(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受配電設備を構成する主回路部分に用いられる固体絶縁材料の表面電気抵抗率、または上記主回路部分に設けられ、上記固体絶縁材料と同等材料から成るセンサ部の表面電気抵抗率を測定する第１ステップ、予め受配電設備の実使用時間または実使用時間に相当する時間毎に測定された、表面電気抵抗率測定環境の相対湿度をパラメータとした表面電気抵抗率の測定値を基に湿度依存性基準曲線を作成する第２ステップ、および上記湿度依存性基準曲線と第１ステップで測定された上記表面電気抵抗率との比較により受配電設備の寿命を判定、または受配電設備の余寿命を算出する第３ステップを備えたことを特徴とする受配電設備の寿命診断方法。
【請求項２】
余寿命を次式より求めることを特徴とする請求項１記載の受配電設備の寿命診断方法。
ｔm＝ｔR×［（ｔd−ｔc）／ｔc］
ここで、ｔmは余寿命、ｔRは測定した受配電設備の実使用時間、ｔdは予め測定された表面電気抵抗の湿度依存性基準曲線において寿命と判定されるしきい値曲線の実使用時間または実使用時間に相当する時間、ｔcは測定された表面電気抵抗の、上記表面電気抵抗の湿度依存性基準曲線中における位置を実使用時間または実使用時間に相当する時間に換算して示す換算時間である。
【請求項３】
表面電気抵抗測定環境の相対湿度が８０％において表面電気抵抗率が１０9Ωの場合、寿命であると判定することを特徴とする請求項１記載の受配電設備の寿命診断方法。
【請求項４】
受配電設備を構成する主回路部分に用いられる固体絶縁材料の表面電気抵抗率、または上記主回路部分に設けられ、上記固体絶縁材料と同等材料から成るセンサ部の表面電気抵抗率を、表面電気抵抗率測定環境の相対湿度をパラメータとして測定する第１ステップ、測定された上記表面電気抵抗率の湿度依存性曲線をガウス分布関数により表し、上記ガウス分布関数中の複数のパラメータを算出する第２ステップ、予め受配電設備の実使用時間または実使用時間に相当する時間毎に測定された、表面電気抵抗率測定環境の相対湿度をパラメータとした表面電気抵抗率の測定値を基に、表面電気抵抗率の湿度依存性基準曲線をガウス分布関数により表し、上記ガウス分布関数を基に、上記ガウス分布関数中の複数のパラメータの劣化時間依存性基準曲線を作成する第３ステップ、および上記複数のパラメータの劣化時間依存性基準曲線上での、第１ステップで測定された上記表面電気抵抗率に対する上記複数のパラメータの位置を基に、受配電設備の寿命を判定、または受配電設備の余寿命を算出する第４ステップを備えたことを特徴とする受配電設備の寿命診断方法。
【請求項５】
余寿命を次式より求めることを特徴とする請求項４記載の受配電設備の寿命診断方法。
ｔm＝ｔR×［（ｔd’−ｔc’）／ｔc’］
ここで、ｔmは余寿命、ｔRは測定した受配電設備の実使用時間、ｔd’は劣化時間依存性基準曲線において設定された寿命しきい値となる劣化時間または劣化時間に相当する時間、ｔc’は第１ステップで測定された表面電気抵抗率に対する複数のパラメータの、上記劣化時間依存性基準曲線上における位置から得られる劣化時間の評価値または劣化時間の評価値に相当する時間である。
【請求項６】
表面電気抵抗率の湿度依存性基準曲線は、予め受配電設備の実使用時間または実使用時間に相当する時間毎に、表面電気抵抗率測定環境の相対湿度をパラメータとして測定された表面電気抵抗率の測定値を満足する次式で示すガウス分布関数で表されていることを特徴とする請求項１、２、４、または５のいずれかに記載の受配電設備の寿命診断方法。
【数１】
0004045776.tif 000007
ここで、ρは表面抵抗率、ρ0は湿度１００％における表面抵抗率、ｎは湿度０〜１００％における表面電気抵抗率の対数の変化率、ｍはρが平均値をとる時の湿度、σは平均値をとる湿度ｍからの偏差、ｈは湿度である。
【請求項７】
くし型電極を用いて表面電気抵抗を測定した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受配電設備の寿命診断方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力設備として用いられている受配電設備の寿命診断方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
受配電設備は、通常の環境下でも長い年月使用していると、劣化が進行し、場合によっては大きな事故にもつながるおそれがある。そのため、一般的には定期的な機器の診断が行われている。
