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特許7134633劣化診断システム、劣化診断装置、劣化診断方法、およびプログラム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-09-02
(45)【発行日】2022-09-12
(54)【発明の名称】劣化診断システム、劣化診断装置、劣化診断方法、およびプログラム
(51)【国際特許分類】
G01N 17/00 20060101AFI20220905BHJP
G01R 31/14 20060101ALI20220905BHJP
G01N 27/00 20060101ALI20220905BHJP
G01N 27/04 20060101ALI20220905BHJP
G01N 5/02 20060101ALI20220905BHJP
【ＦＩ】
G01N17/00
G01R31/14
G01N27/00 L
G01N27/04 Z
G01N5/02 A
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2018019512
(22)【出願日】2018-02-06
(65)【公開番号】P2019138668
(43)【公開日】2019-08-22
【審査請求日】2020-12-10
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】000003078
【氏名又は名称】株式会社東芝
(73)【特許権者】
【識別番号】598076591
【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001634
【氏名又は名称】弁理士法人志賀国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】原口 智
(72)【発明者】
【氏名】長 広明
(72)【発明者】
【氏名】松川 梢
(72)【発明者】
【氏名】水出 隆
【審査官】野田 華代
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１２－２３１６３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－１２６３２３（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭６０－１３８２４７（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２０１４－２１９３３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－１９５２２６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｎ １７／００－１７／０４
Ｇ０１Ｒ ３１／１４
Ｇ０１Ｎ ２７／００
Ｇ０１Ｎ ２７／０４
Ｇ０１Ｎ ５／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
対象機器に用いられている絶縁抵抗が設置されている場所における環境因子のうちイオン性汚損物質の付着量、を測定する測定部と、前記測定部による測定結果を基に前記絶縁抵抗の抵抗値を推定するための推定式に関する情報を記憶する推定式記憶部と、
前記測定部による前記測定結果と、前記推定式記憶部に記憶された前記推定式と、を用いて前記絶縁抵抗の前記抵抗値を推定する抵抗値推定部と、
を具備し、
前記測定部における、前記イオン性汚損物質の付着量の計測手段は、前記イオン性汚損物質がセンサーに付着したことに依る前記センサーの質量の変化を計測するものであって、
前記推定式は、温度および湿度にも基づいて前記抵抗値を推定する式であり、
前記測定部が測定する測定項目の実測値と前記絶縁抵抗の抵抗値の実測値との組に基づき、タグチ法またはタグチ・シュミット法を用いた多変量解析により前記推定式を予め作成する推定式作成部と、
前記抵抗値推定部が推定した前記抵抗値と、前記絶縁抵抗の抵抗値の実測値とを比較することにより前記推定式の妥当性を判定する妥当性判定部と、
前記対象機器が設置される環境において想定される所定の温度および湿度を前提として前記推定式を用いて推定される前記抵抗値に基づいて、使用期間と抵抗値との関係の時間的変化を表す推定曲線を求めることにより、前記絶縁抵抗の抵抗値が所定の閾値を下回るまでの時間を推定する診断部と、
をさらに具備する劣化診断システム。
【請求項2】
前記測定部は、前記センサーが有する水晶振動子に電圧を印加した際の共振周波数に基づいて、前記センサーの質量を計測する、請求項１に記載の劣化診断システム。
【請求項3】
前記測定部における、前記イオン性汚損物質の付着量の計測手段を、前記対象機器における前記絶縁抵抗の近傍に設置するようにした、請求項１または２に記載の劣化診断システム。
【請求項4】
前記測定部における、前記イオン性汚損物質の付着量の計測手段を、前記対象機器における前記絶縁抵抗を収容する筺体の吸気口の近傍に設置するようにした、請求項１または２に記載の劣化診断システム。
【請求項5】
前記測定部における、前記イオン性汚損物質の付着量の計測手段を、前記筺体の排気口の近傍にも設置するようにした、請求項４に記載の劣化診断システム。
【請求項6】
前記測定部における、前記イオン性汚損物質の付着量の計測手段は、電極を有するセンサーに付着した前記イオン性汚損物質を含む水膜の電導性を計測するものである、請求項１から５までのいずれか一項に記載の劣化診断システム。
【請求項7】
前記測定部における、前記イオン性汚損物質の付着量の計測手段は、前記イオン性汚損物質の組成を分析するための成分分析装置を備える、請求項１から６までのいずれか一項に記載の劣化診断システム。
【請求項8】
前記抵抗値推定部は、前記成分分析装置が分析した前記イオン性汚損物質の組成に応じた前記推定式を用いて前記抵抗値を推定する、請求項７に記載の劣化診断システム。
【請求項9】
対象機器に用いられている絶縁抵抗が設置されている場所における環境因子のうちイオン性汚損物質の付着量、を測定する測定部と、前記測定部による測定結果を基に前記絶縁抵抗の抵抗値を推定するための推定式に関する情報を記憶する推定式記憶部と、
前記測定部による前記測定結果と、前記推定式記憶部に記憶された前記推定式と、を用いて前記絶縁抵抗の前記抵抗値を推定する抵抗値推定部と、
を具備し、
前記測定部における、前記イオン性汚損物質の付着量の計測手段は、前記イオン性汚損物質がセンサーに付着したことに依る前記センサーの質量の変化を計測するものであって、
前記推定式は、温度および湿度にも基づいて前記抵抗値を推定する式であり、
前記測定部が測定する測定項目の実測値と前記絶縁抵抗の抵抗値の実測値との組に基づき、タグチ法またはタグチ・シュミット法を用いた多変量解析により前記推定式を予め作成する推定式作成部と、
前記抵抗値推定部が推定した前記抵抗値と、前記絶縁抵抗の抵抗値の実測値とを比較することにより前記推定式の妥当性を判定する妥当性判定部と、
前記対象機器が設置される環境において想定される所定の温度および湿度を前提として前記推定式を用いて推定される前記抵抗値に基づいて、使用期間と抵抗値との関係の時間的変化を表す推定曲線を求めることにより、前記絶縁抵抗の抵抗値が所定の閾値を下回るまでの時間を推定する診断部と、
をさらに具備する劣化診断装置。
【請求項10】
対象機器に用いられている絶縁抵抗が設置されている場所における環境因子のうちイオン性汚損物質の付着量、を測定する測定過程を実行し、前記測定過程による測定結果を基に前記絶縁抵抗の抵抗値を推定するための推定式に関する情報を予め記憶しておき、
前記測定過程による前記測定結果と、記憶しておいた前記推定式と、を用いて前記絶縁抵抗の前記抵抗値を推定する抵抗値推定過程を実行する、
劣化診断方法であって、
前記測定過程における、前記イオン性汚損物質の付着量の計測手段は、前記イオン性汚損物質がセンサーに付着したことに依る前記センサーの質量の変化を計測するものであって、
前記推定式は、温度および湿度にも基づいて前記抵抗値を推定する式であり、
前記測定過程で測定する測定項目の実測値と前記絶縁抵抗の抵抗値の実測値との組に基づき、タグチ法またはタグチ・シュミット法を用いた多変量解析により前記推定式を予め作成する推定式作成過程と、
前記抵抗値推定過程で推定した前記抵抗値と、前記絶縁抵抗の抵抗値の実測値とを比較することにより前記推定式の妥当性を判定する妥当性判定過程と、
前記対象機器が設置される環境において想定される所定の温度および湿度を前提として前記推定式を用いて推定される前記抵抗値に基づいて、使用期間と抵抗値との関係の時間的変化を表す推定曲線を求めることにより、前記絶縁抵抗の抵抗値が所定の閾値を下回るまでの時間を推定する診断過程と、
をさらに実行する劣化診断方法。
【請求項11】
