污损监控装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种污损监控装置，对设置在规定环境内的监控对象物的污损程度进行监控，包括：第1电极部，具备2个电极及跨及所述2个电极间的湿度敏感材料；第2电极部，具备另2个电极及跨及所述另2个电极间的另一湿度敏感材料；电流计测部，分别对流经2个电极间的第1电流及流经另2个电极间的第2电流进行计测；比较部，对第1电流的计测结果与第2电流的计测结果进行比较；以及判定部，基于比较的结果来判定并监控污损的程度，第1电极部被设置在具备与规定环境相同的湿度条件的第1场所，第2电极部被设置在具备下述环境的第2场所，即，与第1场所为相同的湿度条件且可视为无污损的环境。
【专利说明】污损监控装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种污损监控装置，该污损监控装置被设置在规定环境中，对该规定环境中的监控对象物的污损程度进行监控。
【背景技术】
[0002]对于设置在受配电设施等中的各种电气设备而言，视其设置环境而引起经年劣化。尤其，构成电气设备的各种绝缘物的表面会因盐分或尘埃的堆积引起的污损而加速绝缘劣化。若加速绝缘劣化，则有时电气设备的特性会发生变化，或者电气设备无法再正常动作。
[0003]为了防患引起此种绝缘劣化时产生的电气设备的特性变化或动作不良于未然，提出了各种异常诊断装置。
[0004]专利文献I中公开了用于检测绝缘物表面的污损度的如下结构。邻接于绝缘物而设置绝缘基板，在该绝缘基板的上表面，彼此隔开规定距离而相向地设置梳形的一对电极。对一对电极间施加电压，并利用介电特性检测器来对流经电极间的电流进行检测，由此来计测绝缘电阻值。若电极间的绝缘电阻值为规定值以下，则利用从介电特性检测器输出的信号来显示警报(alarm)。
[0005]专利文献2中公开了一种绝缘诊断传感器(sensor)，能够高精度且容易地进行设备的剩余寿命的计算。绝缘诊断传感器是在与构成受配电设施的主电路部分中所用的固体绝缘材料同等的材料上，将一对梳形电极的其中一个设置于未劣化状态的部位上，将另一个设置于劣化状态的部位上。使用绝缘诊断传感器，对该传感器的劣化部位与未劣化部位的表面电阻率的变化进行测定，并基于预先测定的表面电阻率的时间依存性基准曲线来计算受配电设施的剩余寿命。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本专利特开平8-220158号公报
[0009]专利文献2:日本专利特开2002-372561号公报
【发明内容】
[0010][发明所要解决的问题]
[0011]专利文献I及专利文献2中公开的方法均是对设置有电极的绝缘基板的电极间的沿面电阻进行测定，根据该测定结果，来对设置在相同环境中的电气设备的绝缘物的绝缘劣化状态进行监控。
[0012]即使因盐分或尘埃在设有电极的基板表面上的堆积等引起的污损度为相同程度，沿面电阻也会因周围的湿度条件而受到大的影响。因而，为了精度良好地评估污损度，不仅要测定沿面电阻，还必须要测定湿度，以消除或减轻湿度对沿面电阻测定结果的影响。
[0013]但是，若在评估污损度时必须计测湿度，则系统(system)的构成要素将增加，从而变得复杂。进而，在评估污损度时，需要用于基于湿度的测定结果来消除或减轻其影响的处理，该处理也变得复杂。
[0014]本发明是有鉴于所述情况而完成，其目的在于提供一种污损监控装置，能够通过简单的结构及处理来减轻湿度的影响，从而以这样的形式，对规定环境中的监控对象物的污损度进行监控。
[0015][解决问题的技术手段]
[0016]本发明的污损监控装置是对设置在规定环境内的监控对象物的污损程度进行监控的污损监控装置，包括:
[0017]第I电极部，具备2个电极及跨及所述2个电极间的湿度敏感材料；
[0018]第2电极部，具备另2个电极及跨及所述另2个电极间的另一湿度敏感材料；
[0019]电流计测部，分别对流经所述2个电极间的第I电流及流经所述另2个电极间的第2电流进行计测；
[0020]比较部，对所述第I电流的计测结果与所述第2电流的计测结果进行比较；以及
[0021]判定部，基于所述比较的结果来判定并监控所述污损的程度，
[0022]所述第I电极部被设置在具备与所述规定环境相同的湿度条件的第I场所，
[0023]所述第2电极部被设置在具备下述环境的第2场所，S卩，与所述第I场所为相同的湿度条件且可视为无所述污损的环境。
[0024](发明的效果)
[0025]根据本发明的污损监控装置，能够通过简单的结构及处理来减轻湿度的影响，从而以这样的形式，对规定环境中的监控对象物的污损程度进行监控。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是表示实施方式I的污损监控装置的结构例的框图。
[0027]图2是表示实施方式I的污损监控装置的电极部的结构例的图。
[0028]图3是表示实施方式I的污损监控装置的设置2个电极部的场所的多个设定例的图。
[0029]图4是表示实施方式I的污损监控装置的、基于电极部的污损度差异的通电电流的湿度依存性的图。
[0030]图5是表示使用无湿度敏感膜的电极部时的、基于电极部的污损度差异的通电电流的湿度依存性的图。
[0031]图6是表示实施方式I的污损监控装置的控制部的硬件(hardware)结构例的图。
[0032]图7是表示实施方式I的污损监控装置的电极部的变形例I的图。
[0033]图8是表示实施方式I的污损监控装置的电极部的变形例2的图。
[0034]图9是表示实施方式I的污损监控装置的另一结构例的框图。
[0035]图10是表示实施方式2的污损监控装置的结构例的框图。
[0036]图11是表示实施方式2的污损监控装置的电极部与电极电阻计测部的连接关系的图。
[0037]图12是表示实施方式3的污损监控装置的结构例的框图。
[0038]图13是表示实施方式4的污损监控装置的结构例的框图。
