JPH03226651A - 活線絶縁診断装置 - Google Patents
活線絶縁診断装置Info
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- JPH03226651A JPH03226651A JP2284290A JP2284290A JPH03226651A JP H03226651 A JPH03226651 A JP H03226651A JP 2284290 A JP2284290 A JP 2284290A JP 2284290 A JP2284290 A JP 2284290A JP H03226651 A JPH03226651 A JP H03226651A
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Landscapes
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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。
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、実働機器の運転を停止することなく絶縁の劣
化度を連続監視し、電気機器絶縁の劣化度を求める活線
絶縁診断装置に関するものである。
化度を連続監視し、電気機器絶縁の劣化度を求める活線
絶縁診断装置に関するものである。
従来の活線絶縁診断装置は、絶縁層の内部又は外周に設
けた照明用光ファイバー及び受光用光ファイバーを備え
た光検出プローブを設け、前記照明用光ファイバーに光
源を接続し、受光用光ファイバーに光電変換素子を接続
し、標準光の波長に対応した被測定面からの反射光を受
光し、この光電変換素子の出力を測色システム・に入力
して、予め求めておいた色の変化と前記絶縁層の劣化度
との関係を函数発生部に記憶し函数発生部からの出力と
前記測色システムの表色演算部からの出力に基づいて、
前記絶縁層の劣化度を算出して劣化度を求めるようにし
ていた。
けた照明用光ファイバー及び受光用光ファイバーを備え
た光検出プローブを設け、前記照明用光ファイバーに光
源を接続し、受光用光ファイバーに光電変換素子を接続
し、標準光の波長に対応した被測定面からの反射光を受
光し、この光電変換素子の出力を測色システム・に入力
して、予め求めておいた色の変化と前記絶縁層の劣化度
との関係を函数発生部に記憶し函数発生部からの出力と
前記測色システムの表色演算部からの出力に基づいて、
前記絶縁層の劣化度を算出して劣化度を求めるようにし
ていた。
〔発明が解決しようとする課題〕−
しかし、光検出プローブを用い、絶縁層からの反射光を
受光して色を測定する方法は反射による効率の低下が問
題点として挙げられる。つまり反射の際、照明用光ファ
イバーからの光は、乱反射等により一部は受光用光ファ
イバーからはずれた位置に反射するため効率が落ちる。
受光して色を測定する方法は反射による効率の低下が問
題点として挙げられる。つまり反射の際、照明用光ファ
イバーからの光は、乱反射等により一部は受光用光ファ
イバーからはずれた位置に反射するため効率が落ちる。
したがって、それを補正するためには、光源の出力をあ
げたり、光ファイバーの径を大きくして光量を増加する
などの対策が必要になる。
げたり、光ファイバーの径を大きくして光量を増加する
などの対策が必要になる。
また、反射光により色の変化を検出しているため透明度
のある材料については色の変化が検出しにくい問題があ
り、したがって絶縁層中に反射板を設ける必要がある 本発明は、これらの問題を解消し、電気機器等の保全に
あける修理や更新等の処理を、データベースに信頼度高
く行うことができる活線絶縁診断装置を提供することを
目的とする。
のある材料については色の変化が検出しにくい問題があ
り、したがって絶縁層中に反射板を設ける必要がある 本発明は、これらの問題を解消し、電気機器等の保全に
あける修理や更新等の処理を、データベースに信頼度高
く行うことができる活線絶縁診断装置を提供することを
目的とする。
絶縁を施した導体と導体外周の保護層との間に充填した
主絶縁層内に埋設し照明用光ファイバと受光用光ファイ
バーをそなえた光検出用プローブを設け、前記照明用光
ファイバーに光源を、受光用光ファイバーに光電変換素
子を接続し、この光電変換素子からの信号を表色演算部
に入力し、主絶縁材料の表色値と関数発生部にあらかじ
