JP2005128699A - 電気機器診断システム - Google Patents

Abstract

【課題】 電気機器の運転状態を常時監視し、良好な運転状態を維持する。
【解決手段】 電気機器５に状態監視センサ６、７を取り付けた電気機器部１と、前記電気機器５の運転状態を常時監視する監視部２と、前記電気機器５の運転状態を診断する中央監視部４と、前記監視部２と前記中央監視部４とを相互接続する通信手段３とを具備し、前記監視部２は、前記状態監視センサ６、７からデータを取得して前記中央監視部４に送信し、前記中央監視部４は、受信したデータを所定の間隔で処理するとともに、数段階に区分けした劣化進度を有する診断結果を算出し、且つこの診断結果を前記監視部２に送信し、前記診断結果を受信した前記監視部２は、前記劣化進度に基づき前記電気機器５の運転状態を制御することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電気機器の運転状態を連続して監視し、運転状態を良好に維持し得る電気機器診断システムに関する。

従来のこの種のスイッチギヤのような電気機器における診断システムは、運転状態を良好に維持するため、電気機器に部分放電、温度、漏れ電流などを測定する各種のセンサを取り付け、運転状態を連続して監視する常時監視がされている。そして、これら監視されたデータは、通信回線を介して監視センターへ直ちに送信され、予防保全や余寿命評価が行われている（例えば、特許文献１参照。）。

また、監視されたデータを通信ネットワークでサーバに送信し、通信ネットワーク上に端末装置を接続して、どこからでも運転状態を監視できるものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００２−１７１６９６号公報 （第２〜４ページ、図１） 特開２００３−１４０７３８号公報 （第７ページ、図１）

上記の従来の診断システムにおいては、次のような問題がある。

電気機器の運転状態を常時監視し、予防保全や余寿命評価ができるものの、監視されたデータから当該電気機器の運転状態を制御することができなかった。即ち、監視されたデータに変化が認められた場合には、現地に保守員が出向き、当該電気機器の運転状態を確認し、緊急を要するものでは運転継続の可否、そうでないものでは次回の点検時期を判定していた。

しかしながら、このような判定においては、保守員の予防保全や余寿命評価の技術的向上とともに、負担増加となり、また、判定が遅延すると事故発生を招くことがあり、事故が起きると隣接する電気機器にも事故波及を及ぼすことがある。

このため、監視されたデータから、当該電気機器の劣化状態が把握でき、点検の時期やその結果によっては運転状態が制御されることが望まれていた。

本発明は上記問題を解決するためになされたもので、電気機器の運転状態を常時監視し、監視されたデータから運転状態を制御することができる電気機器診断システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の電気機器診断システムは、電気機器に状態監視センサを取り付けた電気機器部と、前記電気機器部に近接して設けられ、前記電気機器の運転状態を常時監視する監視部と、前記監視部と離隔して設けられ、前記電気機器の運転状態を診断する中央監視部と、前記監視部と前記中央監視部とを相互接続する通信手段とを具備し、前記監視部は、前記状態監視センサからデータを取得して前記中央監視部に送信し、前記中央監視部は、受信したデータを所定の間隔で処理するとともに、その経時変化から数段階に区分けした劣化進度を有する診断結果を算出し、且つこの診断結果を前記監視部に送信し、前記診断結果を受信した前記監視部は、前記劣化進度に基づき前記電気機器の運転状態を制御することを特徴とする。

本発明によれば、電気機器の運転状態を監視部で常時監視し、監視されたデータを中央監視部で診断して劣化進度を算出し、その結果を監視部と中央監視部とに表示しているので、診断結果に基づいて保守員が、電気機器の運転継続の可否、点検を行うための停止時期、緊急停止など運転状態を制御することができる。このため、絶縁事故を未然に防ぐことができる。

以下、本発明による電気機器診断システムを図面を参照して説明する。

本発明の実施例に係る電気機器診断システムを図１乃至図６を参照して説明する。図１は、本発明の実施例に係る電気機器診断システムの構成を示すブロック図、図２は、本発明の実施例に係る電気機器診断システムのフローチャート図、図３は、本発明の実施例に係る放電エネルギーおよび標準偏差による劣化特性を説明する説明図、図４は、本発明の実施例に係る部分放電エネルギーの大きさとその変化幅との関係を示す説明図、図５は、本発明の実施例に係る部分放電エネルギーの変化幅と標準偏差の変化幅との関係を示す説明図、図６は、本発明の実施例に係る電気機器診断システムの診断結果の出力例である。