[0039][符号的说明]
[0040]1:污损监控装置
[0041]10:第I电极部
[0042]11:第2电极部
[0043]12:绝缘基板
[0044]13:电极
[0045]14:防湿膜/湿度敏感膜
[0046]20:电源
[0047]30:电流计测部
[0048]31:第I电流计测部
[0049]32:第2电流计测部
[0050]40:控制部
[0051]41:比较部
[0052]42:判定部
[0053]43:开关控制部
[0054]44:湿度评估部
[0055]45:湿度控制部
[0056]46:电容器劣化判定部
[0057]47:油脂固接风险判定部
[0058]50:第 I 场所
[0059]51:第 2 场所
[0060]60:容器
[0061]61:开口部
[0062]62:支撑部
[0063]70:第 I 开关
[0064]71:第 2 开关
[0065]80:电极电阻计测部
[0066]81:第I电阻计测部
[0067]82:第2电阻计测部
[0068]90:温度传感器
[0069]100:计时器
[0070]200:输入部
[0071]210:CPU
[0072]220:存储器
[0073]230:输出部
[0074]240:总线线路
[0075]300:湿度降低部件
[0076]D:距离
[0077]Z:方向
【具体实施方式】
[0078](实施方式I)
[0079]参照图1至图6来说明本申请的实施方式I的污损监控装置。
[0080]如图1所示，污损监控装置I包含第I电极部10、第2电极部11、电源20、电流计测部30及控制部40。第I电极部10被设置在第I场所50，第2电极部11被设置在第2场所51。
[0081]第I电极部10与第2电极部11具备相同的结构与形状。第I电极部10与第2电极部11均如图2所示,包含:绝缘基板12 ；2个梳形的电极13,在绝缘基板12上彼此相向地形成；以及湿度敏感膜14，从梳形的电极13之上覆盖电极13及绝缘基板12的表面而形成。2个梳形的电极13沿着绝缘基板12的表面，彼此隔开距离D。以下，将形成有电极13的面称为第I电极部10及第2电极部11的表面。
[0082]绝缘基板12是包含陶瓷(ceramic)、聚酯(polyester)树脂、环氧(epoxy)树脂等中的一种而形成。
[0083]湿度敏感膜14是以离子(1n)导电性高分子为材料，并通过涂布或蒸镀等成膜形成方法而形成在绝缘基板12上。更具体而言，离子导电性高分子是主要含有下述聚合物的离子导电性高分子，所述聚合物是选自由聚酰亚胺(polyimide)系、聚酰胺(polyamide)系、聚丙烯酸(polyacrylic acid)系、娃(silicon)系及聚苯乙烯(polystyrene)系的聚合物(polymer)与纤维素(cellulose)构成的群组中的聚合物。
[0084]如图2所示，在2个电极13各自的其中一个端部，连接有电源20，对其端部间施加规定的交流电压。在2个电极13各自的另一端部，连接有输出信号的导出线。流经导出线的电流成为2个电极13间的沿面电阻的指标。
[0085]距离D依存于对2个梳形的电极13之间施加的电压，以沿着2个电极13之间的沿面而施加3V/mm?15V/mm的电场的方式来设定距离D。当施加电压为± IV时,D例如被设定为0.15mm。
[0086]作为第I电极部10及第2电极部11，可利用具有如上所述的结构的市售的高分子电阻型湿度传感器。高分子电阻型湿度传感器是如下所述的传感器，即，用于与所述同样地通过流经2个电极间的电流来计测2个电极间的沿面电阻的变化，以作为湿度的指标。
[0087]第I电极部10是用于对设置有监控对象物的环境中的盐分或尘埃的堆积程度进行监控的部位。第2电极部11是用于根据第I电极部10的输出来对依存于湿度的成分进行补偿的部位。为了达成这些功能，第I电极部10被设置在第I场所50，该第I场所50是设置有监控对象物的环境，即会产生污损的环境。第2电极部11被设置在第2场所51，该第2场所51具备与第I场所50为相同的湿度条件且难以产生污损的环境。
[0088]第I电极部10是将其表面朝向容易产生污损的方向而设置在第I场所50内。该方向通常为垂直上方。
[0089]图3表示包括第I电极部10与第2电极部11的配置在内的、第I场所50与第2场所51的5个设定例。
[0090]图3的设定例a中，第I电极部10及第2电极部11均被收纳在容器60内。容器60为了便于在其中设置第I电极部10及第2电极部11，该容器60的上部可开闭地构成，且被设置在监控对象物的设置环境内。第I电极部10及第2电极部11的表面均以朝向垂直上方、即朝向图中箭头的方向Z的方式而设置。容器60在第I电极部10的上方，具有开口部61，该开口部61的大小包含第I电极部10的表面区域。容器60的内侧的高度被设定成可收纳第2电极部11且容器60内的湿度与容器60外的湿度相同所需的高度，并且被设定成，第2电极部11表面的上部空间尽可能小。此时的第I场所50与第2场所51分别为图3的设定例a所示的由一点划线所包围的区域。
[0091]图3的设定例a所示的第I场所50是经由开口部61而对设置有监控对象物的环境开放。因此，湿度及盐分/尘埃的各条件与设置有监控对象物的环境相同。因而，在设置于第I场所50中的第I电极部10的表面，会与设置有监控对象物的环境同样地堆积盐分或尘埃。
[0092]第2场所51位于容器60的从开口部61进一步往里的部位，第2电极部11表面的上部空间受到限制。因此，与第I场所10不同，盐分或尘埃难以流入，设置在第2场所51内的第2电极部11表面的上方所存在的盐分或尘埃的量明显要少。因此，盐分或尘埃在第2电极部11表面的堆积程度要明显小于第I电极部10的表面。另一方面，第I场所10与第2场所11的湿度实质上无差异。即，第2场所51具备如下所述的环境，即，与第I场所50相比，湿度实质上无差异，且盐分或尘埃的堆积的进行程度明显要小。