測定部による測定結果を基に絶縁抵抗の抵抗値を推定するための推定式に関する情報を記憶する推定式記憶部を有するコンピューターに、対象機器に用いられている絶縁抵抗が設置されている場所における環境因子のうちイオン性汚損物質の付着量、を測定するよう制御する測定過程と、
前記測定過程による測定結果と、前記推定式記憶部に記憶された前記推定式と、を用いて前記絶縁抵抗の前記抵抗値を推定する抵抗値推定過程と、
を実行させるためのプログラムであって、
前記測定過程における、前記イオン性汚損物質の付着量の計測手段は、前記イオン性汚損物質がセンサーに付着したことに依る前記センサーの質量の変化を計測するものであって、
前記推定式は、温度および湿度にも基づいて前記抵抗値を推定する式であり、
前記測定過程で測定する測定項目の実測値と前記絶縁抵抗の抵抗値の実測値との組に基づき、タグチ法またはタグチ・シュミット法を用いた多変量解析により前記推定式を予め作成する推定式作成過程と、
前記抵抗値推定過程で推定した前記抵抗値と、前記絶縁抵抗の抵抗値の実測値とを比較することにより前記推定式の妥当性を判定する妥当性判定過程と、
前記対象機器が設置される環境において想定される所定の温度および湿度を前提として前記推定式を用いて推定される前記抵抗値に基づいて、使用期間と抵抗値との関係の時間的変化を表す推定曲線を求めることにより、前記絶縁抵抗の抵抗値が所定の閾値を下回るまでの時間を推定する診断過程と、
をさらに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、劣化診断システム、劣化診断装置、劣化診断方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
電力設備は社会インフラストラクチャを支える重要な設備であり、長期にわたり安定して稼動できることを求められる。安定稼動のためには、電力設備の劣化状態を把握するとともに、その保全・更新を計画的に実施する必要がある。電力設備の導体支持またはバリヤなどに用いられる絶縁材料は材料自体の経年劣化や、設置環境に浮遊する塵埃またはガスの付着などで絶縁特性が低下する。絶縁特性が低下すると放電やトラッキングを生じて設備停止に至る虞もある。よって、絶縁材料の状態は電力設備の劣化を診断するためのバロメータになる。
【0003】
設置環境が絶縁材料の劣化に及ぼす影響は、塵埃やガスの付着による汚損だけとは限らない。絶縁材料の成分と化学反応する環境因子が存在する環境では、通常の経年劣化を上回る速度で、絶縁材料が劣化する場合がある。例えば炭酸カルシウムは、絶縁材料の無機充填材として多く使用される。炭酸カルシウムが塩素系ガスや窒素酸化物ガスなどと反応すると、絶縁材料表面に塩化カルシウムまたは硝酸カルシウムが形成される。これらの物質は湿度４０％ＲＨ（相対湿度）以下の低湿度であっても大気中の水分を吸入して潮解するので、低湿度条件であっても絶縁材料の表面が結露し、絶縁材料の表面を漏れ電流が流れることがある。これが甚だしくなると絶縁が破壊され、最悪の場合には設備停止に至ることもある。
【0004】
電気設備に使われている絶縁材料の絶縁抵抗値を、フィールドで直接測定することは可能である。しかしながらその測定値は測定場所の雰囲気に、具体的には湿度に大きく影響される。例えば乾燥した環境下では絶縁抵抗値の測定値は実際よりも高くなることが多く、これにより絶縁材料の劣化が見逃されるケースがある。また、電気設備が絶縁不良で停止するのは、ほとんど梅雨時等の高温多湿の時期である。このように絶縁材料の抵抗値を直接測定することは実地の運用には向いているといえない。
【0005】
そこで、多変量解析などを用いた数値的演算により絶縁材料の絶縁抵抗値を推定する方法が提案されている。つまり、絶縁抵抗と相関を持ち測定場所の雰囲気に影響されない項目を複数測定し、その項目の値に基づいて絶縁抵抗値を算出する方法である。この方法ではフィールドで使用されている絶縁材料、および強制劣化させた絶縁材料について、絶縁抵抗と相関のあるデータを取得し、多変量解析により診断指標である絶縁抵抗の推定式を策定する。絶縁診断では、推定式を策定した項目を測定し、絶縁抵抗推定式から、任意の温湿度の絶縁抵抗を推定するようにする。
【0006】
従来技術による劣化診断装置は、所定の評価項目の実測値と予め記憶しておいた推定式とにより、絶縁抵抗値を推定する。また、従来技術による劣化診断装置は、推定された絶縁抵抗値と、抵抗値の実測値とに基づいて、上記推定式の妥当性を判定する。さらに、従来技術による劣化診断装置は、推定された絶縁抵抗値と、その絶縁材料の使用期間に基づいて、その絶縁材料の有効期間を算出する。
また、従来技術では、診断対象となる絶縁材料に直流電圧を印加して絶縁抵抗の経時変化を測定する。また、該絶縁抵抗と測定時間との関係を指数方程式で近似した場合の指数近似曲線の定数に基づいて、絶縁材料の汚損状態を診断する。また、絶縁抵抗と測定時間との関係を累乗方程式で近似した場合の累乗近似曲線の定数に基づいて、絶縁材料の劣化状態を診断する。
また、従来技術では、絶縁劣化判定基準となる絶縁材料の絶縁抵抗の変化と、絶縁材料の材料特性及び絶縁材料が設置されている大気環境因子との関係に基づき、多変量解析し、絶縁抵抗の推定式を予め作成する。また、推定式により、絶縁材料の設置環境で想定される最高温度湿度での絶縁材料の絶縁抵抗を算出する。また、算出された最高温度湿度での絶縁材料の絶縁抵抗に基づいて寿命閾値までの時間を判定する。
また、従来技術では、診断対象となる絶縁材料に直流電圧を印加して絶縁抵抗の経時変化を測定する。また、該絶縁抵抗と測定時間との関係を指数方程式で近似した場合の指数近似曲線の定数に基づいて、絶縁材料の汚損状態を診断する。また、絶縁抵抗と測定時間との関係を累乗方程式で近似した場合の累乗近似曲線の定数に基づいて、絶縁材料の劣化状態を診断する。
また、従来技術では、絶縁劣化判定基準となる絶縁材料の絶縁抵抗の変化と、絶縁材料の材料特性及び絶縁材料が設置されている大気環境因子との関係に基づき、多変量解析し、絶縁抵抗の推定式を予め作成する。また、推定式により、絶縁材料の設置環境で想定される最高温度湿度での絶縁材料の絶縁抵抗を算出する。また、算出された最高温度湿度での絶縁材料の絶縁抵抗に基づいて寿命閾値までの時間を判定する。
【0007】
絶縁特性に影響を及ぼす環境因子の影響度を評価するためには、フィールドで使用している機器の（絶縁材料の）表面の汚損状況を測定する必要がある。具体的には塵埃や海塩粒子、ガスの付着による汚損、さらにはこれら外来の汚損因子と絶縁材料の成分とが化学反応した低湿度で吸湿する潮解物質の影響度を評価する。そのための計測方法としては、湿らせたガーゼで対象物表面の一定面積の汚損物質を拭き取り、一定量の純水にて抽出した汚損液について、電導度測定や含まれるイオン濃度を分析する方法が用いられる。この計測方法を実施するにあたっては、検査員が実際に対象機器からサンプリング作業を実施する必要がある。しかしながら、検査員が常時対象機器のそばでサンプリング作業を連続的に行うことは事実上困難であり、所定期間ごとのサンプリングに基づく評価を行うこととせざるを得ないという問題がある。
【0008】
対象機器の周囲環境に大きな変化が無い場合は定期的に汚損状況をモニタリングすることで十分に予防保全の機能を果たすことができるが、急激に汚損が進行する様な状況が発生した場合には絶縁抵抗の低下を事前に予測することが困難になる。例えば、周囲の構造物の新築、改築、工事、台風等の異常気象等の影響で、外来の汚損物の飛来状況が変化したり、外来の汚損成分と絶縁材料との反応が発生し急速に絶縁低下が進行したりする場合には、絶縁抵抗の低下を事前に予測することは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【文献】特許第５９５１２９９号公報
【文献】特許第５８３６９０４号公報
【文献】特許第５８７２６４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明が解決しようとする課題は、絶縁抵抗特性の変化に与える影響の大きい因子を頻繁に計測することにより、抵抗値を精度よく予測することができる劣化診断システム、劣化診断装置、劣化診断方法、およびプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
実施形態の劣化診断システムは、測定部と、推定式記憶部と、抵抗値推定部とを持つ。測定部は、対象機器に用いられている絶縁抵抗の絶縁材料に関する材料因子、または前記絶縁抵抗が設置されている場所における環境因子のうちイオン性汚損物質の付着量、の少なくともいずれか一方を測定する。推定式記憶部は、前記測定部による測定結果を基に前記絶縁抵抗の抵抗値を推定するための推定式に関する情報を記憶する。抵抗値推定部は、前記測定部による前記測定結果と、前記推定式記憶部に記憶された前記推定式と、を用いて前記絶縁抵抗の前記抵抗値を推定する。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】第１の実施形態による劣化診断装置の概略機能構成を示すブロック図。
