JP7263129B2 - 劣化推定装置、劣化推定システム、劣化推定方法及びコンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、劣化推定装置、劣化推定システム、劣化推定方法及びコンピュータプログラムに関する。

スイッチギヤ等の受変電機器では、絶縁部材として不飽和ポリエステル等の樹脂が用いられる。樹脂は絶縁部材自体の経年劣化、塵埃又は汚損等が原因で表面の絶縁抵抗が低下する。絶縁抵抗の低下は、設備停止等の障害の原因となる。このため、点検員は受変電機器に対して絶縁抵抗の測定を行うことが求められている。しかし、現地での絶縁抵抗の測定は、設備停止を伴うため困難であった。そこで、絶縁部材の表面の絶縁抵抗を推定する方法が用いられている。当該方法では、絶縁部材の光沢度又は色差等の絶縁部材から得られる特性値と、汚損度、温度又は湿度等の環境から得られる環境情報と、に基づいて、絶縁部材の表面の絶縁抵抗を推定する。しかし、絶縁抵抗の低下に沿うように絶縁部材から得られる光沢度又は色差等の特性値を評価することは困難であった。このため、絶縁抵抗の推定精度が低下する場合があった。

特開平９－２２２３９３号公報 特開２００７－２２５３２６号公報 特開２００７－２８５９３０号公報

本発明が解決しようとする課題は、より高い精度で絶縁部材の劣化状態を推定することができる劣化推定装置、劣化推定システム、劣化推定方法及びコンピュータプログラムを提供することである。

実施形態の劣化推定装置は、劣化情報生成部と、推定部とを持つ。劣化情報生成部は、絶縁部材によって反射された反射光に含まれる複数の波長域と前記複数の波長域にそれぞれ対応付けされた前記反射光の反射強度とに基づいて、前記絶縁部材の劣化に関する劣化情報を生成する。推定部は、前記劣化情報に基づいて前記絶縁部材の劣化状態を推定する。前記劣化情報生成部は、前記波長域毎に反射強度を複数取得し、複数の反射強度の統計値に基づいて前記劣化情報を生成する。

実施形態の劣化推定システム１のシステム構成を表すシステム構成図。 実施形態の電気機器１０の一具体例を示す図。 実施形態の遮光部材５１を用いた反射強度の測定の第一の具体例を示す図。 実施形態の遮光部材５１を用いた反射強度の測定の第二の具体例を示す図。 実施形態の推定対象の絶縁部材の一具体例を示す図。 実施形態の対象試料におけるスペクトル情報の一具体例を示す図。 実施形態の劣化状態の推定の処理の流れを示すフローチャート。

以下、実施形態の劣化推定装置、劣化推定システム、劣化推定方法及びコンピュータプログラムを、図面を参照して説明する。

図１は、実施形態の劣化推定システム１のシステム構成を表すシステム構成図である。
劣化推定システム１は、材料特性値測定センサ２０、環境情報測定センサ３０、マルチスペクトルセンサ４０及び劣化推定装置１００を備える。劣化推定装置１００、材料特性値測定センサ２０、環境情報測定センサ３０及びマルチスペクトルセンサ４０は通信可能に接続される。劣化推定装置１００は、接続されたマルチスペクトルセンサ４０を制御することで、電気機器１０が備える絶縁部材から任意の波長域のスペクトル情報を取得する。劣化推定装置１００は、取得されたスペクトル情報に基づいて電気機器１０の絶縁部材の劣化状態を推定する。絶縁部材の劣化状態は、例えば、絶縁抵抗値によって表されてもよい。

電気機器１０は、スイッチギヤ等の受変電機器によって構成される。電気機器１０は、絶縁部材によって囲まれる。電気機器１０は、外部から電源ケーブルを介して、高電圧及び大電流を通電する。電気機器１０は、異常時には通電を遮断する機能を有する。電気機器１０は、真空遮断器、電力用変圧器、ガス絶縁開閉器、発電機、電動機又はリアクトル等のように、部分放電を発生する可能性がある機器であればどのような機器であってもよい。絶縁部材は、例えば不飽和ポリエステル又はエポキシ樹脂等の樹脂であってもよい。

材料特性値測定センサ２０は、測色計、色差計又は色彩計等の色に関する材料特性値を取得するセンサである。材料特性値測定センサ２０は、電気機器１０等の検査対象機器が備える絶縁部材から、絶縁部材の光沢又は色差等の材料特性値を取得する。なお、材料特性値測定センサ２０で測定される材料特性値は、光沢又は色差に限定されない。材料特性値測定センサ２０は、絶縁部材の表面の色に関する情報ならばどのような情報を取得してもよい。材料特性値測定センサ２０は、取得される材料特性値に応じて、複数のセンサが用いられてもよい。

