(57)【要約】【課題】高電圧巻線を含む静止誘導機器の内部の状態をセンサで検知してその信号を筐体外に取り出せるようにする。【解決手段】静止誘導機器は、巻線１と、巻線１を絶縁するための絶縁流体４と、中空部を有する静電シールド絶縁物の外表面に電気抵抗を有する導電膜を巻き回して構成し、巻線１の電界を抑制する静電シールド２と、巻線１、静電シールド２および絶縁流体４を収容して絶縁流体４を密封する筐体５と、静電シールド絶縁物の中空部内に配置されてその位置の状態を物理量として検知するセンサおよび、そのセンサで得られた情報を商用交流電流の周波数よりもはるかに高い周波数の高周波信号として無線送信する送信部を具備するＩＣタグ３と、筐体５内に配置され、ＩＣタグ３から無線送信される高周波信号を受信して筐体５外へ有線送信する受信部６と、を有する。【選択図】図１
2008205162.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用交流電流が供給される巻線と、
前記巻線を絶縁するための絶縁流体と、
少なくとも一部に中空部を有する静電シールド絶縁物の外表面に電気抵抗を有する導電膜を巻き回して構成し、前記巻線の電界を抑制する静電シールドと、
前記巻線、静電シールドおよび絶縁流体を収容して絶縁流体を密封する筐体と、
前記静電シールド絶縁物の中空部内に配置されてその位置の状態を物理量として検知するセンサおよび、そのセンサで得られた情報を前記商用交流電流の周波数よりもはるかに高い周波数の高周波信号として無線送信する送信部を具備するＩＣタグと、
前記筐体内に配置され、前記ＩＣタグから無線送信される高周波信号を受信して前記筐体外へ有線送信する受信部と、
を有する静止誘導機器。
【請求項２】
商用交流電流が供給される巻線と、
磁束を流すための鉄心と、
前記巻線を絶縁するための絶縁流体と、
商用交流周波数に対しては高誘磁率であって商用交流周波数よりも高い高周波に対しては低誘磁率である鋼材を用いた磁気シールドと、
商用交流周波数に対しては低誘磁率であるが高周波に対して高誘磁率である高周波磁路と、
前記高周波磁路の近傍に配置されてその位置の状態を物理量として検知するセンサおよび、そのセンサで得られた情報を前記商用交流電流の周波数よりもはるかに高い周波数の高周波信号として無線送信する送信部を具備するＩＣタグと、
前記巻線、鉄心、磁気シールド、高周波磁路、ＩＣタグおよび絶縁流体を収容して絶縁流体を密封する筐体と、
前記筐体内に配置され、前記ＩＣタグから無線送信される高周波信号を、前記磁路を介して受信して前記筐体外へ有線送信する受信部と、
を有する静止誘導機器。
【請求項３】
商用交流電流が供給される巻線と、
前記巻線を絶縁するための絶縁流体と、
配置された位置の状態を物理量として検知するセンサおよび、そのセンサで得られた情報を前記商用交流電流の周波数よりもはるかに高い周波数の高周波信号として無線送信する送信部を具備し、前記巻線によって発生する電界あるいは磁界の主方向と異なる方向に結合方向を向けて前記巻線の近傍に配置されたＩＣタグと、
前記巻線、ＩＣタグおよび絶縁流体を収容して絶縁流体を密封する筐体と、
前記筐体内に配置され、前記ＩＣタグから無線送信される高周波信号を、前記巻線を介して受信して前記筐体外へ有線送信する受信部と、
を有する静止誘導機器。
【請求項４】
前記巻線を支持する有機材料からなる巻線絶縁材をさらに有すること、を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の静止誘導機器。
【請求項５】
前記巻線に商用交流電流が供給されることによって生じる振動エネルギーを電気エネルギーに変換するエネルギー変換手段を前記筐体内に有し、
前記ＩＣタグは前記エネルギー変換手段によって生成された電気エネルギーによって駆動されるものであること、を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の静止誘導機器。
【請求項６】
前記巻線に商用交流電流が供給されることによって前記筐体内で生じる部分放電によって放出される電磁波エネルギーを電気エネルギーに変換するエネルギー変換手段を前記筐体内に有し、
