개폐 장치의 잔여 수명 진단 방법 및 장치

개폐 장치의 잔여 수명 진단 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR DIAGNOSING REMAINING LIFETIME OF SWITCHGEAR}

본 발명은, 개폐 장치의 동작 특성에 근거하여 개폐 장치의 잔여 수명을 진단하도록 한 개폐 장치의 잔여 수명 진단 방법, 및 그 잔여 수명 진단 방법을 이용한 잔여 수명 진단 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 전력용 개폐 장치 등의 개폐 장치(이하, 간단히, 개폐 장치라 칭한다)는, 고정 접점과, 이 고정 접점에 대향하여 마련된 가동 접점과, 가동 접점을 고정 접점에 대하여 접촉 또는 분리시키도록 구동하는 구동 기구를 구비하고 있다. 이러한 개폐 장치는, 가동을 개시한 초기 상태로부터의 경과 시간, 동작 횟수, 혹은 비동작 시간, 가동부로의 이물질 혼입 등의 요인에 의해 열화가 진행되어, 어떠한 시점에 그 동작 특성이 소정의 사용 조건으로부터 일탈하여 잔여 수명이 다하게 된다. 따라서, 통상, 개폐 장치는, 상태 감시 장치에 의해 동작 상태 등이 감시되어, 동작 특성의 열화 상태의 진단이나 잔여 수명의 진단 등이 행해진다.

종래의 개폐 장치의 상태 감시 장치는, 감시 대상의 개폐 장치의 동작 특성의 변화율을 정기적으로 산출하고, 이 산출한 동작 특성의 변화율에 근거하여, 장래 그 동작 특성이 소정의 기준치에 달하기까지의 시간, 또는 장래의 가능한 동작 횟수를 추정하는 것이다(예컨대, 특허 문헌 1 참조). 이러한 종래의 개폐 장치의 상태 감시 장치는, 개폐 장치의 동작 특성의 열화가 단일 요인에 근거하여 일어고, 또한, 개폐 장치의 동작 특성이 단조롭게 열화 방향으로 진행하는 경우에는, 개폐 장치의 동작 특성의 열화 상태의 진단, 또는 잔여 수명의 진단에 유효하다.

(특허 문헌 1) 일본 특허 공개 제 2002-149230 호 공보

그러나, 개폐 장치의 동작 특성의 열화는, 실제로는 복수의 요인이 겹쳐 생기는 것이다. 또한, 개폐 장치의 동작 특성의 열화 경향 또는 변동 경향은, 단조롭게 악화 방향으로 변화하는 것만이 아니고, 일시적인 특성 열화와 특성 회복을 반복하는 경우가 많다. 따라서, 종래의 개폐 장치의 상태 감시 장치에 의하면, 개폐 장치의 실제에 의거한 상태의 감시 또는 잔여 수명의 예측을 행하는 것이 곤란했다.

본 발명은, 종래의 장치에 있어서의 상술한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 높은 정밀도로 개폐 장치의 잔여 수명을 추정할 수 있는 개폐 장치의 잔여 수명 진단 방법 및 장치를 얻는 것을 목적으로 한 것이다.

본 발명에 의한 개폐 장치의 잔여 수명 진단 방법은, 개폐 장치의 동작 특성을 계측 수단에 의해 취득하고, 상기 계측 수단에 의해 취득한 계측 데이터에 근거하여 상태량 추정 수단에 의해 추정한 상기 개폐 장치의 열화 상태에 관련되는 상태량을 상태량 이력 데이터로서 축적하고, 상기 축적한 상태량 이력 데이터에 근거하여, 상기 개폐 장치의 가동 기간 중에 있어서의 적어도 일부의 경과 시간을 축으로 하여 상기 상태량을 배열한 계열 데이터와, 상기 적어도 일부의 경과 시간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 동작 횟수를 축으로 하여 상기 상태량을 배열한 계열 데이터와, 상기 적어도 일부의 경과 시간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 비동작 시간을 축으로 하여 상기 상태량을 배열한 계열 데이터와, 상기 적어도 일부의 경과 시간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 누적 동작 시간을 축으로 하여 상기 상태량을 배열한 계열 데이터 중, 어느 복수의 상기 계열 데이터를 잔여 수명 추정 수단에 의해 작성하고, 상기 작성한 복수의 계열 데이터에 있어서 상기 작성한 계열 데이터의 축과 각각의 축에 대응하는 상기 상태량의 상관이 가장 강한 계열 데이터에 근거하여 상기 개폐 장치의 제 1 열화 경향을 추출하고, 상기 추출한 제 1 열화 경향에 근거하여 상기 개폐 장치의 잔여 수명의 제 1 추정치를 계산하고, 상기 작성한 복수의 계열 데이터로부터 상기 추출한 제 1 열화 경향을 제거하고, 상기 제 1 열화 경향을 제거한 복수의 계열 데이터에 있어서 상기 제 1 열화 경향을 제거한 계열 데이터의 축과 각각의 축에 대응하는 상기 상태량의 상관이 가장 강한 계열 데이터에 근거하여 제 2 열화 경향을 추출하고, 상기 추출한 제 2 열화 경향에 근거하여 상기 개폐 장치의 잔여 수명의 제 2 추정치를 계산하고, 적어도 상기 잔여 수명의 제 1 추정치와 상기 잔여 수명의 제 2 추정치에 근거하여, 상기 개폐 장치의 잔여 수명을 결정하도록 한 개폐 장치의 잔여 수명 진단 방법이다.

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또한, 본 발명에 의한 개폐 장치의 잔여 수명 진단 방법은, 개폐 장치의 동작 특성을 계측 수단에 의해 취득하고, 상기 계측 수단에 의해 취득한 계측 데이터에 근거하여 상태량 추정 수단에 의해 추정한 상기 개폐 장치의 열화 상태에 관련되는 상태량을 상태량 이력 데이터로서 축적하고, 상기 축적한 상태량 이력 데이터에 있어서의 상기 상태량을 소정의 변환 함수를 이용하여 소정 상태량으로 변환하고, 상기 개폐 장치의 가동 기간 중에 있어서의 적어도 일부의 경과 시간을 축으로 하여 상기 소정 상태량을 배열한 계열 데이터와, 상기 적어도 일부의 경과 시간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 동작 횟수를 축으로 하여 상기 소정 상태량을 배열한 계열 데이터와, 상기 적어도 일부의 경과 시간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 비동작 시간을 축으로 하여 상기 소정 상태량을 배열한 계열 데이터와, 상기 적어도 일부의 경과 시간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 누적 동작 시간을 축으로 하여 상기 소정 상태량을 배열한 계열 데이터 중 어느 복수의 상기 계열 데이터를 잔여 수명 추정 수단에 의해 작성하고, 상기 작성한 복수의 계열 데이터에 있어서 상기 작성한 계열 데이터의 축과 각각의 축에 대응하는 상기 소정 상태량의 상관이 가장 강한 계열 데이터에 근거하여 상기 개폐 장치의 제 1 열화 경향을 추출하고, 상기 추출한 제 1 열화 경향에 근거하여 상기 개폐 장치의 잔여 수명의 제 1 추정치를 계산하고, 상기 작성한 복수의 계열 데이터로부터, 상기 추출한 제 1 열화 경향을 제거하고, 상기 제 1 열화 경향을 제거한 복수의 계열 데이터에 있어서 상기 제 1 열화 경향을 제거한 계열 데이터의 축과 각각의 축에 대응하는 상기 소정 상태량의 상관이 가장 강한 계열 데이터에 근거하여 제 2 열화 경향을 추출하고, 상기 추출한 제 2 열화 경향에 근거하여 상기 개폐 장치의 잔여 수명의 제 2 추정치를 계산하고, 적어도 상기 잔여 수명의 제 1 추정치와 상기 잔여 수명의 제 2 추정치에 근거하여, 상기 개폐 장치의 잔여 수명을 결정하도록 한 개폐 장치의 잔여 수명 진단 방법이다.

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또한, 본 발명에 의한 개폐 장치의 잔여 수명 진단 방법은, 개폐 장치의 동작 특성을 계측 수단에 의해 취득하고, 상기 계측 수단에 의해 취득한 계측 데이터에 근거하여 상태량 추정 수단에 의해 추정한 상기 개폐 장치의 열화 상태에 관련되는 상태량을 상태량 이력 데이터로서 기록 수단에 축적하고, 상기 축적한 상태량 이력 데이터에 근거하여, 상기 개폐 장치의 가동 기간 중에 있어서의 전체 경과 시간을 축으로 하여 상기 상태량을 배열한 전체 경과 시간의 계열 데이터와, 상기 전체 경과 시간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 동작 횟수를 축으로 하여 상기 상태량을 배열한 전체 경과 시간의 계열 데이터와, 상기 전체 경과 시간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 비동작 시간을 축으로 하여 상기 상태량을 배열한 전체 경과 시간의 계열 데이터와, 상기 전체 경과 시간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 누적 동작 시간을 축으로 하여 상기 상태량을 배열한 전체 경과 시간의 계열 데이터 중 어느 복수의 전체 경과 시간의 계열 데이터를 작성함과 아울러, 상기 개폐 장치의 가동 초기의 시점으로부터 소정 기간 경과한 시점 이후의 기간 중에 있어서의 경과 시간을 축으로 하여 상기 상태량을 배열한 소정 기간 경과 후의 계열 데이터와, 상기 소정 기간 경과한 시점 이후의 기간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 동작 횟수를 축으로 하여 상기 상태량을 배열한 소정 기간 경과 후의 계열 데이터와, 상기 소정 기간 경과한 시점 이후의 기간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 비동작 시간을 축으로 하여 상기 상태량을 배열한 소정 기간 경과 후의 계열 데이터와, 상기 소정 기간 경과한 시점 이후의 기간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 누적 동작 시간을 축으로 하여 상기 상태량을 배열한 소정 기간 경과 후의 계열 데이터 중 어느 복수의 소정 기간 경과 후의 계열 데이터를 잔여 수명 추정 수단에 의해 작성하고, 상기 작성한 복수의 전체 경과 시간의 계열 데이터 또는 상기 작성한 복수의 소정 기간 경과 후의 계열 데이터에 있어서, 상기 계열 데이터의 축과 각각의 축에 대응하는 상기 상태량의 상관이 가장 강한 계열 데이터에 근거하여 상기 개폐 장치의 제 1 열화 경향을 추출하고, 상기 추출한 제 1 열화 경향에 근거하여 상기 개폐 장치의 잔여 수명의 제 1 추정치를 계산하고, 상기 작성한 복수의 계열 데이터로부터, 상기 추출한 제 1 열화 경향을 제거하고, 상기 제 1 열화 경향을 제거한 복수의 계열 데이터에 있어서 상기 제 1 열화 경향을 제거한 계열 데이터의 축과 각각의 축에 대응하는 상기 상태량의 상관이 가장 강한 계열 데이터에 근거하여 제 2 열화 경향을 추출하고, 상기 추출한 제 2 열화 경향에 근거하여 상기 개폐 장치의 잔여 수명의 제 2 추정치를 계산하고, 적어도 상기 잔여 수명의 제 1 추정치와 상기 잔여 수명의 제 2 추정치에 근거하여, 상기 개폐 장치의 잔여 수명을 결정하도록 한 개폐 장치의 잔여 수명 진단 방법이다.

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본 발명에 의한 개폐 장치의 잔여 수명 진단 장치는, 구동 기구에 의해 가동 접점을 고정 접점에 대하여 접촉 또는 분리시키도록 구동하여 전기 회로의 개폐 동작을 행하는 개폐 장치의 잔여 수명을 진단하는 장치로서, 상기 개폐 장치의 동작 특성을 계측하는 계측 수단과, 상기 계측 수단에 의한 계측 데이터에 근거하여 상기 개폐 장치의 열화 상태에 관련되는 상태량을 추정하는 상태량 추정 수단과, 상기 상태량 추정 수단에 의해 추정된 상기 상태량을 상태량 이력 데이터로서 기록하는 기록 수단과, 상기 기록 수단에 기록된 상기 상태량 이력 데이터에 근거하여 상기 개폐 장치의 잔여 수명을 추정하는 잔여 수명 추정 수단을 구비하고, 상기 잔여 수명 추정 수단은, 상기 축적한 상태량 이력 데이터에 근거하여, 상기 개폐 장치의 가동 기간 중에 있어서의 적어도 일부의 경과 시간을 축으로 하여 상기 상태량을 배열한 계열 데이터와, 상기 경과 시간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 동작 횟수를 축으로 하여 상기 상태량을 배열한 계열 데이터와, 상기 경과 시간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 비동작 시간을 축으로 하여 상기 상태량을 배열한 계열 데이터와, 상기 경과 시간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 누적 동작 시간을 축으로 하여 상기 상태량을 배열한 계열 데이터 중 어느 복수의 상기 계열 데이터를 작성하고, 상기 작성한 복수의 계열 데이터에 있어서 상기 작성한 계열 데이터의 축과 각각의 축에 대응하는 상기 상태량의 상관이 가장 강한 계열 데이터에 근거하여 상기 개폐 장치의 제 1 열화 경향을 추출하고, 상기 추출한 제 1 열화 경향에 근거하여 상기 개폐 장치의 잔여 수명의 제 1 추정치를 계산하고, 상기 작성한 복수의 계열 데이터로부터, 상기 추출한 제 1 열화 경향을 제거하고, 상기 제 1 열화 경향을 제거한 복수의 계열 데이터에 있어서 상기 제 1 열화 경향을 제거한 계열 데이터의 축과 각각의 축에 대응하는 상기 상태량의 상관이 가장 강한 계열 데이터에 근거하여 제 2 열화 경향을 추출하고, 상기 추출한 제 2 열화 경향에 근거하여 상기 개폐 장치의 잔여 수명의 제 2 추정치를 계산하고, 적어도 상기 잔여 수명의 제 1 추정치와 상기 잔여 수명의 제 2 추정치에 근거하여, 상기 개폐 장치의 잔여 수명을 결정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 개폐 장치의 잔여 수명 진단 장치이다.

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또한, 본 발명에 의한 개폐 장치의 잔여 수명 진단 장치는, 구동 기구에 의해 가동 접점을 고정 접점에 대하여 접촉 또는 분리시키도록 구동하여 전기 회로의 개폐 동작을 행하는 개폐 장치의 잔여 수명을 진단하는 장치로서, 상기 개폐 장치의 동작 특성을 계측하는 계측 수단과, 상기 계측 수단에 의한 계측 데이터에 근거하여 상기 개폐 장치의 열화 상태에 관련되는 상태량을 추정하는 상태량 추정 수단과, 상기 상태량 추정 수단에 의해 추정된 상기 상태량을 상태량 이력 데이터로서 기록하는 기록 수단과, 상기 기록 수단에 기록된 상기 상태량 이력 데이터에 근거하여 상기 개폐 장치의 잔여 수명을 추정하는 잔여 수명 추정 수단을 구비하고, 상기 잔여 수명 추정 수단은, 상기 축적한 상태량 이력 데이터에 있어서의 상기 상태량을 소정의 변환 함수를 이용하여 소정 상태량으로 변환하고, 상기 개폐 장치의 가동 기간 중에 있어서의 적어도 일부의 경과 시간을 축으로 하여 상기 소정 상태량을 배열한 계열 데이터와, 상기 적어도 일부의 경과 시간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 동작 횟수를 축으로 하여 상기 소정 상태량을 배열한 계열 데이터와, 상기 적어도 일부의 경과 시간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 비동작 시간을 축으로 하여 상기 소정 상태량을 배열한 계열 데이터와, 상기 적어도 일부의 경과 시간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 누적 동작 시간을 축으로 하여 상기 소정 상태량을 배열한 계열 데이터 중 어느 복수의 상기 계열 데이터를 작성하고, 상기 작성한 복수의 계열 데이터에 있어서 상기 작성한 계열 데이터의 축과 각각의 축에 대응하는 상기 소정 상태량의 상관이 가장 강한 계열 데이터에 근거하여 상기 개폐 장치의 제 1 열화 경향을 추출하고, 상기 추출한 제 1 열화 경향에 근거하여 상기 개폐 장치의 잔여 수명의 제 1 추정치를 계산하고, 상기 작성한 복수의 계열 데이터로부터, 상기 추출한 제 1 열화 경향을 제거하고, 상기 제 1 열화 경향을 제거한 복수의 계열 데이터에 있어서 상기 제 1 열화 경향을 제거한 계열 데이터의 축과 각각의 축에 대응하는 상기 소정 상태량의 상관이 가장 강한 계열 데이터에 근거하여 제 2 열화 경향을 추출하고, 상기 추출한 제 2 열화 경향에 근거하여 상기 개폐 장치의 잔여 수명의 제 2 추정치를 계산하고, 적어도 상기 잔여 수명의 제 1 추정치와 상기 잔여 수명의 제 2 추정치에 근거하여, 상기 개폐 장치의 잔여 수명을 결정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 개폐 장치의 잔여 수명 진단 장치이다.