【図2】第１の実施形態において、診断対象機器の近傍に劣化診断装置を設ける際の第１の配置例を示す概略図。
【図3】第１の実施形態において、診断対象機器の近傍に劣化診断装置を設ける際の第２の配置例を示す概略図。
【図4】第１の実施形態の環境因子測定部の一構成例であるセンサーを示す断面図。
【図5】第１の実施形態の環境因子測定部の一構成例であるセンサーを示す平面図。
【図6】第１の実施形態の水晶振動子法を用いて環境因子測定部を構成した一例であるセンサーを示す概略図。
【図7】第１の実施形態においてイオン成分を分析・測定するためのイオン成分分析装置の構成例を示す概略図。
【図8】第２の実施形態による劣化診断システムの概略機能構成を示すブロック図。
【図9】第３の実施形態による劣化診断システムの概略機能構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、実施形態の劣化診断システム、劣化診断装置、劣化診断方法、およびプログラムを、図面を参照して説明する。
【0014】
（第１の実施形態）
本実施形態による劣化診断装置（劣化診断システムとも呼ぶ）は、材料因子と環境因子とを測定し、それらの測定値を基に抵抗値を推定する。材料因子は、電気設備等における絶縁抵抗の材料に係る要因である。環境因子は、電気設備等が設置されている環境（特に、絶縁材料が晒される環境）に係る要因である。本実施形態による劣化診断装置は、これら材料因子および環境因子の測定を、自動的且つ連続的に行えるように構成される。
本実施形態による劣化診断装置（劣化診断システムとも呼ぶ）は、材料因子と環境因子とを測定し、それらの測定値を基に抵抗値を推定する。材料因子は、電気設備等における絶縁抵抗の材料に係る要因である。環境因子は、電気設備等が設置されている環境（特に、絶縁材料が晒される環境）に係る要因である。本実施形態による劣化診断装置は、これら材料因子および環境因子の測定を、自動的且つ連続的に行えるように構成される。
【0015】
本実施形態では、環境因子のうち、特に、大気中のイオン性の汚損成分に着目する。つまり、劣化診断装置は、イオン性汚損成分の付着量等を連続的に計測することにより、例えば外来の環境因子の影響が急変した場合でも、絶英抵抗の特性低下が実際に発生する前にその予兆を検知する。また、劣化診断装置は自動的に動作するため、検査員を現地に定期的に派遣する必要がなく、省力化を実現できる。
【0016】
図１は、本実施形態による劣化診断装置の概略機能構成を示すブロック図である。図示するように、劣化診断装置１は、測定部２と、抵抗値推定部３と、妥当性判定部４と、診断部５と、診断結果表示部６と、推定式記憶部７と、機種別材料名記憶部８と、推定式作成用解析データ記憶部１１と、推定式作成部１２と、を含んで構成される。また、測定部２は、材料因子測定部２１と、環境因子測定部２２とを有する。
これらの各機能部は、例えば、電子回路を用いて実現される。また、各機能部は、必要に応じて、半導体メモリーや磁気ハードディスク装置などといった記憶手段を内部に備えてよい。また、各機能を、コンピューターおよびソフトウェアによって実現するようにしてもよい。
これらの各機能部は、例えば、電子回路を用いて実現される。また、各機能部は、必要に応じて、半導体メモリーや磁気ハードディスク装置などといった記憶手段を内部に備えてよい。また、各機能を、コンピューターおよびソフトウェアによって実現するようにしてもよい。
【0017】
測定部２は、対象機器等（電気製品や電気設備）に用いられる絶縁抵抗（診断対象）の劣化に関する様々な因子を測定する。測定部２は、測定結果のデータを抵抗値推定部３に渡す。具体的には次の通りである。
測定部２内の材料因子測定部２１は、絶縁材料の素材の劣化に関わる項目を測定する。材料因子測定部２１が測定する項目は、例えば、絶縁抵抗の表面の色（例えば、Ｌ＊，ａ＊，ｂ＊の色空間で表現される。色画像であってもよい。）、青色反射率、赤色反射率、光沢度（入射角２０度の場合）、光沢度（入射角６０度の場合）、光沢度（入射角８５度の場合）、表面粗さ、濡れ性（接触角）、分光反射スペクトルである。これらの項目によって測定される特性は、抵抗材料の劣化に伴い変化する特性である。
測定部２内の環境因子測定部２２は、絶縁抵抗を取り巻く環境に関する項目を測定する。環境因子測定部２２が測定する項目は、例えば、イオン性物質の量（付着量など）や、設置環境における温度および湿度等である。ここで、イオン性物質の具体例は、塩化物イオン、硝酸イオン、硫酸イオン、ナトリウムイオン、アンモニウムイオン等である。
測定部２内の材料因子測定部２１は、絶縁材料の素材の劣化に関わる項目を測定する。材料因子測定部２１が測定する項目は、例えば、絶縁抵抗の表面の色（例えば、Ｌ＊，ａ＊，ｂ＊の色空間で表現される。色画像であってもよい。）、青色反射率、赤色反射率、光沢度（入射角２０度の場合）、光沢度（入射角６０度の場合）、光沢度（入射角８５度の場合）、表面粗さ、濡れ性（接触角）、分光反射スペクトルである。これらの項目によって測定される特性は、抵抗材料の劣化に伴い変化する特性である。
測定部２内の環境因子測定部２２は、絶縁抵抗を取り巻く環境に関する項目を測定する。環境因子測定部２２が測定する項目は、例えば、イオン性物質の量（付着量など）や、設置環境における温度および湿度等である。ここで、イオン性物質の具体例は、塩化物イオン、硝酸イオン、硫酸イオン、ナトリウムイオン、アンモニウムイオン等である。
【0018】
上記の材料因子測定部２１と環境因子測定部２２との少なくともいずれかが、自動的かつ連続的な計測を行えるように構成してもよい。これにより、突発的な状況（環境等）の変化による絶縁抵抗値の低下がある場合にも、高い確度でその予兆を捉えることが可能となる。材料因子と環境因子とを比較した場合、突発的な状況変化による抵抗特性の変化がより起きやすいのは、環境因子によるものである。つまり、環境因子を連続的に計測することによって、より効果的に、突発的な状況変化による抵抗特性の変化を予測できる。ただし、材料因子に関しても、連続的な計測自体は有効である。
【0019】
つまり、測定部２は、対象機器に用いられている絶縁材料に関する材料因子、または絶縁抵抗が設置されている場所における環境因子のうちイオン性汚損物質の付着量、の少なくともいずれか一方を測定する。
【0020】
抵抗値推定部３は、測定部２から、測定結果のデータを受け取る。また、抵抗値推定部３は、診断の対象としている機器の機種識別情報を、測定結果データと関連付ける。機種識別情報は、測定部２から受け取るようにしてもよいし、抵抗値推定部３が予め設定されたデータ等として保持しておいてもよい。そして、抵抗値推定部３は、測定結果データに基づいて、絶縁抵抗の抵抗値を推定するための計算を行う。
【0021】
具体的には、抵抗値推定部３は、次の手順により推定を行う。まず、抵抗値推定部３は、対象機器の機種および製造年月を特定する。そして、抵抗値推定部３は、その機種と製造年月との組み合わせに対応する絶縁材料の材料名を、機種別材料名記憶部８から読み出す。これにより、対象機器に用いられている絶縁材料が特定される。次に、抵抗値推定部３は、特定された絶縁材料用の抵抗値推定式を、推定式記憶部７から読み出す。次に、抵抗値推定部３は、測定部２から受け取った測定値データを、推定式記憶部７から読み出した推定式に適用する。そして、抵抗値推定部３は、その推定式の計算を行うことにより、対象機器の絶縁抵抗の抵抗値（推定値）を算出する。つまり抵抗値推定部３は、機種別材料名記憶部８を参照して特定した絶縁材料の絶縁抵抗推定式を推定式記憶部７から呼び出し、この推定式を用いて絶縁材料の絶縁抵抗値を推定する。
【0022】
つまり、抵抗値推定部３は、測定部２による測定結果と、推定式記憶部７に記憶された推定式と、を用いて絶縁抵抗の抵抗値を推定する。
【0023】
妥当性判定部４は、妥当性判定部４は、抵抗値推定部３により推定された絶縁抵抗値の妥当性を判定する。妥当性判定部４は、例えば抵抗値に関する既定の上限値との比較に基づいて推定された絶縁抵抗値の妥当性を判定する。あるいは、妥当性判定部４は、例えば、絶縁抵抗値の実測値との比較に基づいて推定された絶縁抵抗値の妥当性を判定してもよい。
つまり、妥当性判定部４は、抵抗値推定部３が推定した抵抗値と、絶縁抵抗の抵抗値の実測値とを比較することにより推定式の妥当性を判定することができる。
つまり、妥当性判定部４は、抵抗値推定部３が推定した抵抗値と、絶縁抵抗の抵抗値の実測値とを比較することにより推定式の妥当性を判定することができる。
【0024】
診断部５は、抵抗値推定部３によって推定された絶縁抵抗値と、対象機器の絶縁材料の使用期間とに基づいて、その対象機器に用いられている絶縁材料の有効期間を算出する。
そのため、診断部５は、例えば、使用期間と絶縁抵抗値との関係の時間的変化を表す推定曲線を求め、その推定曲線が予め設定されている閾値以下となる時点まではその絶縁材料が有効であると判断し、有効期間を算出する。診断部５の処理によって得られる診断結果は、診断結果表示部６に渡される。
