(57)【要約】      （修正有）【課題】電気的監視システムとともに使用する変流器組立体および同組立体を組み立てる方法を提供する。【解決手段】電気的監視システム１０で使用される変流器組立体１６に、その中に空洞を少なくとも部分的に画定する複数のシールド部材を含んでいる容器が含まれる。容器は、開口を画定する内面をさらに含み、開口は内面を通って延在する。容器の中に第１の変流器３２が配置される。容器の中に第２の変流器３４が配置され、第２の変流器は、第１の変流器と第２の変流器の間の電子的雑音の干渉の低減を助長するために、ある距離だけ第１の変流器から離隔される。【選択図】図１
2013070050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的監視システム（１０）で使用する変流器組立体（１６）であって、前記変流器組立体が、
空洞（５０）を少なくとも部分的にその中に画定する複数のシールド部材（４８）を備える容器（４６）において、開口（６０）を画定する内面（５２）をさらに備え、前記開口が前記内面を通って延在する容器と、
前記容器の内部に配置された第１の変流器（３２）と、
前記容器の内部に配置された第２の変流器（３４）において、前記第１の変流器と前記第２の変流器の間の電子的雑音の干渉の低減を助長するために、ある距離だけ前記第１の変流器から離隔された第２の変流器とを備える変流器組立体（１６）。
【請求項２】
前記容器（４６）が、
前記容器の開口（６０）を画定する半径方向の内面（５２）、および前記容器の空洞（５０）を少なくとも部分的に画定する半径方向の外面（７６）を備える内側シールド部材（６８）と、
外側シールド部材（７０）であって、前記容器の空洞が、前記内側シールド部材と前記外側シールド部材の間に延在するように、前記内側シールド部材から半径方向の外側に結合された外側シールド部材（７０）とを備える請求項１記載の変流器組立体（１６）。
【請求項３】
前記第１の変流器（３２）に対して電気的に結合された保護コネクタ組立体（１１０）であって、前記第１の変流器を電気的監視システム（１０）に電気的に結合するように前記外側シールド部材（７０）を通って延在する保護コネクタ組立体をさらに備える請求項２記載の変流器組立体（１６）。
【請求項４】
前記第２の変流器（３４）に対して電気的に結合された少なくとも１つの診断コネクタ組立体（１１２）であって、前記第２の変流器を前記電気的監視システム（１０）に電気的に結合するように前記外側シールド部材（７０）を通って延在する診断コネクタ組立体をさらに備える請求項３記載の変流器組立体（１６）。
【請求項５】
前記容器（４６）が、前記第１の変流器（３２）と前記第２の変流器（３４）の間の電子的雑音の干渉の低減を助長するために、前記第１の変流器と前記第２の変流器の間に内部シールド部材（９８）を備える請求項１記載の変流器組立体（１６）。
【請求項６】
前記内部シールド部材（９８）が、前記内部のシールド部材（９８）から外側に延在する少なくとも１つのスペーサ（１０６）を備える請求項５記載の変流器組立体（１６）。
【請求項７】
前記第１の変流器（３２）が、閉じた中央の開口（１１６）および巻線（１２０）を有する磁心（１１４）を備え、前記巻線が、前記磁心の外面のまわりに巻きつけられた複数の巻数（１２２）を備える請求項１記載の変流器組立体（１６）。
【請求項８】
前記第２の変流器（３４）が、閉じた中央の開口（１２８）および前記磁心の外面に結合された複数の巻線（１４２）を有する磁心（１２６）を備え、前記複数の巻線の各巻線が、前記外面のまわりに巻きつけられた複数の巻数（１１４）を備える請求項７記載の変流器組立体（１６）。
【請求項９】
電動機（１２）の動作を監視するための電気的監視システム（１０）であって、前記電気的監視システムが、
電流監視デバイス（１４）と、
前記電動機（１２）に結合された変流器組立体（１６）において、前記変流器組立体が、前記電動機に導かれた電流を感知して、前記電流監視デバイスに対して前記感知された電流を表す信号を伝送するように構成され、前記変流器組立体が、
