(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻線が絶縁紙で巻回され、該絶縁紙と充填された絶縁油とが接触している油入電気機器において、
前記絶縁紙から剥離し、前記絶縁油中に浮遊する絶縁紙微細断片を採取し、該絶縁紙微細断片の物理的化学的性状を分析し、該分析結果に基づいて前記絶縁紙の平均重合度を求めることを特徴とする油入電気機器絶縁紙の劣化度測定方法。
【請求項２】
絶縁油中に浮遊する絶縁紙微細断片を一種または二種以上の微細孔フィルターにより捕捉分別して採取するか、他の方法で絶縁油中に浮遊する絶縁紙微細断片を直接捕捉して採取するかまたは絶縁油中の絶縁紙から直接絶縁紙微細断片を採取し、その一本または二本以上の微細断片について、Ｘ線回折装置、熱分析装置、質量分析装置、赤外分光分析装置および走査型電子顕微鏡からなる群より選択される少なくとも一種の装置により、その物理的化学的性状を分析し、分析結果に基づいて前記絶縁紙の劣化度を測定する方法。
【請求項３】
前記絶縁紙の主成分がセルロース化合物である請求項１または２に記載の油入電気機器絶縁紙の劣化度測定方法。
【請求項４】
前記絶縁紙微細断片が、絶縁紙セルロース繊維である請求項１または２に記載の油入電気機器絶縁紙の劣化度測定方法。
【請求項５】
前記絶縁紙微細断片の物理的化学的性状が、Ｘ線回折装置を用いて測定される絶縁紙セルロース繊維の結晶の回折角度２θ＝２２．６〜２３．０°において現われるＸ線スペクトルのピークの半価幅である請求項１ないし４のいずれかの１項に記載の油入電気機器絶縁紙の劣化度測定方法。
【請求項６】
前記絶縁紙微細断片の物理的化学的性状が、熱分析装置を用いて測定される絶縁紙セルロース繊維の加熱減量特性である請求項１ないし４のいずれかの１項に記載の油入電気機器絶縁紙の劣化度測定方法。
【請求項７】
前記絶縁紙微細断片の物理的化学的性状が、質量分析装置を用いて測定される絶縁紙セルロース繊維の加熱による発生ガス量である請求項１ないし４のいずれかの１項に記載の油入電気機器絶縁紙の劣化度測定方法。
【請求項８】
前記絶縁紙微細断片の物理的化学的性状が、赤外分光分析装置を用いて測定される絶縁紙セルロース繊維の特性吸収の強さである請求項１ないし４のいずれかの１項に記載の油入電気機器絶縁紙の劣化度測定方法。
【請求項９】
前記絶縁紙微細断片の物理的化学的性状が、走査型電子顕微鏡を用いて測定される絶縁紙セルロース繊維に付着した生成物量である請求項１ないし４のいずれかの１項に記載の油入電気機器絶縁紙の劣化度測定方法。
【請求項１０】
前記絶縁油中の前記絶縁紙微細断片の採取の手段が、少なくとも一種のメンブランフィルターによる捕捉分別である請求項１または２に記載の油入電気機器絶縁紙の劣化度測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油入電気機器絶縁紙の劣化度の測定方法に関するものであり、さらに詳しくは、巻線が絶縁紙で巻回され、該絶縁紙が充填された絶縁油と接触する構造の油入電気機器において、前記絶縁紙から微量剥離して前記絶縁油中に移行し、通常、浮遊している絶縁紙微細断片の物理的化学的性状を分析し、その分析結果に基づき前記絶縁紙の劣化度を測定する方法に関するものである。
なお、本明細書において「絶縁紙微細断片」とは、絶縁紙から剥離したセルロース系繊維その他絶縁紙構成成分の微細物質等を含むものである。
【０００２】
【従来の技術】
油入変圧器、油入リアクトル等の油入電気機器の寿命は、巻線に巻かれた絶縁紙の劣化度に左右されるといわれている。一般に、使用されている絶縁紙の主要成分は、セルロース化合物であり、通常、下記の式［Ｉ］で表される。
【０００３】
【式１】
0003908540.tif 000002
かかるセルロース化合物は、グルコース環が連結したものであり、分子中に水酸基を有することから、油入電気機器内での絶縁油との長期間の接触状態の使用条件下においては、熱分解、酸化および加水分解し、グルコース結合の切断、グルコース環の開環等によりセルロース化合物の分子鎖が切断し、重合度が低下して劣化する。この場合において、アルコール、アルデヒド、有機酸、二酸化炭素および一酸化炭素等の各種劣化物が生成する。
