JPH01245142A - 予防保全装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は発電機、変圧器等の電力系統機器の保守技術に
係り、特に機器表面の温度変化を赤外線センサにより検
知して、機器の故障の発生以前にその前兆を把握する予
防保全に好適な予防保全装置に関する。

〔従来の技術〕

従来より、電力系統機器に対する保守において、その機
器の温度測定は行なわれていたが、それは熱電対等の接
触型測定器による限られた範囲の温度測定であり、表面
温度の分布パターンを求めるものではなかった。従って
この熱電対による測定では、測定点の近傍以外の位置で
の温度変化は検出できなかった。

赤外線センサーによる電力系統機器の表面温度の分布パ
ターンも定期点検時の特殊な状態で測定されていたが、
常時測定ではないため、日常運転中に発生する電力系統
機器の表面温度の分布パターンの変化をオンラインで把
握することはできなかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の従来技術では、熱電対等により電力系統機器の限
られた範囲の温度測定であり、機器の故障の前兆となる
温度変化は電力系統機器全体の温度上昇として数分〜数
時間遅れでしかとらえることができなかった。

従って保守担当者は、電力系統機器の内部異常や導体劣
化による表面温度の分布パターンの変化と言う、故障の
前兆現象を日々の運転の中で、発生後直ちに知る事がで
きず、時間遅れでとらえる電力系統機器の温度異常とい
う形か、又は故障が発生し、電力系統機器の機能障害が
発生して初めてこれらの機器の異常を知る状況であった
。このため異常の発生を初期に把握し、故障の発生以前
に保修作業を行い、故障発生を回避する事ができないと
いう問題があった。

本発明の目的は、電力系統機器の表面温度の分布を、精
度高く、かつオンラインにて測定し１日常運転の中で発
生した異常の前兆を発生後直ちに保守担当者に知らせ、
故障発生以前に保修作業を実施する事により、故障発生
を回避する事が可能となる予防保全装置を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、物体表面の温度分布パターンを撮影する赤
外線センサと、該赤外線センサにより撮影した温度分布
パターンをデータ化するデータ作成手段と、該データ作
成手段により作成された正常時の物体表面の温度分布パ
ターンのデータを基準データとして格納する第１記憶手
段と、前記データ作成手段により作成された所定時の前
記物体表面の温度分布パターンのデータを測定データと
して格納する第２記憶手段と、前記基準データと前記測
定データを比較する比較手段とから構成した予防保全装
置により達成され、また前記比較手段からの信号で作動
する警報手段を設けたことを特徴とする前記予防保全装
置により達成される。

そして、前記データ作成手段は、前記物体表面の温度分
布パターンを格子状に分割したデータを作成する格子デ
ータ作成手段とするのがよく、かつ、前記基準データは
正常時の前記物体表面の温度分布パターンを前記格子デ
ータ作成手段により作成した基準格子データとし、前記
測定データは所定時の前記物体表面の温度物体パターン
を前記格子データ作成手段により作成した測定格子デー
タとするのがよい。

また前記物体が電力系統機器である場合には、眞記予防
保全装置には、前記警報手段に加えて、該電力系統機器
の機器出力を測定する出力測定手段と、前記電力系統機
器の周囲温度を測定する温度測定手段と、前記機器出力
と前記周囲温度を基に前記基準格子データを選択する選
択手段とを設ければよい。

〔作用〕

上記のように構成した予防保全装置によれば、赤外線セ
ンサにより測定した物体表面の正常時の温度分布パター
ンをデータ作成手段によりデータ化して基準データとし
て第１記憶手段に格納しておき、所定時に前記赤外線セ
ンサにより測定した物体表面の温度分布パターンをデー
タ作成手段によりデータ化して測定データとして第２記
憶手段に格納した時に、比較手段は前記基準データと前
記ａｌｌｌ定データを比較して両者の差が所定値になっ
た時に差異信号を発生する。

前記予防保全装置に警報手段を設けた場合、該警報手段
は前記差異信号を入力して警報を発する。

また、前記基準データと前記測定データを格子データ作
成手段により格子状に分割してそれぞれ基準格子データ
と測定格子データとした場合には、比較手段は同じ位置
の格子それぞれに対応する基準格子データと測定格子デ
ータを比較して、その両者の差が所定値以上の格子数を
算出してその差のある格子数が所定数以上になった時に
差異信号を発生する。警報手段を設ければ、この差異信
号を入力して警報を発する。

