JP2017135213A - Degradation diagnosis device of magnetic core member, degradation diagnosis method of magnetic core member, electrical apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、磁心部材の劣化診断技術に関する。 Embodiments described herein relate generally to a deterioration diagnosis technique for a magnetic core member.
変圧器が有する鉄心の劣化を診断するために、クランプ式の高周波CTを変圧器の接地線に取り付けることで、変圧器から出力される部分放電電流を検出する装置がある。この装置では、高周波CTにより検出された部分放電電流信号と予め記憶された部分放電特性のデータとに基づいて、変圧器の劣化状態を診断している(例えば、特許文献1参照)。 In order to diagnose deterioration of the iron core of the transformer, there is a device that detects a partial discharge current output from the transformer by attaching a clamp-type high-frequency CT to the ground line of the transformer. In this apparatus, the deterioration state of the transformer is diagnosed based on the partial discharge current signal detected by the high frequency CT and the data of the partial discharge characteristics stored in advance (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、変圧器から出力される部分放電電流は、微弱な電流であるため、SN比が悪く、ノイズの影響が大きくなるので、この部分放電電流を受動的に検出して鉄心(磁心部材)の劣化状態(劣化度)の診断を行うと、ノイズが発生した場合に部分放電電流の検出値を正確に取得できず、鉄心の劣化状態が誤って診断されてしまうという課題がある。 However, since the partial discharge current output from the transformer is a weak current, the S / N ratio is poor and the influence of noise increases. Therefore, the partial discharge current is passively detected to detect the iron core (magnetic core member). When the deterioration state (deterioration degree) is diagnosed, the detection value of the partial discharge current cannot be obtained accurately when noise occurs, and the deterioration state of the iron core is erroneously diagnosed.
本発明の実施形態はこのような事情を考慮してなされたもので、経年使用した磁心部材の劣化度の診断を正確に行うことができる磁心部材の劣化診断技術を提供することを目的とする。 Embodiments of the present invention have been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a deterioration diagnosis technique for a magnetic core member that can accurately diagnose the deterioration degree of a magnetic core member that has been used over time. .
本発明の実施形態に係る磁心部材の劣化診断装置は、磁心部材を囲むサーチコイル部に特定の交流電圧を特定の周波数で付与する発振部と、少なくとも前記サーチコイル部に流れる電流に基づく検出情報を取得する取得部と、初期状態の磁心部材に対応する検出情報に基づいて判定情報が設定され、この判定情報を記憶する記憶部と、前記初期状態から経年使用した磁心部材に対応する検出情報と前記判定情報とに基づいて、その劣化度を診断する診断部と、を備えることを特徴とする。 A deterioration diagnosis device for a magnetic core member according to an embodiment of the present invention includes an oscillation unit that applies a specific AC voltage at a specific frequency to a search coil unit that surrounds the magnetic core member, and detection information based on at least a current flowing through the search coil unit. Determination information is set on the basis of detection information corresponding to the magnetic core member in the initial state, a storage unit for storing the determination information, and detection information corresponding to the magnetic core member that has been used from the initial state over time. And a diagnosis section for diagnosing the degree of deterioration based on the determination information.
本発明の実施形態に係る磁心部材の劣化診断方法は、磁心部材を囲むサーチコイル部に特定の交流電圧を特定の周波数で付与する発振ステップと、少なくとも前記サーチコイル部に流れる電流に基づく検出情報を取得する取得ステップと、初期状態の磁心部材に対応する検出情報に基づいて判定情報が設定され、この判定情報を記憶する記憶ステップと、前記初期状態から経年使用した磁心部材に対応する検出情報と前記判定情報とに基づいて、その劣化度を診断する診断ステップと、を含むことを特徴とする。 A deterioration diagnosis method for a magnetic core member according to an embodiment of the present invention includes an oscillation step of applying a specific alternating voltage to a search coil portion surrounding the magnetic core member at a specific frequency, and detection information based on at least a current flowing through the search coil portion. Determination information is set based on detection information corresponding to the magnetic core member in the initial state, storage step for storing the determination information, and detection information corresponding to the magnetic core member that has been used for a while from the initial state And a diagnosis step of diagnosing the degree of deterioration based on the determination information.