その中に少なくとも部分的に空洞（５０）を画定する複数のシールド部材（４８）を備えている容器（４６）において、前記容器が内面（５２）をさらに備え、前記内面が前記内面を通って延在する開口（６０）を画定する容器、
前記容器の内部に配置された第１の変流器（３２）、および
前記容器の内部に配置された第２の変流器（３４）において、前記第１の変流器と前記第２の変流器の間の電子的雑音の干渉の低減を助長するために、ある距離だけ前記第１の変流器から離隔された第２の変流器を備えている変流器組立体（１６）とを備える電気的監視システム（１０）。
【請求項１０】
前記容器（４６）が、
前記容器の開口（６０）を画定する半径方向の内面（５２）、および前記容器の空洞（５０）を少なくとも部分的に画定する半径方向の外面（７６）を備える内側シールド部材（６８）と、
外側シールド部材（７０）であって、前記容器の空洞が、前記内側シールド部材と前記外側シールド部材の間に延在するように、前記内側シールド部材から半径方向の外側に結合された外側シールド部材とを備える請求項９記載の電気的監視システム（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で説明される内容は、一般に監視システムに関し、より具体的には電気的監視システムとともに使用する変流器組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
少なくともいくつかの既知の電気的監視システムは、大きな１次電流を、容易に測定可能なより小さな２次電流へと倍率変更するように構成された変流器を含む。既知の監視システムは、電動機に流れる電流を測定して、故障が起こってしまった後の破滅的な損傷から電動機を保護する。一般に、既知の変流器は、電動機に結合された導体を通って流れる電流を感知して、感知された電流が、所定の電流より大きいかどうか判断する。既知の電気的監視システムの動作中に、監視システムは、所定の電流より大きい電流が感知されたとき、電動機および／または導体への損傷が起こってしまった後に、電動機を電源から選択的に切り離す動作をする。少なくともいくつかの既知の電動機は、電気的絶縁を有する固定子巻線を含む。既知の電動機の動作中に、固定子巻線の絶縁が、損耗および／または損傷を受ける可能性がある。時間が経つにつれて、電動機の継続的動作により、電動機が損傷を受ける可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第７９６９２７１号明細書
【発明の概要】
【０００４】
本発明の目的は、電気的監視システムとともに使用する変流器組立体および同組立体を組み立てる方法を提供することである。
【０００５】
一実施形態では、電気的監視システムで使用する変流器組立体が提供される。この変流器組立体は、その中に空洞を少なくとも部分的に画定する複数のシールド部材を含んでいる容器を含む。この容器は、開口を画定する内面をさらに含み、同開口は内面を通って延在する。この容器の中に第１の変流器が配置される。この容器の中に第２の変流器が配置され、第１の変流器との間の電子的雑音の干渉の低減を助長するために、ある距離だけ第１の変流器から離隔される。
【０００６】
別の実施形態では、電動機の動作を監視するのに使用する電気的監視システムが提供される。この電気的監視システムは、電流監視デバイスと、電動機に結合された変流器組立体とを含む。この変流器は、電動機に導かれた電流を感知して、感知された電流を示す信号を電流監視デバイスへ伝送するように構成される。この変流器組立体には、その中に空洞を少なくとも部分的に画定する複数のシールド部材を含んでいる容器が含まれる。この容器は、開口を画定する内面をさらに含み、同開口は内面を通って延在する。この容器の中に第１の変流器が配置される。この容器の中に第２の変流器が配置され、第１の変流器との間の電子的雑音の干渉の低減を助長するために、ある距離だけ第１の変流器から離隔される。
【０００７】
