JPH0331776A - Ｃｖケーブルの絶縁劣化診断装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ＣＶケーブルと称する架橋ポリエチレン電力
ケーブルの絶縁劣化の程度を診断するＣＶケーブルの絶
縁劣化診断装置に関するものである。

［従来の技術］ 一般的に、電力ケーブルは布設後の経年変化により電気
絶縁体の絶縁性能が低下する。特にＣＶケーブルでは架
橋ポリエチレン絶縁体に樹状の亀裂が生じ、この亀裂に
水分が侵入する所謂水トリーの発生が絶縁劣化の主な原
因であることが知られている。このような絶縁性能の低
下は、放置すると進展して早晩大きな絶縁破壊事故につ
ながる虞れがある。従って、ケーブルの絶縁抵抗の変化
を把握し、劣化を早期に発見することが極めて重要であ
る。このため、従来から種々の絶縁測定方法が知られて
いるが、特に近年では測定時に送電を停止することなく
活線状態で診断する方法が幾つか提案されており、常時
の状態監視も可能である等の有利な点が多いため注目さ
れている。

このような常時監視を行う方法としては、従来では例え
ば特公昭５Ｑ−８４６５号公報等に記載されているよう
に送電夕波電流に直流電流を重畳させ、この結果として
検出されるケーブル漏洩電流の直流成分からケーブルの
絶縁抵抗を求めて評価する所謂直流重畳法や、或いは特
開昭６０−１８５１７１号公報等に記載されているよう
に送電電圧波形と電流波形とを測定し、誘電正接を求め
て評価する所謂ｊａｎδ法が一般に用いられている。ま
た、特にＣＶケーブルの場合では特開昭５９〜２０２０
７５号公報において水トリーに電流整流作用があるとし
て、交流送電中のケーブル漏洩電流の直流分を測定し、
その方向と絶対値とから水トリーの分布と長さ及び体積
を推定する方法が開示されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上述した従来技術のうち、公知の従来方法は
何れも劣化の早期に正確に絶縁不良を発見したいという
要求を必ずしも充分に満足し得る方法ではない、即ち、
第１に述べた直疏重畳法は一般的に劣化の程度に対する
検出感度が悪いとされ、相当に程度の激しい劣化でなけ
れば検出されないという問題がある。また測定時にｅｔ
ｏｖ程度の直流重畳電圧を必要とし、このための直流電
流を準備しなければならない。

一方、　ｊａｎδ法ではケーブル全体に渡る劣化は検出
されるものの、水トリーのような局部的な劣化に対する
検出感度は悪いという欠点が知られている。

更に、水トリーの整流作用を利用する特開昭５９−２０
２０７５号公報の場合では、同公報に記述されているよ
うにケーブル絶縁体に導体側から発生する所謂内溝水ト
リーとシース側から発生する外道水トリーとでは、発生
する直流電流がガいに逆極性であることから、両種の水
トリーが同時に発生した場合には検出される直流電流は
写いに打ち消し合って充分な測定ができなくなる虞れが
ある。

本発明者らは水トリー現象について研究した結果１次の
ような新１ｓ実を発見した。即ち、測定対象とする電力
ケーブルに交流電圧を印加し、この交流電圧の振幅を零
から次第に大きくしてゆく過程で、その接地線電流のう
ち数Ｈｚ以下の準直流成分を検出した場合に、 （１）印加交流電圧の振幅が成る値に達すると脈動電流
が検出される。

（２）水トリー劣化が激しいケーブルはど、脈動の始ま
る交！電圧の振幅値が小さい。

（３）電流脈動の振幅は印加交流電圧の振幅に対して単
調に増加する。

本発明の目的は、従来例の欠点を解消し、上述の新事実
を基に、劣化時に正確に絶縁不良を発見できるＣＶケー
ブルの絶縁劣化診断装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、本発明に係るＣＶケーブ
ルの絶縁劣化診断装置においては、交流電圧が印加され
測定対象とされる電力ケーブルの遮蔽層と電位基準との
間を接続し、前記遮蔽層から前記電位基準に流れる接地
線電波を基に、前記電力ケーブルの絶縁劣化を診断する
電力ケーブルの絶縁劣化診断装置であって、前記接地線
電流から数Ｈｚ以下の準直流電波を濾過するローパスフ
ィルタと、該ローパスフィルタの出力信号を直接又は増
幅して時間軸に表示する波形表示手段とを備えたことを
特徴とするものである。

