１０４、１０６）のいずれかと前記少なくとも１つの導電材料（１１２）とに隣接する圧縮性材料（１１０）であって、その圧縮に伴い、前記コンタクト（１０２、１０４、１０６）は、前記監視対象である被験物（１１４）に接触することを特徴とする圧縮性材料（１１０）
を有するキャパシタンスを測定する装置を整備するステップと、
前記キャパシタンスを測定する装置（１００、２００）を前記被験物（１１４）に隣接して設置するステップと、
前記圧縮性材料（１１０）を前記被験物（１１４）に対して圧縮させ、前記被験物（１１４）と少なくとも前記３つのコンタクト（１０２、１０４、１０６）のいずれかとを接触させるステップと、
前記被験物（１１４）のキャパシタンスに関連付けられた、前記出力装置（２０８）からの出力を観測するステップと、
からなることを特徴とする方法。
【請求項１０】
キャパシタンス測定システム（３００）であって、
監視対象である被験物（３０２）のキャパシタンスを測定する少なくとも１つの出力装置（３１４）と、
前記少なくとも１つの出力装置（３１４）と連通する、少なくともいずれか１つのコンタクト（１０２、１０４、１０６）；
前記監視対象である被験物（３０２）に取り付ける導電材料（１１２）；および
前記少なくとも１つのコンタクト（１０２、１０４、１０６）と前記導電材料（１１２）とに隣接して取り付けられた圧縮性材料（１１０）
をそれぞれに含む第１パドル（３０６）および第２パドル（３０８）を有し、
前記圧縮性材料（１１０）は、その圧縮に伴い、前記コンタクト（１０２、１０４、１０６）を、前記監視対象である被験物（１１４）に接触させ、
前記出力装置（３１４）は、各パドル（３０６、３０８）に関連付けられたキャパシタンス成分（２１０）に関するキャパシタンスの量を出力すること
を特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電機、特に発電機用ステータバーなどのステータ構成要素のキャパシタンスを測定するシステム、方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業分野またはライフラインに用いる大型モータや発電機には、電機子巻線とも称されるステータ巻線が組をなして含まれる。各々のステータ巻線は、１つまたは複数の絶縁層に被覆された組をなす導電バーまたはステータバーを含む。この絶縁層は、電流をステータバー内に閉じ込め、巻線間におけるアーク放電を防止するとともに、ステータバーから浮遊物を遮蔽し、短絡を防止する。しかし、絶縁層の絶縁特性は、時間の経過とともに劣化する。さらに、絶縁層は、冷却水漏れなどで過剰水分が生じると、その湿気によって劣化する。劣化した領域からは、ステータバーの電圧アークが放電され、短絡が生じ、人体および／または装置に損傷を与える危険性がある。このような漏れの早期検出は、人体および／または装置への損傷の抑制または防止に繋がる。
【０００３】
ステータ巻線、特にステータバーの絶縁層について、各種マップを作成すると、温度その他について、様々な物理的特性を追跡および監視でき、オペレータや検査員がステータ巻線またはステータバーの故障や欠陥を特定する際に役立つ。上述のように、ステータ巻線およびステータバーの湿気を検出失敗は、「相―グランド間故障」または「相間故障」などの短絡に繋がり、危険である。
【０００４】
発電機の定期検査時に生成できるマップの一例として、「キャパシタンスマップ」が挙げられる。前記マップにおいて、ステータバー各々のキャパシタンス測定値を含め表示できる。キャパシタンス測定値は、ステータバーに沿った２箇所、すなわち発電機の両端においてそれぞれ一回ずつ測定され、データ収集中または後のデータ統計分析により、所定基準に対する外れ値データまたは偽陰性データがフィルタされる。ところが、従来の技法や装置によるデータ収集の信頼性は低い。従来のプローブを用いたキャパシタンス測定において、プローブをステータバーに搭載する際、物理的接触を伴うことから、プローブ表面の変形や欠陥によって、またはプローブと、ステータバーまたは絶縁ステータバー表面との間の空隙によって、さらにはプローブのずれによって、測定時にノイズが生じる可能性がある。いずれにしても、キャパシタンス測定時のノイズは、収集データの質を低下させる恐れがある。
【特許文献１】米国特許第６、２２５、８１３号
