JPH01320480A - 単心ケーブル遮蔽断線監視装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は単心ケーブルの遮蔽の断線を監視する装置お
よびその方法に関する。

（ロ）従来技術 単心ケーブルはそ、の遮蔽金属体が何等かの理由により
断線すると断線箇所で放電を発生することがあり、電気
破壊事故に直結しやすい。この事故を防止するため従来
第２図および第３図示す監視方法が行われている。

第２図および第３図において、ＩＲ，Ｉｓ、ＩＴは単心
ケーブル３条から成る活線電カケープル線路の各条の遮
蔽をＲ相、Ｓ相、Ｔ相部に示している。通常、単心ケー
ブルｌのの遮蔽はその上流側（電源側）の端部、図でＡ
端において３条−括して接地されている。一方、遮蔽の
下流側（負荷側）の端部、図でＢ端の各条の遮蔽端末は
それぞれ７０−トして使用されている。この理由は大地
から遮蔽への迷走電流の流入や遮蔽間の循環電流の発生
を避けるためである。このような接地方式下で遮蔽断線
を監視するには遮蔽端末が７０−トしているＢ端へ携帯
型測定器としての交流電圧計２、抵抗計３′を持参して
遮蔽端末に発生している交流電圧または遮蔽のループ抵
抗を測定し、異常の有無をみるものである。

交流電圧計２で測定する場合は第２図に示すようにその
一端は大地に接続し、他端子は７０−トしている各条の
遮蔽端末に接続して遮蔽端末に発生している対地交流電
圧を測定し、これを各相ごとに順次接続替えして３回の
測定を行う。また、抵抗計３′で測定を行う場合も第２
図に示すようにその一端子を大地に接続して他端子を７
０−トしている各条の遮蔽端末に接続して遮蔽端末と大
地間のループ抵抗を測定し、順次接続替えして３回の測
定を行う。この場合は測定値は共通の大地帰路抵抗を含
んだものであるが、通常その値は小さくて無視し得るも
のとして処理している。

第３図においてはＢ端において抵抗計３′を用い、大地
に対して無定位に測定する。この場合、遮蔽ＩＲ，Ｉｓ
、ＩＴの抵抗をそれぞれＲｒ、Ｒｓ、ＲｔとするとＲｒ
＋Ｒｓ−ｒ、、Ｒｓ十Ｒｔ＝ｒ、、Ｒｔ＋Ｒｒ−ｒ３の
３通りの直列抵抗の組み合わせを作り、３回のループ抵
抗の測定を行う。

測定結果は次ぎの式により分解して各相ごとの遮蔽抵抗
値を得る。Ｒｒ−−！ｌｌ−ニュ、＋ｆユ・Ｒ５−ｒ　
２−　ｒ　、＋　ｒ　、、Ｒｔ＝ｒ３−ｒ、＋ｒ。

（ハ）この発明が解決しようとする課題前述の従来技術
には次のような課題がある。

（ｉ）測定のための接続が容易でない。Ｂ端の遮蔽端末
では対大地絶縁、対他相絶縁を意図して処理されている
ので、人の接近、測定リード線の接続に障害が多くかつ
手数を必要とする。さらに、各回線のＢ端は相互に離れ
ているのは不便である。

（ｉｉ）感電の危険がある。断線がすでに発生している
とすると高電圧が遮蔽端末に誘起している可能性がある
。この際、遮蔽端末からの引出リードが出ていない場合
、またリードがでていてもその先端がテープ等で絶縁処
理されている場合はリード先端を金属的に露出させ測定
リード線をこれに接続する作業は難しく、感電の危険性
がある。

（山）しばしば測定することは実際上不可能である。上
述の煩雑さのために頻度高く測定を繰り返すことは実際
上不可能となり、結局、不時の電気破壊事故を招く可能
性が大きい。

（ｉｖ）測定誤差が入りゃすい。遮蔽端末に発生する対
地交流電圧は遮蔽断線だけに起因するのではなく、自回
線の導体電流からの電磁誘導電圧、゛並行他ケーブルか
らの電磁誘導電圧、自己静電容量の充電電流による遮蔽
長さ方向の電圧降下等積々の要因による複合電圧である
。特に電磁誘導電圧は起因電流の大きさに比例して変わ
るので一定のものでなく、断線の初期状態があってもそ
の変動にマスクされて分からないことが多い。

