WO2018235346A1 - 電気機器の診断システム及び方法 - Google Patents

電気機器の診断システム及び方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2018235346A1
WO2018235346A1 PCT/JP2018/008446 JP2018008446W WO2018235346A1 WO 2018235346 A1 WO2018235346 A1 WO 2018235346A1 JP 2018008446 W JP2018008446 W JP 2018008446W WO 2018235346 A1 WO2018235346 A1 WO 2018235346A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
mold resin
physical quantity
electric device
diagnostic system
residual stress
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/008446
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
侯泰 吉村
宗太 木村
剛志 井上
拓 小野寺
美稀 山崎
竹内　正樹
憲一 相馬
Original Assignee
株式会社日立産機システム
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社日立産機システム filed Critical 株式会社日立産機システム
Publication of WO2018235346A1 publication Critical patent/WO2018235346A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N17/00—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light

Definitions

  • the present invention relates to a diagnostic technique for electrical devices.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-12270 relates to “a method of measuring an internal strain of a molded product capable of measuring an internal strain of a molded product including a metal insert therein.
  • the optical fiber sensor 1 is embedded in the vicinity of the insert at the time of molding of a molded article made of the polymer insulating material 2 including the metal insert 3 inside, and the behavior of strain inside the molded article is monitored. Is disclosed (see abstract).
  • an optical fiber sensor 1 is embedded in the vicinity of an insert to monitor the behavior of strain inside a molded article. That is, the sensor 1 is directly attached to the interface between the mold resin 2 and the metal insert 3.
  • the mold resin of the electric device covers the conducting part, and it is difficult to attach a sensor or the like to the conducting part in order to secure insulation. Therefore, the technique of Patent Document 1 is not considered for the measurement of an electrical device in which it is difficult to attach or embed a sensor between a mold resin and a metal member.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to provide a system and method for diagnosing the state of mold resin present in the vicinity of a current-carrying portion of an electric device.
  • a diagnostic system of an electric device including a conductive portion and a mold resin connected to the conductive portion, the physical quantity of the surface portion of the mold resin Using the specified physical quantity distribution, and the specified physical quantity distribution that specifies the physical quantity distribution of the region of the surface layer part and the interface part between the mold resin and the current conducting part using the measured physical quantity And a state specifying means for specifying the state of the mold resin.
  • the system which diagnoses the state of mold resin which exists in the electric conduction part vicinity of an electric equipment can be provided.
  • FIG. 10 It is a figure which shows the relationship between the residual stress of resin which X-ray-measured in the measurement location of FIG. 10, and the resin thickness position of a measurement location. It is a flowchart of determination of the measurement location implemented by the diagnostic method of an electric device provided with the mold resin for electrical insulation which concerns on Example 4 of this invention. It is a flowchart of determination of the measurement location implemented by the diagnostic method of an electric device provided with the mold resin for electrical insulation which concerns on Example 5 of this invention. It is a schematic diagram showing the correlation database in FIG. It is a block block diagram showing the diagnostic system of an electric equipment provided with the mold resin for electrical insulation concerning Example 6 of this invention. It is a figure showing the display part of the diagnostic system of an electric equipment provided with the mold resin for electrical insulation concerning Example 6 of this invention.
  • constituent elements are not necessarily essential unless clearly indicated otherwise and in principle if clearly considered to be essential.
  • an electrical device such as a transformer, a switch, a motor, or an inverter includes a current-carrying portion such as a coil and an electrically insulating mold resin surrounding the portion.
  • a current-carrying portion such as a coil
  • an electrically insulating mold resin surrounding the portion.
  • this mold resin is mainly composed of a resin material such as epoxy resin.
  • colorants and inorganic fillers may be blended. By dispersing the inorganic filler in a resin material, mechanical fracture strength and elastic modulus are improved and heat resistance is improved.
  • inexpensive inorganic fillers such as silica, alumina and glass are blended.
  • heat is also applied to the mold resin due to heat generation resulting from continuous energization of the coil. Due to the visco-elastic properties of the resin, the residual stress generated in the mold resin decreases over time in a high temperature environment to which heat is applied. In addition, due to the heat generation of the coil during operation and the temperature difference due to the day and night during the day, a thermal stress due to the linear expansion coefficient difference is applied to the mold resin. The residual stress generated in the mold resin decreases with time due to the decrease in the rigidity of the resin caused by the thermal fatigue due to the repeated application of the thermal stress.
  • the function of the mold resin to tighten the coil is reduced, and a slip occurs between the coil and the mold resin. If slippage occurs, local stress concentration occurs at the interface when thermal stress is applied, and the interface peels off or the mold resin is broken, resulting in dielectric breakdown, and electrical insulation can not be guaranteed by the mold resin. , Leading to failure as electrical equipment. In many cases, since the metal conduction part does not break down, the part that determines the failure of the electric device is the mold resin.
  • Peeling of the interface between the current-carrying portion inside the electrical device and the mold resin and cracking of the mold resin are, as described above, the sliding of the interface with the temporal change of the force with which the mold resin clamps the coil and the operation of the electrical device Due to the stress concentration of thermal stress applied naturally.
  • the precursor such as peeling of the interface between the current-carrying portion and the mold resin and cracking of the mold resin which can not be viewed from outside the electrical device.
  • FIG. 1 is a flowchart of a diagnostic method of an electric device provided with a mold resin for electrical insulation according to an embodiment of the present invention.
  • the diagnostic method of an electric device provided with the mold resin for electrical insulation concerning one Embodiment of this invention contains 1st process S101 regarding a diagnosis, 2nd process S102, and 3rd process S103. .
  • the diagnostic method performs determination 11 of a measurement target as preparation for the first step S101 described below.
  • the determination of the object to be measured 11 when the user or the electrical equipment to be measured by the system is selected, the specification including the type, the number of years of production, the rated capacity, the dimensions, the constituent materials and the like becomes clear. That is, by storing information such as the type in the storage unit before diagnosis, the type or the like of the selected electric device to be measured is specified.
  • the measurement location is an arbitrary location where the mold resin of the electric device is exposed to the outside of the electric device and the mold resin can be measured by a measuring device used for diagnosis.
  • the mold resin of an electric equipment is exposed outside the electric equipment means a portion where the mold resin is in contact with the outside air, and means a portion where the surface can be observed.
  • the determination 12 of the measurement point may be performed automatically using a previously constructed database, or may be performed by the measurer himself.
  • measurement points can be determined in advance for each model of the electric device, and the database can be constructed.
  • the measurement location corresponding to the model is determined according to the database.
  • One or more measurement points may be used. In addition, one or more measurements may be performed on the same measurement point. Errors and the like can be reduced by increasing the number of measurements.
  • the electrical device is covered with a housing or a paint
  • the measurement site where the mold resin is exposed can be obtained by removing the housing or removing the paint.
  • the physical quantity of the surface layer portion of the mold resin at the measurement location specified by the determination 12 of the measurement location is measured.
  • the surface layer portion of the mold resin refers to a region that can be measured by the measurement method used in the first step S101. It is possible to facilitate the determination of the measurement point by displaying the surface layer or instructing the user in the determination of the measurement object 11 or the determination 12 of the measurement point in accordance with the performance of the measurement apparatus and the measurement principle.
  • light or X-rays are irradiated, and a region which penetrates the mold resin is specified as the surface layer portion.
  • the entry of light or X-ray means that a component which has entered the interior without being reflected on the surface is scattered or reflected and comes out of the object to be measured.
  • the surface portion of the mold resin to which the sensor is attached is defined as the surface layer portion.
  • the physical quantity to be measured in the first step S101 is preferably a physical quantity that changes with the passage of time, as compared to the physical quantity when the electrical device to be measured is manufactured.
  • the change with time of the physical quantity is determined depending on the elapsed time from manufacture, the use load factor of the electric device, the installation environment of the electric device, or the like.
  • the amount of change in the physical amount differs depending on the use load factor, and there are two electrical devices that differ only in the use load factor, the physical quantities possessed by each of the electrical devices show different values and the states of the electrical devices differ. Can be expressed.
  • the second step S102 is a step of specifying the physical amount inside the mold resin based on the physical amount of the surface layer portion measured in the first step S101.
  • the inside of the mold resin refers to the region from the surface layer portion where the mold resin is exposed to the outside of the electric device to the interface portion between the conductive material covered by the mold resin and the mold resin. That is, it is a region from the surface or the surface of the mold resin measured in S101 to the interface with the coil or the like which is the conductive portion inside the mold resin.
  • the physical quantity distribution database 13 in the electric device is used to specify the physical quantity distribution from the surface layer portion of the mold resin to the inside.
  • the physical quantity distribution indicates a change in physical quantity.
  • the physical quantity distribution may indicate the change in physical quantity of the mold resin existing in a straight line connecting the measurement portion to the closest conducting part, or, as represented by a three-dimensional contour diagram or the like, over the entire structure of the mold resin. It may indicate three-dimensional change of physical quantity.
  • the physical quantity distribution may differ depending on conditions such as the type of constituent material of the electric device and the distance from the surface layer of the mold resin to the interface with the conductive material such as a coil.
  • the physical quantity distribution database 13 in the electric device is constructed.
  • the physical quantity distribution database 13 in the electric device For the construction of the physical quantity distribution database 13 in the electric device, a method of creating and measuring the electric device, creating and measuring an element test piece simulating the electric device, or modeling and analyzing the electric device is used. For example, the structure of the electrical device is modeled for each model of the electrical device included in the specification, and analysis is performed in advance. By evaluating and organizing the physical quantity changes from an arbitrary surface layer of the electrical device to the inside of the mold resin, the physical change is stored in the physical quantity distribution database 13 in the electrical device.
  • Mold resin starting from the surface layer portion measured in the first step S101 according to the specification of the electric device to be measured, the measurement location or the physical quantity of the surface layer portion that is the measurement location with reference to the physical quantity distribution database 13 in the electrical device And the physical quantity distribution up to the interface of the and conductive materials.
