JPS5815741B2 - ジユミヨウケイ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気機器の寿命を測定する新規な寿命計に関す
る。

電動機、トランスなどの電気機器の寿命は、一般に経験
によるあらかたの耐用年数を推定しており、運転時間の
累計によって残存寿命を判定している。

しかし、電気機器の運転状態が個々に異なっているため
、前記のように運転時間に依存する残存寿命の判定は著
るしく精度の悪いものであった。

本発明は、電動機、トランスなどの電気機器の寿命が、
導電体を包むフェス、合成樹脂などの絶縁物質の劣化に
よって左右されることに着目し、この絶縁物質の劣化の
程度によって過去に消費された寿命を推定し、機器の残
存寿命を個別に推定するものである。

すなわち、電気機器の巻線などの絶縁物質の劣化は、温
度変化に対応して指数関数的に変化する次式のアレニウ
スの反応速度式によって近似的に推定される。

Ｖ（Ｔ）＝Ａｅｘｐ（−Ｂ／’ｒ）・・−・−・・−（
１）ただし、Ａは頻度因子、Ｔは絶対温度、Ｖ（Ｔ）は
応反速度、Ｂは定数である。

このようなアレニウスの反応速度式に従う物質で絶縁さ
れた巻線の寿命Ｈは、温度Ｔでの反応速度で絶縁物質が
反応して所定の劣化量Ｍに達するまでの時間として求め
られる。

たとえば、温度ＴがＴｏで一定ならば、その寿命は、 また、時間を経過したときの劣化量ｍは として与えられる。

また、温度Ｔが時間の関数ｆ（ｔ）であれば、であられ
され、劣化量ｍはＶ（Ｔ）の積分値となる。

したがって、絶縁物質の寿命を規定する劣化量Ｍが既知
で、何らかの方法により（３）式の劣化量ｍの値を求め
ることができれば、この値ｍが、過去に消費された寿命
を示し、これから残存寿命を推定することが可能である
。

この場合、劣化量Ｍ。ｍをそれに対応する時間の単位で
あられすことができれば便利である。

しかし、寿命を推定するために、絶縁物質の劣化の程度
を直接測定することは不可能であるから、この絶縁物質
の温度変化に応じて指数関数的に変化してアレニウスの
反応速度式を模擬できる別の現象を利用する。

すなわち、アレニウスの反応速度式においては、Ｖ（Ｔ
）は反応速度を示すが、絶対温度の指数関数として変化
する現象であれば、同様にその絶縁物質の寿命を模擬す
ることができ、このような現象として、温度変化に対す
るサーミスタ抵抗値の変化、ダイオードの逆もれ電流の
変化、絶縁抵抗または漏洩電流などを用いることができ
る。

次に上述した原理に基（実施例を説明する。

第１図はおいて巻線１と同一温度を検出する測温素子２
を埋込み、その出力を温度−電圧変換回路３で温度に比
例した電圧に変換する。

そしてその電圧をアレニウスの速度反応式と等価なＶ（
Ｔ）等節回路４に印加する。

この結果、その等節回路の出力としてアレニウスの速度
反応式の反応速度と特価な電気量が得られ、これを積分
表示器５によって積分して、前記（３）式の劣化量に等
価な量（使用済寿命を示す量）となり表示される。

積分表示器５としては例えば流れる電流の大きさと時間
の積（電流の積分）によって反応する化学的量が変化し
、その変化によって時間の経過が表示されるような化学
的積分表示器がある。

第２図はより簡単な構成の実施例で、巻線に埋込まれた
ダイオードＤ１抵抗Ｒ１積分表示器５、直流電圧源が閉
回路をなすように接続されている３ダイオードＤの逆漏
洩電流ｉは であられすことができる。

ここでＢ’、ｉｏ定数である。

従ってダイオードＤの逆漏洩電流ｉはアレニウスの反応
速度式の反応速度を模擬する量となり、これを積分表示
器５で積分することによって劣化量ｍが求められ、積分
表示器５に示される量は巻線の使用済み寿命を示す量と
なる。

この場合、Ｂ ’＝ Ｂが成立することが必要であるが
、ゲルマニウムダイオードの逆漏洩電流はほぼ１０°Ｃ
の温度上昇毎に２倍、シリコンダイオードでは６°Ｃの
温度上昇毎に２倍になる。

従ってこの方式は６°Ｃ又は１０°Ｃの温度上昇毎に寿
命が半減するような物質に対して適用可能である。

なお一般に巻線の寿命は同一温度でも使用する絶縁材料
の種類によって異なってくる。

従って絶縁材料の種類によって積分表示器５に流れる電
流を調整することが必要で、そのため例えば第３図に示
す如く、抵抗ＲＯ，可変抵抗ＲＶを用いる。

第３図において積分表示器５に流れる電流ｉはであるか
ら、ＲＶを変えることによって（１）式のＡと等価な値
となるようにｉ ｏ／（１＋ ＲＶ ／ ＲＯ）を調整
してＩ′を変化することができる。

これによってその絶縁材料の種類に応じた寿命計となる
ように調整することができる。

第４図の実施例はダイオードの代りにサーミスタＴＨを
用いたものでその抵抗はＲＴＨはＲＴＨ＝ＲＯ’ｅｘｐ
下なる関係がある。

従って積分表示器に流れる電流ｉは、 となり前述したのと同様な原理の使用済寿命計が得られ
る。

しかもサーミスタを用いると定数Ｒ１０、Ｂの値を巻線
の固有寿命推定式に合致するように選択できる。

以上説明した如く本発明によれば簡単でしかも高精度の
寿命計を得ることができその効果は多大である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は夫々本発明の寿命計の各実施例を示
す回路図である。 １・・・巻線、２・・・測温素子、３・・・温度−電圧
変換回路、４・・・Ｖ（Ｔ）等節回路、５・・・積分表
示器、Ｄ・・・ダイオード、ＴＨ・・・サーミスタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 対象物質の温度変化に応じて指数関数的に変化して
   アレニウスの速度反応式を模擬する電気信号を発生する
   装置と、この電気信号を前記対象物質の使用時間につい
   て積分してその劣化量を算出する装置とを備えたことを
   特徴とする寿命計。