JPH03185370A - 送電用ケーブル接続装置における部分放電検出装置 - 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］ この発明は送電用ケーブル接続装置における部分放電を
検出／測定するための装置に関し、特に送電用ケーブル
接続用のプレハブ型付属品における内部部分放電を測定
〆検出するための装置に関する。 ［従来の技術］ 第４図に一般的な送電用ケーブルの断面構造を示す。 第４図を参照して、送電用ケーブルは、電力を送電する
通路となるケーブル導体１と、ケーブル導体１の外周に
形成され、ケーブル導体を外部から絶縁するための絶縁
層２と、絶縁層２外周に形成され、ケーブル導体１が発
生する電界の集中を貼止するための外部千４本層３と、
外部半導電層３外周に形成され、ケーブル導体１か誘起
する電界が外部に影響を及ぼさないように遮蔽するため
の金層遮蔽層５およびケーブル外周に没けられケーブル
外１φとなるシース２０とを備える。一般に送７ベ川ケ
ーブルにおいては、１１１芯横這ではなく、多芯描込が
とられているが、この場合第４図に示すようなケーブル
が多芯にして１つのシース内に収納される。 このような送電用ケーブルは、高圧を搬送するために十
分な耐圧がとられている。しかしながら、このような送
電用ケーブルにおいて、絶縁層に異物、傷などに起因す
るボイド（空陳）などが７ｊ在すると、このボイドに晶
電界が印加され、ボイド中の気体が部分的に分離して部
分放電か発生する。 このような部分放電は、微１３な繰込し放電であるもの
の、長時１８１にイ〕たり持続すると、絶縁部をｆＱ食
させかつ劣化させて全路破壊へ至る原因となる。 したがって、このような部分放電が発すると、この部分
放電界１部において絶線破壊が生じ、大小故に至るＩｌ
、囚となるため、速やかに部分放電の発生を検知してこ
の部分放電に対処する必要がある。 特に、送電用ケーブルを相方接続または終端接続する場
合においては、この送電用ケーブル相耳接続または終端
接続を接続装置を用いて人為的に行なわれるため、人為
的原因によりこの接続装置の絶縁層にひび割れ、異物混
入′″、９・が生じ、部分放電が発生する原因となる場
合もある。このような送電用ケーブル接続部位における
部分放電を検出するための構成としては、たとえば電気
協同研究第３４巻第１号の第７１貞第７３頁において「
３４ＣＶケ一ブル接続部の部分放電特性」と表された市
において示されている。この従来の送電用ケーブルの接
続部における部分放電の検出手性について第５図を参照
して以下に説明する。 第５図に、従来の部分放電ＡＰ１定方法の構成の一例を
概略的に示す。第５図において、送電ハトケーブルとし
ては一例としてＣｖケーブル（架橋ポリエチレン絶縁ケ
ーブル）か用いられている。第５図において、送電用ケ
ーブルは、ケーブル部分２２３．２２（と接続部分２２
ｂとにｌｌ）離される。 このケーブル部分２２８．２２Ｃと接続部分２２ｂはそ
れぞれの接地側を電気的に分離するために、境昇萌域の
金属遮蔽層を輪切りにして剥ぎ取ることが行なわれる。 この第５図においては、この部分は、分離部分として送
電Ｊｌケーブルが非連続な形に示されている。 ケーブルに部分放電か発生するか否かを試験するために
、送電用ケーブル部分２２ａの一方側から所定の拭験電
ＪｆＶａｃが端ｊ’　Ａを介して印加される。この試験
７［ＪｆＶａｃは結合コンデンサ２１を介して検出器２
４の接地側端子にもＩｔえられる。 さらに供試物となる迭屯用ケーブルおよび測定：；＝を
含めたＩＩす路系全体について校正を行なうために、警
≧＋Ｔ、　Ｓ　２６からの電圧Ｖｐが結合コンデンサ２
５を介してケーブル部’、ｔ）　２２　ｃの端子Ｂへ印
加される。検出器２４は、接Ｉｆｃ部分２２ｂの金属遮
蔽層電位をその検出入力に受け、この接続部分２２ｂの
電位のインピーダンス２３を介して電位をその接地人力