【特許文献２】米国特許出願公開第２００６／００７０２２７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、ステータ監視システムおよびその方法の改善だけでなく、ステータ構成要素からキャパシタンスデータを収集するシステム、方法および装置、さらには、ステータ構成要素のキャパシタンスを測定するシステム、方法および装置が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態は、概して、ステータバーをはじめとするステータ構成要素のキャパシタンスを測定するシステム、方法および装置に関し、上述の課題の一部または全てに対処できる。本発明の一実施形態において、キャパシタンスを測定するシステムは、被験物のキャパシタンスを測定する出力装置；監視対象である被験物に、同時に取り付け可能な少なくとも３つのコンタクト；監視対象である被験物に取り付ける、少なくとも１つの導電材料；および少なくとも３つのコンタクトの少なくとも一部と、少なくとも１つの導電材料とに隣接して取り付けられる圧縮性材料を含む。なお、前記圧縮性材料は、その圧縮に伴い、前記コンタクトを、前記監視対象である被験物に接触させる。また、前記出力装置は、前記被験物に関連付けられたキャパシタンスの量を出力可能であることを特徴とする。
【０００７】
本発明の一実施形態において、キャパシタンスを測定する方法は、キャパシタンスを測定する装置を整備するステップを含む。前記キャパシタンスを測定する装置を整備するステップは、被験物のキャパシタンスに関連付けられる表示を出力することのできる出力装置を有する装置を整備するステップ；監視対象である被験物に取り付け可能な少なくとも３つのコンタクトを有する装置を整備するステップ；監視対象である被験物に取り付ける、少なくとも１つの導電材料を有する装置を整備するステップ；前記少なくとも３つのコンタクトのいずれかと、前記少なくとも１つの導電材料とに隣接して取り付けられた圧縮性材料を有する装置を整備するステップ；被験物に隣接して取り付けられた、キャパシタンスを測定する装置を整備するステップ；圧縮性材料を前記被験物に対して圧縮するステップ；および前記出力装置からの出力を観測するステップを含む。なお、前記圧縮性材料の圧縮に伴い、前記コンタクトは、前記監視対象である被験物に接触する。また、前記出力装置からの出力が、前記被験物におけるキャパシタンスに関連付けられることを特徴とする。
【０００８】
本発明の別の実施形態において、キャパシタンスを測定するシステムを提供する。前記システムは、監視対象である被験物のキャパシタンスを測定する、少なくとも１つの出力装置と；少なくとも１つの出力装置と連通する少なくとも１つのコンタクトをそれぞれに有する第１パドルおよび第２パドルを含む。第１パドルおよび第２パドルはそれぞれ、監視対象である被験物に取り付ける可能な導電材料、および前記少なくとも１つのコンタクトと前記導電材料とに隣接して取り付けられる圧縮性材料を有し、その利点は、前記圧縮性材料が圧縮可能であることから、前記少なくとも１つのコンタクトが前記被験物に接触可能であること、そして前記出力装置が、各パドルに関連付けられる少なくとも１つのキャパシタンス成分に関連付けられるキャパシタンスの量を出力可能であることである。
【０００９】
本発明のその他の実施形態および態様は、添付図面および以下の詳細な説明から、明らかとなるであろう。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の実施形態の一部または全てによって次の利点、すなわち（１）キャパシタンス測定およびデータを改善すること（２）発電機のキャパシタンスマップに関する湿度検出閾値を下げることで、冷却水の漏れが生じているステータバーの早期検出が容易になること（３）試験および分析を比較的早いサイクルで実施すること（４）検査および試験に用いる装置にかかる費用を低減すること（５）検査の継続および試験に用いる装置の維持管理費を低減すること、の一部または全てを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
これより、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。全図面を通じて、同様の参照番号によって同様の構成要素を示す。
【００１２】
