3kV級（B種絶縁）電動機の劣化評価技術
電動機固定子コイルの予防保全対策を提案します。
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
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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。
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特長2劣化評価点（EPH※）を算出し、予防保全処理内容を推奨します。
- ※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。
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 | ΔI |
| 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 |
固定子の
設計指数
評価点EPHの算定
| 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
三菱電機製3kV電動機の絶縁劣化評価手法の検証結果
| 1 | 容量（kW） | 1,460kW／3,000V／1970年製 | |
|---|---|---|---|
| P | 4 | ||
| 測定年 | 1999健全部 | 1999吸湿後 | |
| EPH | 0.07 | 0.08 | |
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。
| 2 | 容量（kW） | 2,100kW／3,300V／1970年製 | ||
|---|---|---|---|---|
| P | 4 | |||
| 測定年 | 1997現地 | 2001現地 | 2003現地 | |
| EPH | 0.64 | 0.12 | 0.08 | |
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。
| 3 | 容量（kW） | 400kW／3,300V／1967年製 | |
|---|---|---|---|
| P | 4 | ||
| 測定年 | 1998現地 | 2002現地 | |
| EPH | 0.09 | 0.06 | |
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。
| 4 | 容量（kW） | 850kW／3,300V／1970年製 | ||
|---|---|---|---|---|
| P | 4 | |||
| 測定年 | 2003現地 | 2006工場 | 2006工場洗浄後 | |
| EPH | 0.07 | 0.09 | 0.07 | |
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 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。
| 5 | 容量（kW） | 150kW／3,300V／1969年製 | |
|---|---|---|---|
| P | 6 | ||
| 測定年 | 2005工場 | 2005工場洗浄後 | |
| EPH | 0.36 | 0.66 | |
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。
| 6 | 容量（kW） | 400kW／3,300V／1970年製 |
|---|---|---|
| P | 4 | |
| 測定年 | 2005工場 | |
| EPH | 0.69 |
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 | 容量（kW） | 120kW／3,300V／1977年製 | |
|---|---|---|---|
| P | 6 | ||
| 測定年 | 2005工場 | 2005工場洗浄後 | |
| EPH | 0.97 | 0.95 | |
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＝0.97、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。