に受ける。 検出器２４は、放電電荷、売上頻度、検出波形、売上位
相などをＡＦＪ定するためのものであり、検出電圧を地
軸する増幅部と、測定値を指示する指示部とを含む。 試験方法においては、所定の試験電圧Ｖａｃを端子Ａお
よび校正電圧Ｖｐを端子Ｂに与え、検出用インピーダン
ス２３両端に発１１：する電圧を検出する。接続部分２
２ｂに部分放電が発／Ｌすれば、この部分には多きな電
流が流れるため、応じて検出用インピーダンス２３両端
には大きな電圧が発生することになり、この電圧変化が
検出器２４により検出されて、部分放電が発生している
か否かの測定が行なわれる。 ［発明が解決しようとする課題］ 従来の部分放電検出回路の構成においては、送電用ケー
ブルをケーブル部分と接続部分とに電気的に分離するた
めに金属遮蔽層を輪切りにして除土している。このため
この部分において、半導電層を剥ぎ取ることになり、送
電用ケーブルの破壊耐性がａ（下し、送電用ケーブルの
信頼性が低下する。またこの第５図に示す方法において
は、ノイズ源２７からのノイズの影響を除、Ｊ２するた
め、この金属遮蔽層をさらに別の金属管等を用いて遮蔽
する必要がある。これは通常の丈験室規模においては、
シールドルームなどにおいて容易に行なうことができる
が、実線路″：らにおいてはこのこの部分を金属電極（
管）で遮蔽する必要があり、部分放電検出装置の規模が
大きくなるとともに、また実線路においては結合キャパ
シタ２１の容量値が大きくなり、送電用ケーブルが４ｉ
設されているところで人間が実際に点検をするために行
なうことのできる人孔内のような阻られた空間内には設
置するとが困難であるという問題が発とＬする。 また、通常、接続装置においては、その装置西部におい
てケーブル導体からの高電先を緩和するためのストレス
コーンが説けられているが、このストレスコーンの立上
がり部分において、現地施工時に欠陥が集ψする傾向が
強いため、部分族電発Ｚｔ：Ｆｉ所は、はとんどすべて
の場合、このストレスコーン立上がり部である。この場
合、このようなストレスコーン立上がり部に発生した部
分放電を金属遮蔽層を用いて検出する場合、この部分放
電発生部位と検出部との空間距離が大きくなり、部分放
電により誘起される電流が十分な大きさをもって金属遮
蔽層へ到達せず、このため１ｌｌ１足感度が低いという
欠点があった。 また、従来の部分放電検出方法においては、ノイズ源か
らの影響を別の金属遮蔽層を用いて排除する構成として
いるが、実線路において接続装置外部で発生したノイズ
が検出用全屈遮蔽層へ影響を与えた場合においても、こ
れは接続装置内部での部分放電であると判定され、実際
に接続装置において発生している部分放電と装置外部で
発生しているノイズとの判別を行なうことができず、正
確に内部部分放電のみを検出することができないという
問題があった。 それゆえ、この発明の目的は上述の従来の部分収車検出
ｈ°法のＨする欠点を除太し、簡易かつ小型な装置Ｉｔ
Ｓ成で確実に検出感度良く接続装置における部分放電を
検出することができるとともに、外部ノイズと装置内部
の部分放電との判別をも行なうことのできる部分放電検
出装置を提供することである。 ［課題を解決するための手段］ この発明に係る部分数ｒｌｉ検出装置は、接続装置内に
設けられているストレスコーンを圧縮するための圧縮治
具を第１の検出電極とし、ケーブル金属遮蔽層下の外部
゛ｒ導電層を第２の検出電極とし、この第１および第２
の検出電極がそれぞれ検出する電流の方向の一致・不一
致によりこの検出電流が部分放電によるものか外部ノイ
ズによるものかのｉＩｌ別を行ない、装置内部の部分ｈ
’を電として判別された場合にのみ、この第１および第
２の検出電極からの検出電流により部分族電澁を静１定
するようにしたものである。 ［作用１ 前述のごとく、接続装置においては、現地施工時等に応
じて欠陥がストレスコーン立上がり部において発生しや
