(57)【要約】【課題】回転電機の劣化診断を、その回転電機の形式に拘らず正確に行うことを可能にすること。【解決手段】インパルス電圧発生装置３は、回転電機１の電源端子間に試験線２を通じてインパルス電圧を印加する。このとき、回転電機の巻線部分でボイド放電が発生した場合には、試験線２に高周波電流が流れる。変流器４は、試験線２に流れる高周波電流を計測し、その計測出力をハイパスフィルタ５を通じてＡ／Ｄ変換モジュール６に与える。電圧変換装置７は、試験線２に印加されたインパルス電圧をＡ／Ｄ変換モジュール６に入力可能な電圧レベルまで低下させる。パソコン８は、Ａ／Ｄ変換モジュール６から入力されたデジタル信号に基づいて、ハイパスフィルタ５を通じて出力される変流器４の出力波形、並びに電圧変換装置７の出力波形をモニタ上に表示する構成となっており、それらの波形を観測・比較することにより回転電機１の巻線の劣化度合いを判断する。【選択図】  図１
2004226300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
劣化診断対象の回転電機の電源端子間に試験線を通じてインパルス電圧を印加するためのインパルス電圧発生装置と、
前記試験線に流れる高周波電流を捕捉可能に設けられた高周波電流センサと、
この高周波電流センサにより捕捉された高周波電流を観測可能な観測装置とを備え、
前記回転電機の電源端子間に前記インパルス電圧発生装置からインパルス電圧を印加し、このときに前記高周波電流センサにより捕捉された高周波電流を前記観測装置により観測することによって前記回転電機の巻線の劣化度合いを判断することを特徴とする回転電機の劣化診断装置。
【請求項２】
前記高周波電流センサ及び観測装置間に、前記インパルス電圧の印加に伴う振動電流の周波数帯域を減衰域としたハイパスフィルタを介在させたことを特徴とする請求項１記載の回転電機の劣化診断装置。
【請求項３】
前記インパルス電圧発生装置から前記試験線に印加されたインパルス電圧を降圧して前記観測装置に与える電圧変換装置を備え、
前記観測装置は、前記電圧変換装置から与えられたインパルス電圧波形を前記高周波電流センサにより捕捉された高周波電流波形と比較可能な状態で出力することを特徴とする請求項１又は２記載の回転電機の劣化診断装置。
【請求項４】
前記観測装置は、前記高周波電流センサを通じて捕捉した高周波電流成分のうち、前記インパルス電圧波形がゼロクロスする位相付近での成分を抽出し、この抽出高周波電流成分に基づいて前記回転電機の巻線の劣化度合いを判断することを特徴とする請求項３記載の回転電機の劣化診断装置。
【請求項５】
前記インパルス電圧発生装置は、内蔵スイッチング素子がオンされてからオフされるまでの期間に前記インパルス電圧を発生するように構成され、
前記観測装置は、前記内蔵スイッチング素子のオン及びオフの各時点から設定時間内に前記高周波電流センサを通じて捕捉した高周波電流をノイズとして削除する判断機能を具備し、それ以外の電圧位相で捕捉した高周波電流の観測に基づいて前記回転電機の巻線の劣化度合いを判断することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の回転電機の劣化診断装置。
【請求項６】
劣化診断対象の回転電機の電源端子間に試験線を通じてインパルス電圧を印加するためのインパルス電圧発生装置と、
前記試験線に流れる高周波電流を捕捉可能に設けられた高周波電流センサと、
前記インパルス電圧発生装置から前記試験線に印加されたインパルス電圧を降圧して前記観測装置に与える電圧変換装置と、
前記高周波電流センサにより捕捉された高周波電流の波形及び前記電圧変換装置からのインパルス電圧の波形を観測可能な観測装置とを備え、
前記観測装置で観測された前記インパルス電圧波形がゼロクロスする位相付近での前記高周波電流の波形を観測することにより回転電機の劣化診断を行うことを特徴とする回転電機の劣化診断方法。
【請求項７】
