(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁表面との当接側に開口を備え、前記絶縁表面への当接により前記絶縁表面との間で密閉空間を形成可能な容器と、
前記容器内に設けられ、前記絶縁表面に当接可能に配置された高電圧電極と、
前記高電圧電極と前記容器の外周縁部との間であって前記高電圧電極から離間した位置に、前記絶縁表面に当接可能に配置された接地電極と、
前記密閉空間を一定の湿度に保つことが可能な湿度調整手段と、
前記高電圧電極と前記接地電極との間に電圧を印加して前記絶縁表面の絶縁特性を測定するための測定手段を、前記高電圧電極と前記接地電極との間に接続するための各接続部と、を有することを特徴とする絶縁特性測定装置。
【請求項２】
前記一定の湿度とは、前記容器の外気よりも高い湿度であることを特徴とする請求項１に記載の絶縁特性測定装置。
【請求項３】
前記高電圧電極は、前記接地電極よりも前記容器の内側に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の絶縁特性測定装置。
【請求項４】
前記容器内に位置する中心電極と、前記中心電極から離間して配置された外周電極と、を有し、前記中心電極は前記高電圧電極を構成し、前記外周電極は前記接地電極を構成することを特徴とする請求項３に記載の絶縁特性測定装置。
【請求項５】
前記外周電極は、前記中心電極から等距離の円周上に配置されることを特徴とする請求項４に記載の絶縁特性測定装置。
【請求項６】
前記接地電極は、前記容器を前記絶縁表面に当接させた際に前記絶縁表面に対向する前記容器の底面に配置されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の絶縁特性測定装置。
【請求項７】
前記高電圧電極と前記接続部との間を繋ぐ高電圧ケーブルと、前記接地電極と前記接続部との間を繋ぐ接地ケーブルとが別々に設けられており、前記高電圧ケーブルは前記容器内から前記容器を貫通して前記接続部に至り、前記接地ケーブルは前記容器の外周縁部から外側に引き出されているか、あるいは、前記高電圧ケーブルの貫通位置とは別の位置にて前記容器を貫通して前記接続部に至っていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の絶縁特性測定装置。
【請求項８】
前記湿度調整手段は、加湿装置と、前記加湿装置から前記容器との間を繋ぐ流路と、を有することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の絶縁特性測定装置。
【請求項９】
前記加湿装置は、所定の平衡湿度を有する飽和塩溶液を有して構成されることを特徴とする請求項８に記載の絶縁特性測定装置。
【請求項１０】
前記流路の少なくとも一部を構成し、前記加湿装置からの加湿空気を前記密閉空間に対し流入、流出させるための流入管及び流出管が前記容器と一体に形成されていることを特徴とする請求項８または９に記載の絶縁特性測定装置。
【請求項１１】
前記流入管及び前記流出管が、前記容器から見て、前記絶縁表面から離れる方向に傾いていることを特徴とする請求項１０に記載の絶縁特性測定装置。
【請求項１２】
前記加湿装置からの加湿空気の前記容器への流入路及び前記容器から前記加湿装置への流出路のうち、前記流出路に循環ポンプが取り付けられていることを特徴とする請求項８ないし１１のいずれかに記載の絶縁特性測定装置。
【請求項１３】
さらに、前記測定手段を含むことを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載の絶縁特性測定装置。
【請求項１４】
絶縁表面上に容器を当接させることで密閉空間を形成し、
前記密閉空間内を一定の湿度に調整し、
前記密閉空間内の前記絶縁表面に電圧を印加することで絶縁特性を測定することを特徴とする絶縁特性の測定方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載された絶縁特性の測定により、前記絶縁表面を有する絶縁物の余寿命を診断することを特徴とする余寿命診断方法。
【請求項１６】
前記絶縁表面の清掃前後の絶縁特性を測定し、前記清掃により回復可能な可逆的な劣化成分と、前記清掃により回復不可能な不可逆的な劣化成分とを評価し、前記劣化成分の評価結果に基づいて、前記清掃の効果を考慮した余寿命を診断することを特徴とする請求項１５に記載の余寿命診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、高圧受配電機器の内部絶縁物の絶縁特性を測定するための絶縁特性測定装置、及びそれを用いた絶縁特性の測定方法、並びに、余寿命診断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、基板表面汚染の評価方法に関する発明が開示されている。具体的には特許文献１の図２に示すように、複数の電極を有する測定器本体を備え、電極を評価対象の基板上に接触させて表面抵抗率を測定している。このとき、測定器本体を湿度可変チャンバーに収納した状態にて測定を行っている（特許文献１の［００１８］欄参照）。これにより、測定空気の湿度を連続的あるいは断片的に変化させながら表面抵抗率の測定を行うことができるので、表面抵抗率と湿度との関係を容易に把握できるとしている。
【０００３】
また特許文献２には、受配電機器の余寿命診断方法に関する発明が記載されている。特許文献２には、受配電機器が備える診断対象の絶縁体と同じか同等の材質からなるセンサ絶縁体を予め受配電機器に設けておく（特許文献２の［００１５］欄参照）。そして、受配電機器の使用開始と同時にセンサ絶縁体の使用を開始し、センサ絶縁体の表面における表面抵抗率とその表面付近における湿度とを逐次測定する。さらに湿度と表面抵抗率との関係から使用年数と表面抵抗率との関係を導き出してデータベース化し、使用年数（余寿命）はセンサ絶縁体と受配電機器とで実質的に同じであると推測している（特許文献２の［００２１］欄〜［００２８］欄参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１４９７７１号公報
【特許文献２】特開２００９−８４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら特許文献１に記載された発明では、湿度可変チャンバーは測定対象の基板表面から浮いた状態にあり、基板表面を高湿度状態に安定保持することができない。また表面抵抗率を測定する測定器本体ごと湿度可変チャンバー内に収納するため、測定器本体自体が湿度の高い状態に曝されてしまい、測定器本体の劣化を招きやすい。また特許文献１の構成では、湿度可変チャンバー内で高電圧を発生させて表面抵抗率を測定することが課題とされる。