前記ＩＣタグは前記エネルギー変換手段によって生成された電気エネルギーによって駆動されるものであること、を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の静止誘導機器。
【請求項７】
前記巻線に商用交流電流が供給されることによって前記筐体内で生じる磁界動作エネルギーを電気エネルギーに変換するエネルギー変換手段を前記筐体内に有し、
前記ＩＣタグは前記エネルギー変換手段によって生成された電気エネルギーによって駆動されるものであること、を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の静止誘導機器。
【請求項８】
商用交流電流が供給される巻線と、少なくとも一部に中空部を有する静電シールド絶縁物の外表面に電気抵抗を有する導電膜を巻き回して構成し、前記巻線の電界を抑制する静電シールドと、前記巻線を絶縁するための絶縁流体と、前記巻線、静電シールドおよび絶縁流体を収容して絶縁流体を密封する筐体と、を有する静止誘導機器の状態を監視する静止誘導機器監視装置において、
前記静電シールド絶縁物の中空部内に配置されてその位置の状態を物理量として検知するセンサおよび、そのセンサで得られた情報を前記商用交流電流の周波数よりもはるかに高い周波数の高周波信号として無線送信する送信部を具備するＩＣタグと、
前記筐体内に配置され、前記ＩＣタグから無線送信される高周波信号を受信して前記筐体外へ有線送信する受信部と、
前記筐体外に配置され、前記受信部から有線送信された信号を受信して、この信号に基づいて前記筐体内の状態を判断する判断部と、
を有する静止誘導機器監視装置。
【請求項９】
商用交流電流が供給される巻線と、磁束を流すための鉄心と、商用交流周波数に対しては高誘磁率であって商用交流周波数よりも高い高周波に対しては低誘磁率である鋼材を用いた磁気シールドと、前記巻線を絶縁するための絶縁流体と、前記巻線、鉄心、磁気シールドおよび絶縁流体を収容して絶縁流体を密封する筐体とを有する静止誘導機器の状態を監視する静止誘導機器監視装置において、
前記筐体内に配置され、商用交流周波数に対しては低誘磁率であるが高周波に対して高誘磁率である高周波磁路と、
前記筐体内で前記高周波磁路の近傍に配置されてその位置の状態を物理量として検知するセンサおよび、そのセンサで得られた情報を前記商用交流電流の周波数よりもはるかに高い周波数の高周波信号として無線送信する送信部を具備するＩＣタグと、
前記筐体内に配置され、前記ＩＣタグから無線送信される高周波信号を、前記磁路を介して受信して前記筐体外へ有線送信する受信部と、
前記筐体外に配置され、前記受信部から有線送信された信号を受信して、この信号に基づいて前記筐体内の状態を判断する判断部と、
を有する静止誘導機器監視装置。
【請求項１０】
商用交流電流が供給される巻線と、前記巻線を絶縁するための絶縁流体と、前記巻線および絶縁流体を収容して絶縁流体を密封する筐体とを有する静止誘導機器の状態を監視する静止誘導機器監視装置において、
前記筐体内で配置された位置の状態を物理量として検知するセンサおよび、そのセンサで得られた情報を前記商用交流電流の周波数よりもはるかに高い周波数の高周波信号として無線送信する送信部を具備し、前記巻線によって発生する電界あるいは磁界の主方向と異なる方向に結合方向を向けて前記巻線の近傍に配置されたＩＣタグと、
前記筐体内に配置され、前記ＩＣタグから無線送信される高周波信号を、前記巻線を介して受信して前記筐体外へ有線送信する受信部と、
前記筐体外に配置され、前記受信部から有線送信された信号を受信して、この信号に基づいて前記筐体内の状態を判断する判断部と、
を有する静止誘導機器監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、高電圧用変圧器などの、筐体に収容される静止誘導機器および、かかる静止誘導機器を監視するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