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또한, 본 발명에 의한 개폐 장치의 잔여 수명 진단 장치는, 구동 기구에 의해 가동 접점을 고정 접점에 대하여 접촉 또는 분리시키도록 구동하여 전기 회로의 개폐 동작을 행하는 개폐 장치의 잔여 수명을 진단하는 장치로서, 상기 개폐 장치의 동작 특성을 계측하는 계측 수단과, 상기 계측 수단에 의한 계측 데이터에 근거하여 상기 개폐 장치의 열화 상태에 관련되는 상태량을 추정하는 상태량 추정 수단과, 상기 상태량 추정 수단에 의해 추정된 상기 상태량을 상태량 이력 데이터로서 기록하는 기록 수단과, 상기 기록 수단에 기록된 상기 상태량 이력 데이터에 근거하여 상기 개폐 장치의 잔여 수명을 추정하는 잔여 수명 추정 수단을 구비하고, 상기 잔여 수명 추정 수단은, 상기 축적한 상태량 이력 데이터에 근거하여, 상기 개폐 장치의 가동 기간 중에 있어서의 전체 경과 시간을 축으로 하여 상기 상태량을 배열한 전체 경과 시간의 계열 데이터와, 상기 전체 경과 시간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 동작 횟수를 축으로 하여 상기 상태량을 배열한 전체 경과 시간의 계열 데이터와, 상기 전체 경과 시간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 비동작 시간을 축으로 하여 상기 상태량을 배열한 전체 경과 시간의 계열 데이터와, 상기 전체 경과 시간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 누적 동작 시간을 축으로 하여 상기 상태량을 배열한 전체 경과 시간의 계열 데이터 중 어느 복수의 전체 경과 시간의 계열 데이터를 작성함과 아울러, 상기 개폐 장치의 가동 초기의 시점으로부터 소정 기간 경과한 시점 이후의 기간 중에 있어서의 경과 시간을 축으로 하여 상기 상태량을 배열한 소정 기간 경과 후의 계열 데이터와, 상기 소정 기간 경과한 시점 이후의 기간 중에 있어서의 경과 시간 중의 상기 개폐 장치의 동작 횟수를 축으로 하여 상기 상태량을 배열한 소정 기간 경과 후의 계열 데이터와, 상기 소정 기간 경과한 시점 이후의 기간 중에 있어서의 경과 시간 중의 상기 개폐 장치의 비동작 시간을 축으로 하여 상기 상태량을 배열한 소정 기간 경과 후의 계열 데이터와, 상기 소정 기간 경과한 시점 이후의 기간 중에 있어서의 경과 시간 중의 상기 개폐 장치의 누적 동작 시간을 축으로 하여 상기 상태량을 배열한 소정 기간 경과 후의 계열 데이터 중 어느 복수의 소정 기간 경과 후의 계열 데이터를 작성하고, 상기 작성한 복수의 전체 경과 시간의 계열 데이터 또는 상기 작성한 복수의 소정 기간 경과 후의 계열 데이터에 있어서, 상기 계열 데이터의 축과 각각의 축에 대응하는 상기 상태량의 상관이 가장 강한 계열 데이터에 근거하여 상기 개폐 장치의 제 1 열화 경향을 추출하고, 상기 추출한 제 1 열화 경향에 근거하여 상기 개폐 장치의 잔여 수명의 제 1 추정치를 계산하고, 상기 작성한 복수의 계열 데이터로부터, 상기 추출한 제 1 열화 경향을 제거하고, 상기 제 1 열화 경향을 제거한 복수의 계열 데이터에 있어서 상기 제 1 열화 경향을 제거한 계열 데이터의 축과 각각의 축에 대응하는 상기 상태량의 상관이 가장 강한 계열 데이터에 근거하여 제 2 열화 경향을 추출하고, 상기 추출한 제 2 열화 경향에 근거하여 상기 개폐 장치의 잔여 수명의 제 2 추정치를 계산하고, 적어도 상기 제 1 추정치와 상기 제 2 추정치에 근거하여, 상기 개폐 장치의 잔여 수명을 결정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 개폐 장치의 잔여 수명 진단 장치이다.

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본 발명에 의한 개폐 장치의 잔여 수명 진단 방법 및 장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 잔여 수명의 추정은, 상기 작성한 계열 데이터에 근거하는 회귀 직선 또는 회귀 곡선과 소정치의 편차에 근거하여 행해진다.

본 발명에 의한 개폐 장치의 잔여 수명 진단 방법 및 장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 계열 데이터를 복수 작성하고, 상기 작성한 복수의 계열 데이터 중 가장 현저하게 개폐 장치의 열화 경향을 나타내는 계열 데이터에 근거하여 상기 개폐 장치의 열화 요인을 추정하는 것이다.

본 발명에 의한 개폐 장치의 잔여 수명 진단 방법 및 장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 계열 데이터를 복수 작성하고, 상기 작성한 복수의 계열 데이터마다 상기 개폐 장치의 잔여 수명의 추정치를 산출하고, 상기 산출한 추정치 중 최소의 추정치를 상기 개폐 장치의 잔여 수명으로서 추정하는 것이다.

본 발명에 있어서, 개폐 장치의 열화 상태에 관련되는 상태량이란, 개폐 장치의 열화 상태를 규정하는 상태량을 의미하고, 예컨대, 접점 손모량, 개폐 장치의 구동시에 있어서의 슬라이딩부의 마찰력, 구동용 콘덴서의 용량 등이 그 상태량에 상당한다.

본 발명에 있어서의, 개폐 장치의 가동 초기의 시점으로부터 소정 기간 경과한 시점 이후의 기간에 해당하는 예로서는, 예컨대, 개폐 장치의 잔여 수명을 진단하는 시점에 대한 최근의 기간이 있고, 그 최근의 기간의 범위는, 개폐 장치의 종류, 개폐 장치에 있어서의 개폐 동작의 빈도, 슬라이딩 부재를 구성하는 재료 등에 의해 적절히 결정된다.

또, 본 발명에 있어서의 각각의 계열 데이터는, 각각의 발명에 있어서 독립된 것이며, 각각의 발명에 있어서 동일 호칭의 계열 데이터가 반드시 동일 내용의 계열 데이터를 나타내는 것은 아니다.

본원의 청구항 1에 기재된 개폐 장치의 잔여 수명 진단 방법에 의하면, 개폐 장치에 생기고 있는 열화 요인을 분리하여 잔여 수명의 추정을 정밀하게 행할 수 있다.

본원의 청구항 2에 기재된 개폐 장치의 잔여 수명 진단 방법에 의하면, 경과 시간 또는 동작 횟수 또는 비동작 시간 또는 누적 동작 시간을 축으로 하여 상태량을 배열한 계열 데이터에서는 열화 경향이 나타나지 않는 열화 요인에 대해서도, 개폐 장치의 잔여 수명의 추정을 행할 수 있다.

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본원의 청구항 4에 기재된 개폐 장치의 잔여 수명 진단 방법에 의하면, 상기 개폐 장치의 가동 기간 중에 있어서의 전체 경과 시간 또는 전체 동작 횟수 또는 전체 비동작 시간 또는 전체 누적 시간을 축으로 하여 상태량을 배열한 계열 데이터에서는 열화 경향이 나타나지 않는 경우에도, 상기 개폐 장치의 가동 초기의 시점으로부터 소정 기간 경과한 시점 이후의 기간 중에 있어서의 경과 시간을 축으로 하여 상기 상태량을 배열한 계열 데이터와, 상기 소정 기간 경과한 시점 이후의 기간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 동작 횟수를 축으로 하여 상기 상태량을 배열한 계열 데이터와, 상기 소정 기간 경과한 시점 이후의 기간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 비동작 시간을 축으로 하여 상기 상태량을 배열한 계열 데이터와, 상기 소정 기간 경과한 시점 이후의 기간 중에 있어서의 누적 동작 시간을 축으로 하여 상기 상태량을 배열한 계열 데이터 중 적어도 어느 하나의 계열 데이터에 의해 열화 경향을 나타내는 것이 가능하여, 간단한 구성으로, 보다 확실하게 개폐 장치의 잔여 수명을 추정할 수 있다.

본원의 청구항 8에 기재된 개폐 장치의 잔여 수명 진단 장치에 의하면, 간단한 구성으로, 개폐 장치에 생기고 있는 열화 요인을 분리하여 잔여 수명의 추정을 정밀하게 행할 수 있다.

본원의 청구항 9에 기재된 개폐 장치의 잔여 수명 진단 장치에 의하면, 보다 정확하게 개폐 장치의 잔여 수명을 추정할 수 있다.

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본원의 청구항 11에 기재된 개폐 장치의 잔여 수명 진단 장치에 의하면, 상기 개폐 장치의 가동 기간 중에 있어서의 전체 경과 시간 또는 전체 동작 횟수 또는 전체 비동작 시간 또는 전체 누적 시간을 축으로 하여 상기 상태량을 배열한 계열 데이터에서는 열화 경향이 나타나지 않는 경우에도, 상기 개폐 장치의 가동 초기의 시점으로부터 소정 기간 경과한 시점 이후의 기간 중에 있어서의 경과 시간을 축으로 하여 상기 상태량을 배열한 계열 데이터와, 상기 소정 기간 경과한 시점 이후의 기간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 동작 횟수를 축으로 하여 상기 상태량을 배열한 계열 데이터와, 상기 소정 기간 경과한 시점 이후의 기간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 비동작 시간을 축으로 하여 상기 상태량을 배열한 계열 데이터와, 상기 소정 기간 경과한 시점 이후의 기간 중에 있어서의 누적 동작 시간을 축으로 하여 상기 상태량을 배열한 계열 데이터 중 적어도 어느 하나의 계열 데이터에 의해 열화 경향을 나타내는 것이 가능하여, 간단한 구성으로, 보다 확실하게 개폐 장치의 잔여 수명을 추정할 수 있다.

본원의 청구항 15에 기재된 개폐 장치의 잔여 수명 진단 장치에 의하면, 개폐 장치가 동일한 설비 내에 복수개 배치된 경우에, 잔여 수명 추정 수단은, 상기 복수개의 개폐 장치 중 동작 횟수가 가장 많은 개폐 장치의 상기 적어도 어느 하나의 계열 데이터를 작성하고, 상기 작성한 계열 데이터에 근거하여 다른 개폐 장치의 잔여 수명을 추정하도록 했기 때문에, 상태량 이력 데이터가 존재하지 않는 개폐 장치에 대해서도, 잔여 수명의 추정을 정확하게 행할 수 있다.

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도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 개폐 장치의 잔여 수명 진단 장치를 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 개폐 장치의 잔여 수명 진단 장치에 있어서의 상태 감시 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 슬라이딩부의 부식에 의한 마찰력을 다른 3계열의 데이터로서 구성한 경우를 나타내는 그래프이다.
도 4는 슬라이딩부의 손모에 의한 마찰력 F를 다른 3계열의 데이터로서 구성한 경우를 나타내는 그래프이다.
도 5는 상태량 이력 데이터에 근거하여, 윤활제의 응고에 의한 마찰력 F를 다른 3계열의 데이터로서 구성한 경우를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시의 형태 1에 따른 개폐 장치의 잔여 수명 진단 장치의 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시의 형태 2에 따른 개폐 장치의 잔여 수명 진단 장치를 설명하기 위한 설명도이다.
도 8은 본 발명의 실시의 형태 3에 따른 개폐 장치의 잔여 수명 진단 장치를 설명하기 위한 설명도이다.
도 9는 본 발명의 실시의 형태 4에 의한 개폐 장치의 잔여 수명 진단 장치를 나타내는 구성도이다.
도 10은 본 발명의 실시의 형태 5에 의한 개폐 장치의 잔여 수명 진단 장치를 나타내는 구성도이다.
도 11은 본 발명의 실시의 형태 6에 의한 개폐 장치의 잔여 수명 진단 장치를 나타내는 구성도이다.
도 12는 마찰력을 다른 4계열의 데이터로서 구성한 경우를 나타내는 그래프이다.
도 13은 본 발명의 실시의 형태 9에 따른 개폐 장치의 잔여 수명 진단 장치의 동작을 설명하는 흐름도이다.

이하, 본 발명의 실시의 형태 1 내지 11에 대하여 설명하지만, 각각의 실시의 형태에 있어서의 계열 데이터는, 각각의 실시의 형태에 있어서 독립된 것이며, 각각의 실시의 형태에 있어서 동일 호칭의 계열 데이터가 반드시 동일 내용의 계열 데이터를 나타내는 것이 아니다.

(실시의 형태 1)

이하, 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 개폐 장치의 잔여 수명 진단 장치에 대하여 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 개폐 장치의 잔여 수명 진단 장치를 나타내는 구성도이다. 또한, 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 개폐 장치의 잔여 수명 진단 방법은, 실시의 형태 1에 의한 개폐 장치의 잔여 수명 진단 장치에 의해 실시되고 있고, 도 1에 근거하는 이하의 설명에 의해 분명해진다.

도 1에 있어서, 개폐 장치(1)는, 주 회로 도체(101, 102)에 의해 구성되는 전기 회로로서의 주 회로를 개폐하는 진공 밸브(11)와, 이 진공 밸브(11)를 구동하기 위한 구동 기구로서의 전자 액추에이터(12)를 구비하고 있다.

진공 밸브(11)는, 거의 진공으로 유지된 하우징(110)을 구비하고, 그 하우징(110)의 내부에, 주 회로를 개폐하는 고정 접점(111)과, 이 고정 접점(111)에 대향하여 마련된 가동 접점(112)이 수납되어 있다. 고정 접점(111)은, 주 회로 도체(101)의 한쪽 끝에 접속되고, 가동 접점(112)은, 가동 접점 지지축(113) 및 가요 도체(114)를 통해 주 회로 도체(102)의 한쪽 끝에 접속되어 있다. 고정 접점(111)과 가동 접점(112)이 도시와 같이 접촉하고 있을 때는, 고정 접점(111) 및 가동 접점(112)을 통해 주 회로 도체(101, 102)에 화살표 방향으로 전류가 흐른다. 진공 밸브(11)의 하우징(110)의 내부에는, 가동 접점 지지축(113)의 주면과 하우징(111)의 내주면의 사이에 벨로스(115)가 마련되어 있다. 벨로스(115)는, 하우징(110)의 내부를 기밀하게 밀봉하는 것이다.

가동 접점 지지축(113)은, 하우징(110)의 관통 구멍에 고정된 제 1 가이드 베어링(116)에 의해 슬라이드 가능하게 지지되고, 그 단부가 하우징(110)의 외부에 도출되고 있다. 제 1 가동축(117)은, 그 한쪽 끝(1171)이 가동 접점 지지축(113)의 단부에 연결됨과 아울러, 가스 탱크(118)의 관통 구멍에 고정되어 있는 제 2 가이드 베어링(119)에 의해 슬라이드 가능하게 지지되고, 다른 쪽 끝(1172)이 가스 탱크(118)의 외부에 도출되고 있다. 절연 로드(120)는, 제 1 가동축(117)의 도중에 마련되어 있고, 제 1 가동축(117)의 한쪽 끝(1171)과 다른 쪽 끝(1172)을 절연하고 있다. 가스 탱크(118)의 내부에는, 진공 밸브(11), 가요 도체(114), 주 회로 도체(101, 102)의 일부분, 제 1 가동축(117)의 일부분, 절연 로드(120)가 수납되고, 또한, 절연 성능을 높이기 위한 SF6 가스 또는 질소 등의 절연 가스, 또는 건조 공기가 가압 봉입되어 있다. 벨로스(121)는, 가스 탱크(118)의 내부와 외부를 기밀하게 밀봉하고 있다.

전자 액추에이터(12)는, 요크(211)와, 영구자석(212)과, 폐극 코일(213)과, 개극 코일(214)과, 가동자(215)와, 제 2 가동축(216)을 구비하고 있다. 요크(211)는, 자성체에 의해 구성되고, 고정 접점측 단부(2111)와 반고정 접점측 단부(2112)를 구비하고 있다. 가동자(215)는, 자성체로 구성되고, 제 2 가동축(216)에 고정되어 요크(211)의 내부 공간에 배치되어 있다. 제 2 가동축(216)은, 요크(211)의 고정 접점측 단부(2111)와 반고정 접점측 단부(2112)에 각각 마련된 제 3 가이드 베어링(217), 및 제 4 가이드 베어링(218)에 의해, 슬라이드 가능하게 지지되어 있다.

판 형상으로 형성된 한 쌍의 영구자석(212)은, 요크(211)의 내부 공간의 거의 중앙부로 돌출한 돌출부(2113)의 표면에 고정되어 있다. 한 쌍의 영구자석(212)의 표면은, 소정의 갭을 사이에 두고 가동자(215)의 표면에 대향하고 있다. 폐극 코일(213)은, 요크(211)의 내부 공간에 배치되고, 요크(211)의 고정 접점측 단부(2111)에 접하여 고정되어 있다. 개극 코일(214)은, 요크(211)의 내부 공간에 배치되고, 요크(211)의 반고정 접점측 단부(2112)에 접하여 고정되어 있다. 폐극 코일(213) 및 개극 코일(214)은, 구동용 전원(2)과 구동용 콘덴서(3)에 각각 접속되어 있다.

