고압 회전기 절연진단과 New CLiPSjinooemc.co.kr/product/catalog01.pdf · 층간 단락 상 간의 단락 (선간 단락) ... 직류 시험 교류 전류 시험 유전 정접

고압 회전기 절연진단과

ＮｅｗＣＬｉＰＳ

한국 쿠와하라 전기 (주)

2 2

목 차

1部 고압 회전기 절연진단

1.절연진단의 필요성

2.고압 회전기 구조

3.고정자 권선 구조와

고장 종류

4.절연 열화 진행

Process

5.고압 코일 절연진단

Point

6.절연진단 항목

7.절연진단 판정기준 Kuwahara Electric Corporation

2部 CLiPS 개요

1.절연진단 특성치로부터

잔존파괴전압을 산출

2.CLiPS 변천

3.CLiPS 데이터

4.CLiPS를 이용한 분석과

기술 연마

5.추정파괴전압 산출 사례

6.절연 수명 진단 구조

7.진단 절차

8. CLiPS 실적

3

절연 진단의 목적

절연물을 대상으로 한 장비 보전

1.예방 보전 （ＰＭ）：절연 진단을 실시하고 열화

도를 평가하여 대책을 실시한다.

2. 개량 보전（ＣＭ）：부분을 개량하여 사용한다.

3. 사고 보전（ＢＭ）：예방의 한계를 넘은 것에 대한

경우・・・・・・고장나면 수리 한다 .

일본의 전력 회사는 대부분 예방 계획적으로

보전을하고있다.

4

１． 절연진단의 필요성 정확한 절연 진단을 통해 사전에 수명을

파악하고 미리 손을 본다

즉 「예방 보전」이 필요하다.

절연 불량이 원인의

고장 약７０％

정확한 절연 진단을

실시했으면

대부분의 돌발

고장을 방지 할 수

있었다.

（桑原電工実績データ）

Kuwahara Electric Corporation

돌연 고장은 큰 손실

회전기는 언젠가 반드시 고장

고압 회전기 돌발 고장 재권선 원인 분석

5 5

고정자 코일

베어링

Core

Core

Frame

회전자

２． 고압 회전기 구조


6

３．고정자 권선 구조와 고장 종류

절연의 구성 (코일의 단면도)


wedge

대지 절연

층간 절연

Slot spacer

coil

Coil 절연

core

고정자 권선의 고장 종류

접지 단락

층간 단락

상 간의 단락

(선간 단락)

권선 직선부, coil-

end에서 많이 발생

coil-end,

결선부에서 많이

발생

7


4. 절연 열화 진행 Process

coil

core

초기 건전한 상태

Mica 절연

수지

대지 절연층의 단면

건전한 절연의 경우 , Void에 수지가

충전되고 Void-less 되고 있다.

⇒ 방전이 발생하지 않는다.

coil

core

20년 넘으면 void가 발생

void

시간의 경과에 따라

스트레스를 받고 천천히

void가 형성 되어간다.

coil

core

말기 상태

Void와 void가 연결되어 절연 파괴가

된다.

Void가 증가

절연 진단은 void의

상태를 계측해서

수명을 예측한다.

8

５． 고압 코일 절연 진단 Point

Core

Core

코어에 삽입된

코일의 단면도

Ａ


・ 코어에 삽입된 권선의 절연층의

Void(공기층)를 검출한다.

・ Coil-end부 더러움 상태를 검출한다.

⇒ 모터 건강 상태를 진단할 수 있다.