  • Extraction refers to calculation of physical quantities up to the interface from the surface layer as a starting point.
  • the end point can be an interface between the mold resin and the conductive material, that is, the coil.
  • the center of the coil may be an end point. In this case, since the characteristics of the coil can be considered, the accuracy is improved.
  • the end point may be specified including the iron core.
  • the third step S103 is a step of specifying the deterioration state of the electric device based on the physical quantity distribution inside the mold resin extracted in the second step S102.
  • the degradation state of the electrical device represents the degree of degradation of the electrical device to be measured by the physical quantity of the specified interface.
  • the degree of deterioration the prediction time when dielectric breakdown of the mold resin occurs, the prediction time when the insulation performance becomes lower than a predetermined value, the progress degree of the physical quantity change in comparison with the electric equipment continued to be used at rated capacity, etc. Is a concept that includes
  • the physical amount at the interface is calculated from the physical quantity distribution specified in the second step S102 and compared with the threshold.
  • the threshold it is possible to identify the degree to which an electrical device can lead to dielectric breakdown.
  • the manufacturer of electrical equipment when there is a standard use environment of electrical equipment specified by the manufacturer of electrical equipment, specifying the physical quantity inside the mold resin when used in the use environment indicates the standard usage environment.
  • the manufacturer of the electrical device can recommend replacement of the electrical device with an age shorter than the warranty years of the electrical device.
  • the correlation database 14 of the physical quantity inside the mold resin and the deterioration state of the electric device Use As described above, in order to identify the degree of deterioration of the electric device from the physical quantity distribution specified in the second step S102, in the third step S103, the correlation database 14 of the physical quantity inside the mold resin and the deterioration state of the electric device Use.
  • the degradation state of the electrical device is extracted according to the specification of the electrical device, the measurement location, and the physical quantity distribution at the measurement location with reference to the correlation database 14 of the physical amount and the degradation state of the electrical device.
  • the correlation database 14 of the physical quantity and the degradation state of the electric device has a threshold of the physical quantity inside the mold resin where slippage occurs between the mold resin and the current-carrying part for each model of the electric device.
  • the slip refers to a state in which the respective displacements at the interface do not match when the mold resin and the conductive material are deformed. Slippage may cause damage such as wear of the molding resin or conductive member at the interface.
  • the tolerance to the slip of the electric device can be calculated using the threshold value of the physical quantity as an index.
  • the deterioration state is indicated as a diagnosis result 15, and the diagnosis is ended.
  • FIGS. 1 to 6 an embodiment will be described using FIGS. 1 to 6.
  • a diagnostic index a physical quantity that changes with the passage of time as a diagnostic index, as compared with the physical quantity when the electric device is manufactured.
  • a physical quantity used as a diagnostic index residual stress generated in the mold resin at the time of manufacturing the electric device, a potential difference between the mold resin and the conductive material, rigidity of the mold resin, void fraction existing in the mold resin, etc. can be implemented.
  • the residual stress refers to a stress state in an object that exists in the absence of external force.
  • the mold resin has a structure for covering the conducting part such as a coil, and when the resin is cured, a difference occurs in the amount of thermal deformation between the mold resin and the conducting part. As the amount of thermal deformation balances, stress is generated in the mold resin and the conducting part, and this becomes residual stress.
  • electrical devices such as mold transformers, residual stress exists as a force by which the mold resin clamps the current-carrying portion.
  • the mold resin may be connected so as to be adjacent to the conducting part without being limited to the covering state in the structure for covering the conducting part such as the coil.
  • the conducting part such as the coil does not have to be covered on the front surface, and may be connected to an area to be provided with insulation. That is, the relationship may be such that the conductive portion, the mold resin, and the outside air are arranged in this order.
  • FIG. 2 is a flowchart which represents the diagnosis method of an electric equipment provided with the mold resin for electrical insulation based on a present Example which made the residual stress the diagnostic index in steps.
  • the diagnosis starts from the determination 11 of the measurement object, proceeds to the determination 12 of the measurement point, and determines the measurement point, but the explanation thereof is omitted because it is the same step, and the first step S201 having a difference The following is described.
  • the residual stress related to the surface layer portion of the mold resin is measured. Measurement of residual stress is performed by nondestructive inspection method. At this time, the electric device to be measured may be in the energized state or in the blackout state. In order to obtain a stable measurement result, measurement in a blackout condition is preferable.
  • a stress measurement device using radiation such as X-rays can be used.
  • X-ray stress measurement uses the diffraction phenomenon of X-rays.
  • the X-ray diffraction phenomenon is a phenomenon that occurs between lattice planes of the crystal structure of the measurement object, and the X-ray incident on the measurement object is intensified and reflected.
  • the angle of reflection (diffraction angle) is unique to the wavelength of the X-ray and the substance of the object to be measured.
  • the diffraction angle which is an intrinsic value, also changes. Since the change in the diffraction angle depends on the applied stress, it is possible to calculate the magnitude of the stress applied to the object by specifying how much the diffraction angle has changed.
  • the object to be measured needs to contain a member having a crystal component.
  • the microstructure of the powder of the inorganic filler to be complexed to the mold resin for electrical insulation needs to have a crystalline having a regular atomic arrangement or an amorphous having an irregular atomic arrangement.
  • Examples of the crystalline inorganic filler include crystalline silica, aluminum oxide, aluminum hydroxide, calcium carbonate, iron oxide, titanium oxide, zirconium oxide, cesium oxide and the like. Moreover, the compounding quantity of an inorganic filler is arbitrary.
  • FIG. 3 shows an example of X-ray diffraction when X-rays are irradiated when the mold resin of the electric device is an epoxy resin.
  • the epoxy resin contains crystalline silica as a filler.
  • the solid line shown in FIG. 3 is the diffraction pattern of the epoxy resin containing the filler, and the dotted line is the diffraction pattern of the filler alone.
  • the epoxy resin is irradiated with X-rays, a pattern of the diffraction intensity of the epoxy resin which is identical to the filler alone is obtained.
  • the stress applied to the epoxy resin can be calculated paying attention to the obtained diffraction pattern, and stress measurement by X-ray of the mold resin surface layer portion is possible.
  • the surface layer portion of the mold resin to be measured has an irradiation diameter of X-rays of several millimeters and a penetration depth of several tens of micrometers of X-rays.
  • the penetration depth is changed according to the irradiation intensity of the X-ray, and thus the penetration depth is not limited to the above-mentioned value, but the present invention can be implemented by measuring the surface layer portion.
  • the physical amount inside the mold resin is extracted based on the physical amount of the surface layer portion measured in the first step S201.
  • the case of extracting the physical quantity change of the mold resin connecting the measured surface layer to the closest conducting part will be described.
  • the position of the current-carrying portion closest to the measured surface portion can be specified.
  • the residual stress distribution database 23E is a stress change rate of residual stress in the surface layer and residual stress in the current-carrying portion closest to the surface layer for each type of electric device and for each operation rate and age of the electric device. Have.
  • the effect on the mold resin is large, which is effective as a measurement point.
  • the present invention is not limited to the closest conducting part and can be performed, and when using a plurality of measurement points, it is also possible to obtain an average value. If the model, the operating rate, and the elapsed age are specified from the specifications of the electrical device, it is possible to extract the stress change rate in the surface layer portion and the conducting portion from the residual stress distribution database 23E. At this time, the residual stress in the current-carrying part can be known by multiplying the residual stress in the surface layer part measured in the first step S201 and the stress change rate.
  • the residual stress distribution database 23E in the electrical device In order to construct the residual stress distribution database 23E in the electrical device, analysis, test, and measurement are performed on the electrical resin and the test piece 23C of the mold resin material provided in the electrical device.
  • the physical property value of the mold resin including mechanical properties such as Young's modulus and Poisson's ratio of the mold resin as compared with the case of measuring the electric device in actual size, and the aged deterioration due to the deterioration of the physical property value Evaluation becomes easy.
  • the test piece 23C of the mold resin material included in the electric device may be a test piece cut out directly from the electric device actually in operation, or has a completely same chemical component and composite material composition as this, and is separately manufactured resin material It may be a test piece of
  • Flows from 23A to 23E shown in FIG. 2 relate to the numerical analysis by the finite element method for the electric device, and are performed before actually diagnosing the electric device, and the results are stored in the database.
  • finite element modeling is performed based on the component structure of the electrical device.
  • the material physical properties of the material that actually constitutes each portion of the electric device for example, the current-carrying portion or the mold resin, are input.
  • the material physical properties and shape of the coil of the current-carrying part, and the material physical properties and shape of the mold resin covering the coil are input.
  • material physical properties are mechanical physical properties such as Young's modulus and Poisson's ratio, and thermal physical properties such as linear expansion coefficient and thermal conductivity.
  • an initial residual stress distribution when an electrical device is manufactured can be determined.
  • thermosetting resin such as an epoxy resin is exposed to a thermosetting treatment, cured at high temperature, and molded.
  • the electric device is subjected to a cooling process from a high temperature state at curing to room temperature.
  • both the mold resin and the conductive material thermally shrink in the cooling step, the amount of thermal shrinkage is different due to the difference in the linear expansion coefficient of each material.
  • the mold resin and the conductive material are deformed so that the difference in thermal contraction amount is balanced, and a residual stress is generated so that the deformation is balanced.
  • the residual stress described above can be estimated by performing the finite element method analysis 23B simulating the above-described cooling process using the model created in the modeling 23A of the electric device.
  • FIG. 4A shows a perspective view of an analysis model created by modeling 23A of the electric device.
  • the figure shows, as an example, the case where the electrical device is a molded transformer.
  • FIG. 4 (b) shows a cross-sectional view of the electric device obtained on the plane A shown in FIG. 4 (a).
  • the mold resin 22 covers the conduction portion 21.
  • An example of the result of the finite element method analysis 23B obtained for the region B in the figure is shown in FIG. 4 (c).
  • FIG. 4C shows the residual stress distribution from the interface between the mold resin 22 and the current-carrying portion 21 to the surface layer portion of the mold resin 22.
