JP2000338171A - 交流電圧法による活線下ケーブル絶縁劣化診断方法 - Google Patents
交流電圧法による活線下ケーブル絶縁劣化診断方法Info
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Landscapes
- Testing Relating To Insulation (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】測定誤差の入り込む環境下で交流電圧法によ
り、ケーブル絶縁劣化診断を正確に実施できる活線下絶
縁劣化診断方法を提供する。 【解決する手段】一つの系統を単位としてその系統に属
するケーブル群を前記交流電圧法により経時的に測定を
繰返し各ケーブルの測定毎の前記起電流能値を求め、起
電流能値が、測定の都度増加してゆくグループに属する
ケーブルと、測定の都度減少してゆくグループに属する
ケーブルとに分類し、増加してゆくグループに属するケ
ーブルの起電流能値の総和と、減少してゆくグループに
属するケーブルの起電流能値の総和とが実用的に等しい
場合は起電流能値の増加してゆくグループに属するケー
ブルはすべて要注意とし、各ケーブル毎の起電流能値の
増加量によってそのケーブルの絶縁劣化度を診断する。
り、ケーブル絶縁劣化診断を正確に実施できる活線下絶
縁劣化診断方法を提供する。 【解決する手段】一つの系統を単位としてその系統に属
するケーブル群を前記交流電圧法により経時的に測定を
繰返し各ケーブルの測定毎の前記起電流能値を求め、起
電流能値が、測定の都度増加してゆくグループに属する
ケーブルと、測定の都度減少してゆくグループに属する
ケーブルとに分類し、増加してゆくグループに属するケ
ーブルの起電流能値の総和と、減少してゆくグループに
属するケーブルの起電流能値の総和とが実用的に等しい
場合は起電流能値の増加してゆくグループに属するケー
ブルはすべて要注意とし、各ケーブル毎の起電流能値の
増加量によってそのケーブルの絶縁劣化度を診断する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高電圧電力ケーブル
の活線下絶縁劣化診断方法に関する。
の活線下絶縁劣化診断方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高電圧電力ケーブルの活線下絶縁劣化診
断方法の一つとして、高電圧系統に測定用信号電圧印加
のための準備を予め施すことを必要とせず、単に活線下
運転中のケーブルのしゃへい端と大地との間に挿入する
交流インピーダンスを３〜４回変えてその両端に発生す
る交流実効電圧を３〜４回測定した結果から、該ケーブ
ルの劣化度を診断する、交流電圧法という手段がある。
本出願人、発明者により平成６年４月２２日に特願平６
−８５０５９「交流４電圧測定による活線ケーブル絶縁
劣化診断方法および装置」として出願された、電圧測定
を４回行う交流４電圧法について説明する。本方法によ
ると、測定対象ケーブルのしゃへい端と大地との間にそ
の静電容量を異にする第１のコンデンサおよび第２のコ
ンデンサを順次挿入し、それぞれの両端に発生する交流
実効電圧をＥC1、ＥC2として測定し、次いで第３のコン
デンサと並列に、その値を異にする第１の抵抗および第
２の抵抗を順次挿入し、それぞれの両端に発生する交流
実効電圧をＥR1、ＥR2として測定し、かくして得られた
４ヶの電圧値と、既知の第１、第２、第３のコンデンサ
の静電容量値および既知の第１、第２の抵抗値とから、
４元連立方程式をたて次の４つの未知数の解を得る。
断方法の一つとして、高電圧系統に測定用信号電圧印加
のための準備を予め施すことを必要とせず、単に活線下
運転中のケーブルのしゃへい端と大地との間に挿入する
交流インピーダンスを３〜４回変えてその両端に発生す
る交流実効電圧を３〜４回測定した結果から、該ケーブ
ルの劣化度を診断する、交流電圧法という手段がある。
本出願人、発明者により平成６年４月２２日に特願平６
−８５０５９「交流４電圧測定による活線ケーブル絶縁
劣化診断方法および装置」として出願された、電圧測定
を４回行う交流４電圧法について説明する。本方法によ
ると、測定対象ケーブルのしゃへい端と大地との間にそ
の静電容量を異にする第１のコンデンサおよび第２のコ
ンデンサを順次挿入し、それぞれの両端に発生する交流
実効電圧をＥC1、ＥC2として測定し、次いで第３のコン
デンサと並列に、その値を異にする第１の抵抗および第
２の抵抗を順次挿入し、それぞれの両端に発生する交流
実効電圧をＥR1、ＥR2として測定し、かくして得られた
４ヶの電圧値と、既知の第１、第２、第３のコンデンサ
の静電容量値および既知の第１、第２の抵抗値とから、
４元連立方程式をたて次の４つの未知数の解を得る。
