JPH0236192B2 - - Google Patents

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JPH0236192B2
JPH0236192B2 JP57234791A JP23479182A JPH0236192B2 JP H0236192 B2 JPH0236192 B2 JP H0236192B2 JP 57234791 A JP57234791 A JP 57234791A JP 23479182 A JP23479182 A JP 23479182A JP H0236192 B2 JPH0236192 B2 JP H0236192B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cable
voltage
insulation
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current
Prior art date
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Application number
JP57234791A
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English (en)
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JPS59125075A (ja
Inventor
Tadaharu Nakayama
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP57234791A priority Critical patent/JPS59125075A/ja
Publication of JPS59125075A publication Critical patent/JPS59125075A/ja
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Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/58Testing of lines, cables or conductors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
  • Testing Relating To Insulation (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Electric Cable Installation (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、電力ケーブルの活線下でケーブルの
絶縁不良を監視できる活線下ケーブル絶縁監視方
法に関する。 第1図は従来の活線下の高圧電力ケーブル絶縁
監視方法を示す図である。従来、活線下にある高
圧電力ケーブルの絶縁劣化状況を監視する方法と
しては種々のものが既知であるが、その中でも特
に測定のためにケーブルに印加する電源を準備す
ることを要しないものとして知られているのが第
1図に示す方法である。第1図において1は被監
視ケーブルで高圧電力を送電中のものである。2
はその一方の端末でケーブルしやへい端電位が接
地線3により取出されている。ケーブルの他方の
端末2′においてはケーブルしやへいのその側の
端末は接地していない。4は接地線3に磁気的に
結合して3に流れる接地電流Ioを検出するための
電流変成器である。この状況はケーブルの零相電
流を検出するために通常使用されるいわゆる
ZCTと類似であるがZCTではケーブル3相分の
導体電流の総和を検出することを目的とし、従つ
てその磁芯の中央をケーブル3相導体が貫通して
おり、その検出感度は100mA程度が最小であま
り高くはない。しかし、4では10mA或はそれ以
下の接地電流Ioを検出することをねらつている。
5は4の二次側電流を増巾して電流計6に供給す
るための増巾器である。 第2図は第1図に示す回路の等価回路である。
R1、C1、R2、C2、R3、C3はケーブル各相の絶縁
抵抗と静電容量を示す。C1=C2=C3という前提
であるのでI〓C1+IC2+IC3=0となり、検出すべ
き接地電流IoはI〓o=IR1+IR2+I〓R3となる。即ち増
巾した電流計6の値から較正してIoを求め、Ioの
或る限度以上の電流値を観測した時にそのケーブ
ルの絶縁抵抗は不良であるとするのである。 この従来の監視方法は次のような欠点を有して
いる。つまり、3相の絶縁が同程度に劣化した場
合は不良検出が不可能であること。各相の絶縁抵
抗値が如何に低下してもその間に不平衡がなけれ
ば、即ち各相の電流の絶対値|IR1|=|IR2|=
|IR3|であればその値が如何に大きくなつても
IR1+IR2+I〓R3=0となり不良状態の検出は不可能
である。各相の絶縁抵抗値に大差がある場合のみ
Ioを検出することができる。Ioの検出感度を10m
Aとして、3KV電力ケーブルで検出し得る絶縁
抵抗不良値は|IR2|=|IR3|=0|IR1|=|Io
