(57)【要約】【課題】  油入電気機器の劣化診断を簡易・迅速に行うことのできる機材及び劣化診断方法を提供する。【解決手段】  劣化診断対象である油入電気機器の絶縁油を抜く、もしくは電気機器本体を吊り上げる等により絶縁物を大気中に露出させた後、該油入電気機器を構成する絶縁物を白色の色基準と共にホワイトバランスの調整を行って画像撮影し、当該撮影画像と色見本を比較し色差基準を使用して平均重合度を評価することによって、油入電気機器の劣化度合いを診断する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁油及び絶縁紙を該油入電気機器の劣化防止仕様を模擬した条件の容器内に密閉収容して当該容器を加熱し、予定の加熱時間が経過する毎に絶縁紙からその一部を採取して、採取した絶縁紙の一部を使用して平均重合度を測定し、かつ、採取した絶縁紙の残部を、平均重合度の測定値における色見本とすることを特徴とする色見本の作製方法。
【請求項２】
絶縁油及び絶縁紙を該油入電気機器の劣化防止仕様を模擬した条件の容器内に密閉収容して当該容器を加熱し、予定の加熱時間が経過する毎に絶縁紙からその一部を採取して、採取した絶縁紙の一部から平均重合度を測定し、かつ、採取した絶縁紙の残部を、平均重合度の測定値における色見本とし、当該色見本の色相と平均重合度の相関関係を色差基準とすることを特徴とする色差基準の作製方法。
【請求項３】
劣化診断対象である油入電気機器から絶縁油を抜油、もしくは電気機器本体を吊り上げ、もしくは一部を採取して絶縁物を大気中に露出させた後、該油入電気機器を構成する絶縁物を色見本の油浸状態同士で色差を測定し平均重合度を推定することにより、油入電気機器の劣化診断を行う方法。
【請求項４】
劣化診断対象である油入電気機器から絶縁油を抜油、もしくは電気機器本体を吊り上げ、もしくは一部を採取して絶縁物を大気中に露出させた後、該油入電気機器を構成する絶縁物を白色の色基準と共にホワイトバランスの調整を行って画像撮影し、当該撮影画像と色見本を比較し、色相が近い色見本の平均重合度を、色差基準を使用して把握することによって、油入電気機器の劣化度合いを診断することを特徴とする色差基準を使用した油入電気機器の劣化診断方法。
【請求項５】
劣化診断対象である油入電気機器から絶縁油を抜油、もしくは電気機器本体を吊り上げ、もしくは一部を採取して絶縁物を大気中に露出させた後、絶縁油で油浸した新品の絶縁紙を同一条件で撮影し、該油入電気機器を構成する絶縁物と前記新品の絶縁紙と色差を色差基準と比較することで、油入電気機器の劣化度合いを診断することを特徴とする色差基準を使用した油入電気機器の劣化診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メンテナンス時等に変圧器などの油入電気機器の劣化状態を診断する方法及び当該劣化診断に必要な基準の作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
変圧器などの油入電気機器の劣化診断は、絶縁紙の分解生成物である絶縁油中の一酸化炭素、二酸化炭素などのガス濃度を測定したり、絶縁油中のフルフラール濃度を測定することで間接的に行っていたが、これらの測定は、分析室に設置された油中ガス測定装置（ガスクロマトグラフ）やフルフラール測定装置（液体クロマトグラフ）で行う必要があったので、変圧器等から抽出した絶縁油を一旦分析室に持ち込まなければならず、迅速な分析ができなかった。
【０００３】
他方、このような問題を解決できる手段として、絶縁材料に複数波長の光を照射して、その反射吸光度差あるいは反射吸光度比を利用して絶縁紙の劣化を判定する装置が提案されている（下記特許文献１参照）。当該装置は可搬型であるので、変圧器等を設置した現場に持ち込み、直接劣化度合いを分析することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３４４０７５９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
