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特開2024-93878電気機器の流動帯電評価診断方法と評価診断装置及び流動帯電抑制方法
(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】P2024093878
(43)【公開日】2024-07-09
(54)【発明の名称】電気機器の流動帯電評価診断方法と評価診断装置及び流動帯電抑制方法
(51)【国際特許分類】
H01F 41/00 20060101AFI20240702BHJP
H01F 27/00 20060101ALI20240702BHJP
【ＦＩ】
H01F41/00 D
H01F27/00 B
H01F27/00 F
H01F27/00 H
H01F27/00 J
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022210509
(22)【出願日】2022-12-27
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り ＣＩＧＲＥ（国際大電力システム会議）Ｐａｒｉｓ Ｓｅｓｓｉｏｎ ２０２２（２０２２年９月１日公開） ＜資料＞「Ｔｈｅ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｓｔａｔｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ Ａｇｅｄ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓ Ｕｓｉｎｇ Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ Ｆｉｂｅｒｓ Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ ｉｎ Ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ Ｏｉｌ」
(71)【出願人】
【識別番号】520320446
【氏名又は名称】中部電力パワーグリッド株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000213297
【氏名又は名称】中部電力株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】596094577
【氏名又は名称】ユカインダストリーズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100141139
【弁理士】
【氏名又は名称】及川 周
(74)【代理人】
【識別番号】100147267
【弁理士】
【氏名又は名称】大槻 真紀子
(74)【代理人】
【識別番号】100178847
【弁理士】
【氏名又は名称】服部 映美
(74)【代理人】
【識別番号】100175824
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 淳一
(72)【発明者】
【氏名】吉田 昌展
(72)【発明者】
【氏名】伊佐治 宏子
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 学
(72)【発明者】
【氏名】小西 義則
【テーマコード（参考）】
5E059
【Ｆターム（参考）】
5E059BB13
5E059BB15
5E059BB17
5E059BB18
(57)【要約】
【課題】本発明は、絶縁油を収容した変圧器の流動帯電を評価し診断する方法と装置及び流動帯電を抑制する方法の提供を目的とする。
【解決手段】本発明は、固体絶縁物が絶縁油中に浸漬された電気機器の流動帯電評価診断方法であって、稼働中の電気機器から採取した絶縁油による循環流路を構成し、絶縁油に含まれる固体絶縁物から剥離して帯電した固体絶縁物微粒子を循環流路に設置した金属フィルターで捕集するか、あるいは、循環流路に設置した金属メッシュで支持した紙フィルターで捕集するとともに、絶縁油の循環流路内に設けた電界印加用の対向電極に直流電圧もしくは整流された交流電圧を印加し、金属フィルター、あるいは、金属メッシュに生じる帯電度の経時変化を解析することにより、流動帯電に影響を及ぼす絶縁油中化学成分の電気化学的特性を評価することを特徴とする。
【選択図】図２
【解決手段】本発明は、固体絶縁物が絶縁油中に浸漬された電気機器の流動帯電評価診断方法であって、稼働中の電気機器から採取した絶縁油による循環流路を構成し、絶縁油に含まれる固体絶縁物から剥離して帯電した固体絶縁物微粒子を循環流路に設置した金属フィルターで捕集するか、あるいは、循環流路に設置した金属メッシュで支持した紙フィルターで捕集するとともに、絶縁油の循環流路内に設けた電界印加用の対向電極に直流電圧もしくは整流された交流電圧を印加し、金属フィルター、あるいは、金属メッシュに生じる帯電度の経時変化を解析することにより、流動帯電に影響を及ぼす絶縁油中化学成分の電気化学的特性を評価することを特徴とする。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
固体絶縁物が絶縁油中に浸漬された電気機器の流動帯電評価診断方法であって、
稼働中の前記電気機器から採取した絶縁油による循環流路を構成し、前記絶縁油に含まれる前記固体絶縁物から剥離した固体絶縁物微粒子を前記循環流路に設置した金属フィルターで捕集するか、あるいは、前記循環流路に設置した金属メッシュで支持した紙フィルターとともに、前記絶縁油の前記循環流路内に設けた電界印加用の対向電極に直流電圧もしくは整流された交流電圧を印加し、前記金属フィルター、あるいは、前記金属メッシュに生じる帯電度の経時変化を解析することにより、流動帯電に影響を及ぼす絶縁油中化学成分の電気化学的特性を評価することを特徴とする流動帯電評価診断方法。
稼働中の前記電気機器から採取した絶縁油による循環流路を構成し、前記絶縁油に含まれる前記固体絶縁物から剥離した固体絶縁物微粒子を前記循環流路に設置した金属フィルターで捕集するか、あるいは、前記循環流路に設置した金属メッシュで支持した紙フィルターとともに、前記絶縁油の前記循環流路内に設けた電界印加用の対向電極に直流電圧もしくは整流された交流電圧を印加し、前記金属フィルター、あるいは、前記金属メッシュに生じる帯電度の経時変化を解析することにより、流動帯電に影響を及ぼす絶縁油中化学成分の電気化学的特性を評価することを特徴とする流動帯電評価診断方法。
【請求項2】
前記対向電極に対する電圧未印加時に発生した帯電度の波形と、前記対向電極に対する電圧印加後に発生した帯電度の波形を比較することにより、流動帯電に及ぼす絶縁油の電気化学特性を動的に評価することを特徴とする請求項１に記載の流動帯電評価診断方法。
【請求項3】
前記帯電度に関し、経時変化を解析し、前記対向電極に対する電圧未印加時に発生した帯電度の値が、前記対向電極に対する所定時間の電圧印加後に低下した場合、前記絶縁油は正負イオンの何れかが含まれる絶縁油であり、しかも、前記正負イオンの何れかを前記対向電極に補足できる絶縁油であると評価する請求項１に記載の流動帯電評価診断方法。
【請求項4】
前記正負イオンの何れかを前記対向電極に捕捉できる絶縁油であると評価した場合、前記電気機器に収容されている絶縁油に対し前記対向電極を浸漬し、前記対向電極に直流電圧もしくは整流された交流電圧を印加することを特徴とする請求項３に記載の流動帯電評価診断方法。
【請求項5】
固体絶縁物が絶縁油中に浸漬された電気機器の流動帯電抑制方法であって、
稼働中の前記電気機器から採取した絶縁油による循環流路を構成し、前記絶縁油に含まれる前記固体絶縁物から剥離した固体絶縁物微粒子を前記循環流路に設置した金属フィルターで捕集するか、あるいは、前記循環流路に設置した金属メッシュで支持した紙フィルターとともに、前記絶縁油の前記循環流路内に設けた電界印加用の対向電極に直流電圧もしくは整流された交流電圧を印加し、前記金属フィルター、あるいは、前記金属メッシュに生じる帯電度の経時変化を解析し、
前記対向電極に対する電圧未印加時に発生した帯電度の値が、前記対向電極に対する所定時間の電圧印加後に低下する絶縁油である場合、
前記電気機器に収容されている絶縁油に対し対向電極を浸漬し、前記対向電極に直流電圧もしくは整流された交流電圧を印加することを特徴とする流動帯電抑制方法。
稼働中の前記電気機器から採取した絶縁油による循環流路を構成し、前記絶縁油に含まれる前記固体絶縁物から剥離した固体絶縁物微粒子を前記循環流路に設置した金属フィルターで捕集するか、あるいは、前記循環流路に設置した金属メッシュで支持した紙フィルターとともに、前記絶縁油の前記循環流路内に設けた電界印加用の対向電極に直流電圧もしくは整流された交流電圧を印加し、前記金属フィルター、あるいは、前記金属メッシュに生じる帯電度の経時変化を解析し、
前記対向電極に対する電圧未印加時に発生した帯電度の値が、前記対向電極に対する所定時間の電圧印加後に低下する絶縁油である場合、
前記電気機器に収容されている絶縁油に対し対向電極を浸漬し、前記対向電極に直流電圧もしくは整流された交流電圧を印加することを特徴とする流動帯電抑制方法。
【請求項6】
前記対向電極に電圧を印加することにより、前記絶縁油に含まれる正負イオンのいずれかを前記対向電極に補足し、前記絶縁油に含まれるイオンバランスを調整することにより前記電気機器における流動帯電を抑制することを特徴とする請求項５に記載の流動帯電抑制方法。
【請求項7】
固体絶縁物が絶縁油中に浸漬された電気機器の流動帯電評価診断装置であって、
前記電気機器から採取した絶縁油を貯留する容器と、この容器に接続された前記絶縁油の循環流路と、前記容器内の絶縁油を前記循環流路に送り前記容器に戻して循環させる循環ポンプと、前記循環流路の途中に設けられた電界印加用の対向電極と、前記循環流路の途中に設けられた金属フィルターあるいは紙フィルターを設置した金属メッシュと、前記金属フィルターあるいは前記金属メッシュに接続されて前記金属フィルターあるいは前記金属メッシュを介し発生電荷密度を測定する電流計を具備したことを特徴とする電気機器の流動帯電評価診断装置。
前記電気機器から採取した絶縁油を貯留する容器と、この容器に接続された前記絶縁油の循環流路と、前記容器内の絶縁油を前記循環流路に送り前記容器に戻して循環させる循環ポンプと、前記循環流路の途中に設けられた電界印加用の対向電極と、前記循環流路の途中に設けられた金属フィルターあるいは紙フィルターを設置した金属メッシュと、前記金属フィルターあるいは前記金属メッシュに接続されて前記金属フィルターあるいは前記金属メッシュを介し発生電荷密度を測定する電流計を具備したことを特徴とする電気機器の流動帯電評価診断装置。
【請求項8】
