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JP2024018007A - How to diagnose molded transformer - Google Patents

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JP2024018007A JP2022121036A JP2022121036A JP2024018007A JP 2024018007 A JP2024018007 A JP 2024018007A JP 2022121036 A JP2022121036 A JP 2022121036A JP 2022121036 A JP2022121036 A JP 2022121036A JP 2024018007 A JP2024018007 A JP 2024018007A
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純一 五百川
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俊明 高橋
Toshiaki Takahashi
孝平 佐藤
Kohei Sato
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Abstract

To diagnose characteristics of a molded resin inside a winding, such as near a conductor.SOLUTION: A diagnostic method of a mold transformer including a winding and a resin covering the winding includes a first measurement step of measuring reflective absorbance of a surface of the resin, a second measurement step of polishing the surface of the resin and measuring reflective absorbance of an exposed internal surface of the resin, and a step of estimating bending rupture strength of the resin near a conductor of the winding from measurement data of the first measurement step and measurement data of the second measurement step.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、モールド変圧器を診断する技術に関する。 The present invention relates to a technique for diagnosing a molded transformer.

電気機器には、絶縁材料や構造材料として樹脂材料が用いられている。例えば、モールド変圧器においては、変圧器の巻線に樹脂を含浸してモールドされている。樹脂は成型加工性に優れており、軽量であり、絶縁性能も高い。一方、有機材料である樹脂は、一般に金属材料やセラミック材料と比べて経年劣化しやすい。このため、樹脂材料は電気機器の寿命を支配すると考えられ、電気機器に用いられている樹脂材料の経年劣化状態を評価することによる電気機器の余寿命診断技術が開発されている。 Resin materials are used in electrical equipment as insulating materials and structural materials. For example, in a molded transformer, the windings of the transformer are impregnated with resin and molded. Resin has excellent moldability, is lightweight, and has high insulation performance. On the other hand, resin, which is an organic material, generally deteriorates more easily over time than metal or ceramic materials. For this reason, resin materials are considered to control the lifespan of electrical equipment, and techniques for diagnosing the remaining lifespan of electrical equipment have been developed by evaluating the aging state of resin materials used in electrical equipment.

特許文献1には、モールド変圧器に対して光やX線照射により劣化診断を行うこと、反射吸光度を測定することにより、劣化診断を行うことが記載されている。また、コイル外周側を覆う樹脂部材に光照射用の非塗装領域とこれを覆う被覆部材を設け、劣化診断時に被覆部材を剥ぎ取って光照射し、劣化診断することが記載されている。 Patent Document 1 describes that a molded transformer is diagnosed for deterioration by irradiating it with light or X-rays, and by measuring reflected absorbance. It is also described that a resin member covering the outer circumferential side of the coil is provided with a non-painted area for light irradiation and a covering member covering this, and when diagnosing deterioration, the covering member is peeled off and light is irradiated to diagnose deterioration.

特許文献2には、モールド樹脂を備えた電気機器に対してX線等の照射により劣化診断を行うことが記載されている。また、モールド樹脂表層部の物理量測定手段は、モールド樹脂のうち塗装されていない領域を測定することが記載されている。 Patent Document 2 describes that deterioration diagnosis is performed by irradiating an electrical device equipped with a molded resin with X-rays or the like. Further, it is described that the physical quantity measuring means for the surface layer portion of the mold resin measures an unpainted area of the mold resin.

特開2018-166164号公報Japanese Patent Application Publication No. 2018-166164 特開2019-7806号公報JP 2019-7806 Publication

モールド変圧器のモールド樹脂としては、例えば、無機フィラを充填したエポキシ樹脂が用いられる。モールド樹脂は、運転時の発熱や電気的、機械的ストレス、周囲の環境要因によって劣化し、その物性は低下する。一般に、モールド樹脂を構成するエポキシ樹脂や不飽和ポリエルテル樹脂は有機材料であり、熱劣化する。エポキシ樹脂の熱劣化では、樹脂自体の誘電・絶縁特性の変化は小さく、機械特性の変化、機械的強度の低下が顕著である。エポキシ樹脂の機械的強度の低下により、クラックが生成する、あるいは樹脂とコイルとの接着界面が剥離すると絶縁性能が著しく低下する。このため、エポキシ樹脂の熱劣化に伴う機械的強度の低下がモールド変圧器の寿命を支配すると考えられており、エポキシ樹脂の熱劣化挙動に着目した劣化診断技術が開発されている。 As the molding resin of the molded transformer, for example, an epoxy resin filled with inorganic filler is used. The mold resin deteriorates due to heat generated during operation, electrical and mechanical stress, and surrounding environmental factors, and its physical properties deteriorate. In general, epoxy resins and unsaturated polyester resins that constitute mold resins are organic materials and are subject to thermal deterioration. In thermal deterioration of epoxy resin, changes in the dielectric and insulating properties of the resin itself are small, but changes in mechanical properties and reduction in mechanical strength are significant. Due to the decrease in the mechanical strength of the epoxy resin, cracks are generated or the adhesive interface between the resin and the coil peels off, resulting in a significant decrease in insulation performance. For this reason, it is believed that the decrease in mechanical strength due to thermal deterioration of epoxy resin governs the lifespan of molded transformers, and deterioration diagnosis techniques have been developed that focus on the thermal deterioration behavior of epoxy resin.

エポキシ樹脂は、熱劣化によって物理・化学構造が変化することによって物性が変化し、機械特性が変化する。したがって、熱劣化に伴うエポキシ樹脂の物性の変化を評価することで、機械特性の変化、機械的強度の低下を診断できると考えられる。 The physical and chemical structure of epoxy resin changes due to thermal deterioration, resulting in changes in physical properties and mechanical properties. Therefore, by evaluating changes in the physical properties of epoxy resins due to thermal deterioration, it is possible to diagnose changes in mechanical properties and decreases in mechanical strength.

エポキシ樹脂は、熱によって主に以下のメカニズムで劣化すると考えられる。
(1) 樹脂の化学構造が変化し、樹脂表面の色、ガラス転移温度、弾性率や曲げ強度などが変化する。
(2) 樹脂が分解して低分子量の化合物を生成し、離脱することで重量が減少する。
(3) 経年による応力緩和が加速される。
It is thought that epoxy resin deteriorates due to heat mainly through the following mechanism.
(1) The chemical structure of the resin changes, resulting in changes in the resin surface color, glass transition temperature, elastic modulus, bending strength, etc.
(2) The resin decomposes to produce low-molecular-weight compounds, which are released and lose weight.
(3) Stress relaxation due to aging is accelerated.

モールド変圧器が設置されている現地で診断するためには、簡便な非破壊測定が好ましいが、モールド変圧器の寿命を支配すると考えられるエポキシ樹脂の機械的強度は、非破壊で測定することが難しい。また、モールド変圧器において、巻線の導体近傍のモールド樹脂にクラックや剥離が生成すると絶縁性能が低下する可能性がある。運転時、巻線の導体の温度が高くなるため、導体近傍のモールド樹脂は熱劣化しやすく、劣化診断において、導体近傍のモールド樹脂の機械的強度を評価するのが好ましいが、モールド樹脂の表面から、巻線の導体近傍の内部のモールド樹脂の劣化状態を非破壊で評価するのは難しい。さらに、モールド変圧器においては、モールド樹脂表面が塗装されていることが多く、通常、塗料にはモールドに用いられる樹脂とは異なる材料が用いられている。 Simple non-destructive measurements are preferable for diagnosing molded transformers on-site, but the mechanical strength of epoxy resin, which is thought to control the lifespan of molded transformers, cannot be measured non-destructively. difficult. Furthermore, in a molded transformer, if cracks or peeling occur in the molded resin near the conductor of the winding, the insulation performance may deteriorate. During operation, the temperature of the conductor of the winding increases, so the mold resin near the conductor is susceptible to thermal deterioration.When diagnosing deterioration, it is preferable to evaluate the mechanical strength of the mold resin near the conductor. Therefore, it is difficult to nondestructively evaluate the deterioration state of the molding resin inside the winding near the conductor. Furthermore, in molded transformers, the surface of the molded resin is often painted, and the paint is usually made of a material different from the resin used for the mold.