【０００３】イ．ケーブルの防食層静電容量 Ｃs ロ．高電圧系統の基本周波数ＦHZにおける起電流能 Ｘ ハ．等価中心雑音周波数の基本周波数に対する倍率 Ｎ ニ．等価中心雑音周波数ＮＦHZにおける起電流能 Ｙ 上記解の内劣化度の指標とするのは、ニの等価中心雑音
周波数における起電流能Ｙの値であって、その値の大小
により、例えば１１ＫＶ ＣＶケーブルでは次のような
判断基準としていた。
周波数における起電流能Ｙの値であって、その値の大小
により、例えば１１ＫＶ ＣＶケーブルでは次のような
判断基準としていた。
【０００４】
【表１】 Ｙ 判断 処置 ３ｍＡ以下 良 使用継続 ３ｍＡ超３０ｍＡ以下 軽注意不良 注意下で使用継続 ３０ｍＡ超３００ｍＡ以下 中注意不良 計画的取替え ３００ｍＡ超 重注意不良 即刻取替え ここで起電流能とは、或る内部起電力、或る内部抵抗を
持つ電気回路の出力端を０インピーダンスで短絡したと
きにそこに流し得る電流のことである。これは内部抵抗
が極めて高い場合、外部接続インピーダンスの如何を問
わず流し得る電流はほぼ一定となる定電流発電機を想定
して用いられる概念で、内部起電力や内部抵抗の絶対値
の決定が難しい場合に適用できる。絶縁劣化したケーブ
ルの絶縁体内には、交流電界によってその絶縁不良の程
度に応じて発生する、広い周波数にまたがる雑音電流起
電流能が存在するものと考え、これに等価中心雑音周波
数という概念を導入して、あたかも単一の周波数の雑音
電流起電流能が存在し、かつその周波数は基本周波数Ｆ
HZのＮ倍と考えたものである。
持つ電気回路の出力端を０インピーダンスで短絡したと
きにそこに流し得る電流のことである。これは内部抵抗
が極めて高い場合、外部接続インピーダンスの如何を問
わず流し得る電流はほぼ一定となる定電流発電機を想定
して用いられる概念で、内部起電力や内部抵抗の絶対値
の決定が難しい場合に適用できる。絶縁劣化したケーブ
ルの絶縁体内には、交流電界によってその絶縁不良の程
度に応じて発生する、広い周波数にまたがる雑音電流起
電流能が存在するものと考え、これに等価中心雑音周波
数という概念を導入して、あたかも単一の周波数の雑音
電流起電流能が存在し、かつその周波数は基本周波数Ｆ
HZのＮ倍と考えたものである。
【０００５】なお交流３電圧法では、しゃへい端と大地
とを接ぐ接地線に直接測定装置を入れず、接地線に電流
変成器を負荷してその２次側に測定装置を入れる。ケー
ブル防食層の静電容量を知る必要が無くなるので、測定
装置入力で取替えるインピーダンスは３ヶでよく、従っ
て測定も３回行えばよい。得られた３ヶの交流電圧値か
ら三元連立方程式をたてて、等価中心雑音周波数ＮＦHZ
における起電流能Ｙを求め、これを劣化判断規準とする
のは交流４電圧法とほとんど同じである。
とを接ぐ接地線に直接測定装置を入れず、接地線に電流
変成器を負荷してその２次側に測定装置を入れる。ケー
ブル防食層の静電容量を知る必要が無くなるので、測定
装置入力で取替えるインピーダンスは３ヶでよく、従っ
て測定も３回行えばよい。得られた３ヶの交流電圧値か
ら三元連立方程式をたてて、等価中心雑音周波数ＮＦHZ
における起電流能Ｙを求め、これを劣化判断規準とする
のは交流４電圧法とほとんど同じである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記の如き交流電圧法
による活線下ケーブル絶縁劣化診断を長期にわたり実地
運用して来た結果、次に示す如き課題が明らかとなっ
た。
による活線下ケーブル絶縁劣化診断を長期にわたり実地
運用して来た結果、次に示す如き課題が明らかとなっ
た。
【０００７】高電圧系統が抵抗接地系であり、かつ大容
量の自家用発電機が並列接続されている場合、経験によ
れば基本周波数の３倍の周波数の大きな値の零相電流が
高電圧系統を環流することがほとんどの場合に発生す
る。この一部が測定対象ケーブルを帰路インピーダンス
として流れるので、交流電圧法の測定値に当然入り込ん
で来る。そして等価中心雑音周波数の基本周波数に対す
る倍率Ｎもまた３に近い値（或る工場での一例で３．４
６〜２．２６）であるので、測定し計算して得られたＹ
値には多大の誤差が入り込む。どの程度の誤差となるか
は、発電機の運転を止めることが出来れば確実に判明す
るが、現実問題としては測定の都度発電機の運転を止め
ることは不可能である。このように明らかに測定誤差の
入り込む環境下でケーブル絶縁劣化診断を交流電圧法で
実施するにはどうすれば良いかということが解決される
べき課題となった。
量の自家用発電機が並列接続されている場合、経験によ
れば基本周波数の３倍の周波数の大きな値の零相電流が
高電圧系統を環流することがほとんどの場合に発生す
る。この一部が測定対象ケーブルを帰路インピーダンス
として流れるので、交流電圧法の測定値に当然入り込ん
で来る。そして等価中心雑音周波数の基本周波数に対す
る倍率Ｎもまた３に近い値（或る工場での一例で３．４
６〜２．２６）であるので、測定し計算して得られたＹ
