(57)【要約】【課題】フィルムコンデンサの電気的特性とその表面温度を計測し、この計測データからフィルムコンデンサの劣化を診断するフィルムコンデンサ劣化診断装置を提供する。【解決手段】フィルムコンデンサの劣化診断装置は、フィルムコンデンサの電気的特性値を計測する第１計測手段と、前記コンデンサの表面温度を計測する第２計測手段と、これら計測手段で計測された特性値データをデータベースに蓄積する蓄積手段と、フィルムコンデンサの基準特性曲線及び劣化判定値を予め蓄積したデータベースとを備え、前記計測手段で計測された特性値データと前記データベースの基準特性曲線及び劣化判定値を比較して当該フィルムコンデンサの劣化判定及び寿命予測を診断するので、フィルムコンデンサの劣化進展状況の把握が容易にできる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルムコンデンサの電気的特性値を計測する第１計測手段と、前記コンデンサの表面温度を計測する第２計測手段と、これら計測手段で計測された特性値データをデータベースに蓄積する蓄積手段と、フィルムコンデンサの基準特性曲線及び劣化判定値を予め蓄積したデータベースとを備え、前記計測手段で計測された特性値データと前記データベースの基準特性曲線及び劣化判定値を比較して当該フィルムコンデンサの劣化判定及び寿命予測を診断することを特徴とするフィルムコンデンサの劣化診断装置。
【請求項２】
前記フィルムコンデンサの劣化判定及び寿命予測は、使用開始後時間経過した当該フィルムコンデンサの静電容量、Ｔａｎδ、絶縁抵抗、インピーダンスの特性値を計測して、これらの計測して得られたデータから当該コンデンサの劣化モデル式または劣化の特性曲線図を用いて使用限界や寿命値の推定などの診断を行うことを特徴とする請求項１記載のフィルムコンデンサの劣化診断装置。
【請求項３】
前記フィルムコンデンサの電気的特性値の計測は、予め計測部に絶縁抵抗測定用の印加電圧可変機構を設け、任意の間隔で印加する電圧を可変しながら絶縁抵抗値を計測することを特徴とする請求項１記載のフィルムコンデンサの劣化診断装置。
【請求項４】
前記フィルムコンデンサの電気的特性値の計測は、予め計測部にインピーダンス測定用の計測周波数可変機構を設け、任意の間隔で周波数を可変しながらインピーダンスを計測することを特徴とする請求項１記載のフィルムコンデンサの劣化診断装置。
【請求項５】
前記フィルムコンデンサの表面温度の計測は、フィルムコンデンサ表面に温度センサなどの計測手段を取り付け、当該フィルムコンデンサに電圧を印加することで発生する熱量や発熱温度を計測することを特徴とする請求項１記載のフィルムコンデンサの劣化診断装置。
【請求項６】
前記フィルムコンデンサの表面温度の計測は、当該フィルムコンデンサに電圧を印加することで発生する熱量や発熱温度を赤外線温度計測装置などの非接触式温度計測装置により計測することを特徴とする請求項１記載のフィルムコンデンサの劣化診断装置。
【請求項７】
前記フィルムコンデンサの計測した特性値データの蓄積手段は、測定条件を変えて得られた請求項３ないし請求項６のいずれかに記載の特性値データを前記データベースに蓄積して、計測終了時に特性値データをグラフ表示可能にしたことを特徴とする請求項１記載のフィルムコンデンサの劣化診断装置。
【請求項８】
前記フィルムコンデンサの計測した特性値データは、各特性値の測定毎に時系列の連続データとしてデータベースに蓄えることで過去のデータと共に参照及び表示できることを特徴とする請求項２ないし請求項６のいずれかに記載のフィルムコンデンサの劣化診断装置。
【請求項９】
前記フィルムコンデンサの時系列データからの劣化の判定は、予めフィルムコンデンサ品種毎の特性判定値をデータベースとして蓄えておき、データの照合及び比較することで劣化を判定することを特徴とする請求項２記載のフィルムコンデンサの劣化診断装置。
【請求項１０】