【０００４】
重合度は前記式１のセルロース化合物の構成成分の繰り返し単位ｎで表されるが、重合度ｎには通常ばらつきが生ずるので平均値で表示した平均重合度が用いられている。絶縁紙の平均重合度は使用初期において約１，０００の値であり、絶縁紙の劣化の指標とされている。
【０００５】
一般に、稼動中の油入電気機器内の絶縁紙の劣化度は、絶縁油中に溶解している二酸化炭素＋一酸化炭素、フルフラール、アセトン等の劣化生成物の含有量と関係があることがすでに見い出されていることから、かかる劣化生成物の含有量から絶縁紙の劣化度が推定されている。
【０００６】
しかしながら、前記の如き劣化度を推定する方法では、種々の部分から発生した油中の劣化生成物の含有量を測定し、絶縁紙の平均重合度または平均重合度残率に換算する必要がある。この換算の過程で誤差が生ずる可能性があり、換算された絶縁紙平均重合度または平均重合度残率が精度の点から十分であることを確認する必要があったが、かかる要求に対応できる適切な方法が確立されていなかった。
【０００７】
すなわち、前記方法は、化学的な手法で絶縁紙の劣化度を測定するものであるから、かかる方法で得られた結果についてはさらに絶縁紙に対して直接的で物理的な方法で確認する必要があり、煩雑な測定を要するものであった。長期間にわたり使用される油入電気機器にとって、その寿命を正確に推定するためには絶縁紙の劣化度の簡便、かつ正確な測定方法の開発が切望されてきた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の課題は、前記の如き従来の絶縁紙の劣化度測定方法の開発状況に鑑み、物理的な方法であって、より直接的な方法により絶縁油と接触条件下にある絶縁紙の劣化度を測定する方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者らは、前記の開発動向を勘案し、前記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、絶縁紙または絶縁紙を構成する材料の絶縁油との接触により、特に、巻線の最高温度下における絶縁油との接触により、絶縁紙セルロース繊維の如き絶縁紙微細断片が該絶縁紙より剥離し、該絶縁油中に浮遊することを発見し、かつ、浮遊絶縁紙微細断片の物理的化学的性状を分析することにより、絶縁紙の劣化度を判定できることに着目し、さらに、該浮遊絶縁紙微細断片の劣化が、巻線に巻回されている絶縁紙の劣化と同時に進行することを見い出し、これらの知見に基づいて本発明の完成に到達した。
【００１０】
かくして、本発明によれば、
巻線が絶縁紙で巻回され、該絶縁紙と充填された絶縁油とが接触している油入電気機器において、
前記絶縁紙から剥離し、前記絶縁油中に浮遊する絶縁紙微細断片を採取し、該絶縁紙微細断片の物理的化学的性状を分析し、その分析結果に基づいて前記絶縁紙の平均重合度を求めることを特徴とする絶縁紙の劣化度測定方法
が提供される。
【００１１】
また、本発明によれば、
絶縁油中に浮遊する絶縁紙微細断片を一種または二種以上の微細孔フィルターにより捕捉分別して採取するか、他の方法で絶縁油中に浮遊する絶縁紙微細断片を直接捕捉して採取するかまたは絶縁油中の絶縁紙から直接絶縁紙微細断面を採取し、その一本または二本以上の微細断片について、Ｘ線回折装置、熱分析装置、質量分析装置、赤外分光分析装置および走査型電子顕微鏡からなる群より選択されるいずれかの装置により、その物理的化学的性状を分析し、分析結果に基づいて前記絶縁紙の劣化度を測定する方法
が提供される。
【００１２】
