JP3516962B2 - 絶縁紙の劣化評価方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
技術分野
この発明は絶縁紙の劣化を評価する方法に関する。詳
しくは、特に、油入変圧器、油入リアクトルなどの油入
電気機器の寿命を診断するために、その運転温度におけ
る絶縁紙の劣化を評価する方法に関するものである。
しくは、特に、油入変圧器、油入リアクトルなどの油入
電気機器の寿命を診断するために、その運転温度におけ
る絶縁紙の劣化を評価する方法に関するものである。
【０００２】
発明の背景
絶縁油中の絶縁紙が劣化すると、絶縁破壊電圧の低下
は小さいが、機械的強度の低下はかなり大きい。変圧
器、リアクトルなどの油入電気機器において、外部短絡
が起こると、電気機器内部に大きな電磁機械力が発生す
る。そのため電気機器の寿命は、機械的強度低下の観点
から、導体を絶縁している絶縁紙の劣化程度によって推
定されている。
は小さいが、機械的強度の低下はかなり大きい。変圧
器、リアクトルなどの油入電気機器において、外部短絡
が起こると、電気機器内部に大きな電磁機械力が発生す
る。そのため電気機器の寿命は、機械的強度低下の観点
から、導体を絶縁している絶縁紙の劣化程度によって推
定されている。
【０００３】
絶縁紙の劣化程度は、絶縁紙の抗張力、重合度などを
測定すること、あるいは劣化速度を観測することによっ
て評価されている。また、絶縁紙の劣化により生成する
フルフラール、アセトアルデヒド、アセトン、炭酸ガ
ス、一酸化炭素ガスなどの成分量を測定することによっ
て、絶縁紙の劣化程度を評価することも検討されてい
る。 これらの絶縁紙の劣化評価法は、百数十〜200℃前後
の高温での加速劣化試験によって行われてきた。一般
に、油入電気機器は110℃以下で運転されることから、
その高温での加速劣化試験データを油入電気機器の運転
温度（通常は110℃以下）まで外挿して絶縁紙の劣化程
度を予測している。
測定すること、あるいは劣化速度を観測することによっ
て評価されている。また、絶縁紙の劣化により生成する
フルフラール、アセトアルデヒド、アセトン、炭酸ガ
ス、一酸化炭素ガスなどの成分量を測定することによっ
て、絶縁紙の劣化程度を評価することも検討されてい
る。 これらの絶縁紙の劣化評価法は、百数十〜200℃前後
の高温での加速劣化試験によって行われてきた。一般
に、油入電気機器は110℃以下で運転されることから、
その高温での加速劣化試験データを油入電気機器の運転
温度（通常は110℃以下）まで外挿して絶縁紙の劣化程
度を予測している。
【０００４】
上述したような高温加速劣化試験のデータを110℃以
下にまで外挿して、絶縁紙の劣化程度を推定する方法で
は、次のような課題が生ずる。 水（H2O）をメタン（CH4）とは同じ分子量18でありな
がら、水の沸点は100℃であり、メタンのそれは−164℃
と著しく相違する。この沸点の差は、水分子では水素結
合を起こしているためと考えられている。絶縁紙の素材
は一般にセルロースであるから、多数の水酸基（−OH）
を有するので、酸素は結合した隣の原子の電子を引きつ
ける能力である電気陰性度が大きな原子である。そのた
め水素の電子を引き寄せて、酸素自身は負に分極し、水
素は正に分極することになる。水素と酸素とは互いに接
近し、OH同士が引き合って物理的な水素結合をつくる。
水とメタンの沸点の差異に見られるように、水素結合は
熱特性に大きく影響する。水酸基を多数持っているセル
ロースを素材とする絶縁紙にも、同じ様なことが起こっ
ていることが予想される。すなわち、絶縁紙の場合も10
0℃付近を境に、水素結合の介在によって劣化のメカニ
ズムが変わることが予想される。
下にまで外挿して、絶縁紙の劣化程度を推定する方法で
は、次のような課題が生ずる。 水（H2O）をメタン（CH4）とは同じ分子量18でありな
がら、水の沸点は100℃であり、メタンのそれは−164℃
と著しく相違する。この沸点の差は、水分子では水素結
合を起こしているためと考えられている。絶縁紙の素材