つまり、診断部５は、対象機器が設置される環境において想定される所定の温度および湿度を前提として推定式を用いて推定される抵抗値に基づいて、使用期間と抵抗値との関係の時間的変化を表す推定曲線を求める。これにより、診断部５は、絶縁抵抗の抵抗値が所定の閾値を下回るまでの時間（有効期間）を推定する。
一例として、対象機器が設置されたのが西暦１９９３年５月３０日で、劣化診断装置１による診断が行われたのが２０１８年３月１５日で、上記の推定曲線が閾値以下となる時点が２０２９年７月３０日である。このとき、診断部５は、有効期間として「２０２９年７月３０日」という日付を出力する。また、診断部５が、適宜、推定曲線のグラフ（日付と絶縁抵抗値（推定値）のペアの時系列）のデータを出力するようにしてもよい。
診断結果表示部６は、診断部５から渡される診断結果を表示する。これにより、劣化診断装置１のユーザーは、対象機器に用いられている抵抗の有効期間の推定値を知ることができる。
そのため、診断部５は、例えば、使用期間と絶縁抵抗値との関係の時間的変化を表す推定曲線を求め、その推定曲線が予め設定されている閾値以下となる時点まではその絶縁材料が有効であると判断し、有効期間を算出する。診断部５の処理によって得られる診断結果は、診断結果表示部６に渡される。
つまり、診断部５は、対象機器が設置される環境において想定される所定の温度および湿度を前提として推定式を用いて推定される抵抗値に基づいて、使用期間と抵抗値との関係の時間的変化を表す推定曲線を求める。これにより、診断部５は、絶縁抵抗の抵抗値が所定の閾値を下回るまでの時間（有効期間）を推定する。
一例として、対象機器が設置されたのが西暦１９９３年５月３０日で、劣化診断装置１による診断が行われたのが２０１８年３月１５日で、上記の推定曲線が閾値以下となる時点が２０２９年７月３０日である。このとき、診断部５は、有効期間として「２０２９年７月３０日」という日付を出力する。また、診断部５が、適宜、推定曲線のグラフ（日付と絶縁抵抗値（推定値）のペアの時系列）のデータを出力するようにしてもよい。
診断結果表示部６は、診断部５から渡される診断結果を表示する。これにより、劣化診断装置１のユーザーは、対象機器に用いられている抵抗の有効期間の推定値を知ることができる。
【0025】
推定式記憶部７は、絶縁材料別の推定式を記憶する。推定式記憶部７が記憶する推定式は、複数の劣化モードにわたるものであり、解析データに基づいて予めＴ法で作成されたものである。これらの推定式は、一般化すると、下の式（１）で表される。
Ｒ＝ｆ（ｍ，ｄ１，ｄ２，…，ｄＮ） ・・・ （１）
式（１）において、Ｒは推定された抵抗値であり、ｆ（）は推定抵抗値を出力するための所定の関数である。また、ｍは、絶縁材料の種類（物質）を指標する値（例えば、整数値）である。また、ｄ１，ｄ２，…，ｄＮは、絶縁材料の種類以外を表すＮ個のパラメーターである。これらのパラメーターには、絶縁材料の形状やサイズ（例えば、断面積や長さ等）に関するデータが含まれる。また、これらのパラメーターには、測定部２において測定される測定結果データが含まれる。
なお、多数の劣化モードを網羅して推定式を作成するほど、推定される抵抗値の精度は上がり、誤診断が少なくなる。
Ｒ＝ｆ（ｍ，ｄ１，ｄ２，…，ｄＮ） ・・・ （１）
式（１）において、Ｒは推定された抵抗値であり、ｆ（）は推定抵抗値を出力するための所定の関数である。また、ｍは、絶縁材料の種類（物質）を指標する値（例えば、整数値）である。また、ｄ１，ｄ２，…，ｄＮは、絶縁材料の種類以外を表すＮ個のパラメーターである。これらのパラメーターには、絶縁材料の形状やサイズ（例えば、断面積や長さ等）に関するデータが含まれる。また、これらのパラメーターには、測定部２において測定される測定結果データが含まれる。
なお、多数の劣化モードを網羅して推定式を作成するほど、推定される抵抗値の精度は上がり、誤診断が少なくなる。
【0026】
推定式記憶部７は、この関数ｆ（）を記憶する。具体的には、推定式記憶部７は、例えば、関数ｆ（）を表す数式を構文木の形式のデータとして記憶してもよい。また、推定式記憶部７は、例えば、関数ｆ（）を実現するコンピュータープログラムモジュール（ソースプログラム、あるいは実行可能形式のプログラム等）を記憶してもよい。また、推定式記憶部７は、関数ｆ（）を記憶する代わりに、絶縁材料の種類ｍごとに個別に定義された関数ｆｍ（）を記憶してもよい（例えば、ｍ＝１，２，…）。関数ｆｍ（）は、下の式（２）で表される。
Ｒ＝ｆｍ（ｄ１，ｄ２，…，ｄＮ） ・・・ （２）
Ｒ＝ｆｍ（ｄ１，ｄ２，…，ｄＮ） ・・・ （２）
【0027】
つまり、推定式記憶部７は、測定部２による測定結果を基に絶縁抵抗の抵抗値を推定するための推定式に関する情報を記憶する。
【0028】
機種別材料名記憶部８は、診断対象の機器の、機種および製造年月と、絶縁材料の種類とを関連付けて記憶する。つまり、対象機器の機種および製造年月を特定して機種別材料名記憶部８を参照すると、使用されている絶縁材料の種別を特定することができるようになっている。
【0029】
推定式作成用解析データ記憶部１１は、推定式を作成するために用いる解析データを記憶する。推定式作成用解析データ記憶部１１が記憶するデータは、式（１）や式（２）におけるｍ，ｄ１，ｄ２，…，ｄＮ、およびＲの値の組の集合である。
推定式作成部１２は、推定式作成用解析データ記憶部１１に記憶されている解析データを基に、Ｔ法（タグチ法）による多変量解析を行い、推定式を求める。推定式作成部１２によって求められる推定式は、前記の式（１）または式（２）で表されるものである。なお、推定式作成部１２は、Ｔ法に代えて、ＭＴ法（マハラノビス・タグチ法）を用いてもよい。なお、Ｔ法やＭＴ法自体は、既存の技術である。
つまり、推定式作成部１２は、測定部２が測定する測定項目の実測値と絶縁抵抗の抵抗値の実測値との組に基づき、タグチ法またはタグチ・シュミット法を用いた多変量解析により推定式を予め作成する。
推定式作成部１２は、推定式作成用解析データ記憶部１１に記憶されている解析データを基に、Ｔ法（タグチ法）による多変量解析を行い、推定式を求める。推定式作成部１２によって求められる推定式は、前記の式（１）または式（２）で表されるものである。なお、推定式作成部１２は、Ｔ法に代えて、ＭＴ法（マハラノビス・タグチ法）を用いてもよい。なお、Ｔ法やＭＴ法自体は、既存の技術である。
つまり、推定式作成部１２は、測定部２が測定する測定項目の実測値と絶縁抵抗の抵抗値の実測値との組に基づき、タグチ法またはタグチ・シュミット法を用いた多変量解析により推定式を予め作成する。
【0030】
なお、劣化診断装置１が、推定式作成用解析データ記憶部１１や推定式作成部１２を持たない構成としてもよい。その場合にも、予め、劣化診断装置１以外の装置が有する推定式作成部１２が推定した推定式は、推定式記憶部７に記憶されている。よって、抵抗値推定部３は、その推定式を用いて、抵抗値を推定することができる。
【0031】
図２は、診断対象機器の近傍に本実施形態による劣化診断装置を設ける場合の配置例（第１の配置例）を示す概略図である。図示するように、本例では、筺体３１１の内部に、対象機器３１２および３１３が設置されている。対象機器３１２および３１３は、高電圧を使用する電気機器であり、絶縁のための絶縁材料を内部に備えている。筺体３１１は、吸気口３１６と排気口３１７とを備えている。例えば不図示のファン等が筺体３１１内または近傍の所定の箇所に設けられていることによって、筺体３１１の外部の空気が吸気口３１６を通って筺体３１１の内部に流入する。また、同様に、筺体３１１の内部の空気が排気口３１７を通って筺体３１１の外部に流出する。吸気口３１６と排気口３１７の位置に示している太い矢印は、それぞれ、空気の流れる方向を表している。本例では、基本的にはこれらの吸気口３１６および排気口３１７のみによって、筺体３１１の内部と外部の空気は交換される。そして、対象機器３１２および３１３の近傍に、それぞれ、測定部３１４および３１５が設置されている。この測定部３１４および３１５は、その場所における汚損物質を計測するものである。つまり、測定部３１４は、対象機器３１２に影響する環境因子に関する測定を行う。また、測定部３１５は、対象機器３１３に影響する環境因子に関する測定を行う。即ち、測定部３１４および３１５は、図１における環境因子測定部２２に当たる。なお、対象機器３１２および対象機器３１３のそれぞれについて、材料因子を測定するための不図示の測定部（図１における材料因子測定部２１に当たる）が設けられていてもよい。図２に示す例では、測定部３１４および３１５は、通信線を介して筺体３１１の外部と接続されている。そして、劣化診断装置１が有する測定部２以外の機能（つまり、抵抗値推定部３と、妥当性判定部４と、診断部５と、診断結果表示部６と、推定式記憶部７と、機種別材料名記憶部８と、推定式作成用解析データ記憶部１１と、推定式作成部１２とを含む機能）は、筺体３１１の外部に存在する。そして、測定部３１４および３１５のそれぞれは、上記の通信線を介して測定結果データを抵抗値推定部３に伝える。