【０００６】
特許文献２では、センサ絶縁体により測定されたデータベースに基づいて受配電機器の余寿命を推定評価するものであり高い信頼性を得ることができない。すなわち、本来評価したい受配電機器の絶縁表面と、センサ絶縁体とでは、電圧印加状態等、使用環境が一致せず、劣化進展度も当然に異なる。したがって、特許文献２のように、受配電機器とは別のセンサ絶縁体の診断結果に基づいて高精度に絶縁表面の表面抵抗率を推測することは困難である。また特許文献２においても、特許文献１と同様に測定環境を高湿度に保持する構成について開示がなされていない。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、外部環境に依らずに対象絶縁物の高湿度状態における絶縁特性を測定可能な絶縁特性測定装置を提供し、更には、それを用いた絶縁特性の測定方法、及び余寿命診断方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明における絶縁特性測定装置は、絶縁表面との当接側に開口を備え、前記絶縁表面への当接により前記絶縁表面との間で密閉空間を形成可能な容器と、前記容器内に設けられ、前記絶縁表面に当接可能に配置された高電圧電極と、前記高電圧電極と前記容器の外周縁部との間であって前記高電圧電極から離間した位置に、前記絶縁表面に当接可能に配置された接地電極と、前記密閉空間を一定の湿度に保つことが可能な湿度調整手段と、前記高電圧電極と前記接地電極との間に電圧を印加して前記絶縁表面の絶縁特性を測定するための測定手段を、前記高電圧電極と前記接地電極との間に接続するための各接続部と、を有することを特徴とする。これにより、外部環境によらず、任意の湿度に保ったうえで絶縁表面の絶縁特性の測定が可能となる。
【０００９】
本発明では、前記一定の湿度とは、前記容器の外気よりも高い湿度であることが好ましい。また本発明では、前記高電圧電極は、前記接地電極よりも前記容器の内側に配置されていることが好ましい。
【００１０】
また本発明では、前記容器内に位置する中心電極と、前記中心電極から離間して配置された外周電極と、を有し、前記中心電極は前記高電圧電極を構成し、前記外周電極は前記接地電極を構成することが好ましい。
【００１１】
また本発明では、前記外周電極は、前記中心電極から等距離の円周上に配置されることが好ましい。
【００１２】
また本発明では、前記接地電極は、前記容器を前記絶縁表面に当接させた際に前記絶縁表面に対向する前記容器の底面に配置されることが好ましい。
【００１３】
また本発明では、前記高電圧電極と前記接続部との間を繋ぐ高電圧ケーブルと、前記接地電極と前記接続部との間を繋ぐ接地ケーブルとが別々に設けられており、前記高電圧ケーブルは前記容器内から前記容器を貫通して前記接続部に至り、前記接地ケーブルは前記容器の外周縁部から外側に引き出されているか、あるいは、前記高電圧ケーブルの貫通位置とは別の位置にて前記容器を貫通して前記接続部に至っていることが好ましい。
【００１４】
また本発明では、前記湿度調整手段は、加湿装置と、前記加湿装置から前記容器との間を繋ぐ流路と、を有することが好ましい。
【００１５】
また本発明では、前記加湿装置は、所定の平衡湿度を有する飽和塩溶液を有して構成されることが好ましい。
【００１６】
また本発明では、前記流路の少なくとも一部を構成し、前記加湿装置からの加湿空気を前記密閉空間に対し流入、流出させるための流入管及び流出管が前記容器と一体に形成されていることが好ましい。また本発明では、前記流入管及び前記流出管が、前記容器から見て、前記絶縁表面から離れる方向に傾いていることが好ましい。
【００１７】
また本発明では、前記加湿装置からの加湿空気の前記容器への流入路及び前記容器から前記加湿装置への流出路のうち、前記流出路に循環ポンプが取り付けられていることが好ましい。また本発明では、さらに、前記測定手段を含むことができる。
【００１８】
また本発明における絶縁特性の測定方法は、絶縁表面上に容器を当接させることで密閉空間を形成し、前記密閉空間内を一定の湿度に調整し、前記密閉空間内の前記絶縁表面に電圧を印加することで絶縁特性を測定することを特徴とする。
【００１９】
また本発明における余寿命診断方法は、上記に記載された絶縁特性の測定により、前記絶縁表面を有する絶縁物の余寿命を診断することを特徴とする。
【００２０】
本発明では、前記絶縁表面の清掃前後の絶縁特性を測定し、前記清掃により回復可能な可逆的な劣化成分と、前記清掃により回復不可能な不可逆的な劣化成分とを評価し、前記劣化成分の評価結果に基づいて、前記清掃の効果を考慮した余寿命を診断することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、外部環境によらず、任意の湿度に保ったうえで絶縁表面の絶縁特性の測定が可能となる。加えて本発明では、密閉空間を形成可能な容器を用いた小型の絶縁特性測定装置を実現でき、測定対象としての絶縁物の形状や大きさに係らず、簡単に絶縁特性の測定を行うことができる。換言すれば本発明では、容器を当接させた絶縁表面部分だけを任意の湿度に保って絶縁特性を測定することが可能となり、測定対象全体を高湿度内に曝す必要がなく、測定対象への測定負担を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施の形態の絶縁特性測定装置の模式図を示し、且つ絶縁特性測定方法の説明図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態の絶縁特性測定装置の電極構成を示す平面模式図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態の絶縁特性測定装置の電極構成を示す平面模式図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態の絶縁特性測定装置の電極構成を示す全体構成図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態の絶縁特性測定装置の模式図を示す。
【図６】本発明の第６の実施の形態の絶縁特性測定装置の模式図を示す。
【図７】本発明の第７の実施の形態の絶縁特性測定装置の部分模式図を示す。
【図８】本発明の第８の実施の形態の絶縁特性測定装置の部分模式図を示す。
【図９】本発明の余寿命診断方法を説明するための余寿命診断グラフの概念図である。
【図１０】本発明の余寿命診断方法の具体的な一例を挙げて説明するための余寿命診断グラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施の形態（以下、「実施の形態」と略記する。）について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
