(57)【要約】【課題】マスターデータを必要とすることなく、現地で且つ非破壊手法にて劣化診断を行うことができる劣化診断装置及び劣化診断方法を提供すること。【解決手段】本発明の劣化診断装置（１）は、絶縁物の絶縁表面（Ｓ）のラマンスペクトルを取得するラマン分光計（２）と、ラマンスペクトルの同一波長における、初期状態からの光強度変化量を検出する検出部（３）と、光強度変化量に基づいて絶縁物の劣化状態を診断する診断部（４）と、を具備する構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁物の絶縁表面の振動スペクトルを取得する振動分光計と、
前記振動スペクトルの同一波長における、初期状態からの光強度変化量を検出する検出部と、
前記光強度変化量に基づいて、前記絶縁物の劣化状態を診断する診断部と、
を有することを特徴とする劣化診断装置。
【請求項２】
前記振動スペクトルのピークから物質を同定するピーク解析部を備えることを特徴とする請求項１に記載の劣化診断装置。
【請求項３】
前記振動分光計は、ラマン分光計であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の劣化診断装置。
【請求項４】
前記絶縁表面に照射するレーザ光の励起波長が、７８５ｎｍ以上であることを特徴とする請求項３に記載の劣化診断装置。
【請求項５】
前記診断部は、前記絶縁物の絶縁表面に付着した付着物の塩化物イオンに起因する光強度も加味して、前記劣化状態を診断することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の劣化診断装置。
【請求項６】
絶縁物の絶縁表面の振動スペクトルを取得し、
前記振動スペクトルの同一波長における、初期状態からの光強度変化量を検出し、
前記光強度変化量に基づいて、前記絶縁物の劣化状態を診断することを特徴とする劣化診断方法。
【請求項７】
前記振動スペクトルのピークから物質を同定することを特徴とする請求項６に記載の劣化診断方法。
【請求項８】
前記絶縁物の絶縁表面に付着した付着物の塩化物イオンに起因する光強度を取得し、前記光強度も加味して、前記劣化状態を診断することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の劣化診断方法。
【請求項９】
ラマン分光計を用いて、前記振動スペクトルとしてのラマンスペクトルを取得し、このとき、前記絶縁表面に照射するレーザ光の励起波長を、７８５ｎｍ以上とすることを特徴とする請求項６から請求項８のいずれかに記載の劣化診断方法。
【請求項１０】
前記絶縁物の絶縁表面の清掃前後における劣化状態を評価し、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６から請求項９のいずれかに記載の劣化診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、高圧受配電機器を構成する絶縁がいしの経年使用に伴う劣化状態を診断するための劣化診断装置及び劣化診断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高圧受配電機器は、高電圧構造物を一定サイズの配電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、絶縁物を挟んだりして、所定の絶縁強度を確保している。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し故障に至るため、故障を未然に防ぐ絶縁物の劣化診断・余寿命診断技術が求められている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、絶縁劣化度合推定方法に関する発明が開示されている。具体的には、固体絶縁物表面の色相、明度、彩度を分光色差計により測定し、その測定値と予め作成した検量線とに基づいて、固体絶縁物表面の絶縁劣化度合を推定している（特許文献１の特許請求の範囲等参照）。
【０００４】
また、下記特許文献２には、受配電機器用固体絶縁物の余寿命推定方法に関する発明が開示されている。具体的には、固体絶縁物の光沢、色彩、及び成分（炭化水素基の量）の各評価項目を、それぞれ可搬型光沢計、可搬型色彩計及び簡易型赤外分光光度計で測定する。続いて、各評価項目による測定結果を総合的に解析して１つの劣化指標（マハラノビスの距離）で表し、予め作成した運転時間と劣化指標との関係から、余寿命を推定している（特許文献２の段落［００１１］〜［００１６］参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−１４８８７６号公報