従来の機器診断方法として、例えば図１２に示す「配電盤老朽度評価表」（「長期使用受変電設備の信頼性の考察」日本電機工業会、平成１１年）に基づいて、点数方式による評価方法などが採用されている。そして、図１３の「配電盤機器構成図」（同上）に示したように、上記評価表による評価結果から不良部分が検出され、それが「修理系」に相当する場合は修理され、機器は継続して使用される。しかし、問題は「非修理系」の異常が検出された場合である。この場合には、通常は機器本体が寿命と判断され、設備が新品に更新される。
【０００３】
図１３において「非修理系」の主な部位は、「筐体部分」と「主回路部分」であるが、「筐体部分」については肉眼観察でも異常は大体検知可能である。しかし、「主回路部分」については異常の検知は困難である。特にそれが絶縁材料に関係する場合は、例えば、「炭化物の生成」などのように、肉眼では事故が発生してからでなければ検知できず、その前兆を把握することができない。
【０００４】
事故発生のメカニズムとして、例えば、「汚損の進行」→「吸湿の進行」→「絶縁抵抗低下」→「トラッキング発生」→「部分放電」→「沿面閃絡」→「気中放電」→「短絡・地絡」などが一般的にも良く知られている。
そこで、「主回路部分」における事故発生の前兆を把握するための診断方法として上記メカニズムを基に、従来から、電磁波検出、放電パルス電流、放電音検出、オゾンガス検知、漏れ電流検出、部分放電（電気式、機械式）測定、ガスチェッカーなどの方法で測定したデータを総合判定する方法や、簡易的には絶縁抵抗を測定する方法などが採用されてきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の受配電設備の診断方法は以上のようにしてなされており、図１２、１３に示すような従来方法においては診断に要する時間も長く、高コストとなる問題があった。また、前述した電磁波検出、放電パルス電流等の測定による診断方法は診断の精度が低いという問題があった。また、これらの方法は機器の「異常診断」には対応可能であるが、「寿命の判定」や「余寿命の算出」等、機器の寿命診断には対応できないという問題があった。
【０００６】
なお、ここでいう、機器の「寿命の判定」とは、機器の通常の使用下における長年の劣化によって機器が正常運転できなくなる（異常発生）確率が高くなることを意味し、「余寿命の算出」とは寿命に至るまでの推定残存時間を算出することを意味する。
【０００７】
機器の「寿命の判定」および「余寿命の算出」に対しては、例えば特開平１１−３２６４２９号公報に開示される方法がある。この方法は、稼働状態の絶縁機器の温度分布を非接触にて検出し、検出された温度分布と絶縁部の既知の熱劣化特性とからこの絶縁機器の経年劣化状態を診断し、寿命を診断するものであり、さらには稼働状態の絶縁機器の接地線に流れる部分放電電流を非接触で検出し、既知の放電劣化特性との比較により放電劣化状態を診断し、これらの診断結果に基づいて上記絶縁機器の余寿命を判断している。
【０００８】
しかし、この方法も診断時の周辺環境（例えば、温度・湿度など）によって測定データが大きく変化するので、それを高精度で補正するためのデータ処理を繰り返すと診断コストが著しく高価なものとなり、例えば、数十台〜数百台といった多数の機器を使用している工場などでは効力を発揮することが期待されるが、一般施設（１台〜数台の機器を使用する）には不向きな方法であった。
【０００９】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたものであり、受配電設備の使用中の事故を未然に防ぐための簡易で、かつ高精度の新規寿命診断方法を提供することを目的とする。特に機器の寿命の判定、または機器の更新時期を予測するための余寿命の算出が、高精度かつ容易に可能な寿命診断方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の受配電設備の寿命診断方法は、受配電設備を構成する主回路部分に用いられる固体絶縁材料の表面電気抵抗、または上記主回路部分に設けられ、上記固体絶縁材料と同等材料から成るセンサ部の表面電気抵抗を測定する第１ステップ、予め受配電設備の実使用時間または実使用時間に相当する時間毎に測定された、表面電気抵抗率測定環境の相対湿度をパラメータとした表面電気抵抗率の測定値を基に湿度依存性基準曲線を作成する第２ステップ、および上記湿度依存性基準曲線と第１ステップで測定された上記表面電気抵抗率との比較により受配電設備の寿命を判定、または受配電設備の余寿命を算出する第３ステップを備えたものである。