は一般にセルロースであるから、多数の水酸基（−OH）
を有するので、酸素は結合した隣の原子の電子を引きつ
ける能力である電気陰性度が大きな原子である。そのた
め水素の電子を引き寄せて、酸素自身は負に分極し、水
素は正に分極することになる。水素と酸素とは互いに接
近し、OH同士が引き合って物理的な水素結合をつくる。
水とメタンの沸点の差異に見られるように、水素結合は
熱特性に大きく影響する。水酸基を多数持っているセル
ロースを素材とする絶縁紙にも、同じ様なことが起こっ
ていることが予想される。すなわち、絶縁紙の場合も10
0℃付近を境に、水素結合の介在によって劣化のメカニ
ズムが変わることが予想される。
【０００５】
したがって、上記したように、高温での加速劣化試験
結果に基づいて電気機器の運転温度である110℃以下ま
で外挿する従来の評価方法は、その精度に問題があるこ
とが判明した。 従来行われていた百数十〜200℃前後の高温加速劣化
試験でも、そのデータが得られるまでに数ケ月間要する
ので、それを油入電気機器の運転温度近辺の60℃までの
低温で劣化試験を行うとすれば、10年以上の期間が必要
となる。このような長期間を要する試験は実用上必ずし
も好ましいとは言えない。しかしながら、低温劣化現象
のデータが、高温劣化試験データの外挿値と異なれば、
その結果に基づく電気機器の寿命診断は正しいものとは
言えない。したがって、寿命診断の精度を向上させるた
めには、この長年月の低温劣化試験をあえて行う必要が
ある。
結果に基づいて電気機器の運転温度である110℃以下ま
で外挿する従来の評価方法は、その精度に問題があるこ
とが判明した。 従来行われていた百数十〜200℃前後の高温加速劣化
試験でも、そのデータが得られるまでに数ケ月間要する
ので、それを油入電気機器の運転温度近辺の60℃までの
低温で劣化試験を行うとすれば、10年以上の期間が必要
となる。このような長期間を要する試験は実用上必ずし
も好ましいとは言えない。しかしながら、低温劣化現象
のデータが、高温劣化試験データの外挿値と異なれば、
その結果に基づく電気機器の寿命診断は正しいものとは
言えない。したがって、寿命診断の精度を向上させるた
めには、この長年月の低温劣化試験をあえて行う必要が
ある。
【０００６】
本発明は、精度の高い絶縁紙の劣化評価方法の開発を
目的としてなされたものであり、絶縁紙はその温度によ
り約110℃以下の低温では劣化しにくく、それを越える
高温では劣化が早くなるという、特殊な性質を示すこと
を見いだし、本発明を完成するに至った。
目的としてなされたものであり、絶縁紙はその温度によ
り約110℃以下の低温では劣化しにくく、それを越える
高温では劣化が早くなるという、特殊な性質を示すこと
を見いだし、本発明を完成するに至った。
【０００７】
第１の発明に係る絶縁紙の劣化評価方法は、絶縁紙の
劣化を評価するにあたり、絶縁油中で110℃以下の温度
で劣化させたクラフトパルプ絶縁紙の物理的及び／また
は化学的特性である重合度が、 1925≦Ａ≦1930、3.6≦Ｂ≦3.7の範囲にある下記の評
価式を指標とするものである。
劣化を評価するにあたり、絶縁油中で110℃以下の温度
で劣化させたクラフトパルプ絶縁紙の物理的及び／また
は化学的特性である重合度が、 1925≦Ａ≦1930、3.6≦Ｂ≦3.7の範囲にある下記の評
価式を指標とするものである。
【０００８】
【数２】
ここで、Ｄは絶縁紙の重合度、Doは絶縁紙の初期重合
度、Ｎは加熱年数（年）、ｔは加熱温度（℃）である。
度、Ｎは加熱年数（年）、ｔは加熱温度（℃）である。
【０００９】
第２の発明に係る絶縁紙の劣化評価方法は、絶縁紙の
劣化を評価するにあたり、絶縁油中で110℃以下の温度
で劣化させたクラフトパルプ絶縁紙の物理的及び／また
は化学的特性である分解速度が、 14.6≦α≦15.8、10500≦β≦10700の範囲にある下記
の評価式にもとづいて推定されるものである。 Ｋ＝αexp（−β/RT） ここで、Ｋは（CO2＋CO）発生速度（ml/gh）、Ｒは1.