静止誘導機器は絶縁被覆で覆われた電線を巻き回した巻線を持ち、これを油などの絶縁流体（絶縁媒体）に浸漬している。巻線は電流により加熱され絶縁流体により冷却される。絶縁流体は機器内部を対流し静止誘導機器の筐体あるいは別に設けられる熱交換用冷却器で冷やされ巻線に戻る。これら絶縁材料には一般に有機材料が適用され、徐々に分解してゆく。その分解速度は絶縁材料に混入した酸素量や温度に大きく影響される。また機器に異常が生じた場合、これら絶縁材料に部分的な絶縁破壊が生じることがあり、絶縁物の一部が損傷・分解することがある。このとき、電線路には高周波信号が発生し、放電部から電磁波が放出される。放出された電磁波は発生位置からの距離の二乗に反比例して低下するので、発生箇所の近傍で電磁波を捉えれば微小な破壊が検出できる。
【０００３】
従来の静止誘導機器では、状態監視用機器が静止誘導機器外部に設けられ、定期的あるいは常時の監視が行なわれている。絶縁流体の温度や含有成分を分析することにより絶縁性能などの機能性が評価確認される。巻線には高電圧が印加され電流が流れているため、絶縁物が劣化あるいは損傷しやすい。劣化・損傷による分解生成物は絶縁流体に流出し、対流により、筐体に設けられたセンサ部へと伝達される。
【０００４】
電流によって発生した熱も絶縁流体の対流により運ばれるが、絶縁流体の流速は均一でなく、筐体内部の場所ごとに異なる。巻線下部の発熱を受熱した絶縁流体は対流を始めるが、発熱は局所のみでなく巻線全体で生じているため対流と同時に受熱を続け、巻線上部に対流した時点で最高温度となる。また対流以外に絶縁流体自身からの放射により熱が伝達されるので、一般に機器中央の上部が最も高温となる。一般の静止誘導機器では有機絶縁物が適用されるが、有機絶縁物は時間とともに分解してゆく。その分解速度は温度に依存する。
【０００５】
絶縁物の分解や異常信号は巻線の高電圧部分で発生しやすいが、監視機器は接地電位の部位に設ける必要がある。そのためセンサから監視装置までの絶縁が必要である。一般に、センサは検出部と変換増幅部、信号伝送部から構成されるが、それらが動作するためのエネルギーが必要である。動作エネルギーは監視装置からの供給やセンサが設置される環境での自立供給、または、被検出信号から得ている。設置環境からの自立供給では、設置場所の振動や温度差、光により発電したり、電界や磁界から電磁波としてエネルギーを得ている。制御盤からの供給では、電源を直接供給するか光を送りセンサ部で変換する必要がある。信号伝送は、電気信号、光信号、機械的変位信号などが送られる。光信号には変調された光や色信号として伝送される。
【０００６】
一般的に、電気信号を用いるセンサは高電圧部分（高電圧部分の近傍を含む。以下同様）に設けることができない。高電圧部に設けるセンサには光ファイバ等の絶縁材料を用いたものが適用されるが、信号伝送に光信号が必要であること、光ファイバにも絶縁処理が必要であること、得られる信号の種類が少ないことなどから、汎用機器の常時監視には不向きである。また、電気エネルギーを直接供給することも不可能であり、光エネルギーの供給や設置場所の電界をエネルギー源とする自立供給が行なわれている。
【０００７】
一般に静止誘導機器では、漏れ磁束を誘導する磁気シールドが随所に設けられている。また巻線部には、電界を緩和するための静電シールドが設けられている。そのため、そのシールドが保護する領域には電磁的手法による通信が不可能である。
【０００８】
以上のように、静止誘導機器の状態監視として多様な信号・状態が検知できるセンサを高電圧部に設けることは極めて困難である。機器が長期間運転されること、内部が容易に触れることができない大きさであることなどから、高電圧部にセンサを設置するにはセンサからの信号を電気的に伝送することが困難である。そのため何らかの手法により検知した信号を絶縁区分状態を保持したまま伝送しやすい信号に変換する必要がある。変換にはエネルギーが必要であり、センサ部に電池を内蔵保有させたり設置場所での発電が必要である。
【０００９】