然るに、上記特許文献１記載の装置は、光ファイバーセンサを用いて二波長間の反射吸光度の差から材料（絶縁材料）の劣化度を診断するものであるので、その構成が特殊であり、一般的に高価となる問題点がある。
【０００６】
本発明は、前述の問題点を解決できるものであり、高価な装置を用いることなく油入電気機器の劣化診断を迅速に行うことのできる方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明は、劣化診断対象となる油入電気機器に使用される絶縁油及び絶縁紙と同種の物を、変圧器の劣化防止仕様を模擬した条件で容器内に密閉収容して当該容器を加熱し、予定の加熱時間が経過する毎に、前記絶縁紙からその一部を採取して、採取した絶縁紙の一部から平均重合度を測定し、かつ、採取した絶縁紙の残部を、平均重合度の測定値における色見本とすることに特徴を有する。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の色見本の色相と平均重合度の相関関係を色差基準とすることに特徴を有する。
【０００９】
請求項３記載の発明は、劣化診断対象である油入電気機器から絶縁油を抜く、電気機器本体を吊り上げる、一部を採取する等により絶縁物を露出させ、該絶縁物を請求項１記載の色見本で色差を測定し、平均重合度を推定することによって、油入電気機器の劣化度合いを診断することに特徴を有する。
【００１０】
請求項４記載の発明は、劣化診断対象である油入電気機器から絶縁油を抜く、電気機器本体を吊り上げる、一部を採取する等により絶縁物を露出させ、該絶縁物を白色の色基準と共にホワイトバランスの調整を行って画像撮影し、当該撮影画像と請求項１記載の色見本を比較し、色相が一致するか最も近い色見本の平均重合度を、色差基準を使用して把握することによって、油入電気機器の劣化度合いを診断することに特徴を有する。
【００１１】
請求項５記載の発明は、劣化診断対象である油入電気機器から絶縁油を抜く、電気機器本体を吊り上げる、一部を採取する等により絶縁物を露出させ、絶縁油で油浸した新品の絶縁紙を同条件で撮影し、該油入電気機器を構成する絶縁物と前記新品の絶縁紙と色差を請求項２で作成した色見本を使用して作成した色差基準と比較することで、油入電気機器の劣化度合いを診断することを特徴とする色差基準を使用した油入電気機器の劣化診断方法。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、油入電気機器の劣化診断に使用する機材を安価に構成することができる。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、色見本と色差基準を使用して、油入電気機器の劣化状態を容易に把握することができる。
【００１４】
請求項３乃至請求項５記載の発明によれば、安価な機材を使用して油入電気機器の劣化診断を現場（油入電気機器設置場所）にて迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例に係る色見本作製器の断面図である。
【図２】本発明の実施例に係る加熱時間毎の絶縁紙の平均重合度と色相の相関関係を示す散布図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施例１について図１及び図２を用いて説明する。図１は本発明の実施形態に係る色見本の作製器Ａを示している。図１において、１は作製器Ａを構成する収容容器であり、収容容器１には、劣化診断対象の油入電気機器に使用されるのと同種の絶縁紙２及び絶縁油３が収容されている。
【００１７】
４は収納容器１のフランジ部５に開けられた貫通孔であり、６は収納容器１の上部開口部を閉塞する蓋である。７はフランジ部５の貫通孔４に対応する位置に開けられた蓋６の貫通孔であり、８は蓋６とフランジ部５の間に挟まれて収容容器１内の密閉を保つためのＯリングなどのパッキンである。
【００１８】
９は貫通孔４と貫通孔７に通すボルトであり、１０はプレートワッシャ、１１はスプリングワッシャを示している。１２はボルト９に螺合されるナットであり、収容容器１と蓋２を締結している。
【００１９】