さらに、前記物体が電力系統機器とした場合、その温度
分布パターンはその電力系統機器の出力と周囲温度によ
り影響されるので、基準データは各周囲温度毎の各出力
別の機器の正常時の温度分布パターンを基準格子データ
として第１記憶手段に格納しておき、所定時には、比較
手段は、温度測定手段により測定した周囲温度と出力測
定手段により測定した出力に対応した基準格子データを
選択手段により取り出し、その基準格子データと所定時
に求めた測定格子データとを比較して、同じ位置の格子
それぞれに対応する基準格子データと測定格子データの
差が所定の値以上の格子数を算出してその格子数が所定
数以上になった時に差異信号を発生し、警報装置はその
差異信号を入力して警報を発する。

〔実施例〕

本発明の一実施例として、電力系統機器の変圧器の予防
保全装置を第１図〜第３図により説明する。

第１図は本実施例の構成を示す図である０本実施例は、
変圧器１０１の表面の温度分布パターンを測定する赤外
線センサとしての４台の赤外線カメラ１０２〜１０５と
、温度分布パターンを格子状に分割する格子データ作成
手段を備えた制御袋［１０６と、変圧器１０１の周囲温
度測定用の温度測定装置１０７と、変圧器１０１の出力
を測定する出力測定装置（図示せず）と、赤外線カメラ
１０２〜１０５により測定した変圧器１０１の周囲温度
、出力毎の正常時の変圧器表面の温度分布パターンを格
子データ作成手段により作成された基準格子データとし
て格納した第１記憶手段と所定時に赤外線カメラ１０２
〜１０５により測定する変圧器１０１の表面の温度分布
パターンを格子データ作成手段により作成された測定格
子データとして格納する第２記憶手段を有する記憶装置
１０８と、前記基準格子データと前記測定格子データと
を比較する比較装置１０９と、各装置を制御する主制御
装置１１０により構成されている。尚、赤外線カメラ１
０２〜１０４は測定対象の変圧器１０１の周囲に死角を
作らないようにＭ置されている。

次に、本実施例の機能を説明する。変圧器１０１の内部
異常として２例えばコアの劣化あるいは絶縁物の劣化が
発生すると、内部を流れる電流による損失の増加等によ
り発生熱量が変化する。この発生熱量の変化は、変圧器
１０１の表面にまで伝播されて表面温度を変化させるが
、熱の伝播特性は位置により異なるので、変圧器１０１
の表面温度の変化は一様でなく、温度分布パターンが変
化する。

このような状態の変圧器１０１に対して本実施例の予防
保全装置は下記のように機能する。赤外線カメラ１０２
〜１０５により変圧器１０１の表面の温度分布パターン
を測定し、それを制御装置１０６、の格子データ作成手
段により格子状に分割し、記憶装置１０８に転送して測
定格子データとして格納する。また、同時に温度測定器
１０７により測定された変圧器１０１の周囲温度と出力
測定器により測定された変圧器１０１の出力に従い正常
時の変圧器１０１の表面の温度分布パターンの基準格子
データを比較装置１０９の選択手段により選択する。比
較装置１０９は測定格子データと選択した基準格子デー
タを比較する。

第２図は測定格子データと基準格子データを比較する方
法を表した模式図である。所定時に測定した温度分布パ
ダーン２０１および正常時に測定して基準となる温度分
布パターン２０２は格子データ作成手段によりそれぞれ
格子状に分割されて測定格子データおよび基準格子デー
タの集合体がら構成されている。比較装置２０３は、同
じ位置の格子毎に測定格子データと基準格子データを比
較してその差が一定の値以上の格子を求めて差分パター
ン２０４を作成し、この差分パターン２０４の面積を求
め、その面積が一定値以上であれば、測定した温度分布
パターンは基準の温度分布パターンと異なると判定し、
コントローラ１１０は警報を発する。

コントローラ１１０は、また赤外線センサによる変圧器
１０１の表面の温度分布パターンの測定と、その測定し
た温度分布パターンと基準の温度分布パターンの比較を
周期的に実施するように予防保全装置を構成する各装置
を制御する。

