(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷を制御する負荷制御手段と、
前記負荷制御手段の温度と当該負荷制御手段の周囲の部品の温度との相関データとして予め作成された温度相関データを記憶する記憶手段と、
前記負荷制御手段の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度相関データから前記温度検出手段によって検出された温度に対応する前記部品の温度を得て、得られた温度に基づいて当該部品の寿命を算出する寿命算出手段とを備えたことを特徴とする負荷制御装置。
【請求項２】
前記温度検出手段は、前記負荷制御手段の温度を周期的に検出するように構成され、
前記寿命算出手段は、前記部品の寿命を周期的に算出するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の負荷制御装置。
【請求項３】
前記負荷制御手段の環境条件を検出する環境条件検出手段を備え、
前記記憶手段は、前記負荷制御手段の環境条件と前記部品の環境条件との相関データを環境条件相関データとして記憶するように構成され、
前記寿命算出手段は、前記温度相関データから前記温度検出手段によって検出された温度に対応する前記部品の温度および前記環境条件相関データから前記環境条件検出手段によって検出された環境条件に対応する前記部品の環境条件を得て、得られた温度および環境条件に基づいて当該部品の寿命を算出するように構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の負荷制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実装された各部品の寿命診断機能を備えた負荷制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コントロールセンタとして用いられる閉鎖配電盤に格納される負荷制御装置（単位装置）においては、マイクロコンピュータを応用することにより、負荷（電動機）に対する電力の供給、遮断、保護、監視などの多数の制御機能を備えたものが供されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この種の負荷制御装置は、多機能型保護リレー装置（モータマルチリレー）の周囲に、回路遮断器（ＭＣＣＢ：Molded Case Circuit Breaker）、電磁接触器（コンタクタ）などの各種の部品を備えて構成されている。
【０００４】
ここで、負荷制御装置に備えられた部品の寿命を算出する方法として、当該部品の温度を温度センサによって直接検出して、検出された温度に基づいて、アレニウスの計算式によって寿命を算出する方法がある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１０５４５２号公報
【特許文献２】特開２００３−２４３２６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、負荷制御装置には、種々多数の部品が備えられており、これらの部品の寿命は、その部品の種類によって異なっている。また、同種の部品であっても、その配置位置によって寿命が変化してしまう場合もあるし、その部品の周囲の温度などによって寿命が変化してしまう場合もある。そのため、種々多数の部品を備える負荷制御装置においては、各部品の温度を当該部品の寿命の算出に精度良く反映させる必要がある。
【０００７】
ここで、上記特許文献２のように、それぞれの部品に温度センサを常設し、当該温度センサによって各部品の温度をそれぞれ直接検出するように構成すれば、各部品の温度を当該部品の寿命の算出に精度良く反映させることができるように考えられる。しかしながら、それぞれの部品に温度センサを常設しなければならず、構成が複雑になるとともに、コスト高になってしまう。
【０００８】
