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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024029884
(43)【公開日】2024-03-07
(54)【発明の名称】絶縁劣化検出装置
(51)【国際特許分類】
G01R 31/12 20200101AFI20240229BHJP
G01R 31/52 20200101ALI20240229BHJP
【ＦＩ】
G01R31/12 A
G01R31/52
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022132328
(22)【出願日】2022-08-23
(71)【出願人】
【識別番号】000003942
【氏名又は名称】日新電機株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000003687
【氏名又は名称】東京電力ホールディングス株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】501009665
【氏名又は名称】日本ファシリティ・ソリューション株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100099933
【弁理士】
【氏名又は名称】清水 敏
(74)【代理人】
【識別番号】100124028
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 公雄
(74)【代理人】
【識別番号】100145207
【弁理士】
【氏名又は名称】酒本 裕明
(74)【代理人】
【識別番号】100078813
【弁理士】
【氏名又は名称】上代 哲司
(74)【代理人】
【識別番号】100094477
【弁理士】
【氏名又は名称】神野 直美
(72)【発明者】
【氏名】千林 暁
(72)【発明者】
【氏名】福永 哲也
(72)【発明者】
【氏名】小澤 正一
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 陽人
【テーマコード（参考）】
2G014
2G015
【Ｆターム（参考）】
2G014AA16
2G014AA23
2G014AB10
2G015AA15
2G015BA02
2G015BA04
2G015CA01
2G015CA05
(57)【要約】
【課題】ノイズと部分放電による信号とを分離するための機器を設けることなく、電気設備において汚損による絶縁劣化の予兆を検出できる絶縁劣化検出装置を提供する。
【解決手段】絶縁劣化検出装置１００は、模擬電極１０２と、交流電圧供給部１０６と、模擬電極に流れる高周波電流を表す第１データを検出する高周波電流検出部１０４と、模擬電極に流れる漏れ電流を表す第２データを検出する漏れ電流検出部１０６と、電気設備の絶縁劣化の程度を判定する制御部１１０とを含み、制御部は、模擬電極に交流電圧が印加された状態において、高周波電流検出部及び漏れ電流検出部による検出を繰返すことにより、所定のロギング期間における放電頻度及び代表値を算出し、放電頻度及び代表値をそれぞれのしきい値と比較することにより、電気設備の絶縁劣化の程度を判定する。
【選択図】図２
【解決手段】絶縁劣化検出装置１００は、模擬電極１０２と、交流電圧供給部１０６と、模擬電極に流れる高周波電流を表す第１データを検出する高周波電流検出部１０４と、模擬電極に流れる漏れ電流を表す第２データを検出する漏れ電流検出部１０６と、電気設備の絶縁劣化の程度を判定する制御部１１０とを含み、制御部は、模擬電極に交流電圧が印加された状態において、高周波電流検出部及び漏れ電流検出部による検出を繰返すことにより、所定のロギング期間における放電頻度及び代表値を算出し、放電頻度及び代表値をそれぞれのしきい値と比較することにより、電気設備の絶縁劣化の程度を判定する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電気設備に配置される絶縁劣化検出装置であって、
２つの電極を有する模擬電極と、
２つの前記電極間に交流電圧を印加する電圧供給手段と、
前記模擬電極に流れる高周波電流を表す第１データを検出する高周波電流検出手段と、
前記模擬電極に流れる漏れ電流を表す第２データを検出する漏れ電流検出手段と、
前記第１データ及び前記第２データを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記第１データ及び前記第２データを用いて、前記電気設備の絶縁劣化の程度を判定する判定手段とを含み、
前記判定手段は、
前記電圧供給手段により２つの前記電極間に前記交流電圧が印加された状態において、前記高周波電流検出手段により前記第１データの検出を繰返すことにより前記記憶手段に記憶される複数の前記第１データから、所定のロギング期間における放電頻度を算出し、
前記電圧供給手段により２つの前記電極間に前記交流電圧が印加された状態において、前記漏れ電流検出手段により前記第２データの検出を繰返すことにより前記記憶手段に記憶される複数の前記第２データから、前記ロギング期間の代表値を算出し、
前記放電頻度と第１しきい値との比較、及び、前記代表値と第２しきい値との比較により、前記電気設備の絶縁劣化の程度を判定することを特徴とする絶縁劣化検出装置。
２つの電極を有する模擬電極と、
２つの前記電極間に交流電圧を印加する電圧供給手段と、
前記模擬電極に流れる高周波電流を表す第１データを検出する高周波電流検出手段と、
前記模擬電極に流れる漏れ電流を表す第２データを検出する漏れ電流検出手段と、
前記第１データ及び前記第２データを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記第１データ及び前記第２データを用いて、前記電気設備の絶縁劣化の程度を判定する判定手段とを含み、
前記判定手段は、
前記電圧供給手段により２つの前記電極間に前記交流電圧が印加された状態において、前記高周波電流検出手段により前記第１データの検出を繰返すことにより前記記憶手段に記憶される複数の前記第１データから、所定のロギング期間における放電頻度を算出し、
前記電圧供給手段により２つの前記電極間に前記交流電圧が印加された状態において、前記漏れ電流検出手段により前記第２データの検出を繰返すことにより前記記憶手段に記憶される複数の前記第２データから、前記ロギング期間の代表値を算出し、
前記放電頻度と第１しきい値との比較、及び、前記代表値と第２しきい値との比較により、前記電気設備の絶縁劣化の程度を判定することを特徴とする絶縁劣化検出装置。
【請求項2】
前記ロギング期間は、前記ロギング期間が等間隔に分割された複数の区間により構成され、
前記放電頻度は、前記ロギング期間を構成する前記区間の総数に対する、前記区間における前記第１データの最大値が第３しきい値より大きい区間の数の割合であり、
前記代表値は、前記区間における複数の前記第２データを代表する区間代表値の、前記ロギング期間における平均値であるロギング期間平均値と、前記ロギング期間における複数の前記区間代表値の最大値であるロギング期間最大値とを含み、
前記区間代表値は、前記区間における複数の前記第２データの最大値、又は、前記区間における複数の前記第２データの中から大きい順に選択された所定個数の前記第２データの平均値であり、
前記第２しきい値は、前記ロギング期間平均値と比較される第４しきい値と、前記ロギング期間最大値と比較される第５しきい値とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の絶縁劣化検出装置。
前記放電頻度は、前記ロギング期間を構成する前記区間の総数に対する、前記区間における前記第１データの最大値が第３しきい値より大きい区間の数の割合であり、
前記代表値は、前記区間における複数の前記第２データを代表する区間代表値の、前記ロギング期間における平均値であるロギング期間平均値と、前記ロギング期間における複数の前記区間代表値の最大値であるロギング期間最大値とを含み、
前記区間代表値は、前記区間における複数の前記第２データの最大値、又は、前記区間における複数の前記第２データの中から大きい順に選択された所定個数の前記第２データの平均値であり、
前記第２しきい値は、前記ロギング期間平均値と比較される第４しきい値と、前記ロギング期間最大値と比較される第５しきい値とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の絶縁劣化検出装置。
【請求項3】
前記模擬電極よりも熱容量が大きく、前記模擬電極に接触した部材をさらに含み、
隣接する前記ロギング期間の間には、前記電圧供給手段により２つの前記電極間に前記交流電圧が印加されない期間である休止期間が設けられる、請求項１又は２に記載の絶縁劣化検出装置。
隣接する前記ロギング期間の間には、前記電圧供給手段により２つの前記電極間に前記交流電圧が印加されない期間である休止期間が設けられる、請求項１又は２に記載の絶縁劣化検出装置。
【請求項4】
前記模擬電極に向かう空気の流れを形成する送風手段とをさらに含み、
前記高周波電流検出手段による前記第１データの検出、及び、前記漏れ電流検出手段による前記第２データの検出は、前記送風手段により前記模擬電極に向かう空気の流れが形成された状態で行われる、請求項３に記載の絶縁劣化検出装置。
前記高周波電流検出手段による前記第１データの検出、及び、前記漏れ電流検出手段による前記第２データの検出は、前記送風手段により前記模擬電極に向かう空気の流れが形成された状態で行われる、請求項３に記載の絶縁劣化検出装置。
【請求項5】
電気設備に配置される絶縁劣化検出装置であって、
２つの電極を有する模擬電極と、
２つの前記電極間に交流電圧を印加する電圧供給手段と、
前記模擬電極に流れる漏れ電流を表すデータを検出する漏れ電流検出手段と、