このため、モールド変圧器の寿命を支配すると考えられるエポキシ樹脂について、巻線の導体近傍の内部のモールド樹脂の機械的強度を、簡便に非破壊で測定するのが難しいという課題があった。 For this reason, there has been a problem in that it is difficult to easily and non-destructively measure the mechanical strength of the molded resin inside near the conductor of the winding with respect to epoxy resin, which is thought to control the lifespan of a molded transformer.

特許文献1、特許文献2では、モールド樹脂に光やX線を照射することで劣化診断を行うことが記載されている。また、特許文献1には、コイル外周側を覆う樹脂部材に光照射用の非塗装領域とこれを覆う被覆部材を設け、劣化診断時に被覆部材を剥ぎ取って光照射し、劣化診断することが記載されている。また、特許文献2には、モールド樹脂を備えた電気機器に対してX線等の照射により劣化診断を行い、モールド樹脂表層部の物理量測定手段は、モールド樹脂のうち塗装されていない領域を測定することが記載されている。しかし、いずれもモールド樹脂表面の特性を測定するものであり、巻線の導体近傍のような内部のモールド樹脂の特性を直接、測定するものではない。 Patent Document 1 and Patent Document 2 describe that deterioration diagnosis is performed by irradiating a molded resin with light or X-rays. Furthermore, Patent Document 1 discloses that a non-painted area for light irradiation and a coating member covering this are provided in a resin member covering the outer peripheral side of the coil, and when diagnosing deterioration, the coating member is peeled off and light is irradiated to diagnose deterioration. Are listed. Furthermore, in Patent Document 2, a deterioration diagnosis is performed by irradiating an electrical device equipped with a molded resin with X-rays, etc., and a means for measuring a physical quantity of the surface layer of the molded resin measures an unpainted area of the molded resin. It is stated that However, all of these methods measure the characteristics of the surface of the molded resin, and do not directly measure the characteristics of the molded resin inside, such as in the vicinity of the conductor of the winding.

本発明の目的は、巻線の導体近傍のような内部のモールド樹脂の特性を診断することにある。 An object of the present invention is to diagnose the characteristics of the molded resin inside the winding, such as in the vicinity of the conductor.

本発明の一例としては、巻線と、前記巻線を覆う樹脂を有するモールド変圧器の診断方法であって、
前記樹脂の表面の反射吸光度を測定する第1の測定ステップと、
前記樹脂の表面を研磨して露出した前記樹脂の内部表面の反射吸光度を測定する第2の測定ステップと、
第1の測定ステップの測定データおよび第2の測定ステップの測定データから、前記巻線の導体近傍の前記樹脂の曲げ破断強度を推定するステップとを有するモールド変圧器の診断方法である。
An example of the present invention is a method for diagnosing a molded transformer having a winding and a resin covering the winding,
a first measurement step of measuring the reflective absorbance of the surface of the resin;
a second measurement step of measuring the reflective absorbance of the exposed inner surface of the resin by polishing the surface of the resin;
The method of diagnosing a molded transformer includes the step of estimating the bending rupture strength of the resin near the conductor of the winding from the measurement data of the first measurement step and the measurement data of the second measurement step.

本発明によれば、巻線の導体近傍のような内部のモールド樹脂の特性を診断できる。 According to the present invention, it is possible to diagnose the characteristics of the molded resin inside the winding, such as in the vicinity of the conductor.

マスターカーブAを示す図。A diagram showing a master curve A. マスターカーブBを示す図。A diagram showing a master curve B. マスターカーブCを示す図。A diagram showing a master curve C. モールド樹脂表面に塗装が無い場合の巻線断面の模式図。A schematic diagram of a winding cross section when there is no coating on the mold resin surface. 実施例1のモールド変圧器の診断システムのブロック図。1 is a block diagram of a molded transformer diagnostic system according to a first embodiment; FIG. 実施例1における処理のフローチャート。Flowchart of processing in Example 1. 巻線のモールド樹脂の反射吸光度測定箇所の模式図。A schematic diagram of the reflection absorbance measurement points of the molded resin of the winding wire. マスターカーブA’を示す図。A diagram showing a master curve A'. マスターカーブB’を示す図。A diagram showing a master curve B'. マスターカーブC’を示す図。A diagram showing a master curve C'. モールド樹脂表面に塗装がある場合の巻線断面の模式図。A schematic diagram of a winding cross section when the mold resin surface is coated. 実施例2における処理のフローチャート。Flowchart of processing in Example 2.

以下に本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。なお、実施の形態を説明するための各図において、同一の構成要素にはなるべく同一の名称、符号を付して、その繰り返しの説明を省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each figure for explaining the embodiment, the same names and symbols are given to the same components as much as possible, and repeated explanations thereof will be omitted.

診断の対象となるモールド樹脂の熱劣化挙動を把握するため、モールド樹脂硬化物の試料を作製し、作製したモールド樹脂硬化物の試料を所定の形状に切り出し、温度を変えて恒温槽で加熱して加速劣化させた。モールド樹脂表面の色の変化を定量的に評価するため、反射吸光度スペクトルを測定した。さらに、モールド樹脂表面を研磨して露出したモールド樹脂内部表面の反射吸光度を測定した。反射吸光度の測定には、プローブ型ポータブル分光反射率計を用いた。また、樹脂の機械的強度として曲げ破断強度を評価した。 In order to understand the thermal deterioration behavior of mold resin, which is the target of diagnosis, we prepared a sample of cured mold resin, cut the sample of cured mold resin into a predetermined shape, and heated it in a constant temperature oven at various temperatures. accelerated deterioration. In order to quantitatively evaluate the color change on the mold resin surface, a reflection absorbance spectrum was measured. Further, the mold resin surface was polished and the reflected absorbance of the exposed inner surface of the mold resin was measured. A probe-type portable spectral reflectometer was used to measure the reflected absorbance. In addition, bending rupture strength was evaluated as the mechanical strength of the resin.

モールド樹脂表面に塗装が無い場合の、モールド変圧器の劣化診断の手順をスキーム1として説明する。スキーム1は、以下に示す「モールド樹脂の特性の劣化に関するマスターカーブの作成」、「運転時の巻線内のモールド樹脂の温度分布データの作成」、「反射吸光度測定によるモールド樹脂の平均温度の推定」、「モールド樹脂の曲げ破断強度の推定」からなる。 The procedure for diagnosing the deterioration of a molded transformer when there is no coating on the surface of the molded resin will be described as Scheme 1. Scheme 1 includes the following steps: ``creation of a master curve regarding the deterioration of mold resin properties,'' ``creation of temperature distribution data of the mold resin in the winding during operation,'' and ``measurement of the average temperature of the mold resin by measuring reflective absorbance.'' ``Estimation'' and ``Estimation of bending rupture strength of mold resin.''