[0093]另外，容器60的上表面可称作沉淀抑制板，该沉淀抑制板抑制盐分或尘埃沉淀并堆积于第2电极部11的表面。无须拘泥于容器这一形态，只要在第I场所50，第I电极部10的上方对设置有监控对象物的环境开放，且在第2场所51，在第2电极部11上方的不太远的位置配置有沉淀抑制板即可。
[0094]图3的设定例b中，第2电极部11的设置位置及表面的朝向与设定例a的情况相反，但除此以外均相同。因而，第I场所50与第2场所51各自的环境与设定例a的情况相同。
[0095]设定例b中，第2电极部11的表面以朝向下方的方式设置。因此，盐分或尘埃在第2电极部11表面的堆积的进行度比设定例a的情况小。因而，盐分或尘埃在第2电极部11表面的堆积的进行度比设定例a的情况更小。
[0096]图3的设定例c为设定例b的变形例。第2场所51是与设定例b的情况同样,设定在容器60内。设定例c不同于设定例b之处在于--第I场所50被设定在位于容器60之外的支撑部62上；开口部61的位置并非形成在容器60的上表面而是形成在侧面；及开口部61的开口的大小变得更小。容器60内侧的高度与开口部61的大小是以容器60内部的湿度与设置有监控对象物的环境相同的方式来决定。另外，开口部61是形成在对设置有监控对象物的环境开放的位置，也可形成在下表面而非侧面。
[0097]此时的第I场所50被设定为对设置有监控对象物的环境内开放的状态。因此，第I场所50具备湿度及盐分或尘埃的各条件与设置有监控对象物的环境相同的环境。另一方面，内部设定有第2场所51的容器60中，开口部61形成在并非上表面的位置，开口部61的开口形成得比设置例b的情况小。因此，第2场所51与设定例b的情况同样地，湿度与第I场所50相同，但盐分或尘埃的堆积的进行程度比设定例b中的第2场所51更小。因而，第2场所51具备如下所述的环境，即，与第I场所50相比，盐分或尘埃的堆积的进行程度较小。
[0098]第2电极部11的表面也可朝向上方、下方中的任一方而设置，但在图3的设置例c中，表示朝向下方设置的例子。如设置例b中所说明的，朝向下方设置的做法，使得盐分或尘埃在第2电极部11表面的堆积的进行程度变得更小。
[0099]图3的设定例d为设定例c的变形例。不同之处在于:第2电极部11的表面的朝向；以及容器60具有与第I电极部11的表面的朝向一致的形状。若包含开口部61在内而与设定例c的情况同样地形成容器60，则第2场所51具备如下所述的环境，即，与第I场所50相比，湿度实质上无差异，且盐分或尘埃的堆积的进行程度明显小。
[0100]设定例d中，第2电极部11将其表面朝向水平方向设置。在以此种朝向而设置的情况下，与朝向上方设置的情况相比，盐分或尘埃在第2电极部11表面的堆积的进行程度变得更小。
[0101]图3的设定例e是设定例c的另一变形例。与设定例C的不同之处在于:第I场所50被设置在容器60的外表面上部(上表面)。若采用此种配置，则可降低第I场所50与第2场所51的设定所需面积的合计面积。容器60的开口部61是设置在下方，但也可设置在侧面。此时，第2场所51也具备如下所述的环境，即，与第I场所50相比，湿度实质上无差异，且盐分或尘埃的堆积的进行程度明显小。
[0102]图3的设定例f为设定例e的变形例。与设定例e的不同之处在于:第2场所51未被容器60所包围。第I电极部10被设置在支撑部62的上方表面,第2电极部11被设置在支撑部62的背面。
[0103]此时，第2场所51也具备如下所述的环境，即，与第I场所50相比，湿度实质上无差异，尽管比设定例e的情况要差，但盐分或尘埃的堆积的进行程度要小。
[0104]另外,对于设定例c?设定例e,也可在开口部61处设置例如网(mesh)等针对盐分或尘埃的过滤器(filter)部件。由此，盐分或尘埃往第2场所51内的流入进一步降低。
[0105]也可将第2场所51设置在进行温度、湿度的计测的环境测定装置内。环境测定装置内具备与图3所示的容器60的内部同样的环境条件。
[0106]第I场所50与第2场所51的设定并不限定于这些设定例。只要第I场所50具备与设置有监控对象物的环境相同的环境，且第2场所51是具备如下所述的盐分或尘埃的条件的场所，即，湿度的条件与第I场所50相同，且因盐分或尘埃造成的污损的进行程度明显比第I场所50小，则无论怎样设定皆可。
[0107]返回图2。如图2所示，对于第I电极部10的2个电极13之间，通过电源20来施加规定的交流电压。对于第2电极部11也同样。S卩，如图1所示，第I电极部10与第2电极部11各自的2个电极13并联连接于电源20。
[0108]电流计测部30如图1所示，包含第I电流计测部31及第2电流计测部32。第I电流计测部31计测第I电流，该第I电流成为第I电极部10的2个电极13之间的湿度敏感膜14的沿面电阻的指标。第2电流计测部32计测第2电流，该第2电流成为第2电极部11的2个电极13之间的湿度敏感膜14的沿面电阻的指标。具体而言，第I电流计测部31及第2电流计测部32均为电流测定器。如图2所示，对于2个梳形的电极13之间，通过电源20来施加电压，由此，第I电流计测部31将经由湿度敏感膜14而流经这2个电极13之间的电流计测为第I电流。该电流依存于湿度敏感膜13的沿面电阻而变化，因此成为沿面电阻的指标。在第2电流计测部32中，也同样地计测第2电流。另外，电流计测部30的第I电流计测部31与第2电流计测部32也可采用如下结构，即，分别具备模拟数字转换器(Analogue Digital Converter, ADC),对计测结果进行数字化并输出。
[0109]控制部40具备比较部41及判定部42。
[0110]比较部41输入由第I电流计测部31所计测的第I电流的计测结果与由第2电流计测部32所计测的第2电流的计测结果。在将第I电流的计测结果与第2电流的计测结果输入至比较部41时,例如也可经由多工器(multiplexer)来输入。比较部41对所输入的第I电流与第2电流的计测结果进行比较，并获取比较结果。具体而言，计算出从第I电流的计测结果减去第2电流的计测结果所得的差值，获取差值以作为比较结果。比较部41将比较结果送往判定部42。差值的意义如下。