前記フィルムコンデンサの時系列データからの劣化の判定は、予めフィルムコンデンサ品種毎の特性判定値をデータベースとして蓄えておき、当該データベースに蓄積されている初期または正常時の特性値とデータの照合及び比較することで劣化を判定することを特徴とする請求項２記載のフィルムコンデンサの劣化診断装置。
【請求項１１】
前記フィルムコンデンサの使用限界や寿命値などの診断は、当該フィルムコンデンサの特性値を随時計測することで該特性値の時系列の変化及び変動量を、劣化モデル式または劣化の特性曲線図を用いて予めデータベースに蓄積した各フィルムコンデンサの特性限界値との比較及び照合により、当該フィルムコンデンサの使用限界や寿命を診断することを特徴とする請求項９または請求項１０記載のフィルムコンデンサの劣化診断装置。
【請求項１２】
前記フィルムコンデンサの使用限界や寿命値などの診断は、当該フィルムコンデンサの特性値を随時計測して得られた時系列の特性データに特性近似曲線や予めデータベースに蓄積した各フィルムコンデンサのマスターカーブあるいは特性モデル式を用いて、当該フィルムコンデンサの劣化の判定や使用限界や寿命値を推定することを特徴とする請求項９または請求項１０記載のフィルムコンデンサの劣化診断装置。
【請求項１３】
前記フィルムコンデンサを計測して得られた特性値データを蓄積する蓄積手段と、時系列データからフィルムコンデンサの劣化を判定する判定手段と、使用限界や寿命値の推定などの診断手段は、インターネットを介して診断サーバに蓄積したデータベースを利用して診断することを特徴とする請求項１２記載のフィルムコンデンサの劣化診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィルムコンデンサの電気的特性や表面温度を計測し、得られた特性値データおよび特性値の時系列データに対して劣化判定または使用限界や寿命値の推定を行うフィルムコンデンサの劣化診断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、産業プラントで使用される各種制御装置にはプリント配線板が使用されており、電子回路を構成するためにポリエステルフィルムコンデンサやポリプロピレンフィルムコンデンサなどが多数用いられている。これらのフィルムコンデンサは、使用環境における温度及び湿度並びに電子回路の電気的な使用条件でフィルムコンデンサ自身の発熱に伴い誘電体のフィルム材料が物理的に変化して劣化するとか、あるいは使用環境中の水分が浸透してコンデンサの誘電体と電極のギャップなどの欠陥部が変化することで有効面積が変化して異常となる等が知られている。
【０００３】
このため、従来は、部品個々の仕様条件で電気的特性を計測し、特性の変動量から劣化の診断を行っていた。しかし、このような部品の劣化診断方法は、部品の定格条件における劣化判定のため、装置使用時のコンデンサのように周辺部品の使用状態により使用時の条件が変化するような場合に適用して劣化の進展状況を把握するのは困難である。これを改善するため、従来はフィルムコンデンサの劣化診断方法として、電気的一定条件の静電容量特性値に対してのみ着目し、部品定格の条件で計測して劣化を判断する方法が実施されていた。しかし、この方法は一部のコンデンサに限定されており、すべてのコンデンサが診断対象となっていないため劣化検出精度が低下という欠点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、各種制御装置にはプリント配線板が使用されており、電子回路を構成するためにポリエステルフィルムコンデンサやポリプロピレンフィルムコンデンサなどが多数用いられている。これらのフィルムコンデンサは、使用環境における温度及び湿度並びに電子回路の電気的な使用条件でフィルムコンデンサ自身が発熱し、フィルム材料の物理的変化によって静電容量やＴａｎδが変化する。あるいは使用環境中の水分が浸透してコンデンサの誘電体と電極のギャップなどの欠陥部が変化することで有効面積が変化して異常となる。このようなコンデンサの劣化や異常を規定の電気的特性では見極めることは極めて困難あった。
