(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子コアと固定子コイルとを備える円筒形の固定子と、
前記固定子の内径側に設置された回転子と、
前記固定子コアの外周部に設けられており前記固定子の軸方向に延伸するキーバーと、
前記キーバーに設けられており前記キーバーに流れる電流を計測する電流検出器と、
を備えることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
前記電流検出器を複数備える、請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記キーバーは、前記固定子の周方向に複数設けられ、
前記電流検出器は、前記キーバーのそれぞれに設けられる、
請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記電流検出器は、前記キーバーの前記軸方向の両端部に設けられる、
請求項２又は３に記載の回転電機。
【請求項５】
前記電流検出器は、前記軸方向に１つだけ設けられる、
請求項１又は３に記載の回転電機。
【請求項６】
前記電流検出器は、前記軸方向に複数設けられる、
請求項１又は３に記載の回転電機。
【請求項７】
前記電流検出器が計測した前記電流のデータに対して信号処理を行う電流処理装置をさらに備える、
請求項１から６のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項８】
前記電流処理装置は、前記電流の波形の高周波成分を取り出す処理を行うフィルタ回路を備える、
請求項７に記載の回転電機。
【請求項９】
前記電流処理装置は、前記電流の波形の高周波成分を増幅する回路を備える、
請求項７に記載の回転電機。
【請求項１０】
前記電流検出器が計測した前記電流のデータと前記電流処理装置が信号処理を行った前記電流のデータとのうち、少なくとも１つを表示する表示装置をさらに備える、
請求項７に記載の回転電機。
【請求項１１】
前記固定子コイルのコイルエンドに設けられており前記固定子コイルの振動を検出する振動検出装置をさらに備える、
請求項１から１０のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項１２】
前記固定子コイルのコイルエンドに設けられており前記固定子コイルの振動を検出する振動検出装置をさらに備え、
前記電流処理装置は、前記電流検出器が計測した前記電流のデータと、前記振動検出装置が検出した前記固定子コイルの前記振動のデータとを保存する、
請求項７に記載の回転電機。
【請求項１３】
前記固定子コアの前記軸方向の端部領域に設けられており前記固定子コアの磁束密度を検出する磁束密度検出コイルをさらに備える、
請求項１から１２のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項１４】
前記固定子コアの前記軸方向の外側の空間に設けられており前記固定子コイルから発生した放電を検出する放電検出装置をさらに備える、
請求項１から１３のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項１５】
前記固定子コイルを固定する固定子ウェッジに設けられており前記固定子コイルの振動を検出する振動検出装置をさらに備える、
請求項１から１４のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項１６】
固定子コアと固定子コイルとを備える円筒形の固定子を備える回転電機の、前記固定子コアの外周部に設けられており前記固定子の軸方向に延伸するキーバーに流れる電流を、前記キーバーに設けられている電流検出器で、前記回転電機の運転中に計測する工程と、
前記回転電機の運転中に前記電流の波形の変化を検出する工程と、
を備えることを特徴とする回転電機の異常検出方法。
【請求項１７】
前記電流の波形の変化は、パルス状の瞬時変化である、請求項１６に記載の回転電機の異常検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電機及び電動機などの回転電機と、回転電機の異常検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機は、固定子と回転子とを備える。固定子は、積層電磁鋼板からなる固定子コア（以下「コア」とも称する）と、導体と主絶縁と低抵抗コロナシールドからなる固定子コイル（以下「コイル」とも称する）とを備える。コイルは、コアに設けられたスロット内に組み込まれて固定されている。