coil

core

Ａ부 단면도

Void

Mica

코어

상 권선

하 권선

코어

삽입부 Coil-end

결선부

직류 시험

교류 전류

시험

유전 정접

시험

부분 방전

시험

권선 표면의

오손, 흡습

상태

절연층 내부의

열화 판정

절연층 내부의

흡습 상태 및

열화 판정

절연층 내부의

열화 판정

성극 지수 ＰＩ = 절연 저항 １０분 치（Ｒ１０）

절연 저항 １분 치（Ｒ１）

누설 지수 ＬＩ = 충전１０분의 전류 치

방전１０분의 전류 치

제1차 전류 급증 점 Ｐｉ１

제2차 전류 급증 점 Ｐｉ２

전류 급증 율 ΔＩ = ×１００（％）Ｉ－Ｉ0

Ｉ0

유전체 손실 각의 탄젠트 ｔａｎδ0

Δｔａｎδ2

=ｔａｎδE－ｔａｎδ0

방전 개시 전압 CSV

방전 소멸 전압 CDV

최대 방전 전하량

ＱｍａｘＥ/√３

흡습 상태

（누설전류가 크다）

건조 상태

Pi1 Pi2 E

E=정격 전압

Ｉ

Ｉ0

E E0

ｔａｎδ0

Δｔａｎδ2

E

ＱｍａｘＥ/√３

1000 PC

CDV E/√3 CSV

ｔ

Ｉ

시험 항목 목적 측정 항목 및 정의


개요 ６． 절연 진단 항목

10

절연물에 직류전압을 인가한 후 전류－시간 특성 , 전류의 파형,

누설 전류 특성, 전압 특성으로부터 절연 상태를 파악한다.

６－１ 직 류 시 험

직류시험기 Pen-recorder ＵＶＷ

회로도

11

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0.50

0 60 120

180

240

300

360

420

480

540

600

660

720

780

840

900

960

1020

1080

1140

1200

（μＡ）

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 충전 시간（분）→

방전 시간（분）→

누설 전류

인가 전압 ＤＣ３ｋＶ

방전 전류

성극 지수ＰＩ＝ 전압 인가１분의 절연저항치

전압 인가１０분의 절연저항치 누설 지수ＬＩ＝

방전 개시１０분의 방전 전류치

전압 인가１０분 의 누설 전류치

６－１－１ 직류 시험

12

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 충전 시간（분）→

방전시간（분）→

누설 전류

인가 전압 ＤＣ３ｋＶ

방전 전류

성극 지수（ＰＩ）＝4.51 ＞２．０ 이상

누설 지수（ＬＩ）＝2.64 ＜３０ 이하

절연 저항 １분＝18395MΩ

절연 저항10분＝82973MΩ

당사 기준 （정상적인 경우）

６－１－２ 직류 시험

13

누설전류

인가전압 ＤＣ３ｋＶ

방전전류

（권선 표면의 이물질 부착, 흡습의 경우）

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 충전 시간（분）→


성극 지수 （ＰＩ）＝1.83 ＜２．０ 이상

누설 지수 （ＬＩ）＝42.31 ＞３０ 이하

절연 저항 １분＝2705MΩ


당사 기준

６－１－３ 직류 시험

14

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 충전 시간（분）→


누설전류

인가전압 ＤＣ３ｋＶ

방전전류

성극 지수 （ＰＩ）＝4.51 ＞２．０ 이상

누설 지수 （ＬＩ）＝2.64 ＜３０ 이하

절연 저항 １분 ＝18395MΩ


（권선 표면에 약점부가 있는 경우） 당사 기준

킥 현상

６－１－４ 직류 시험

15

교류 전류시험에는 절연물에 교류 전압을 인가해서 전류・전압 특성을 측정함으로써, 주로 void 및 흡습, 이물 부착에 관한

정보를 얻는 시험이다.