【特許文献２】特開２００４−２３６４６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した各特許文献に記載された発明では、固体絶縁物の劣化指標のデータベースを予め作成しておかなければ、劣化状態を診断することができないという問題がある。また、固体絶縁物の素材に応じてデータベースを作成しなければならず、劣化診断の前準備が煩雑になるという問題もある。
【０００７】
また、各特許文献に記載された発明では、劣化診断の指標として、固体絶縁物の色相や光沢、彩度の変化等を用いている。しかしながら、これらは、絶縁性能低下とは無関係な減少（日焼けや汚れ等）で生じる可能性がある。このため、劣化診断を精度よく行うことが困難であるという問題がある。
【０００８】
また、各特許文献に記載された発明の劣化診断の指標では、固体絶縁物が設置されている現地で直接に測定すると、外乱の影響が大きい。このため、正確に劣化診断を行うことができないという問題がある。
【０００９】
本発明は、これらのような問題点に鑑みてなされたものであり、マスターデータを必要とすることなく、現地で且つ非破壊にて劣化診断を行うことができる劣化診断装置及び劣化診断方法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】
【００１０】
本発明における劣化診断装置は、絶縁物の絶縁表面の振動スペクトルを取得する振動分光計と、前記振動スペクトルの同一波長における、初期状態からの光強度変化量を検出する検出部と、前記光強度変化量に基づいて、前記絶縁物の劣化状態を診断する診断部と、を有することを特徴とする。
【００１１】
上記劣化診断装置においては、前記振動スペクトルのピークから物質を同定するピーク解析部を備えることができる。
【００１２】
例えば、上記劣化診断装置において、前記振動分光計は、ラマン分光計であることが好ましい。
【００１３】
特に、上記劣化診断装置においては、前記絶縁表面に照射するレーザ光の励起波長が、７８５ｎｍ以上であることが好ましい。
【００１４】
また、上記劣化診断装置において、前記診断部は、前記絶縁物の絶縁表面に付着した付着物の塩化物イオンに起因する光強度も加味して、前記劣化状態を診断することが可能である。
【００１５】
本発明における劣化診断方法は、絶縁物の絶縁表面の振動スペクトルを取得し、前記振動スペクトルの同一波長における、初期状態からの光強度変化量を検出し、前記光強度変化量に基づいて、前記絶縁物の劣化状態を診断することを特徴とする。
【００１６】
上記劣化診断方法においては、記振動スペクトルのピークから物質を同定することができる。
【００１７】
また、上記劣化診断方法においては、前記絶縁物の絶縁表面に付着した付着物の塩化物イオンに起因する光強度を取得し、前記光強度も加味して、前記劣化状態を診断することが可能である。
【００１８】
例えば、上記劣化診断方法においては、ラマン分光計を用いて、前記振動スペクトルとしてのラマンスペクトルを取得し、このとき、前記絶縁表面に照射するレーザ光の励起波長を、７８５ｎｍ以上とすることが好ましい。
【００１９】
また、上記劣化診断方法においては、前記絶縁物の絶縁表面の清掃前後における劣化状態を評価し、前記清掃の効果を考慮した余寿命を診断することが可能である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、振動スペクトルの同一波長における、初期状態からの光強度変化量を検出し、この光強度変化量に基づいて劣化状態を診断することで、劣化診断用のマスターデータを必要とすることなく、現地で且つ非破壊にて劣化診断を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施の形態の劣化診断装置の模式図である。
【図２】各時間にて熱加速劣化させた絶縁試料の、ラマンシフトと散乱光強度との関係を示すグラフである。
【図３】図３Ａは、レーザ光の励起波長を５１４ｎｍとし、図３Ｂは、レーザ光の励起波長を７８５ｎｍとした際の、ラマンシフトと散乱光強度との関係を示すグラフである。
【図４】図４Ａは、ラマンシフトを２５０ｃｍ−１とし、図４Ｂは、ラマンシフトを１０００ｃｍ−１とした際の、熱加速劣化時間と散乱光強度との関係を示すグラフである。
