JP7395077B1 - Method, device and program for diagnosing deterioration of electrical equipment including insulators - Google Patents
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Abstract
高圧電気機器の絶縁物の劣化状態の診断精度が向上する技術が開示される。劣化診断装置のプロセッサが実行する処理は、第1データベース(補正係数データベース)を作成するステップ(S710)と、第2データベース(診断データベース)を作成するステップ(S720)と、絶縁物の診断対象の抵抗値を取得するステップ(S730)と、絶縁物の診断対象の表面抵抗率を推定するステップ(S740)と、表面抵抗率と、診断対象と同じ素材から構成される新品または未使用品の絶縁物の表面抵抗率とに基づいて、表面抵抗率の劣化を表わす劣化直線を作成するステップ(S750)と、劣化直線と予め定められた閾値との交点より、診断対象の寿命年数を算出するステップ(S760)と、寿命年数から、測定時点の使用年数又は絶縁劣化センサの設置時からの経過年数を減算して、診断対象の余寿命を算出するステップ(S770)とを含む。A technique is disclosed that improves the accuracy of diagnosing the deterioration state of insulators in high-voltage electrical equipment. The processing executed by the processor of the deterioration diagnosis device includes a step (S710) of creating a first database (correction coefficient database), a step (S720) of creating a second database (diagnosis database), and a step (S720) of creating a first database (correction coefficient database). A step of acquiring a resistance value (S730), a step of estimating the surface resistivity of the insulation object to be diagnosed (S740), and a step of estimating the surface resistivity of the insulation object and the insulation of a new or unused product made of the same material as the object of diagnosis. a step of creating a deterioration straight line representing the deterioration of the surface resistivity based on the surface resistivity of the object (S750); and a step of calculating the number of years of service life of the object to be diagnosed from the intersection of the deterioration straight line and a predetermined threshold value. (S760), and a step (S770) of subtracting the number of years of use at the time of measurement or the number of years elapsed since installation of the insulation deterioration sensor from the number of years of life to calculate the remaining life of the diagnostic target.
Description
本開示は、絶縁物の劣化を診断する技術に関し、より特定的には、電気機器で使用される絶縁物の劣化を診断する技術に関する。 The present disclosure relates to a technique for diagnosing deterioration of an insulator, and more particularly, to a technique for diagnosing deterioration of an insulator used in electrical equipment.
スイッチギヤ、モールド変圧器その他の高圧電気機器は、電気エネルギーを工場や建物へ供給する役割を担っている設備であり、長期にわたり信頼性や安定性を確保して稼動することが求められる。高圧電気機器に用いられる絶縁物は、長期間にわたる使用によって劣化する。それにより電気的トラブルが発生した場合には、生産での損失あるいは機器の保修といったような、生産機器あるいは建物に与える影響が大きくなる。このため、高圧電気機器に用いられる絶縁物の劣化を精度よく診断するための技術が望まれている。 Switchgears, molded transformers, and other high-voltage electrical equipment are equipment that plays a role in supplying electrical energy to factories and buildings, and are required to operate with reliability and stability over a long period of time. Insulators used in high-voltage electrical equipment deteriorate after long-term use. If electrical trouble occurs as a result, the impact on production equipment or buildings will be significant, such as production losses or equipment maintenance. Therefore, there is a need for a technique for accurately diagnosing deterioration of insulators used in high-voltage electrical equipment.
高圧電気機器に用いられる絶縁物の劣化は、次のプロセスで進行すると考えられている。(1)絶縁物の設置環境に浮遊する塵埃やガス(NOx(窒素酸化物)、SOx(硫黄酸化物))が当該絶縁物に付着することで、絶縁物の表面抵抗率が低下する。また、湿度が高い場合や温度が高い場合も、絶縁物の表面抵抗率が低下する。(2)漏れ電流によるジュール熱により、局所的な乾燥帯が絶縁物に形成される。(3)乾燥帯への電圧集中によって、シンチレーション放電が発生する。(4)放電によって絶縁物の有機物が炭化して導電路が形成され、絶縁破壊に至る。 It is believed that the deterioration of insulators used in high-voltage electrical equipment progresses through the following processes. (1) Dust and gases (NOx (nitrogen oxides), SOx (sulfur oxides)) floating in the installation environment of the insulator adhere to the insulator, thereby reducing the surface resistivity of the insulator. Furthermore, the surface resistivity of the insulator also decreases when the humidity is high or the temperature is high. (2) Localized dry zones are formed in the insulator due to Joule heat due to leakage current. (3) Scintillation discharge occurs due to voltage concentration in the dry zone. (4) Due to the discharge, organic matter in the insulator is carbonized to form a conductive path, leading to dielectric breakdown.
絶縁破壊の発生により、電気的トラブルが起こることを未然に防止するためには、高圧電気機器に用いられる絶縁物の劣化状態(絶縁物表面状態)を把握し、保全・更新を計画的に実施することが必要である。そこで、高圧電気機器に用いられている絶縁物の劣化度(絶縁物表面状態)を定量的に精度よく把握し、高圧電気機器の劣化診断をすることが重要である。 In order to prevent electrical problems from occurring due to insulation breakdown, it is necessary to understand the deterioration state of the insulation materials used in high-voltage electrical equipment (insulator surface conditions) and carry out maintenance and renewal in a planned manner. It is necessary to. Therefore, it is important to quantitatively and accurately grasp the degree of deterioration (insulator surface condition) of the insulators used in high-voltage electrical equipment, and to diagnose the deterioration of the high-voltage electrical equipment.