上述のほか第２図の大地を帰路とするループ抵抗測定で
は、大地帰路抵抗が零でなくしかも変動性で一定で無い
ことから正確な測定ができない木賃的欠陥がある。第３
図の２条の遮蔽の直列からなるループ抵抗の測定では抵
抗計に侵入してくる交流電圧が大となるので抵抗計３′
の内部のフィルタ回路が強化されてないと誤指示を得る
おそれがある。

この発明は遮蔽断線の早期発見を容易にかつ安全に行う
ことができ、たとえ断線が発生しても電気的破壊事故に
直結する可能性を大幅に減少できる、単心ケーブル遮蔽
断線監視装置及びその方法を提供することである。

（ニ）課題を解決するための手段 この発明の装置は、活線電カケープルの一方の端部の各
条の一括した遮蔽端末と大地との間に接続される高イン
ピーダンスの異常電圧検出報知装置と、　前記活線電カ
ケープルの他°方の端部の各条の遮蔽端末毎に設けられ
、接地位置と測定位置とを有して常時は該接地位置を介
して該遮蔽端末は接地されている遮蔽接地切換スイッチ
と、　前記各遮蔽接地切換スイッチの一括された測定位
置と大地との間に並列接続された静電容量および抵抗計
とを備えて構成される。

また、この発明の方法は単心ケーブルの一方の端部は各
条の遮蔽端末を一括して高インピーダンスの異常電圧検
出装置を通じて常時接地すると共に、　前記単心ケーブ
ルの他方の端部は各条の遮蔽端末毎に設けた遮蔽接地切
換スイッチを通じて常時接地する段階と、　前記異常電
圧検出装置からの報知を得た時または定期的に、前記遮
蔽接地切換スイッチを１条宛に接地位置から測定位置に
切り替えて静電容量を通じての接地とする段階と、前記
切り替えの都度、遮蔽端末と大地間のループ抵抗を測定
して３点の測定値を得、この各測定値から計算により各
条ごとの遮蔽抵抗値を得る段階を含んでいる。

（ホ）作用 この発明は、活線電カケープル線路の一方の端部の各条
は一括して異常電圧検出装置を介して接地するとともに
、他方の端部の各条も常時は各遮断端末スイッチを介し
て接地されているから、前記一方の端部に異常が無い時
に発生する電圧は従来より低く押さえらる。また３相の
遮蔽が全部断線しない限り大地から浮か無いから前記一
方の端部Ｉこ異常電圧は発生し難く、発生しても電気事
故に直結する可能性は少ない。さらに、前記遮蔽接地端
末スイッチを１条宛測定位置に切り替えて静電容量を介
して各条の遮蔽を接地し、抵抗計により遮蔽のループ抵
抗を３回測定しているから、測定中に危険な電圧が発生
すること無く安全にかつ簡単に測定できる。

（ニ）実施例 第１図はこの発明の一実施例を示すもので、単心ケーブ
ル３条から成る活線電カケープル線路の各条の遮蔽ＩＲ
，Ｉｓ、ＩＴの下流側（負荷側）端部、即ちＢ端は各条
の遮蔽端末を一括し、高インピーダンスの異常電圧検出
報知装置４を通じて接地されている。また、遮蔽の上流
側（電源側）端部、即ちＡ端には各条の遮蔽ＩＲ，１５
，ＩＴごとに遮蔽接地切換スイッチ５Ｒ，５Ｓ、５Ｔが
接続されその各ｂ（常閉）接点を経由して接地されてい
る。各条の遮蔽接地切換スイッチのａ（常開）接点は一
括して静電容量６、抵抗計３８よびアレスタ７が並列接
続された一端に接続され、他端の並列接続点は接地され
ている。

前記異常電圧検出装置の高インピーダンス値は少なくと
もＩＭΩ以上必要である。この高インピーダンスは大地
から遮蔽への迷走電流の流入を遮断する目的もあるが、
異常電圧検出装置４自身の交流電圧検出感度を最高にす
る意味が強い。従って、直流抵抗が高いことのほか交流
インピーダンスも高いことが必要で大容量のコンデンサ
を異常電圧検出装置４と並列に挿入することは不可であ
る。ところで異常電圧検出報知装置４に要求される性能
は異常な交流電圧の検出と、この検出を容易に認知させ
る報知機能を併せもつことである。