|という理想的な不平衡条件下で
【式】であるが、 絶縁抵抗値がこの様に低い値にまで落ちないと検
出出来ないのでは実用性がないこと。静電容量不
平衡その他誘導の影響を受けやすく性能誤認の可
能性が大きいこと。検出感度を1mAまであげら
れたとしてこれに相応する充電電流を持つケーブ
ル静電容量は50Hz、3.3KV/√3で0.00167μFで
あるが、これは150mm2ケーブルで約3m長に相当
する。この程度の静電容量不平衡は通常大いに有
り得る。又、変成器コイルや増巾器は外部雑音を
拾いやすい。 本発明の目的は、測定用電源を別に必要とせず
に電力ケーブルの活線下で手軽にかつ良好な検出
感度をもつて電力ケーブルの絶縁不良を監視でき
る活線下ケーブル絶縁監視方法を提供することで
ある。 以下に図面を参照して本発明について詳細に説
明する。 第3図は本発明の活線下ケーブル絶縁監視方法
を説明する図である。1は被監視ケーブルで高圧
電力を送電中のものである。2はその一方の端末
でケーブルしやへい端電位が3に示す接地線によ
り取出される。なお、ケーブルの他方の端末2′
においてはケーブルしやへいのその側の端末は接
地していない。7は接地線3の大地への結線の途
中に挿入された開閉器、8,9は開閉器7に並列
に接線された静電容量及び保安用アレスタであ
る。さらに、直流電圧計11がその倍率器抵抗1
0とともに静電容量8の端子電圧を測定するよう
に接続される。 第4図は第3図の等価回路図である。R1、C1
R2、C2、R3、C3はケーブル各相の絶縁抵抗と静
電容量を示す。K1、K2、K3は各相絶縁体中に存
在が仮定される整流素子を示したもので、良好な
絶縁体中にはこの様なものは無いものであるが、
ケーブル絶縁体の劣化が進むと実効的に絶縁体内
に整流素子を有するのに等しい現象を生じ、導体
に印課される交流電圧の極性がプラス(しやへい
がマイナス)になつた場合と、マイナス(しやへ
いがプラス)になつた場合とでは絶縁体中を流れ
る電流に差を生じ、その結果としてIR1、IR2、IR3
で示す各相直流分電流がしやへい側をプラス電位
としてアースに向つて流れる方向で外部へ表われ
て来る。3相分を合計した直流分電流Io=IR1
IR2+IR3は接地線の途中に挿入した静電容量Coを
ほゞCo×Roで定まるところの時定数で充電し、
その端子電圧の時間的変化はRMを倍率器抵抗と
する直流電圧計により測定される。Coの充電が
終るとRM中を流れる電流がIoに等しくなる理で
あるが、実際的にはCoも有限の内部並列抵抗回
路を持つし、ケーブルの防食層絶縁抵抗も相当に
低い値として存在するのでそれらの並列抵抗を
Roとして示している。Ro≪RMとするCoの端子
電圧を抑制するのは現実にはRoである。何故な
らばIR1、IR2、IR3はRoに比して高い内部抵抗
(R1、R2、R3)を持つ定電流発電機の出力電流と
みられるからである。ケーブルの防食層絶縁抵抗
値の大小にあまり左右されずにCoの端子電圧を
読もうとすれば最初から或る程度低いRoをCoに
並列に準備するか、RM自体の値を最初から低い
ものを採用してもよい。 さて、第3図及び第4図を参照して具体的にケ
ーブルの絶縁を活線下で監視する方法について次
に述べる。まず、被監視ケーブル1の接地線3の
途中に開閉器7、静電容量8、保安用アレスタ
9、倍率器抵抗10、直流電圧計11を接続し第
3図の回路を完成する。この接続の具体的な方法
としては、常時これらのものを固定化して配線し
ておいても良ければ、測定の都度接続するように
しても良く、その場合開閉器7は固定配線として
静電容量8以下を持回り式測定セツトとする等、
固定部分と持回り部分の分割の方法は如何様にも
考えられる。又、常時接続の場合は多数のケーブ
ルを切替えて測定できるようにしてもよいし、こ
れらの切替え動作を自動的に行わせるようにして
もよい。回路が完成していることがたしかめられ
たら、開閉器7を開く。(或いは、測定回路を接
地線途中に挿入する。)今まで直接大地に流れて
いた直流分電流Ioは静電容量8を充電するべく流
れ込む。その端子電圧は回路定数で決まる時定数
で徐々に上昇し、その値は直流電圧計11によつ
て測定される。この場合、端子電圧の極性はしや
へいに接がれた側がプラス、大地に接がれた側が
マイナスである。 ケーブル防食層にピンホールがあり、ケーブル
しやへいと大地間で発生することがあり得る局部
電池の発生電圧を明らかに越える電圧が上記操作
により観測された場合には、このケーブルが絶縁
不良であるとして警報が発せられる。そのために
は、観測者が電圧計指示を読みとつて適宜の処置
に入つても良ければ、あらかじめ設定した電圧値
を越えれば自動的に警報を発せしめても良い。こ
れは直流電圧計11をメータリレー化すれば容易
に行える。警報を発するべき限界電圧値はケーブ
ルしやへい側をプラス電位、大地側をマイナス電
位として例えば1.0Vである。ケーブルしやへい
を構成する金属は電位系列的に卑なるものよりな
らべてアルミ、鉛、銅、である。これに対抗して
局部電池を防食層欠陥部で発生する可能性のある
地中金属体(接地電極)は卑なるものよりみてマ
グネシウム、アルミ、亜鉛、鉄、銅、等である。
これらの組合せでしやへい側をマイナス電位、大