【図５】本実施の形態の劣化診断装置を用いた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。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施の形態に係る劣化診断装置について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明に係る劣化診断装置については、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。
【００２３】
本発明に係る劣化診断装置おける劣化診断対象は、例えば、高圧受配電機器を構成する絶縁がいしである。絶縁がいしは、ポリエステル樹脂やエポキシ樹脂等の固体絶縁物で形成される。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。
【００２４】
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い。一方、固体絶縁物は、絶縁表面を沿面破壊する沿面絶縁性能の低さが問題点として指摘されている。
【００２５】
一般的な絶縁物劣化による沿面絶縁破壊のメカニズムは、（１）絶縁表面に汚損物質が付着、（２）汚損物質が湿潤して絶縁表面抵抗が低下、（３）絶縁表面の漏れ電流が増加、（４）ジュール熱により乾燥帯が発生、（５）乾燥帯への電圧集中で微小放電（シンチレーション）が発生、（６）放電分解生成物で絶縁表面が変質、（７）（１）〜（６）を繰り返して炭化導電路が発生、（８）炭化導電路先端で放電を繰り返して導電路が成長、（９）絶縁破壊、とされる。
【００２６】
ここで、絶縁物の表面絶縁特性の低下は、主に、汚損付着物と表面変質とが問題とされる。前者については、「産業用情報処理・制御機器設置環境基準：ＪＥＩＴＡ  ＩＴ−１００４」にて、付着物の汚染度の評価基準が定められている。本実施の形態においても、後述するように、汚損付着物の等価塩分付着量を、付加的に劣化診断の評価に取り入れることとしている。一方、後者については、従来では、現地で且つ非破壊にて分析する手法が確立されていない。また、先に挙げた特許文献に記載の発明では、固体絶縁物の素材に応じてデータベースを作成しなければならず、劣化診断が煩雑な作業となり、簡単且つ精度よく劣化診断することができないという問題がある。
【００２７】
そこで、本発明者らは、劣化診断用のマスターデータを必要とすることなく、現地で且つ非破壊にて劣化診断を行うことができる劣化診断手法の確立を目的とし、本発明に至った。すなわち、本発明の骨子は、絶縁物の絶縁表面の振動スペクトルを取得し、この振動スペクトルの同一波長における、初期状態からの光強度変化量を検出し、この光強度変化量に基づいて絶縁物の劣化状態を診断することである。
【００２８】
図１は、本実施の形態の劣化診断装置の模式図である。図１に示すように、本実施の形態に係る劣化診断装置１は、振動分光計としてのラマン分光計２、検出部３及び診断部４を含んで構成されている。
【００２９】
ラマン分光計２は、光源２１、プローブ２２及び分光器２３を含んで構成されている。光源２１は、特定波長のレーザ光Ｌ１を出力する。プローブ２２は、ハーフミラー２４を介して光源２１から出力されるレーザ光Ｌ１を絶縁表面Ｓに照射する一方、絶縁表面Ｓからの散乱光（ラマン光）Ｌ２を集光する。分光器２３は、プローブ２２にて集光した散乱光Ｌ２を分光する。分光器２３にて分光された散乱光Ｌ２は、検出部３及び後述するピーク解析部５に出力される。
【００３０】
検出部３は、ラマン分光計２（より具体的には、分光器２３）から出力される散乱光Ｌ２の強度の変化量（以下、「散乱光強度変化量」という）を検出する。診断部４は、検出部３による検出結果（散乱光強度変化量）に基づいて、絶縁物の劣化状態を診断する。これらの検出部３による散乱光強度変化量の検出方法及び診断部４による劣化状態の診断方法の詳細については後述する。
【００３１】
また、劣化診断装置１は、ピーク解析部５及びモニタ６を有している。ピーク解析部５は、ラマン分光計２（より具体的には、分光器２３）から出力される振動スペクトル（ラマンスペクトル）のピークを解析する。ピーク解析部５は、ラマンスペクトルのピークを解析することにより、絶縁物を構成する物質を同定する。なお、ピーク解析部５による物質同定の詳細については後述する。
【００３２】
モニタ６は、検出部３、診断部４及びピーク解析部５に接続されている。モニタ６は、これらの検出部３による検出結果、診断部４による診断結果及びピーク解析部５による解析結果を表示する。例えば、モニタ６には、後述する絶縁物の劣化診断情報や余寿命情報、並びに、後述する物質同定情報や付着物の等価塩分濃度などが表示される。なお、図１においては、モニタ６が、検出部３、診断部４及びピーク解析部５と接続される場合について示している。しかしながら、モニタ６の接続対象は、これに限定されるものではなく、診断部４による診断結果が表示できればよい。