光による伝送は光ファイバに絶縁能力が必要となる。機械的伝送手法も、伝送媒体となる機構部を絶縁材料で構成させなければならず、容易かつ安価に設けることが困難であった。電磁的信号による伝送は、高電圧部が外部の電線路と接続されていることから、ノイズが侵入しやすく、また、機器自身が低周波の信号を発生させること、極めて大きな低周波磁界を発生させるのでその遮蔽構造が図られていること、機器が導電体で構成されており電磁波の漏洩が少なく外部に信号が伝達しにくいことなどから、容易にセンサ信号の伝送が行なえなかった。
【００１０】
また、高電圧部にセンサを設置するにはそのセンサ部に駆動エネルギーを供給する必要がある。エネルギー供給のために電気的接続を施すことは、センサ部が高電圧であることから、不可能である。光によるエネルギー供給はセンサ部に太陽電池を設置して光ファイバで射光すれば可能であるが、変換効率が悪く、発熱を伴なうので実用化が困難である。機器が変成する商用周波数の電界または磁界を捉えて発電する手法は、運転電流が絶えず変化すること、高い工作精度が要求されること、などから、実用化が難しい。
【特許文献１】特開２００４−１３３５９６号公報
【特許文献２】特開２００２−２３０６７５号公報
【特許文献３】特開２００６−１８５０４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記事情より、機器内部の情報を得るため、機器内部にセンサ付ＩＣタグを設置し、機器内部で発生する電磁波をその動作エネルギーとし、かつその電磁波の大きさ・個数等を記録するセンサ付ＩＣタグおよびＩＣタグシステムが考案されている。この場合、センサ付きＩＣタグの駆動エネルギーは、電池または通信用電磁波である。
【００１２】
特許文献１および特許文献２では、センサ付きＩＣタグは検知情報を伝送するのみで、故障判断は遠方の人間系による判断を想定している。そのため、自動的な記録や積算する能力を有していない。機器の運転状態履歴は、ＩＣタグに記憶機能を持たせれば、機器停止時にＩＣタグを取り出してもその機能は十分に果たせる。
【００１３】
特許文献３では、機器内部で発生する電磁波をその動作エネルギーとし、かつその電磁波の大きさ・個数などを記録するセンサ内部の異常情報として発生する電磁波を動作エネルギーとするので、異常が生じていない状況では動作しない。
【００１４】
上記の公知技術では、センサの設置が困難な部位へのセンサ設置が考慮されているが、通信や自身へ影響する電磁環境が考慮されていない。特に高電界を有する機器への設置は、自身の通信および駆動エネルギーの伝達以外の高電界により、通信が不可能となる、あるいは自信の電子回路が損傷することを防ぐ技術がない。
【００１５】
静止誘導機器内部にＩＣタグを設置するには、主機器が発生する高電界または高磁界によりＩＣタグが破損する可能性があるため、電磁シールドされた部位または電磁波が到達しない部位にＩＣタグを設けるか、これらの高電界などからＩＣタグを防護する対策が必要である。
【００１６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、高電圧巻線を含む静止誘導機器の内部の状態をセンサで検知してその信号を筐体外に取り出せるようにした静止誘導機器、および静止誘導機器監視装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明に係る静止誘導機器の一つの態様は、商用交流電流が供給される巻線と、前記巻線を絶縁するための絶縁流体と、少なくとも一部に中空部を有する静電シールド絶縁物の外表面に電気抵抗を有する導電膜を巻き回して構成し、前記巻線の電界を抑制する静電シールドと、前記巻線、静電シールドおよび絶縁流体を収容して絶縁流体を密封する筐体と、前記静電シールド絶縁物の中空部内に配置されてその位置の状態を物理量として検知するセンサおよび、そのセンサで得られた情報を前記商用交流電流の周波数よりもはるかに高い周波数の高周波信号として無線送信する送信部を具備するＩＣタグと、前記筐体内に配置され、前記ＩＣタグから無線送信される高周波信号を受信して前記筐体外へ有線送信する受信部と、を有する。
【００１８】