本発明の実施形態に係る電気機器は、磁心部材の劣化診断装置により診断が可能な電気機器であって、前記磁心部材と前記サーチコイル部とを有することを特徴とする。 An electrical device according to an embodiment of the present invention is an electrical device that can be diagnosed by a deterioration diagnosis device for a magnetic core member, and includes the magnetic core member and the search coil unit.
本発明の実施形態により、経年使用した磁心部材の劣化度の診断を正確に行うことができる磁心部材の劣化診断技術が提供される。 The embodiment of the present invention provides a deterioration diagnosis technique for a magnetic core member that can accurately diagnose the deterioration degree of a magnetic core member that has been used over time.
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図1に示すように、本実施形態の劣化診断装置は、トランス1(変圧器)が有する磁心部材2の劣化度を診断するための装置である。磁心部材2は、四角形状(環状)を成す部材として形成されている。なお、磁心部材2は、軟磁性体で構成された金属部材である。この磁心部材2の図中左側には、外部の電源から所定電圧の交流電力が供給される1次コイルとしての第1巻回コイル部3が捲回されている。本実施形態では、所定周波数(例えば、50〜60Hz)の交流電力が第1巻回コイル部3に入力される。また、磁心部材2の図中右側には、第1巻回コイル部3に供給される電圧を変化させて出力する2次コイルとしての第2巻回コイル部4が捲回されている。なお、トランス1は、第1巻回コイル部3と第2巻回コイル部4との巻き線比に応じて電圧を変化させる機能を有する電気機器である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. As shown in FIG. 1, the deterioration diagnosis device of the present embodiment is a device for diagnosing the deterioration degree of the
このトランス1は、磁心部材2の周囲を囲むサーチコイル部10を有する。このサーチコイル部10は、環状を成す磁心部材2の全体を囲むように環状に配置される。また、サーチコイル部10は、磁心部材2から所定距離Dを空けて設けられる。なお、サーチコイル部10は、巻回コイル部3,4からも所定距離を空けて設けられる。そのため、磁心部材2や巻回コイル部3,4と、サーチコイル部10と、の間を電気的に絶縁させることができる。なお、サーチコイル部10が絶縁用の被覆部材で覆われても良い。高電圧が付与されるトランス1では、サーチコイル部10に絶縁用の被覆部材が薄く形成される。
The transformer 1 has a
また、トランス1の磁心部材2は、磁束の通路(磁路)を形成するものであって、インダクタンスを増加させるために高透磁率材により作成される。この磁心部材2は、薄板状を成す鉄部材が複数積層により形成され、各層は渦電流を抑制するために絶縁されている。なお、サーチコイル部10の軸方向(図1の紙面の左右方向)は、磁心部材2の薄板状の鉄部材が積層される方向(図1の紙面の奥行方向)に対して交差する方向となっている。磁心部材2は、長年の使用により劣化することがある。例えば、積層された鉄部材の間の絶縁が悪化することがある。すると、磁心部材2の渦電流損失(鉄損)が増加し、磁心部材2の温度が通常時よりも上昇する。
The
そこで、本実施形態では、経年使用された磁心部材2の劣化を診断する劣化診断装置(劣化診断システム)が設けられている。この劣化診断装置は、各種処理を行うことで劣化の診断を行うパソコン11(PC)と、サーチコイル部10に接続される測定装置12と、を含む。また、測定装置12からサーチコイル部10に向かって延びるケーブルの先端に着脱部13(コネクタ部材)が設けられている。この着脱部13は、サーチコイル部10から延びるケーブルの先端の着脱部14(コネクタ部材)に取り付けられる。また、パソコン11は、ケーブルを介して測定装置12に接続されている。
Therefore, in this embodiment, a deterioration diagnosis device (deterioration diagnosis system) for diagnosing deterioration of the
図2に示すように、測定装置12は、サーチコイル部10に接続される電気回路を有している。サーチコイル部10は、トランス1の磁心部材2を取り囲んでいる。また、電気回路は、サーチコイル部10に所定(一定)の電圧振幅で1kHz以上の高周波数(特定の周波数)の交流電力を出力する発振部23を含む。
As shown in FIG. 2, the