本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、各部品にそれぞれ温度を検出する手段を常設しなくとも、各部品の温度を当該部品の寿命の算出に精度良く反映させることができる負荷制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の負荷制御装置は、負荷を制御する負荷制御手段と、前記負荷制御手段の温度と当該負荷制御手段の周囲の部品の温度との相関データとして予め作成された温度相関データを記憶する記憶手段と、前記負荷制御手段の温度を検出する温度検出手段と、前記温度相関データから前記温度検出手段によって検出された温度に対応する前記部品の温度を得て、得られた温度に基づいて当該部品の寿命を算出する寿命算出手段とを備えたことに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の負荷制御装置によれば、負荷を制御する負荷制御手段の温度と当該負荷制御手段の周囲の部品の温度との相関データを温度相関データとして記憶し、この温度相関データから温度検出手段によって検出された温度に対応する各部品の温度を得て、得られた温度に基づいて当該部品の寿命を算出するように構成した。つまり、各部品の温度を直接検出するのではなく、負荷制御手段の温度と相関関係にある各部品の温度に基づいて、当該部品の寿命を算出するように構成した。これにより、各部品にそれぞれ温度を検出する手段を常設しなくとも、各部品の温度を当該部品の寿命の算出に精度良く反映させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すものであり、寿命診断における多機能型保護リレー装置の機能を概略的に示す図
【図２】負荷制御装置の構成を概略的に示す図
【図３】本発明の第３の実施形態を示す図１相当図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について図１および図２を参照しながら説明する。
図２は、コントロールセンタとして用いられる閉鎖配電盤（図示せず）に格納された負荷制御装置１の１ユニット分（１単位装置分）の構成を概略的に示す図である。なお、閉鎖配電盤は、ユニットごとに個別化された複数の負荷制御装置１を収容しており、各負荷制御装置１は、それぞれに接続された図示しない負荷（例えば、電動機）に対する電力の供給、遮断、保護、監視などの制御を行うようになっている。
【００１３】
図２に示すように、負荷制御装置１は、回路遮断器２（ＭＣＣＢ：Molded Case Circuit Breaker）、電磁接触器３（コンタクタ）、タイマー４、サーマルリレー５、多機能型保護リレー装置６（負荷制御手段、寿命算出手段の一実施例、モータマルチリレー）など種々多数の部品を備えて構成されている。
【００１４】
回路遮断器２は、商用電源（図示せず）からの交流電力を負荷に供給する主回路（図示せず）に設けられ、主回路電流の大きさに応じて遮断動作するようになっている。
電磁接触器３は、多機能型保護リレー装置６によって通断電が制御される制御コイル（図示せず）と、当該制御コイルの通断電に応じて主回路（図示せず）を開閉するように制御される主スイッチ（図示せず）とを有しており、主スイッチ（図示せず）を開成，閉成することにより、商用電源から負荷への電力の供給，遮断を行うものである。
【００１５】
タイマー４は、負荷制御装置１に備えられた各種のリレー（図示せず）をオン／オフさせる時間や、後述する寿命診断における経過時間などを計時するものである。
サーマルリレー５は、周囲の温度（熱）によってオン／オフする熱動式過電流継電器として機能するものである。
【００１６】
多機能型保護リレー装置６は、ＣＰＵ７を主体として、当該多機能型保護リレー装置６の駆動電力（直流電力）を平滑化するためのコンデンサ８のほか、図示しないＲＯＭ，ＲＡＭ，電源回路，オペアンプ，制御基板のパターン，ＬＥＤ，各種のスイッチなど種々多数の部品を備えて構成されている。また、多機能型保護リレー装置６は、負荷の運転状態（例えば、負荷の始動・停止、回転速度、加減速などの状態）や、各種部品の寿命（残り寿命）を表示するためのモニタ９を備えている。
【００１７】
また、多機能型保護リレー装置６は、当該多機能型保護リレー装置６の温度を検出する温度検出器１０（温度検出手段の一実施例）を備えている。この温度検出器１０は、例えば、熱電対型の温度センサや、サーミスタなどで構成することができる。要は、多機能型保護リレー装置６の温度を検出可能なものであればよい。
【００１８】