前記高周波電流センサ及び観測装置間に、前記インパルス電圧の印加に伴う振動電流の周波数帯域を減衰域としたハイパスフィルタを介在させたことを特徴とする請求項６記載の回転電機の劣化診断方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転電機を電源から切り離した状態で当該回転電機の劣化度合いを判断するようにした劣化診断装置及び劣化診断方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
巻線を使用している回転電機においては、その巻線絶縁が熱、機械力、電圧、環境条件などの各種劣化要因によって経年劣化し、最終的には絶縁低下することは避けられない。このような絶縁低下が発生した場合には、その巻線の劣化度合いに応じて、機器ごと交換したり或いは巻線のみを交換するというメンテナンスを行う必要がある。しかしながら、実際には、回転電機巻線の劣化を外見から判断することはきわめて困難であるため、巻線絶縁の低下により回転電機が焼損して始めて回転電機巻線が劣化していたことを知る場合が多い。このような事情に対処するため、従来では、次のような方法で回転電機巻線の劣化検出を行うと共に、その交換時期を決定していた。
【０００３】
第１の方法は、回転電機の製作時において、予め推定された使用寿命と設置場所の環境や使用条件などを考慮した推定により、機器ごと或いは巻線の交換時期を決定し、これに基づいて回転電機の焼損が発生する前に機器或いは巻線を交換する方法。
【０００４】
第２の方法は、環境や使用条件などがほぼ同一の回転電機の中から劣化調査用試料をサンプリングし、サンプリングした回転電機の巻線に各種破壊試験（絶縁破壊電圧の測定など）を行い、その試験結果に基づいて巻線の劣化度合いを判断して交換時期を決定する方法。
【０００５】
第３の方法は、定期的に回転電機を停止し、回転電機巻線の絶縁抵抗、誘電正接、成極指数などの絶縁状態についての非破壊試験を行って、その絶縁状態を測定し、これに基づいて巻線の劣化状態、焼損発生時期を予測する方法。
【０００６】
しかしながら、上記した従来方法のうち、第１の方法は、あくまでも推定に基づいたものであるため、実際の使用条件、回転電機の個体差により想定した条件との間にずれが生ずることが避けられない。この場合の想定条件は、一般的には、安全性を考慮して厳しい条件を想定することが多く、このため、回転電機の使用寿命を実際に使用し得る寿命より短く判断しがちであり不経済である。又、これとは逆に使用条件の方が想定条件より厳しい場合には、使用中の劣化が早期に進行して、予測より早く故障が生じてしまう不具合がある。
【０００７】
第２の方法では、サンプリングした巻線の劣化度合いを比較的正確に判断できて交換時期を比較的正確に決定できる。しかし、破壊試験を行った巻線は再使用できないため、全部の回転電機について巻線の劣化度合いを診断することができない。又、破壊試験による劣化診断は時間及び費用が多くかかるという問題点もある。
【０００８】
第３の方法は、回転電機停止時に各回転電機の配線を外し個々に非破壊試験を行う必要があるため、絶縁状態の測定に多大な労力が必要になる。又、その測定時の空気の乾燥状態などの環境条件により測定値が左右されたり、回転電機の運転中に巻線に付着する汚損物の影響が大きくなるため、測定値に対して正しい評価ができない場合もある。
【０００９】
このような問題点を解決する方法として、従来から、オンラインのまま回転電機の絶縁状態を調査できる方法が種々提案されている。例えば、回転電機巻線の電気的性質に大きな影響を与える吸湿度をオンラインで測定する方法（例えば、特許文献１参照）、或いは機器の表面絶縁状態を模擬電極でオンライン測定する方法（例えば、特許文献２参照）、さらには、回転電機内で発生するガスをガスセンサでオンライン計測したり、放電を光センサでオンライン計測したりする方法（例えば、特許文献３参照）などがある。
【００１０】
【特許文献１】
特開昭６３−５９７４８号公報
【００１１】
【特許文献２】
特開平２−２２７６７５号公報
【００１２】