本発明は、前記の如く、油入電気機器において使用される絶縁紙と絶縁油との接触条件下で、該絶縁紙から剥離した絶縁紙微細断片が浮遊する絶縁油を油入電気機器よりぬきとり、該絶縁油から該絶縁紙微細断片を分離し、採取し、該絶縁紙微細断片の物理的化学的性状を分析することにより、絶縁紙の平均重合度を測定する方法を提供するものであるが、さらに、好ましい具体的な実施の態様として、次の▲１▼〜▲７▼に挙げるものを包含する。
【００１３】
▲１▼絶縁油油中に浮遊する絶縁紙セルロース繊維を少なくとも一種の微細孔フィルターを用いて捕捉分別することにより採取するか、他の方法で絶縁油中に浮遊する絶縁紙セルロース繊維を直接捕捉することにより採取するかまたは絶縁油中の絶縁紙から直接に絶縁紙セルロース繊維を採取し、該セルロース繊維の一本または二本以上について
(i)   Ｘ線回折装置により測定した半価幅、
(ii)  熱分析装置により測定した加熱減量特性、
(iii) 質量分析装置により測定した加熱によるガス発生量、
(iv)  赤外分光分析装置により測定した吸収強度特性、
または、
(v)   走査型電子顕微鏡により測定した繊維表面上の付着生成物およびその形状
に基づいて絶縁油中の絶縁紙の劣化度を測定する方法。
【００１４】
▲２▼絶縁油から採取した絶縁紙セルロース繊維の全体またはこれらのうち一本または二本以上の繊維についてＸ線回折装置を用いて半価幅を測定し、その測定値に基づいて絶縁紙の劣化度を測定する方法。
【００１５】
▲３▼劣化度既知の絶縁紙より直接セルロース繊維を採取し、採取繊維の一本または二本以上または全部についてＸ線回折装置により前記セルロース繊維結晶の半価幅を測定し、該半価幅と絶縁紙の劣化度との関係図を作成し、該関係図を用いて絶縁油中の絶縁紙の劣化度を測定する方法。
【００１６】
▲４▼劣化度既知の絶縁紙より直接セルロース繊維を採取し、採取繊維について熱分解装置により加熱減量特性を測定し、該加熱減量特性と絶縁紙の劣化度との関係図を作成し、該関係図を用いて絶縁油中の絶縁紙の劣化度を測定する方法。
【００１７】
▲５▼劣化度既知の絶縁紙より直接セルロース繊維を採取し、採取繊維について質量分析装置より加熱による発生ガス量を測定し、該発生ガス量と絶縁紙の劣化度との関係図を作成し、該関係図を用いて絶縁油中の絶縁紙の劣化度を測定する方法。
【００１８】
▲６▼劣化度既知の絶縁紙より直接セルロース繊維を採取し、採取繊維について赤外分光分析装置により吸収強度特性を測定し、該吸収強度特性と絶縁紙の劣化度との関係図を作成し、該関係図を用いて絶縁油中の絶縁紙の劣化度を測定する方法。
【００１９】
▲７▼劣化度既知の絶縁紙より直接セルロース繊維を採取し、採取繊維のうち一本または二本以上の繊維を走査型電子顕微鏡により該繊維に付着する生成物を測定し、該生成物の量と絶縁紙の劣化度との関係図を作成し、該関係図を用いて絶縁油中の絶縁紙の劣化度を測定する方法。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
【００２１】
本発明は、本発明者らの広範な検討の結果見い出された次の（１）〜（４）に掲げる新規な特異点：
（１）油入電気機器内において絶縁紙または絶縁紙を構成する材料から微細断片が微量剥離され絶縁油中に浮遊または沈降している点。
（２）絶縁油中に浮遊している絶縁紙微細断片が、巻線に巻回された絶縁紙、
特に高温部の絶縁紙の劣化と同期して劣化する点。
（３）絶縁紙微細断片、特に、セルロース繊維の一部が結晶であり、その劣化は、Ｘ線回折図形で表される結晶の半価幅の変化に基づいて算出できる点。
（４）絶縁紙セルロース繊維の半価幅とセルロース系絶縁紙の平均重合度とがよい相関関係にある点。
に基づいて完成に到達したものである。
【００２２】
本発明の絶縁紙の劣化度の測定方法を適用できる油入電気機器に充填される絶縁油としては鉱油系絶縁油または合成系絶縁油のいずれでもよく、特に限定されるものではないが、鉱油系絶縁油としては、沸点約２５０〜４００℃の炭化水素油を挙げることができ、例えば具体的にはナフテン系炭化水素、パラフィン系炭化水素および芳香族炭化水素等から構成されたものである。炭化水素油としては、通常、水素化精製等の石油精製工程により硫黄化合物、窒素化合物、酸素化合物および不飽和成分等を除去されたものが用いられるが、電気的性質および熱・酸化安定性を保持するように各種の有効成分の含有量が制御されている。