６－２ 교류 전류 시험

자동 ｔａｎδ 측정 기기

Ｉ．Ｒ．

Ｔ．Ｔ．

ＵＶＷ

회로도

16

전류

전압

교류 전류－전압 특성

Ｐｉ１Ｐｉ２Ｅ

Ｉ

Ｉｏ

전류 증가율（△Ｉ）＝Ｉｏ

Ｉ－Ｉｏ ×１００（％）

Ｐｉ１：제１자 전류 급증점

Ｐｉ２：제２자전류 급증점

Ｅ：정격 전압

６－２－１ 교류 전류 시험

17

전류

전압（ｋＶ）

교류전류－전압 특성

３．３ｋＶ

Ｐｉ１＝３．３ｋＶ 이상＞Ｅ／√３＝１．９ｋＶ 이상

Ｐｉ２＝３．３ｋＶ 이상 ＞Ｅ＝３．３ｋＶ이상

ΔＩ＝０％＜＝４．０％ 이하

절연 상태

Ｉ

당사 기준

Ｅ

６－２－２ 교류전류시험（정상적인 경우）

18

전류

전압（ｋＶ）

교류 전류－전압 특성

３．３ｋＶ

Ｉ

Ｉｏ

△Ｉ＝Ｉｏ

Ｉ－Ｉｏ ×１００（％）

절연 상태

Ｐｉ１＝２．２ｋＶ＞Ｅ／√３＝１．９ｋＶ이상

Ｐｉ２＝３．３ｋＶ이상＞Ｅ＝３．３ｋＶ이상

ΔＩ＝５．５％＞＝４．０％이하

당사 기준

Ｐｉ１

２．２ｋＶＥ

６-２-３교류 전류시험（열화 경향이 있는 경우）

19

전류

전압（ｋＶ）

교류전류－전압 특성

Ｐｉ１Ｐｉ２

３．３ｋＶ

Ｉ

Ｉｏ

△Ｉ＝Ｉｏ

Ｉ－Ｉｏ ×１００（％）

절연 상태

Ｐｉ１＝１．６ｋＶ＜Ｅ／√３＝１．９ｋＶ이상

Ｐｉ２＝２．９ｋＶ＜Ｅ＝３．３ｋＶ이상

ΔＩ＝８％＞＝４．０％이하

당사 기준

１．６ｋＶ２．９ｋＶ

Ｅ

６－２－４ 교류 전류시험（절연 말기의 경우）

20

자동 ｔａｎδ 측정 기기

Ｉ．Ｒ．

Ｔ．Ｔ．

ＵＶＷ

회로도

６－３ 유전 정접 시험

유전 정접 시험에는 절연물에 교류 전압을 인가한 후 tanδ－전압

특성으로 부터 흡습・오손・열화・void 등 절연 성상에 관한 정보를

얻는 시험이다.

21

δ Ｉｃ

Ｉｒ

ＩＩ＝모든 전류

Ｉc＝절연물로서 정전 용량 성분의 전류

Ｉｒ＝충전 전류와 저항분이 있는 전류

δ＝유전체 손실 각

인가 전압（Ｖ）

ｔａｎδ＝Ｉｒ／Ｉｃ

６－３－１ 유전 정접 시험

22

전압（ｋＶ）

Ｅ

tanδ0

tan

δ（％）

Δtanδ1 Δtanδ2

Ｅ/√3

ｔanδ0 ：０．３～５％

너무 낮은 열화 경향

너무 높은 오손 ・흡습 경향

Δtanδ2 ：３．０％ 이하

당사 기준

t a n δ 정의

ｔａｎδ0 ： 방전이 발생하지 않는 전압(0.6kV)에서 ｔａｎδ

Δｔａｎδ1 ：Ｅ/√３ 인가시에 ｔａｎδ와 ｔａｎδ0 차이

Δｔａｎδ2 ： 정격 전압 인가시에 ｔａｎδ와 ｔａｎδ0 차이

６－３－２ 유전 정접 시험

23 전압（ｋＶ）

Ｅ

tan

δ（％）

10

20

t a n δ－전압 특성

건전한 절연 상태

void가 있고 또 열 열화 된 경우

절연물에 void가 있는 경우

휴일 회전 방치 등에 의해 흡습・오손

６－３－３ 유전 정접 시험

24

６－４ 부분 방전 시험

절연에 고전압을 인가하면 void나 공극의 존재에 의한 부분 방전이 발생한다.

그 부분방전의 방전 전하량 및 발생 빈도를 측정하여 절연 열화

에 의한 void나 공극의 증가 및 절연 열화 인자로서의 부분 방전

정보를 얻는 시험이다.