【特許文献３】
実開平４−６３０４５号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に記載された方法のうち、回転電機巻線の吸湿度をオンラインで測定する方法や、機器の表面絶縁状態を模擬電極でオンライン測定する方法では、それらの測定値と回転電機自身の絶縁状態との相関が悪い場合があり、測定結果に対する信頼性が低くなるという問題点がある。又、ガスセンサ、光センサによる計測方法は、回転電機そのものの劣化検出としては可能であるが、回転電機の中でも比較的環境の影響を受けずに寿命予測がしやすい全閉形のものに取り付けて効果のある方法で、環境の影響で劣化度合いが急変する開放形のものでは設置が難しいという問題点がある。
【００１４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転電機の劣化診断を、その回転電機の形式に拘らず正確に行うことが可能になる回転電機の劣化診断装置及び劣化診断方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の回転電機の劣化診断装置は、上記目的を達成するために、劣化診断対象の回転電機の電源端子間に試験線を通じてインパルス電圧を印加するためのインパルス電圧発生装置と、前記試験線に流れる高周波電流を捕捉可能に設けられた高周波電流センサと、この高周波電流センサにより捕捉された高周波電流を観測可能な観測装置とを備えた上で、前記回転電機の電源端子間に前記インパルス電圧発生装置からインパルス電圧を印加し、このときに前記高周波電流センサにより捕捉された高周波電流を前記観測装置により観測することによって前記回転電機の巻線の劣化度合いを判断する構成としたものである。
【００１６】
一般的な低圧回転電機においては、その巻線が運転時の電磁振動などによって動かないように固着することを主目的としたワニス処理が施されている。この種のワニスには、高分子有機材料で構成された樹脂を利用することが一般的であるが、このような材料から成るワニスは、回転電機の運転時の熱によって部分的に酸化・低分子量化して飛散するものであり、その飛散した部分は樹脂中のボイドとなる。このボイドの周囲の誘電体に電界がかかった場合、比較的低い電界で放電を起こし（所謂ボイド放電）、これが放電劣化の原因となる。
【００１７】
一般的に、回転電機の巻線にインパルス電圧を印加すると、その巻線のインダクタンスと浮遊キャパシタンスにより印加電圧が減衰振動する。このとき、巻線周囲のワニス中にボイドが存在していると、その部分でボイド放電が発生して放電前に印加されていた電圧が零に変化し、この電圧変化に伴い巻線にＭＨｚオーダーの高周波電流が流れる。従って、この放電に伴い発生する高周波電流を捕捉すれば、回転電機の劣化を診断することができる。
【００１８】
請求項１記載の手段によれば、回転電機の電源端子間にインパルス電圧発生装置から試験線を通じてインパルス電圧を印加するのに応じて、その回転電機巻線部分でボイド放電が発生した場合には、そのボイド放電に伴い試験線に流れる高周波電流が高周波電流センサにより捕捉される。このように捕捉された高周波電流は観測装置により観測可能となるものであり、その観測によって回転電機の劣化度合いを判断することになる。このような手段では、熱劣化によるボイド発生に起因した電気的特性の変化を計測することになるため、回転電機の形式（全閉形、開放形など）に関係なくほとんどの回転電機に適用可能になる。つまり、回転電機の劣化診断を、その回転電機の形式に拘らず正確に行うことが可能となる。
【００１９】
この場合、請求項２記載の手段のように、前記高周波電流センサ及び観測装置間に、前記インパルス電圧の印加に伴う振動電流の周波数帯域を減衰域としたハイパスフィルタを介在させる構成とすることもできる。