主電極と、対電極により前記対向電極が構成され、前記主電極と前記対電極の間に絶縁油の流路が形成されたことを特徴とする請求項７に記載の流動帯電評価診断装置。
【請求項9】
前記循環ポンプは、前記容器内の絶縁油を前記流路を介し前記循環流路に送る機能を有することを特徴とする請求項８に記載の流動帯電評価診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は電気機器に充填され、流動帯電に影響を及ぼす絶縁油の成分の電気化学的特性を動的に評価する評価診断方法と評価診断装置及び流動帯電の発生を抑制する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
変圧器における流動帯電とは、変圧器内部で絶縁油が流動することにより固体絶縁物の界面において電荷の分離が発生し、巻線内部や油道周辺の絶縁物に電荷が蓄積される現象である。絶縁油入りの変圧器において、絶縁油の流れを良くするために絶縁油の流路が設けられている。これを油道と称する。電荷の蓄積した部分は、直流電位が上昇して静電気放電を発生することがあり、条件によっては絶縁破壊に至るおそれがある。
このように絶縁油を使用した電気機器では、絶縁油と固体絶縁物の間で流動帯電現象が発生し、電気機器の絶縁性を脅かす場合がある。
このため、従来から、実電気機器に対し流動帯電の程度を評価する方法として、非特許文献１に記載のミニ静電テスター法と非特許文献２に記載の蓄積電荷密度法が検討されている。
このように絶縁油を使用した電気機器では、絶縁油と固体絶縁物の間で流動帯電現象が発生し、電気機器の絶縁性を脅かす場合がある。
このため、従来から、実電気機器に対し流動帯電の程度を評価する方法として、非特許文献１に記載のミニ静電テスター法と非特許文献２に記載の蓄積電荷密度法が検討されている。
【0003】
ミニ静電テスター法は、現地変圧器から採集した絶縁油と紙フィルター（変圧器の固体絶縁物の模擬構造体）で帯電させ、紙フィルターを設置している金属メッシュを通して電流を測定し、評価する方法である。
しかしながら、ミニ静電テスター法は絶縁油と紙フィルターとの間で生じた電荷の大小を評価する試験法であり、絶縁油の高帯電度化に及ぼす成分の電気化学的特性に関しては評価できない。
しかしながら、ミニ静電テスター法は絶縁油と紙フィルターとの間で生じた電荷の大小を評価する試験法であり、絶縁油の高帯電度化に及ぼす成分の電気化学的特性に関しては評価できない。
【0004】
一方、蓄積電荷密度法は、絶縁油と固体絶縁物との間で発生する電荷と固体絶縁物からの電荷の緩和の程度から、実電気機器における流動帯電の程度を評価する方法である。ところが、蓄積電荷密度法は、ミニ静電テスター法と同様、絶縁油の高帯電度化に及ぼす成分の電気化学的特性に関する情報は得られない。
また、以下の特許文献１には、固体絶縁物から剥離した微粒子を含む絶縁油を変圧器から採取し、固体微粒子を捕集した金属フィルターに発生する電荷密度を測定することにより流動帯電を評価する方法（発生電荷密度法）について記載されている。
また、以下の特許文献１には、固体絶縁物から剥離した微粒子を含む絶縁油を変圧器から採取し、固体微粒子を捕集した金属フィルターに発生する電荷密度を測定することにより流動帯電を評価する方法（発生電荷密度法）について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第６６４３９４０号公報
【非特許文献】
【0006】
【非特許文献1】電気協同研究 第５４巻 第５号（その１）「油入変圧器の保守管理」電力用変圧器保守管理専門委員会著、社団法人電気協同研究会 平成１１年２月発行、Ｐ１７２～Ｐ１８０
【非特許文献2】電気協同研究 第６５巻 第１号「電力用変圧器改修ガイドライン」電力用変圧器改修ガイドライン専門委員会著、社団法人電気協同研究会 平成２１年９月発行、Ｐ１９８～Ｐ２０４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
前述の背景から、従来知られているミニ静電テスター法と蓄積電荷密度法、発生電荷密度法のいずれにおいても、絶縁油の高帯電度化に及ぼす成分の電気化学的特性に関する情報を得ることはできない。
【0008】
従って、本発明の課題は、変圧器などの電気機器に充填された絶縁油の高帯電度化に及ぼす成分の電気化学的特性を評価する手法と装置の提供を目的とする。
また、本発明の課題は、電界印加用電極への電圧印加により流動帯電が減少すると判断された変圧器に対し、変圧器内部に設置した電界印加用電極に電圧を印加することで、実変圧器の流動帯電の発生を抑制する手段の提供を目的とする。
また、本発明の課題は、電界印加用電極への電圧印加により流動帯電が減少すると判断された変圧器に対し、変圧器内部に設置した電界印加用電極に電圧を印加することで、実変圧器の流動帯電の発生を抑制する手段の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
（１）本発明に係る流動帯電評価診断方法は、固体絶縁物が絶縁油中に浸漬された電気機器の流動帯電評価診断方法であって、稼働中の前記電気機器から採取した絶縁油による循環流路を構成し、前記絶縁油に含まれる前記固体絶縁物から剥離した固体絶縁物微粒子を前記循環流路に設置した金属フィルターで捕集するか、あるいは、前記循環流路に設置した金属メッシュで支持した紙フィルターとともに、前記絶縁油の前記循環流路内に設けた電界印加用の対向電極に直流電圧もしくは整流された交流電圧を印加し、前記金属フィルター、あるいは、前記金属メッシュに生じる帯電度の経時変化を解析することにより、流動帯電に影響を及ぼす前記絶縁油中化学成分の電気化学的特性を評価することを特徴とする。
【0010】
（２）本発明に係る流動帯電評価診断方法において、前記対向電極に対する電圧未印加時に発生した帯電度の波形と、前記対向電極に対する電圧印加後に発生した帯電度の波形を比較することにより、流動帯電に及ぼす絶縁油の電気化学特性を動的に評価することができる。
（３）本発明に係る流動帯電評価診断方法において、前記帯電度に関し、経時変化を解析し、前記対向電極に対する電圧未印加時に発生した帯電度の値が、前記対向電極に対する所定時間の電圧印加後に低下した場合、前記絶縁油は正負イオンの何れかが含まれる絶縁油であり、しかも、前記正負イオンの何れかを前記対向電極に補足できる絶縁油であると評価することができる。
（３）本発明に係る流動帯電評価診断方法において、前記帯電度に関し、経時変化を解析し、前記対向電極に対する電圧未印加時に発生した帯電度の値が、前記対向電極に対する所定時間の電圧印加後に低下した場合、前記絶縁油は正負イオンの何れかが含まれる絶縁油であり、しかも、前記正負イオンの何れかを前記対向電極に補足できる絶縁油であると評価することができる。
【0011】
（４）本発明に係る流動帯電評価診断方法において、前記正負イオンの何れかを前記対向電極に捕捉できる絶縁油であると評価した場合、前記電気機器に収容されている絶縁油に対し前記対向電極を浸漬し、前記対向電極に直流電圧もしくは整流された交流電圧を印加することができる。
【0012】
（５）本発明に係る流動帯電抑制方法は、固体絶縁物が絶縁油中に浸漬された電気機器の流動帯電抑制方法であって、稼働中の前記電気機器から採取した絶縁油による循環流路を構成し、前記絶縁油に含まれる前記固体絶縁物から剥離した固体絶縁物微粒子を前記循環流路に設置した金属フィルターで捕集するか、あるいは、前記循環流路に設置した金属メッシュで支持した紙フィルターとともに、前記絶縁油の前記循環流路内に設けた電界印加用の対向電極に直流電圧もしくは整流された交流電圧を印加し、前記金属フィルター、あるいは、前記金属メッシュに生じる帯電度の経時変化を解析し、前記対向電極に対する電圧未印加時に発生した帯電度の値が、前記対向電極に対する所定時間の電圧印加後に低下する絶縁油である場合、前記電気機器に収容されている絶縁油に対し対向電極を浸漬し、前記対向電極に直流電圧もしくは整流された交流電圧を印加することを特徴とする。
【0013】
（６）本発明に係る流動帯電抑制方法において、前記対向電極に電圧を印加することにより、前記絶縁油に含まれる正負イオンのいずれかを前記対向電極に補足し、前記絶縁油に含まれるイオンバランスを調整することにより前記電機器における流動帯電を抑制することができる。
【0014】
（７）本発明に係る流動帯電評価診断装置は、固体絶縁物が絶縁油中に浸漬された電気機器の流動帯電評価診断装置であって、前記電気機器から採取した絶縁油を貯留する容器と、この容器に接続された前記絶縁油の循環流路と、前記容器内の絶縁油を前記循環流路に送り前記容器に戻して循環させる循環ポンプと、前記循環流路の途中に設けられた電界印加用の対向電極と、前記循環流路の途中に設けられた金属フィルターあるいは紙フィルターを設置した金属メッシュと、前記金属フィルターあるいは前記金属メッシュに接続されて前記金属フィルターあるいは前記金属メッシュを介し発生電荷密度を測定する電流計を具備したことを特徴とする。
【0015】
（８）本発明に係る流動帯電評価診断装置において、主電極と、対電極により前記対向電極が構成され、前記主電極と前記対電極の間に絶縁油の流路が形成された構成を採用できる。
（９）本発明に係る流動帯電評価診断装置において、前記循環ポンプは、前記容器内の絶縁油を前記流路を介し前記循環流路に送る機能を有する構成を採用できる。
（９）本発明に係る流動帯電評価診断装置において、前記循環ポンプは、前記容器内の絶縁油を前記流路を介し前記循環流路に送る機能を有する構成を採用できる。
【発明の効果】
【0016】
稼働中の電気機器から絶縁油を採取するとその絶縁油には固体絶縁物微粒子が含まれている。電気機器では通電体への通電により経時的に固体絶縁物の表面の一部が微粒子となって絶縁油へ放出される。この放出される微粒子の量は電気機器への通電状態や使用状態により経時的に変化する。そして、絶縁油を収容している電気機器において流動帯電が発生する状態は、固体絶縁物と絶縁油の劣化状態に相関がある。このため、絶縁油中の固体絶縁物微粒子の帯電に伴う状態を把握することで、使用中の電気機器における流動帯電発生を評価することができる。
固体絶縁物微粒子を帯電させて流動帯電発生を診断する場合、固体絶縁物微粒子を含む絶縁油を流動させている間に金属フィルターで固体絶縁物微粒子を捕集し、金属フィルターに接続した電流計により帯電度を測定できる。
更に、流動中の絶縁油に対向電極から電界を印加しながら前述の帯電度の経時変化を観測し、解析することにより、流動帯電に影響を及ぼす絶縁油成分の電気化学的特性を評価することができる。
固体絶縁物微粒子を帯電させて流動帯電発生を診断する場合、固体絶縁物微粒子を含む絶縁油を流動させている間に金属フィルターで固体絶縁物微粒子を捕集し、金属フィルターに接続した電流計により帯電度を測定できる。