め記憶している主絶縁材料の劣化度に関係する表色値と
の変化から絶縁材料の劣化度を演算するように構成し、
前記光検出用プローブを照明用光ファイバーの端部と、
受光用光ファイバーの端部とを対向させ、この対向間隙
内に主絶縁材料と相関関係をもって熱劣化により表色値
の変化する材料を充填するようにしたものである。
主絶縁層内に埋設し照明用光ファイバと受光用光ファイ
バーをそなえた光検出用プローブを設け、前記照明用光
ファイバーに光源を、受光用光ファイバーに光電変換素
子を接続し、この光電変換素子からの信号を表色演算部
に入力し、主絶縁材料の表色値と関数発生部にあらかじ
め記憶している主絶縁材料の劣化度に関係する表色値と
の変化から絶縁材料の劣化度を演算するように構成し、
前記光検出用プローブを照明用光ファイバーの端部と、
受光用光ファイバーの端部とを対向させ、この対向間隙
内に主絶縁材料と相関関係をもって熱劣化により表色値
の変化する材料を充填するようにしたものである。
以下、本発明を図に示す実施例にもとづいて説明する。
第１図は本実施例の活線絶縁診断装置の概略図であり、
第２図は第１図のＩ−１線に沿う断面図、第３図は光検
出用プローブの斜視図である。
第２図は第１図のＩ−１線に沿う断面図、第３図は光検
出用プローブの斜視図である。
活線診断装置は絶縁を施した導体１を２列にして数段重
ね巻きした巻線を設け、前記導体に曲設させて光検出用
プローブ４を取り付け、保護層２内にエポキシ樹脂を含
浸させて主絶縁層３を構成し、巻線内に光検出用プロー
ブを埋設している。
ね巻きした巻線を設け、前記導体に曲設させて光検出用
プローブ４を取り付け、保護層２内にエポキシ樹脂を含
浸させて主絶縁層３を構成し、巻線内に光検出用プロー
ブを埋設している。
前記光検出用プローブ４は、第３図に示すように照明用
光ファイバー５の端部と受光用光ファイバー６の端部と
を対向させ、その対向間隙および前記照明用光ファイバ
ーおよび受光用光ファイバーの外周を囲って前記主絶縁
層と同一の絶縁材料で一体に成形しである。７は照明用
光ファイバーに接続した光源、８は受光用光ファイバー
に接続した光電変換素子、９は光電変換素子の信号から
絶縁材料の表色値を演算する表色演算部、１０は被測定
材料のエポキシ樹脂と同じ材料の表色値と絶縁劣化度の
関係をあらかじめ求めて記憶した関数発生部、１１は表
色演算部からの信号と、関数発生部からの信号から絶縁
材料の劣化度を演算する劣化度演算部で表示部１２に出
力するように構成されている。
光ファイバー５の端部と受光用光ファイバー６の端部と
を対向させ、その対向間隙および前記照明用光ファイバ
ーおよび受光用光ファイバーの外周を囲って前記主絶縁
層と同一の絶縁材料で一体に成形しである。７は照明用
光ファイバーに接続した光源、８は受光用光ファイバー
に接続した光電変換素子、９は光電変換素子の信号から
絶縁材料の表色値を演算する表色演算部、１０は被測定
材料のエポキシ樹脂と同じ材料の表色値と絶縁劣化度の
関係をあらかじめ求めて記憶した関数発生部、１１は表
色演算部からの信号と、関数発生部からの信号から絶縁
材料の劣化度を演算する劣化度演算部で表示部１２に出
力するように構成されている。
この構成の活線絶縁診断装置において、機器の運転によ
り巻線の温度が上昇すると、主絶縁層３に含浸されたエ
ポキシ樹脂が変色する。この変色状態は、光源７から照
明用光ファイバー５を経由した光が主絶縁層３の材料と
同一の光検出用プローブ内を透過して受光用光ファイバ
ー６を介して光電変換素子８に受光し、表色演算部９は
、光電変換素子の信号から表色値を演算して劣化度演算
部に出力する。劣化度演算部は、前記表色演算部からの
表色値の信号と、関数発生部にあらかじめ記憶している
表色値の信号から、絶縁材料の劣化度を検出する。
り巻線の温度が上昇すると、主絶縁層３に含浸されたエ
ポキシ樹脂が変色する。この変色状態は、光源７から照
明用光ファイバー５を経由した光が主絶縁層３の材料と
同一の光検出用プローブ内を透過して受光用光ファイバ
ー６を介して光電変換素子８に受光し、表色演算部９は
、光電変換素子の信号から表色値を演算して劣化度演算
部に出力する。劣化度演算部は、前記表色演算部からの
表色値の信号と、関数発生部にあらかじめ記憶している
表色値の信号から、絶縁材料の劣化度を検出する。
いま、熱劣化によって主絶縁層のエポキシ樹脂の化学構
造量Ｘの変化が化学反応速度論に従うとすれば、化学構
造量Ｘは、次式（１）で表される。