  • the distribution of stress is, as shown in FIG. 4C, stress at each position from the surface layer portion 24 of the mold resin to the interface portion 23 of the conductive portion 21 and the mold resin 22 for electrical insulation.
  • FIG. 4C is a schematic view of the stress distribution, and extracts the stress S1 at the interface portion 23, the stress S2 at the surface layer portion 24, and the stress distribution S3 between them.
  • the stress S2 in the surface layer portion 24 is shown to be smaller than the stress S1 in the interface portion 23, but the stress S2 in the surface layer portion 24 may be larger than the stress S1 in the interface portion 23, It does not matter even if it is equal.
  • the ratio between the stress S2 in the surface layer portion 24 and the stress S1 in the interface portion 23 is defined as ⁇ , and is defined by the following equation.
  • ⁇ S1 / S2 Since the residual stress applied to the surface layer portion measured in the first step S201 is the stress S2 in the surface layer portion 24, the ratio ⁇ of the residual stress values of the surface layer portion 24 and the interface portion 23 is used
  • the ratio ⁇ of the residual stress value between the surface layer 24 and the interface 23 is the residual stress distribution in the electric device If stored in the database 23E, the residual stress in the interface can be evaluated from the residual stress in the surface layer obtained in the first step.
  • the ratio ⁇ which is the relationship between the residual stress value of the surface layer portion and the interface portion, is specified in advance. Thereafter, the residual stress value of the interface portion is specified using a ratio ⁇ which is a relation of the residual stress value specified in advance and the stress value of the measured surface portion.
  • it is a parameter which can measure a surface layer part, not only residual stress but other physical quantities, such as rigidity and potential difference, can also be used.
  • the initial residual stress distribution evaluated by the finite element analysis 23B is indicated by a solid line.
  • the residual stress distribution database 23E in the electrical device also stores the residual stress distribution after aging.
  • Stress relaxation is one of the causes of the secular change of residual stress. Stress relaxation is a phenomenon in which the stress generated is reduced when the resin is continuously given a predetermined strain.
  • FIG. 5 shows an example of stress relaxation measurement. Test pieces are prepared, stress relaxation at 0.3% strain is measured, and stress after elapsed time is normalized based on the stress value at the start point.
  • FIG. 5 shows changes in residual stress at ambient temperatures of 100 ° C. and 25 ° C. It can be seen that the stress change rate is different depending on the environmental temperature.
  • the strain level of the mold resin changes depending on the load factor, and the temperature received by the mold resin also changes.
  • the relationship between the temperature of the mold resin and the strain corresponding to the load factor of the electric device can be specified, and the reduction rate of the stress with respect to the elapsed time can be calculated using the results of the stress relaxation test shown in FIG.
  • the ratio of the residual stress of the surface layer part and the interface part is estimated for each model of the electric equipment and each load factor, and is made into a database.
  • the model is a concept including the year of manufacture, the shape, and the model, but is not limited to this and can be divided according to the characteristics of the electric device.
  • the residual stress in the mold resin in the second step S202 based on the residual stress of the surface layer portion measured in the first step S201. It is possible to extract the distribution of
  • the third step S203 is a step of specifying the deterioration state of the electric device based on the residual stress distribution in the mold resin extracted in the second step S202.
  • the correlation database 24A of the residual stress and the deterioration state is used.
  • the degradation state of the electrical device is extracted according to the specification of the electrical device, the measurement location and the residual stress distribution at the measurement location with reference to the correlation database 24A of the residual stress and the degradation state.
  • the correlation database 24A of the residual stress and the deterioration state can have, for each model of the electric device, a threshold of the residual stress in which a slip occurs between the mold resin and the current-carrying portion. Since residual stress exists as a force with which the mold resin clamps the conducting part, when the residual stress approaches zero, slippage tends to occur at the interface between the mold resin and the conducting part. It is possible to set a threshold of residual stress which causes slippage at the interface and causes the electric device to break down.
  • the threshold of the residual stress be determined for each model of the electric device, for example. Therefore, if the threshold value of the residual stress in the mold resin for each model of the electric device is stored in the correlation database 24A of the residual stress and the deterioration state, the database 24A is specified by specifying the model from the specifications of the electric device.
  • the threshold can be obtained by reference.
  • the correlation database 24A of the residual stress and the deterioration state may store threshold values of residual stress values at the interface part inside the mold resin where voids and cracks occur at the interface part as well as the slip. As described above, the residual stress value at the interface is extracted from the residual stress distribution inside the mold resin, and compared with the threshold value for each model stored in the correlation database 24A of the residual stress and the deterioration state, The degree of freedom is assessed.
  • the diagnosis result 25 can be implemented without necessarily displaying.
  • it may be stored in another device or storage means, and may be used as diagnostic information of the object to be measured.
  • the display unit of the diagnosis result will be described later in another embodiment.
  • the residual stress applied to the filler is the residual stress to which the mold resin is subjected to be transmitted to the filler therein.
  • the dielectric breakdown caused by slippage, peeling or the like generated between the current-carrying portion and the mold resin is caused by the influence of residual stress to which the resin in the vicinity of the interface is subjected. Therefore, in order to prevent the dielectric breakdown of the mold resin, it is necessary to specify the residual stress applied to the mold resin.
  • the first step S201 follows the flow shown in FIG. That is, the residual stress value on the filler is converted into the residual stress value of the mold resin, using the correlation database S201D of the residual stress applied to the filler and the mold resin.
  • the strip-shaped element test piece of mold resin which has a dimension of 140x20x5 mm is created, and a load is given to an element test piece by a 4 point
  • the X-ray measurement was carried out under load applied to the test piece to evaluate the residual stress value applied to the filler.
  • the stress value which simulated the residual stress applied to a resin test piece was computed by using the strain gauge stuck on the test piece as a sensor.
  • FIG. 1 An X-ray measurement result when a plurality of loads are applied to the test piece is shown in FIG. It can be seen that there is a correlation between the X-ray stress measurement value and the applied stress on the resin test piece. When residual stress is present in the mold resin, it can be said that the residual stress on the filler changes in proportion to the magnitude thereof.
  • residual stress of mold resin can be evaluated with high precision by X-ray measurement by using correlation database S201D of residual stress concerning a filler and mold resin shown in this example.
  • the residual stress can be specified by the test piece, and the deterioration diagnosis of the predetermined device can be performed by comparing the result with the surface layer portion to be measured.
  • test piece 23F made of a resin material simulating the structure of the electrical device was manufactured and verified.
  • the test piece 23F is shown in FIG.
  • the test piece is composed of a metal cylinder 31 simulating a current-carrying portion, and a mold resin cylinder 32 molded so as to cover the metal cylinder 31.
  • the metal cylinder 31 is copper
  • the mold resin cylinder 32 is epoxy resin 32 applied to electric equipment, and the dimensions are: inner diameter of ⁇ 14 mm, outer diameter of ⁇ 30 mm, outer diameter of ⁇ 30 mm, outer diameter of ⁇ 60 mm And each had a height of 25 mm.
  • FIG. An example of the measured residual stress distribution is shown in FIG. As shown, it can be seen that residual stress is distributed within the resin thickness.
  • the residual stress distribution shown in FIG. 11 is a value measured immediately after producing the element test piece. If the test piece is continuously given a temperature change to which the electrical device is subjected, the residual stress distribution after aged use of the electrical device can be measured.
  • FIG. 12 shows a flow using the past measurement results for the determination 12 of the measurement point shown in FIG.
  • the result of the past measurement of the electric device is stored as a correlation database 22C between the measurement point of each model and the variation of the measurement result.
  • the database 22C is used to refer to past data of a model similar to the electrical device to be diagnosed. From the past data, the variation in measurement position and measurement result of similar models is extracted. From the extraction result, it is possible to select a measurement point where variation in measurement result is expected to be small.
  • the change in residual stress varies depending on the use load of the electrical device and can be used as an indicator of the deterioration state.
  • the residual stress value shown for each model is different. Therefore, even with models having the same specifications, variations in measured values may change depending on operating conditions.
  • FIG. 13 has a correlation database in which operation data is additionally stored in the determination 22 of the measurement point.
  • FIG. 15 is a block diagram showing a diagnostic system of an electric device provided with a mold resin for electrical insulation according to an embodiment of the present invention.
  • the diagnosis system of the electric device is configured of a surface layer stress measuring device 30 and an arithmetic processing unit 40.
  • the measuring device 30 for measuring the residual stress of the surface layer is a device for measuring the residual stress in the surface layer 24 of the mold resin for electrical insulation provided in the electric device, and for example, an X-ray stress measuring device for measuring the stress from X-ray diffraction It can be used.
  • the arithmetic processing unit 40 includes a residual stress distribution calculating unit 41 and a deterioration state calculating unit 42.
  • the storage unit 50 includes a residual stress distribution database 51 in the electric device and a correlation database 52 of the residual stress and the deterioration state.
  • the residual stress distribution calculating unit 41 calculates the stress distribution S3 in the mold resin from the residual stress measured by the measuring device 30 and the residual stress distribution database 51 in the electric device.
  • the deterioration state calculation unit 42 specifies the deterioration state of the electric device from the residual stress distribution obtained by the residual stress distribution calculation unit 41 and the correlation database 52 of the residual stress and the deterioration state.
  • the display unit 60 displays the obtained diagnosis result of the electric device.
  • the display unit 60 may be provided in the arithmetic processing unit 40, or may be, for example, a tablet terminal separate from the arithmetic processing unit, and a display signal may be transmitted thereto from the arithmetic processing unit.
  • FIG. 60 An example of the diagnostic result shown by the display unit 60 is shown in FIG.
  • the display content can be selected in the screen.
  • Options include the type of diagnostic result (display by signal, display by equivalent years, etc.), type of display graph of X-ray measurement results (diffraction intensity, residual stress value, etc.), display method (photograph, drawing) of measurement unit , Etc., may include one or more of the past measurement results.
  • the diagnostic method of an electrical device provided with the mold resin for electrical insulation described above can determine the physical quantity related to the interface between the current-carrying portion inside the electrical device and the mold resin, which determines the failure of the electrical device. By using this to identify the degradation state of the electrical device, a highly accurate diagnostic technique can be provided.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