更に、流動中の絶縁油に対向電極から電界を印加しながら前述の帯電度の経時変化を観測し、解析することにより、流動帯電に影響を及ぼす絶縁油成分の電気化学的特性を評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明に係る流動帯電評価診断を行う対象の一例である変圧器を示すもので、（Ａ）は変圧器の全体構成図、（Ｂ）は変圧器内部に収容されている鉄心とコイルを示す部分断面図。
【図2】本発明に係る流動帯電評価診断を行う装置の一例を示すもので、（Ａ）は流動帯電評価診断装置の全体構成図、（Ｂ）は金属フィルター設置部を示す部分断面図。
【図3】同装置に設けられている対向電極の構成を示す部分断面図。
【図4】対向電極における主電極と対電極の間に絶縁油が存在し、絶縁油中のイオンが補足される状態を示す説明図。
【図5】対向電極における主電極と対電極の間を絶縁油が流れ、絶縁油中のイオンが補足される状態を示す説明図。
【図6】同装置で求められた帯電度の測定結果の一例を示すグラフ。
【図7】同装置で求められた３５℃における新品絶縁油帯電度の経時変化を示すグラフ。
【図8】同装置で求められた５０℃における新品絶縁油帯電度の経時変化を示すグラフ。
【図9】同装置で求められた３５℃、印加電圧ＤＣ５００Ｖにおける新品絶縁油帯電度の経時変化を示すグラフ。
【図10】同装置で求められた３５℃、印加電圧ＤＣ１０００Ｖにおける新品絶縁油帯電度の経時変化を示すグラフ。
【図11】同装置で求められた５０℃、印加電圧ＤＣ５００Ｖにおける新品絶縁油帯電度の経時変化を示すグラフ。
【図12】同装置で求められた５０℃、印加電圧ＤＣ１０００Ｖにおける新品絶縁油帯電度の経時変化を示すグラフ。
【図13】イオン性物質を含む絶縁油に関し、同装置で求められた３５℃における帯電度の経時変化を示すグラフ。
【図14】イオン性物質を含む絶縁油に関し、同装置で求められた５０℃における帯電度の経時変化を示すグラフ。
【図15】イオン性物質を含む絶縁油に関し、同装置で求められた３５℃、印加電圧ＤＣ５００Ｖにおける帯電度の経時変化を示すグラフ。
【図16】イオン性物質を含む絶縁油に関し、同装置で求められた３５℃、印加電圧ＤＣ１０００Ｖにおける帯電度の経時変化を示すグラフ。
【図17】イオン性物質を含む絶縁油に関し、同装置で求められた５０℃、印加電圧ＤＣ５００Ｖにおける帯電度の経時変化を示すグラフ。
【図18】イオン性物質を含む絶縁油に関し、同装置で求められた５０℃、印加電圧ＤＣ１０００Ｖにおける帯電度の経時変化を示すグラフ。
【図19】イオン性物質と極性物質を含む絶縁油に関し、同装置で求められた３５℃における帯電度の経時変化を示すグラフ。
【図20】イオン性物質と極性物質を含む絶縁油に関し、同装置で求められた５０℃における帯電度の経時変化を示すグラフ。
【図21】イオン性物質と極性物質を含む絶縁油に関し、同装置で求められた３５℃、印加電圧ＤＣ５００Ｖにおける帯電度の経時変化を示すグラフ。
【図22】イオン性物質と極性物質を含む絶縁油に関し、同装置で求められた３５℃、印加電圧ＤＣ１０００Ｖにおける帯電度の経時変化を示すグラフ。
【図23】イオン性物質と極性物質を含む絶縁油に関し、同装置で求められた５０℃、印加電圧ＤＣ５００Ｖにおける帯電度の経時変化を示すグラフ。
【図24】イオン性物質と極性物質を含む絶縁油に関し、同装置で求められた５０℃、印加電圧ＤＣ１０００Ｖにおける帯電度の経時変化を示すグラフ。
【図25】実器変圧器から採取した絶縁油に関し、同装置で求められた３５℃における帯電度の経時変化を示すグラフ。
【図26】実器変圧器から採取した絶縁油に関し、同装置で求められた５０℃における帯電度の経時変化を示すグラフ。
【図27】実器変圧器から採取した絶縁油に関し、同装置で求められた３５℃、印加電圧ＤＣ５００Ｖにおける帯電度の経時変化を示すグラフ。
【図28】実器変圧器から採取した絶縁油に関し、同装置で求められた３５℃、印加電圧ＤＣ１０００Ｖにおける帯電度の経時変化を示すグラフ。
【図29】実器変圧器から採取した絶縁油に関し、同装置で求められた５０℃、印加電圧ＤＣ５００Ｖにおける帯電度の経時変化を示すグラフ。
【図30】実器変圧器から採取した絶縁油に関し、同装置で求められた５０℃、印加電圧ＤＣ１０００Ｖにおける帯電度の経時変化を示すグラフ。
【図31】実器変圧器から採取した絶縁油に極性物質を添加した絶縁油に関し、同装置で求められた３５℃における帯電度の経時変化を示すグラフ。
【図32】実器変圧器から採取した絶縁油に極性物質を添加した絶縁油に関し、同装置で求められた５０℃における帯電度の経時変化を示すグラフ。
【図33】実器変圧器から採取した絶縁油に極性物質を添加した絶縁油に関し、同装置で求められた３５℃、印加電圧ＤＣ５００Ｖにおける帯電度の経時変化を示すグラフ。
【図34】実器変圧器から採取した絶縁油に極性物質を添加した絶縁油に関し、同装置で求められた３５℃、印加電圧ＤＣ１０００Ｖにおける帯電度の経時変化を示すグラフ。
【図35】実器変圧器から採取した絶縁油に極性物質を添加した絶縁油に関し、同装置で求められた５０℃、印加電圧ＤＣ５００Ｖにおける帯電度の経時変化を示すグラフ。
【図36】実器変圧器から採取した絶縁油に極性物質を添加した絶縁油に関し、同装置で求められた５０℃、印加電圧ＤＣ１０００Ｖにおける帯電度の経時変化を示すグラフ。
【図37】実器変圧器から採取した絶縁油にイオン性物質を添加した絶縁油に関し、同装置で求められた３５℃における帯電度の経時変化を示すグラフ。
【図38】実器変圧器から採取した絶縁油にイオン性物質を添加した絶縁油に関し、同装置で求められた５０℃における帯電度の経時変化を示すグラフ。
【図39】実器変圧器から採取した絶縁油にイオン性物質を添加した絶縁油に関し、同装置で求められた３５℃、印加電圧ＤＣ５００Ｖにおける帯電度の経時変化を示すグラフ。
【図40】実器変圧器から採取した絶縁油にイオン性物質を添加した絶縁油に関し、同装置で求められた３５℃、印加電圧ＤＣ１０００Ｖにおける帯電度の経時変化を示すグラフ。
【図41】実器変圧器から採取した絶縁油にイオン性物質を添加した絶縁油に関し、同装置で求められた５０℃、印加電圧ＤＣ５００Ｖにおける帯電度の経時変化を示すグラフ。
【図42】実器変圧器から採取した絶縁油にイオン性物質を添加した絶縁油に関し、同装置で求められた５０℃、印加電圧ＤＣ１０００Ｖにおける帯電度の経時変化を示すグラフ。
【図43】実器変圧器から採取した絶縁油にイオン性物質と極性物質を添加した絶縁油に関し、同装置で求められた３５℃における帯電度の経時変化を示すグラフ。
【図44】実器変圧器から採取した絶縁油にイオン性物質と極性物質を添加した絶縁油に関し、同装置で求められた５０℃における帯電度の経時変化を示すグラフ。
【図45】実器変圧器から採取した絶縁油にイオン性物質と極性物質を添加した絶縁油に関し、同装置で求められた３５℃、印加電圧ＤＣ５００Ｖにおける帯電度の経時変化を示すグラフ。
【図46】実器変圧器から採取した絶縁油にイオン性物質と極性物質を添加した絶縁油に関し、同装置で求められた３５℃、印加電圧ＤＣ１０００Ｖにおける帯電度の経時変化を示すグラフ。
【図47】実器変圧器から採取した絶縁油にイオン性物質と極性物質を添加した絶縁油に関し、同装置で求められた５０℃、印加電圧ＤＣ５００Ｖにおける帯電度の経時変化を示すグラフ。
【図48】実器変圧器から採取した絶縁油にイオン性物質と極性物質を添加した絶縁油に関し、同装置で求められた５０℃、印加電圧ＤＣ１０００Ｖにおける帯電度の経時変化を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【0018】
＜第１実施形態＞
以下、本発明に係る流動帯電評価診断を行う場合について電気機器の１種である油入変圧器の場合を例にとり、図面に基づき説明する。
図１は油入変圧器の一例構造を示すもので、この例の変圧器１は、タンク２の内部に複数のコイル体３がそれらの中心軸を上下に向けて収容され、タンク２の内部に絶縁油が満たされてなる。各コイル体３の中心部にケイ素鋼板などの磁性体からなる鉄心５が挿通され、各鉄心５は各々の上下端部においてケイ素鋼板などの磁性体からなる上部鉄心６に一体化されている。
各鉄心５の両端部と上部鉄心６の周囲を囲むように枠状の締め金部７が設けられ、上下の締め金部７に締め付け金具８が延出形成され、上下の締め付け金具８により各コイル体３が上下から挟まれ、各コイル体３に締め付け力が付加されている。
以下、本発明に係る流動帯電評価診断を行う場合について電気機器の１種である油入変圧器の場合を例にとり、図面に基づき説明する。
図１は油入変圧器の一例構造を示すもので、この例の変圧器１は、タンク２の内部に複数のコイル体３がそれらの中心軸を上下に向けて収容され、タンク２の内部に絶縁油が満たされてなる。各コイル体３の中心部にケイ素鋼板などの磁性体からなる鉄心５が挿通され、各鉄心５は各々の上下端部においてケイ素鋼板などの磁性体からなる上部鉄心６に一体化されている。
各鉄心５の両端部と上部鉄心６の周囲を囲むように枠状の締め金部７が設けられ、上下の締め金部７に締め付け金具８が延出形成され、上下の締め付け金具８により各コイル体３が上下から挟まれ、各コイル体３に締め付け力が付加されている。
【0019】
本実施形態においてコイル体３は、図１（Ｂ）に示すように外側コイル９と内側コイル１０からなり、外側コイル９は巻線（通電体）１１と絶縁スペーサー（固体絶縁物）１２を上下に積層した積層体を上部絶縁体１３と下部絶縁体１５により挟み付けて構成されている。内側コイル１０は巻線（通電体）１６と絶縁スペーサー（固体絶縁物）１７を上下に積層した積層体を上部絶縁体１８と下部絶縁体１９で挟み付けて構成されている。
上部絶縁体１３、１８と下部絶縁体１５、１９を上下の締め付け金具８により挟み付けることで各コイル体３には上下から締め付け力が作用され、この状態でコイル体３は絶縁油に浸漬されている。
上部絶縁体１３、１８と下部絶縁体１５、１９を上下の締め付け金具８により挟み付けることで各コイル体３には上下から締め付け力が作用され、この状態でコイル体３は絶縁油に浸漬されている。
【0020】
前記構成の変圧器１は、送電線などから送られる高電圧を電力使用者の近くで降圧する用途などに使用されるので、外側コイル９および内側コイル１０に内在する巻線１１（通電体）、１６（通電体）には常時電流が流されている。巻線１１、１６に電流を流すことで電磁力が作用するので、コイル体３や鉄心５には電磁力が作用し、これらが振動する。 また、送電線で短絡事故や地絡事故などが起きると変圧器１の巻線１１、１６には定格負荷電流の１０倍から数１０倍に達する大きな電流が流れることがあり、規格以上の電磁力と振動が作用することもある。
これら締め付け力と振動が常時作用するコイル９、１０、巻線１１、１６に巻かれた絶縁紙（固体絶縁物）や絶縁紙の集合体である絶縁スペーサー１２、１７、絶縁体１３、１５、１８、１９や鉄心５とコイル体３を隔てる固体絶縁物（図示略）、あるいは、外側コイル９と内側コイル１０を隔てる固体絶縁物（図示略）から、絶縁紙を構成する繊維の一部が固体絶縁物微粒子となって経時的に絶縁油の中に分離する。