値には多大の誤差が入り込む。どの程度の誤差となるか
は、発電機の運転を止めることが出来れば確実に判明す
るが、現実問題としては測定の都度発電機の運転を止め
ることは不可能である。このように明らかに測定誤差の
入り込む環境下でケーブル絶縁劣化診断を交流電圧法で
実施するにはどうすれば良いかということが解決される
べき課題となった。
【０００８】この発明は、測定誤差の入り込む環境下で
交流電圧法により、ケーブル絶縁劣化診断を正確に実施
できる活線下絶縁劣化診断方法を提供することである。
交流電圧法により、ケーブル絶縁劣化診断を正確に実施
できる活線下絶縁劣化診断方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明の交流電圧法に
よる活線下絶縁劣化診断方法は、一つの系統を単位とし
てその系統に属するケーブル群を前記交流電圧法により
時間経過を経て測定を繰返し各ケーブルの測定毎の前記
起電流能値を求める段階と、起電流能値が、測定の都度
増加してゆくグループに属するケーブルと、測定の都度
減少してゆくグループに属するケーブルとに分類する段
階と、増加してゆくグループに属するケーブルの起電流
能値の総和と、減少してゆくグループに属するケーブル
の起電流能値の総和とが実用的に等しいか否かを判断す
る段階と、実用的に等しい場合は起電流能値の増加して
ゆくグループに属するケーブルはすべて要注意とし、各
ケーブル毎の起電流能値の増加量によってそのケーブル
の絶縁劣化度を診断する段階と、を含む。
よる活線下絶縁劣化診断方法は、一つの系統を単位とし
てその系統に属するケーブル群を前記交流電圧法により
時間経過を経て測定を繰返し各ケーブルの測定毎の前記
起電流能値を求める段階と、起電流能値が、測定の都度
増加してゆくグループに属するケーブルと、測定の都度
減少してゆくグループに属するケーブルとに分類する段
階と、増加してゆくグループに属するケーブルの起電流
能値の総和と、減少してゆくグループに属するケーブル
の起電流能値の総和とが実用的に等しいか否かを判断す
る段階と、実用的に等しい場合は起電流能値の増加して
ゆくグループに属するケーブルはすべて要注意とし、各
ケーブル毎の起電流能値の増加量によってそのケーブル
の絶縁劣化度を診断する段階と、を含む。
【００１０】また、前記起電流能値が、測定の都度増加
してゆくグループに属するケーブルと、測定の都度減少
してゆくグループに属するケーブルと分類することが不
可能な場合に前記ケーブル群の絶縁劣化は生じていない
と認定する段階と、を含む。
してゆくグループに属するケーブルと、測定の都度減少
してゆくグループに属するケーブルと分類することが不
可能な場合に前記ケーブル群の絶縁劣化は生じていない
と認定する段階と、を含む。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明は次のような知見に基づい
ている。発電機が起電流源となって発生する零相電流の
周波数は経験によれば、第３高調波が主体である。発電
機が存在せず、抵抗接地系でもない非接地系での交流電
圧法実施の経験から得られた等価中心雑音周波数の基本
周波数に対する倍率もまた３に近いところから、この両
者の複合電流には算術和（或は算術減）に近い現象が認
められるのではないかという想定が生じた。その目で測
定データをチェックしている中に或る事業所で想定を裏
付ける次の様な事象の生じていることを発見した。１１
ＫＶ抵抗接地系（発電機並列運転）高電圧系統に連なる
ケーブルの中に小数ながら毎年の起電流能測定値が確実
に上昇してゆくケーブルがあり、その他の大部分のケー
ブルはほとんど全部が僅か宛ではあるが毎年減少してゆ
くことが見つかったのである。この原因を推定すると、
毎年増加してゆくケーブルの起電流能Ｙ値は、実は発電
機からもたらされる第３高調波分のそのケーブルへの分
流分による見掛けの起電流能Ｙ1と、ケーブル自体の絶
縁劣化起因の本来の起電流能Ｙ2との複合であり、起電
流能Ｙ1とＹ2とが異周波数である場合は、Ｙ＝√（Ｙ1 2
＋Ｙ2 2）なるべきところが、ほとんど同一の周波数であ
るためＹ＝Ｙ1＋Ｙ2となっており、かつ起電流能Ｙ1と
Ｙ2とが逆相関係にあって実際はＹ＝Ｙ2−Ｙ1となって
いることが考えられる。そして毎年減少してゆくケーブ
ルの起電流能ｙ値は、発電機からもたらされる第３高調
波分のそのケーブルへの分流分による見掛けの起電流能
ｙ1と、毎年Ｙ値が増加してゆくケーブル群からもたら
される環流の、そのケーブルへの分流分によるこれも見
掛けの起電流能ｙ2との複合であり、ｙ＝ｙ1−ｙ2とな
っているものと考える。ここに、毎年増加してゆく本来
の起電流能Ｙ2があり、見掛けの起電流能Ｙ1は一定であ
るとすると、長期間で見てＹ2＞Ｙ1であればＹは毎年増
加して行くことが説明できよう。本来の起電流能Ｙ2に
比例する見掛けのｙ2も又毎年増加するがｙ1は一定であ