電気機器の通電部位近傍に存在するモールド樹脂の状態を診断するシステム及び方法を提供することを目的とする。　通電部と通電部に接続されたモールド樹脂を備えた電気機器の診断システムであって、モールド樹脂の表層部の物理量を測定する測定手段と、測定した物理量を用いて、表層部とモールド樹脂と通電部との間である界面部との領域が有する物理量分布を特定する分布特定手段と、特定した物理量分布を用いて、モールド樹脂の状態を特定する状態特定手段と、を有することを特徴とする電気機器の診断システムを提供する。

Description

電気機器の診断システム及び方法
　本発明は、電気機器の診断技術に関する。
　特許文献１（特開２００４－１２２７０号公報）には、「内部に金属インサートを含むモールド品の内部ひずみの計測が可能なモールド品の内部ひずみ測定法に関する。
　内部に金属インサート３を含む高分子絶縁材料２よりなるモールド品の成型時に前記インサート近傍に光ファイバセンサ１を埋め込み、モールド品内部のひずみの挙動をモニタリングすることを特徴とする。」ことが開示されている（要約参照）。
特開２００４－１２２７０号公報
　特許文献１は、インサート近傍に光ファイバセンサ１を埋め込み、モールド品内部のひずみの挙動をモニタリングするものである。つまり、モールド樹脂２と金属インサート３との界面にセンサ１を直接貼り付けるものである。
　電気機器のモールド樹脂は、通電部を覆うものであり絶縁性を確保するため、通電部にセンサ等を貼り付けることが困難である。そのため、特許文献１の技術は、モールド樹脂と金属部材との間にセンサを貼り付けまたは埋込みが困難な電気機器の測定については考慮されていない。
　本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、電気機器の通電部位近傍に存在するモールド樹脂の状態を診断するシステム及び方法を提供することを目的とする。
　前記課題を解決するために、例えば本発明の一例を挙げるとするならば、通電部と通電部に接続されたモールド樹脂を備えた電気機器の診断システムであって、モールド樹脂の表層部の物理量を測定する測定手段と、測定した物理量を用いて、表層部とモールド樹脂と通電部との間である界面部との領域が有する物理量分布を特定する分布特定手段と、特定した物理量分布を用いて、モールド樹脂の状態を特定する状態特定手段と、を有することを特徴とする電気機器の診断システムである。
　本発明によれば、電気機器の通電部位近傍に存在するモールド樹脂の状態を診断するシステムを提供することができる。
本発明の実施形態に係る電気絶縁用モールド樹脂を備える電気機器の診断方法のフローチャートである。 本発明の実施例１に係る電気絶縁用モールド樹脂を備える電気機器の診断方法のフローチャートである。 本発明の実施例１に係る電気絶縁用モールド樹脂を用いたX線回折強度の結果を示す図である。 本発明の実施例１に係る電気機器をモデル化した解析モデルの斜視図である。 図４（ａ）中の平面Ａで得られる電気機器の解析モデルの断面図である。 図４（ｂ）の領域Ｂで得られる有限要素法解析の結果を示す図である。 本発明の実施例１に係る電気絶縁用モールド樹脂を用いた応力緩和試験の結果を示す図である。 本発明の実施例１に係る残留応力分布のデータベースを示す概要図である。 本発明の実施例２に係る電気絶縁用モールド樹脂を備える電気機器の診断方法で実施される第１の工程のフローチャートである。 本発明の実施例２に係る電気絶縁用モールド樹脂を用いた４点曲げ負荷試験のX線応力測定結果を表す図である。 本発明の実施例３に係る電気絶縁用モールド樹脂を備える電気機器の診断方法のフローチャートである。 本発明の実施例３に係る電気機器を模擬した要素試験片の斜視図である。 図１０の測定箇所でX線測定した樹脂の残留応力と測定箇所の樹脂厚さ位置との関係を示す図である。 本発明の実施例４に係る電気絶縁用モールド樹脂を備える電気機器の診断方法で実施される測定箇所の決定のフローチャートである。 本発明の実施例５に係る電気絶縁用モールド樹脂を備える電気機器の診断方法で実施される測定箇所の決定のフローチャートである。 図１３中の相関データベースを示す概要図である。 本発明の実施例６に係る電気絶縁用モールド樹脂を備える電気機器の診断システムを表すブロック構成図である。 本発明の実施例６に係る電気絶縁用モールド樹脂を備える電気機器の診断システムの表示部を表す図である。
　以下、適宜図面を参照して、本発明を実施するための形態（実施形態）について詳細に説明する。なお、実施例を説明するための各図において、同一の構成要素には同一の名称、符号を付して、その繰り返しの説明を省略する。
　便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。
　また、要素の数など（個数、数値、量、範囲などを含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良いものとする。
　また、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須ではない。
　また、構成要素等について、「Ａからなる」、「Ａよりなる」、「Ａを有する」、「Ａを含む」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲等についても同様である。
　例えば、変圧器や開閉器、モータ、インバータなどの電気機器は、コイルなどの通電部位とそれを取り囲む電気絶縁性のモールド樹脂とを備えている。モールド樹脂を形成することで、漏電による機器の故障を防いだり、電気機器が設置された周囲への漏電を防ぎ、安全を確保できる。
　多くの場合、このモールド樹脂は、エポキシ樹脂などの樹脂材料を主成分とする。さらに、着色剤や無機充填材が配合される場合もある。無機充填材は、樹脂材料に分散させることで、機械的な破断強度や弾性率の向上と、耐熱性の向上をもたらす。具体的には、シリカや、アルミナ、ガラスなどの安価な無機充填材が配合される。
　電気機器の製造時、特に、モールド樹脂の成型時には、高温で硬化させたモールド樹脂の徐冷過程において、モールド樹脂とコイルとの線膨張係数差に起因した残留応力が発生する。この残留応力はコイルに対してモールド樹脂を締め付ける働きを持ち、コイルに対してモールド樹脂が強固に接着される。
　電気機器の運転中、コイルへの連続的通電に起因する発熱により、モールド樹脂にも熱が印加される。樹脂の粘弾性特性により、モールド樹脂に発生している残留応力は、熱が印加された高温環境下において経時的に低下する。また、運転中のコイルの発熱や一日の中での昼夜による温度差に起因し、モールド樹脂には線膨張係数差による熱応力が印加される。熱応力の繰り返し負荷による熱疲労に起因した樹脂の剛性低下により、モールド樹脂に発生している残留応力は、経時的に低下する。
　モールド樹脂の粘弾性や剛性の経年変化による残留応力の低下により、モールド樹脂がコイルを締め付ける働きが低下し、コイルとモールド樹脂間に滑りが発生する。滑りが発生すると、熱応力の印加時に、当該界面に局所的な応力集中が発生し、当該界面の剥離やモールド樹脂が割れるなどして、絶縁破壊され、モールド樹脂による電気絶縁の保証ができなくなり、電気機器としての故障に至る。多くの場合には、金属製の通電部位には破壊が及ばないため、電気機器の故障を決定づける部位は、モールド樹脂である。
　このような界面の剥離やモールド樹脂の割れは、電気機器の内部で起こるものである。従って、電気機器が故障を迎えつつあるかどうかを知り、電気機器の使用継続や取りやめなどを適切に診断するためには、電気機器の外部から、モールド樹脂がコイルを締め付ける力の変化を把握し、当該界面の剥離やモールド樹脂の割れの前兆を見つけ出す必要がある。
　電気機器内部の通電部位とモールド樹脂との界面の剥離やモールド樹脂の割れは、前記の通り、モールド樹脂がコイルを締め付ける力の経時変化に伴う当該界面の滑りや、滑りに伴う電気機器の運転中に自ずと印加される熱応力の応力集中による。電気機器の診断の高精度化のためには、電気機器の外側から目視することができない、通電部位とモールド樹脂との界面の剥離やモールド樹脂の割れなどの前兆を直接的に知る必要があった。
　図１は、本発明の実施形態に係る電気絶縁用モールド樹脂を備える電気機器の診断方法のフローチャートである。
　図１が示すように、本発明の一実施形態に係る電気絶縁用モールド樹脂を備える電気機器の診断方法は、診断に関する第１の工程Ｓ１０１、第２の工程Ｓ１０２、第３の工程Ｓ１０３を含む。
　本発明の実施の形態に係る診断方法は、下記する第１の工程Ｓ１０１の下準備として測定対象の決定１１を行う。測定対象の決定１１では、ユーザまたはシステムが測定する電気機器を選択すると、型式、製造年数、定格容量、寸法、構成材料などを含む仕様が明らかになる。すなわち、診断を行う前に型式等の情報を記憶手段に記憶させることで、選択された測定対象である電気機器の型式等が特定される。
　次に、測定箇所の決定１２にて、診断に適した測定箇所を決定する。測定箇所は、電気機器のモールド樹脂が電気機器外部に露出した箇所とし、診断に使用する測定装置によりモールド樹脂を測定できる任意の箇所である。なお、電気機器のモールド樹脂が電気機器外部に露出とは、モールド樹脂が外気に接触している部分をいい、表面が観察できる部位をいう。
　測定箇所の決定１２は、予め構築したデータベースを用いて自動的に実施してもよいし、測定者自らが実施してもよい。データベースを用いる場合、例えば電気機器の機種ごとに測定箇所を事前に決定しておき、データベースを構築しておくことができる。測定対象が選択され、仕様に含まれる機種の情報が明らかになれば、データベースに従いその機種に対応した測定箇所が決定される。