ＣＫ

회로도

ＵＶＷ

Ｔ．Ｔ．

Ｉ．Ｒ．

Ｘ－Ｙrecorder 부분 방전 측정기

Ｌ

Ｖ～

25 전압（ｋＶ）

최대

방전

전하량

（ＰＣ）

５００

１０００

５０００

１００００

１５０００

０Ｅ

최대 방전 전하량－전압 특성

방전 발생 빈도

５０ＰＰＳ 경우에 최대 방전 전하량

정격 전압 Ｅ 및、Ｅ/√３인가시 최대 방전 전하량

방전 개시 전압

１０００ＰＣ에 방전 전하가 1초간에 ５０개 발생하는 전압

６－４－１ 부분 방전 시험

26 인가 전압（ＫＶ）

최대

방전

전하량

Ｑｍａｘ（ＰＣ）

２５０００

２００００

１５０００

１２０００

１００００

７０００

５０００

４０００

３０００

２５００

２０００

１５００

１２００

１０００

０．５１．０１．５２．０２．５３．０３．３

Corona 개시 전압＝２．２０ｋＶ Corona 소멸 전압＝１．７０ｋＶ

ＱｍａｘＥ／√３＝１７００ＰＣ

Ｑｍａｘ１．２５Ｅ／√３＝１６０００ＰＣ

ＱｍａｘＥ＝２５０００ＰＣ

３．３ｋＶ 경우에 판정 기준Ｅ/√３（１．９ｋＶ）에서

5000PC 이하

낮을수록 양호함.

６－４－２ 부분 방전 시험

27

시험

헝목

특성치 더러움

흡습

박리

void

국부

열화

Megger 절연 저항치 ○ △ △ 절연 표면의 오염/ 흡습에 심하게 영향

직류시험

전류・전압－시간 특성

성극 지수（ＰＩ）

○

○

△ △ 열화 진행에 따라서 누설 전류가 많아진다.

（단, 건조 상태에서는 나오지 않음.）

열화 말기에는 킥 현상이 나타남.

흡습 정도를 평가.

열화에 대한 상관성이 낮음.

교류전류시험

제１자 전류 급증점 Ｐｉ１

제2자 전류 급증점 Ｐｉ2

전류 증가율

○

○

○

△

○

흡습시에는 전류 급증점이 나타나기 어려움.

건조시에 나타나기 쉽고 열화에 따라서 저하.

일반적으로 정격 전압이하에서 나타나지 않음.

나타나는 조건이 Ｐｉ１와 동일. 열화에 따라서

증대.

단, 흡습 되는 경우에는 그다지 나타나지 않음 .

유전

정접

시험

tanδ－전압 （loop 특성）

tanδ０

△tanδ

○

○

△

△

○

흡습의 경우, 더구나 열화가 진행된 경우,

hysteresis 현상이 증대.

흡습・열화가 따를 시 증대.

열화・건조 상태에서는 저하.

건조시 열화와 함께 증대. 흡습시에는 나오기

어렵다.

부분

방전

시험

Corona 개시 전압

Ｑｍａｘ 최대 방전 전하

○

○

△

열화에 따라 저하.

열화에 따라 증대한다. 단, 흡습이 있으면

나오기 어렵다. 오손 요인의 저항치에 세게

영향이 받는다. 노이즈를 영향이 많다.

６－５ 절연 진단 시험항목과 열화정도 검출의 관계

절연 저항 측정

직류시험

（０．５Ｅ）１．０Ｅ

교류 전류시험 1．２５Ｅ／√３까지 인가하고 판단

교류 전류시험

정격 전압까지

유전 정접 시험

정격 전압까지

부분 방전 시험

정격 전압까지

１００ＭΩ 미만

１００ＭΩ 이상

ＰＩ＝１．５ 이상

ＬＩ＝３０ 이하

평 가

유전 정접 시험 １．２５Ｅ／√３ 까지

부분 방전 시험 １．２５Ｅ／√３ 까지

평 가

Ｐｉ１＝Ｅ／√３ 미만

교류전류시험 Ｅ／√３ 까지

유전 정접 시험 Ｅ／√３ 까지

부분 방전 시험 Ｅ／√３ 까지

평 가

ＰＩ＝１．５ 미만 ＬＩ＝３０ 초과

고객님과 협의

Ｐｉ１＝Ｅ／√３ 이상

６－６ 절연 진단 흐름

절연진단은 비파괴검사이기 때문에 시험 중 코일이 끊어지지 않도록 하기 위한 절차


29

７．절연진단 판정기준

일단 기준으로 자료-1

각 진단 마다 판정기준을 정하는데, 실제로 각 회전기 절연 시스템에 따라 판정 결과에 차이가 있다.

따라서 진단특성치를 그대로 판정기준과 조합하면 절연 열화 정도 평가를 잘못 할 우려가 있다.

그것을 방지하기 위하여 초기의 절연특성 데이터나,

각 시대별, 메이커별 절연구성을 파악해서 평가의 참고로 하고 있다.