り、かつ長期間で見てｙl＞ｙ2であればｙは毎年減少し
ていって当然である。
ている。発電機が起電流源となって発生する零相電流の
周波数は経験によれば、第３高調波が主体である。発電
機が存在せず、抵抗接地系でもない非接地系での交流電
圧法実施の経験から得られた等価中心雑音周波数の基本
周波数に対する倍率もまた３に近いところから、この両
者の複合電流には算術和（或は算術減）に近い現象が認
められるのではないかという想定が生じた。その目で測
定データをチェックしている中に或る事業所で想定を裏
付ける次の様な事象の生じていることを発見した。１１
ＫＶ抵抗接地系（発電機並列運転）高電圧系統に連なる
ケーブルの中に小数ながら毎年の起電流能測定値が確実
に上昇してゆくケーブルがあり、その他の大部分のケー
ブルはほとんど全部が僅か宛ではあるが毎年減少してゆ
くことが見つかったのである。この原因を推定すると、
毎年増加してゆくケーブルの起電流能Ｙ値は、実は発電
機からもたらされる第３高調波分のそのケーブルへの分
流分による見掛けの起電流能Ｙ1と、ケーブル自体の絶
縁劣化起因の本来の起電流能Ｙ2との複合であり、起電
流能Ｙ1とＹ2とが異周波数である場合は、Ｙ＝√（Ｙ1 2
＋Ｙ2 2）なるべきところが、ほとんど同一の周波数であ
るためＹ＝Ｙ1＋Ｙ2となっており、かつ起電流能Ｙ1と
Ｙ2とが逆相関係にあって実際はＹ＝Ｙ2−Ｙ1となって
いることが考えられる。そして毎年減少してゆくケーブ
ルの起電流能ｙ値は、発電機からもたらされる第３高調
波分のそのケーブルへの分流分による見掛けの起電流能
ｙ1と、毎年Ｙ値が増加してゆくケーブル群からもたら
される環流の、そのケーブルへの分流分によるこれも見
掛けの起電流能ｙ2との複合であり、ｙ＝ｙ1−ｙ2とな
っているものと考える。ここに、毎年増加してゆく本来
の起電流能Ｙ2があり、見掛けの起電流能Ｙ1は一定であ
るとすると、長期間で見てＹ2＞Ｙ1であればＹは毎年増
加して行くことが説明できよう。本来の起電流能Ｙ2に
比例する見掛けのｙ2も又毎年増加するがｙ1は一定であ
り、かつ長期間で見てｙl＞ｙ2であればｙは毎年減少し
ていって当然である。
【００１２】図１は上記説明を系統の零相等価回路図で
さらに敷桁して示したものである。１は発電機起因の第
３高調波零相電流の起電流能を示し、各ケーブルの見掛
けの起電流能Ｙ1＋ｙ1＋・・・の根源である。ここで零
相電流は単相の電流と考えてよい。２は発電機の中性点
接地抵抗、３は系統の中性点接地抵抗（ＮＧＲ）であ
る。ＮＧＲ３の両端の電圧降下がこの系統の第３高調波
零相電圧である。実はＮＧＲ３には絶縁不良ケーブル群
の起電流能起因の環流電流も流れるのであるが、絶対量
は起電流能１による方が大きい。起電流能１による外部
流出電流は中性点接地抵抗２によって先ず最大値をおさ
えられ、次いでＮＧＲ３に流れる。そしてその残余は
４、５を含む各ケーブル肢に流れる。４は絶縁良好のケ
ーブル群の総和としての見掛けの起電流能を代表するも
ので、見掛けというのは本来それ自体に起電流能は存在
しないのであるが、他の起電流能１や５起因の電流の帰
還通路となり電流が実際に流れるので、あたかもそこに
起電流能が存在するかのように考えたものである。その
大きさは、上記説明の各ケーブル毎のｙ＝ｙl−ｙ2の総
和である。５は測定中の絶縁不良ケーブル群の総和とし
ての起電流能を示すもので、その内容は各ケーブル毎の
Ｙ＝Ｙ2−Ｙ1の総和である。６は交流電圧法測定装置を
示し、３〜４種の接地インピーダンスが交互に挿入さ
れ、その両端の電圧降下実効値を測定してＹ値を算出す
る。
さらに敷桁して示したものである。１は発電機起因の第
３高調波零相電流の起電流能を示し、各ケーブルの見掛
けの起電流能Ｙ1＋ｙ1＋・・・の根源である。ここで零
相電流は単相の電流と考えてよい。２は発電機の中性点
接地抵抗、３は系統の中性点接地抵抗（ＮＧＲ）であ
る。ＮＧＲ３の両端の電圧降下がこの系統の第３高調波
零相電圧である。実はＮＧＲ３には絶縁不良ケーブル群
の起電流能起因の環流電流も流れるのであるが、絶対量
は起電流能１による方が大きい。起電流能１による外部
流出電流は中性点接地抵抗２によって先ず最大値をおさ
えられ、次いでＮＧＲ３に流れる。そしてその残余は
４、５を含む各ケーブル肢に流れる。４は絶縁良好のケ
ーブル群の総和としての見掛けの起電流能を代表するも
ので、見掛けというのは本来それ自体に起電流能は存在
しないのであるが、他の起電流能１や５起因の電流の帰
還通路となり電流が実際に流れるので、あたかもそこに
起電流能が存在するかのように考えたものである。その
大きさは、上記説明の各ケーブル毎のｙ＝ｙl−ｙ2の総
和である。５は測定中の絶縁不良ケーブル群の総和とし
ての起電流能を示すもので、その内容は各ケーブル毎の
Ｙ＝Ｙ2−Ｙ1の総和である。６は交流電圧法測定装置を
示し、３〜４種の接地インピーダンスが交互に挿入さ