たとえば、特許第3078723号(特許文献1)は、「電線を支持する碍子などの屋外構造物表面に付着した汚損物の量を測定するための測定方法及び測定装置に関する」技術を開示している。 For example, Patent No. 3078723 (Patent Document 1) discloses a technology "related to a measuring method and a measuring device for measuring the amount of contaminants attached to the surface of an outdoor structure such as an insulator that supports electric wires." .
特許文献1に開示された技術によれば、絶縁物の表面状態(汚損物付着量)を測定する際、水性溶媒に溶解するすべてのイオンが測定する電気抵抗値に影響を及ぼす。そのため、絶縁物の劣化に影響するイオン種のみの影響を評価することができず、絶縁物の劣化状態をより高精度に評価するためには、更なる改善の余地があった。
According to the technique disclosed in
この開示は、上記のような背景に鑑みてなされたもので、ある局面の目的の一つは、絶縁物の劣化状態をより高精度に評価する技術を提供することである。他の局面の目的の一つは、絶縁劣化に影響するイオン種のみの影響を考慮して高精度に劣化を診断する技術を提供することである。 This disclosure has been made in view of the above background, and one aspect of the disclosure is to provide a technique for evaluating the deterioration state of an insulator with higher accuracy. One of the objectives of the other aspect is to provide a technique for diagnosing insulation degradation with high accuracy by considering the influence of only ionic species that affect insulation degradation.
ある実施の形態に従うと、絶縁物を含む電気機器の劣化を診断するためにコンピュータで実行される方法が提供される。この方法は、異なる劣化度の絶縁物に貼り付けられた、水性溶媒に浸漬された貼着体に電極を当てて得られる抵抗値と、当該貼着体に溶解したイオン量の分析結果から絶縁劣化に影響するイオン量が考慮された補正係数と、を有する第1データベースにアクセスするステップと、予め取得された抵抗値について、当該第1データベースから得られた補正係数を用いて絶縁劣化に影響するイオン量を考慮して算出された換算値と絶縁物の表面抵抗率との関係を示す第2データベースにアクセスするステップと、診断対象の絶縁物に対し、水性溶媒に浸漬された貼着体に電極を当てて抵抗値を取得するステップと、取得された当該抵抗値に基づいて、当該第1データベースから補正係数および換算値を導出するステップと、導出された当該換算値に基づいて、当該第2データベースから当該絶縁物の表面抵抗率を推定するステップと、当該推定された表面抵抗率および使用前の絶縁物の表面抵抗率から導出される、当該絶縁物の使用年数と表面抵抗率との関係と、予め定められた閾値とに基づいて、当該診断対象の絶縁物の寿命年数を算出するステップとを含む。 According to certain embodiments, a computer-implemented method for diagnosing deterioration of electrical equipment including insulation is provided. This method is based on the resistance values obtained by applying an electrode to the adhesives attached to insulators with different degrees of deterioration and immersed in an aqueous solvent, and the analysis results of the amount of ions dissolved in the adhesives. a step of accessing a first database having a correction coefficient that takes into consideration the amount of ions that affect the deterioration; and a step of accessing a first database having a correction coefficient that takes into account the amount of ions that affect the deterioration; and for the resistance value obtained in advance, using the correction coefficient obtained from the first database to influence the insulation deterioration. accessing a second database showing the relationship between the converted value calculated by taking into account the amount of ions to be treated and the surface resistivity of the insulating material; a step of applying an electrode to obtain a resistance value; a step of deriving a correction coefficient and a converted value from the first database based on the obtained resistance value; estimating the surface resistivity of the insulator from a second database; and calculating the number of years of use and surface resistivity of the insulator derived from the estimated surface resistivity and the surface resistivity of the insulator before use. and a step of calculating the life span of the insulator to be diagnosed based on the relationship and a predetermined threshold value.
この発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解されるこの発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。 These and other objects, features, aspects and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of the invention, taken in conjunction with the accompanying drawings.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, the same parts are given the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed descriptions thereof will not be repeated.
実施の形態1.
高圧電気機器の劣化診断方法は、詳しくは、絶縁体を備える高圧電気機器の劣化診断方法である。高圧電気機器としては、例えば、スイッチギヤ、変圧器、モータコントロールセンタのようなコントロールギヤ、発電機、電動機、給電のための電源装置(交流電源装置、直流電源装置、整流器)などがある。
Specifically, the method for diagnosing deterioration of high-voltage electrical equipment is a method for diagnosing deterioration of high-voltage electrical equipment including an insulator. Examples of high-voltage electrical equipment include switch gears, transformers, control gears such as motor control centers, generators, electric motors, and power supply devices for power supply (AC power supplies, DC power supplies, rectifiers), and the like.
高圧電気機器は、例えば遮断器、断路器、変圧器、母線・導体などの主回路構成品と、計測機器とから構成される。以下に高圧電気機器の一例を説明するが、この構成によって本発明が限定されるものではない。 High-voltage electrical equipment is comprised of main circuit components such as circuit breakers, disconnectors, transformers, busbars and conductors, and measuring equipment. An example of high-voltage electrical equipment will be described below, but the present invention is not limited to this configuration.
図1を参照して、高圧電気機器の一例を説明する。図1は、高圧電気機器の一例であるスイッチギヤの構成を概略的に示した断面図である。スイッチギヤ49は、絶縁体により支持される遮断器、断路器、母線・導体などの主回路構成品と、計測機器とを備える。
An example of high voltage electrical equipment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a switchgear that is an example of high-voltage electrical equipment. The
図1に示されるように、スイッチギヤ49は、操作機構51a,51bと、遮断器50a,50bと、碍子58a,58b,58c,58dと、接続導体53a,54a,53b,54bと、母線支持板56とを含む。遮断器50a,50bはそれぞれ、モールドフレーム55a,55bを備える。接続導体53a,54a,53b,54bはそれぞれ、碍子58a,58b,58c,58dによって支持されている。母線支持板56は、三相交流の各相に対応した3本の水平母線52を一括して支持する。
As shown in FIG. 1, the
モールドフレーム55aは、遮断器50の操作機構51aおよび遮断部(図示しない)を内蔵し、台車61aに搭載されている。台車61aは、矢印100に示される双方向に移動可能に配置されている。 The mold frame 55a incorporates the operating mechanism 51a of the circuit breaker 50 and the interrupting part (not shown), and is mounted on the trolley 61a. The trolley 61a is arranged so as to be movable in both directions indicated by an arrow 100.