전자 액추에이터(12)는, 구동용 전원(2)으로부터 구동 전류가 통전되는 것에 의해 동작하고, 후술하는 바와 같이 진공 밸브(11)의 가동 접점(112)을 구동하여, 진공 밸브(11)의 개폐 동작을 행한다. 구동용 콘덴서(3)는, 전자 액추에이터(12)가 필요로 하는 구동 전류가 구동용 전원(2)의 용량에 비하여 큰 경우에, 필요한 구동 전류량을 공급하기 위해 마련되어 있다.

접압 용수철 지지 하우징(219)은, 제 2 가동축(216)의 한쪽 끝(2161)에 고정되어 있고, 내부에 접압 용수철(220)을 고정하고 있다. 제 1 가동축(117)의 다른 쪽 끝(1172)은, 접압 용수철 지지 하우징(219) 내에 슬라이드 가능하게 삽입되고, 접압 용수철(220)에 의해, 상시, 고정 접점(111)측에 힘이 가해지게 되어 있다.

개폐 장치(1)의 동작 특성을 계측하는 계측 수단으로서의 전류 센서(41, 42)는, 전자 액추에이터(21)의 폐극 코일(213)과 구동용 전원(2)의 접속 회로, 및 개극 코일(214)과 구동용 전원(2)의 접속 회로에 각각 설치되고, 그들 접속 회로에 흐르는 구동 전류를 계측한다. 이들 전류 센서(41, 42)는, 계측한 구동 전류의 전류 파형 데이터를 아날로그 신호 또는 디지털 신호로서 출력하고, 상태 감시 장치(5)에 입력한다. 6은 후술하는 표시 수단으로서의 표시 장치이다.

전류 센서(41, 42)는, 개폐 장치(1)의 가동이 개시된 초기의 시점으로부터, 예컨대, 전자 액추에이터(12)가 동작하는 시점마다 전자 액추에이터의 구동 전류를 계측하고, 그들의 다른 시점에서 계측한 구동 전류의 전류 파형을 출력한다. 또, 전류 센서(41, 42)의 출력은, 구동 전류의 전류 파형 대신에, 전압 파형이더라도 좋지만, 이하의 설명에서는, 전류 파형을 출력하는 것으로 하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 개폐 장치의 잔여 수명 진단 장치에 있어서의 상태 감시 장치(5)의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 2에 있어서, 상태 감시 장치(5)는, 상태량 추정 수단(51)과, 기록 수단(52)과, 잔여 수명 추정 수단(53)으로 구성되어 있다. 상태량 추정 수단(51)은, 전류 센서(41, 42)로부터 출력된 전류 파형 데이터를 받아, 그 전류 파형 데이터에 근거하여, 개폐 장치(1)의 열화 상태에 관련되는 상태량, 즉 개폐 장치(1)의 열화 상태를 규정하는 접점 손모량, 구동시의 마찰력, 구동용 콘덴서(3)의 용량 등의 상태량을 추정한다.

일반적으로, 개폐 장치의 구동 전류의 전류 파형 데이터는, 가동 접점의 구동 거리에 대응한 파형에 의해 얻어지지만, 접점이 손모함으로써, 개폐 장치의 가동 접점의 구동 거리가 미리 결정된 구동 거리 또는 과거의 개폐 동작시의 구동 거리로부터 변화된다. 이 때문에, 개폐 동작 중의 전류 파형 데이터는, 미리 결정된 데이터 및 과거의 개폐 동작시의 데이터와는 다른 데이터가 된다. 따라서, 전류 파형 데이터의 변화량과 가동 접점의 구동 거리 및 접점의 손모량의 대응 관계를 미리 실험이나 계산에 의해 구해 놓으면, 전류 파형 데이터의 변화량으로부터 개폐 장치의 열화 상태에 관련되는 상태량으로서의 접점 손모량을 추정할 수 있다. 혹은, 접점 손모량의 대용으로서 전류 파형 데이터의 변화량을 개폐 장치의 열화 상태에 관련되는 상태량으로 할 수도 있다.

또한, 일반적으로, 개폐 장치의 구동시에 있어서, 개폐 장치의 구동 속도나 개폐 동작의 개시 시각은, 구동축에 걸리는 마찰력에 따라 변화된다. 구동 속도나 개폐 동작의 개시 시각이 변화되면, 개폐 동작 중의 전류 파형 데이터가 미리 결정된 데이터 또는 과거의 개폐 동작시의 데이터와는 다른 데이터가 된다. 따라서, 전류 파형 데이터의 변화량과 구동시의 마찰력의 대응 관계를 미리 실험이나 계산에 의해 구해 놓으면, 전류 파형 데이터의 변화량으로부터 개폐 장치의 열화 상태에 관련되는 상태량으로서의 구동시의 마찰력을 추정할 수 있다. 혹은, 마찰력의 대용으로서 전류 파형 데이터의 변화량을 개폐 장치의 열화 상태에 관련되는 상태량으로 할 수도 있다.

또한, 일반적으로, 개폐 장치의 구동시에 있어서, 구동 회로에 마련된 구동용 콘덴서(3)로부터 구동 전류가 방전되지만, 구동용 콘덴서(3)의 용량이 변동되면 방전 시정수가 변화되게 되기 때문에, 전류 파형 데이터가 미리 결정된 데이터 또는 과거의 개폐 동작시의 데이터와 다른 데이터가 된다. 따라서, 전류 파형 데이터의 변화량과 구동용 콘덴서(3)의 용량의 대응 관계를 미리 실험이나 계산에 의해 구해 놓으면, 전류 파형 데이터의 변화량으로부터 개폐 장치의 열화 상태에 관련되는 상태량으로서의 구동용 콘덴서(3)의 용량을 추정할 수 있다. 혹은, 구동용 콘덴서(3)의 용량의 대용으로서 전류 파형 데이터의 변화량을 개폐 장치의 열화 상태에 관련되는 상태량으로 할 수도 있다.

상술한 바와 같이, 전류 센서(41, 42)는, 다른 시점에서 구동 전류를 복수회 계측하기 때문에, 그 복수회의 계측마다의 전류 파형 데이터에 근거하여, 상태량 추정 수단(51)은 각각의 계측 시점에 대응한 개폐 장치(1)의 열화 상태를 규정하는 상술한 상태량을 추정한다.

기록 수단(52)은, 상태량 추정 수단(51)에 의해 추정된 각각의 계측 시점에서의 상태량을, 상태량 이력 데이터로서 순차적으로 기록한다. 잔여 수명 추정 수단(53)은, 기록 수단(52)에 기록된 상태량 이력 데이터를 판독하고, 그 판독한 상태량 이력 데이터에 근거하여, 후술하는 바와 같이 하여, 개폐 장치(1)의 열화의 진행 상황을 진단하고, 그 열화를 초래한 열화 요인 및 개폐 장치(1)의 잔여 수명을 추정한다. 잔여 수명 추정 수단(53)에 의해 추정된 잔여 수명의 값, 및 개폐 장치(1)의 추정된 열화 요인은, 표시 장치(6)에 송신되어 표시되어, 보수 담당자에게 통보된다.

다음으로, 개폐 장치(1)의 동작에 대하여 말한다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 진공 밸브(11)가 폐극 상태에 있어, 주 회로 도체(101, 102)로 이루어지는 주 회로를 닫고 있을 때는, 폐극 코일(213) 및 개극 코일(214)은 모두 전원이 끊겨 있지만, 가동자(215)는, 영구자석(212)의 자력에 의해 요크(211)의 고정 접점측 단부(2111)에 흡착된 폐극 위치에 유지되어 있다. 이에 의해, 가동 접점(112)은, 제 2 가동축(216), 접압 용수철(220), 제 1 가동축(117), 절연 로드(120), 및 가동 접점 지지축(113)을 통해서 고정 접점(111)에 가압되어 접촉하고 있다. 접압 용수철(220)은, 고정 접점(111)과 가동 접점(112)의 사이에 소정의 접촉 압력을 가하고 있다.

진공 밸브(11)가 도 1에 나타내는 폐극 상태에 있을 때에, 개극 코일(24)이 구동용 전원(2)으로부터 통전되어 힘이 가해지면, 가동자(215)는, 개극 코일(214)이 발생시키는 자력에 의해 요크(211)의 반고정 접점측 단부(2112)에 흡인되어 반고정 접점측으로 이동하고, 반고정 접점측 단부(2112)에 흡착된 개극 위치에서 정지한다. 그 후, 개극 코일(214)은 전원이 끊어지지만, 가동자(215)는, 영구자석(212)의 자력에 의해 그 개극 위치에 유지된다. 이에 의해, 진공 밸브(11)의 가동 접점(112)은, 고정 접점(111)으로부터 분리하여 주 회로를 차단한다.

한편, 진공 밸브(11)가 개극 상태에 있을 때에, 폐극 코일(213)이, 구동용 전원(2)으로부터 통전되어 힘이 가해지면, 가동자(215)는, 폐극 코일(213)이 발생시키는 자력에 의해 요크(211)의 고정 접점측 단부(2111)에 흡인되어 고정 접점측으로 이동하고, 고정 접점측 단부(2111)에 흡착된 폐극 위치에서 정지하여, 도 1에 나타내는 상태가 된다. 그 후, 폐극 코일(213)은 전원이 끊어지지만, 가동자(215)는, 영구자석(212)의 자력에 의해 그 폐극 위치에 유지된다. 이에 의해, 진공 밸브(11)의 가동 접점(112)은, 고정 접점(111)에 접촉하여 주 회로를 닫는다.

상술한 바와 같이, 가동 접점 지지축(113), 제 1 가동축(117), 및 제 2 가동축(216)은, 제 1 가이드 베어링(116), 제 2 가이드 베어링(119), 및 제 3 가이드 베어링(217), 제 4 가이드 베어링(218)에 의해 슬라이드 가능하게 지지되어 있기 때문에, 개폐 장치(1)의 개극 동작 및 폐극 동작에 있어서, 통상은, 가동 접점 지지축(113), 제 1 가동축(117), 및 제 2 가동축(216)은 부드럽게 이동하여, 진공 밸브(11)의 가동 접점(112)을 구동할 수 있다. 일반적으로, 가동 접점 지지축(113), 제 1 가동축(117), 및 제 2 가동축(216)과, 제 1 가이드 베어링(116), 제 2 가이드 베어링(119), 및 제 3 가이드 베어링(217), 제 4 가이드 베어링(218)으로 이루어지는 각각의 슬라이딩부는, 개폐 장치(1)의 소정의 사용 조건에 있어서 제품 잔여 수명을 만족하도록 설계되어 있다.

그러나, 개폐 장치(1)가 소정의 사용 조건을 넘어 계속 사용되는 경우에는, 각각의 슬라이딩부의 마모나 윤활제의 열화에 의해, 각각의 슬라이딩부의 마찰력이 변화되어, 개폐 장치(1)의 동작에 동작 불량이 발생할 가능성이 있다. 이러한 슬라이딩부의 마찰력의 변화에 의한 슬라이딩부의 열화, 즉 개폐 장치의 열화는, (1) 슬라이딩부의 손모, (2) 슬라이딩부의 손상, (3) 슬라이딩부의 부식, (4) 가동축 등의 가동부로의 이물질 혼입, (5) 슬라이딩부의 윤활제의 응고 등의 요인에 의해 초래된다. 그리고 그 슬라이딩부의 열화의 진행은, 그 요인에 따라 다르고, 각각의 요인마다 특징을 가지고 있다.

즉, 개폐 장치(1)의 슬라이딩부의 손모는, 개폐 장치(1)의 동작에 따라 진행된다. 따라서, 슬라이딩부의 열화의 요인이 슬라이딩부의 손모에 근거하는 것인 경우에는, 슬라이딩부의 열화의 진행은, 개폐 장치(1)의 동작 횟수에 강하게 의존한다. 그리고 그 슬라이딩부의 열화는, 개폐 장치(1)가 가동을 개시한 초기 상태로부터 연속적으로 진행된다. 또한, 슬라이딩부의 손모의 진행 경향은, 개폐 장치(1)의 슬라이딩부의 구조에 의존하고, 개폐 장치(1)마다의 개체 차이는 비교적 작다.

한편, 개폐 장치(1)의 슬라이딩부의 손상은, 어떠한 원인에 의해 슬라이딩부의 표면에 상처가 생기는 것에 의해 발생하지만, 슬라이딩부의 표면의 상처는, 개폐 장치(1)가 개폐 동작을 반복할 때마다 확대된다. 따라서, 슬라이딩부의 열화의 요인이 슬라이딩부의 손상에 근거하는 것인 경우에는, 상술한 슬라이딩부의 손모의 경우와 같이 개폐 장치(1)의 개폐 동작시의 마찰력이 증대되어, 개폐 장치(1)의 개폐 동작의 횟수에 따라 슬라이딩부의 열화가 진행되지만, 그 슬라이딩부의 손상에 의한 슬라이딩부의 열화는, 개폐 장치(1)가 가동을 개시한 초기 상태로부터 서서히 진행되는 것이 아니고, 어떤 시점으로부터 급격하게 진행을 개시한다.

또한, 개폐 장치(1)의 슬라이딩부의 부식은, 금속 부재의 녹이나, 고분자 재료의 화학적 변화에 의해 발생하지만, 그 슬라이딩부의 부식에 의해, 슬라이딩부의 정지 마찰이나 슬라이딩 마찰이 증대된다. 따라서, 슬라이딩부의 열화의 요인이 슬라이딩부의 부식에 근거하는 것인 경우에는, 슬라이딩부의 열화의 진행은 주로 개폐 장치(1)가 설치되고 나서의 경과 시간에 의존한다. 그리고 그 열화의 진행도는, 주위 환경(온도, 습도, 염해나 부식성 가스의 유무 등)에 따라 크게 다르다. 또한, 금속 부재의 녹의 진행의 정도는, 개폐 장치(1)의 개폐 동작이 빈번하게 행해지는 경우와 장기간에 걸쳐 동작하지 않는 경우에 다르고, 따라서 슬라이딩부의 열화의 진행의 방법이 다르다.

또한, 개폐 장치(1)의 가동축 등의 가동부로의 이물질 혼입은, 진애나 주위의 부재로부터 벗겨져 떨어진 금속편 등이 가동축 등에 퇴적됨으로써 발생하지만, 이 이물질 혼입에 의해 가동부가 올바른 정지 위치까지 이동할 수 없게 되거나, 그와 같은 이물질이 슬라이딩부에 들어가 슬라이딩부의 마찰력을 증대시키거나 하게 된다. 또한, 슬라이딩부로의 이물질의 혼입은, 상술한 슬라이딩부의 손상의 한 가지 원인이 되는 경우도 있다. 이러한 진애 등의 슬라이딩부로의 혼입에 의한 슬라이딩부의 마찰력의 변화는, 돌발적으로 발생하여, 개폐 장치(1)의 수회의 개폐 동작 후에 해소되어버리는 경우도 있다. 이와 같이, 슬라이딩부의 열화의 요인이 가동축 등의 가동부로의 이물질 혼입에 근거하는 것인 경우에는, 슬라이딩부의 열화가 돌발적으로 발생하고, 그 후, 개폐 장치(1)의 수회의 개폐 동작에 의해 그 열화가 해소되어버리는 경우가 있다. 또한, 진애 등의 퇴적이 많아지면, 마찰력이 변동되는 비율이 증대되는 경향이 나타난다.

한편, 개폐 장치의 슬라이딩부에 있어서의 윤활제의 응고는, 개폐 장치(1)가 장기간에 걸쳐 동작하지 않는 경우에, 슬라이딩부의 윤활제 중의 기름 성분이 분리되어 윤활제가 굳어져버리는 것에 의해 생긴다. 이러한 윤활재의 응고 현상은, 개폐 장치(1)의 개폐 동작의 빈도가 높으면 진행되기 어렵다. 또한, 윤활재의 기름 성분이 완전히 분리되지 않고 있으면, 개폐 장치(1)가 개폐 동작을 행하는 것에 의해 응고 상태가 회복된다. 따라서, 슬라이딩부의 열화의 요인이 윤활재의 응고에 근거하는 것인 경우에는, 장기간의 비동작 기간이 경과한 후에 개폐 장치(1)가 개폐 동작을 행한 초기의 단계에서는, 슬라이딩부의 마찰력이 커지지만, 그 후, 비교적 짧은 기간을 지나 개폐 동작을 반복하는 것에 의해, 슬라이딩부의 마찰력이 원래의 상태로 회복된다고 하는 마찰력의 열화 경향을 나타낸다.