すい。このストレスコーン立上がり部には、このストレ
スコーンを圧縮し、接続装置の絶縁耐圧を高めるための
押付は金具が圧接されている。したがって、この圧縮金
具を部分放電検出電極として用いることにより、部分放
電発生部位近傍に検出電極を設けることが０１能となり
、従来から用いられている接続装置に重大な仕様変更を
段けることなく、容易かつ確実に部分放電を検出するこ
とが可能となる。 また、外部導電層を第２の検出電極とし、この圧縮金具
により検出される電流の流れる）ｊ向と、ケーブル外部
半導電層を流れる電流のｈ゛向とを検出すれば、内部で
部分放電が発生した場合、逆方向すなわち大極性の電流
が流れ、一方外部ノイズに対しては同極性すなわち同方
向の電流が流れるので、検出電流が部分放電であるか外
部ノイズであるかの判別を容易に行なうことができる。

【発明の丈施例】

以下、この発明の一大施例について図面を参照して説明
する。まず、第２図に、送電用ケーブル接ｆ−装置の具
体的構成の一例として、Ｃｖケーブル接続用のプレモー
ルド絶縁体圧縮式プレハブ型ｔ−ｒ部品（接続装置）の
構成を概略的に示す。昂２図において、プレハブ型接続
！装置は、ストレスコーンの機能を有するプレモールド
絶縁体７、このプレモールド絶縁体７からの圧縮応力を
受けるエポキシ座１７、プレモールド絶縁体７をエポキ
シ環１７・＼圧接するための圧縮装置６、絶縁層となる
絶縁コンパウンド１５および接続装置を外部から保護す
るための保護ケース】８を含む。 プレモールド絶縁体７は、たとえばＥＰ（エチレン・プ
ロピレン）ゴムを用いて形成されており、テーバ状の断
面Ｉ−１造を白°している。このプレモールド絶縁体７
の中心部に送電用ケーブル゛ＣあるＣＶケーブル１′が
ｌａ−Ａされる。プレモールド絶縁体７は、絶縁層７ａ
と半ｉ９電層７しとからなり、〜般に内部に１１−導電
性のベルマウスをＨしており、この部分で一般的なスト
レスコーンの機能、すなわち発生する高電界を緩和する
機能を与える。この半導電性のベルマウスは、送電用ケ
ーブル１′に含まれる外部半導電層と接触している。 圧縮装置６は、たとえば金属を用いて構成される押付は
治具６ａを含む。この押付は治具６ａは、スプリング６
ｃがナツト６ｄの締付は具合に応じて転達する圧力をプ
レモールド絶縁体７へ伝達する。スプリング６ｃの中心
部には、この押付は金具６ａの移動を案出する案出Ｖｈ
ｂｂが押付は金具６ａと一体的に設けられている。 この押付は金ＪＬ６ａを介したスプリング６ｃの圧力が
プレモールド絶縁体７を介してエポキシ座】７のテーバ
面およびケーブル１′とのＷ面に伝達されることになり
、この部分における耐圧特性を改善している。 プレモールド絶縁体７、圧縮装置６およびエポキシ座１
７は丁場成形品であり、火際にケーブル１′の接続を行
なう現場においては、これらの部品を組合わせることに
より接続装置を作製してケーブル１′の接続を行なって
いる。したがって、一般にこの構成はプレハブ絶縁方式
と呼ばれている。このプレハブ絶縁方式においては、送
電用ケーブル１′と接続装置との間の耐江特性を決足す
るプレモールド絶縁体７とケーブル１およびエポキシ座
１７との接触は作１によらず一定とすることができるた
め、人為的要用を排除して確大に一定の耐江特性を接続
装置に！ｊ−えることができる。 この発明による部分放電検出装置は、その検出電極を、
その−例を第２図に示す接続装置内部に設けたものであ
る。 第１図はこの発明の一大施例である送電用ケーブル接続
装置の部分ｈｋ屯検出装置の概略構成を示す図である。 第１図を参照して、部分放電検出装置は、部５）　放電
を検出するための第１の検出電極としての押付は金具６
ａと、第２の検出電極としての外部゛１先導電肋３上に
遮蔽層５とは別に設けられた金属型＃ｉ４を含む。この
金属電極４は、外部１′、導電層上にたとえばシルバー
ペイントのような導電性塗料を塗布することにより形成
