JP2010266319A

JP2010266319A - 配線用遮断器の余寿命推定方法および余寿命推定システム

Info

Publication number: JP2010266319A
Application number: JP2009117454A
Authority: JP
Inventors: Shinsuke Miki; 伸介三木; Sonoko Umemura; 園子梅村; Masahiro Fushimi; 征浩伏見; Satoru Yamazaki; 悟山崎
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-05-14
Filing date: 2009-05-14
Publication date: 2010-11-25

Abstract

【課題】接点を備えた配線用遮断器の余寿命を精度良く推定する。
【解決手段】配線用遮断器の余寿命推定方法は、配線用遮断器の外囲体の外側表面状態、使用条件および諸仕様と接点の接触抵抗との相関関係を示す第１の相関データを予め取得するステップと、推定対象の配線用遮断器である対象遮断器の外囲体の外側表面状態を示す外囲体データを取得するステップと、第１の相関データに基づいて、外囲体データ、対象遮断器の使用条件および諸仕様から対象遮断器の接触抵抗を算出するステップと、対象遮断器の使用年数および算出した接触抵抗に基づいて、対象遮断器の使用年数と対象遮断器の接触抵抗との相関関係を示す第２の相関データを生成するステップと、第２の相関データおよび算出した接触抵抗に基づいて対象遮断器の余受命を算出するステップとを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気機器が備える接点の余寿命推定方法に関し、特に、中大電流負荷領域で使用される配線用遮断器の余寿命推定方法および余寿命推定システムに関する。

配線用遮断器は、電流の開閉および事故電流の遮断等の役目を負っている設備であり、長期間にわたり信頼性および安定性を確保して稼動することが要求される。配線用遮断器の信頼性を支配する接点の接触抵抗が経年使用により増加すると、ジュール熱により温度が上昇し、トリップおよび過熱の原因となる。そして、不意な停電が発生すると、生産損失および設備補修など、工場および建物に与える影響が大きいため、根本的な防止策の策定、および劣化診断技術開発のカギとなる接触抵抗増加のメカニズムの解明が望まれている。ここで、一般に小電流負荷領域では被膜の生成などによる接触抵抗の増加が問題になるのに対して、中大電流負荷領域では開閉時のアーク放電による接点の消耗に起因する接触抵抗の増加が問題視されている。

このような問題点に関し、接点の余寿命推定方法として、たとえば、特許文献１および特許文献２には、接点に形成された被膜厚さおよび接点の消耗量により接触抵抗の増加を推定する方法が開示されている。

より詳細には、特開２００１−２１５１８７号公報（特許文献１）に記載された接点の余寿命推定方法では、大気中の温度、湿度、腐食性ガスの種類、濃度、海塩粒子、および海岸からの距離の組み合わせに基づく複数の環境状態を用意し、これらの環境状態に対して暴露試験用の銀板をそれぞれ暴露する。そして、各環境状態における銀板の硫化銀皮膜厚さと接触抵抗との相関を求めて予めデータベース化する。そして、このデータベースを用いることにより、銀板の硫化銀皮膜厚さに対応する接触抵抗を求め、接点の余寿命を推定している。

また、特開平１１−６７０２１号公報（特許文献２）に記載された接点の消耗量による余寿命推定方法では、遮断器が何アンペアの電流を何回遮断したかをカウント可能な回路を設け、この回路のカウント数に基づいて接点の消耗量を求めることにより余寿命を推定している。

特開２００１−２１５１８７号公報特開平１１−６７０２１号公報

土屋金弥著、「電気接点技術」、総合電子出版社、１９８０年発行、ｐ．４９

配線用遮断器は、定格電流での開閉が規定回数内であれば一定値以上抵抗が増加しないように設計されている。しかしながら、２年から４０年使用された接点の分析から、以下の点が明確になってきた。すなわち、使用条件および遮断器の規格が同じでも周囲環境により接触抵抗の増加度が異なることがある。また、同一の周囲環境であっても遮断器の使用条件および諸仕様により接触抵抗の増加度が異なることがある。