図１および図２に示すシステムおよび装置１００と、図３に示すシステム２００は、１つまたは複数のステータ構成要素またはステータバーを有する発電機に適用される。なお、本明細書に記載の実施形態は、発電機、水冷式発電機、ステータ構成要素、ステータバー、絶縁ステータバー、または、図１〜図４に記載ものと同等の装置に限らず、多様なシステム、装置および環境に適合可能である。
【００１３】
図１および図２に示すシステムおよび装置１００は、ステータ構成要素またはステータバーといった被験物のキャパシタンスを測定するパドル型装置である。前記システムおよび装置１００は、キャパシタンスメータまたはマルチメータなどの出力装置と連通し、被験物のキャパシタンス測定値を取得する。図１は、前記システムおよび装置１００の斜視図である。図２は、ステータバーなどのステータ構成要素に取り付けられた、図１のシステムおよび装置１００の側面図である。前記システムおよび装置１００は、コンタクト１０２、１０４、１０６と、取付部１０８と、少なくとも１つの圧縮性材料１１０と、導電材料１１２を含む。本発明に従った、前記構成要素の一部または全てを用いた、その他の実施形態も可能である。図１および図２の前記システムおよび装置１００は、図２のステータ構成要素またはステータバー１１４など、監視対象である被験物に取り付けられる。また別の実施形態では、前記システムおよび装置１００は、キャパシタンス測定が必要なその他の装置にも、様々な環境において適合可能である。
【００１４】
図２のコンタクト１０２、１０４、１０６を、例えば、ある一定の力または圧力が個々のスイッチにかかると閉じる、一連の圧力スイッチに変更できる。別の実施形態として、前記コンタクト１０２、１０４、１０６を、個々のブロックに取り付けられた一連の圧力センサに変更できる。この場合、前記個々のブロックは、前記センサと前記取り付け装置１０８との間に取り付けられる。また、前記センサは、ある一定の力または圧力が前記センサに加わると始動する。さらに別の実施形態として、前記コンタクト１０２、１０４、１０６を、前記取付部１０８と前記監視対象である被験物との間に取り付けられる、一連のブロックとして変更できる。いずれの場合も、前記コンタクト１０２、１０４、１０６は、図２に参照番号１１４で示すステータバーなど、監視対象である被験物に取り付け可能であり、作動または始動時に、閉ループ電気回路を形成する。前記監視対象である被験物を、一実施形態として、絶縁ステータバーに変更できる。
前記コンタクト１０２、１０４、１０６がブロックである実施形態において、前記ブロック全てが同時に、前記監視対象である被験物に接触することにより、同様の閉ループ電気回路が形成される。いずれの場合も、前記コンタクト１０２、１０４、１０６は、図３に参照番号２０８で示す出力装置などと連通できる。
【００１５】
図３に、スイッチ２０２、２０４、２０６の付いた電気回路２００を示す。前記スイッチ２０２、２０４、２０６を用いて、３つのコンタクト１０２、１０４、１０６全てが、前記監視対象である被験物に対して閉鎖回路を形成できる距離まで近接すると、一斉に閉じられることを説明する。図１および図２の実施例では、前記コンタクト１０２、１０４、１０６は、三角形の同一平面上に、直列接続され、前記取付部１０８に密着して配置される。他の好適なコンタクトとしては、導電性物体、スイッチ、マイクロスイッチおよびセンサなどが挙げられるが、これらに限定されない。他の実施形態として、本発明による装置に用いるコンタクトの数を、さらに少なくまたは多く変更できる。さらに別の実施形態として、前記コンタクトを、別の幾何学的形状および構成で配列してもよい。
【００１６】
その他の実施形態として、前記コンタクトを、インピーダンス、複素インピーダンス、または被験物の他の物理特性の変化など、種々の電気特性を測定するよう構成または配列できる。これらの実施形態において、前記インピーダンス、複素インピーダンス、または他の物理特性の変化を基に、前記監視対象である被験物の状態の変化を識別できる。
【００１７】
取付部１０８は、ステータ構成要素やステータバーなど、監視対象である被験物に手作業または他の方法で物理的に取り付け可能な、パドル型またはその他の構造の装置であって良い。ユーザまたはオペレータが容易に取り付けおよび／または取り外しできるよう、前記取付部１０８は、ハンドル１１８を伴っても良い。前記コンタクト１０２、１０４、１０６は、三角形の同一平面上に並ぶよう、前記取付部１０８の一側面に取り付けられる。