１３は収納容器１内の空気を抜いたり、不活性ガスを封入するために蓋２に開けられた複数の通気孔であり、１４は通気孔１３に取り付けられた通気管、１５は通気管１４の先端に取り付けられたバルブである。
【００２０】
次に上記構成の作製器Ａを用いて、油入電気機器の劣化診断に使用する機材（色差基準）を作製する方法について説明する。
【００２１】
上記構成の作製器Ａは、パッキン８の存在によって収容容器１内部を密閉できる構造となっており、バルブ１５に図示しない真空ポンプを接続して一定時間動作させることで、収容容器１内の空間を真空にする。
【００２２】
ここで、劣化診断対象である油入電気機器が不活性ガスを封入している場合は、収容容器１内を真空状態にした後、同種類の不活性ガスを、通気管１４を介して収容容器１内に封入することで、劣化診断対象の油入電気機器のケース内の環境と同条件にする。無圧密封の場合は、上面空間を真空のままとする。空気密封式の場合は、空気を密封する。
【００２３】
この状態で、作製器Ａを図示しない恒温槽に入れて、例えば、１２０〜１４０℃で加熱し、所定時間（過去の経験則によって、劣化診断指標とする重合度が得られると予想した時間）が経過する毎に、作製器Ａを恒温槽から取り出し、常温まで冷却する。この収容容器１及び蓋６は金属製であれば良いが、恒温槽で加熱されることを考慮して、保管中や加熱の影響で収容容器が腐食しないステンレス製とすることが望ましい。
【００２４】
恒温槽から取り出した作製器Ａからナット１２、ボルト９を外し、蓋６を開けて、収容容器１内の絶縁紙２から、平均重合度測定に必要な量の絶縁紙を取り出す。
【００２５】
必要量を取り出した後は、再度、蓋６を収容容器１に被せ、蓋６をボルト９及びナット１２で収容容器１に締結する。その後、図示しない真空ポンプを起動することで、収容容器１内を再度真空状態にして、収容容器１内の絶縁紙２と絶縁油３を脱気し、及び、これに加えて、前記油入電気機器が不活性ガスを封入している場合は、同種の不活性ガスを封入する。
【００２６】
その後、作製器Ａを再び、恒温槽に入れて加熱し、再度、所定時間（過去の経験則によって、劣化診断指標とする重合度が得られると予想した時間）が経過したら作製器Ａを恒温槽から取り出し、以降、前述したと同様の動作を繰り返す。
【００２７】
一方、必要量取り出した絶縁紙はその一部を試料として脱脂、漂白処理後、銅エチレンジアミン、または銅アンモニア溶液に溶解し粘度法によって平均重合度を測定し、取り出した絶縁紙の色相と平均重合度の関係を導く。絶縁紙の平均重合度の測定にはＧＰＣ（液体クロマトグラフ）や光散乱などの方法を用いてもよい。
【００２８】
このように、絶縁紙２は所定時間（過去の経験則によって、劣化診断指標とする重合度が得られると予想した時間）が経過する毎に必要量取り出され、その都度、脱脂処理後、平均重合度の測定が行われるので、作製器Ａから取り出すまでの加熱時間に応じた絶縁紙２の色相と平均重合度の関係を導くことができる。
【００２９】
試料とした一部を除いた絶縁紙（以下、残絶縁紙という）は劣化診断の色見本として活用する。ＪＥＭ１４６３「変圧器用絶縁紙の平均重合度評価基準」において、絶縁紙の平均重合度４５０以下で寿命レベル、平均重合度２５０以下で危険レベルとの判定基準がある。このため、平均重合度２５０及び平均重合度４５０の色見本を作製して劣化診断に活用することで、油入電気機器の利用限界を判定することが可能となる。なお、残絶縁紙を脱脂処理することにより、残絶縁紙の色相を明瞭にすることができる。
【００３０】
ここで、絶縁紙２が加熱劣化の進行によってどのように色相の変化を生じるか説明すると、最初、薄黄色であった絶縁紙２は、加熱による劣化が進行するにつれ濃い黄色から茶色に変化し、さらに劣化が進行すると黒ずんだ色に変化する。
【００３１】
図２の散布図は絶縁紙の平均重合度と色相の変化量（新品の絶縁紙と前記色見本との間の色の差を、色差という。）の相関関係を示している。図２に示すとおり、前記相関関係は明瞭であるので、劣化診断対象である油入電気機器を構成する絶縁紙を測色計で測色すれば、図２の散布図を利用して前記油入電気機器の劣化度の判定が可能となる。