中大電流負荷領域で使用される配線用遮断器では、接点を通して流れる電流の大きさおよび接点荷重の大きさから、接点に形成された被膜は接触抵抗の増加要因にならない。これは、土屋金弥著、「電気接点技術」、総合電子出版社、１９８０年発行、ｐ．４９（非特許文献１）に記載されているように周知である。

すなわち、特許文献１に記載の余寿命推定方法は、前述のとおり被膜厚さと接触抵抗との相関から余寿命を求めているため、中大電流負荷領域で使用される配線用遮断器に対しては適用できないという問題がある。

また、本発明者らは、同一の周囲環境で遮断器の使用条件および諸仕様の異なる接点の分析結果から、特許文献２に記載の遮断電流および遮断回数と接触抵抗の増加とは相関がないことを明らかにした。

すなわち、特許文献２に記載の余寿命推定方法は、前述のとおり遮断電流および遮断回数から消耗量を求めて接点の余寿命を推定しているが、現実の劣化現象と異なるため、余寿命推定に適用できないという問題があった。

この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、接点を備えた配線用遮断器の余寿命を精度良く推定することが可能な配線用遮断器の余寿命推定方法および余寿命推定システムを提供することである。

上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる配線用遮断器の余寿命推定方法は、接点を備えた配線用遮断器の余寿命を推定する配線用遮断器の余寿命推定方法であって、上記配線用遮断器の外囲体の外側表面状態、上記配線用遮断器の使用条件、および上記配線用遮断器の諸仕様と上記接点の接触抵抗との相関関係を示す第１の相関データを予め取得するステップと、推定対象の上記配線用遮断器の外囲体の外側表面状態を示す外囲体データを取得するステップと、上記第１の相関データに基づいて、上記外囲体データ、上記推定対象の配線用遮断器の使用条件、および上記推定対象の配線用遮断器の諸仕様から上記推定対象の配線用遮断器の上記接触抵抗を算出するステップと、上記推定対象の配線用遮断器の使用年数および算出した上記接触抵抗に基づいて、上記推定対象の配線用遮断器の使用年数と上記推定対象の配線用遮断器の上記接触抵抗との相関関係を示す第２の相関データを生成するステップと、上記第２の相関データおよび算出した上記接触抵抗に基づいて上記推定対象の配線用遮断器の余受命を算出するステップとを含む。

上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる配線用遮断器の余寿命推定システムは、接点を備えた配線用遮断器の余寿命を推定するための配線用遮断器の余寿命推定システムであって、推定対象の上記配線用遮断器の外囲体の外側表面状態を示す外囲体データを取得するための入力部と、予め取得された上記配線用遮断器の外囲体の外側表面状態、上記配線用遮断器の使用条件、および上記配線用遮断器の諸仕様と上記接点の接触抵抗との相関関係を示す第１の相関データに基づいて、上記外囲体データ、上記推定対象の配線用遮断器の使用条件、および上記推定対象の配線用遮断器の諸仕様から上記推定対象の配線用遮断器の上記接触抵抗を算出するための接触抵抗算出部と、上記推定対象の配線用遮断器の使用年数および上記接触抵抗算出部によって算出された上記接触抵抗に基づいて、上記推定対象の配線用遮断器の使用年数と上記推定対象の配線用遮断器の上記接触抵抗との相関関係を示す第２の相関データを生成するための第２相関データ生成部と、上記第２の相関データおよび上記接触抵抗算出部によって算出された上記接触抵抗に基づいて上記推定対象の配線用遮断器の余受命を算出するための余寿命算出部とを備える。

本発明によれば、配線用遮断器が設置された周囲環境、配線用遮断器の使用条件および諸仕様から余寿命を算出するため、環境要因と使用要因との両者による劣化を考慮しているので、余寿命を精度よく診断することが可能である。