これら締め付け力と振動が常時作用するコイル９、１０、巻線１１、１６に巻かれた絶縁紙（固体絶縁物）や絶縁紙の集合体である絶縁スペーサー１２、１７、絶縁体１３、１５、１８、１９や鉄心５とコイル体３を隔てる固体絶縁物（図示略）、あるいは、外側コイル９と内側コイル１０を隔てる固体絶縁物（図示略）から、絶縁紙を構成する繊維の一部が固体絶縁物微粒子となって経時的に絶縁油の中に分離する。
【0021】
一方、変圧器１の絶縁油は種々の要因から経時的に徐々に劣化が進行する。
本願発明者は、絶縁油の劣化の進行度合いと上記絶縁紙から絶縁油内に放出された繊維の微粒子（固体絶縁物微粒子）の状態が変圧器１の流動帯電発生のし易さを表すと想定した。
そこで、実使用中の実器変圧器から、繊維の微粒子を含む絶縁油の一部を評価診断用に採取し、以下に説明する流動帯電評価診断装置により診断することで、実器変圧器において、帯電度に及ぼす絶縁油成分の電気化学的特性を診断することができる。
本願発明者は、絶縁油の劣化の進行度合いと上記絶縁紙から絶縁油内に放出された繊維の微粒子（固体絶縁物微粒子）の状態が変圧器１の流動帯電発生のし易さを表すと想定した。
そこで、実使用中の実器変圧器から、繊維の微粒子を含む絶縁油の一部を評価診断用に採取し、以下に説明する流動帯電評価診断装置により診断することで、実器変圧器において、帯電度に及ぼす絶縁油成分の電気化学的特性を診断することができる。
【0022】
図２（Ａ）は、流動帯電評価診断装置の一実施形態を示すもので、この実施形態の流動帯電評価診断装置３０は、変圧器１から採取した絶縁油３１を貯留する容器３２と、容器３２に接続された循環流路３３と、循環流路３３の一部に組み込まれた循環ポンプ３５と、循環流路３３の一部に組み込まれた静電気発生部３６、３６と、これらの静電気発生部３６に接続された電流計（微小電流計）３７を主体として構成されている。
容器３２の周面に加熱ヒーター３８が巻き付けられ、この加熱ヒーター３８が図示略の電源に接続されていて、加熱ヒーター３８の発熱によって容器３２内の絶縁油３１を目的の測定温度に加温できるようになっている。
容器３２の周面に加熱ヒーター３８が巻き付けられ、この加熱ヒーター３８が図示略の電源に接続されていて、加熱ヒーター３８の発熱によって容器３２内の絶縁油３１を目的の測定温度に加温できるようになっている。
【0023】
容器３２の開口部には蓋体３９が着脱自在に装着され、この蓋体３９を上下に貫通して容器内の絶縁油３１に到達するように引出管４０と戻管４１が設けられている。
引出管４０の途中に循環ポンプ３５が組み込まれ、引出管４０の外部終端側に第１の３方弁４２と第２の３方弁４５を介し並列流路４３が接続されている。第１の３方弁４２の１つのポートは、第１接続管４２Ａにより第２の３方弁４５の１つのポートに接続され、第２の３方弁４５の他のポートは、第２接続管４５Ａを介し第３の３方弁４８の１つのポートに接続されている。
引出管４０の途中に循環ポンプ３５が組み込まれ、引出管４０の外部終端側に第１の３方弁４２と第２の３方弁４５を介し並列流路４３が接続されている。第１の３方弁４２の１つのポートは、第１接続管４２Ａにより第２の３方弁４５の１つのポートに接続され、第２の３方弁４５の他のポートは、第２接続管４５Ａを介し第３の３方弁４８の１つのポートに接続されている。
【0024】
第３の３方弁４８の他の１つのポートに流路管４８Ａが接続され、流路管４８Ａの他端側は一方の静電気発生部３６の一側に接続されている。第３の３方弁４８の残り１つのポートに流路管４８Ｂが接続され、流路管４８Ｂの他端側は他方の静電気発生部３６の一側に接続されている。
一方の静電気発生部３６の他側は流路管４９Ａを介し第４の３方弁４９の１つのポートに接続され、他方の静電気発生部３６の他側は流路管４９Ｂを介し第４の３方弁４９の他の１つのポートに接続されている。第４の３方弁４９の残り１つのポートは、流路管４９Ｃを介し第１の３方弁４２の残り１つのポートに接続されている。
また、第２の３方弁４５の残り一つのポートに中継管４６が接続され、中継管４６の他端側に流量計４７を介し戻管４１の一端が接続されている。
一方の静電気発生部３６の他側は流路管４９Ａを介し第４の３方弁４９の１つのポートに接続され、他方の静電気発生部３６の他側は流路管４９Ｂを介し第４の３方弁４９の他の１つのポートに接続されている。第４の３方弁４９の残り１つのポートは、流路管４９Ｃを介し第１の３方弁４２の残り１つのポートに接続されている。
また、第２の３方弁４５の残り一つのポートに中継管４６が接続され、中継管４６の他端側に流量計４７を介し戻管４１の一端が接続されている。
【0025】
前述の構造において、第１の３方弁４２と第１接続管４２Ａと第２の３方弁４５と第２接続管４５Ａと第３の３方弁４８と流路管４８Ａ、４８Ｂと、流路管４９Ａ、４９Ｂと第４の３方弁４９と流路管４９Ｃにより循環流路３３が構成されている。
並列流路４３は、第３の３方弁４８と流路管４８Ａと一方の静電気発生部３６と流路管４９Ａと第４の３方弁４９と流路管４９Ｂと他方の静電気発生部３６と流路管４８Ｂから構成されている。
並列流路４３は、第３の３方弁４８と流路管４８Ａと一方の静電気発生部３６と流路管４９Ａと第４の３方弁４９と流路管４９Ｂと他方の静電気発生部３６と流路管４８Ｂから構成されている。
【0026】
以上の配管構成において、循環ポンプ３５により引出管４０を介し絶縁油３１を容器３２から抜き出し、第１の３方弁４２側に送り、流路管４９Ｃを介し静電気発生部３６、３６を通過させて第３の３方弁４８側に絶縁油３１を送り、第３の３方弁４８、第２の３方弁４５、中継管４６、戻管４１を介し絶縁油３１を容器３２に戻すことができる。
【0027】
静電気発生部３６は、流路管４８Ａまたは流路管４８Ｂに接続された継手型の上部ホルダー５０、および、流路管４９Ａまたは流路管４９Ｂに接続された継手型の下部ホルダー５１を備えている。更に、静電気発生部３６は、上部ホルダー５０および下部ホルダー５１の間にシールリング５２を介し挟持された円盤状の金属フィルター５３を備えている。上部ホルダー５０の上部側には流路管４８Ａあるいは流路管４８Ｂに接続するための接続口５０ａが形成され、上部ホルダー５０の内底部側には下広がり状の拡開路５０ｂが形成されている。下部ホルダー５１の下部側には流路管４９Ａまたは流路管４９Ｂに接続するための接続口５１ａが形成され、下部ホルダー５１の内上部側には上広がり状の拡開路５１ｂが形成されている。金属フィルター５３の孔径（ポアサイズ；目の粗さ）は５０μｍ程度に設定されている。
【0028】
上部ホルダー５０の拡開路５０ｂと下部ホルダー５１の拡開路５１ｂに挟まれるように金属フィルター５３が設けられている。このため、流路管４９Ａから流路管４８Ａ側に、あるいは、流路管４９Ｂから流路管４８Ｂ側に絶縁油３１が流動する場合、絶縁油３１の内部に含まれている繊維などの固体微粒子は金属フィルター５３に補足されるようになっている。これらの金属フィルター５３は、循環流路３３の一部に設置されていることとなる。なお、金属フィルター５３に代え、紙フィルターを金属メッシュに装着した構成を採用し、金属メッシュに電流計３７を接続しても良い。
また、本実施形態においては、２つの静電気発生部３６を並列配管４３に組み込んで構成したが、１つの静電気発生部３６のみを使用する。あるいは、一方を金属フィルタに捕集した固体絶縁物、一方を金属メッシュで支持した紙フィルターとする事ができる。
また、本実施形態においては、２つの静電気発生部３６を並列配管４３に組み込んで構成したが、１つの静電気発生部３６のみを使用する。あるいは、一方を金属フィルタに捕集した固体絶縁物、一方を金属メッシュで支持した紙フィルターとする事ができる。
【0029】
先に説明した変圧器１に備えられている絶縁スペーサー１２、１７、絶縁物１３、１５、１８、１９、鉄心５とコイル体３を隔てる絶縁物や、外側コイル９と内側コイル１０を隔てる絶縁物は絶縁紙からなり、絶縁紙は針葉樹のパルプからなる。これらパルプの繊維は幅２０～５０μｍ、長さ５０μｍ～２ｍｍ、厚さ２μｍ程度であるので、前記金属フィルター５３の目の粗さは、前記サイズの繊維などの微粒子を捕集できる程度の大きさに設定されている。
上部ホルダー５０の上方の流路管４８Ａ（あるいは流路管４８Ｂ）には開閉弁５５が組み込まれ、下部ホルダー５１の下方の流路管４９Ａ（あるいは流路管４９Ｂ）には開閉弁５６が組み込まれている。
上部ホルダー５０の上方の流路管４８Ａ（あるいは流路管４８Ｂ）には開閉弁５５が組み込まれ、下部ホルダー５１の下方の流路管４９Ａ（あるいは流路管４９Ｂ）には開閉弁５６が組み込まれている。
【0030】
下部ホルダー５１の内部を貫通して金属フィルター５３に接続された検出線３７ａが設けられ、この下部ホルダー５１の外部に延出された検出線３７ａには電流計（微小電流計）３７が接続され、電流計３７は接地されている。この電流計３７は、２つの静電気発生部３６に設けられている金属フィルター５３に溜まる電荷を検出するために設けられている。
【0031】
容器３２の内部において、引出管４０の下端直下に以下に説明する円筒状の電界印加用の対向電極７０が接続されている。
対向電極７０は、図３に断面構造を示すように、金属製の外筒７１と金属製の円柱７２を備えている。
円柱７２の一端側と他端側にねじ穴７４が形成され、これらのねじ穴７４にそれぞれポリテトラフルオロエチレン製の連結ボルト７５が螺合されている。円柱７２の端部側において連結ボルト７５が螺合されている部分にポリテトラフルオロエチレン製のリング部材７６と金属製のリング部材７７が介挿されている。
対向電極７０は、図３に断面構造を示すように、金属製の外筒７１と金属製の円柱７２を備えている。
円柱７２の一端側と他端側にねじ穴７４が形成され、これらのねじ穴７４にそれぞれポリテトラフルオロエチレン製の連結ボルト７５が螺合されている。円柱７２の端部側において連結ボルト７５が螺合されている部分にポリテトラフルオロエチレン製のリング部材７６と金属製のリング部材７７が介挿されている。
【0032】
対向電極７０において外筒７１の一端開口部側にキャップ状のメッシュ部材７８が装着され、このメッシュ部材７８を下に向けて対向電極７０は容器の蓋体３９に下向きに取り付けられている。
外筒７１の上端開口部側にポリテトラフルオロエチレン製のリング部材６７とキャップ部材７９が装着されている。リング部材６７には油密のためフッ素ゴム製のＯ-リング６８が装着されている。キャップ部材７９の上端に形成されている筒軸部８０に螺合する継手部材８１が蓋体３９を上下に貫通するように設けられている。蓋体３９とキャップ部材７９との間にポリテトラフルオロエチレン製のリング部材６９が挿入されており、電極部と蓋体３９を絶縁している。リング部材６９と蓋体３９の間にはフッ素ゴム製のＯ-リング６９ａが挿入されており気密性を持たせている。蓋体３９の上方に突出した継手部材８１は、筒型のボルト台座８２により支持され、ボルト台座８２の上端に引出管４０が接続されている。ボルト台座８２は複数の取付ボルト８３により蓋体３９に固定されている。ボルト台座８２と蓋体３９の間にはフッ素ゴム製のＯ-リング７３が挿入されており気密性を持たせている。