【００１２】
また、本発明の受配電設備の寿命診断方法は、上記寿命診断方法において、余寿命を次式より求めたものである。
ｔm＝ｔR×［（ｔd−ｔc）／ｔc］
ここで、ｔmは余寿命、ｔRは測定した受配電設備の実使用時間、ｔdは予め測定された表面電気抵抗の湿度依存性基準曲線において寿命と判定されるしきい値曲線の実使用時間または実使用時間に相当する時間、ｔcは測定された表面電気抵抗の、上記表面電気抵抗の湿度依存性基準曲線中における位置を実使用時間または実使用時間に相当する時間に換算して示す換算時間である。
【００１３】
また、本発明の受配電設備の寿命診断方法は、上記各寿命診断方法において、表面電気抵抗測定環境の相対湿度が８０％において表面電気抵抗率が１０9Ωの場合、寿命であると判定するものである。
【００１４】
また、本発明の受配電設備の寿命診断方法は、受配電設備を構成する主回路部分に用いられる固体絶縁材料の表面電気抵抗率、または上記主回路部分に設けられ、上記固体絶縁材料と同等材料から成るセンサ部の表面電気抵抗率を、表面電気抵抗率測定環境の相対湿度をパラメータとして測定する第１ステップ、測定された上記表面電気抵抗率の湿度依存性曲線をガウス分布関数により表し、上記ガウス分布関数中の複数のパラメータを算出する第２ステップ、予め受配電設備の実使用時間または実使用時間に相当する時間毎に測定された、表面電気抵抗率測定環境の相対湿度をパラメータとした表面電気抵抗率の測定値を基に、表面電気抵抗率の湿度依存性基準曲線をガウス分布関数により表し、上記ガウス分布関数を基に、上記ガウス分布関数中の複数のパラメータの劣化時間依存性基準曲線を作成する第３ステップ、および上記複数のパラメータの劣化時間依存性基準曲線上での、第１ステップで測定された上記表面電気抵抗率に対する上記複数のパラメータの位置を基に、受配電設備の寿命を判定、または受配電設備の余寿命を算出する第４ステップを備えたものである。
【００１５】
また、本発明の受配電設備の寿命診断方法は、上記寿命診断方法において、余寿命を次式より求めたものである。
ｔm＝ｔR×［（ｔd’−ｔc’）／ｔc’］
ここで、ｔmは余寿命、ｔRは測定した受配電設備の実使用時間、ｔd’は劣化時間依存性基準曲線において設定された寿命しきい値となる劣化時間または劣化時間に相当する時間、ｔc’は第１ステップで測定された表面電気抵抗率に対する複数のパラメータの、上記劣化時間依存性基準曲線上における位置から得られる劣化時間の評価値または劣化時間の評価値に相当する時間である。
【００１６】
また、本発明の受配電設備の寿命診断方法は、上記寿命診断方法において、表面電気抵抗率の湿度依存性基準曲線を、予め受配電設備の実使用時間または実使用時間に相当する時間毎に、表面電気抵抗率測定環境の相対湿度をパラメータとして測定された表面電気抵抗率の測定値を満足する次式で示すガウス分布関数で表したものである。
【数２】
0004045776.tif 000002
ここで、ρは表面抵抗率、ρ0は湿度１００％における表面抵抗率、ｎは湿度０〜１００％における表面電気抵抗率の対数の変化率、ｍはρが平均値をとる時の湿度、σは平均値をとる湿度ｍからの偏差、ｈは湿度である。
【００１７】
また、本発明の受配電設備の寿命診断方法は、上記各寿命診断方法において、くし型電極を用いて表面電気抵抗を測定したものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
本発明は、受配電設備の劣化と、該設備を構成する主回路部分に用いられる固体絶縁材料の表面劣化との間に定量的な相関性のあることを見い出し、これを利用して、上記固体絶縁材料の表面劣化を表面電気抵抗の測定により検出することにより受配電設備本体の「寿命の判定」、さらには「余寿命の算出」を行うというものである。
【００１９】
本発明に係わる固体絶縁材料とは、電力を受配する導体を支持するための絶縁物や遮蔽板などのことで、例えば紙フェノール樹脂積層板、無機物を含有するポリエステル樹脂成形品、ジアリルフタレート樹脂成形品、エポキシ樹脂注型品などのことである。
これらの固体絶縁材料の表面電気抵抗を測定するためには該材料の表面に測定用電極となる導体を付着させる必要があるが、導体の付着場所としては、絶縁材料の電極（導体）間沿面距離を変化させないようにすることが必要である。そのためには該材料と同組成の同等材料からなるセンサを利用するとよい。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態１を図を用いて説明する。