【００１８】
一実施形態において、ステッピングコンデンサ１１６は、前記ハンドル１１８を基準として、または前記ハンドル１１８に関連して配置される。例えば、前記ステッピングコンデンサ１１６は、前記コンタクト１０２、１０４、１０６と電気的に連通していても、前記電気回路の一部であっても良い。また、前記システムおよび装置１００に関する固定キャパシタンス基準値または測定値を提供してもよい。この場合、前記固定キャパシタンス基準値または測定値を、前記コンタクト１０２、１０４、１０６が閉じる、または前記監視対象である被験物に近接し、関連する閉回路を形成するための基準である閾値とすることもできる。
【００１９】
図１および図２の実施形態において、前記圧縮性材料１１０は、前記コンタクト１０２、１０４、１０６と同じ、前記取付部１０８の側面に取り付けられる。一般に、前記圧縮性材料１１０は、前記監視対象である被験物に対し圧縮可能な弾性構成要素である。前記圧縮性材料１１０は、圧縮時、前記監視対象である被験物と前記システムおよび装置１００との間の空気量を最小限度に抑える。一実施形態において、前記圧縮性材料１１０の少なくとも一部が、前記取付部１０８と、ステータ構成要素またはステータバーなどの、前記監視対象である被験物との間に取り付けられるように、前記取付部１０８を基準として前記圧縮性材料１１０を取り付ける。図示のように、前記圧縮性材料１１０は、固有の形状、または、前記コンタクト１０２、１０４、１０６に隣接して取り付けられるように形成されていてもよく、または、監視対象である被験物に直接取り付けられていてもよい。他の実施形態において、圧縮性材料は、分割、分離またはその他の方法で切り離し、圧縮性材料それぞれを、前記取り付け装置１０８と、ステータ構成要素またはステータバーなど、前記監視対象である被験物との間に取り付けることもできる。好適な圧縮性材料として、発泡体構成要素、ゲル状構成要素、ゴム製構成要素、シリコーンゲル状構成要素、シリコーンゴム製構成要素、エラストマー構成要素、弾性構成要素またはスプリングなどが挙げられるが、これらに限定されない。
【００２０】
図１および図２の前記圧縮性材料１１０は、前記取付部１０８表面から約１インチ（２．２ｃｍ）突出していても良く、さらに前記コンタクト１０２、１０４、１０６は、前記取付部１０８表面から約０．７５インチ（１．６５ｃｍ）突出していても良い。
【００２１】
図１および図２に示されているように、導電材料１１２は、前記圧縮性材料１１０の一部に取り付けられる。この実施例の導電材料１１２は、前記圧縮性材料１１０と、ステータ構成要素やステータバーなど、前記監視対象である被験物１１４との間に取り付けられており、比較的薄型である。導電材料の例として、発泡体構成要素、金属性構成要素、または部分的導電性の構成要素などがあげられるが、これらに限定されない。
【００２２】
一実施形態として、前記圧縮性材料１１０および前記導電材料１１２を、結合させても、または別の方法で一体化してもよい。ここでの「一体化」とは、例えば、前記連結または結合された構成要素が、前記本来の連結前の構成要素または結合前の構成要素のそれぞれの特性の少なくとも一部を、引き続き保持するように、二つの構成要素を連結または結合させることである。例えば、シリコーンゴム製構成要素および銀製構成要素が一体化された構成要素は、圧縮性および導電性の両方を備える。
【００２３】
図１および図２の構成では、圧縮性材料１１０と導電材料１１２を組み合わせて、前記取付部１０８を、ステータ構成要素またはステータバーなど、監視対象である被験物に好適に取り付ける。前記監視対象である被験物に前記取付部１０８およびコンタクト１０２、１０４、１０６を取り付ける表面内または表面上に、１つまたは複数の凹凸があるといった場合には、圧縮性材料１１０と導電材料１１２を組み合せて用いることにより、前記監視対象である被験物の表面に加わる圧力のばらつきが低減する。その他の場合において、前記の組み合わせによって、前記監視対象である被験物と前記システムおよび装置１００との間における空気量が最小限に抑制され、前記コンタクト１０２、１０４、１０６が一斉に、前記監視対象である被験物に接触することが可能になる。
【００２４】