環境情報測定センサ３０は、温度計又は湿度計等の自装置（環境情報測定センサ３０）の近傍の環境に関する環境情報を取得するセンサである。環境情報測定センサ３０は、例えば、電気機器１０の近傍に設けられることで、電気機器１０近傍の温度又は湿度等の環境情報を取得する。なお、環境情報測定センサ３０で測定される環境情報は、温度又は湿度に限定されない。環境情報測定センサ３０は、環境に関する情報ならばどのような情報（例えば、汚損度、付着イオン量、音量、風量又は明度等）を取得してもよい。環境情報測定センサ３０は、取得される環境情報に応じて、複数のセンサが用いられてもよい。

マルチスペクトルセンサ４０は、マルチスペクトルカメラ又はハイパースペクトルカメラ等の任意波長域の反射強度を取得するセンサである。マルチスペクトルセンサ４０は、例えば、劣化推定装置１００によって指定された波長域の光を電気機器１０が備える絶縁部材に照射する。マルチスペクトルセンサ４０は、電気機器１０によって反射された光の反射光を自装置に設けられた受光素子によって受光する。マルチスペクトルセンサ４０は、受光素子によって受光された光の強弱に基づいて、光の反射強度を取得する。マルチスペクトルセンサ４０は、取得された反射強度を劣化推定装置１００に出力する。マルチスペクトルセンサ４０は、外からの光の影響を受けない構成で用いられる。マルチスペクトルセンサ４０は、例えば遮光カバー５０に格納された構成で用いられる。遮光カバー５０は、外部の光と、マルチスペクトルセンサ４０の光源によって発光された光と、反射光と、を透過させない素材であればどのような素材であってもよい。マルチスペクトルセンサ４０は、マルチスペクトルセンサ４０が備える受光素子と、電気機器１０が備える絶縁部材と、の距離が所定の距離に保たれてもよい。所定の距離は、例えば、５ｃｍである。マルチスペクトルセンサ４０は、発光センサの一態様である。発光センサは、絶縁部材に対して所定の波長域で光を照射する。発光センサは、光の反射光に基づいて反射強度を取得する。

劣化推定装置１００は、パーソナルコンピュータ、スマートフォン又はタブレットコンピュータ等の情報処理装置である。劣化推定装置１００は、マルチスペクトルセンサ４０から受け付けた反射強度に基づいて、電気機器１０が備える絶縁部材の劣化状態を推定する。劣化推定装置１００は、劣化推定プログラムを実行することによって通信部１０１、入力部１０２、表示部１０３、特性情報記憶部１０４及び制御部１０５を備える装置として機能する。

通信部１０１は、ネットワークインタフェースである。通信部１０１はネットワークを介して、外部の通信装置と通信する。通信部１０１は、例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network）、有線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）又はＬＴＥ（Long Term Evolution）（登録商標）等の通信方式で通信してもよい。外部の通信装置は、例えばパーソナルコンピュータ、サーバ等の情報処理装置であってもよいし、クラウドコンピューティングシステムであってもよい。

入力部１０２は、タッチパネル、マウス及びキーボード等の入力装置を用いて構成される。入力部１０２は、入力装置を劣化推定装置１００に接続するためのインタフェースであってもよい。この場合、入力部１０２は、入力装置において入力された入力信号から入力データ（例えば、劣化推定装置１００に対する指示を示す指示情報）を生成し、劣化推定装置１００に入力する。

表示部１０３は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等の出力装置である。表示部１０３は、出力装置を劣化推定装置１００に接続するためのインタフェースであってもよい。この場合、表示部１０３は、映像データから映像信号を生成し自身に接続されている映像出力装置に映像信号を出力する。

特性情報記憶部１０４は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置等の記憶装置を用いて構成される。特性情報記憶部１０４は、特性情報を記憶する。特性情報は、絶縁部材の劣化状態を推定する推定手段に関する情報である。特性情報は、絶縁部材の種類に応じて複数記録されていてもよい。推定手段は、例えば、多変量の数式であってもよい。多変量の数式は、例えば、材料特性値、環境情報及び劣化指標値を変数として有していてもよい。絶縁部材の劣化状態は、材料特性値、環境情報又は劣化指標値の各値を数式に代入することで推定される。推定手段の数式は、これまでユーザが電気機器１０の絶縁部材を診断することによって、得られた診断結果に基づいて生成されてもよいし、予め定められていてもよい。推定手段は、推定された劣化状態に応じて、電気機器１０の余寿命年数を推定する手段を有してもよい。余寿命年数は、絶縁抵抗値と余寿命年数とを対応付けたテーブルで推定されてもよいし、絶縁抵抗値を変数とした数式によって推定されてもよい。ユーザとは、例えば、電気機器１０の絶縁部材の点検を行う点検員であってもよい。また、特性情報記憶部１０４は、劣化していない絶縁部材の反射強度を表す未劣化反射強度に基づいて生成されたスペクトル情報を記憶する。なお、特性情報記憶部１０４は、絶縁部材の劣化状態を推定するために必要となる情報であれば、どのような情報を記憶していてもよい。特性情報記憶部１０４は、記憶部の一態様である。記憶部は、劣化していない絶縁部材によって反射された反射光に含まれる複数の波長域と複数の波長域にそれぞれ対応付けされた反射光の未劣化反射強度とを記憶する。