この多機能型保護リレー装置６は、書き換え可能なメモリ１１（記憶手段の一実施例）に記憶された負荷制御プログラムに基づいて、負荷への通断電（始動／停止）、保護、監視などの処理を行うようになっている。また、この多機能型保護リレー装置６は、メモリ１１に記憶された寿命診断プログラムに基づいて、負荷制御装置１に備えられた各部品（上記した回路遮断器２、電磁接触器３や、多機能型保護リレー装置６が備える集積回路など）の寿命を診断する機能（寿命診断機能）を備えている。
【００１９】
次に、この寿命診断機能について図１を参照しながら説明する。
多機能型保護リレー装置６は、予め作成した温度相関データおよび製品保証時間データに基づいて各部品の寿命を算出することにより、寿命診断機能を実現するようになっている。ここで、これら温度相関データおよび製品保証時間データの作成について説明する。
【００２０】
これら温度相関データおよび製品保証時間データは、各部品を備えた負荷制御装置１について恒温試験を行うことにより予め作成されるものである。この恒温試験では、負荷制御装置１を、温度ｔの温度条件下におく。なお、この恒温試験における温度ｔは、適宜変更して実施することができ、各部品が故障し易いと推測される温度を設定することが好ましい。
【００２１】
負荷制御装置１の周囲の温度が温度ｔで一定となった状態で、多機能型保護リレー装置６の温度検出器１０によって当該多機能型保護リレー装置６の温度を測定する。また、この恒温試験においては、負荷制御装置１が実装する各部品についても、それぞれ温度検出器（図示せず）を取り付け、各部品の温度を測定する。そして、得られた多機能型保護リレー装置６の温度と各部品（負荷制御装置１が実装する部品であって、多機能型保護リレー装置６の周囲の部品、或いは、多機能型保護リレー装置６自体が備える部品）の温度との相関データを作成する。作成した相関データは、温度相関データとして多機能型保護リレー装置６のメモリ１１に記憶しておく。なお、この温度相関データは、温度検出器１０によって検出した多機能型保護リレー装置６の温度と、この多機能型保護リレー装置６の温度から推定される各部品の温度との相関データから作成するようにしてもよい。また、この恒温試験において各部品に取り付けた温度検出器（図示せず）は、恒温試験終了後には取り外される。
【００２２】
また、この恒温試験では、負荷制御装置１を温度ｔの温度条件下としたときに、各部品の製品保証時間Ｈ（温度ｔの温度条件下において各部品が故障するまでの時間、換言すれば、温度ｔの温度条件下において各部品が故障しなかった時間）を測定する。得られた製品保証時間Ｈは、恒温試験における温度ｔに対応付けて、製品保証時間データとして多機能型保護リレー装置６のメモリ１１に記憶しておく。なお、この製品保証時間データにおける製品保証時間Ｈは、各部品が故障したと判断するためのしきい値となるものであり、その製品保証時間Ｈまでなら温度ｔの温度条件下においても各部品が故障しないということを保証する時間である。
【００２３】
多機能型保護リレー装置６は、上記のようにして予め作成されメモリ１１に記憶された温度相関データおよび製品保証時間データに基づいて、メモリ１１に格納された寿命診断プログラムを実行することにより、各部品の寿命を演算する。即ち、温度に起因する各部品の故障については、アレニウスモデル（式（１），式（２）参照）に基づいて各部品の製品寿命Ｔを求めることができる。
温度加速係数Ｋｔ＝ＥＸＰ（−Ｅａ（ｔ）／ｋ×（１／Ｔ１−１／Ｔ２）・・式（１）
製品寿命Ｔ＝Ｈ×Ｋｔ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・式（２）
【００２４】
ここで、式（１）の「Ｅａ（ｔ）」は、温度ｔにて恒温試験を行ったときに得られる各部品の活性化エネルギー（[ｅＶ]）である。この活性化エネルギーＥａ（ｔ）は、次のようにして求められる。
即ち、各部品を試験温度ｔ（例えば、２５０℃、２７５℃、２９５℃）の温度条件下におく。そして、この条件下で各部品の変化点を測定する。変化点は、例えば、対象とする部品が集積回路であれば電圧の変化点、電磁接触器３であれば主スイッチの接触抵抗の変化点とする。また、各部品の変化点のしきい値を予め設定しておき、測定された変化点の値がしきい値に到達したときに、当該部品が故障したと定義する。そして、故障と判断された変化点の値についてアレニウスプロット（横軸：１／試験温度ｔ[Ｋ]、縦軸：故障と判断された変化点の値の対数）により求められる傾きを、活性化エネルギーＥａ（ｔ）とする。
