JPH02122284A - ケーブル劣化診断装置 - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明はケーブルの絶縁劣化を測定し診断する装置に関
し、特に工場等に於ける送電ケーブル等の絶縁劣化をオ
ンライン状態で常時監視して診断する装置に関する。

［従来の技術］ 従来、送電ケーブル等の絶縁劣化を診断する方法におい
ては、劣化に伴う漏洩電流が容量性でなく抵抗性である
ことから、各ケーブルを切り離して高圧の直流電圧を印
加して測定する直流漏洩法、同様に交流を印加する交流
試験法、誘電正接試験法、コロナ試験法が一般に採用さ
れている。

これらは、各ケーブルを切り離して測定診断を行うため
、関連する機器の動作を停止して行わなけれはならない
ので、動作状態での測定ができず不正確でありかつ常時
監視することができなかっ／二。

しかしなから、ケーブルの使用環境が劣悪な場所、例え
は加熱炉の近傍等においてはケーブルの劣化か極めて短
時間の内に進んでしまうことが多く、劣化の程度を常時
診断する必要があり、上記汎用されているオフライン状
態での診断方法及びその装置では、ケーブル劣化の診断
を十分に行うことができなかっｌ二。

また近年、オンラインでケーブルの絶縁劣化を直流法に
より診断する装置が開発されているが、これに使用する
装置は高価でありかっこれによる診断方法が複雑であっ
た。

これにかんかみ本出願人は、接地線にコイルを巻回して
そこに生じるコロナ放電を検出し、電源からケーブルを
切断することなくオンライン状態で測定診断かできるよ
うにした「電源系統の異常検出判別装置」（特開昭５８
−２１１７３号公報）、及び基準ケーブルを被測定ケー
ブルの電源側に接続し、基準ケーブルのアースとアース
間に流れる電流と、被測定ケーブルのシースとアース間
に流れる電流の位相とを比較して誘導正接ｔａｎＪを求
める事により、オンライン状態で測定診断かできるよう
にした「ケーブル劣化測定方法」　（特開昭６２−３９
７７７号公報）を既に提案した。

［発明が解決しようとする課題］ 本出願人が提案した上記の電源系統の異常検出判別装置
は、複数の送電ケーブルが敷設されている場合や工場内
の機器間に敷設されたケーブル等の外部ノイズが多い場
所において異常を検出しようとすると、ノイズを拾って
誤動作をしてしまうという問題点があり、また、上記ケ
ーブル劣化測定方法においては、経時的な絶縁劣化には
（ｔａｎδの測定が有効であるため）有効であるが、局
部的なスパーク等を伴う損傷等による急激な劣化に対し
ては発生時点及び発生部分の検出が難しく、ケーブルが
完全に劣化した後に検出するという事態が生じてしまい
、突発的な事故防止には不適当であった。

本発明は上記従来例の問題点を解決して、比較的簡易な
かつ安価な装置を用いてケーブルの劣化をオンライン状
態で常時測定監視でき、しがもノイスか発生し易い場所
やケーブルの電流変動が激しい場合においても高精度で
検出できるようにするためのケーブル劣化診断装置を提
供する事を目的としている。

［課題を解決するための手段１ 上記目的を達成するために、本発明のケーブル劣化診断
装置においては、オンライン状態の測定対象ケーブルに
おいて、該ケーブルのシースとデス間に流れる電流を検
出して、この電流の絶対値の判定、コロナ放電の絶対値
の判定及び上記電流と基準電圧との位相比較をすること
により、更には必要に応じて同種のケーブルとの種種の
比較をすることにより、総合的に劣化の程度を判定でき
るようにしたものである。

［実施例〕 実施例について図面を参照して説明する。

第１図は、一般的なケーブルの構造を示しているもので
、ケーブルは内側から導体１、絶縁物２、シース３、外
被４の順番で４層構造に構成されている。

第２図は、本発明による診断装置を用いたケーブルの監
視、診断状態を示している概略図であり、監視対象ケー
ブルは電源端子５に接続されており、そのシースは接地
線７によりアース８に接続されている。検出部９はシー
スとアース間に接続されて各種の信号を検出して絶縁判
定部ＩＯに出力する。絶縁判定部１０は入力された信号
を判断し絶縁劣化の良否の判定及び表示を行う。

第３図は、第２図に示された検出部９の具体的な信号検
出手段の一例及び基準信号となる基準電圧を発生する基
準信号発生部１１を示すだめの概略図である。

基準信号発生部■１は、電源端子５に接続された接地間
電圧変換器（計器用接地変圧器）ＧＰＴ等から構成され
ており、電源電圧と同一位相の基準電圧Ｖ。を出力する
よう構成されている。

一方、対象ケーブルの絶縁部である絶縁物３の外側に位
置するシース２は第２図に示されたように接地線７によ
りアース８に接続されている。該接地線７には電流検出
器ＣＴ９１が設けられており、その出力により接地電流
■。が取り出される。

この接地電流Ｉ。には、多種のノイズが含まれているの
で、電源周波数のみを通過させるローパスフィルタ９３
を挿入する。またこの接地電流にはコロナ放電か重畳し
ているので、この放電を信号Ｃｏとして取り出す。この
信号Ｃ８はバンドパスフィルタ９２を挿入して電源周波
数に依存する周波数及び外来ノイズをカッｌ−してコロ
ナ放電のみを取り出すように構成する。このため、バン
ドパスフィルタ９２の通過周波数帯域は、８０〜１２０
ＫＨ２程度が適当である。