【０００３】
固定子では、スロット内の絶縁物が劣化すると、コイルを固定する力が弱まり、回転電機の運転時にスロット内でコイルが振動する。この振動現象により、コイルとコアとの間で放電（バイブレーションスパーキング）が発生することがある。コイルとコアとの間でバイブレーションスパーキングが発生すると、コイルの主絶縁部に深刻な損傷を与える。バイブレーションスパーキングを早期に発見できれば、損傷を拡大させず深刻なダメージを防ぐことができ、予防保全技術として有益である。
【０００４】
固定子コイルの放電を検出する技術には、例えば、特許文献１〜４に記載された技術がある。特許文献１〜４には、固定子コイルの主絶縁部に発生する部分放電を検出する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１３８６８７号公報
【特許文献２】特開２００５−２７４４４０号公報
【特許文献３】特開平３−１１７３４６号公報
【特許文献４】特開２０００−３４６９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
コイルとコアとの間に発生するバイブレーションスパーキングは、コイルの絶縁部とコアとに深刻な損傷を与えるため、早期に発見することが望ましい。バイブレーションスパーキング現象は、回転電機停止中のオフラインでは発生しないため検出することができないことから、回転電機運転中のオンラインで検出する必要があるが、バイブレーションスパーキング現象を単独で検出するのは難しい。特許文献１〜４に記載されているように、コイルの主絶縁部に発生する部分放電（絶縁体中での放電）を検出する技術は存在する。これらの技術は、バイブレーションスパーキング現象を単独で判別して検出するものではない。
【０００７】
従来は、定期検査等により回転電機の内部を点検した際に放電による損傷を発見することで、初めてバイブレーションスパーキングが発生していたことが分かり、バイブレーションスパーキングを発見した時点で、損傷が進行していることが多かった。
【０００８】
本発明は、コイルとコアとの間に発生するバイブレーションスパーキングを早期に発見できる回転電機と、バイブレーションスパーキングを早期に発見できる放電検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による回転電機は、固定子コアと固定子コイルとを備える円筒形の固定子と、前記固定子の内径側に設置された回転子と、前記固定子コアの外周部に設けられており前記固定子の軸方向に延伸するキーバーと、前記キーバーに設けられており前記キーバーに流れる電流を計測する電流検出器とを備えることを基本的な特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、コイルとコアとの間に発生するバイブレーションスパーキングを早期に発見できる回転電機と、バイブレーションスパーキングを早期に発見できる放電検出方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１による回転電機の、回転軸を含む回転軸に平行な断面の一部を示す図。
【図２】本発明の実施例１による回転電機の、回転軸を含む回転軸に平行な断面の一部で、図１とは別の電流検出器配置を示す図。
【図３】本発明の実施例１による回転電機の、回転軸を含む回転軸に平行な断面の一部で、図１と図２とは別の電流検出器を示す図。
【図４Ａ】図１のＡ−Ａ断面の一部を示す図であり、循環電流がコアに流れている状態を示す図。
【図４Ｂ】図１のＡ−Ａ断面の一部を示す図であり、コイルとコアとの間でバイブレーションスパーキングが発生している状態を示す図。
【図５】図１のＢ−Ｂ断面（軸方向に垂直な断面）の一部を示す図。
【図６】本発明の実施例２による回転電機の、回転軸を含む回転軸に平行な断面の一部を示す図。
【図７】固定子コアから漏れる磁束を示す図。
【図８】固定子コアを形成する積層電磁鋼板が一部で短絡した場合を示す図。
【図９】本発明の実施例４による回転電機の、回転軸を含む回転軸に平行な断面の一部を示す図。
【図１０】本発明の実施例５による回転電機の、回転軸を含む回転軸に平行な断面の一部を示す図。
【図１１】回転電機の全体構成図。