高周波電流センサは、ボイド放電に伴う高周波電流の他に、回転電機の電源端子間にインパルス電圧を印加したときに発生する振動電流の成分も捕捉することになるが、請求項２記載の手段によれば、インパルス電圧の印加に伴う振動電流がハイパスフィルタにより減衰されるようになる。このため、高周波電流センサにおいては、ボイド放電に伴う高周波電流、つまりインパルス電圧の印加に伴う振動電流に比べて遥かに小さいレベルの高周波電流を感度良く捕捉することが可能になり、その捕捉高周波電流に基づいて回転電機の劣化度合いを的確に判断できるようになる。
【００２０】
請求項３に記載した手段のように、前記インパルス電圧発生装置から前記試験線に印加されたインパルス電圧を降圧して前記観測装置に与える電圧変換装置を備えた上で、前記観測装置を、前記電圧変換装置から与えられたインパルス電圧波形を前記高周波電流センサにより捕捉された高周波電流波形と比較可能な状態で出力する構成としても良い。
巻線部分でボイド放電が発生する状態にある回転電機の電源端子間にインパルス電圧を印加した場合、そのインパルス電圧が振動するため複数回のボイド放電が発生し、各ボイド放電に伴い発生する高周波電流が高周波電流センサにおいて捕捉される。この場合、捕捉された高周波電流中には、インパルス電圧発生装置でのスイッチングノイズが含まれる可能性が高いため、このような捕捉高周波電流については、巻線の劣化度合いの判断対象から外す必要がある。請求項３記載の手段では、印加されたインパルス電圧が電圧変換装置により降圧されて観測装置に与えられ、当該観測装置では、与えられたインパルス電圧波形を高周波電流センサにより捕捉された高周波電流波形と比較可能な状態で出力する構成となっている。このため、両波形の比較に基づいて、インパルス電圧発生装置でのスイッチングノイズが含まれる可能性がある高周波電流波形を巻線の劣化度合いの判断対象から容易に外すことができるようになり、結果的に巻線の劣化度合いの判断精度が向上することになる。
【００２１】
請求項４記載の手段のように、前記観測装置は、前記高周波電流センサを通じて捕捉した高周波電流成分のうち、前記インパルス電圧波形がゼロクロスする位相付近での成分を抽出し、この抽出高周波電流成分に基づいて前記回転電機の巻線の劣化度合いを判断する構成であっても良い。
この構成によれば、高周波電流センサを通じて捕捉した高周波電流成分のうち、インパルス電圧波形がゼロクロスする位相付近にある期間、つまりインパルス電圧発生装置で発生するスイッチングノイズが収束した状態にある期間における成分に基づいて回転電機の巻線の劣化度合いが判断されるから、その劣化診断を、スイッチングノイズによる悪影響を受けることなく行い得るものである。
【００２２】
請求項５記載の手段のように、前記インパルス電圧発生装置が、内蔵スイッチング素子がオンされてからオフされるまでの期間に前記インパルス電圧を発生する構成であった場合には、前記観測装置を、前記内蔵スイッチング素子のオン及びオフの各時点から設定時間内に前記高周波電流センサを通じて捕捉した高周波電流をノイズとして削除する判断機能を具備し、それ以外の電圧位相で捕捉した高周波電流の観測に基づいて前記回転電機の巻線の劣化度合いを判断する構成とすることができる。
一般的に、内蔵スイッチング素子がオンされてからオフされるまでの期間にインパルス電圧を発生する構成のインパルス電圧発生装置にあっては、インパルス電圧の発生時、つまり、内蔵スイッチング素子のオン時及びオフ時にスイッチングノイズが発生するため、そのノイズが高周波電流センサで捕捉する高周波電流に重畳するようになる。この場合、請求項５記載の手段では、観測装置が、内蔵スイッチング素子のオン及びオフの各時点から設定時間内に高周波電流センサを通じて捕捉した高周波電流をノイズとして削除し、それ以外の電圧位相で捕捉した高周波電流の観測に基づいて回転電機の巻線の劣化度合いを判断する構成となっているから、その判断精度が向上するようになる。
【００２３】