第４図には信号処理手段を有する絶縁判定部１０のブロ
ンク図か示されており、監視部１ｏは絶対値判定手段１
０１．１０２、位相判定手段１゜３、総合判定手段１．
０４、表示手段１．０５を含んでおり、検出部９からの
接地電流Ｉいコロナ放電信号Ｃ８、及び基準信号発生部
１１からの基準電圧Ｖ。か図示のように絶対値判定手段
１０１、１０２、位相判定手段１０３に入力され、これ
らの判定出力に基づいて総合判定手段１０４でケブルの
絶縁劣化状態が総合的に判定され、表示手段１０５で表
示される。

ここで基準電圧Ｖ。、接地電流■。、コロナ放電信号Ｃ
８との関係を説明すると、通常、基準電圧Ｖｏと接地電
流ＩＣとは９０°〜１２０°の位相差を有するものであ
り、位相差がこの範囲を外れた程度に応じて絶縁劣化の
程度が大きくなる。また接地電流Ｉ。の大きさも絶縁劣
化の程度と比例するものである。さらにケーブルの絶縁
状態が一様に劣化している場合にはコロナ放電の周波数
が大きくなり、一部のみ絶縁が劣化している場合にはコ
ロナ放電の振幅レベルか大きくなる。この関係を利用し
て本発明においてはケーブルの絶縁劣化を総合的に判定
するものである。

第４図に示された絶縁判定部１０の具体的な動作につい
て説明すると、接地電流ＩＣ及びコロナ放電信号Ｃ６は
、迷走分等を含めてケーブルが劣化していなくとも常時
幾らかの発生があり、その正常状態における接地電流Ｉ
。の大きさ、コロナ放電信号Ｃ８の周波数及び大きさを
あらかじめ測定し、それに基づいて判定のための基準値
を絶対値判定手段１０１．１０２に設定する。なお、こ
れらの値か既知の場合にはその値を基準値として設定ず
れはよい。例えは接地電流としては０．５Ａ程度を基準
とし、コロナ放電においては１００Ｋ　Ｈ２程度の周波
数で絶対値０．ＩＶ程度を基準とする。

そして監視状態において、接地電流、コロナ放電信号の
値か基準値よりも大きくなった場合には絶対値判定手段
１０１．１０２で異常と判定し、その異常判定出力が位
相判定手段に送出されることにより、位相判定手段１０
３において基準電圧■ｏと接地電流Ｉ。との位相比較を
行い、誘導正接ｔａｎＪを計算する。ｔａｎＪの計算は
前記した特開昭６２−３９７７７号公報等に記載された
方法及び装置を用いれはよい。

このｔａｎＪ値が総合判定手段１０４に入力され、総合
判定手段では位相差δか９０°〜１２ｏ０の範囲を越え
た程度に応じて劣化の程度を判定し、それを表示手段１
０４に表示する。位相差については回路により幾分誘導
性となるので上記範囲よりも５〜１０％程度低めに設定
しておくのがよい。

総合判定手段１０４での劣化程度の判定基準は、例えば
ｔａｎＪ＝１％以上で要注意、５％以上でケーブル取り
替えの必要ありのように設定する。

検出されたｔａｎＪの値を監視員が表示手段１０５の表
示を目視して基準値と比較し判定してもよいが、診断装
置内に自動的に判断して異常の場合に警報を出す手段を
設けることが有効である。

この動作は単一の測定対象ケーブルに限らず、多数のケ
ーブルからの検出値を順次監視することにより、−台の
監視診断装置で多数のケーブルを監視することができる
とともに、同種のケーブルからの検出値を適宜比較する
ことにより、それら相互の絶縁劣化の程度を認識するこ
とができる。

上記の第４図に示された絶縁判定部１０は絶対値判定手
段１０１．１０２が共に異常判定出力を生じた場合にの
み位相判定手段１０３が位相比較動作を開始するように
構成されているが、位相判定手段１０３においても常に
位相比較動作を行い、絶対値判定手段１０１．１０２の
出力及び位相判定手段１０３の出力を独立して総合判定
手段１０４に入力し、総合判定手段において判定手段１
０１〜１．０３から異常判定出力か出力されたかどうか
、総合的に判定するように構成しても良い。

［発明の効果］ 本発明は以上のように構成されており、従来、オフライ
ンで行っていた交流試験とコロナ放電試験との二種類の
試験をオンライン状態で測定診断できるため、オンライ
ン状態でのケーブルの絶縁劣化を常時監視することがで
きるとともに診断結果の信頼性も向上する。

また直流法を用いていないため、装置の構成が簡単で安
価に提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はケーブルの構造を例示するための斜視図、第２
図は本発明を用いてケーブルの絶縁劣化状態を泄定して
いる状態を示している概略図、第３図は本発明に適用さ
れる検出部の概略構成図、第４図は本発明に適用される
絶縁判定部の構成を示すブロック図である。 ６・・・測定対象ケーブル １０１．１０２・・絶対値判定手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、導体の周囲を絶縁物を介してシースで覆って構成さ
   れたケーブルの絶縁劣化をオンライン状態で監視し診断
   するケーブル劣化診断装置において、 ケーブルのシースとアース間に接続された接地線、 該接地線に流れる接地電流を検出する電流検出手段及び
   該接地電流に含まれるコロナ放電を検出するコロナ放電
   検出手段、 上記電流検出手段及びコロナ放電検出手段からの信号の
   絶対値を検出して該絶対値が所定レベル以上の場合に異
   常判定出力を生じる絶対値判定手段、 上記接地電流と、時間軸上で電源電圧と相似の信号から
   なる基準信号との位相比較を行いその位相差を検出する
   位相判定手段、 上記絶対値判定手段及び位相判定手段からの出力に応じ
   てケーブルの絶縁劣化を判定する総合判定手段 とから構成されるケーブル劣化診断装置。