地側をプラス電位とするものは省き、流電防食に
用いる特殊な犠牲電極との組合せは除くと、一般
に遭遇する可能性の最も高い組合せは銅対鉄であ
り、理論的な最大電位差は0.96Vである。実際に
はこの組合せでこれだけの電圧を発生することは
無いので警報を発する限界電圧値としては判り易
い1.0Vを採用して充分であり、これによつて局
部電池電圧を観測して絶縁体不良と誤認する可能
性は先ず払拭し得る。 第5図は本発明の方法により実際に得られた観
測値を示す図である。 ケーブル:3KV3×150mm2CVケーブル約50m長静
電容量値40μF 倍率器抵抗 2MΩ 観測電圧 2.8V、充電開始後3分半、充電曲線
を第5図に示す 撤去後メガによる絶縁抵抗測定値 赤相 350MΩ 白相 25MΩ 防食層 100MΩ以上 黒相 40MΩ 同上絶縁体目視で各相共水トリー無数に発見上
述観測例に示す如く、この程度に絶縁劣化したケ
ーブルは本発明により活線下で別にケーブルに印
加すべき測定用電源の準備不要で防食層絶縁不良
の場合の局部電池電圧の測定による誤認をさけ得
る高い観測電圧を得ることで絶縁不良を検出し得
るので得られる工業的価値は極めて高い。 本発明の監視方法は以下に示す効果を奏する。 (1) 3相が同程度に劣化しても不良として検出で
きること。測定に関与するのは絶縁体内で整流
されて生じた直流分電流のみであるから、交流
接地電流を測定する場合のように位相差を有す
る各相電流のベクトル和として考える必要はな
く、単に算術的に足し合わせた電流によつて静
電容量が充電されるその端子電圧を測定するの
みで劣化が検出できる。従つて、各相の劣化状
態が等しいとか等しくないといつたことは全く
問題にならない。 (2) 検出感度が良いこと。実測例にみられる如
く、従来の方法で接地電流の検出感度を実際に
は有り得ない0.1mAまで向上させたのに等し
いような高い領域の絶縁抵抗不良が検出し得
る。 (3) 静電容量不平衡その他誘導の影響等を受け難
く、誤認の可能性が少ないこと。静電容量が不
平衡で交流充電電流の総和が零でなくても検出
しようとしているのは直流電圧のそれも1V以
上という高いレベルであるので誤認に結び付く
ことがない。しやへいと大地間に接続した静電
容量の低インピーダンスが不平衡に基く交流接
地電流や誘導雑音電流によるしやへい電位の発
生を低減してくれているからである。防食層ピ
ンホール部の局部電池発生電圧より高い電圧を
警報発信電圧としているのでこの面からの誤認
の可能性もない。 (4) 手軽に実施できること。部品は簡単、少数、
安価、軽量であるから実施しやすい。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の活線下の高圧電力ケーブル絶縁
監視方法を示す図、第2図は第1図に示す回路の
等価回路図、第3図は本発明の活線下ケーブル絶
縁監視方法を説明する図、第4図は第3図に示す
回路の等価回路図である。第5図は本発明の方法
によつて得られた観測値を示す図である。 1:被監視ケーブル、2,2′:ケーブル端末、
3:接地線、4:電流変成器、5:増幅器、6:
電流計、7:開閉器、8:静電容量、9:保安用
アレスタ、10:倍率器抵抗、11:直流電圧
計。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 活線下にある高圧電力ケーブルのしやへい接
    地線の途中に静電容量を挿入し、該静電容量が絶
    縁体内で発生する直流分電流により充電される電
    圧を測定し、その極性がしやへい側をプラスとす
    るものでありかつその値が規定値以上に達したこ
    とを検出した場合にそのケーブルは絶縁不良であ
    るとして警報を発生することを特徴とする活線下
    ケーブル絶縁監視方法。 2 特許請求の範囲第1項において、上記警報を
    発生すべき規定値電圧値が1Vであることを特徴
    とする活線下ケーブル絶縁監視方法。
JP57234791A 1982-12-29 1982-12-29 活線下ケ−ブル絶縁監視方法 Granted JPS59125075A (ja)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6236572A (ja) * 1985-08-09 1987-02-17 Tokyo Electric Power Co Inc:The 活線下にある電力ケ−ブルの絶縁劣化判定法
US4897606A (en) * 1988-10-19 1990-01-30 Board Of Regents, University Of Texas System Method and apparatus for undesired ground path detection in a single-point grounded electrical system
DE19725611C2 (de) * 1997-06-17 2001-03-08 Siemens Ag Überwachungsverfahren und Überwachungsgerät für ein Kabel

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