上側の接続導体53aの一端は、ケーブル57aに電気的に接続されている。接続導体53aの他端は、遮断器50aの上側端子に電気的に接続されている。 One end of the upper connection conductor 53a is electrically connected to the cable 57a. The other end of the connection conductor 53a is electrically connected to the upper terminal of the circuit breaker 50a.
下側の接続導体54aの一端は、遮断器50aの下側端子に電気的に接続されている。接続導体54aの他端は、母線支持板56に支持された水平母線を介して、下側の接続導体53bの一端に電気的に接続されている。接続導体53bの他端は、遮断器50bの上側端子に電気的に接続されている。 One end of the lower connecting conductor 54a is electrically connected to the lower terminal of the circuit breaker 50a. The other end of the connection conductor 54a is electrically connected to one end of the lower connection conductor 53b via a horizontal busbar supported by a busbar support plate 56. The other end of the connection conductor 53b is electrically connected to the upper terminal of the circuit breaker 50b.
下側の接続導体54bの一端は、遮断器50bの下側端子に電気的に接続されている。接続導体54bの他端は、ケーブル57bに電気的に接続されている。 One end of the lower connecting conductor 54b is electrically connected to the lower terminal of the circuit breaker 50b. The other end of the connecting conductor 54b is electrically connected to the cable 57b.
本実施の形態における劣化診断の対象となる絶縁物すなわち、モールドフレーム55a,55b、母線支持板56あるいは碍子58の材料は、例えば、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などであるが、これらに限られない。 The materials of the insulators targeted for deterioration diagnosis in this embodiment, that is, the mold frames 55a and 55b, the bus bar support plate 56, or the insulator 58, are, for example, polyester resin, epoxy resin, phenol resin, etc., but are not limited to these. I can't do it.
<抵抗測定装置>
図2を参照して、抵抗測定装置について説明する。図2は、本実施の形態1に従う抵抗測定装置200の概要を表わす図である。<Resistance measuring device>
The resistance measuring device will be described with reference to FIG. 2. FIG. 2 is a diagram schematically showing a
図2に示されるように、抵抗測定装置200は、抵抗計35と、プローブ31と、電極32とを備える。プローブ31は、抵抗計35に接続されている。電極32は、プローブ31の先端に取り付けられている。
As shown in FIG. 2, the
水性溶媒を浸漬させた貼着体33は、診断対象絶縁物34に貼り付けられる。プローブ31が貼着体33に押し当てられる。電極32が貼着体33に接すると、抵抗計35は、診断対象絶縁物34の抵抗値を測定する。
The
図2は、抵抗計35とプローブ31とが分離した態様を例示しているが、抵抗測定装置200の構成は、図2に例示される構成に限定されない。他の局面において、抵抗計35とプローブ31とは、一体型で構成されていても良い。
Although FIG. 2 illustrates an embodiment in which the
また、本実施の形態では、電極32は接触抵抗の影響を排除するため、四端子の電極332が例示されているが、電極32の構成は、図2に例示されるものに限定されない。
Further, in this embodiment, the
また、電極32は貼着体33に一定の圧力で押し当てられるため、電極32の形態は、任意のバネ圧を有する電極ピン状であり得るが、電極32の形態はこれに限られず、その他の構成も採用され得る。
Further, since the
<貼着体>
図3を参照して、貼着体について説明する。図3は、ある実施の形態に従って抵抗を測定する時に使用される貼着体33の一例を表わす図である。<Adhesive body>
The adhesive body will be described with reference to FIG. 3. FIG. 3 is a diagram showing an example of an
貼着体33は、水などの液体を吸収可能な材料で形成されている。代表的な貼着体33は、例えば、ろ紙(セルロース)等であるが、貼着体33は、ろ紙に限られない。水その他の液体を吸収可能な材料であればよい。また、この貼着体33を浸漬させる水性溶媒として、水の他に、アルコールその他の有機溶媒、または水と有機溶媒とが混合された溶媒が使用され得る。
The
<劣化診断装置>
図4を参照して、劣化診断装置の構成について説明する。図4は、ある実施の形態に従う劣化診断装置400の構成を表わすブロック図である。<Deterioration diagnosis device>
The configuration of the deterioration diagnosis device will be described with reference to FIG. 4. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of a
劣化診断装置400は、たとえばROM(Read-Only Memory)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制御ボードの形態で実現される。なお、制御ボードは劣化診断装置の一実現例であって、劣化診断装置のハードウェア構成は特に限定されるものではない。ある局面に従う劣化診断装置400は、入力部410と、記憶部420と、制御部430と、出力部440とを備える。
The
入力部410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の入力デバイスによって実現される。入力部410は、診断対象55(たとえばモールドフレーム55a)の劣化診断に必要な各種データの入力を受け付けて、その入力されたデータを記憶部102へ送る。入力されるデータは、たとえば、プローブ31を貼着体33に押し当てることにより得られた抵抗値とポリエステル絶縁物の表面抵抗率とを含む。これらのデータは、劣化診断に先立って劣化診断装置400に入力される。また、予め定められた電圧(たとえば100V)が抵抗計35によって印加され、プローブ31からの出力値が抵抗計35によって計測される。抵抗計35から送られた計測値は、入力部410に入力される。