［作用］ 上記の構成を有するＣＶケーブルの絶縁劣化診断装置は
、ローパスフィルタにより接地ＩＱ主電流ら数Ｈｚ以下
の準直流電圧成分を濾過し、この濾過信号を波形表示手
段で時間軸に表示し、その脈動の振幅が測定対象とされ
る電力ケーブルの水トリー劣化の判断基準とされる。

［実施例］ 本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

第１図は本発明のＣＶケーブルの絶縁劣化診断装置を測
定対象とされるＣＶケーブルに接続した構成図であり、
活線状態における三芯−括のＣＶケーブルＣを対象とし
た場合の回路構成を示している。即ち、第２図に周波数
特性を示すようなローパスフィルタｌ及びＣＲＴから成
る波形スコープやペンレコーダ等の波形表示装Ｍ２から
成っており、入力端子間に流れるｔＪｊＱのうちローパ
スフィルタで濾過された数Ｈｚ以下の準直流成分の時間
的変動が、波形表示装置２に表示される構成となってい
る。

一方、測定対象のＣＶケーブルは三相高電圧母線に接続
され、この三相高電圧母線はＹ−Δ結線の変圧器丁ｒの
二次側にそれぞれ接続され、−次側に接続された図示し
ない三相交流電源からの電力を受電している。また、三
相高電圧母線に接続された接地用変圧器ＧＰ丁の一次巻
線の中性点は直接大地に接地されている。このような接
続の結果、アース電位を基準とした三相交流電源がｃｖ
ケーブルに印加され、ＣＶケーブルＣは活線状態となっ
ている。

測定に際しては、前述した構成を有する絶縁劣化診断装
置の入力端子の一端をｃｖケーブルＣの遮蔽層Ｓに接続
し、他端を接地する。このとき、ＣＶケーブルＣの遮蔽
層Ｓには内部導体との静電結合により、印加交流電圧に
応じた電荷が誇起され、この時間変化のため大地との間
に印加交流電圧の周波数と同程度の周期で変動する電流
が波れることになる。これに加えて、ＣＶケーブルＣに
水トリー劣化がある場合には前述の脈動電流が重畏され
、ローパスフィルタ１が脈動電流のみを抽出する。即ち
、印加交流電圧の周波数は通常５０Ｈ２又は６０Ｈｚで
あるから、第２図に例示する特性を有するローパスフィ
ルタｌを選択すれば、所望の準直流成分だけを良好に濾
過させることが可能である。波形表示装置２では、第３
図に示すように濾過された準直流成分の変動を適当な時
間軸に表示する。検者はこの表示波形を観察することで
脈動電流の振幅を容易に求めることができ、この脈動の
振幅Ａは水トリー劣化の程度が激しいほど大きくなるの
で、この振＠Ａを求めることにより、ＣＶケーブルＣの
水トリー劣化の程度を推測できることになる。

なお、上述の実施例において、ローパスフィルタ１と波
形表示装置２の途中にローパスフィルタｌの出力を＃１
幅する増幅器３を挿入すれば、ＣＶケーブルＣに印加さ
れる交流電圧の振幅が小さくても、良好な観測が可能と
なる。

また、ＣＶケーブルが単心三線のケーブル群Ｃ゛である
場合にも、同様の装置で診断することができる。即ち、
この場合には第４図の部分図に示すように、ケーブル群
Ｃ°を構成する各ケーブルの遮蔽層Ｓ°を並列的に装置
の入力端子に接続すれば、上述の方法と全く同様であり
、一方でケーブル群Ｃ′を構成する各ケーブルの遮蔽層
Ｓ゛の何れか１つを装置の入力端子に接続すれば、各ケ
ーブルの水トリー劣化を独立に診断することがＯｆ能で
ある。

この第４図の例は第５図の構成図に示すように、一端を
接地した単相電源Ｐによる活線状態のケーブルＣ″を診
断する場合と回路的に同等であり、三相交流のみならず
単相交流による活線ケーブルの診断も可能であることは
勿論である。