【0032】
図２に示した配置の場合、筺体３１１内の気流の流れに応じて、空気中の汚損物質（イオン性物質等）が筺体３１１内に分布する。各々の対象機器の近傍に測定部を設けることにより、対象機器ごとの汚損状況（環境因子）を測定することができる。
つまり、測定部２における、イオン性汚損物質の付着量の計測手段を、対象機器における絶縁抵抗の近傍に設置するようにしている。これにより、絶縁抵抗が環境から受ける要因をより正確に測定できる。
つまり、測定部２における、イオン性汚損物質の付着量の計測手段を、対象機器における絶縁抵抗の近傍に設置するようにしている。これにより、絶縁抵抗が環境から受ける要因をより正確に測定できる。
【0033】
また、筺体３１１内における気流の流れが明らかな場合には、例えば最も汚損されすい箇所のみについて、監視対象として測定することもできる。例えば図２の配置において、気流（概ね、太い矢印で示す）の上流側に位置する対象機器３１２に対応する測定部３１４のみを設けるようにしてよい。
【0034】
図３は、診断対象機器の近傍に本実施形態による劣化診断装置を設ける際の第２の配置例を示す概略図である。本図に示す例では、図２に示した場合と同様に、筺体３１１の内部に対象機器３１２および３１３が設置されている。また、筺体３１１は、吸気口３１６および排気口３１７を有している。つまり、図２に示した場合と同様に、筺体３１１の外部の空気は、吸気口３１６を通って筺体３１１の内部に流入する。また、筺体３１１の内部の空気は、排気口３１７を通って筺体３１１の外部に流出する。そして、筺体３１１内における吸気口３１６の近傍に、測定部３１８が設置されている。測定部３１８は、その場所における汚損物質を計測するものである。吸気口３１６から筺体３１１の内部に流入する空気は、測定部３１８の周辺の場所を通り、筺体３１１内を循環し、排気口３１７を撮って筺体３１１の外部に流出する。つまり、測定部３１８は、対象機器３１２および３１３に影響する環境因子に関する測定を行う。即ち、測定部３１８は、図１における環境因子測定部２２に当たる。なお、対象機器３１２および対象機器３１３のそれぞれについて、材料因子を測定するための不図示の測定部（図１における材料因子測定部２１に当たる）が設けられていてもよい。図３に示す例においても、測定部３１８は、通信線を介して筺体３１１の外部と接続されている。そして、劣化診断装置１が有する測定部２以外の機能（つまり、抵抗値推定部３と、妥当性判定部４と、診断部５と、診断結果表示部６と、推定式記憶部７と、機種別材料名記憶部８と、推定式作成用解析データ記憶部１１と、推定式作成部１２とを含む機能）は、筺体３１１の外部に存在する。そして、測定部３１８は、上記の通信線を介して測定結果データを抵抗値推定部３に伝える。
【0035】
図３に示した配置の場合、吸気口３１６の近傍に設けた測定部３１８が、筺体３１１に流入する汚損物質（イオン性物質等）の量を測定する。実際の監視対象である対象機器３１２および３１３のそれぞれの場所においては、汚損物質の量は、吸気口３１６の近傍よりも少なくなると推定される。つまり、図示する配置とすることにより、対象機器３１２および３１３における絶縁抵抗値の低下の予兆を、事前に検知するのに有効である。
絶縁抵抗値の低下の予兆を検知した場合には、個々の対象機器に関して、マニュアル作業による目視点検や、従来の汚損度の計測等を実施することができる。これにより、測定手段の設置数を少なく抑制しながら、予防保全を達成することができる。
絶縁抵抗値の低下の予兆を検知した場合には、個々の対象機器に関して、マニュアル作業による目視点検や、従来の汚損度の計測等を実施することができる。これにより、測定手段の設置数を少なく抑制しながら、予防保全を達成することができる。
【0036】
つまり、本例では、測定部２における、イオン性汚損物質の付着量の計測手段を、対象機器における絶縁抵抗を収容する筺体の吸気口の近傍に設置するようにしている。
さらに、上記のイオン性汚損物質の付着量の計測手段を、上記筺体の排気口の近傍にも設置するようにしてもよい。
さらに、上記のイオン性汚損物質の付着量の計測手段を、上記筺体の排気口の近傍にも設置するようにしてもよい。
【0037】
次に、環境因子測定部２２の実現例について説明する。
図４および図５は、環境因子測定部２２の一構成例であるセンサーを示す断面図および平面図である。図４は、断面図である。図５は、平面図である。図４の断面図は、図５における一点鎖線Ｃ－Ｃ´において切った断面を示すものである。
図４および図５に示すように、本例による環境因子測定部２２は、絶縁板３１と、第１電極３２と、第２電極３３とを有する。第１電極３２と第２電極３３とは、互いに所定の距離を置いて、絶縁板３１上に所定のパターンで配置される。第１電極３２と第２電極３３のパターン形成には、例えば、プリント技術を用いる。図５に示すように、第１電極３２と第２電極３３は、それぞれ、電圧源（図中の「Ｖ」）および電流計（図中の「Ａ」）に接続される。電圧源は、第１電極３２と第２電極３３との間に、交流電圧または直流電圧を印加する。電流計は、第１電極３２から第２電極３３に流れる電流を測定する。図４において、符号３４は、汚損物や水膜である。汚損物／水膜３４の付着により、第１電極３２から第２電極３３に漏れ電流が流れる。上記の電流計は、この漏れ電流を計測する。つまり、上記の電流計は、電極パターン（第１電極３２と第２電極３３）上に付着した汚損物／水膜３４のイオン電導性を計測する。計測される電流は、付着した汚損物あるいは水膜の量により変化する。
図４および図５は、環境因子測定部２２の一構成例であるセンサーを示す断面図および平面図である。図４は、断面図である。図５は、平面図である。図４の断面図は、図５における一点鎖線Ｃ－Ｃ´において切った断面を示すものである。
図４および図５に示すように、本例による環境因子測定部２２は、絶縁板３１と、第１電極３２と、第２電極３３とを有する。第１電極３２と第２電極３３とは、互いに所定の距離を置いて、絶縁板３１上に所定のパターンで配置される。第１電極３２と第２電極３３のパターン形成には、例えば、プリント技術を用いる。図５に示すように、第１電極３２と第２電極３３は、それぞれ、電圧源（図中の「Ｖ」）および電流計（図中の「Ａ」）に接続される。電圧源は、第１電極３２と第２電極３３との間に、交流電圧または直流電圧を印加する。電流計は、第１電極３２から第２電極３３に流れる電流を測定する。図４において、符号３４は、汚損物や水膜である。汚損物／水膜３４の付着により、第１電極３２から第２電極３３に漏れ電流が流れる。上記の電流計は、この漏れ電流を計測する。つまり、上記の電流計は、電極パターン（第１電極３２と第２電極３３）上に付着した汚損物／水膜３４のイオン電導性を計測する。計測される電流は、付着した汚損物あるいは水膜の量により変化する。
【0038】
以上説明したように、本例では、測定部２における、イオン性汚損物質の付着量の計測手段は、電極を有するセンサーに付着したイオン性汚損物質を含む水膜の電導性を計測するものである。
【0039】
なお、第１電極３２と第２電極３３とにそれぞれ異種金属を用いて、電極間に流れるガルバニック電流を計測する方法としてもよい。この場合、ガルバニック電流は、付着した水分の量および付着したイオン性汚損物質の量に応じて変化する。つまり、ガルバニック電流を測定することで、電極間のイオン性汚損物質の付着量を推定することが可能である。
【0040】
なお、測定時の温度や湿度は、電極間の水分量に影響を及ぼす。つまり、温度や湿度によっても、電流計による計測値は変化する。そのため、予め、付着物の汚損度と、温度と、湿度と、センサー計測値（電流）との相関を予め取得しておくようにする。これにより、計測された電流の値から、水分による寄与分を補正することが可能となる。そして、環境因子測定部２２は、温度と、湿度と、電流とを計測し、それらの計測値から、付着物の汚損度を推定する。以上のように、環境因子測定部２２は、絶縁抵抗値を低下させる要因となる汚損物の付着度を測定する。
この場合、推定式は、温度や湿度にも基づいて推定抵抗値を算出するものである。
この場合、推定式は、温度や湿度にも基づいて推定抵抗値を算出するものである。
【0041】
環境因子測定部２２の他の実現例についても説明する。
汚損物質の付着による質量変化を捉えるために、水晶振動子（ＱＣＭ）法や、表面弾性波（ＳＡＷ）法を適用することができる。このように、微小な重量変化に伴う振動特性の変化を計測することによって汚損物質の付着量を求める方法は、比較的容易であるとともに、高感度に汚損物質の付着量を検知し、定量化することができる。
汚損物質の付着による質量変化を捉えるために、水晶振動子（ＱＣＭ）法や、表面弾性波（ＳＡＷ）法を適用することができる。このように、微小な重量変化に伴う振動特性の変化を計測することによって汚損物質の付着量を求める方法は、比較的容易であるとともに、高感度に汚損物質の付着量を検知し、定量化することができる。