本発明の第１の実施の形態に係る配線用遮断器の余寿命推定方法の手順を示すフローチャートである。周囲環境による配線用遮断器における接点の劣化メカニズムを示す図である。配線用遮断器の使用条件および諸仕様の違いによる接点の劣化メカニズムを示す図である。マハラノビスの距離と接触抵抗との相関関係を示す図である。配線用遮断器が備えた接点の接触抵抗の時間依存性を示す図である。本発明の第１の実施の形態に係る配線用遮断器の余寿命推定システムの概略構成図である。本発明の第１の実施の形態に係る余寿命推定システムにおける制御部の概略構成図である。本発明の第１の実施の形態に係る接触抵抗推定に用いたデータの項目に対するマハラノビスの距離と接触抵抗との相関性を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

本発明の実施の形態に係る配線用遮断器の余寿命推定方法は、特に、中大電流負荷領域で使用される配線用遮断器における接点の劣化診断を行なうことにより、配線用遮断器の余寿命を推定する方法である。

本発明の実施の形態において推定対象となる接点は、電気機器、特に配線用遮断器が備える接点のうち、接点の接触抵抗の増加を推定すべき接点であり、たとえば、運転開始から５年以上経過した接点である。配線用遮断器が備える接点の一例としては、銀、タングステンおよび炭素が主成分の接点、ならびに銀およびニッケルが主成分の接点等があるが、本発明の対象となる接点は、これら以外を主成分とする接点であってもよい。

また、本発明の実施の形態における配線用遮断器の外囲体は、たとえば、樹脂製絶縁物からなる遮断器のカバー、ベースおよびケースである。この外囲体の外側表面には、取っ手が設けられていてもよい。樹脂製絶縁物は、たとえばポリエステルである。中大電流負荷領域は、たとえば１０Ａ〜２０００Ａの電流範囲である。また、中大電流負荷領域における接点荷重はたとえば５ｋｇ〜７ｋｇである。

以下では、接点は銀、タングステンおよび炭素が主成分であり、外囲体は樹脂製絶縁物からなる遮断器のカバー（以下、樹脂製絶縁カバーとも称する。）であり、樹脂製絶縁物はポリエステルであるものとする。

＜第１の実施の形態＞
［余寿命推定方法］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る配線用遮断器の余寿命推定方法の手順を示すフローチャートである。

まず、配線用遮断器の外囲体の外側表面状態、配線用遮断器の使用条件および配線用遮断器の諸仕様と配線用遮断器における接点の接触抵抗との相関関係を示すデータを予め取得する（ステップＳ１）。

具体的には、外囲体の外側表面状態とは、たとえば、ナトリウムイオン、アンモニウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、塩化物イオン、硝酸イオン、硫酸イオン、色彩、および光沢の各量である。本発明の第１の実施の形態に係る配線用遮断器の余寿命推定方法では、配線用遮断器における接点の環境要因による劣化に特に大きく影響するこれらの要因から余寿命を推定するため、より高精度に配線用遮断器の余寿命を推定することができる。

また、使用条件および諸仕様とは、たとえば、配線用遮断器のグレード、定格電流、ワイピングの有無、可動接点の横および縦のサイズ比、固定接点の横および縦のサイズ比、可動接点形状、固定接点形状、ならびに可動接点および固定接点の面積比である。なお、可動接点形状および固定接点形状とは、たとえば、台形、長方形、正方形、および接点面取り有無である。本発明の第１の実施の形態に係る配線用遮断器の余寿命推定方法では、配線用遮断器における接点の使用要因による劣化に特に大きく影響するこれらの要因から余寿命を推定するため、より高精度に配線用遮断器の余寿命を推定することができる。

ここで、接点の劣化メカニズムを示すことにより、上記各項目を選定した理由を説明する。

外囲体の外側表面状態に関して取得したデータについては以下のとおりである。すなわち、中大電流負荷領域で使用される配線用遮断器では、電流の大きさが１０Ａ〜２０００Ａであり、接点荷重の大きさは５ｋｇ〜７ｋｇであることから、接点上に被膜が形成されても接触抵抗の増加要因にならない。これに着目して、Ａｇ−ＷＣ系接点について、周囲環境による劣化メカニズムを以下の図２のように解明した。