도 3은 상태량 이력 데이터에 근거하여, 개폐 장치(1)의 열화에 관련되는 상태량, 즉 열화의 요인인 슬라이딩부의 부식에 의한 마찰력 F를, 다른 3계열의 데이터로서 구성한 경우를 나타내는 그래프이며, (a)는, 개폐 장치의 열화에 관련되는 상태량으로서의 마찰력 F를, 개폐 장치(1)의 가동 기간 중에 있어서의 경과 시간 T를 축으로 하여 순차적으로 배열한 제 1 계열 데이터의 그래프, (b)는, 마찰력 F를, 개폐 장치의 가동 기간 중에 있어서의 동작 횟수 N을 축으로 하여 순차적으로 배열한 제 2 계열 데이터의 그래프, (c)는, 마찰력 F를, 개폐 장치의 가동 기간 중에 있어서의 비동작 시간 nT를 축으로 하여 순차적으로 배열한 제 3 계열 데이터의 그래프이다.

마찰력 F의 변화의 요인, 즉 슬라이딩부의 열화의 요인이, 슬라이딩부의 부식인 경우에는, 도 3(a)에 나타내는 제 1 계열 데이터의 회귀 직선 RL1로부터 분명하듯이, 경과 시간 T에 따라 슬라이딩부의 마찰력 F가 서서히 증가하는 것을 알 수 있다. 개폐 장치(1)의 가동 개시의 초기 시점에서는, 조정을 위해 개폐 장치(1)를 여러 번 동작시키기 때문에 많은 상태량 이력 데이터가 있다.

도 3(b)에 나타내는 제 2 계열 데이터에서는, 회귀 직선 RL2에 나타내는 바와 같이, 어떤 시점으로부터 급격하게 마찰력 F가 증대되기 시작한 것처럼 보인다. 이 때문에, 제 2 계열 데이터만으로 슬라이딩부의 부식에 의한 마찰력 F의 변화를 분석하면, 개폐 장치(1)의 잔여 수명의 추정을 크게 실수하게 된다.

또한, 도 3(c)에 나타내는 제 3 계열 데이터에서는, 회귀 직선 RL3에 나타내는 회귀 직선을 도출하는 것은 가능하지만, 직선으로부터의 데이터의 격차가 커 상관이 매우 약하다. 따라서, 제 3 계열 데이터만으로 슬라이딩부의 부식에 의한 마찰력 F의 변화를 분석하면, 개폐 장치(1)의 잔여 수명의 추정을 크게 실수하게 된다.

도 4는 상태량 이력 데이터에 근거하여, 슬라이딩부의 손모에 의한 마찰력 F를 다른 3계열의 데이터로서 구성한 경우를 나타내는 그래프이고, (a)는, 마찰력 F를, 개폐 장치의 가동 기간 중에 있어서의 경과 시간 T를 축으로 하여 순차적으로 배열한 제 1 계열 데이터의 그래프, (b)는, 마찰력 F를, 개폐 장치의 가동 기간 중에 있어서의 동작 횟수 N을 축으로 하여 순차적으로 배열한 제 2 계열 데이터의 그래프, (c)는, 마찰력 F를, 개폐 장치의 가동 기간 중에 있어서의 비동작 시간 nT를 축으로 하여 순차적으로 배열한 제 3 계열 데이터의 그래프이다.

마찰력 F의 변화의 요인, 즉 마찰력의 변화에 의한 슬라이딩부의 열화의 요인이, 슬라이딩부의 손모인 경우에는, 도 4(b)에 나타내는 제 2 계열 데이터의 회귀 직선 RL2로부터 분명하듯이, 개폐 장치(1)의 동작 횟수 N에 따라 슬라이딩부의 마찰력 F가 서서히 증대하고 있는 것을 알 수 있다. 한편, 도 4(a)에 나타내는 제 1 계열 데이터를 보면, 그 회귀 직선 RL1에 나타내는 바와 같이 마찰력 F와 경과 시간 T의 사이에 충분한 상관은 발견할 수 없다. 이 때문에, 제 1 계열 데이터만으로 마찰력 F의 변화를 분석할 수는 없어, 이 제 1 계열 데이터만으로부터 개폐 장치(1)의 잔여 수명을 추정하는 것은 곤란하다.

마찬가지로, 도 4(c)에 나타내는 제 3 계열 데이터를 보면, 그 회귀 직선 RL3에 나타내는 바와 같이 마찰력 F와 개폐 장치의 가동 기간 중에 있어서의 비동작 시간 nT의 사이에 충분한 상관은 발견할 수 없다. 이 때문에, 제 3 계열 데이터만으로 마찰력 F의 변화를 분석할 수는 없어, 이 제 3 계열 데이터만으로부터 개폐 장치(1)의 잔여 수명을 추정하는 것은 곤란하다.

또한, 도 5는 상태량 이력 데이터에 근거하여, 윤활제의 응고에 의한 마찰력 F를, 다른 3계열의 데이터로서 구성한 경우를 나타내는 그래프이고, (a)는, 마찰력 F를, 개폐 장치의 가동 기간 중에 있어서의 경과 시간 T를 축으로 하여 순차적으로 배열한 제 1 계열 데이터의 그래프, (b)는, 마찰력 F를, 개폐 장치의 가동 기간 중에 있어서의 동작 횟수 N을 축으로 하여 순차적으로 배열한 제 2 계열 데이터의 그래프, (c)는, 마찰력 F를, 개폐 장치의 가동 기간 중에 있어서의 비동작 시간 nT를 축으로 하여 순차적으로 배열한 제 3 계열 데이터의 그래프이다.

마찰력 F의 변화의 요인, 즉 마찰력의 변화에 의한 슬라이딩부의 열화의 요인이, 윤활제의 응고인 경우에는, 도 5(c)에 나타내는 제 3 계열 데이터의 회귀 직선 RL3으로부터 분명하듯이, 비동작 시간 nT가 길면 길수록, 개폐 동작이 재개된 경우의 슬라이딩부의 마찰력 F는 커지는 것을 알 수 있다. 또한, 짧은 비동작 시간 nT 후에 개폐 동작이 행해진 경우는, 마찰력 F가 원래의 값으로 회복되는 경향을 나타낸다. 한편, (a)에 나타내는 제 1 계열 데이터, 및 (b)에 나타내는 제 2 계열 데이터를 보면, 슬라이딩부의 마찰력 F의 격차는 커져, 마찰력 F의 변화를 분석할 수는 없어, 이들 데이터로부터 개폐 장치(1)의 잔여 수명을 추정하는 것은 곤란하다.

상술한 바와 같이, 마찰력 F에 변화를 주는 요인의 종류에 따라, 마찰력 F의 변화와 밀접하게 관련되는 계열 데이터의 축의 종류가 다르기 때문에, 계측 데이터에 근거하는 상태량으로서의 마찰력 F를 상술한 3개의 계열 데이터 중 어느 하나만으로 구성하면, 마찰력의 변화 경향을 충분히 평가할 수 없는 경우가 생긴다.

그래서, 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 개폐 장치의 잔여 수명 진단 방법 및 장치는, 개폐 장치(1)의 가동 초기의 시점 이후의 기간 중에 있어서의 전체 경과 시간을 축으로 하여 개폐 장치의 열화에 관련되는 상태량을 배열한 제 1 계열 데이터와, 상기 가동 초기의 시점 이후의 기간 중에 있어서의 개폐 장치의 전체 동작 횟수를 축으로 하여 상기 상태량을 배열한 제 2 계열 데이터와, 상기 가동 초기의 시점 이후의 기간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 전체 비동작 시간을 축으로 하여 상기 상태량을 배열한 제 3 계열 데이터를 작성하고, 그 작성한 상기 제 1 내지 제 3 계열 데이터에 근거하여 상기 개폐 장치의 잔여 수명을 추정하는 것이다.

본 발명의 실시의 형태 1에 의한 개폐 장치의 잔여 수명 진단 장치에 있어서, 상기 제 1 내지 제 3 계열 데이터의 작성과 상기 잔여 수명의 추정을, 상술한 잔여 수명 추정 수단(53)에 의해 행한다.

다음으로, 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 개폐 장치의 잔여 수명 진단 장치의 동작을 설명한다. 도 1에 있어서, 개폐 장치(1)에 개극 동작을 하게 할 때, 전자 액추에이터(21)의 개극 코일(214)을 구동용 전원(2)으로부터 힘을 가하여, 상술한 동작에 의해 진공 밸브(11)의 가동 접점(112)을 고정 접점(111)으로부터 분리시켜 주 회로를 연다. 이때 전류 센서(42)는, 개극 코일(214)에 통전되는 구동 전류의 전류 파형을 계측하고, 그 계측 데이터를 도 2에 나타내는 상태 감시 장치(5)의 상태량 추정 수단(51)에 입력한다.

또한, 개폐 장치(1)에 폐극 동작을 하게 할 때, 전자 액추에이터(21)의 폐극 코일(213)을 구동용 전원(2)으로부터 힘을 가하여, 상술한 동작에 의해 진공 밸브(11)의 가동 접점(112)을 고정 접점(111)에 접촉시켜 주 회로를 닫는다. 이때 전류 센서(41)는, 폐극 코일(214)에 통전되는 구동 전류의 전류 파형을 계측하고, 그 계측 데이터를 도 2에 나타내는 상태 감시 장치(5)의 상태량 추정 수단(51)에 입력한다.

상태 감시 장치(5)에 있어서의 상태량 추정 수단(51)은, 입력된 계측 데이터인 전류 파형 데이터의 변화에 근거하여 개폐 장치(1)의 슬라이딩부의 열화 상태를 규정하는 접점 손모량, 구동시의 마찰력, 구동용 콘덴서(3)의 용량 등의 상태량을 추정한다. 기록 수단(52)은, 상태량 추정 수단(51)에 의해 추정된 상태량을, 상태량 이력 데이터로서 보존하여 축적한다.

잔여 수명 추정 수단(53)은, 기록 수단(52)에 보존된 상태량 이력 데이터를 정기적으로 판독하고, 그 상태량 이력 데이터에 근거하여, 우선, 개폐 장치(1)의 가동 개시 시점으로부터의 경과 시간 T를 축으로 하여 그 상태량을 순차적으로 배열한 제 1 계열 데이터와, 개폐 장치(1)의 가동 개시 시점으로부터의 동작 횟수 N을 축으로 하여 상태량을 배열한 제 2 계열 데이터와, 개폐 장치(1)의 가동 개시 시점으로부터의 비동작 시간 nT를 축으로 하여 상태량을 배열한 제 3 계열 데이터를 작성하고, 각각의 계열 데이터 중 적어도 어느 하나의 계열 데이터에 근거하여 개폐 장치(1)의 잔여 수명을 추정한다. 이하의 설명에서는, 상태량으로서 슬라이딩부의 마찰력 F를 이용하여 설명하지만, 그 이외의 상태량이더라도 좋은 것은 물론이다.

또, 잔여 수명 추정 수단(53)은, 미리 4개의 잔여 수명용 변수 t1, t2, t3, t4를 준비하여 두고, 이들 변수 t1, t2, t3, t4의 모두에, 매우 큰 값, 예컨대, 「999년」을 세트하여 놓는다. 이들 변수 t1, t2, t3, t4의 값은, 후술하는 잔여 수명의 추정치로 다시 쓰인다(rewritten).

도 6은 상태 감시 장치(5)의 잔여 수명 추정 수단(53)에 있어서, 상술한 제 1 내지 제 3 계열 데이터로부터, 개폐 장치(1)의 마찰력의 열화 경향을 판정하여, 개폐 장치(1)의 잔여 수명을 추정하는 동작을 설명하는 흐름도이다.

도 6에 있어서, 우선, 단계 S1에 있어서, 상태 감시 장치(5)의 기억 수단(52)에 보존된 상태량 이력 데이터를 모두 판독하고, 이 판독한 상태량 이력 데이터에 있어서의 상태량으로서의 마찰력 F를, 개폐 장치(1)가 가동을 개시한 시점 이후의 전체 기간 중에 있어서의 경과 시간 T를 축으로 하여 배열한 제 1 계열 데이터를 구성한다. 이 제 1 경과 시간 계열 데이터는, 상술한 도 3에 있어서의 (a), 또는 도 4에 있어서의 (a), 또는 도 5에 있어서의 (a)에 표시된 제 1 계열 데이터에 대응한다.

또한, 단계 S1에 있어서, 판독한 상태량 이력 데이터에 있어서의 상태량으로서의 마찰력 F를, 개폐 장치(1)가 가동을 개시한 시점 이후의 전체 기간 중에 있어서의 개폐 장치(1)의 동작 횟수 N을 축으로 하여 배열한 제 2 계열 데이터를 구성한다. 이 제 2 계열 데이터는, 상술한 도 3에 있어서의 (b), 또는 도 4에 있어서의 (b), 또는 도 5에 있어서의 (b)에 표시된 제 2 계열 데이터에 대응한다.

또한, 단계 S1에 있어서, 판독한 상태량 이력 데이터에 있어서의 상태량으로서의 마찰력 F를, 개폐 장치(1)가 가동을 개시한 시점 이후의 전체 기간 중에 있어서의 개폐 장치(1)의 비동작 시간 nT를 축으로 하여 배열한 제 3 계열 데이터를 작성한다. 이 제 3 계열 데이터는, 상술한 도 3에 있어서의 (c), 또는 도 4에 있어서의 (c), 또는 도 5에 있어서의 (c)에 표시된 제 3 계열 데이터에 대응한다.

다음으로, 단계 S2에 있어서, 제 1 계열 데이터에, 개폐 장치(1)가 가동을 개시한 초기의 시점의 마찰력 F가, 경과 시간 T의 증대에 따라 열화되는 경향이 인정되는지 여부를 판정한다. 이 단계 S2에 있어서의 판정은, 도 3(a), 또는 도 4(a)에 나타내는 바와 같이, 회귀 직선 RL1이 얻어진 경우에, 그 회귀 직선 RL1의 상관 계수가 소정의 값 이상이며, 또한 회귀 직선 RL1의 경사가 소정의 값 이하(또는, 소정의 값 이상)이면, 마찰력 F에 열화 경향이 인정된다고 판정하고, 그렇지 않은 경우, 마찰력 F에 열화 경향이 인정되지 않는다고 판정한다.

다음으로, 단계 S3에 있어서, 제 2 계열 데이터에, 개폐 장치(1)가 가동을 개시한 초기의 시점의 마찰력 F가, 동작 횟수 N의 증대에 따라 열화되는 경향이 인정되는지 여부를 판정한다. 이 단계 S3에 있어서의 판정은, 도 3(b), 또는 도 4(b)에 나타내는 바와 같이, 회귀 직선 RL2가 얻어진 경우에, 그 회귀 직선 RL2의 상관 계수가 소정의 값 이상이며, 또한 회귀 직선 RL2의 경사가 소정의 값 이하(또는, 소정의 값 이상)이면, 마찰력 F에 열화 경향이 인정된다고 판정하고, 그렇지 않은 경우, 또는 도 5(b)에 나타내는 바와 같이 회귀 직선이 얻어지지 않는 경우에는, 마찰력 F에 열화 경향이 인정되지 않는다고 판정한다.

다음으로, 단계 S4에 있어서, 제 3 계열 데이터에, 개폐 장치(1)가 가동을 개시한 초기의 시점의 마찰력 F가, 개폐 장치(1)의 비동작 시간 nT의 증대에 따라 열화되는 경향이 인정되는지 여부를 판정한다. 이 단계 S4에 있어서의 판정은, 도 5(c)에 나타내는 바와 같이, 회귀 직선 RL3이 얻어진 경우에, 그 회귀 직선 RL3의 상관 계수가 소정의 값 이상이며, 또한 회귀 직선 RL3의 경사가 소정의 값 이하(또는, 소정의 값 이상)이면, 마찰력 F에 열화 경향이 인정된다고 판정하고, 그렇지 않은 경우, 또는 도 3(c) 및 도 4(c)에 나타내는 바와 같이 회귀 직선이 얻어지지 않는 경우에는, 마찰력 F에 열화 경향이 인정되지 않는다고 판정한다.

또, 여기서는 데이터의 상관을 나타내는 곡선으로서 회귀 직선을 이용하고 있지만, 고차의 회귀 곡선, 또는 지수, 또는 대수를 이용한 회귀 곡선을 이용하더라도 좋다. 또한, 여기서는 상관 계수를 이용하고 있지만, 데이터와 회귀 직선의 차이(의 절대치)를 이용하여 이것이 소정치보다 작은 것을 판정 조건으로 하더라도 좋다.

다음으로, 단계 S5에서는, 단계 S2, S3, S4에서의 모든 판정 결과에, 마찰력 F에 개폐 장치(1)의 초기 상태로부터의 열화 경향이 인정되지 않았는지 여부를 판정하고, 단계 S2, S3, S4에서의 모든 판정 결과에 있어서, 마찰력 F에 열화 경향이 인정되지 않았던 경우(예)에는 후술하는 단계 S10으로 진행하고, 단계 S2, S3, S4에서의 판정 결과의 적어도 하나에, 마찰력 F에 열화 경향이 인정된 경우(아니오)에는 단계 S6으로 진행한다.