れ、その両端の電圧降下実効値を測定してＹ値を算出す
る。
【００１３】図１に示した矢印を伴なう実線は１を起因
とする電力潮流を示し、矢印を伴なう破線は、起電流能
５を起因とする電力潮流を示す。ここで電流といわずに
電力潮流と称したのは、瞬間瞬間に流れる方向の異なる
交流電流を単なる矢印で示すことが実態にそぐわないた
めで、電力潮流と称する方が矢印で示すのにふさわしい
からである。見掛けの起電流能４を含む肢及びＮＧＲ３
を含む肢には電力潮流の異なる二つの電流が流れ、この
二つの電流が相互に逆相関係にある。即ち一方が時間と
共にプラス方向に増加してゆく時は他方は大きさこそ異
なるが１８０°位相を異にしてマイナス方向に増加して
ゆくことを理解されたい。ただし起電流能５を含む肢で
は二つの電力潮流の方向こそ同方向に重なるが、決して
電流が同相で重なるわけではなく、相互に逆相関係にあ
ることは他肢の場合と同様である。
とする電力潮流を示し、矢印を伴なう破線は、起電流能
５を起因とする電力潮流を示す。ここで電流といわずに
電力潮流と称したのは、瞬間瞬間に流れる方向の異なる
交流電流を単なる矢印で示すことが実態にそぐわないた
めで、電力潮流と称する方が矢印で示すのにふさわしい
からである。見掛けの起電流能４を含む肢及びＮＧＲ３
を含む肢には電力潮流の異なる二つの電流が流れ、この
二つの電流が相互に逆相関係にある。即ち一方が時間と
共にプラス方向に増加してゆく時は他方は大きさこそ異
なるが１８０°位相を異にしてマイナス方向に増加して
ゆくことを理解されたい。ただし起電流能５を含む肢で
は二つの電力潮流の方向こそ同方向に重なるが、決して
電流が同相で重なるわけではなく、相互に逆相関係にあ
ることは他肢の場合と同様である。
【００１４】なお本図では基本周波数零相電圧起因の起
電流能ｘに関係する要素の図示は省略した。ｘは測定に
より各ケーブル毎の値を知ることはできるが、劣化診断
の指標としては使用していないのと、説明が複雑になる
ことからわざと省略したものである。表２に、発見され
た事象をＹ値測定データ実例で示す。（測定年月は実歴
ではなく、経過年月を示す）
電流能ｘに関係する要素の図示は省略した。ｘは測定に
より各ケーブル毎の値を知ることはできるが、劣化診断
の指標としては使用していないのと、説明が複雑になる
ことからわざと省略したものである。表２に、発見され
た事象をＹ値測定データ実例で示す。（測定年月は実歴
ではなく、経過年月を示す）
【００１５】
【表２】
【００１６】表２によると年年Ｙ値が増加してゆくグル
ープに属するケーブルは、回線Ｎｏ．８、Ｎｏ．１０
と、強いてあげてＮｏ．６の３条である。そのＹ値総和
は＋５６．ｌｍＡに達する。一方その他のケーブルはす
べて年年Ｙ値が減少してゆくグループに属する。そのＹ
値の総和は−２５．４ｍＡである。プラスとマイナス量
が合致しないように見えるが、表２以外に測定されてい
ないケーブルも多数あること、中性点接地抵抗ＮＧＲへ
環流している分が大きいであろうことを想定すると、本
例の場合は測定の都度起電流が増加してゆくグループ
と、減少してゆくグループとを明確に区別し得たうえ
に、増加してゆくグループの起電流能の総和と、減少し
てゆくグループの起電流能の総和とが実用的に等しいと
判断された貴重な実例となる。ここで従来技術によりＹ
値を判定すると、大半のケーブルが軽注意以上の不良と
診断されることにも注目を要する。
ープに属するケーブルは、回線Ｎｏ．８、Ｎｏ．１０
と、強いてあげてＮｏ．６の３条である。そのＹ値総和
は＋５６．ｌｍＡに達する。一方その他のケーブルはす
べて年年Ｙ値が減少してゆくグループに属する。そのＹ
値の総和は−２５．４ｍＡである。プラスとマイナス量
が合致しないように見えるが、表２以外に測定されてい
ないケーブルも多数あること、中性点接地抵抗ＮＧＲへ
環流している分が大きいであろうことを想定すると、本
例の場合は測定の都度起電流が増加してゆくグループ
と、減少してゆくグループとを明確に区別し得たうえ
に、増加してゆくグループの起電流能の総和と、減少し
てゆくグループの起電流能の総和とが実用的に等しいと
判断された貴重な実例となる。ここで従来技術によりＹ
値を判定すると、大半のケーブルが軽注意以上の不良と
診断されることにも注目を要する。
【００１７】そしてさらに決定的な事実がこのうえに加
わった。回線Ｎｏ．１０のケーブルが、経過年月３年３
月の時点で水トリー発生による絶縁破壊事故を起したの
である。事故の直前のＹ値測定データが無いのは残念な
ことであるが、事故の少くとも８ヶ月前に本ケーブルの
絶縁劣化が多大であることを明確に予測し得ていたこと
が明らかとなった。回線Ｎｏ．８は破壊事故は起さなか
ったがＮｏ．ｌ０の破壊のあと直ちに使用は中止され
た。
わった。回線Ｎｏ．１０のケーブルが、経過年月３年３
月の時点で水トリー発生による絶縁破壊事故を起したの
である。事故の直前のＹ値測定データが無いのは残念な