図２は、周囲環境による配線用遮断器における接点の劣化メカニズムを示す図である。
（１）大気中のＮＯｘおよび水から生成された硝酸と接点の成分である銀とが反応することにより、接点上に硝酸銀（ＡｇＮＯ₃）が生成される。
２ＮＯ₂＋Ｈ₂Ｏ→ＨＮＯ₃＋ＨＮＯ₂
３Ａｇ＋４ＨＮＯ₃→３ＡｇＮＯ₃＋２Ｈ₂Ｏ＋ＮＯ
一方、タングステンカーバイドは耐酸性であるため、硝酸等の酸とは反応しない。
（２）硝酸銀の融点は２１２℃であり、融点が９６１℃である銀および融点が２５１２℃であるタングステンカーバイドと比べて低温であるため、硝酸銀は、通電による温度の上昇によって融解し、接触部から除去される。
（３）電気抵抗率の高いタングステンカーバイド（Ａｇ−ＷＣ）の比率が大きくなるため、接触抵抗が増加する。

なお、今回は硝酸およびＡｇ−ＷＣ系接点についてのメカニズムであるが、同じメカニズムで接点の接触抵抗が増加するのであれば、この組み合わせに限定されるものではない。

よって、銀と反応して化合物が生成されたときに検出されるイオンと同じイオンである硝酸イオン、硫酸イオン、および塩素イオンを選定した。また、外囲体の外側表面では、接点上とは異なる反応により化合物が生成されるので、上記選定されたイオンの対イオンとして、ナトリウムイオン、アンモニウムイオン、カリウムイオン、およびカルシウムイオンを選定した。また、色彩および光沢は、外囲体の外側表面での反応あるいは生成された化合物により変化するので、取りあげた。

また、配線用遮断器の使用条件および諸仕様に関して取得した相関関係については以下のとおりである。前述のように、本発明者らは、同一の周囲環境で遮断器の使用条件および諸仕様の異なる接点の分析結果から、特許文献２に記載の遮断電流および遮断回数と接触抵抗の増加とは相関がないことを明らかにした。すなわち、１００サンプル以上の分析結果から、接点消耗はほとんど進んでいないが接触抵抗の増加がみられるサンプル、および逆に接点消耗が相対的に進んでいるが接触抵抗がほとんど増加していないサンプルがあった。したがって実際の使用範囲および製品が許容している使用範囲では、接点消耗と接触抵抗の増加とにはほとんど相関がないと想定できる。この現象に着目して、Ａｇ−ＷＣ系接点について、同一の周囲環境で遮断器の使用条件および諸仕様の違いによる劣化メカニズムを以下の図３のように解明した。

図３は、配線用遮断器の使用条件および諸仕様の違いによる接点の劣化メカニズムを示す図である。
（１）定格電流以下の課電時における開閉によって固定接点および可動接点の接触部にアークが発生する。このアークにより発生した熱により、相対的に融点の低い銀が融解し、タングステンカーバイドの多い部分が接点上にできる。定格電流以下のため、この場合の接点の消耗量は微小である。
（２）銀が溶融した部分では電気抵抗率の高いタングステンカーバイドの比率が大きくなる。
（３）タングステンカーバイドの多い部分が可動接点および固定接点の接触部にできると、接触抵抗が増加する。すなわち、定格電流以上の大電流を遮断しても、アークの発生する位置が可動接点および固定接点の接触部でなければ、接触抵抗は増加しない。

上記メカニズムから、タングステンカーバイドの多い部分が接点上のどこにできるかが接触抵抗の増加を支配する要因であることが分かる。そして、タングステンカーバイドの多い部分が接点上のどこにできるかは、配線用遮断器のグレード、定格電流、ワイピングの有無、可動接点の横および縦のサイズ比、固定接点の横および縦のサイズ比、可動接点形状、固定接点形状、ならびに可動接点および固定接点の面積比によって決まることが見出された。