　測定箇所は、１箇所でも複数箇所でも構わない。また、同一の測定箇所に対して、１または複数回の測定を行っても良い。測定回数を増加させることで誤差等を減らすことができる。電気機器が筐体または塗装により覆われている場合、その筐体を取り外す、または塗装を取り除くことで、モールド樹脂が露出した測定箇所とすることができる。
　次に、診断工程として、第１の工程Ｓ１０１では、測定箇所の決定１２によって特定した測定箇所のモールド樹脂の表層部の物理量を測定する。モールド樹脂の表層部とは、第1の工程Ｓ１０１で用いる測定手法により測定可能な領域を指す。測定装置の性能や測定原理に対応して測定対象の決定１１または測定箇所の決定１２のステップにおいて、表層部を表示またはユーザへの指示することで測定箇所の決定を容易にすることができる。
　例えば、光学式の表面観察手段やＸ線を用いた非接触式の測定では、光またはＸ線が照射され、モールド樹脂に侵入する領域が表層部として特定される。光やＸ線が侵入するとは表面で反射せずにその内部へ入り込んだ成分が、散乱または反射し、測定対象から出てくることをいう。
　ひずみゲージや熱電対を用いた接触式のセンサを用いた測定では、当該センサが貼り付けられたモールド樹脂の表面部が表層部として画定される。
　第１の工程Ｓ１０１で測定する物理量とは、測定対象の電気機器が製造されたときの物理量と比較し、時間経過に伴い変化する物理量であることが好ましい。当該物理量の経時変化は、製造からの経過時間、電気機器の使用負荷率、または電気機器の設置環境などに依存し変化率が決定される。
　例えば、使用負荷率によって物理量の変化量が異なれば、使用負荷率のみがことなる２つの電気機器が存在する場合、各々の電気機器が有する物理量は異なる値を示し、電気機器の状態が異なることを表せる。
　次に、第２の工程Ｓ１０２について説明する。第２の工程Ｓ１０２は、第１の工程Ｓ１０１で測定した表層部の物理量を基に、モールド樹脂の内部の物理量を特定する工程である。モールド樹脂の内部とは、モールド樹脂が電気機器外部に露出した表層部から、モールド樹脂が被覆する導電材料とモールド樹脂との界面部までの領域をいう。つまり、Ｓ１０１で測定したモールド樹脂表面または表層部からモールド樹脂内部の通電部であるコイル等との界面までの領域である。
　モールド樹脂の表層部から内部までの物理量分布を特定するために、電気機器中の物理量分布データベース１３を用いる。物理量分布とは、物理量の変化を示すものである。
　物理量分布は、測定箇所から最も近い通電部までを結ぶ直線状に存在するモールド樹脂の物理量変化を指してもよいし、３次元のコンター図などで表されるように、モールド樹脂の構造全体にわたる物理量の３次元変化を指してもよい。
　物理量分布は、電気機器の構成材料の種類やモールド樹脂の表層部からコイル等の通電する導電材料との界面部までの距離などの条件に依存し異なり得るため、予め電気機器の診断条件に合わせた電気機器中の物理量分布データベース１３を構築しておく。
　電気機器中の物理量分布データベース１３の構築には、電気機器を作成し測定する、電気機器を模擬した要素試験片を作成し測定する、または電気機器をモデル化し解析するといった手法を用いる。例えば、仕様に含まれる電気機器の機種ごとに電気機器の構造をモデル化し、解析を予め実施する。電気機器の任意の表層部からモールド樹脂内部までの物理量変化を評価し整理することで、その物理用変化を電気機器中の物理量分布データベース１３に格納する。
　電気機器中の物理量分布データベース１３を参照し、測定対象の電気機器の仕様、測定箇所または測定箇所である表層部の物理量にあわせ、第１の工程Ｓ１０１で測定した表層部を始点としたモールド樹脂と導電材料の界面部までの物理量分布を抽出する。抽出とは、表層部を始点として、界面部までの物理量を計算により求めることをいう。終点をモールド樹脂と導電材料つまりコイルとの界面部とすることができる。また、コイル内部まで物理量分布を特定するため、コイルの中心を終点としてもよい。この場合は、コイルの特性を考慮することができるため、精度が向上する。さらに、コイルとコイルに巻き回された鉄心との接触を考慮し、鉄心を含めて終点を特定してもよい。第２の工程Ｓ１０２において、モールド樹脂内部にかかる物理量分布の抽出が完了すると、診断は第３の工程Ｓ１０３に進む。
　第３の工程Ｓ１０３では、第２の工程Ｓ１０２で抽出したモールド樹脂内部の物理量分布を基に、電気機器の劣化状態を特定する工程である。電気機器の劣化状態とは、特定された界面部の物理量により測定対象である電気機器の劣化程度を表すものである。劣化程度の一例として、モールド樹脂の絶縁破壊が生じる予測時期や、絶縁性能が所定の値よりも低くなる予測時期、定格容量で使用され続けた電気機器と比較した場合の物理量変化の進行程度等を含む概念である。
　例えば、電気機器が界面部で絶縁破壊に至るモールド樹脂内部の物理量の閾値が存在する場合、第２の工程Ｓ１０２で特定した物理量分布より界面部での物理量を算出し、当該閾値と比較することで、電気機器が絶縁破壊にいたる裕度を特定できる。
　また、電気機器の製造会社が指定する標準的な電気機器の使用環境が存在する場合、当該使用環境で使用した際のモールド樹脂内部の物理量を特定しておけば、標準的な使用環境で示す物理量と第２の工程Ｓ１０２で特定したモールド樹脂内部の物理量とを比較することで、診断される電気機器が標準的な環境で使用されていたか、またはより過酷な環境で使用されていたか判断することができる。電気機器が標準的な環境よりも過酷な環境で使用されていたと判断した場合、電気機器の製造会社は電気機器の保証年数よりも短い使用年数で電気機器の交換を推奨することができる。
　上述したように、第２の工程Ｓ１０２で特定した物理量分布から電気機器の劣化程度を特定するために、第３の工程Ｓ１０３では、モールド樹脂内部の物理量と電気機器の劣化状態の相関データベース１４を用いる。
　物理量と電気機器の劣化状態の相関データベース１４を参照し、電気機器の仕様、測定箇所および測定箇所での物理量分布にあわせ、電気機器の劣化状態を抽出する。例えば、物理量と電気機器の劣化状態の相関データベース１４は、モールド樹脂と通電部との間で滑りが発生するモールド樹脂内部での物理量の閾値を、電気機器の機種ごとに有している。
　滑りは、モールド樹脂と導電材料とが変形するとき、界面部でのそれぞれの変位が一致しない状態を指す。滑りにより、界面部のモールド樹脂または導電部材が摩耗などの損傷を受ける場合がある。
　電気機器の仕様より機種を特定し、物理量と電気機器の劣化状態の相関データベース１４を参照することで、当該電気機器に対する内部での物理量の閾値を取得できる。第２の工程Ｓ１０２で特定したモールド樹脂内部の物理量を取得した閾値で除することで、物理量の閾値を指標として電気機器の滑りに至る裕度を算出できる。
　第３の工程Ｓ１０３において、電気機器の劣化状態の抽出が完了すると、当該劣化状態を診断結果１５として示し、診断は終了する。
　次に、実施の形態について図１から図６を用いて説明する。実施形態で記載した診断方法では、電気機器が製造されたときの物理量と比較し、時間経過に伴い変化する物理量を診断指標とすることが好ましい。
　例えば、診断指標として用いる物理量として、電気機器の製造時にモールド樹脂に発生する残留応力、モールド樹脂と導電材料の電位差、モールド樹脂の剛性、モールド樹脂中に存在するボイド率等が実施できる。
　残留応力とは、外部から力が働いていない状態で存在する物体内の応力状態をいう。電気機器では、モールド樹脂はコイル等の通電部を覆う構造をしており、樹脂が硬化する際にモールド樹脂と通電部との熱変形量に差異が発生する。その熱変形量が釣り合うように、モールド樹脂および通電部に応力が発生し、これが残留応力となる。モールド変圧器などの電気機器では、モールド樹脂が通電部を締め付ける力として残留応力が存在する。
　ここで、モールド樹脂はコイル等の通電部を覆う構造については、覆う状態に限らず単に通電部に隣り合うように接続されたものであってもよい。また、コイル等の通電部は前面が覆われている必要はなく、絶縁性を持たせる領域に対して接続されていればよい。つまり、通電部、モールド樹脂、外気の順に配置される関係であればよい。
　以下、物理量が残留応力である場合の例について説明する。図２は、残留応力を診断指標とした本実施例に係る、電気絶縁用モールド樹脂を備える電気機器の診断方法を段階的に表すフローチャートである。
　実施形態と同様、診断は測定対象の決定１１から開始し、測定箇所の決定１２に進み、測定箇所を決定するが、同一の工程であるため説明を省略し、差異のある第１の工程Ｓ２０１以降について説明する。
　次に、第１の工程Ｓ２０１において、モールド樹脂の表層部に係る残留応力の測定を行う。残留応力の測定は、非破壊検査手法によって行う。このとき、測定対象の電気機器は、通電状態にあっても構わないし、停電状態にあっても構わない。安定した測定結果を得るためには、停電状態での測定が好ましい。
　残留応力の非破壊検査手段として、Ｘ線など放射光を用いた応力測定装置を用いることができる。Ｘ線応力測定は、Ｘ線の回折現象を用いる。
　Ｘ線の回折現象とは、測定対象物が有する結晶構造の格子面間で起こる現象であり、測定対象物に入射されたＸ線が強めあって反射する。
　反射する角度(回折角)は、Ｘ線の波長および測定物の物質ごとに固有である。測定物に応力が加わると、固有値である回折角も変化する。この回折角の変化は加わる応力に依存するため、回折角がどれだけ変化したかを特定することで測定物に負荷される応力の大きさを算出できる。