Dakinにより提唱された考え方に基づき、熱劣化に伴う絶縁材料の諸特性の変化がすべて化学構造の変化量xに起因すると仮定する。化学構造の変化量xが化学反応速度論に従うと仮定すれば、時間tに対して式(1)のように表される。
dx/dt=a・exp(-ΔE/RT)・g(x) (1)
a:頻度因子
ΔE:みかけの活性化エネルギ
R:気体定数
T:絶対温度
g(x):熱劣化反応を表す関数
また、下式(2)で時間の単位を有する一般化時間(劣化度)θが定義される。
θ=t・exp(-ΔE/RT) (2)
Based on the idea proposed by Dakin, it is assumed that all changes in various properties of an insulating material due to thermal deterioration are caused by the amount x of change in chemical structure. Assuming that the amount x of change in chemical structure follows chemical reaction kinetics, it is expressed as equation (1) with respect to time t.
dx/dt=a・exp(−ΔE/RT)・g(x) (1)
a: Frequency factor ΔE: Apparent activation energy R: Gas constant T: Absolute temperature g(x): Function expressing thermal deterioration reaction Also, generalized time (degradation degree) with unit of time in the following formula (2) θ is defined.
θ=t・exp(−ΔE/RT) (2)

「モールド樹脂の特性の劣化に関するマスターカーブの作成」について以下の手順で劣化に関するマスターカーブを作成することができる。
まず、加熱温度を変えて試料を熱劣化させ、熱劣化後の特性を測定し、加熱時間に対して測定した特性をプロットする。次に、その特性がある値になるまでの加熱時間(t)を試験温度毎に求め、その加熱時間の対数を各試験温度(絶対温度)の逆数(1/T)に対してプロットすると、その傾きから式(1)の(ΔE/R)が得られ、活性化エネルギΔEを算出できる(アレニウス法)。さらに、式(2)を用いて加熱時間tを一般化時間θに変換して再プロットすると、各データが重ね合わせられ劣化に関するマスターカーブを作成することができる。
Regarding "Creating a master curve related to deterioration of properties of mold resin", a master curve related to deterioration can be created using the following procedure.
First, the sample is thermally degraded by changing the heating temperature, the characteristics after thermal degradation are measured, and the measured characteristics are plotted against the heating time. Next, find the heating time (t) until the characteristic reaches a certain value for each test temperature, and plot the logarithm of that heating time against the reciprocal (1/T) of each test temperature (absolute temperature). From the slope, (ΔE/R) of equation (1) is obtained, and the activation energy ΔE can be calculated (Arrhenius method). Furthermore, by converting the heating time t into a generalized time θ using equation (2) and replotting it, each data is superimposed and a master curve regarding deterioration can be created.

熱劣化によってモールド樹脂表面の反射吸光度が顕著に変化する波長λ1と変化の小さい波長λ2の2波長を選定し、各々の波長における反射吸光度A(λ1)とA(λ2)との差ΔAを評価した。反射吸光度の差ΔAの変化がアレニウス則に従うと仮定し、反射吸光度の差ΔAに関するマスターカーブを作成することができる。モールド樹脂表面の反射吸光度の差ΔAに関するマスターカーブAの模式図を図1に示す。 Select two wavelengths, λ1, where the reflection absorbance of the mold resin surface changes significantly due to thermal deterioration, and wavelength λ2, where the change is small, and evaluate the difference ΔA between the reflection absorbance A(λ1) and A(λ2) at each wavelength. did. Assuming that changes in the reflected absorbance difference ΔA follow Arrhenius law, a master curve regarding the reflected absorbance difference ΔA can be created. FIG. 1 shows a schematic diagram of a master curve A regarding the difference ΔA in reflected absorbance on the mold resin surface.

次に、モールド樹脂表面を研磨して露出したモールド樹脂内部表面の反射吸光度が顕著に変化する波長λ3と変化の小さい波長λ4の2波長を選定し、各々の波長における反射吸光度B(λ3)とB(λ4)との差ΔBを評価した。反射吸光度の差ΔBの変化がアレニウス則に従うと仮定し、反射吸光度の差ΔBに関するマスターカーブBを同様に作成することができる。反射吸光度の差ΔBに関するマスターカーブBの模式図を図2に示す。 Next, the mold resin surface is polished to select two wavelengths, the wavelength λ3 at which the reflection absorbance of the exposed inner surface of the mold resin changes significantly, and the wavelength λ4 at which the change is small, and the reflection absorbance B(λ3) at each wavelength is calculated. The difference ΔB from B(λ4) was evaluated. Assuming that the change in the reflected absorbance difference ΔB follows Arrhenius law, a master curve B regarding the reflected absorbance difference ΔB can be similarly created. A schematic diagram of master curve B regarding the difference ΔB in reflected absorbance is shown in FIG. 2.

図1、および図2より、反射吸光度の差がある値に達するまでの一般化時間θが得られる。得られたθから、式(2)よりt時間使用したときに反射吸光度の差がある値に達する使用温度、すなわち耐熱温度Tが求められる。逆に、使用温度Tが決まれば式(2)によってθを実時間tに変換し、実時間tでの熱劣化による反射吸光度の差の変化挙動が得られる。同様の手順で作成した、曲げ破断強度に関するマスターカーブCの模式図を図3に示す。 From FIG. 1 and FIG. 2, the generalized time θ until the difference in reflected absorbance reaches a certain value can be obtained. From the obtained θ, the operating temperature at which the difference in reflected absorbance reaches a certain value after t hours of use, that is, the heat-resistant temperature T, can be determined from equation (2). Conversely, once the operating temperature T is determined, θ is converted to real time t using equation (2), and the change behavior of the difference in reflected absorbance due to thermal deterioration at real time t can be obtained. FIG. 3 shows a schematic diagram of master curve C regarding bending breaking strength, which was created using the same procedure.

「運転時の巻線内のモールド樹脂の温度分布データの作成」について
解析、およびモールド変圧器の運転時の温度の実測により、運転時の巻線内のモールド樹脂の温度分布データを作成する。モールド樹脂表面に塗装が無い場合の巻線断面の模式図を図4に示す。反射吸光度を測定するモールド樹脂表面4a、モールド樹脂1の表面を研磨して露出したモールド樹脂内部表面5a、巻線の導体2近傍のモールド樹脂6aにおける運転時の温度を評価できるように、あらかじめ運転時の巻線内のモールド樹脂の温度分布データを取得しておく。
The temperature distribution data of the mold resin inside the winding during operation is created by analyzing the "Creation of temperature distribution data of the mold resin inside the winding during operation" and by actually measuring the temperature during operation of the molded transformer. FIG. 4 shows a schematic diagram of a winding cross section when there is no coating on the mold resin surface. In order to be able to evaluate the temperatures during operation at the mold resin surface 4a on which reflective absorbance is to be measured, the mold resin inner surface 5a exposed by polishing the surface of the mold resin 1, and the mold resin 6a near the conductor 2 of the winding, we Obtain temperature distribution data of the mold resin inside the winding at the time.

図5は、本実施例のモールド変圧器の診断システムのブロック図を示す。本実施例のモールド変圧器の診断システムは、測定装置10と、診断装置11から構成される。測定装置10は、巻線と巻線を覆う樹脂を有するモールド変圧器のモールド樹脂表面などの反射吸光度を測定する装置である。 FIG. 5 shows a block diagram of the molded transformer diagnostic system of this embodiment. The molded transformer diagnostic system of this embodiment includes a measuring device 10 and a diagnostic device 11. The measuring device 10 is a device that measures the reflected light absorbance of a molded resin surface of a molded transformer having a winding and a resin covering the winding.