再び図１を参照して、次に、推定対象である配線用遮断器（以下、対象遮断器とも称する。）の外囲体の外側表面状態を示す外囲体データを取得する（ステップＳ２）。

ここで、イオン量の測定は、イオンクロマト法等を用いて測定する。具体的には、たとえば、４ｃｍ²角に切断した濾紙を純水に浸し、この濾紙を樹脂製絶縁カバーの外側表面に貼り付け、その表面に付着するイオンを回収してサンプリングする。そして、この濾紙を所定量たとえば１０ｇの純水に入れ、濾紙でサンプリングしたイオンを純水に溶解させ、イオンクロマト法で測定する。そして、イオンクロマト法の測定値と、純水の量（１０ｇ）と、濾紙面積（４ｃｍ²）とから、樹脂製絶縁カバーの単位面積（１ｃｍ²）あたりのイオン量（ｍｇ／ｃｍ²）を算出する。色彩は市販の色彩・色差計（たとえばミノルタ製ＣＲ３２１）および光沢計（ミノルタ製ＧＭ２６８）を用いて外囲体の外側表面を直接測定する。

次に、対象遮断器の使用条件および諸仕様に関するデータを取得する（ステップＳ３）。

次に、ステップＳ１で予め取得した相関関係に基づいて、ステップＳ２で取得した外囲体データ、ステップＳ３で取得した対象遮断器の使用条件および諸仕様から対象遮断器の接触抵抗を算出する（ステップＳ４）。

図４は、マハラノビスの距離と接触抵抗との相関関係を示す図である。
図４を参照して、縦軸は接触抵抗であり、横軸は、接点の初期状態すなわち配線用遮断器の製造直後を基準とした場合における、この基準からのマハラノビスの距離である。図４は、このマハラノビスの距離を劣化の指標とした相関図である。

具体的には、予め、接点の初期状態（配線用遮断器の製造直後）およびこの初期状態から所定時間経過後における配線用遮断器の外囲体表面の外側における、各種イオン量、色彩および光沢を測定する。そして、配線用遮断器のグレード、定格電流、ワイピングの有無、可動接点の横および縦のサイズ比、固定接点の横および縦のサイズ比、可動接点形状、固定接点形状、ならびに可動接点および固定接点の面積比とともにバラツキおよび相関を考慮にいれた１つの指標、本例においてはマハラノビスの距離を指標として接点の劣化度を表わす。そして、この指標と接触抵抗の実測値との相関関係に従って所定の相関式を算出する。

本例においては、対象遮断器の外囲体表面の外側における、各種イオン量、色彩、および光沢を測定する。そして、対象遮断器のグレード、定格電流、ワイピングの有無、可動接点の横および縦のサイズ比、固定接点の横および縦のサイズ比、可動接点形状、固定接点形状、ならびに可動接点および固定接点の面積比から、劣化の指標であるマハラノビスの距離を算出する。そして、算出したマハラノビスの距離および図４の相関関係を表わす所定の相関式に基づいて、対象遮断器の接点の接触抵抗を算出する。

再び図１を参照して、次に、ステップＳ４で算出した接触抵抗、および配線用遮断器の新品すなわち製造直後の配線用遮断器における接触抵抗から、接触抵抗と使用年数との相関関係を算出する（ステップＳ５）。

図５は、配線用遮断器が備えた接点の接触抵抗の時間依存性を示す図である。
本発明者らは、予め多数の新品および多数の使用品の接触抵抗値および使用年数のデータから、測定した銀系接点の接触抵抗と使用年数との相関関係を明らかにした。ここで、新品の使用年数は０年である。すなわち、接触抵抗の対数と使用年数の実数値との相関を算出すると、直線関係を示すことが分かった。

そこで、図５に示すように、新品の接触抵抗の測定値を使用年数０年における接触抵抗としてプロットし（点Ａ）、ステップＳ４において算出した銀系接点の接触抵抗Ｙ１、および対象遮断器の使用年数Ｚをプロットする（点Ｂ）。そして、点Ａおよび点Ｂから、対象遮断器の経年劣化傾向の相関線を作成する。なお、接触抵抗は対数をとって本相関線を作成する。