【００２５】
式（１）の「ｋ」は、ボルツマン定数（８．６１５９×１０-5[ｅＶ／Ｋ]）であり、その値は不変である。
式（１）の「Ｔ１」は、上記した恒温試験を行ったときの実際の温度（絶対温度[Ｋ]）、即ち、上記温度ｔの具体値である。
【００２６】
なお、これら活性化エネルギーＥａ（ｔ）、ボルツマン定数ｋ、温度Ｔ１は、多機能型保護リレー装置６のメモリ１１に格納された寿命診断プログラムに予め組み込むようにしてもよいし、活性化エネルギーＥａ（ｔ）を外部メモリや内部メモリに記憶しておき、プログラム実行時に読み出すようにしてもよい。要は、寿命診断時に、多機能型保護リレー装置６が各値を得られるように構成すればよい。
【００２７】
式（１）の「Ｔ２」は、上記した温度相関データから得られる各部品（寿命診断の対象とする部品）の温度（絶対温度[Ｋ]）である。この場合、多機能型保護リレー装置６は、温度相関データから、寿命診断時に温度検出器１０によって検出された多機能型保護リレー装置６の温度に対応する各部品の温度Ｔ２を得るようになっている。
【００２８】
式（２）の「Ｈ」は、上記した製品保証時間データから得られる各部品（寿命診断の対象とする部品）の製品保証時間Ｈである。この場合、多機能型保護リレー装置６は、製品保証時間データから、寿命診断時に温度検出器１０によって検出された多機能型保護リレー装置６の温度に対応する製品保証時間を得るようになっている。
【００２９】
多機能型保護リレー装置６は、これらの各値（活性化エネルギーＥａ（ｔ），ボルツマン定数ｋ，温度Ｔ１，温度Ｔ２，製品保証時間Ｈ）を得ると、各部品の寿命を算出する。図１は、本実施形態の寿命診断における多機能型保護リレー装置６の機能を概略的に示す図である。
【００３０】
図１に示すように、多機能型保護リレー装置６は、寿命演算部１２によって、得られた各値や上記式（１），式（２）に基づいて各部品の寿命を算出する。なお、寿命演算部１２は、温度検出器１０から入力される検出温度（寿命診断時に検出される多機能型保護リレー装置６の温度）に対応する各部品の温度Ｔ２および製品保証時間Ｈを、メモリ１１に記憶された温度相関データおよび製品保証時間データから得るようになっている。
【００３１】
次に、多機能型保護リレー装置６は、減算器１３によって、算出した寿命からタイマー４によって計時した経過時間Ｋを差し引くことにより、各部品の残り寿命を算出する。なお、負荷制御装置１は、タイマー４による時間測定機能を有しており、多機能型保護リレー装置６は、このタイマー４によって、負荷制御装置１の始動からの経過時間Ｋを計時するようになっている。
【００３２】
次に、多機能型保護リレー装置６は、算出した残り寿命をモニタ９に表示する。この場合、多機能型保護リレー装置６は、各部品の残り寿命を個別に表示する。また、多機能型保護リレー装置６は、各部品の残り寿命のうち一番短い残り寿命を当該多機能型保護リレー装置６の残り寿命としてモニタ９に表示する。
【００３３】
以上に説明したように本実施形態によれば、多機能型保護リレー装置６は、予め行われる恒温試験に基づいて、当該多機能型保護リレー装置６の温度と各部品（負荷制御装置１が実装する部品であって、多機能型保護リレー装置６の周囲の部品、或いは、多機能型保護リレー装置６自体が備える部品）の温度との相関データを温度相関データとして記憶する。そして、多機能型保護リレー装置６は、実際に各部品の寿命を診断する際には、温度検出器１０によって当該多機能型保護リレー装置６の温度を検出し、温度相関データから検出温度（寿命診断時に温度検出器１０によって検出された温度）に対応する各部品の温度を得て、得られた温度に基づいて当該部品の寿命を算出する。これにより、各部品にそれぞれ温度を検出する手段を常設しなくとも、各部品の温度を当該部品の寿命の算出に精度良く反映させることができる。
【００３４】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態は、多機能型保護リレー装置６の温度を周期的に検出するとともに、各部品の寿命を周期的に算出するようにした点が第１の実施形態と異なる。以下、第１の実施形態と異なる点について説明する。