制御部１０５は、劣化推定装置１００の各部の動作を制御する。制御部１０５は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ及びＲＡＭ（Random Access Memory）を備えた装置により実行される。制御部１０５は、劣化推定プログラムを実行することによって、スペクトルセンサ制御部１０６、材料特性値取得部１０７、環境情報取得部１０８、劣化指標決定部１０９及び推定部１１０として機能する。

スペクトルセンサ制御部１０６は、マルチスペクトルセンサ４０から反射強度を取得する。まず、スペクトルセンサ制御部１０６は、マルチスペクトルセンサ４０に対して、発光制御指示を送信する。発光制御指示は、マルチスペクトルセンサ４０の光源から発光される波長域を指定する。また、発光制御指示は、マルチスペクトルセンサ４０の光源の露光時間を指定する。なお、スペクトルセンサ制御部１０６は、発光制御指示によって指定される波長域及び露光時間を入力部１０２から受け付けてもよい。スペクトルセンサ制御部１０６は、電気機器１０に設けられた絶縁部材の表面によって反射された光の反射強度を取得する。

スペクトルセンサ制御部１０６は、発光制御指示によって指定された波長域とマルチスペクトルセンサ４０から取得された反射強度とを対応付けたスペクトル情報を生成する。取得される反射強度は、反射波のピーク強度である。なお、スペクトルセンサ制御部１０６は、スペクトル情報を生成するにあたって、反射強度の平均化処理を行ってもよい。平均化処理とは、複数回取得された反射強度の平均値を算出する処理である。平均化処理を行われたスペクトル情報は、絶縁部材の反射強度の特徴を表した情報となりやすい。平均化処理は、例えば、以下の通り実行されてもよい。スペクトルセンサ制御部１０６は、マルチスペクトルセンサ４０から反射強度を複数回取得する。反射強度の取得回数は、入力部１０２を介して指定されてもよい。スペクトルセンサ制御部１０６は、取得された反射強度の合計値を、取得回数で割ることで、反射強度の平均値を算出する。スペクトルセンサ制御部１０６は、波長域毎に反射強度の平均値を算出する。スペクトルセンサ制御部１０６は、算出された平均値に基づいてスペクトル情報を生成する。なお、反射強度の取得回数に比例して、マルチスペクトルセンサ４０の露光時間は長くなる。例えば、マルチスペクトルセンサ４０は、反射強度を５０回取得して、１回の反射強度の取得に５０ｍｓ要する場合、少なくとも２５００ｍｓの露光時間が必要となる。スペクトルセンサ制御部１０６は、生成されたスペクトル情報を表示部１０３に表示させる。

材料特性値取得部１０７は、材料特性値測定センサ２０から光沢度又は色差等の絶縁部材に関する材料特性値を取得する。材料特性値取得部１０７は、取得された材料特性値を表示部１０３に表示させてもよい。材料特性値取得部１０７は、劣化指標決定部１０９に材料特性値を出力する。

環境情報取得部１０８は、環境情報測定センサ３０から温度又は湿度等の環境情報を取得する。環境情報取得部１０８は、取得された環境情報を表示部１０３に表示させてもよい。環境情報取得部１０８は、劣化指標決定部１０９に環境情報を出力する。環境情報取得部１０８は、取得部の一態様である。取得部は、絶縁部材周辺の環境に関する環境情報を取得する。

劣化指標決定部１０９は、スペクトル情報に含まれる複数の波長域の反射強度に対して所定の処理を行うことで、電気機器１０の絶縁部材の劣化指標値を決定する。劣化指標値は、絶縁部材の劣化状態を数値等で視覚的に表したパラメータである。劣化指標値は、絶縁部材の劣化状態の推定に用いられる。所定の処理は、例えば、反射強度に対する強調化処理であってもよい。劣化指標決定部１０９は、所定の処理を行うことで絶縁部材の劣化を視覚的にわかりやすく指標化することができる。

劣化指標決定部１０９は、劣化していない絶縁部材から得られたスペクトル情報が持つ反射強度に変化が現れたタイミングを絶縁部材の劣化として判断する。具体的には、劣化指標決定部１０９は、劣化していない絶縁部材から得られたスペクトル情報と、診断対象となる絶縁部材から得られたスペクトル情報と、を比較することで反射強度に変化が現れたか否かを判断する。劣化指標決定部１０９は、例えば、それぞれのスペクトル情報との一致度を算出する。劣化指標決定部１０９は、一致度が予め定められた閾値を下回った場合に、反射強度に変化が表れたと判断してもよい。次に、劣化指標決定部１０９は、スペクトル情報に基づいて、複数の波長域から一部の波長域を選択する。劣化指標決定部１０９は、選択された一部の波長域に対応付けされた反射強度を取得する。劣化指標決定部１０９は、取得された反射強度に対して所定の処理を行うことで劣化指標値を決定する。