さらに、測定装置12は、サーチコイル部10の電圧値を測定する電圧計24と、電気回路の電流値を測定する電流計25と、が設けられる。また、発振部23とサーチコイル部10との間には、共振用のコンデンサ26が直列に設けられる。発振部23とサーチコイル部10とコンデンサ26とで共振回路が構成される。
Furthermore, the
本実施形態では、発振部23から電流が出力されると、サーチコイル部10と磁心部材2との相互間で作用する電磁誘導現象が生じる。このときに、電圧計24の電圧値と電流計25の電流値とを解析することによって、サーチコイル部10の測定値(検出情報)を取得できる。なお、この測定値は、サーチコイル部10のリアクタンス値や抵抗値であっても良い。また、サーチコイル部10に流れる電流の周波数や位相が変化した値を測定値としても良い。そして、この取得した測定値をパソコン11で解析することで、磁心部材2の渦電流損失(鉄損)と比例して変化する値に相当する損失特性値を求めることができる。
In the present embodiment, when a current is output from the oscillating
なお、本実施形態では、電気回路の要素を最小限にして単純化したものを例示しているが、その他の要素が含まれる電気回路であっても良い。また、前述した着脱部13,14を外すと、サーチコイル部10と、このサーチコイル部10以外の電気回路の部分が分断される。つまり、測定装置12は、サーチコイル部10から取り外して持ち運ぶことができる。このように測定装置12のハンディ化が実現される。また、測定装置12には、使用者が持ち運ぶときに使用する把持部を設けても良い。
In the present embodiment, the simplified example is shown in which the elements of the electric circuit are minimized, but an electric circuit including other elements may be used. Further, when the above-described attaching / detaching
さらに、測定装置12は、電気回路を制御する制御部20と、パソコン11とケーブルを用いて通信を行う通信部21と、電気回路から取得される各種情報を解析する解析部22と、を含む。なお、通信部21や解析部22は、制御部20にそれぞれ接続されて制御される。
Furthermore, the
発振部23の出力の電流値や電圧値や周波数値などは、制御部20により制御される。また、電圧計24の電圧値や、電流計25の電流値は、制御部20に入力される。また、解析部22は、FFT(高速フーリエ変換)などの解析を行うためのアナライザなどを含む。
The
例えば、制御部20は、解析部22に解析を行わせることで、電圧計24の電圧値と電流計25の電流値とに基づいて、サーチコイル部10に流れる電流の周波数や位相に関する情報を取得できる。なお、制御部20は、サーチコイル部10とコンデンサ26とにより生じる共振状態を最大化する自動チューニング機能を有する。
For example, the
また、測定装置12の制御部20の各種制御内容は、通信部21を介して接続されたパソコン11により指示される。また、測定装置12の制御部20が取得した測定値(情報)は、通信部21を介してパソコン11に送信される。
Various control contents of the
図3に示すように、本実施形態のパソコン11は、CPU30やROM31やRAM32やHDD33などのハードウエア資源を有し、各種プログラムを実行して各種制御を行うコンピュータである。また、パソコン11は、ディスプレイなどの各種情報を出力可能な出力装置34や、キーボードなどの各種情報を入力可能な入力装置35や、測定装置12とケーブルを用いて通信を行う通信部36などを有する。
As shown in FIG. 3, the
また、CPU30には、測定装置12から送信された情報に基づいてサーチコイル部10の測定値を取得する取得部40が設けられる。さらに、CPU30には、サーチコイル部10の測定値に基づいて磁心部材2の損失特性値を算出する算出部41が設けられる。さらに、CPU30には、劣化した磁心部材2、つまり、劣化度が既知の磁心部材2がシミュレート(推定)されるシミュレーション部42が設けられる。さらに、CPU30には、診断対象となる磁心部材2の損失特性値(検出情報)と所定の判定値(判定情報)とに基づいて劣化診断を行う劣化診断部43が設けられる。
In addition, the
また、HDD33は、各種情報を記憶する記憶装置である。このHDD33には、磁心部材2の劣化診断を行うときに用いる判定値を判定情報として記憶する判定情報記憶部44が設けられる。さらに、HDD33には、測定装置12から送信される測定値(情報)などの検出情報を記憶する検出情報記憶部45が設けられる。
The
次に、磁心部材2の劣化診断を行うときの手順について図4を用いて説明する(適宜図1から図3を参照)。本実施形態では、経年使用した磁心部材2、つまり劣化診断の対象となる磁心部材2の診断を行う前に、劣化診断に用いる判定値(閾値)を設定するようにしている。
Next, a procedure for performing deterioration diagnosis of the