さらに別の実施形態では、変流器組立体を組み立てる方法が提供される。この方法は、外側シールド部材を内側シールド部材に結合して容器を形成するステップを含む。外側シールド部材は、内側シールド部材と外側シールド部材の間に空洞が画定されるように、内側シールド部材から半径方向の外側に結合される。この容器の空洞の中に第１の変流器が結合される。この容器の空洞の中に第２の変流器が結合され、第２の変流器は、第１の変流器との間の電子的雑音の干渉を低減するために、ある距離だけ第１の変流器から離隔される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】例示的変流器組立体を含んでいる例示の電気的監視システムのブロック図である。
【図２】図１に示された変流器組立体の斜視図である。
【図３】図２に示された変流器組立体の、線３−３に沿って得られた断面図である。
【図４】図２に示された変流器組立体の分解斜視図である。
【図５】図２に示された変流器組立体とともに使用され得る保護変流器の概略図である。
【図６】図２に示された変流器組立体とともに使用され得る高感度変流器の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書で説明される例示の方法およびシステムは、電動機内の固定子巻線の絶縁の作用状態を監視する高感度変流器を含んでいる変流器組立体を提供することにより、既知の監視デバイスの少なくともいくつかの短所を克服する。そのうえ、本明細書で説明される変流器組立体は、保護変流器および高感度変流器を密封する容器を含む。この容器は、保護変流器と高感度変流器の間で生成される電気的雑音の干渉量の低減を助長し、変流器を損傷から保護する。単一容器の内部に配置された保護変流器および高感度変流器を含んでいる変流器組立体を提供することにより、既知の監視デバイスと比較して、電動機内の固定子巻線の絶縁監視に使用する監視デバイスの製造コストが低減される。
【００１０】
図１は、電動機システム１２の動作を監視するための例示の電気的監視システム１０のブロック図である。この例示的実施形態では、電気的監視システム１０は、電流監視デバイス１４と、電流監視デバイス１４に結合された変流器組立体１６とを含む。電動機システム１２は、電力会社の送電網などの電源２０に結合されている回転電動機１８を含む。電動機１８は、複数の固定子巻線（図示せず）を含み、１つまたは複数の導体２２を介して電源２０に結合されている。この例示的実施形態では、電動機１８は、第１の導体２４および第２の導体２６を含む。導体２４および２６は、電動機１８と電源２０の間で、実質的に類似の電流を反対方向に導く。そのうえ、この例示的実施形態では、第１の導体２４が、第１の電流２８を矢印２９によって表された第１の方向に搬送し、第２の導体２６が、第２の電流３０を矢印３１によって表された第２の方向に搬送し、第２の電流３０は、第１の電流２８とほぼ等しく、第２の方向３１は、第１の方向２９に対して反対である。
【００１１】
電気的監視システム１０が、電動機システム１２に結合されて、電動機１８の固定子巻線の絶縁状態を監視する。そのうえ、電気的監視システム１０により、電動機１８の動作中に電動機１８の固定子巻線の絶縁を監視することができる。この例示的実施形態では、第１の導体２４および第２の導体２６の漏れ電流を感知して、感知された漏れ電流を示す信号を電流監視デバイス１４に伝送することができるように、導体２４および２６に対して変流器組立体１６が電気的に結合される。監視デバイス１４は、受け取った信号に少なくとも部分的に基づいて、固定子巻線の絶縁状態を判断する。
【００１２】
この例示的実施形態では、変流器組立体１６は、第１の変流器すなわち保護変流器３２と、第２の変流器すなわち高感度変流器３４とを含む。この例示的実施形態では、保護変流器３２は、第１の開回路利得および第１の信号対雑音（Ｓ／Ｎ）比で動作し、高感度変流器３４は、保護変流器３２の第１の開回路利得および第１のＳ／Ｎ比より高い、第２の開回路利得および第２のＳ／Ｎ比で動作する。例えば、一実施形態では、保護変流器３４は約０．１ｍＶ／ｍＡの開回路利得を有し、高感度変流器３２は約２０ｍＶ／ｍＡの開回路利得を有する。さらに、高感度変流器３２は、保護変流器３４のＳ／Ｎ比より約６０ｄＢ高いＳ／Ｎ比を含み得る。
【００１３】
