JPH0266471A - 課電試験装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は架橋ポリエチレン絶縁型カケープル等の試料の
課電試験を行なう際に、試料の破壊前に電源を遮断する
装置に関するものである。

［従来の技術］ プラスチック絶縁型カケープル等の試料の課電試験を行
なう場合に、試験用変圧器を用いて試料に高電圧を印加
し試料に部分放電が生じて破壊するとこれを検出して電
源を遮断していた。そしてこの試料を取出してその部分
放電の発生源の位置を標定するには、試料ケーブルの外
部半導電性遮蔽層を長さ方向に２分割して切断し、その
両分側ケーブル部分に電圧を印加し、この２分割したケ
ーブル部分のどちら側に部分放電発生源があるかを判定
し、その部分放電発生源があるほうの試料ケーブル部分
をさらに２分割に切断してそのどちらに発生源があるか
を判定し、このような２分割切断−電圧印加−発生源位
置判定の作業を繰返すことによって部分放電発生源位置
を標定していな３［発明か解決しようとする課題］ 前記のように部分放電発生源の位置標定をするのに、試
料ケーブルの２分割切断−電圧印加−発生源位置判定の
作業を逐次繰返すのでは、非常に労力がかかり多数の検
査を能率よく行なうことか困難であるという問題点があ
った。

また前記のように試料にＭｌが発生してからその発生を
検知して電源を遮断するのでは、破壊発生直後の続流に
より試料に損傷、焼損か生じて試料破壊の原因となっな
試料中の欠陥を検証することができず、しかも高電圧印
加により試料に静電エネルギーが蓄積されて破壊を引き
起す場合があり、試料の破壊前に電源を高速遮断するの
は容易でないという問題点があった。

前記の部分放電発生源の位置標定を試料の破壊前に能率
よく行なうには、部分放電発生を検出して電源を遮断す
ると同時に部分放電発生源の標定を行なうことが望まし
いが、それを可能にする技術は末だ実現していない。

そこで本発明は、試料の蓄積静電エネルギーを速やかに
除去し電源を高速遮断して試料の破壊を防止するととも
に、部分放電発生源の位置標定を行なうことができるよ
うにしだ課電試験装置を提供することを目的とするもの
である。

「課題を解決するための手段］ 前記の目的を達成するために本発明の課電試験装置は、
試験用変圧器の１次側に電源遮断回路部を接続し、２次
側に架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブル等の試料接続部
を接続し、この試料に発生する部分放電の検出部を設け
るとともに、試料の蓄積静電エネルギー放電除去回路部
を前記試料接続部に並列に接続して部分放電の検出信号
に応じて閉路するようにし、また、前記試料の部分放電
発生源の位置標定をする少なくとも３個以上の位置標定
用検知器を設け、これにより試料中の部分放電の発生を
検出して試料の蓄積静電エネルギーを放電し除去すると
ともに変圧器１次ＩＰ！電源を遮断し、これと同時に試
料の部分放電発生源の位置標定を行なうようにしたもの
である。

「作用」 前記の試料接続部に接続しな架橋ポリエチレン絶縁電カ
ケープル等の試料に前記の３個以上の部分放電検知器を
取付けておき、この試料ケーブルに変圧器２次側高電圧
を印加して課電試験を開始すると、試料には静電エネル
ギーが蓄積され、また部分放電か起ってその放電パルス
が発生する。

部分放電検出部がこの部分放電パルスを検出すると、試
料接続部に並列に接続された試料の蓄積Ｗ？電エネルギ
ー放電除去回路部が閉路して試料の蓄積静電エネルギー
を放電除去し、これにより試料の破壊を防ぎ、変圧器１
次側の電源遮断回路部が試料破壊前に１次側の電源回路
を遮断する。

また試料に取付けた少なくとも３個以上の位置標定用検
知器は、電圧印加中に試料ケーブルに発生する部分放電
を３箇所以上の検知器取付は点において検知し、この各
検知信号を記録し解析することにより、前記の電源遮断
後直に試料の部分放電発生源の位置の標定を行なうこと
が可能となる。

［実施例］ 以下本発明の実施例を図面により説明する。第１図は本
発明の１実施例の回路を示したものであり、１は交流商
用電源、２は試験用変圧器、３はその１次巻線、４は２
次巻線である。

点線内の回路５は変圧器１次側に直列に接続された電源
遮断回路部であり、この電源遮断回路部５にはたとえば
逆並列にしなＧＴＯサイリスタ５ａ、５ｂ等の電力用半
導体素子を用いる。

６は架橋ポリエチレン絶縁電カケープル等の試料Ａを変
圧器２次側に接続する試料接続部であり、６ａ、６ｂは
その接続端子である。

７は２次巻線４に並列に接続された結合コンデンサ、８
はこのコンデンサ７に直列に接続されて前記試料接続部
６に接続された試料Ａ中に発生する部分放電を検出する
部分放電検出部、９は前記部分放電検出部８の出力を受
けてトリガ信号を発生する制御信号発生部である。