図１に示すように、電気機器診断システムは、スイッチギヤのような電気機器が設置されている電気機器部１、この電気機器部１に近接されて設けられた監視部２、および電話回線、移動通信、インターネットなどからなる通信手段３を介して相互接続され、中央制御室など離隔個所に設けられた中央監視部４で構成されている。

電気機器部１には、電気機器５の盤面に、例えばＡＥセンサ、ＣＴセンサ、電磁波センサのような部分放電センサ６、また、気温、湿度、気圧および汚損などの条件を測定する環境測定センサ７が取り付けられている。そして、部分放電センサ６は、所定の周波数分析やノイズ除去を行う検出装置８に接続されている。これら部分放電センサ６、環境測定センサ７で電気機器５の運転状態を常時監視する状態監視センサが構成される。

監視部２では、検出装置８からの部分放電データがデータ取得装置９に入力され、部分放電特性が取得される。また、測定時の条件データが環境測定センサ７から入力される。そして、これらのデータは、表示装置１０により常時監視されるとともに、第１の送受信装置１１から通信手段３を介して、直ちに中央監視部４へ送信される。また、この第１の送受信装置１１には、中央監視部４から後述する診断結果を受信し、その結果を出力する出力装置１１、および診断結果によっては電気機器５の運転状態を制御する警報装置１３が接続されている。

中央監視部４では、部分放電データ、および測定時の条件データが第２の送受信装置１４で受信され、直ちにデータ処理装置１５へ入力される。そして、このデータ処理装置１５で電気機器５の運転状態が診断され、この診断結果は一旦データ記憶装置１６に記憶される。また、データ記憶装置１６には、診断結果を表示して出力する表示・出力装置１７、および診断結果のトレンドを作成するデータファイル装置１８が接続されている。

以下、データ処理装置１５の動作を説明する。

図２に示すように、先ず、電気機器のコード照合（Ｓｔ１）をする。そして、数百ｍｓの時間幅内での部分放電パルスを、数十回繰り返して測定し、部分放電電荷を算出する（Ｓｔ２）。この部分放電電荷は、測定時の気温、湿度、気圧および汚損度により補正される（Ｓｔ３）。部分放電電荷の測定は、例えば１ヶ月間隔のような所定の間隔で行われる。

次に、部分放電電荷の波高値と発生頻度から放電エネルギーを算出する（Ｓｔ４）。また、繰り返して測定した放電エネルギーの標準偏差を算出する（Ｓｔ５）。

これらのデータは、一旦データ記憶装置１６に保存し（Ｓｔ６）、前回測定した過去のデータをデータファイル装置１８から呼び出す（Ｓｔ７）。

そして、今回と前回との測定値の比較を行い、予め求めておいた劣化特性から、劣化診断（Ｓｔ８）を行う。

最後に、診断結果を出力（Ｓｔ９）する。この診断結果は、前記データ記憶装置１６に記憶されるとともに、前記監視部２に送信される。

一般的に部分放電による劣化特性は、図３に示すように、劣化初期では放電エネルギーPおよび標準偏差σの変化は小さいものの、絶縁破壊の直前では放電エネルギーＰおよび標準偏差σの変化が急激に大きくなる。即ち、部分放電特性のうち、放電エネルギーＰと標準偏差σとの経時変化を所定の間隔で測定し、その変化幅を算出することにより、絶縁劣化の進度を推定することができる。

この絶縁劣化の進度は、図４に示すように、今回と前回とで測定した放電エネルギーの変化幅ΔＰと今回測定した放電エネルギーＰとから、予め求めておいた変化幅の大きさにより、円弧状の四段階に区分けした劣化進度Ａ〜Ｄとすることができる。また、図５に示すように、放電エネルギーの変化幅ΔＰと標準偏差σの変化幅Δσとからも、矩形状の四段階に区分けした劣化進度Ａ〜Ｄとすることができる。この劣化進度の区分けにおいては、図４と図５とを併用することにより、精度を向上させることができる。なお、前回のデータがない場合には、工場出荷時のデータを用いる。

ここで、劣化進度Ａは、良好な状態であり、通常の定期点検の継続でよい。劣化進度Ｂは、劣化初期であり、１年以内での臨時点検を要する。劣化進度Ｃは、劣化中期であり、１年以内での細密点検を要する。劣化進度Ｄは、劣化が進行した劣化後期であり、１ヶ月以内のような早急な時期に細密点検、更には、緊急停止を要する。なお、この劣化進度を四段階以上の複数段階にして、きめ細かい管理をしてもよい。