【００３５】
本実施形態では、多機能型保護リレー装置６は、負荷制御装置１を始動すると、各部品の寿命算出を所定時間ごとに行うようになっている。なお、寿命算出の間隔は、適宜変更して実施することができる。この場合、寿命算出の間隔は、５時間とする。
【００３６】
即ち、多機能型保護リレー装置６は、負荷制御装置１を始動すると、当該負荷制御装置１を始動してからの経過時間Ｊを計時しながら、温度検出器１０による当該多機能型保護リレー装置６の温度検出を所定の間隔で実行する。なお、この温度検出を行う間隔は、適宜変更して実施することができ、要求される寿命算出の精度などに応じて、例えば、数秒ごと、数分ごと、数時間ごとの間隔に設定することができる。
【００３７】
そして、経過時間Ｊが所定時間（この場合、５時間）に到達すると、多機能型保護リレー装置６は、１回目の寿命算出を行う。この寿命算出では、多機能型保護リレー装置６は、経過時間Ｊの間に検出（サンプリング）した多機能型保護リレー装置６の温度の平均値を算出し、その平均値に対応する各部品の温度Ｔ２および製品保証時間Ｈを温度相関データおよび製品保証時間データから得て、得られた温度Ｔ２および製品保証時間Ｈに基づいて、上述した第１の実施形態と同様に、各部品の残り寿命を算出する。
【００３８】
多機能型保護リレー装置６は、１回目の寿命算出を行うと、当該１回目の寿命算出を行ってからの経過時間Ｊを計時しながら、温度検出器１０による当該多機能型保護リレー装置６の温度検出を所定の間隔で実行する。
【００３９】
そして、経過時間Ｊが所定時間（この場合、５時間）に到達すると、多機能型保護リレー装置６は、２回目の寿命算出を行う。この寿命算出では、多機能型保護リレー装置６は、経過時間Ｊの間に検出（サンプリング）した多機能型保護リレー装置６の温度の平均値を算出し、その平均値に対応する各部品の温度Ｔ２および製品保証時間Ｈに基づいて、１回目の寿命算出と同様に、各部品の残り寿命を算出する。
【００４０】
その後、多機能型保護リレー装置６は、前回の寿命算出からの経過時間Ｊを計時しながら当該多機能型保護リレー装置６の温度検出を所定の間隔で行い、経過時間Ｊが所定時間に到達したところで、その間の検出温度の平均値に基づいて寿命算出を行うという動作を繰り返すようになっている。
【００４１】
なお、本実施形態の寿命算出では、各回の寿命算出までの経過時間Ｋ（負荷制御装置１の始動からの経過時間、即ち、その寿命算出までの経過時間Ｊの合計）を考慮して、算出された寿命を補正する必要がある。そのため、多機能型保護リレー装置６は、各回の寿命算出において、算出した寿命から、その寿命算出までの経過時間Ｋを差し引くことにより、各部品の残り寿命を算出するようになっている。
【００４２】
ここで、本実施形態の寿命算出の内容について、さらに詳細に説明する。
例えば、１回目の寿命算出において検出された多機能型保護リレー装置６の温度が５０℃、算出された残り寿命が１００時間であったとする。そして、２回目の寿命算出において検出された多機能型保護リレー装置６の温度が６０℃、算出された寿命（経過時間Ｋを差し引く前の寿命）が５０時間であったとする。この場合には、多機能型保護リレー装置６は、算出された寿命（５０時間）から２回目の寿命算出までの時間（５時間＋５時間＝１０時間）を差し引いた時間（４０時間）を、各部品の残り寿命として算出する。また、２回目の寿命算出において検出された多機能型保護リレー装置６の温度が４０℃、算出された寿命（経過時間Ｋを差し引く前の寿命）が２００時間であった場合には、多機能型保護リレー装置６は、算出された寿命（２００時間）から２回目の寿命算出までの時間（５時間＋５時間＝１０時間）を差し引いた時間（１９０時間）を、各部品の残り寿命として算出する。
【００４３】
負荷制御装置１の周囲の温度（閉鎖配電盤内の温度）が変化すると、当該負荷制御装置１に備えられた各部品の寿命も変化し、当初算出した寿命との間に誤差が生じるようになる。本実施形態によれば、多機能型保護リレー装置６は、温度検出器１０によって当該多機能型保護リレー装置６の温度（平均値）を周期的に検出するとともに、周期的に検出した多機能型保護リレー装置６の温度に基づいて、各部品の寿命を周期的に算出するように構成されている。即ち、周期的（この場合、５時間ごと）に寿命を算出して、算出された寿命をリアルタイムに補正するようにしたので、温度変化に起因して壊れやすい部品（寿命に到達し易い部品）を早期に発見して、負荷制御装置１全体が故障してしまう前に該当部品を交換することができる。これにより、各部品の寿命監視を一層確実に且つ正確に行うことができ、保守性を向上することができる。