合成系絶縁油としてはアルキルベンゼン、シリコーン油等が挙げられる。
【００２３】
さらに、これらの鉱油系および合成系絶縁油の混合物ならびにこれらを基油とするベンゾトリアゾール等の添加剤のほか酸化防止剤等を配合したものも使用することができる。
【００２４】
次に、本発明の絶縁紙の劣化度測定方法が適用される油入電気機器に用いられる絶縁紙は、前記の式Ｉに示す如きセルロース化合物を構成成分とするものが好適であり、さらに、前記セルロース化合物に化学処理を加えたもの、例えばアミン添加紙等、また、芳香族ポリアミドを構成材料とする合成繊維紙等も使用することができる。アミン添加紙は、セルロース系絶縁紙に例えばジシアンジアミド等のアミン系化合物を添加したものであり耐熱性を改良したものである。セルロース系絶縁紙は、分子中に結晶部分と非結晶部分を有し、平均重合度としては特に限定されるものではないが、１，０００前後のものであり、具体的には８００〜１，０００のもの、すなわち、前記式Ｉのセルロース化合物において構成成分の繰り返し単位ｎが８００〜１，０００のものである。絶縁紙は、長期間にわたって使用され、その長期間の使用により主成分のセルロース化合物が分解、酸化等により劣化し、平均重合度の低下に伴ない機械的強度が低下する。通常、平均重合度が４５０以下を絶縁紙の寿命に達したとされている。
【００２５】
本発明の絶縁紙の劣化度の測定方法の操作およびその測定装置は、特に限定されるものではなく、絶縁紙微細断片の構成または組成成分等に着目して任意に選択することができる。セルロース繊維の結晶性を把握するためにはＸ線回折装置を用いることができ、Ｘ線照射によりセルロース系繊維の結晶の特定の回折角度において現われるＸ線スペクトルのピークの半価幅を測定対象とすることができる。Ｘ線回折装置を用いる場合は、採取試料が少量でもよく、セルロース繊維１本または数本でも半価幅の測定が可能である。また、採取試料の量が多い場合は、加熱減量特性、ガス発生量特性等を熱分析装置、質量分析装置、赤外吸収分析装置、走査型電子顕微鏡等を使用し測定することができる。
【００２６】
セルロース繊維を加熱すると加熱分解により重量減少が生ずるが、絶縁紙の劣化度により熱重量減少特性（例えば減量開始温度）が異なる。これにより熱分析装置を用いて、加熱による試料の熱重量減少特性を測定し、別途作成した熱重量減少特性と絶縁紙劣化度との関係図から絶縁紙の平均重合度を求めることができる。
【００２７】
また、セルロース繊維を加熱すると、一酸化炭素、二酸化炭素、水素、炭化水素ガスが発生する。各ガスの発生量は絶縁紙の劣化度により異なる。これより質量分析装置により加熱により発生する各ガスの発生量を求め、別途作成した発生ガス成分比および生成量と絶縁紙の劣化度との関係図から絶縁紙の平均重合度を求めることができる。
【００２８】
セルロース繊維に赤外線を照射するとセルロース特有の吸収（吸収スペクトルの波数；９００〜１０００ｃｍ-1に現われる特性吸収）が観測される。絶縁紙が劣化した場合にはさらに劣化に起因する吸収が観測され、この特性吸収の強度は絶縁紙の劣化度により異なる。これより赤外線吸収分析装置によりセルロース繊維の劣化に起因する特性吸収の強度を測定し、別途作成した絶縁紙の劣化度と当該特性吸収の強度との関係図から絶縁紙の平均重合度を求めることができる。
【００２９】
さらに、セルロース繊維の束を走査形電子顕微鏡により観察すると幅数１０μｍのセルロース繊維が観察される。セルロース繊維の劣化が進んでいないときは繊維の表面には付着物はない。しかし油中で劣化が進んだ場合は、繊維表面に付着物が観察される。この現象に基づいて走査形電子顕微鏡によりセルロース繊維の付着物および変形などの特定の指標となる物理的化学的性状を測定し、別途作成した物理的化学的性状と絶縁紙の劣化度との関係より絶縁紙の平均重合度を求めることができる。
【００３０】