しかも異常電圧検出装置４は多数の各回線のＢ端ごとに
常時設置するためその価格に制限があり、複雑、精巧で
高価な装置は実用性に欠けて使用し難い。そこで、第１
図に例示されている異常電圧検出装置４は安定抵抗が直
列に接続されたネオンランプという簡単で安価な装置で
ある。このネオンランプの点灯開始電圧はＢ端に通常生
じる誘起電圧より高ければ良い。普通の１００Ｖネオン
ランプの点灯開始電圧数十Ｖはこの条件を満足し、その
点灯光により容易に異常の発生を報知できる。

尚、上述の通常の誘起電圧は第２図に示す交流電圧計２
により遮蔽に異常のない時に測定される自回線の導体電
流からの電磁誘導電圧では無く、それよりはるかに小さ
い。第１図の遮蔽接地回路では自回線の導体室、流から
の電磁誘導電圧は消滅しているので、通常の誘起電圧は
各条の電力ケ−プルの配列が純三角形で無いことから発
生する残留零相電圧と、並行他ケーブルからの電磁誘導
電圧とが複合したもので、その値が５０ｖ以上に達する
ことはまず有り得ない。そこで、ネオンランプが点灯す
れば遮蔽断線に間違いないと判定できる。さらに、Ｂ端
で各条の遮蔽端末を一括しているから例え遮蔽断線が発
生しても電気破壊事故に直結する可能性が従来の接地方
式よりはるかに減少している。

次の表は遮蔽断線の種々な発生様相に対するＢ端に８け
る異常交流電圧発生の有無の予測について従来の接地方
式と本発明の接地方式とで対比したものである。

（表） 上記表は、３相の遮蔽が全部断線しない限り大地から完
全に浮くことが無い本発明一部を構成している接地方式
は、従来の遮蔽接地方式よりはるかに少ない割合でしか
Ｂ端における異常電圧交流の発生は起こらないことを示
している。即ち、遮蔽断線が発生しても断線箇所を挟ん
での発生交流電圧が低いため、断線箇所での放電が発生
し難く、電気破壊事故に直結する可能性は激減する。最
も危険な３相遮蔽ＩＲ，ｉｓ、ＩＴが全部断線する事態
では異常電圧の発生があり検出報告される。

しかし、３相遮蔽の全部断線がたまたま線路中の同一箇
所で起こった場合はＢ端で電圧発生は無く、従って検出
報告しないが、断線箇所における異常電圧の発生も無く
安全である。

第１図の遮蔽接地方式では例え断線が発生しても直ちに
電気破壊事故に結び着く可能性は随分押さえられるが、
皆無ではなく、特に同−相内での複数箇所の遮蔽断線の
場合は危険である。本接地方式は遮蔽断線の発生を押さ
えるのでは無く、遮蔽断線の発生の確率は従来の方式と
変わらない。

そこで本発明の方法はＢ端における異常電圧発生の検出
報知を受けた時速やかに、または検出報知を受けなくて
も定期的に予めＡ端に設置された前記遮蔽接地切換スイ
ッチを１条宛、常時の接地位置から測定位置に切り替え
る。例えば第１図に示すように遮蔽接地切換スイッチ５
Ｒをｂ接点からａ接点に切り替えると、遮蔽ＩＲの端末
電位はａ接点を通じて静電容量６に導かれ、静電容量６
を通じての接地状態になる。この切替時には測定者の安
全確保のためにａ、ｂ接点間の一時的うツブ機構が必要
である。例え、遮蔽ＩＲが断線していても操作中に遮蔽
ＩＲの端末に危険な電圧が誘起することは無く、数十Ｖ
ないし十数Ｖ程度に押さえ込まれるように静電容量６の
値が用いられる。

さらに、抵抗計３により遮蔽のループ抵抗を測定する。

まず、遮蔽接地切換スイッチ５Ｒをａ接点に切り替えた
場合はＲｒ＋（ＲｓとＲｔの並列）”　Ｒｒとなるルー
プ抵抗を測定する。次に遮蔽接地切換スイッチ５Ｒをｂ
接点に戻し、遮断接地切換スイッチ５Ｓをａ接点に切り
替えて、Ｒｓ＋（Ｒ１とＲ「の並列）−Ｒ２となるルー
プ抵抗Ｒ２を測定する。次に、遮蔽接地切換スイッチ５
Ｓをｂ接点に戻し、遮蔽接地切換スイッチ５Ｔをａ接点
に切り替えて、Ｒｓ＋（ＲｔとＲｒの並列）＝Ｒ１とま
るループ抵抗Ｒ１を測定する。遮蔽接地切換スイッチ５
Ｔをｂ接点に戻して測定を終了し、他回線で同様な測定
を行う。この測定において、静電容量６とアレスタ７と
の組み合わせは測定対象の単心ケーブル線路が何回線あ
っても１組で良い。