단계 S6에서는, 단계 S1, S2, S3에 있어서의 판정 결과의 어느 하나에만, 마찰력 F에 열화 경향이 인정되었는지 여부를 판정하고, 어느 하나만의 계열 데이터에 마찰력 F의 열화 경향이 있다고 판정하면(예), 단계 S9로 진행하고, 2개 이상의 계열 데이터에 열화 경향이 있다고 판정하면(아니오), 단계 S7로 진행한다.

단계 S7은, 여기까지의 단계에 있어서 단계 S1, S2, S3에서의 판정 결과 중 2개 이상의 계열 데이터에 마찰력 F의 열화 경향이 인정되었다고 판정된 경우에 통과하는 단계이며, 다음의 단계 S8로 진행하도록 구성되어 있다. 단계 S8에서는, 마찰력 F의 열화 경향이 인정된 2개 이상의 계열 데이터 중, 가장 회귀 직선의 상관 계수가 큰 계열 데이터로부터, 개폐 장치(1)의 잔여 수명의 추정치를 산출한다.

케이스 1.

여기서, 우선, 케이스 1로서, 단계 S2에 있어서 제 1 계열 데이터의 마찰력 F에 열화 경향이 있다고 판정되고, 단계 S3에 있어서 제 2 계열 데이터의 마찰력 F에 열화 경향이 있다고 판정되고, 단계 S4에 있어서 제 3 계열 데이터의 마찰력 F에 열화 경향이 있다고 판정된 경우를 상정하여 설명한다. 또한, 케이스 1에서는, 제 1 계열 데이터가 가장 강한 상관을 가지는 것으로 한다.

이 케이스 1의 경우, 단계 S5에서의 판정의 결과는 (아니오)가 되어, 단계 S6으로 진행한다. 단계 S6에서는, 단계 S1, S2, S3에 있어서의 판정 결과의 어느 하나에만 마찰력 F의 열화 경향이 인정되었는지 여부를 판정하기 때문에, 그 결과는 (아니오)가 되어, 단계 S7로 진행한다. 단계 S7에서는, 단계 S1, S2, S3에 있어서의 판정 결과 중 2개 이상의 계열 데이터에 마찰력 F의 열화 경향이 인정된 경우에, 다음 단계 S8로 진행하도록 구성되어 있기 때문에, 이 케이스 1의 경우는 단계 S8로 진행한다.

단계 S8에서는, 3개의 계열 데이터 중 가장 강한 상관을 가지는 제 1 계열 데이터에 대하여, 최적의 회귀 직선 RL1을 구하고, 이 회귀 직선으로부터, 개폐 장치(1)가 소정의 성능을 만족시킬 수 없게 되는 한계치에 달하기까지의 경과 시간을 산출한다. 이 산출한 경과 시간을 연수로 환산하고, 그 연수를 상술한 미리 준비하고 있었던 변수 t1의 값 「999」로 다시 써(rewrite), 잔여 수명의 제 1 추정치로 한다. 여기서 산출한 경과 시간을 연수로 환산한 값이 999를 넘고 있는 경우에는 999로 한다.

다음으로, 단계 S8에서는, 상술한 가장 강한 상관을 가지는 제 1 계열 데이터에 있어서의 마찰력 F의 열화 경향을 원래의 데이터로부터 제거하고, 3개의 계열 데이터, 즉 제 1 내지 제 3 계열 데이터를 다시 만든다. 원래의 데이터로부터의 열화 경향의 제거의 순서는, 예컨대 이하와 같다.

(1) 3개의 계열 데이터는, (y_i, a_i, b_i, c_i)로 둘 수 있다. 여기서, i는 1~M까지의 값, M은 데이터의 총수, y_i는 계측된 상태량, a_i는 제 1 계열 데이터의 가로축인 경과 시간, b_i는 제 2 계열 데이터의 가로축인 동작 횟수, c_i는 제 3 계열 데이터의 가로축인 비동작 시간에 각각 대응한다.

(2) 제 1 계열 데이터 (y_i, a_i), 제 2 계열 데이터 (y_i, b_i), 제 3 계열 데이터 (y_i, c_i)의 각각에 대하여, 예컨대 마찰력 F의 열화 경향을 판정한다.

(3) 예컨대, 제 1 계열 데이터 (y_i, a_i)의 마찰력 F에 유의한(significant) 열화 경향이 인정되었다고 하면, 이 열화 경향을 나타내는 회귀 직선 [y=A×a+B]가 구해진다. 여기서, A, B는 계열 데이터를 통계 계산한 결과 얻어지는 상관 계수를 이용하여 구해지는 계수이다.

(4) 따라서, 원래의 상태량 이력 데이터로부터 유의한 열화 경향이 인정된 제 1 계열 데이터 (y_i, a_i)를 제거하기 위해, [(y1_i)=(y_i)-(A×a_i)-B]를 설정하고, (y_i, a_i, b_i, c_i)를 (y1_i, a_i, b_i, c_i)로 치환한다. 이에 의해, 새로운 제 1 계열 데이터 (y1_i, a_i), 제 2 계열 데이터 (y1_i, b_i), 제 3 계열 데이터 (y1_i, c_i)가 얻어진다.

이상과 같이 하여, 상술한 가장 강한 상관을 가지는 열화 경향을 제거한 원래의 데이터로부터, 경과 시간을 축으로 하여 마찰력을 배열한 제 1 계열 데이터와, 동작 횟수를 축으로 하여 마찰력을 배열한 제 2 계열 데이터와, 비동작 시간을 축으로 하여 마찰력을 배열한 제 3 계열 데이터를 다시 작성한다. 이 재작성한 3개의 계열 데이터에, 다시 마찰력의 열화 경향이 보이는지 여부를 판정하기 위해, 단계 S2, S3, S4로 되돌아가, 상술한 바와 같이 하여 각각의 계열 데이터에, 개폐 장치(1)의 가동 개시의 초기 상태로부터의 마찰력 F의 열화 경향이 인정되는지 여부를 판정한다.

상술한 바와 같이, 케이스 1의 경우는, 원래의 3개의 계열 데이터의 모두에 마찰력 F의 열화 경향이 인정된 경우이지만, 상술한 순서에 의해, 그 중 가장 상관이 강한 계열 데이터로서의 경과 시간을 축으로 한 제 1 계열 데이터에 있어서의 마찰력 F의 열화 경향이 제거되어 있기 때문에, 재작성된 3개의 계열 데이터 중, 동작 횟수를 축으로 한 제 2 계열 데이터와 비동작 시간을 축으로 한 제 3 계열 데이터에 마찰력의 열화 경향이 존재하는 것이 되어, 단계 S5, S6, S7로부터 S8로 진행한다.

단계 S8에서는, 상술한 바와 같이 하여, 재작성된 제 2 계열 데이터와 제 3 계열 데이터 중 가장 강한 상관을 가지는 계열 데이터에 대하여, 최적의 회귀 직선을 구하고, 이 회귀 직선으로부터, 개폐 장치(1)가 소정의 성능을 만족시킬 수 없게 되는 한계치에 달하기까지의, 경과 시간, 동작 횟수, 또는, 비동작 시간을 산출한다. 여기서, 재작성된 제 2 계열 데이터가, 가장 강한 상관을 가진다고 한다면, 그 최적의 회귀 직선 RL2에 근거하여, 개폐 장치(1)가 소정의 성능을 만족시킬 수 없게 되는 한계치에 달하기까지의 동작 횟수를 산출한다. 이 산출한 동작 횟수를 연수로 환산하고, 그 연수를 상술한 미리 준비하고 있었던 변수 t2의 값 「999」로 다시 써, 잔여 수명의 제 2 추정치로 한다. 여기서 산출한 경과 시간을 연수로 환산한 값이 999를 넘고 있는 경우에는 999로 한다.

다음으로, 단계 S8에서는, 이 제 2 계열 데이터에 있어서의 마찰력 F의 열화 경향을, 상술한 바와 같은 순서에 의해 원래의 데이터로부터 제거하고, 또한 새롭게 3개의 계열 데이터를 다시 작성한다.

이상과 같이 하여 다시, 재작성된 3개의 계열 데이터에 대하여, 다시, 열화 경향이 보이는지 여부를 판정하기 위해, 단계 S2, S3, S4로 되돌아가, 상술한 바와 같이 하여 각각의 계열 데이터에, 개폐 장치(1)의 가동 개시의 초기 상태로부터의 마찰력 F의 열화 경향이 인정되는지 여부를 판정한다. 상술한 바와 같이, 케이스 1의 경우는, 원래의 3개의 계열 데이터의 모두에 마찰력 F의 열화 경향이 인정된 경우이다. 따라서, 상술한 순서에 의해, 경과 시간을 축으로 한 제 1 계열 데이터 및 동작 횟수를 축으로 한 제 2 계열 데이터에 있어서의 마찰력 F의 열화 경향이 제거되어 있기 때문에, 다시, 재작성된 3개의 계열 데이터 중, 비동작 시간을 축으로 한 제 3 계열 데이터에만 마찰력 F의 열화 경향이 존재하는 것이 되어, 단계 S5, S6을 지나서 단계 S9로 진행한다.

단계 S9에서는, 다시, 재작성된 3개의 계열 데이터 중 제 3 계열 데이터에 대하여, 최적의 회귀 직선 RL3을 구하고, 이 회귀 직선으로부터, 개폐 장치(1)가 소정의 성능을 만족시킬 수 없게 되는 한계치에 달하기까지의, 비동작 시간을 산출한다. 이 산출한 비동작 시간을 연수로 환산하고, 그 연수를 상술한 미리 준비하고 있었던 변수 t3의 값 「999」로 다시 써, 잔여 수명의 제 3 추정치로 한다. 여기서 산출한 경과 시간을 연수로 환산한 값이 999를 넘고 있는 경우에는 999로 한다.

이와 같이, 케이스 1의 경우는, 단계 S2~S9의 과정을 3회 반복함으로써, 단계 S8에 있어서 잔여 수명의 제 1 추정치 t1과 제 2 추정치 t2가 산출되고, 단계 S9에 있어서 제 3 추정치 t3이 산출되는 것이 된다.

다음으로, 단계 S9에서는, 다시, 재작성된 제 3 계열 데이터에 있어서의 마찰력 F의 열화 경향을, 상술한 바와 같은 순서에 의해 원래의 데이터로부터 제거하여, 단계 S10으로 진행한다.

단계 S10에서는, 단계 S9를 거친 데이터로부터 최근의 N회분의 계측 데이터에 근거하는 상태량 이력 데이터를 추출하고, 그 상태량 이력 데이터에 근거하여, 경과 시간 T를 축으로 하여 마찰력 F를 배열한 제 4 계열 데이터와, 개폐 장치(1)의 동작 횟수 N을 축으로 하여 마찰력 F를 배열한 제 5 계열 데이터와, 개폐 장치(1)의 비동작 시간 nT를 축으로 하여 마찰력 F를 배열한 제 6 계열 데이터를 작성한다.

최근의 N회분의 계측 데이터는, 개폐 장치(1)가 가동을 개시한 시점으로부터 소정 기간 경과한 시점 이후의 기간 내에 계측된 데이터이다. 따라서, 제 4 계열 데이터는, 개폐 장치(1)가 가동을 개시한 시점으로부터 소정 기간 경과한 시점 이후의 기간 중에 있어서의 경과 시간에 대응하여 상태량을 배열한 계열 데이터이며, 제 5 계열 데이터는, 개폐 장치(1)가 가동을 개시한 시점으로부터 소정 기간 경과한 시점 이후의 기간 중에 있어서의 개폐 장치의 동작 횟수 N에 대응하여 상태량을 배열한 계열 데이터이며, 제 6 계열 데이터는, 개폐 장치(1)가 가동을 개시한 시점으로부터 소정 기간 경과한 시점 이후의 기간 중에 있어서의 개폐 장치의 비동작 시간에 대응하여 상태량을 배열한 계열 데이터이다.

개폐 장치(1)의 슬라이딩부의 열화가 나타나는 방법으로서, 개폐 장치(1)의 가동의 초기 단계로부터 서서히 나타나는 경우와, 상술한 도 3(b)에 나타낸 바와 같이, 어떤 시점으로부터 급속히 열화가 나타나는 경우가 있다. 후자의 경우는, 어떤 시점으로부터 비교적 급속히 열화가 진행되는 것으로, 개폐 장치(1)의 가동 초기의 단계로부터의 계측 데이터의 분석으로는 열화 경향이 파악하기 어렵게 되는 경우가 있다. 예컨대, 변화가 적은 데이터가 대량으로 존재하고, 변화 경향을 나타내는 데이터가 상대적으로 적은 경우 등에는, 개폐 장치(1)의 가동 초기의 단계로부터의 계측 데이터의 분석으로는 열화 경향이 파악하기 어렵게 된다. 이러한 경우에, 최근의 N회분의 계측 데이터를 분석함으로써, 개폐 장치(1)의 열화 경향을 현저하게 판별하는 것이 가능해진다.

그런데, 단계 S10에서 구성한 최근의 N회분의 계측 데이터에 근거한, 제 4 계열 데이터와, 제 5 계열 데이터와, 제 6 계열 데이터를, 상술한 단계 S2, 단계 S3, 단계 S4의 경우와 같이, 각각의 제 2 계열 데이터에 대한 회귀 직선을 구하여, 회귀 직선이 얻어진 경우에, 그 회귀 직선의 상관 계수가 소정의 값 이상이며, 또한 회귀 직선의 경사가 소정의 값 이하(또는, 소정의 값 이상)이면, 마찰력 F에 열화 경향이 인정된다고 판정한다.

다음으로, 단계 S11에 있어서, 제 4 계열 데이터와, 제 5 계열 데이터와, 제 6 계열 데이터 중 적어도 어느 하나의 계열 데이터에 상태량으로서의 마찰력 F의 열화 경향이 존재하는지 여부를 판정하고, 적어도 어느 하나의 계열 데이터에 상태량으로서의 마찰력 F의 열화 경향이 존재하면(예), 단계 S12로 진행하고, 어느 계열 데이터에도 마찰력 F의 열화 경향이 존재하지 않으면(아니오), 단계 S13으로 진행한다.

단계 S12에서는, 마찰력의 열화 경향이 존재하는 3개의 계열 데이터 중 가장 상관이 강한 계열 데이터의 최적의 회귀 직선에 근거하여, 개폐 장치(1)가 소정의 성능을 만족시킬 수 없게 되는 한계치에 달하기까지의 경과 시간, 동작 횟수, 비동작 시간을 산출한다. 예컨대, 제 4 계열 데이터가, 가장 강한 상관을 가진다고 한다면, 그 최적의 회귀 직선 RL1에 근거하여, 개폐 장치(1)가 소정의 성능을 만족시킬 수 없게 되는 한계치에 달하기까지의 경과 시간을 산출한다. 이 산출한 경과 시간을 연수로 환산하고, 그 연수를 상술한 미리 준비하고 있었던 변수 t4의 값 「999」로 다시 써, 잔여 수명의 제 4 추정치로 한다. 여기서 산출한 경과 시간을 연수로 환산한 값이 999를 넘고 있는 경우에는 999로 한다.

다음으로, 단계 S13에서는, 단계 S8에 있어서 산출된 제 1 추정치 t1과 제 2 추정치 t2, 단계 S9에 있어서 산출된 제 3 추정치 t3, 및 단계 S12에 있어서 추정된 제 4 추정치 t4 중, 최단 추정치를 개폐 장치(1)의 잔여 수명으로서 추정한다.

케이스 2.

다음으로, 케이스 2로서, 단계 S2, 단계 S3, 단계 S4 중 어느 두 단계에서 계열 데이터에 마찰력 F의 열화 경향이 있다고 판정된 경우를 설명한다.

케이스 2는, 3개의 계열 데이터 중 어느 두 계열 데이터에 마찰력 F의 열화 경향이 존재하는 경우이며, 케이스 1의 경우와 같이, 단계 S1로부터, 단계 S2, S3, S4, S5, S6, 및 S7을 지나서, 단계 S8에 이른다.

단계 S8에서는, 두 계열 데이터 중 가장 강한 상관을 가지는 계열 데이터에 대하여, 최적의 회귀 직선을 구하고, 이 회귀 직선으로부터, 개폐 장치(1)가 소정의 성능을 만족시킬 수 없게 되는 한계치에 달하기까지의, 경과 시간, 동작 횟수, 또는, 비동작 시간을 산출한다. 지금, 제 1 계열 데이터가, 가장 강한 상관을 가진다고 한다면, 그 최적의 회귀 직선 RL1에 근거하여, 개폐 장치(1)가 소정의 성능을 만족시킬 수 없게 되는 한계치에 달하기까지의 경과 시간을 산출한다. 이 산출한 경과 시간을 연수로 환산하고, 그 연수를 상술한 미리 준비하고 있었던 변수 t1의 값 「999」로 다시 써, 잔여 수명의 제 1 추정치로 한다. 여기서 산출한 경과 시간을 연수로 환산한 값이 999를 넘고 있는 경우에는 999로 한다.