１０は前記の試料接続部６に並列に接続されて試料Ａの
蓄積静電エネルギーを放電除去する蓄積静電エネルギー
放電除去回路部であり、この回路部１０は３点ギャップ
式ダイバータや直列サイリスタ対式ダイバータ等により
試料接続部６に並列のダイバータ回路を構成する。

この蓄′Ｍｔ静電エネルギー放電除去回路部１０には前
記制御信号発生部９の制御信号出力回路９１を接続し、
その制御信号によりトリガして閉路させる。

また前記の制御信号発生部９の他のｆｆｔｌＪ御信号出
力信号出力回路９５断回路部５のＧＴＯサイリスタ５ａ
、５ｂのゲートに接続し、その制御信号によりトリガし
てターンオフさせる。

１１は前記試料接続部６に接続された試料ゲーブルの少
なくとも３箇所以上に取付けた部分放電位置標定用の検
知器であり、１１ａ　、１１ｂ　、１１ｃはその各検知
器を示す。この検知器は試料ケーブル中の部分放電から
発生する超音波を検知する超音波センサもしくは部分放
電パルスを電気的に検知する部分放電検知器等を用いる
。

点線内の回路１２は前記の位置標定用検知器１１ａ、１
１ｂ　、１１ｃの検知信号を受けて部分放電発生源の位
置標定を行なう部分放電発生源位置標定回路部であり、
１３は位置標定用検知器１１ａ　、１１ｂ　、Ｉｌｃの
検知信号の記録装置、１４はその記録されたデータを解
析する計算機である。

前記のように構成した本発明の電源遮断装置により架橋
ポリエチレン絶縁電カケープル等の試料の課電試験を行
なうには、試料ケーブルの導体と絶縁層外面を試料接続
端子６ａ、６ｂ間に接続し、この試料Ａに試験電圧を印
加する。これにより試料Ａには静電エネルギーが蓄積さ
れるとともに大小種々の部分放電が起って放電パルスが
発生する。

この部分放電の電荷量はそれに対応する電圧値として部
分放電検出部８に検出される。試料Ａの蓄積静電エネル
ギー量が増加してその部分放電電荷量が一定レベルたと
えは５ピコクーロンになると、それに対応する電圧値を
検出した部分放電検出部８の出力信号が制御信号発生部
９に入力し、この制御信号発生部９においては適宜の論
理演算回路等を経てノイズ等が混入しない制御信号にし
て制御信号出力回路９１．９５から出力する。

この制御信号出力回路９１から出る出力信号は蓄積静電
エネルぎ一放電除去回路部１０をトリガして閉路させる
。

この蓄積静電エネルギー放電除去回路部１０の閉路によ
り試′ｆ４Ａ　！：：蓄積された静電エネルギーは回路
部１０を経て放電して除去されるので試料Ａの破壊がま
ぬがれることになる。

また、前記の制御信号発生部９の制御信号出力回路９５
から出る出力信号は変圧器２の１次側の電源遮断回路部
５に入力し、そのＧＴＯサイリスタ５ａ、５ｂのゲート
をトリガしてターンオフさせ変圧器１次側の電源回路を
遮断する。このようにして試料の破壊以前に電源を高速
で遮断することが可能となる。

第２［２１は前記の試料ケーブルＡに発生した部分放電
パルスが試料ケーブルＡに取付けた３個の位置標定用検
知器１１ａ　、１１ｂ　、１１ｃにより検知され部分放
電発生源位置標定回路部１２により発生源位置か記録、
計算されて標定されることを説明するための図であり、
試料ケーブルのＸ点が部分放電発生源とすると、この発
生源Ｘ点から出る超音波（または放電パルス）は位置標
定用検知器１１ａ、１１ｂ　、１１ｃの各超音波センサ
（または部分放電検知器）に検知されてその検知信号は
記録装置１３に記録され、前記した電源遮断回路部５に
よる電源遮断後に、記録装置１３の記録データが計＄ｆ
ｉ１４で解析計算されて発生源Ｘ点の位置が標定される
。