記憶部420は、劣化診断を実施するためのプログラムと、計測値から表面抵抗率を計算するための絶縁劣化センサに関するデータその他のデータとを保持する。また、記憶部420は、入力部410に入力された各種のデータを記憶する。記憶部420は、たとえばROM、RAM(Random Access Memory)、ハードディスク等によりメモリデバイスとして実現される。
The
ある局面において、記憶部420は、第1データベース421と、第2データベース422とを保持している。第1データベース421は、補正係数のデータベースである。第2データベース422は、診断データベースである。
In one aspect, the
制御部430は、たとえば、マイクロプロセッサ(MPU)、CPUその他の演算処理装置によって実現される。制御部430は、記憶部420に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、絶縁物の劣化を診断する処理を実行する。
The
出力部440は、制御部430によって実行された処理の結果を出力する。出力先は、劣化診断装置400が内蔵するモニタ、劣化診断装置400に接続される出力装置470、あるいは、通信回線を介して接続される情報処理装置(図示しない)である。
The
出力装置470は、劣化診断装置400による診断結果を出力する。出力装置470は、例えば、劣化診断装置400に接続されたモニタと、監視装置その他の遠隔の場所に配置されるモニタと、無線装置と、プリンタとのいずれであってもよい。
The
なお、図4の例示では、プローブ31と、抵抗計35と、劣化診断装置400とは、分離した状態で互いに接続されている。しかしながら、プローブ31と、抵抗計35と、劣化診断装置400とは、一体型としても構成され得る。すなわち、劣化診断装置400と抵抗測定装置200とが一つの装置として構成されてもよい。
In addition, in the illustration of FIG. 4, the
<制御部>
図5を参照して、制御部430についてさらに説明する。図5は、制御部430によって実現される機能を説明するブロック図である。制御部430は、推定部510と、関係式作成部520と、寿命年数算出部530と、余寿命年数算出部540とを含む。<Control unit>
The
推定部510は、抵抗測定装置200により得られる抵抗値と、事前に取得している第1データベース421および第2データベース422とを照合し、絶縁物の診断対象55の表面抵抗率を推定する。
The estimating
関係式作成部520は、診断対象55の表面抵抗率と使用年数0年(新品または未使用品)の対象絶縁物の表面抵抗率とを結び、使用年数と表面抵抗率との関係を表わす直線(以下「劣化直線」ともいう)を作成する。
The relational
寿命年数算出部530は、関係式作成部73によって作成された劣化直線と、予め定められた閾値との交点で特定される年数を、診断対象55の寿命年数として算出する。
The
余寿命年数算出部540は、寿命年数算出部530によって算出された寿命年数から、それまでに経過した年数を減算し、高圧電気機器(スイッチギヤ49)の余寿命を算出する。たとえば、余寿命年数算出部540は、寿命年数から、抵抗値の測定時点における高圧電気機器の使用年数を減算することにより、当該高圧電気機器の余寿命を算出する。あるいは、余寿命年数算出部540は、寿命年数から、絶縁劣化センサが設置された時の高圧電気機器の使用年数を減算することにより、当該高圧電気機器の余寿命を算出する。
The remaining life
<ハードウェア構成>
図6を参照して、抵抗測定装置200の具体的構成について説明する。図6は、抵抗測定装置200として機能するコンピュータ600のハードウェア構成を表わすブロック図である。<Hardware configuration>
A specific configuration of the
コンピュータ600は、主たる構成要素として、プログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)1と、コンピュータ600の使用者による指示の入力を受けるマウス2およびキーボード3と、CPU1によるプログラムの実行により生成されたデータ、又はマウス2若しくはキーボード3を介して入力されたデータを揮発的に格納するRAM4と、データを不揮発的に格納するハードディスク5と、光ディスク駆動装置6と、通信インターフェイス(I/F)7と、モニタ8とを含む。各構成要素は、相互にデータバスによって接続されている。光ディスク駆動装置6には、CD-ROM(Compact Disc - Read Only Memory)9その他の光ディスクが装着される。
The
コンピュータ600における処理は、各ハードウェアおよびCPU1により実行されるソフトウェアによって実現される。このようなソフトウェアは、ハードディスク5に予め記憶されている場合がある。また、ソフトウェアは、CD-ROM9その他の記録媒体に格納されて、コンピュータプログラムとして流通している場合もある。あるいは、ソフトウェアは、いわゆるインターネットに接続されている情報提供事業者によってダウンロード可能なアプリケーションプログラムとして提供される場合もある。このようなソフトウェアは、光ディスク駆動装置6その他の読取装置によりその記録媒体から読み取られて、あるいは、通信インターフェイス7を介してダウンロードされた後、ハードディスク5に一旦格納される。そのソフトウェアは、CPU1によってハードディスク5から読み出され、RAM4に実行可能なプログラムの形式で格納される。CPU1は、そのプログラムを実行する。
Processing in the
図6に示されるコンピュータ600を構成する各構成要素は、一般的なものである。したがって、本開示に係る技術思想の本質的な部分の一つは、RAM4、ハードディスク5、CD-ROM9その他の記録媒体に格納されたソフトウェア、あるいはネットワークを介してダウンロード可能なソフトウェアであるともいえる。記録媒体は、一時的でない、コンピュータ読取可能なデータ記録媒体を含み得る。コンピュータ600の各ハードウェアの動作は周知であるので、詳細な説明は繰り返さない。
Each component constituting the
記録媒体としては、CD-ROM、FD(Flexible Disk)、ハードディスクに限られず、SSD(Solid State Drive)、磁気テープ、光ディスク(MO(Magnetic Optical Disc)/MD(Mini Disc)/DVD(Digital Versatile Disc))、IC(Integrated Circuit)カード(メモリカードを含む)、光カード、マスクROM、EPROM(Electronically Programmable Read-Only Memory)、EEPROM(Electronically Erasable Programmable Read-Only Memory)、フラッシュROMなどの半導体メモリ等の固定的にプログラムを担持する媒体でもよい。 The recording medium is not limited to CD-ROM, FD (Flexible Disk), hard disk, but also SSD (Solid State Drive), magnetic tape, optical disk (MO (Magnetic Optical Disc) / MD (Mini Disc) / DVD (Digital Versatile Disc)). )), IC (Integrated Circuit) cards (including memory cards), optical cards, mask ROM, EPROM (Electronically Programmable Read-Only Memory), EEPROM (Electronically Erasable Programmable Read-Only Memory), semiconductor memories such as flash ROM, etc. It may also be a medium that permanently carries a program.