다음으로, 단계 S8에서는, 상술한 순서에 근거하여, 가장 강한 상관을 가지는 제 1 계열 데이터에 있어서의 마찰력 F의 열화 경향을 원래의 데이터로부터 제거하고, 3개의 계열 데이터를 재작성한다. 이 재작성된 3개의 계열 데이터에 대하여, 다시, 열화 경향이 보이는지 여부를 판정하기 위해, 단계 S2, S3, S4로 되돌아가, 상술한 바와 같이 하여 각각의 계열 데이터에, 개폐 장치(1)의 가동 개시의 초기 상태로부터의 마찰력 F의 열화 경향이 인정되는지 여부를 판정한다.

상술한 바와 같이, 케이스 2의 경우는, 원래의 3개의 계열 데이터 중 2개의 계열 데이터에 마찰력 F의 열화 경향이 인정된 경우이지만, 상술한 순서에 의해, 그 중 가장 상관이 강한 계열 데이터로서의 제 1 계열 데이터에 있어서의 마찰력 F의 열화 경향이 제거되어 있기 때문에, 재구성된 3개의 계열 데이터 중, 제 2 계열 데이터, 또는 제 3 계열 데이터의 어느 하나의 계열 데이터에만 마찰력 F의 열화 경향이 존재하는 것이 되어, 단계 S5, S6으로부터 단계 S9로 진행한다.

동작 횟수를 축으로 한 제 2 계열 데이터에 마찰력 F의 열화 경향이 존재한다고 한다면, 단계 S9에서는, 재작성된 제 2 계열 데이터에 대하여, 최적의 회귀 직선 RL2를 구하고, 이 회귀 직선으로부터, 개폐 장치(1)가 소정의 성능을 만족시킬 수 없게 되는 한계치에 달하기까지의, 동작 횟수를 산출한다. 이 산출한 동작 횟수를 연수로 환산하고, 그 연수를 상술한 미리 준비하고 있었던 변수 t2의 값 「999」로 다시 써, 잔여 수명의 제 2 추정치로 한다. 여기서 산출한 경과 시간을 연수로 환산한 값이 999를 넘고 있는 경우에는 999로 한다.

이와 같이, 케이스 2의 경우는, 단계 S2~S9의 과정을 2회 반복함으로써, 단계 S8에 있어서 잔여 수명의 제 1 추정치 t1과, 단계 S9에 있어서 제 2 추정치 t2가 산출되는 것이 된다.

다음으로, 단계 S9에서는, 재작성된 제 2 계열 데이터에 있어서의 마찰력 F의 열화 경향을, 상술한 바와 같은 순서에 의해 원래의 데이터로부터 제거하여, 단계 S10으로 진행한다.

단계 S10 이후, 단계 S13까지는, 상술한 케이스 1의 경우와 같은 동작이며, 최근의 N회분의 계측 데이터에 근거한, 제 4 계열 데이터와, 제 5 계열 데이터와, 제 6 계열 데이터를 작성하고, 그 중 가장 상관이 강한 계열 데이터로부터, 잔여 수명의 제 3 추정치 t3을 산출한다.

다음으로, 단계 S13에서는, 단계 S8에 있어서 산출된 제 1 추정치 t1과, 단계 S9에 있어서 산출된 제 2 추정치 t2, 및 단계 S12에 있어서 추정된 제 3 추정치 t3 중, 최단 추정치를 개폐 장치(1)의 잔여 수명으로서 추정한다.

케이스 3.

다음으로, 케이스 3으로서, 단계 S2, 단계 S3, 단계 S4 중 어느 하나의 단계에서만, 예컨대, 제 1 계열 데이터에만 마찰력 F의 열화 경향이 있다고 판정된 경우를 설명한다.

케이스 3의 경우는, 3개의 계열 데이터 중, 하나의 계열 데이터에만 마찰력 F의 열화 경향이 존재하기 때문에, 단계 S1로부터, 단계 S2, S3, S4, S5를 지나서 단계 S6에 이르고, 단계 S6으로부터 단계 S9에 이른다. 단계 S9에서는, 경과 시간을 축으로 하는 제 1 계열 데이터에 대하여, 최적의 회귀 직선 RL1을 구하여, 이 회귀 직선으로부터, 개폐 장치(1)가 소정의 성능을 만족시킬 수 없게 되는 한계치에 달하기까지의, 경과 시간을 산출한다. 이 산출한 경과 시간을 연수로 환산하고, 그 연수를 상술한 미리 준비하고 있었던 변수 t1의 값 「999」로 다시 써, 잔여 수명의 제 1 추정치로 한다. 여기서 산출한 경과 시간을 연수로 환산한 값이 999를 넘고 있는 경우에는 999로 한다.

이와 같이, 케이스 3의 경우는, 단계 S6으로부터 곧 단계 S9로 진행하여, 제 1 추정치 t1이 산출되는 것이 된다.

다음으로, 단계 S9에서는, 제 1 계열 데이터에 있어서의 마찰력 F의 열화 경향을, 상술한 바와 같은 순서에 의해 원래의 데이터로부터 제거하고, 단계 S10으로 진행한다.

단계 S10 이후, 단계 S13까지는, 상술한 케이스 1, 2의 경우와 같은 동작이며, 최근의 N회분의 계측 데이터에 근거한, 제 4 계열 데이터와, 제 5 계열 데이터와, 제 6 계열 데이터를 작성하고, 그 중 가장 상관이 강한 계열 데이터로부터, 잔여 수명의 제 2 추정치 t2를 산출한다.

다음으로, 단계 S13에서는, 단계 S9에 있어서 산출된 제 1 추정치 t1과, 단계 S12에 있어서 추정된 제 2 추정치 t2 중, 최단 추정치를 개폐 장치(1)의 잔여 수명으로서 추정한다.

케이스 4.

다음으로, 케이스 4로서, 단계 S2, 단계 S3, 단계 S4 중 어디에서도, 상태량으로서의 예컨대 마찰력 F의 열화 경향이 없다고 판정된 경우를 설명한다. 이 케이스 4의 경우는, 단계 S5로부터 곧 단계 S10으로 진행한다. 단계 S10 이후, 단계 S13까지는, 상술한 케이스 1, 케이스 2, 케이스 3의 경우와 같은 동작이며, 최근의 N회분의 계측 데이터에 근거하여, 경과 시간을 축으로 한 제 4 계열 데이터와, 동작 횟수를 축으로 한 제 5 계열 데이터와, 비동작 시간을 축으로 한 제 6 계열 데이터를 구성하고, 그 중 가장 상관이 강한 계열 데이터로부터, 잔여 수명의 제 1 추정치 t1을 산출한다.

이와 같이, 케이스 4의 경우, 개폐 장치(1)의 잔여 수명으로서, 제 1 추정치 t1만이 산출되고, 단계 S13에서는, 그 제 1 추정치를, 개폐 장치(1)의 잔여 수명으로서 추정하는 것이다.

또, 상술한 케이스 1, 케이스 2, 케이스 3은, 어느 경우도, 단계 S10~S13에 있어서, 최근의 N회분의 계측 데이터에 근거하여 잔여 수명의 추정치를 산출했지만, 최근의 N회분의 계측 데이터에 근거하여 제 4 계열 데이터와, 제 5 계열 데이터와, 제 6 계열 데이터를 구성하더라도, 상태량의 열화 경향을 나타내는 계열 데이터가 존재하지 않는 경우도 있을 수 있다. 이 경우, 제 1~제 3 계열 데이터에도 상태량의 열화 경향을 나타내는 데이터가 존재하지 않으면, 잔여 수명의 추정치는 산출되지 않고, 따라서 잔여 수명용의 변수 t, t1, t2, t3, t4에 세트되어 있는 「999년」이 잔여 수명이 되어, 개폐 장치(1)에 열화 경향이 나타나고 있지 않아, 잔여 수명을 추정하는 단계가 아니라고 할 수 있다.

다음으로, 케이스 1 내지 케이스 4의 모두에서, 단계 S13에 있어서, 최단 잔여 수명의 추정치를 산출한 계열 데이터로부터, 개폐 장치(1)의 열화의 요인을 추정한다. 이 단계 S13에서는 이하와 같이 열화 요인을 추정한다.

(1) 경과 시간을 축으로 한 계열 데이터에 의해 잔여 수명이 산출된 경우는, 슬라이딩부의 녹이나 부식, 또는, 먼지의 퇴적에 의한 열화라고 추정한다.

(2) 동작 횟수를 축으로 한 계열 데이터에 의해 잔여 수명이 산출된 경우는, 슬라이딩부의 손모에 의한 열화라고 추정한다.

(3) 비동작 시간을 축으로 한 계열 데이터에 의해 잔여 수명이 산출된 경우는, 윤활제의 응고에 의한 열화라고 추정한다.

실시의 형태 1에 의한 개폐 장치의 잔여 수명 진단 방법 및 장치에 의하면, 개폐 장치(1)의 가동 초기의 시점 이후의 기간 중에 있어서의 전체 경과 시간을 축으로 하여 개폐 장치의 열화에 관련되는 상태량을 배열한 제 1 계열 데이터와, 상기 가동 초기의 시점 이후의 기간 중에 있어서의 개폐 장치의 전체 동작 횟수를 축으로 하여 상기 상태량을 배열한 제 2 계열 데이터와, 상기 가동 초기의 시점 이후의 기간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 전체 비동작 시간을 축으로 하여 상기 상태량을 배열한 제 3 계열 데이터를 작성하고, 그 작성한 상기 제 1 내지 제 3 계열 데이터에 근거하여 상기 개폐 장치의 잔여 수명을 추정하도록 했기 때문에, 개폐 장치의 잔여 수명의 추정을 정밀하게 행할 수 있고, 또한, 개폐 장치에 생기고 있는 열화 요인을 추정할 수 있다.

(실시의 형태 2)

도 7은 본 발명의 실시의 형태 2에 따른 개폐 장치의 잔여 수명 진단 방법 및 장치를 설명하기 위한 설명도이고, (a)는, 마찰력 F를, 개폐 장치의 가동 초기의 시점 이후의 기간 중에 있어서의 동작 횟수 또는 경과 시간을 축으로 하여 배열한 계열 데이터를 설명하는 설명도, (b)는, 과거 N회분의 마찰력의 분산치 D를, 개폐 장치의 동작 횟수 또는 경과 시간을 축으로 하여 배열한 계열 데이터의 설명도이다.

도 7(a)에 나타내는 계열 데이터에서는, 개폐 장치의 열화의 진행을 나타내는 강한 상관이 보이지 않지만, 개폐 장치의 가동 개시 초기에 있어서의 마찰력 F의 격차의 크기 B1에 비하여, 경과 시간이 진행되거나, 또는 동작 횟수가 증대되었을 때의 마찰력 F의 격차의 크기 B2가 커지는 경우가 있다. 이것은, 슬라이딩부의 표면의 손상이나, 이물질의 슬라이딩부로의 침입에 의해 개폐 장치의 동작이 불안정하게 되어 있는 것이 원인이라고 추정할 수 있다.

이러한 경우에는, 개폐 장치의 N회분의 동작마다의 상태량의 분산치를, 경과 시간, 개폐 장치의 동작 횟수, 개폐 장치의 비동작 시간, 개폐 장치의 누적 동작 시간을 각각 축으로 하여 배열한 계열 데이터로서 작성하고, 이들 계열 데이터에 근거하여, 개폐 장치의 열화의 상관의 강도를 판정함으로써, 개폐 장치의 잔여 수명의 추정을 행할 수 있다. 또, 분산치 대신에 이것과 같은 표준편차를 이용하더라도 좋다.

따라서, 본 발명의 실시의 형태 2에 따른 개폐 장치의 잔여 수명 진단 방법 및 장치는, 계측 수단에 의한 소정의 계측 횟수마다의 상기 상태량의 분산치를 상기 개폐 장치의 가동 기간 중에 있어서의 경과 시간에 대응하여 배열한 제 1 계열 데이터와, 상기 분산치를 상기 가동 기간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 동작 횟수에 대응하여 배열한 제 2 계열 데이터와, 상기 분산치를 상기 가동 기간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 비동작 시간에 대응하여 배열한 제 3 계열 데이터와, 상기 분산치를 상기 가동 기간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 누적 동작 시간에 대응하여 배열한 제 4 계열 데이터를 작성하고, 이 작성한 계열 데이터에 근거하여 상기 개폐 장치의 잔여 수명을 추정하도록 한 것이다. 이하에서는 설명을 간단히 하기 위해 상기 제 1 내지 제 3 계열 데이터를 이용하여 설명한다.

즉, 도 7(a)에 나타내는 계열 데이터에 있어서, 개폐 장치(1)의 가동 초기의 시점에서 마찰력이, f1, f2, f3, f4, f5, f6, f7, f8로 분산되어 있지만, 개폐 장치(1)의 7회분의 동작에 대응하는 마찰력 f1, f2, f3, f4, f5, f6, f7의 분산치 d1을 구하고, 또한, 다음 7회분의 동작에 대응하는 마찰력 f2, f3, f4, f5, f6, f7, f8의 분산치 d2를 구한다. 이하 마찬가지로 하여, 최근의 동작 횟수 또는 경과 시간에 이를 때까지, 개폐 장치(1)의 7회분의 동작에 대응하는 마찰력의 분산치를 구한다.

이렇게 하여 구한 마찰력의 분산치 D를, 개폐 장치(1)의 동작 횟수 또는 경과 시간을 축으로 하여 배열하는 것에 의해 도 7(b)에 나타내는 계열 데이터를 얻는다. 이 (b)에 나타내는 계열 데이터에 의하면, 명확한 회귀 직선 RL4를 얻을 수 있고, 이에 의해 개폐 장치(1)의 잔여 수명을 추정할 수 있다.

또, 도 7(b)에 나타내는 계열 데이터에서는, 동작 횟수를 축으로 한 제 1 계열 데이터와 경과 시간을 축으로 한 제 2 계열 데이터에 대해서만 나타내고 있지만, 개폐 장치의 비동작 시간을 축으로 한 제 3 계열 데이터도 마찬가지로 얻을 수 있다.

본 발명의 실시의 형태 2에 의하면, 도 6의 흐름도에 있어서, 단계 S1에서는, 마찰력 F의 분산치 D를, 개폐 장치의 가동 기간 중에 있어서의 경과 시간을 축으로 하여 배열한 제 1 계열 데이터와, 개폐 장치의 동작 횟수를 축으로 하여 배열한 제 2 계열 데이터와, 개폐 장치의 비동작 시간을 축으로 하여 배열한 제 3 계열 데이터를 작성한다. 그 후, 단계 S2~S9에 있어서, 상술한 실시의 형태 1과 같은 동작에 의해, 개폐 장치(1)의 잔여 수명의 추정치 t1, t2, t3을 산출하고, 단계 S13에 있어서, 산출한 잔여 수명의 추정치 중 최단 추정치를, 개폐 장치(1)의 잔여 수명으로서 추정한다. 또, 실시의 형태 2의 경우, 단계 S10~S12는 불필요하다.

또한, 실시의 형태 2의 경우, 개폐 장치(1)의 열화의 요인은, 상술한 바와 같이, 슬라이딩부의 표면의 손상이나, 이물질의 슬라이딩부로의 침입이라고 추정할 수 있다.

실시의 형태 2에 의한 개폐 장치의 잔여 수명 진단 장치에 의하면, 계측된 상태량에 대하여, 시간, 동작 횟수, 비동작 시간, 누적 동작 시간을 각각 축으로 한 어떤 계열 데이터에 대해서도, 열화 경향이 나타나지 않는 열화 요인에 대해서도 열화의 진행의 진단과 잔여 수명의 추정을 행할 수 있다.

(실시의 형태 3)

도 8은 본 발명의 실시의 형태 3에 따른 개폐 장치의 잔여 수명 진단 방법 및 장치를 설명하기 위한 설명도이고, (a)는, 마찰력 F를, 개폐 장치의 가동 초기의 시점 이후의 기간 중에 있어서의 경과 시간 T를 축으로 하여 배열한 계열 데이터를 설명하는 설명도, (b)는, 계측된 상태량인 마찰력 F를 변환 함수 fcorr을 이용하여, 상태 변수 G로 변환하고, 이 상태 변수 G를, 경과 시간을 축으로 하여 배열한 계열 데이터의 설명도이다.