987cal/mol・deg、Ｔは絶対温度（Ｋ）である。
劣化を評価するにあたり、絶縁油中で110℃以下の温度
で劣化させたクラフトパルプ絶縁紙の物理的及び／また
は化学的特性である分解速度が、 14.6≦α≦15.8、10500≦β≦10700の範囲にある下記
の評価式にもとづいて推定されるものである。 Ｋ＝αexp（−β/RT） ここで、Ｋは（CO2＋CO）発生速度（ml/gh）、Ｒは1.
987cal/mol・deg、Ｔは絶対温度（Ｋ）である。
【００１０】
第３の発明に係る絶縁紙の劣化評価方法は、絶縁紙の
劣化を評価するにあたり、絶縁油中で、110℃以下の温
度で劣化させたクラフトパルプ絶縁紙の重合度が450に
達する時間は、前記クラフトパルプ絶縁紙の初期重合度
が1000の場合、0.7≦Ｘ≦1.7、8200≦Ｙ≦8800の範囲に
ある下記の評価式で表されるものである。 θ＝Xexp（Y/RT） ここで、θは重合度が450に達する時間（ｈ）、Ｒは
1.987cal/mol・deg、Ｔは絶対温度（Ｋ）である。
劣化を評価するにあたり、絶縁油中で、110℃以下の温
度で劣化させたクラフトパルプ絶縁紙の重合度が450に
達する時間は、前記クラフトパルプ絶縁紙の初期重合度
が1000の場合、0.7≦Ｘ≦1.7、8200≦Ｙ≦8800の範囲に
ある下記の評価式で表されるものである。 θ＝Xexp（Y/RT） ここで、θは重合度が450に達する時間（ｈ）、Ｒは
1.987cal/mol・deg、Ｔは絶対温度（Ｋ）である。
【００１１】
即ち、本発明は、絶縁油中で110℃以下の温度で劣化
させたクラフトパルプ絶縁紙の物理的及び／又は化学的
特性に基づいて、該絶縁紙の劣化を評価する方法に関す
るものである。 本発明の好ましい態様は、前記物理的及び／又は化学
的特性が、絶縁紙の重合度または分解速度であることを
特徴とするものである。 本発明の他の態様は、前記重合度が、1925≦Ａ≦1930、
3.6≦Ｂ≦3.7の範囲にある下記の評価式で表されること
を特徴とするものである：
させたクラフトパルプ絶縁紙の物理的及び／又は化学的
特性に基づいて、該絶縁紙の劣化を評価する方法に関す
るものである。 本発明の好ましい態様は、前記物理的及び／又は化学
的特性が、絶縁紙の重合度または分解速度であることを
特徴とするものである。 本発明の他の態様は、前記重合度が、1925≦Ａ≦1930、
3.6≦Ｂ≦3.7の範囲にある下記の評価式で表されること
を特徴とするものである：
【００１２】
【数３】
ここで、Ｄは絶縁紙の重合度、Doは絶縁紙の初期重合
度、Ｎは加熱年数（年）、ｔは加熱温度（℃）である。
度、Ｎは加熱年数（年）、ｔは加熱温度（℃）である。
【００１３】
本発明の他の態様は、前記分解速度が、14.6≦α≦1
5.8、10500≦β≦10700の範囲にある下記の評価式にも
とづいて推定されることを特徴とするものである： Ｋ＝αexp（−β/RT） ここで、Ｋは（CO2＋CO）発生速度（ml/gh）、Ｒは1.
987cal/mol・deg、Ｔは絶対温度（Ｋ）である。
5.8、10500≦β≦10700の範囲にある下記の評価式にも
とづいて推定されることを特徴とするものである： Ｋ＝αexp（−β/RT） ここで、Ｋは（CO2＋CO）発生速度（ml/gh）、Ｒは1.