【０００５】
そこで、従来は電気的特性として静電容量、Ｔａｎδ、絶縁抵抗の特性を計測して、個別の部品仕様値で劣化を判定しているが、実際に装置で使用している条件と異なり充分でないことが多く、その改善方法が要望されていた。
【０００６】
本発明は、上記のような状況に鑑みてなされたものであり、その課題は、フィルムコンデンサの電気的特性とその表面温度を計測し、得られた特性値データおよび特性値の時系列データに対して事前に作成した基準特性などのコンデンサ特性値や温度特性値データと比較して劣化状態を診断できるフィルムコンデンサの劣化診断装置を提供するものである
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１のフィルムコンデンサの劣化診断装置は、フィルムコンデンサの電気的特性値を計測する第１計測手段と、前記コンデンサの表面温度を計測する第２計測手段と、これら計測手段で計測された特性値データをデータベースに蓄積する蓄積手段と、フィルムコンデンサの基準特性曲線及び劣化判定値を予め蓄積したデータベースとを備え、前記計測手段で計測された特性値データと前記データベースの基準特性曲線及び劣化判定値を比較して当該フィルムコンデンサの劣化判定及び寿命予測を診断することを特徴とする。
【０００８】
請求項１によると、計測された電気的特性値と表面温度特性値データを時系列として蓄積し、予めデータベースに蓄えていた劣化の判定値や基準特性との比較により劣化進展状況の把握が容易にできる。
【０００９】
本発明の請求項２は、請求項１記載のフィルムコンデンサの劣化診断装置において、前記フィルムコンデンサの劣化判定及び寿命予測は、使用開始後時間経過した当該フィルムコンデンサの静電容量、Ｔａｎδ、絶縁抵抗、インピーダンスの特性値を計測して、これらの計測して得られたデータから当該コンデンサの劣化モデル式または劣化の特性曲線図を用いて使用限界や寿命値の推定などの診断を行うことを特徴とする。
【００１０】
請求項２によれば、フィルムコンデンサの電気的特性と表面温度を計測し、得られた特性値データおよび特性値の時系列データに対して事前に静電容量、Ｔａｎδ、絶縁抵抗、インピーダンスなどの基準特性値データベースを利用して、フィルムコンデンサの使用限界や寿命の診断が可能となる。
【００１１】
本発明の請求項３は、請求項１記載のフィルムコンデンサの劣化診断装置において、前記フィルムコンデンサの電気的特性値の計測は、予め計測部に絶縁抵抗測定用の印加電圧可変機構を設け、任意の間隔で印加する電圧を可変しながら絶縁抵抗値を計測することを特徴とする。
【００１２】
請求項３によれば、フィルムコンデンサの測定条件を可変して連続データとして採取可能になり、従来の規定条件では捉えられなかった劣化の兆候や劣化の開始ポイントなどが容易に把握できる。
【００１３】
本発明の請求項４は、請求項１記載のフィルムコンデンサの劣化診断装置において、前記フィルムコンデンサの電気的特性値の計測は、予め計測部にインピーダンス測定用の計測周波数可変機構を設け、任意の間隔で周波数を可変しながらインピーダンスを計測することを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項５は、請求項１記載のフィルムコンデンサの劣化診断装置において、前記フィルムコンデンサの表面温度の計測は、フィルムコンデンサ表面に温度センサなどの計測手段を取り付け、当該フィルムコンデンサに電圧を印加することで発生する熱量や発熱温度を計測することを特徴とする。
【００１５】
請求項４および請求項５によると、コンデンサに電圧を印加すると内部の損失抵抗分または絶縁低下した部分によってジュール熱が発生して、コンデンサ表面の温度が上昇する。特に絶縁低下で劣化すると抵抗値の変化に伴い発生する熱量と温度が変化するため、コンデンサ表面に熱電対などの温度センサを取り付けて発生した熱量や発熱温度を測定できるようにすることで、劣化の診断精度を向上させることができる。これにより、フィルムコンデンサの劣化場所や弱点箇所が容易になり、電気的特性との併用で計測ミスやヒューマンエラーに対処できる。