[0111]在被设置于第I场所50的第I电极部10的湿度敏感膜14的表面上，与相对于监控对象物的情况同样地，产生因盐分或尘埃的堆积造成的污损。因该污损，湿度敏感膜14的沿面电阻减小。因而，由第I电流计测部31所计测的第I电流成为该沿面电阻的减小、即污损度的指标。但是，该第I电流如图4中作为通电电流所示的，依存于设置有第I电极部10的环境的湿度而大幅变动。
[0112]图4所示的曲线表示:当电极部表面的污损度对应于条件I至条件4时，针对每种污损度来调查电极部的通电电流的湿度依存性所得的实验结果。另外，通电电流是指流经电极部的2个电极13之间的电流，对应于第I电流或第2电流。
[0113]图4的实验条件如下。
[0114](I)电极部
[0115]电极部如图2所示，包含绝缘基板12、形成在该绝缘基板12上且彼此间的距离为D的2个梳形的电极13、及湿度敏感膜14。湿度敏感膜14是以包含2个梳形的电极13及这2个电极13之间的绝缘基板12的方式，从电极13的上方进行涂布而形成。绝缘基板12的材料为陶瓷，且湿度敏感膜14是由聚合物树脂所形成。D为0.15_。
[0116](2)电源
[0117]由电源20对2个梳形的电极13之间施加的电压条件是:电压峰值为±1V、频率为ΙΚΗζ、波形为矩形波。
[0118](3)污损的条件
[0119]污损的条件如下。
[0120]条件1:无污损。
[0121]条件2:将在自来水中溶解有重量0.1 %的食盐且悬浊有重量5%的磨石粉的液体涂布到电极部表面。等效盐分量为0.003nig/Cm2。
[0122]条件3:将在自来水中溶解有重量0.5%的食盐且悬浊有重量5%的磨石粉的液体涂布到电极部表面。等效盐分量为0.015nig/Cm2。
[0123]条件4:将在自来水中溶解有重量I %的食盐且悬浊有重量5%的磨石粉的液体涂布到电极部表面。等效盐分量为0.03nig/Cma。
[0124]室内盘的允许污损度的基准是等效盐分量为0.01mg/cm2以下。因而，条件2对应于污损度比室内盘的允许污损度的基准低的状态，条件3对应于污损度比室内盘的允许污损度的基准稍重的状态，条件4对应于污损度相当严重的状态。
[0125](4)湿度条件
[0126]设相对湿度的范围为50%?90%。
[0127]条件I相当于设置在第2场所51中的第2电极部11无污损时。条件2?条件4分别相当于设置在第I场所50中的第I电极部10的污损度不同时。因而，图4的与条件I对应的曲线表示由第2电极部11所计测的第2电流的湿度依存性，图4的与条件2?条件4对应的曲线表示由不同污损度的第I电极部10所计测的第I电流的湿度依存性。
[0128]根据图4，可将实验结果总结如下。
[0129](I)在条件1、即无污损的状况下，获得呈现出如下湿度依存性的曲线，S卩，随着湿度变高而通电电流增加。该曲线表示由第2电极部11所计测的第2电流的湿度依存性。该特性是也能够根据可用作电极部的高分子电阻型湿度传感器的原理来预测的特性。
[0130](2)在与条件2和条件I对应的各曲线间，未发现明显差异。即，污损度低于规定值的状态的第I电极部10的通电电流的湿度依存性与无污损时的第2电极部11的通电电流的湿度依存性无明显差异。
[0131](3)条件3下，获得具有如下特性的结果，S卩，使呈现出条件I时的通电电流的湿度依存特性的曲线向低湿度侧偏移(Shift)约10%。S卩，在第I电极部10表面的污损度比室内盘的允许污损度的基准大一定程度的情况下，第I电极部10的通电电流的湿度依存特性呈如下特性，即，使无污损时的第2电极部11的通电电流的湿度依存特性向低湿度侧偏移约 10%。
[0132](4)条件4下，获得具有如下特性的结果，即，使呈现出条件I时的通电电流的湿度依存特性的曲线向低湿度侧偏移约20%。即，第I电极部10表面的污损度更大的状态的第I电极部10的通电电流的湿度依存特性呈如下特性，即，使无污损时的第2电极部11的通电电流的湿度依存特性向低湿度侧偏移约20 %。
[0133]图4的与条件I?条件4对应的曲线成为通过横轴方向的偏移而大致重合的相同形状的曲线。因而，从流经第I电极部10的第I电流的计测结果中减去流经第2电极部11的第2电流的计测结果所得的差值，成为从第I电流中去除了至少一部分因湿度造成的影响成分所得的值。即，差值成为减轻了湿度影响的情况的污损度的指标。
[0134]为了进行比较，将使用不具备湿度敏感膜14的第I电极部10及第2电极部11时流经各2个电极13间的电流的湿度依存性示于图5。除了电极部不具备湿度敏感膜这一点以外，条件与图4的情况相同。根据图5，可知如下。
[0135](I)无污损时，几乎无通电电流，也无湿度依存性。
[0136](2)当污损度低于规定水平(level)时，除了高湿度时以外，通电电流也小，其湿度依存性也小。
[0137](3)当污损度高于规定水平时，对应于污损度，通电电流变大，其湿度依存性也变得显著。
[0138]S卩，在不具有湿度敏感膜14的情况下，若第I电极部10的污损度达到规定水平以上，则第I电极部10的第I电流将依存于湿度而大幅变化，但与无污损时对应的第2电极部11的第2电流几乎不受湿度的影响。
[0139]因而，即便使用以往用于污损度监控的、不具有湿度敏感膜14的第I电极部10与第2电极部11，来从第I电流与第2电流各自的计测结果求出差值，该差值也不能成为减轻了湿度影响的情况的污损度的指标。
[0140]如上所述，通过使用具备湿度敏感膜14的第I电极部10及第2电极部11，从而从第I电流与第2电流各自的计测结果求出的差值将成为减轻了湿度影响的情况的污损度的指标。
[0141]返回图1。判定部42基于由比较部41所获取的比较结果即差值，来判定第I电极部10的污损度，从而判定监控对象物的污损度。而且，根据判定的结果来进行预定的输出。具体而言，判定差值是否为阈值以上。若差值为阈值以上，则向图1中省略了图示的例如警报装置或显示装置等输出绝缘异常信号。阈值已被预先设定，并由判定部42保存该阈值。若差值并非阈值以上，则不特别进行输出。