987cal/mol・deg、Ｔは絶対温度（Ｋ）である。
【００１４】
本発明の他の態様は、絶縁紙の劣化を評価するにあた
り、絶縁油中で110℃以下の温度で劣化させたクラフト
パルプ絶縁紙の重合度が450に達する時間は、前記クラ
フトパルプ絶縁紙の初期重合度が1000の場合、0.7≦Ｘ
≦1.7、8200≦Ｙ≦8800の範囲にある下記の評価式で表
されることを特徴とするものである： θ＝Xexp（Y/RT） ここで、θは重合度が450に達する時間（ｈ）、Ｒは
1.987cal/mol・deg、Ｔは絶対温度（Ｋ）である。
り、絶縁油中で110℃以下の温度で劣化させたクラフト
パルプ絶縁紙の重合度が450に達する時間は、前記クラ
フトパルプ絶縁紙の初期重合度が1000の場合、0.7≦Ｘ
≦1.7、8200≦Ｙ≦8800の範囲にある下記の評価式で表
されることを特徴とするものである： θ＝Xexp（Y/RT） ここで、θは重合度が450に達する時間（ｈ）、Ｒは
1.987cal/mol・deg、Ｔは絶対温度（Ｋ）である。
【００１５】
発明の詳細な記載
本発明で使用される絶縁紙はセルロースを素材とする
ものである。セルロースはグルコースがβ−1,4グリコ
キシド結合した多糖類であり、（C6H10O5）ｎで示され
る。重合度とは、ｎの数を意味し、その銅・エチレンジ
アミン溶解液の粘度の測定に基づいて決定することがで
きる。 絶縁紙は、絶縁油中で所定の温度で加熱すると分解が
起こり、その重合度が低下する。各所定温度における、
加熱時間と重合度変化の関係をプロットし、得られるグ
ラフより導かれる数式に基づいて、絶縁紙の劣化を評価
することができる。
ものである。セルロースはグルコースがβ−1,4グリコ
キシド結合した多糖類であり、（C6H10O5）ｎで示され
る。重合度とは、ｎの数を意味し、その銅・エチレンジ
アミン溶解液の粘度の測定に基づいて決定することがで
きる。 絶縁紙は、絶縁油中で所定の温度で加熱すると分解が
起こり、その重合度が低下する。各所定温度における、
加熱時間と重合度変化の関係をプロットし、得られるグ
ラフより導かれる数式に基づいて、絶縁紙の劣化を評価
することができる。
【００１６】
また、セルロースの分解により炭酸ガス（CO2）及び
一酸化炭素ガス（CO）が発生するので、所定の加熱温度
における単位時間当たりのCO2及びCOガスの生成量を測
定し、（CO2＋CO）発生速度を算出する。ついで、各加
熱温度におけるガス発生速度変化をプロットし、得られ
るグラフより導かれる数式に基づいて、絶縁紙の劣化を
評価することができる。
一酸化炭素ガス（CO）が発生するので、所定の加熱温度
における単位時間当たりのCO2及びCOガスの生成量を測
定し、（CO2＋CO）発生速度を算出する。ついで、各加
熱温度におけるガス発生速度変化をプロットし、得られ
るグラフより導かれる数式に基づいて、絶縁紙の劣化を
評価することができる。
【００１７】
以下の実施の形態により、本発明をさらに詳しく説明
する。 実施の形態1. 油入電気機器の絶縁に使われている絶縁紙は、一般に
クラフトパルプ製である。そこで、低温劣化試験は、脱
気した絶縁油に十分乾燥したクラフトパルプ製絶縁紙
（重合度:1000）を入れて密封し、60℃、80℃、95℃及
び110℃のオーブンで加熱した。各オーブンには複数個
の密封タンクを用意し、密封タンクは適宜の加熱年数後
に取り出して、絶縁紙の重合度測定およぴ油中の炭酸ガ
スと一酸化炭素ガスの油中ガス分析を行った（油中ガス
分析の概略については後述する図２の説明で述べる）。
60℃、80℃及び95℃の温度での試験は最長で12年間行
い、重合度と加熱年数との関係を調べた。その結果を図
１に示す。図１から、加熱時間の経過とともに重合度は
低下していき、加熱温度が高いほど重合度の低下は早く
なっていることが分かる。図１の結果は下記（１）式で
表される。
する。 実施の形態1. 油入電気機器の絶縁に使われている絶縁紙は、一般に
クラフトパルプ製である。そこで、低温劣化試験は、脱
気した絶縁油に十分乾燥したクラフトパルプ製絶縁紙
（重合度:1000）を入れて密封し、60℃、80℃、95℃及
び110℃のオーブンで加熱した。各オーブンには複数個
の密封タンクを用意し、密封タンクは適宜の加熱年数後
に取り出して、絶縁紙の重合度測定およぴ油中の炭酸ガ
スと一酸化炭素ガスの油中ガス分析を行った（油中ガス
分析の概略については後述する図２の説明で述べる）。
60℃、80℃及び95℃の温度での試験は最長で12年間行
い、重合度と加熱年数との関係を調べた。その結果を図
１に示す。図１から、加熱時間の経過とともに重合度は
低下していき、加熱温度が高いほど重合度の低下は早く
なっていることが分かる。図１の結果は下記（１）式で
表される。
【００１８】
【数４】
1925≦Ａ≦1930、3.6≦Ｂ≦3.7
ここで、Ｄは絶縁紙の重合度、Doは絶縁紙の初期重合