【００４４】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について図３を参照しながら説明する。本実施形態は、負荷制御装置１が備える各部品の寿命算出に際し、温度のみならず環境条件の影響も考慮するようにした点が第１の実施形態と異なる。以下、第１の実施形態と異なる点について説明する。
【００４５】
負荷制御装置１が備える各部品の寿命は、温度だけでなく、湿度、腐食ガス（硫化水素ガス、アンモニアガス、塩素ガスなど）といった環境条件の影響も受ける。そこで、多機能型保護リレー装置６は、このような環境条件の影響も考慮して、各部品の寿命を算出するようになっている。
【００４６】
即ち、予め、湿度に関する係数である湿度加速係数Ｓと、環境条件に関する係数として、この場合、硫化水素ガス加速係数Ｒ、アンモニアガス加速係数Ａ、塩素ガス加速係数Ｅを求めておく。
【００４７】
ここで、各係数の求め方について説明する。
湿度加速係数Ｓは、式（３）によって求められる。
湿度加速係数Ｓ＝β／ＲＨ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・式（３）
【００４８】
ここで、式（３）の「β」は、予め行う恒湿試験により求められた定数である。このβは、次のようにして求められる。
即ち、各部品を試験湿度（例えば、６５％、７５％、９５％）の湿度条件下におく。そして、この条件下で各部品の変化点を測定する。変化点は、例えば、対象とする部品が集積回路であれば電圧の変化点、電磁接触器３であれば主スイッチの接触抵抗の変化点とする。また、各部品の変化点のしきい値を予め設定しておき、測定された変化点の値がしきい値に到達したときに、当該部品が故障したと定義する。そして、故障と判断された変化点の値についてアレニウスプロット（横軸：１／ＲＨ、縦軸：故障と判断された変化点の値の対数）により求められる傾きを、βとする。
【００４９】
また、式（３）の「ＲＨ」は、恒湿試験により作成した湿度相関データから得られる各部品の湿度である。この湿度相関データは、次のようにして予め作成される。なお、この恒湿試験における湿度は、適宜変更して実施することができ、各部品が故障し易いと推測される湿度を設定することが好ましい。
【００５０】
即ち、負荷制御装置１の周囲の湿度が一定となった状態で、多機能型保護リレー装置６の湿度検出器３１（環境条件検出手段の一実施例、図３参照）によって当該多機能型保護リレー装置６の湿度（当該多機能型保護リレー装置６近傍の湿度）を測定する。また、この恒湿試験においては、負荷制御装置１が実装する各部品についても、それぞれ湿度検出器（図示せず）を取り付け、各部品の湿度（各部品近傍の湿度）を測定する。そして、得られた多機能型保護リレー装置６の湿度と各部品（負荷制御装置１が実装する部品であって、多機能型保護リレー装置６の周囲の部品、或いは、多機能型保護リレー装置６自体が備える部品）の湿度との相関データを作成する。作成した相関データは、湿度相関データとして多機能型保護リレー装置６のメモリ１１に記憶しておく。なお、この湿度相関データは、湿度検出器３１によって検出した多機能型保護リレー装置６の湿度と、この多機能型保護リレー装置６の湿度から推定される各部品の湿度との相関データから作成するようにしてもよい。また、この恒湿試験において各部品に取り付けた湿度検出器（図示せず）は、恒湿試験終了後には取り外される。
【００５１】
硫化水素ガス加速係数Ｒ、アンモニアガス加速係数Ａ、塩素ガス加速係数Ｅは、上記した温度加速係数Ｋｔの算出式（式（１）参照）を流用して、予め行う恒ガス濃度試験によって求めることができる。なお、各係数を算出するに際し、活性化エネルギーは、次のようにして求められる。
【００５２】