この例示的実施形態では、保護変流器３２および高感度変流器３２は、それぞれ第１の導体２４と第２の導体２６の間の差動電流を感知して、それぞれが、感知された差動電流を表す信号を監視デバイス１４に伝送する。この例示的実施形態では、高感度変流器３２は、電流レベルの第１の範囲内にある差動電流を感知する。保護変流器３４は、高感度変流器３２の電流レベルの第１の範囲より大きい、電流レベルの第２の範囲内にある差動電流を感知する。
【００１４】
電流監視デバイス１４は、プロセッサ３６およびメモリデバイス３８を含む。プロセッサ３６は、変流器組立体１６と通信結合され、１つまたは複数のシステムおよびマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブルロジック回路（ＰＬＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、および本明細書で説明される機能を実行することができる他の回路を含み得る任意の適切なプログラマブル回路を含む。上記の実例は単なる例示であり、したがって、用語「プロセッサ」の定義および／または意味を限定するようには少しも意図されていない。メモリデバイス３８は、限定されることなく、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ、ディスケット、フラッシュドライブ、コンパクトディスク、デジタルビデオディスク、ならびに／あるいはプロセッサ３６が命令および／またはデータを記憶し、取得し、かつ／または実行することを可能にする任意の適切なデバイスなどのコンピュータ読取り可能媒体を含む。
【００１５】
この例示的実施形態では、電流監視デバイス１４は、それぞれプロセッサ３６に結合された保護モジュール４０および診断モジュール４２を含む。診断モジュール４２は、高感度変流器３４と通信結合されて、高感度変流器３４から、導体２４と導体２６の間の、電流レベルの第１の範囲内にある電流差を表す監視信号を受け取る。診断モジュール４２は、所定の期間に関して複数の時間ベースの差動電流値を計算して、差動電流のトレンド値を長時間にわたって計算する。診断モジュール４２は、差動電流のトレンド値を計算することにより、電動機システム１２内の電流漏れのより低い差動電流レベルでの検出を可能にし、電流漏れの増加を長時間にわたって監視することを可能にする。保護モジュール４０は、保護変流器３２から、電流レベルの第２の範囲内にある、導体２４と導体２６の間の電流差を表す監視信号を受け取るように、保護変流器３２と通信結合される。また、保護モジュール４０は、感知された電流差が、電流レベルの第２の範囲内にある所定の電流差の許容限度以上であると、電動機１８の固定子巻線の絶縁状態が所定の状態より劣ると判断することになる。
【００１６】
監視デバイス１４は、ユーザに対する通知を表示するためのディスプレイ４４も含む。ディスプレイ４４は、プロセッサ３６に結合され、真空蛍光ランプディスプレイ（ＶＦＤ）および／または１つもしくは複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含んでよい。それに加えて、またはその代わりに、ディスプレイ４４は、限定されることなく、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、ブラウン管（ＣＲＴ）、プラズマディスプレイ、ならびに／あるいは画像データおよび／またはテキストをユーザに表示することができる任意の適切な視覚出力デバイスを含んでよい。例示的実施形態では、ユーザに対して、電動機１８の状態、固定子巻線の絶縁状態、および／またはその他の情報がディスプレイ４４上に表示されてよい。この例示的実施形態では、監視デバイス１４は、電流レベルの第１の範囲内で差動電流の許容限度を検出すると、ユーザに対して第１の通知信号を表示し、感知された差動電流の増加を表す信号を長時間にわたって表示する。そのうえ、監視デバイス１４は、電流レベルの第２の範囲内で差動電流の許容限度を検出すると、ユーザに対して第２の通知信号を表示する。また、監視デバイス１４は、固定子巻線の絶縁状態が所定の状態より劣ると判断すると、第３の通知信号を表示する。
【００１７】