本発明に係る静止誘導機器の他の一つの態様は、商用交流電流が供給される巻線と、磁束を流すための鉄心と、前記巻線を絶縁するための絶縁流体と、商用交流周波数に対しては高誘磁率であって商用交流周波数よりも高い高周波に対しては低誘磁率である鋼材を用いた磁気シールドと、商用交流周波数に対しては低誘磁率であるが高周波に対して高誘磁率である高周波磁路と、前記高周波磁路の近傍に配置されてその位置の状態を物理量として検知するセンサおよび、そのセンサで得られた情報を前記商用交流電流の周波数よりもはるかに高い周波数の高周波信号として無線送信する送信部を具備するＩＣタグと、前記巻線、鉄心、磁気シールド、高周波磁路、ＩＣタグおよび絶縁流体を収容して絶縁流体を密封する筐体と、前記筐体内に配置され、前記ＩＣタグから無線送信される高周波信号を、前記磁路を介して受信して前記筐体外へ有線送信する受信部と、を有する。
【００１９】
本発明に係る静止誘導機器の他の一つの態様は、商用交流電流が供給される巻線と、前記巻線を絶縁するための絶縁流体と、配置された位置の状態を物理量として検知するセンサおよび、そのセンサで得られた情報を前記商用交流電流の周波数よりもはるかに高い周波数の高周波信号として無線送信する送信部を具備し、前記巻線によって発生する電界あるいは磁界の主方向と異なる方向に結合方向を向けて前記巻線の近傍に配置されたＩＣタグと、前記巻線、ＩＣタグおよび絶縁流体を収容して絶縁流体を密封する筐体と、前記筐体内に配置され、前記ＩＣタグから無線送信される高周波信号を、前記巻線を介して受信して前記筐体外へ有線送信する受信部と、を有する。
【００２０】
本発明に係る静止誘導機器監視装置の一つの態様は、商用交流電流が供給される巻線と、少なくとも一部に中空部を有する静電シールド絶縁物の外表面に電気抵抗を有する導電膜を巻き回して構成し、前記巻線の電界を抑制する静電シールドと、前記巻線を絶縁するための絶縁流体と、前記巻線、静電シールドおよび絶縁流体を収容して絶縁流体を密封する筐体と、を有する静止誘導機器の状態を監視する静止誘導機器監視装置において、前記静電シールド絶縁物の中空部内に配置されてその位置の状態を物理量として検知するセンサおよび、そのセンサで得られた情報を前記商用交流電流の周波数よりもはるかに高い周波数の高周波信号として無線送信する送信部を具備するＩＣタグと、前記筐体内に配置され、前記ＩＣタグから無線送信される高周波信号を受信して前記筐体外へ有線送信する受信部と、前記筐体外に配置され、前記受信部から有線送信された信号を受信して、この信号に基づいて前記筐体内の状態を判断する判断部と、を有する。
【００２１】
本発明に係る静止誘導機器監視装置の他の一つの態様は、商用交流電流が供給される巻線と、磁束を流すための鉄心と、商用交流周波数に対しては高誘磁率であって商用交流周波数よりも高い高周波に対しては低誘磁率である鋼材を用いた磁気シールドと、前記巻線を絶縁するための絶縁流体と、前記巻線、鉄心、磁気シールドおよび絶縁流体を収容して絶縁流体を密封する筐体とを有する静止誘導機器の状態を監視する静止誘導機器監視装置において、前記筐体内に配置され、商用交流周波数に対しては低誘磁率であるが高周波に対して高誘磁率である高周波磁路と、前記筐体内で前記高周波磁路の近傍に配置されてその位置の状態を物理量として検知するセンサおよび、そのセンサで得られた情報を前記商用交流電流の周波数よりもはるかに高い周波数の高周波信号として無線送信する送信部を具備するＩＣタグと、前記筐体内に配置され、前記ＩＣタグから無線送信される高周波信号を、前記磁路を介して受信して前記筐体外へ有線送信する受信部と、前記筐体外に配置され、前記受信部から有線送信された信号を受信して、この信号に基づいて前記筐体内の状態を判断する判断部と、を有する。
【００２２】