【図１２】固定子コイル（スロット内に組み込まれている部分）の断面図
【図１３】本発明の実施例６による回転電機の、回転軸を含む回転軸に平行な断面の一部を示す図。
【図１４】本発明の実施例７による回転電機の、回転軸を含む回転軸に平行な断面の一部を示す図。
【図１５】本発明の実施例８による回転電機の、回転軸を含む回転軸に平行な断面の一部を示す図。
【図１６】本発明の実施例９による回転電機の、回転軸を含む回転軸に平行な断面の一部を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明による回転電機は、例えばタービン発電機等の回転電機に用いることができる。以下の実施例では、本発明による回転電機をタービン発電機に適用した例を説明する。なお、本明細書で用いる図面において、同一の要素には同一の符号を付け、これらの要素については繰り返しの説明を省略する場合がある。
【００１３】
図１１は、回転電機の全体構成図である。回転電機５０は、円筒形の固定子２０と、固定子２０の内径側に設置された回転子３０と、固定子２０と回転子３０とを格納する回転電機フレーム４０とを備える。
【００１４】
回転子３０は、界磁磁束を発生しながら回転軸５１の周りに回転する。以下では、回転軸５１の方向を「軸方向」と称し、回転軸５１を中心に回る方向を「周方向」と称し、軸方向に垂直な方向を「径方向」と称する。この「軸方向」は、円筒形の固定子２０の軸方向と一致する。
【００１５】
固定子２０は、積層電磁鋼板からなる固定子コア１と、キーバー２と、固定子コイル３とを備え、電磁誘導により電圧が発生し、電流を流す。キーバー２は、コア１を形成する積層電磁鋼板を固定するための棒状部材であり、コア１の外周部に複数設けられ、軸方向に延伸する。コイル３は、コア１の内径側に設けられたスロット内に組み込まれている。
【００１６】
図１２は、コイル３のスロット内に組み込まれている部分の断面図であり、その構成は、主に導体６０、導体６０の周りの主絶縁６１、及び表面の低抵抗コロナシールド６２からなる。
【００１７】
回転電機５０の運転時には、コア１の断面を通過する磁束（主磁束）に起因する循環電流が、コイル３表面の低抵抗コロナシールド６２とキーバー２とに流れる。バイブレーションスパーキングが発生すると、キーバー２に流れる電流値に変化が発生する。本発明による回転電機は、キーバー２に電流検出器を備え、この電流検出器でキーバー２に流れる電流を計測する。そして、バイブレーションスパーキングが発生した際に生じる循環電流の波形の変化を検出することで、バイブレーションスパーキングを検出する。
【００１８】
本発明による回転電機は、回転電機の運転中にバイブレーションスパーキングを検出することができ、バイブレーションスパーキングを早期に発見することができるので、バイブレーションスパーキングによる損傷を拡大させず、深刻なダメージを防ぐことができる。
【００１９】
以下、本発明の実施例による回転電機を説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１、図２、及び図３は、本発明の実施例１による回転電機の、回転軸５１を含む回転軸５１に平行な断面の一部を示す図である。図１〜図３には、図１１に示した回転電機５０の、回転軸５１より上方の固定子２０のみを示している。
【００２１】
コア１を固定するキーバー２には、電流検出器４が設けられる。回転電機の運転時には、コア１に発生する磁束（主磁束）により、コイル３の表面及びキーバー２には、循環電流１３が流れる。電流検出器４は、キーバー２に流れる循環電流１３を計測する。電流検出器４には、例えば、ロゴスキーコイル等の電流センサを用いることができる。
【００２２】
電流検出器４は、キーバー２の軸方向の任意の位置に任意の数だけ設置することができる。電流検出器４は、図１に示した例ではキーバー２の軸方向の両端部に２つ配置され、図２に示した例ではキーバー２の軸方向の中央部に１つ配置され、図３に示した例ではキーバー２の軸方向の両端部と中央部に３つ配置されている。基本的には、電流検出器４は、軸方向のどこに位置していても、キーバー２に流れる電流を計測でき、バイブレーションスパーキングやコア積層電磁鋼板間の短絡等の異常を検出できる。電流検出器４の数を増やすことで、バイブレーションスパーキング発生の検出精度を上げることができる。
【００２３】