請求項６記載の回転電機の劣化診断方法は、上記目的を達成するために、劣化診断対象の回転電機の電源端子間に試験線を通じてインパルス電圧を印加するためのインパルス電圧発生装置と、前記試験線に流れる高周波電流を捕捉可能に設けられた高周波電流センサと、前記インパルス電圧発生装置から前記試験線に印加されたインパルス電圧を降圧して前記観測装置に与える電圧変換装置と、前記高周波電流センサにより捕捉された高周波電流の波形及び前記電圧変換装置からのインパルス電圧の波形を観測可能な観測装置とを備えた上で、前記観測装置で観測された前記インパルス電圧波形がゼロクロスする位相付近での前記高周波電流の波形を観測することにより回転電機の劣化診断を行うようにしたものである。
【００２４】
この診断方法によれば、回転電機の電源端子間にインパルス電圧発生装置から試験線を通じてインパルス電圧を印加するのに応じて、その回転電機巻線部分でボイド放電が発生した場合には、そのボイド放電に伴い試験線に流れる高周波電流が高周波電流センサにより捕捉される。観測装置では、このように捕捉された高周波電流の波形を、電圧変換装置から出力されるインパルス電圧の波形と共に観測できるものであり、そのインパルス電圧波形がゼロクロスする位相付近での高周波電流の波形を観測することにより回転電機の劣化診断を行うことになる。インパルス電圧波形がゼロクロスする位相付近では、インパルス電圧発生装置で発生するスイッチングノイズが収束した状態になっているため、回転巻線の劣化診断を、スイッチングノイズによる悪影響を受けることなく行い得る。
【００２５】
この場合、請求項７記載の診断方法のように、前記高周波電流センサ及び観測装置間に、前記インパルス電圧の印加に伴う振動電流の周波数帯域を減衰域としたハイパスフィルタを介在させることも可能である。
この構成によれば、インパルス電圧の印加に伴う振動電流がハイパスフィルタにより減衰されるようになるから、ボイド放電に伴う高周波電流、つまりインパルス電圧の印加に伴う振動電流に比べて遥かに小さいレベルの高周波電流を感度良く捕捉することが可能になり、その捕捉高周波電流に基づいて回転電機の劣化度合いを的確に判断できるようになる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説明する。
図１には、本実施例による回転電機の劣化診断装置の電気的構成が示されている。この図１において、診断対象の三相低圧回転電機１は、電源線から切り離し、そのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各電源端子のうちの２個に一対の試験線２の一端側を接続する。この試験線２の他端側には、インパルス電圧発生装置３の電圧出力端子を接続し、これにより回転電機１の巻線に対してインパルス電圧発生装置３の出力電圧を印加できる構成とする。このインパルス電圧発生装置３は、例えば、最大波高電圧値３ｋＶ、波頭長１〜２μ秒、波尾長５０μ秒のインパルス電圧を出力できる構成となっている。
【００２７】
変流器４（高周波電流センサに相当）は、試験線２に流れる高周波電流を計測できるように設置されるものであり、例えば２ｋＨｚ〜３０ＭＨｚの周波数帯でフラットな出力特性を有するものが用いられる。この変流器４の二次側出力は、ハイパスフィルタ５を通じてＡ／Ｄ変換モジュール６に与えられるようになっている。この場合、ハイパスフィルタ５の通過周波数帯域は、インパルス電圧発生装置３からのインパルス電圧の印加に伴う振動電流の周波数帯域より十分に高い値である例えば１ＭＨｚ以上に設定されている。
【００２８】
電圧変換装置７は、試験線２に印加されたインパルス電圧をＡ／Ｄ変換モジュール６に入力可能な電圧レベルまで低下させるために設置されたもので、その入力電圧／出力電圧の比が１／１０００に設定されている。尚、この電圧変換装置７の出力は、試験線２に印加されたインパルス電圧の位相を検出するために使用される。
【００２９】