【００３２】
このとき、前記油入電気機器の絶縁紙と前記の色見本の関係は、（１）絶縁紙が油浸で色見本が非油浸の場合、（２）絶縁紙が油浸で色見本も油浸の場合、（３）絶縁紙が非油浸で色見本も非油浸の場合、（４）絶縁紙が非油浸で色見本が油浸の場合が考えられる。前記絶縁紙は油入電気機器の絶縁油に浸かった状態であるので、一般に（１）または（２）の場合の色差の関係を用いて診断する。状況が許せば変圧器の絶縁紙と前記の色見本を脱脂し双方とも非油浸状態とすることで、色相が明瞭になり両者の色差が明確になることから、より劣化診断の精度を高めることができる。
【００３３】
つづいて、劣化診断対象である油入電気機器の実施例２に係る劣化診断方法の具体例を説明する。まず、劣化診断対象となる油入電気機器から絶縁油を抜く、電気機器本体を吊り上げる、一部を採取する等により絶縁物を露出させた後、油入電気機器を構成する絶縁物と白色の色見本（ＪＩＳ  Ｚ８１０２「物体色の色名」等）を並べ、デジタルカメラ等の撮影機材を使用して、ホワイトバランスの調整を行ながら白色の色見本が適確な白さに写るように色調を補正して撮影する。
【００３４】
ホワイトバランスの調整はデジタルカメラのプリセットホワイトバランスを使っても良いし、手動で設定するマニュアルホワイトバランスを使用しても良い。ホワイトバランスの調整をすることによって、照明や天候の違いに影響されることなく、油入電気機器を構成する絶縁物の色相を正確に捉えることができる。
【００３５】
撮影対象となる絶縁物が狭部に存在する場合は、内視鏡ファイバースコープのような撮影機材を利用して撮影してもよい。
【００３６】
このようにして撮影した画像は前述した色見本と比較され、その中から色相が一致するか最も近い色見本を特定する。次に、前述した色差基準を用いて特定した色見本に対応する平均重合度を求める。このようにして絶縁物の平均重合度を求めれば、油入電気機器の劣化度合いを診断することが可能となる。
【００３７】
つづいて、劣化診断対象である油入電気機器の実施例３に係る劣化診断方法の具体例を説明する。まず、劣化診断対象となる油入電気機器から絶縁油を抜く、電気機器本体を吊り上げる、一部を採取する等により絶縁物を露出させ、新品の絶縁紙を同条件で、デジタルカメラ等の撮影機材を使用して撮影する。
【００３８】
撮影した画像で、油入電気機器の絶縁紙と新品の絶縁紙の色相の色差を比較し、請求項２によって作成した平均重合度と色相の相関関係を示す散布図から、色差に当てはまる前記絶縁物の平均重合度を求めることで、油入電気機器の劣化度合いを判断することが可能となる。
【００３９】
以上説明したように、本発明の劣化診断方法によれば、従来のように、油入電気機器から抽出した絶縁油を分析室に持ち帰って、ガスクロマトグラフや液体クロマトグラフによって劣化診断する必要はなく、油入電気機器が設置された現場で迅速に劣化診断をおこなうことができる。
【００４０】
また、上記劣化診断は、絶縁紙と絶縁油の収容容器と、収容容器内を密閉する蓋体からなる作製器およびこれを加熱する恒温槽があればよいので、従来の装置と比較してその構成が簡素であり、安価に構成することができる。
【００４１】
さらに、本発明の作製器Ａ内は劣化診断対象となる油入電気機器のケース内とほぼ同じ環境に設定できるので、作製器Ａ内で作製する色見本は劣化診断対象となる油入電気機器のケース内で劣化した絶縁紙と近似する色相及び色差となり、劣化診断の精度を高くすることができる。
【符号の説明】
【００４２】
１      収納容器
２      絶縁紙
３      絶縁油
４、７  貫通孔
５      フランジ部
６      蓋
８      パッキン
９      ボルト
１０    プレートワッシャ
１１    スプリングワッシャ
１２    ナット
１３    通気孔
１４    通気管
１５    バルブ
Ａ      色見本作製器
【図１】
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【図２】
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