前記漏れ電流検出手段により検出された前記データを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記データを用いて、前記電気設備の絶縁劣化の程度を判定する判定手段とを含み、
前記判定手段は、前記電圧供給手段により２つの前記電極間に前記交流電圧が印加された状態において、前記漏れ電流検出手段により前記データの検出を繰返すことにより前記記憶手段に記憶される複数の前記データから、所定のロギング期間の代表値を算出し、
前記ロギング期間は、前記ロギング期間が等間隔に分割された複数の区間により構成され、
前記代表値は、前記区間における複数の前記データを代表する区間代表値の、前記ロギング期間における平均値であるロギング期間平均値と、前記ロギング期間における複数の前記区間代表値の最大値であるロギング期間最大値とを含み、
前記区間代表値は、前記区間における複数の前記データの最大値、又は、前記区間における複数の前記データの中から大きい順に選択された所定個数の前記データの平均値であり、
前記判定手段はさらに、前記ロギング期間平均値及び前記ロギング期間最大値をそれぞれα及びβとし、Ｋ及びＬを所定の定数として、β－Ｋ・α－Ｌ＞０であるか否かにより、前記電気設備の絶縁劣化の予兆の有無を判定することを特徴とする絶縁劣化検出装置。
２つの電極を有する模擬電極と、
２つの前記電極間に交流電圧を印加する電圧供給手段と、
前記模擬電極に流れる漏れ電流を表すデータを検出する漏れ電流検出手段と、
前記漏れ電流検出手段により検出された前記データを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記データを用いて、前記電気設備の絶縁劣化の程度を判定する判定手段とを含み、
前記判定手段は、前記電圧供給手段により２つの前記電極間に前記交流電圧が印加された状態において、前記漏れ電流検出手段により前記データの検出を繰返すことにより前記記憶手段に記憶される複数の前記データから、所定のロギング期間の代表値を算出し、
前記ロギング期間は、前記ロギング期間が等間隔に分割された複数の区間により構成され、
前記代表値は、前記区間における複数の前記データを代表する区間代表値の、前記ロギング期間における平均値であるロギング期間平均値と、前記ロギング期間における複数の前記区間代表値の最大値であるロギング期間最大値とを含み、
前記区間代表値は、前記区間における複数の前記データの最大値、又は、前記区間における複数の前記データの中から大きい順に選択された所定個数の前記データの平均値であり、
前記判定手段はさらに、前記ロギング期間平均値及び前記ロギング期間最大値をそれぞれα及びβとし、Ｋ及びＬを所定の定数として、β－Ｋ・α－Ｌ＞０であるか否かにより、前記電気設備の絶縁劣化の予兆の有無を判定することを特徴とする絶縁劣化検出装置。
【請求項6】
前記α及び前記βの各々は、ミリアンペア単位で表される電流値であり、
前記Ｋは、２以上４以下の実数であり、
前記Ｌは、０より大きく０．５以下の実数であることを特徴とする、請求項５に記載の絶縁劣化検出装置。
前記Ｋは、２以上４以下の実数であり、
前記Ｌは、０より大きく０．５以下の実数であることを特徴とする、請求項５に記載の絶縁劣化検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、配電盤及びパワーエレクトロニクス機器等の電気設備において汚損による絶縁劣化の予兆を検出するための絶縁劣化検出装置に関する。
【背景技術】
【0002】
電気設備（配電盤及びパワーエレクトロニクス機器等）において、外部から塵埃が飛来して堆積すると、電気設備の動作不良、絶縁劣化のリスクが高まる。電気設備の正常動作を担保するためには、定期的に清掃を行う等の処置を実施する必要がある。
【0003】
塵埃の付着程度を評価する技術が知られている。例えば、下記特許文献１には、電子装置等からプリント配線板を抜き取って破壊検査をすることなく、使用環境の有害度に応じたプリント配線板の劣化を早期に検出し、システム等のダウンを未然に防止できる劣化検出装置が開示されている。この劣化検出装置は、劣化の検出対象である電子回路の一部に、電子回路を構成する導体とは独立に劣化検出用電極導体が形成されており、劣化検出用電極導体で測定した電気特性（絶縁抵抗、電気抵抗）の時間的変化から、電子回路を構成する導体の劣化を検出する。
【0004】
下記特許文献２には、より簡単に電気機器の部分放電を診断できる部分放電診断装置が開示されている。この部分放電診断装置は、電気機器の放電によって生じた電気信号を電気信号取得部（センサ、アンテナ、高周波ＣＴ等）により取得し、ノイズを除去して電気機器の部分放電を表すパルス波形を生成する。そして、部分放電診断装置は、生成したパルス波形の形状の特徴を表す特徴情報（極値点の個数、周波数成分等）に基づいて、部分放電の診断を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００１－３５８４２９号公報
【特許文献2】特開２０２０－１２７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
図１を参照して、電気設備は現場における使用期間の経過に伴い、（１）～（６）に示すように絶縁性能が低下し、絶縁劣化に至る。即ち、設置環境に存在する塵埃及び塩分等の汚損物が電気設備の絶縁物の表面に付着し、大気中の水分は、絶縁物の表面に付着した汚損物に吸着される。これにより、漏れ電流の発生、絶縁物の絶縁抵抗の低下、閃絡電圧の低下等、絶縁物の絶縁性能が低下する。漏れ電流によるジュール熱の発生によって絶縁物の乾燥が進み、これにより絶縁物の抵抗値が上昇し、ドライバンドが形成される。ドライバンドが形成されると、その部分でコロナ放電又は微小アーク放電等の微小発光放電（シンチレーション）が発生する。それにより、絶縁物の一部において炭化が進み、電流が流れ易い経路が形成され（炭化導電路形成）、トラッキングが発生する状態へと進み、絶縁劣化に至る。絶縁劣化に至るまでの期間は、電気設備が設置された場所の環境に依存する。したがって、絶縁劣化に至る前に、微小発光放電を含む絶縁劣化の予兆を検出できれば好ましい。
【0007】
しかし、特許文献１によっては、汚損による漏れ電流の増加を検出できるが、トラッキング劣化の直接的原因である微小発光放電を検出できず、絶縁劣化の監視精度が十分ではない問題がある。特許文献２では、電気設備から発生するノイズ及び部分放電（微小発光放電）信号の両方を測定するので、部分放電信号を分離する必要がある。しかし、パワーコンディショナー等のインバータを用いた電気設備においては、部分放電と類似したノイズが発生するため、測定信号から部分放電を分離することは容易ではなく、高価な機器が必要となる問題がある。
【0008】
したがって、本発明は、ノイズと部分放電による信号とを分離するための機器を設けることなく、電気設備において汚損による絶縁劣化の予兆を検出できる絶縁劣化検出装置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】
【0009】
本発明の第１の局面に係る絶縁劣化検出装置は、電気設備に配置される絶縁劣化検出装置であって、２つの電極を有する模擬電極と、２つの電極間に交流電圧を印加する電圧供給部と、模擬電極に流れる高周波電流を表す第１データを検出する高周波電流検出部と、模擬電極に流れる漏れ電流を表す第２データを検出する漏れ電流検出部と、第１データ及び第２データを記憶する記憶部と、記憶部に記憶された第１データ及び第２データを用いて、電気設備の絶縁劣化の程度を判定する判定部とを含み、判定部は、電圧供給部により２つの電極間に交流電圧が印加された状態において、高周波電流検出部により第１データの検出を繰返すことにより記憶部に記憶される複数の第１データから、所定のロギング期間における放電頻度を算出し、電圧供給部により２つの電極間に交流電圧が印加された状態において、漏れ電流検出部により第２データの検出を繰返すことにより記憶部に記憶される複数の第２データから、ロギング期間の代表値を算出し、放電頻度と第１しきい値との比較、及び、代表値と第２しきい値との比較により、電気設備の絶縁劣化の程度を判定する。これにより、実際に設置された電気設備において、汚損による絶縁劣化の予兆を検出できる。漏れ電流の発生と、微小発光放電の両方による電気信号（電圧又は電流）を計測するので、絶縁劣化の監視精度が向上する。
【0010】
好ましくは、ロギング期間は、ロギング期間が等間隔に分割された複数の区間により構成され、放電頻度は、ロギング期間を構成する区間の総数に対する、区間における第１データの最大値が第３しきい値より大きい区間の数の割合であり、代表値は、区間における複数の第２データを代表する区間代表値の、ロギング期間における平均値であるロギング期間平均値と、ロギング期間における複数の区間代表値の最大値であるロギング期間最大値とを含み、区間代表値は、区間における複数の第２データの最大値、又は、区間における複数の第２データの中から大きい順に選択された所定個数の第２データの平均値であり、第２しきい値は、ロギング期間平均値と比較される第４しきい値と、ロギング期間最大値と比較される第５しきい値とを含む。これにより、絶縁劣化の予兆を精度よく検出できる。なお、ロギング期間平均値及びロギング期間最大値はそれぞれ、電圧に関するロギング期間電圧平均値及びロギング期間電圧最大値、又は、電流値に関するロギング期間電流平均値及びロギング期間電流最大値を意味する。
【0011】
より好ましくは、絶縁劣化検出装置は、模擬電極よりも熱容量が大きく、模擬電極に接触した部材をさらに含み、隣接するロギング期間の間には、電圧供給部により２つの電極間に交流電圧が印加されない期間である休止期間が設けられる。これにより、模擬電極への汚損を顕著にし、絶縁劣化を促進させることができ、絶縁劣化の予兆を、より精度よく検出できる。また、電気設備において、通常環境より結露が顕著であるような特定の場所における、進行が速い絶縁劣化の予兆を検出できる。