図２は、変流器組立体１６の斜視図である。図３は、線３−３に沿って得られた変流器組立体１６の断面図である。図４は、変流器組立体１６の分解斜視図である。図２〜図４に示されている同一の構成要素には、図１のものと同一の参照番号が付いている。この例示的実施形態では、変流器組立体１６には、保護変流器３２および高感度変流器３４を収納するようにサイズ設定された空洞５０を、互いに結合されて画定する複数のシールド部材４８を含んでいる容器４６が含まれる。この例示的実施形態では、各シールド部材４８は、容器４６から変流器３２および３４に伝わる電気的干渉の量の低減を助長するために、テープを巻いた複数のケイ素鋼層（図示せず）を含む。あるいは、シールド部材４８は、容器４６が本明細書で説明されるように機能することを可能にするために、任意の適切な材料も含んでよい。
【００１８】
容器４６は、半径方向の内面５２と半径方向の外面５４の間を半径方向に延在し、また、前面５６と、反対側の後面５８との間を軸方向に延在する。半径方向の内面５２は、容器４６を通って実質的に軸方向に延在する中央の開口６０を画定する。この例示的実施形態では、容器４６は、開口６０が中心線軸６２に沿って配向されるように、実質的に円筒状の形状を有する。あるいは、容器４６は、三角形、正方形、長方形、または多角形でもよい。容器４６は、内面５２と外面５４の間の幅６４にわたって半径方向に延在し、また、前面５６と後面５８の間の長さ６６にわたって軸方向に延在する。前面５６および後面５８が、それぞれ内面５２と外面５４の間に延在する。
【００１９】
この例示的実施形態では、容器４６は、それぞれが内側シールド部材６８から半径方向の外側に結合された内側シールド部材６８と外側シールド部材７０とを含む。外側シールド部材７０は、内側シールド部材６８との間に空洞５０を画定するように、内側シールド部材６８から半径方向距離７２だけ離隔される。内側シールド部材６８は、半径方向の内面５２を画定し、内面５２と外面７６の間の幅７４にわたって半径方向に延在する。外側シールド部材７０は、外面５４を含んでおり、外面５４と内面８０の間の幅７８にわたって半径方向に延在する。この例示的実施形態では、幅７４は幅７８より大きい。あるいは、幅７４は、幅７８未満であるか、またはほぼ等しくてよい。
【００２０】
容器４６は、第１の側のシールド部材８２および反対の第２の側のシールド部材８４も含む。内側シールド部材６８および外側シールド部材７０のそれぞれが、第１の側のシールド部材８２から第２の側のシールド部材８４まで軸６２に沿って延在する。より具体的には、第１の側の部材８２および第２の側の部材８４のそれぞれが、内側シールド部材６８と外側シールド部材７０の間で半径方向に延在する。この例示的実施形態では、内側の部材６８、外側の部材７０、第１の側のシールド部材８２、および第２の側のシールド部材８４は、部材６８、７０、８２、および８４の間に空洞５０を画定するように互いに結合される。
【００２１】
保護変流器３２は、容器の空洞５０の中に配置され、内側シールド部材６８と外側シールド部材７０の間に配向される。保護変流器３２は、軸６２に対して配向された磁心８６を含み、磁心８６は、内側シールド部材６８を囲む外面８８を含む。そのうえ、この例示的実施形態では、高感度変流器３４も、空洞５０の中に配置されて、内側シールド部材６８と外側シールド部材７０の間に配向される。高感度変流器３４は、軸６２に対して配向され、内側シールド部材６８を囲む外面９２を有する磁心９０を含む。保護変流器３２と高感度変流器３４の間の電気的雑音の干渉の量の低減を助長するために、高感度変流器３４は、保護変流器３２から軸方向に距離９４だけ離隔される。そのうえ、保護変流器３２と高感度変流器３４の間に間隙９６が画定される。
【００２２】