図１は本発明の実施の形態１による寿命診断方法において用いられる寿命診断用センサを示す図である。図１（ａ）は寿命診断用センサの設置例、図１（ｂ）は寿命診断用センサの構成を示す図である。図１において、寿命診断用センサ１は受配電設備を構成する主回路部分に用いられる固体絶縁組織２上に設置され、固体絶縁組織２を構成する絶縁材料と同等材料から構成された基材１ａと、その表面に形成されたくし型電極１ｂとにより構成されている。また、センサ１部分は図１（ａ）に示すように、固体絶縁組織２から離れて設けられており、絶縁材料の沿面距離を変化させないように置かれている。このような構成の寿命診断用センサ１を、受配電設備を構成する主回路部分に用いる固体絶縁材料上に設置し、その表面電気抵抗率を定期的に測定する。
【００２１】
前記したように、機器の劣化機構として、汚損や絶縁材料自身の劣化があるが、表面汚損の結果として材料表面のイオン量が増加するはずである。このうちの伝導に寄与する総イオン量（Σμeff・Ｎ）を検出することで絶縁材料の劣化を診断し、機器の寿命を診断しようということが本発明に至った経緯である。
すなわち、伝導に寄与する総イオン量（Σμeff・Ｎ）は、
0004045776.tif 000003
で表される。ここで、μeffはイオンの移動度、Ｎはイオンの数、Σは総和である。また式中、例えば、μeff（Ｎａ+）はナトリウムイオンの移動度、Ｎ（Ｎａ+）はナトリウムイオンの数を表している。
【００２２】
ここで、注意すべきはμeffが湿度によって変化すること（電解液として扱えるので、温度による変化をあまり気にしなくても良い）であるが、測定環境における湿度さえパラメータとして押さえれば上記診断は可能となるはずである。
【００２３】
具体的なもう一つの課題は、機器の寿命を判定するための「しきい値」を設定することである。これについては、表面電気抵抗測定環境の相対湿度が８０％のときの表面電気抵抗率を１０9Ωとした。相対湿度８０％は、通常環境下での一年を通じて最高湿時（梅雨時）を想定したものであり、表面電気抵抗率１０9Ωは、統計的に導き出されたフラッシオーバ電圧が急激に低下したり、トラッキングが発生する時の表面電気抵抗率の値を採用したものである。
なお、ここで表面電気抵抗率とは、Ｗ／Ｌ＝１の時における抵抗値である。図１（ｂ）に示すように、Ｗは電極の幅（対向する電極部分の長さ）、Ｌは電極間距離である。
【００２４】
また、上記「しきい値」は通常環境下で使用される汎用機器を対象に設定したものであり、特殊環境下（例えば、高温高湿下など）で使用されるような場合には別途しきい値（例えば、表面電気抵抗率が１０10Ωなど）を設ける必要があることは言うまでもない。
【００２５】
また、具体的に診断を実施するための方法として、診断される受配電設備において上記センサを用いて計測された表面電気抵抗率の計測値と、予め計測しておいた表面電気抵抗率の湿度依存性基準曲線とのフィッティング法を用いるのが良い。
【００２６】
本発明に係わる表面電気抵抗率の湿度依存性基準曲線の一例を図２に示す。この曲線は、例えば実機における絶縁材料の劣化を模擬し、加速劣化によって求めることができ、絶縁材料によらず同様の、表面電気抵抗率の湿度依存性基準曲線が得られる。図２中、各曲線は、加速劣化に応じて、それぞれ所定時間（ｔ＝ｔ0、ｔ1、…ｔ5）毎に計測された、表面電気抵抗率の湿度依存性基準曲線Ｔ0、Ｔ1、…Ｔ5である。なお、これらの曲線のうち曲線Ｔ4は、通常の環境下で受配電設備が使用された場合の、機器の寿命を判定するしきい値曲線Ｔdであり、相対湿度が８０％のときの表面電気抵抗率を基に得られた曲線である。
一方、実使用時間ｔRの実機における表面電気抵抗率を相対湿度をパラメータとして測定し、測定された測定値ｃ1、ｃ2、ｃ3が、上記しきい値曲線Ｔd上、あるいは上記しきい値曲線Ｔdより下、即ちしきい値以下であれば寿命であると判定する。
また、余寿命の算出は、図２に示す表面電気抵抗率の湿度依存性基準曲線を用いて、次のようにして行う。即ち、測定された測定値ｃ1、ｃ2、ｃ3より得られる表面電気抵抗率の湿度依存性曲線Ｔcと、予め求めておいた表面電気抵抗率の湿度依存性基準曲線Ｔ0、Ｔ1、…Ｔ5とを比較し、曲線Ｔcを基準曲線Ｔ0、Ｔ1、…Ｔ5にフィッティングさせた時、基準曲線中における曲線Ｔcの位置を基準曲線Ｔ0、Ｔ1、…Ｔ5に対応する時間（ｔ＝ｔ0、ｔ1、…ｔ5）により換算して推定する。この推定時間（換算時間）をｔcとし、しきい値曲線Ｔdに対応する時間をｔdとすると、余寿命ｔmは、