尚、上述の測定において抵抗計３はその一端を大地に落
として測定しているが、ループ抵抗測定回路中に大地が
入っているのでは無く、大地の電位を一方の電位として
使用しているためである。

上記測定から得たループ抵抗値Ｒ１、Ｒ２、Ｒ１は次の
ように計算により分解して遮蔽抵抗値Ｒｒ。

Ｒｓ、Ｒｔを得る。即ち、 Ｒｓ＝Ｐ４ｒ 尚、上述のループ抵抗の組み合わせにより測定する代わ
りに、例えば遮蔽接地切換スイッチ５Ｒと５５を同時に
測定位置のａ接点に切り替え、遮蔽ＩＲとｉｓの直列ル
ープの抵抗を測定することは、スイッチ操作が２倍要す
ること、安全確保のためには静電容量６とアレスタ７と
の組み合わせが各条部に必要で少なくとも３倍、さらに
単心ケーブル線路がｎ回線あれば３Ｒ倍必要であること
、抵抗計３を無定位で使用せねばならず侵入してくる交
流電圧も高くなること等から得策ではなく採用しない。

また、本発明を実線路で実施する頻度は毎日１回の測定
が望ましい。このため、前述の測定操作、測定値の計算
による分解、その結果から遮蔽抵抗の異常の有無を判断
して警報を発する動作は全部自動化し、人手を要さずに
進行することが望ましく、本発明はこのような自動測定
に適している。

（ト）効果 本発明は、活線型カケープルの一方の端部における各条
の遮蔽端末を一括して異常電圧検出報知装置を介して接
地しているので、遮蔽断線が発生しても大部分は電気破
壊事故へ直結する可能性が大幅に押さえられて線路運転
上の安全度が大きい。

また、３相遮蔽の全部断線という事態発生の場合は異常
電圧報知装置が報知機能を発揮するがこれは簡単な装置
で経済的に設置できるので実用的である。さらに、異常
電圧検出報知装置からの報知を受け、または報知がなく
ても定期的に遮蔽のループ抵抗を測定してどの相の遮蔽
がどの程度異常抵抗値であるか容易に判断できる。さら
に測定操作は簡単かつ安全であり、自動化も容易であり
、単心ケーブル遮蔽断線を早期に発見できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す回路構成図、第２図
は従来の単心ケーブル遮蔽断線監視方法を説明する回路
構成図、第３図は従来の他の監視方法を説明する回路構
成図である。 ＩＲ，ＩＳ、ＩＴ・・・単心電カケープルの遮蔽、３・
・・抵抗計、４・・・異常電圧検出報知装置、５Ｒ。 ５Ｓ、５Ｔ・・・遮蔽接地切換スイッチ、６・・・静電
容量、７・・・アレスタ。 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）単心ケーブル３条から成る活線電力ケーブル線路
   において、 前記活線電力ケーブルの一方の端部の各条の一括した遮
   蔽端末と大地との間に接続される高インピーダンスの異
   常電圧検出報知装置と、 前記活線電力ケーブルの他方の端部の各条の遮蔽端末毎
   に設けられ、接地位置と測定位置とを有して常時は該接
   地位置を介して該遮蔽端末は接地されている遮蔽接地切
   換スイッチと、 前記各遮蔽接地切換スイッチの一括された測定位置と大
   地との間に並列接続された静電容量および抵抗計と、を
   備えて成る単心ケーブルの遮蔽断線監視装置。
2. （２）単心ケーブル３条から成る活線電力ケーブル遮蔽
   の断線を監視する方法であつて、 前記単心ケーブルの一方の端部は各条の遮蔽端末を一括
   して高インピーダンスの異常電圧検出装置を通じて常時
   接地すると共に、前記単心ケーブルの他方の端部は各条
   の遮蔽端末毎に設けた遮蔽接地切換スイッチを通じて常
   時接地する段階と、前記異常電圧検出装置からの報知を
   得た時または定期的に、前記遮蔽接地切換スイッチを１
   条宛接地位置から測定位置に切り替えて静電容量を通じ
   ての接地とする段階と、 前記切り替えの都度、遮蔽端末と大地間のループ抵抗を
   測定して３点の測定値を得、この各測定値から計算によ
   り各条ごとの遮蔽抵抗値を得る段階と、を備えて成る単
   心ケーブル遮蔽断線監視方法。