【００３３】
本実施の形態に係る劣化診断装置１においては、ラマン分光計２により取得され、通常、物質の同定分析に用いられるラマンスペクトルを、劣化診断用として使用する。一般に、高圧受配電機器に用いられる絶縁物としての高分子材料は、経時劣化により分子鎖が切断されて短くなる。その結果、経時劣化した高分子材料においては、初期状態（例えば、出荷時）にて得られたラマンスペクトルに対して、同一波長での散乱光強度が大きくなる。本実施の形態に係る劣化診断装置１においては、このような初期状態からの散乱光強度変化量を絶縁物の劣化状態の診断に利用する。
【００３４】
以下、具体例として、エポキシ樹脂を使用した絶縁がいし（以下、適宜「絶縁試料」という）の劣化診断について、図２を用いて説明する。図２は、各時間にて熱加速劣化させた絶縁試料におけるラマンシフト（Ｒａｍａｎ  Ｓｈｉｆｔ）と散乱光強度（Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ（ｃｏｕｎｔ））との関係を示すグラフである。なお、横軸のラマンシフトは、ラマン分光の波長を単位ｃｍ−１（カイザー波数）で示したものである。
【００３５】
実験では、０時間（初期状態：Ｒｅｆ）、５００時間、１０００時間、１５００時間及び２０００時間にて熱加速劣化させた絶縁試料の各絶縁表面に対して、ラマン分光計２から、励起波長７８５ｎｍの近赤外レーザ光を照射して、図２に示すラマンスペクトルを取得した。なお、５００時間、１０００時間、１５００時間及び２０００時間の熱加速劣化させた絶縁がいしに対しては、３回ずつラマンスペクトルを取得した。
【００３６】
ここで、「初期状態」とは、できる限り絶縁劣化が進行していない状態であることが好ましい。具体的には、製造直後、製品出荷前、あるいは、現地に製品を取り付けた際が好ましいが、製品出荷後においても、測定者等にて任意に設定した状態を含む。なお、この実験における「初期状態」は、熱加速劣化させていない状態（熱劣化加速時間は、０時間）である。また、熱加速劣化試験は、１８０℃の温度下で行った。
【００３７】
図２に示すように、横軸のラマンシフトの同一波長にて評価すると、熱加速劣化時間を長くした絶縁試料ほど散乱光強度が上昇することがわかった。これは、熱加速劣化時間を長くした絶縁試料ほど劣化が進行しているため、従来とは異なる波長での蛍光が強まることによる。したがって、初期状態（Ｒｅｆ）に対し、熱加速劣化時間が長い絶縁試料ほど光強度変化量が大きくなる。
【００３８】
本実施の形態に係る劣化診断装置１における検出部３は、ラマン分光計２から取得したラマンスペクトルの同一波長における、初期状態からの散乱光強度変化量を検出する。診断部４は、このように検出された散乱光強度変化量に基づいて劣化状態を診断することができる。あくまでも一例であるが、診断部４においては、例えば、ラマンシフトが１０００ｃｍ−１において、ラマン光強度が２５，０００以上の時に、寿命状態と判断する。この場合における、エポキシ樹脂を使用した絶縁がいしの寿命は、エポキシ樹脂の許容最高温度である１３０℃で、１５年間使用した状態と定義した。なお、高分子材料の熱劣化は、一般的にアレニウス則に従うことが知られている。アレニウス則では、温度が８℃上昇すると、寿命時間が約１／２に低下する。アレニウス則を基準とした熱加速試験では、１３０℃での１５年間仕様は、１８０℃での２０５３時間仕様に相当する。よって、今回の実験では、１８０℃で２０００時間経過時に観測されたラマンスペクトル強度を、寿命基準とした。
【００３９】
なお、散乱光強度変化量は、初期状態からの変化量である。このため、劣化度合の指標となる散乱光強度変化量の値は、初期状態にて得られた所定波長での初期値に応じて種々変更される。例えば、診断部４は、所定波長における散乱光強度変化量の劣化度合の情報を記憶する。診断部４は、これらの劣化度合の情報を参照し、検出部３にて検出された散乱光強度変化量に基づいて劣化状態を診断することができる。診断部４では、例えば、「絶縁破壊の有無」、「劣化度」、「絶縁破壊までの余寿命」、或いは、「製品交換時期」等について診断することができる。
【００４０】
図３Ａは、レーザ光の励起波長を５１４ｎｍとし、図３Ｂは、レーザ光の励起波長を７８５ｎｍとした際の、ラマンシフトと散乱光強度との関係を示すグラフである。なお、これらの実験は、いずれも熱加速劣化時間を０時間（初期状態）として測定した結果である。
【００４１】