【００１６】
本発明の請求項６は、請求項１記載のフィルムコンデンサの劣化診断装置において、前記フィルムコンデンサの表面温度の計測は、当該フィルムコンデンサに電圧を印加することで発生する熱量や発熱温度を赤外線温度計測装置などの非接触式温度計測装置により計測することを特徴とする。
【００１７】
請求項３ないし請求項６によると、電気的特性値と表面温度特性値のデータを装置内部のデータベースに蓄積して、各測定終了時または劣化の診断を実施する際に一部または全データをグラフ表示可能にすることができる。
【００１８】
本発明の請求項７は、請求項１記載のフィルムコンデンサの劣化診断装置において、前記フィルムコンデンサの計測した特性値データの蓄積手段は、測定条件を変えて得られた請求項３ないし請求項６のいずれかに記載の特性値データを前記データベースに蓄積して、計測終了時に特性値データをグラフ表示可能にしたことを特徴とする。
【００１９】
本発明の請求項８は、請求項２ないし請求項６のいずれかに記載のフィルムコンデンサの劣化診断装置において、前記フィルムコンデンサの計測した特性値データは、各特性値の測定毎に時系列の連続データとしてデータベースに蓄えることで、過去のデータと共に参照及び表示できることを特徴とする。
【００２０】
請求項７および請求項８によれば、定期的にフィルムコンデンサの特性などを計測して、その特性データをデータベースに蓄えておくことにより時間的な変化及び変動から劣化を判断して、フィルムコンデンサの使用限界や寿命の予測が可能になり、フィルムコンデンサ使用装置の故障の予知や信頼性向上が図れる。
【００２１】
本発明の請求項９は、請求項２記載のフィルムコンデンサの劣化診断装置において、前記フィルムコンデンサの時系列データからの劣化の判定は、予めフィルムコンデンサ品種毎の特性判定値をデータベースとして蓄えておき、データの照合及び比較することで劣化を判定することを特徴とする。
【００２２】
請求項９によると、フィルムコンデンサ内部に水分などが使用期間と共に浸入し、コンデンサの誘電体有効面積が変化して静電容量やＴａｎδ値の増加や発熱温度の上昇が起こるため、予め各フィルムコンデンサ品種の特性判定値をデータベースとして蓄えておき、データの照合及び比較によりコンデンサの時系列データから劣化を判定することができる。
【００２３】
本発明の請求項１０は、請求項２記載のフィルムコンデンサの劣化診断装置において、前記フィルムコンデンサの時系列データからの劣化の判定は、予めフィルムコンデンサ品種毎の特性判定値をデータベースとして蓄えておき、当該データベースに蓄積されている初期または正常時の特性値とデータの照合及び比較することで劣化を判定することを特徴とする。
【００２４】
請求項１０によると、コンデンサの誘電体が使用期間と共にコンデンサ素子の絶縁抵抗が低下して電気的な回路障害を発生することから、予め各フィルムコンデンサ品種の特性判定値をデータベースとして蓄えておき、コンデンサの時系列データから劣化を判定するために絶縁抵抗値特性や表面温度特性の連続データに対して、各コンデンサのデータベースに蓄積していた初期または正常時の特性値とデータの照合及び比較により劣化を判定することができる。
【００２５】
本発明の請求項１１は、請求項９または請求項１０記載のフィルムコンデンサの劣化診断装置において、前記フィルムコンデンサの使用限界や寿命値などの診断は、当該フィルムコンデンサの特性値を随時計測することで特性値の時系列の変化及び変動量を、劣化モデル式または劣化の特性曲線図を用いて、予めデータベースに蓄積した各フィルムコンデンサの特性限界値との比較及び照合により、当該フィルムコンデンサの使用限界や寿命を診断することを特徴とする。
【００２６】