30

자료-1 절연 진단 판정 기준

６３５０Ｖ３８００Ｖ１９００Ｖ６３５０Ｖ３８００Ｖ１９００Ｖ 전압

Ｑｍａｘ

（Ｅ／√３）

２０００Ｖ 1000Ｖ 500Ｖ２０００Ｖ 1000Ｖ 500Ｖ 전압

ｔａｎδ０

8000Ｖ 4800Ｖ 2400Ｖ 8000Ｖ 4800Ｖ 2400Ｖ 전압 Δｔａｎδ２（Ｅ）

6.0％이하 ３．０％이하 ６．５％이하 ３．０％이하

8000Ｖ 4800Ｖ 2400Ｖ 8000Ｖ 4800Ｖ 2400Ｖ 전압 전류 증가율（ΔＩ）

１２％이하 ８．０％이하 ４．０％이하 １２％이하 ８．０％이하 ４．０％이하

０．３～５．０％２～１０％

Ｅ이상 Ｅ이상 제2자 전류 급증점 （Ｐｉ２）

전압 이상 저하 또 전류 커브의 킥 현상 커브 특성

Ｅ/√３이상 Ｅ/√３이상 제１자 전류 급증점（Ｐｉ１）

３０이하 ３０이하 누설 지수（ＬＩ）

２．０이상 １．５이상 성극 지수（ＰＩ）

１００ＭΩ이상 １００ＭΩ이상 절연 저항

１１ｋＶ급 ６ｋＶ급 ３ｋＶ급 １１ｋＶ급 ６ｋＶ급 ３ｋＶ급

１００００ＰＣ이하

５０００ＰＣ

이하

１００００ＰＣ이하 ５０００ＰＣ

이하

수지 compound

31 31

年　代　１９６０１９６５１９７０１９７５１９８０１９８５１９９０１９９５メーカー　Ｓ３５Ｓ４０Ｓ４５Ｓ５０Ｓ５５Ｓ６０　Ｓ６５Ｓ７０

第１種エポキシ　第３種エポキシ（アミン系）　（酸無水物）

ポリタイト・１５３１（平巻）ポリタイトＳ・１５３３

Ｍｅ社

Ｙ社

메이커 각사 고압코일 절연구성의 변천

Ｈ社

Ｔ社

Ｍ社

Ｆ社

ポリエステルフイルムテープ　ハイレジン（エポキシ）

ドライプリプレッグ　集成マイカシリコンエポキシ

　ハイパクト

　　　　　コンパウンド　（ＶＰＩ）フレークマイカ

ポリアミド裏打マイカテープ　　Ｆ－ハイパクト

サーモセットワニスシェラック接着フレークマイカ

ハイシール（レジンリッチ）３ｋＶ

ＤＲ絶縁（ポリエステル）（コイル単体ＶＰＩ）

新トスタイト

　トスタイト（Ⅱ）ドライ集成マイカテープ　３ｋＶ

ＳＬＳＶＰＩ

ＤＦ絶縁（エポキシ）フイルム／フレークマイカ　　　　　　　（一体ＶＰＩ）

　新ＤＦ絶縁（エポキシ）集成マイカ／アラミッド　　　　　　　（一体ＶＰＩ）

シェラック絶縁　コンパンドＶＰＩ　　シェラックマイカ　焼付Ｆレジン／Ｓ　スタビラスチック

　セミキュア　集成マイカ　ヒートプレス　　　　　　Ｆレジン／Ｇ

　全含浸ドライ集成マイカテープ

　ハイシール（６ｋＶ）

　トスタイト（Ⅱ）６ｋＶ

ＭＥＷレジン　　ポリエステル

レジタイト（エポキシ）　　新ミューレジン　　　一体ＶＰＩ

１５２－Ｓ（平巻）

１５３（ポリエステル→エポキシ）

ボリタイトＴ・１５５(一体ＶＰＩ）

　ポリタイトＲ・１５３２　　　　（平巻）

新ポリタイトＲ・１５３４（全テーピング方式）

１５２（平巻）


32

사례－１ 동일한 데이터에서도 평가가 다른

일반적 기준만으로 절연을 진단 하는 것은 위험하다.