造量Ｘの変化が化学反応速度論に従うとすれば、化学構
造量Ｘは、次式（１）で表される。
ここで、ｔは劣化時間、Ａは頻度因子、△Ｅは活性化エ
ネルギー、Ｒはガス定数、Ｔは劣化の絶対温度、ｇ（Ｘ
）は反応機構を表す関数である。
ネルギー、Ｒはガス定数、Ｔは劣化の絶対温度、ｇ（Ｘ
）は反応機構を表す関数である。
エポキシ樹脂の劣化が時間０からｔまで進み、化学構造
量がＸ。からＸまで変化したとして、式（１）を積分す
ると、次式（２）が得られる。
量がＸ。からＸまで変化したとして、式（１）を積分す
ると、次式（２）が得られる。
この式（２）における右辺の積分は、時間の次元となる
ことから、使用温度の累積時間である換算時間θと呼ば
れている。
ことから、使用温度の累積時間である換算時間θと呼ば
れている。
したがって、
式（２）は、
次のように書き換えられ
る。
他方、反応機構を表す関数ｇ（Ｘ）と頻度因子Ａが一定
の劣化領域では、種々の温度条件下で劣化が生じても、
換算時間θが等しければ化学構造量Ｘの変化も等しくな
り、次式（５）が成立する。
の劣化領域では、種々の温度条件下で劣化が生じても、
換算時間θが等しければ化学構造量Ｘの変化も等しくな
り、次式（５）が成立する。
θ−ｆ （Ｘ） ・・・・（５）
Ｐ＝ｈ （Ｘ） ・ ・ ・ ・（６） となり、換算時間θと表色値Ｐとの間に次式（７）が成
立する。
Ｐ＝ｈ （Ｘ） ・ ・ ・ ・（６） となり、換算時間θと表色値Ｐとの間に次式（７）が成
立する。
θ＝ ｒ （ｈ−’ （Ｐ）） ・・・・
（７）したがって、エポキシ樹脂の表色値Ｐの変化を測
定することによって、熱劣化度の尺度となる換算時間θ
を求めることができる。更にまた、予め求めてあいた同
一絶縁構成のエポキシ樹脂の寿命点での換算時間をθ、
とするとき、色の変化から求めた換算時間θとの差Δθ
が余寿命に相当する換算時間となる。すなわち、この余
寿命Δθは、次式（８）で表される。
（７）したがって、エポキシ樹脂の表色値Ｐの変化を測
定することによって、熱劣化度の尺度となる換算時間θ
を求めることができる。更にまた、予め求めてあいた同
一絶縁構成のエポキシ樹脂の寿命点での換算時間をθ、
とするとき、色の変化から求めた換算時間θとの差Δθ
が余寿命に相当する換算時間となる。すなわち、この余
寿命Δθは、次式（８）で表される。
この式（８）にみられるように、余寿命は、温度と時間
の関数として求められる。したがって、時間を以降の温
度条件が定まれば、余寿命の時間Δｔ（＝ｔｅ−ｔ）を
求めることができる。
の関数として求められる。したがって、時間を以降の温
度条件が定まれば、余寿命の時間Δｔ（＝ｔｅ−ｔ）を
求めることができる。
第４図は、主絶縁層３に含浸されたエポキシ樹脂の劣化
による色の変化を、（Ｌ ＊、 ａ２ ｂ＊）表色系に
おける未劣化エポキシ樹脂の色に対する色差（ΔＥ”ａ
ｂ＞で表したものである。同図において、○は２３０
℃で、△は２１０℃でそれぞれ劣化させた場合の値を示
している。
による色の変化を、（Ｌ ＊、 ａ２ ｂ＊）表色系に
おける未劣化エポキシ樹脂の色に対する色差（ΔＥ”ａ
ｂ＞で表したものである。同図において、○は２３０
℃で、△は２１０℃でそれぞれ劣化させた場合の値を示
している。
第４図から明らかなように、エポキシ樹脂の劣化が進む
につれて、色差ΔＥ”ａｂが大きくなる。
につれて、色差ΔＥ”ａｂが大きくなる。
そして、劣化の尺度となる換算時間θと色との間には前
述の式（７）で示したように一義的な関係があることか
ら、この色の変化に基づいて劣化の尺度となる換算時間
θを求めることができる。
述の式（７）で示したように一義的な関係があることか
ら、この色の変化に基づいて劣化の尺度となる換算時間
θを求めることができる。
更にまた、同一絶縁構成での寿命点における換算時間θ
、を求めておけば、余寿命に相当する換算時間Δθ（−
〇、−〇）が求まり、以降の温度条件が定まれば式（８
）から余寿命の時間Δ１（＝１．−１）を求めることが
できる。たとえば、所定時間稼働後の色差ΔＦ：’ａｂ
が７０であるとすると、第４図の曲線から劣化の換算時
間θは、６．６Ｘ１０−”時間となる。
、を求めておけば、余寿命に相当する換算時間Δθ（−
〇、−〇）が求まり、以降の温度条件が定まれば式（８
）から余寿命の時間Δ１（＝１．−１）を求めることが
できる。たとえば、所定時間稼働後の色差ΔＦ：’ａｂ
が７０であるとすると、第４図の曲線から劣化の換算時
間θは、６．６Ｘ１０−”時間となる。