一実施形態において、例えば、前記圧縮性材料は、ある一定量圧縮することで、前記コンタクト１０２、１０４、１０６を操作し、閉回路を形成できるよう、選択可能である。この方法では、前記システムおよび装置１００のユーザまたはオペレータが、前記システムおよび装置１００にある一定の圧力を加え、前記コンタクト１０２、１０４、１０６を一斉に、確実に被験物に取り付ける。
【００２５】
一実施形態において、前記３つのコンタクト１０２、１０４、１０６はそれぞれ、前記３つのコンタクト１０２、１０４、１０６の各々と前記取付部１０８との間に機械的停止部を含む。前記機械的停止部は一斉または個別に、前記コンタクト１０２、１０４、１０６および／または圧縮性材料１１０の圧縮、回復およびその他の物理特性により、前記圧縮性材料１１０を基準として、前記コンタクト１０２、１０４、１０６を好適に配置および配向できる。
【００２６】
もう一実施形態では、各コンタクト１０２、１０４、１０６を、ＬＥＤまたはランプなど、個々のインジケーターに関連付けることができる。前記３つのコンタクト１０２、１０４、１０６がそれぞれ作動または始動すると、またはその他の方法である一定量の力または圧力が加えられると、各関連付けられたインジケーターが点灯するか、またはその他の方法により、個々のコンタクトが作動または始動したこと、またはその他の方法である一定量の力または圧力が加えられたことを、ユーザに示すことができる。さらに別の実施形態として、１つのインジケーターを、前記３つのコンタクト１０２、１０４、１０６の一部または全てと関連付けることができる。前記３つのコンタクト１０２、１０４、１０６の一部または全てが作動または始動すると、またはその他の方法である一定量の力または圧力が加えられると、前記関連付けられたインジケーターが点灯するか、またはその他の方法により、前記コンタクトが作動または始動したこと、またはその他の方法である一定量の力または圧力が加えられたことを示すことができる。
【００２７】
図３のシステム２００は、図１および図２のシステムおよび装置１００に適用可能な出力装置を含む。一実施形態として、図２の前記電気回路図は、ステータバーなど、ステータ構成要素のキャパシタンスを測定することのできるシステムを図解している。ここでは、前記システム２００は、一連のスイッチまたはコンタクト２０２、２０４、２０６および、キャパシタンスメータやマルチメータなどの出力装置２０８を含む。
【００２８】
コンタクト２０２、２０４、２０６は、例えばステータバーなど、ステータ構成要素上に取り付けられた一連の圧力スイッチであって良い。他の実施形態として、前記コンタクト２０２、２０４、２０６は、図１および図２のコンタクト１０２、１０４、１０６と同等のコンタクトであってもよい。前記コンタクト２０２、２０４、２０６のそれぞれは、前記出力装置２０８など、少なくとも１つの出力装置と連通できる。ここでは、前記３つのコンタクト２０２、２０４、２０６全てが閉位置にあるときに、前記出力装置２０８は、直列接続され閉回路に提供される。
【００２９】
前記出力装置２０８は、メータ、キャパシタンスメータ、マルチメータ、比較器、または１つまたは複数のキャパシタンス測定値を出力するか、または他の方法でキャパシタンス成分、測定値またはデータを比較できる、表示画面のいずれかとできる。ここでは、前記出力装置２０８は、キャパシタンス成分２１０、２１２などの、１つまたは複数のキャパシタンス成分を測定できる。１つまたは複数のキャパシタンス成分２１０、２１２の測定値は、前記出力装置２０８に送信される、または受信、取得され、ステータ構成要素またはステータバー１１４など、被験物のキャパシタンスが測定または比較される。信号または他の種類の表示など、前記出力装置２０８からの出力は、ユーザまたはオペレータによって観測され、必要に応じてさらに適切な応答や処置を行うことができる。
【００３０】
ＣｓｔｅｐまたはＣｐａｄｄｌｅとして表されている前記キャパシタンス成分２１０は、前記コンタクト２０２、２０４、２０６の作動または閉鎖と関連付けることができる。ＣｉｎｓｕｌａｔｉｏｎまたはＣｂａｒとして表されている前記キャパシタンス成分２１２は、図１の１１４と同様に、ステータ構成要素またはステータバーなど、監視対象である被験物と関連付けることができる。前記コンタクト２０２、２０４、２０６が閉位置にあり、前記閉回路が形成されているときには、前記キャパシタンス成分（ＣｓｔｅｐまたはＣｐａｄｄｌｅ）２１０と前記被験物のキャパシタンス成分（ＣｉｎｓｕｌａｔｉｏｎまたはＣｂａｒ）２１２とを比較することによって、前記出力装置２０８は、ステータバーなど、被験物のキャパシタンスを測定できる。この方法で、監視対象である被験物のキャパシタンス測定値を取得できる。他の実施形態として、コンタクトの数を増減させたり、他のキャパシタンス成分を用いたりしても良い。