外筒７１の上端開口部側にポリテトラフルオロエチレン製のリング部材６７とキャップ部材７９が装着されている。リング部材６７には油密のためフッ素ゴム製のＯ-リング６８が装着されている。キャップ部材７９の上端に形成されている筒軸部８０に螺合する継手部材８１が蓋体３９を上下に貫通するように設けられている。蓋体３９とキャップ部材７９との間にポリテトラフルオロエチレン製のリング部材６９が挿入されており、電極部と蓋体３９を絶縁している。リング部材６９と蓋体３９の間にはフッ素ゴム製のＯ-リング６９ａが挿入されており気密性を持たせている。蓋体３９の上方に突出した継手部材８１は、筒型のボルト台座８２により支持され、ボルト台座８２の上端に引出管４０が接続されている。ボルト台座８２は複数の取付ボルト８３により蓋体３９に固定されている。ボルト台座８２と蓋体３９の間にはフッ素ゴム製のＯ-リング７３が挿入されており気密性を持たせている。
【0033】
対向電極７０はメッシュ部材７８を最下端にして絶縁油３１に浸漬され、対向電極７０の上端に引出管４０が接続されているので、循環ポンプ３５は対向電極７０を介し絶縁油３１を引き出すことができる。対向電極７０において、メッシュ部材７８を介し外筒７１の内部に吸い込まれた絶縁油３１は、下方の連結ボルト７５の頭部周囲を通過して外筒７１と内筒７２の隙間を上方に移動できる。外筒７１と内筒７２の隙間の上端に移動した絶縁油３１は、上方の連結ボルト７５の頭部周囲を通過し、キャップ部材７９と筒軸部８０と継手部材８１を通過して引出管４０に到達できるように構成されている。対向電極７０は、外筒７１の内面と内筒７２の外面の隙間を流動する絶縁油３１に対し電界を作用するための電極である。
【0034】
容器３２の側方に蓋体３９を貫通した配線６１を介し対向電極７０に接続された計測装置６２が設けられている。また、図２（Ａ）では略されているが、外筒７１の外面と内筒７２の内面に電源接続用の配線が接続され、これらの配線が容器３２の外部に配置された図示略の電源部に接続されている。この電源部は、外筒７１と内筒７２の間に１００Ｖ～１０００Ｖ程度の電圧を印加できる電源である。ここでは外筒７１を主電極と呼称でき、内筒７２を対電極と呼称できる。なお、外筒（主電極）７１と内筒（対電極）７２の間に印加する電圧は５００Ｖ～１０００Ｖ程度が望ましい。
電源部は直流電源でも良いし、交流電源でも良い。直流電源の場合、上述の電圧印加により外筒７１と内筒７２の間隙に所望の電界を印加できる。交流電源の場合、整流した電界を外筒７１と内筒７２の間隙に交流電圧を印加できるものが望ましい。外筒７１と内筒７２の間隙は、０．５ｍｍ～２ｍｍ程度、例えば１ｍｍ程度に形成される。
電源部は直流電源でも良いし、交流電源でも良い。直流電源の場合、上述の電圧印加により外筒７１と内筒７２の間隙に所望の電界を印加できる。交流電源の場合、整流した電界を外筒７１と内筒７２の間隙に交流電圧を印加できるものが望ましい。外筒７１と内筒７２の間隙は、０．５ｍｍ～２ｍｍ程度、例えば１ｍｍ程度に形成される。
【0035】
なお、対向電極７０において、主電極と対電極は筒体である必要は無く、イオンを捕捉できる形状の電極であれば任意の形状で差し支えない。また、外筒と内筒を金属製とする必要は無く、セラミック製や樹脂製の外筒の内面や内筒の外面に金属層を設けてこれらを主電極と対電極としても良い。
【0036】
また、図２（Ａ）に示すように蓋体３９を貫通して蓋体３９の下方空間に連通する供給管６３が設けられ、この供給管６３にはシリカゲル等の乾燥剤収容部６５を介し空気供給源が接続され、供給管６３にはオキシゲントラップ６６を介し窒素ガス供給源が接続されている。
【0037】
次に、図２に示す流動帯電評価診断装置３０を用いて流動帯電評価診断方法を行う場合の一例について説明する。
図１（Ａ）、（Ｂ）に示す構成であり、使用中の変圧器１から、必要量の絶縁油を抜き出す。変圧器１のタンク２に設けられている図示略のバルブを介しタンク２の内部から診断に必要な量の絶縁油を採取することができる。
変圧器１を継続使用していると、通電体である巻線１１、１６に通電し、巻線１１、１６が発生させた電磁力により巻線１１、１６を含めたコイル体３あるいは鉄心５に振動が発生する。また、絶縁スペーサー１２、１７、絶縁物１３、１５、１８、１９や鉄心５とコイル体３を隔てる絶縁物や、外側コイル９と内側コイル１０を隔てる絶縁物が絶縁紙からなるので、この絶縁紙が絶縁油の流れにさらされていること、通電の影響あるいは電磁力の影響などによって振動されること、短絡や地絡などの発生により通常とは異なる影響を受けること、などが要因となって絶縁紙の繊維の一部が剥離し、微粒子として絶縁油の中に放出される。
使用中の変圧器１から絶縁油を採取すると、絶縁油の中には絶縁スペーサー１２、１７、絶縁物１３、１５、１８、１９や鉄心５とコイル体３を隔てる絶縁物や、外側コイル９と内側コイル１０を隔てる絶縁物を構成する繊維の一部が微粒子として必然的に混入している。
図１（Ａ）、（Ｂ）に示す構成であり、使用中の変圧器１から、必要量の絶縁油を抜き出す。変圧器１のタンク２に設けられている図示略のバルブを介しタンク２の内部から診断に必要な量の絶縁油を採取することができる。
変圧器１を継続使用していると、通電体である巻線１１、１６に通電し、巻線１１、１６が発生させた電磁力により巻線１１、１６を含めたコイル体３あるいは鉄心５に振動が発生する。また、絶縁スペーサー１２、１７、絶縁物１３、１５、１８、１９や鉄心５とコイル体３を隔てる絶縁物や、外側コイル９と内側コイル１０を隔てる絶縁物が絶縁紙からなるので、この絶縁紙が絶縁油の流れにさらされていること、通電の影響あるいは電磁力の影響などによって振動されること、短絡や地絡などの発生により通常とは異なる影響を受けること、などが要因となって絶縁紙の繊維の一部が剥離し、微粒子として絶縁油の中に放出される。
使用中の変圧器１から絶縁油を採取すると、絶縁油の中には絶縁スペーサー１２、１７、絶縁物１３、１５、１８、１９や鉄心５とコイル体３を隔てる絶縁物や、外側コイル９と内側コイル１０を隔てる絶縁物を構成する繊維の一部が微粒子として必然的に混入している。
【0038】
使用中の変圧器１から採取した絶縁油３１を図２（Ａ）に示す装置の容器３２に必要量投入し、容器３２の開口部を蓋体３９で閉じて気密状態とする。また、蓋体３９で容器３２の開口部を閉じる場合、供給管６３の下端を絶縁油３１の油面位置より下方に位置させて窒素ガスを送り込み、窒素封入を行うことが好ましい。
次に、循環ポンプ３５を作動させて容器３２内から絶縁油３１を吸い上げ、並列流路４３に送る。並列流路４３では流路管４９Ｃから静電気発生部３６、３６に絶縁油３１を流すことができるので、絶縁油３１は金属フィルター５３、５３を通過した後、戻管４１を介し容器３２に戻される。
この絶縁油循環動作を所定時間繰り返すと、絶縁油に含まれている微量の微粒子は金属フィルター５３の下面側に順次捕捉されて蓄積される。
別に使用中の変圧器１から採取した絶縁油３１を金属フィルター５３でろ過し、固体絶縁物を捕集した金属フィルターを使用することができる。
次に、循環ポンプ３５を作動させて容器３２内から絶縁油３１を吸い上げ、並列流路４３に送る。並列流路４３では流路管４９Ｃから静電気発生部３６、３６に絶縁油３１を流すことができるので、絶縁油３１は金属フィルター５３、５３を通過した後、戻管４１を介し容器３２に戻される。
この絶縁油循環動作を所定時間繰り返すと、絶縁油に含まれている微量の微粒子は金属フィルター５３の下面側に順次捕捉されて蓄積される。
別に使用中の変圧器１から採取した絶縁油３１を金属フィルター５３でろ過し、固体絶縁物を捕集した金属フィルターを使用することができる。
【0039】
捕捉された微粒子が絶縁油と接触し流動帯電して金属フィルター５３に電荷が流れるので、この電荷を電流計３７で測定することができる。上述の絶縁油３１の循環動作を所定時間行うならば、絶縁油３１を流し続けるので常に帯電が生じ、順次、発生電荷密度を計測できる。循環動作については、数分～数１００時間程度実施することができる。
絶縁油の温度を加熱ヒーター３８により例えば３５℃あるいは５０℃程度に加熱保持し、絶縁油３１の流速を例えば１．５ｃｍ／ｓ程度に一定値として所定時間循環後、帯電度を計測する。また、帯電度の計測に際し、帯電度の計測開始後、所定時間経過後に対向電極７０に通電しながら更に所定時間、経時的に帯電度を測定する。対向電極７０への通電後、帯電度を測定する時間は、例えば、数１００ｓｅｃ程度、実施することができる。
この計測により数ｐＣ／ｍＬなどの割合の帯電度を経時的に所定時間、連続計測することができる。なお、本願明細書において帯電度とは、上述の絶縁油の流動により金属フィルター５３に帯電した帯電電荷発生量をｐＣ／ｍＬの単位で表したものとする。
絶縁油の温度を加熱ヒーター３８により例えば３５℃あるいは５０℃程度に加熱保持し、絶縁油３１の流速を例えば１．５ｃｍ／ｓ程度に一定値として所定時間循環後、帯電度を計測する。また、帯電度の計測に際し、帯電度の計測開始後、所定時間経過後に対向電極７０に通電しながら更に所定時間、経時的に帯電度を測定する。対向電極７０への通電後、帯電度を測定する時間は、例えば、数１００ｓｅｃ程度、実施することができる。
この計測により数ｐＣ／ｍＬなどの割合の帯電度を経時的に所定時間、連続計測することができる。なお、本願明細書において帯電度とは、上述の絶縁油の流動により金属フィルター５３に帯電した帯電電荷発生量をｐＣ／ｍＬの単位で表したものとする。
【0040】
絶縁油に接する紙繊維の表面積が大きいほど流動帯電で発生する電荷量は大きくなると考えられる。
前述の帯電度（電荷発生量）について経時的に測定した結果を複数の変圧器の絶縁油を用いて図２に示す流動帯電評価診断装置３０で計測しておき、変圧器ごと絶縁油の情報として蓄積し、それぞれ解析することにより、各変圧器における流動帯電を評価診断することができる。これにより絶縁油の電気化学特性を評価診断できる。
前述の帯電度（電荷発生量）について経時的に測定した結果を複数の変圧器の絶縁油を用いて図２に示す流動帯電評価診断装置３０で計測しておき、変圧器ごと絶縁油の情報として蓄積し、それぞれ解析することにより、各変圧器における流動帯電を評価診断することができる。これにより絶縁油の電気化学特性を評価診断できる。
【0041】
対向電極７０に対する通電開始後、帯電度について経時的に測定する場合、絶縁油３１に正または負のイオンが含まれている場合、イオンの挙動は図４または図５に示すようになると推定される。