診断装置11は、モールド樹脂の平均温度推定部12、モールド樹脂の曲げ破断強度の推定部13、表示部14からなる。診断装置は、プロセッサーなどの処理装置と、プログラムを格納した記録部などを有し、処理装置がプログラムを呼び出して、機能を実現する構成とすることができる。表示部14は、診断したモールド樹脂の曲げ破断強度の推定結果、もしくは、その推定結果から評価したモールド変圧器の余寿命などの劣化状態を表示するようにしてもよい。 The diagnostic device 11 includes a mold resin average temperature estimation section 12 , a mold resin bending breaking strength estimation section 13 , and a display section 14 . The diagnostic device may include a processing device such as a processor, a recording unit storing a program, etc., and the processing device may call the program to realize the function. The display unit 14 may display the estimated result of the bending breaking strength of the diagnosed molded resin, or the deterioration state such as the remaining life of the molded transformer evaluated from the estimated result.

図6は、診断システムの処理についてのフローチャートを示す。図6を用いて、スキーム1における「反射吸光度測定によるモールド樹脂の平均温度の推定」、「モールド樹脂の曲げ破断強度の推定」について説明する。 FIG. 6 shows a flowchart of the processing of the diagnostic system. "Estimating the average temperature of the mold resin by measuring reflected absorbance" and "Estimating the bending rupture strength of the mold resin" in Scheme 1 will be explained using FIG. 6.

測定装置10は、運転時間tのモールド変圧器のモールド樹脂表面の反射吸光度を測定する(S601)。 The measuring device 10 measures the reflected absorbance of the mold resin surface of the molded transformer during the operating time t (S601).

モールド樹脂の平均温度の推定部13は、測定で得た異なる2波長λ、λにおける反射吸光度の差とマスターカーブAより、一般化時間θを求める(図1を参照)。一般化時間θと運転時間tとから、式(2)より、運転時のモールド樹脂表面の平均温度Tを求める(S602)。 The average temperature estimation unit 13 of the mold resin calculates the generalization time θ A from the difference in reflection absorbance at two different wavelengths λ 1 and λ 2 obtained by measurement and the master curve A (see FIG. 1). From the generalized time θ A and the operating time t, the average temperature T 1 of the mold resin surface during operation is determined from equation (2) (S602).

運転時間tのモールド変圧器におけるモールド樹脂表面が研磨された箇所において、測定装置10は、モールド樹脂内部の反射吸光度を測定する(S603)。ここでは、モールド樹脂表面を、研磨することでよいので、巻線の導体近傍の内部のモールド樹脂の機械的強度を、簡便に非破壊で測定するために有効である。 The measuring device 10 measures the reflection absorbance inside the mold resin at the location where the mold resin surface of the molded transformer during the operating time t has been polished (S603). Here, it is sufficient to polish the surface of the mold resin, which is effective for easily and non-destructively measuring the mechanical strength of the mold resin inside the vicinity of the conductor of the winding.

モールド樹脂の平均温度の推定部13は、測定で得た異なる2波長λ、λにおける内部の反射吸光度の差とマスターカーブBより、一般化時間θを求める(図2を参照)。一般化時間θと運転時間tとから、式(2)より、運転時のモールド樹脂内部の平均温度Tを求める(S604)。 The average temperature estimating unit 13 of the mold resin calculates the generalized time θ B from the master curve B and the difference in internal reflection absorbance at two different wavelengths λ 3 and λ 4 obtained through measurement (see FIG. 2). From the generalized time θ B and the operating time t, the average temperature T 2 inside the mold resin during operation is determined from equation (2) (S604).

モールド樹脂の平均温度の推定部13は、運転時のモールド樹脂表面の平均温度T、モールド樹脂内部の平均温度T、および、作成しておいた運転時の巻線内のモールド樹脂の温度分布データより、導体近傍のモールド樹脂の平均温度Tを得る(S605)。 The average temperature estimation unit 13 of the mold resin calculates the average temperature T 1 of the surface of the mold resin during operation, the average temperature T 2 inside the mold resin, and the temperature of the mold resin inside the winding during operation that has been created. From the distribution data, the average temperature T3 of the mold resin near the conductor is obtained (S605).

モールド樹脂の曲げ破断強度の推定部13は、運転時間t、運転時の導体近傍のモールド樹脂の平均温度T、式(2)から、一般化時間θを求める。モールド樹脂の曲げ破断強度の推定部13は、図3に示した一般化時間θとマスターカーブCより、導体近傍6aのモールド樹脂の運転時の平均的な温度Tのときの樹脂の曲げ破断強度を推定する(S606)。なお、反射吸光度の差から一般化時間を求めるには、マスターカーブにおける縦軸の反射吸光度の差と横軸の一般化時間との対応関係をデータベースなどの記録部に記録しておき、その対応関係から、反射吸光度の差に基づいて一般化時間を求めることができる。 The estimator 13 of the bending rupture strength of the mold resin calculates the generalized time θ C from the operating time t, the average temperature T 3 of the mold resin near the conductor during operation, and equation (2). The bending rupture strength estimating unit 13 of the mold resin calculates the bending of the resin when the average temperature during operation of the mold resin near the conductor 6a is T 3 from the generalized time θ C and the master curve C shown in FIG. 3. The breaking strength is estimated (S606). In addition, in order to obtain the generalization time from the difference in reflection absorbance, record the correspondence between the difference in reflection absorbance on the vertical axis and the generalization time on the horizontal axis in the master curve in a recording section such as a database, and check the correspondence. From the relationship, the generalization time can be determined based on the difference in reflected absorbance.

ここで、図2と比べて図1の方が、劣化に伴う反射吸光度の差の変化が大きいことがわかる。これは、モールド樹脂の内部では主に熱による分解反応や架橋反応が起こるのに対し、大気と接触しているモールド樹脂表面では主に酸化反応や加水分解反応が起こるため、化学構造の変化に伴う反射吸光度の変化が大きいためと考えられる。したがって、熱に対する感度が高い表面の反射吸光度測定で得られた図1のマスターカーブAを用いることで、高い精度でモールド樹脂表面の運転時の平均的な温度Tを推定することが可能となる。さらに、モールド樹脂表面4a、モールド樹脂表面を研磨して露出したモールド樹脂内部表面5aの運転時の平均的な温度が各々T、Tを用いることで、導体近傍6aのモールド樹脂の運転時の平均的な温度Tをより高い精度で推定することができる。 Here, it can be seen that the change in the difference in reflected absorbance due to deterioration is larger in FIG. 1 than in FIG. 2. This is because thermal decomposition reactions and crosslinking reactions mainly occur inside the mold resin, whereas oxidation and hydrolysis reactions mainly occur on the mold resin surface that is in contact with the atmosphere, resulting in changes in the chemical structure. This is thought to be due to the large change in reflected absorbance. Therefore, by using the master curve A in Figure 1 obtained by measuring the reflective absorbance of a surface that is highly sensitive to heat, it is possible to estimate with high accuracy the average temperature T1 of the mold resin surface during operation. Become. Furthermore, by using T 1 and T 2 respectively, the average temperature during operation of the mold resin surface 4a and the mold resin inner surface 5a exposed by polishing the mold resin surface is T 1 and T 2 respectively, so that the average temperature during operation of the mold resin near the conductor 6a is The average temperature T 3 of can be estimated with higher accuracy.