[0142]阈值例如是如下所述般预先设定。对下述污损度的第I电极部10的第I电流进行计测，该污损度与会引起监控对象物的绝缘物被判定为绝缘异常的程度的劣化的污损度对应。而且，在与此时相同的湿度条件下，对第2电极部11的第2电流进行计测，该第2电极部11被设置在相当于第2场所的场所。将从第I电流的计测结果中减去第2电流的计测结果所得的差值作为阈值。
[0143]差值为如此般设定的阈值以上的情况是指如下的情况:对监控对象物的绝缘物的污损度被认为产生了下述程度的污损度，即，会引起该绝缘物被判定为绝缘异常的程度的劣化。即，判定部42通过判定差值是否为阈值以上，从而监控污损度，并判定该污损度是否被视为异常。
[0144]图6表示控制部40的硬件结构例。控制部40具备输入部200、中央处理器(Central processing Unit, CPU) 210、存储器(memory) 220 及输出部 230,这些部分通过总线线路(bus line) 240彼此连接。
[0145]存储器220存储有CPU 210所执行的程序(p1gram)与阈值。在控制部40的电源导通(ON)的时刻，CPU 210从存储器220中读出程序并加以执行，由此来控制输入部200、存储器220及输出部230，以达成比较部41与判定部42的功能。具体如下。
[0146]输入部200输入第I电流与第2电流的计测结果。CPU 210根据所输入的第I电流与第2电流各自的计测结果来计算出差值。以上对应于比较部41的功能。
[0147]CPU 210读出存储器220中所存储的阈值，并判定计算出的差值是否为阈值以上。若差值为阈值以上，则将表示侦测到绝缘异常的信号输出至外部，例如输出至警报装置或显示装置。以上对应于判定部42的功能。
[0148]接下来，对污损监控装置I的动作进行说明。
[0149]第I电极部10被设置在下述环境内的第I场所50，所述环境是设置因污损造成的经年劣化的监控对象物的环境。第2电极部11被设置在第2场所51，该第2场所51是设置因污损造成的经年劣化的监控对象物的环境内的场所，且是污损的因素比第I场所50明显减轻而可视为不会产生污损的场所。第2场所51的湿度的条件与第I场所50相同。
[0150]电源20对构成第I电极部10及第2电极部11的各2个电极13的一端施加规定的交流电压。
[0151]电流计测部30对于经由构成第I电极部10及第2电极部11的各湿度敏感膜14而流经2个电极13之间的电流，通过第I电极部10而计测为第I电流，并通过第2电极部11而计测为第2电流。
[0152]比较部41输入第I电流的计测结果与第2电流的计测结果，并计算出两者的差值。
[0153]判定部42判定计算出的差值是否为阈值以上。根据判定结果，将预定的绝缘异常侦测信号输出至外部。
[0154]实施方式I的污损监控装置I是以上述方式构成且动作，因此能够通过简单的结构及处理来减轻湿度的影响，从而以这样的形式，对规定环境中的监控对象物的污损度进行监控。
[0155]比较部41计算出从第I电流的计测结果减去第2电流的计测结果所得的差值，并获取差值来作为比较结果，但并不限定于此。例如，比较部41也可计算出第I电流的计测结果相对于第2电流的计测结果之比，并获取所计算出的比来作为比较结果。此种污损监控装置I也能够起到与所述同样的效果。此时的阈值对应于比。
[0156]在第I电极部10与第2电极部11中，构成各电极部的2个电极为梳形的电极13，但并不限定于此。也可如图7中作为电极部的变形例I所示的，为彼此隔开距离D的棒状的电极13。即使在使用变形例I所示的第I电极部10及第2电极部11的情况下，该污损监控装置也能够通过简单的结构及处理来减轻湿度的影响，从而以这样的形式，对规定环境中的监控对象物的污损度进行监控。
[0157]至此为止，对于对第I电极部10与第2电极部11的、构成各电极部的2个电极13间施加的电压波形为矩形波时的实验例进行了说明，但并不限定于此。例如，即使为正弦波也可获得同样的结果。
[0158]图8表示电极部的变形例2。构成图8所示的第I电极部10及第2电极部11的湿度敏感膜14并非形成在电极13上，而是形成在绝缘基板12上。2个电极13形成在湿度敏感膜14上。
[0159]即便第I电极部10及第2电极部11为此种结构，也与至此为止所说明的第I电极部10及第2电极部11的情况同样地，第I电流及第2电流分别是经由湿度敏感膜14而流经第I电极部10及第2电极部11各自的2个电极13间的电流。
[0160]而且，未图示的变形例3的电极部中，对绝缘基板12采用多孔质陶瓷等吸湿性的原材料。此时，绝缘基板12 —并具备变形例2的湿度敏感膜14的功能。
[0161]因而，即便使用变形例2及变形例3中的任一者作为第I电极部10及第2电极部11，该污损监控装置I也能够通过简单的结构及处理来减轻湿度的影响，从而以这样的形式，对规定环境中的监控对象物的污损度进行监控。
[0162]图9表示污损监控装置I的另一结构例。与图1的结构的不同之处如下。在第I电极部10与电流计测部30之间的电路中设置有第I开关(SWitch)70，以进行该电路的开闭。而且，在第2电极部11与电流计测部30之间的电路中设置有第2开关71，以进行该电路的开闭。仅包含I台电流计测部30。而且，控制部40更具备开关控制部43。
[0163]开关控制部43将对第I开关70与第2开关71的开关的开闭进行控制的开闭控制信号经由输出部230而输出至第I开关70与第2开关71。进而，开闭控制信号也被送往比较部41。开关控制部43包含图6的CPU 210及输出部230来作为硬件。CPU 210以规定的时序(timing)产生开闭控制信号，并且将开闭控制信号经由输出部230而发送至第I开关70与第2开关71，以控制第I开关70与第2开关71的开闭。进而，将开闭控制信号送往具体化为CPU 210的比较部41。