【００３１】
上述のように、他の実施形態では、前記コンタクトは、被験物におけるインピーダンス、複素インピーダンスまたはその他の物理特性における変化を測定できる装置など、異なる種類の出力装置と連通できる。かかる実施形態において、インピーダンス、複素インピーダンスまたはその他の物理特性の変化を基に、前記監視対象である被験物の状態の変化を識別できる。
【００３２】
一実施形態として、前記出力装置２０８は、前記キャパシタンス成分２１０、２１２を処理できる、関連付けられたプロセッサ、ハードウェアまたはソフトウェアを含む。例えば、コンピュータによる読取り可能媒体上に記憶されたコンピュータによる実行可能命令セットを、キャパシタンス測定のための閾値機能と自動ログ機能を提供するように変更できる。特に、前記システムおよび装置１００および／またはコンタクト１０２、１０４、１０６が、好適に配置されている場合、すなわち前記コンタクト２０２、２０４、２０６が閉位置にあり、閉ループを形成している場合には、キャパシタンス成分または測定値が自動的に収集される。前記コンタクト２０２、２０４、２０６が好適に配置されると、前記出力装置２０８によって測定されたか、または他の方法で判定されたキャパシタンスにおける対応する段階的変化を特定して、前記コンタクト２０２、２０４、２０６の位置を確認できる。この方法により、測定サイクル時間が短縮され、ユーザまたはオペレータが、他者の助けを借りずに比較的正確な測定値を収集できる。
【００３３】
一実施形態の一態様として、前記監視対象である被験物における湿気の有無に関する、特定のキャパシタンス測定閾値を定義するか、または他の方法で閾値を設定することにより、湿気の有無を判断できる。例えば、水冷式発電機の絶縁ステータバーの湿気に関する特定のキャパシタンス測定の規定閾値を設定できる。測定値および／または閾値のさまざまな組合せを使用すると、ステータバーまたは発電機など、被験物に関するキャパシタンスマップを生成できる。
【００３４】
その他の実施形態に関しては、前記出力装置は、前記コンタクト２０２、２０４、２０６と直列に取り付けられた電気装置の構成次第で、インピーダンスまたは他の物理特性の測定値を出力できる。前記出力装置に関連付けられたプロセッサ、ハードウェアまたはその他のソフトウェアによる、これらの別の測定の処理には、対応する閾値設定機能および自働ログ機能を取り込むことができる。一実施例では、インピーダンスまたは複素インピーダンスの測定に使用される位相シフト測定技術が、コンピュータによる読み取り可能命令セットによって実現化される。
【００３５】
前記システム２００は、一連のステータバーなど、１つまたは複数のステータ構成要素で実現化できる。例えば、図４のシステム３００に示されているように、図３に示されている前記装置２００またはパドル型装置にそれぞれが類似した、対応する一連の装置またはパドル型装置３０６、３０８、３１０、３１２を用いると、一連のステータバー３０２、３０４をモニターできる。前記パドル３０６、３０８、３１０、３１２のそれぞれを、メータ、マルチメータ、比較器、またはキャパシタンス測定値を出力できる表示画面など、少なくとも１つの出力装置３１４で機能的に接続できる。前記出力装置３１４によって収集されたか、またはその他の方法で取得されたデータを使用すると、前記一連のステータバー３０２、３０４またはその他の監視対象である被験物に関するキャパシタンスマップを生成できる。当業者は、前記ステータバー３０２、３０４またはその他の被験物に関するキャパシタンスマップを生成するのに必要な装置および技術について、理解できるであろう。
【００３６】
一実施形態として、前記システム３００において、装置またはパドル型装置３０６、３０８、３１０、３１２の代わりに、一本または複数の導電性ストランドまたはワイヤを利用できる。前記導電性ストランドまたはワイヤは、前記出力装置３１４に機能可能なように接続することができ、キャパシタンス測定値を上述の方法と同様の方法で取得できる。