請求項１１によると、使用期間と共にコンデンサの特性値や発熱温度特性が変化することから、コンデンサの特性を随時計測しながら特性値の時系列の変化・変動量を劣化モデル式または劣化の特性曲線図を用いて、予めデータベースに蓄積した各フィルムコンデンサ品種毎の特性限界値との比較及び照合により、コンデンサの使用限界や寿命を診断することができる。
【００２７】
本発明の請求項１２は、請求項９または請求項１０記載のフィルムコンデンサの劣化診断装置において、前記フィルムコンデンサの使用限界や寿命値などの診断は、当該フィルムコンデンサの特性値を随時計測して得られた時系列の特性データに特性近似曲線や予めデータベースに蓄積した各フィルムコンデンサのマスターカーブあるいは特性モデル式を用いて、当該フィルムコンデンサの劣化の判定や使用限界や寿命値を推定することを特徴とする。
【００２８】
請求項１２によると、フィルムコンデンサの特性を随時計測して得られた時系列の特性データに特性近似曲線や予めデータベースに蓄積されている各フィルムコンデンサのマスターカーブあるいは特性モデル式を用いて、コンデンサの使用限界や寿命値を推定することができる。
【００２９】
本発明の請求項１３は、請求項１２記載のフィルムコンデンサの劣化診断装置において、前記フィルムコンデンサを計測して得られた特性値データを蓄積する蓄積手段と、時系列データからフィルムコンデンサの劣化を判定する判定手段と、使用限界や寿命値の推定などの診断手段は、インターネットを介して診断サーバに蓄積したデータベースを利用して診断する。
【００３０】
請求項１３によれば、フィルムコンデンサの特性値を計測する部分と計測して得られた特性値データを劣化判定および寿命などの診断を実施する部分を分離し、インターネットを介して接続することにより、計測時の必要な装置の軽量化が図られ、遠隔操作などが可能になる。さらに複数の実験場にある計測部とインターネットで接続可能になり、フィルムコンデンサの診断に必要な基準データなどが共有のデータベースとして使用できる。
【００３１】
上述したように、本発明によれば、プリント配線板に使用されるポリエステルフィルムコンデンサやポリプロピレンフィルムコンデンサなどのコンデンサの劣化を検出する方法において、予めコンデンサ表面の発熱温度を捉える検出器又は温度測定器を電気的特性の測定器と併用することにより、フィルムコンデンサの劣化状態を観察・計測可能にするものである。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照にして本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は本発明の第１の実施形態のフィルムコンデンサの劣化診断装置のブロック構成図である。
【００３３】
図に示すように、本実施形態のフィルムコンデンサの劣化診断装置１は、診断フィルムコンデンサ２の電気的特性と表面温度を計測する計測部３と、計測したフィルムコンデンサの特性値データの劣化を判定する劣化判定部４と、計測したフィルムコンデンサの特性値データの蓄積とフィルムコンデンサの特性判定値を予め蓄積しておくためのデータベース５と、劣化の検定や使用限界、あるいは計測した時系列データを基に寿命の推定を行う診断部６と、診断結果を表示する結果の表示部７とから構成されている。なお、フィルムコンデンサの劣化診断装置１は、対象となるフィルムコンデンサ２と電線などで接続されている。
【００３４】
次に、本実施形態の作用について説明する。
フィルムコンデンサの診断は計測部３の測定条件に基き、フィルムコンデンサの特性値ａを計測して得られた特性データｂをデータベース５に送り蓄積するとともに、計測したフィルムコンデンサの特性データｂを劣化判定部４へ送る。劣化判定部４ではフィルムコンデンサの劣化判定値ｃをデータベース５から読み込み、データの比較・照合を行って劣化を判定する。その判定結果ｄは結果の表示部７へ送られて表示される。また、判定結果ｄの一部は診断部６に送られて、劣化の検定や使用限界の計算および寿命の推定計算を実施し、その計算結果ｅは結果の表示部７に送られて表示される。