図４Ａと図４Ｂは、図１のＡ−Ａ断面（径方向断面）の一部を示す図であり、コア１に設けられたスロット内でコイル３が振動することで発生するバイブレーションスパーキングを示す図である。図４Ａは、コイル３がコア１に接触し、循環電流１３がコア１に流れている状態を示す図である。図４Ｂは、コイル３とコア１との間で放電（バイブレーションスパーキング）１４が発生している状態を示す図である。
【００２４】
スロット内でコイル３を固定する力が弱くなると、コイル３がスロット内で振動し、コイル３とコア１とが互いに接触したり離れたりする。コイル３がコア１から離れた際に、放電（バイブレーションスパーキング）１４が発生する。この放電１４が発生すると、循環電流１３に微小な乱れ（例えば、パルス状の瞬時変化）が生じ、循環電流１３の波形が微小に乱れて変化する。電流検出器４は、回転電機の運転中に循環電流１３を計測して循環電流１３の波形の変化（例えば、パルス状の瞬時変化）を検出することで、バイブレーションスパーキングの発生を回転電機の運転中に検出することができる。
【００２５】
図５は、図１のＢ−Ｂ断面（軸方向に垂直な断面）の一部を示す図である。コイル３は、コア１の内径側に設けられたスロット５の内部に組み込まれており、固定子ウェッジ９１で固定されている。キーバー２は、コア１の外周部に位置し、通常、固定子２０の周方向に複数設けられる。電流検出器４は、キーバー２に設置されるので、コア１の周方向に複数設置することができる。電流検出器４をコア１の周方向に複数設置することにより、固定子２０の周方向のどの位置でバイブレーションスパーキングが発生しているかを特定することができる。
【００２６】
電流検出器４は、設置が容易な位置に設置できるため、回転電機５０の製造時だけでなく、製造後に追設することも可能である。
【実施例２】
【００２７】
図６は、本発明の実施例２による回転電機の、回転軸５１を含む回転軸５１に平行な断面の一部を示す図である。本実施例による回転電機は、実施例１に示した回転電機において、電流処理装置８と表示装置９をさらに備える。電流処理装置８と表示装置９は、回転電機フレーム４０の外部に設置される。電流処理装置８は、電流検出器４が計測した電流のデータを信号処理する装置であり、例えばコンピュータを用いることができる。表示装置９は、電流処理装置８に接続され、電流検出器４が計測した電流のデータと電流処理装置８が処理したデータを表示することができる。なお、図６に示した例では、電流検出器４は、図１と同様に、キーバー２の軸方向の両端部に２つ配置されている。
【００２８】
電流処理装置８は、電流検出用ケーブル６によって電流検出器４に接続され、電流検出器４が計測したキーバー２に流れる循環電流１３の値を読み取り、読み取った循環電流１３のデータを保存する。バイブレーションスパーキング１４の発生による循環電流１３の波形の変化は微小（瞬時変化）なので、電流処理装置８は、電流検出器４が計測した循環電流１３のデータに対して信号処理をして、循環電流１３の波形の微小変化をより確実に検知する。例えば、電流処理装置８は、フィルタ回路を備え、フィルタ回路で循環電流１３の波形の高周波成分を取り出す周波数フィルタ処理を行ったり、増幅回路を備え、増幅回路で循環電流１３の波形の高周波成分に増幅処理を行ったりして、バイブレーションスパーキング１４の発生による循環電流１３の波形の微小変化を検知する。
【００２９】
表示装置９は、電流検出器４が計測した電流のデータと、電流処理装置８が処理した電流のデータと、電流処理装置８が検知した循環電流１３の波形の微小変化とのうち、少なくとも１つを表示する。
【００３０】
このようにして、本実施例による回転電機は、より確実にバイブレーションスパーキングの発生を検出することができる。
【実施例３】
【００３１】
図７は、固定子コア１から漏れる磁束を示す図である。回転電機の運転時にキーバー２に流れる電流１７（循環電流１３）には、主磁束１５に起因する循環電流（図１に示したように、コイル３の表面とキーバー２とに流れる電流）だけでなく、コア１の外径側から漏れる磁束（漏洩磁束）１６に起因する循環電流も含まれる。回転電機の運転時に固定子２０に過励磁が起きた場合、コア１が磁気飽和して漏洩磁束１６が増加し、キーバー２に流れる電流１７の値が増加する。
【００３２】
キーバー２に設けられた電流検出器４は、キーバー２に流れる電流１７の値が、過励磁によって通常運転時の値より増加したことを検出することができる。従って、本実施例による回転電機では、コア１とキーバー２とが接触する部分において過電流による過熱による損傷が拡大する前に、事象をオンラインで早期検出することができる。