ここでいうプログラムとは、CPUにより直接実行可能なプログラムだけでなく、ソースプログラム形式のプログラム、圧縮処理されたプログラム、暗号化されたプログラム等を含む。 The program here includes not only programs that can be directly executed by the CPU, but also programs in source program format, compressed programs, encrypted programs, and the like.
図6に示されるCPU1は、制御部430として機能し得るが、他のプロセッサも制御部430として機能し得る。当該他のプロセッサは、例えば、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、DSP(Digital Signal Processor)とも呼ばれ得る。
Although the
他の局面において、CPU1の代わりに専用の処理回路が抵抗測定装置200を構成し得る。当該専用の処理回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、またはこれらの組み合わせで実現される。
In other aspects, a dedicated processing circuit may constitute the
<制御構造>
図7を参照して、劣化診断装置400の制御構造について説明する。図7は、劣化診断装置400として機能するコンピュータ600のCPU1が実行する処理の一部を表わすフローチャートである。<Control structure>
The control structure of the
ステップS710にて、CPU1は、第1データベース421として補正係数データベースを作成する。より具体的には、CPU1は、異なる劣化度の絶縁物に対して、水性溶媒に浸漬させた貼着体33に電極32を押し当てて得られる抵抗値と、その際の貼着体33に溶解した絶縁劣化に影響するイオン量を考慮した補正係数とを事前に取得する。この時、絶縁劣化に影響するイオン量を考慮した補正係数の算出方法は、例えば絶縁劣化に影響するイオン量(硝酸、硫酸イオン)を総イオンで除する方法であるが、当該算出方法は、必ずしもこの方法に限られない。
In step S710, the
ステップS720にて、CPU1は、第2データベースとして、診断データベースを作成する。より具体的には、CPU1は、事前に取得した抵抗値に対し、第1データベースを参照し、得られた補正係数を用いて絶縁劣化に影響するイオン量を考慮した値(換算値)を算出し、当該換算値と、絶縁物の表面抵抗率と、の関係を事前に取得する。換算値の算出方法としては、例えば測定値を補正係数で除する方法が用いられるが、この方法に限られず、他の方法が採用されてもよい。
In step S720, the
ステップS730にて、CPU1は、抵抗測定装置200を制御して絶縁物の診断対象55の抵抗値を取得する。より具体的には、抵抗測定装置200は、絶縁物の診断対象55に対し、水性溶媒に浸漬させた貼着体33に電極32を押し当て、診断対象55の抵抗値を取得する。抵抗値は、コンピュータ600に入力される。
In step S730, the
ステップS740にて、CPU1は、推定部510として、絶縁物の診断対象55の表面抵抗率を推定する。より具体的には、CPU1は、ステップS730において取得された診断対象55の抵抗値を第1データベース421と照合する。CPU1は、補正係数および換算値を算出する。さらに、CPU1は、得られた換算値を第2データベース422と照合することで、診断対象55の表面抵抗率を推定する。
In step S740, the
ステップS750にて、CPU1は、関係式作成部520として、ステップS740において推定した表面抵抗率と、診断対象55と同じ素材から構成される新品または未使用品の絶縁物の表面抵抗率とに基づいて、表面抵抗率の劣化を表わす劣化直線を作成する。
In step S750, the
ステップS760にて、CPU1は、寿命年数算出部530として、ステップS750において得られた劣化直線と、予め定められた閾値との交点より、診断対象55の寿命年数を算出する。なお、当該閾値は、絶縁物に放電が発生する際の表面抵抗率である。
In step S760, the
ステップS770にて、CPU1は、余寿命年数算出部540として、ステップS760において算出した寿命年数から、測定時点の使用年数を減算することにより、あるいは、絶縁劣化センサの設置時からの経過年数を減算することにより、診断対象55の余寿命を算出する。
In step S770, the
<抵抗値と表面抵抗率との関係>
図8を参照して、抵抗値と表面抵抗率との関係について説明する。図8は、劣化度の異なる絶縁物に対して抵抗測定装置200を用いた場合における測定値と絶縁物の表面抵抗率とをプロットした図である。<Relationship between resistance value and surface resistivity>
The relationship between resistance value and surface resistivity will be described with reference to FIG. 8. FIG. 8 is a diagram plotting measured values and surface resistivities of the insulators when the
図8に示されるように、絶縁物の表面抵抗率には、初期の付着イオン量は関係しないが、抵抗測定装置200を用いた測定値は、初期の付着イオン量の影響を含む。そのため、絶縁物の表面抵抗率が高い(すなわち汚損度が小さい)領域ほど、当該測定値は、未使用品(新品)に付着しているイオンの影響を大きく受ける。その結果、領域800に含まれるデータから明らかなように、当該領域における抵抗値と表面抵抗率とは、相関から外れることになる。すなわち、測定値を補正することなく、取得された生データのままでは、抵抗値と表面抵抗率とは、相関から外れる。
As shown in FIG. 8, the initial amount of attached ions is not related to the surface resistivity of the insulator, but the measured value using the