まず、サーチコイル部10をトランス1から取り外した状態にする。つまり、磁心部材2の周囲を囲んでいない空心状態(単独状態)のサーチコイル部10にする。そして、使用者がパソコン11の入力装置35を操作することで測定装置12を制御する。この測定装置12の制御部20は、発振部23を制御し、この発振部23から高周波数の交流を所定の電圧で出力させる。このとき、高周波数の交流(電流)がサーチコイル部10を流れる(S11:発振ステップ)。
First, the
さらに、制御部20の取得部40は、電圧計24の電圧値と電流計25の電流値とを解析することによって、サーチコイル部10の測定値を取得する(S12:取得ステップ)。このとき、発振部23から出力される電流がサーチコイル部10に流れると、電磁誘導現象が生じるが、サーチコイル部10は空心状態であるので、サーチコイル部10の測定値は、磁心部材2の影響を受けず、サーチコイル部10の性質のみに基づいた値となる。
Further, the
また、測定装置12の制御部20は、空心状態のサーチコイル部10の測定値をパソコン11に送信する。そして、パソコン11のCPU30は、受信した測定値を検出情報としてHDD33の検出情報記憶部45に記憶する。
In addition, the
次に、サーチコイル部10を初期状態のトランス1に取り付けた状態にする。つまり、磁心部材2の周囲を囲んだ状態のサーチコイル部10にする。なお、本実施形態において、初期状態のトランス1とは、磁心部材2が劣化していない状態のトランス1のことである。例えば、初期状態のトランス1として、所定の使用場所に設置されたばかりの新品のトランス1を用いる。なお、製造工場から出荷される直前の状態のトランス1を用いても良い。また、使用を開始したトランス1であっても新品に近い状態であれば初期状態とする。
Next, the
また、本実施形態では、初期状態のトランス1に電力を付与した稼働状態(通電状態)にする。稼働状態では、トランス1の巻回コイル部3,4に電流が流れた状態になるとともに、磁心部材2と巻回コイル部3,4との相互間で作用する電磁誘導現象が生じる状態になる。そして、この電磁誘導現象が生じたときの磁心部材2の渦電流損失に基づき、磁心部材2の温度が室温(常温)よりも上昇された状態になる。この上昇された温度により磁心部材2の損失特性値が、トランス1が非稼働状態(非通電状態)にあるときよりも増大される。
Moreover, in this embodiment, it is set as the operation state (energization state) which gave electric power to the transformer 1 of an initial state. In the operating state, a current flows through the winding coil portions 3 and 4 of the transformer 1 and an electromagnetic induction phenomenon acting between the
そして、測定装置12の制御部20は、発振部23から高周波数の交流を所定の電圧で出力させる。このとき、高周波数の交流(電流)がサーチコイル部10を流れる(S13:発振ステップ)。
Then, the
さらに、制御部20の取得部40は、電圧計24の電圧値と電流計25の電流値とを解析することによって、サーチコイル部10の測定値を取得する(S14:取得ステップ)。このとき、発振部23から出力される電流(電力)がサーチコイル部10に流れると、サーチコイル部10と磁心部材2との相互間で作用する電磁誘導現象が生じる。そのため、サーチコイル部10の測定値は、磁心部材2の渦電流損失(鉄損)の影響を受ける。具体的には、サーチコイル部10は、磁心部材2から生じる磁場の影響を受ける。なお、前述した空心状態のサーチコイル部10の測定値と、初期状態の磁心部材2に取り付けたサーチコイル部10の測定値と、の間には差分が生じる。
Furthermore, the
また、測定装置12の制御部20は、初期状態のトランス1のサーチコイル部10の測定値をパソコン11に送信する。そして、パソコン11のCPU30は、受信した測定値を検出情報としてHDD33の検出情報記憶部45に記憶する。
Further, the
そして、パソコン11のCPU30は、検出情報記憶部45に記憶された各測定値に基づいて、初期状態の磁心部材2の損失特性値を算出する(S15:算出ステップ)。具体的には、初期状態のトランス1のサーチコイル部10の測定値から、空心状態のサーチコイル部10の測定値を減算した値(差分)が、初期状態の磁心部材2の損失特性値に相当する値となる。なお、この損失特性値の算出は、CPU30の算出部41により実行される。また、パソコン11のCPU30は、算出した初期状態の磁心部材2の損失特性値を検出情報としてHDD33の検出情報記憶部45に記憶する。
And CPU30 of the
次に、パソコン11のCPU30は、初期状態の磁心部材2の損失特性値に基づいて、経年使用して劣化した磁心部材2、つまり、劣化度が既知の磁心部材2の損失特性値をシミュレート(推定)する(S16:シミュレーションステップ)。なお、このシミュレーションは、CPU30のシミュレーション部42により実行される。また、パソコン11のCPU30は、算出した劣化度が既知の磁心部材2の損失特性値をHDD33の検出情報記憶部45に記憶する。このシミュレーションを行うことで、実際に経年使用した磁心部材2が入手できない状態であっても、劣化後の磁心部材2の損失特性値を取得できる。