本発明に係る静止誘導機器監視装置の他の一つの態様は、商用交流電流が供給される巻線と、前記巻線を絶縁するための絶縁流体と、前記巻線および絶縁流体を収容して絶縁流体を密封する筐体とを有する静止誘導機器の状態を監視する静止誘導機器監視装置において、前記筐体内で配置された位置の状態を物理量として検知するセンサおよび、そのセンサで得られた情報を前記商用交流電流の周波数よりもはるかに高い周波数の高周波信号として無線送信する送信部を具備し、前記巻線によって発生する電界あるいは磁界の主方向と異なる方向に結合方向を向けて前記巻線の近傍に配置されたＩＣタグと、前記筐体内に配置され、前記ＩＣタグから無線送信される高周波信号を、前記巻線を介して受信して前記筐体外へ有線送信する受信部と、前記筐体外に配置され、前記受信部から有線送信された信号を受信して、この信号に基づいて前記筐体内の状態を判断する判断部と、を有する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、高電圧巻線を含む静止誘導機器の内部の状態をセンサで検知して、その信号を筐体外に取り出すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
［第１の実態の形態］
図１は本発明に係る静止誘導機器の第１の実施の形態を示す模式的部分断面図である。この静止誘導機器は、たとえば変圧器であって、巻線１および鉄心１１が筐体５内の絶縁流体４内に浸漬されている。絶縁流体４は、たとえば油などの液体有機媒体である。巻線１は、たとえば有機材料からなる巻線絶縁物（図示せず）によって支持されている。巻線１には、図示しない端子を通じて筐体５外部から高電圧（たとえば６万〜１００万ボルト）の商用交流電流が供給される。ここで、商用交流の周波数は、たとえば５０Ｈｚまたは６０Ｈｚである。筐体５は接地されている。
【００２５】
筐体５内で巻線１の上方に静電シールド２が配置されている。静電シールド２はカーボンを塗布した半導電性絶縁紙２ｃを中空のシールド芯２ａの表面に巻きまわして構成され、たとえば巻線１の上方に環状に形成されている。半導電性絶縁紙２ｃの巻き終わり端２ｂは巻線１に接続され、電位を与えられている。
【００２６】
静電シールド２のシールド芯２ａ内にセンサ付ＩＣタグ３が配置されている。センサ付ＩＣタグ３は本体３ａとアンテナ９とを含んでいる。本体３ａはセンサと送信部（図示せず）とを含んでいる。また、筐体５内でその筐体５の壁面近くに受信部６が配置され、さらに、筐体５外に判断・表示部２０が配置されていて、受信部６と判断・表示部２０とは、筐体５を貫通する通信線２１で接続されている。
【００２７】
商用周波数に対しては、静電シールド２の表面のどの部位も同一の電位に保たれている。センサ付ＩＣタグ３のセンサが検知した情報は、商用周波数に比べて十分に高い超高周波（たとえば数十ＭＨｚ以上）の信号として送信される。静電シールド２の表面は半導電性であるため、超高周波に対しては必ずしも同一の電位ではなく、センサ付ＩＣタグ３からの信号は容易に静電シールド２の外部に漏出する。漏出した信号は受信部６に到達し、情報通信を行なう。受信部６と判断部・表示部２０との信号授受は、通信線２１によって有線で行なわれる。センサ付ＩＣタグ３の動作エネルギーは、電池または超高周波による伝送でまかなわれる。
【００２８】
この実施の形態によれば、最も高温となる巻線１上部の状態を、静電シールド２内部に設けたセンサ付ＩＣ付タグ３によって、高精度かつ即時性を持って監視することが可能となる。その結果、筐体５壁部にセンサを設けて機器各部の平均温度を検出するのでなく、最高点の温度が検知されるので、正確な機器状態を検出することが可能である。
【００２９】
以上説明した本実施の形態において、センサに電磁波による電源受領能力を持たせることが可能である。また、商用交流電流が供給されることによって生じる振動エネルギーを電気エネルギーに変換するエネルギー変換手段を、センサ付ＩＣタグ３または受信部６などに配置し、この電気エネルギーをセンサ付ＩＣタグ３の駆動エネルギー源としてもよい。さらに、商用交流電流が供給されることによって筐体５内で生じる部分放電によって放出される電磁波エネルギーまたは、商用交流電流が供給されることによって筐体５内で生じる磁界動作エネルギーを、電気エネルギーに変換するエネルギー変換手段を、センサ付ＩＣタグ３または受信部６などに配置してもよい。
【００３０】