ことであるが、事故の少くとも８ヶ月前に本ケーブルの
絶縁劣化が多大であることを明確に予測し得ていたこと
が明らかとなった。回線Ｎｏ．８は破壊事故は起さなか
ったがＮｏ．ｌ０の破壊のあと直ちに使用は中止され
た。
【００１８】かくして予測していた想定は正しいことが
証明された。即ち発電機からもたらされる第３高調波電
流と、絶縁劣化ケーブル内部で発生する起電流能にもと
づく電流とは、周波数がほとんど等しく、かつ逆相関係
にあるということである。
証明された。即ち発電機からもたらされる第３高調波電
流と、絶縁劣化ケーブル内部で発生する起電流能にもと
づく電流とは、周波数がほとんど等しく、かつ逆相関係
にあるということである。
【００１９】測定の都度Ｙ値が増加してゆくケーブルグ
ループが出現すれば、そのＹ値の総増加量に実用的に見
合ってＹ値総量が低下する他のケーブルグループが出現
することもまた明らかとなった。このような現象が観測
されない高圧系統は、絶縁劣化を心配しなければならな
い程のケーブルが存在しないのだと考えれば良い。
ループが出現すれば、そのＹ値の総増加量に実用的に見
合ってＹ値総量が低下する他のケーブルグループが出現
することもまた明らかとなった。このような現象が観測
されない高圧系統は、絶縁劣化を心配しなければならな
い程のケーブルが存在しないのだと考えれば良い。
【００２０】以上の事実をふまえて、課題を解決するた
めに採るべき改良手段は次の如くである。一つの系統を
単位として、その系統に属するケーブル群の交流電圧測
定による絶縁劣化診断のための観測をつづけた結果、基
本周波数のＮ倍の等価中心雑音周波数における起電流能
の値が、測定の都度増加してゆくグループと、測定の都
度減少してゆくグループとが存在することが明らかとな
り、かつ増加してゆくグループの起電流能値の総和と、
減少してゆくグループの起電流値の総和とが実用的に等
しいと判断された場合、起電流能値の増加してゆくグル
ープに属するケーブルはすべて要注意とし、各ケーブル
毎の起電流能値の増加量によってそのケーブルの絶縁劣
化度を診断するものとする。
めに採るべき改良手段は次の如くである。一つの系統を
単位として、その系統に属するケーブル群の交流電圧測
定による絶縁劣化診断のための観測をつづけた結果、基
本周波数のＮ倍の等価中心雑音周波数における起電流能
の値が、測定の都度増加してゆくグループと、測定の都
度減少してゆくグループとが存在することが明らかとな
り、かつ増加してゆくグループの起電流能値の総和と、
減少してゆくグループの起電流値の総和とが実用的に等
しいと判断された場合、起電流能値の増加してゆくグル
ープに属するケーブルはすべて要注意とし、各ケーブル
毎の起電流能値の増加量によってそのケーブルの絶縁劣
化度を診断するものとする。
【００２１】ここで増加してゆくグループの起電流能値
の総和と、減少してゆくグループの起電流能値の総和と
が実用的に等しいと判断する規準は、観測下にあるケー
ブルの総量と、観測下にない周辺のケーブルの総量（具
体的には三相分合計絶縁体静電容量の大きさで考える）
の比較、系統内全ケーブルの静電容量によるインピーダ
ンスと、中性点接地抵抗ＮＧＲの抵抗値との比較等を勘
案して、その場、その都度判断すればよい。抵抗接地系
ではＮＧＲの抵抗を系統の静電容量によるインピーダン
スと同等か、それよりも低く設定しているのが通常であ
るから、表２にあげた実例ではＮＧＲを通じて環流して
いる電流が充分あることが承知できるので、両起電流能
値は実用的に等しいと判断できる。より実際的にはＮＧ
Ｒ肢を流れる電流を実測してその電流中の第三高調波分
の長期観測をつづけるなれば、簡単で頻度高く実施でき
る高圧系統全体の劣化監視の一手段ともなり、かつ上記
判断にあたりさらに有力な情報を提供することが期待さ
れる。
の総和と、減少してゆくグループの起電流能値の総和と
が実用的に等しいと判断する規準は、観測下にあるケー
ブルの総量と、観測下にない周辺のケーブルの総量（具
体的には三相分合計絶縁体静電容量の大きさで考える）
の比較、系統内全ケーブルの静電容量によるインピーダ
ンスと、中性点接地抵抗ＮＧＲの抵抗値との比較等を勘
案して、その場、その都度判断すればよい。抵抗接地系
ではＮＧＲの抵抗を系統の静電容量によるインピーダン
スと同等か、それよりも低く設定しているのが通常であ
るから、表２にあげた実例ではＮＧＲを通じて環流して
いる電流が充分あることが承知できるので、両起電流能
値は実用的に等しいと判断できる。より実際的にはＮＧ
Ｒ肢を流れる電流を実測してその電流中の第三高調波分
の長期観測をつづけるなれば、簡単で頻度高く実施でき
る高圧系統全体の劣化監視の一手段ともなり、かつ上記
判断にあたりさらに有力な情報を提供することが期待さ
れる。
【００２２】次に各ケーブル毎の起電流能値の増加量に
よってそのケーブルの絶縁劣化度を診断するに際しての
