(57)【要約】      （修正有）【課題】植物性絶縁油の劣化診断方法を提供する。【解決手段】電気機器に使用される植物性絶縁油の劣化状態を、植物性絶縁油の分解によって発生する植物性絶縁油の構成脂肪酸の濃度を測定することによって判定することを特徴とする植物性絶縁油の劣化診断方法であって、植物性絶縁油の分解によって発生する構成脂肪酸の濃度を、ガスクロマトグラフ、液体クロマトグラフ、キャピラリー電気泳動で測定することにより、電気機器に使用される植物性絶縁油の劣化状態を判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機器に使用される植物性絶縁油の劣化状態を、植物性絶縁油の分解によって発生する植物性絶縁油の構成脂肪酸の濃度を測定することによって判定することを特徴とする植物性絶縁油の劣化診断方法。
【請求項２】
植物性絶縁油の分解によって発生する構成脂肪酸の濃度を、ガスクロマトグラフ、液体クロマトグラフ、キャピラリー電気泳動で測定することにより、電気機器に使用される植物性絶縁油の劣化状態を判定することを特徴とする植物性絶縁油の劣化診断方法。
【請求項３】
１種類の構成脂肪酸の測定濃度が２％以上であるとき危険レベルと判定することを特徴とする請求項１又は請求項２の何れかに記載の植物性絶縁油の劣化診断方法。
【請求項４】
構成比率の高い２種類の構成脂肪酸の測定濃度の合計が２％以上であるとき危険レベルと判定することを特徴とする請求項１又は請求項２の何れかに記載の植物性絶縁油の劣化診断方法。
【請求項５】
構成比率の高い３種類の構成脂肪酸の測定濃度の合計が２％以上であるとき危険レベルと判定することを特徴とする請求項１又は請求項２の何れかに記載の植物性絶縁油の劣化診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機器に使用される植物性絶縁油の劣化診断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、変圧器や遮断器、コンデンサー等の電気機器には、絶縁および冷却を目的として絶縁油が使用されている。当該絶縁油としては、原油を精製処理して得られる鉱油や合成系の絶縁油、或いは、鉱油と合成油の混合油が長年使用されてきた。しかし、これらの絶縁油は自然生態系で容易に分解されないため、環境負荷低減の観点から使用上好ましくない。
【０００３】
そこで、近年、自然生態系で容易に分解される生分解性に優れた植物性の絶縁油を使用することが提案されている（下記特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３０６８６４
【特許文献２】特許第３１４５３０１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１，２記載の絶縁油は、とうもろこし油又は紅花油、或いは、菜種油を絶縁油として使用するに当たり、鉱油又は合成油等と比較して電気特性が低下することのない植物油を提供するものである。
【０００６】
この発明によれば、生分解性に乏しい鉱油や合成油等を使用することがないので、漏油した場合の環境負荷を確実に低減できるとともに、引火点が低い鉱油等に代替可能であるので、消防設備の低減が可能となりコストダウンに貢献できるといった利点がある。
【０００７】
このように植物油を絶縁油として使用する場合、絶縁油を利用する電気機器（変圧器等）が完全密閉式または不活性ガスで覆われている場合を除き、植物油は空気に晒されるため、酸化を防止する目的で酸化防止剤が添加される。
【０００８】
しかし、酸化防止剤は、植物油が空気に晒され続けることにより消費され続け、遂には完全に消費されてしまう。このような場合、新たに酸化防止剤を追加しなければ酸化劣化の進展を防止することはできず、酸やスラッジの生成、生成した酸による変圧器等の金属部の腐食、或いは、コアやコイルの表面又は冷却チューブ等の表面に付着した酸化生成物による油の冷却効果減少といった種々の問題が生じることとなる。
【０００９】
したがって、このような事態の発生を未然に防ぐために植物油の劣化状態を診断する必要があるが、鉱油や合成油による劣化診断とは違い、植物油の劣化診断方法は確立されていない。そこで、本発明において、植物油の劣化状態を確実に診断することのできる方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の発明は、電気機器に使用される植物性絶縁油の劣化状態を、植物性絶縁油の分解によって発生する構成脂肪酸の濃度を測定することによって判定する方法である。
【００１１】
請求項２記載の発明は、植物性絶縁油の分解によって発生する構成脂肪酸の濃度測定をガスクロマトグラフ、液体クロマトグラフ、キャピラリー電気泳動で行う方法である。
【００１２】
請求項３記載の発明は、植物性絶縁油の分解によって発生する構成脂肪酸のうち、１種類の濃度が２％以上を危険レベルと判定する方法である。
【００１３】
請求項４記載の発明は、植物性絶縁油の分解によって発生する構成脂肪酸のうち、構成比率の高い２種類の濃度合計が２％以上を危険レベルと判定する方法である。
【００１４】
請求項５記載の発明は、植物性絶縁油の分解によって発生する構成脂肪酸のうち、構成比率の高い３種類の濃度合計が２％以上を危険レベルと判定する方法である。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載の発明によれば、植物性絶縁油の分解でのみ発生する構成脂肪酸を劣化診断の指標とすることで、植物性絶縁油の劣化状態を正しく判定することができる。
【００１６】
請求項２記載の発明によれば、既存の絶縁油劣化診断装置を利用して簡易・迅速に植物性絶縁油の劣化診断が可能となる。
【００１７】