この例示的実施形態では、容器４６には、保護変流器３２と高感度変流器３４の間の電気的雑音の干渉の量の低減を助長するために間隙９６の内部に配置されて保護変流器３２と高感度変流器３４の間に配向されている内部シールド部材９８も含まれる。内部シールド部材９８は、内側シールド部材６８と外側のシールド部材７０の間で半径方向に結合され、第１の側のシールド部材８２と第２の側のシールド部材８４の間で軸方向に結合される。空洞５０の中に第１の室１００および第２の室１０２を画定するように、空洞５０の中に内部シールド部材９８が配置される。第１の室１００は、内部シールド部材９８と第１の側のシールド部材８２の間に延在し、保護変流器３２を収納するようにサイズ設定して成形される。第２の室１０２は、内部シールド部材９８と第２の側のシールド部材８４の間に延在し、高感度変流器３４を収納するようにサイズ設定して成形される。この例示的実施形態では、内部シールド部材９８は、軸６２に沿って軸方向の幅１０４を有する。そのうえ、部材９８は、保護変流器３２と高感度変流器３４の間の電気的雑音の干渉の量の低減を助長するようにサイズ設定される。この例示的実施形態では、容器４６には、変流器３２および／または３４を容器空洞５０内で支持するのを容易にするために、シールド部材６８、７０、８２、および／または８４からそれぞれ外側に延在する複数のスペーサ１０６が含まれる。各スペーサ１０６は、容器４６および軸６２に対する変流器３２および３４の配向を維持するように、保護変流器３２および／または高感度変流器３４に接触して配向される。
【００２３】
この例示的実施形態では、容器４６には、変流器３２および／または３４を監視デバイス１４に結合するように外側シールド部材７０を通って延在する少なくとも１つのコネクタ組立体１０８も含まれる。この例示的実施形態では、容器４６には、保護変流器３２を監視デバイス１４に結合するように外側シールド部材７０を通って延在する１つまたは複数の保護コネクタ組立体１１０が含まれる。容器４６には、高感度変流器３４を監視デバイス１４に結合するように外側シールド部材７０を通って延在する１つまたは複数の診断コネクタ組立体１１２も含まれる。
【００２４】
図５は保護変流器３２の概略図である。図６は高感度変流器３４の概略図である。この例示的実施形態では、保護変流器３２には、第１の導体２４および第２の導体２６を通して収容するようにサイズ設定された中央の開口１１６を画定する磁心１１４が含まれる。第１の導体２４および第２の導体２６が、保護変流器３２の１次巻線１１８を形成する。保護変流器３２には、磁心１１４のまわりに巻かれた複数の巻数１２２を含んでいる２次巻線１２０も含まれる。２次巻線１２０には、保護変流器３２を監視デバイス１４に電気的に結合するように保護コネクタ組立体１１０に結合された端子１２４が含まれる。
【００２５】
この例示的実施形態では、高感度変流器３４は、中央の開口１２８を画定する磁心１２６を含む。開口１２８は、第１の導体２４および第２の導体２６を通して収容するようにサイズ設定される。第１の導体２４および第２の導体２６は、高感度変流器３４用の１次巻線１３０を形成する。この例示的実施形態では、第１の導体２４と第２の導体２６は、実質的に類似の電流を反対方向に搬送する。図６に示されるように、第１の導体２４は、矢印１３２で表される磁束を生成することができ、第２の導体２６は、矢印１３４で表される反対方向の磁束を生成することができる。磁束パターン１３２および１３４の極が、基準軸１３８に対して実質的に垂直な磁気中性軸１３６を定義する。この例示的実施形態では、第１の導体２４と第２の導体２６は、磁心１２６の中心点１４０に対して対称に配向される。より具体的には、第１の導体２４および第２の導体２６のそれぞれが、磁気中性軸１３６と第１の導体２４および第２の導体２６とが実質的に垂直になるように、基準軸１３８に沿って配置される。
【００２６】
この例示的実施形態では、高感度変流器３４は複数の巻線１４２を含む。巻線１４２のそれぞれが、磁心１２６のまわりに巻きつけられた複数の巻数１４４を含む。各巻線１４２を、しっかりと詰め込まれた巻数１４４の組から形成するように、それぞれの巻数１４４が、隣接した巻数１４４に近接して配置される。
【００２７】