指標は、従来から採用しているＹ値の大小による判断規
準〔表１〕を採用すればよい。〔表２〕に示した実例に
これを適用すると、回線Ｎｏ．１０は中注意不良とな
り、計画的取替えを要すべきケーブルであったことにな
り、その計画的取替えに要する時間的余裕は充分にあっ
たことが判る。
よってそのケーブルの絶縁劣化度を診断するに際しての
指標は、従来から採用しているＹ値の大小による判断規
準〔表１〕を採用すればよい。〔表２〕に示した実例に
これを適用すると、回線Ｎｏ．１０は中注意不良とな
り、計画的取替えを要すべきケーブルであったことにな
り、その計画的取替えに要する時間的余裕は充分にあっ
たことが判る。
【００２３】
【発明の効果】本発明の交流電圧法による活線下ケーブ
ル絶縁劣化診断方法によれば、抵抗接地方式で、かつ運
転をとめられない発電機が並列運転されている高電圧系
統において、ほとんどの場合に発生する発電機起因の第
三高調波零相電流が測定対象ケーブルに侵入して来る結
果として、絶縁良好の筈のケーブルを絶縁不良と誤診断
するといったことが無くなり、的確に絶縁不良ケーブル
のグループと絶縁良好ケーブルのグループとを分類で
き、絶縁不良ケーブルのグループの中では各ケーブルの
劣化の度合いを正確に示すことができる。
ル絶縁劣化診断方法によれば、抵抗接地方式で、かつ運
転をとめられない発電機が並列運転されている高電圧系
統において、ほとんどの場合に発生する発電機起因の第
三高調波零相電流が測定対象ケーブルに侵入して来る結
果として、絶縁良好の筈のケーブルを絶縁不良と誤診断
するといったことが無くなり、的確に絶縁不良ケーブル
のグループと絶縁良好ケーブルのグループとを分類で
き、絶縁不良ケーブルのグループの中では各ケーブルの
劣化の度合いを正確に示すことができる。
【００２４】工場、事業所構内で抵抗接地系方式と共に
大容量の自家用発電機を施設しているのは、１１ＫＶ，
２２ＫＶクラスの特別高圧を配電電圧として使用してい
る大口の電力需要家で、発電機の運転をケーブルの劣化
診断実施のためにしばしば止めることは実際問題として
不可能であるから、そのような状況下で重要な１１Ｋ
Ｖ，２２ＫＶクラスの構内配電ケーブルの活線下絶縁劣
化診断を誤差少なく実施できる本発明の効果は大なるも
のが有る。そして従来の技術による測定装置はそのまま
使用でき、測定方法、Ｙ値を求める計算方法も同じであ
るから、交流電圧法の利点（高圧系統に測定用信号電圧
印加のための準備を予め施することを必要とせず、手軽
に低コストで実施できる）は何等傷付けられない。
大容量の自家用発電機を施設しているのは、１１ＫＶ，
２２ＫＶクラスの特別高圧を配電電圧として使用してい
る大口の電力需要家で、発電機の運転をケーブルの劣化
診断実施のためにしばしば止めることは実際問題として
不可能であるから、そのような状況下で重要な１１Ｋ
Ｖ，２２ＫＶクラスの構内配電ケーブルの活線下絶縁劣
化診断を誤差少なく実施できる本発明の効果は大なるも
のが有る。そして従来の技術による測定装置はそのまま
使用でき、測定方法、Ｙ値を求める計算方法も同じであ
るから、交流電圧法の利点（高圧系統に測定用信号電圧
印加のための準備を予め施することを必要とせず、手軽
に低コストで実施できる）は何等傷付けられない。
【図１】本発明の交流電圧法による活線下ケーブル絶縁
劣化診断方法の原理を説明する活線下ケーブルの零相等
価回路図である。
劣化診断方法の原理を説明する活線下ケーブルの零相等
価回路図である。
１ 発電機起因の第３高調波零相電流の起電流能 ２ 発電機の中性点接地抵抗 ３ 系統の中性点接地抵抗（ＮＧＲ） ４ 絶縁良好のケーブル群の総和としての見掛け
の起電流能 ５ 測定中の絶縁不良ケーブル群の総和としての
起電流能 ６ 交流電圧法測定装置
の起電流能 ５ 測定中の絶縁不良ケーブル群の総和としての
起電流能 ６ 交流電圧法測定装置
Claims (3)
- 【請求項１】 活線下のケーブルの遮蔽と大地間に挿入
する交流インピーダンスを変えて該交流インピーダンス
の両端に発生する交流実効値を測定した結果から得られ
た基本周波数のＮ倍の等価中心雑音周波数における起電
流能値から前記ケーブルの劣化度を診断する交流電圧法
による活線下ケーブル絶縁劣化診断方法において、 一つの系統を単位としてその系統に属するケーブル群を
前記交流電圧法により経時的に測定を繰返し各ケーブル
の測定毎の前記起電流能値を求める段階と、 前記起電流能値が、測定の都度増加してゆくグループに
属するケーブルと、測定の都度減少してゆくグループに
属するケーブルとに分類する段階と、 増加してゆくグループに属するケーブルの起電流能値の
総和と、減少してゆくグループに属するケーブルの起電
流能値の総和とが実用的に等しいか否かを判断する段階
と、 実用的に等しい場合は前記起電流能値の増加してゆくグ
ループに属するケーブルはすべて要注意とし、各ケーブ
ル毎の起電流能値の増加量によってそのケーブルの絶縁