Next, the
なお、磁心部材2が劣化した状態では、積層された鉄部材の間の絶縁が一部悪化することで、磁心部材2の渦電流損失が増加する。そのため、劣化後の磁心部材2の損失特性値は、初期状態の磁心部材2の損失特性値よりも大きくなる。なお、シミュレートする磁心部材2は、初期状態から5年使用した状態を想定しても良いし、初期状態から10年使用した状態を想定しても良いし、初期状態から20年使用した状態を想定しても良い。また、経年使用した期間が長くなるに従って磁心部材2の損失特性値は大きくなるので、初期状態の磁心部材2の損失特性値を割り増した値を、劣化後の磁心部材2の損失特性値としても良い。
In the state where the
次に、CPU30は、シミュレートした劣化後の磁心部材2の損失特性値に基づいて、劣化診断に用いる判定値(閾値)を設定し、HDD33の判定情報記憶部44に記憶する(S17:記憶ステップ)。
Next, the
なお、この判定値は常に一定の値でなくても良い。例えば、劣化診断の対象となるトランス1が置かれた室温に応じて判定値が変化するものでも良いし、トランス1に供給した電力に応じて判定値が変化するものであっても良い。また、測定装置12の発振部23が出力する電流の電流値や電圧値や周波数値に応じて判定値が変化するものであっても良い。
Note that this determination value may not always be a constant value. For example, the determination value may change according to the room temperature where the transformer 1 to be subjected to deterioration diagnosis is placed, or the determination value may change according to the electric power supplied to the transformer 1. Further, the determination value may be changed according to the current value, voltage value, or frequency value of the current output from the
次に、劣化度の診断対象のトランス1の劣化診断を行う。なお、サーチコイル部10は、診断対象の磁心部材2の周囲を囲んだ状態となっている。また、本実施形態では、診断対象のトランス1に電力を付与した稼働状態(通電状態)にする。稼働状態では、トランス1の巻回コイル部3,4に電流が流れた状態になるとともに、磁心部材2と巻回コイル部3,4との相互間で作用する電磁誘導現象が生じる状態になる。そして、この電磁誘導現象が生じたときの磁心部材2の渦電流損失に基づき、磁心部材2の温度が室温(常温)よりも上昇された状態になる。この上昇された温度により磁心部材2の損失特性値が、トランス1が非稼働状態(非通電状態)にあるときよりも増大される。
Next, deterioration diagnosis of the transformer 1 to be diagnosed for deterioration degree is performed. The
さらに、磁心部材2が劣化している場合には、積層された鉄部材の間の一部の絶縁の悪化しまうことなどによって、磁心部材2の渦電流損失が増加し、磁心部材2の温度が初期状態の磁心部材2よりも上昇される。
Furthermore, when the
このように、測定装置12は、トランス1の巻回コイル部3,4が通電された状態で、サーチコイル部10の測定値を測定する。巻回コイル部3,4が通電されることで磁心部材2の温度が上昇するので、磁心部材2が劣化した状態では、渦電流損失(鉄損)が増加して温度が上昇する。そのため、劣化した状態の磁心部材2では、その損失特性値が高くなり、初期状態の磁心部材2の損失特性値との差が大きくなるので、磁心部材2の劣化度の診断処理を容易に行うことができる。
Thus, the measuring
そして、測定装置12の制御部20は、発振部23から高周波数の交流を所定の電圧で出力させる。このとき、高周波数の交流(電流)がサーチコイル部10を流れる(S18:発振ステップ)。
Then, the
さらに、制御部20の取得部40は、電圧計24の電圧値と電流計25の電流値とを解析することによって、サーチコイル部10の測定値を取得する(S19:取得ステップ)。このとき、発振部23から出力される電流(電力)がサーチコイル部10に流れると、サーチコイル部10と磁心部材2との相互間で作用する電磁誘導現象が生じる。そのため、サーチコイル部10の測定値は、磁心部材2の渦電流損失(鉄損)の影響を受ける。具体的には、サーチコイル部10は、磁心部材2から生じる磁場の影響を受ける。なお、診断対象の磁心部材2が劣化している場合には、初期状態のサーチコイル部10の測定値との間で差分が生じるようになる。
Furthermore, the