당사에서는 각 메이커 절연 시스템별, 시대별 절연특성(방전전하량이나 유전 정접

등) 차이를 파악하고 있고 그 데이터를 종합적으로 판단하고 ｢그 모터 고유 절연

상태를 진단하여 판단해서 」고객에게 제공한다.

Ex）부분 방전 시험 방전 전하량 Ｑｍａｘ(atＥ/√３)＝１００００ＰＣ

Ｈ社製： “과거에 예가 없을 정도로 큰 값→ 요 주의”

Ｍ社製： “과거 사례로부터 거의 평균치→ 문제 없음”

0

10

20

30

40

50

60

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 140

10

20

30

40

50

60

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Ｈ社製（1970년 제작 이전） 110건 Ｍ社製（ＤＦ1970년 제작 이전） 192건


33

ＣＬｉＰＳ 개요 （Coil Life Prediction System）

고압 회전기 고정자 권선의 절연진단을 실시하여

（절연저항측정・직류 시험・교류전류 시험・유전 정접 시험・부분 방전 시험）

신뢰성이 높은「 추정 절연 파괴 전압치 」을 산출하여

절연 열화상태를 정량적으로 평가한다.


34

Field Date

종합 평가

정성적인 평가 정량적인

평가

고압 회전기 절연 열화 상태를 「 추정 잔존 파괴 전압 」 이라고

하는 정량치로 평가하는 획기적인 방법이다.

ＣＬｉＰＳ（Coil Life Prediction

System）

유전정접시험

부분방전시험

보고서

직류 시험

교류 전류 시험

１．절연진단 특성치으로부터 잔존 파괴전압을 산출


35

절연진단의 평가방법

당사는 고압회전기 재 권선을 주로 하며 60년 동안 각 메이커 전동기, 발전기를 보았습니다. 또, 사용 조건이 다른 다양한 회전기를 수리했습니다.

그 가운데, 절연갱신시에 절연파괴를 실시하고 절연진단과 잔존파괴전압의 인과 관계를 찾아 절연 수명을 예측하는 시스템을 개발합니다.

“ＣＬｉＰＳ”（Coil Life Prediction System）

그 방법은 회전기 절연의 현재 상태를 정량화하여 잔존 파괴전압으로 표현한 방법입니다.

당사 절연진단 실적

절연진단 건수 ＝１４，２５０件

절연 파괴 데이터 ＝９１５件（２０１１年１月現在）

・ 위 같은 Back Data로부터 각각 진단데이터를 평가한다.

37

0

5

10

15

20

25

30

0 5 10 15 20 25 30 35 40

추정

파괴

전압

경과년

초기 파괴 전압치 （２５ｋＶ）

운전에 필요한 절연

내력 ２Ｅ＋１０００Ｖ

양호

다소 불량

요주의

불량

양호 현재 문제 없음

다소 불량 ２년 마다 진단

요주의 교체 계획

불량 바로 교체

KV

ＣＬｉＰＳ로 경향 관리 데이터를 제공합니다.

（３ｋＶ급） 눈으로 봐서 판단할 수 있는 전동기 절연 수명 경향

38 38

２．ＣＬｉＰＳ 변천

개발년 ６．０ｋＶ급 ３．０ｋＶ급

１９９３年Ｖｅｒ，１ｎ＝４９

１９９４年Ｖｅｒ，１ｎ＝３３Ｖｅｒ，２

１９９５年Ｖｅｒ，２ｎ＝３５Ｖｅｒ，３

１９９６年Ｖｅｒ，３-１ｎ＝１２７

１９９７年Ｖｅｒ，３ｎ＝４２

１９９８年 절연진단 관리 시스템 완성

２００３年

Ｖｅｒ，3-1 ｎ＝９２Ｖｅｒ，４ｎ＝２０５

절연 종별로 분류 하여 분석

２０１１年ｎ＝１３３

ｎ=４６２


39 39

３．ＣＬｉＰＳ 데이터

１）절연 파괴전압 분포

당사에서 재 권선한 정격 전압 ３ｋＶ급 모터의 실측 절연

파괴 전압의 분포 최소 값＝３．０kV

최대 값＝２２．５kV

평균 값＝１３．９５ｋＶ

데이터 수＝４６２件

약 ９０％ 사용 가능한 절연

내력을 기자고 있다.