전류 센서 등의 계측 수단을 이용하여 계측되는 값은, 마찰력이나 동작 시간 등의 상태량이 물리량으로서 보존된다. 이들 물리량은, 개폐 장치의 상태 열화에 따라 변화되지만, 그 열화 경향은, 개폐 장치의 구동 기구의 구조에 따라 다르다. 따라서, 계측된 물리량을 이용하여 직접적으로 열화 경향을 추정한 경우, 정확한 잔여 수명의 추정을 행할 수 없는 경우가 있다.

그래서, 본 발명의 실시의 형태 3에 따른 개폐 장치의 잔여 수명 진단 방법 및 장치는, 구동 기구의 구조로부터 추정되는 물리량의 변화 경향을 함수로서 미리 준비하고, 이 함수로부터, 계측된 개폐 장치(1)의 열화에 관련되는 상태량으로서의 물리량을, 열화 경향을 평가하기 위한 소정의 상태량으로 변환하기 위한 변환 함수 G=fcorr(F)를 작성한다. 그리고, 기록 수단(52)에 기록된 상태량 이력 데이터의 상태량으로서의 물리량을, 이 변환 함수 G를 이용하여 소정 상태량으로 변환하고, 이 변환된 상태량을 이용하여 열화 경향의 추정을 실시하는 것이다.

예컨대, 개폐 장치의 차단 성능을 나타내는 값으로서, 개극시의 접점의 이동 속도, 즉 개극 속도가 있다. 가동 접점의 이동 속도가 저하되면, 차단 성능이 악화되기 때문에, 개극 속도는 개폐 장치의 성능을 나타내는 상태량, 바꾸어 말하면 개폐 장치의 열화에 관련되는 상태량으로 할 수 있다. 이에 비하여, 실제로 개폐 장치(1)의 동작 상태를 계측하여 얻어진 상태량이 마찰력이었다고 한다. 개폐 장치(1)의 개극시의 동작은, 접압 용수철(220) 및 전자 액추에이터(12)의 전자력에 의해 가동 접점(112)을 이동시키기 때문에, 가동 접점(112)의 동작은, 간단하게는 다음 식(1)에 나타내는 운동 방정식으로 나타낼 수 있다.

여기서, FT는 가동 접점(112)에 작용하는 힘이며, 접압 용수철(220)의 용수철 힘, 전자 액추에이터(12)의 전자력, 및 슬라이딩부의 마찰력의 합력이다. a는 가속도, m은 가동 접점(112)을 포함하는 가동 부분의 중량이다.

합력 FT의 성분 중, 시간에 따라 거의 변화하지 않는 용수철 힘과 전자력의 성분을 F0, 시간에 따라 변화되는 마찰력의 성분을 F라고 하면,

가 된다.

개극 속도의 정의는 복수 있지만, 여기서는, 가동 접점(112)이 거리 x1까지 이동하기 위해 요한 시간 T1로부터, x1/T1로서 개극 속도 v를 정의한다. 이때,

이며,

[수학식 1]

이 되어, 개극 속도 v는, 개략적으로는, 마찰력 F의 1/2승에 비례하도록 변화된다. 따라서, 변환 함수 G=fcorr(F)를,

[수학식 2]

로 정의할 수 있다.

그래서, 도 8(a)에 나타내는 경과 시간을 축으로 한 계열 데이터의 마찰력 F를, 식(5)에 나타내는 변환 함수 G를 이용하여, 상태량 G로 변환하고, 이 상태량 G를 경과 시간 T를 축으로 하여 배분하여, 도 8(b)에 나타내는 제 1 계열 데이터를 작성하고, 이 제 1 계열 데이터에 의해, 회귀 직선을 구하여 개폐 장치(1)의 잔여 수명을 추정할 수 있다. 이 예에서는 회귀 곡선은 직선이지만, 일반적으로 회귀 곡선은 다항식으로 표시된다. 이와 같이 변환하는 것에 의해 얻어지는 결과의 상태량 G는 다항식 등의 회귀 곡선에 대한 상관이 높아져, 보다 정밀하게 잔여 수명을 추정할 수 있다.

또한, 예컨대 같은 마찰력이라고 하는 물리량에 대해서도, 경과 시간을 축으로 한 계열 데이터에 대한 변환 함수와, 동작 횟수 또는 누적 동작 시간을 축으로 한 계열 데이터에 대한 변환 함수와, 비동작 시간을 축으로 한 계열 데이터에 대한 변환 함수에서는, 각각 다른 것이 된다. 이것은, 각각의 계열 데이터에 대한 열화 요인의 모델이 다르기 때문이다. 따라서, 변환 함수는, 각각의 계열 데이터마다 준비되고, 이들 변환 함수에 의해서 변환된 소정 상태량 G를, 경과 시간을 축으로 하여 배열한 제 1 계열 데이터와, 동작 횟수를 축으로 한 제 2 계열 데이터와, 비동작 시간을 축으로 한 제 3 계열 데이터를 이용하여, 개폐 장치의 잔여 수명을 추정함으로써, 정확한 진단을 실시하는 것이 가능해진다.

구체적으로는, 도 1에 나타내는 실시의 형태 1의 경우와 같이, 상태 감시 장치(5)는, 전류 센서(41, 42)로부터 출력된 전류 파형 데이터를 받아, 그 전류 파형 데이터에 근거하여, 개폐 장치(1)의 열화 상태에 관련되는 상태량, 즉 개폐 장치(1)의 열화 상태를 규정하는 접점 손모량, 구동시의 마찰력, 구동용 콘덴서(3)의 용량 등의 상태량을 추정한다. 상술한 바와 같이, 전류 센서(41, 42)는, 다른 시점에서 구동 전류를 복수회 계측하기 때문에, 그 복수회의 계측마다의 전류 파형 데이터에 근거하여, 각각의 계측 시점에 대응한 개폐 장치(1)의 열화 상태를 규정하는 상태량을 추정한다. 추정된 상태량은, 기록 수단(52)에 이력 데이터로서 기록된다.

다음으로, 잔여 수명 추정시에, 기록된 이력 데이터를 판독하고, 그 물리량으로서의 상태량을, 상술한 변환 함수 G를 이용하여 소정 상태량 G로 변환한다. 다음으로, 도 6의 단계 S1에 있어서, 경과 시간을 축으로 하여 상태량 G를 배열한 제 1 계열 데이터와, 동작 횟수를 축으로 하여 상태량 G를 배열한 제 2 계열 데이터와, 비동작 시간을 축으로 하여 상태량 G를 배열한 제 3 계열 데이터를 작성한다. 이하, 도 6에 나타내는 흐름도의 단계 S2~S13에 따라, 실시의 형태 1의 경우와 마찬가지로 하여 개폐 장치(1)의 열화의 진행 상황을 진단하고, 그 열화를 초래한 열화 요인 및 개폐 장치(1)의 잔여 수명을 추정한다. 잔여 수명 추정 수단(53)에 의해 추정된 잔여 수명의 값, 및 개폐 장치(1)의 추정된 열화 요인은, 표시 장치(6)에 송신되어 표시되어, 보수 담당자에게 통보된다.

이상과 같이 구성된 실시의 형태 3에 따른 개폐 장치의 잔여 수명 진단 장치에 의하면, 보다 정확하게 개폐 장치의 잔여 수명을 추정할 수 있다.

(실시의 형태 4)

도 9는 본 발명의 실시의 형태 4에 의한 개폐 장치의 잔여 수명 진단 장치를 나타내는 구성도이다. 도 9에 있어서, 3개의 개폐 장치(1)가 동일한 설비인 수배전 설비 내에 배치되어 있다. 각각의 개폐 장치(1)는, 실시의 형태 1에 있어서의 개폐 장치(1)와 같이 구성되어 있다. 또한, 각각의 개폐 장치(1)에는, 구동용 전원(2), 및 각각의 개폐 장치(1)의 동작 특성을 계측하는 계측 수단으로서의 전류 센서(41, 42)가, 실시의 형태 1과 같이 마련되어 있다.

이들 전류 센서(41, 42)는, 계측한 구동 전류의 전류 파형 데이터를 아날로그 신호 또는 디지털 신호로서, 각각의 개폐 장치(1)에 마련된 상태 감시 장치(5a, 5b, 5c)에 각각 입력한다. 각각의 상태 감시 장치(5a, 5b, 5c)는, 전류 센서(41, 42)로부터의 전류 파형 데이터에 근거하여, 실시의 형태 1의 경우와 마찬가지로 하여 각각의 개폐 장치(1)의 열화에 관련되는 상태량을 기록 수단에 기록하고, 또한, 잔여 수명의 추정과 열화의 요인의 추정을 행한다.

또한, 각각의 상태 판정 장치(5a, 5b, 5c)는, 전체 감시 장치(50)에 접속되어 있고, 상태 감시 장치(5a, 5b, 5c)가 유지하고 있는 상태량, 및, 잔여 수명의 추정 결과의 기록은, 필요에 따라 전체 감시 장치(31)에 카피된다.

전체 감시 장치(50)에서는, 상태 감시 장치(5a, 5b, 5c)로부터 카피한 상태량의 기록으로부터, 모든 데이터를 통합한 뒤에, 단독의 개폐 장치에서의 처리와 같이, 경과 시간을 축으로 하여 상태량을 배열한 계열 데이터, 또는, 동작 횟수를 축으로 하여 상태량을 배열한 계열 데이터와, 비동작 시간을 축으로 하여 상태량을 배열한 계열 데이터, 또는, 동작 횟수를 축으로 하여 상태량을 배열한 계열 데이터를 구성하고, 또는, 누적 동작 시간을 축으로 하여 상태량을 배열한 계열 데이터를 구성하고, 상기 각각의 계열 데이터 중 적어도 어느 하나의 계열 데이터에 근거하여, 전체로서의 개폐 장치의 잔여 수명을 추정하는 것이다.

개폐 장치의 잔여 수명의 추정, 및 열화 요인의 추정은, 상술한 실시의 형태 1 내지 3의 경우와 같이 행해진다.

이상 말한 실시의 형태 4에 의한 개폐 장치의 잔여 수명 진단 장치에 의하면, 같은 수배전반 내에 설치되어 있는 복수의 개폐 장치 중에서, 동작 횟수가 다른 개폐 장치에 비하여 적고 이력 데이터가 적은 개폐 장치에 대해서도, 다른 개폐 장치와 같이 잔여 수명을 추정할 수 있다.

(실시의 형태 5)

도 10은 본 발명의 실시의 형태 5에 의한 개폐 장치의 잔여 수명 진단 장치를 나타내는 구성도이다. 실시의 형태 5에서는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 실시의 형태 4에 있어서의 전체 감시 장치(31)를 설치하지 않고, 상태 감시 장치(5a)에 전체 감시 장치의 기능을 갖게 한 구성으로 한 것이다.

개폐 장치의 잔여 수명의 추정, 및 열화 요인의 추정은, 상술한 실시의 형태 1 내지 3의 경우와 같이 행해진다.

실시의 형태 5에 의한 개폐 장치의 잔여 수명 진단 장치에 의하면, 전체 감시 장치(31)를 생략하는 것이 가능해져, 잔여 수명 진단 장치를 저비용으로 구성할 수 있다.

(실시의 형태 6)

도 11은 본 발명의 실시의 형태 6에 의한 개폐 장치의 잔여 수명 진단 장치를 나타내는 구성도이다. 실시의 형태 6에서는, 도 9에 나타내는 실시의 형태 4에 있어서의 각각의 상태 감시 장치(5a, 5b, 5c)를 설치하지 않고, 전체 감시 장치(50)에 의해 각각의 상태 감시 장치(5a, 5b, 5c)의 기능을 갖게 하도록 한 것이다.

개폐 장치의 잔여 수명의 추정, 및 열화 요인의 추정은, 상술한 실시의 형태 1 내지 3의 경우와 같이 행해진다.

실시의 형태 6에 의한 개폐 장치의 잔여 수명 진단 장치에 의하면, 각각의 개폐 장치(1)에 대응한 상태 감시 장치(5a, 5b, 5c)를 생략하는 것이 가능해져, 잔여 수명 진단 장치를 저비용으로 구성할 수 있다.

(실시의 형태 7)

도 9, 도 10, 도 11에 각각 나타내는 실시의 형태 4 내지 6과 같이, 동일한 수배전 설비 내에 복수의 차단기가 배치된 경우에 있어서, 동작 횟수가 많고, 상태량 이력 데이터가 충분히 기록되어 있는 개폐 장치와, 동작 횟수가 적고 상태량 이력 데이터가 적은 개폐 장치, 또는, 장기간 개폐 동작을 행하지 않아, 최근의 상태량 이력 데이터가 없는 개폐 장치가 존재하는 경우가 있다. 이러한 경우, 상태량 이력 데이터가 적은 개폐 장치, 또는 최근의 상태량 이력 데이터가 없는 개폐 장치에 대하여 잔여 수명을 추정하는 것이 곤란하다. 그러나, 동일한 수배전 설비 내의 복수의 개폐 장치에 대하여, 모두 거의 같도록 열화가 진행되고 있다고 생각할 수 있다.

그래서, 본 발명의 실시의 형태 7에 의한 개폐 장치의 잔여 수명 진단 장치는, 동일한 설비 내에 배치된 복수개의 개폐 장치 중 동작 횟수가 가장 많은 개폐 장치의 적어도 어느 하나의 계열 데이터에 근거하여, 다른 개폐 장치의 잔여 수명을 추정하도록 한 것이다. 개폐 장치의 잔여 수명의 추정, 및 열화 요인의 추정은, 상술한 실시의 형태 1 내지 3의 경우와 같이 행해진다.

따라서, 본 발명의 실시의 형태 7에 의한 개폐 장치의 잔여 수명 진단 장치에 의하면, 같은 수배전반 내에 설치되어 있고, 상태량 이력 데이터가 적거나 존재하지 않는 개폐 장치가 있더라도, 모든 개폐 장치의 잔여 수명을 추정할 수 있다.

(실시의 형태 8)

본 발명의 실시의 형태 8에 의한 개폐 장치의 잔여 수명 진단 방법 및 장치는, 상태량 이력 데이터로부터 개폐 장치의 최근의 N회의 동작 횟수의 계측 데이터에 근거하는 데이터만을 추출하고, 그 상태량을 경과 시간을 축으로 하여 배열한 제 1 계열 데이터와, 그 상태량을 동작 횟수를 축으로 하여 배열한 제 2 계열 데이터와, 그 상태량을 비동작 시간을 축으로 하여 배열한 제 3 계열 데이터와, 그 상태량을 누적 동작 시간을 축으로 하여 배열한 제 4 계열 데이터를 작성하고, 이들의 계열 데이터에 근거하여, 실시의 형태 1에 나타낸 도 6의 흐름도에 있어서의 단계 S2~S9, S13과 같은 동작에 의해, 개폐 장치(1)의 잔여 수명을 추정하는 것이다.

실시의 형태 8에 있어서는, 단계 S9에서는 각 계열 데이터로부터 해당하는 열화 경향의 제거는 행하지 않고, 단계 S9로부터 단계 S13으로 이행하여, 추정된 복수의 잔여 수명의 값 중 최소 추정치를 개폐 장치의 잔여 수명으로서 추정한다.

또, 실시의 형태 8에 있어서, 개폐 장치의 최근의 N회분의 동작에 의한 상태량 이력 데이터에 근거하여, 실시의 형태 2의 경우와 같이, 소정의 계측 횟수마다의 상기 상태량의 분산치를 산출하고, 이 분산치를 경과 시간을 축으로 하여 배열한 제 1 계열 데이터와, 개폐 장치의 동작 횟수를 축으로 하여 분산치를 배열한 제 2 계열 데이터와, 개폐 장치의 비동작 시간을 축으로 하여 분산치를 배열한 제 3 계열 데이터와, 개폐 장치의 누적 동작 시간을 축으로 하여 분산치를 배열한 제 4 계열 데이터를 작성하고, 상기 각각의 계열 데이터 중 적어도 하나의 계열 데이터에 근거하여 상기 개폐 장치의 잔여 수명을 추정하도록 하더라도 좋다.

또한, 실시의 형태 8에 있어서, 개폐 장치의 최근의 N회분의 동작에 의한 상태량 이력 데이터에 근거하여, 실시의 형태 3의 경우와 같이, 상태량을 소정의 변환 함수를 이용하여 소정 상태량으로 변환하고, 경과 시간을 축으로 하여 소정 상태량을 배열한 제 1 계열 데이터와, 동작 횟수 또는 누적 동작 시간을 축으로 하여 소정 상태량을 배열한 제 2 계열 데이터와, 비동작 시간을 축으로 하여 소정 상태량을 배열한 제 3 계열 데이터, 또는, 개폐 장치의 누적 동작 시간을 축으로 하여 소정 상태량을 배열한 제 4 계열 데이터를 작성하고, 상기 각각의 계열 데이터 중 적어도 하나의 계열 데이터에 근거하여 상기 개폐 장치의 잔여 수명을 추정하도록 하더라도 좋다.