ｔm＝ｔR×［（ｔd−ｔc）／ｔc］
となる。ｔRは前述したように測定した受配電設備の実使用時間である。
【００２７】
なお、本実施の形態において、表面電気抵抗率の湿度依存性基準曲線は加速試験により予め求め、各基準曲線Ｔ0、Ｔ1、…Ｔ5に対応する時間ｔ0、ｔ1、…ｔ5、及びしきい値曲線Ｔdに対応する時間ｔdは、上記加速試験によって模擬したときの経過時間であったが、表面電気抵抗率の湿度依存性基準曲線を実際の受配電設備の実使用時間より直接得るようにしてしても良く、また、他の模擬試験により求めても良く、これに対応して、各基準曲線Ｔ0、Ｔ1、…Ｔ5に対応する時間ｔ0、ｔ1、…ｔ5、及びしきい値曲線Ｔdに対応する時間ｔdは実使用時間または実使用時間に相当する時間となり、その結果、前述のｔc、ｔdは、実使用時間または実使用時間に相当する時間となる。
【００２８】
本実施の形態１の寿命診断方法を具体的に説明する。
紙フェノール樹脂積層板（ＰＬ−ＰＥＭ：３ｍｍ×１００ｍｍ×１００ｍｍ）を１Ｎ硝酸水溶液の蒸気に室温下で、０．５日、１日、２日、４日、６日間曝し、１００℃で１時間乾燥させた後、図１（ｂ）と同様の形状のくし型電極を金で真空蒸着した（Ｗ／Ｌ＝２２９０、Ｌ＝０．２ｍｍ）。試料数は各々４個とした。これら試料について、恒温恒湿室（２０℃、５％〜８５％）にて表面電気抵抗率の測定を行った。測定は微少電流計（ＨＰ−４１４０Ｂ）を用い、ＤＣ印加電圧１０Ｖで１分値を採用した。各試料の、湿度５％〜８５％における表面電気抵抗率（ここでは表面電気抵抗率の対数）の測定値を図３に示す。図３には上記測定値を各試料毎に、滑らかに接続して作成した曲線も合わせて示す。図３において得られた上記曲線を、本発明に係わる表面電気抵抗率の湿度依存性基準曲線とする。
【００２９】
なお、ここで、実測表面電気抵抗率１０10Ω以下の値を示した試料については、交流電気伝導度測定（ＨＰ−４２７４Ａを用いて４００Ｈｚにて）も行ったところ、上記実測表面電気抵抗率２×１０9Ωが交流測定による表面電気抵抗率１×１０9Ωに相当することがわかったので、図３におけるしきい値（相対湿度８０％における表面電気抵抗率）を２×１０9Ωとした。また、図３に示す基準曲線においては、４日加速劣化試料の表面電気抵抗率湿度依存曲線がしきい値曲線となる。
【００３０】
電力設備として使用中の受配電設備Ａ〜Ｅの各々の絶縁材料表面に、上記と同様にくし型電極を真空蒸着し、同様に相対湿度をパラメータとして表面電気抵抗率の測定を行った。結果を図４に示す。
図４には、上記図３の湿度依存性基準曲線も併せて示してあるが、何れの受配電設備Ａ〜Ｅの表面電気抵抗率もこの基準曲線に従う傾向が見られ、基準曲線自体の妥当性が確認された。
また、何れの受配電設備Ａ〜Ｅもしきい値曲線より、上に位置することから、本受配電設備Ａ〜Ｅは何れも寿命には到達していないと判定された。
【００３１】
また、受配電設備Ａ〜Ｅの実使用時間はそれぞれ、半年、１年、２年、５年、１０年であったことから、余寿命ｔmは前述したように次の式を用いて求めることができる。
ｔm＝ｔR×［（ｔd−ｔc）／ｔc］
ここで、ｔmは余寿命、ｔRは測定した受配電設備の実使用時間、ｔdはしきい値曲線に対する使用時間（ここでは４日）、ｔcは測定された表面電気抵抗率を、湿度依存性基準曲線中にフィッティングさせた時に換算される使用時間の換算時間であり、例えば図４において点Ｅ1は３日と換算される。
上記式を受配電設備Ｅ（実使用時間１０年）に適用すると、例えば測定値Ｅ1、Ｅ2、Ｅ3よりなる受配電設備Ｅの余寿命ｔmは、
ｔm＝１０×［（４−３）／３］
≒３
となる。同様にして、受配電設備Ａ〜Ｅの余寿命は、それぞれ２０年、１９年、１８年、７年、３年と算出される。
【００３２】
上記と同じ紙フェノール樹脂積層板（ＰＬ−ＰＥＭ）を用い、ＩＥＣ−Ｐｕｂｌ．５８７（電気学会技術報告、II部第３０５号、１９８９）に準拠して、加速劣化試験を実施した。加速劣化は、０．００１Ｎの硝酸水溶液による加湿・乾燥を繰返しながら、１．０ｋＶの電圧を印加して行った。この条件では、加速劣化時間３０日で、トラッキングの伸びが約１／２に達するものであった。それぞれ、５日、１０日、１５日、２０日、２５日の段階でサンプリングを行った。試料名をそれぞれ、Ｆ〜Ｊとする。
【００３３】