【００２４】
本発明における絶縁特性の測定対象は特に限定されるものでないが、例えば、高圧受配電機器を構成する絶縁物である。高圧受配電機器は、高電圧構造物を一定サイズの盤に格納した装置である。配電盤内部の電位差が大きい箇所は、離隔距離を大きくしたり、絶縁物を挟むなどして、所定の絶縁強度を確保している。この高電圧物構造物の保持や防壁に用いられるのが、ポリエステル樹脂やエポキシ樹脂などの固体絶縁物である。これらの絶縁物は経年使用により絶縁性能が劣化すると最終的には絶縁破壊に至る。一旦、絶縁破壊が発生すると、高圧受配電機器の復旧に時間と費用が掛かり、社会的にも莫大な損失が発生する。
【００２５】
固体絶縁物は、絶縁物内部を貫通破壊するバルク絶縁性能が非常に高く、絶縁表面を沿面破壊する沿面絶縁性能が問題とされる。
【００２６】
ここで従来において、絶縁表面の表面抵抗率を測定して絶縁表面の汚染状況を、測定結果に基づいて評価することは知られていたが（特許文献１）、絶縁劣化進展過程には環境条件（特に湿度）が大きく影響する。このため、測定時の環境では絶縁異常がなくてもその後、高湿度条件下に曝されることで、劣化が進展する危険性があった。
【００２７】
また従来では、湿度に関係のない因子（例えばイオン量や色差）を測定して、絶縁物劣化サンプルのデータベースと統計学的処理により高湿度状態での絶縁特性を推定する手法も知られていた。しかしながらあくまでも絶縁特性の推定にすぎず、推定精度を物理的には保証できない。
【００２８】
本実施の形態における第１の目的は、外部環境によらずに測定対象としての絶縁物の絶縁表面に対する絶縁特性を高湿度状態にて直接測定可能な絶縁特性測定装置及び絶縁特性の測定方法を提供する点にある。
【００２９】
図１は、本発明の第１の実施の形態の絶縁特性測定装置の模式図を示し、且つ絶縁特性測定方法の説明図である。図１Ａは、絶縁特性測定装置１の全体構成図であり、図１Ｂは、絶縁表面に当接した電極構成を示す。
【００３０】
図１Ａに示す絶縁特性測定装置１は、容器２と、高電圧電極３と、接地電極４と、湿度調整手段５と、接続部６、７と、を有して構成される。ここで、絶縁特性を測定するための測定手段（絶縁測定器）８としては、例えば既存の測定器を用いて接続部６、７に後から接続したり測定手段８を変えたりすることができる。したがって絶縁測定器８は、絶縁特性を測定するために必要な構成であるが、少なくとも絶縁測定器８に対する接続部６、７を備える構成（測定手段を含まない）を絶縁特性測定装置１の最小単位とし、絶縁測定器８は付加的構成要件とした。
【００３１】
図１Ａに示す容器２は、底面２ａ側（絶縁表面１１との当接側）に開口９ａを備え、容器２が絶縁物１０の絶縁表面１１に当接することで、開口９ａが塞がれて密閉空間９が形成される。このように密閉空間９を形成することができれば、容器２は下面側が開口された円錐形状や、下面側が開口された円柱形状等であってもよい。また容器２が例えば、略半球状、円錐形状及び円柱形状であれば、容器２の横断面は円形のリング形状となるが、横断面が円形のリング形状とならない形状、例えば下面側が開口された多面体、楕円体等であってもよい。ただし、容器２の横断面が円形のリング形状となる構成が好ましく、特に断らない限り容器２は、図１Ａに示す略半球状として説明する。
【００３２】
また図１Ａでは、密閉空間９を形作る容器２の内周面１３は、容器２の外周面１２と相似形状とされる。すなわち、図１Ａでは、容器２の外周面１２は略半球状であるため、内周面１３も外周面１２に比べて一回り小さい略半球状で形成されるが、容器２の外周面１２の形状と内周面１３の形状とが異なっていてもよい。
【００３３】
容器２は樹脂材（ポリプロピレン、ポリアセタール、シリコンなど）、ガラス材、ステンレス鋼などで形成されるが、特に材質を限定するものではない。ただし容器２は、高湿度状態に曝されても錆びにくい等、劣化しにくい材質であること、絶縁材料であることが好適である。
【００３４】
図１Ａに示すように、高電圧ケーブル１５が保持材１６を介して容器２の中心位置（頂点）から容器２の密閉空間９内に挿入されている。高電圧ケーブル１５は、高電圧導体１８の周囲に絶縁保護材１９が被覆された構成である。また高電圧ケーブル１５は保持材１６により容器２の密閉空間９内で直立した状態に保持される。また保持材１６は、高電圧ケーブル１５の容器２への貫通部で、高電圧ケーブル１５と容器２との間に介在しており、例えば、保持材１６を弾性変形可能な材質とすることで、容器２に対する高電圧ケーブル１５の貫通位置にて空気漏れが生じず、密閉空間９の気密性を適切に保つことができる。
【００３５】
図１Ａに示すように、高電圧ケーブル１５は容器２の中心位置から絶縁表面１１上に向けて真っ直ぐに延びており、高電圧ケーブル１５の先端は絶縁保護材１９が除去され高電圧導体１８が露出されて平らな高電圧電極３を構成している。本実施の形態では高電圧電極３の形状を限定するものでないが、例えば円柱状であることが好適である。
【００３６】
高電圧電極３は絶縁表面１１に当接可能に配置されている。そして図１Ｂに示すように絶縁表面１１に当接する高電圧電極３の先端面（当接面）は円形状であることが好ましい。高電圧電極３は、容器２の密閉空間９の中心に位置する中心電極を構成している。
【００３７】
図１Ａに示すように、接地電極４は容器２の底面２ａに封止材２０を介して配置されている。これにより接地電極４は高電圧電極３の外側に離間して配置される。また接地電極４は絶縁表面１１に当接可能に配置されている。封止材２０は容器２の密閉された密閉空間９から底面２ａ側を通して空気が外部に漏れ出ない構成及び材質であれば特に限定を加えるものではない。封止材２０には例えばゴム等の弾性体を例示することができる。なお封止材２０が無くても、密閉空間９を形成できる構成であれば、封止材２０は設けられていなくてもよい。
【００３８】
上記したように、図１Ａに示す容器２の底面２ａは円形のリング形状であり、したがって底面２ａに沿って配置され、絶縁表面１１に当接する接地電極４の先端面（当接面）も、図１Ｂに示すように、円形のリング形状とされる。図１Ｂに示すように、接地電極４は、中心電極としての高電圧電極３に対して外周に位置する外周電極を構成する。
【００３９】
図１Ａに示すように、接地電極４には接地ケーブル２２が接続されている。接地ケーブル２２の構成は接地導体と、接地導体の周囲を被覆する絶縁保護材とで構成される。接地ケーブル２２は高電圧ケーブル１５と異なって、容器２を貫通せずに接地電極４の端部から容器２の外側に引き回されている。
【００４０】
高電圧電極３、接地電極４及び高電圧導体１８は、導電材料であれば特に材質を限定するものでないが、高湿度状態におかれるため、錆びにくい材質であることが好適である。
【００４１】