　したがって、Ｘ線応力測定を実施するためには、結晶構造に由来した回折現象が得られることが必要である。つまり、測定対象物には結晶成分を有する部材が含有されている必要がある。
　電気絶縁用モールド樹脂に複合化する無機充填材の粉末のミクロ構造は、規則的な原子配列を有する結晶質または原子配列が不規則な非晶質を有している必要がある。Ｘ線による応力測定を行う場合には、測定対象であるモールド樹脂内部に明確な回折パターンを有する結晶質を有することが必要である。
　結晶質の無機充填材としては、例えば、結晶性シリカ、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、酸化鉄、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化セシウムなどが挙げられる。また、無機充填材の配合量は任意である。
　一例として、電気機器のモールド樹脂がエポキシ樹脂である場合にＸ線を照射した際のＸ線回折の一例を図３に示す。エポキシ樹脂には、充填剤として結晶性シリカが含有されている。
　図３に示す実線は充填剤を含有するエポキシ樹脂の回折パターンであり、点線は充填剤単体の回折パターンである。エポキシ樹脂にＸ線を照射すると、充填剤単体と一致するエポキシ樹脂の回折強度のパターンが得られる。
　得られた回折パターンに着目し、エポキシ樹脂にかかる応力が算出でき、モールド樹脂表層部のＸ線による応力測定が可能である。
　第１の工程Ｓ２０１で残留応力をＸ線測定する場合、測定されるモールド樹脂の表層部は、Ｘ線の照射径は数ミリメートルおよびＸ線の侵入深さ数十マイクロメートルである。Ｘ線の照射強度によって侵入深さは変化するため上記した値に限定されないが、上記表層部を測定することにより本発明は実施できる。
　第２の工程Ｓ２０２では、電気機器中の残留応力分布データベース２３Ｅを参照し、第１の工程Ｓ２０１で測定した表層部の物理量を基に、モールド樹脂の内部の物理量を抽出する。一例として、測定した表層部から最も近い通電部までを結ぶモールド樹脂の物理量変化を抽出する場合を記載する。
　測定する電気機器の寸法および構造の情報を基に、測定した表層部から最も近い通電部の位置が特定できる。例えば、残留応力分布データベース２３Ｅは、電気機器の機種ごと、そして電気機器の稼働率や経過年数ごとに、表層部での残留応力と表層部から最も近い通電部での残留応力の応力変化率を備えている。
　表層部から最も近い通電部の場合は、モールド樹脂への影響が大きいため測定箇所として有効である。また、最も近い通電部に限らず実施可能であり、複数の測定箇所を用いる場合には、平均値を取得することも可能である。電気機器の仕様より機種、稼働率、および経過年数を特定すれば、残留応力分布データベース２３Ｅから表層部と通電部での応力変化率を抽出することができる。このとき、第１の工程Ｓ２０１で測定した表層部での残留応力と当該応力変化率を掛け合わせることで、通電部での残留応力を知ることができる。
　電気機器中の残留応力分布データベース２３Ｅを構築するために、電気機器や電気機器が備えるモールド樹脂材料の試験片２３Ｃに対して解析や試験、測定を行う。試験片２３Ｃを用いることで、電気機器を実寸で測定する場合と比較して、モールド樹脂のヤング率やポアソン比といった力学物性を含むモールド樹脂の物性値、そして当該物性値の劣化による経年変化の評価が容易となる。
　なお、電気機器が備えるモールド樹脂材料の試験片２３Ｃは、実際に稼働する電気機器から直接切り出してきた試験片でも構わないし、これと全く同じ化学成分、複合材組成をもち、別途製造した樹脂材料の試験片であっても構わない。
　図２に示す２３Ａから２３Ｅに至るフローは、電気機器に対する有限要素法による数値解析に関するものであり、実際に電気機器を診断する前に行い、結果をデータベースに格納しておく。
　具体的に、電気機器のモデル化２３Ａでは、電気機器の部品構造を基に有限要素モデリングを行う。電気機器のモデル化２３Ａで作成したモデルの各要素に対して、電気機器の各部位、例えば通電部位やモールド樹脂などを実際に構成する材料の材料物性を入力する。例えば、通電部のコイルの材料物性及び形状、コイルを覆うモールド樹脂の材料物性及び形状を入力する。
　ここで、材料物性とは、ヤング率やポアソン比などの力学物性、線膨張係数や熱伝導率などの熱物性である。
　例えば、有限要素法解析２３Ｂでは、電気機器が製造された際の初期残留応力分布を求めることができる。
　エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂は熱硬化処理に晒され、高温状態で硬化され、成型される。電気機器が製造される際、硬化時の高温状態から室温まで電気機器は冷却工程を受ける。
　冷却工程ではモールド樹脂および導電材料共に熱収縮するが、各材料の線膨張係数の差異に起因して、熱収縮量はそれぞれ異なる。このとき、熱収縮量の差が釣り合うように時モールド樹脂と導電材料とが変形し、変形が釣り合うよう残留応力が発生する。
　電気機器のモデル化２３Ａで作成したモデルを用い、上記した冷却工程を模擬した有限要素法解析２３Ｂを実施することで、上述した残留応力を見積れる。
　図４（ａ）には、電気機器のモデル化２３Ａで作成された解析モデルの斜視図を示す。図は、電気機器がモールド変圧器である場合を一例として示す。
　次に、図４（ａ）に示す平面Ａで得られる電気機器の断面図を図４（ｂ）に示している。モールド樹脂２２が通電部位２１を覆っている。図中の領域Ｂに対して得られる有限要素法解析２３Ｂの結果例を図４（ｃ）に示す。
　図４（ｃ）には、モールド樹脂２２と通電部位２１との界面からモールド樹脂２２の表層部までの残留応力分布を示している。このとき、応力の分布とは、図４（ｃ）に示すように、モールド樹脂の表層部２４から、通電部位２１と電気絶縁用モールド樹脂２２との界面部２３に至るまでの各位置における応力の比率を意味する。
　図４（ｃ）は、応力の分布の模式図であり、界面部２３における応力Ｓ１と、表層部２４における応力Ｓ２と、これらの間の応力分布Ｓ３をそれぞれ抽出する。
　図４（ｃ）では、表層部２４における応力Ｓ２が、界面部２３における応力Ｓ１よりも小さく示してあるが、表層部２４における応力Ｓ２が、界面部２３における応力Ｓ１よりも大きくとも構わないし、等しくとも構わない。
　このとき、表層部２４における応力Ｓ２と界面部２３における応力Ｓ１との比をαとし、次式で定義する。α＝Ｓ１／Ｓ２　第１の工程Ｓ２０１で測定される表層部にかかる残留応力は、上記表層部２４における応力Ｓ２であるから、表層部２４と界面部２３との残留応力値の比率αを用いて、界面部の残留応力Ｓ２を次式で求めることができるＳ２＝α×Ｓ１　上記のように、表層部２４と界面部２３との残留応力値の比率αを、電気機器中の残留応力分布データベース２３Ｅに格納しておけば、第１の工程で求めた表層部の残留応力より界面部での残留応力を評価することができる。
　すなわち、予め表層部と界面部との残留応力値の関係である比率αを特定する。その後、界面部の残留応力値を、予め特定された残留応力値の関係である比率αと、測定した表層部の応力値を用いて特定する。なお、表層部を測定できるパラメータであれば残留応力に限らず剛性や電位差等の他の物理量を用いることもできる。
　図中、有限要素法解析２３Ｂで評価される初期の残留応力分布を実線で示している。また、電気機器中の残留応力分布データベース２３Ｅでは、経年変化後の残留応力分布も格納する。
　残留応力の経年変化の一因として、応力緩和が挙げられる。応力緩和とは、樹脂に所定のひずみを与え続けた際、発生する応力が減少していく現象である。
　図５は、応力緩和実測の一例を示している。試験片を作製し、0.3%のひずみを与えた際の応力緩和を測定し、開始時点の応力値を基準に経過時間後の応力を正規化している。
　図５では、環境温度100℃と25℃とでの残留応力変化を示している。環境温度によって応力変化率が異なっていることが分かる。
　電気機器の使用時、モールド樹脂のひずみレベルは負荷率によって変化し、またモールド樹脂の受ける温度も変化する。
　したがって、電気機器の負荷率に対応するモールド樹脂の温度とひずみの関係を特定し、図５に示す応力緩和試験結果を用いて、経過時間に対する応力の低下率を算出することができる。
　応力緩和による残留応力低下を考慮し、電気機器製造時からの残留応力分布の変化例を図４（ｃ）の点線で示す。
　有限要素法解析２３Ｂと応力緩和試験２３Ｄを組み合わせることで、任意の電気機器の仕様に合わせ初期の残留応力分布と経年変化後の残留応力分布を算出できる。このとき、算出した電気機器中の残留応力分布データベース２３Ｅの例を図６に示す。
　電気機器の機種ごと、そしてその負荷率毎に表層部と界面部の残留応力の比（内外応力比）を見積っておき、データベース化している。機種とは製造年度や形状、型式を含む概念であるが、これに限らず電気機器の特性毎に分けることが可能である。
　以上のように構築される電気機器中の残留応力分布データベース２３Ｅを用いることで、第１の工程Ｓ２０１で測定した表層部の残留応力を基に、第２の工程Ｓ２０２でモールド樹脂内部の残留応力の分布を抽出することができる。
　次に、第３の工程Ｓ２０３は、第２の工程Ｓ２０２で抽出したモールド樹脂内部の残留応力分布を基に、電気機器の劣化状態を特定する工程である。
　第２の工程Ｓ２０２で特定した残留応力分布から電気機器の劣化状態を特定するために、第３の工程Ｓ２０３では、残留応力と劣化状態の相関データベース２４Ａを用いる。残留応力と劣化状態の相関データベース２４Ａを参照し、電気機器の仕様、測定箇所および測定箇所での残留応力分布にあわせ、電気機器の劣化状態を抽出する。