以下、劣化指標値の決定について具体的に説明する。本実施形態では、劣化指標決定部１０９は、次の２つの反射強度に基づいて、劣化指標値を決定する。劣化指標決定部１０９は、例えば、絶縁部材から得られる未劣化反射強度とは異なる反射強度に対応付けされた波長域を選択する。また、劣化指標決定部１０９は、例えば、絶縁部材から得られる未劣化反射強度とは同程度の反射強度に対応付けされた波長域を選択する。劣化指標決定部１０９は、選択された２つの波長域に対応付けされた反射強度を取得する。本実施形態では、未劣化反射強度とは異なる反射強度に対応付けされた波長域の反射強度を反射強度（Ａ）とする。本実施形態では、未劣化反射強度とは同程度の反射強度に対応付けされた波長域の反射強度を反射強度（Ｂ）とする。

劣化指標決定部１０９は、取得された反射強度（Ａ）及び反射強度（Ｂ）に対して所定の処理を行う。所定の処理は、例えば、取得された複数の波長帯のピーク強度を用いた計算であってもよい。例えば、所定の処理は、以下の数式（１）で表される強調化処理であってもよい。 ｎは、任意の係数である。

劣化指標値＝（（反射強度（Ａ）－反射強度（Ｂ））／（反射強度（Ａ）＋反射強度（Ｂ））×ｎ） ・・・（１）

なお、上記の具体例では、劣化指標決定部１０９は、未劣化反射強度とは異なる反射強度を持つ波長域の反射強度（Ａ）と、未劣化反射強度と同程度の反射強度を持つ波長域の反射強度（Ｂ）と、を取得して劣化指標値を決定したが、これに限定されない。例えば、劣化指標決定部１０９は、スペクトル情報に含まれるすべての波長域に基づいて劣化指標値を算出してもよい。例えば、スペクトル情報にＮ種類の波長域が含まれる場合、劣化指標決定部１０９は、Ｎ×（Ｎ－１）／２パターンの波長域の組み合わせで劣化指標値を算出してもよい。この場合、劣化指標決定部１０９は、Ｎ×（Ｎ－１）／２の劣化指標値を算出する。劣化指標決定部１０９は、算出された劣化指標値と、他の光学指標との相関関係に基づいて、Ｎ×（Ｎ－１）／２種類の劣化指標値のうち、１つの劣化指標値を決定してもよい。他の光学指標とは、例えば、明度、輝度又は光沢度等の光に関する指標であればどのような指標であってもよい。劣化指標決定部１０９は、劣化情報生成部の一態様である。劣化情報生成部は、絶縁部材によって反射された反射光に含まれる複数の波長域と複数の波長域にそれぞれ対応付けされた反射光の反射強度とに基づいて、絶縁部材の劣化に関する劣化情報を生成する。劣化指標値は、劣化情報の一態様である。

推定部１１０は、電気機器１０の絶縁部材の劣化状態を推定する。具体的には、推定部１１０は、特性情報記憶部１０４から電気機器１０の絶縁部材に関する特性情報を取得する。推定部１１０は、特性情報から電気機器１０の絶縁部材の劣化状態を推定する推定手段を取得する。推定部１１０は、材料特性値取得部１０７によって取得された材料特性値を推定手段に入力する。推定部１１０は、推定手段に環境情報取得部１０８によって取得された環境情報を推定手段に入力する。推定部１１０は、劣化指標決定部１０９によって決定された劣化指標値を推定手段に入力する。推定部１１０は、推定手段を実行することで電気機器１０の絶縁部材の劣化状態を推定する。例えば、推定部１１０は、推定手段が多変量の数式である場合、取得された材料特性値、環境情報及び劣化指標値を数式に代入する。推定部１１０は、数式を解くことで劣化状態を推定する。推定される劣化状態は、例えば絶縁抵抗値で表されてもよい。

推定部１１０は、劣化状態に基づいて電気機器１０の余寿命年数を推定する。例えば、推定部１１０は、余寿命年数が劣化状態と対応付けされたテーブルで表される場合、劣化状態に応じて余寿命年数をテーブルから取得することで余寿命年数を推定する。例えば、推定部１１０は、余寿命年数が劣化状態を変数とした数式によって表される場合、数式を解くことで余寿命年数を推定する。推定部１１０は、算出された劣化状態又は余寿命年数を表示部１０３に表示させる。ユーザが、算出された劣化状態又は余寿命年数に基づいて、電気機器１０の継続使用又は交換要否を判断する。なお、推定部１１０は、劣化状態又は余寿命年数に基づいて、電気機器１０の継続使用又は交換の要否を判断してもよい。この場合、劣化状態又は余寿命年数が電気機器１０の継続使用に関する閾値を下回っている場合、推定部１１０は、電気機器１０の交換が必要であると判断してもよい。劣化状態又は余寿命年数が電気機器１０の継続使用に関する閾値以上である場合、推定部１１０は、電気機器１０の交換が不要であると判断してもよい。推定部１１０は、電気機器１０の交換要否に関するを判断結果を表示部１０３に表示させる。