図１Ａに示すように、湿度調整手段５は、加湿装置２３と、加湿装置２３からの加湿空気を容器２の密閉空間９へ流入させる流入流路としてのエアーチューブ（後述する循環ポンプ３１の排気側）２４と、加湿空気を容器２の密閉空間９から加湿装置２３へ流出させる流出流路としてのエアーチューブ（循環ポンプ３１の吸気側）２５とを有して構成される。流路としては、エアーチューブやエアーダクトといった空気を通すことができる管状のものであれば材質や太さ、管形状等を限定するものでない。
【００４２】
湿度調整手段５は、密閉空間９を一定の湿度に保つためのものである。一般的には密閉空間９を容器２の外気よりも高い湿度に保つために用いられるが、容器２の外気の湿度が１００％近いなど結露が発生する恐れがある場合などには、結露が発生しない範囲の一定の高湿度で安定させることが可能である。ここで「一定」とは、厳密な一定を指すものでなく、測定誤差等を含む概念である。
【００４３】
図１Ａに示す加湿装置２３は、溶液槽２７内に所定の平衡湿度を有する飽和塩溶液２６を収納した構成であることが好ましい。飽和塩溶液２６の種類及び溶液槽２７内の温度と平衡にある空気の相対湿度との関係は、ＪＩＳ  Ｂ７９２０：２０００で定められているので、飽和塩溶液２６の種類及び温度を規定することで、高湿度の定湿空気を加湿装置２３にて生成でき、加湿装置２３から容器２の密閉空間９に定湿空気を送りこむことができる。飽和塩溶液２６には、例えば、硫酸カリウム、塩化カリウム、臭化ナトリウム、炭酸カリウム及び塩化マグネシウムを選択し、また溶液槽２７内の温度には１０℃、２０℃、３０℃及び４０℃を選択し、これらの組み合わせで、３１％程度から９９％程度までの一定の湿度を生成することが可能である。このような飽和塩溶液２６を用いた場合には、数分間、加湿装置２３と容器２の間を、エアーチューブ２４、２５を介して加湿空気を循環させて、湿度が一定になってから絶縁特性の測定を行う。なお飽和塩溶液２６を用いた飽和塩法では、定湿空気を生成できるので、湿度計を設けることが必要ではない。
【００４４】
なお図１Ａに示すように加湿装置２３に飽和塩溶液２６を用いた構成では、飽和塩溶液２６がエアーチューブ２４を伝って容器２の密閉空間９へ流れ出ないように構成することが必要である。
【００４５】
図１Ａに示すように、エアーチューブ２４、２５の加湿装置２３側の端部は、溶液槽２７の上面部に貫通して固定されている。また図１Ａに示すように、エアーチューブ２４、２５の容器２側の端部は、容器２を密閉空間９方向に貫通して固定されている。容器２の貫通部分では継手３０などを介してエアーチューブ２４、２５が容器２の密閉空間９にまで挿入されている。なお継手３０に代えてゴム等の中央に貫通孔を有する弾性体を容器２の貫通部分に配置し、弾性体の貫通孔にエアーチューブ２４、２５を通す構成とすることもできる。これにより容器２の密閉空間９の気密性を向上させることができる。
【００４６】
図１Ａに示すように、容器２から加湿装置２３への空気の流出路側にあたるエアーチューブ２５には循環ポンプ３１が取り付けられている。循環ポンプ３１の動作により、加湿装置２３と容器２の密閉空間９との間でエアーチューブ２４、２５を介して、定湿空気を循環させることができる。このとき循環ポンプ３１は図１Ａのように、流出路側（循環ポンプ３１の吸気側）のエアーチューブ２５に取り付けることで、容器２内を陰圧にでき、円滑かつ安定して定湿空気を加湿装置２３と容器２の密閉空間９との間で循環させることができる。また容器２内が陰圧になることで容器２内の密閉効果を高めることもできる。
【００４７】
図１Ａに示すように、絶縁特性測定装置１には、絶縁測定器８と高電圧電極３と間を、高電圧ケーブル１５を介して接続するための高電圧用の接続部６（以下、高電圧端子６という）が設けられている。また絶縁特性測定装置１には、絶縁測定器８と接地電極４と間を、接地ケーブル２２を介して接続するための接地用の接続部７（以下、接地端子７という）が設けられている。
【００４８】
絶縁測定器８には上記したように、既存の市販品を使用することができる。例えば絶縁測定器８として、部分放電測定装置（例えば、日本電計製  ＤＡＣ−ＰＤ−７）を用いることができる。
【００４９】
次に絶縁特性の測定方法について説明する。まず測定対象となる絶縁表面に対して、容器２の底面２ａ側を押し付けて当接し、容器２と絶縁表面１１との間に密閉空間９を形成する。このとき中心電極としての高電圧電極３及び外周電極としての接地電極４は夫々、図１Ａ及び図１Ｂに示すように絶縁表面１１に押し付けられて当接した状態とされる。
【００５０】
続いて、加湿装置２３を動作させる。図１Ａでは、飽和塩溶液２６を用いており、加湿装置２３にて定湿空気を生成することができる。定湿空気は循環ポンプ３１の作用によりエアーチューブ２４、２５を介して加湿装置２３及び容器２の密閉空間９を順に繰り返し循環する。最初、飽和塩溶液２６から生成される定湿空気の湿度はやや不安定であるため、数分程度（例えば、３分から５分程度）、循環させた後、次の絶縁特性の測定に移行することが好ましい。これにより、容器２内は、一定の高湿度状態に保たれる。なお一定の高湿度状態とは、容器２の外気よりも高い湿度に保たれる状態である。上記したように、飽和塩溶液２６を用いることで、ＪＩＳ  Ｂ７９２０：２０００によれば、３１％程度から９９％程度までの高湿度の定湿空気を生成することが可能になる。例えば、硫酸カリウムでは相対湿度が９７％、塩化カリウムでは相対湿度が８５％に定まる。
【００５１】
密閉空間９の湿度が一定になった状態で、図１Ａに示すように、高電圧端子６と接地端子７に任意の絶縁測定器８を取り付けて、絶縁特性を取得する。ここで、加湿装置２３を動作させる前、あるいは、密閉空間９の湿度が一定になる前に、予め高電圧端子６と接地端子７に絶縁測定器８を取り付けておいてもよい。
【００５２】
ここで絶縁特性には、絶縁抵抗、部分放電電圧及び絶縁破壊電圧等があり、それぞれ測定装置や測定手法が異なる。絶縁抵抗は、高電圧端子６に所定の直流電圧（例えば、２５〜２０００Ｖ）を印加して、接地端子７に流れる電流から、絶縁抵抗値を算出する。具体的には、本実施の形態の絶縁特性測定装置１に市販のメガーを直接取り付けることで高湿度状態の絶縁抵抗値を測定できる。
【００５３】
部分放電電圧の測定は、高電圧端子６に交流電圧を印加して、接地端子７側で部分放電電流を検出するまで電圧を上昇させ、部分放電電流を検出した電圧を部分放電電圧として評価する。具体的には、本実施の形態の絶縁特性測定装置１に市販の部分放電測定装置（例えば、日本電計製  ＤＡＣ−ＰＤ−７）を直接取り付けることで、高湿度状態の部分放電電圧値を測定できる。
【００５４】
絶縁破壊電圧の測定は、高電圧端子６に交流電圧を印加して、絶縁破壊が生じるまで電圧を上昇させ、絶縁破壊が生じた電圧を絶縁破壊電圧として評価する。具体的には本実施の形態の絶縁特性測定装置１に、高圧交流電源を直接取り付けて電極３、４間を沿面絶縁破壊させることで高湿度状態の絶縁破壊電圧値を測定できる。