【0012】
さらに好ましくは、絶縁劣化検出装置は、模擬電極に向かう空気の流れを形成する送風部をさらに含み、高周波電流検出部による第１データの検出、及び、漏れ電流検出部による第２データの検出は、送風部により模擬電極に向かう空気の流れが形成された状態で行われる。これにより、電気設備において、通常環境より塵埃の堆積が顕著であるような特定の場所における、進行が速い絶縁劣化の予兆を検出できる。
【0013】
本発明の第２の局面に係る絶縁劣化検出装置は、電気設備に配置される絶縁劣化検出装置であって、２つの電極を有する模擬電極と、２つの電極間に交流電圧を印加する電圧供給部と、模擬電極に流れる漏れ電流を表すデータを検出する漏れ電流検出部と、漏れ電流検出部により検出されたデータを記憶する記憶部と、記憶部に記憶されたデータを用いて、電気設備の絶縁劣化の程度を判定する判定部とを含み、判定部は、電圧供給部により２つの電極間に交流電圧が印加された状態において、漏れ電流検出部によりデータの検出を繰返すことにより記憶部に記憶される複数のデータから、所定のロギング期間の代表値を算出し、ロギング期間は、ロギング期間が等間隔に分割された複数の区間により構成され、代表値は、区間における複数のデータを代表する区間代表値の、ロギング期間における平均値であるロギング期間平均値と、ロギング期間における複数の区間代表値の最大値であるロギング期間最大値とを含み、区間代表値は、区間における複数のデータの最大値、又は、区間における複数のデータの中から大きい順に選択された所定個数のデータの平均値であり、判定部はさらに、ロギング期間平均値及びロギング期間最大値をそれぞれα及びβとし、Ｋ及びＬを所定の定数として、β－Ｋ・α－Ｌ＞０であるか否かにより、電気設備の絶縁劣化の予兆の有無を判定する。これにより、微小発光放電等の放電を検出するための回路（瞬間的に発生する高周波電流の検出回路）等を設けることなく、電気設備において、汚損による絶縁劣化の予兆を検出できる。なお、ロギング期間平均値及びロギング期間最大値はそれぞれ、電圧に関するロギング期間電圧平均値及びロギング期間電圧最大値、又は、電流値に関するロギング期間電流平均値及びロギング期間電流最大値を意味する。
【0014】
好ましくは、α及びβの各々は、ミリアンペア単位で表される電流値であり、Ｋは、２以上４以下の実数であり、Ｌは、０より大きく０．５以下の実数である。これにより、絶縁劣化の予兆を精度よく検出できる。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、ノイズと部分放電による信号とを分離するための機器を設けることなく安価な装置として、電気設備において汚損による絶縁劣化の予兆を検出できる絶縁劣化検出装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下の実施の形態では、同一の部品には同一の参照番号を付してある。それらの名称及び機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【0018】
（絶縁劣化検出装置の構成）
図２を参照して、本発明の実施の形態に係る絶縁劣化検出装置１００は、模擬電極１０２、高周波電流検出部１０４、漏れ電流検出部１０６、制御部１１０及び交流電圧供給部１０８を含む。絶縁劣化検出装置１００全体又はその一部は監視対象の電気設備内に配置される。少なくとも模擬電極１０２が、監視対象の電気設備内に配置されていればよく、模擬電極１０２以外のどの構成要素が監視対象の電気設備内に配置されるかは任意である。また、絶縁劣化検出装置１００は、各部がその機能を実現するために必要となる電力を供給するための電源（図示せず）を含む。
図２を参照して、本発明の実施の形態に係る絶縁劣化検出装置１００は、模擬電極１０２、高周波電流検出部１０４、漏れ電流検出部１０６、制御部１１０及び交流電圧供給部１０８を含む。絶縁劣化検出装置１００全体又はその一部は監視対象の電気設備内に配置される。少なくとも模擬電極１０２が、監視対象の電気設備内に配置されていればよく、模擬電極１０２以外のどの構成要素が監視対象の電気設備内に配置されるかは任意である。また、絶縁劣化検出装置１００は、各部がその機能を実現するために必要となる電力を供給するための電源（図示せず）を含む。
【0019】
交流電圧供給部１０８は、模擬電極１０２に所定の交流電圧（例えば、交流２００Ｖ）を供給する。電気設備において絶縁性能の低下が発生すると、電気設備内に配置された模擬電極１０２においても同様に絶縁性能が低下し、模擬電極１０２において漏洩電流及び部分放電（微小発光放電等）が発生する。模擬電極１０２は、漏洩電流及び部分放電に応じた電気信号を発生し、高周波電流検出部１０４及び漏れ電流検出部１０６に出力する。高周波電流検出部１０４は、模擬電極１０２により検出された電気信号のうち、高周波電流を検出し、その検出信号を制御部１１０に出力する。漏れ電流検出部１０６は、模擬電極１０２により検出された電気信号のうち、漏れ電流を検出し、その検出信号を制御部１１０に出力する。制御部１１０は、高周波電流検出部１０４及び漏れ電流検出部１０６から入力されるアナログ信号を、サンプリングしデジタルデータを生成し、時系列データとして記憶する。制御部１１０は、記憶した時系列データを、後述するように処理して絶縁劣化の予兆を検出する。
【0020】
図３を参照して、より具体的に説明する。模擬電極１０２は、基板１１２と、基板１１２の上に配置された２つの電極１１４及び１１６とを含む。基板１１２は、エポキシ等の樹脂で形成された基板である。電極１１４及び１１６の各々は、鋭角の複数の突起を有している。電極１１４及び１１６は、対応する突起が間隔Ｄで離隔して対向するように、基板１１２の表面に配置されている。間隔Ｄは、模擬電極１０２に約２００Ｖの交流電圧が印加される場合、例えば５ｍｍに設定できる。模擬電極１０２は、例えば、所定の厚さの銅箔が表面に形成された基板をエッチングすることにより形成される。
【0021】
高周波電流検出部１０４は、コンデンサＣ１、抵抗Ｒ１及びピークホールド回路１１８を含む。コンデンサＣ１及び抵抗Ｒ１は直列接続され、コンデンサＣ１の抵抗Ｒ１に接続されていない一端は電極１１４に接続されている。抵抗Ｒ１のコンデンサＣ１に接続されていない一端は、後述するトランス（変圧器）１２２に接続されている。ピークホールド回路１１８は、入力端子が抵抗Ｒ１の両端子に接続されている。コンデンサＣ１及び抵抗Ｒ１は、高周波電流を通過させるハイパスフィルタとして機能する。後述するように、模擬電極１０２に部分放電が発生すると、２００ｋＨｚ～数ＭＨｚの高周波電流が発生し、抵抗Ｒ１の両端子には同じ周波数の電圧が発生する。したがって、コンデンサＣ１及び抵抗Ｒ１は、ハイパスフィルタの遮断周波数が、例えば１０～５０ｋＨｚになるように設定される。例えば、コンデンサＣ１の容量を２．３ｎＦに設定し、抵抗Ｒ１の抵抗値を２．３ｋΩに設定すれば、遮断周波数は約３０ｋＨｚとなり、模擬電極１０２に発生した部分放電による高周波信号を通過させることができる好ましいハイパスフィルタを実現できる。
【0022】
ピークホールド回路１１８には、抵抗Ｒ１の両端子間の電圧が入力される。ピークホールド回路１１８は、入力信号（電圧Ｖ１）のピークを所定の時間保持する機能を有し、これにより入力信号を時間軸方向に伸長して出力できる。ピークホールド回路１１８の出力端子は、後述するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１２４に接続されており、ピークホールド回路１１８の出力信号はＣＰＵ１２４に入力される。
【0023】
図４にピークホールド回路１１８の一例を示す。図４を参照して、ピークホールド回路１１８は、オペアンプ（演算増幅器）１３０、ダイオード１３２、入力端子１３４、出力端子１３６、コンデンサＣ２及び抵抗Ｒ４を含む。オペアンプ１３０は、コンデンサＣ２への充電を促進するためのインピーダンス変換機能を担う。入力端子１３４に電圧Ｖ１が入力されると（電圧Ｖ１は接地と入力端子１３４との間の電圧）、オペアンプ１３０からダイオード１３２を介して電流Ｉが流れてコンデンサＣ２は充電され、入力信号のピーク電圧に応じた電荷がコンデンサＣ２に蓄積される。充電されたコンデンサＣ２は、抵抗Ｒ４により放電する。即ち、コンデンサＣ２に蓄積された電荷は抵抗Ｒ４を介して接地に流れ、コンデンサＣ２及び抵抗Ｒ４により定まる時定数でコンデンサＣ２は放電し、充電されていない状態にリセットされる。
【0024】
上記したように、模擬電極１０２に部分放電が発生すると、高周波の電圧Ｖ１が発生し、ピークホールド回路１１８の入力端子１３４には図５に示すようなパルス状の信号が入力される。コンデンサＣ１及び抵抗Ｒ１によるハイパスフィルタの遮断周波数から、ピークホールド回路１１８に入力される信号（電圧）のパルス幅は数μｓｅｃである。入力された信号により、上記したように、コンデンサＣ２は充電された後、所定の時定数で放電する。時定数を適切に設定することにより、図５に示した半値幅が２～３μｓｅｃでありピーク値Ｖｐのパルス電圧Ｖ１から、図６に示すように、半値幅が０．１～１ｓｅｃであり、同じピーク値Ｖｐを持つパルス電圧Ｖ１’を生成できる。このように、ピークホールド回路１１８は、入力信号の時間軸を伸長した信号を出力する。これにより、後述するように、制御部１１０は、１ｍｓｅｃ以上のサンプリング周波数でピークホールド回路１１８の出力信号をサンプリングして、デジタルデータを生成できる。なお、図４の入力端子１３４に、時間的に接近した複数のパルス信号が入力された場合、１つのパルス信号として認識され、信号の大きさが最大のパルス信号が代表のパルス信号となり、図６に示したような波形の信号が出力端子１３６から出力される。時間的に近接したパルス信号とは、信号間隔が、例えばコンデンサＣ２及び抵抗Ｒ４により定まる時定数よりも短い時間を意味する。
【0025】