【００３３】
図８は、固定子コア１を形成する積層電磁鋼板が一部で短絡した場合を示す図である。図８には、位置１８でコア１の積層電磁鋼板間に短絡が発生している例を示している。
【００３４】
コア１とキーバー２とは、互いに接触している部分で導通している。コア１の積層電磁鋼板間に短絡が発生すると、コア１とキーバー２との接触部分とコア１の積層電磁鋼板間での短絡部分（位置１８）とに電流が流れるので、これらの部分１９に大きな循環電流が流れて過熱し、コア１の深刻な損傷に至る可能性がある。
【００３５】
このようにコア１の積層電磁鋼板間に短絡が発生した場合でも、電流検出器４の数と位置を適切に選択することで、キーバー２に流れる電流の値が通常運転時の値から変化したこと（電流値の増減や波形の変化）を検出してこの短絡の発生を検知し、その発生位置を推定することができる。従って、本実施例による回転電機では、コア１の積層電磁鋼板間の短絡による損傷を、大きくなる前に防止することができる。
【００３６】
キーバー２に流れる電流の変化は、バイブレーションスパーキングが発生した場合には微小（瞬時変化）であり、漏洩磁束１６が増加した場合とコア１の積層電磁鋼板間に短絡が発生した場合にはバイブレーションスパーキングが発生した場合の変化よりも大きい。従って、漏洩磁束１６の増加とコア１の積層電磁鋼板間の短絡とを、バイブレーションスパーキングの発生と区別して、早期に検出することができる。
【実施例４】
【００３７】
図９は、本発明の実施例４による回転電機の、回転軸５１を含む回転軸５１に平行な断面の一部を示す図である。本実施例による回転電機は、固定子２０のコイルエンド７に振動検出装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃを備える。コイルエンド７は、コイル３の、コア１の外部に突出した部分である。振動検出装置１０ａ〜１０ｃは、バイブレーションスパーキングの発生を検出するための補助として使用され、例えば振動計を用いることができる。振動検出装置１０ａは、コイル３の径方向の振動を検出し、振動検出装置１０ｂと振動検出装置１０ｃは、コイル３の周方向の振動を検出する。
【００３８】
バイブレーションスパーキングの検出の補助としては、周方向の振動を検出する振動検出装置１０ｃをコア１の軸方向端部の近傍に設置すると、振動の経時変化や周方向位置を確認することができ、バイブレーションスパーキング現象の発生や、その発生位置を検出する効果が大きいと考えられる。但し、径方向の振動を検出する振動検出装置１０ａと周方向の振動を検出する振動検出装置１０ｂとをコイルエンド７の軸方向端部の近傍に設置しても、振動の経時変化や位置を検出することができる。
【００３９】
振動検出装置１０ａ〜１０ｃが検出した振動が通常運転時の振動より大きかったり過去の振動と異なる挙動を示したりする等の異常が、電流検出器４が検出した電流の瞬時変化と同時期に発生していれば、その電流の瞬時変化がバイブレーションスパーキングによるものである可能性があり、バイブレーションスパーキング現象の検出精度を上げることができる。さらに、振動検出装置１０ａ〜１０ｃが検出した振動の位置から、バイブレーションスパーキングが発生している位置を推定できる。
【実施例５】
【００４０】
図１０は、本発明の実施例５による回転電機の、回転軸５１を含む回転軸５１に平行な断面の一部を示す図である。本実施例による回転電機は、実施例４に示した回転電機において、電流処理装置８と振動処理装置１２と表示装置９をさらに備える。電流処理装置８と振動処理装置１２と表示装置９は、回転電機フレーム４０の外部に設置される。電流処理装置８は、電流検出器４が検出した電流のデータを処理する装置である。振動処理装置１２は、振動検出装置１０ａ〜１０ｃが検出した振動のデータを信号処理する装置である。電流処理装置８と振動処理装置１２には、例えばコンピュータを用いることができる。表示装置９は、電流処理装置８と振動処理装置１２に接続され、電流検出器４が計測した電流のデータと振動検出装置１０ａ〜１０ｃが検出した振動のデータを表示する装置である。
【００４１】
電流処理装置８は、電流検出用ケーブル６によって電流検出器４に接続され、電流検出器４が計測したキーバー２に流れる循環電流１３の値を読み取る。電流処理装置８は、実施例２で説明したのと同様の構成を備え、同様の処理を行う。
【００４２】