上記と同様にくし型電極を蒸着し、温度２０℃、湿度４５％の条件で上記と同様にして表面電気抵抗率を測定した。測定結果を図５に示す。
図５に見られるように、試料Ｉ（２０日劣化）がしきい値曲線上にあり、試料ＩとＪが寿命と判定された。また、寿命は上記環境下で新品より２０日であることが明らかとなった。
また、図５から試料Ｆ〜Ｈの余寿命を上記式より求めると、それぞれ約１５日（Ｆ：サンプリング５日目）、１０日（Ｇ：サンプリング１０日目）、５日（Ｈ：サンプリング１５日目）となり、実際の余寿命の値と一致した。
【００３４】
なお、上記各試料Ａ〜Ｊにおいては、受配電設備等の試料の表面電気抵抗率を測定する際に、既に劣化が進んだ絶縁材料表面にくし型電極を直接蒸着して表面電気抵抗率の測定を行ったが、図１に示すように、センサ１が絶縁材料上に形成された新品状態から受配電設備等が使用され、この状態におけるセンサ部での表面電気抵抗率を定期的に測定することによって、寿命の判定および余寿命の算出が行えることは言うまでもない。
【００３５】
実施の形態２．
上記実施の形態１においては、図２の表面電気抵抗率の湿度依存性基準曲線Ｔ0、Ｔ1、…Ｔ5を求める際に、図３に示すように、実機における絶縁材料の劣化を模擬し、加速劣化に応じて得られた測定値を滑らかに接続して表面電気抵抗率の湿度依存性基準曲線を作成し、作成した基準曲線と、診断対象となる受配電設備の表面電気抵抗率とを比較して上記受配電設備の寿命を判定、または上記受配電設備の余寿命を算出したが、試料毎に得られた各測定値を満足するような数式を求め、この数式で表される曲線を表面電気抵抗率の湿度依存性基準曲線とし、この基準曲線と、診断対象となる受配電設備の表面電気抵抗率とを比較して上記受配電設備の寿命を判定、または上記受配電設備の余寿命を算出してもよい。
本実施の形態２では、次式に示すＧａｕｓｓｉａｎ（ガウス分布関数）を、各測定値を満足する数式とし、この数式で表される曲線を表面電気抵抗率の湿度依存性基準曲線に対応する曲線とするものである。
【００３６】
【数３】
0004045776.tif 000004
【００３７】
ここで、ρは表面抵抗率、ρ0は湿度１００％における表面抵抗率、ｎは湿度０〜１００％における表面電気抵抗率の対数の変化率、ｍはρが平均値をとる時の湿度、σは平均値をとる湿度ｍからの偏差、ｈは湿度である。図６は上記ρ（ここではｌｏｇρ）、ρ0（ここではｌｏｇρ0）、ｎ、σ、ｍ、ｈをガウス分布関数上で示す図である。
【００３８】
図７は、それぞれ実施の形態１の図３及び図４に示す測定値に対して、上記ガウス分布関数によりフィッティングを行った結果を示す。細線は図３に示す加速劣化データにフィッティングするガウス分布関数、太線は図４に示す実機データにフィッティングするガウス分布関数である。図７におけるガウス分布関数で表した湿度依存性基準曲線は実施の形態１で示した湿度依存性基準曲線と同様の挙動を示す。図７で得られた基準曲線を基に、実施の形態１と同様の方法で、受配電設備の寿命診断、あるいは余寿命の算出が可能である。
【００３９】
実施の形態３．
本実施の形態３の寿命診断方法を説明する。
絶縁材料としてポリエステル樹脂成形品（ＢＭＣ板）を、上記実施の形態１と同様の方法で、１Ｎ硝酸水溶液の蒸気に室温下で、１日、２日、３日、４日間曝して表面加速劣化させた試料について、表面電気抵抗率の湿度依存性を測定し、測定結果についてガウス分布関数とのフィッティングを行った。結果を図８に示す。図８には未処理の試料の測定結果、および２Ｎ硝酸水溶液の蒸気に１日間曝して表面加速劣化させた試料の測定結果も合わせて示す。実施の形態２の場合と同様に、ガウス分布関数と測定結果とはよくフィッティングしているのがわかる。
【００４０】
次に、電力設備として使用中の受配電設備（１５年使用品）に搭載されていた劣化絶縁材料（ＢＭＣ板）について、サンプリング位置を変えて表面電気抵抗率の湿度依存性を測定し、上記と同様に、測定結果についてガウス分布関数とのフィッティングを行った。結果を図９に示す。図９には未劣化品の絶縁材料（ＢＭＣ板）の測定結果、および再測定値も合わせて示す。図９に示す湿度依存性曲線は、図８に示す加速劣化挙動に類似した曲線となっていることがわかる。
【００４１】
次に、図８および図９で得られたそれぞれの曲線について、ガウス分布関数におけるパラメータρ0（ここではｌｏｇρ0）、ｎ、σ、ｍの算出を行った。結果を表１、および表２に示す。
【００４２】
【表１】
0004045776.tif 000005
【００４３】