更に、同様な装置で停止状態のケーブルを診断すること
も可能である。この場合に、別途に交流電圧を印加する
電源装とが必要となるが、この際に印加交流電圧の振幅
が可変の交流可変電源Ｓ′とし、この交流可変電源Ｓ゛
の出力電圧振幅を零から次第に増加してゆくことにより
、より一層正確な診断ができる。この場合の準直流成分
の時間変化は、例えば第６図のグラフ図に示すようにな
る。なお、横軸は時間を或いはこれに比例した電源電圧
振幅Ｖ、縦軸は電流工としている。前述したように印加
交流電圧の振幅を増加してゆくと、第６図に示すように
成る振幅値ｖＯから準直流成分に脈動が認められ、また
この脈動開始電圧ｖＯは水トリー劣化が激しいほど低く
なる。従って、この脈動開始電圧ｖＯを求めても、水ト
リー劣化の程度を推測することが可能となる。

なお、脈動開始電圧ｖＯを用いて診断を行う場合の判定
の目安として、第７図に測定対象のケーブルの静電容量
Ｆと脈動開始電圧ｖＯのグラフ図を示す、横軸は静電容
量Ｆを対数目盛で示し、縦軸には脈動開始電圧ｖＯを示
している。第７図において、水トリー劣化のない健全ケ
ーブルに静電容量Ｆと脈動開始電圧ｖＯを示す状態点Ｘ
が概ね実線Ｂ−Ｂ’上に存在するのに対し、水トリー劣
化が生じたケーブルでは同じ静電容量Ｆでの脈動開始電
圧ｖＯは低下し、状態点Ｘ°は矢印で示すように実線Ｂ
−Ｂ’　でから外れることになる。従って、実１ＩＢ−
Ｂ’　からの状態点Ｘ°のずれを基に、水トリー劣化の
程度を定量的に評価することが可能となる。

更に、上述した本発明に係るＣＶケーブルの絶縁劣化診
断装置は１診断すべき全てのケーブルに個々に設けて据
置型として常時監視に用いてもよいし、或いは運搬が容
易な図示しない佼体に組み入れた可搬型とし、複数のケ
ーブルに共通して用いてもよい。

なお、上述の何れの場合においても、実用する際にはケ
ーブルに印加される交流電圧の雑音等の出力変動分を別
途に測定して相殺するための除算手段や、変動波形の周
波数の信号を除去するノツチフィルタ等を設けることが
望ましい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明に係るＣＶケーブルの絶縁劣
化診断装置は、ローパスフィルタが電力ケーブルの接地
線電流の準直流成分を濾過し、波形表示手段がこの濾過
成分を時間軸に表示するので、この濾過成分の脈動の振
幅から電力ケーブルの水トリー劣化の程度を容易に推測
することが可能で、ケーブルの絶縁破壊事故をひいては
停′＃、車故を未然に防ぐことができ、電力需要家の損
害を大幅に低減できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係るＣ■ケーブルの絶縁劣化診断装置の
実施例を示し、第１図は三芯−括の電力ケーブルの活線
診断に適用した場合の回路ａ成因、第２図はローパスフ
ィルタの特性図、第３図は活線状態での測定における表
示波形のグラフ図、第４図は単心３線の電力ケーブルの
活線診断における部分構成図、第５図は単相活線状態の
ケーブルの診断における部分構成図、第６図は停止線路
の診断における表示波形のグラフ図、ｍ７図は停止線路
の診断基準のグラフ図である。 符号ｌはローパスフィルタ、２は波形表示装置、３は増
幅器、Ｃ，Ｃ’　、Ｃ″は電力ケーブル、ｓ、ｓ’　、
ｓ”は遮蔽層である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、交流電圧が印加され測定対象とされる電力ケーブル
   の遮蔽層と電位基準との間を接続し、前記遮蔽層から前
   記電位基準に流れる接地線電流を基に、前記電力ケーブ
   ルの絶縁劣化を診断する電力ケーブルの絶縁劣化診断装
   置であって、前記接地線電流から数Ｈｚ以下の準直流電
   流を濾過するローパスフィルタと、該ローパスフィルタ
   の出力信号を直接又は増幅して時間軸に表示する波形表
   示手段とを備えたことを特徴とするＣＶケーブルの絶縁
   劣化診断装置。