JPH04353777A - ケーブルの部分放電測定装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、活線状態にある電力ケ
ーブルの絶縁劣化の程度を評価するためのケーブルの部
分放電測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＶケーブル等の電力ケーブルの絶縁破
壊の主要な原因には、外傷や施工不良及び活線状態の電
力ケーブルに生じた（水トリーなどの）欠陥等がある。 外傷や施工不良では、ある大きさの部分放電が発生し、
やがてこの部分絶縁破壊部（電気トリーと呼ぶ）が進展
し、ケーブルの全路破壊に至る。水トリー部やケーブル
内部の微細欠陥からの破壊も、同様に部分絶縁破壊を起
こしながら、最終的には全路破壊につながるのであり、
ケーブル破壊前には必ず、部分放電電流が流れる。

【０００３】従来、この種の部分放電電流を検出する方
法としては、図３に示すように、供試ケーブル１０とカ
ップリングコンデンサＣＫ　に同時に高電圧を印加し、
上記供試ケーブル１０とカップリングコンデンサＣＫ　
との低圧側にそれぞれ検出インピーダンスＺＡ　，ＺＢ
　を設け、この検出インピーダンス回路ＺＡ　，ＺＢ　
で検出された部分放電信号Ａ，Ｂを図示しない手段によ
って比較等の信号処理を行って部分放電電流を測定して
いた。

【０００４】また、他の方法としては、図４（ａ）　に
示すように、接続部１１近傍に検出インピーダンス回路
ＺＡ　を設け、供試ケーブル１０の活線状態下で、上記
検出インピーダンス回路ＺＡ　で高周波成分の部分放電
信号Ａを検出し、上記高周波成分の大きさに応じて部分
放電電流を測定していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記図３に
示した方法では、外部にカップリングコンデンサを接続
させなければならないので、作業性が悪くなり、さらに
布設現場での活線状態での診断ができないという問題点
があった。また、図４（ａ）　に示した方法では、図４
（ｂ）　の等価回路に示すように、高周波電流ｉが供試
ケーブル１０及び接続部１１のキャパシタンスＣａ、グ
ランドあるいは高周波に対してインピーダンスを有する
接地線（帰路インピーダンス回路１２）に流れるため、
帰路インピーダンスが大きく、高周波電流ｉが小さくな
ってしまい、部分放電電流の検出感度が悪くなるという
問題点があった。上述した傾向は、周波数の高い領域ほ
ど顕著である。なお、この場合、充電電流等の低周波数
成分は、検出インピーダンスを通し難くしてあり、例え
ば終端部の接地線等を帰路している。

【０００６】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、水トリーの発生の際に、部分放電電流の高周波成分
を検出する検出インピーダンス回路と、高周波インピー
ダンス回路とを電力ケーブルに設け、上記検出回路と高
周波インピーダンス回路とを電気的な閉回路に形成させ
、感度の高い部分放電の測定を行うことができるケーブ
ルの部分放電測定装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、電力ケーブルの接続部近傍に設置され
、活線状態下で電力ケーブルからの部分放電電流を高周
波成分として検出し、該検出した高周波成分を取り込み
、該高周波成分の大きさに応じて前記電力ケーブルの部
分放電電流を測定する検出回路を有するケーブルの部分
放電測定装置において、前記ケーブルに高周波インピー
ダンス回路を接続し、前記検出回路及び高周波インピー
ダンス回路を流れる電流の高周波成分に対し、低インピ
ーダンスな電気的閉回路を形成させるケーブルの部分放
電測定装置が提供される。

【０００８】

【作用】水トリーの発生の際に生じる部分放電電流によ
って、検出回路及び高周波インピーダンス回路を流れる
電流の高周波成分に対し、低インピーダンスな電気的閉
回路を形成し、検出した成分の大きさに応じて電力ケー
ブルの部分放電電流を測定する。

【０００９】従って、活線状態の下での電力ケーブルの
部分放電を高い感度で測定することが可能になる。

【００１０】

【実施例】本発明の実施例を図１乃至図２の図面に基づ
き詳細に説明する。図１（ａ）　は、本発明に係る部分
放電測定装置のブロック図である。図において、供試ケ
ーブル２０は、図４の従来例と同様、接続部２１近傍と
大地との間に接続されたコンデンサＣ（例えば金属箔）
及び検出インピーダンス回路ＺＡ　を設け、供試ケーブ
ル２０の活線状態下で、上記検出インピーダンス回路Ｚ
Ａ　で検出された高周波成分である部分放電信号Ａを検
出し、上記高周波成分の大きさに応じて部分放電電流を
測定している。部分放電検出装置は、検出インピーダン
ス回路ＺＡ　と、バンドパスフィルタ回路２２と、検出
した高周波成分を増幅する増幅器２３と、上記高周波成
分から部分放電電流を測定する演算回路（ＣＰＵ）２４
とから構成されている。また、シース２５と大地との間
には、高周波インピーダンス回路２６が接続されており
、上記高周波インピーダンス回路２６と検出インピーダ
ンス回路ＺＡ　の低圧側は、銅板等で接続され、上述し
たごとく接地されている。