図9は、抵抗測定装置200を用いた場合における抵抗値と、補正係数との関係を表わす図である。補正係数は、例えば、絶縁劣化に影響するイオン量/総イオン量として示される。図9に示される関係は、高圧電気機器の劣化診断に使用される、異なる劣化度の絶縁物に対して、抵抗測定装置200を用いた場合に測定された抵抗値と、当該絶縁物に貼り付けられた貼着体に溶解した絶縁劣化に影響するイオン量を考慮した補正係数とを事前に取得することにより構成される第1データベース421(補正係数データベース)を概念的に表わす。
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the resistance value and the correction coefficient when using the
CPU1は、異なる劣化度の絶縁物に対して、抵抗測定装置200を用いた場合に測定される抵抗値と、その測定の際に貼着体33に溶解した絶縁劣化に影響するイオン量を考慮した補正係数との入力を受け付けて、これらのデータを第1データベース421(補正係数データベース)として構成する。CPU1は、算出した補正係数を元に、測定値に対して、絶縁物の劣化に影響するイオン量のみを考慮した換算値を算出できる。
The
図10は、絶縁物の劣化に影響するイオン量のみを考慮した換算値と、絶縁物の表面抵抗率との関係を表わす図である。当該関係は、第2データベース422(診断データベース)に相当する。当該換算値は、異なる劣化度の絶縁物から予め取得(計測)された抵抗値について、第1データベース421を参照することにより得られた補正係数を用いて絶縁劣化に影響するイオン量を考慮して算出された値である。たとえば、換算値は、次式より導出される。
換算値=測定値/補正係数
CPU1は、第1データベース421および第2データベース422を用いることで、絶縁物の初期に付着しているイオン量の影響を受けることなく、絶縁劣化に影響するイオン量のみを考慮して診断対象55を診断できる。より具体的には、CPU1は、絶縁物の診断対象55に対して、抵抗測定装置200を用いて取得した測定値を第1データべース421と照合し、補正係数を算出する。CPU1は、当該測定値と当該補正係数とに基づいて、換算式(換算値=測定値/補正係数)を用いて、絶縁劣化に影響するイオン量のみを考慮した換算値を算出する。FIG. 10 is a diagram showing the relationship between a conversion value that takes into account only the amount of ions that affect the deterioration of the insulator and the surface resistivity of the insulator. This relationship corresponds to the second database 422 (diagnostic database). The conversion value is calculated by considering the amount of ions that affect insulation deterioration using a correction coefficient obtained by referring to the
Conversion value = measured value / correction coefficient By using the
CPU1は、算出した換算値を、図10に示されるような第2データベース422(診断データベース)と照合することで、絶縁物の表面抵抗率が高い(汚損度が小さい)領域においても、表面抵抗率を高精度に推定することができる。
The
実施の形態2.
以下、本発明の実施の形態2について説明する。実施の形態1では、水性溶媒に貼着体33が浸漬される方法が例示された。使用される溶媒は水性溶媒に限られず、例えば、有機溶媒、あるいは、水と有機溶媒との混合物が使用されても良い。有機溶媒を用いることで、水には溶けないが絶縁劣化には影響する付着物の影響を考慮することができ、より高精度な劣化診断が可能になる。
なお、本実施の形態に従う抵抗測定装置および劣化診断装置は、前述の実施の形態に従う抵抗測定装置200および劣化診断装置400が備える構成と同じハードウェア構成を備える。当該ハードウェア構成の機能も同じである。したがって、ハードウェア構成の説明は、繰り返さない。
Note that the resistance measuring device and deterioration diagnosing device according to this embodiment have the same hardware configuration as that of the
実施の形態3.
図11を用いて本発明の実施の形態3について説明する。前述の実施の形態で使用される貼着体33は、印を有さない。他の局面において、貼着体33は、印を有してもよい。なお、本実施の形態に従う抵抗測定装置および劣化診断装置は、前述の実施の形態に従う抵抗測定装置200および劣化診断装置400が備える構成と同じハードウェア構成を備える。当該ハードウェア構成の機能も同じである。したがって、ハードウェア構成の説明は、繰り返さない。
図11は、印が付された貼着体1100を例示する図である。貼着体1100は、印1101,1102,1103,1104を有する。
FIG. 11 is a diagram illustrating an
印1101,1102,1103,1104は、電極32の形状に対応している。印1101,1102,1103,1104は、予め貼着体1100に印字されている。電極32が貼着体33に接触する位置がずれると電極間の電界等も変化するため、抵抗値が影響を受ける場合があり得る。
そこで、本実施の形態に従う貼着体1100は、接触させる電極32の形状に対応した印1101,1102,1103,1104を有する。印1101,1102,1103,1104は、電極32が接触する位置のずれを防止できるので、当該位置のずれによる抵抗値の変化の影響が排除される。これにより、測定値のバラつきが低減され得る。
Therefore, the
以上のように、複数の実施の形態が例示されたが、これらはあくまで例であり、本発明の範囲を限定することは意図していない。 As mentioned above, although a plurality of embodiments have been illustrated, these are merely examples and are not intended to limit the scope of the present invention.