図４は、外筒７１と内筒７２の隙間に絶縁油３１が存在し、絶縁油３１が停止している場合、ＤＣの印加により内筒７２が正極、外筒７１が負極であるとすると、絶縁油中の負のイオン（絶縁油中の化学成分）は内筒７２側に引き寄せられるように徐々に移動する。
図５に示すように絶縁油３１が外筒７１と内筒７２の隙間を上方に向かって流動していると仮定すると、負のイオンは絶縁油の流れに沿いつつ内筒７２側に引き寄せられるように移動する。しかし、内筒７２側に負のイオンが捕捉される割合は、外筒７１と内筒７２の隙間の大きさ、印加電圧の大小、絶縁油３１の流速に影響を受け、一部の負のイオンは外筒７１と内筒７２の間を通過し、引出管４０に到達する。
このため、本実施形態では、外筒７１と内筒７２の隙間を１ｍｍに設定し、隙間の長さ（内筒７２の長さに相当）を６ｃｍに設定し、ＤＣ１００Ｖを印加し、流量１．２ｃｍ３／ｓの条件に設定することを想定し、以下の基礎実験を実施した。金属フィルターの孔径（ポアサイズ）は５０μｍとした。
図４は、外筒７１と内筒７２の隙間に絶縁油３１が存在し、絶縁油３１が停止している場合、ＤＣの印加により内筒７２が正極、外筒７１が負極であるとすると、絶縁油中の負のイオン（絶縁油中の化学成分）は内筒７２側に引き寄せられるように徐々に移動する。
図５に示すように絶縁油３１が外筒７１と内筒７２の隙間を上方に向かって流動していると仮定すると、負のイオンは絶縁油の流れに沿いつつ内筒７２側に引き寄せられるように移動する。しかし、内筒７２側に負のイオンが捕捉される割合は、外筒７１と内筒７２の隙間の大きさ、印加電圧の大小、絶縁油３１の流速に影響を受け、一部の負のイオンは外筒７１と内筒７２の間を通過し、引出管４０に到達する。
このため、本実施形態では、外筒７１と内筒７２の隙間を１ｍｍに設定し、隙間の長さ（内筒７２の長さに相当）を６ｃｍに設定し、ＤＣ１００Ｖを印加し、流量１．２ｃｍ３／ｓの条件に設定することを想定し、以下の基礎実験を実施した。金属フィルターの孔径（ポアサイズ）は５０μｍとした。
【0042】
イオンの平均移動距離＝移動度（ｃｍ２／Ｖｓ）×電界強度（Ｖ／ｃｍ）×通過時間 の関係を有し、少なくとも３．３秒の間に０．１ｃｍ移動する必要があると仮定できるので、０．１ｃｍ＝ μｍ２／Ｖｓ×１０００Ｖ／ｃｍ×３．３ｓ
と仮定すると、μ＝３．０×１０－５ｃｍ２／Ｖｓの関係から、絶縁油の移動度は、１０－６レベル程度と推定できるので、１００Ｖでは電圧不足と推定できる。
印加電圧をＤＣ５００Ｖとすると、μ＝６．０×１０－５ｃｍ２／Ｖｓとなり、対向電極７０で捕捉できるイオンの割合が高くなると推定できるので、以下に説明する基礎試験の印加電圧は５００Ｖで開始した。
と仮定すると、μ＝３．０×１０－５ｃｍ２／Ｖｓの関係から、絶縁油の移動度は、１０－６レベル程度と推定できるので、１００Ｖでは電圧不足と推定できる。
印加電圧をＤＣ５００Ｖとすると、μ＝６．０×１０－５ｃｍ２／Ｖｓとなり、対向電極７０で捕捉できるイオンの割合が高くなると推定できるので、以下に説明する基礎試験の印加電圧は５００Ｖで開始した。
【0043】
図２（Ａ）に示す流動帯電評価診断装置３０を用い、上述の隙間１ｍｍ、隙間長さ６ｃｍ、ＤＣ電圧５００Ｖに設定し、流量１．２ｃｍ３／ｓでイオンを含む絶縁油（加速劣化油）を循環させ、静電気発生部３６は金属メッシュで支持した紙フィルターとした。
任意の時点から、ＤＣ電圧を印加し、印加電圧を段階的に５００Ｖまで上昇させ、６分程度５００Ｖ印加後、電圧印加を止めて除電し、その後、１０分程度経過するまで、電圧印加５分前から連続的に帯電度を計測した基礎試験結果の一例を図６に示す。図６は、帯電度の経時変化を示す。
なお、この基礎試験で用いた加速劣化油とは、パラフィン系の絶縁油を窒素雰囲気、銅触媒存在下、９５℃で加熱劣化させた絶縁油である。
任意の時点から、ＤＣ電圧を印加し、印加電圧を段階的に５００Ｖまで上昇させ、６分程度５００Ｖ印加後、電圧印加を止めて除電し、その後、１０分程度経過するまで、電圧印加５分前から連続的に帯電度を計測した基礎試験結果の一例を図６に示す。図６は、帯電度の経時変化を示す。
なお、この基礎試験で用いた加速劣化油とは、パラフィン系の絶縁油を窒素雰囲気、銅触媒存在下、９５℃で加熱劣化させた絶縁油である。
【0044】
図６に示す結果から、絶縁油中の正負イオンのいずれかが、外筒７１あるいは円柱７２が形成した電界に捕捉されるので、印加電圧の上昇と時間経過に伴い、帯電度が低下することがわかる。そして、電圧印加を止めて除電すると、帯電度は電圧印加前の状態に近づくことがわかった。
絶縁油を用いた上述の試験を実施し、図６に示すような波形が得られた場合、電圧印加と時間の経過に伴い、帯電度が徐々に低下するのは、図５を用いて説明したように、絶縁油に含まれている正負イオンのいずれかが対向電極７０において捕捉された結果であると考えられる。図６に示す結果に従い、電圧印加前の電圧未印加時の帯電度を示す波形と、電圧印加後の帯電度を示す波形を比較する解析を行うことで、対向電極７０に通電することにより、絶縁油３１に含まれるイオンバランスを調整できることがわかる。
絶縁油を用いた上述の試験を実施し、図６に示すような波形が得られた場合、電圧印加と時間の経過に伴い、帯電度が徐々に低下するのは、図５を用いて説明したように、絶縁油に含まれている正負イオンのいずれかが対向電極７０において捕捉された結果であると考えられる。図６に示す結果に従い、電圧印加前の電圧未印加時の帯電度を示す波形と、電圧印加後の帯電度を示す波形を比較する解析を行うことで、対向電極７０に通電することにより、絶縁油３１に含まれるイオンバランスを調整できることがわかる。
【0045】
換言すると、図６に示すような波形を得ることができる絶縁油の場合、絶縁油の循環経路に対向電極７０を配置し、絶縁油に必要な電圧を印加し、イオンを捕捉すると、変圧器１において流動帯電を抑制できると考えられる。また、この絶縁油に関し、流動帯電を抑制可能な絶縁油であると、評価診断することができる。
この評価診断は、対向電極７０に対し通電する前の電圧未印加時の帯電度の波形と、電圧印加後の帯電度の波形を比較して解析し、その結果に基づいて絶縁油の流動帯電を評価診断したこととなる。また、この評価診断は、絶縁油に含まれるイオンの挙動を加味し評価しているので、帯電度に及ぼす絶縁油の電気化学的特性を動的に評価していることとなる。
この評価診断は、対向電極７０に対し通電する前の電圧未印加時の帯電度の波形と、電圧印加後の帯電度の波形を比較して解析し、その結果に基づいて絶縁油の流動帯電を評価診断したこととなる。また、この評価診断は、絶縁油に含まれるイオンの挙動を加味し評価しているので、帯電度に及ぼす絶縁油の電気化学的特性を動的に評価していることとなる。
【0046】
変圧器においては、通常、内部に油道が設けられ、絶縁油は油道に沿って循環されるので、この絶縁油循環のための油道のどこかに対向電極７０を設け、電極間に電圧を印加することにより正負イオンの捕捉を行うと、絶縁油を充填した変圧器における流動帯電を抑制できると考えられる。
【0047】
図２に示す流動帯電評価診断装置３０によれば、使用中の変圧器１から評価に必要な絶縁油を抜き出し、絶縁油に含まれている繊維の微粒子の帯電状態を電流計３７で計測すればよいので、使用中の変圧器１に収容されている絶縁油の流動帯電のし易さについて変圧器１を止めることなく、変圧器１を分解することなく評価診断することができる。
また、流動帯電評価診断装置３０によれば、容器３２内の絶縁油の温度を加熱ヒーター３８で調節した上で計測できる。よって、絶縁油の温度に応じた流動帯電発生の状態を診断することができる。また、絶縁油の温度を高温度に設定し、金属フィルター５３の電荷を測定することで絶縁油の加速試験による評価診断を実施できる。
また、流動帯電評価診断装置３０によれば、容器３２内の絶縁油の温度を加熱ヒーター３８で調節した上で計測できる。よって、絶縁油の温度に応じた流動帯電発生の状態を診断することができる。また、絶縁油の温度を高温度に設定し、金属フィルター５３の電荷を測定することで絶縁油の加速試験による評価診断を実施できる。
【0048】
以上説明の図６に示す帯電度を求めた結果を複数の絶縁油において実際に得ることができるか否か、確認するため、以下に説明する実施例において種々の絶縁油を用いて通電試験を実施した。
【実施例0049】
孔径（ポアサイズ）５０μｍの金属フィルターを用意し、この金属フィルターを図２に示す流動帯電評価診断装置の上部ホルダーと下部ホルダーの間に挟持した。
以下の表１に示すパラフィン系の新品絶縁油を用意した。また、１次電圧２７５ｋＶ、２次電圧７７ｋＶ、定格容量２５０ＭＶＡ、１９７６年製の油入電力用変圧器であって、４５年間使用した稼働中の実器変圧器から絶縁油を採取し、先の新品絶縁油とともに帯電度を求める試験に供した。
以下の表１に示すパラフィン系の新品絶縁油を用意した。また、１次電圧２７５ｋＶ、２次電圧７７ｋＶ、定格容量２５０ＭＶＡ、１９７６年製の油入電力用変圧器であって、４５年間使用した稼働中の実器変圧器から絶縁油を採取し、先の新品絶縁油とともに帯電度を求める試験に供した。
【0050】
【表1】
【0051】
新品絶縁油については、そのまま試験に供した試料を表１において試料Ｎｏ.１とし、オレイン酸銅を５０ｍｇ／ｋｇ添加した新品絶縁油を試料Ｎｏ.２とし、オレイン酸銅を５０ｍｇ／ｋｇ添加し、更に８０℃で４８時間加熱することにより過酸化物を４０．２ｍｇ／ｋｇ生成させた新品絶縁油を試料Ｎｏ.３としてそれぞれ帯電度を求める試験に供した。
また、実器変圧器からの採取絶縁油については、過酸化物が１．４ｍｇ／ｋｇであった採取絶縁油を試料Ｎｏ.４とし、８０℃で４８時間加熱することにより過酸化物を５８．４ｍｇ／ｋｇ生成させた採取絶縁油を試料Ｎｏ.５とし、オレイン酸銅を５０ｍｇ／ｋｇ添加し過酸化物濃度１．４ｍｇ／ｋｇ含有した採取絶縁油を試料Ｎｏ.６とし、オレイン酸銅を５０ｍｇ／ｋｇ添加し、更に８０℃で４８時間加熱した採取絶縁油を試料Ｎｏ.７とした。なお試料Ｎｏ．７の過酸化物濃度は１．４ｍｇ／ｋｇで加熱前の状態から変化していない。これは採取絶縁油中に含まれていた油中成分と加熱処理によって生成した過酸化物が反応し分解したことによる。
また、実器変圧器からの採取絶縁油については、過酸化物が１．４ｍｇ／ｋｇであった採取絶縁油を試料Ｎｏ.４とし、８０℃で４８時間加熱することにより過酸化物を５８．４ｍｇ／ｋｇ生成させた採取絶縁油を試料Ｎｏ.５とし、オレイン酸銅を５０ｍｇ／ｋｇ添加し過酸化物濃度１．４ｍｇ／ｋｇ含有した採取絶縁油を試料Ｎｏ.６とし、オレイン酸銅を５０ｍｇ／ｋｇ添加し、更に８０℃で４８時間加熱した採取絶縁油を試料Ｎｏ.７とした。なお試料Ｎｏ．７の過酸化物濃度は１．４ｍｇ／ｋｇで加熱前の状態から変化していない。これは採取絶縁油中に含まれていた油中成分と加熱処理によって生成した過酸化物が反応し分解したことによる。
【0052】