される。 この金属電極４は、ケーブルに固有の外部゛ｒ導電層上
に設けず、別に外部半導電性塗料を塗布し、この上にさ
らに導電性塗料を塗ｎｉして設ける構成としてもよい。 また、押付は金具６ａが金属製でない場合においても、
この押付は治具に導電性塗料を塗布することにより、押
付は治具を部分放電検出電極として用いることができる
。 金属電極４および押付は金具６ａはそれぞれ信号線３０
ａ、３０ｂを介して中性点Ｍへ接続され、この中性点Ｍ
を介して接地電位に接続される。 信号線３０ａ、３０ｂを流れる電流を検出するｔ：　メ
＋：　ｚ流器８ａ、８ｂが設けられる。この変流器８ａ
、８ｂは同一特性をｆイし、かつ同−ｈ゛向に巻回され
たコイルを白°している。この変流器８ａ。 ８ｂからは信号！ｌ３０ａ、３０ｂを流れる電流に対応
する大きさおよび方向をＨする２次電流が導出される。 この変流器８ａ、８ｂが導出した電流の方向を検出する
ために電流検出器９ａ、９ｂが設けられる。電流検出器
９ｇ、９ｂは、この変流器８ａ。 ８ｂからの電流の大きさおよび方向をともに検出する構
成であればよく、たとえば交流電流メータと同様にして
構成することができる。また電流の極性および大きさを
同特に検出する構成であればアナログ、デジタルいずれ
の構成であってもよい。 電流検出器９ａ、９ｂが検出した電流の方向を比較する
ために比較器１０が設けられる。比較器１０はこの検出
電流方向の一致／不一致を承す信号を導出する。比較器
１０の出力はｉす別藤１１へ伝達される。判別器１０は
この比較器１０の出力により、検出された電流が装置内
部の部分放電に起因するものか、装置外部の外部ノイズ
に起因するものかの判別を行なう。次に動作についてｆ
ｕｒ＋　’１に説明する。 部分放電が発生した場合、金属電極４、信号線３０ａ１
中性点Ｍ１信号線３０ｂおよび押付は金具６ａの経路に
電流が流れる。この電流の流れる方向について第３図を
参照して説明する。 第３図において、ＣＩ、Ｃ２はケーブルの静電容量を承
し、ＣＡはケーブル導体１、ケーブル絶縁体２、ケーブ
ル外部゛１を導電層３および金属電極４により構成され
るａ電容量を承し、ＣＢはケーブル導体１．ケーブル絶
縁体外部半導電層（ストレスコーン部分）および押付は
金具６ａにより形成される静電容量を示す。 今、第３図においてＸ】で示すようにストレスコーン７
の立上がり部において部分放電が発生した場合、このと
き電流は第３図に示すように金層電極４（ａ９線３０ａ
、（２号ｌ１ｉ１３０ｂ押付は金具外部半導電層の経路
を流れる電流ｉｃとなる。したがって、このとき、変流
５８ａ、８ｂはｈいに兄極性の電流が流れる。 一方、装置外部でノイズが発生した場合（第３図（Ｘ２
）、第３図に示すように中性点Ｍから信号線３０ａ、３
０ｂをそれぞれ介してノイズ源へ電流が流れる。したが
って、この場合変流Ｓ　８　ａ　。 ８ｂへは同極性の電流が流れることになる。 変流４８ａ、８ｂが誘起する２次電流は信号線３０ａ、
３０ｂを流れる電流の方向に対応する。 したがって、電流検出器９ａ、９ｂでこの２次電流の方
向を検出し、その検出電流方向を比較器１０で比較すれ
ば、検出電流が部分放電により坐じているのか外部ノイ
ズにより発生しているのかを判別することができる。 したがって、この判別器１１出力に応答して、電流検出
器Ｑａ、Ｑｂの検出電位に従って部分放電量を検出する
ことができる（第１図破線ブロックおよび経路参照）。 この部分放電検出回路１２は、電流検出器９ａ、９ｂが
導出する検出電流をインピーダンス等を用いて電圧信号
に変換し、これにより部分放電の発生頻度、部分放電電
荷量等を検出する。これに代えて、中性点Ｍに検出用イ
ンピーダンスを設け、この検出用インピーダンスの電圧
により部分放電量を検出してもよい。 なお上述の構成においてはプレハブ型接続装置の構成の
一例としてＣｖケーブル用プレモールド絶縁体江縮式プ
レハブ型付属４６を示したが、この接続装置としては、