漏れ電流検出部１０６は、抵抗Ｒ２及びＲ３を含む。抵抗Ｒ２及びＲ３は直列接続され、抵抗Ｒ２の抵抗Ｒ３に接続されていない一端は電極１１４に接続されている。抵抗Ｒ３の抵抗Ｒ２に接続されていない一端は、トランス１２２に接続されている。抵抗Ｒ３の両端子は、ＣＰＵ１２４に接続されており、抵抗Ｒ３の両端子間の電圧は、ＣＰＵ１２４に入力される。後述するように、絶縁性能が低下すると、電極１１４及び１１６間を介して漏れ電流が発生し、抵抗Ｒ２及びＲ３を流れる。抵抗Ｒ３の両端子間の電圧を観測することにより、漏れ電流の発生とその大きさを検出できる。抵抗Ｒ２及びＲ３の抵抗値はそれぞれ、例えば１ｋΩ及び１０Ωである。漏れ電流の大きさは１０ｍＡ程度であるので、抵抗Ｒ３の抵抗値が１０Ωであれば、漏れ電流の発生を０．１Ｖ程度の電圧として検出できる。電極１１４及び１１６が短絡すると、過大な電流が流れる可能性がある。抵抗Ｒ２は、これを防止するための保護抵抗である。抵抗Ｒ２の抵抗値が１ｋΩであれば、電極１１４及び１１６間に交流２００Ｖ（実効値）が印加された状態で短絡しても、抵抗Ｒ３に発生する電圧は約２．８Ｖであり、ＣＰＵ１２４を損傷することはない。
【0026】
交流電圧供給部１０８は、電源部１２０及びトランス１２２を含む。電源部１２０は、例えば商用の交流電圧（１００Ｖ）をトランス１２２に供給する。トランス１２２は、１次側巻線及び２次側巻線を有している。トランス１２２は、１次側巻線に供給された交流電圧を変換した交流電圧を、２次側巻線から出力する変圧器である。巻線比は、１次：２次＝１：２である。トランス１２２の２次側巻線の一端は電極１１６に接続され、他端は、抵抗Ｒ１のコンデンサＣ１に接続されていない一端、及び、抵抗Ｒ３の抵抗Ｒ２に接続されていない一端に接続されている。トランス１２２は、１次側巻線の両端子間に供給される交流電圧１００Ｖから、２００Ｖの交流電圧を生成して、２次側巻線の両端子間の電圧として出力する。これにより、抵抗Ｒ２及びＲ３を介して、閉回路が形成され、電極１１４及び１１６間に２００Ｖの交流電圧が印加される。したがって、模擬電極１０２の絶縁性能が低下するに伴い、漏れ電流及び部分放電が発生する。
【0027】
制御部１１０は、ＣＰＵ１２４、メモリ１２６及び通信部１２８を含む。ＣＰＵ１２４は、電源部１２０、メモリ１２６及び通信部１２８を制御する。ＣＰＵ１２４は、電源部１２０を制御して、交流電圧を出力させる。ＣＰＵ１２４は、Ａ／Ｄ変換機能を有し、ピークホールド回路１１８から出力される電圧Ｖ１’と抵抗Ｒ３の両端子間の電圧Ｖ２とが入力され、それぞれのアナログ信号をサンプリングして時系列のデジタルデータを生成し、メモリ１２６に記憶させる。メモリ１２６は、例えば、書換可能な不揮発性の半導体メモリである。上記したように、例えば、サンプリング周波数は１ｍｓ以上である。ＣＰＵ１２４は、後述するように、所定期間にわたってメモリ１２６に記憶されたデジタルデータを処理して、模擬電極１０２の絶縁劣化の予兆を検出する。ＣＰＵ１２４は、メモリ１２６に記憶されたデジタルデータ及び処理結果等を、適宜通信部１２８を介して外部装置に送信する。通信部１２８は、Ｗｉ－Ｆｉ等の無線通信又は有線通信を行う。なお、メモリ１２６は、ＣＰＵ１２４が所定の処理を実効するためのプログラムと、その処理の実行に必要なパラメータ等をも記憶している。
【0028】
（絶縁劣化の検出）
図７を参照して、図３に示した絶縁劣化検出装置１００を、電気設備の設置現場に配置して、電極１１４及び１１６間にトランス１２２から交流電圧２００Ｖを印加した状態で、時間経過に伴い模擬電極１０２に絶縁劣化が発生する状況を観測した結果を説明する。図７において上段に、模擬電極１０２における汚損進行及び放電発生状況を段階的に示す。各段階を（ａ）～（ｄ）で表す。図７の中断及び下段のそれぞれには、各段階における電圧Ｖ２及びＶ１を示す。
図７を参照して、図３に示した絶縁劣化検出装置１００を、電気設備の設置現場に配置して、電極１１４及び１１６間にトランス１２２から交流電圧２００Ｖを印加した状態で、時間経過に伴い模擬電極１０２に絶縁劣化が発生する状況を観測した結果を説明する。図７において上段に、模擬電極１０２における汚損進行及び放電発生状況を段階的に示す。各段階を（ａ）～（ｄ）で表す。図７の中断及び下段のそれぞれには、各段階における電圧Ｖ２及びＶ１を示す。
【0029】
図７の左端に示した（ａ）の段階は、無汚損又は汚損が軽微な状態である。このとき模擬電極１０２への交流電圧の印加による通電はなく、電圧Ｖ２及びＶ１は共にゼロであった。（ｂ）の段階は、汚損が進行した状態である。模擬電極１０２において塵埃が堆積し、特に、イオンを含む汚損又はイオンの発生を伴う汚損が進行すると、周囲環境が高湿度になったときに漏れ電流ＩＬが観測された。即ち、電圧Ｖ２に、印加される交流電圧（正弦波）に応じて変化する漏れ電流ＩＬに対応する正弦波状の電圧波形１４０が確認された。一方、高周波電流は通電せず、電圧Ｖ１はゼロのままであった。
【0030】
（ｃ）の段階は、さらに汚損が進行し、漏れ電流ＩＬが増加した状態である。汚損進行と共に漏れ電流ＩＬが増加すると、模擬電極１０２の電極１１４及び１１６の電界集中部（突起部）に微小発光放電１４２が確認された。この原因は、漏れ電流ＩＬの増加と共に、特に電界が集中する突起部付近に電流が集中し、ジュール熱により局所的に乾燥しドライバンドが発生したためと考えられる。このとき、電圧Ｖ２の絶対値が増加すると共に波形が正弦波から歪み、概して三角波状の電圧波形１４４が発生する。高周波電流も通電し始め、電圧Ｖ１に複数のパルス状の電圧波形１４６が確認された。このような状態が持続すると、絶縁劣化に至り（（ｄ）の段階）、トラッキング１４８が発生し、模擬電極１０２に絶縁破壊が生じる。
【0031】
このように、図３に示した絶縁劣化検出装置１００により、模擬電極１０２における漏れ電流の推移（増加傾向の確認）、及び、高周波電流の頻度の推移（増加傾向の確認）から、模擬電極１０２が配置された電気設備の汚損及び絶縁劣化の進行状況の監視と診断とが可能になる。したがって、絶縁劣化検出装置１００により、図７の右端に示したような絶縁劣化に至る前に、即ち、漏れ電流ＩＬが増加し、高周波電流が通電する状態（（ｃ）の段階）を、絶縁劣化の予兆として検出できる。
【0032】
（絶縁劣化検出装置の動作）
図８を参照して、図３に示した絶縁劣化検出装置１００により、絶縁劣化の予兆を検出する処理に関して説明する。図８に示した処理は、絶縁劣化検出装置１００の各部がその機能を実現するために必要となる電力を供給する電源（図示せず）がオンされて、ＣＰＵ１２４が、予めメモリ１２６に記憶されている所定のプログラムを読出して実行することにより行われる。電源がオンされることにより、電源部１２０から交流電圧（例えば１００Ｖ）が供給され、トランス１２２から模擬電極１０２に交流電圧（例えば２００Ｖ）が印加される。メモリ１２６は、４種類のしきい値ＴｈＶ１、ＴｈＡｖ、ＴｈＭａｘ及びＴｈＰと、所定時間のロギング期間と、ロギング期間を等間隔にｎ分割した期間（以下、区間という）と、所定のメッセージ（絶縁劣化の予兆を示す警告）とを記憶している。ここでは、ロギング期間を１時間（３６００秒）とし、区間は、ロギング期間を１００等分（ｎ＝１００）して得られる３６秒であるとする。
図８を参照して、図３に示した絶縁劣化検出装置１００により、絶縁劣化の予兆を検出する処理に関して説明する。図８に示した処理は、絶縁劣化検出装置１００の各部がその機能を実現するために必要となる電力を供給する電源（図示せず）がオンされて、ＣＰＵ１２４が、予めメモリ１２６に記憶されている所定のプログラムを読出して実行することにより行われる。電源がオンされることにより、電源部１２０から交流電圧（例えば１００Ｖ）が供給され、トランス１２２から模擬電極１０２に交流電圧（例えば２００Ｖ）が印加される。メモリ１２６は、４種類のしきい値ＴｈＶ１、ＴｈＡｖ、ＴｈＭａｘ及びＴｈＰと、所定時間のロギング期間と、ロギング期間を等間隔にｎ分割した期間（以下、区間という）と、所定のメッセージ（絶縁劣化の予兆を示す警告）とを記憶している。ここでは、ロギング期間を１時間（３６００秒）とし、区間は、ロギング期間を１００等分（ｎ＝１００）して得られる３６秒であるとする。
【0033】
ＣＰＵ１２４は、メモリ１２６からロギング期間及び区間を読出し、初期設定を行う。その後、ステップ４００において、ＣＰＵ１２４は、１区間において、高周波電流による電圧Ｖ１と漏洩電流による電圧Ｖ２とを測定する。具体的には、模擬電極１０２にトランス１２２から電圧が印加された状態で、上記したように、ＣＰＵ１２４は、ピークホールド回路１１８から入力される電圧Ｖ１’及び抵抗Ｒ３の電圧Ｖ２をそれぞれサンプリングして時系列のデジタルデータを生成し、メモリ１２６に記憶させる。その後、制御はステップ４０２に移行する。上記したように、ピークホールド回路１１８は入力信号である電圧Ｖ１を、大きさを変えずに時間軸方向に伸長し、入力信号と同じピーク値を持つ出力信号である電圧Ｖ１’を出力する。したがって、電圧Ｖ１’をサンプリングして得られるデータは、実質的に電圧Ｖ１を、より短いサンプリング時間でサンプリングして得られるデータと同じである。したがって、以下においては、電圧Ｖ１’をサンプリングして得られたデータを、電圧Ｖ１として説明する。
【0034】
上記したように、模擬電極１０２に発生する漏れ電流の周期は、印加される交流電圧と同様の周期で変化する。５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの交流電圧を印加するので、漏れ電流及びそれによる電圧Ｖ２は２０ｍｓｅｃ又は１６．７ｍｓｅｃの周期で変化する。サンプリング時間が１．５ｍｓｅｃ以下であれば、電圧Ｖ２の１周期において１０点以上のサンプリングが可能であり、取得された時系列のデジタルデータは電圧Ｖ２を十分に再現可能である。なお、電圧Ｖ１’は、ピークホールド回路１１８により電圧Ｖ１の時間軸が０．１～１秒（図６参照）に伸長されているので、上記したようにサンプリング時間が１．５ｍｓｅｃ以下であれば、ピークＶｐの値を特定するのに十分な時系列データを取得できる。