【００５５】
なお本実施の形態の絶縁特性測定装置は、例えば配電盤内の絶縁部位の絶縁特性を測定するために、約３．３ｋＶ以上の高圧での測定に用いることができる。ここで「高電圧」とは、具体的に何Ｖ以上と定義されるものでなく、上記した絶縁特性を測定するために印加される電圧は全て高電圧とされる。
【００５６】
なお上記した絶縁特性の測定において、湿度が一定であれば、温度が変化しても測定条件は同条件として取り扱うことができる。例えば、温度が２０℃で湿度が９０％の場合と、温度が１０℃で湿度が９０％では同条件下として絶縁特性の測定が行える。
【００５７】
また容器２内の湿度をどの程度に保つかであるが、それは測定対象の絶縁物を備えた製品の使用条件による。例えば使用条件が９５％以下であれば、上限値の９５％の湿度に保って絶縁特性の測定を行い、使用条件が８５％以下であれば、上限値の８５％の湿度に保って絶縁特性の測定を行う。
【００５８】
本実施の形態の絶縁特性測定装置１及びそれを用いた絶縁特性の測定方法によれば、外部環境によらず、任意の湿度に保ったうえで絶縁表面の絶縁特性の測定が可能となる。加えて本実施の形態では、密閉空間を形成可能な容器２を用いた小型の絶縁特性測定装置１を実現でき、測定対象としての絶縁物の形状や大きさ、測定場所に係らず、簡単に絶縁特性の測定を行うことができる。換言すれば本実施の形態では、容器２を当接させた絶縁表面部分だけを任意の湿度に保って絶縁特性を測定することが可能となり、測定対象としての絶縁物全体を高湿度内に曝す必要がなく、測定対象への測定負担を抑制することができる。
【００５９】
続いて電極３、４の構成について説明する。図１Ｂに示す電極の構成は本実施の形態において最も好ましい構成の一つとされる。すなわち図１Ｂに示すように高電圧電極３が中心電極として、接地電極４が、高電圧電極３の外周に位置するリング状の外周電極として構成される。
【００６０】
このように、接地電極４が高電圧電極３の外側に存在し、図１Ａに示すように、高電圧電極３は、接地電極４よりも容器２の内側に配置されている。換言すれば、接地電極４は、高電圧電極３よりも容器２の外周縁部１２ａ側に配置されている。ここで「外周縁部」とは、容器２の外周面１２と底面２ａとの間を繋ぐ縁部を指す。このように高電圧電極３を接地電極４よりも内側に配置することで、絶縁特性測定の際、容器２の外側に仮に導体部分が存在しても、その導体部分との間で電圧が印加されてしまう不具合を抑制でき、すなわち高電圧電極３と接地電極４との間に適切に高電圧を印加でき、絶縁特性を精度よく測定することが可能になる。
【００６１】
なお、例えば、接地電極４を図１Ｂのようにリング形状とせず、図２（本発明の第２の実施の形態の絶縁特性測定装置の電極構成を示す平面模式図）に示すように、リング形状の一部や矩形状などとしてもよい。このとき、高電圧電極３を接地電極４よりも内側に、換言すれば接地電極４を高電圧電極３よりも外周縁部１２ａ側に配置することが好ましい。このとき、接地電極４以外の容器２の底面２ａには接地電極４と同様の高さの弾性体等の封止体を配置しておくことが好ましい。これにより容器２の底面２ａと絶縁表面１１との間を適切に封止することができる。ただし、図１Ｂに示すように、接地電極４をリング状とすることで、絶縁特性の測定時に、外周電極としての接地電極４から大きな電流値を得ることができ、精度の高い絶縁特性測定を行うことが可能となる。特に図１Ｂのように切れ目のないリング状で接地電極４を形成することが最も好ましい。
【００６２】
また図１Ｂに示すように、中心電極としての高電圧電極３と、外周電極としての接地電極４との間は等距離であることが好ましい。これにより、外周電極から見た中心電極までの距離はどの外周電極の位置からでも等しくなるため、外周電極と中心電極との間の絶縁抵抗はどの位置でもほぼ等しくなり、簡単な構成で精度の高い絶縁特性測定を行うことが可能となる。
【００６３】
なお高電圧電極３と接地電極４との間の距離が場所で異なる構成となる場合は、図３（本発明の第３の実施の形態の絶縁特性測定装置の電極構成を示す平面模式図）に示すように、接地電極を複数で構成し、２つの接地電極４ａと高電圧電極３との間の距離Ｌ１を等しくしておき、距離Ｌ１とは異なるが、２つの接地電極４ｂと高電圧電極３との間の距離Ｌ２を等しくしておく。これにより、２つの接地電極４ａと高電圧電極３との間の電気特性と、２つの接地電極４ｂと高電圧電極３との間の電気特性とを夫々、測定し、各測定結果を絶縁特性の評価に用いることができる。
【００６４】
次に図１や図２に示すように、接地電極４は、容器２の絶縁表面１１と対向する底面２ａに配置されることが好ましい。このとき、図１Ｂに示すように、接地電極４を底面２ａに沿ってリング状に形成することが最も好ましい。このように、接地電極４を容器２の底面２ａに配置することで、高電圧電極３と接地電極４との間の距離を効果的に離すことが可能になる。このとき、上記のように高電圧電極３を中心電極とし、接地電極４を外周電極とすることで、高電圧電極３と接地電極４との間の距離を均等且つ最も離すことが可能になる。本実施の形態によれば容器２の小型化を図りつつ、高電圧電極３と接地電極４との間の距離を離すことができ、絶縁表面１１の絶縁特性を精度よく測定することができる。
【００６５】
また本実施の形態では、上記のように接地電極４を容器２の底面２ａに配置することが好ましいが、例えば図４（本発明の第４の実施の形態の絶縁特性測定装置の電極構成を示す全体構成図）に示すように、接地電極４を容器２の底面２ａよりも内側に配置してもよい。接地電極４を容器２の底面２ａよりも内側に配置するには、接地ケーブル２２を容器２の底面２ａと封止材２０との間に通し、あるいは高電圧ケーブル１５と同様に容器２を貫通させ、または封止材２０の内部を貫通させることで、接地電極４を容器２の底面２ａよりも内側に位置させることができる。
【００６６】
図５は、本発明の第５の実施の形態の絶縁特性測定装置の模式図を示す。なお図１と同じ部分は図１と同じ符号を付した。図５Ａは、絶縁特性測定装置の全体構成図であり、図５Ｂは、絶縁表面に当接された状態の電極形状を示す。
【００６７】
図５Ａでは、容器２の上部中央に同軸ケーブル４０が挿入される。保持材１６により容器２の中心に同軸ケーブル４０が直立するように調整されている。図５Ａに示すように容器２と絶縁表面１１との間に形成された密閉空間９では、同軸ケーブル４０が、高電圧導体４１と接地導体４２とに分離されている。高電圧導体４１はその周囲が絶縁保護材１９で被覆された状態を保ちながら直立方向に延出し、その先端が高電圧電極３として構成される。また、途中で分離した接地導体４２はその周囲が絶縁保護材４３で被覆された状態で容器２の内周面１３の方向に延出し、さらに途中で折れ曲がって容器２の底面２ａ方向に延出している。そして接地導体４２の先端が接地電極４を構成している。図５Ｂに示すように、高電圧電極３は中心電極として、接地電極４はリング状の外周電極として構成されている。図５Ａに示すように、容器２は絶縁表面１１に押し付けられて当接した状態とされ、このとき、高電圧電極３及び接地電極４も絶縁表面１１に押し付けられて当接した状態が保持される。図５Ｂに示すように、高電圧電極３と接地電極４との間は等距離離れた状態とされている。