【００３７】
一実施形態において、図３に示されている前記出力装置３１４に関連付けられたプロセッサ、ハードウェアまたはソフトウェアが、キャパシタンス測定値を統計解析し、外れ値データが存在するか否か、または規定閾値が満たされているか否かを識別できる。例えば、図３の３１６などのプロセッサは、メモリ３２０など、コンピュータによる読取り可能媒体に記憶されているコンピュータによる実行可能命令３１８を実行して、前記出力装置３１４に関連付けられた出力を処理できる。前記コンピュータによる読取り可能命令３１８は、外れ値データの判定または特定、閾値の判定または特定、および閾値とデータとの比較、さらには、前記出力装置３１４に関連付けられた出力に少なくとも一部準拠したキャパシタンスマップを生成する。外れ値データには、平均値からの、少なくとも三つの標準偏差値データなどが挙げられるが、これらに限定されない。閾値には、前記監視対象であるステータバーまたは被験物における湿気の有無など、規定条件の有無に関連付けられるか、またはそれ以外の方法で相互に関連付けられると考えられる、規定のポイントまたは測定値があげられるが、これらに限定されない。例えば、閾値は、ほぼ３シグマ限界値における、キャパシタンス測定値とできる。
【００３８】
別の構成では、パドル型装置３０６および３０８など、一組の装置またはパドル型装置を使用して、ステータバーなど、ステータ構成要素内におけるキャパシタンスを測定することもできる。例えば、各装置またはパドル型装置を使用して、一組の装置またはパドル型装置間のキャパシタンスを測定することも可能である。同様に、１つまたは複数の導電性ストランドまたはワイヤを、前記装置またはパドル型装置の代わりに使用して、キャパシタンスを測定することも可能である。いずれも場合も、出力装置３１４などの出力装置を、前記装置またはパドル型装置の両方から、または前記装置またはパドル型装置と組み合わせて使用した１つまたは複数の導電性ストランドまたはワイヤから取得した測定値に少なくとも一部準拠して、キャパシタンス測定値を判断するように機能させることができる。例えば、被験物におけるキャパシタンスを測定するための別のキャパシタンス測定システムとして、少なくとも１つの出力装置が挙げられる。さらに、前記システムは、第１パドルと第２パドルを組み込むこともできる。各パドルには、前記出力装置と連通している、少なくとも１つのコンタクトが取り付けられ、監視対象である被験物に取り付けることのできる、導電材料が含まれる。さらに、各パドルは、前記監視対象である被験物に前記少なくとも１つのコンタクトと、前記導電材料とに隣接した位置に取り付けられた、圧縮性材料を含む。この場合、前記圧縮性材料は、前記少なくとも１つのコンタクトが、前記監視対象である被験物に接触できるように、圧縮可能であることを特徴とする。さらに、前記出力装置は、各パドルを取り付けることのできる前記被験物またはその一部に関連付けられた、キャパシタンス測定値を出力できる。
【００３９】
実際の使用時に、図１および図２の前記システムおよび装置１００、ならびに図３および図４の前記システム２００、３００を使用すると、特に、１つまたは複数のステータ構成要素やステータバーなどの、水冷式発電機におけるキャパシタンスを測定できる。前記システムおよび装置１００を使用する方法には、図１および図２のシステムおよび装置１００の準備を整えるステップを取り込むことができる。図１および図２の、前記装置に関連付けられた、取付部１０８などの取付部を、前記装置システムおよび装置１００をステータ構成要素やステータバーなど、監視対象である被験物に取り付ける。前記取付部１０８を監視対象である被験物に取り付けるので、図１および図２に示されている圧縮性材料１１０などの前記システムおよび装置１００に関連付けられる圧縮性材料を圧縮できるが、この場合、前記システムおよび装置１００に関連付けられる、図１および図２の１０２、１０４、１０６などのコンタクトを、前記監視対象である被験物に同時に接触させることができる。前記圧縮性材料１１０は、前記システムおよび装置１００の、前記監視対象である被験物に対する圧力におけるばらつきを低減させることができるので、前記コンタクト１０２、１０４、１０６および前記導電材料１１２が前記監視対象である被験物に好適に配置される。さらに、前記圧縮性材料１１０は、前記装置１００と前記監視対象である被験物との間における空気の量を低減できる。