【0035】
ステップ４０２において、ＣＰＵ１２４は、メモリ１２６から、ステップ４００で取得された電圧Ｖ２の１区間の時系列データを読出し、代表値（以下、区間代表値という）を特定する。ＣＰＵ１２４は、特定した区間代表値をメモリ１２６に記憶する。その後、制御はステップ４０４に移行する。例えば、１区間における最大値を区間代表値とする。１区間における時系列データを、大きい順に並べた場合に、上位ｍ個（ｍは２以上の正の整数）のデータの平均値を区間代表値としてもよい。
【0036】
ステップ４０４において、ＣＰＵ１２４は、メモリ１２６から、ステップ４００で取得された電圧Ｖ１の１区間の時系列データを読出し、その中の最大値を特定し、放電発生の有無を判定する。具体的には、ＣＰＵ１２４は、メモリ１２６からしきい値ＴｈＶ１を読出し、特定した最大値がしきい値ＴｈＶ１以上であるか否かを判定する。最大値がしきい値ＴｈＶ１以上であれば、放電の発生の有無を表す変数Ｓに“１”を設定する。最大値がしきい値ＴｈＶ１未満であれば、変数Ｓに“０”を設定する。その後、制御はステップ４０６に移行する。
【0037】
ステップ４０６において、ＣＰＵ１２４は、ロギング期間が経過したか否かを判定する。経過したと判定された場合、制御はステップ４０８に移行する。そうでなければ、制御はステップ４００に戻り、ステップ４００～４０４が繰返される。
【0038】
ステップ４０８において、ＣＰＵ１２４は、最新の１周期、即ちロギング期間に含まれる各区間の代表値である区間代表値から、ロギング期間の代表値を特定する。具体的には、ＣＰＵ１２４は、メモリ１２６から、ロギング期間に対応する複数の区間代表値を読出し、それらの平均値（以下、ロギング期間電圧平均値ともいう）ＶＡｖを算出し、最大値（以下、ロギング期間電圧最大値ともいう）ＶＭａｘを特定し、ロギング期間の代表値とする。ロギング期間の代表値（ロギング期間電圧平均値ＶＡｖ及びロギング期間電圧最大値ＶＭａｘ）は、メモリ１２６に記憶される。その後、制御はステップ４１０に移行する。
【0039】
ステップ４１０において、ＣＰＵ１２４は、最新の１周期、即ちロギング期間における放電頻度Ｐを算出する。具体的には、ＣＰＵ１２４は、ステップ４０４がロギング期間の間繰返されることにより決定された各区間の変数Ｓをメモリ１２６から読出し、その合計値を算出して放電回数Ｎとし、放電回数Ｎをロギング期間の分割数ｎで除して放電頻度Ｐ（＝Ｎ／ｎ）とする。即ち、放電頻度Ｐは、１つのロギング期間に含まれる全区間（ｎ個）に対する放電が発生した区間の割合を表す。Ｎ／ｎを１００倍して、放電頻度Ｐを％単位で表してもよい。その後、制御はステップ４１２に移行する。１つのロギング期間を構成する各区間において、しきい値ＴｈＶ１以上の電圧が常に発生していれば、そのロギング期間における変数Ｓの合計値は、ロギング期間の分割数ｎに等しい。一方、１つのロギング期間において、電圧Ｖ１が常にしきい値ＴｈＶ１未満であれば、そのロギング期間における変数Ｓの合計値は０である。
【0040】
ステップ４１２において、ＣＰＵ１２４は、メモリ１２６からしきい値ＴｈＡｖを読出し、ステップ４０８で算出されたロギング期間電圧平均値ＶＡｖがしきい値ＴｈＡｖ以上であるか否かを判定する。ＶＡｖ≧ＴｈＡｖと判定された場合、制御はステップ４１４に移行する。そうでなければ、制御はステップ４２０に移行する。
【0041】
ステップ４１４において、ＣＰＵ１２４は、メモリ１２６からしきい値ＴｈＭａｘを読出し、ステップ４０８で算出されたロギング期間電圧最大値ＶＭａｘがしきい値ＴｈＭａｘ以上であるか否かを判定する。ＶＭａｘ≧ＴｈＭａｘと判定された場合、制御はステップ４１６に移行する。そうでなければ、制御はステップ４２０に移行する。
【0042】
ステップ４１６において、ＣＰＵ１２４は、メモリ１２６からしきい値ＴｈＰを読出し、ステップ４１０で算出された放電頻度Ｐがしきい値ＴｈＰ以上であるか否かを判定する。Ｐ≧ＴｈＰと判定された場合、制御はステップ４１８に移行する。そうでなければ、制御はステップ４２０に移行する。
【0043】
ステップ４１８において、ＣＰＵ１２４は、絶縁劣化の予兆が検出されたことを提示する。具体的には、ＣＰＵ１２４は、メモリ１２６からメッセージを読出し、当該メッセージを提示する。メッセージは、例えば、絶縁劣化の予兆が検出されことを警告するメッセージである。絶縁劣化検出装置１００が、液晶パネル等の表示装置を備えていれば、表示装置に警告メッセージを提示する。
【0044】
ステップ４２０において、ＣＰＵ１２４は、終了の指示を受けたか否かを判定する。終了の指示を受けた場合、本プログラムは終了する。そうでなければ、制御はステップ４００に戻り、上記の処理を繰返す。終了の指示は、例えば、絶縁劣化検出装置１００の電源（図示せず）がオフされたことにより成される。
【0045】
以上により、図７に示した（ｃ）の段階における電圧Ｖ１及びＶ２の状態を検出し、絶縁劣化の予兆を警告できる。漏れ電流の発生及び微小発光放電の発生の両方を検出して、絶縁劣化の予兆の有無を判定するので、監視精度が向上する。ノイズと部分放電による信号とを分離するための機器を設ける必要がないので、従来よりも安価な絶縁劣化検出装置を実現できる。
【0046】
電圧Ｖ１及びＶ２は、抵抗Ｒ１及びＲ３の抵抗値に依存するので、しきい値ＴｈＡｖ、ＴｈＭａｘ及びＴｈＰは、抵抗Ｒ１及びＲ３の抵抗値を考慮して適宜設定すればよい。例えば、Ｒ３の抵抗値が１０Ωの場合、電圧Ｖ２に関して、しきい値ＴｈＡｖ＝０．００５Ｖ、しきい値ＴｈＭａｘ＝０．０１Ｖとすることができる。例えば、Ｒ１の抵抗値が２．３ｋΩの場合、電圧Ｖ１に関して、しきい値ＴｈＶ１＝０．１１５Ｖ、０．２３Ｖ、又は０．４６Ｖ、しきい値ＴｈＰ＝０．１（１０％）とすることができる。
【0047】
上記では、ロギング期間電圧平均値ＶＡｖ、ロギング期間電圧最大値ＶＭａｘ及び放電頻度Ｐの全てが対応するしきい値以上である場合に、絶縁劣化の予兆を提示する場合を説明したが、これに限定されない。ロギング期間電圧平均値ＶＡｖ、ロギング期間電圧最大値ＶＭａｘ及び放電頻度Ｐの少なくとも１つが対応するしきい値以上になった場合に、絶縁劣化の予兆を提示してもよい。例えば、ＶＡｖ≧ＴｈＡｖ、又は、ＶＭａｘ≧ＴｈＭａｘであれば、微小発光放電は発生していないが、発生し易い状態にある（図７の（ｂ）の段階）。したがって、この状態（ＶＡｖ≧ＴｈＡｖ、又は、ＶＭａｘ≧ＴｈＭａｘ）を絶縁劣化の予兆として、警告メッセージを提示してもよい。
【0048】
上記では、放電の有無の判定に関して、１つのしきい値ＴｈＶ１を用いる場合を説明したが、これに限定されない。複数のしきい値ＴｈＶ１を用いてもよい。２～３種類のしきい値ＴｈＶ１を用いることにより、高周波電流の波高値と、発生頻度の両方をモニタリングできる。例えば、３種類のしきい値ＴｈＶ１１＝０．１１５Ｖ、ＴｈＶ１２＝０．２３Ｖ、及び、ＴｈＶ１３＝０．４６Ｖを用いてもよい。その場合、３種類のしきい値ＴｈＶ１１～ＴｈＶ１３により３つの放電頻度Ｐ１、Ｐ２及びＰ３が算出されるので、図８のステップ４１６の判定で使用されるしきい値には、３種類のしきい値ＴｈＶ１１～ＴｈＶ１３に対応するしきい値ＴｈＰ１＝０．１（１０％）、ＴｈＰ２＝０．１（１０％）、及び、ＴｈＰ３＝０．１（１０％）を用いればよい。
【0049】
例えば、ＶＡｖ≧ＴｈＡｖ、及び、ＶＭａｘ≧ＴｈＭａｘであり、且つ、Ｐ１≧ＴｈＰ１、Ｐ２≧ＴｈＰ２及びＰ３≧ＴｈＰ３のいずれかである場合、微小発光放電は発生している状態である（図７の（ｃ）の段階）。したがって、この状態を絶縁劣化の予兆として、警告メッセージを提示してもよい。通常、Ｐ１≧ＴｈＰ１となった後、Ｐ２≧ＴｈＰ２となる。したがって、Ｐ１～Ｐ３のうち、対応するしきい値以上となるものが増加するほど、微小発光放電による絶縁性能の低下が進行していると判断できる。
【0050】
上記では、模擬電極１０２が、基板表面の銅をエッチングして作製され、電極１１４及び１１６が銅により形成される場合を説明したが、これに限定されない。電極１１４及び１１６は、金属等の導電性の部材により形成されていればよく、模擬電極１０２は任意の製造方法により作製され得る。電極１１４及び１１６の形状は、図３に示したものに限定されず、電極の間隔Ｄは５ｍｍに限定されない。例えば、印加する交流電圧等に応じて、適切な形状及び電極間隔を採用できる。
【0051】
絶縁劣化の予兆が検出されたときに、管理者等に提示できればよく、提示方法は所定のメッセージを表示する方法に限定されない。例えば、絶縁劣化検出装置１００にランプ等の点灯装置を装備しておき、ステップ４１８において、点灯装置を点灯させてもよい。また、絶縁劣化検出装置１００にスピーカ等の音響装置を装備していれば、ステップ４１８において、音響装置により警告音を出力してもよい。
【0052】
ロギング期間は、上記の値に限定されない。ロギング期間は、電流推移の長期トレンドを確認できる値であればよく、１０分～３時間の範囲内の値であればよい。
【0053】
上記では、交流電圧供給部１０８がトランス１２２を含み、１００Ｖの交流電圧を２００Ｖの交流電圧に増大して、模擬電極１０２に印加する場合を説明したが、これに限定されない。交流電圧供給部１０８は、模擬電極１０２の絶縁性の低下により部分放電が生じる程度の電圧を模擬電極１０２に印加できればよく、トランス１２２を含まない構成であってもよい。
【0054】
上記では、ピークホールド回路１１８により電圧Ｖ１の時間軸を伸長した電圧Ｖ１’を生成して、ＣＰＵ１２４に入力する場合を説明したが、これに限定されない。ＣＰＵ１２４のＡ／Ｄ変換機能のサンプリング時間としてより短い時間（例えば、０．１μｓｅｃ以下）を採用すれば、ピークホールド回路１１８を設けなくてもよい。例えば、電圧Ｖ１を、インピーダンスの調整のみを行ってＣＰＵ１２４に入力してもよい。
【0055】