第３図は、上記の変圧器の測定時の温度分布パターンと
基準の温度分布パターンを比較装置により比較する手順
の概念フローを示した図である。

ステップ３０１で所定時の測定格子データを取り込み、
ステップ３０２で周囲温度、出力に対応する基準データ
を取り込み、ステップ３０３で測定格子データと基準格
子データの差分パターンを作成し、ステップ３０４で差
分パターンの面積を求め、ステップ３０５でその面積が
ある値以上かを判定して、ある値以上ならば警報信号を
発生し。

以下ならば次の測定時に備えて待機する。

本実施例によれば、変圧器のコアの劣化等の異常が発生
し、故障の前兆を示す変圧器の表面の温度分布パターン
が変化した時には、オンラインで上記の周期以内に異常
を検出し、保守担当者に警報を与えることが可能となり
、これにより、保守担当者は故障発生以前に変圧器の保
修作業を実施し、故障発生を回避することが可能となる
。

なお１本実施例の予防保全装置は、変圧器に限らず発電
機や他の電力系統機器を対象に応用することができ、測
定の周期も一定にあるいは可変としてもよいし、格子の
メツシュを調整して異常の検知精度を適切に調整するこ
ともできる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、予防保全装置を、物体表面の温度分布
パターンを撮影する赤外線センサ、撮影した温度分布パ
ターンをデータ化するデータ作成手段、その温度分布パ
ターンのデータを格納する記憶手段、物体の正常時と異
常発生時の温度分布パターンを比較する比較手段から構
成したことにより、物体の損傷前に異常を検知でき、物
体の損傷を回避することができる。また、警報手段を設
ければ、その異常を担当者に通報できるので、担　４当
者は事前に適切な処置をとることができる。

さらに、温度分布パターンを分割処理手段により格子状
に分割することにより、温度分布パターンの変化を容易
に解析することができ、格子のメツシュを調整すれば、
温度分布パターンの変化を必要に応じて精度よくするこ
ともできる。

物体が電力系統機器である場合には、その電力系統機器
の表面の温度分布パターンはその出力と周囲温度により
影響を受けるので、その出力と周囲温度に対応する基準
の温度分布パターンと所定時の温度分布パターンを比較
して、温度分布パターンの変化を精度良く、オンライン
にて検出することにより、電力系統機器の故障の前兆を
把握することができ、その結果を警報手段により、電力
系統機器の故障が発生する前に保守担当者に知らせるこ
とかできるので、保守担当者は故障が発生する前に保修
作業を実施することが可能になり、故障を事前に回避す
ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例である予防保全装置の構成を示
す図、第２図は温度分布パターンを比較する方法を表し
た模式図、第３図は温度分布パターンを比較する概念フ
ローを示す図である。 １０１・・・変圧器、１０２〜１０５・・・赤外線カメ
ラ（赤外線センサ）、１０６・・・制御装置（データ作
成手段）、１０７・・・温度測定装置（温度測定手段）
、１０８・・・記憶装置（第１、第２記憶手段）、１０
９・・・比較装置（比較手段１選択手段）、１１０・・
・コントローラ（警報手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、物体表面の温度分布パターンを撮影する赤外線セン
   サと、該赤外線センサにより撮影した温度分布パターン
   をデータ化するデータ作成手段と、該データ作成手段に
   より作成された正常時の物体表面の温度分布パターンの
   データを基準データとして格納する第１記憶手段と、前
   記データ作成手段により作成された所定時の前記物体表
   面の温度分布パターンのデータを測定データとして格納
   する第２記憶手段と、前記基準データと前記測定データ
   を比較する比較手段とから構成した予防保全装置。 ２、前記比較手段からの信号で作動する警報手段を設け
   たことを特徴とする請求項１記載の予防保全装置。 ３、前記データ作成手段は、前記物体表面の温度分布パ
   ターンを格子状に分割したデータを作成する格子データ
   作成手段であって、かつ、前記基準データは正常時の前
   記物体表面の温度分布パターンを前記格子データ作成手
   段により作成した基準格子データとし、前記測定データ
   は所定時の前記物体表面の温度分布パターンを前記格子
   データ作成手段により作成した測定格子データとするこ
   とを特徴とする請求項１又は２記載の予防保全装置。 ４、前記物体が電力系統機器であって、該電力系統機器
   の機器出力を測定する出力測定手段と、前記電力系統機
   器の周囲温度を測定する温度測定手段と、前記機器出力
   と前記周囲温度を基に前記基準格子データを選択する選
   択手段を設けたことを特徴とする請求項３記載の予防保
   全装置。