2E+1kV


２）각 진단 데이터와 절연 파괴전압의 단 상관

각각 특성치와 ＢＤＶ간

강한 상관관계가 확인

되지 않음.

ＢＤＶ：절연파괴전압


41

４．ＣＬｉＰＳ 를 이용한 분석과 기술 연마

장기간

사용

재 권선 수리품

절연진단

절연파괴

통계처리 절연파괴추정식

重回帰式ｙ＝(経過年×1.04)-(Pi1×0.8)

＋(ΔI×0.2)・・・・・・

검증 (실제 파괴 시험)

진단

데이터으로부터

추정ＢＤＶ를 계산

대응 하는 데이터 건수

３ＫＶ급 절연 ＝４６２건

６ＫＶ급 절연 ＝１３３건

(2011年1月)


42

相関係数 = 0.8899　データ数=462

0

5

10

15

20

25

30

0 5 10 15 20 25 30

推定破壊電圧値（ｋＶ）

実破

壊電

圧値

（ｋＶ

）

寄与率＝0.792

추정파괴전압치와 실 파괴전압치의 관계


상관계수 데이터 수

기여율

추정파괴전압치

실파괴전압치

43

５．절연진단과ＣＬｉＰＳ 에 의한

추정 파괴 전압 산출 사례

측정포인트

7.05

10.82

추정파괴전압치（ｋＶ） 8.3～12.5

중심치 10.4

ΔＩ의 분포

Δｔａｎδ2의 분포

해당기와 동일한 절연

사양 데이터


44

6.절연 수명 진단 구조

절연 진단 데이터：４６２件 실제 파괴 전압치：４６２件

절연 진단

데이터

절연 진단 특성치와 실제 파괴 전압치의 관계를 다변량 해석

실험식 구축 Ｙ：임의 회전기 추정 파괴 전압 Ｘ：정수

Ｙ＝Ｘ－（Ｘ１×경과년）+ （Ｘ2×절연저항치）+ （Ｘ3×Ｐｉ１）－（Ｘ4×ｔａｎδ0）

・・・・・・－（Ｘ10×ＱｍａｘＥ）

８０％ 확률로 절연 잔존 수명(추정 잔존 파괴 전압)을 추정

KUWAHARA의 절연진단 시스템

ＣＬｉＰＳ

절연 진단 보고

・수명 추정

・보전 방법 추정

경향 관리

고장 예측

Database

45 45

７． 진단 절차

절연파괴시험

절연진단

직 류 시 험

부분방전시험 교 류 시 험

유전정접시험

목시점검：마모가루 ,변색 , 타음

세 척 ・수 지처 리 부 분 수 리 재 권 선

정 기 점 검

평가

절연 저항 저하

부위 찾기

평가

건조상태

건조처리

평가

계 속 사 용

경 향 관 리

양호

불량

양호

불량

절연저항 저하 열화 경향 중요설비는 10年

일반 설비는 20年

넘으면 ＣＬｉＰＳ 로

절연진단을 계속

실시하여 예방 보전에

활용.