前記各測定装置のうちでもＸ線回折装置は、絶縁紙セルロース繊維が結晶となっていることに着目して用いるものであり、セルロース繊維結晶の特定の回折角度において現われるＸ線スペクトルのピークについて測定された半価幅より平均重合度を求めるものであってセルロース繊維の結晶構造およびその変化を追跡することができるので特に好適である。
【００３１】
一般に、Ｘ線を結晶に照射すると、結晶格子面で反射し、互いに干渉し合い、下記の式IIを満たす方向の回折線のみ強度が増大する。反射Ｘ線強度を反射角度との関係として表すと結晶に固有の角度でピークが現われる。図１に実施例１の方法に従って絶縁油から採取した絶縁紙セルロース繊維の結晶のＸ線回折図形の具体例を示す。同回折図形の回折角度２θ＝２２．６〜２３．０°において現われるピークが絶縁紙セルロース繊維に特定のものであり、絶縁紙の劣化度を測定する上で、該回折角度において現われるピークの半価幅を用いることが有用である。なお、半価幅は、同角度におけるピーク高さの１／２の位置の幅として求められる。
【００３２】
【式２】
0003908540.tif 000003
絶縁紙セルロース繊維の少なくとも一部を構成する結晶の状態は、絶縁紙の平均重合度と共に変化する。すなわち、Ｘ線回折装置により測定される絶縁紙セルロース繊維の結晶の回折角度２θ＝２２．６〜２３．０°におけるＸ線スペクトルのピークの半価幅は、絶縁紙の平均重合度の低下と共に小さくなり、半価幅と平均重合度（劣化度）との間にはよい相関が存在することを本発明者らの検討の結果、見い出されたものである。
【００３３】
従って、かかる知見に基づいて次の如きステップ（１）〜（５）により絶縁油中の絶縁紙の平均重合度、すなわち劣化度を求めることができる。
（１）あらかじめ絶縁紙セルロース繊維の結晶の回折角度２θ＝２２．６〜２３．０において現われるピークの半価幅と絶縁紙の平均重合度の相関関係図を検量線として用意する。
（２）絶縁紙セルロース繊維が浮遊する絶縁油を油入電気機器から採取する。
（３）前記ステップ（２）において絶縁油から絶縁紙セルロース繊維を分離する。
（４）前記ステップ（３）にて得られた絶縁紙セルロース繊維から少なくとも１本の繊維を抜きとり、該繊維の結晶の前記半価幅をＸ線回折装置により求める。
（５）前記ステップ（１）にて作成された検量線を使用してステップ（４）で求めた半価幅に対応する絶縁紙の平均重合度を求める。
【００３４】
以下、前記各ステップについてさらに具体的に説明する。
前記ステップ（１）は、絶縁紙セルロース繊維の結晶の半価幅と絶縁紙の平均重合度との相関関係図（検量線）の作成に関するものであるが、さらに具体的には次の工程（ａ）〜（ｆ）を含む。
【００３５】
（ａ）絶縁油中または空気中にて絶縁紙を一定温度で加熱して得られた平均重合度約２００を最低とし約２００毎に１２００までの各絶縁紙をそれぞれ約１ｇずつ用意する。
（ｂ）それぞれの平均重合度の絶縁紙からピンセット、針等でセルロース繊維を採取する。個々の絶縁紙セルロース繊維のばらつきを考慮して、
複数箇所から採取する。
（ｃ）前記絶縁紙セルロース繊維を採取した絶縁紙の平均重合度をＪＥＭ１４５５「変圧器用絶縁紙の平均重合度測定方法」により確認する。
（ｄ）前記工程（ｂ）にて採取されたそれぞれの箇所の繊維から１本の繊維を取り出し、Ｘ線回折装置により次のようにして絶縁紙セルロース繊維結晶の半価幅を測定する。
Ｘ線を絶縁紙セルロース繊維試料に直角方向に入射角度を変えながら連続的に照射し、反射Ｘ線の強度を連続的に測定し記録する。反射Ｘ線強度は、絶縁紙セルロース繊維の結晶に独得の角度でピーク（Ｘ線回折）を示す。記録紙上またはディスプレイ上には横軸が照射角度、
縦軸が反射Ｘ線強度の山として記録される。このピークの高さの１/2に相当する山の幅が半価幅として記録される。
（ｅ）前記工程（ａ）〜（ｄ）の操作を前記の用意した各平均重合度の絶縁紙について行なう。
（ｆ）以上の結果から図２に示す半価幅の比率と絶縁紙の平均重合度の相関関係図（検量線）が得られる。