請求項３記載の発明によれば、変圧器内部の腐食や絶縁物の劣化が促進される構成脂肪酸の濃度を２％以上と特定することにより、腐食や劣化する以前の適切なタイミングで油の交換を行うことが可能となる。
【００１８】
請求項４記載の発明によれば、植物性絶縁油の分解によって発生する複数の構成脂肪酸のうち、２種類の構成脂肪酸濃度のみを劣化指標とするので、劣化診断に先立つ検量線の作成時間を短縮することができる。
【００１９】
請求項５記載の発明によれば、植物性絶縁油の分解によって発生する複数の構成脂肪酸のうち、３種類の構成脂肪酸濃度を劣化指標とするので、劣化診断に先立つ検量線の作成時間短縮を担保しつつ、劣化診断精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】植物油（菜種油）の劣化状態を油中ガス分析した結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図１を用いて説明する。まず本発明をするに至った前提として、電気機器の絶縁油として使用する植物油が劣化により分解すると、電気機器を構成する金属部等に腐食が生じるのであるが、この腐食の要因が植物油の分解によって生じる有機酸であることを特定した。
【００２２】
これにより、分解によって生じた有機酸の濃度を測定すれば、植物油の劣化を診断できるとも考えられるが、有機酸にはギ酸や酢酸等の低級脂肪酸からリノール酸やオレイン酸等の高級脂肪酸まで様々含まれ、低級脂肪酸は絶縁紙の劣化によっても発生するので、測定対象として低級脂肪酸を選定することは植物油の劣化指標としては好ましくない。
【００２３】
また、分解発生した脂肪酸は微量でも絶縁油の性能に影響を及ぼすものであるにも関わらず、微量の脂肪酸では酸価試験によって酸価上昇として捉えることもできない。
【００２４】
植物油は脂肪酸のトリグリセリドを主成分としており、植物油が劣化によって分解すると、トリグリセリドを構成していた脂肪酸が遊離する。
【００２５】
トリグリセリドを構成する脂肪酸（構成脂肪酸）は植物油の種類によって異なり、例えば、菜種油の場合、構成比率の多い順にオレイン酸６０％、リノール酸２２％、リノレン酸１１％等から主に構成されている。米油の場合、リノール酸４２％、オレイン酸３８％、パルミチン酸１６％であり、これらで９０％以上を占める。このように、植物油はその種類によって主成分であるトリグリセリドを構成する脂肪酸が異なる。
【００２６】
そこで、本発明は、電気機器の絶縁油として使用する植物油の種類毎に、植物油の構成脂肪酸の中から劣化指標となる構成脂肪酸を選定し、選定した脂肪酸の遊離濃度から植物性絶縁油の劣化度合いを判定することとした。
【００２７】
このように植物油の主成分であるトリグリセリドの構成脂肪酸を劣化度合いの指標とすることによって、絶縁紙等の劣化の影響を排除して植物油のみの劣化状態を適切に診断することが可能となる。
【００２８】
選定した構成脂肪酸の遊離濃度の測定は油中ガス分析によって行えば良く、具体的にはガスクロマトグラフ、液体クロマトグラフ、キャピラリー電気泳動の利用が可能である。
【００２９】
図１は電気機器の絶縁油として菜種油を使用した場合における、菜種油（試料）の劣化度合いをガスクロマトグラフにより油中ガス分析した結果を示している。なお、内部標準物質としてはヘプタデカン酸を選定している。
【００３０】
本発明は、図１に示すように、内部標準物質であるヘプタデカン酸と、試料（菜種油）の構成脂肪酸であるオレイン酸、リノール酸、リノレン酸との面積比から各々の構成脂肪酸の濃度を算出する。
【００３１】
そして、本発明では、算出した構成脂肪酸の合計濃度が試料（菜種油）の２％以上である場合に、油の劣化が危険レベルにあると判定して、油の更新が必要であると判定することとした。これは、遊離した構成脂肪酸の合計濃度が２％以上になると、絶縁油の種々の特性値が基準から外れるためである。
【００３２】
なお、危険レベルの判定としては、植物油の構成脂肪酸の１種類（例えば、オレイン酸）の濃度が２％以上の場合に危険であると判定しても良いし、構成脂肪酸のうち構成比率の高いもののうちから２種類（例えば、オレイン酸とリノール酸）の合計濃度が２％以上の場合に危険と判定しても良く、また、構成脂肪酸のうち構成比率の高いもののうちから３種類（例えば、オレイン酸とリノール酸とリノレン酸）の合計濃度が２％以上の場合に危険と判定しても良い。つまり、検量線の作成負担軽減と劣化診断の精度との兼ね合いから、適宜２％に含める構成脂肪酸の数を変更すれば良い。
【００３３】
なお、液体クロマトグラフを利用する場合やキャピラリー電気泳動を利用する場合も上記同様に植物油の構成脂肪酸の濃度が２％以上となったときに危険レベルと判定することに変わりはなく、本発明の思想としては上記ガスクロマトグラフの場合と同様であるので説明は割愛する。
【００３４】
また、図示しないが米油やその他の植物油についても、図１に示す菜種油の場合と同様、ガスクロマトグラフ、液体クロマトグラフ、キャピラリー電気泳動を利用して、それぞれの植物油から遊離する構成脂肪酸の濃度から劣化状態を診断できることは他言を要しない。
【００３５】
以上説明したように、本発明に係る植物性絶縁油の劣化診断方法によれば、電気機器を構成する絶縁紙等、他の構成物から分解発生する有機酸を劣化指標とする場合と比較して、植物油の劣化状態を正確に判定することができ、油の正しい更新時期の判定に非常に有効である。
【００３６】
これにより、電気機器の絶縁油として植物油を利用しやすくなり、環境負荷低減の観点からも非常に有意義である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、電気機器に使用される植物性絶縁油の劣化診断に利用可能である。
【図１】
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