　例えば、残留応力と劣化状態の相関データベース２４Ａは、モールド樹脂と通電部との間で滑りが発生する残留応力の閾値を、電気機器の機種ごとに有することができる。モールド樹脂が通電部を締め付ける力として残留応力が存在するため、残留応力がゼロに近づくとモールド樹脂と通電部との間の界面で滑りが生じやすくなる。当該界面で滑りが発生し電気機器が絶縁破壊に至る残留応力の閾値を設定できる。
　残留応力の大きさは、電気機器の構造部材の種類や寸法に依存するため、残留応力の閾値は例えば電気機器の機種ごとに求めておいた方が好ましい。そこで、残留応力と劣化状態の相関データベース２４Ａに、電気機器の機種ごとのモールド樹脂内部の残留応力の閾値を格納しておけば、電気機器の仕様より機種を特定することで、当該データベース２４Ａを参照して、当該閾値を取得できる。
　第２の工程Ｓ２０２で特定したモールド樹脂内部の残留応力を取得した上記閾値で除することで、電気機器のモールド樹脂と通電部との界面で滑りが発生する裕度を定量化できる。
　残留応力と劣化状態の相関データベース２４Ａは、滑りに限らず、界面部でのボイドや亀裂が発生するモールド樹脂内部の界面部での残留応力値の閾値を格納していてもよい。上述したように、モールド樹脂内部の残留応力分布より界面部での残留応力値を抽出し、残留応力と劣化状態の相関データベース２４Ａに格納された機種ごとの閾値と比較することで、電気機器の裕度が評価される。
　第３の工程Ｓ２０３において、電気機器の劣化状態の抽出が完了すると、当該劣化状態を診断結果２５として示し、診断は終了する。なお、診断結果２５は必ずしも表示しなくても実施できる。例えば、この場合に、他の装置や記憶手段に記憶させ、測定対象の診断情報として利用することもできる。診断結果の表示部については他の実施例で後述する。
　実施例２では、実施例１の第１の工程Ｓ２０１における、モールド樹脂の表層部に係る残留応力値のＸ線測定手法を図７及び図６を用いて詳述する。
　前述の通り、Ｘ線によって応力測定されるのは、モールド樹脂に含有される表層部に配置される充填剤にかかる残留応力である。充填剤にかかる残留応力は、モールド樹脂が受ける残留応力が、その内部の充填剤に伝播したものである。
　通電部位とモールド樹脂との間で発生する滑りやはく離等に起因する絶縁破壊は、界面部付近の樹脂が受ける残留応力の影響を受けることにより生じる。したがって、モールド樹脂の絶縁破壊を予防するには、モールド樹脂にかかる残留応力の特定が必要である。
　本実施例では、樹脂にかかる残留応力と充填剤にかかる残留応力との相関を取得することで、Ｘ線測定より樹脂の残留応力値を算出することを可能にする。
　具体的には、第１の工程Ｓ２０１は、図７に示されるフローに従う。すなわち、充填剤とモールド樹脂とにかかる残留応力の相関データベースＳ２０１Ｄを用い、充填剤への残留応力値をモールド樹脂の残留応力値に変換する。
　当該相関を取得するために、１４０×２０×５ｍｍの寸法を有するモールド樹脂の短冊形の要素試験片を作成し、４点曲げ試験により要素試験片に負荷を与える。このとき、モールド樹脂の試験片に係る応力は、残留応力値を模擬したものである。
　試験片に負荷が与えられた状態でＸ線測定を実施し、充填剤に負荷される残留応力値を評価した。なお、樹脂試験片に負荷される残留応力を模擬した応力値は、試験片に貼り付けたひずみゲージをセンサとすることで、算出した。
　複数の負荷を試験片に与えた際のＸ線測定結果を図８に示す。Ｘ線応力測定値と樹脂試験片への負荷応力とには相関があることがわかる。モールド樹脂に残留応力が存在している場合、その大きさに比例して、充填剤への残留応力も変化するといえる。
　以上より、本実施例で示した充填剤とモールド樹脂とにかかる残留応力の相関データベースＳ２０１Ｄを用いることで、Ｘ線測定で高精度にモールド樹脂の残留応力を評価できる。試験片による残留応力の特定ができ、この結果と測定対象の表層部とを比較することで、所定の装置の劣化診断を行うことができる。
　実施例３では、実施例１の電気機器中の残留応力分布データベース２３Ｅを構築する代替手法を記載する。代替手法を追加した診断フローを図９に示す。
　電気機器の構造を模擬した樹脂材料の試験片２３Ｆを製造し検証した。試験片２３Ｆを図１０に示す。試験片は、通電部位を模擬した金属円柱３１、金属円柱３１を覆うように成型されたモールド樹脂円柱３２により構成される。
　例えば、金属円柱３１は銅、モールド樹脂円柱３２は電気機器に適用されるエポキシ樹脂３２とし、寸法は、金属円柱の内径をφ１４ｍｍおよび外径をφ３０ｍｍ、金属円柱の内径をφ３０ｍｍおよび外径をφ６０ｍｍとし、それぞれ高さ２５ｍｍとした。
　当該試験片を用いることで樹脂の厚さ方向に複数の測定箇所３３にて、Ｘ線測定することで金属円柱３１と樹脂円柱３２の界面部から樹脂円柱３２の外側（表層部）までの残留応力分布を取得できる。
　測定した残留応力分布例を図１１に示す。図示されるように、樹脂厚さ内で残留応力が分布することが分かる。要素試験片の部材や寸法を変え、電気機器の構造を模擬することで、残留応力分布の有限要素法解析２３Ｂの代替手法として電気機器中の残留応力分布データベース２３Ｅを構築できる。
　図１１に示す残留応力分布は、要素試験片を作成した直後に測定した値である。電気機器が受ける温度変化を試験片に与え続ければ、電気機器の経年使用後の残留応力分布が測定可能である。
　実施例４では、電気機器の診断方法の高精度化に係る実施例について記載する。実施例４では、過去の測定対象の電気機器について測定した結果を用いる例について説明する。
　図１２は、図２に示す測定箇所の決定１２について過去の測定結果を用いるフローを示す。電気機器の過去測定の結果を、機種ごとの測定箇所と測定結果のばらつきとの相関データベース２２Ｃとして格納しておく。
　新たな電気機器の診断をする際、当該データベース２２Ｃを用い、診断する電気機器と類似する機種の過去データを参照する。過去データより、類似機種の測定位置と測定結果のばらつきを抽出する。当該抽出結果より、測定結果のばらつきが少ないと予想される測定箇所を選定することができる。
　実施例５では、電気機器の診断方法の高精度化に係る別の実施例について記載する。実施例５では、電気機器の稼働データを活用する。
　前述の通り、残留応力の変化は、電気機器の使用負荷によって異なり、劣化状態の指標とすることができる。稼働条件によって、機種ごとに示す残留応力値がことなる。そのため、同じ仕様を有する機種であっても、測定値のばらつきは稼働条件に依存して変化しうる。
　実施例４に対し、図１３は、測定箇所の決定２２で稼働データを追加で格納した相関データベースを有している。新規の電気機器の診断をする際、当該データベースを用い、稼働データも含めて当該電気機器と類似する機種の過去データを参照することで、更に測定結果のばらつきが少ないと推定される測定箇所を選定することができる。
　また、図１５に示すように、稼働データなどの過去の測定結果をデータベースとして格納している場合、診断結果２５が類似機種と比較して妥当な値となっているか検討することも可能となる。
　以上より、稼働データなどの過去の測定結果を活用することで、より高精度な診断を提供することが可能となる。
　図１５に、本発明の一実施形態に係る、電気絶縁用モールド樹脂を備える電気機器の診断システムを表すブロック構成図を示す。
　電気機器の診断システムは、表層部応力測定装置３０と演算処理部４０から構成されている。表層部の残留応力の測定装置３０は、電気機器が備える電気絶縁用モールド樹脂の表層部２４における残留応力を測定する装置であり、例えばＸ線回折から応力を測定するＸ線応力測定装置などを用いることができる。
　演算処理部４０は、残留応力分布算出部４１と劣化状態算出部４２とを備えている。また、記憶部５０は、電気機器中の残留応力分布データベース５１と残留応力と劣化状態の相関データベース５２とを備えている。
　残留応力分布算出部４１は、測定装置３０で測定した残留応力と、電気機器中の残留応力分布データベース５１から、モールド樹脂における応力分布Ｓ３を算出する。劣化状態算出部４２は、残留応力分布算出部４１で求めた残留応力分布と、残留応力と劣化状態の相関データベース５２から電気機器の劣化状態を特定する。
　表示部６０は、得られた電気機器の診断結果を表示する。表示部６０は、演算処理部４０内に設けても良いし、演算処理部とは別体の例えばタブレット端末などとし、これに演算処理部から表示信号を伝送するようにしても良い。
　図１６に表示部６０で示す診断結果の一例を示す。図中の診断結果では、表示内容を画面内で選択できる。選択肢としては、診断結果の種類（信号による表示、相当年数による表示、など）、Ｘ線測定結果の表示グラフの種類（回折強度、残留応力値、など）、測定部の表示手法（写真、図面、など）、過去の測定結果のうち一つまたは複数を含むことができる。
　以上に説明した電気絶縁用モールド樹脂を備える電気機器の診断方法は、電気機器の故障を律する、電気機器内部の通電部位とモールド樹脂との界面部に係る物理量を求めることができ、当該物理量を用いて電気機器の劣化状態を特定することで、高精度な診断技術を提供することができる。
Ｓ１０１、Ｓ２０１…第１の工程、Ｓ１０２、Ｓ２０２…第２の工程、Ｓ１０３、Ｓ２０３…第３の工程、１１…測定対象の決定、１２…測定箇所の決定、１３…電気機器中の物理用分布データベース、１４…物理量と劣化状態の相関データベース、１５、２５…診断結果、２１…通電部位、２２…電気絶縁用モールド樹脂、２３…界面部、２３Ｅ…電気機器中の残留応力分布データベース、２４…表層部、２４Ａ…残留応力と劣化状態の相関データベース、３０…測定装置、４０…演算処理部、５０…記憶部、６０…表示部