なお、図２では、縦軸の半価幅の比率は、平均重合度１０００に対する半価幅１．８７９の比率として表している。
この検量線が準備されていれば、絶縁紙の劣化度測定は前記ステップ（２）から開始すればよい。
【００３６】
前記ステップ（２）は、絶縁油中の絶縁紙セルロース繊維の採取に関するものであり、劣化度の測定対象とされる絶縁紙が使用されている油入電気機器から絶縁紙セルロース繊維が浮遊する絶縁油を所定量採取する。
【００３７】
採取された絶縁油を図３に示すプロセスでメッシュの異なる二種以上のメンブランフィルターで濾過し繊維を分別し採取するか、または絶縁紙から直接採取する。採取方法は、これらの方法に限定されるものではなく、絶縁油中から絶縁紙セルロース繊維を十分採取できる方法であれば、いずれの方法でも任意に採用することができる。フィルターとしてはＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）が有用であり、メンブランフィルターとして微多孔性のもので孔径が０．５〜１μｍのものが好ましい。なお、絶縁油中に油中微粒子として金属微粒子、塵埃等が繊維と共存している場合は図３の分別方法により除外することができるが、分別された繊維についてさらに光学顕微鏡および走査型電子顕微鏡により繊維の形状を確認し絶縁紙セルロース繊維のみを選択することが好ましく、これにより測定精度および再現性をさらに向上させることができる。
【００３８】
次にステップ（３）は、採取されたセルロース繊維の結晶性等の物理的化学的性状の評価を行なうことを内容とするものであり、Ｘ線回折装置を用いる場合において具体的には結晶の半価幅の測定に関するものである。前記ステップ（２）にて採取された絶縁紙セルロース繊維のなかから１本または数本の繊維を取り出し、Ｘ線回折装置で回折角度２θ＝２２．６〜２３．０°におけるピークの半価幅を測定する。半価幅の測定は、前記（１）（ｄ）の方法と同一の方法により行なう。測定に際しては、誤差を抑制するために試料の絶縁紙セルロース繊維として数本の繊維を用いることが好ましい。
【００３９】
ステップ（４）は、前記ステップ（３）にて得られた半価幅から絶縁紙の平均重合度を推定するものであり、前記ステップ（１）にて作成された検量線を使用してステップ（３）で得られた半価幅に対応する絶縁紙の平均重合度を求めるものである。
【００４０】
以上述べた如く、本発明の絶縁紙の劣化度測定方法は、従来、採用されている化学的方法、例えば二酸化炭素＋一酸化炭素量等の測定値を用いる間接的方法をとらず、絶縁紙セルロース繊維の物理的性状を直接測定することにより行なわれるものであり、精度および再現性も優れたものである。
【００４１】
すなわち、Ｘ線回折装置のほか、熱分析装置ではセルロース繊維の熱重量減少、質量分析装置では加熱による生成ガス量、赤外分光分析装置では絶縁紙の劣化を表す特性吸収の強度、走査型電子顕微鏡では繊維の付着物および変形の測定等の物理的化学的性状を測定することにより、絶縁紙の平均重合度を求めることができる。
【００４２】
【実施例】
次に実施例を挙げて本発明についてさらに具体的に説明する。もっとも本発明は、実施例等により何ら制限されるものではない。
【００４３】
なお、実施例等にて用いたＸ線回折装置は、日本電子（株）製ＪＤＸ−８０３０であり、測定条件は次の通りである。
Ｘ線回折分析測定条件
ターゲット：  銅
管電圧    ：  ４０ｋＶ
管電流    ：  ３０ｍＡ
【００４４】
実施例１
セルロース系絶縁紙が巻回され、絶縁油として鉱油（比重：０．８８〜０．９１）が充填された稼動中の送電用変圧器Ａのドレイン部から絶縁紙セルロース繊維が浮遊した絶縁油５リットルを試料油として採取し、図３に示す分別方法に従い絶縁油に油中微粒子として混入されていた金属類、カーボンおよび塵埃等を除去し、絶縁紙セルロース繊維を分別した。
【００４５】