また、測定装置12の制御部20は、診断対象のトランス1のサーチコイル部10の測定値をパソコン11に送信する。そして、パソコン11のCPU30は、受信した測定値を検出情報としてHDD33の検出情報記憶部45に記憶する。
Further, the
そして、パソコン11のCPU30は、検出情報記憶部45に記憶された各測定値に基づいて、診断対象の磁心部材2の損失特性値を算出する(S20:算出ステップ)。具体的には、診断対象のトランス1のサーチコイル部10の測定値から、空心状態のサーチコイル部10の測定値を減算した値(差分)が、診断対象の磁心部材2の損失特性値に相当する値となる。なお、この損失特性値の算出は、CPU30の算出部41により実行される。また、パソコン11のCPU30は、算出した診断対象の磁心部材2の損失特性値を検出情報としてHDD33の検出情報記憶部45に記憶する。
Then, the
次に、パソコン11のCPU30は、診断対象の磁心部材2の損失特性値と判定情報記憶部44に記憶された判定値とに基づいて劣化診断を行う(S21:診断ステップ)。具体的には、診断対象の磁心部材2の損失特性値が判定値以上か否かを判定する。そして、この損失特性値が判定値以上であると判定された場合には、診断対象の磁心部材2が劣化していると判定される。また、判定値以上でないと判定された場合には、診断対象の磁心部材2が劣化していないと判定される。そして、パソコン11のCPU30は、診断結果を出力装置34により出力する。
Next, the
このように、診断対象となるトランス1(対象装置)の軟磁性体の磁心部材2の劣化診断を行う際に、サーチコイル部10に能動的に電流(電力)を付与して測定値を取得するので、磁心部材2の劣化度の診断を正確に行うことができる。
As described above, when the deterioration diagnosis of the soft
また、シミュレートされた劣化度が既知の磁心部材2に基づいて判定値が設定されるので、診断対象の磁心部材2の損失特性値(検出情報)と判定値とを比較することで磁心部材の劣化度の診断処理を容易に行うことができる。
In addition, since the determination value is set based on the
また、測定装置12の発振部23が出力(発振)する交流の周波数を1kHz以上の高周波数とすることで、小型のコンデンサ26を用いて測定装置12を製作することができる。そのため、測定装置12の小型化を図ることができる。なお、発振部23が出力する交流の周波数は、10kHz以上、100kHz以上、1MHz以上、10MHz以上、または100MHz以上の高周波数であっても良い。また、発振部23が出力する交流の周波数は、トランス1に供給される電力の所定周波数(例えば、50〜60Hz)と明確に異なる周波数であれば良い。このようにすることで、劣化度の診断の対象となる磁心部材2を有するトランス1(電気機器)に影響を与えることなくなる。さらに、測定装置12がトランス1に供給される電力の影響を受けることなく、劣化度の診断を行うことができる。
Further, by setting the AC frequency output (oscillated) by the oscillating
また、着脱部13,14を外すと、サーチコイル部10と測定装置12とが分離されるので、測定装置12の持ち運びが便利になる。そして、劣化度の対象となる磁心部材2を囲むサーチコイル部10に、測定装置12を取り付けることで、劣化度の診断を容易に行うことができる。つまり、複数個のトランス1の劣化診断を行う場合には、1台の測定装置12があれば良く、測定装置12をトランス1のサーチコイル部10に順次付け替えることができる。
Further, when the
また、本実施形態では、初期状態のトランス1と診断対象となるトランス1とが別物として説明しているが、初期状態のトランス1と診断対象となるトランス1とが同一物であっても良い。つまり、トランス1の製造時に、その磁心部材2の損失特性値を取得して判定値を設定し、トランス1の経年使用後に、その磁心部材2の損失特性値を取得して判定値と比較することで、磁心部材2の劣化度(劣化状態)を診断しても良い。
In this embodiment, the transformer 1 in the initial state and the transformer 1 to be diagnosed are described as separate objects. However, the transformer 1 in the initial state and the transformer 1 to be diagnosed may be the same. . That is, when the transformer 1 is manufactured, the loss characteristic value of the
なお、本実施形態では、サーチコイル部10をトランス1の構成部材として説明しているが、サーチコイル部10をトランス1に対して着脱自在にしても良い。さらに、サーチコイル部10を測定装置12の構成部材としても良い。つまり、サーチコイル部10とパソコン11と測定装置12とで劣化診断装置(劣化診断システム)を構成しても良い。
In the present embodiment, the