[0164]开闭控制信号是使第I开关70与第2开关71中的其中一个断开而另一个闭合的控制信号。
[0165]对动作进行说明。
[0166]开关控制部43将使第I开关70闭合而第2开关71断开的开闭控制信号发送至第I开关70、第2开关71及比较部41。电流计测部30此时将对第I电流进行计测。比较部41基于所输入的开闭控制信号而识别出:从电流计测部30输入至比较部41的信号为第I电流的计测结果。接下来，开关控制部43将使第I开关70断开而第2开关71闭合的开闭控制信号发送至第I开关70、第2开关71及比较部41。电流计测部30此时将对第2电流进行计测。比较部41基于所输入的开闭控制信号，识别出从电流计测部30输入至比较部41的信号为第2电流的计测结果。这样，比较部41由从电流计测部30输入的信号来识别第I电流与第2电流的计测结果，并计算出差值。随后的判定部42的处理与至此为止的说明相同。
[0167]根据该另一结构例的污损监控装置1，只要附加简单的第I开关70与第2开关71，便能够将电流计测部减少至I台。开关控制部43可利用已存在的CPU 210来实现。因此，根据该另一结构例，既能够维持至此为止所说明的效果，又能够简化污损监控装置I的结构。
[0168]对比较部41与判定部42是使用CPU 210而构成的控制部40的构成要素的情况进行了说明，但若是图1所示结构的污损监控装置I的情况，则可不使用CPU 210而构成。为了实现该目的，比较部41例如包含差动电路。差动电路的一个输入为第I电流的信号，另一个输入为第2电流的信号。此时的差动电路的输出相当于第I电流与第2电流之差。而且，判定部42例如包含辨别电路。此时的输入为差值、即差动电路的输出，将辨别水平设定为阈值。当差值为阈值以上时，输出规定的信号，该信号成为绝缘异常侦测信号。
[0169]第I电极部10与第2电极部11具有相同的结构与形状，但未必限定于此。两电极部只要配设有湿度敏感膜或湿度敏感材料即可，除此以外也可为不同的结构或形状。对第I电极部10与第2电极部11各自的2个电极13之间施加的电压条件也可未必相同。对于因存在不同之处造成的两电极部的特性的差异，通过预先掌握该差异，能够对该差异进行修正。即使在两电极部中的条件不同的情况下，通过对两电极的特性差异进行修正，该污损监控装置I也能够起到与至此为止所述的效果相同的效果。
[0170](实施方式2)
[0171]实施方式2的污损监控装置I将因由腐蚀气体造成的腐蚀所引起的金属的污损度增加为监控对象。图10表示实施方式2的污损监控装置I的结构例。该污损监控装置I对于图1所示的污损监控装置1，追加有电极电阻计测部80。电极电阻计测部80连接于第I电极部10。第I电极部10与第2电极部11均为在绝缘基板12的表面形成有湿度敏感膜14且在湿度敏感膜14上形成有2个电极13的电极部、或者绝缘基板12由湿度敏感材料所形成的电极部中的任一种，且电极13露出至电极部表面。除了与电极电阻计测部80相关的部分以外，其结构与实施方式I的情况相同，因此，此处省略说明。
[0172]电极电阻计测部80对构成第I电极部10的2个电极13中的至少一个的两端间的电极电阻进行计测。电极电阻的计测结果被输出至判定部42。
[0173]图11表示电极电阻计测部80与第I电极部10及两者的连接关系。为了简化图示，第I电极部10的2个电极13设为棒状电极。第2电极部11也具有相同的形状。图11表示对于2个电极13这两者，计测各自的电极电阻a与电极电阻b的示例。因此，电极电阻计测部80具备第I电阻计测部81及第2电阻计测部82。
[0174]第I电阻计测部81连接于其中一个电极13的两端间，对两端间的电极电阻a进行计测。第2电阻计测部82连接于另一个电极13的两端间，对两端间的电极电阻b进行计测。在仅对其中一个电极13计测电极电阻的情况下，也可只有第I电阻计测部81及第2电阻计测部82中的任一个。
[0175]判定部42判定所输入的电极电阻a与电极电阻b中的任一者的计测值是否为规定的电阻阈值以上，根据判定结果来输出腐蚀异常侦测信号。
[0176]在第I场所50为存在腐蚀气体的环境的情况下,露出至表面的电极13因腐蚀气体而加速腐蚀。若加速腐蚀，则有时电极13会变细，或者电极13产生断线。
[0177]若电极电阻计测部80对电极电阻的计测结果为规定的电阻阈值以上，则判定部42判断为电极13已因腐蚀而变得异常细或者发生了断线。并且，判定部42视为设置在此种环境中的监控对象物产生腐蚀性异常的可能性高，而输出腐蚀性异常侦测信号。
[0178]根据实施方式2的污损监控装置1，能够减轻湿度的影响而监控因盐分或尘埃等的堆积造成的绝缘物的污损度，并且也能够一并监控因金属的腐蚀造成的污损度。
[0179]也可由容易引起电气化学迁移(migrat1n)的金属、例如银等形成电极13。此种电极13很容易受到腐蚀气体的影响。因而，使用此种电极13的污损监控装置能够高灵敏度地监控因腐蚀气体造成的污损度。
[0180]电极电阻计测部80也可计测导通的有无而非计测电极两端间的电阻。当获得无导通这一计测结果时，确定因腐蚀造成的污损度已进行到规定程度，因此判定部42不对输入信号、即无导通这一计测结果与电阻阈值进行比较，而输出腐蚀异常侦测信号。
[0181](实施方式3)
[0182]图12表示实施方式3的污损监控装置的结构。本例中，将在实施方式I中所说明的设置于第2场所51的第2电极部11兼用作湿度传感器，以计测湿度。与图1的不同之处在于，控制部40具备湿度评估部44与湿度控制部45。
[0183]湿度评估部44输入由第2电流计测部32所计测的第2电极部11的第2电流。湿度评估部44根据所输入的第2电流的计测结果与图4所示的条件I的曲线，求出相对湿度。与图4所示的条件I的曲线对应的数据(data)已被预先存储在存储器220中。湿度评估部44从存储器220中读出该数据并加以利用。