また、同一絶縁構成の絶縁線輪の耐熱寿命が、１８０℃
で４Ｘ１０−’時間であるとすると、寿命点における換
算時間θ８は、式（３）から２．７Ｘ ＩＱ−”時間と
なる。このときの劣化の活性化エネルギーΔＥは、４１
、８ ｋ ｃａｌ／ｍｏｌである。したがって、余寿命
の換算時間Δθ（−〇、−θ）は２Ｘ １０−”時間と
なり、引き続き１８０℃で機器が運転されたとすると、
式（８）から余寿命の時間Δ１（＝１．−１）は２．９
Ｘ１０’時間となる。
で４Ｘ１０−’時間であるとすると、寿命点における換
算時間θ８は、式（３）から２．７Ｘ ＩＱ−”時間と
なる。このときの劣化の活性化エネルギーΔＥは、４１
、８ ｋ ｃａｌ／ｍｏｌである。したがって、余寿命
の換算時間Δθ（−〇、−θ）は２Ｘ １０−”時間と
なり、引き続き１８０℃で機器が運転されたとすると、
式（８）から余寿命の時間Δ１（＝１．−１）は２．９
Ｘ１０’時間となる。
劣化度・演算部１１においてこのような演算を行い、そ
の結果を表示部１２に送り、絶縁層の劣化状況を知らせ
る信号を発生する。したがって、作業者は、この信号に
よって絶縁層の状態を把握することができる。
の結果を表示部１２に送り、絶縁層の劣化状況を知らせ
る信号を発生する。したがって、作業者は、この信号に
よって絶縁層の状態を把握することができる。
なお、光検出プローブ４用の光ファイバーは絶縁物であ
るので、これを主絶縁層３に埋め込んだことにより絶縁
性が劣化することはない。また、この光検出プローブ４
は絶縁層の外周に取り付けることもでき、表色法として
は前述の（Ｌ ”、 ａ ”。
るので、これを主絶縁層３に埋め込んだことにより絶縁
性が劣化することはない。また、この光検出プローブ４
は絶縁層の外周に取り付けることもでき、表色法として
は前述の（Ｌ ”、 ａ ”。
ｂ”）表色系以外の表色系を用いることや、標準光の透
過光量を直接使用することも可能である。
過光量を直接使用することも可能である。
実施例では、光検出用プローブを巻線の導体に並設して
設けたが、これに限定されることなく、導体と保護絶縁
層との間の主絶縁層内に埋め込んでもよく、上コイルと
下コイルの間に埋設してもよい。また鉄心のスロット内
壁の一部を凹部に切欠いて光検出用プローブを埋め込ん
でもよい。前記光検出用プローブは、主絶縁層の絶縁材
料と同一の絶縁材料で形成したが、主絶縁材料き相関関
係をもって表色値が変化する材料で形成してもよい。
設けたが、これに限定されることなく、導体と保護絶縁
層との間の主絶縁層内に埋め込んでもよく、上コイルと
下コイルの間に埋設してもよい。また鉄心のスロット内
壁の一部を凹部に切欠いて光検出用プローブを埋め込ん
でもよい。前記光検出用プローブは、主絶縁層の絶縁材
料と同一の絶縁材料で形成したが、主絶縁材料き相関関
係をもって表色値が変化する材料で形成してもよい。
上述のように光検出用プローブを絶縁層内に埋め込んで
、色の変化から絶縁層の劣化状態を検出でき、機器の運
転を止めることなく絶縁診断ができるようになる。
、色の変化から絶縁層の劣化状態を検出でき、機器の運
転を止めることなく絶縁診断ができるようになる。
図は本発明の実施例を示すもので第１図は活線絶縁診断
装置を示す概略図であり、第２図は第１図１−Ｉ線断面
図、第３図は光検出用プローブの斜視図、第４図は色差
ΔＥ”ａｂと換算時間θとの関係を示す図、第５図は本
発明の他の実施例を示す光検出用プローブの斜視図であ
る。 ｌ：導体 ３：主絶縁層 ５：照明用光ファイバー ７二光源 ９：表色演算部 １】：劣化度演算部 ２：保護絶縁層 ４：光検出用プローブ ６：受光用光ファイバー ８：光電変換素子 １０：関数発生部 １２：表示部 第１図 工 第 図 ル 第 図 ム 換算時間 θ＜ｈ＞ 第 図
装置を示す概略図であり、第２図は第１図１−Ｉ線断面
図、第３図は光検出用プローブの斜視図、第４図は色差
ΔＥ”ａｂと換算時間θとの関係を示す図、第５図は本
発明の他の実施例を示す光検出用プローブの斜視図であ
る。 ｌ：導体 ３：主絶縁層 ５：照明用光ファイバー ７二光源 ９：表色演算部 １】：劣化度演算部 ２：保護絶縁層 ４：光検出用プローブ ６：受光用光ファイバー ８：光電変換素子 １０：関数発生部 １２：表示部 第１図 工 第 図 ル 第 図 ム 換算時間 θ＜ｈ＞ 第 図
Claims (1)
- 絶縁を施した導体と導体外周の保護層との間に充填し
た主絶縁材料の層内に埋設し照明用光ファイバーと受光
用光ファイバーをそなえた光検出用プローブと、照明用