振動処理装置１２は、振動検出用ケーブル１１によって振動検出装置１０ａ〜１０ｃに接続され、振動検出装置１０ａ〜１０ｃが検出した振動の信号を読み取る。振動検出装置１０ａ〜１０ｃが検出した振動の信号は、コイルエンド７の振動のモニタリングのためだけでなく、バイブレーションスパーキングの検出の補助としても利用されるため、振動処理装置１２から電流処理装置８に送信される。電流処理装置８は、送信されてきた振動の信号のデータを保存する。
【００４３】
電流処理装置８は、振動検出装置１０ａ〜１０ｃが検出した振動が通常運転時の振動より大きければ、電流検出器４が検出した電流の瞬時変化が、バイブレーションスパーキングによるものであることを確認することができる。さらに、実施例１と実施例４とで説明したように、電流検出器４が検出した電流値の変化と、振動検出装置１０ａ〜１０ｃが検出した振動とから、バイブレーションスパーキングが発生している位置を推定できる。
【００４４】
表示装置９は、電流検出器４が計測した電流のデータと、電流処理装置８が処理した電流のデータと、電流処理装置８が検知した循環電流１３の波形の微小変化と、振動検出装置１０ａ〜１０ｃが検出した振動のデータとのうち、少なくとも１つを表示する。
【００４５】
このようにして、本実施例による回転電機は、さらに確実にバイブレーションスパーキングの発生を検出することができる。
【実施例６】
【００４６】
図１３は、本発明の実施例６による回転電機の、回転軸５１を含む回転軸５１に平行な断面の一部を示す図である。本実施例による回転電機は、固定子コア１の軸方向の端部領域に磁束密度検出コイル７１を備える。
【００４７】
固定子コア１は、複数の電磁鋼板が積層されて構成されており、この積層電磁鋼板が通風冷却用のダクトによって軸方向に複数のグループに分割されている。通風冷却用のダクトで分割された複数の積層電磁鋼板のグループをパケットと呼ぶ。磁束密度検出コイル７１は、バイブレーションスパーキングの発生を検出するための補助として使用され、固定子コア１の軸方向の端部領域にある各パケットに設けられ、各パケットの磁束密度を検出する。
【００４８】
磁束密度検出コイル７１は、固定子コア１の軸方向の両端部領域のパケットに設けられるのが好ましく、例えば、固定子コア１の軸方向の両端部領域の数パケット（例えば５パケット）の各々に設けられるのが好ましい。これは、バイブレーションスパーキングが固定子コア１の軸方向の端部で発生することが多いからである。また、磁束密度検出コイル７１は、固定子コア１の異常検出にも使用することができる。
【００４９】
磁束密度検出コイル７１が検出したパケットの磁束密度の変化が、電流検出器４が検出した電流の瞬時変化と同時期に発生していれば、その電流の瞬時変化がバイブレーションスパーキングによるものである可能性があり、バイブレーションスパーキング現象の検出精度を上げることができる。
【００５０】
磁束密度検出コイル７１が固定子コア１のパケットの磁束密度の変化を検出することで、バイブレーションスパーキング現象等の影響による固定子コア１の積層電磁鋼板間の短絡の発生や、その発生位置を検出することができる。また、固定子２０の過励磁等の異常も、磁束密度検出コイル７１によって検知可能である。
【実施例７】
【００５１】
図１４は、本発明の実施例７による回転電機の、回転軸５１を含む回転軸５１に平行な断面の一部を示す図である。本実施例による回転電機は、固定子コア１の軸方向の端部における固定子コイル３から発生した放電を検出する放電検出装置８１ａ、８１ｂ、８１ｃを備える。放電検出装置８１ａ〜８１ｃは、例えば放電による電磁波を検出する装置であり、既存のものを使用することができる。
【００５２】
放電検出装置８１ａ〜８１ｃは、バイブレーションスパーキングの発生を検出するための補助として使用され、固定子コア１の軸方向の外側の空間に設けられる。好ましくは、放電検出装置８１ａ〜８１ｃは、固定子２０のコイルエンド７の周辺、例えばコイルエンド７に設けられた支持部材９２と回転電機フレーム４０との一方又は両方に設けられる。支持部材９２は、コイルエンド７を支持するための部材である。図１４には、放電検出装置８１ａが支持部材９２に設けられ、放電検出装置８１ｂ、８１ｃが回転電機フレーム４０に設けられた例を示している。
【００５３】