【表２】
0004045776.tif 000006
【００４４】
ここで、表１で示された各試料に対する各パラメータρ0（ここではｌｏｇρ0）、ｎ、σ、ｍの算出結果を基に作成された、各パラメータの劣化時間依存性基準曲線を図１０に示す。図１０において、横軸は加速試験における処理時間であり、劣化時間に相当する。縦軸は各パラメータρ0（ここではｌｏｇρ0）、ｎ、σ、ｍを示す。また、図１０には、表１の各パラメータの算出結果も合わせて示している。図１０において、便宜上の寿命しきい値を、ｌｏｇρ0＝７．７、ｎ＝５．８、σ＝１６、ｍ＝４７に設定する。
【００４５】
次に、図１０に示された各パラメータの劣化時間依存性基準曲線上に、表２で示された実機における各部位に対する各パラメータρ0（ここではｌｏｇρ0）、ｎ、σ、ｍの算出結果を重ねる。重ねて記載された図が図１１である。図１１には、図１０の寿命しきい値も合わせて示す。
【００４６】
図１１において、実機における各部位の平均劣化時間の値、あるいは各部位の劣化時間の最大値を各部位における劣化時間の評価値とし、例えば最も劣化の激しいい部位（ここでは丸１）の劣化時間の評価値を寿命しきい値と比較して寿命を判定する。あるいは上記劣化時間の評価値を基に、最も劣化の激しいい部位（ここでは丸１）について、その余寿命を算出する。
【００４７】
余寿命の算出方法は、図１１を用いて実施の形態１と同様にして行う。即ち、ｔmを余寿命、ｔRを測定した受配電設備の実使用時間、ｔd’を劣化時間依存性基準曲線において寿命しきい値となる劣化時間または劣化時間に相当する時間、ｔc’を劣化時間依存性基準曲線において劣化の激しい部位における劣化時間の評価値または劣化時間の評価値に相当する時間としたとき、余寿命ｔmは
ｔm＝ｔR×［（ｔd’−ｔc’）／ｔc’］
となる。
図１１の場合、実使用時間１５年間の本実施の形態３の実機の余寿命は約４．７年となる。
【００４８】
なお、上記実施の形態３においては、寿命しきい値となるパラメータを、ｌｏｇρ0＝７．７、ｎ＝５．８、σ＝１６、ｍ＝４７に設定したが、この値に限定されるものでなくてもよい。
【００４９】
また、上記実施の形態３においては、劣化時間依存性基準曲線を４つのパラメータ（ｌｏｇρ0、ｎ、σ、ｍ）に対して作成し、測定された部位におけるこれら４つのパラメータの値を基に劣化時間依存性基準曲線上での劣化時間の評価値を求め、寿命あるいは余寿命を判定したが、パラメータはこれら４つに限定するものではなく、これらの内の複数のパラメータにより劣化時間の評価値を決めるようにしても良い。
また、劣化の最も激しい部位における劣化時間の評価値を用いて、寿命あるいは余寿命を判定したが、任意の部位の評価値を用いても良い。
【００５０】
また、上記各実施の形態においては、受配電設備における寿命診断または余寿命の算出を行うものを示したが、固体絶縁材料の絶縁診断を行う際にも、上記と同様の方法により診断を行うようにしてもよい。
【００５１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、受配電設備を構成する主回路部分に用いられる固体絶縁材料の表面電気抵抗率、または上記主回路部分に設けられ、上記固体絶縁材料と同等材料から成るセンサ部の表面電気抵抗率を測定する第１ステップ、予め受配電設備の実使用時間または実使用時間に相当する時間毎に測定された、表面電気抵抗率測定環境の相対湿度をパラメータとした表面電気抵抗率の測定値を基に湿度依存性基準曲線を作成する第２ステップ、および上記湿度依存性基準曲線と第１ステップで測定された上記表面電気抵抗率との比較により受配電設備の寿命を判定、または受配電設備の余寿命を算出する第３ステップを備えたので、受配電設備の寿命診断が容易に、しかも高精度で行えるため、設備の異常による事故の発生を未然に防ぐことができるばかりでなく、設備の効率良い更新を行うことができる。
【００５３】
また、この発明によれば、上記寿命診断方法において、余寿命を次式より求めたので、余寿命を容易に、定量的かつ高精度で求められる効果がある。
ｔm＝ｔR×［（ｔd−ｔc）／ｔc］
ここで、ｔmは余寿命、ｔRは測定した受配電設備の実使用時間、ｔdは予め測定された表面電気抵抗率の湿度依存性基準曲線において寿命と判定されるしきい値曲線の実使用時間または実使用時間に相当する時間、ｔcは測定された表面電気抵抗率の、上記表面電気抵抗率の湿度依存性基準曲線中における位置を実使用時間または実使用時間に相当する時間に換算して示す換算時間である。