劣化度を診断する段階と、を含むこと特徴とする交流電
圧法による活線下ケーブル絶縁劣化診断方法。 - 【請求項２】前記判断する段階は、前記一つの系統に属
するケーブルの三相分絶縁体静電容量と前記一つの系統
に属さない該系統周辺のケーブルの三相分絶縁体静電容
量との比較、前記一つの系統に属するケーブルの静電容
量によるインピーダンスと中性点接地抵抗の抵抗値との
比較に基づく、ことを特徴とする請求項１に記載の活線
下ケーブル絶縁劣化診断方法。 - 【請求項３】 活線下のケーブルの遮蔽と大地間に挿入
する交流インピーダンスを変えて該交流インピーダンス
の両端に発生する交流実効値を測定した結果から得られ
た基本周波数のＮ倍の等価中心雑音周波数における起電
流能値から前記ケーブルの劣化度を診断する交流電圧法
による活線下ケーブル絶縁劣化診断方法において、 一つの系統を単位としてその系統に属するケーブル群を
前記交流電圧法により経時的に測定を繰返し各ケーブル
の測定毎の前記起電流能値を求める段階と、 前記起電流能値が、測定の都度増加してゆくグループに
属するケーブルと、測定の都度減少してゆくグループに
属するケーブルと分類することが不可能な場合に前記ケ
ーブル群の絶縁劣化は生じていないと認定する段階と、
を含むこと特徴とする交流電圧法による活線下ケーブル
絶縁劣化診断方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11145082A JP2000338171A (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 交流電圧法による活線下ケーブル絶縁劣化診断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11145082A JP2000338171A (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 交流電圧法による活線下ケーブル絶縁劣化診断方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000338171A true JP2000338171A (ja) | 2000-12-08 |
Family
ID=15376975
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11145082A Pending JP2000338171A (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 交流電圧法による活線下ケーブル絶縁劣化診断方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000338171A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113504487A (zh) * | 2021-06-02 | 2021-10-15 | 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 | 一种高压电缆交叉互联接地系统连接状态检测方法及其检测装置 |
| CN114113937A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-03-01 | 天津大学 | 一种机械应力下聚合物材料绝缘劣化实验方法 |
-
1999
- 1999-05-25 JP JP11145082A patent/JP2000338171A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113504487A (zh) * | 2021-06-02 | 2021-10-15 | 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 | 一种高压电缆交叉互联接地系统连接状态检测方法及其检测装置 |
| CN113504487B (zh) * | 2021-06-02 | 2024-04-05 | 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 | 一种高压电缆交叉互联接地系统连接状态检测方法及其检测装置 |
| CN114113937A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-03-01 | 天津大学 | 一种机械应力下聚合物材料绝缘劣化实验方法 |
| CN114113937B (zh) * | 2021-11-19 | 2024-03-08 | 天津大学 | 一种机械应力下聚合物材料绝缘劣化实验方法 |
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