図３の出力装置２０８などの出力装置を用いると、前記出力装置２０８が前記コンタクト１０２、１０４、１０６の閉じた状態または作動状態に関連付けられるキャパシタンス成分（ＣｓｔｅｐまたはＣｐａｄｄｌｅ）２１０と、前記監視対象である被験物に関連付けられるキャパシタンス成分（ＣｉｎｓｕｌａｔｉｏｎまたはＣｂａｒ）２１２とを比較できる。ユーザまたはオペレータは、前記出力装置２０８から、前記システムおよび装置１００によって取得された出力またはその他の表示を観測できる。一実施形態では、前記監視対象である被験物に対する前記システムおよび装置１００の圧力のばらつきにおける低減および／または前記システムおよび装置１００と監視対象である前記被験物との間の空気量の低減により、キャパシタンス測定値におけるノイズが最低限度に抑えられ、その結果キャパシタンス測定値の精度が向上する。キャパシタンス測定値は出力装置２０８によって取得され、前記出力装置２０８からの出力に少なくとも一部準拠して、前記被験物のキャパシタンスマップを生成できる。キャパシタンスマップおよび／または一連のキャパシタンス測定値を用いると、前記被験物における１つまたは複数の故障個所の有無を判定できる。例えば、ステータバーなど、ステータ構成要素における一個所または複数個所における絶縁障害は、装置によって取得されたキャパシタンス測定値を解析するか、またはステータ構成要素またはステータバーに取り付けられているか、またはこれと関連付けられた１つまたは複数の装置から得られるキャパシタンス測定値を含むキャパシタンスマップから、判定できる。
【００４０】
以上、本発明について、好ましい実施形態および種々の名称を用いて、図面を参照しながら詳細に説明したが、あくまでも例示の目的であって、特許請求の範囲を限定するものではない。従って、当業者には明らかなように、これらを様々に修正または変更したものも特許請求の範囲に含まれる。また、本明細書または図面に記載の技術要素は、単独またはその組み合わせのいずれによっても技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項に記載の組み合わせに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
添付図面について以下に説明する。ただし、これらの図面は必ずしも縮尺して作図されているとは限らない。
【図１】図１は、本発明の一実施形態による、キャパシタンスを測定する装置に関するシステムおよび装置の例を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示されている前記システムおよび装置の１つの例を示す側面図であるが、この図では、ステータバーなど、ステータ構成要素の１つの例に前記装置が取り付けられている。
【図３】図３は、本発明の一実施形態による、システムおよび装置の１つの例の回路図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態による、キャパシタンスを測定する装置に関する一連のシステムおよび装置の１つの例を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１００  システムおよび装置
１０２  コンタクト
１０４  コンタクト
１０６  コンタクト
１０８  取付部
１１０  圧縮性材料
１１２  導電材料
１１４  ステータバー
１１６  ステッピングコンデンサ
１１８  ハンドル
２００  システムまたは電気回路
２０２  コンタクト
２０４  コンタクト
２０６  コンタクト
２０８  出力装置
２１０  キャパシタンス成分ＣｓｔｅｐまたはＣｐａｄｄｌｅ
２１２  キャパシタンス成分ＣｉｎｓｕｌａｔｉｏｎまたはＣｂａｒ
３００  システム
３０２  ステータバー
３０４  ステータバー
３０６  パドル型装置
３０８  パドル型装置
３１０  パドル型装置
３１２  パドル型装置
３１４  出力装置
３１６  プロセッサ
３１８  コンピュータによる実行可能命令
３２０  メモリ
【図１】
2008281563.tif 000003
【図２】
2008281563.tif 000004
【図３】
2008281563.tif 000005
【図４】
2008281563.tif 000006