度、Ｎは加熱年数（年）、ｔは加熱温度（℃）である。
度、Ｎは加熱年数（年）、ｔは加熱温度（℃）である。
【００１９】
絶縁紙が熱分解すると、炭酸ガス（CO2）と一酸化炭
素ガス（CO）が生成され、それらガスは絶縁油に溶解さ
れる。油中の溶解ガスは抽出して、ガスクロマトグラフ
でガス分析することができる。 それらガスの発生速度は、絶縁紙1gおよび１時間あた
り発生するCO2とCOの混合ガス量で表示している。言い
換えると、発生速度は絶縁紙の分解速度に関係すること
から、絶縁紙の劣化程度と油中溶存ガス量とは相関性が
ある。絶縁紙の劣化程度は、この関係から推定すること
ができる。
素ガス（CO）が生成され、それらガスは絶縁油に溶解さ
れる。油中の溶解ガスは抽出して、ガスクロマトグラフ
でガス分析することができる。 それらガスの発生速度は、絶縁紙1gおよび１時間あた
り発生するCO2とCOの混合ガス量で表示している。言い
換えると、発生速度は絶縁紙の分解速度に関係すること
から、絶縁紙の劣化程度と油中溶存ガス量とは相関性が
ある。絶縁紙の劣化程度は、この関係から推定すること
ができる。
【００２０】
図２に（CO2＋CO）発生速度の温度依存性を示す。こ
の結果は下記（２）式で表される。 Ｋ＝αexp（−β/RT） （２） 14.6≦α≦15.8、10500≦β≦10700 ここで、Ｋは（CO2＋CO）発生速度（ml/gh）、Ｒは1.
987cal/mol・deg、Ｔは絶対温度（Ｋ）である。
の結果は下記（２）式で表される。 Ｋ＝αexp（−β/RT） （２） 14.6≦α≦15.8、10500≦β≦10700 ここで、Ｋは（CO2＋CO）発生速度（ml/gh）、Ｒは1.
987cal/mol・deg、Ｔは絶対温度（Ｋ）である。
【００２１】
実施の形態2.
低温劣化試験データと高温劣化試験データとが同じグ
ラフで表せるかどうかを確認するため、高温劣化試験も
併せて行った。 絶縁紙の劣化評価方法高温劣化試験は、低温劣化試験
と同様の密封タンクのサンプルを作製して、それらタン
クを130℃、150℃及び180℃のオーブンで加熱し、絶縁
紙の重合度と加熱年数との関係を調べた。重合度が500
になるまでの時間については、高温劣化試験データと低
温劣化試験データとを一つのグラフにして温度依存性を
図３に示す。
ラフで表せるかどうかを確認するため、高温劣化試験も
併せて行った。 絶縁紙の劣化評価方法高温劣化試験は、低温劣化試験
と同様の密封タンクのサンプルを作製して、それらタン
クを130℃、150℃及び180℃のオーブンで加熱し、絶縁
紙の重合度と加熱年数との関係を調べた。重合度が500
になるまでの時間については、高温劣化試験データと低
温劣化試験データとを一つのグラフにして温度依存性を
図３に示す。
【００２２】
低温劣化試験については、重合度が500に達する時間
の他に、重合度400、450、550、600に達する時間の温度
依存性も併せて図３に図示した。中でも重合度が450に
達する時間は、次の（３）式で表される。 θ＝Xexp（Y/RT） （３） 0.7≦Ｘ≦1.7、8200≦Ｙ≦8800 ここで、θは重合度が450に達する時間（ｈ）、Ｒは
1.987cal/mol・deg、Ｔは絶対温度（Ｋ）である。
の他に、重合度400、450、550、600に達する時間の温度
依存性も併せて図３に図示した。中でも重合度が450に
達する時間は、次の（３）式で表される。 θ＝Xexp（Y/RT） （３） 0.7≦Ｘ≦1.7、8200≦Ｙ≦8800 ここで、θは重合度が450に達する時間（ｈ）、Ｒは
1.987cal/mol・deg、Ｔは絶対温度（Ｋ）である。
【００２３】
図３から明らかなように、Arrheniusプロット図の低
温側の直線は、高温側の外挿には存在せず、約110℃で
折れ曲がっている。その直線の傾きは、高温側より低温
側の方がなだらかになっている。このことは、絶縁紙
は、高温において劣化されやすく、低温で劣化しにくい
ことを示している。 したがって、上述したように、水素結合の影響が絶縁
紙の劣化にも影響していることが伺われる。すなわち、
図３の結果は、高温劣化試験データを油入電気機器の運
転温度まで外挿して絶縁紙劣化の程度を推定することが
できないことを示している。
温側の直線は、高温側の外挿には存在せず、約110℃で
折れ曲がっている。その直線の傾きは、高温側より低温
側の方がなだらかになっている。このことは、絶縁紙
は、高温において劣化されやすく、低温で劣化しにくい
ことを示している。 したがって、上述したように、水素結合の影響が絶縁
紙の劣化にも影響していることが伺われる。すなわち、
図３の結果は、高温劣化試験データを油入電気機器の運
転温度まで外挿して絶縁紙劣化の程度を推定することが
できないことを示している。
【００２４】
よって低温劣化試験の図１、図２及び図３から、油入
電気機器の運転温度における絶縁紙の劣化程度を精度よ