Claims (19)

  1. 　通電部と前記通電部に接続されたモールド樹脂を備えた電気機器の診断システムであって、
    　前記モールド樹脂の表層部の物理量を測定する測定手段と、
    　測定した前記物理量を用いて、前記表層部と前記モールド樹脂と前記通電部との間である界面部との領域が有する物理量分布を特定する分布特定手段と、
    　特定した前記物理量分布を用いて、前記モールド樹脂の状態を特定する状態特定手段と、
    　を有することを特徴とする電気機器の診断システム。
  2. 　請求項１に記載の電気機器の診断システムにおいて、
    　前記分布特定手段は、前記表層部と前記界面部との関係を予め特定し、測定した前記表層部の前記物理量を予め特定された前記関係とを基に、前記界面部の前記物理量分布を特定することを特徴とする電気機器の診断システム。
  3. 　請求項２に記載の電気機器の診断システムにおいて、
    　前記物理量は残留応力値であることを特徴とする電気機器の診断システム。
  4. 　請求項３に記載の電気機器の診断システムにおいて、
    　前記測定手段は、Ｘ線測定装置であることを特徴とする電気機器の診断システム。
  5. 　請求項４に記載の電気機器の診断システムにおいて、
    　前記モールド樹脂は、無機充填部材が配合された複合樹脂部材であって、
    　前記無機充填部材は、結晶構造を有する部材であることを特徴とする電気機器の診断システム。
  6. 　請求項５に記載の電気機器の診断システムにおいて、
    　前記Ｘ線測定装置は、前記結晶構造の回折光を測定することを特徴とする電気機器の診断システム。
  7. 　請求項５に記載の電気機器の診断システムにおいて、
    　前記モールド樹脂の前記物理量と劣化状態との前記関係を記憶する記憶部を有し、
    　前記状態特定手段は、前記記憶部に記憶された前記劣化状態と前記物理量分布とを用いて、前記モールド樹脂の状態を特定することを特徴とする電気機器の診断システム。
  8. 　請求項１に記載の電気機器の診断システムにおいて、
    　前記物理量は、前記モールド樹脂と前記通電部との電位差であることを特徴とする電気機器の診断システム。
  9. 　請求項１に記載の電気機器の診断システムにおいて、
    　前記物理量は、前記モールド樹脂の剛性であることを特徴とする電気機器の診断システム。
  10. 　請求項１に記載の電気機器の診断システムにおいて、
    　前記物理量は、前記モールド樹脂に存在するボイド率であることを特徴とする電気機器の診断システム。
  11. 　請求項４に記載の電気機器の診断システムにおいて、
    　前記測定手段は、前記モールド樹脂のうち塗装されていない領域または筐体に覆われていない領域を測定することを特徴とする電気機器の診断システム。
  12. 　請求項１に記載の電気機器の診断システムにおいて、
    　前記電気機器は、変圧器、開閉器、モータまたはインバータであることを特徴とする電気機器の診断システム。
  13. 　通電部と前記通電部に接続されたモールド樹脂を備えた電気機器の診断方法であって、
    　前記モールド樹脂の表層部の物理量を測定する測定工程と、
    　測定した前記物理量を用いて、前記表層部と前記モールド樹脂と前記通電部との間である界面部との領域が有する物理量分布を特定する分布特定工程と、
    　特定した前記物理量分布を用いて、前記モールド樹脂の状態を特定する状態特定工程と、
    　を有することを特徴とする電気機器の診断方法。
  14. 　請求項１３に記載の電気機器の診断方法において、
    　前記分布特定工程は、前記表層部と前記界面部との関係を予め特定し、測定した前記表層部の前記物理量を予め特定された前記関係とを基に、前記界面部の前記物理量分布を特定することを特徴とする電気機器の診断方法。
  15. 　請求項１４に記載の電気機器の診断方法において、
    　前記物理量は残留応力値であることを特徴とする電気機器の診断方法。
  16. 　請求項１５に記載の電気機器の診断方法において、
    　前記測定工程は、Ｘ線測定装置であって、結晶構造の回折光を測定することを特徴とする電気機器の診断方法。
  17. 　請求項１６に記載の電気機器の診断方法において、
    　前記モールド樹脂は、無機充填部材が配合された複合樹脂部材であって、
    　前記無機充填部材は、前記結晶構造を有する部材であることを特徴とする電気機器の診断方法。
  18. 　請求項１４に記載の電気機器の診断方法において、
    　前記モールド樹脂の前記物理量と劣化状態との前記関係を記憶する記憶部を有し、
    　前記状態特定工程は、前記記憶部に記憶された前記劣化状態と前記物理量分布とを用いて、前記モールド樹脂の状態を特定することを特徴とする電気機器の診断方法。
  19. 　請求項１６に記載の電気機器の診断方法において、
    　前記測定工程は、前記モールド樹脂のうち塗装されていない領域または筐体に覆われていない領域を測定することを特徴とする電気機器の診断方法。
PCT/JP2018/008446 2017-06-23 2018-03-06 電気機器の診断システム及び方法 WO2018235346A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017122768A JP6946072B2 (ja) 2017-06-23 2017-06-23 電気機器の診断システム及び方法
JP2017-122768 2017-06-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018235346A1 true WO2018235346A1 (ja) 2018-12-27

Family

ID=64736903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/008446 WO2018235346A1 (ja) 2017-06-23 2018-03-06 電気機器の診断システム及び方法

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6946072B2 (ja)
TW (1) TW201905437A (ja)
WO (1) WO2018235346A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021117066A (ja) * 2020-01-24 2021-08-10 三菱パワー株式会社 回転電機用複合材の劣化診断方法および劣化診断システム

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003042859A (ja) * 2001-07-31 2003-02-13 Toshiba Corp 物体内部の残留応力測定方法およびその測定装置
JP2012052891A (ja) * 2010-08-31 2012-03-15 Toyota Motor Corp 樹脂モールド部品の内部応力計測方法
JP2013088149A (ja) * 2011-10-13 2013-05-13 Toyota Motor Corp 樹脂モールド部品および樹脂モールド部品の内部応力測定方法
JP2014016282A (ja) * 2012-07-10 2014-01-30 Mitsubishi Electric Corp ポリマー碍管の劣化診断方法
JP2016201460A (ja) * 2015-04-10 2016-12-01 株式会社日立産機システム 劣化診断機能を有するモールド機器
WO2017001417A1 (en) * 2015-06-29 2017-01-05 Itemis Ag Tracing dependencies between development artifacts in a software development project

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003042859A (ja) * 2001-07-31 2003-02-13 Toshiba Corp 物体内部の残留応力測定方法およびその測定装置
JP2012052891A (ja) * 2010-08-31 2012-03-15 Toyota Motor Corp 樹脂モールド部品の内部応力計測方法
JP2013088149A (ja) * 2011-10-13 2013-05-13 Toyota Motor Corp 樹脂モールド部品および樹脂モールド部品の内部応力測定方法
JP2014016282A (ja) * 2012-07-10 2014-01-30 Mitsubishi Electric Corp ポリマー碍管の劣化診断方法
JP2016201460A (ja) * 2015-04-10 2016-12-01 株式会社日立産機システム 劣化診断機能を有するモールド機器
WO2017001417A1 (en) * 2015-06-29 2017-01-05 Itemis Ag Tracing dependencies between development artifacts in a software development project

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021117066A (ja) * 2020-01-24 2021-08-10 三菱パワー株式会社 回転電機用複合材の劣化診断方法および劣化診断システム
JP7374004B2 (ja) 2020-01-24 2023-11-06 三菱重工業株式会社 回転電機用複合材の劣化診断方法および劣化診断システム

Also Published As

Publication number Publication date
TW201905437A (zh) 2019-02-01
JP6946072B2 (ja) 2021-10-06
JP2019007806A (ja) 2019-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8451013B1 (en) Insulated fiber sensor apparatus and method
US7659728B1 (en) Method and apparatus for measuring degradation of insulation of electrical power system devices
Mohammed et al. FBG thermal sensing features for hot spot monitoring in random wound electric machine coils
Mohammed et al. Open-circuit fault detection in stranded PMSM windings using embedded FBG thermal sensors
WO2018235346A1 (ja) 電気機器の診断システム及び方法
Meng et al. Dynamic analysis of core temperature of low-voltage power cable based on thermal conductivity
KR101886192B1 (ko) 변압기 진단장치
Williamson et al. Investigation of equivalent stator-winding thermal resistance during insulation system ageing
JP6147099B2 (ja) 余寿命診断システムおよび余寿命診断方法
JP2007281275A (ja) モールド変圧器の劣化診断方法
JP6670629B2 (ja) 電気機器の診断システム
JP6668101B2 (ja) 電気絶縁用樹脂モールドを備えた電気機器の診断方法および診断システム
JP6676003B2 (ja) モールド変圧器
WO2017141793A1 (ja) 電気絶縁用樹脂モールドを備えた電気機器の診断方法および診断システム
JP6472329B2 (ja) 変圧器の余寿命診断法、余寿命診断装置および余寿命診断システム
JP2012202695A (ja) 絶縁劣化診断方法および絶縁劣化診断装置
Moser et al. A measurement structure for in-situ electrical monitoring of cyclic delamination
Collombet et al. Cure monitoring of an autoclave manufactured industrial part: added value of complementary instrumentation
Fauzi et al. Transformer Oil Temperature Detection Utilising a Thermal Resistor Sensor
Chang et al. Research on temperature retrieval and fault diagnosis of the cable joint
JP6200198B2 (ja) 回転電気の絶縁診断方法
CN220472571U (zh) 一种合金丝直径检测装置
JP7374004B2 (ja) 回転電機用複合材の劣化診断方法および劣化診断システム
CN115900783A (zh) 一种用于变压器状态检测多参量传感的光纤绝缘纸簇系统
JP2017146183A5 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18820209

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18820209

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1