さらに、信号の伝送も電磁波によって行なうことにより、高電圧部への設置が可能となる。また、センサユニット自身に記録能力を持たせることも可能であり、電磁的伝送が困難な状態でも機器の状態を記録しておき後日その記録情報を転送することにより、電磁環境の悪い部位にもセンサを設置することができる。電磁環境は機器の運転状況や接続された電線路の状況に影響される。運転を停止しなくても系統より切り離すだけで電磁的通信が可能となる場合もある。
【００３１】
静電シールドは導電性の部材が用いられるが、主たる電界に対して導電性および電位固定性能があれば十分であることから、一般には薄い金属箔またはカーボン紙等の半導電紙が多用され、１箇所のみ電位線に接続される。同様に透磁率の高い部材を用いた磁気シールドは磁束を誘引して磁界を抑制する。このため従来は、シールド内部あるいは近傍に電磁的伝送手段を用いたセンサ装置を設置することができなかった。しかしながら、エネルギー供給および信号伝送に超高周波を用いると、電位接続点近傍は接続された電位に抑制され超高周波電磁波に対するシールド効果があるが、接続点から遠方の箇所は接続点までのインピーダンスが高く十分なシールド効果が期待されない。
【００３２】
この実施の形態では、超高周波を信号伝送に用いることにより、静電シールド内部にセンサ装置を設置することが可能となる。主機器からの高電界は商用周波数であるため、半導電性あるいは薄い金属箔を適用しても問題ない。同様に、珪素鋼鈑等は周波数特性が悪く超高周波の磁束は十分に誘引することができないので、超高周波の信号は磁気シールドの裏面に容易に伝達することが可能である。この実施の形態では、信号伝送に超高周波電磁波を用い、静電シールドには半導電性または薄い金属箔を用い、磁気シールドには周波数特性の劣る鋼鈑を用いることにより、機器が発生する商用周波数の極めて強い電界あるいは磁界に対して十分なシールド効果を有しながら、その内部または近傍に超高周波信号を信号伝送手段とするセンサ装置を設置することが可能となる。
【００３３】
上記第１の実施の形態によれば、センサ付ＩＣタグにセンサを接続し、検知情報を、超高周波電磁波を用いて伝送することにより、高電圧部に設置したセンサの情報を接地部位に絶縁性能を損なうことなく伝送することが可能となる。機器の寿命や劣化が最も早く損傷する高電圧部にセンサを設置することにより、従来は平均値でしか管理できなかった余寿命・劣化状態を正確に監視することが可能となる。
【００３４】
各種シールドの材料や構成を調整することにより、センサ付ＩＣタグをシールドの内部あるいは近傍に設置しても、機器が発生する商用周波数の極めて強い電磁界の影響を排除しつつ超高周波の通信が可能となる。この結果、高電圧部あるいは強磁界部の状態を検知するセンサを近傍に設置することが可能となり、同時に運転中の検知情報伝達が高周波により可能となる。
【００３５】
また、超高周波信号を機器の電路に重畳させることにより、センサ付ＩＣタグからの情報を受け取る受信部を機器外部に設置することが可能となる。機器の筐体を変更することなく内部状態を監視することが可能となる。
【００３６】
特に、温度の最高点近傍に温度履歴を積算するセンサ付ＩＣタグを設置することにより、絶縁物の平均的な劣化をもって全体を判断するなどの誤認が防げる。放電劣化等の局所的な損傷生成物を全体の体積で除してしまうと劣化判断を誤るが、本発明では局所の状態をその近傍に設置したセンサ付ＩＣタグで監視することにより、その部位の状況が正確に把握できるので機器の状態監視が精密に行なえる。
【００３７】
［第２の実態の形態］
つぎに、図２を参照して第２の実施の形態を説明する。ここで、第１の実施の形態と同一または類似の部分には共通の符号を付して重複説明は省略する。図２は、第２の実施の形態の静止誘導機器を示す模式的部分断面図である。この実施の形態では、磁気シールド７の一部として、周波数特性の悪い電磁鋼鈑を適用した低周波高透磁率磁気シールド７ａを配置し、その近傍に、高周波特性が良いが透磁率が磁気シールドよりも低い磁性体（たとえばフェライト）を用いた磁路８が配置されている。そして、磁路８上にセンサ付ＩＣタグ３が設置されている。
【００３８】