この例示的実施形態では、高感度変流器３４には、それぞれが磁心１２６上に配置されている、第１の巻線１４６、第２の巻線１４８、第３の巻線１５０、および第４の巻線１５２が含まれる。第１の導体２４および第２の導体２６によって生成された磁束パターン１３２および１３４が、巻線１４６、１４８、１５０、および１５２の中に電流を誘起する。巻線１４６、１４８、１５０、および１５２が、高感度変流器３４用の２次巻線１５４を形成する。この例示的実施形態では、第１の巻線１４６が第２の巻線１４８に結合され、第３の巻線１５０が第４の巻線１５２に結合される。第１の巻線１４６および第２の巻線１４８は、監視デバイス１４に結合されるように、それぞれが第１の端子１５６に結合される。同様に、第３の巻線１５０および第４の巻線１５２は、監視デバイス１４に結合され得るように、それぞれが第２の端子１５８に結合される。この例示的実施形態では、第１の巻線１４６および第２の巻線１４８は、第１の導体２４および第２の導体２６内の漏れ電流を感知するように、磁気中性軸１３６に沿って配置される。第３の巻線１５０および第４の巻線１５２は、第１の導体２４および第２の導体２６によって搬送される部分的な放電電流および／または負荷電流を感知するように、基準軸１３８に沿って配向される。
【００２８】
この例示的実施形態では、磁心１１４および１２６のそれぞれに、ニッケル、モリブデンおよび鉄を含み、かつ高い透磁率を有する磁性材料を含んでいる超合金が含まれる。また、磁心１１４および１２６は、ケイ素鋼、合金、および／またはフェライトを含んでよい。この例示的実施形態では、磁心１１４および１２６は、実質的に円形の断面形状を有する。あるいは、磁心１１４および１２６は、三角形、正方形、長方形、または多角形でもよい。
【００２９】
本明細書で説明された例示的変流器は、例えば電動機、高調波発生器、タービン発電機、風力発電機、ケーブル、変圧器、ＧＩＳ、加速装置および光起電性パネルなどの様々な用途に使用されてよい。さらに、この例示的変流器は、既知の変流器に対して、変流器の中央の開口内のケーブル位置に対する感度がより低く、利得がより高く設置が容易であり、平衡させるのが容易で、較正がより正確で再現可能であることなど、これらに限定されることなく、いくつかの利点を有する。
【００３０】
電気的監視システム１０の動作中に、電流監視デバイス１４は、導体２４と２６の間の、電流レベルの第１の範囲内にある電流差を表す監視信号を、高感度変流器３４から受け取る。監視デバイス１４は、所定の期間に対して複数の時間ベースの差動電流値を計算し、差動電流のトレンド値を長時間にわたって計算する。監視デバイス１４は、また、電流レベルの第１の範囲内にある差動電流を検出すると、ユーザに対して通知信号を表示し、感知された差動電流の増加を表す信号を長時間にわたって表示する。また、この例示的実施形態では、監視デバイス１４は、保護変流器３２から、電流レベルの第２の範囲内にある、導体２４と２６の間の電流差を表す監視信号を受け取る。監視デバイス１４は、また、感知された電流差が、電流レベルの第２の範囲内の所定の差動電流の許容限度以上であるとき、電動機１８の固定子巻線の絶縁状態が所定の状態より劣ると判断する。そのうえ、求められた固定子巻線の絶縁状態が所定の固定子巻線の絶縁状態より劣るものであると、監視デバイス１４は、ディスプレイ４４上に通知信号を表示する。
【００３１】
容器４６内の保護変流器３２および高感度変流器３４の配向は、導体２４と導体２６の間の差動電流の監視が容易になるように選択される。また、容器４６の配向、サイズ、および形状は、保護変流器３２と高感度変流器３４の間で生成された電気的雑音の干渉の量の低減を助長し、かつ監視システム１０の設置および動作中の損傷から変流器３２および３４を保護するように選択される。
【００３２】
前述の装置および方法は、高感度変流器および保護変流器を使用する変流器組立体を含んでいる監視システムを提供することにより、既知の監視デバイスの少なくともいくつかの短所を克服する。また、本明細書で説明された変流器組立体には、変流器を損傷から保護し、かつ保護変流器と高感度変流器の間の電気的雑音の干渉の量を低減するために保護変流器および高感度変流器を密封するようにサイズ設定された容器が含まれる。単一容器の内部に配置された保護変流器および高感度変流器を含んでいる変流器組立体を使用することにより、電動機の固定子巻線の絶縁状態を監視するための監視デバイスの製造コストが、既知の監視デバイスに対して削減される。
【００３３】