【0042】
図６は、水晶振動子法を用いた環境因子測定部２２の一構成例であるセンサーを示す概略図である。図示するように、本例によるセンサーは、水晶振動子４０を電極４３と電極４４とで挟んで構成される。そして、電極４３と４４との間に、外部から電圧を印加できるようにしている。これら電極間に電圧を印加すると、水晶振動子４０は固有の周波数（共振周波数）で振動する。また、付着物４１や４２は、汚損物質である。付着物４１や４２が付着している場合と付着していない場合とでは、質量が変わるため、水晶振動子４０の共振周波数が変わる。また、付着物の量に応じて、水晶振動子４０の共振周波数が変わる。本例によるセンサーでは、この共振周波数の変化に基づいて、付着物の質量を計測することができる。測定精度として、０．１ｎｇ（ナノグラム）のオーダーの質量変化を計測することが可能である。
【0043】
つまり、測定部２における、イオン性汚損物質の付着量の計測手段は、イオン性汚損物質を含む汚損物質がセンサーに付着したことに依る前記センサーの質量の変化を計測するものである。
【0044】
図４および図５に示した構成例と同様に、図６の構成例においても、測定時の温度や湿度が、水晶振動子に付着する水分量に影響を及ぼす。つまり、温度や湿度によって、質量変化の計測値は変化する。そのため、予め、付着物の汚損度と、温度と、湿度と、センサー計測値（電流）との相関を予め取得しておくようにする。これにより、計測された質量変化の値から、水分による寄与分を補正することが可能となる。そして、環境因子測定部２２は、温度と、湿度と、質量変化とを計測し、それらの計測値から、付着物の汚損度を推定する。
【0045】
付着する汚損物質に含まれるイオン成分の測定には、イオンクロマトグラフ法や、イオン選択性電極による方法等を用いる。これらの方法を用いるためには、飛来した汚損物質のうちのイオン成分を水に展開した後、分析用の機器に供給する必要がある。
【0046】
図７は、イオン成分を分析・測定するためのイオン成分分析装置の構成例を示す概略図である。図示するように、イオン成分分析装置５０は、純水供給部５１と、純水供給配管５２と、汚損物採取槽５３と、サンプリング配管５４と、三方弁５６と、洗浄排水配管５７と、成分計測部５８と、を含んで構成される。このイオン成分分析装置５０は、次の通り機能する。
【0047】
純水供給部５１は、必要時に、純水供給配管５２を通して純水を供給する。
純水供給配管５２は、純水供給部５１から供給される純水を、必要時に汚損物採取槽５３に供給する。
汚損物採取槽５３は、外部より飛来した汚損物質を採取する。イオン成分分析装置５０を放置している期間中に、汚損物採取槽５３には、外部からの汚損物質が堆積する。放置期間に汚損物質が堆積した後、溶解期間において、純水供給配管５２から供給される純水中に、汚損物質に含まれるイオン性物質が溶解する。イオン性物質が溶解した水は、汚損物採取槽５３からサンプリング配管５４側に流れる。
サンプリング配管５４は、汚損物採取槽５３で採取されたイオン性物質を含む水を、三方弁５６を介して、成分計測部５８に供給する機能を持つ。
なお、汚損物採取槽５３と三方弁５６との間に、ポンプが設けられている。このポンプは、サンプリング配管５４内に水圧を生じさせる。このポンプの作用により、サンプリング配管５４内において、図の左側から右側への水の流れが生じる。
三方弁５６は、３方向の出入口を有する弁である。イオン成分分析装置５０において、この三方弁５６により、汚損物採取槽５３からの水を、成分計測部５８側に導くか、洗浄排水配管５７側に導くかを切り替えることができる。つまり、成分計測部５８による計測を行うときには、汚損物採取槽５３からの水が成分計測部５８側に供給されるようにする。また、成分計測部５８による計測が終了すると、汚損物採取槽５３からの水は、洗浄排水配管５７側に流れ、排水される。
洗浄排水配管５７は、不要となった水（汚損物採取槽５３に貯められた水）を排水するための配管である。
成分計測部５８は、イオンクロマトグラフ法やイオン選択性電極による方法等により、供給される水に含まれるイオン成分の種類と量とを計測する。成分計測部５８は、計測結果のデータを出力する。
純水供給配管５２は、純水供給部５１から供給される純水を、必要時に汚損物採取槽５３に供給する。
汚損物採取槽５３は、外部より飛来した汚損物質を採取する。イオン成分分析装置５０を放置している期間中に、汚損物採取槽５３には、外部からの汚損物質が堆積する。放置期間に汚損物質が堆積した後、溶解期間において、純水供給配管５２から供給される純水中に、汚損物質に含まれるイオン性物質が溶解する。イオン性物質が溶解した水は、汚損物採取槽５３からサンプリング配管５４側に流れる。
サンプリング配管５４は、汚損物採取槽５３で採取されたイオン性物質を含む水を、三方弁５６を介して、成分計測部５８に供給する機能を持つ。
なお、汚損物採取槽５３と三方弁５６との間に、ポンプが設けられている。このポンプは、サンプリング配管５４内に水圧を生じさせる。このポンプの作用により、サンプリング配管５４内において、図の左側から右側への水の流れが生じる。
三方弁５６は、３方向の出入口を有する弁である。イオン成分分析装置５０において、この三方弁５６により、汚損物採取槽５３からの水を、成分計測部５８側に導くか、洗浄排水配管５７側に導くかを切り替えることができる。つまり、成分計測部５８による計測を行うときには、汚損物採取槽５３からの水が成分計測部５８側に供給されるようにする。また、成分計測部５８による計測が終了すると、汚損物採取槽５３からの水は、洗浄排水配管５７側に流れ、排水される。
洗浄排水配管５７は、不要となった水（汚損物採取槽５３に貯められた水）を排水するための配管である。
成分計測部５８は、イオンクロマトグラフ法やイオン選択性電極による方法等により、供給される水に含まれるイオン成分の種類と量とを計測する。成分計測部５８は、計測結果のデータを出力する。
【0048】
以上のように構成されるイオン成分分析装置５０を用いることにより、（１）外部からの汚損物質が堆積→（２）イオン成分の分析および計測→（３）イオン成分の計測に使用されなかった水の排水というプロセスを１サイクルとして、計測を繰り返すことができる。なお、計測の周期は、適宜設定される。
【0049】
つまり、測定部２における、イオン性汚損物質の付着量の計測手段は、イオン性汚損物質の組成を分析するためのイオン成分分析装置５０を備える。イオン成分分析装置５０は、イオン性汚損成分の組成を定性的に、また定量的に分析するものである。
【0050】
以上説明したように、本実施形態によれば、対象機器に用いられている絶縁抵抗の絶縁材料に関する材料因子、または前記絶縁抵抗が設置されている場所における環境因子のうちイオン性汚損物質の付着量、の少なくともいずれか一方を測定する測定部と、その測定結果を用いて絶縁抵抗の抵抗値を推定する抵抗値推定部とを持つことにより、抵抗値を精度よく予測することができる。
【0051】
また、電気設備の構造によっては、気流の影響により設備内の部位によって、汚損状況が異なる場合がある。
本実施形態では、イオン性汚損成分の付着量の計測手段を、診断対象とする絶縁材料の近傍に設置してよいため、これにより、対象材料の汚損状況をより正確に把握することが可能となる。
本実施形態では、イオン性汚損成分の付着量の計測手段を、診断対象とする絶縁材料の近傍に設置してよいため、これにより、対象材料の汚損状況をより正確に把握することが可能となる。
【0052】
また、イオン性汚損成分の付着量の計測手段を、診断対象とする絶縁材料ごとに設置できれば、それぞれの材料の絶縁低下を高精度に予測可能であるが、全ての絶縁材料が用いられている部位に個別に計測手段を設置するのは困難である。
本実施形態では、気流の関係で汚損が最も進行しやすい絶縁材料の部位の汚損状況を計測する方法を用いることもできる。
診断対象とする絶縁材料が収容されている筐体の吸気口の近傍に、イオン性汚損成分の付着量の計測手段を設置することもできる。この場合、筐体内の局所的な汚損状況に関する情報を取得することはできないが、筐体内の汚損レベルを総括的に把握することが可能となる。
筐体内の総括的な汚損レベルの上昇を検知した場合、マニュアル作業による目視点検等を実施することで、少数の計測手段の設置数を抑えつつ、予防保全を達成することができる。
また、イオン性汚損成分の付着量の計測手段を、診断対象とする絶縁材料が収容されている筐体の吸気口だけでなく、同筺体の排気口の近傍にも設置してよい。この場合、排出口近傍の計測手段の結果から、筐体から排出されるイオン性汚損成分の量を把握することできる。そのため、筐体内部に残留するイオン性汚損成分の量をより正確に把握することが可能となる。
本実施形態では、気流の関係で汚損が最も進行しやすい絶縁材料の部位の汚損状況を計測する方法を用いることもできる。