く推定することが可能となる。 なお、（１）式は指数関数、あるいは（２）式及び
（３）式を常用対数など他の評価式で表すこともできる
ことは言うまでもない。 また、近年、絶縁紙が分解すると生成するフルフラー
ルによっても絶縁紙の劣化程度を評価する方法が検討さ
れており、その劣化程度が重合度と絡むので、この方法
においても低温劣化評価方法の考え方が不可欠である。
電気機器の運転温度における絶縁紙の劣化程度を精度よ
く推定することが可能となる。 なお、（１）式は指数関数、あるいは（２）式及び
（３）式を常用対数など他の評価式で表すこともできる
ことは言うまでもない。 また、近年、絶縁紙が分解すると生成するフルフラー
ルによっても絶縁紙の劣化程度を評価する方法が検討さ
れており、その劣化程度が重合度と絡むので、この方法
においても低温劣化評価方法の考え方が不可欠である。
【００２５】
従来、百数十〜200℃前後の高温加速劣化試験データ
を、油入電気機器の運転温度にまで外挿して絶縁紙の劣
化程度を推定していたが、高温劣化試験と12年間の低温
劣化試験によって絶縁紙は約110℃境に熱劣化現象が異
なること、よって従来の推定方法では絶縁紙の劣化程度
の推定精度が悪いことが、本発明により初めて明らかに
された。 従って、油入電気機器の運転温度領域にある本発明の
低温劣化試験データを使うことによって、精度の高い絶
縁紙の劣化の評価が可能となったので、本発明の工業的
意義は大きい。
を、油入電気機器の運転温度にまで外挿して絶縁紙の劣
化程度を推定していたが、高温劣化試験と12年間の低温
劣化試験によって絶縁紙は約110℃境に熱劣化現象が異
なること、よって従来の推定方法では絶縁紙の劣化程度
の推定精度が悪いことが、本発明により初めて明らかに
された。 従って、油入電気機器の運転温度領域にある本発明の
低温劣化試験データを使うことによって、精度の高い絶
縁紙の劣化の評価が可能となったので、本発明の工業的
意義は大きい。
【００２６】
以上のように、本発明によれば、絶縁紙は絶縁油中で
所定の温度で加熱すると分解が起こり、その重合度が低
下するので、各所定温度における、加熱時間と重合度変
化の関係をプロットし、得られるグラフより導かれる数
式に基づいて、絶縁紙の劣化を評価することができる。
所定の温度で加熱すると分解が起こり、その重合度が低
下するので、各所定温度における、加熱時間と重合度変
化の関係をプロットし、得られるグラフより導かれる数
式に基づいて、絶縁紙の劣化を評価することができる。
【００２７】
また、本発明によれば、絶縁紙が分解するときに炭酸
ガス（CO2）及び一酸化炭素ガス（CO）が発生するの
で、所定の加熱温度における単位時間当たりのCO2及びC
Oガスの生成量を測定し、（CO2＋CO）発生速度を算出
し、各加熱温度におけるガス発生速度変化をプロットし
て、得られるグラフより導かれる数式に基づいて推定す
ることで、絶縁紙の劣化を評価することができる。
ガス（CO2）及び一酸化炭素ガス（CO）が発生するの
で、所定の加熱温度における単位時間当たりのCO2及びC
Oガスの生成量を測定し、（CO2＋CO）発生速度を算出
し、各加熱温度におけるガス発生速度変化をプロットし
て、得られるグラフより導かれる数式に基づいて推定す
ることで、絶縁紙の劣化を評価することができる。
【００２８】
さらに、本発明によれば、油入電気機器の運転温度領
域にある低温劣化試験データを用いているので、精度の
高い絶縁紙の劣化の評価が可能である。 ［図面の簡単な説明］
域にある低温劣化試験データを用いているので、精度の
高い絶縁紙の劣化の評価が可能である。 ［図面の簡単な説明］
【図１】 図１は、この発明の実施例１による、絶縁紙
の重合度と加熱年数との関係を示すグラフである。
の重合度と加熱年数との関係を示すグラフである。
【図２】 図２は、この発明の実施例１による、（CO2
＋CO）発生速度の温度依存性を示すグラフである。
＋CO）発生速度の温度依存性を示すグラフである。
【図３】 図３は、この発明の実施例１による、絶縁紙
の重合度が600、550、500、450及び400に達するまでの
時間の温度依存性を示すグラフである。
の重合度が600、550、500、450及び400に達するまでの
時間の温度依存性を示すグラフである。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 板倉 勲
東京都千代田区丸の内２丁目２番３号
三菱電機株式会社内
(72)発明者 姉帯 仁
東京都千代田区丸の内２丁目２番３号
三菱電機株式会社内
(56)参考文献 特開 平４−241407（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】絶縁紙の劣化を評価するにあたり、 絶縁油中で110℃以下の温度で劣化させたクラフトパル
プ絶縁紙の物理的及び／または化学的特性である重合度
が、 1925≦Ａ≦1930、3.6≦Ｂ≦3.7の範囲にある下記の評価