図２は、実施形態の電気機器１０の一具体例を示す図である。図２に示される電気機器１０は、真空遮断器（ＶＣＢ:Vacuum Circuit Breaker）である。電気機器１０は、絶縁部材１１と真空遮断器本体１２とを備える。真空遮断器本体１２は、絶縁部材１１によって仕切られる。真空遮断器本体１２は、絶縁部材１１によって絶縁される。マルチスペクトルセンサ４０は、絶縁部材１１に対して光を照射することで、反射強度を生成する。

図３は、実施形態の遮光部材５１を用いた反射強度の測定の第一の具体例を示す図である。マルチスペクトルセンサ４０は、遮光カバー５０に格納された構成で用いられる。マルチスペクトルセンサ４０は、光源４１を備える。光源４１は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）等である。光源４１は、発光制御指示によって指定された波長域の光を照射する。光源４１は、発光制御指示によって指定された波長域の光を照射することができるものであればどのようなものであってもよい。

図３では、電気機器１０の表面は塗料１３によって塗装されている。なお、塗料１３は、銀ペースト等の金属であってもよいし、インクやペンキ等の塗料であってもよい。塗装された電気機器１０では、マルチスペクトルセンサ４０によって照射された光は、塗料１３の影響を受ける場合がある。このような場合、マルチスペクトルセンサ４０は、反射光の反射強度を正確に測定することができない。このため、図３では、遮光部材５１が遮光カバー５０に設けられる。遮光部材５１は、遮光カバー５０と同じ素材であってもよい。遮光部材５１は、外部の光と、光源４１によって発光された光と、反射光と、を透過させない素材であればどのような素材であってもよい。

光源４１によって塗料１３の方向に照射された光は遮光部材５１によって遮光される。遮光部材５１によって、光源４１によって照射される光の照射範囲を絞ることが可能になる。光の照射範囲が絞られることによって、光源４１によって照射された光は塗料１３に当たらない。このため、マルチスペクトルセンサ４０は、塗料１３によって反射された反射光の影響を受けることなく反射強度を測定することができる。したがって、マルチスペクトルセンサ４０は、精度を下げることなく反射強度を測定することが可能になる。なお、塗料１３は、電気機器１０によって塗装される場所が異なる。このため、マルチスペクトルセンサ４０は、必要に応じて計測範囲を狭くできることが望ましい。例えば、遮光部材５１は、マルチスペクトルセンサ４０によって照射された光の照射範囲を任意に絞れるように、計測対象となる電気機器１０に応じて大きさ又は形状を変更されてもよい。このように遮光部材５１が構成されることで、計測範囲が狭い場合でも、高い精度で反射強度を測定できる。

図４は、実施形態の遮光部材５１を用いた反射強度の測定の第二の具体例を示す図である。図４では、電気機器１０はマルチスペクトルセンサ４０の光照射範囲内に凹凸面１４を含む。光照射範囲内に凹凸面１４を含む電気機器１０では、マルチスペクトルセンサ４０によって照射された光は凹凸面１４の影響を受ける場合がある。具体的には、凹凸面１４は、反射角度のばらつきによって反射光の反射強度の測定条件を変化させる。このような場合、マルチスペクトルセンサ４０は、反射光の反射強度を正確に測定することができない。そこで、図４においても、図３と同様に遮光部材５１が遮光カバー５０に設けられる。

光源４１によって凹凸面１４の方向に照射された光は遮光部材５１によって遮光される。遮光部材５１によって、光源４１によって照射される光の照射範囲を絞ることが可能になる。光の照射範囲が絞られることによって、光源４１によって照射された光は凹凸面１４に当たらない。このため、マルチスペクトルセンサ４０は、凹凸面１４によって反射された反射光の影響を受けることなく反射強度を測定することができる。したがって、マルチスペクトルセンサ４０は、精度を下げることなく反射強度を測定することが可能になる。なお、凹凸面１４は、電気機器１０によって場所が異なる。このため、マルチスペクトルセンサ４０は、必要に応じて計測範囲を狭くできることが望ましい。例えば、遮光部材５１は、マルチスペクトルセンサ４０によって照射された光の照射範囲を任意に絞れるように、計測対象となる電気機器１０に応じて大きさ又は形状を変更されてもよい。このように遮光部材５１が構成されることで、計測範囲が狭い場合でも、高い精度で反射強度を測定できる。