再び図１を参照して、次に、ステップＳ４で算出した接触抵抗と、ステップＳ５で算出した使用年数と接触抵抗との相関関係から、対象遮断器の余寿命を算出する（ステップＳ６）。

具体的には、銀系接点の接触抵抗の閾値Ｔ１を設定する。この閾値Ｔ１は、規定をもとに設定してもよいし、過去の事例から設定してもよい。そして、算出した経年劣化傾向の相関線と、接触抵抗の閾値Ｔ１との交点（点Ｃ）を求め、銀系接点の接触抵抗の閾値Ｔ１に対応する使用年数、つまり寿命年数Ｗ１を求める。

次に、寿命年数Ｗ１から使用年数Ｚを減算することにより、余寿命（Ｗ１−Ｚ）を推定する。このようにして、測定された銀系接点の接触抵抗Ｙ１に基づいて、対象遮断器の余寿命（Ｗ１−Ｚ）を推定する。

本発明の第１の実施の形態では、新品についてプロットした点Ａと、対象遮断器についてプロットした点Ｂとから経年劣化傾向の相関線を作成した。しかしながら、このような方法に限定されるものではなく、定期的に余寿命診断をする場合には、対象遮断器について前回プロットした点と、今回プロットする点とから経年劣化傾向の相関線を作成してもよい。

本発明の第１の実施の形態に係る配線用遮断器における接点の劣化診断方法および余寿命推定方法では、配線用遮断器における接点の接触抵抗増加メカニズムに基づいて、配線用遮断器の周囲環境による要因と配線用遮断器の使用条件および諸仕様による要因とを取り入れて接触抵抗を算出している。すなわち、環境要因と使用要因との両者による接点の劣化を考慮して余寿命を算出する。このため、配線用遮断器の余寿命を精度良く推定することが可能となり、接点の劣化による電気的トラブルを未然に防ぐことができる。

また、本発明の第１の実施の形態に係る接触抵抗の測定方法によれば、対象遮断器について破損および開封を行なわずに、銀系接点の接触抵抗を測定することができる。また、新たな設備を追加する必要もない。

［余寿命推定システム］
次に、本発明の第１の実施の形態に係る配線用遮断器の余寿命推定方法を実施するための余寿命推定システムについて説明する。

図６は、本発明の第１の実施の形態に係る配線用遮断器の余寿命推定システムの概略構成図である。図７は、本発明の第１の実施の形態に係る余寿命推定システムにおける制御部の概略構成図である。

図６および図７を参照して、余寿命診断システム１０１は、制御部１と、記憶部２と、出力部３と、入力部４とを備える。制御部１は、接触抵抗算出部１１と、第２相関データ生成部１２と、余寿命算出部１３とを含む。

余寿命推定システム１０１は、配線用遮断器２０１が備えた接点５１の余寿命を推定する。余寿命推定システム１０１は、たとえば、磁気ディスク等の記録媒体に記録されたプログラムによってその動作が制御されるコンピュータである。

入力部４は、たとえばキーボードおよびマウス、あるいはタブレット等を含む入力デバイスであり、接点の余寿命の推定に必要な各種データの入力を受け付け、入力されたデータを記憶部２へ送る。

記憶部２は、たとえばＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）などを含むメモリデバイスであり、本発明の第１の実施の形態に係る配線用遮断器の余寿命推定方法を実施するためのプログラムを記憶する。また、記憶部２は、入力部４等から受けた余寿命の推定に必要な各種データを記憶する。

制御部１は、たとえばマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）であり、記憶部２によって記憶されたプログラムを読み込むことにより、そのプログラムに記述された手順に従って余寿命推定に関する処理を実行する。出力部３は、たとえば表示デバイスからなり、余寿命の推定結果を出力する。

このような構成において、記憶部２には、図４に示すマハラビノスの距離と接触抵抗との所定の相関式が格納されているものとする。また、記憶部２にはマハラビノスの距離を算出するための式も格納されているものとする。