【００１１】検出インピーダンス回路ＺＡ　は、通常コ
ンデンサと抵抗とが並列接続される方法や接続部２１銅
管上に絶縁シートと金属箔とを巻き付ける方法等によっ
て構成させることができ、部分放電電流を両端に現れる
電圧成分（部分放電信号Ａ）として検出し、上記電圧成
分に対しては所定の大きさのインピーダンス値を示す高
域濾波器の特性を有している。

【００１２】バンドパスフィルタ回路２２は、実施例で
は１［ＭＨｚ］から数十［ＭＨｚ］の帯域幅を広帯域と
するフィルタ回路で、検出インピーダンス回路ＺＡ　と
増幅器２３との間に接続され、上記検出インピーダンス
回路ＺＡ　の両端に現れる高周波成分を通過させて増幅
器２３に出力する。増幅器２３は、バンドパスフィルタ
回路２２から入力する高周波成分を増幅してＣＰＵ２４
に出力している。

【００１３】ＣＰＵ２４は高周波成分を測定することに
よって、電力ケーブル２０の絶縁劣化の診断を行ってい
る。高周波インピーダンス回路２６は、コンデンサ又は
シース２５に金属箔を巻き付ける方法等によって構成さ
れている。図１（ｂ）　は、上述した図１（ａ）　の等
価回路である。図において、検出インピーダンス回路Ｚ
Ａ　及び高周波インピーダンス回路２６は、閉回路を構
成し、上記検出インピーダンス回路ＺＡ　及び高周波イ
ンピーダンス回路２６には、高周波電流ｉが流れる。こ
れにより、検出インピーダンス回路ＺＡは、部分放電信
号Ａを検出する。なお、Ｃａは、供試ケーブル１０及び
接続部１１のキャパシタンス、Ｌ，Ｌｓは、それぞれ導
体、シースのインダクタンスを示す。

【００１４】ところで、本実施例では、活線状態の下で
、水トリーが発生していない新品の６［ｋＶ］級の２０
０［ｍ］のＣＶケーブルの中央部に中間接続部を用いて
部分放電測定の実験を行った。なお、接続部１１での部
分放電の模擬は、ケーブル１０内部をくりぬき、パルス
ジェネレータ（模擬部分放電パルス発生器）により、導
体に模擬パルスを入力するものとする。また、検出イン
ピーダンス回路ＺＡ　は、１００［Ω］の抵抗と６５０
［ＰＦ］のコンデンサを並列接続させたものを使用する
方法と、接続部１１銅管上に絶縁シートと金属箔を巻き
付けて５００〜１０００［ＰＦ］のコンデンサを構成さ
せたものを使用する方法とを行った。高周波インピーダ
ンス回路２６も、検出インピーダンス回路ＺＡと同様に
両方の方法を試みたが、後者の方法では、ケーブル上に
直接金属箔を巻き付けて構成させた。さらに、検出イン
ピーダンス回路ＺＡ　及び高周波インピーダンス回路２
６は、その低圧側を銅板で接続して接地させてある。ま
た、ケーブル本体の接地は、検出インピーダンス回路Ｚ
Ａ　より、１００［ｍ］離れた点で別に接地させてある
。

【００１５】上記設定において、検出インピーダンス回
路ＺＡ　で検出された部分放電信号Ａは、バンドパスフ
ィルタ回路２２（ｆｃ　＝１［ＭＨｚ］〜６０［ＭＨｚ
］）、増幅器２３（増幅率２０［ｄＢ］）を介して例え
ばオシロスコープによって観測する。ここでは、高周波
インピーダンス回路２６がない場合と、高周波インピー
ダンス回路２６が検出インピーダンス回路ＺＡ　よりそ
れぞれ１［ｍ］、１０［ｍ］、５０［ｍ］離れた場合と
で、観測を実施した。