上記の実施の形態1~3の説明では、高圧電気機器としてスイッチギヤ49が例示された。しかしながら、上記の実施の形態で具現化された技術思想の適用対象は、スイッチギヤ49に限定されない。当該技術思想は、電気機器の通電部の対地間あるいは相間の絶縁に絶縁物を使用しており、かつ当該絶縁物の絶縁性能の劣化状況の診断が行なわれる全ての電気機器に適用され、各実施の形態1~3により得られる効果と同様の効果が達成される。
In the description of the first to third embodiments above, the
以上詳述したように、開示された技術は、診断対象である絶縁物の表面に水性溶媒に浸漬させた貼着体が貼り付けられる。電極が当該貼着体に押し当てられ、抵抗値が測定される。劣化診断装置400は、事前に取得された異なる劣化度の絶縁物における電極測定値と絶縁劣化に影響するイオン量のみの影響を考慮した第1データベース421を用いて、抵抗値を補正した値(換算値)を算出する。劣化診断装置400は、換算値と絶縁物の表面抵抗率との関係をまとめた第2データベース422を参照して、絶縁物の表面抵抗率を推定する。劣化診断装置400は、新品または未使用の絶縁物の表面抵抗率の直線と予め定められた閾値との交点を特定し、当該交点から寿命年数および余寿命年数を算出する。
As described in detail above, in the disclosed technique, an adhesive body immersed in an aqueous solvent is attached to the surface of an insulating material to be diagnosed. An electrode is pressed against the adhesive and the resistance value is measured. The
これに対して、特許文献1に記載された方法によれば、絶縁物の劣化度が小さい(例えば、絶縁物が未使用品または新品に近い)場合は、絶縁物に含まれる充填剤である炭酸カルシウムや水酸化アルミニウムが溶解する。これらのイオンは、絶縁物の劣化に影響しないものの、特許文献1に記載の方法によれば、当該イオンは、貼付体に溶解する。そのため、当該絶縁物の測定によって得られる値(抵抗値)は、溶解したイオンの影響を受けているため、絶縁物の劣化状態を高精度に評価できない。
On the other hand, according to the method described in
他方、上述の各実施の形態に従うと、劣化診断装置400は、事前に取得した異なる劣化度の絶縁物における電極測定値と絶縁劣化に影響するイオン量のみの影響を考慮した第1データベース421を用いて抵抗値を補正する。したがって、劣化診断装置400は、絶縁物の劣化に寄与するイオン種の影響を考慮できるので、絶縁物の劣化状態をより高精度で診断することができる。
On the other hand, according to each of the above-described embodiments, the
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請求の範囲によって示され、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。 The embodiments disclosed this time should be considered to be illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the claims rather than the above description, and it is intended that equivalent meanings and all changes within the scope of the claims are included.
1 CPU、2 マウス、3 キーボード、4 RAM、5 ハードディスク、6 光ディスク駆動装置、7 通信インターフェイス、8 モニタ、9 ROM、31 プローブ、32 電極、33,1100 貼着体、34 診断対象絶縁物、35 抵抗計、49 スイッチギヤ、50a,50b 遮断器、51a,51b 操作機構、52 水平母線、53a,53b,54a,54b 接続導体、55 診断対象、55a,55b モールドフレーム、56 母線支持板、57a,57b ケーブル、58,58a,58b,58c,58d 碍子、61a 台車、73,520 関係式作成部、100 矢印、102,420 記憶部、200 抵抗測定装置、400 劣化診断装置、410 入力部、421 第1データベース、422 第2データベース、430 制御部、440 出力部、470 出力装置、510 推定部、530,540 寿命年数算出部、600 コンピュータ、800 領域、1101,1102,1103,1104 印。 1 CPU, 2 Mouse, 3 Keyboard, 4 RAM, 5 Hard disk, 6 Optical disk drive, 7 Communication interface, 8 Monitor, 9 ROM, 31 Probe, 32 Electrode, 33,1100 Adhesive, 34 Insulator to be diagnosed, 35 Resistance meter, 49 Switch gear, 50a, 50b Circuit breaker, 51a, 51b Operating mechanism, 52 Horizontal busbar, 53a, 53b, 54a, 54b Connection conductor, 55 Diagnosis target, 55a, 55b Mold frame, 56 Busbar support plate, 57a, 57b cable, 58, 58a, 58b, 58c, 58d insulator, 61a trolley, 73, 520 relational expression creation section, 100 arrow, 102, 420 storage section, 200 resistance measuring device, 400 deterioration diagnosis device, 410 input section, 421 No. 1 database, 422 second database, 430 control unit, 440 output unit, 470 output device, 510 estimation unit, 530, 540 lifespan calculation unit, 600 computer, 800 area, 1101, 1102, 1103, 1104 mark.
Claims (20)
異なる劣化度の絶縁物に貼り付けられた、水性溶媒に浸漬された貼着体に電極を当てて得られる抵抗値と、前記貼着体に溶解したイオン量の分析結果から絶縁劣化に影響するイオン量が考慮された補正係数と、を有する第1データベースにアクセスするステップと、
予め取得された抵抗値について、前記第1データベースから得られた補正係数を用いて絶縁劣化に影響するイオン量を考慮して算出された換算値と絶縁物の表面抵抗率との関係を示す第2データベースにアクセスするステップと、
診断対象の絶縁物に対し、水性溶媒に浸漬された貼着体に電極を当てて抵抗値を取得するステップと、
取得された前記抵抗値に基づいて、前記第1データベースから補正係数および換算値を導出するステップと、
導出された前記換算値に基づいて、前記第2データベースから前記絶縁物の表面抵抗率を推定するステップと、
前記推定された表面抵抗率および使用前の絶縁物の表面抵抗率から導出される、当該絶縁物の使用年数と表面抵抗率との関係と、予め定められた閾値とに基づいて、前記診断対象の絶縁物の寿命年数を算出するステップとを含む、方法。 A method for diagnosing deterioration of electrical equipment including insulators, the method comprising:
The resistance values obtained by applying electrodes to the adhesives attached to insulators with different degrees of deterioration and immersed in an aqueous solvent, and the analysis results of the amount of ions dissolved in the adhesives, determine the influence on insulation deterioration. accessing a first database having a correction coefficient in which the amount of ions is taken into account;
For the resistance value obtained in advance, a first database showing the relationship between the conversion value calculated using the correction coefficient obtained from the first database and taking into account the amount of ions that affect insulation deterioration and the surface resistivity of the insulator. 2 accessing the database;
A step of applying an electrode to an adhesive body immersed in an aqueous solvent to obtain a resistance value of an insulator to be diagnosed;
Deriving a correction coefficient and a conversion value from the first database based on the obtained resistance value;
estimating the surface resistivity of the insulator from the second database based on the derived converted value;
The diagnosis target is determined based on the relationship between the age of use of the insulator and the surface resistivity, which is derived from the estimated surface resistivity and the surface resistivity of the insulator before use, and a predetermined threshold value. and calculating the life span of an insulator.