【００６８】
図５の絶縁特性測定装置の構成においても、図１と同様に、外部環境によらず、任意の湿度に保ったうえで絶縁表面の絶縁特性の測定が可能となる。ただし、図１の構成のほうが図５よりも好ましい。図５の構成では、高電圧電極３と接地電極４との間は絶縁表面１１を介して繋がるとともに、絶縁保護材４３を介しても繋がっている。このため、絶縁特性の測定の際、絶縁保護材４３を介しても電流が流れてしまうため、絶縁抵抗値の補正が必要となる。
【００６９】
一方、図１に示す構成では、高電圧電極３と高電圧端子６との間を繋ぐ高電圧ケーブル１５と、接地電極４と接地端子７との間を繋ぐ接地ケーブル２２とが別々に設けられている。そして高電圧ケーブル１５は容器２を貫通して高電圧端子６に至り、接地ケーブル２２は容器２の外周縁部１２ａから外側に引き出されているか、あるいは、高電圧ケーブル１５の貫通位置とは別の位置にて容器２を貫通して接地端子７に至っている。このように図１では、高電圧電極３と接地電極４とで別々にケーブル１５、２２を引き出すことで、図５と異なって、導体を被覆する絶縁保護材を介して高電電極３と接地電極４とが繋がることはない。したがって図１の構成では図５と異なって絶縁特性の測定時に、絶縁保護材を介して電流が流れる不具合は生じない。したがって図１は図５に比べて、絶縁物の絶縁表面１１の絶縁抵抗を適切に測定することができ、絶縁抵抗値の補正をすることが必要ではない。
【００７０】
また、図５の構成では、部分放電特性を取得する際に、密閉空間９内に位置する接地導体４２の折り曲げ部で部分放電が発生する危険性もある。一方、図１の構成では、密閉空間９内で接地導体４２が折れ曲がる部分がなく部分放電発生の危険性もない。
【００７１】
また図５に示す構成では、接地電極４が密閉空間９内に位置するが、図１に示す構成では接地電極４が容器２の底面２ａ側に位置するために、図１の構成の方が図５の構成よりも高電圧電極３と接地電極４間の絶縁表面１１を介した沿面距離を大きくすることが可能になる。特に、容器２がより小型化されても、高電圧電極３と接地電極４間の距離を適切に離すためには、図１に示すように、接地電極４を容器２の底面２ａ側に配置することが好ましい。これにより容器２の小型化を図りつつ、高電圧電極３と接地電極４との間の距離を離すことができ、絶縁表面の絶縁特性を精度よく測定することができる。
【００７２】
図６は、本発明の第６の実施の形態の絶縁特性測定装置の模式図を示す。図５と同じ符号は図５と同じ部分を示す。図６Ａは、絶縁特性測定装置の全体構成図であり、図６Ｂは、絶縁表面に当接された状態の電極形状を示す。
【００７３】
図６Ａでは、エアーチューブ２４、２５の夫々に、湿度センサ（湿度計）４５、４６が取り付けられている。そして加湿装置２３にて生成された加湿空気を、エアーチューブ２４、２５を介して流入、流出させ、各湿度センサ４５、４６が一定の湿度となったら、密閉空間９の湿度が一定になったと見做して、絶縁特性の測定を行う。
【００７４】
図６Ａでは、加湿装置２３の構成を特に限定するものでないが、図１や図５に示した飽和塩溶液２６を用いた構成では定湿空気を生成することができるので、特に湿度センサ４５、４６を必要としない。したがって飽和塩溶液２６以外を用いて加湿装置２３を構成した場合に図６Ａの構成が好ましく適用される。
【００７５】
ただし、加湿装置２３から水蒸気を放出する構成では、平均湿度が高くなれば結露が生じる危険性があり、また相対湿度約８５％以上の高湿度になると、容器２内の湿度を一定に保つのが容易でない。したがって図１や図５で示したように加湿装置２３としては飽和塩溶液２６を有する構成とすることが、安定して定湿空気を生成でき、しかも結露が生じる危険性がなく好適である。なお図６Ａの絶縁特性測定装置では電極の構成は図６Ｂに示すように図５Ｂと同じとされている。
【００７６】
図７は、本発明の第７の実施の形態の絶縁特性測定装置の部分模式図を示す。図７では、絶縁特性装置の一部分のみを示しており、湿度調整手段や接続部（端子部）、測定手段の構成は図１を参照されたい。なお加湿装置２３は図１に示す飽和塩溶液２６を用いた構成とすることが好ましいが、それに限定されるものではない。
【００７７】
図７では、容器５０には、加湿装置からの加湿空気を容器５０内に流入させる流入管５２と、加湿空気を容器５０から流出させるための流出管５３とが一体形成されている。流入管５２及び流出管５３は、容器５０と加湿装置の間を繋ぐ流路の少なくとも一部を構成している。そして図７に示すように、流入管５２及び流出管５３には、加湿装置側に繋がっているエアーダクト５４、５５が接続されている。図１では、容器２にエアーチューブ２４、２５を貫通させて、密閉空間９にまで差し込むことが必要であったが、図７では、そのような必要がない。特に容器５０がより小型化すると、エアーチューブ２４、２５を容器に貫通させて差し込むことが難しくなり、またその差し込んだ部分から加湿空気漏れも生じやすくなる。したがって図７に示すように、容器５０と流入管５２及び流出管５３とを一体化することで、容器の小型化に適切に対応することができ、また容器からの定湿空気漏れも適切に抑制することができる。なお図７では、高電圧電極３と接地電極４との構成は図１Ｂと同様である。すなわち高電圧電極３は中心電極として、接地電極４は外周電極として構成され、接地電極４は容器５０の底面５０ａに配置される。これにより、容器５０の小型化とともに、高電圧電極３と接地電極４との間の距離を均等に最も離すことができる。
【００７８】
図８は、本発明の第８の実施の形態の絶縁特性測定装置の部分模式図を示す。図８において図７と同じ符号は図７と同じ部分を示す。図７は図８の変形例であり、流入管５２及び流出管５３が横方向に延びている（Ｘ方向）。ここで横方向（Ｘ方向）とは、絶縁表面１１と平行な方向、容器５０の底面５０ａと平行な方向、あるいは図８に示すように高電圧ケーブル１５が容器５０の上面側から下面側へ垂直方向に延出した構成において、前記垂直方向に対する直交方向と定義される。一方、高さ方向（Ｙ方向）は、横方向（Ｘ方向）に対して直交する方向であり、特に容器５０の上面側から下面側に向かう垂直方向と定義される。
【００７９】
図８では上記したように、流入管５２及び流出管５３が横方向（Ｘ方向）に延びているが、図７では、流入管５２及び流出管５３が、容器５０から見て（容器５０部分を中心として）、絶縁表面１１から離れる方向に斜めに傾いている。