放電検出装置８１ａ〜８１ｃが検出した放電信号の、商用周波に対する発生状況をみることで、バイブレーションスパーキング現象の発生の検出を補助することができる。放電検出装置８１ａ〜８１ｃが検出した固定子コイル３からの放電が、電流検出器４が検出した電流の瞬時変化と同時期に発生していれば、その電流の瞬時変化がバイブレーションスパーキングによるものである可能性があり、バイブレーションスパーキング現象の検出精度を上げることができる。また、放電検出装置８１ａ〜８１ｃは、固定子コイル３の主絶縁部に発生する部分放電も検知可能である。
【実施例８】
【００５４】
図１５は、本発明の実施例８による回転電機の、回転軸５１を含む回転軸５１に平行な断面の一部を示す図である。本実施例による回転電機は、固定子コイル３を固定する固定子ウェッジ９１（図５、７を参照）に振動検出装置１０ｄを備える。振動検出装置１０ｄは、固定子コア１の軸方向の端部における固定子コイル３の振動（変位）を検出する装置であり、例えば静電容量方式の振動計を用いることができる。
【００５５】
振動検出装置１０ｄは、バイブレーションスパーキングの発生を検出するための補助として使用される。振動検出装置１０ｄが検出した固定子コイル３の振動（又は振幅の変動）が、電流検出器４が検出した電流の瞬時変化と同時期に発生していれば、その電流の瞬時変化がバイブレーションスパーキングによるものである可能性があり、バイブレーションスパーキング現象の検出精度を上げることができる。また、振動検出装置１０ｄは、固定子コア１の軸方向の端部における固定子コイル３の固定の緩みも検知可能である。
【００５６】
また、本実施例による回転電機は、実施例４（図９）で説明した振動検出装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃを備えることもできる。振動検出装置１０ａ〜１０ｃも、バイブレーションスパーキングの発生の検出を補助する装置として有効である。
【実施例９】
【００５７】
以上に説明した実施例の構成は、複数を組み合わせることができる。回転電機が複数の計測装置を備えると、バイブレーションスパーキングの発生の検出精度を向上できる。実施例９では、一例として、実施例４、６〜８を組み合わせた構成の回転電機を説明する。
【００５８】
図１６は、本発明の実施例９による回転電機の、回転軸５１を含む回転軸５１に平行な断面の一部を示す図である。本実施例による回転電機は、固定子コア１の軸方向の端部領域に磁束密度検出コイル７１を備え、固定子コア１の軸方向の外側の空間に放電検出装置８１ａ〜８１ｃを備え、固定子２０のコイルエンド７に振動検出装置１０ａ〜１０ｃを備え、固定子コイル３を固定する固定子ウェッジ９１（図５、７を参照）に振動検出装置１０ｄを備える。回転電機がこれらの計測装置を備えることにより、バイブレーションスパーキングの発生の検出精度をさらに向上できる。
【００５９】
なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記の実施例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、本発明は、必ずしも説明した全ての構成を備える態様に限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能である。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、削除したり、他の構成を追加・置換したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１…固定子コア、２…キーバー、３…固定子コイル、４…電流検出器、５…スロット、６…電流検出用ケーブル、７…コイルエンド、８…電流処理装置、９…表示装置、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ…振動検出装置、１１…振動検出用ケーブル、１２…振動処理装置、１３…循環電流、１４…放電（バイブレーションスパーキング）、１５…主磁束、１６…漏洩磁束、１７…キーバーに流れる電流、１８…短絡が発生している位置、１９…大きな循環電流が流れる部分、２０…固定子、３０…回転子、４０…回転電機フレーム、５０…回転電機、５１…回転軸、６０…導体、６１…主絶縁、６２…低抵抗コロナシールド、７１…磁束密度検出コイル、８１ａ、８１ｂ、８１ｃ…放電検出装置、９１…固定子ウェッジ、９２…支持部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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