図３Ａに示すように、ラマン分光計２からのレーザ光の励起波長を５１４ｍとした場合、エポキシ樹脂自体からの蛍光が強くなってしまう。このため、分子構造を反映したピークが検出することが困難であることがわかった。一方、図３Ｂに示すように、ラマン分光計２からのレーザ光の励起波長を７８５ｎｍとした場合、エポキシ樹脂自体からの蛍光を抑制できる。このため、レーザ光の励起波長を５１４ｍとした場合に比べて、はっきりと分子構造を反映したピークを検出することが可能になることがわかった。
【００４２】
上述したように、ラマン分光計２は、もともと分子構造の分析に用いられ、物質同定を可能とする。本実施の形態に係る劣化診断装置１においても、ラマン分光計２から取得したラマンスペクトルを、劣化診断用としての散乱光強度変化量の測定のみならず、ラマンスペクトルのピーク解析により物質を同定できるようにすることは実施の形態として好ましい。
【００４３】
そのため、本実施の形態に係る劣化診断装置１では、ラマン分光計２から照射されるレーザ光の励起波長の好ましい範囲を７８５ｎｍ以上に設定している。これにより、ラマンスペクトルから分子構造を反映したピークを検出し易くなる。ピーク解析部５は、このようなラマンスペクトルのピークを解析し、絶縁物を構成する物質を同定する。
【００４４】
なお、図２に示すように、絶縁劣化が進行すると、ラマンスペクトルが初期状態のラマンスペクトル（ベースライン）から上昇する。このため、例えば、ピーク解析部５は、検出部３から散乱光強度変化量の情報を取得し、ラマンスペクトルに対し、ベースライン補正をした上でピーク解析をすることができる。これにより、ピーク解析による物質同定をより高精度に行うことができる。
【００４５】
また、ピーク解析部５は、ピーク解析にて得た物質同定の情報を診断部４に出力する。診断部４は、物質同定の情報も劣化診断のパラメータに取り入れる。これにより、診断部４は、絶縁物の劣化状態の診断をより高精度に行うことができる。より具体的には、絶縁表面の表面変質状態について、物質同定を一つのパラメータにできるため、このパラメータを参照することにより、例えば、後述する余寿命推定線を補正することができる。この結果、絶縁物の劣化診断をより高精度なものにできる。
【００４６】
図４Ａは、ラマンシフトを２５０ｃｍ−１とし、図４Ｂは、ラマンシフトを１０００ｃｍ−１とした際の、熱加速劣化時間と散乱光強度との関係を示すグラフである。なお、図４Ａ及び図４Ｂに示す黒点は、３つの白点の平均値である。
【００４７】
図２に示すように、ラマンシフトが２５００ｃｍ−１以上となると、熱加速劣化時間が異なる各絶縁試料の散乱光強度の差が小さくなり、適切に散乱光強度変化量を取得することができない。図４Ａ及び図４Ｂに示すように、ラマンシフトを２５０ｃｍ−１、或いは、１０００ｃｍ−１とすると、熱加速劣化時間に対する散乱光強度の変化が大きくなり、劣化診断に適していることがわかった。
【００４８】
また、ラマンシフトが短い２５０ｃｍ−１の方が、１０００ｃｍ−１よりも熱加速劣化時間に対する散乱光強度の変化がより大きくなることがわかった。本実施の形態に係る劣化診断装置１においては、ラマンシフトの範囲を限定するものではない。しかしながら、検出部３にて、散乱光強度変化量を検出し易くするために、ラマンスペクトルから散乱光強度を取得するラマンシフトを１０００ｃｍ−１以下とすることは実施の形態として好ましい。
【００４９】
さらに、本実施の形態に係る劣化診断装置１においては、絶縁物自体の劣化診断に加えて、同じ劣化診断装置１を用いて、絶縁表面の付着物の評価も劣化診断に加えることが可能である。
【００５０】
具体的には、絶縁表面から付着物を採取し、付着物を純水に溶かし、その溶液をガラス容器に注入する。そして、ラマン分光計２により、ガラス容器に対してレーザ光を照射する一方、散乱光を分光器２３にて分光して、ガラス容器内の溶液のラマンスペクトルを取得する。検出部３及びピーク解析部５にて、塩化物イオンに起因するラマンシフトの散乱光強度を評価する。この散乱光強度から溶液の等価塩分濃度を推測することができる。このように推測された等価塩分濃度が診断部４に出力される。これにより、診断部４は、付着物の汚損劣化を加味して、より精度に優れた劣化診断を行うことができる。
【００５１】
以下、本実施の形態に係る劣化診断装置１を用いた劣化診断方法について具体的に説明する。上述したように、劣化診断装置１を用いることにより、絶縁物自体の劣化状態の診断を行うと共に、絶縁表面における付着物の評価も加味した劣化状態の診断を行うことができる。
【００５２】