【００８０】
図７のように流入管５２及び流出管５３を絶縁表面１１から離れる方向に斜めに傾けることで、加湿空気を流入管５２及び流出管５３を介して容器５０の密閉空間５１全体に適切に循環させることができ、密閉空間５１内を一定の高湿度状態に保つことができる。また図１の構成においても容器２に挿入された部分でのエアーチューブ２４、２５を図７の流入管５２及び流出管５３と同様に斜めに傾けて支持している。
【００８１】
次に、余寿命診断方法について説明する。上記したように本実施の形態における絶縁特性装置を用いることで、外部環境によらずに測定対象としての絶縁物の絶縁表面に対する絶縁特性を高湿度状態にて直接測定することが可能である。そして本発明における第２の目的は、密閉容器内を一定の湿度に保ったうえで絶縁物の余寿命を診断する点にある。
【００８２】
ここで放電発生を絶縁寿命と見做すことができるが、従来では、高湿度状態に保持して部分放電検出を行っていなかったため、診断時に放電が未発生でも、表面抵抗が低下する高湿度状態では放電が発生する危険があり、余寿命を精度よく診断することができなかった。あるいは従来では、診断された余寿命の精度が不明であった。
【００８３】
そこで本実施の形態では、任意の高湿度状態に保持しながら極小的な絶縁表面を測定対象として、従来に比べて高精度な余寿命診断を行うことを可能としたものである。
【００８４】
まず余寿命診断の事前準備として、測定対象とされる絶縁物を備えた製品の定格運転時の絶縁責務から、絶縁表面の単位面積当たりで必要となる絶縁抵抗値・部分放電電圧値・絶縁破壊電圧値を絶縁寿命値と定義する。
【００８５】
そして、本実施の形態の絶縁特性測定装置を用いて製品の出荷前に初期の絶縁特性を取得し、製品の運転先では定期保守点検等が行われるタイミングで絶縁特性を測定する。本実施の形態の絶縁特性測定装置を用いた絶縁特性の測定方法はすでに記載した通りである。なお同じ製品であれば一度、出荷前の初期の絶縁特性を取得すれば、そのデータを、その後の製品についての初期データとして用いることもできる。
【００８６】
図９は、本発明の余寿命診断方法を説明するための余寿命診断グラフの概念図である。図９に示すように、出荷時に絶縁特性の初期値Ａ０を本実施の形態の絶縁特性測定装置を用いて取得する。また出荷時に、公称電圧で放電発生する絶縁特性の下限値（絶縁寿命ライン）を取得する。
【００８７】
次に出荷後、任意の期間が経過した測定時（上記のように定期保守点検等のタイミング）、に、測定対象としての絶縁物に対して特に清掃をせずに（未清掃状態で）、本実施の形態の絶縁特性測定装置を用いて絶縁特性を測定して現測定値（未清掃）Ａ１を得る。その後も清掃をしないと仮定すれば、初期値Ａ０と現測定値（未清掃）Ａ１とから導き出される余寿命推定線Ｃ１と絶縁寿命ラインとが交わる位置Ｔ１を寿命と診断することができる。なお余寿命推定線Ｃ１については、常に直線で近似するわけではなく、付着物質や表面変質状態を鑑みて実際の物理現象に則した近似曲線としてグラフ化する。寿命時期は余寿命推定線が絶縁寿命ラインに達する年度であり、測定時点から寿命時期までの時間を余寿命として評価する。なお余寿命推定線は直線化しないと考えられる。後述する清掃の有無にかかわらず、例えば同じスピードで劣化が進んでも、絶縁特性に与える影響は一定とならない。劣化の度合いが進むほど、絶縁特性の数値変動は小さくなるからである。また、余寿命推定線の具体的な算出方法については後述するが、例えば、直近の２点の測定点の傾きから推定したり、３回以上の近似直線や曲線から推定することも可能である。
【００８８】
本実施の形態の絶縁特性測定装置を用いることで、測定対象としての絶縁物に対する絶縁特性の測定の際、絶縁物を有する製品の使用条件に合わせて湿度を調整した状態で、絶縁特性の測定を行うことができる。すなわち使用条件が９５％以下であれば、上限値の９５％の湿度に保って絶縁特性の測定を行う。一方、従来では、使用条件下の上限値の湿度に保って絶縁特性の測定を行うことはしていないため、実際、絶縁物が使用条件下の上限湿度の環境におかれた場合の余寿命を適切に判断できなかった。あるいは従来ではデータベース上から余寿命を推定していたにすぎなかった。これに対して本実施の形態では、実際に、使用条件下の上限値の湿度に保って絶縁特性の測定を行うことが可能であるため、従来に比べて精度の高い余寿命診断を行うことが可能である。
【００８９】
ところで湿度条件を固定した場合、絶縁表面抵抗の低下因子は、汚損堆積物と母材変質に絞られる。汚損堆積物は絶縁表面の清掃により除去可能な可逆劣化成分であり、母材変質は樹脂表面に生じた化学反応生成物で清掃では除去不可能な不可逆劣化成分である。母材変質が起こると、表面抵抗が低下し漏れ電流による発熱が生じることで、絶縁劣化反応が進展する。なお本実施の形態では清掃方法を限定するものでないが、例えば絶縁表面の拭き取りやブローなどが一般的である。また清掃には洗浄の概念も含まれる。
【００９０】
そこで、出荷後の現測定時、上記のように未清掃状態での絶縁特性を測定するとともに、清掃後の絶縁特性も測定する。上記したように、汚損堆積物は除去可能な可逆劣化に分類されるため、清掃により汚損堆積物を除去できると、絶縁特性をある程度回復させることができる。
【００９１】
図９に示す余寿命診断方法では、絶縁表面を清掃した後に、本実施の形態の絶縁特性測定装置を用いて、清掃された絶縁表面の絶縁特性を測定する。そのとき測定対象としての絶縁物を有する製品の使用条件に合わせて湿度を調整した状態で、絶縁特性の測定を行う。これにより絶縁特性の現測定値（清掃後）Ａ２を得ることができる。図９に示すように、定期的に製品の清掃を行い、その都度、絶縁表面の清掃前後の絶縁特性を測定する。図９に示すように、清掃を全く行わない場合に得られる余寿命推定線Ｃ１に対して、得られる測定値は清掃前後を問わず、ずれていくことがわかるが、絶縁特性が徐々に絶縁寿命ラインに近づいていくこともわかる。これは、絶縁特性に清掃により回復可能な可逆的な劣化成分と、清掃により回復不可能な不可逆的な劣化成分とが存在するからである。なお測定時に清掃前後の絶縁特性を測定するのは、例えば清掃後の絶縁特性だけを測定しても清掃により回復可能な可逆的な劣化成分と清掃により回復不可能な不可逆的な劣化成分とがどの程度存在し、その後どのように変化していくのかを適切に評価できず、精度の高い余寿命推定線を作製することができないためである。
【００９２】
すなわち、清掃により回復可能な可逆的な劣化成分と清掃により回復不可能な不可逆的な劣化成分との双方を評価し、これらの劣化成分の評価結果に基づいて余寿命推定線Ｃ２を作製することで、精度の高い余寿命推定線Ｃ２を得ることができる。
【００９３】