ステップ４０８が繰返されることにより特定されたロギング期間電圧平均値及びロギング期間電圧最大値を、漏れ電流の推移として記録することが望ましい。また、ステップ４１０が繰返されることにより特定された放電回数を、高周波電流発生頻度の推移として記録することが望ましい。これにより、警報出力（絶縁劣化の予兆の提示）がなければ、現在まで絶縁劣化に至っていないことのエビデンスとなる。また、警告出力の場合には、警報出力に至るまでの記録を確認できる。即ち、絶縁劣化は徐々に進行するので、警報出力以前に、しきい値以下の信号が警報出力前に発生していることが確認できる。警報出力の際に、それ以前のデータを確認することにより、警報出力の妥当性を判断できる。即ち、何らかのノイズによる間違った警報出力か、真に絶縁性低下の進行による警報出力かを判別できる。
【0056】
上記では、高周波電流を表す電圧Ｖ１と、漏れ電流を表す電圧Ｖ２とを測定して、絶縁劣化の予兆を検出する場合を説明したが、これに限定されない。図８のステップ４００～４０４において、高周波電流及び漏れ電流自体を測定して絶縁劣化の予兆を検出してもよい。また、電圧Ｖ１及びＶ２のそれぞれの電圧値ｖ１及びｖ２から、抵抗Ｒ１及びＲ３のそれぞれの抵抗値ｒ１及びｒ３を用いて換算された電流値（ｖ１／ｒ１、ｖ２／ｒ３）を用いて、上記と同様に絶縁劣化の予兆を検出してもよい。
【0057】
高周波電流及び漏れ電流自体を測定する場合には、図８のステップ４０８において、測定された電圧の代表値（ロギング期間電圧平均値ＶＡｖ及びロギング期間電圧最大値ＶＭａｘ）と同様に、測定された電流の代表値（ロギング期間電流平均値ＩＡｖ及びロギング期間電流最大値ＩＭａｘ）を特定すればよい。したがって、ロギング期間電圧平均値ＶＡｖ及びロギング期間電流平均値ＩＡｖをまとめてロギング期間平均値αという。また、ロギング期間電圧最大値ＶＭａｘ及びロギング期間電流最大値ＩＭａｘをまとめてロギング期間最大値βという。電流値に応じたしきい値は適宜設定すればよい。例えば、抵抗Ｒ１及びＲ３の抵抗値を用いて、電圧を用いる場合のしきい値から電流を用いる場合のしきい値を算出できる。
【0058】
（第１変形例）
上記では、模擬電極１０２をそのまま電気設備が設置された環境に配置する場合を説明した。しかし、電気設備における絶縁劣化の進行速度は一定ではない。例えば、冷却ファン等の通風機能を有する電気設備においては、通風により、通常環境より塵埃の堆積及び結露が顕著であるような特定の場所が発生し、そのような場所においては、絶縁劣化の進行が速い。したがった、上記したように模擬電極により絶縁劣化の予兆を検出する前に、絶縁劣化してしまう可能性がある。これに対応するために、第１変形例では、模擬電極への汚損を顕著にし、絶縁性の低下を促進させる。
上記では、模擬電極１０２をそのまま電気設備が設置された環境に配置する場合を説明した。しかし、電気設備における絶縁劣化の進行速度は一定ではない。例えば、冷却ファン等の通風機能を有する電気設備においては、通風により、通常環境より塵埃の堆積及び結露が顕著であるような特定の場所が発生し、そのような場所においては、絶縁劣化の進行が速い。したがった、上記したように模擬電極により絶縁劣化の予兆を検出する前に、絶縁劣化してしまう可能性がある。これに対応するために、第１変形例では、模擬電極への汚損を顕著にし、絶縁性の低下を促進させる。
【0059】
（絶縁劣化検出装置の構成）
図９を参照して、第１変形例に係る絶縁劣化検出装置２００は、図２及び図３に示した絶縁劣化検出装置１００と同様に、模擬電極１０２、高周波電流検出部１０４、漏れ電流検出部１０６、制御部１１０及び交流電圧供給部１０８を含む。絶縁劣化検出装置２００は、電気設備に配置される。これらは、絶縁劣化検出装置１００に関して上記したのと同じ機能を有する。絶縁劣化検出装置２００はさらに、模擬電極１０２を収容する収容部２１０と、収容部２１０に収容される支持部材２１２及び送風器２１４と、リレー２２０とを含む。以下においては、主として、絶縁劣化検出装置１００と異なる点に関して説明する。
図９を参照して、第１変形例に係る絶縁劣化検出装置２００は、図２及び図３に示した絶縁劣化検出装置１００と同様に、模擬電極１０２、高周波電流検出部１０４、漏れ電流検出部１０６、制御部１１０及び交流電圧供給部１０８を含む。絶縁劣化検出装置２００は、電気設備に配置される。これらは、絶縁劣化検出装置１００に関して上記したのと同じ機能を有する。絶縁劣化検出装置２００はさらに、模擬電極１０２を収容する収容部２１０と、収容部２１０に収容される支持部材２１２及び送風器２１４と、リレー２２０とを含む。以下においては、主として、絶縁劣化検出装置１００と異なる点に関して説明する。
【0060】
収容部２１０は、例えば筐体である。支持部材２１２は、模擬電極１０２よりも熱容量が大きい部材であり、模擬電極１０２を支持する。支持部材２１２は、例えば、金属製の架台である。金属は、ステンレス又は真鍮等であれば比重が大きく、錆び難いので好ましい。支持部材２１２は模擬電極１０２において結露を促進するためのものであり、そのためには、支持部材２１２の重量は５００ｇ以上であればよい。装置の重量増加を考慮すると、５００ｇ以上２０００ｇ以下であることが好ましい。
【0061】
図１０を参照して、模擬電極１０２は、支持部材２１２の上面に、基板１１２が接触し、電極１１４及び１１６が支持部材２１２から離隔するように配置される。支持部材２１２は、模擬電極１０２における結露を促進するためのものであるので、模擬電極１０２は支持部材２１２に、例えばネジ等により固定される。基板１１２と支持部材２１２との間の熱抵抗を低減するためには、基板１１２と支持部材２１２との間に放熱グリスを塗布する、又は、接着剤等により固定することが好ましい。
【0062】
送風器２１４は、例えば回転翼を有するファンである。送風器２１４により、図１０において破線の矢印で示すように、収容部２１０の上部に設けられた開口２１６から外気が収容部２１０内に流入し、収容部２１０の下部に設けられた開口２１８から排出されるように空気の流れが形成される。開口２１６における風速は、例えば０．１～１ｍ／ｓであることが好ましい。０．１ｍ／ｓ以下では、模擬電極１０２に塵埃堆積を加速する効果が低減し、逆に１ｍ／ｓ以上では気流により模擬電極１０２への塵埃堆積が阻害される可能性がある。送風器２１４の選択及び通風路の設計により、風速を調整できる。
【0063】
リレー２２０は、ＣＰＵ１２４の制御を受けて、電源部１２０とトランス１２２の２次巻線とにより形成される回路のオン（短絡）及びオフ（開放）を切り替える機械式又は電子式のリレーである。リレー２２０の初期状態はオフである。リレー２２０により、電源部１２０及びトランス１２２から模擬電極１０２への電圧印加を間欠的に行うことができる。
【0064】
（絶縁劣化の促進）
図９に示した絶縁劣化検出装置２００を、電気設備の設置現場に配置し、送風器２１４により送風した状態で、電極１１４及び１１６間にトランス１２２から交流電圧２００Ｖを間欠的に印加し、時間経過に伴い模擬電極１０２に絶縁劣化が発生する状況を観測した。送風器２１４により模擬電極１０２に外気を導入することにより、電気設備の通常環境よりも模擬電極１０２への塵埃堆積が顕著となり、外気を導入しない環境よりも漏れ電流及び高周波電流の通電が顕著となった。
図９に示した絶縁劣化検出装置２００を、電気設備の設置現場に配置し、送風器２１４により送風した状態で、電極１１４及び１１６間にトランス１２２から交流電圧２００Ｖを間欠的に印加し、時間経過に伴い模擬電極１０２に絶縁劣化が発生する状況を観測した。送風器２１４により模擬電極１０２に外気を導入することにより、電気設備の通常環境よりも模擬電極１０２への塵埃堆積が顕著となり、外気を導入しない環境よりも漏れ電流及び高周波電流の通電が顕著となった。
【0065】
熱容量が比較的大きい支持部材２１２の上に模擬電極１０２を設置したことにより、特に環境温度の上昇局面で、支持部材２１２の熱容量により模擬電極１０２の温度上昇に遅れが生じた。それにより、模擬電極１０２の温度が環境温度より低くなるために模擬電極１０２表面の相対湿度が上昇し、条件によっては結露した。これにより、漏れ電流及び高周波電流の通電が顕著となった。
【0066】
模擬電極１０２への交流電圧の印加を間欠的に行うと、交流電圧の印加を一旦休止した後に再開した直後において、漏れ電流及び高周波電流の通電が顕著になることを確認した。交流電圧の印加を休止する期間を定期的に設けることにより、漏れ電流及び高周波電流の検出感度を実質的に高くできた。
【0067】
図１１は、模擬電極１０２の電極１１４及び１１６における汚損が進行した状態において、模擬電極１０２への電圧印加を一旦休止した後、再開したときの電圧Ｖ２及びＶ１（図４参照）の波形を、（ｉ）～（ｉｉｉ）により時系列順に示す。
【0068】
（ｉ）は、電圧印加を再開した直後の状態を示す。一時的に高い漏れ電流が通電し、対応する電圧Ｖ２には、大きい電圧波形１５０が発生する。この段階では電圧Ｖ１は０であり、高周波電流は発生していない。その後、（ｉｉ）に示すように、漏れ電流の減少過程で、電圧Ｖ２は電圧波形１５２のように三角波状の波形となり、高周波電流が顕著に発生し、電圧Ｖ１にはパルス状の電圧波形１５６が検出される。さらにその後、漏れ電流及び高周波電流は定常状態まで低下し、（ｉｉｉ）に示すように、電圧Ｖ２は電圧波形１５４のように減少し、電圧Ｖ１に発生するパルス状の電圧波形１５８の頻度及び強度は減少する。このように、（ｉ）及び（ｉｉ）の過程において、漏れ電流及び高周波電流の発生が顕著になることが分かる。したがって、模擬電極１０２に電圧を間欠的に印加することにより、絶縁劣化の予兆の検出感度を高くできる。
【0069】
（絶縁劣化検出装置の動作）
図１２を参照して、図９に示した絶縁劣化検出装置２００により、絶縁劣化の予兆を検出する処理に関して説明する。図１２に示した処理は、絶縁劣化検出装置２００の各部がその機能を実現するために必要となる電力を供給する電源（図示せず）がオンされて、ＣＰＵ１２４が、予めメモリ１２６に記憶されている所定のプログラムを読出して実行することにより行われる。絶縁劣化検出装置１００とは異なり、絶縁劣化検出装置２００においては、リレー２２０の初期状態はオフであり、電源がオンされても、電源部１２０からトランス１２２に交流電圧（例えば１００Ｖ）は供給されず、模擬電極１０２には交流電圧（例えば２００Ｖ）は印加されない。また、電源がオンされると、送風器２１４による送風が開始される。