上記Ａ／Ｄ変換モジュール６は、少なくとも６４Ｋワード程度の容量に設定されたバッファメモリを備え、且つサンプリング周波数が１００ＭＨｚ程度に設定されており、変流器４からハイパスフィルタ５を通じて入力される信号及び電圧変換装置７から入力される信号をデジタル信号に変換してパソコン８（観測装置に相当）に与える構成となっている。このパソコン８では、入力されたデジタル信号に基づいて、ハイパスフィルタ５を通じて出力される変流器４の出力波形、並びに電圧変換装置７の出力波形をモニタ上に表示する構成となっている。又、このパソコン８は、インパルス電圧発生装置３の動作開始及び動作停止制御を制御線９を通じて実行できる構成となっている。
【００３０】
ここで、回転電機１においては、その巻線が運転時の電磁振動などによって動かないように固着することを主目的としたワニス処理が施されている。この種のワニスには、高分子有機材料で構成された樹脂を利用することが一般的であるが、このような材料から成るワニスは、回転電機１の運転時の熱によって部分的に酸化・低分子量化して飛散するものであり、その飛散した部分は樹脂中のボイドとなる。このボイドの周囲の誘電体に電界がかかった場合、比較的低い電界で放電を起こし（所謂ボイド放電）、これが放電劣化の原因となる。
【００３１】
このようなボイドが存在する回転電機１の巻線にインパルス電圧を印加すると、その電圧レベルに応じてボイド部内で部分放電を発生する場合がある。ボイド中の電界の強さ（Ｅｂ）は、球形ボイドの場合、
Ｅｂ＝３Ｅ／（２＋１／εｓ  ）
となる。但し、Ｅは印加された電界の強さである。この場合、高分子有機材料より成るワニスのεｓ  は一般的に４程度であるため、通常時より約１．３倍低い電界が印加されたときに放電開始すると考えられる。
【００３２】
一般的に、回転電機の巻線にインパルス電圧を印加すると、その巻線のインダクタンスと浮遊キャパシタンスにより印加電圧が減衰振動する。このとき、巻線周囲のワニス中にボイドが存在していると、その部分でボイド放電が発生して放電前に印加されていた電圧が零に変化し、この電圧変化に伴い巻線にＭＨｚオーダーの高周波電流が流れる。従って、この放電に伴い発生する高周波電流を捕捉すれば、回転電機の劣化を診断することができる。
【００３３】
本実施例では、このような劣化診断を行うために以下のような測定操作を行う。即ち、診断対象の回転電機１のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各電源端子のうちの２個、例えばＵ相電源端子及びＶ相電源端子に一対の試験線２の一端側を接続し、この試験線２の他端側をインパルス電圧発生装置３の出力端子に接続する。この接続状態で、インパルス電圧発生装置３からインパルス電圧（最大波高電圧値３ｋＶ、波頭長１〜２μ秒、波尾長５０μ秒）を出力する。
【００３４】
この場合、変流器４は、２ｋＨｚ〜３０ＭＨｚの周波数帯でフラットな出力特性を有する構成となっているから、その変流器４の二次側にインパルス電圧の印加に伴う振動電流（周波数は例えば５０ｋＨｚ前後）及びボイド放電に伴う高周波電流（周波数は例えば５ＭＨｚ前後）の両成分を含む信号が誘起され、この信号はハイパスフィルタ５を介してＡ／Ｄ変換モジュール６に与えられる。この場合、ハイパスフィルタ５の通過周波数帯域は１ＭＨｚ以上に設定されているから、ボイド放電に伴う高周波電流に比べて遥かに大きいレベルのインパルス電流による振動電流が減衰されて、両電流の弁別を確実に行い得るようになり、ボイド放電に伴う比較的低いレベルの高周波電流を感度良く捕捉することが可能になる。尚、この場合、高周波電流とインパルス電流との間のＳ／Ｎ比が５０００倍以上になることが望ましい。
【００３５】
そして、このように変流器４からハイパスフィルタ５を通じて出力される信号、つまり、ボイド放電に伴う高周波電流波形に応じた信号は、Ａ／Ｄ変換モジュール６においてデジタル信号に変換されてパソコン８に与えられる。又、電圧変換装置７から出力される信号、つまり、インパルス電圧を１／１０００に低下させて得られる電圧信号もＡ／Ｄ変換モジュール６においてデジタル信号に変換されたパソコン８に与えられる。パソコン８では、入力された各デジタル信号を取り込んで、各信号により示される高周波電流波形及びインパルス電圧波形をモニタ上に表示する。尚、このように表示される電流波形及び電圧波形は、回転電機１のＵ相電源端子及びＶ相電源端子にインパルス電圧を印加したときのものであるが、Ｖ相電源端子及びＷ相電源端子、並びにＷ相電源端子及びＵ相電源端子についてもインパルス電圧を印加する操作を行うことにより、パソコン８のモニタ上に高周波電流波形及びインパルス電圧波形を同様に表示できることになる。