式を指標とすることを特徴とする絶縁紙劣化の評価方
法： 【数１】 ここで、Ｄは絶縁紙の重合度、Doは絶縁紙の初期重合
度、Ｎは加熱年数（年）、ｔは加熱温度（℃）である。 - 【請求項２】絶縁紙の劣化を評価するにあたり、 絶縁油中で110℃以下の温度で劣化させたクラフトパル
プ絶縁紙の物理的及び／または化学的特性である分解速
度が、 14.6≦α≦15.8、10500≦β≦10700の範囲にある下記の
評価式にもとづいて推定されることを特徴とする絶縁紙
の劣化評価方法： Ｋ＝αexp（−β/RT） ここで、Ｋは（CO2＋CO）発生速度（ml/gh）、Ｒは1.98
7cal/mol・deg、Ｔは絶対温度（Ｋ）である。 - 【請求項３】絶縁紙の劣化を評価するにあたり、 絶縁油中で110℃以下の温度で劣化させたクラフトパル
プ絶縁紙の重合度が450に達する時間は、前記クラフト
パルプ絶縁紙の初期重合度が1000の場合、 0.7≦Ｘ≦1.7、8200≦Ｙ≦8800の範囲にある下記の評価
式で表されることを特徴とする絶縁紙の劣化評価方法： θ＝Xexp（Y/RT） ここで、θは重合度が450に達する時間（ｈ）、Ｒは1.9
87cal/mol・deg、Ｔは絶対温度（Ｋ）である。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP1997/001884 WO1998056017A1 (fr) | 1997-06-03 | 1997-06-03 | Procede d'evaluation de la deterioration de papier isolant |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3516962B2 true JP3516962B2 (ja) | 2004-04-05 |
Family
ID=14180630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54139298A Expired - Fee Related JP3516962B2 (ja) | 1997-06-03 | 1997-06-03 | 絶縁紙の劣化評価方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6276222B1 (ja) |
| EP (1) | EP0930625B1 (ja) |
| JP (1) | JP3516962B2 (ja) |
| DE (1) | DE69709884T2 (ja) |
| WO (1) | WO1998056017A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8423301B2 (en) | 2010-02-17 | 2013-04-16 | Mitsubishi Electric Corporation | Lifetime assessment apparatus and method for oil-filled electrical device, and degradation suppression apparatus and method for oil-filled electrical device |
| JP6354042B1 (ja) * | 2018-01-18 | 2018-07-18 | 義和 寺上 | 変圧器劣化状況表示装置 |
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|---|---|---|---|---|
| JP4591899B2 (ja) * | 2000-01-26 | 2010-12-01 | ユカインダストリーズ株式会社 | 油入電気機器の寿命診断方法 |
| JP3850311B2 (ja) * | 2002-02-21 | 2006-11-29 | オムロン株式会社 | 残存寿命予測報知方法および電子機器 |
| CA2619920A1 (fr) * | 2008-02-06 | 2009-08-06 | Hydro-Quebec | Methode pour mesurer la temperature du point chaud dans un appareil electrique contenant de l'huile |
| WO2011077530A1 (ja) * | 2009-12-24 | 2011-06-30 | 三菱電機株式会社 | 油入電気機器における異常発生の可能性を予測する方法 |
| US8781756B2 (en) * | 2011-07-19 | 2014-07-15 | Arizona Public Service Company | Method and system for estimating transformer remaining life |