この発生源Ｘ点の位置はつぎのようにして標定される。

すなわち部分放電発生源の位置をｘＯとし、３個の位置
標定用検知器１１ａ　、１１ｂ　、　１１ｃの各の取付
は点の位置をそれぞれ×１、×２、×３とし、便宜り検
知器１１ａの取付は点位置×１が発生源位置χ０に最ら
近い位置にあるものとして、その×１とｘＯ間の距離を
Ｓとし、部分放電発生源Ｘ点から出る超音波（または放
電）が試料ケーブル中を伝搬する速度をＶとし、ｔｌ、
ｔ２、ｔ３を発生源位置ｘＯから各検知器取付は点位置
ｘ１、×２、×３までのそれぞれの到達時間とすると、 Ｘｌ−ＸＯ＝ｓ　　　　　　　　　　　（１）Ｘ２−Ｘ
ＯＩ　＝ｓ＋−ｖ　（ｔ２−ｔｌ＞　　　　ｆ２）Ｘ３
−Ｘ］　＝ｓ十ｖ　（ｔ３−ｔｌ）　　　　ｆ３）とな
る。この式（１）〜（３）において未知数はｘＯｌｓ、
ｖであり、この式を解くことにより部分放電発生源位Ｚ
ＸＯを標定することができる。

実験の結果によれば、前述のように試料ケーブルの課電
試験を行ない部分放電が検出されて蓄積静電エネルギー
放電除去回路部１０の閉路により試料ケーブルの蓄積静
電エネルギーが放電除去され電源遮断回路部５で１次側
電源回路が遮断されてから、この試料ケーブルについて
つぎのように部分放電発生源位置×Ｏの標定を行なった
。

すなわちこの試料ケーブルに取付ける位１標定用検知器
１１ａ、１１ｂ、１１Ｃに超音波センサを用い、検知器
１１ａの取付は点位置を　Ｘ１＝０．３５ｍ、検知器１
１ｂの位置を　Ｘ２＝Ｏ，Ｏｍ、検知器１１ｃの位置を
　×３−〇。５ｍに設定して部分放電発生源位置ＸＯの
標定を行なったところ、記録装置１３の記録データから
、発生源位置ｘＯで発生した超音波は、検知器１１ａに
最初に到達してから、検知器１１ｂに対しては３５．９
ｐｓ後に到達し、検知器１１ｃには７６．９ｕｓ後に到
達したことが判明し、この結果　Ｘ０＝０．２１ｍ、ｖ
　＝　１９５０１１／ｓ　　ｓ　＝　０．１４ｍ　　で
あることが求められた。そこで試料ケーブルのこの求め
られた部分放電発生源位置Ｘ０＝０．２１ｍの部位を摘
出して観察したところ、約０．３５ｒｎ＋の長さのトリ
ーが発見され、これが部分放電の発生源であることが確
認された。

なお、長い試料クープルの場合は超音波が減衰するので
、位置標定用検知器の超音波センサを多数用意して試料
ケーブルの全長にわたって取付け、それらの出力を総合
して超音波を検出したセンサを計算機１４により判定し
て解析を行なう。

また前記の位置標定用検知器１１ａ　、１１ｂ　、１１
ｃとして部分放電検知器を用い、検知器１１ａの取付は
点位置を　Ｘ１＝Ｏ，Ｏｍ、検知器１１ｂの位置をＸ２
＝６．０　ｍ、検知器１１ｃの位置を　Ｘ３＝１１．０
ｍに設定して部分放電発生源位置ｘＯの標定を行なった
ところ、記録装置１３の記録データから発生源位置ｘＯ
で発生した部分放電パルスは検知器１１ａに最初に到達
してから、検知器１１ｂには３３ｎｓ後に到達し、検知
器１１ｃには６０ｎＳ後に到達したことが判明し、この
結果　Ｘ０＝−３，５ｍ、　ｖ＝１．８３ｘｌｏ８ｍ／
ｓ、５＝３．５ｍであることが求められた。そこで試料
ケーブルのこの求められた部分放電発生源位置のＸ０＝
−３，５ｍの部位を摘出して観察したところ、約０．５
３＋ｎｍの長さのトリーが発見され、これが部分放電の
発生源であることが確認された。

［発明の効果］ 前述のように本発明は、試料の部分放電発生源の位置標
定をする少なくとも３個以上の位置標定用検知器を設け
たので、試料の欠陥の位置標定、検証をきわめめて容易
に行なうことができる。

また試料の部分放電の発生を検出して試料の蓄積静電エ
ネルギーを放電し除去するとともに１次側電源を遮断す
るようにしたので、試料の破壊以前に電源を高速で遮断
することができ、試料を損傷、焼損させることなく、破
壊の原因となる欠陥等をその成長の初期段階で停止させ
て検証することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示す図、第２図は位置標定
説明図である。 第１図 ２　： ５　： ６　： ９　＝ １０＝ 変圧器　３：１次巻線　４：２次巻線 半導体素子電源遮断回路部 試料接続部　　　　８：部分放電検出部制御信号発生部 サイリスタ式ダイバータ回路部 特許出願人　古河電気工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 変圧器の１次側に接続された電源遮断回路部と、２次側
   に接続された試料接続部と、前記試料の部分放電の検出
   部および蓄積静電エネルギー放電除去回路部と、前記試
   料の部分放電発生源位置標定用の少なくとも３個以上の
   検知器とを具備することを特徴とする課電試験装置。