記憶装置と、
前記記憶装置に電気的に接続されたプロセッサとを備え、
前記記憶装置は、
異なる劣化度の絶縁物に貼り付けられた、水性溶媒に浸漬された貼着体に電極を当てて得られる抵抗値と、前記貼着体に溶解したイオン量の分析結果から絶縁劣化に影響するイオン量が考慮された補正係数と、を有する第1データベースと、
予め取得された抵抗値について、前記第1データベースから得られた補正係数を用いて絶縁劣化に影響するイオン量を考慮して算出された換算値と絶縁物の表面抵抗率との関係を示す第2データベースとを格納しており、
前記プロセッサは、
診断対象の絶縁物に対し、水性溶媒に浸漬された貼着体に電極を当てて抵抗値を取得し、
取得された前記抵抗値に基づいて、前記第1データベースから補正係数および換算値を導出し、
導出された前記換算値に基づいて、前記第2データベースから前記絶縁物の表面抵抗率を推定し、
前記推定された表面抵抗率および使用前の絶縁物の表面抵抗率から導出される、当該絶縁物の使用年数と表面抵抗率との関係と、予め定められた閾値とに基づいて、前記診断対象の絶縁物の寿命年数を算出する、装置。 A device for diagnosing deterioration of electrical equipment including insulators,
a storage device;
a processor electrically connected to the storage device,
The storage device is
The resistance values obtained by applying electrodes to the adhesives attached to insulators with different degrees of deterioration and immersed in an aqueous solvent, and the analysis results of the amount of ions dissolved in the adhesives, determine the influence on insulation deterioration. a first database having a correction coefficient that takes into account the amount of ions;
For the resistance value obtained in advance, a first database showing the relationship between the conversion value calculated using the correction coefficient obtained from the first database and taking into account the amount of ions that affect insulation deterioration and the surface resistivity of the insulator. 2 databases are stored.
The processor includes:
For the insulator to be diagnosed, the resistance value is obtained by applying an electrode to the adhesive that is immersed in an aqueous solvent.
Deriving a correction coefficient and a conversion value from the first database based on the obtained resistance value,
Estimating the surface resistivity of the insulator from the second database based on the derived converted value,
The diagnosis target is determined based on the relationship between the age of use of the insulator and the surface resistivity, which is derived from the estimated surface resistivity and the surface resistivity of the insulator before use, and a predetermined threshold value. A device that calculates the lifespan of insulators.
異なる劣化度の絶縁物に貼り付けられた、水性溶媒に浸漬された貼着体に電極を当てて得られる抵抗値と、前記貼着体に溶解したイオン量の分析結果から絶縁劣化に影響するイオン量が考慮された補正係数と、を有する第1データベースにアクセスするステップと、
予め取得された抵抗値について、前記第1データベースから得られた補正係数を用いて絶縁劣化に影響するイオン量を考慮して算出された換算値と絶縁物の表面抵抗率との関係を示す第2データベースにアクセスするステップと、
診断対象の絶縁物に対し、水性溶媒に浸漬された貼着体に電極を当てて取得された抵抗値の入力を受け付けるステップと、
取得された前記抵抗値に基づいて、前記第1データベースから補正係数および換算値を導出するステップと、
導出された前記換算値に基づいて、前記第2データベースから前記絶縁物の表面抵抗率を推定するステップと、
前記推定された表面抵抗率および使用前の絶縁物の表面抵抗率から導出される、当該絶縁物の使用年数と表面抵抗率との関係と、予め定められた閾値とに基づいて、前記診断対象の絶縁物の寿命年数を算出するステップとを実行させる、プログラム。 A program including instructions for causing a processor of a computer to execute a method for diagnosing deterioration of electrical equipment including insulators, the program causing the processor to:
The resistance values obtained by applying electrodes to the adhesives attached to insulators with different degrees of deterioration and immersed in an aqueous solvent, and the analysis results of the amount of ions dissolved in the adhesives, determine the influence on insulation deterioration. accessing a first database having a correction coefficient in which the amount of ions is taken into account;
For the resistance value obtained in advance, a first database showing the relationship between the conversion value calculated using the correction coefficient obtained from the first database and taking into account the amount of ions that affect insulation deterioration and the surface resistivity of the insulator. 2 accessing the database;
a step of accepting an input of a resistance value obtained by applying an electrode to an adhesive body immersed in an aqueous solvent for an insulator to be diagnosed;
Deriving a correction coefficient and a conversion value from the first database based on the obtained resistance value;
estimating the surface resistivity of the insulator from the second database based on the derived converted value;
The diagnosis target is determined based on the relationship between the age of use of the insulator and the surface resistivity, which is derived from the estimated surface resistivity and the surface resistivity of the insulator before use, and a predetermined threshold value. A program that executes steps to calculate the lifespan of an insulator.
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