まず、対象遮断器２０１の外囲体の外側表面の測定箇所において測定したイオン付着量等のデータを入力部４を用いて入力する（ステップＳ２）。

次に、対象遮断器２０１の使用条件および諸仕様に関するデータを入力部４を用いて入力する（ステップＳ３）。また、対象遮断器２０１の使用年数を入力部４を用いて入力する。また、配線用遮断器における接点の閾値Ｔ１を入力部４を用いて入力する。

これらの入力データが記憶部２へ送られて記録された後、制御部１によって以下の（１）〜（４）に示すような手順で配線用遮断器の余寿命推定が実行される。
（１）まず、制御部１における接触抵抗算出部１１は、入力部４を用いて入力された、対象遮断器２０１のナトリウムイオン、アンモニウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、塩化物イオン、硝酸イオン、硫酸イオン、色彩、光沢の各量、対象遮断器２０１のグレード、定格電流、ワイピングの有無、可動接点の横および縦のサイズ比、固定接点の横および縦のサイズ比、可動接点形状、固定接点形状、ならびに可動接点および固定接点の面積比を示すデータを記憶部２から読み出す。そして、接触抵抗算出部１１は、このデータに基づいてマハラノビスの距離を算出する。そして、接触抵抗算出部１１は、算出したマハラノビスの距離と、記憶部２に記憶されているマハラビノスの距離と接触抵抗との所定の相関式とに基づいて対象遮断器２０１の接触抵抗を算出し、算出した接触抵抗を示すデータを第２相関データ生成部１２および余寿命算出部１３へ出力する（ステップＳ４）。
（２）次に、制御部１における第２相関データ生成部１２は、対象遮断器２０１の使用年数を示すデータを記憶部２から読み出し、このデータと、接触抵抗算出部１１から受けた接触抵抗を示すデータとに基づいて、図５の相関関係を表わす配線用遮断器の使用年数と接触抵抗との相関式を導出し、この相関式を示すデータを余寿命算出部１３へ出力する（ステップＳ５）。
（３）次に、制御部１における余寿命算出部１３は、接触抵抗算出部１１から受けた接触抵抗を示すデータと余寿命算出部１３から受けた相関式を示すデータとに基づいて、対象遮断器２０１の余寿命を算出する（ステップＳ６）。
（４）次に、制御部１は、余寿命の算出結果を示すデータを表示デバイスである出力部３へ出力する。出力部３は、制御部１から受けたデータに基づいて、対象遮断器２０１の余寿命を表示する。

以上のように、本発明の第１の実施の形態に係る配線用遮断器における接点の余寿命推定システムによれば、データを持ち帰らずに機器の設置現場で迅速に推定結果が得られるため、配線用遮断器のメンテナンスおよび更新計画をより容易かつ迅速に実施することができる。また、精度の高い余寿命推定が可能であるため、信頼性および安定性を確保しつつ配線用遮断器の長期間の使用が可能となる。

次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜第２の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係る余寿命推定方法および余寿命推定システムと比べて接触抵抗の算出方法を変更した余寿命推定方法および余寿命推定システムに関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る余寿命推定方法および余寿命推定システムと同様である。

図８は、本発明の第１の実施の形態に係る接触抵抗推定に用いたデータの項目に対するマハラノビスの距離と接触抵抗との相関性を示す図である。

図８を参照して、マハラノビスの距離と接触抵抗との相関性は「９０％信頼度の範囲」および「相関係数」で表されている。「９０％信頼度の範囲」は小さい方が、「相関係数」は大きい方が接触抵抗の推定精度が良いことを示す。

また、本発明の第１の実施の形態では、ナトリウムイオン、アンモニウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、塩化物イオン、硝酸イオン、硫酸イオン、色彩、光沢の各量、対象遮断器のグレード、定格電流、ワイピングの有無、可動接点の横および縦のサイズ比、固定接点の横および縦のサイズ比、可動接点形状、固定接点形状、ならびに可動接点および固定接点の面積比から接触抵抗を算出した。すなわち、前述の図４は、これらのイオンに関する７項目および接点形状等の８項目を用いた結果を示している。しかしながら、このような算出方法に限定されるものではなく、少なくとも硝酸イオンと固定接点の横および縦のサイズ比とを含むようにすれば良い。