【００３５】
従って、本実施形態によれば、フィルムコンデンサ２の特性を診断装置１内にある計測部３で測定の条件などを決定して計測し、計測された特性データを予めデータベース５に蓄積してあるフィルムコンデンサの特性値ｆを使い劣化判定するとともに、診断部６によって劣化の検定や使用限界の計算および寿命の推定計算などが容易に実施できる。
【００３６】
図２は本発明の第２の実施形態の計測部のブロック構成図である。
本実施形態のフィルムコンデンサの劣化診断装置の構成は図１と同様な構成であり、その特徴は計測部３の構成にある。すなわち、計測部３は、直流電源８と高周波電源９と測定器１０と制御部１１から構成されている。静電容量とＴａｎδの特性は制御部１１から高周波電源９へ測定の条件として周波数１ｋＨｚの指令ａ４を出し、コンデンサ２へ信号ａ１が送られる。一方、測定器１０では制御部１１からコンデンサ特性の種別を示す信号ａ５が送られて静電容量とＴａｎδの特性を判別し、コンデンサ２からの特性値データａ２を読み込む。測定器１０の出力ａ６は図１の劣化判定部４へ送られる。
【００３７】
また、絶縁抵抗およびインピーダンスの測定は、コンデンサ２に印加する電圧または周波数を可変して計測するため、制御部１１から直流電源８または高周波電源９に測定条件の印加電圧指令ａ３または周波数指令ａ４を出して、測定器１０で制御部１１からコンデンサ特性の種別を示す信号ａ５により測定する。
【００３８】
図３は図２の第２実施形態におけるフィルムコンデンサのインピーダンス特性を計測した一例であり、コンデンサ２に印加する周波数を可変して計測した結果を図１の表示部７で連続データとしてグラフ表示したものである。
【００３９】
また、フィルムコンデンサの表面温度特性の測定においては、フィルムコンデンサ２に印加する電圧を可変して計測するため、制御部１１から直流電源８または高周波電源９に測定条件の印加電圧指令ａ３または周波数指令ａ４を出して、測定器１０で制御部１１からコンデンサ特性の種別を示す信号ａ５により測定器を選択して表面温度を測定するものである。
【００４０】
図４および図５は図２の第２実施形態におけるフィルムコンデンサの表面温度を計測する計測方法の一例であり、図４は、フィルムコンデンサ２の表面に熱電対２１などの温度センサを取り付けて、特性値データａ２を測定器１０で読み込む場合を示したものである。また、図５はフィルムコンデンサ２の表面温度を赤外線方式による非接触の検出器２２を取り付けて、特性値データａ２を測定器１０で読み込む場合を示したものである。この計測方法は、温度センサを取り付けた場合よりもセンサへの放熱や発散の影響がなく、フィルムコンデンサの温度を正確に計測できるという利点がある。
【００４１】
図６は第２実施形態のフィルムコンデンサに印加する電圧を任意の間隔で変化させて計測した場合の計測結果を図１の表示部７で示した一例である。フィルムコンデンサの温度Ｔは、時間と共に上昇して、発熱温度と同じになると飽和する曲線を示している。また、印加電圧が大きいほど（Ｔ２＞Ｔ０）発熱温度が高い特性を示している。
【００４２】
図７は、図５の赤外線方式による非接触の検出器で測定した場合の計測結果の一例を示した図である。ここで計測される温度は、フィルムコンデンサ全体の領域を計測して面画像データとして得られ、後で任意ポイントの温度データを抽出可能にしたものである。すなわち、フィルムコンデンサの局部的高温部スポット点Ｔｍａｘは通電後の時間に依存して温度が上昇していく、図で時間ｔ０→ｔ１→ｔ２→ｔ３のスポット点Ｔｍａｘ温度を時系列的に捉えると、図６の通電時間に対するコンデンサの表面温度の特性曲線が得られる。これにより部品の形状などで温度の高温部が変化しても、後でデータ補正などが可能になる。
【００４３】
本実施形態は、図１の第１実施形態におけるフィルムコンデンサの特性を測定するための計測方法について、フィルムコンデンサの特性別に測定条件が異なるが統括する制御部を配置することで診断に必要なデータを正確に採取することを可能にしたものである。