신 규


46

2 1 4 4 7 18 37 30 3555

87 85124134

178

255

328

433

512

681701

811772

657

595

527

713704710

943

884

988

1066

11691124

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1977

1979

1981

1983

1985

1987

1989

1991

1993

1995

1997

1999

2001

2003

2005

2007

2009

2011

測定年

件数

ＣＬｉＰＳ도입

８．ＣＬｉＰＳ 실적

한때 감소한 것은 가격 경쟁 격화와

간이 진단 병용 때문이라고 추측됨


47

참고

ＣＬｉＰＳ DateBase


48

１．절연 파괴 시험 상황


49

２．절연 파괴 전압 분포 ＣＬｉＰＳ 의 사용 데이터

당사에서 재 권선한 실측 절연 파괴 전압 분포

최소 값 ＝３．０kV

최대 값 ＝２２．５kV

평균 값 ＝１３．９５ｋ

Ｖ데이터 수 ＝４６２件

최소 값 ＝１０．０kV

최대 값 ＝２９．５kV

평균 값 ＝２１．９２ｋＶ

데이터 수 ＝１３３件

３ｋＶ급 ６ｋＶ급


50

３．ＣＬｉＰＳ 에의한에 절연 파괴

추정치의 증거 실제 파괴 시험 사례

기기 명：Induction Motor

정격：165kW，4000V，2P

내열 Class：Ｂ

추정파괴전압치：11.4ｋV～14.1ｋV

추정 파괴 전압 중심 값： 12.8ｋV

실제 파괴 전압： 13.0kV

ＣＬｉＰＳ에 의한 추정 값

（９５％신뢰 구간）


51 51

기타1 5 %

③연면1 2 %

②Slo t 안1 3 %

①Slo t 끝6 0 %

４．절연 파괴 위치

実破壊試験データ数４６２台（３ｋＶ）


52

５．ＣＬｉＰＳ Date Base

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

10以下 11～15 16～20 21～25 26～30 31～35 36～40 41～45 46以上

１）３ｋV급 모터 경과 년수

대수

경과년수

ｎ＝４６２


53

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

5～10 11～15 16～20 21～25 26～30 31～35 36～40 40以上

２） 6ｋV급 모터 경과 년수

대수

경과년수

ｎ＝１３３


54

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

1～200 201～400 401～600 601～800 801～1000 1000以上

３）３ｋV급 모터 용량별 구성

대수

용량（ｋＷ）

ｎ＝４６２


55

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1～200 201～400 401～600 601～800 801～1000 1000以上

４） 6ｋV급 모터 용량별 구성

대수

용량（ｋＷ）

ｎ＝１３３


56

Ｆ社1 2 %

Ｓ社6 %

Ｍｅ社5 %

Ｙ社2 1 %

Ｍ社2 6 %

Ｔ社1 8 %

Ｈ社1 1 %その他

1 %

５）모터 메이커별 구성

ｎ＝４６２

Ｆ社8 %

Ｓ社3 %

Ｍｅ社4 %

Ｙ社1 2 %

Ｍ社3 2 %

Ｔ社1 3 %

Ｈ社1 2 %

その他1 6 %

ｎ＝１３３



57

ｎ＝４６２

６）절연물별 구성

一体真空含浸3 0 %

単体真空含浸・ハイシー

ル2 4 %

アスファルト2 1 %

三菱DF・ＤＲ2 5 %

一体真空含浸2 5 %

単体真空含浸2 2 %

プリプレッグ方式1 8 %

アスファルト3 5 %


ｎ＝１３３


58

장래의 전기 장비 유지 방안 ・갱신 근거가 경과년수 뿐이라는 것은 설득력이 부족하다. ・열화 진행은 작동 조건 및 사용 환경에 크게 의존한다.

・신기술 (CLiPS) 등을 이용하여 정량적 열화 평가, 잔여 수명 추정이 요구된다.

1. 보전 형태로 현재의 예방에서

・Online 감시 진단을 주체로 한 상태 감시 보전으로 이행

・현재의 절연 진단에서는 측정할 수 없는 Layer 절연 진단이 필요.

2.그러기 위해서는 다음 세 가지 개발이 키포인트

・운전 중의 열화 데이터를 추출할 수 있는 저렴한 센서 개발

・대량 데이터의 확보 및 처리 기술 개발

・신뢰성 높은 진단 분석 기술 개발

59

Online 감시 진단 도전 측정 방법 개발

特長

１．小型

２．指向性

３．作成容易

（低コスト）

센서 개발

BOX

권선

모터 소형 Loop 센서

계구부

방사 전자파

파형 관측 장치

특징

1. 소형

2. 주변 노이즈

잡기 어려움

3. 제조가 용이

(저비용)

60

층간 절연진단 도전 측정 방법 개발

特長

１．小型

２．指向性

３．作成容易

（低コスト）

센서 개발

특징

1. 소형

2. 주변 노이즈

잡기 어려움

3. 제조가 용이

(저비용) 파형 관측 장치

방사 전자파

Impulse 발생기

BOX

권선

Turn 사이 부분방전

소형 Loop 센서

계구부

Documents

고압 회전기 절연진단과 New CLiPSjinooemc.co.kr/product/catalog01.pdf · 층간 단락 상 간의 단락 (선간 단락) ... 직류 시험 교류 전류 시험 유전 정접