또한, 실시의 형태 8은, 동일한 설비 내에 복수의 개폐 장치가 설치되어 있는 경우에도, 실시의 형태 4 내지 7과 같이 적용할 수 있다.

본 발명의 실시의 형태 8에 의한 개폐 장치의 잔여 수명 진단 장치에 의하면, 개폐 장치의 가동 초기의 시점으로부터의 경향 분석으로는 열화 경향을 파악하기 어려운 경우라도, 최근의 N회의 동작에 의한 데이터의 분석에 의해 열화 경향으로부터 개폐 장치의 잔여 수명을 추정할 수 있다.

(실시의 형태 9)

실시의 형태 1에서 말한 바와 같이 개폐 장치(1)의 슬라이딩부의 손모는, 개폐 장치(1)의 동작에 따라 진행된다. 따라서, 슬라이딩부의 열화의 요인이 슬라이딩부의 손모에 근거하는 것인 경우에는, 슬라이딩부의 열화의 진행은, 실시의 형태 1에서 말한 개폐 장치(1)의 동작 횟수 외에, 개폐 장치(1)의 동작 시간을 누적한 누적 동작 시간에도 또한 강하게 의존한다. 그리고 그 슬라이딩부의 열화는, 개폐 장치(1)가 가동을 개시한 초기 상태로부터 연속적으로 진행된다.

또한, 개폐 장치(1)의 슬라이딩부의 손상은, 어떠한 원인에 의해 슬라이딩부의 표면에 상처가 생기는 것에 의해 발생하지만, 슬라이딩부의 표면의 상처는, 개폐 장치(1)가 개폐 동작을 반복할 때마다 확대된다. 따라서, 슬라이딩부의 열화의 요인이 슬라이딩부의 손상에 근거하는 것인 경우에는, 상술한 슬라이딩부의 손모의 경우와 같이 개폐 장치(1)의 개폐 동작시의 마찰력이 증대되고, 실시의 형태 1에서 말한 개폐 장치(1)의 동작 횟수 외에, 개폐 장치(1)의 개폐 동작의 동작 시간을 누적한 누적 동작 시간에 따라서도 또한 슬라이딩부의 열화가 진행된다.

도 12는 상태량 이력 데이터에 근거하여, 개폐 장치(1)의 열화에 관련되는 상태량, 즉 열화의 요인인 슬라이딩부의 부식에 의한 마찰력 F를, 다른 4계열의 데이터로서 구성한 경우를 나타내는 그래프이며, (a) 및 (b) 및 (c)는 실시의 형태 1에서 말한 것과 같고, (a)는, 개폐 장치의 열화에 관련되는 상태량으로서의 마찰력 F를, 개폐 장치(1)의 가동 기간 중에 있어서의 경과 시간 T를 축으로 하여 순차적으로 배열한 제 1 계열 데이터의 그래프, (b)는, 마찰력 F를, 개폐 장치의 가동 기간 중에 있어서의 동작 횟수 N을 축으로 하여 순차적으로 배열한 제 2 계열 데이터의 그래프, (c)는, 마찰력 F를, 개폐 장치의 가동 기간 중에 있어서의 비동작 시간 nT를 축으로 하여 순차적으로 배열한 제 3 계열 데이터의 그래프이다. (d)는, 마찰력 F를, 개폐 장치의 가동 기간 중에 있어서의 누적 동작 시간 AT를 축으로 하여 순차적으로 배열한 제 7 계열 데이터의 그래프이다.

본 발명의 실시의 형태 9에 의한 개폐 장치의 잔여 수명 진단 방법 및 장치는, 개폐 장치(1)의 가동 초기의 시점 이후의 기간 중에 있어서의 전체 경과 시간을 축으로 하여 개폐 장치의 열화에 관련되는 상태량을 배열한 제 1 계열 데이터와, 상기 가동 초기의 시점 이후의 기간 중에 있어서의 개폐 장치의 전체 동작 횟수를 축으로 하여 상기 상태량을 배열한 제 2 계열 데이터와, 상기 가동 초기의 시점 이후의 기간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 전체 비동작 시간을 축으로 하여 상기 상태량을 배열한 제 3 계열 데이터와, 상기 가동 초기의 시점 이후의 기간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 전체 누적 동작 시간을 축으로 하여 상기 소정 상태량을 배열한 제 4 계열 데이터를 작성함과 아울러, 상기 개폐 장치의 가동 기간 중에 있어서의 최근의 경과 시간을 축으로 하여 상기 상태량을 배열한 제 5 계열 데이터와, 상기 소정 기간 경과한 시점 이후의 기간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 동작 횟수를 축으로 하여 상기 상태량을 배열한 제 6 계열 데이터와, 상기 소정 기간 경과한 시점 이후의 기간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 비동작 시간을 축으로 하여 상기 상태량을 배열한 제 7 계열 데이터와, 상기 소정 기간 경과한 시점 이후의 기간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 누적 동작 시간을 축으로 하여 상기 소정 상태량을 배열한 제 8 계열 데이터를 작성하고, 그 작성한 계열 데이터에 근거하여 상기 개폐 장치의 잔여 수명을 추정하도록 한 것이다.

본 발명의 실시의 형태 9에 의한 개폐 장치의 잔여 수명 진단 방법 및 장치는, 상기 계열 데이터의 작성과 상기 잔여 수명의 추정을 잔여 수명 추정 수단(53)에 의해 행한다.

다음으로, 본 발명의 실시의 형태 9에 의한 개폐 장치의 잔여 수명 진단 방법 및 장치의 동작을 설명한다. 실시의 형태 1과 같은 부분에 대해서는 설명을 생략한다. 잔여 수명 추정 수단(53)은, 기록 수단(52)에 보존된 상태량 이력 데이터를 정기적으로 판독하고, 그 상태량 이력 데이터에 근거하여, 우선, 개폐 장치(1)의 가동 개시 시점으로부터의 경과 시간 T를 축으로 하여 그 상태량을 순차적으로 배열한 제 1 계열 데이터와, 개폐 장치(1)의 가동 개시 시점으로부터의 동작 횟수 N을 축으로 하여 상태량을 배열한 제 2 계열 데이터와, 개폐 장치(1)의 가동 개시 시점으로부터의 비동작 시간 nT를 축으로 하여 상태량을 배열한 제 3 계열 데이터와, 개폐 장치(1)의 가동 개시 시점으로부터의 개폐 동작 시간을 누적한 누적 동작 시간 AT를 축으로 하여 상태량을 배열한 제 7 계열 데이터를 작성하고, 각각의 계열 데이터 중 적어도 어느 하나의 계열 데이터에 근거하여 개폐 장치(1)의 잔여 수명을 추정한다. 이하의 설명에서는, 상태량으로서 슬라이딩부의 마찰력 F를 이용하여 설명하지만, 그 이외의 상태량이더라도 좋은 것은 물론이다.

도 13은 상태 감시 장치(5)의 잔여 수명 추정 수단(53)에 있어서, 상술한 제 1 내지 제 8 계열 데이터로부터, 개폐 장치(1)의 마찰력의 열화 경향을 판정하고, 개폐 장치(1)의 잔여 수명을 추정하는 동작을 설명하는 흐름도이다.

도 13에 있어서, 우선, 단계 S101에 있어서, 상태 감시 장치(5)의 기억 수단(52)에 보존된 상태량 이력 데이터를 모두 판독하고, 이 판독한 상태량 이력 데이터에 있어서의 상태량으로서의 마찰력 F를, 개폐 장치(1)가 가동을 개시한 시점 이후의 전체 기간 중에 있어서의 전체 경과 시간 T를 축으로 하여 배열한 제 1 계열 데이터를 구성한다. 이 제 1 경과 시간 계열 데이터는, 상술한 도 12에 있어서의 (a)에 표시된 제 1 계열 데이터에 대응한다.

또한, 단계 S101에 있어서, 판독한 상태량 이력 데이터에 있어서의 상태량으로서의 마찰력 F를, 개폐 장치(1)가 가동을 개시한 시점 이후의 전체 기간 중에 있어서의 개폐 장치(1)의 전체 동작 횟수 N을 축으로 하여 배열한 제 2 계열 데이터를 구성한다. 이 제 2 계열 데이터는, 상술한 도 12에 있어서의 (b)에 표시된 제 2 계열 데이터에 대응한다.

또한, 단계 S101에 있어서, 판독한 상태량 이력 데이터에 있어서의 상태량으로서의 마찰력 F를, 개폐 장치(1)가 가동을 개시한 시점 이후의 전체 기간 중에 있어서의 개폐 장치(1)의 전체 비동작 시간 nT를 축으로 하여 배열한 제 3 계열 데이터를 작성한다. 이 제 3 계열 데이터는, 상술한 도 12에 있어서의 (c)에 표시된 제 3 계열 데이터에 대응한다.

또한, 단계 S101에 있어서, 판독한 상태량 이력 데이터에 있어서의 상태량으로서의 마찰력 F를, 개폐 장치(1)가 가동을 개시한 시점 이후의 전체 기간 중에 있어서의 개폐 장치(1)의 전체 누적 동작 시간을 축으로 하여 배열한 제 7 계열 데이터를 작성한다. 이 제 7 계열 데이터는, 상술한 도 12에 있어서의 (d)에 표시된 제 7 계열 데이터에 대응한다.

다음으로, 단계 S102 및 단계 S103 및 단계 S104에 있어서는, 실시의 형태 1의 단계 S2, S3, S4와 각각 같은 판정을 행한다. 단계 S105에 있어서는, 제 7 계열 데이터에, 개폐 장치(1)가 가동을 개시한 초기의 시점의 마찰력 F가, 누적 동작 시간 AT의 증대에 따라 열화되는 경향이 인정되는지 여부를 판정한다. 이 단계 S105에 있어서의 판정은, 도 12(d)에 나타내는 바와 같이, 회귀 직선 RL4가 얻어진 경우에, 그 회귀 직선 RL4의 상관 계수가 소정의 값 이상이며, 또한 회귀 직선 RL4의 경사가 소정의 값 이하(또는, 소정의 값 이상)이면, 마찰력 F에 열화 경향이 인정된다고 판정하고, 그렇지 않은 경우에는, 마찰력 F에 열화 경향이 인정되지 않는다고 판정한다.

다음으로, 단계 S106에서는, 단계 S102, S103, S104, S105에서의 모든 판정 결과에, 마찰력 F에 개폐 장치(1)의 초기 상태로부터의 열화 경향이 인정되지 않았는지 여부를 판정하고, 단계 S102, S103, S104, S105에서의 모든 판정 결과에 있어서, 마찰력 F에 열화 경향이 인정되지 않은 경우(예)에는 단계 S111로 진행하고, 단계 S102, S103, S104, S105에서의 판정 결과의 적어도 하나에, 마찰력 F에 열화 경향이 인정된 경우(아니오)에는 단계 S107로 진행한다.

단계 S107에서는, 단계 S102, S103, S104, S105에 있어서의 판정 결과의 어느 하나에만, 마찰력 F에 열화 경향이 인정되었는지 여부를 판정하고, 어느 하나만의 계열 데이터에 마찰력 F의 열화 경향이 있다고 판정하면(예), 단계 S110으로 진행하고, 2개 이상의 계열 데이터에 열화 경향이 있다고 판정하면(아니오), 단계 S108로 진행한다.

단계 S108은 여기까지의 단계에 있어서 단계 S102, S103, S104에 있어서의 판정 결과 중 2개 이상의 계열 데이터에 마찰력 F의 열화 경향이 인정되었다고 판정된 경우에 통과하는 단계이며, 다음 단계 S109로 진행하도록 구성되어 있다. 단계 S109에서는, 마찰력 F의 열화 경향이 인정된 2개 이상의 계열 데이터 중, 가장 회귀 직선의 상관 계수가 큰 계열 데이터로부터, 개폐 장치(1)의 잔여 수명의 추정치를 산출한다.

이후의 단계 S110, S111, S112, S113, S114는 각각 실시의 형태 1에서 설명한 S9, S10, S11, S12, S13과 같은 처리를 행하기 때문에 여기서는 설명을 생략한다.

(실시의 형태 10)

본 발명의 실시의 형태 10에 의한 개폐 장치의 잔여 수명 진단 방법 및 장치는, 축적한 상태량 이력 데이터에 근거하여, 소정의 계측 횟수마다의 상기 상태량의 분산치를 산출하고, 개폐 장치(1)의 가동 초기의 시점 이후의 기간 중에 있어서의 전체 경과 시간을 축으로 하여 상기 분산치를 배열한 상기 제 1 계열 데이터와, 상기 가동 초기의 시점 이후의 기간 중에 있어서의 개폐 장치의 전체 동작 횟수를 축으로 하여 상기 분산치를 배열한 상기 제 2 계열 데이터와, 상기 가동 초기의 시점 이후의 기간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 전체 비동작 시간을 축으로 하여 상기 분산치를 배열한 상기 제 3 계열 데이터와, 상기 가동 초기의 시점 이후의 기간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 전체 누적 동작 시간을 축으로 하여 상기 분산치를 배열한 제 4 계열 데이터를 작성함과 아울러, 상기 개폐 장치의 가동 기간 중에 있어서의 최근의 경과 시간을 축으로 하여 상기 분산치를 배열한 제 5 계열 데이터와, 상기 소정 기간 경과한 시점 이후의 기간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 동작 횟수를 축으로 하여 상기 분산치를 배열한 제 6 계열 데이터와, 상기 소정 기간 경과한 시점 이후의 기간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 비동작 시간을 축으로 하여 상기 분산치를 배열한 제 7 계열 데이터와, 상기 소정 기간 경과한 시점 이후의 기간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 누적 동작 시간을 축으로 하여 상기 분산치를 배열한 제 8 계열 데이터를 작성하고, 그 작성한 계열 데이터에 근거하여 상기 개폐 장치의 잔여 수명을 추정하도록 한 것이다.

그리고, 실시의 형태 9의 경우와 같이 하여 개폐 장치(1)의 열화의 진행 상황을 진단하고, 그 열화를 초래한 열화 요인 및 개폐 장치(1)의 잔여 수명을 추정한다. 잔여 수명 추정 수단(53)에 의해 추정된 잔여 수명의 값, 및 개폐 장치(1)의 추정된 열화 요인은, 표시 장치(6)에 송신되어 표시되어, 보수 담당자에게 통보된다.

(실시의 형태 11)

본 발명의 실시의 형태 11에 의한 개폐 장치의 잔여 수명 진단 방법 및 장치는, 축적한 상태량 이력 데이터에 있어서의 상기 상태량을 소정의 변환 함수를 이용하여 소정 상태량으로 변환하고, 개폐 장치(1)의 가동 초기의 시점 이후의 기간 중에 있어서의 전체 경과 시간을 축으로 하여 상기 소정 상태량을 배열한 제 1 계열 데이터와, 상기 가동 초기의 시점 이후의 기간 중에 있어서의 개폐 장치의 전체 동작 횟수를 축으로 하여 상기 소정 상태량을 배열한 제 2 계열 데이터와, 상기 가동 초기의 시점 이후의 기간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 전체 비동작 시간을 축으로 하여 상기 소정 상태량을 배열한 제 3 계열 데이터와, 상기 가동 초기의 시점 이후의 기간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 전체 누적 동작 시간을 축으로 하여 상기 소정 상태량을 배열한 제 4 계열 데이터를 작성함과 아울러, 상기 개폐 장치의 가동 기간 중에 있어서의 최근의 경과 시간을 축으로 하여 상기 소정 상태량을 배열한 제 5 계열 데이터와, 상기 소정 기간 경과한 시점 이후의 기간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 동작 횟수를 축으로 하여 상기 소정 상태량을 배열한 제 6 계열 데이터와, 상기 소정 기간 경과한 시점 이후의 기간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 비동작 시간을 축으로 하여 상기 소정 상태량을 배열한 제 7 계열 데이터와, 상기 소정 기간 경과한 시점 이후의 기간 중에 있어서의 상기 개폐 장치의 누적 동작 시간을 축으로 하여 상기 소정 상태량을 배열한 제 8 계열 데이터를 작성하고, 그 작성한 계열 데이터에 근거하여 상기 개폐 장치의 잔여 수명을 추정하도록 한 것이다.

그리고, 실시의 형태 9의 경우와 같이 하여 개폐 장치(1)의 열화의 진행 상황을 진단하고, 그 열화를 초래한 열화 요인 및 개폐 장치(1)의 잔여 수명을 추정한다. 잔여 수명 추정 수단(53)에 의해 추정된 잔여 수명의 값, 및 개폐 장치(1)의 추정된 열화 요인은, 표시 장치(6)에 송신되어 표시되어, 보수 담당자에게 통보된다.

(산업상이용가능성)

본 발명에 따른 개폐 장치의 잔여 수명 진단 장치는, 전자 액추에이터 등의 구동 기구에 의해, 진공 밸브 등의 차단기의 가동 접점을 구동하여 전력 회로의 개폐를 행하는 전력용 개폐 장치 등에 이용할 수 있다.