診断結果例を図６に示す。電気機器５の製造番号などの諸元とともに、今回測定した部分放電特性の変化幅から劣化進度が表示される。また、汚損区分、運転年数、および遮断器、断路器などの開閉器の動作回数においても、予め定めておいた所定値に基づいて劣化進度が表示される。更に、各項目での最も多い劣化進度、もしくは最も緊急を要する劣化進度からこれらを総合した評価の劣化進度が表示される。

この診断結果は、通信手段３を介して、前記監視部２の出力装置１２にも表示される。そして、例えば総合評価で劣化進度Ｄとなれば、前記警報装置１３により光、音などからなる警報を発し、場合によっては、図示しないリレーを動作させ、電気機器５を緊急停止させることもできるようになっている。

このように、劣化進度によって、運転を継続して良いか、運転を良好に保つための定期点検、臨時点検、細密点検のような点検の種類、その点検を１年以内か、または１ヶ月以内に行わなければならないかの時期、および事故を未然に防ぐための緊急停止が容易に分かるようになる。即ち、診断結果によって、運転継続の可否、点検の種類とその時期、場合によっては緊急停止など電気機器５の運転状態を制御することができる。

上記本発明の電気機器診断システムによれば、電気機器５の運転状態を常時監視して所定の間隔で部分放電、汚損区分、運転年数および開閉器の動作回数などを測定し、その診断結果を監視部２と中央監視部４とに表示しているので、診断結果に基づいて保守員がその対応を早急に取ることができる。更に、運転継続の可否、点検の種類とその時期、場合によっては緊急停止など運転状態を制御することができるので、運転状態を良好に保つことができるとともに、絶縁事故を未然に防ぐことができる。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。上記実施例では、部分放電特性について説明したが、避雷器の接地側や零相変成器の中性点に検出装置を接続して漏れ電流を測定し、所定の間隔における漏れ電流の変化幅を求めて診断結果を出力することもできる。

また、上記実施例では、中央監視部を中央制御室に設けて説明したが、通信手段を複数回線として、例えば製造メーカ側にも中央監視部を設けて、同様のデータ処理を行うことで、点検の警鐘や交換部品の事前準備などを行うことができるので、事故を未然に防ぐことができるとともに、部品交換を伴う点検作業を短時間で行うことができる。

本発明の実施例に係る電気機器診断システムの構成を示すブロック図。 本発明の実施例に係る電気機器診断システムのフローチャート図。 本発明の実施例に係る放電エネルギーおよび標準偏差による劣化特性を説明する説明図。 本発明の実施例に係る部分放電エネルギーの大きさとその変化幅との関係を示す説明図。 本発明の実施例に係る部分放電エネルギーの変化幅と標準偏差の変化幅との関係を示す説明図。 本発明の実施例に係る電気機器診断システムの診断結果の出力例。

符号の説明

１ 電気機器部
２ 監視部
３ 通信手段
４ 中央監視部
５ 電気機器
６ 部分放電センサ
７ 環境測定センサ
８ 検出装置
９ データ取得装置
１０ 表示装置
１１ 第１の送受信装置
１２ 出力装置
１３ 警報装置
１４ 第２の送受信装置
１５ データ処理装置
１６ データ記憶装置
１７ 表示・出力装置
１８ データファイル装置

Claims (4)

1. 電気機器に状態監視センサを取り付けた電気機器部と、
   前記電気機器部に近接して設けられ、前記電気機器の運転状態を常時監視する監視部と、
   前記監視部と離隔して設けられ、前記電気機器の運転状態を診断する中央監視部と、
   前記監視部と前記中央監視部とを相互接続する通信手段とを具備し、
   前記監視部は、前記状態監視センサからデータを取得して前記中央監視部に送信し、
   前記中央監視部は、受信したデータを所定の間隔で処理するとともに、その経時変化から数段階に区分けした劣化進度を有する診断結果を算出し、且つこの診断結果を前記監視部に送信し、
   前記診断結果を受信した前記監視部は、前記劣化進度に基づき前記電気機器の運転状態を制御することを特徴とする電気機器診断システム。
2. 前記診断結果の劣化進度は、部分放電特性の変化幅、汚損区分、使用年数、開閉器の動作回数の各項目、およびこれら項目を総合した評価において算出され、運転の継続が可能な劣化進度Ａから、劣化初期の劣化進度Ｂ、劣化中期の劣化進度Ｃ、劣化後期の劣化進度Ｄまでの四段階に区分けされていることを特徴とする請求項１に記載の電気機器診断システム。
3. 前記診断結果が劣化進度Ｄのとき、前記電気機器を停止させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気機器診断システム。
4. 前記通信手段を複数回線として前記中央監視部を複数個所に設置したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の電気機器診断システム。

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