診断対象とする絶縁材料が収容されている筐体の吸気口の近傍に、イオン性汚損成分の付着量の計測手段を設置することもできる。この場合、筐体内の局所的な汚損状況に関する情報を取得することはできないが、筐体内の汚損レベルを総括的に把握することが可能となる。
筐体内の総括的な汚損レベルの上昇を検知した場合、マニュアル作業による目視点検等を実施することで、少数の計測手段の設置数を抑えつつ、予防保全を達成することができる。
また、イオン性汚損成分の付着量の計測手段を、診断対象とする絶縁材料が収容されている筐体の吸気口だけでなく、同筺体の排気口の近傍にも設置してよい。この場合、排出口近傍の計測手段の結果から、筐体から排出されるイオン性汚損成分の量を把握することできる。そのため、筐体内部に残留するイオン性汚損成分の量をより正確に把握することが可能となる。
【0053】
また、本実施形態では、イオン性汚損成分の付着量の計測のために、イオン性汚損成分を溶解させた水膜中のイオン電導性を計測する手段を備えてもよい。イオン性成分の汚損成分は、絶縁材料表面の水膜の電導度を上昇させることで、絶縁抵抗の低下を引き起こす。そのため、電導度を計測することで、直接的に絶縁低下への影響度を評価することが可能となる。
【0054】
イオン性汚損成分の付着量の計測のため、汚損物の付着による質量変化を計測する手段を備えることもできる。絶縁抵抗の低下を引き起こすのは上記の様に海塩粒子、ガス等であるが、これらのイオン性汚損成分の付着量の増加にともない、質量が増加する。質量を計測する場合には、非イオン性の塵埃も同時に計測されるが、非イオン性の塵埃はイオン性汚損成分と同様に気流によって運ばれる。よって、イオン性汚損性成分が増加する場合には、非イオン性の塵埃も同時に増加する傾向がある。そのため、質量変化を計測することで、イオン性汚損成分の増加を予測することが可能となる。
【0055】
さらにイオン性汚損成分の組成を定性・定量的に分析する手段を備えることで、絶縁低下への影響度をさらに高精度に評価することが可能となる。
【0056】
また、絶縁特性に対して大きな影響を及ぼすイオン成分として硝酸イオンがある。絶縁抵抗が低下し放電が発生し始めると空気中の窒素を原料として硝酸が生成される。この硝酸が水膜中に溶け込み絶縁材料充填材である炭酸カルシウムと反応することで、低湿度で潮解する硝酸カルシウムが生成され、急速に絶縁低下が進行することになる。そのため、硝酸イオンの存在を検知することは、絶縁低下の傾向を予測する上では有効な手段となる。
【0057】
上記の様に、それまで外来の汚損成分の影響が支配的だったのが、ある時点で放電により生成した硝酸の影響が絶縁低下の主要因に変化する場合がある。その場合、絶縁抵抗低下の進行度の予測式が変化する可能性がある。
そこで、硝酸イオンの存在量が増大を検知することで、上記の様な劣化モードの変化点を捉え、絶縁抵抗低下の進行度の予測式を切り替えることで、より高精度な余寿命診断が可能となる。
そこで、硝酸イオンの存在量が増大を検知することで、上記の様な劣化モードの変化点を捉え、絶縁抵抗低下の進行度の予測式を切り替えることで、より高精度な余寿命診断が可能となる。
【0058】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。なお、前実施形態において既に説明した事項については以下において説明を省略する場合がある。ここでは、本実施形態に特有の事項を中心に説明する。
次に、第２の実施形態について説明する。なお、前実施形態において既に説明した事項については以下において説明を省略する場合がある。ここでは、本実施形態に特有の事項を中心に説明する。
【0059】
図８は、本実施形態による劣化診断システムの概略機能構成を示すブロック図である。
図示するように、劣化診断システム１００は、測定装置１１０と、分析装置１２０と、を含んで構成される。測定装置１１０と、分析装置１２０とは、通信ネットワークを介して相互に接続されている。なお、複数の測定装置１１０が、劣化診断システム１００に含まれていても良い。
図示するように、劣化診断システム１００は、測定装置１１０と、分析装置１２０と、を含んで構成される。測定装置１１０と、分析装置１２０とは、通信ネットワークを介して相互に接続されている。なお、複数の測定装置１１０が、劣化診断システム１００に含まれていても良い。
【0060】
測定装置１１０は、測定部２と、測定値送信部１１１と、を含んで構成される。
また、分析装置１２０は、測定値受信部１２１と、抵抗値推定部３と、妥当性判定部４と、診断部５と、診断結果表示部６と、推定式記憶部７と、機種別材料名記憶部８と、推定式作成用解析データ記憶部１１と、推定式作成部１２と、を含んで構成される。測定装置１１０は、例えば、サーバー型コンピューターを用いて実現される。
上記の各機能部のうち、測定部２と、抵抗値推定部３と、妥当性判定部４と、診断部５と、診断結果表示部６と、推定式記憶部７と、機種別材料名記憶部８と、推定式作成用解析データ記憶部１１と、推定式作成部１２とは、第１実施形態におけるそれらと同様の機能を有する（図１を参照）ものである。よって、ここでは、これら各機能部に関する詳細な説明を省略する。
また、分析装置１２０は、測定値受信部１２１と、抵抗値推定部３と、妥当性判定部４と、診断部５と、診断結果表示部６と、推定式記憶部７と、機種別材料名記憶部８と、推定式作成用解析データ記憶部１１と、推定式作成部１２と、を含んで構成される。測定装置１１０は、例えば、サーバー型コンピューターを用いて実現される。
上記の各機能部のうち、測定部２と、抵抗値推定部３と、妥当性判定部４と、診断部５と、診断結果表示部６と、推定式記憶部７と、機種別材料名記憶部８と、推定式作成用解析データ記憶部１１と、推定式作成部１２とは、第１実施形態におけるそれらと同様の機能を有する（図１を参照）ものである。よって、ここでは、これら各機能部に関する詳細な説明を省略する。
【0061】
測定装置１１０側の測定値送信部１１１は、測定部２によって測定された結果得られるデータを、通信ネットワークを介して、分析装置１２０側に送信する。
分析装置１２０側の測定値受信部１２１は、測定装置１１０側の測定値送信部１１１から送信された測定結果データを受信する。測定値受信部１２１は、受信した測定結果データを、抵抗値推定部３に渡す。
これにより、分析装置１２０側では、測定装置１１０側で測定されたデータに基づいて、抵抗値を推定し、推定された抵抗値の妥当性を判定し、診断を行い、その診断結果を表示する。
分析装置１２０側の測定値受信部１２１は、測定装置１１０側の測定値送信部１１１から送信された測定結果データを受信する。測定値受信部１２１は、受信した測定結果データを、抵抗値推定部３に渡す。
これにより、分析装置１２０側では、測定装置１１０側で測定されたデータに基づいて、抵抗値を推定し、推定された抵抗値の妥当性を判定し、診断を行い、その診断結果を表示する。
【0062】
本実施形態によれば、所謂クライアントサーバー構成により、単独の、または少数の分析装置１２０と、多数の測定装置１１０とで、劣化診断システム１００を構成することができる。つまり、対象機器が設置されている現場において必要な測定を行い、それらの測定結果のデータを用いた抵抗値の推定の処理を、例えばデータセンター等に設置された少数のサーバー装置で集中的に行うことができる。これにより、劣化診断システム１００全体のコストを低減化できる。
【0063】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。なお、前実施形態までにおいて既に説明した事項については以下において説明を省略する場合がある。ここでは、本実施形態に特有の事項を中心に説明する。
次に、第３の実施形態について説明する。なお、前実施形態までにおいて既に説明した事項については以下において説明を省略する場合がある。ここでは、本実施形態に特有の事項を中心に説明する。
【0064】
図９は、本実施形態による劣化診断システムの概略機能構成を示すブロック図である。
図示するように、劣化診断システム１５０は、測定装置１１０と、分析装置１６０と、を含んで構成される。測定装置１１０と、分析装置１６０とは、通信ネットワークを介して相互に接続されている。なお、複数の測定装置１１０が、劣化診断システム１００に含まれていても良い。
図示するように、劣化診断システム１５０は、測定装置１１０と、分析装置１６０と、を含んで構成される。測定装置１１０と、分析装置１６０とは、通信ネットワークを介して相互に接続されている。なお、複数の測定装置１１０が、劣化診断システム１００に含まれていても良い。
【0065】
測定装置１１０は、測定部２と、測定値送信部１１１と、を含んで構成される。
また、分析装置１６０は、測定値受信部１６１と、解析データ収集部１６２と、抵抗値推定部３と、妥当性判定部４と、診断部５と、診断結果表示部６と、推定式記憶部７と、機種別材料名記憶部８と、推定式作成用解析データ記憶部１１と、推定式作成部１２と、を含んで構成される。分析装置１６０は、例えば、サーバー型コンピューターを用いて実現される。