【００３６】
図２には、インパルス電圧の印加に応じてボイド放電が発生し得る状態に劣化した回転電機１について、本実施例の装置により上述した測定操作を行った場合の波形例が示されている。図２において、符号１０を付した波形が、電圧変換装置７から出力されるインパルス電圧波形を示し、  符号１１を付した波形が、変流器４からハイパスフィルタ５を通じて出力される高周波電流の波形を示す。この測定例の場合、１回のインパルス電圧の印加に対して、４回の放電があったことを高周波電流波形１１に基づいて確認できる。
【００３７】
この４回の放電の中で、１回目の放電をＡ、  ２回目の放電をＢ、  ３回目の放電をＣ、４回目の放電をＤとする。通常の場合、１回目の放電Ａには、インパルス電圧発生装置３の内蔵スイッチング素子（例えばサイリスタスイッチ）が投入されるタイミングＴ１でのスイッチングノイズが含まれる可能性が高く、回転電機１の劣化に伴う放電との判別が難しい。又、３回目の放電Ｃは、インパルス電圧波形１０により示される上記内蔵スイッチング素子の切れるタイミングＴ３と一致しており、この部分でもスイッチングノイズが含まれる可能性があって回転電機１の劣化に伴う放電との判別が難しくなる。従って、高周波電流波形１１に基づいて回転電機１の巻線の劣化を判断する際に最も有効な放電は、インパルス電圧波形１０のゼロクロスタイミングＴ２及びＴ４付近での放電Ｂ或いは放電Ｄを確認することである。このタイミングＴ２及びＴ４での高周波電流波形１１は、回転電機１の劣化に伴うワニス中のボイド放電である可能性が高く回転電機１の劣化診断として有効である。本実施例では、計測値としてパソコン８に表示された高周波電流波形１１のうち、これと同一画面上に表示されたインパルス電圧波形１０の第１回目ゼロクロス付近での高周波電流波形１１に着目し、そのタイミングでの高周波電流波形１１の波高値、電流継続時間あるいは、波形のエンベロープ処理などにより捕捉した波形の特徴量を把握し、予め設定されている劣化基準値との比較により回転電機１の劣化度合いを判断している。尚、このような判断は、パソコン８に表示された波形を操作者が観測することにより行い得るが、パソコン８での演算により、高周波電流波形１１の電流値の算出、並びにその算出位置と予め設定されている基準値との比較処理などを行い、これにより回転電機１の劣化度合いを自動的に判断できる構成としても良い。
【００３８】
要するに、上記した本実施例によれば、回転電機１のＵ、Ｖ、Ｗ相の電源端子の何れか二つの間にインパルス電圧発生装置３から試験線２を通じてインパルス電圧を印加し、これに応じて回転電機１の巻線部分でボイド放電が発生した場合には、そのボイド放電に伴い試験線２に流れる高周波電流を変流器４により捕捉し、このように捕捉した高周波電流をパソコン８により観測することによって、回転電機の劣化度合いを判断することになる。この場合には、熱劣化によるボイド発生に起因した電気的特性の変化を計測することになるため、形式（全閉形、開放形など）に関係なくほとんどの回転電機１に適用可能になる。つまり、回転電機１の巻線の劣化診断を、その回転電機１の形式に拘らず正確に行うことが可能となる。
【００３９】
又、上記変流器４は、ボイド放電に伴う高周波電流の他に、回転電機１の電源端子間にインパルス電圧を印加したときに発生する振動電流の成分も捕捉することになるが、本実施例の構成によれば、インパルス電圧の印加に伴う振動電流がハイパスフィルタ５により減衰されるようになるから、ボイド放電に伴う高周波電流、つまりインパルス電圧の印加に伴う振動電流に比べて遥かに小さいレベルの高周波電流を感度良く捕捉することが可能になり、その捕捉高周波電流に基づいて回転電機１の巻線の劣化度合いを的確に判断できるようになる。