図１２を参照して、図９に示した絶縁劣化検出装置２００により、絶縁劣化の予兆を検出する処理に関して説明する。図１２に示した処理は、絶縁劣化検出装置２００の各部がその機能を実現するために必要となる電力を供給する電源（図示せず）がオンされて、ＣＰＵ１２４が、予めメモリ１２６に記憶されている所定のプログラムを読出して実行することにより行われる。絶縁劣化検出装置１００とは異なり、絶縁劣化検出装置２００においては、リレー２２０の初期状態はオフであり、電源がオンされても、電源部１２０からトランス１２２に交流電圧（例えば１００Ｖ）は供給されず、模擬電極１０２には交流電圧（例えば２００Ｖ）は印加されない。また、電源がオンされると、送風器２１４による送風が開始される。
【0070】
図１２に示したフローチャートは、図８に示したフローチャートにおいて、ステップ４３０、４３２及び４３４が追加されたものである。図１２において、図８と同じ符号が付されたステップにおいては、図８と同じ処理が実行される。以下においては、主として、図８と異なる点に関して説明する。
【0071】
絶縁劣化検出装置２００のメモリ１２６には、絶縁劣化検出装置１００と同様に、４種類のしきい値ＴｈＶ１、ＴｈＡｖ、ＴｈＭａｘ及びＴｈＰと、所定時間のロギング期間と、区間と、警告メッセージとが記憶されている。さらに、絶縁劣化検出装置２００のメモリ１２６には、模擬電極１０２への電圧印加を休止する休止期間が記憶されている。例えば、測定の１周期を１時間（３６００秒）とする場合、ロギング期間を５５分（３３００秒）とし、休止期間を５分（３００秒）に設定できる。区間は、ロギング期間（３３００秒）を１００等分（ｎ＝１００）して得られる３３秒に設定できる。各ロギング期間において、模擬電極１０２に交流電圧が印加されて、電圧Ｖ１及びＶ２の測定が実行される。隣接するロギング期間の間に位置する休止期間においては、模擬電極１０２に交流電圧は印加されず、電圧Ｖ１及びＶ２の測定は実行されない。
【0072】
ＣＰＵ１２４は、メモリ１２６からロギング期間、区間及び休止期間を読出し、初期設定を行う。その後、ステップ４３０において、ＣＰＵ１２４は、リレー２２０をオンにする。これにより、電源部１２０から交流電圧（例えば１００Ｖ）が供給され、トランス１２２から模擬電極１０２に交流電圧（例えば２００Ｖ）が印加される。その後、制御はステップ４００に移行し、絶縁劣化検出装置１００と同様に（図８参照）、ロギング期間においてステップ４００～４０４が繰返され、電圧Ｖ１及びＶ２の時系列データがメモリ１２６に記憶される。
【0073】
ロギング期間が経過すると、ステップ４３２において、ＣＰＵ１２４は、リレー２２０をオフにする。これにより、トランス１２２から模擬電極１０２への交流電圧の印加が停止される。
【0074】
その後、制御はステップ４０８に移行し、絶縁劣化検出装置１００と同様に（図８参照）、ステップ４０８～４２０が実行される。ＶＡｖ≧ＴｈＡｖ、ＶＭａｘ≧ＴｈＭａｘ、及び、Ｐ≧ＴｈＰであれば（ステップ４１２～４１４のいずれにおいてもＹｅｓ）、ステップ４１８により、絶縁劣化の予兆を知らせる警告メッセージが提示される。そうでなければ、ステップ４２０により、終了するか否かが判定され、終了しない場合、制御はステップ４３４に移行する。なお、ステップ４２０により終了すると判定された場合、送風器２１４への電力供給が停止し、送風は停止する。
【0075】
ステップ４３４において、ＣＰＵ１２４は、電圧Ｖ１及びＶ２の測定を再開するか否かを判定する。具体的には、ＣＰＵ１２４は、リレー２２０をオフにしてから休止期間が経過したか否かを判定する。休止期間が経過していれば、測定を再開するために、制御はステップ４３０に戻り、ＣＰＵ１２４はリレー２２０をオンする。休止期間が経過していなければ、ステップ４３４が繰返される。
【0076】
以上により、図１１に示した（ｉｉ）の段階における電圧Ｖ１及びＶ２の状態を検出し、絶縁劣化の予兆を警告できる。このとき、模擬電極１０２への電圧印加を休止した後（休止期間の経過後）、電圧印加を再開すると、大きい電圧Ｖ１及びＶ２を検出できるので、絶縁劣化の検出精度が向上する。絶縁劣化検出装置２００により、絶縁劣化検出装置１００と同様に、漏れ電流の発生及び微小発光放電の発生の両方を検出して、絶縁劣化の予兆の有無を判定するので、監視精度が向上する。また、ノイズと部分放電による信号とを分離するための機器を設ける必要がないので、従来よりも安価な絶縁劣化検出装置を実現できる。
【0077】
上記では、リレー２２０をオンした後、直ちに電圧Ｖ１及びＶ２を測定する場合を説明したが、リレーの構造によっては、リレー２２０をオンすると、リレー接点のバウンド等によりノイズが発生し、電圧Ｖ１及びＶ２の測定結果に影響を与える可能性がある。したがって、リレー２２０をオンした後、電圧Ｖ１及びＶ２の測定を開始する前に所定の待機時間を設けることが好ましい。待機時間は、例えば３～１０秒であればよい。
【0078】
上記では、模擬電極１０２が支持部材２１２の上に配置される場合を説明したが、これに限定されない。模擬電極１０２は、模擬電極１０２よりも熱容量が大きい部材に接触されていればよい。例えば、模擬電極１０２は、所定部材の側面等に固定されていてもよい。
【0079】
また、上記では、送風器と模擬電極１０２よりも熱容量の大きい部材とを設けることにより模擬電極の絶縁劣化を進行させる場合を説明したが、これに限定されない。それらの少なくとも一方を設けることにより、模擬電極の絶縁劣化を進行させることができる。
【0080】
（第２変形例）
上記では、高周波電流の発生を検出するために電圧Ｖ１を測定する場合を説明したが、これに限定されない。第２変形例においては、電圧Ｖ１を測定することなく、絶縁劣化の予兆を検出する。
上記では、高周波電流の発生を検出するために電圧Ｖ１を測定する場合を説明したが、これに限定されない。第２変形例においては、電圧Ｖ１を測定することなく、絶縁劣化の予兆を検出する。
【0081】
（絶縁劣化検出装置の構成）
図１３を参照して、第２変形例に係る絶縁劣化検出装置３００は、図２に示した絶縁劣化検出装置１００と同様に、模擬電極１０２、漏れ電流検出部１０６及び交流電圧供給部１０８を含む。絶縁劣化検出装置３００は、絶縁劣化検出装置１００と異なり高周波電流検出部１０４を含まない。したがって、絶縁劣化検出装置３００において、絶縁劣化検出装置１００の制御部１１０に対応する構成要素は制御部３０２として示されている。絶縁劣化検出装置３００は、電気設備に配置される。
図１３を参照して、第２変形例に係る絶縁劣化検出装置３００は、図２に示した絶縁劣化検出装置１００と同様に、模擬電極１０２、漏れ電流検出部１０６及び交流電圧供給部１０８を含む。絶縁劣化検出装置３００は、絶縁劣化検出装置１００と異なり高周波電流検出部１０４を含まない。したがって、絶縁劣化検出装置３００において、絶縁劣化検出装置１００の制御部１１０に対応する構成要素は制御部３０２として示されている。絶縁劣化検出装置３００は、電気設備に配置される。
【0082】
図１３の具体的な構成を図１４に示す。図１４は、図３に示した絶縁劣化検出装置１００の構成から高周波電流検出部１０４（ピークホールド回路１１８、コンデンサＣ１及び抵抗Ｒ１）を削除し、ＣＰＵ１２４をＣＰＵ３０４で代替した構成を示す。図１４に示した構成において、図３（絶縁劣化検出装置１００）と同じ符号を付した要素は、絶縁劣化検出装置１００と同じ機能を有する。したがって、重複説明を繰返さない。制御部３０２は、入力される抵抗Ｒ３の両端子の電圧Ｖ２（アナログ信号）をサンプリングして時系列のデジタルデータを生成し、メモリ１２６に記憶させる。メモリ１２６は、ＣＰＵ３０４が所定の処理を実効するためのプログラムと、その処理の実行に必要なパラメータ等をも記憶している。
【0083】
（絶縁劣化検出装置の動作）
図１５を参照して、図１４に示した絶縁劣化検出装置３００により、絶縁劣化の予兆を検出する処理に関して説明する。図１５に示した処理は、絶縁劣化検出装置３００の各部がその機能を実現するために必要となる電力を供給する電源（図示せず）がオンされて、制御部３０２が、予めメモリ１２６に記憶されている所定のプログラムを読出して実行することにより行われる。
図１５を参照して、図１４に示した絶縁劣化検出装置３００により、絶縁劣化の予兆を検出する処理に関して説明する。図１５に示した処理は、絶縁劣化検出装置３００の各部がその機能を実現するために必要となる電力を供給する電源（図示せず）がオンされて、制御部３０２が、予めメモリ１２６に記憶されている所定のプログラムを読出して実行することにより行われる。
【0084】
図１５に示したフローチャートは、図８に示したフローチャートにおいて、ステップ４０４を削除し、ステップ４００及び４１０をそれぞれステップ４５０及び４５２で代替し、ステップ４１２～４１６をステップ４５４で代替したものである。図１５において、図８と同じ符号が付されたステップにおいては、図８と同じ処理が実行される。以下においては、主として、図８と異なる点に関して説明する。
【0085】
絶縁劣化検出装置３００のメモリ１２６には、絶縁劣化検出装置１００と同様に、所定時間のロギング期間と、区間と、警告メッセージとが記憶されている。ここでは、ロギング期間を１時間（３６００秒）とし、区間は、ロギング期間を１００等分（ｎ＝１００）して得られる３６秒であるとする。なお、絶縁劣化検出装置３００のメモリ１２６には、絶縁劣化検出装置１００とは異なり、４種類のしきい値ＴｈＶ１、ＴｈＡｖ、ＴｈＭａｘ及びＴｈＰは記憶されていない。
【0086】