主に熱による分解反応や架橋反応が起こるモールド樹脂の内部と、主に酸化反応や加水分解反応が起こるモールド樹脂表面とでは、劣化後のモールド樹脂の化学構造は異なるため、測定で得られる反射吸光度スペクトルも異なる。したがって、モールド樹脂表面4a、およびモールド樹脂表面を研磨して露出したモールド樹脂内部表面5aの熱劣化を反射吸光度で評価する際、選定する2波長λ1、λ2および、2波長λ3、λ4の組み合わせは、同じであっても良いが、各々の反射吸光度スペクトルにおいて、ΔA、ΔBの変化が大きくなるように、適切な波長を選定するのが好ましい。 The chemical structure of the mold resin after deterioration is different between the interior of the mold resin, where decomposition reactions and crosslinking reactions mainly occur due to heat, and the mold resin surface, where oxidation reactions and hydrolysis reactions mainly occur. The absorbance spectra are also different. Therefore, when evaluating the thermal deterioration of the mold resin surface 4a and the mold resin inner surface 5a exposed by polishing the mold resin surface by reflection absorbance, the combinations of the two wavelengths λ1 and λ2 and the two wavelengths λ3 and λ4 to be selected are , may be the same, but it is preferable to select appropriate wavelengths so that changes in ΔA and ΔB are large in each reflection absorbance spectrum.

また、モールド樹脂の内部の評価において、表面から約50~100μm程度研磨するのが好ましい。空気中の酸素、あるいは水はモールド樹脂内部にゆっくりと拡散するため、直接、外気と触れていないモールド樹脂内部においても、酸化反応や加水分解反応による劣化がある程度は起こると考えられる。熱劣化に伴うモールド樹脂の色の変化は、モールド樹脂表面から約50~100μmまでが顕著であるため、熱劣化による色の変化が著しい部分を研磨して除去することで、導体近傍のモールド樹脂と同様のメカニズムで劣化したモールド樹脂の熱劣化状態を評価することができる。 Further, in evaluating the inside of the mold resin, it is preferable to polish it by about 50 to 100 μm from the surface. Since oxygen or water in the air slowly diffuses into the mold resin, it is thought that deterioration due to oxidation reactions and hydrolysis reactions occurs to some extent even within the mold resin, which is not in direct contact with the outside air. The color change of the mold resin due to thermal deterioration is noticeable from about 50 to 100 μm from the mold resin surface, so by polishing and removing the part where the color change is significant due to thermal deterioration, the mold resin near the conductor can be removed. The thermal deterioration state of deteriorated mold resin can be evaluated using the same mechanism.

巻線のモールド樹脂の反射吸光度測定箇所の模式図を図7に示す。通常、ジュール熱で温度が上昇する巻線7の周囲の空気は、自然対流しながら巻線7を冷却するため、巻線7の下部と比べて上部の温度が高くなる。このため、例えば、図7の8aの巻線モールド樹脂の上面の温度を測定することで、モールド樹脂1の熱劣化をより感度よく、評価することができる。また、図7の8b、あるいは8cの巻線モールド樹脂の上部の側面を測定しても良い。 FIG. 7 shows a schematic diagram of the locations where the reflection absorbance of the molded resin of the winding was measured. Normally, the air around the winding 7 whose temperature increases due to Joule heat cools the winding 7 through natural convection, so that the temperature of the upper part of the winding 7 is higher than that of the lower part. Therefore, for example, by measuring the temperature of the upper surface of the wire-wound mold resin 8a in FIG. 7, thermal deterioration of the mold resin 1 can be evaluated with higher sensitivity. Alternatively, the side surface of the upper part of the winding mold resin shown in 8b or 8c in FIG. 7 may be measured.

巻線の構造、モールド樹脂の厚さや、導体表面からモールド樹脂表面までの距離などによって、モールド樹脂表面の温度が異なると考えられる。このため、あらかじめ取得した温度分布データから、温度の高い部分を選定し、反射吸光度を測定することで、モールド樹脂の熱劣化をより感度よく、評価することができる。 It is thought that the temperature of the mold resin surface varies depending on the structure of the winding, the thickness of the mold resin, the distance from the conductor surface to the mold resin surface, etc. For this reason, thermal deterioration of the mold resin can be evaluated with higher sensitivity by selecting a high-temperature portion from previously acquired temperature distribution data and measuring the reflected absorbance.

以上のスキーム1に示した手順によって、巻線のモールド樹脂において、モールド樹脂表面、およびモールド樹脂表面を研磨して露出したモールド樹脂内部表面の反射吸光度測定結果から、巻線の導体近傍の内部のモールド樹脂の曲げ破断強度を非破壊で評価することが可能となる。 According to the procedure shown in Scheme 1 above, in the molded resin of the winding, from the reflection absorbance measurement results of the molded resin surface and the internal surface of the molded resin exposed by polishing the molded resin surface, it was found that the inside of the winding near the conductor It becomes possible to non-destructively evaluate the bending rupture strength of molded resin.

診断の対象となる表面が塗装されているモールド樹脂の熱劣化挙動を把握するため、作製したモールド樹脂硬化物の表面に塗装した試料を作製し、作製したモールド樹脂硬化物の試料を所定の形状に切り出し、温度を変えて恒温槽で加熱して加速劣化させた。塗装表面の色の変化を定量的に評価するため、反射吸光度スペクトルを測定した。さらに、モールド樹脂表面の塗装を研磨して露出したモールド樹脂表面の反射吸光度を測定した。反射吸光度の測定には、プローブ型ポータブル分光反射率計を用いた。また、樹脂の機械的強度として曲げ破断強度を評価した。 In order to understand the thermal deterioration behavior of a molded resin whose surface is coated to be diagnosed, we prepared a sample with the surface of the cured molded resin coated, and then shaped the sample of the cured molded resin into a predetermined shape. They were cut out and heated in a constant temperature bath at varying temperatures to accelerate deterioration. In order to quantitatively evaluate the color change of the painted surface, the reflection absorbance spectrum was measured. Furthermore, the coating on the mold resin surface was polished and the reflected absorbance of the exposed mold resin surface was measured. A probe-type portable spectral reflectometer was used to measure the reflected absorbance. In addition, the bending strength at break was evaluated as the mechanical strength of the resin.

モールド樹脂表面に塗装がある場合である、実施例2におけるモールド変圧器の劣化診断の手順をスキーム2として説明する。本実施例においても、実施例1と同様の以下の手順で劣化に関するマスターカーブを作成することができる。 The procedure for diagnosing the deterioration of a molded transformer in Example 2, in which there is paint on the surface of the molded resin, will be described as Scheme 2. Also in this example, a master curve regarding deterioration can be created using the following procedure similar to that in Example 1.

「モールド樹脂の特性の劣化に関するマスターカーブの作成」について
まず、加熱温度を変えて試料を熱劣化させ、熱劣化後の特性を測定し、加熱時間に対して測定した特性をプロットする。次に、その特性がある値になるまでの加熱時間(t)を試験温度毎に求め、その加熱時間の対数を各試験温度(絶対温度)の逆数(1/T)に対してプロットすると、その傾きから式(1)の(ΔE/R)が得られ、活性化エネルギΔEを算出できる(アレニウス法)。さらに、式(2)を用いて加熱時間tを一般化時間θに変換して再プロットすると、各データが重ね合わせられ劣化に関するマスターカーブを作成することができる。
Regarding "creating a master curve regarding deterioration of properties of mold resin", first, the sample is thermally degraded by changing the heating temperature, the properties after the thermal degradation are measured, and the measured properties are plotted against the heating time. Next, find the heating time (t) until the characteristic reaches a certain value for each test temperature, and plot the logarithm of that heating time against the reciprocal (1/T) of each test temperature (absolute temperature). From the slope, (ΔE/R) of equation (1) is obtained, and the activation energy ΔE can be calculated (Arrhenius method). Furthermore, by converting the heating time t into a generalized time θ using equation (2) and replotting it, each data is superimposed and a master curve regarding deterioration can be created.