なお、本実施形態では、トランス1に電力を付与した稼働状態(通電状態)で、サーチコイル部10の測定値を取得するようにしているが、トランス1に電力を付与しない非稼働状態(非通電状態)で、サーチコイル部10の測定値を取得しても良い。そして、この測定値に基づいて磁心部材2の劣化診断を行っても良い。
In the present embodiment, the measured value of the
なお、本実施形態では、初期状態の磁心部材2の損失特性値に基づいて判定値を設定し、劣化診断の対象の磁心部材2の損失特性値と判定値とに基づいて劣化診断を行っているが、劣化診断を行うために取得する検出情報は、損失特性値でなくても良い。例えば、測定装置12が取得した測定値に基づいて磁心部材2の温度を特定、または、損失特性値に基づいて磁心部材2の温度を特定するようにし、この温度に基づいて磁心部材2の劣化診断を行うようにしても良い。
In the present embodiment, the determination value is set based on the loss characteristic value of the
なお、本実施形態では、磁心部材2の劣化診断に用いる測定値を、リアクタンス値や抵抗値や、或いは電流の周波数や位相が変化した値としているが、その他の値を測定値としても良い。例えば、サーチコイル部10の電流値の変化に基づいて、磁心部材2の劣化診断を行っても良い。また、サーチコイル部10の電圧値の変化に基づいて、磁心部材2の劣化診断を行っても良い。また、サーチコイル部10に流れる電流の周波数や位相が変化した値に基づいて、磁心部材2の劣化診断を行っても良い。
In the present embodiment, the measured value used for the deterioration diagnosis of the
なお、本実施形態では、劣化度が既知の磁心部材2の損失特性値をシミュレートするようにしているが、その他の態様で劣化度が既知の磁心部材2の損失特性値を取得しても良い。例えば、実際に経年使用して劣化した磁心部材2を有するトランス1にサーチコイル部10を取り付けて測定値を取得し、この取得した測定値をパソコン11で解析することで、劣化度が既知の磁心部材2の損失特性値を取得するようにしても良い。このように、実際に経年使用した磁心部材2の損失特性値に基づいて、劣化診断に用いる判定値を設定しても良い。実際に経年使用した磁心部材2を用いることで、シミュレーションを行う手間を省くことができる。また、診断対象の磁心部材2の損失特性値(検出情報)を判定値と比較することで磁心部材の劣化度の診断処理を容易に行うことができる。
In the present embodiment, the loss characteristic value of the
なお、本実施形態では、サーチコイル部10が環状を成す磁心部材2の周方向に沿って環状に配置されるが、サーチコイル部10を磁心部材2の全体に螺旋状に緩く巻きつけても良い。
In the present embodiment, the
なお、本実施形態では、このサーチコイル部10が磁心部材2や巻回コイル部3,4から所定距離Dを空けて設けられているが、被覆部材でサーチコイル部10が覆われる場合には、サーチコイル部10が磁心部材2や巻回コイル部3,4に接触するように配置しても良い。
In the present embodiment, the
なお、本実施形態では、トランス1の磁心部材2の劣化診断を行う劣化診断装置を例示しているが、この劣化診断装置を用いてリアクトルの劣化診断を行っても良い。また、劣化診断装置は、磁心部材を有する電気機器であれば劣化診断を行うことができる。例えば、この劣化診断装置を用いて、電磁石などの磁心部材の劣化診断を行っても良いし、電流によって形成される磁場にエネルギーを蓄えることができるインダクタ(受動素子)などが有する磁心部材の劣化診断を行っても良い。
In the present embodiment, a deterioration diagnosis device that performs deterioration diagnosis of the
なお、本実施形態の所定の値と判定値との判定において「判定値以上か否か」の判定をしているが、この判定は、「判定値を超えているか否か」の判定でも良いし、「判定値以下か否か」の判定でも良いし、「判定値未満か否か」の判定でも良い。 In the determination of the predetermined value and the determination value according to the present embodiment, “whether or not the determination value is exceeded” is determined, but this determination may be a determination of “whether or not the determination value is exceeded”. The determination may be “whether it is less than or equal to the determination value” or the determination “whether it is less than the determination value”.
