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保守・エンジニアリング情報

3kV電動機絶縁診断技術

電動機固定子コイルの予防保全推奨対策を提案します。
概要 特長 技術内容 事例

概要

三菱電機製3kV電動機のB種真空加圧含浸コイル絶縁の経年劣化を評価し、予防保全対策を推奨します。

特長

1 コイルの素線絶縁の劣化メカニズムを明らかにしました。
2 劣化評価点(EPH)を算出し、予防保全処理内容をご推奨します。
※Evaluation Point of High Voltage Insulation

技術内容

高圧電動機の固定子コイル絶縁は主絶縁の劣化による地絡、あるいは素線絶縁(ターン間絶縁)の劣化によるレアショートによってその機能を喪失します。
ここでは、レアショートに至る劣化を評価する手法を提供します。
  レアショートから地絡に至るメカニズム
レアショートから地絡に至るメカニズム
熱劣化がまだ進んでいない主絶縁 熱劣化が進んだ主絶縁
熱劣化がまだ進んでいない主絶縁→熱劣化が進んだ主絶縁
放電による劣化のない素線 放電による劣化が進んだ素線
放電による劣化のない素線→放電による劣化が進んだ素線
絶縁試験の結果、コイルの設計指数と運転年数から
絶縁の劣化状態を示す評価点(EPH)を求めます。
絶縁特性
絶縁抵抗測定 R
直流吸収試験 PI1、PI2
誘電正接試験 tan δ
交流電流試験 I
部分放電試験(放電開始電圧) Qmax at E/√3
Qmax at E
CSV
静電容量 C
RC特性算定 RC
運転年数 Years
EPHの算定値 予防保全推奨内容
EPH<0.25 2年以内に更新orコイル巻替
0.25≦EPH<0.50 2年後に再度絶縁診断・評価
0.50≦EPH<0.75 4年後に再度絶縁診断・評価
0.75≦EPH 6年後に再度絶縁診断・評価

事例

検証結果

三菱電機製3kV電動機の絶縁【B(DF)】劣化評価手法の検証結果
No 容量(kW) P 測定年 EPH 素線絶縁&主絶縁の劣化状態
1 1,460kW
3,000V
1970年製
4 1999
健全部
0.07
素線絶縁&主絶縁の劣化状態 素線絶縁&主絶縁の劣化状態
1999年 29年運転後にレアショート⇒地絡事故発生
評価点EPHは焼損コイルのみを切離した残りの健全部位の絶縁診断結果をもとに算出した。
劣化評価(EPH)結果
EPH=0.07、0.08:2年以内に電動機更新orコイル巻替え
コイルの劣化状況
素線絶縁:熱劣化による変色が激しく、内部放電による顕著な白化が起こっている。
主絶縁:熱劣化による変色が激しく、素線に接する内面に放電痕が顕著である。
1999
吸湿後
0.08
2 2,100kW
3,300V
1970年製
4 1997
現地
0.64
素線絶縁&主絶縁の劣化状態 素線絶縁&主絶縁の劣化状態
2004年 34年運転後にレアショート⇒地絡事故発生
劣化評価(EPH)結果
1997年 EPH=0.64:4年後に再度絶縁診断
2001年 EPH=0.12:2年以内に電動機更新orコイル巻替え
2003年 EPH=0.08:2年以内に電動機更新orコイル巻替え
コイルの劣化状況
素線絶縁:写真は焼損したコイルの素線の溶断状況。熱劣化による変色が激しく、白化もかなり発生していたと推定される。
主絶縁:熱劣化による変色が著しい。
2001
現地
0.12
2003
現地
0.08
3 400kW
3,300V
1967年製
4 1998
現地
0.09
素線絶縁&主絶縁の劣化状態 素線絶縁&主絶縁の劣化状態
2004年 37年運転後の更新にともない調査を実施した。
劣化評価(EPH)結果
1998年 EPH=0.09:2年以内に電動機更新orコイル巻替え
2002年 EPH=0.06:2年以内に電動機更新orコイル巻替え
コイルの劣化状況
素線絶縁:熱劣化による変色はそれほどでもないが、顕著な白化が起こっている。
主絶縁:熱劣化による変色はそれほどでもないが、素線に接する内面に放電痕が見られる。
2002
現地
0.06
4 850kW
3,300V
1970年製
4 2003
現地
0.07
素線絶縁&主絶縁の劣化状態 素線絶縁&主絶縁の劣化状態
2006年 36年運転後の更新にともない調査を実施した。
劣化評価(EPH)結果
2003年 EPH=0.07:2年以内に電動機更新orコイル巻替え
2006年 EPH=0.09:2年以内に電動機更新or0.07コイル巻替え
コイルの劣化状況
素線絶縁:熱劣化による変色は中程度であり、白化がところどころに見られるが、中程度のものである。
主絶縁:熱劣化による変色は軽度であり、放電痕の判別は困難である。
2006
工場
0.09
2006
工場
洗浄後
0.07
5 150kW
3,300V
1969年製
6 2005
工場
0.36
素線絶縁&主絶縁の劣化状態 素線絶縁&主絶縁の劣化状態
2005年 36年運転後の更新にともない調査を実施した。
劣化評価(EPH)結果
2005年 EPH=0.36:2年後に再度絶縁診断
ただし、2年後に再診断できない場合は、4年以内に更新or巻替え
2005年 EPH=0.66:4年後に再度絶縁診断
コイルの劣化状況
素線絶縁:熱劣化による変色が著しいが、白化は全く見られず、ワニスの充填状態も良好である。
主絶縁:熱劣化による変色が著しいが、放電痕は全く見られない。
2005
工場
洗浄後
0.66
6 400kW
3,300V
1970年製
4 2005
工場
0.69
素線絶縁&主絶縁の劣化状態 素線絶縁&主絶縁の劣化状態
2005年 35年運転後の更新にともない調査を実施した。
劣化評価(EPH)結果
2005年 EPH=0.69:4年後に再度絶縁診断
コイルの劣化状況
素線絶縁:熱劣化による変色は中程度であり、若干軽微な白化の兆候が見られる。
主絶縁:熱劣化による変色は中程度であり、放電痕は見られない。
7 120kW
3,300V
1977年製
6 2005
工場
0.97
素線絶縁&主絶縁の劣化状態 素線絶縁&主絶縁の劣化状態
2005年 28年運転後の更新にともない調査を実施した。
劣化評価(EPH)結果
2005年 EPH=0.97、0.95:6年後に再度絶縁診断
コイルの劣化状況
素線絶縁:熱劣化による変色は軽度であり、ワニスの残存状況も良好で、白化は全く見られない。
主絶縁:熱劣化による変色は軽微である。
2005
工場
洗浄後
0.95