このように本実施の形態の余寿命診断方法によれば、清掃効果を含んだ余寿命を診断することができる。そして清掃による絶縁性能回復を加味することで、従来よりもきめの細かい余寿命判断が可能となり、どの程度の延命が可能かを精度よく診断できるので従来よりも製品の交換時期等を事前に判断しやすく、また延命させるための清掃管理計画も適切に図ることが可能である。
【実施例】
【００９４】
以下、本発明の効果を明確にするために行った実施例について説明する。なお、本発明は、以下の実施例によって何ら制限されるものではない。
【００９５】
（性能評価）
本実施例の絶縁特性測定装置の製造を確認するために、容器内部の湿度制御特性と、表面絶縁抵抗の測定精度を検証した。
【００９６】
実験では、図１に示す構成の絶縁特性測定装置を用いた。容器の絶縁表面と密着する底面は円周状であり、底面には弾性ゴムと銅箔（接地電極）を貼り付けた。また容器の中心に絶縁被覆金属丸棒を差し込み、丸棒の先端を絶縁表面に当接する高電圧電極（中心電極）とした。高電圧電極（中心電極）の径Ｄは２ｍｍ、接地電極（外周電極）の内径ｄは４２ｍｍであった。
【００９７】
また容器と飽和塩容器との間、及び容器と循環ポンプとの間を、夫々空気ダクトで繋げた。
【００９８】
また飽和塩溶液として、２Ｌ容器に純水５００ｍｌと硫酸カリウム５０ｇを封入した。循環ポンプ３１には、ダイアフラム式エアーポンプ（常用吐出圧力  １０ｋＰａ）を用いて、φ１０のチューブで全長１ｍの区間に定湿空気を循環させた。
【００９９】
＜湿度制御特性＞
容器内部に温湿度計（ｔｅｓｔｏ  ６３５２）の検出部を挿入し、ポンプ動作後の湿度変化を測定した。内部湿度は初期湿度５０％から３分５０秒で湿度９５％を超え、５分〜３０分の間は飽和塩溶液の平衡状態湿度９７．５％±０．５％で安定した。湿度試験完了後に、目視と触覚により容器内部および絶縁表面に結露が生じていないことも確認した。
【０１００】
＜表面抵抗測定＞
まずは実施例として図１の絶縁特性測定装置を用いて、印加電圧５００Ｖに対する高湿度下の絶縁表面抵抗を測定した。絶縁表面抵抗値は、容器内部の湿度が一定になって１分経過時点の測定値を用いた。初めに容器内部抵抗をＲ０として、装置単体での抵抗値を測定した。絶縁物の表面抵抗ＲＳの評価では、本実施例の絶縁特性測定装置による計測抵抗値ＲとＲ０を以下の式（１）に代入してＲＳを求めた。
ＲＳ＝（Ｒ０×Ｒ）／（Ｒ０−Ｒ）・・・（１）
【０１０１】
表面抵抗を診断に用いる場合は、電極サイズの影響を排除するためにＲＳを以下の式（２）により表面抵抗率ρに置き換えた。
ρ＝［（（Ｄ＋ｄ）×π）／（Ｄ−ｄ）］×ＲＳ・・・（２）
【０１０２】
次に本装置の測定精度を評価するため、本装置と同一の電極構成を測定対象物の絶縁表面に張り付け、測定対象物全体を加湿槽に入れた（参照例）。測定対象物はエポキシ材とし、加湿槽内の湿度を９５％とした。
【０１０３】
そして実施例及び参照例において夫々、表面抵抗率ρを５回測定した。その実験結果が表１に示されている。
【０１０４】
【表１】
0006439486.tif 000002
【０１０５】
表１の測定結果から、表面抵抗値は同じ測定対象・測定手法を用いても、測定結果にバラつきを持つことがわかる。実施例と参照例を比較すると、平均値では約８％の誤差を持つが、その誤差は測定バラつきの範囲内である。その測定バラつきについては、各手法で同程度のばらつき範囲内に収まっている。したがって、実施例のように絶縁表面の極小領域だけを高湿度状態に保ち絶縁特性を測定しても、十分に対象物の絶縁性能レベルを評価できることが分かった。
【０１０６】
（余寿命診断手法）
以下、経過年数ｔ＝ｔ１年の絶縁物を題材に、余寿命診断手法を説明する。まず出荷時の事前準備として、対象絶縁物に対する高湿度下の表面抵抗率の初期値ρ０と公称電圧で放電発生する使用下限値ρｎを取得する。
【０１０７】
続いて上記絶縁物を含む製品が出荷された後、現地測定を行う。図１０では、例えば１５年後に現地測定を行ったと過程した。現地測定では、清掃効果を反映するために高湿度下の清掃前値ρ１ａと清掃後値ρ１ｂを測定する。これらの値を用いた余寿命推定線を図１０に示す。
【０１０８】
清掃不可の場合には、時間経過∝汚損堆積量∝等価塩分付着密度∝高湿潤時の表面導電率＝１／表面抵抗率となり、表面抵抗は一様に低下し続けると仮定した。汚損試験では表面抵抗値に下限値があることから、未清掃時の表面抵抗率ρａと経過時間ｔの関係式として以下の式（３）を用いた。
ρａ（ｔ）＝Ａ／ｔα・・・（３）
【０１０９】
式（３）では、ρａ（１）＝ρ０からＡ＝ρ０、ρａ（ｔ１）＝ρ１ａからフィッティング係数αを求めることができる。
【０１１０】
そして未清掃時の余寿命年数をｔｒａとおくと、式（３）よりρａ（ｔ１＋ｔｒａ）＝ρｎを解くことで余寿命年数ｔｒａを算出することができる。
【０１１１】
続いて清掃が可能な場合には、清掃により汚損堆積物を除去でき、図１０に示すρ１ｂ値は母材変質による不可逆な表面抵抗低下分と仮定した。この清掃後の状態を新たな初期状態とし、現在までと同じ傾向で汚損堆積物により表面抵抗が低下し続けると考えた。よって、上記の式（３）をベースとして清掃後の表面抵抗率ρｂと経過時間ｔの関係を以下の式（４）とした。
ρｂ（ｔ）＝ρ１ｂ／（ｔ−ｔ１）α・・・（４）
【０１１２】
式（４）のα値は式（３）と同じとし、清掃後の寿命年数ｔｒｂはρｂ（ｔ１＋ｔｒｂ）＝ρｎを解いて算出できる。
【０１１３】
以上により、清掃可能な設備に対しては、余寿命年数ｔｒｂに至る前に設備清掃を実施して、設備寿命を延命させることも計画できることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明の絶縁特性測定装置によれば、外部環境によらず、任意の湿度に保ったうえで絶縁表面の絶縁特性の測定が可能となる。そして現有設備をできるだけ長期運用したいというニーズがある受配電設備等に対して、本発明の絶縁特性測定装置を用いることで、余寿命診断を精度よく行うことができ、故障が生じない適切な更新時期を見極めることが可能になる。
【符号の説明】
【０１１５】
１  絶縁特性測定装置
２、５０  容器
２ａ、５０ａ  底面
３  高電圧電極
４、４ａ、４ｂ  接地電極
５  湿度調整手段
６  接続部（高電圧端子）
７  接続部（接地端子）
８  測定手段（絶縁測定器）
９、５１  密閉空間
９ａ  開口
１０  絶縁物
１１  絶縁表面
１２ａ  外周縁部
１５  高電圧ケーブル
１９、４３  絶縁保護材
２０  封止材
２３  加湿装置
２４、２５  エアーチューブ
２６  飽和塩溶液
３１  循環ポンプ
４０  同軸ケーブル
４５、４６  湿度センサ
５２  流入管
５３  流出管
【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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