ＣＰＵ３０４は、メモリ１２６からロギング期間及び区間を読出し、初期設定を行う。その後、ステップ４５０において、ＣＰＵ３０４は、１区間において、漏洩電流による電圧Ｖ２を測定する。具体的には、模擬電極１０２にトランス１２２から電圧が印加された状態で、上記したように、ＣＰＵ３０４は、抵抗Ｒ３の電圧Ｖ２をサンプリングして時系列のデジタルデータを生成し、メモリ１２６に記憶させる。その後、制御はステップ４０２に移行する。
【0087】
ステップ４０２において、ＣＰＵ３０４は、メモリ１２６から、ステップ４５０で取得された電圧Ｖ２の１区間の時系列データを読出し、区間代表値を特定する。続いて、ステップ４０６において、ＣＰＵ３０４は、ロギング期間が経過したか否かを判定し、経過したと判定されるまで、制御はステップ４５０に戻り、ステップ４５０及び４０２が繰返される。ロギング期間が経過したと判定されると、ステップ４０８において、ＣＰＵ３０４は、最新の１周期、即ちロギング期間に含まれる各区間代表値から、ロギング期間の代表値を特定する。具体的には、ＣＰＵ３０４は、ロギング期間の代表値として、ロギング期間電圧平均値ＶＡｖを算出し、ロギング期間電圧最大値ＶＭａｘを特定する。
【0088】
ステップ４５２において、ＣＰＵ３０４は、ステップ４０８により特定されたロギング期間電圧平均値ＶＡｖ及びロギング期間電圧最大値ＶＭａｘを用いて、それぞれに対応するロギング期間電流平均値ＩＡｖ及びロギング期間電流最大値ＩＭａｘを算出する。具体的には、ＣＰＵ３０４は、抵抗Ｒ３の抵抗値ｒ３を用いて、ロギング期間電流平均値ＩＡｖ及びロギング期間電流最大値ＩＭａｘを、ＩＡｖ＝ＶＡｖ／ｒ３、ＩＭａｘ＝ＶＭａｘ／ｒ３により算出する。
【0089】
ステップ４５４において、ＣＰＵ３０４は、ステップ４５２により算出されたロギング期間電流平均値ＩＡｖ及びロギング期間電流最大値ＩＭａｘを用いて算出した評価値、即ちＩＭａｘ－ＫＩ・ＩＡｖ－ＬＩが、０より大きいか否かを判定する。演算記号「・」は乗算を表す。ロギング期間電流平均値ＩＡｖ及びロギング期間電流最大値ＩＭａｘの各々は、ミリアンペア単位で表される値である。ＫＩ及びＬＩは所定の定数であり、例えば、ＫＩ＝３、ＬＩ＝０．３である。
【0090】
ＩＭａｘ－ＫＩ・ＩＡｖ－ＬＩ＞０と判定された場合、制御はステップ４１８に移行する。そうでなければ、制御はステップ４２０に移行する。ステップ４１８において、ＣＰＵ３０４は、絶縁劣化の予兆が検出されたことを提示する。ステップ４２０において、ＣＰＵ３０４は、終了の指示を受けたか否かを判定し、終了の指示を受けたと判定されるまで、上記の処理を繰返す。
【0091】
以上により、絶縁劣化検出装置３００は、実施例として後述するように、図３の絶縁劣化検出装置１００と同様に、図７に示した（ｃ）の状態を検出でき、絶縁劣化の予兆として警告できる。絶縁劣化検出装置３００においては、絶縁劣化検出装置１００と異なり、電圧Ｖ１を測定せずに電圧Ｖ２のみを測定するが、漏れ電流及び微小発光放電の両方を考慮した評価値（ＩＭａｘ－ＫＩ・ＩＡｖ－ＬＩ）を用いて判定することにより、絶縁劣化検出装置１００と同等の精度で絶縁劣化の予兆の有無を判定できる。絶縁劣化検出装置３００は電圧Ｖ１を測定する構成を含まないので、絶縁劣化検出装置１００よりも構成を簡素化でき、安価な絶縁劣化検出装置を実現できる。また、ノイズと部分放電による信号とを分離するための機器を設ける必要がないので、従来よりも安価な絶縁劣化検出装置を実現できる。
【0092】
上記では、ＫＩ＝３、ＬＩ＝０．３としたが、これに限定されない。ＫＩは、２以上４以下の実数であり、ＬＩは、０より大きく０．５以下の実数であればよい。ＫＩ及びＬＩは、模擬電極の形状、及び、模擬電極に印加する交流電圧の大きさに依存する。したがって、使用する模擬電極と同じ試験用の模擬電極を用いて予め試験を実施し、ＫＩ及びＬＩの適切な値を決定すればよい。
【0093】
上記では、電圧Ｖ２の代表値（ロギング期間電圧平均値ＶＡｖ、ロギング期間電圧最大値ＶＭａｘ）から、対応する電流値（ロギング期間電流平均値ＩＡｖ、ロギング期間電流最大値ＩＭａｘ）を算出する場合を説明したが、これに限定されない。ステップ４５４による判定において、電圧Ｖ２の代表値（ロギング期間電圧平均値ＶＡｖ、ロギング期間電圧最大値ＶＭａｘ）を用いてもよい。その場合、ステップ４５４においては、ＶＭａｘ－ＫＶ・ＶＡｖ－ＬＶ＞０であるか否かを判定すればよい。ＫＶ及びＬＶは所定の定数であり、例えば、ＫＶ＝ＫＩ／ｒ３、ＬＶ＝ＬＩ／ｒ３に設定すればよい。ｒ３は抵抗Ｒ３の抵抗値であり、ＫＩは、２以上４以下の実数であり、ＬＩは、０より大きく０．５以下の実数である。即ち、電圧値を用いても電流値を用いてもよく、上記したロギング期間平均値α及びロギング期間最大値βを用い、ＫＩ及びＫＶをＫで表し、ＬＩ及びＬＶをＬで表すと、β－Ｋ・α－Ｌ＞０であるか否かを判定すればよい。
【実施例0094】
以下に、実験結果を示し、本発明の有効性を示す。図３に示した構成の絶縁劣化検出装置を、電気設備として屋外に設置されたスイッチギアに配置して測定を行った。漏れ電流及び微小発光放電の発生を促進させるために、模擬電極を予め汚損させて（等価塩分付着量：０．０４ｍｇ／ｃｍ２）配置した。図１６に、６月２５日０時から７月３日２４時までの９日間実施した結果を示す。
【0095】
図１６において、（ａ）～（ｅ）のグラフの横軸は測定日を表す。例えば、６／２５～６／２６は、６月２５日午前０時～６月２６日午前０時を表す。（ａ）のグラフの縦軸は、絶縁劣化検出装置とは別の湿度測定機器を用いて測定した相対湿度（％ＲＨ）を表す。（ｂ）のグラフの縦軸は、漏れ電流の平均値（ｍＡ）を表し、具体的には、測定した電圧Ｖ２から求めたロギング期間電圧平均値ＶＡｖから算出したロギング期間電流平均値ＩＡｖである。ロギング期間は、１０分（＝６００秒）とし、区間は、ロギング期間を１００等分した６秒とした。（ｃ）のグラフの縦軸は、漏れ電流の最大値（ｍＡ）を表し、具体的には、測定した電圧Ｖ２から求めたロギング期間電圧最大値ＶＭａｘから算出したロギング期間電流最大値ＩＭａｘである。
【0096】
（ｄ）のグラフの縦軸は差分値（ｍＡ）を表し、具体的には、第２変形例に関して上記した評価値である。即ち、（ｂ）のロギング期間電流平均値ＩＡｖ及び（ｃ）のロギング期間電流最大値ＩＭａｘから、ＩＭａｘ－ＫＩ・ＩＡｖ－ＬＩにより算出した値である。ＫＩ＝３、ＬＩ＝０．３とした。なお、ＩＭａｘ－ＫＩ・ＩＡｖ－ＬＩ＜０となり得るが、そのような場合は（ｄ）のグラフには示されていない。（ｄ）のグラフは、第２変形例による判定結果（図１５のステップ４５４参照）を表している。
【0097】
（ｅ）のグラフの縦軸は、高周波電流の発生確率（％）を表し、具体的には、図８のステップ４１０に関して説明したロギング期間における放電頻度Ｐである。即ち、１つのロギング期間に含まれる全区間（ｎ区間）に対する放電が発生した区間（ｐ区間）の割合を表し、ｐ／ｎ×１００で算出された値である。放電の有無を判定するためのしきい値ＴｈＶ１には、０．１１５Ｖを用いた。
【0098】
（ａ）のグラフと（ｂ）及び（ｃ）のグラフとを比較すると、相対湿度が８０％ＲＨ以上となると、漏れ電流が流れ始めることが確認できる。また、漏れ電流は相対湿度が増加すると増加する傾向がある。次に、第２変形例による判定結果を表す（ｄ）のグラフと、（ｅ）のグラフとを比較すると、値が大きくなるタイミングが概ね一致していることが分かる。具体的には、７月１日の午前中及び７月３日の午前中において、（ｄ）及び（ｅ）のグラフは共に明らかに増大しており、その他の期間においては、（ｄ）及び（ｅ）のグラフは共に小さい値になっている。このことから、第２変形例（図１５のステップ４５４）による判定処理により、模擬電極における高周波電流の発生、即ち放電頻度の増大を検出でき、絶縁劣化の予兆を検出できることが分かる。
【0099】
以上、実施の形態を説明することにより本発明を説明したが、上記した実施の形態は例示であって、本発明は上記した実施の形態のみに制限されるわけではない。本発明の範囲は、発明の詳細な説明の記載を参酌した上で、特許請求の範囲の各請求項によって示され、そこに記載された文言と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含む。
【符号の説明】
【0100】
１００、２００、３００ 絶縁劣化検出装置
１０２ 模擬電極
１０４ 高周波電流検出部
１０６ 漏れ電流検出部
１０８ 交流電圧供給部
１１０、３０２ 制御部
１１２ 基板
１１４、１１６ 電極
１１８ ピークホールド回路
１２０ 電源部
１２２ トランス
１２４、３０４ ＣＰＵ
１２６ メモリ
１２８ 通信部
１３０ オペアンプ
１３２ ダイオード
１３４ 入力端子
１３６ 出力端子
１４０、１４４、１４６、１５０、１５２、１５４、１５６、１５８ 電圧波形
１４２ 微小発光放電
１４８ トラッキング
２１０ 収容部
２１２ 支持部材
２１４ 送風器
２１６、２１８ 開口
２２０ リレー
Ｃ１、Ｃ２ コンデンサ
Ｄ 間隔
Ｉ 電流
ＩＬ 漏れ電流
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４ 抵抗
Ｖ１、Ｖ２ 電圧
１０２ 模擬電極
１０４ 高周波電流検出部
１０６ 漏れ電流検出部
１０８ 交流電圧供給部
１１０、３０２ 制御部
１１２ 基板
１１４、１１６ 電極
１１８ ピークホールド回路
１２０ 電源部
１２２ トランス
１２４、３０４ ＣＰＵ
１２６ メモリ
１２８ 通信部
１３０ オペアンプ
１３２ ダイオード
１３４ 入力端子
１３６ 出力端子
１４０、１４４、１４６、１５０、１５２、１５４、１５６、１５８ 電圧波形
１４２ 微小発光放電
１４８ トラッキング
２１０ 収容部
２１２ 支持部材
２１４ 送風器
２１６、２１８ 開口
２２０ リレー
Ｃ１、Ｃ２ コンデンサ
Ｄ 間隔
Ｉ 電流
ＩＬ 漏れ電流
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４ 抵抗
Ｖ１、Ｖ２ 電圧
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】