磁束１０のうち機器が発生する低周波磁束１０ａは、より磁気抵抗の低い低周波高透磁率磁気シールド７ａに誘引され、磁路８に漏れる低周波磁束１０ａは少ない。低周波高透磁率磁気シールド７ａは超高周波に対して透磁率が１に近づくので、超高周波磁束１０ｂは磁路８を通りセンサ付ＩＣタグ３に到達する。検知情報は磁路８を通して外部に伝達され、受信部６に伝達される。
【００３９】
この実施の形態では、商用周波数の低周波磁束１０ａは低周波高透磁率磁気シールド７ａに流れ込むので、センサ付ＩＣタグ３の磁気結合部はごくわずかの漏れ磁束で飽和しない程度に効率を向上させることが可能となる。そのため、弱い超高周波信号でも十分な利得を持った超高周波結合部（アンテナ）９をＩＣタグ３が有することが可能となり、情報伝送に必要なエネルギーが小さく、内蔵された電池の寿命が長くなる。この結果長期間の使用が可能となる。
【００４０】
［第３の実態の形態］
つぎに、図３および図４を参照して第３の実施の形態を説明する。ここで、第１または第２の実施の形態と同一または類似の部分には共通の符号を付して重複説明は省略する。図３は本発明に係る静止誘導機器の第３の実施の形態を示す模式的部分斜視断面図であり、図４は図３のセンサ付ＩＣタグの設置向きを示す模式的斜視図である。
【００４１】
この実施の形態では、高電圧部に、機器が発生する商用周波数の電磁波の方向と異なる方向の超高周波電磁波結合部を有するセンサ付ＩＣタグ３が設置されている。静止誘導機器はインピーダンスの大きな電線路に接続されるか、あるいは接地端子に接続されている。接地端子あるいは電線路に超高周波信号を用いた受信部６を高周波結合させ、電線路あるいは接地線に超高周波信号の漏洩を防ぐインピーダンス素子を挿入する。
【００４２】
たとえば図３に示すように、センサ付ＩＣタグ３を巻線１の近傍に配置し、アンテナ９の向きを巻線１の電線の方向に向ける。このとき、図４に示すように、アンテナ９の方向は電界の方向および磁界の方向に対して垂直になる。
【００４３】
静止誘導機器は大型であり商用周波数の電磁波は空間的に一定の方向性を有する。巻線１の電線方向に生じる電界は微弱であり、隣接した電線間の磁束は互いに打ち消しあい磁界も弱い。超高周波電磁波は電線を分布定数線路として伝搬するので、上記空間にも十分な電磁界が発生している。高電圧部に設けられたセンサ付ＩＣタグ３は商用周波数の電磁界が弱い上記空間に設置される。検知した情報はセンサ付ＩＣタグ３の超高周波結合部９から機器の電線へ誘導され、機器電線路を機器外部へと伝搬する。
【００４４】
この実施の形態によれば、センサ付ＩＣタグ３は商用周波数の電磁外が弱い方向に超高周波結合部を対向させるので、機器が発生する商用周波数の強い電磁界に干渉されることなく機器の電線部に高周波信号を重畳させることができる。このためセンサ付ＩＣタグ３と信号を受信する受信部６を機器の高電圧部に対向させなくてもよいので、安全な部位に受信部６を設置して高電圧部の情報を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る静止誘導機器の第１の実施の形態を示す模式的部分断面図である。
【図２】本発明に係る静止誘導機器の第２の実施の形態を示す模式的部分断面図である。
【図３】本発明に係る静止誘導機器の第３の実施の形態を示す模式的部分斜視断面図である。
【図４】図３のセンサ付ＩＣタグの設置向きを示す模式的斜視図である。
【符号の説明】
【００４６】
１・・・巻線
２・・・静電シールド
２ａ・・・シールド芯
２ｂ・・・巻き終わり端
２ｃ・・・半導電性絶縁紙
３・・・センサ付ＩＣタグ
３ａ・・・本体
４・・・絶縁流体        
５・・・筐体
６・・・受信部
７・・・磁気シールド
７ａ・・・低周波高透磁率磁気シールド
８・・・磁路
９・・・超高周波結合部（アンテナ）
１０・・・磁束
１０ａ・・・低周波磁束  
１０ｂ・・・超高周波磁束
１１・・・鉄心
２０・・・判断・表示部
２１・・・通信線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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