試料Ｎｏ.１～Ｎｏ.７の絶縁油の各々に関し、先に説明した基礎試験と同等の条件にて図２（Ａ）に示す流動帯電評価診断装置３０により帯電度を求めた結果を図７～図４８に示す。
図７は、Ｎｏ.１の絶縁油について３５℃に加温し、電圧を印加することなく６００Ｓｅｃ帯電度を計測した結果を示し、図８は、Ｎｏ.１の絶縁油について５０℃に加温し、電圧を印加することなく６００Ｓｅｃ帯電度を計測した結果を示す。
図９は、Ｎｏ.１の絶縁油について３５℃に加温し、ＤＣ５００Ｖを８０～３８０ｓｅｃまで印加しつつ帯電度を経時的に計測した結果を示し、図１０は、Ｎｏ.１の絶縁油について３５℃に加温し、ＤＣ１０００Ｖを８０～３８０ｓｅｃまで印加しつつ帯電度を経時的に計測した結果を示す。
図７は、Ｎｏ.１の絶縁油について３５℃に加温し、電圧を印加することなく６００Ｓｅｃ帯電度を計測した結果を示し、図８は、Ｎｏ.１の絶縁油について５０℃に加温し、電圧を印加することなく６００Ｓｅｃ帯電度を計測した結果を示す。
図９は、Ｎｏ.１の絶縁油について３５℃に加温し、ＤＣ５００Ｖを８０～３８０ｓｅｃまで印加しつつ帯電度を経時的に計測した結果を示し、図１０は、Ｎｏ.１の絶縁油について３５℃に加温し、ＤＣ１０００Ｖを８０～３８０ｓｅｃまで印加しつつ帯電度を経時的に計測した結果を示す。
【0053】
図１１は、Ｎｏ.１の絶縁油について５０℃に加温し、ＤＣ５００Ｖを８０～３８０ｓｅｃまで印加しつつ帯電度を経時的に計測した結果を示し、図１２は、Ｎｏ.１の絶縁油について５０℃に加温し、ＤＣ１０００Ｖを８０～３８０ｓｅｃまで印加しつつ帯電度を経時的に計測した結果を示す。
【0054】
Ｎｏ.１の絶縁油において、連続帯電度（ｐＣ／ｍＬ）、ＤＣ５００Ｖ印加帯電度の増減（ＤＣ印加５分後）、ＤＣ１０００Ｖ印加帯電度の増減（ＤＣ印加５分後）、ＤＣ印加前キャリアイオン濃度（個／ｃｍ３）、ＤＣ５００Ｖ印加後キャリアイオン濃度（個／ｃｍ３）、ＤＣ１０００Ｖ印加後キャリアイオン濃度（個／ｃｍ３）は、表１に示す通りである。
新品絶縁油は他の絶縁油に対し基準となり得る絶縁油であり、表１と図７～図１２に示す結果から、新品絶縁油に関し、直流電圧を印加しても帯電度にほとんど変化は見られないことがわかる。
新品絶縁油は他の絶縁油に対し基準となり得る絶縁油であり、表１と図７～図１２に示す結果から、新品絶縁油に関し、直流電圧を印加しても帯電度にほとんど変化は見られないことがわかる。
【0055】
図１３は、Ｎｏ.２の絶縁油について３５℃に加温し、電圧を印加することなく６００Ｓｅｃ帯電度を計測した結果を示し、図１４は、Ｎｏ.２の絶縁油について５０℃に加温し、電圧を印加することなく６００Ｓｅｃ帯電度を計測した結果を示す。
図１５は、Ｎｏ.２の絶縁油について３５℃に加温し、ＤＣ５００Ｖを８０～３８０ｓｅｃまで印加しつつ帯電度を経時的に計測した結果を示し、図１６は、Ｎｏ.２の絶縁油について３５℃に加温し、ＤＣ１０００Ｖを８０～３８０ｓｅｃまで印加しつつ帯電度を経時的に計測した結果を示す。
図１５は、Ｎｏ.２の絶縁油について３５℃に加温し、ＤＣ５００Ｖを８０～３８０ｓｅｃまで印加しつつ帯電度を経時的に計測した結果を示し、図１６は、Ｎｏ.２の絶縁油について３５℃に加温し、ＤＣ１０００Ｖを８０～３８０ｓｅｃまで印加しつつ帯電度を経時的に計測した結果を示す。
【0056】
図１７は、Ｎｏ.２の絶縁油について５０℃に加温し、ＤＣ５００Ｖを８０～３８０ｓｅｃまで印加しつつ帯電度を経時的に計測した結果を示し、図１８は、Ｎｏ.２の絶縁油について５０℃に加温し、ＤＣ１０００Ｖを８０～３８０ｓｅｃまで印加しつつ帯電度を経時的に計測した結果を示す。
Ｎｏ.２の絶縁油において、連続帯電度（ｐＣ／ｍＬ）、ＤＣ５００Ｖ印加帯電度の増減（ＤＣ印加５分後）、ＤＣ１０００Ｖ印加帯電度の増減（ＤＣ印加５分後）、ＤＣ印加前キャリアイオン濃度（個／ｃｍ３）、ＤＣ５００Ｖ印加後キャリアイオン濃度（個／ｃｍ３）、ＤＣ１０００Ｖ印加後キャリアイオン濃度（個／ｃｍ３）は、表１に示す通りである。
Ｎｏ.２の絶縁油において、連続帯電度（ｐＣ／ｍＬ）、ＤＣ５００Ｖ印加帯電度の増減（ＤＣ印加５分後）、ＤＣ１０００Ｖ印加帯電度の増減（ＤＣ印加５分後）、ＤＣ印加前キャリアイオン濃度（個／ｃｍ３）、ＤＣ５００Ｖ印加後キャリアイオン濃度（個／ｃｍ３）、ＤＣ１０００Ｖ印加後キャリアイオン濃度（個／ｃｍ３）は、表１に示す通りである。
【0057】
Ｎｏ.２の絶縁油の連続帯電度は、通液開始時から漸減し、最終的にわずかに逆極性（静電気発生部から正電荷が流れ、絶縁油側に負電荷が蓄積）となるまで低下した。
Ｎｏ.２の絶縁油に直流電圧を印加したところ、図１５、図１６に示すように３５℃では一時的に帯電度が増加してピークを示し、再び増加に転じるなど不安定な挙動を示した。図１７、図１８に示すように５０℃では一端上昇した後、漸減していく挙動を示した。更に除電後、帯電度が逆極性に増加している。これは、対向電極にトラップされていた正電荷のイオンが放出された結果と考えられる。
図１７、図１８に示すように帯電度が経時的に漸減する特徴が見られたので、Ｎｏ.２の絶縁油に電圧印加することで帯電度を抑制できる可能性を有すると評価診断できる。
Ｎｏ.２の絶縁油に直流電圧を印加したところ、図１５、図１６に示すように３５℃では一時的に帯電度が増加してピークを示し、再び増加に転じるなど不安定な挙動を示した。図１７、図１８に示すように５０℃では一端上昇した後、漸減していく挙動を示した。更に除電後、帯電度が逆極性に増加している。これは、対向電極にトラップされていた正電荷のイオンが放出された結果と考えられる。
図１７、図１８に示すように帯電度が経時的に漸減する特徴が見られたので、Ｎｏ.２の絶縁油に電圧印加することで帯電度を抑制できる可能性を有すると評価診断できる。
【0058】
図１９は、Ｎｏ.３の絶縁油について３５℃に加温し、電圧を印加することなく６００Ｓｅｃ帯電度を計測した結果を示し、図２０は、Ｎｏ.３の絶縁油について５０℃に加温し、電圧を印加することなく６００Ｓｅｃ帯電度を計測した結果を示す。
図２１は、Ｎｏ.３の絶縁油について３５℃に加温し、ＤＣ５００Ｖを８０～３８０ｓｅｃまで印加しつつ帯電度を経時的に計測した結果を示し、図２２は、Ｎｏ.３の絶縁油について３５℃に加温し、ＤＣ１０００Ｖを８０～３８０ｓｅｃまで印加しつつ帯電度を経時的に計測した結果を示す。
図２１は、Ｎｏ.３の絶縁油について３５℃に加温し、ＤＣ５００Ｖを８０～３８０ｓｅｃまで印加しつつ帯電度を経時的に計測した結果を示し、図２２は、Ｎｏ.３の絶縁油について３５℃に加温し、ＤＣ１０００Ｖを８０～３８０ｓｅｃまで印加しつつ帯電度を経時的に計測した結果を示す。
【0059】
図２３は、Ｎｏ.３の絶縁油について５０℃に加温し、ＤＣ５００Ｖを８０～３８０ｓｅｃまで印加しつつ帯電度を経時的に計測した結果を示し、図２４は、Ｎｏ.３の絶縁油について５０℃に加温し、ＤＣ１０００Ｖを８０～３８０ｓｅｃまで印加しつつ帯電度を経時的に計測した結果を示す。
Ｎｏ.３の絶縁油において、連続帯電度（ｐＣ／ｍＬ）、ＤＣ５００Ｖ印加帯電度の増減（ＤＣ印加５分後）、ＤＣ１０００Ｖ印加帯電度の増減（ＤＣ印加５分後）、ＤＣ印加前キャリアイオン濃度（個／ｃｍ３）、ＤＣ５００Ｖ印加後キャリアイオン濃度（個／ｃｍ３）、ＤＣ１０００Ｖ印加後キャリアイオン濃度（個／ｃｍ３）は、表１に示す通りである。
Ｎｏ.３の絶縁油において、連続帯電度（ｐＣ／ｍＬ）、ＤＣ５００Ｖ印加帯電度の増減（ＤＣ印加５分後）、ＤＣ１０００Ｖ印加帯電度の増減（ＤＣ印加５分後）、ＤＣ印加前キャリアイオン濃度（個／ｃｍ３）、ＤＣ５００Ｖ印加後キャリアイオン濃度（個／ｃｍ３）、ＤＣ１０００Ｖ印加後キャリアイオン濃度（個／ｃｍ３）は、表１に示す通りである。
【0060】
Ｎｏ.３の絶縁油の連続帯電度は、通液開始直後は高いもののすぐに減少し、極めて低い帯電度となった。
Ｎｏ.３の絶縁油に直流電圧を印加したところ、温度、印加電圧に応じて様々な挙動を示した。図２１に示すように帯電度が増加し、帯電度が一定程度増加したところで緩やかな減少に転じた。図２３では、帯電度が急速に増加した後ピークを示し、除電後は一時的に逆極性に転じた。図２２と図２４では、電圧印加直後と除電直後にそれぞれピークが観測された。
図２３、図２４に示すように帯電度が経時的に漸減する特徴が見られたので、Ｎｏ.３の絶縁油に電圧印加することで帯電度を抑制できる可能性を有すると評価診断できる。
Ｎｏ.３の絶縁油に直流電圧を印加したところ、温度、印加電圧に応じて様々な挙動を示した。図２１に示すように帯電度が増加し、帯電度が一定程度増加したところで緩やかな減少に転じた。図２３では、帯電度が急速に増加した後ピークを示し、除電後は一時的に逆極性に転じた。図２２と図２４では、電圧印加直後と除電直後にそれぞれピークが観測された。
図２３、図２４に示すように帯電度が経時的に漸減する特徴が見られたので、Ｎｏ.３の絶縁油に電圧印加することで帯電度を抑制できる可能性を有すると評価診断できる。
【0061】
図２５は、Ｎｏ.４の絶縁油について３５℃に加温し、電圧を印加することなく６００Ｓｅｃ帯電度を計測した結果を示し、図２６は、Ｎｏ.４の絶縁油について５０℃に加温し、電圧を印加することなく６００Ｓｅｃ帯電度を計測した結果を示す。
図２７は、Ｎｏ.４の絶縁油について３５℃に加温し、ＤＣ５００Ｖを８０～３８０ｓｅｃまで印加しつつ帯電度を経時的に計測した結果を示し、図２８は、Ｎｏ.４の絶縁油について３５℃に加温し、ＤＣ１０００Ｖを８０～３８０ｓｅｃまで印加しつつ帯電度を経時的に計測した結果を示す。
図２７は、Ｎｏ.４の絶縁油について３５℃に加温し、ＤＣ５００Ｖを８０～３８０ｓｅｃまで印加しつつ帯電度を経時的に計測した結果を示し、図２８は、Ｎｏ.４の絶縁油について３５℃に加温し、ＤＣ１０００Ｖを８０～３８０ｓｅｃまで印加しつつ帯電度を経時的に計測した結果を示す。
【0062】
図２９は、Ｎｏ.４の絶縁油について５０℃に加温し、ＤＣ５００Ｖを８０～３８０ｓｅｃまで印加しつつ帯電度を経時的に計測した結果を示し、図３０は、Ｎｏ.４の絶縁油について５０℃に加温し、ＤＣ１０００Ｖを８０～３８０ｓｅｃまで印加しつつ帯電度を経時的に計測した結果を示す。
Ｎｏ.４の絶縁油において、連続帯電度（ｐＣ／ｍＬ）、ＤＣ５００Ｖ印加帯電度の増減（ＤＣ印加５分後）、ＤＣ１０００Ｖ印加帯電度の増減（ＤＣ印加５分後）、ＤＣ印加前キャリアイオン濃度（個／ｃｍ３）、ＤＣ５００Ｖ印加後キャリアイオン濃度（個／ｃｍ３）、ＤＣ１０００Ｖ印加後キャリアイオン濃度（個／ｃｍ３）は、表１に示す通りである。
実器採取したＮｏ.４の絶縁油は、直流電圧を印加したところ不安定な挙動を示し、図２９に示すように帯電度の増減を繰り返した。
Ｎｏ.４の絶縁油において、連続帯電度（ｐＣ／ｍＬ）、ＤＣ５００Ｖ印加帯電度の増減（ＤＣ印加５分後）、ＤＣ１０００Ｖ印加帯電度の増減（ＤＣ印加５分後）、ＤＣ印加前キャリアイオン濃度（個／ｃｍ３）、ＤＣ５００Ｖ印加後キャリアイオン濃度（個／ｃｍ３）、ＤＣ１０００Ｖ印加後キャリアイオン濃度（個／ｃｍ３）は、表１に示す通りである。