【００４４】
従って、本発明の第２の実施形態によれば、フィルムコンデンサの劣化診断装置１の計測部３にある制御部１１からフィルムコンデンサの特性毎に適切な測定条件の指示を出し、診断に必要なデータの採取が容易にできる。
【００４５】
図８は本発明の第３の実施形態のフィルムコンデンサの劣化判定の概念図であり、フィルムコンデンサの劣化判定は図１の劣化判定部４で実施される。
本実施形態による劣化判定部４の劣化判定は、計測した絶縁抵抗の特性値Ｒ１，Ｒ２と予めデータベース５に蓄積していた初期値または正常特性値Ｒ０を比較・照合して、特性変異が起こったときに劣化と判定する。図８の場合は、Ａ点の電圧より大きい時に部品の劣化が発生することを示している。
【００４６】
図９は本実施形態のフィルムコンデンサの劣化判定の他の概念図であり、フィルムコンデンサの劣化判定は図１の劣化判定部４で実施される。
本実施形態による劣化判定部４の劣化判定は、任意時間ごとに計測した特性値（インピーダンスＺ０〜Ｚ２）を比較・照合して劣化の進行状態を知ることができる。例えば、Ｂ点におけるインピーダンスの変化からデータベース５に蓄積していた判定値を用いて判定する。
【００４７】
図１０及び図１１は本実施形態のフィルムコンデンサの劣化判定の概念図であり、フィルムコンデンサの劣化判定は、図１の劣化判定部４で実施される。
本実施形態による劣化判定部４の劣化判定はフィルムコンデンサの表面温度特性値について劣化判定する。この場合の劣化判定部４の劣化判定は、図１０に示す任意の経過時間ごとに計測した温度特性値（Ｔ０〜Ｔ３）を比較・照合して劣化の進行状態を知ることができる。例えば、Ｂ点における発熱温度の差分量ΔＴを求めて図１１に示すような時間に対する表面温度の差分量ΔＴの特性曲線を作る。この図からデータベース５に蓄積していた判定値ΔＴｆを用いて劣化判定と使用限界が求められる。
本実施形態によればコンデンサの各基準特性や劣化判定値を予めデータベースに蓄積しておくことで短時間に劣化を診断可能になる。
【００４８】
図１２は本発明の第４の実施形態のフィルムコンデンサの劣化判定の概念図であり、フィルムコンデンサの静電容量変化量から図１の診断部６でその寿命推定は実施される。
【００４９】
本実施形態では、予めデータベース５に該当するコンデンサの特性曲線をマスターカーブとして蓄えておき、測定したコンデンサの特性値を外挿して寿命の判定値ｙと特性曲線の交点から寿命の時間または現在より寿命に至るまでの余寿命を求めるものである。コンデンサ特性曲線は対象となるコンデンサに特性のばらつきが生じるため、事前に実験で求めたマスターカーブにも特性の幅を持たせて対処し、最短寿命や平均寿命など選択肢を設けておく。
【００５０】
図１３は本実施形態のフィルムコンデンサの寿命推定の他の概念を示すフロー図であり、フィルムコンデンサの寿命推定は図１の診断部６で実施される。
図に示すように、本実施形態は、電気的特性と表面温度特性に対する寿命を予測し、フィルムコンデンサの寿命を推定する場合の寿命推定を示すものである。
【００５１】
図１４は予めデータベース５に蓄積しているコンデンサの基準特性および特性モデルの一例を示すグラフである。
例えば、該当するコンデンサの寿命推定は、図１２の基準特性曲線や特性モデル式を用いて使用限界量を計算し、寿命判定値と寿命曲線・モデル式を用いて実際に使用される環境における寿命時間の算出を行う。その後、図１１の発熱温度特性曲線とモデル式により寿命時間の補正をして、該当コンデンサの寿命時間の予測をする。予めデータベース５に該当するフィルムコンデンサ品種毎の特性曲線をマスターカーブとして蓄えておき、測定したコンデンサの特性曲線は対象となるフィルムコンデンサに特性のばらつきが生じるため、事前に実験で求めたマスターカーブにも特性の幅を持たせて対処し、最短寿命や平均寿命など選択肢を設けておくことで診断精度が向上する。
【００５２】
本実施形態によれば、フィルムコンデンサの寿命推定において、電気的特性で寿命時間や残存寿命時間の予測と温度特性で補正することにより、診断精度の向上が図れる。