熱劣化によって塗装表面の反射吸光度が顕著に変化する波長λ5と変化の小さい波長λ6の2波長を選定し、各々の波長における反射吸光度A’(λ5)とA’(λ6)との差ΔA’を評価した。反射吸光度の差ΔA’の変化がアレニウス則に従うと仮定し、反射吸光度の差ΔA’に関するマスターカーブA’を作成することができる。モールド樹脂表面の反射吸光度の差ΔA’に関するマスターカーブA’の模式図を図8に示す。 Two wavelengths, λ5, where the reflective absorbance of the painted surface changes significantly due to thermal deterioration, and wavelength λ6, where the change is small, are selected, and the difference ΔA' between the reflective absorbance A'(λ5) and A'(λ6) at each wavelength is calculated. was evaluated. Assuming that the change in the reflected absorbance difference ΔA' follows the Arrhenius law, a master curve A' regarding the reflected absorbance difference ΔA' can be created. FIG. 8 shows a schematic diagram of the master curve A' regarding the difference ΔA' in the reflection absorbance of the mold resin surface.

次に、モールド樹脂表面を研磨して露出したモールド樹脂内部表面の反射吸光度が顕著に変化する波長λ7と変化の小さい波長λ8の2波長を選定し、各々の波長における反射吸光度B’(λ7)とB’(λ8)との差ΔB’を評価した。反射吸光度の差ΔB’の変化がアレニウス則に従うと仮定し、反射吸光度の差ΔB’に関するマスターカーブB’を同様に作成することができる。反射吸光度の差ΔB’に関するマスターカーブB’の模式図を図9に示す。 Next, the mold resin surface is polished to select two wavelengths, λ7, where the reflection absorbance of the exposed inner surface of the mold resin changes significantly, and wavelength λ8, where the change is small, and the reflection absorbance B'(λ7) at each wavelength is selected. The difference ΔB' between and B'(λ8) was evaluated. Assuming that the change in the difference ΔB' in reflected absorbance follows the Arrhenius law, a master curve B' regarding the difference ΔB' in reflected absorbance can be similarly created. FIG. 9 shows a schematic diagram of the master curve B' regarding the difference ΔB' in reflected absorbance.

図8、および図9より、反射吸光度の差がある値に達するまでの一般化時間θが得られる。得られたθから、式(2)よりt時間使用したときに反射吸光度の差がある値に達する使用温度、すなわち耐熱温度Tが求められる。逆に、使用温度Tが決まれば式(2)によってθを実時間tに変換し、実時間tでの熱劣化による反射吸光度の差の変化挙動が得られる。同様の手順で作成した、曲げ破断強度に関するマスターカーブC’の模式図を図10に示す。 From FIG. 8 and FIG. 9, the generalized time θ until the difference in reflected absorbance reaches a certain value can be obtained. From the obtained θ, the operating temperature at which the difference in reflected absorbance reaches a certain value after t hours of use, that is, the heat-resistant temperature T, can be determined from equation (2). Conversely, once the operating temperature T is determined, θ is converted to real time t using equation (2), and the change behavior of the difference in reflected absorbance due to thermal deterioration at real time t can be obtained. FIG. 10 shows a schematic diagram of a master curve C' regarding bending breaking strength, which was created using the same procedure.

「運転時の巻線内のモールド樹脂の温度分布データの作成」について
また、解析、およびモールド変圧器の運転時の温度の実測により、運転時の巻線内のモールド樹脂の温度分布データを作成する。モールド樹脂表面に塗装がある場合の巻線断面の模式図を図11に示す。反射吸光度を測定する塗装表面4b、塗装面を研磨して露出した内部のモールド樹脂1の表面5b、巻線の導体2近傍のモールド樹脂6bにおける運転時の温度を評価できるように、あらかじめ運転時の巻線内のモールド樹脂の温度分布データを取得しておく。
Regarding "Creation of temperature distribution data of the molded resin inside the winding during operation", we also created temperature distribution data of the molded resin inside the winding during operation through analysis and actual measurement of the temperature during operation of the molded transformer. do. FIG. 11 shows a schematic diagram of a winding cross section when the mold resin surface is coated. In order to be able to evaluate the temperature during operation of the painted surface 4b on which reflective absorbance is to be measured, the surface 5b of the internal molded resin 1 exposed by polishing the painted surface, and the molded resin 6b near the conductor 2 of the winding, Obtain temperature distribution data of the mold resin inside the winding.

図12は、診断システムにおける処理についてのフローチャートを示す。図12を用いて、スキーム2における「反射吸光度測定によるモールド樹脂の平均温度の推定」、「モールド樹脂の曲げ破断強度の推定」について説明する。実施例1と同様な説明は省略している場合がある。実施例2についても、診断システムのシステム構成図は、図5と同様である。 FIG. 12 shows a flowchart regarding processing in the diagnostic system. "Estimating the average temperature of the mold resin by measuring reflected absorbance" and "Estimating the bending rupture strength of the mold resin" in Scheme 2 will be explained using FIG. 12. Descriptions similar to those in Example 1 may be omitted. Regarding the second embodiment, the system configuration diagram of the diagnostic system is the same as that shown in FIG. 5.

測定装置10は、運転時間tのモールド変圧器の塗装表面の反射吸光度を測定する(S1201)。 The measuring device 10 measures the reflective absorbance of the coated surface of the molded transformer during operation time t (S1201).

診断装置11におけるモールド樹脂の平均温度の推定部12は、測定で得た異なる2波長λ、λにおける反射吸光度の差とマスターカーブA’より、一般化時間θ’を求める(図8を参照)。そして、θ’と運転時間tとから、式(2)より、運転時のモールド樹脂の塗装表面の平均温度T’を求める(S1202)。 The average temperature estimating unit 12 of the mold resin in the diagnostic device 11 calculates the generalization time θ A ′ from the difference in reflection absorbance at two different wavelengths λ 7 and λ 8 obtained by measurement and the master curve A′ (FIG. 8 ). Then, from θ A ′ and the operating time t, the average temperature T 1 ′ of the painted surface of the mold resin during operation is determined from equation (2) (S1202).

運転時間tのモールド変圧器におけるモールド樹脂の塗装が研磨された箇所において、測定装置10は、内部のモールド樹脂の反射吸光度を測定する(S1203)。 The measuring device 10 measures the reflective absorbance of the internal mold resin at the location where the coating of the mold resin in the molded transformer during operation time t has been polished (S1203).

モールド樹脂の平均温度の推定部12は、測定で得た異なる2波長λ、λにおける反射吸光度の差とマスターカーブB’より、θ’を求める(図9を参照)。そして、θ’と運転時間tとから、式(2)より、運転時のモールド樹脂内部の平均温度T’を求める(S1204)。 The average temperature estimation unit 12 of the mold resin calculates θ B ′ from the difference in reflection absorbance at two different wavelengths λ 7 and λ 8 obtained through measurement and the master curve B′ (see FIG. 9). Then, from θ B ′ and the operating time t, the average temperature T 2 ′ inside the mold resin during operation is determined from equation (2) (S1204).