図５は、実施形態の推定対象の絶縁部材の一具体例を示す図である。図５は、不飽和ポリエステルである。図５（ａ）は、劣化していない状態の不飽和ポリエステルである。図５（ｂ）は、劣化した状態の不飽和ポリエステルである。図５（ｂ）の不飽和ポリエステルは、試験槽等で加速的に劣化されたものである。図５によると、不飽和ポリエステルは、劣化状態に応じて色が変わる。したがって、取得されるスペクトル情報によって、絶縁部材の劣化状態を推定することが可能になる。

図６は、実施形態の対象試料におけるスペクトル情報の一具体例を示す図である。図６で用いられる対象試料（絶縁部材）は、不飽和ポリエステルである。図６では、スペクトル情報は、それぞれ劣化状態の異なる５種類の対象試料を用いて生成されている。対象試料は、試験槽等で加速的に劣化された試料である。図６の対象試料は、３０年劣化させた試料（３０年）、６０年劣化させた試料（６０年）、９０年劣化させた試料（９０年）、強制的に長期間劣化させた試料（強制）及び未劣化の初期試料（初期）の５種類である。

図６は、図６（ａ）と図６（ｂ）とを含む。図６（ａ）に示されるスペクトル情報は、平均化処理を行っていない場合のスペクトル情報である。図６（ｂ）に示されるスペクトル情報は、平均化処理を行った場合のスペクトル情報である。図６（ａ）及び図６（ｂ）の縦軸は、相対反射率（％）である。相対反射率（％）は、白板に光を照射して得られた反射強度を絶縁部材に光を照射して得られた反射強度で除算した値を百分率で表した値である。相対反射率（％）を算出するにあたって、マルチスペクトルセンサ４０は、白板に光を照射することで反射強度を取得する。マルチスペクトルセンサ４０は取得した反射強度に基づいてスペクトル情報を生成する。白板に光を照射することで生成されたスペクトル情報は、予め特性情報記憶部１０４に記憶されていてもよいし、劣化指標決定部１０９によって保持されていてもよい。白板は、例えば、ホワイトボード、白い木板等の塗装されていない白い板であればよい。図６の横軸は、波長（ｎｍ）である。

図６（ｂ）によると、絶縁部材の劣化に応じて９５０ｎｍ近傍の波長域の反射強度が増加していることを確認できる。絶縁部材の表面近傍の不飽和ポリエステルは、熱劣化によって減少する。不飽和ポリエステルの減少によって、絶縁部材に添加された充填剤が相対的に増加する。充填剤は、例えば、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム等の無機物である。絶縁部材は、充填剤として添加されているため、近赤外域（９５０ｎｍ近傍）の反射強度が増加したと推定される。

一方、図６において、例えば９００ｎｍ近傍の反射強度は、劣化していない絶縁部材と劣化させた絶縁部材とで大きな差異はない。このような特徴は、図６（ｂ）のように平均化処理によって顕著に抽出できる。このため、劣化指標決定部１０９は、特徴的な２波長帯（例えば、９５０ｎｍ及び９００ｎｍ）を選択する。劣化指標決定部１０９は、選択した２波長帯の２つの反射強度に基づいて、劣化指標値を決定してもよい。劣化指標決定部１０９は、数式（１）に基づいて劣化指標値を決定する。劣化指標決定部１０９は、このような強調化処理を行うことで、絶縁部材の劣化を視覚的に分かりやすく指標化することができる。

劣化指標値＝（（９５０ｎｍの反射強度－９００ｎｍの反射強度）／（９５０ｎｍの反射強度＋９００ｎｍの反射強度）×ｎ）

図７は、実施形態の劣化状態の推定の処理の流れを示すフローチャートである。劣化状態の推定は、例えば、マルチスペクトルセンサ４０が、絶縁部材に対して光を照射することで実行される。スペクトルセンサ制御部１０６は、発光制御指示によって発光されたマルチスペクトルセンサ４０から反射強度を取得する（ステップＳ１０１）。マルチスペクトルセンサ４０は、発光制御指示に応じた、波長域及び露光時間で発光する。反射強度は、反射波のピーク強度である。スペクトルセンサ制御部１０６は、発光制御指示によって指定された波長域とマルチスペクトルセンサ４０から取得された反射強度とを対応付けたスペクトル情報を生成する（ステップＳ１０２）。スペクトルセンサ制御部１０６は、反射強度に対して平均化処理を行うことでスペクトル情報を生成してもよい。