上記の各機能部のうち、測定部２と、抵抗値推定部３と、妥当性判定部４と、診断部５と、診断結果表示部６と、推定式記憶部７と、機種別材料名記憶部８と、推定式作成用解析データ記憶部１１と、推定式作成部１２とは、第１実施形態におけるそれらと同様の機能を有する（図１を参照）ものである。よって、ここでは、これら各機能部に関する詳細な説明を省略する。
また、分析装置１６０は、測定値受信部１６１と、解析データ収集部１６２と、抵抗値推定部３と、妥当性判定部４と、診断部５と、診断結果表示部６と、推定式記憶部７と、機種別材料名記憶部８と、推定式作成用解析データ記憶部１１と、推定式作成部１２と、を含んで構成される。分析装置１６０は、例えば、サーバー型コンピューターを用いて実現される。
上記の各機能部のうち、測定部２と、抵抗値推定部３と、妥当性判定部４と、診断部５と、診断結果表示部６と、推定式記憶部７と、機種別材料名記憶部８と、推定式作成用解析データ記憶部１１と、推定式作成部１２とは、第１実施形態におけるそれらと同様の機能を有する（図１を参照）ものである。よって、ここでは、これら各機能部に関する詳細な説明を省略する。
【0066】
測定装置１１０側の測定値送信部１１１は、測定部２によって測定された結果得られるデータを、通信ネットワークを介して、分析装置１２０側に送信する。
分析装置１６０側の測定値受信部１６１は、測定装置１１０側の測定値送信部１１１から送信された測定結果データを受信する。測定値受信部１６１は、受信した測定結果データを、抵抗値推定部３に渡す。
これにより、分析装置１６０側では、測定装置１１０側で測定されたデータに基づいて、抵抗値を推定し、推定された抵抗値の妥当性を判定し、診断を行い、その診断結果を表示する。
分析装置１６０側の測定値受信部１６１は、測定装置１１０側の測定値送信部１１１から送信された測定結果データを受信する。測定値受信部１６１は、受信した測定結果データを、抵抗値推定部３に渡す。
これにより、分析装置１６０側では、測定装置１１０側で測定されたデータに基づいて、抵抗値を推定し、推定された抵抗値の妥当性を判定し、診断を行い、その診断結果を表示する。
【0067】
また、分析装置１６０側の測定値受信部１６１は、受信したデータを、解析データ収集部１６２に渡す。解析データ収集部１６２は、測定値受信部１６１から受け取ったデータを推定式作成用解析データ記憶部１１に書き込む。つまり、推定式作成部１２は、推定式作成用解析データ記憶部１１を参照して推定式を作成する際に、解析データ収集部１６２が収集したデータを含めて分析を行う。つまり、分析装置１６０は、予め記憶していた解析データだけでなく、測定装置１１０から受け取ったデータをも用いて、推定式を作成することができる。なお、推定式を作成するために用いる解析データには、抵抗値の実測値を含んでいてもよい。
【0068】
本実施形態によれば、分析装置１６０の解析データ収集部１６２が、測定装置１１０から受け取った測定結果データを推定式作成用解析データ記憶部１１に書き込む。つまり、分析装置１６０は、測定装置１１０から受け取った測定結果データを用いて、抵抗値を推定するための推定式を作成することができる。分析装置１６０は、この推定式の作成を、任意の適切なタイミングで実行することができる。つまり、分析装置１６０は、測定装置１１０から収集した測定結果データを用いて、抵抗値の推定式に関する学習を行うことが可能となる。
【0069】
実施形態の変形例について説明する。
上記実施形態の、図２や図３に示す配置例では、劣化診断装置１が有する測定部２以外の機能（つまり、抵抗値推定部３と、妥当性判定部４と、診断部５と、診断結果表示部６と、推定式記憶部７と、機種別材料名記憶部８と、推定式作成用解析データ記憶部１１と、推定式作成部１２とを含む機能）は、筺体３１１の外部に存在する。しかしながら、これらの抵抗値推定部３と、妥当性判定部４と、診断部５と、診断結果表示部６と、推定式記憶部７と、機種別材料名記憶部８と、推定式作成用解析データ記憶部１１と、推定式作成部１２とが筺体３１１の内部に存在しても良い。
また、測定部２における、イオン性汚損物質の付着量の計測手段の配置方法は、図２や図３に例示したものに限らず、他の配置方法としてもよい。
上記実施形態の、図２や図３に示す配置例では、劣化診断装置１が有する測定部２以外の機能（つまり、抵抗値推定部３と、妥当性判定部４と、診断部５と、診断結果表示部６と、推定式記憶部７と、機種別材料名記憶部８と、推定式作成用解析データ記憶部１１と、推定式作成部１２とを含む機能）は、筺体３１１の外部に存在する。しかしながら、これらの抵抗値推定部３と、妥当性判定部４と、診断部５と、診断結果表示部６と、推定式記憶部７と、機種別材料名記憶部８と、推定式作成用解析データ記憶部１１と、推定式作成部１２とが筺体３１１の内部に存在しても良い。
また、測定部２における、イオン性汚損物質の付着量の計測手段の配置方法は、図２や図３に例示したものに限らず、他の配置方法としてもよい。
【0070】
また、イオン性汚損物質の付着量の計測手段の具体例として、図４，図５，図６，図７等を参照しながらその実現方法であるセンサーを説明したが、複数のセンサーを併用してイオン性汚損物質の付着量を計測するようにしてもよい。
【0071】
また、図７に示したイオン成分分析装置５０は、イオン性汚損物質の組成を分析することとしたが、ここで判定された組成に応じて、抵抗値推定部３が、異なる推定式を用いて抵抗値を推定するようにしてもよい。つまり、この場合、イオン性汚損成分の組成により、抵抗値推定部３が、絶縁抵抗の推定式を切り替えて使用する。これにより、抵抗値推定部３は、イオン性汚損物質の組成にマッチした推定式を用いることができる。即ち、抵抗値をより精度良く推定することが可能となる。
【0072】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、対象機器に用いられている絶縁抵抗の絶縁材料に関する材料因子、または前記絶縁抵抗が設置されている場所における環境因子のうちイオン性汚損物質の付着量、の少なくともいずれか一方を測定する測定部と、その測定結果を用いて絶縁抵抗の抵抗値を推定する抵抗値推定部とを持つことにより、抵抗値を精度よく予測することができる。
【0073】
なお、上述した各実施形態における劣化診断装置、測定装置、分析装置の機能をコンピューターで実現するようにしても良い。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピューター読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピューターシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピューターシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＵＳＢメモリー等の可搬媒体、コンピューターシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバーやクライアントとなるコンピューターシステム内部の揮発性メモリーのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【0074】
なお、コンピューターを用いて各実施形態における測定部２を実現する場合、プログラムは、「対象機器に用いられている絶縁抵抗の絶縁材料に関する材料因子、または前記絶縁抵抗が設置されている場所における環境因子のうちイオン性汚損物質の付着量、の少なくともいずれか一方を測定するよう制御する測定過程」の処理をコンピューターに実行させる。そして、コンピューターによる制御の下、物理量の測定自体は実施形態にも記載したセンサー等が行う。
【0075】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【0076】
１…劣化診断装置、２…測定部、３…抵抗値推定部、４…妥当性判定部、５…診断部、６…診断結果表示部、７…推定式記憶部、８…機種別材料名記憶部、１１…推定式作成用解析データ記憶部、１２…推定式作成部、２１…材料因子測定部、２２…環境因子測定部、３１…絶縁板、３２…第１電極、３３…第２電極、３４…汚損物／水膜、４０…水晶振動子、４１，４２…付着物、４３，４４…電極、５０…イオン成分分析装置、５１…純水供給部、５２…純水供給配管、５３…汚損物採取槽、５４…サンプリング配管、５６…三方弁、５７…洗浄排水配管、５８…成分計測部、１００…劣化診断システム、１１０…測定装置、１１１…測定値送信部、１２０…分析装置、１２１…測定値受信部、１５０…劣化診断システム、１６０…分析装置、１６１…測定値受信部、１６２…解析データ収集部、３１１…筺体、３１２，３１３…対象機器、３１４，３１５…測定部、３１６…吸気口、３１７…排気口、３１８…測定部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】