【００５４】
また、この発明によれば、上記寿命診断方法において、表面電気抵抗率測定環境の相対湿度が８０％において表面電気抵抗率が１０9Ωの場合、寿命であると判定したので、寿命を測定環境に係わらず、的確に診断できる効果がある。
【００５５】
また、この発明によれば、受配電設備を構成する主回路部分に用いられる固体絶縁材料の表面電気抵抗率、または上記主回路部分に設けられ、上記固体絶縁材料と同等材料から成るセンサ部の表面電気抵抗率を、表面電気抵抗率測定環境の相対湿度をパラメータとして測定する第１ステップ、測定された上記表面電気抵抗率の湿度依存性曲線をガウス分布関数により表し、上記ガウス分布関数中の複数のパラメータを算出する第２ステップ、予め受配電設備の実使用時間または実使用時間に相当する時間毎に測定された、表面電気抵抗率測定環境の相対湿度をパラメータとした表面電気抵抗率の測定値を基に、表面電気抵抗率の湿度依存性基準曲線をガウス分布関数により表し、上記ガウス分布関数を基に、上記ガウス分布関数中の複数のパラメータの劣化時間依存性基準曲線を作成する第３ステップ、および上記複数のパラメータの劣化時間依存性基準曲線上での、第１ステップで測定された上記表面電気抵抗率に対する上記複数のパラメータの位置を基に、受配電設備の寿命を判定、または受配電設備の余寿命を算出する第４ステップを備えたので、複数のパラメータにより寿命または余寿命の判定を行うため、より精度の高い診断を行うことができる効果がある。
【００５６】
また、この発明によれば、上記寿命診断方法において、余寿命を次式より求めるので、余寿命を容易に、定量的かつ高精度で求められる効果がある。
ｔm＝ｔR×［（ｔd’−ｔc’）／ｔc’］
ここで、ｔmは余寿命、ｔRは測定した受配電設備の実使用時間、ｔd’は劣化時間依存性基準曲線において設定された寿命しきい値となる劣化時間または劣化時間に相当する時間、ｔc’は第１ステップで測定された表面電気抵抗率に対する複数のパラメータの、上記劣化時間依存性基準曲線上における位置から得られる劣化時間の評価値または劣化時間の評価値に相当する時間である。
【００５７】
また、この発明によれば、上記寿命診断方法において、表面電気抵抗率の湿度依存性基準曲線は、予め受配電設備の実使用時間または実使用時間に相当する時間毎に、表面電気抵抗率測定環境の相対湿度をパラメータとして測定された表面電気抵抗率の測定値を満足する上記式（１）で示すガウス分布関数で表されているので、より的確な診断が可能となる効果がある。
【００５８】
また、この発明によれば、上記寿命診断方法において、くし型電極を用いて表面電気抵抗率を測定したので、表面電気抵抗率が小面積で精度良く測定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１に係わる寿命診断用センサを示す図である。
【図２】  この発明の実施の形態１に係わる表面電気抵抗率の湿度依存性基準曲線を示す図である。
【図３】  加速劣化試料における表面電気抵抗率の湿度依存性基準曲線を示す図である。
【図４】  電力設備として使用中の受配電設備Ａ〜Ｅにおける表面電気抵抗率の測定値を図３の湿度依存性基準曲線と共に示す図である。
【図５】  加速劣化試料Ｆ〜Ｊにおける表面電気抵抗率の測定値を図３の湿度依存性基準曲線と共に示す図である。
【図６】  この発明の実施の形態２に係わるガウス分布関数上における複数のパラメータを示す図である。
【図７】  この発明の実施の形態２に係わる表面電気抵抗率の湿度依存性基準曲線を示す図である。
【図８】  この発明の実施の形態３に係わる表面電気抵抗率の湿度依存性基準曲線を示す図である。
【図９】  この発明の実施の形態３に係わる表面電気抵抗率の湿度依存性曲線を示す図である。
【図１０】  この発明の実施の形態３に係わる複数のパラメータの劣化時間依存性基準曲線を示す図である。
【図１１】  電力設備として使用中の受配電設備の各部位における表面電気抵抗率の測定値を図１０の劣化依存性基準曲線と共に示す図である。
【図１２】  従来の機器診断方法を示す図である。
【図１３】  従来の機器診断方法を説明する図である。
【符号の説明】
１  寿命診断用センサ、１ａ  基材、１ｂ  くし型電極、２  固体絶縁組織。
【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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