光ファイバーに接続した光源と、受光用光ファイバーに
接続した光電変換素子と、光電変換素子からの信号を入
力し主絶縁材料の表色値を演算する表色演算部と、あら
かじめ主絶縁材料の劣化度と表色値との関係を求めて記
憶した関数発生部と、前記表色演算部の出力と関数発生
部の出力から絶縁材料の劣化度を演算する劣化度演算部
とを設け、前記光検出用プローブを照明用光ファイバー
の端部と、受光用光ファイバーの端部とを対向させ、こ
の対向間隙内に主絶縁材料と相関関係をもって熱劣化に
より表色値の変化する材料を充填して構成したことを特
徴とする活線絶縁診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2284290A JPH03226651A (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | 活線絶縁診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2284290A JPH03226651A (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | 活線絶縁診断装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03226651A true JPH03226651A (ja) | 1991-10-07 |
Family
ID=12093965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2284290A Pending JPH03226651A (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | 活線絶縁診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03226651A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0816830A2 (en) * | 1996-06-28 | 1998-01-07 | Hitachi, Ltd. | Method and device for diagnosing insulation deterioration of an electrical apparatus |
| US20200001386A1 (en) * | 2018-06-27 | 2020-01-02 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Reflow furnace and soldering method |
-
1990
- 1990-01-31 JP JP2284290A patent/JPH03226651A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0816830A2 (en) * | 1996-06-28 | 1998-01-07 | Hitachi, Ltd. | Method and device for diagnosing insulation deterioration of an electrical apparatus |
| US5774228A (en) * | 1996-06-28 | 1998-06-30 | Hitachi, Ltd. | Deterioration diagnosis method and device of electrical machine and apparatus |
| EP0816830A3 (en) * | 1996-06-28 | 1999-06-09 | Hitachi, Ltd. | Method and device for diagnosing insulation deterioration of an electrical apparatus |
| US20200001386A1 (en) * | 2018-06-27 | 2020-01-02 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Reflow furnace and soldering method |
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