実器採取したＮｏ.４の絶縁油は、直流電圧を印加したところ不安定な挙動を示し、図２９に示すように帯電度の増減を繰り返した。
【0063】
図３１は、Ｎｏ.５の絶縁油について３５℃に加温し、電圧を印加することなく６００Ｓｅｃ帯電度を計測した結果を示し、図３２は、Ｎｏ.５の絶縁油について５０℃に加温し、電圧を印加することなく６００Ｓｅｃ帯電度を計測した結果を示す。
図３３は、Ｎｏ.５の絶縁油について３５℃に加温し、ＤＣ５００Ｖを８０～３８０ｓｅｃまで印加しつつ帯電度を経時的に計測した結果を示し、図３４は、Ｎｏ.５の絶縁油について３５℃に加温し、ＤＣ１０００Ｖを８０～３８０ｓｅｃまで印加しつつ帯電度を経時的に計測した結果を示す。
図３３は、Ｎｏ.５の絶縁油について３５℃に加温し、ＤＣ５００Ｖを８０～３８０ｓｅｃまで印加しつつ帯電度を経時的に計測した結果を示し、図３４は、Ｎｏ.５の絶縁油について３５℃に加温し、ＤＣ１０００Ｖを８０～３８０ｓｅｃまで印加しつつ帯電度を経時的に計測した結果を示す。
【0064】
図３５は、Ｎｏ.５の絶縁油について５０℃に加温し、ＤＣ５００Ｖを８０～３８０ｓｅｃまで印加しつつ帯電度を経時的に計測した結果を示し、図３６は、Ｎｏ.５の絶縁油について５０℃に加温し、ＤＣ１０００Ｖを８０～３８０ｓｅｃまで印加しつつ帯電度を経時的に計測した結果を示す。
Ｎｏ.５の絶縁油において、連続帯電度（ｐＣ／ｍＬ）、ＤＣ５００Ｖ印加帯電度の増減（ＤＣ印加５分後）、ＤＣ１０００Ｖ印加帯電度の増減（ＤＣ印加５分後）、ＤＣ印加前キャリアイオン濃度（個／ｃｍ３）、ＤＣ５００Ｖ印加後キャリアイオン濃度（個／ｃｍ３）、ＤＣ１０００Ｖ印加後キャリアイオン濃度（個／ｃｍ３）は、表１に示す通りである。
実器採取した絶縁油に極性物質を添加した絶縁油は、直流電圧を印加したところ帯電度が増加したものの、その変化量は小さかった。
Ｎｏ.５の絶縁油において、連続帯電度（ｐＣ／ｍＬ）、ＤＣ５００Ｖ印加帯電度の増減（ＤＣ印加５分後）、ＤＣ１０００Ｖ印加帯電度の増減（ＤＣ印加５分後）、ＤＣ印加前キャリアイオン濃度（個／ｃｍ３）、ＤＣ５００Ｖ印加後キャリアイオン濃度（個／ｃｍ３）、ＤＣ１０００Ｖ印加後キャリアイオン濃度（個／ｃｍ３）は、表１に示す通りである。
実器採取した絶縁油に極性物質を添加した絶縁油は、直流電圧を印加したところ帯電度が増加したものの、その変化量は小さかった。
【0065】
図３７は、Ｎｏ.６の絶縁油について３５℃に加温し、電圧を印加することなく６００Ｓｅｃ帯電度を計測した結果を示し、図３８は、Ｎｏ.６の絶縁油について５０℃に加温し、電圧を印加することなく６００Ｓｅｃ帯電度を計測した結果を示す。
図３９は、Ｎｏ.６の絶縁油について３５℃に加温し、ＤＣ５００Ｖを８０～３８０ｓｅｃまで印加しつつ帯電度を経時的に計測した結果を示し、図４０は、Ｎｏ.６の絶縁油について３５℃に加温し、ＤＣ１０００Ｖを８０～３８０ｓｅｃまで印加しつつ帯電度を経時的に計測した結果を示す。
図３９は、Ｎｏ.６の絶縁油について３５℃に加温し、ＤＣ５００Ｖを８０～３８０ｓｅｃまで印加しつつ帯電度を経時的に計測した結果を示し、図４０は、Ｎｏ.６の絶縁油について３５℃に加温し、ＤＣ１０００Ｖを８０～３８０ｓｅｃまで印加しつつ帯電度を経時的に計測した結果を示す。
【0066】
図４１は、Ｎｏ.６の絶縁油について５０℃に加温し、ＤＣ５００Ｖを８０～３８０ｓｅｃまで印加しつつ帯電度を経時的に計測した結果を示し、図４２は、Ｎｏ.６の絶縁油について５０℃に加温し、ＤＣ１０００Ｖを８０～３８０ｓｅｃまで印加しつつ帯電度を経時的に計測した結果を示す。
Ｎｏ.６の絶縁油において、連続帯電度（ｐＣ／ｍＬ）、ＤＣ５００Ｖ印加帯電度の増減（ＤＣ印加５分後）、ＤＣ１０００Ｖ印加帯電度の増減（ＤＣ印加５分後）、ＤＣ印加前キャリアイオン濃度（個／ｃｍ３）、ＤＣ５００Ｖ印加後キャリアイオン濃度（個／ｃｍ３）、ＤＣ１０００Ｖ印加後キャリアイオン濃度（個／ｃｍ３）は、表１に示す通りである。
Ｎｏ.６の絶縁油において、連続帯電度（ｐＣ／ｍＬ）、ＤＣ５００Ｖ印加帯電度の増減（ＤＣ印加５分後）、ＤＣ１０００Ｖ印加帯電度の増減（ＤＣ印加５分後）、ＤＣ印加前キャリアイオン濃度（個／ｃｍ３）、ＤＣ５００Ｖ印加後キャリアイオン濃度（個／ｃｍ３）、ＤＣ１０００Ｖ印加後キャリアイオン濃度（個／ｃｍ３）は、表１に示す通りである。
【0067】
Ｎｏ.６の絶縁油の帯電度は、３５℃では逆極性となる一方で５０℃では通常の極性（静電気発生部から負電荷が流れ、絶縁油側に正電荷が蓄積される）となり、極めて低い帯電度となった。
Ｎｏ.６の絶縁油に直流電流を印加したところ、帯電度が大きく変化し、図３９、図４０に示すように電圧印加後に一端帯電度が大きく増加するものの、その後漸減する傾向を示した。図４１、図４２に示すように電圧印加後に帯電度が大きく増加し、その後、低下することなく高い値で安定した。連続帯電度も３５℃、５０℃でそれぞれ傾向が異なっており、温度によってイオン性物質に状態変化を生じていると考えられる。
Ｎｏ.６の絶縁油に直流電流を印加したところ、帯電度が大きく変化し、図３９、図４０に示すように電圧印加後に一端帯電度が大きく増加するものの、その後漸減する傾向を示した。図４１、図４２に示すように電圧印加後に帯電度が大きく増加し、その後、低下することなく高い値で安定した。連続帯電度も３５℃、５０℃でそれぞれ傾向が異なっており、温度によってイオン性物質に状態変化を生じていると考えられる。
【0068】
図４３は、Ｎｏ.７の絶縁油について３５℃に加温し、電圧を印加することなく６００Ｓｅｃ帯電度を計測した結果を示し、図４４は、Ｎｏ.７の絶縁油について５０℃に加温し、電圧を印加することなく６００Ｓｅｃ帯電度を計測した結果を示す。
図４５は、Ｎｏ.７の絶縁油について３５℃に加温し、ＤＣ５００Ｖを８０～３８０ｓｅｃまで印加しつつ帯電度を経時的に計測した結果を示し、図４６は、Ｎｏ.７の絶縁油について３５℃に加温し、ＤＣ１０００Ｖを８０～３８０ｓｅｃまで印加しつつ帯電度を経時的に計測した結果を示す。
図４５は、Ｎｏ.７の絶縁油について３５℃に加温し、ＤＣ５００Ｖを８０～３８０ｓｅｃまで印加しつつ帯電度を経時的に計測した結果を示し、図４６は、Ｎｏ.７の絶縁油について３５℃に加温し、ＤＣ１０００Ｖを８０～３８０ｓｅｃまで印加しつつ帯電度を経時的に計測した結果を示す。
【0069】
図４７は、Ｎｏ.７の絶縁油について５０℃に加温し、ＤＣ５００Ｖを８０～３８０ｓｅｃまで印加しつつ帯電度を経時的に計測した結果を示し、図４８は、Ｎｏ.７の絶縁油について５０℃に加温し、ＤＣ１０００Ｖを８０～３８０ｓｅｃまで印加しつつ帯電度を経時的に計測した結果を示す。
Ｎｏ.７の絶縁油において、連続帯電度（ｐＣ／ｍＬ）、ＤＣ５００Ｖ印加帯電度の増減（ＤＣ印加５分後）、ＤＣ１０００Ｖ印加帯電度の増減（ＤＣ印加５分後）、ＤＣ印加前キャリアイオン濃度（個／ｃｍ３）、ＤＣ５００Ｖ印加後キャリアイオン濃度（個／ｃｍ３）、ＤＣ１０００Ｖ印加後キャリアイオン濃度（個／ｃｍ３）は、表１に示す通りである。
Ｎｏ.７の絶縁油において、連続帯電度（ｐＣ／ｍＬ）、ＤＣ５００Ｖ印加帯電度の増減（ＤＣ印加５分後）、ＤＣ１０００Ｖ印加帯電度の増減（ＤＣ印加５分後）、ＤＣ印加前キャリアイオン濃度（個／ｃｍ３）、ＤＣ５００Ｖ印加後キャリアイオン濃度（個／ｃｍ３）、ＤＣ１０００Ｖ印加後キャリアイオン濃度（個／ｃｍ３）は、表１に示す通りである。
【0070】
Ｎｏ.７の絶縁油の帯電度は、図４３、図４４に示す通り、通電開始直後は高いもののすぐに減少し、極めて低い帯電度となった。
Ｎｏ.７の絶縁油に直流電圧を印加したところ、帯電度が増加し、図４６に示すように３５℃、１０００Ｖの条件が最も高い値となった。
表１に示すＮｏ.１～７の絶縁油の試験結果について総合的に判断すると、印加電圧に応じてキャリアイオン濃度が減少する絶縁油と、一定の変化が見られない絶縁油が存在することがわかった。
Ｎｏ.７の絶縁油に直流電圧を印加したところ、帯電度が増加し、図４６に示すように３５℃、１０００Ｖの条件が最も高い値となった。
表１に示すＮｏ.１～７の絶縁油の試験結果について総合的に判断すると、印加電圧に応じてキャリアイオン濃度が減少する絶縁油と、一定の変化が見られない絶縁油が存在することがわかった。
【0071】
キャリアイオン濃度が減少する絶縁油では、直流電圧印加時の帯電度の増減が顕著であるのに対し、一定の変化が見られない絶縁油は、直流電圧を印加しても帯電度にはあまり変化がみられない。つまり、絶縁油の高帯電度化要因となっているイオンは、複数種類存在しており、移動度の異なる正負イオン成分の割合によって直流電圧印加時の挙動が変化していると考えられる。
【0072】
直流電圧印加時の挙動が絶縁油の種類により異なるとしても、絶縁油に含まれている正負イオンが協働する結果として、電圧印加後に帯電度が減少する絶縁油に対し、電圧印加を行えば、帯電度を抑制できることが明らかである。
従って、変圧器から採取した絶縁油に関し、流動帯電評価診断装置３０を用いた電圧印加試験を実施し、電圧印加後に帯電度が減少する絶縁油であると評価診断できたならば、該当する絶縁油を収容した変圧器の油道に対向電極７０を収容し、電圧を印加することにより、流動帯電を抑制できることがわかる。あるいは、該当する絶縁油と同じ種類の新規絶縁油を収容した変圧器の油道に最初から対向電極７０を収容し、電圧印加を行うことにより、該当変圧器の流動帯電を抑制できると評価診断することができる。
従って、変圧器から採取した絶縁油に関し、流動帯電評価診断装置３０を用いた電圧印加試験を実施し、電圧印加後に帯電度が減少する絶縁油であると評価診断できたならば、該当する絶縁油を収容した変圧器の油道に対向電極７０を収容し、電圧を印加することにより、流動帯電を抑制できることがわかる。あるいは、該当する絶縁油と同じ種類の新規絶縁油を収容した変圧器の油道に最初から対向電極７０を収容し、電圧印加を行うことにより、該当変圧器の流動帯電を抑制できると評価診断することができる。
【符号の説明】
【0073】
１…変圧器、２…タンク、３…コイル体、５…鉄心、６…上部鉄心、７…締め付け部材、８…締め付け金具、９…外側コイル、１０…内側コイル、１１、１６…巻線（通電体）、１２、１７…絶縁スペーサー（固体絶縁物）、３０…流動帯電評価診断装置、３１…絶縁油、３２…容器、３３…循環流路、３５…循環ポンプ、３６…静電気発生部、３７…電流計、３８…加熱ヒーター、４０…引出管、４１…戻管、５０…上部ホルダー、５１…下部ホルダー、５３…金属フィルター、７０…対向電極、７１…外筒（主電極）、７２…内筒（対電極）。
【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】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【図43】
【図44】
【図45】
【図46】
【図47】
【図48】