【００４０】
さらに、巻線部分でボイド放電が発生し得る状態の回転電機１の電源端子間にインパルス電圧を印加した場合、そのインパルス電圧が振動するため複数回のボイド放電が発生し、各ボイド放電に伴い発生する高周波電流が変流器４において捕捉されることになるが、このように捕捉された高周波電流中には、インパルス電圧発生装置３でのスイッチングノイズが含まれる可能性が高いという事情があるため、このような捕捉高周波電流については、巻線の劣化度合いの判断対象から外す必要がある。
【００４１】
本実施例では、印加されたインパルス電圧が電圧変換装置７により降圧された後にＡ／Ｄ変換されてパソコン８に与えられ、当該パソコン８では、与えられたインパルス電圧波形を変流器４により捕捉された高周波電流波形と比較可能な状態で出力する構成となっている。このため、両波形の比較に基づいて、インパルス電圧発生装置３でのスイッチングノイズが含まれる可能性がある高周波電流波形を巻線の劣化度合いの判断対象から容易に外すことができるようになり、結果的に巻線の劣化度合いの判断精度が向上することになる。又、このような波形の比較を行う場合、本実施例では、インパルス電圧波形がゼロクロスする位相付近にある期間、つまりインパルス電圧発生装置３で発生するスイッチングノイズが収束した状態にある期間における成分に基づいて回転電機１の巻線の劣化度合いを判断しているから、その劣化診断を、スイッチングノイズによる悪影響を受けることなく行い得るものである。
【００４２】
尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、以下に述べるような拡大或いは変形が可能である。
インパルス電圧発生装置４が、内蔵スイッチング素子（例えばサイリスタスイッチ）がオンされてからオフされるまでの期間にインパルス電圧を発生する構成であった場合には、パソコン８に対して、上記内蔵スイッチング素子のオン及びオフの各時点から設定時間（例えば０．５μ秒）以内に変流器４を通じて捕捉した高周波電流をノイズとして削除する判断機能を付与し、それ以外の電圧位相で捕捉した高周波電流の観測に基づいて回転電機１の巻線の劣化度合いを判断する構成としても良い。この構成によれば、インパルス電圧発生装置３でのスイッチングノイズによる悪影響を排除できるようになって、巻線の劣化度合いの判断精度が向上するようになる。
【００４３】
パソコン８は、変流器４を通じて捕捉した高周波電流成分のうち、インパルス電圧波形がゼロクロスする位相付近での成分を抽出し、この抽出高周波電流成分及び予め記憶した基準値の比較に基づいて回転電機１の巻線の劣化度合いを自動的に判断する構成であっても良い。この構成によれば、変流器４を通じて捕捉した高周波電流成分のうち、インパルス電圧波形がゼロクロスする位相付近にある期間、つまりインパルス電圧発生装置３で発生するスイッチングノイズが収束した状態にある期間における成分に基づいて回転電機１の巻線の劣化度合いが自動的に判断されるから、その劣化診断を、スイッチングノイズによる悪影響を受けることなく行い得るようになる。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、回転電機の巻線の劣化診断を、インパルス電圧印加によるボイド放電現象の捕捉という周囲環境の影響をほとんど受けず且つ回転電機の形式と無関係な方法で正確に行い得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す電気的構成図
【図２】高周波電流波形及びインパルス電圧波形の測定例を示す図
【符号の説明】
１は回転電機、２は試験線、３はインパルス電圧発生装置、４は変流器（高周波電流センサ）、５はハイパスフィルタ、６はＡ／Ｄ変換モジュール、７は電圧変換装置、８はパソコン（観測装置）、９は制御線、１０はインパルス電圧波形、１１は高周波電流波形を示す。
【図１】
2004226300.tif 000003
【図２】
2004226300.tif 000004