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公開番号2025143642
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-02
出願番号2024042972
出願日2024-03-19
発明の名称電動機の絶縁劣化診断装置および電動機の絶縁劣化診断方法
出願人三菱電機プラントエンジニアリング株式会社,三菱電機株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類G01R 31/34 20200101AFI20250925BHJP(測定;試験)
要約【課題】高度な専門的知識が不要であり、部分放電に関する計測データに基づいて、個人差のない定量的な絶縁劣化診断結果を得ることができる電動機の絶縁劣化診断装置を得る。
【解決手段】本開示に係る電動機の絶縁劣化診断装置は、診断対象である電動機に対して診断用電圧が印加された状態における電流値の計測結果に基づいて、診断用電圧における総放電電荷量および放電個数を複数の検査数にわたって出力する計測器と、複数の検査数にわたる総放電電荷量および放電個数を計測データとして計測器から取得し、計測データに基づいて、放電強度の指標値となる特徴量を算出する特徴量算出部と、特徴量に基づいて電動機の絶縁劣化状態を推定する推定部とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
診断対象である電動機に対して診断用電圧が印加された状態における電流値の計測結果に基づいて、前記診断用電圧における総放電電荷量および放電個数を複数の検査数にわたって出力する計測器と、
前記複数の検査数にわたる前記総放電電荷量および前記放電個数を計測データとして前記計測器から取得し、前記計測データに基づいて、放電強度の指標値となる特徴量を算出する特徴量算出部と、
前記特徴量に基づいて前記電動機の絶縁劣化状態を推定する推定部と
を備える電動機の絶縁劣化診断装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記推定部は、
前回の診断時に前記特徴量算出部で算出された前記特徴量を第１の特徴量として記憶し、
今回の診断時に前記特徴量算出部で算出された前記特徴量を第２の特徴量として記憶し、
前記第２の特徴量に基づくとともに、前記第１の特徴量から前記第２の特徴量への遷移状態に基づいて、前記電動機の絶縁劣化状態を推定する
請求項１に記載の電動機の絶縁劣化診断装置。
【請求項３】
前記特徴量算出部は、異なる複数の診断用電圧を印加した際の複数の計測データを前記計測データとして取得し、前記複数の計測データのそれぞれに対応する複数の特徴量を前記特徴量として算出し、
前記推定部は、前記複数の特徴量に基づいて前記電動機の絶縁劣化状態を推定する
請求項１に記載の電動機の絶縁劣化診断装置。
【請求項４】
前記特徴量算出部は、異なる複数の診断用電圧を印加した際の複数の計測データを前記計測データとして取得し、前記複数の計測データのそれぞれに対応する複数の特徴量を前記特徴量として算出し、
前記推定部は、前記複数の特徴量に基づいて前記電動機の絶縁劣化状態を推定する
請求項２に記載の電動機の絶縁劣化診断装置。
【請求項５】
前記特徴量算出部は、前記電動機が稼働中において、前記計測器から前記計測データをオンライン計測データとして取得し、前記オンライン計測データに基づいて前記特徴量を算出し、
前記推定部は、前記特徴量に基づいて前記電動機の絶縁劣化状態をオンラインで推定する
請求項１に記載の電動機の絶縁劣化診断装置。
【請求項６】
前記特徴量算出部は、前記計測器から取得した前記計測データに関して、横軸を前記放電個数とし、縦軸を前記総放電電荷量として前記複数の検査数に対応するデータをプロットした際の傾き量を前記特徴量として算出する
請求項１から５のいずれか１項に記載の電動機の絶縁劣化診断装置。
【請求項７】
診断対象である電動機に対して診断用電圧が印加された状態における電流値の計測結果に基づいて前記電動機の絶縁劣化状態を推定する電動機の絶縁劣化診断装置に設けられたコントローラにより実行される電動機の絶縁劣化診断方法であって、
前記診断用電圧における総放電電荷量および放電個数を複数の検査数にわたって出力する計測器から、前記複数の検査数にわたる前記総放電電荷量および前記放電個数を計測データとして受信する第１ステップと、
前記第１ステップで受信した前記計測データに基づいて、放電強度の指標値となる特徴量を算出する第２ステップと、
前記第２ステップで算出された前記特徴量に基づいて前記電動機の絶縁劣化状態を推定する第３ステップと
を有する電動機の絶縁劣化診断方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電動機の絶縁劣化状態を定量的に推定することのできる電動機の絶縁劣化診断装置および電動機の絶縁劣化診断方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
発電プラント、一般産業などで用いられる高圧電動機（以下、電動機と記載）は、コイル・鉄心・素線を切り離して回路を形成するために、絶縁材が用いられている。このような絶縁材は、電動機の運転に伴って発生する熱・電気・機械・環境的ストレスを受け、微小なボイドが発生・拡大することで絶縁劣化が生じる。そして、最終的には、電気トリーを形成することによる絶縁破壊（機能喪失）に至る。
【０００３】
また、稼働中に電動機の絶縁破壊が生じた場合には、発電プラントによる発電、一般産業による生産などが長期間にわたって停止するなどの重大事故に繋がる。このため、絶縁破壊に至る前に、絶縁更新等の保全を行うことが重要となる。
【０００４】
絶縁劣化状態を診断する従来技術として、運転中に日常点検レベルの部分放電計測を行うことで、高圧電動機の絶縁劣化の予兆を検知することができる部分放電監視装置がある（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
非特許文献１に開示された従来技術によれば、以下のような３点の効果を得ることができる。
効果１：電動機の運転中または停止中の絶縁診断に合わせて、部分放電を計測することができる。
効果２：コイル絶縁の部分放電電荷量、放電個数を計測データとして得ることができ、計測データのトレンド管理から絶縁劣化進展の予兆を把握できる。
効果３：計測データを基に、電動機の最適な予防保全対策の検討ができる。
【０００６】
劣化診断においては、規定周期で所定の点検、交換を行う定期保全が主流である。しかしながら、定期保全では、規定周期よりも早く絶縁劣化が進行してしまった場合には、プラントが稼働中に電動機の絶縁破壊が生じ、重大事故に至ってしまうおそれがある。その一方で、規定周期を短く設定しすぎると、絶縁劣化の進行がない状態での点検を行ってしまい、オーバメンテナンスとなってしまう。
【０００７】
特に、高圧電動機の固定子コイル絶縁は、長期の運転による熱的・電気的・機械的・環境的なストレスの複合で劣化が進行する。非特許文献１に係る装置は、計測データを収集することで、このような劣化の進行状態を把握し、固定子コイル絶縁の突発的な事故を未然に防ぐツールとして活用することができる。
【０００８】
換言すると、非特許文献１に係る装置は、定期保全において有効活用することができるとともに、定期保全時に収集した計測データを基に、電動機の最適な予防保全対策の検討を行うことができ、次回の保全時期を適切に設定することができる。
【０００９】
さらに、非特許文献１に係る装置は、プラントが稼働中であっても、オンラインで部分放電電荷量、放電個数のトレンド管理を行うことができ、絶縁劣化進展の予兆を把握することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
三菱電機プラントエンジニアリング株式会社ホームページ、ポータブル型モータ用心棒（オンライン部分放電監視装置）（URL: https://www.mpec.co.jp/service/monitoring/motor.html）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

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