即ち、恒ガス濃度試験では、各部品を試験ガス濃度（例えば、１ｐｐｍ、２ｐｐｍ、３ｐｐｍ）の濃度条件下におく。そして、この条件下で各部品の変化点を測定する。変化点は、例えば、対象とする部品が集積回路であれば電圧の変化点、電磁接触器３であれば主スイッチの接触抵抗の変化点とする。また、各部品の変化点のしきい値を予め設定しておき、測定された変化点の値がしきい値に到達したときに、当該部品が故障したと定義する。そして、故障と判断された変化点の値についてアレニウスプロット（横軸：１／試験ガス濃度[ｐｐｍ]、縦軸：故障と判断された変化点の値の対数）により求められる傾きを、活性化エネルギーとする。
【００５３】
また、この恒ガス濃度試験では、ガス濃度相関データを作成する。なお、この恒ガス濃度試験におけるガス濃度は、適宜変更して実施することができ、各部品が故障し易いと推測されるガス濃度を設定することが好ましい。
【００５４】
このガス濃度相関データは、負荷制御装置１の周囲のガス濃度が一定となった状態で、多機能型保護リレー装置６のガス濃度検出器３２ａ〜３２ｃ（環境条件検出手段の一実施例、図３参照）によって当該多機能型保護リレー装置６のガス濃度（当該多機能型保護リレー装置６近傍のガス濃度）を測定する。なお、ガス濃度検出器３２ａ〜３２ｃは、検出対象となるガスの種類に適したものを使用するとよい。
【００５５】
また、この恒ガス濃度試験においては、負荷制御装置１が実装する各部品についても、それぞれガス濃度検出器（図示せず）を取り付け、各部品のガス濃度（各部品近傍のガス濃度）を測定する。そして、得られた多機能型保護リレー装置６のガス濃度と各部品（負荷制御装置１が実装する部品であって、多機能型保護リレー装置６の周囲の部品、或いは、多機能型保護リレー装置６自体が備える部品）のガス濃度との相関データを作成する。作成した相関データは、ガス濃度相関データとして多機能型保護リレー装置６のメモリ１１に記憶しておく。なお、このガス濃度相関データは、ガス濃度検出器３２ａ〜３２ｃによって検出した多機能型保護リレー装置６のガス濃度と、この多機能型保護リレー装置６のガス濃度から推定される各部品のガス濃度との相関データから作成するようにしてもよい。また、この恒ガス濃度試験において各部品に取り付けたガス濃度検出器（図示せず）は、恒ガス濃度試験終了後には取り外される。
【００５６】
また、上記した恒湿試験、恒ガス濃度試験では、負荷制御装置１を恒湿条件下、恒ガス濃度条件下としたときに、各部品の製品保証時間Ｈ（恒湿条件下、恒ガス濃度条件下において各部品が故障するまでの時間、換言すれば、恒湿条件下、恒ガス濃度条件下において各部品が故障しなかった時間）を測定する。得られた製品保証時間Ｈは、恒湿試験における湿度、恒ガス濃度試験におけるガス濃度に対応付けて、製品保証時間データとして多機能型保護リレー装置６のメモリ１１に記憶しておく。なお、この製品保証時間データにおける製品保証時間Ｈは、各部品が故障したと判断するためのしきい値となるものであり、その製品保証時間Ｈまでなら恒湿条件下、恒ガス濃度条件下においても各部品が故障しないということを保証する時間である。
【００５７】
多機能型保護リレー装置６は、各値（温度加速係数Ｋｔ，湿度加速係数Ｓ，硫化水素ガス加速係数Ｒ，アンモニアガス加速係数Ａ，塩素ガス加速係数Ｅ，製品保証時間Ｈ）を得ると、式（５）に基づいて、各部品の寿命を診断する。
製品寿命Ｔ＝Ｋｔ×Ｓ×Ｒ×Ａ×Ｅ×Ｈ・・・・・・・・・・・・・・・・・式（５）
【００５８】
なお、式（５）の「Ｈ」は、上記した製品保証時間データから得られる各部品（寿命診断の対象とする部品）の製品保証時間Ｈである。この場合、多機能型保護リレー装置６は、恒温試験により作成した製品保証時間データから、検出温度（寿命診断時に温度検出器１０によって検出された温度）に対応する製品保証時間を得る。また、多機能型保護リレー装置６は、恒湿試験により作成した製品保証時間データから検出湿度（寿命診断時に湿度検出器３１によって検出された湿度）に対応する製品保証時間を得る。また、多機能型保護リレー装置６は、恒ガス濃度試験により作成した製品保証時間データから検出濃度（寿命診断時にガス濃度検出器３２ａ〜３２ｃによって検出された濃度）に対応する製品保証時間を得る。そして、多機能型保護リレー装置６は、得られた製品保証時間のうち最短のものを、式（５）において製品保証時間Ｈとして使用する。
【００５９】