劣化指標決定部１０９は、生成されたスペクトル情報に基づいて２つの波長域を選択する（ステップＳ１０３）。劣化指標決定部１０９は、例えば、劣化していない絶縁部材の反射強度とは異なる反射強度を持つ波長域と、劣化していない絶縁部材の反射強度と同程度の反射強度を持つ波長域とを選択する。劣化指標決定部１０９は、選択された波長域の反射強度をスペクトル情報に基づいて取得する。劣化指標決定部１０９は、取得された反射強度に対して、所定の強調化処理を行うことで、絶縁部材の劣化指標値を決定する（ステップＳ１０４）。材料特性値取得部１０７は、材料特性値測定センサ２０から光沢度又は色差等の材料特性値を取得する（ステップＳ１０５）。環境情報取得部１０８は、環境情報測定センサ３０から温度又は湿度等の環境情報を取得する（ステップＳ１０６）。

推定部１１０は、特性情報記憶部１０４から電気機器１０の絶縁部材に関する特性情報を取得する。推定部１１０は、特性情報から推定手段を取得する（ステップＳ１０７）。推定部１１０は、劣化指標値、材料特性値及び環境情報を特性情報を推定手段に入力する。推定部１１０は、推定手段を実行することで電気機器１０の絶縁部材の劣化状態を推定する（ステップＳ１０８）。推定部１１０は、劣化状態に基づいて電気機器１０の余寿命年数を推定する（ステップＳ１０９）。推定部１１０は、算出された劣化状態又は余寿命年数に基づいて、電気機器１０の継続使用又は交換要否について判断する（ステップＳ１１０）。例えば、劣化状態又は余寿命年数が電気機器１０の継続使用に関する閾値を下回っている場合、推定部１１０は、電気機器１０の交換が必要であると判断してもよい。劣化状態又は余寿命年数が電気機器１０の継続使用に関する閾値以上である場合、推定部１１０は、電気機器１０の交換が不要であると判断してもよい。推定部１１０は、電気機器１０の交換要否に関するを判断結果を表示部１０３に表示させる。

このように構成された劣化推定装置１００では、スペクトルセンサ制御部１０６が絶縁部材から取得された光の反射強度に基づいてスペクトル情報を生成する。絶縁部材は、劣化の進行に応じて反射強度が変わる。従って、スペクトルセンサ制御部１０６は、絶縁部材の劣化の状態に応じて反射強度の異なるスペクトル情報を生成する。劣化指標決定部１０９が、生成されたスペクトル情報に基づいて絶縁部材の劣化状態の推定に用いられる劣化指標値を決定する。推定部１１０が、材料特性値及び環境情報等の従来から用いられているパラメータと、決定された劣化指標値と、を用いて絶縁部材の劣化状態を推定する。したがって、絶縁部材の劣化状態をより高い精度で推定することが可能になる。

劣化推定装置１００は、カメラ等の撮像部を備えた装置（例えば、スマートフォン）であってもよい。この場合、劣化推定装置１００は、取得された情報（例えば、スペクトル情報、材料特性値又は環境方法）を、外部のクラウドサーバ等へ送信してもよい。この場合、電気機器１０の絶縁部材の劣化状態は、クラウドサーバ上のアプリケーションによって推定されてもよい。

劣化推定装置１００は、電気機器１０の絶縁部材の推定結果を、ユーザが所持するスマートフォンに表示させてもよいし、外部のクラウドサーバに送信してもよい。外部のクラウドサーバに送信された場合、クラウドサーバは、推定結果をユーザが所持するの端末装置に表示させる。

推定部１１０は、劣化状態と、日時と、サンプルＩＤと、サンプル種類とを対応付けて記憶装置に記録してもよい。日時とは、劣化状態が推定された日時を表す。サンプルＩＤとは、樹脂材料の識別子である。サンプル種類とは、不飽和ポリエステル等の樹脂材料の種類を表す。このように構成されることで、劣化推定装置１００は、過去の推定結果を用いて、絶縁部材の劣化の進行具合を判断したり、今後の劣化の進み方について予測したりすることができる。

スペクトルセンサ制御部１０６は、電気機器１０の絶縁部材の複数の箇所のスペクトル情報を収集するように構成されてもよい。このように構成されることで、絶縁部材の局所的な変色を捉えることができる。したがって、ユーザは、絶縁部材に不均一な劣化が生じていた場合、不均一な劣化を把握することができる。

劣化推定装置１００は、ネットワークを介して通信可能に接続された複数台の情報処理装置を用いて実装されてもよい。この場合、劣化推定装置１００が備える各機能部は、複数の情報処理装置に分散して実装されてもよい。例えば、劣化指標決定部１０９と推定部１１０とはそれぞれ異なる情報処理装置に実装されてもよい。

上記各実施形態では、スペクトルセンサ制御部１０６、劣化指標決定部１０９及び推定部１１０はソフトウェア機能部であるものとしたが、ＬＳＩ等のハードウェア機能部であってもよい。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、劣化推定装置１００は、スペクトルセンサ制御部１０６、劣化指標決定部１０９及び推定部１１０を持つことにより、より高い精度で絶縁部材の劣化状態を推定することができる。