[0184]湿度控制部45输入由湿度评估部44所求出的相对湿度，基于该相对湿度，并按照预先设定的要领来控制设置有监控对象物的环境的湿度。具体而言，当相对湿度达到预先设定的湿度阈值以上时，输出湿度控制信号。湿度降低部件300根据湿度控制信号来动作。湿度控制部45根据湿度控制信号来使湿度降低部件300动作，由此将该环境的湿度控制为规定的湿度以下。湿度降低部件300例如包含空间加热器(space heater)或除湿装置等。
[0185]湿度评估部44包含图6的输入部200、CPU 210及存储器220来作为硬件。即，输入部200输入第2电流的计测值。存储器220存储控制程序及与图4所示的条件I的曲线对应的数据。CPU 210从存储器220中读出控制程序并加以执行。由此来控制各部分，以实现实施方式3的功能。进而，CPU 210从存储器220中读出与图4所示的条件I的曲线对应的数据，并根据该数据与所输入的第2电流的计测值来求出相对湿度。
[0186]湿度控制部45包含图6的CPU 210、存储器220及输出部230来作为硬件。存储器220进而存储湿度阈值。CPU 210对由湿度评估部44所求出的相对湿度与从存储器220读出的湿度阈值进行比较，当相对湿度为湿度阈值以上时，将湿度控制信号经由输出部230而输出。
[0187]之所以如此般将湿度控制为规定值以下，是因为:若监控对象物的设置环境的湿度较规定值更为上升，则对电气设备的不良影响将增大，例如因污损造成的绝缘劣化会急遽加速等。
[0188]根据实施方式3的污损监控装置I，通过将设置于第2场所51的第2电极部11兼用作湿度传感器，从而无须另行增设湿度传感器便可获得湿度信息。进而，根据所获得的湿度信息，能够判定将监控对象物的设置环境的湿度控制为规定值以下的必要性。因而，根据实施方式3的污损监控装置1，能够通过简便的装置结构来判定是否需要进行电气设备的设置环境的湿度控制。若执行湿度控制，便能够将监控对象物的设置环境的湿度控制为规定值以下，从而能够降低因污损造成的绝缘物的劣化。实施方式3的结构能够与实施方式I或实施方式2的结构一并实现。具有如此组合而成的结构的污损监控装置I也具备在各实施方式中所述的效果。
[0189](实施方式4)
[0190]实施方式4的污损监控装置I除了实施方式I?实施方式3中所述的绝缘劣化的监控、因腐蚀性气体造成的腐蚀的评估、湿度的评估以外，还对与跟温度相关的其他异常相关的风险(risk)进行评估。
[0191]图13表示实施方式4的污损监控装置I的结构例。图13所示的污损监控装置I在图1所示的污损监控装置I中，附加有实施方式4中特有的构成要素。与图1所示结构例的不同之处在于，新具备温度传感器90与计时器(timer) 100，控制部40新具备电容器(condenser)劣化判定部46与油脂(grease)固接风险判定部47。与图1共用的构成要素是与实施方式I中的说明相同。
[0192]温度传感器90被设置在与监控对象物的设置环境为相同的温度环境的场所，对该场所的温度进行计测。具体而言，温度传感器90例如设置在配电盘内。
[0193]计时器100对时刻或者从规定的基准时间算起的经过时间进行计测，并获取为时间信息。
[0194]电容器劣化判定部46与固接风险判定部47从温度传感器90以规定的频率输入温度计测值，并且每当进行该输入时，从计时器100输入此时的时间信息。
[0195]电容器劣化判定部46根据以规定的频率输入的温度计测值与时间信息，且通过例如已被广泛知晓的阿列纽斯(Arrhenius)的式，对例如在配电盘内使用的电解电容器的劣化状况进行评估。电容器劣化判定部46根据评估结果是否超过与电容器劣化相关的规定阈值，而输出电容器劣化侦测信号。
[0196]固接风险判定部47根据以规定的频率输入的温度计测值与时间信息，对例如在配电盘内的断路器机构部等中所用的油脂的固接风险进行评估。固接风险判定部47根据风险的评估结果是否超过与油脂的固接风险相关的规定阈值，而输出油脂固接风险侦测信号。
[0197]油脂的固接是因油脂中的油分的蒸发而引起。蒸发速度因15° K的上升而增加至2倍。固接风险判定部47利用该关系，根据以规定的频率输入的温度计测值与时间信息，推测油脂中的油分的蒸发量，以评估油脂固接的风险。
[0198]电容器劣化判定部46包含图6的输入部200、CPU 210及存储器220来作为硬件。gp，输入部200输入温度传感器90的温度计测值。存储器220存储控制程序、与阿列纽斯的式相关的信息及与电容器劣化相关的阈值。CPU210从存储器220中读出控制程序并加以执行。由此来控制各部分，以实现实施方式4的功能。进而，CPU 210从存储器220中读出与阿列纽斯的式相关的信息，并根据所读出的与阿列纽斯的式相关的信息、所输入的温度计测值及时间信息，来评估电解电容器的劣化状况。进而，从存储器220中读出与电容器劣化相关的阈值，并对电容器的劣化状况的评估值与跟电容器劣化相关的阈值进行比较，若劣化状态为阈值以上，则将电容器劣化侦测信号经由输出部230而输出。
[0199]固接风险判定部47包含图6的CPU 210、存储器220及输出部230来作为硬件。存储器220进而存储与蒸发速度相关的信息、及与油脂的固接风险相关的规定阈值。CPU210根据所输入的温度计测值及时间信息、以及从存储器220中读出的与蒸发速度相关的信息，计算出油脂中的油分的蒸发量。进而，将计算结果与从存储器220读出的阈值进行比较，若计算结果为阈值以上，则将油脂固接风险侦测信号经由输出部230而输出。
[0200]实施方式4的污损监控装置I并不限于图13的结构。图13组合有实施方式I的图1所示的结构，但也可组合有除图1所示的结构以外的实施方式I?实施方式3中所述的任一污损监控装置I。
[0201]实施方式4的污损监控装置I除了实施方式I?实施方式3中说明的效果以外，还能够实现因温度引起的异常的诊断。
[0202]电容器劣化判定部46是根据评估结果是否超过与电容器劣化相关的规定阈值，而输出电容器劣化侦测信号，但并不限定于此。也可根据评估结果与阈值之比是否超过规定值，而输出电容器劣化侦测信号。