図３は、本実施形態の寿命診断における多機能型保護リレー装置６の機能を概略的に示す図である。
図３に示すように、多機能型保護リレー装置６は、温度加速係数演算部３３によって温度加速係数Ｋｔを算出する（上記式（１）参照）。また、多機能型保護リレー装置６は、環境条件加速係数演算部の一実施例である湿度加速係数演算部３４によって湿度加速係数Ｓを算出する（上記式（３）参照）。また、多機能型保護リレー装置６は、環境条件加速係数演算部の一実施例である硫化水素ガス加速係数演算部３５、アンモニアガス加速係数演算部３６、塩素ガス加速係数演算部３７によって、硫化水素ガス加速係数Ｒ、アンモニアガス加速係数Ａ、塩素ガス加速係数Ｅをそれぞれ算出する（上記式（１）参照）。
【００６０】
また、多機能型保護リレー装置６は、製品保証時間選択部３８によって、製品保証時間データから得られた製品保証時間のうち最短のものを製品保証時間Ｈとして選択する。そして、多機能型保護リレー装置６は、算出した温度加速係数Ｋｔ、湿度加速係数Ｓ、硫化水素ガス加速係数Ｒ、アンモニアガス加速係数Ａ、塩素ガス加速係数Ｅ、および、選択した製品保証時間Ｈを積算器３９ａ〜３９ｅによって積算し、製品寿命Ｔを算出する（上記式（５）参照）。算出された製品寿命Ｔは、モニタ９に表示される。
【００６１】
以上に説明したように本実施形態によれば、多機能型保護リレー装置６の環境条件を検出する湿度検出器３１およびガス濃度検出器３２ａ〜３２ｃを備え、多機能型保護リレー装置６は、予め行われる恒湿試験、恒ガス濃度試験に基づいて、当該多機能型保護リレー装置６の環境条件と各部品（負荷制御装置１が実装する部品であって、多機能型保護リレー装置６の周囲の部品、或いは、多機能型保護リレー装置６自体が備える部品）の環境条件との相関データを環境条件相関データ（この場合、湿度相関データおよびガス濃度相関データ）として記憶する。そして、多機能型保護リレー装置６は、実際に各部品の寿命を診断する際には、温度相関データから検出温度（寿命診断時に温度検出器１０によって検出された温度）に対応する各部品の温度を得るとともに、環境条件相関データから検出湿度（寿命診断時に湿度検出器３１によって検出された湿度）および検出濃度（寿命診断時にガス濃度検出器３２ａ〜３２ｃによって検出されたガス濃度）に対応する各部品の環境条件を得る。そして、多機能型保護リレー装置６は、得られた温度および環境条件に基づいて当該部品の寿命を算出する。これにより、各部品にそれぞれ環境条件を検出するための手段を常設しなくとも、各部品の環境条件を当該部品の寿命の算出に精度良く反映することができる。
【００６２】
また、温度以外の様々な故障要因の影響も考慮しながら各部品の寿命診断を行うことができ、温度変化のみならず、環境条件の変化に起因して壊れやすい部品（寿命に到達し易い部品）を早期に発見して、負荷制御装置１全体が故障してしまう前に該当部品を交換することができる。これにより、各部品の寿命監視を一層確実に且つ正確に行うことができ、保守性を向上することができる。
【００６３】
なお、製品寿命Ｔを算出する際に、温度加速係数Ｋｔ、湿度加速係数Ｓ、硫化水素ガス加速係数Ｒ、アンモニアガス加速係数Ａ、塩素ガス加速係数Ｅの全てを積算するのではなく、これらの一部のみを積算するようにしてもよい。
【００６４】
また、環境条件としては、上記した硫化水素ガス濃度、アンモニアガス濃度、塩素ガス濃度に限られるものではなく、その他のガス成分を検出するようにしてもよい。要は、負荷制御装置１が備える各部品の寿命に影響する環境条件であれば、このような条件を検出して、寿命診断に反映させることができる。
【００６５】
また、多機能型保護リレー装置６は、当該多機能型保護リレー装置６の環境条件を周期的に検出し、検出された環境条件に基づいて各部品の寿命を周期的に算出するように構成してもよい。
【符号の説明】
【００６６】
図面中、１は負荷制御装置、６は多機能型保護リレー装置（負荷制御手段、寿命算出手段）、１０は温度検出器（温度検出手段）、１１はメモリ（記憶手段）、３１は湿度検出器（環境条件検出手段）、３２ａ〜３２ｃはガス濃度検出器（環境条件検出手段）を示す。
【図１】
0005398475.tif 000002
【図２】
0005398475.tif 000003
【図３】
0005398475.tif 000004