モールド樹脂の平均温度の推定部12は、運転時のモールド樹脂の塗装表面の平均温度T1’、モールド樹脂内部の平均温度T’、および、作成しておいた運転時の巻線内のモールド樹脂の温度分布データより、巻線導体近傍のモールド樹脂の平均温度T’を得る(S1205)。 The average temperature estimating unit 12 of the mold resin calculates the average temperature T1' of the coated surface of the mold resin during operation, the average temperature T2 ' inside the mold resin, and the created mold inside the winding during operation. From the temperature distribution data of the resin, the average temperature T 3 ' of the molded resin near the winding conductor is obtained (S1205).

モールド樹脂の曲げ破断強度の推定部13は、運転時間t、運転時の導体近傍のモールド樹脂の平均温度T’、式(2)から、一般化時間θ’を求める。そして、樹脂の曲げ破断強度の推定部13は、一般化時間θ’と、図10におけるマスターカーブC’より、導体近傍6bのモールド樹脂の運転時の平均的な温度T’のときの樹脂の曲げ破断強度を推定する(S1206)。 The estimator 13 of the bending rupture strength of the mold resin calculates the generalized time θ C ′ from the operating time t, the average temperature T 3 ′ of the mold resin near the conductor during operation, and equation (2). Then, from the generalized time θ C ' and the master curve C' in FIG. The bending breaking strength of the resin is estimated (S1206).

ここで、図9と比べて図8の方が、劣化に伴う反射吸光度の差の変化がやや大きいことがわかる。これは、モールド樹脂の内部では主に熱による分解反応や架橋反応が起こるのに対し、大気と接触しているモールド樹脂表面では主に酸化反応や加水分解反応が起こるため、化学構造の変化に伴う反射吸光度の変化が大きいためと考えられる。したがって、熱に対する感度が高い表面の反射吸光度測定で得られた図8のマスターカーブA’を用いることで、高い精度で塗装表面の運転時の平均的な温度T’を推定することが可能となる。さらに、塗装表面4b、モールド樹脂表面を研磨して露出したモールド樹脂内部表面bの運転時の平均的な温度が各々T’、T’を用いることで、導体近傍6bのモールド樹脂の運転時の平均的な温度Tをより高い精度で推定することができる。 Here, it can be seen that the change in the difference in reflected absorbance due to deterioration is slightly larger in FIG. 8 than in FIG. 9. This is because thermal decomposition reactions and crosslinking reactions mainly occur inside the mold resin, whereas oxidation and hydrolysis reactions mainly occur on the mold resin surface that is in contact with the atmosphere, resulting in changes in the chemical structure. This is thought to be due to the large change in reflected absorbance. Therefore, by using the master curve A' in Figure 8 obtained by measuring the reflective absorbance of a surface that is highly sensitive to heat, it is possible to estimate the average temperature T 1 ' of the painted surface during operation with high accuracy. becomes. Furthermore, by using T 1 ' and T 2 ', respectively, the average temperatures during operation of the painted surface 4b and the mold resin inner surface b exposed by polishing the mold resin surface, the operation of the mold resin near the conductor 6b is The average temperature T3 at the time can be estimated with higher accuracy.

構成する材料や化学構造が異なるモールド樹脂と塗装とでは、測定で得られる反射吸光度スペクトルは異なる。また、主に熱による分解反応や架橋反応が起こるモールド樹脂の内部と、主に酸化反応や加水分解反応が起こる塗装表面とでは、劣化後のモールド樹脂の化学構造は異なるため、測定で得られる反射吸光度スペクトルも異なる。したがって、塗装表面4b、およびモールド樹脂表面を研磨して露出したモールド樹脂内部表面5bの熱劣化を反射吸光度で評価する際、選定する2波長λ5、λ6および、2波長λ7、λ8の組み合わせは、同じであっても良いが、各々の反射吸光度スペクトルにおいて、ΔA’、ΔB’の変化が大きくなるように、適切な波長を選定するのが好ましい。 The reflective absorbance spectra obtained during measurement differ between the mold resin and the paint, which have different constituent materials and chemical structures. In addition, the chemical structure of the mold resin after deterioration is different between the inside of the mold resin, where thermal decomposition reactions and crosslinking reactions occur, and the painted surface, where oxidation reactions and hydrolysis reactions mainly occur, so the chemical structure obtained by measurement is different. The reflection absorbance spectra are also different. Therefore, when evaluating the thermal deterioration of the coated surface 4b and the mold resin inner surface 5b exposed by polishing the mold resin surface by reflection absorbance, the combinations of the two wavelengths λ5 and λ6 and the two wavelengths λ7 and λ8 to be selected are as follows. Although they may be the same, it is preferable to select appropriate wavelengths so that changes in ΔA' and ΔB' are large in each reflection absorbance spectrum.

また、通常、塗装の厚さは約50~100μm程度であるため、モールド樹脂の内部の評価において、この塗装を除去すればよく、表面から約50~100μm程度研磨するのが好ましい。空気中の酸素、あるいは水はモールド塗装を通してモールド樹脂内部にゆっくりと拡散するため、直接、外気と触れていないモールド樹脂内部においても、酸化反応や加水分解反応による劣化がある程度は起こると考えられる。熱劣化に伴うモールド樹脂の色の変化は、塗装表面から約50~100μmまでが顕著であるため、熱劣化による色の変化が著しい塗装部分を研磨して除去することで、導体近傍のモールド樹脂と同様のメカニズムで劣化したモールド樹脂の熱劣化状態を評価することができる。 Further, since the thickness of the coating is usually about 50 to 100 μm, it is sufficient to remove this coating when evaluating the inside of the mold resin, and it is preferable to polish the surface by about 50 to 100 μm. Since oxygen or water in the air slowly diffuses into the mold resin through the mold coating, it is thought that some degree of deterioration due to oxidation and hydrolysis reactions will occur even inside the mold resin, which is not in direct contact with the outside air. The color change of the mold resin due to thermal deterioration is noticeable up to approximately 50 to 100 μm from the painted surface, so by polishing and removing the painted area where the color change is significant due to thermal deterioration, the mold resin near the conductor can be removed. The thermal deterioration state of deteriorated mold resin can be evaluated using the same mechanism.

巻線のモールド樹脂の反射吸光度測定箇所の模式図を図7に示す。通常、ジュール熱で温度が上昇する巻線の周囲の空気は、自然対流しながら巻線7を冷却するため、巻線の下部と比べて上部の温度が高くなる。このため、例えば、図7の8aの巻線モールド樹脂の上面の温度を測定することで、モールド樹脂1の熱劣化をより感度よく、評価することができる。また、図7の8b、あるいは8cの巻線モールド樹脂の上部の側面を測定しても良い。 FIG. 7 shows a schematic diagram of the locations where the reflection absorbance of the molded resin of the winding was measured. Normally, the air around the winding, whose temperature increases due to Joule heat, cools the winding 7 through natural convection, so that the temperature of the upper part of the winding is higher than that of the lower part. Therefore, for example, by measuring the temperature of the upper surface of the wire-wound mold resin 8a in FIG. 7, thermal deterioration of the mold resin 1 can be evaluated with higher sensitivity. Alternatively, the side surface of the upper part of the winding mold resin 8b or 8c in FIG. 7 may be measured.