【００５３】
図１５は本発明の第５の実施形態の構成図である。
図に示すように、本実施形態は、図１の第１の実施形態におけるフィルムコンデンサの電気的特性と表面温度特性を計測する部分と、計測して得られた特性値データを劣化判定および寿命などの診断を実施する部分とを分けて、フィルムコンデンサの特性測定時における装置の軽量化を図ったものである。
【００５４】
本実施形態の構成はフィルムコンデンサの電気的特性と表面温度特性を計測する測定部１２と、特性データの劣化判定寿命の推定および診断に必要な劣化判定値やフィルムコンデンサのマスターカーブを蓄積したデータベースを持つ診断部１３が、インターネット１４を介して接続したものである。
【００５５】
診断に際しては測定部１２を実験場または製造現場に置き、診断部１３を事務所内の診断サーバに置くことで、測定に関わる必要機器の軽量化を図ることが可能となる。また、診断部１３を事務所内の診断サーバに置くことで、測定に関わる必要機器の軽量化も可能となる。さらに、診断部１３を事務所内の診断サーバに置くことで、複数の実験場にある計測部１２とインターネットで接続可能になり、診断部１３のデータベースを共有して使用できる利点がある。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のフィルムコンデンサの劣化診断装置によれば、電気的特性値とフィルムコンデンサの表面温度を計測する計測機能と、計測した特性値データを蓄積する蓄積機能と、時系列データから劣化を判定する判定機能と、使用限界や寿命値の推定などを行う診断機能を備えているので、フィルムコンデンサの劣化進展状況の把握が容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態であるフィルムコンデンサの劣化診断装置のブロック構成図。
【図２】本発明の第２実施形態であるフィルムコンデンサの劣化診断装置の計測部のブロック構成図。
【図３】図２の第２実施形態において、周波数を可変したときのフィルムコンデンサのインピーダンス特性図。
【図４】図２の第２実施形態において、フィルムコンデンサの表面温度を計測する表面温度計測概念図。
【図５】図２の第２実施形態において、フィルムコンデンサの表面温度を計測する非接触検出器による表面温度計測概念図。
【図６】図２の第２実施形態において、フィルムコンデンサに印加する電圧を変化させた場合のコンデンサ表面温度特性値の概念図。
【図７】図５の非接触検出器によるフィルムコンデンサの表面温度特性値Ｔｍａｘの概念図。
【図８】本発明の第３実施形態におけるフィルムコンデンサの絶縁抵抗特性に対する劣化判定概念図。
【図９】図８のフィルムコンデンサのインピーダンス特性値に対する劣化判定概念図。
【図１０】図８のフィルムコンデンサの表面温度特性値に対する劣化判定概念図。
【図１１】図８のフィルムコンデンサの表面温度特性値に対する他の劣化判定概念図。
【図１２】本発明の第４実施形態におけるフィルムコンデンサの静電容量特性に対する寿命推定概念図。
【図１３】図１２のフィルムコンデンサの寿命推定フロー図。
【図１４】図１２のフィルムコンデンサの基準特性曲線および特性モデルの一例を示すグラフ。
【図１５】本発明の第５実施形態のインターネットを利用したフィルムコンデンサの劣化診断装置の構成図。
【符号の説明】
１…フィルムコンデンサの劣化診断装置、２…フィルムコンデンサ、３…計測部、４…劣化判定部、５…データベース、６…診断部、７…結果の表示部、８…直流電源装置、９…高周波電源装置、１０…測定器、１１…制御部、１２…測定部、１３…コンデンサ診断部、１４…インターネット、２１…熱電対、２２…検出器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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