まず、本実施の形態の劣化診断装置１を用いて、例えば、出荷前における絶縁物の初期状態のラマンスペクトルを取得する。検出部３では、初期状態のラマンスペクトルの所定波長に対する光強度を検出する。測定波長については、測定者や劣化診断装置１の販売メーカにて任意に決定することができるが、上述したように、測定波長をラマンシフトで１０００ｃｍ−１以下とすることが好適である。また、上述したように、初期状態についても、絶縁物の出荷前でなく出荷後としてもよい。例えば、絶縁物を現地にて設置した直後に初期状態のラマンスペクトルを測定することができる。なお、過去に同様の材質からなる絶縁物の初期状態のラマンスペクトルを測定している場合には、そのときの散乱光強度を初期値として準用することもできる。
【００５３】
このようにして初期状態の測定を終えた後、定期保守点検等が行われる。例えば、数年間隔のタイミングにて、本実施の形態の劣化診断装置１を用いて、現地の使用状態における絶縁物のラマンスペクトルを取得する。そして、検出部３にて、初期状態の測定時と同じ波長での散乱光強度を検出し、現地の使用状態と初期状態との同一波長における散乱光強度変化量を測定する。検出部３にて検出された散乱光強度変化量は、診断部４に出力される。診断部４は、この散乱光強度変化量に基づいて絶縁物の劣化状態を診断する。ここで、劣化状態の診断とは、絶縁物の劣化度合や余寿命を含む。診断部４では、これらの劣化結果に基づいて製品交換時期を判断することもできる。
【００５４】
例えば、散乱光強度変化量が、ラマンシフトを１０００ｃｍ−１、熱加速劣化時間を０時間としたときの散乱光強度（初期状態での散乱光強度）と、ラマンシフトを１０００ｃｍ−１、熱加速劣化時間を２０００時間としたときの散乱光強度との差以上となった場合に劣化度合が使用制限を超え、製品交換時期と定められているものとする。診断部４では、検出部３より取得した散乱光強度変化量に基づいて、製品交換時期に達しているか、あるいは、製品交換時期までどの程度の猶予があるのかを、モニタ６に表示する。これにより、測定者は、製品交換時期の最新情報を知ることができる。また、診断部４では、検出部３にて検出された散乱光強度変化量以外に、ピーク解析部５からの物質同定情報や、付着物の等価塩分濃度情報も加味して、絶縁物の劣化状態を診断することができる。これにより、より精度の高い劣化診断を行うことができる。
【００５５】
ところで、絶縁表面に付着した付着物は、付着場所によっては清掃して取り除くことができる。そして、この付着物の清掃の有無によって余寿命が変化する。以下、清掃の有無を加味した余寿命診断方法について説明する。
【００５６】
図５は、本発明の実施の形態の劣化診断装置１を用いた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。
【００５７】
図５に示すように、出荷時に絶縁特性の初期値Ａ０を、本実施の形態の劣化診断装置１を用いて取得する。また、出荷時に、絶縁特性の絶縁寿命ラインを取得する。ここで「絶縁特性」を構成するパラメータは、少なくともある所定波長におけるラマンスペクトルの初期状態からの散乱光強度変化量により判断された指標である。更に好ましくは、物質同定情報や、付着物の等価塩分濃度情報の各パラメータも加味して判断される。
【００５８】
図５に示すように、出荷後、任意の期間が経過した測定時（上述のように、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）、本実施の形態の劣化診断装置１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。
【００５９】
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。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。劣化の度合が進むほど、絶縁特性の変動は小さくなるからである。また、余寿命推定線については、例えば、直近の２点の測定点の傾きから推定することや、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。
【００６０】
既に述べたように、絶縁表面抵抗の低下因子は、汚損付着物と母材の表面変質に絞られる。汚損付着物は、絶縁表面の清掃により除去可能な可逆劣化成分である。一方、表面変質は、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。表面変質が起こると、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等が一般的である。また、清掃には洗浄の概念も含まれる。
【００６１】