[0203]所述的实施方式I?实施方式4的一部分也可如以下的附记般记载。但并不限定于以下。
[0204](附记I)
[0205]一种污损监控装置，对设置在规定环境内的监控对象物的污损程度进行监控，包括:
[0206]第I电极部，具备2个电极及跨及所述2个电极间的湿度敏感材料；
[0207]第2电极部，具备另2个电极及跨及所述另2个电极间的另一湿度敏感材料；
[0208]电流计测部，分别对流经所述2个电极间的第I电流及流经所述另2个电极间的第2电流进行计测；
[0209]比较部，对所述第I电流的计测结果与所述第2电流的计测结果进行比较；以及
[0210]判定部，基于所述比较的结果来判定并监控所述污损的程度，
[0211]所述第I电极部被设置在具备与所述规定环境相同的湿度条件的第I场所，
[0212]所述第2电极部被设置在具备下述环境的第2场所，S卩，与所述第I场所为相同的湿度条件且可视为无所述污损的环境。
[0213](附记2)
[0214]根据附记I所述的污损监控装置，
[0215]以如下方式来设置所述第2电极部，S卩，所述第2电极部的形成有所述2个电极的面、与所述第I电极部的形成有所述另2个电极的面朝向不同的方向。
[0216](附记3)
[0217]根据附记I或2所述的污损监控装置，
[0218]所述第I电极部所具备的湿度敏感材料及所述第2电极部所具备的另一湿度敏感材料分别为湿度敏感膜。
[0219](附记4)
[0220]根据附记3所述的污损监控装置，所述湿度敏感膜是由离子导电性高分子所形成的膜。
[0221](附记5)
[0222]根据附记I或2所述的污损监控装置，
[0223]所述第I电极部具备形成有所述2个电极的绝缘基板，
[0224]所述第2电极部具备形成有所述另2个电极的另一绝缘基板，
[0225]所述湿度敏感材料是由湿度敏感性的材料所形成的所述绝缘基板，
[0226]所述另一湿度敏感材料是由湿度敏感性的材料所形成的所述另一绝缘基板。
[0227](附记6)
[0228]根据附记5所述的污损监控装置，所述湿度敏感性的材料为多孔质陶瓷。
[0229](附记7)
[0230]根据附记I至6中任一项所述的污损监控装置，
[0231]所述电流计测部包括:
[0232]第I电流计测部，计测所述第I电流；以及
[0233]第2电流计测部，计测所述第2电流。
[0234](附记8)
[0235]根据附记I至6中任一项所述的污损监控装置，包括:
[0236]第I开关，相对于所述电流计测部而导通/断开(0N/0FF)所述第I电流的输入；
[0237]第2开关，相对于所述电流计测部而导通/断开所述第2电流的输入；以及
[0238]开关控制部，以所述第I开关及第2开关中的其中一个导通而另一个断开的方式来控制所述导通/断开，并且将控制该导通/断开的信息送往所述比较部，
[0239]所述比较部具备如下功能，S卩，基于从所述开关控制部送来的控制所述导通/断开的信息，判定由所述电流计测部所计测的结果是所述第I电流还是所述第2电流。
[0240](附记9)
[0241]根据附记I至8中任一项所述的污损监控装置，包括:
[0242]电极电阻计测部，对所述2个电极的至少任一者的两端间的电阻进行计测，
[0243]所述2个电极以露出至外部环境的方式而形成，
[0244]所述判定部进而基于所述电极电阻计测部的计测结果，来判定并监控因腐蚀造成的污损的程度。
[0245](附记10)
[0246]根据附记9所述的污损监控装置，使成为所述电极电阻计测部的计测对象的所述2个电极由银形成。
[0247](附记11)
[0248]根据附记I至10中任一项所述的污损监控装置，包括:
[0249]湿度评估部，基于所述第2电流的计测结果，来评估并获取所述规定环境内的湿度值；以及
[0250]湿度控制部，基于所获取的所述湿度值，输出对所述规定环境内的湿度进行控制的信号。
【权利要求】
1.一种污损监控装置，对设置在规定环境内的监控对象物的污损程度进行监控，所述污损监控装置的特征在于包括: 第I电极部，具备2个电极及跨及所述2个电极间的湿度敏感材料； 第2电极部，具备另2个电极及跨及所述另2个电极间的另一湿度敏感材料； 电流计测部，分别对流经所述2个电极间的第I电流及流经所述另2个电极间的第2电流进行计测； 比较部，对所述第I电流的计测结果与所述第2电流的计测结果进行比较；以及 判定部，基于所述比较的结果来判定并监控所述污损的程度， 所述第I电极部被设置在具备与所述规定环境相同的湿度条件的第I场所， 所述第2电极部被设置在具备与所述第I场所相同的湿度条件且可视为无所述污损的环境的第2场所。
2.根据权利要求1所述的污损监控装置，其特征在于， 所述第I电极部所具备的湿度敏感材料及所述第2电极部所具备的另一湿度敏感材料分别为湿度敏感膜。
3.根据权利要求1或2所述的污损监控装置，其特征在于包括: 电极电阻计测部，对所述2个电极中的至少任一者的两端间的电阻进行计测； 所述2个电极以露出至外部环境的方式而形成， 所述判定部进一步基于所述电极电阻计测部的计测结果，来判定并监控因腐蚀造成的污损的程度。
4.根据权利要求1或2所述的污损监控装置，其特征在于包括: 湿度评估部，基于所述第2电流的计测结果，来评估所述规定环境内的湿度值；以及 湿度控制部，基于所获取的所述湿度值，输出对所述规定环境内的湿度进行控制的信号。
5.根据权利要求3所述的污损监控装置，其特征在于包括: 湿度评估部，基于所述第2电流的计测结果，来评估所述规定环境内的湿度值；以及 湿度控制部，基于所获取的所述湿度值，输出对所述规定环境内的湿度进行控制的信号。
【文档编号】G01R31/12GK104515937SQ201410415120
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年8月21日 优先权日:2013年9月26日
【发明者】千林暁, 福永哲也, 小坂田哲郎 申请人:日新电机株式会社