本明細書で説明された方法、システム、および装置の例示の技術的効果には、（ａ）第１の導体と第２の導体の間の電流差を表す監視信号を高感度変流器から受け取ること、（ｂ）所定の期間に対して複数の時間ベースの差動電流値を計算すること、（ｃ）差動電流のトレンド値を長時間にわたって計算すること、および（ｄ）感知された差動電流の増加を表す信号を長時間にわたって表示することのうち、少なくとも１つが含まれる。
【００３４】
電気的監視システムとともに使用する変流器組立体および同変流器組立体を組み立てる方法の例示的実施形態が、上記で詳細に説明されている。これらのシステムおよび方法は、本明細書で説明された特定の実施形態に限定されることなく、むしろ、同システムの構成要素および／または同方法のステップは、本明細書で説明された他の構成要素および／またはステップから独立して別個に利用されてよい。例えば、これらの方法は、他の電気的監視システムと組み合わせて用いられてもよく、本明細書で説明された電気的監視システムだけとともに実施することに限定されない。むしろ、例示的実施形態は、他の多くの監視システムの用途に関連して実施し、かつ利用することができる。
【００３５】
本発明の様々な実施形態の特定の特徴が、いくつかの図面で示されて他の図面では示されないこともあるが、これは便宜上の理由のみによるものである。本発明の原理によれば、図面のあらゆる特徴が、その他の図面のあらゆる特徴と組み合わせて参照され、かつ／または特許請求され得る。
【００３６】
この書かれた説明は、最善の様式を含めて本発明を開示するために、また、あらゆる当業者が、あらゆるデバイスまたはシステムを製作して使用すること、ならびにあらゆる具体化された方法を実行することを含めて本発明を実施することも可能にするために、実例を用いている。本発明が特許権を受けられる範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者に想起される他の実例を含み得る。そのような他の実例は、それらが特許請求の範囲の文字通りの言葉と異ならない構造要素を有する場合、またはそれらが特許請求の範囲の文字通りの言葉との実質のない相違点を有する同等な構造要素を含む場合には、特許請求の範囲に入るように意図されている。
【符号の説明】
【００３７】
１０  電気的監視システム
１２  電動機システム
１４  電流監視デバイス
１６  変流器組立体
１８  電動機
２０  電源
２２  導体
２４  第１の導体
２６  第２の導体
２８  第１の電流
２９  矢印
３０  第２の電流
３１  矢印
３２  保護変流器
３４  差動変流器
３６  プロセッサ
３８  メモリデバイス
４０  保護モジュール
４２  診断モジュール
４４  ディスプレイ
４６  容器
４８  シールド部材
５０  空洞
５２  半径方向の内面
５４  半径方向の外面
５６  前面
５８  後面
６０  中央の開口
６２  中心線軸
６４  半径方向の幅
６６  軸方向の長さ
６８  内側シールド部材
７０  外側シールド部材
７２  半径方向の距離
７４  半径方向の幅
７６  外面
７８  半径方向の幅
８０  内面
８２  第１の側のシールド部材
８４  第２の側のシールド部材
８６  磁心
８８  外面
９０  磁心
９２  外面
９４  軸方向の距離
９６  間隙
９８  内部シールド部材
１００  第１の室
１０２  第２の室
１０４  軸方向の幅
１０６  スペーサ
１０８  コネクタ組立体
１１０  保護コネクタ組立体
１１２  診断コネクタ組立体
１１４  磁心
１１６  中央の開口
１１８  １次巻線
１２０  ２次巻線
１２２  巻数
１２４  端子
１２６  磁心
１２８  開口
１３０  １次巻線  １３４  矢印
１３６  磁気中性軸
１３８  基準軸
１４０  中心点
１４２  巻線
１４４  巻数
１４６  第１の巻線
１４８  第２の巻線
１５０  第３の巻線
１５２  第４の巻線
１５４  ２次巻線
１５６  第１の端子
１５８  第２の端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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