試料油は、先ず、０．８μｍメンブランフィルターを用いて濾過し、残渣（１）０．５ｍｇを採取した。濾液はカーボン微粒子の回収のために０．０２５μｍメンブランフィルターによる濾過に供した。残渣（１）に溶剤として石油エーテル１００ｍｌを添加し、超音波を用いて残渣を溶液中に分散させた。超音波による分散処理後、静置し上澄み液と残渣（２）を分離した。
該上澄み液をさらに０．８μｍのメンブランフィルターで濾過し残渣（３）として絶縁紙セルロース繊維を０．０５ｍｇ得た。
前記分別操作の結果、得られた絶縁紙セルロース繊維は、幅５〜５０μｍ、長さ２０μｍ〜２ｍｍのものであった。
【００４６】
ここで得られた細く短かい絶縁紙セルロース繊維数本を光学顕微鏡で観察した（図４参照。）。その形状を確認し、絶縁紙セルロース繊維のみをピンセットで選択した。図４には細長い絶縁紙セルロース繊維が示されている。また、黒い部分には繊維のかたまりが観察される。さらに、選択された絶縁紙セルロース繊維を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し形状が偏平状であることからセルロース繊維であることを確認した（図５参照。）。これらの繊維を２本〜５本取り出し、平行に並べてＸ線照射に供した。
【００４７】
Ｘ線照射において絶縁紙セルロース繊維３本に対しＸ線を直角方向に入射角度を変えながら連続的に照射し、反射Ｘ線の強度を連続的に測定し、図１に示すＸ線スペクトルを得た。回折角度２θ＝２２．６〜２３．０°における半価幅が１．７８５°であり、半価幅の比が０．９５０であった。得られた半価幅の比から図２の検量線を用いて絶縁紙の平均重合度を算出したところ４８７の結果を得た。
【００４８】
実施例２
試料油として実施例１と同一の絶縁油を用いて同一の分別操作を繰り返し、採取した絶縁紙セルロース繊維について半価幅を測定した。分別および半価幅の測定操作を二回繰り返したところ変動係数１％以内の結果を得た。二つの測定結果には有意差は認められなかった。
【００４９】
実施例３〜６
油入変圧器Ｂ（実施例３）、油入変圧器Ｃ（実施例４）、油入変圧器Ｄ（実施例５）および油入変圧器Ｅ（実施例６）の各ドレイン部からそれぞれ絶縁油数リットルを試料油として採取し、実施例１の操作と同一の操作により絶縁紙セルロース繊維のみを分離し、これらのなかから２〜５本の絶縁紙セルロース繊維を選択し、Ｘ線回折装置により半価幅の測定に供した。結果を次に示す。
【００５０】
また、各試料の半価幅の測定から図２の検量線を用いて絶縁紙の平均重合度を求めた。
0003908540.tif 000004
【００５１】
【発明の効果】
本発明による絶縁油中の絶縁紙の劣化度測定方法によれば、従来方法による油中の劣化生成物量から絶縁紙の平均重合度への換算が必要でなく、絶縁紙を構成するセルロース繊維の物理的化学的性状の評価により絶縁紙の劣化度を短時間で、精度、再現性よく測定することができる。
また、油中劣化生成物量の換算により求められた絶縁紙の劣化度を確認する手段としても有用である。
さらに、本発明の測定方法によれば、試料として油入電気機器から絶縁紙セルロース繊維を採取し、Ｘ線回折装置を用いてセルロース繊維結晶の半価幅を測定するのに要する時間は、２〜３時間であり、絶縁紙の劣化生成物であるＣＯ2 ＋ＣＯ、フルフラール、アセトン等の生成量から絶縁紙の平均重合度を求める化学的方法が約１．５日の測定時間を要するのに対し極めて短時間での測定が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  絶縁紙セルロース繊維のＸ線回折図形である。
【図２】  絶縁紙の平均重合度と半価幅の比率との相関関係図（検量線）である。
【図３】  絶縁紙セルロース繊維の分別方法である。
【図４】  絶縁紙セルロース繊維の光学顕微鏡観察による写真（倍率；４０）である。
【図５】  絶縁紙セルロース繊維の走査型電子顕微鏡による写真（倍率；５００）である。
【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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