| CN104697939B (zh) * | 2015-03-26 | 2017-07-25 | 广东电网有限责任公司江门供电局 | 变压器绝缘纸聚合度的光谱测量方法及其装置 |
| JP6419406B1 (ja) * | 2018-04-25 | 2018-11-07 | 三菱電機株式会社 | 油入電気機器の診断方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61150305A (ja) * | 1984-12-25 | 1986-07-09 | Toshiba Corp | 油入電器の寿命診断装置 |
| JPH03211806A (ja) * | 1990-01-17 | 1991-09-17 | Hitachi Ltd | 油入変圧器の寿命診断装置および寿命診断方法 |
| JPH0648654B2 (ja) * | 1991-01-14 | 1994-06-22 | 三菱電機株式会社 | 油入電気機器の絶縁紙の劣化診断方法 |
| FR2678067B1 (fr) | 1991-06-24 | 1993-10-15 | Aerospatiale Ste Nationale Indle | Simulateur de vibrations de mat d'helicoptere. |
| JPH0555050A (ja) * | 1991-08-26 | 1993-03-05 | Mitsubishi Electric Corp | 絶縁紙劣化測定機能付油入電気機器及び油入電気機器の絶縁紙劣化測定方法 |
| JPH0743414A (ja) * | 1993-07-26 | 1995-02-14 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 油入電気機器の絶縁紙の劣化診断方法 |
| JPH08124751A (ja) * | 1994-10-25 | 1996-05-17 | Mitsubishi Electric Corp | 油入電気機器の寿命及び異常診断方法 |
-
1997
- 1997-06-03 US US09/230,507 patent/US6276222B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-06-03 JP JP54139298A patent/JP3516962B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1997-06-03 DE DE69709884T patent/DE69709884T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1997-06-03 EP EP97924308A patent/EP0930625B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-06-03 WO PCT/JP1997/001884 patent/WO1998056017A1/ja active IP Right Grant
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8423301B2 (en) | 2010-02-17 | 2013-04-16 | Mitsubishi Electric Corporation | Lifetime assessment apparatus and method for oil-filled electrical device, and degradation suppression apparatus and method for oil-filled electrical device |
| JP6354042B1 (ja) * | 2018-01-18 | 2018-07-18 | 義和 寺上 | 変圧器劣化状況表示装置 |
| JP2019125767A (ja) * | 2018-01-18 | 2019-07-25 | 義和 寺上 | 変圧器劣化状況表示装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1998056017A1 (fr) | 1998-12-10 |
| EP0930625A1 (en) | 1999-07-21 |
| DE69709884D1 (de) | 2002-02-28 |
| EP0930625B1 (en) | 2002-01-02 |
| DE69709884T2 (de) | 2002-08-14 |
| US6276222B1 (en) | 2001-08-21 |
| EP0930625A4 (en) | 2000-07-26 |
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