JPH0351775A - 電力ケーブルの水トリー劣化検出方法 - 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、電力ケーブル、特にＣｖケーブルと称される
架橋ポリエチレン電力ケーブルの水トリ−劣化を検出す
るための電力ケーブルの水トリ−劣化検出方法に関する
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−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、状
態監視も常時可能である等の有利な点が多いため注目さ
れている。

このような方法として、従来例えば特開昭５９−２０２
０７５号公報等に開示されているように水トリ−の電流
整流作用を利用したものが提案されている。第３図はこ
の方法の原理的な説明図であり、水トリ−劣化ケーブル
検査時の等価電気回路を示している。三相電線路を構成
する電力ケープル１は三相交流電源Ｐにより活線状態と
されている。また、電力ケーブル１の導体りには３相の
うちの１相の電圧が加えられており、導体り以外のケー
ブル導体は省略されている。この三相電線路には、接地
用変圧器ＧＰＴが接続されその中性点は接地されている
。ここで、電力ケーブル１において導体りと遮蔽層Ｓの
間の絶縁層■に水トリ−が生じている場合には、導体り
と遮蔽層Ｓ間には静電容量Ｃｉによる交流結合に加えて
水トリ−による整流部りと直流抵抗Ｒｉによる直流結合
が生ずる。この整流部り及び直流抵抗Ｒｉは、水トリ−
の発生方向及び体積と長さの特性量であるとされ、この
ため従来方法では遮蔽層Ｓと大地との間に低インピーダ
ンスの測定器２を接続し、流れる接地線電流１１の直流
成分を測定することにより水トリ−による劣化状況を評
価している。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、電力ケーブルには遮蔽層Ｓの外側に絶縁
ビニル等から成る防食層Ｃが設けられており、実際に大
地に埋設するなどして布設された場合には、遮蔽層Ｓと
大地間の防食層Ｃの絶縁抵抗Ｒｃが問題となる。防食層
Ｃもまた絶縁層重と同様に布設後の経年変化により劣化
し、絶縁抵抗Ｒｅが低下するという問題点を有している
が、むしろ一般的には防食層Ｃの劣化のほうが絶縁層Ｉ
の劣化よりも激しい場合が多い、また、防食層Ｃと大地
との接触部分では界面に電荷が誘起される所謂局部電池
が発生する現象が知られており１局部電池の起電力Ｅｃ
は絶縁抵抗Ｒｃと直列に遮蔽層Ｓと大地間に与えられる
ことになる。この現象が起きた場合には、遮蔽層Ｓ、絶
縁抵抗Ｒｅ、起電力Ｅｃ、測定器２、遮蔽層Ｓの閉路に
起電力Ｅｃによる電流１２が流れる。起電力Ｅｃは導体
りに印加された交流電圧には無関係であるが、劣化によ
り絶縁抵抗Ｒｅが低下すれば電流１２は増大する。従っ
て、測定器２によって接地線電流１１の直流分を正しく
測定することは困難となり、活線状態の電力ケーブル１
では水トリ−劣化の正確な診断は不可能になるという問
題がある。

ところで、電力ケーブルによる送配電を行う際には、需
要側における需要量の変動即ち負荷変動に伴って送電電
圧は昇降する。つまり、例えば１日の内、一般的に日中
には需要量が多く負荷は大となって送電電圧は降下する
傾向を示し、夜間には需要量が少なく負荷は小となり送
電電圧は上昇する傾向となる。この変動は電力需要側に
とって好ましいものではなく、電力供給側ではこの電圧
値を常時監視・記録し、例えば±５％等の所定の範囲内
に収まるように発電電力量等を調整して対処する場合が
通常である。この電圧変動を全く無くすることは困難で
あって、また需要側が用いる各電力機器も上述の所定範
囲内での電圧変動が考慮されており、実用的にはその程
度の電圧変動が存在している。

本発明の目的は、上述の事実を考慮し、布設ケーブルの
防食層と大地との間に局部電池の効果が生じた場合でも
、水トリ−劣化の検出を正確に行える電力ケーブルの水
トリ−劣化検出方法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、本発明に係る電力ケーブ
ルの水トリ−劣化検出方法においては、活線状態にある
電力ケーブルの遮蔽層と大地との間に流れる電流のうち
の直流成分を検出して前記電力ケーブルの水トリ−劣化
を検知する方法において、前記電気ケーブルへの送電電
圧を監視し、該送電電圧の変化に伴う前記直流成分量の
変化度合から前記水トリ−劣化を検知することを特徴と
するものである。