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。

１…劣化推定システム、１０…電気機器、２０…材料特性値測定センサ、３０…環境情報測定センサ、４０…マルチスペクトルセンサ、５０…遮光カバー、５１…遮光部材、１００…劣化推定装置、１０１…通信部、１０２…入力部、１０３…表示部、１０４…特性情報記憶部、１０５…制御部、１０６…スペクトルセンサ制御部、１０７…材料特性値取得部、１０８…環境情報取得部、１０９…劣化指標決定部、１１０…推定部

Claims (8)

1. 絶縁部材によって反射された反射光に含まれる複数の波長域と前記複数の波長域にそれぞれ対応付けされた前記反射光の反射強度とに基づいて、前記絶縁部材の劣化に関する劣化情報を生成する劣化情報生成部と、
   前記劣化情報に基づいて前記絶縁部材の劣化状態を推定する推定部と、を備え、
   前記劣化情報生成部は、前記波長域毎に反射強度を複数取得し、複数の反射強度の統計値に基づいて前記劣化情報を生成し、
   前記絶縁部材に対して所定の波長域で光を照射し、前記光の反射光に基づいて反射強度を取得する発光センサと、
   前記絶縁部材と前記発光センサとの間に設けられ、前記発光センサによって照射される光の一部を遮光する遮光部材と、
   をさらに備え、
   前記遮光部材は、前記発光センサと前記絶縁部材を有する電気機器の凹凸面との間の光を少なくとも遮光する、
   劣化推定装置。
2. 前記劣化情報生成部は、前記反射強度と、劣化していない絶縁部材によって反射された反射光の反射強度との一致度が予め定められた閾値を下回った場合に、前記劣化情報を生成する、
   請求項１に記載の劣化推定装置。
3. 前記劣化情報生成部は、一部の波長域を前記複数の波長域から選択し、選択された一部の波長域と選択された波長域に対応付けされた反射強度とに基づいて前記劣化情報を生成する、
   請求項１又は２に記載の劣化推定装置。
4. 劣化していない絶縁部材によって反射された反射光に含まれる複数の波長域と前記複数の波長域にそれぞれ対応付けされた前記反射光の未劣化反射強度とを記憶する記憶部をさらに備え、
   前記劣化情報生成部は、前記未劣化反射強度から同程度の前記反射強度に対応付けされた波長域と、前記未劣化反射強度とは異なる前記反射強度に対応付けされた波長域と、を前記一部の波長域として選択し、選択された波長域に対応付けされた反射強度に基づいて、前記劣化情報を生成する、
   請求項３に記載の劣化推定装置。
5. 前記劣化情報生成部は、選択された波長域に対応付けされた反射強度の差分を、前記波長域に対応付けされた反射強度の和で除算し、前記除算の結果に対して所定の係数を乗ずることで前記劣化情報を生成する、
   請求項３又は４に記載の劣化推定装置。
6. 絶縁部材によって反射された反射光に含まれる複数の波長域と前記複数の波長域にそれぞれ対応付けされた前記反射光の反射強度とに基づいて、前記絶縁部材の劣化に関する劣化情報を生成する劣化情報生成部と、
   前記劣化情報に基づいて前記絶縁部材の劣化状態を推定する推定部と、
   を備え、
   前記劣化情報生成部は、前記波長域毎に反射強度を複数取得し、複数の反射強度の統計値に基づいて前記劣化情報を生成し、
   前記絶縁部材に対して所定の波長域で光を照射し、前記光の反射光に基づいて反射強度を取得する発光センサと、
   前記絶縁部材と前記発光センサとの間に設けられ、前記発光センサによって照射される光の一部を遮光する遮光部材と、
   をさらに備え、
   前記遮光部材は、前記発光センサと前記絶縁部材を有する電気機器の凹凸面との間の光を少なくとも遮光する、
   劣化推定システム。
7. 劣化推定装置が、絶縁部材によって反射された反射光に含まれる複数の波長域と前記複数の波長域にそれぞれ対応付けされた前記反射光の反射強度とに基づいて、前記絶縁部材の劣化に関する劣化情報を生成する劣化情報生成ステップと、
   劣化推定装置が、前記劣化情報に基づいて前記絶縁部材の劣化状態を推定する推定ステップと、を有し、
   前記劣化情報生成ステップにおいて、前記波長域毎に反射強度を複数取得し、複数の反射強度の統計値に基づいて前記劣化情報を生成し、
   前記劣化推定装置は、前記絶縁部材に対して所定の波長域で光を照射し、前記光の反射光に基づいて反射強度を取得する発光センサと、
   前記絶縁部材と前記発光センサとの間に設けられ、前記発光センサによって照射される光の一部を遮光する遮光部材と、
   をさらに備え、
   前記遮光部材は、前記発光センサと前記絶縁部材を有する電気機器の凹凸面との間の光を少なくとも遮光する、
   劣化推定方法。
8. 請求項１から５のいずれか一項に記載の劣化推定装置としてコンピュータを機能させるためのコンピュータプログラム。

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