以上説明した実施形態によれば、磁心部材2を囲むサーチコイル部10に特定の交流電圧を特定の周波数で付与する発振部23を持つことにより、経年使用した磁心部材2の劣化度の診断を正確に行うことができる。
According to the embodiment described above, the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, changes, and combinations can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1…トランス、2…磁心部材、3…第1巻回コイル部、4…第2巻回コイル部、10…サーチコイル部、11…パソコン、12…測定装置、13…着脱部、14…着脱部、20…制御部、21…通信部、22…解析部、23…発振部、24…電圧計、25…電流計、26…コンデンサ、30…CPU、31…ROM、32…RAM、33…HDD、34…出力装置、35…入力装置、36…通信部、40…取得部、41…算出部、42…シミュレーション部、43…劣化診断部、44…判定情報記憶部、45…検出情報記憶部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Transformer, 2 ... Magnetic core member, 3 ... 1st winding coil part, 4 ... 2nd winding coil part, 10 ... Search coil part, 11 ... Personal computer, 12 ... Measuring apparatus, 13 ... Detachable part, 14 ... Detachable , 20 ... control part, 21 ... communication part, 22 ... analysis part, 23 ... oscillation part, 24 ... voltmeter, 25 ... ammeter, 26 ... capacitor, 30 ... CPU, 31 ... ROM, 32 ... RAM, 33 ... HDD, 34 ... output device, 35 ... input device, 36 ... communication unit, 40 ... acquisition unit, 41 ... calculation unit, 42 ... simulation unit, 43 ... deterioration diagnosis unit, 44 ... determination information storage unit, 45 ... detection information storage Department.
Claims (7)
少なくとも前記サーチコイル部に流れる電流に基づく検出情報を取得する取得部と、
初期状態の磁心部材に対応する検出情報に基づいて判定情報が設定され、この判定情報を記憶する記憶部と、
前記初期状態から経年使用した磁心部材に対応する検出情報と前記判定情報とに基づいて、その劣化度を診断する診断部と、
を備えることを特徴とする磁心部材の劣化診断装置。 An oscillation unit that applies a specific AC voltage at a specific frequency to a search coil unit that surrounds the magnetic core member;
An acquisition unit for acquiring detection information based on at least a current flowing through the search coil unit;
Determination information is set based on detection information corresponding to the magnetic core member in the initial state, and a storage unit that stores the determination information;
Based on the detection information corresponding to the magnetic core member used over time from the initial state and the determination information, a diagnosis unit that diagnoses the degree of deterioration;
An apparatus for diagnosing deterioration of a magnetic core member, comprising:
前記サーチコイル部を外すことで前記サーチコイル部以外の部分が持ち運び可能であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の磁心部材の劣化診断装置。 An attachment / detachment part for attaching / detaching the search coil part and a part other than the search coil part;
5. The deterioration diagnosis device for a magnetic core member according to claim 1, wherein a portion other than the search coil portion can be carried by removing the search coil portion.
少なくとも前記サーチコイル部に流れる電流に基づく検出情報を取得する取得ステップと、
初期状態の磁心部材に対応する検出情報に基づいて判定情報が設定され、この判定情報を記憶する記憶ステップと、
前記初期状態から経年使用した磁心部材に対応する検出情報と前記判定情報とに基づいて、その劣化度を診断する診断ステップと、
を含むことを特徴とする磁心部材の劣化診断方法。 An oscillation step of applying a specific AC voltage at a specific frequency to the search coil portion surrounding the magnetic core member;
An acquisition step of acquiring detection information based on at least a current flowing in the search coil section;
Determination information is set based on detection information corresponding to the magnetic core member in the initial state, and a storage step for storing the determination information;
Diagnostic step of diagnosing the degree of deterioration based on the detection information corresponding to the magnetic core member used over time from the initial state and the determination information;
A method for diagnosing deterioration of a magnetic core member, comprising:
前記磁心部材と前記サーチコイル部とを有することを特徴とする電気機器。 An electrical device capable of being diagnosed by the deterioration diagnosis device for a magnetic core member according to any one of claims 1 to 5,
An electric device comprising the magnetic core member and the search coil portion.
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