巻線の構造、モールド樹脂の厚さや、導体表面からモールド樹脂表面までの距離などによって、モールド樹脂表面の温度が異なると考えられる。このため、あらかじめ取得した温度分布データから、温度の高い部分を選定し、反射吸光度を測定することで、モールド樹脂の熱劣化をより感度よく、評価することができる。 It is thought that the temperature of the mold resin surface varies depending on the structure of the winding, the thickness of the mold resin, the distance from the conductor surface to the mold resin surface, etc. For this reason, thermal deterioration of the mold resin can be evaluated with higher sensitivity by selecting a high-temperature portion from previously acquired temperature distribution data and measuring the reflected absorbance.

以上のスキーム2に示した手順によって、巻線の、表面が塗装されているモールド樹脂において、塗装表面、および塗装面を研磨して露出した内部のモールド樹脂の表面の反射吸光度測定結果から、巻線の導体近傍の内部のモールド樹脂の曲げ破断強度を非破壊で評価することが可能となる。 By the procedure shown in Scheme 2 above, in the molded resin on which the surface of the winding is painted, from the reflection absorbance measurement results of the painted surface and the surface of the internal molded resin exposed by polishing the painted surface, It becomes possible to non-destructively evaluate the bending rupture strength of the molded resin inside the wire near the conductor.

上述した実施例1、実施例2では、二つの波長における反射吸光度の変化に基づいたマスターカーブを使って診断をした例で説明したが、それに限らず、劣化に伴う反射吸光度スペクトルの変化に基づいたマスターカーブを使って診断しても良い。 In Examples 1 and 2 described above, an example was explained in which diagnosis was made using a master curve based on changes in reflection absorbance at two wavelengths, but the diagnosis is not limited thereto. Diagnosis can also be made using a master curve.

1…モールド樹脂
2…導体
3…塗装
4a…モールド樹脂表面
4b…塗装表面
5a…表面を研磨して露出したモールド樹脂内部の表面
5b…塗装面を研磨して露出した内部のモールド樹脂の表面
6a、6b…導体近傍のモールド樹脂
7…巻線
8a、8b、8c…反射吸光度の測定位置
1...Mold resin 2...Conductor 3...Painting 4a...Mold resin surface 4b...Painted surface 5a...Surface inside the mold resin exposed by polishing the surface 5b...Surface 6a of the internal mold resin exposed by polishing the painted surface , 6b...Mold resin 7 near the conductor...Winding 8a, 8b, 8c...Reflection absorbance measurement position

Claims (7)

巻線と、前記巻線を覆う樹脂を有するモールド変圧器の診断方法であって、
前記樹脂の表面の反射吸光度を測定する第1の測定ステップと、
前記樹脂の表面を研磨して露出した前記樹脂の内部表面の反射吸光度を測定する第2の測定ステップと、
第1の測定ステップの測定データおよび第2の測定ステップの測定データから、前記巻線の導体近傍の前記樹脂の曲げ破断強度を推定するステップとを有するモールド変圧器の診断方法。
A method for diagnosing a molded transformer having a winding and a resin covering the winding, the method comprising:
a first measurement step of measuring the reflective absorbance of the surface of the resin;
a second measurement step of measuring the reflective absorbance of the exposed inner surface of the resin by polishing the surface of the resin;
A method for diagnosing a molded transformer, comprising the step of estimating the bending rupture strength of the resin near the conductor of the winding from the measurement data of the first measurement step and the measurement data of the second measurement step.
請求項1に記載のモールド変圧器の診断方法において、
前記樹脂の曲げ破断強度を推定するステップは、
前記樹脂の平均温度を推定するステップを有し、推定した平均温度から、前記樹脂の曲げ破断強度を推定するモールド変圧器の診断方法。
The method for diagnosing a molded transformer according to claim 1,
The step of estimating the bending rupture strength of the resin includes:
A method for diagnosing a molded transformer, comprising the step of estimating an average temperature of the resin, and estimating the bending rupture strength of the resin from the estimated average temperature.
請求項2に記載のモールド変圧器の診断方法において、
第1の測定ステップでは、
異なる2つの波長における反射吸光度を測定し、
第2の測定ステップでは、
異なる2つの波長における反射吸光度を測定するモールド変圧器の診断方法。
The method for diagnosing a molded transformer according to claim 2,
In the first measurement step,
Measure the reflected absorbance at two different wavelengths,
In the second measurement step,
A diagnostic method for molded transformers that measures reflected absorbance at two different wavelengths.
請求項3に記載のモールド変圧器の診断方法において、
前記樹脂の平均温度を推定するステップは、
第1の測定ステップにおける2つの波長の反射吸光度の差と第1のマスターカーブから、第1の一般化時間を求め、
第1の一般化時間と前記モールド変圧器の運転時間から、前記樹脂の表面の第1の平均温度を求め、
第2の測定ステップにおける2つの波長の反射吸光度の差と第2のマスターカーブから、第2の一般化時間を求め、
第2の一般化時間と前記モールド変圧器の運転時間から、前記樹脂の内部表面の第2の平均温度を求め、
第1の平均温度と第2の平均温度と、巻線内の樹脂の温度分布データとから、巻線導体近傍の第3の平均温度を求めるモールド変圧器の診断方法。
The method for diagnosing a molded transformer according to claim 3,
The step of estimating the average temperature of the resin includes:
Determining a first generalization time from the difference in reflection absorbance of the two wavelengths in the first measurement step and the first master curve,
Determining a first average temperature of the surface of the resin from the first generalization time and the operating time of the molded transformer,
Determining the second generalization time from the difference in reflection absorbance of the two wavelengths in the second measurement step and the second master curve,
Determining a second average temperature of the inner surface of the resin from the second generalization time and the operating time of the molded transformer;
A method for diagnosing a molded transformer, in which a third average temperature near a winding conductor is determined from a first average temperature, a second average temperature, and temperature distribution data of resin in the winding.
請求項4に記載のモールド変圧器の診断方法において、
前記樹脂の曲げ破断強度を推定するステップは、
第3の平均温度、前記モールド変圧器の運転時間から、第3の一般化時間を求め、
第3の一般化時間と第3のマスターカーブから、前記樹脂の曲げ破断強度を推定するモールド変圧器の診断方法。
The method for diagnosing a molded transformer according to claim 4,
The step of estimating the bending rupture strength of the resin includes:
Determining a third generalized time from the third average temperature and the operating time of the molded transformer,
A method for diagnosing a molded transformer, estimating the bending rupture strength of the resin from a third generalized time and a third master curve.
請求項1に記載のモールド変圧器の診断方法において、
推定した前記曲げ破断強度を表示するステップを有するモールド変圧器の診断方法。
The method for diagnosing a molded transformer according to claim 1,
A method for diagnosing a molded transformer, comprising the step of displaying the estimated bending breaking strength.
巻線と、前記巻線を覆う樹脂とを有し、表面に塗装がされたモールド変圧器の診断方法であって、
塗装表面の反射吸光度の測定する第1の測定ステップと、
塗装面を研磨して前記塗装を除去して露出した前記樹脂の内部表面の反射吸光度を測定する第2の測定ステップと、
第1の測定ステップの測定データおよび第2の測定ステップの測定データから、前記巻線の導体近傍の前記樹脂の曲げ破断強度を推定するステップとを有するモールド変圧器の診断方法。
A method for diagnosing a molded transformer having a winding and a resin covering the winding, the surface of which is coated,
a first measurement step of measuring the reflective absorbance of the painted surface;
a second measurement step of polishing the painted surface to remove the paint and measuring the reflective absorbance of the exposed internal surface of the resin;
A method for diagnosing a molded transformer, comprising the step of estimating the bending rupture strength of the resin near the conductor of the winding from the measurement data of the first measurement step and the measurement data of the second measurement step.
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