［作用］ 上記の構成を有する電力ケーブルの水トリ−劣化検出方
法は、送電電圧を監視することにより電圧の昇降を知見
し、この送電電圧の変動によって接地線電流中の直流成
分量がどの程度変化したかにより水トリ−劣化の具合を
検知するものである。即ち、水トリ−が存在しないケー
ブルでは送電電圧に変動があっても直流成分量には変化
はないが、水トリ−が存在するケーブルでは劣化の具合
に応じて直流成分量が変化するので、送電電圧値が異な
るときに直流成分量をそれぞれ測定し、これらの測定値
を比較することによって水トリ−劣化が検知できる。

［実施例］ 本発明を第１図、第２図に図示の実施例に基づいて詳細
に説明する。

第１図は本発明に係る方法を実施するための回路図であ
り、第３図に示した従来方法の場合と同様の回路におい
て、導体りと大地との間に電力ケーブル１への送電電圧
を監視するための電圧測定器３を接続する。なお、電圧
測定器３は各電力ケーブル１に別個に設けて測定しても
よいし、或いは電力供給側において送電電圧を把握する
ために、幾つかの線路について総括的に設けられている
ものをそのまま利用してもよい、更には、接地用変圧器
ＧＰＴの低圧側でも送電電圧を知見することができる。

この構成において電力供給側が送電を開始すると、導体
りに印加され測定器２で測定される交流電圧は、前述の
ように例えばＶ±αの所定の許容範囲内で比較的長周期
の変動をすることになる。

ここで、局部電池の起電力Ｅｃつまり電流１２は前述の
ように導体りに印加された交流電圧に無関係である。一
方、水トリ−の整流作用によって検出される接地線電流
１１の直流成分は、印加交流電圧の増加に対して単調に
増加するので、電圧測定器３が異なる電圧値を示す少な
くとも２つの任意の時点で測定器２の電流値を求めれば
、電流１２の影響を除くことができる。

即ち、電圧測定器３による印加交流電圧値を横軸に、測
定器２による直流電流値を縦軸に示した第２図のような
グラフ図において、水トリ−劣化が全く無いケーブルの
場合には、ａのように横軸に平行な直線が得られ、この
場合には直流電流値は電流１２に等しくなる。これに対
し水トリ−劣化が存在するケーブルでは、ｂに示すよう
に印加交流電圧の増加に従って直流電流は単調に増加す
る。また、電圧変動量に対する電流変化量の比率は直流
抵抗Ｒｉが小さいケーブルはど、即ち水トリ−劣化が激
しいケーブルはどＣのように大きくなる。従って、所定
の許容範囲内の異なる少なくとも２つの交流電圧値にお
ける直流電流値を計測し、これらの直流電流値を比較す
れば水トリ−劣化の有無、程度を的確に判断することが
可能となる０例えば、２つの電流値に差が存在する場合
には水トリ−劣化が存在すると判定でき、更にこれらの
差と印加交流電圧値の差との比率により、水トリ−の程
度を定量的に判断することができる。

なお１以上の実施例において、印加交流電圧の変動は負
荷変動により受動的に起るものとしたが、測定に緊急を
要するような場合には印加電圧の変動を所定の変動許容
範囲内で能動的に起こしてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明に係る電力ケーブルの水トリ
−劣化検出方法は、局部電池及び防食層の劣化の影響が
除去され、更に絶縁層の絶縁抵抗の大きさを評価できる
ので水トリ−劣化の的確な検出ができ、誤診断による絶
縁破壊事故の発生が防止され、損害の大幅な低減を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

図面第１図、第２図は本発明に係る電力ケーブルの水ト
リ−劣化検出方法の実施例を示し、第１図は本発明の方
法を実施するための回路構成図、第２図は印加交流電圧
と測定される直流成分のグラフ図であり、第３図は従来
の検出方法を実施するための回路構成図である。 符号１は電力ケーブル、２は測定器、３は電圧測定器、
Ｌは導体、■は絶縁層、Ｓは遮蔽層、Ｃは防食層である
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、活線状態にある電力ケーブルの遮蔽層と大地との間
   に流れる電流のうちの直流成分を検出して前記電力ケー
   ブルの水トリ−劣化を検知する方法において、前記電気
   ケーブルへの送電電圧を監視し、該送電電圧の変化に伴
   う前記直流成分量の変化度合から前記水トリ−劣化を検
   知することを特徴とする電力ケーブルの水トリ−劣化検
   出方法。