【００１６】ここで、高周波インピーダンス回路２６が
ない場合、模擬放電パルスの感度は、５０［ｐｃ］であ
ったが、高周波インピーダンス回路２６を検出インピー
ダンス回路ＺＡ　に５０［ｍ］、１０［ｍ］、１［ｍ］
と近づけた場合、模擬放電パルスの各感度は、それぞれ
１０［ｐｃ］、５［ｐｃ］、３［ｐｃ］と良好な値を得
た。

【００１７】模擬放電パルスの感度は、実験時の外的な
環境コンディションによって多少変化はするが、上記変
化を考慮に入れても、上記実験によって本発明に係るケ
ーブルの部分放電測定装置の有効性が確認された。なお
、バンドパスフィルタ回路は、帯域幅を狭帯域として、
雑音の少ない領域で測定することも可能である。また、
高周波インピーダンス回路の接続位置は、主として測定
したい周波数帯域の部分放電信号の長手方向減衰量を考
慮する必要があるが、定在波の存在する１波長以内が目
安と考えられる。例えば、測定したい周波数帯域が３０
［ＭＨｚ］では、パルスの伝搬速度が約２００［ｍ／μ
ｓｅｃ］とすると、上記接続位置は、２００×１０６　
／３０×１０−６≒７［ｍ］となる。また、本実施例で
は、ＣＶケーブルへの適用について説明したが、ＯＦケ
ーブル、ＧＩＬケーブルへも適用可能である。

【００１８】図２は、本発明に係る部分放電測定装置を
実線路に用いた場合の一実施例である。上記実施例では
、部分放電を測定したいＩＪ部（絶縁中間接続部）１１
ａ及びＮＪ部（中間接続部）１１ｂの近傍に検出インピ
ーダンス回路ＺＡ　を接続させると共に、シース２５の
所定位置に高周波インピーダンス回路２６を接続させる
ことにより、感度の良い部分放電測定が可能になる。

【００１９】従って、本実施例では、ケーブルと検出イ
ンピーダンス回路に高周波インピーダンス回路を接続し
、検出インピーダンス回路及び高周波インピーダンス回
路を流れる電流の高周波成分に対し、低インピーダンス
な電気的閉回路を形成させるので、活線状態の下でのケ
ーブルの診断が可能になり、感度の高い部分放電の測定
ができる。また、本実施例に係る測定装置は、既設線路
に接続可能であり、これにより長尺線路の試験的、経済
的な配置が可能になる。

【００２０】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明では、電
力ケーブルの接続部近傍に設置され、活線状態下で電力
ケーブルからの部分放電電流を高周波成分として検出し
、該検出した高周波成分を取り込み、該高周波成分の大
きさに応じて前記電力ケーブルの部分放電電流を測定す
る検出回路を有するケーブルの部分放電測定装置におい
て、前記ケーブルに高周波インピーダンス回路を接続し
、前記検出回路及び高周波インピーダンス回路を流れる
電流の高周波成分に対し、低インピーダンスな電気的閉
回路を形成させるので、電力ケーブルの部分放電を高い
感度で測定でき、これにより電力ケーブルの活線状態下
で発生する部分放電を検知し、線路を停止することがで
きるため、絶縁破壊事故を未然に防止することができる
。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る部分放電測定装置を示すブロック
図及び等価回路である。

【図２】本発明に係る測定装置を実線路に用いた場合の
一実施例を示す図である。

【図３】部分放電電流を測定する装置の従来例を示すブ
ロック図である。

【図４】部分放電電流を測定する装置の他の従来例を示
すブロック図及び等価回路である。

【符号の説明】

１０，２０　　電力ケーブル １１，２１　　接続部 １２　　帰路インピーダンス ２２　　バンドパスフィルタ回路 ２３　　増幅器 ２４　　演算回路（ＣＰＵ） ２５　　シース ２６　　高周波インピーダンス回路 ＺＡ　　　検出インピーダンス回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　電力ケーブルの接続部近傍に設置され
   、活線状態下で電力ケーブルからの部分放電電流を高周
   波成分として検出し、該検出した高周波成分を取り込み
   、該高周波成分の大きさに応じて前記電力ケーブルの部
   分放電電流を測定する検出回路を有するケーブルの部分
   放電測定装置において、前記ケーブルに高周波インピー
   ダンス回路を接続し、前記検出回路及び高周波インピー
   ダンス回路を流れる電流の高周波成分に対し、低インピ
   ーダンスな電気的閉回路を形成させることを特徴とする
   ケーブルの部分放電測定装置。