ストレスコーンを有しこのストレスコーンを圧縮する構
成の接続装置であればいずれの構成であっても上記実施
例と同様の効果を得ることができる。 【発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、接続装置の付属部品を
検出電極として用い、この検出電極からの検出電流の方
向の一致／不一致により内部部分放電か外部ノイズかの
判別を行ない、この判別の結果に従って部分放電量を検
出するように構成している。したがって、従来の接続装
置に何ら重大な仕様変更を付加することなく、簡易かつ
コンパクトな構成の検出装置を得ることができる。 変流器は検出電極から中性点へ導かれた信号線上の電流
を検出するだけであり、この信号線周一に誘起される磁
昇を検出するだけで２次電流を導出するため、何らノイ
ズの影響を受けることなく確実に部分放電に対応する電
流情報を導出することができる。 さらに、金属遮蔽層は接続部分とケーブル部分とで分離
されずに残されるため、ケーブルの接続部における信頼
性を確保することができる。 さらに、金属遮蔽層は何ら分離されずにそのまま残され
るため、外部ノイズのケーブル導体へ及ぼす影響はこの
金属遮蔽層により遮蔽されるため、この接続装置外部に
大規模なノイズシールド装置を設ける必要がなく、コン
パクトな構成の部分放電検出装置を得ることができる。 さらに、検出電極としては、接続装置において通常部分
放電が発生するストレスコーン立上がり部に圧接して一
方の検出電極が設けられており、他方電極もそのストレ
スコーン立上がり部近傍に設けられているため、部分放
電発生部位近傍に検出電極が設けられる構成となり、部
分放電測定感度を大＋１ａに改ぶすることがｕＪ能とな
る。 ４、図面の１Ｆｔｌｔｉｔな説明 第１図はこの発明の一実施例である送電用ケーブル接続
装置の部分放電検出装置の概略構成を示す図である。第
２図は一般的に用いられているプレハブ型接続装置の構
成の一例を示す図である。 第３図は部分放電および外部ノイズ発生時において検出
電極を流れる電流の方向を概略的に示す図である。第４
図は送電用ケーブルの一例を示す図である。第５図は従
来の部分放電Ａ−１定装置の構成の一例を概略的に示す
図である。 図において、１はケーブル導体、１′はケーブル、２は
ケーブル絶縁体、３は外部゛Ｆ−，導電層、４は金属電
極、５は金属遮蔽層、６は圧縮装置、６ａは圧縮金具、
７はストレスコーン、８ａ、８ｂは変流器、９ａ、９ｂ
は電流検出器、１０は比較器、１１は判別器、１２は部
分放電検出器である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 装置内部に発生する電界を緩和するためのストレスコー
   ンと、前記ストレスコーンを圧縮するための導電性圧縮
   治具とを少なくとも有する、送電用ケーブルを相互接続
   または終端接続するための装置の部分放電を検出する装
   置であって、前記送電用ケーブルはケーブル導体からの
   電界がその遮蔽層との境界領域に集中するのを防止する
   ための外部半導電層を有しており、 前記圧縮治具に誘起される電流を検出する第１の電流検
   出手段、 前記外部半導電層に誘起される電流を検出する第２の電
   流検出手段、 前記第１および第２の電流検出手段が検出した電流の流
   れる方向を比較する手段と、 前記第１および第２の電流検出手段の検出した電流に応
   答して、前記装置内部に発生した部分放電量を検出する
   手段、および 前記比較手段出力に応答して、前記第１および第２の電
   流検出手段により検出された電流が前記装置内部で発生
   した部分放電に起因するものか否かの判別を行ない該判
   別結果に従って前記部分放電量検出手段の動作を制御す
   る手段を備える、送電用ケーブル接続装置における部分
   放電検出装置。