すなわち、本発明の第２の実施の形態では、接触抵抗を算出するためのデータのうち、少なくとも硝酸イオンと固定接点の横および縦のサイズ比とを用いて接触抵抗を算出する。

このような方法により、接触抵抗の推定精度は低下するが、取得すべきデータ数が少なくなるため、データ取得の時間およびコストを削減でき効率的に配線用遮断器の余寿命を推定することができる。

その他の構成および動作は第１の実施の形態に係る余寿命推定方法および余寿命推定システムと同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１制御部、２記憶部、３出力部、４入力部、１１接触抵抗算出部、１２第２相関データ生成部、１３余寿命算出部、１０１余寿命診断システム。

Claims

接点を備えた配線用遮断器の余寿命を推定する配線用遮断器の余寿命推定方法であって、
前記配線用遮断器の外囲体の外側表面状態、前記配線用遮断器の使用条件、および前記配線用遮断器の諸仕様と前記接点の接触抵抗との相関関係を示す第１の相関データを予め取得するステップと、
推定対象の前記配線用遮断器の外囲体の外側表面状態を示す外囲体データを取得するステップと、
前記第１の相関データに基づいて、前記外囲体データ、前記推定対象の配線用遮断器の使用条件、および前記推定対象の配線用遮断器の諸仕様から前記推定対象の配線用遮断器の前記接触抵抗を算出するステップと、
前記推定対象の配線用遮断器の使用年数および算出した前記接触抵抗に基づいて、前記推定対象の配線用遮断器の使用年数と前記推定対象の配線用遮断器の前記接触抵抗との相関関係を示す第２の相関データを生成するステップと、
前記第２の相関データおよび算出した前記接触抵抗に基づいて前記推定対象の配線用遮断器の余受命を算出するステップとを含む配線用遮断器の余寿命推定方法。
前記配線用遮断器の外囲体の外側表面状態は、ナトリウムイオン、アンモニウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、塩化物イオン、硝酸イオン、硫酸イオン、色彩、および光沢の各量である請求項１に記載の配線用遮断器の余寿命推定方法。
前記配線用遮断器の使用条件および諸仕様は、グレード、定格電流、ワイピングの有無、可動接点の横および縦の比、固定接点の横および縦の比、可動接点形状、固定接点形状、ならびに可動接点および固定接点の面積比である請求項１または２に記載の配線用遮断器の余寿命推定方法。
前記外囲体データを取得するステップにおいては、硝酸イオンの量を前記外囲体データとして取得し、
前記接触抵抗を算出するステップにおいては、前記推定対象の配線用遮断器の使用条件および前記推定対象の配線用遮断器の諸仕様として前記推定対象の配線用遮断器の固定接点の横および縦の比を用いる請求項１に記載の配線用遮断器の余寿命推定方法。
接点を備えた配線用遮断器の余寿命を推定するための配線用遮断器の余寿命推定システムであって、
推定対象の前記配線用遮断器の外囲体の外側表面状態を示す外囲体データを取得するための入力部と、
予め取得された前記配線用遮断器の外囲体の外側表面状態、前記配線用遮断器の使用条件、および前記配線用遮断器の諸仕様と前記接点の接触抵抗との相関関係を示す第１の相関データに基づいて、前記外囲体データ、前記推定対象の配線用遮断器の使用条件、および前記推定対象の配線用遮断器の諸仕様から前記推定対象の配線用遮断器の前記接触抵抗を算出するための接触抵抗算出部と、
前記推定対象の配線用遮断器の使用年数および前記接触抵抗算出部によって算出された前記接触抵抗に基づいて、前記推定対象の配線用遮断器の使用年数と前記推定対象の配線用遮断器の前記接触抵抗との相関関係を示す第２の相関データを生成するための第２相関データ生成部と、
前記第２の相関データおよび前記接触抵抗算出部によって算出された前記接触抵抗に基づいて前記推定対象の配線用遮断器の余受命を算出するための余寿命算出部とを備える配線用遮断器の余寿命推定システム。