そこで、出荷後の現測定時、上述のように未清掃状態での絶縁特性を測定すると共に、清掃後の絶縁特性も測定する。上述したように、汚損付着物は除去可能な可逆劣化に分類される。このため、清掃により汚損付着物を除去できると、絶縁特性をある程度回復させることができる。
【００６２】
図５に示す余寿命診断方法では、絶縁表面を清掃した後に、本実施の形態の劣化診断装置１を用いて、清掃された絶縁表面の絶縁特性を測定する。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５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５に示すように、定期的な製品の清掃前後に得られる測定値は、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、清掃前後を問わず、ずれていくことがわかる。また、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。
【００６３】
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。
【００６４】
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する。そして、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。また、付着物を除去できない箇所が存在する場合、付着物領域の状況から、例えば、絶縁物周辺の機器に及ぼす影響等を加味して、余寿命推定線Ｃ２を補正する。これにより、機器としての余寿命判断の精度をより高めることができる。
【００６５】
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することができる。この結果、従来よりも製品の交換時期等を事前に判断し易く、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となる。
【００６６】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、さまざまに変更して実施可能である。上記の各実施の形態において、添付図面に図示されている部材や孔などの大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更が可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施可能である。
【００６７】
例えば、上記実施の形態においては、振動分光計としてラマン分光計２を適用する場合について説明している。しかしながら、振動分光計の構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、振動分光計として、赤外分光計（ＩＲ分光計）を適用することができる。この場合には、図２に示す劣化診断に利用されるグラフにおいては、横軸は、波数（Ｗａｖｅｎｕｍｂｅｒ（ｃｍ−１））、縦軸は、吸光度（Ａｂｓ）とされる。このように赤外分光計を適用する場合においても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６８】
但し、ラマン分光計２を適用する場合には、劣化診断装置１の小型化及び焦点距離の長距離化を実現できると共に、励起光照射の角度許容範囲を拡大することができる。これにより、ラマンスペクトルの取得を、測定対象の絶縁物が設置されている現地にて容易に劣化診断を行うことができる。このため、劣化診断の容易性という観点からは、振動分光計としてラマン分光計２を適用することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明の劣化診断装置及び劣化診断方法によれば、マスターデータを必要とすることなく、現地で且つ非破壊にて劣化診断を行うことができるという効果を奏し、特に、高圧受配電機器を構成する絶縁がいしの劣化診断等に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００７０】
１  劣化診断装置
２  ラマン分光計
２１  光源
２２  プローブ
２３  分光器
２４  ハーフミラー
３  検出部
４  診断部
５  ピーク解析部
６  モニタ
【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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