JPH04359167A - 電力ケーブルの試験方法とその装置 - 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、電力ケーブル（　その
モデルまたは試料を含む　）の試験方法と試験装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】高電圧用重合体絶縁ケーブルは少なくと
もある使用状況では、最小限完全な乾燥状態でなければ
（特に、汚れた水に晒されていれば）、「ウオータトリ
ー」の形成により、次第に劣化されていくことが知られ
ている。この「ウオータトリー」とは通常、絶縁材内に
おいて樹枝状に分岐している小腔で、これに水が溜まる
場合もある。以後こうした小腔は、水の存在がその形成
に係わっていても、いなくても、「ウオータトリー」と
呼ぶこととする。このウオータトリーは一度形成される
と、必ず絶縁材内部を横断するように成長し、ついには
、誘導体の厚みが使用電圧に耐えられなくなるほどに減
じ、電気絶縁破壊に到る。

【０００３】絶縁破壊が生じると、その原因の証跡が破
壊され、そのうえウオータトリーが形成される位置は予
測不可能であるので、これを検出することは困難になる
。ある試験方法では、予測可能な位置にウオータトリー
の形成を促すために、試験片に小孔を開けるが、ウオー
タトリー発生のメカニズムが明確ではないので、その試
験結果が、一般のケーブルに起こることを反映している
いるかどうかは、不明確である。また別の試験方法では
、ケーブル試料に電圧ストレスをかけて、ウオータトリ
ー形成を観測し、そして絶縁破壊が起こる前に、試料全
体を薄片にして顕微鏡検査を行う。この場合、もしケー
ブルが十分機能していれば、ウオータトリーが観測され
るまでに、多大の時間と労力および資材が消費されるで
あろうし、たとえウオータトリーが観測されなくとも、
試験されている試料に時間を延長して電圧をかける訳に
はいかない。さらに、もう一つ別の試験方法として、絶
縁破壊が起こるまで、ケーブルに電圧ストレスをかけ、
絶縁破壊箇所を薄片にして、検査することも可能である
が、この手法でウオータトリーの存在が示されることは
、ほとんどない。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、ウオータトリ
ーが存在するかどうか確かめるため、一本のケーブル、
またはケーブルより切り取った試料、またはケーブルの
モデルを試験できる非破壊試験技術を供する。この試験
では、もしウオータトリーが存在しなければ、適当な時
間周期で、もう一度同じ試料に対し同一またはより高い
電圧で、試験を繰り返すことができ、そして、もしウオ
ータトリーが存在すれば、その成長過程をモニターする
ことができる。

【０００５】本発明の方法にはまた、試験対象の一本の
ケーブルまたはモデルもしくは試料に音響検出器を連結
し、さらにウオータトリーを十分形成させ得る交流電圧
ストレスをかけて音響信号を観測することも含まれてい
て、ウオータトリーの存在は、上記電気ストレス下にお
いて非周期的に繰り返して発生する音響減衰振動（以後
、「リングダウン信号」と呼ぶ）によって示される。

【０００６】音響信号は広範な周波数域にわたって観測
される。我々は２０ｋＨｚ　から２ＭＨｚの範囲で検出
したが、もし適当な検出装置が入手可能ならば、その範
囲はより広範になるものと思われる。特に、３０ｋＨｚ
　から１ＭＨｚ　の範囲で良く弁別できる。音響リング
ダウン信号の主周波数も周波数域も共に、たとえ同一の
材質でも、存在するウオータトリーの寸法またはその他
の特性に応じて、もしくはその双方に応じて、変化する
ようである。 したがって、広周波数帯域で、音響信号を観測すること
が望ましく、あるいは、むしろ多くの異なる周波数域で
この信号を観測する方がより望ましい。信号は、広帯域
圧電変換器を用いて広周波数帯域で観測でき、また共振
圧電変換器を用いて対応する特定の周波数で観測できる
。後者の方が感度が優れ、少なくとも潜在的に、より高
いＳＮ比を有している。共振変換器でさえ有意な周波数
域に感応し、重複する感応域を持つ複数の共振変換器を
用いれば、広周波数連続体の観測に、実用的であるし、
有用でもある。

【０００７】外部からウオータトリーの形成を促進する
ため孔を開けられた小試料に対し、共振圧電変換器が理
想的条件で用いられる時（新しい絶縁材を初めて試験す
る場合、信頼度の高い選択）、有意の音響リングダウン
事象には常に、特定の電気的ストレスのない状態で観測
される最大（雑音）振幅を超えるか、そうでなければ、
同じような条件の下で、時には係数４を乗じた最大（雑
音）振幅を越える、少なくともいくつかのピークが含ま
れることがある。こうした特殊な状況では、解析しなけ
ればならないデータ量は、限界値を超える時に近接した
時間において観測される音響信号を、解析のために選択
することにより、劇的に減少させることができ、そして
この限界値は、先ず上記電気的ストレスの存在しない音
響信号を観測して、上記の電気的ストレスなしで（しか
らざる場合、実質的に同様な条件で）通常観測される音
響信号の最大振幅を決定し、次にこの最大振幅に、選択
された係数、たとえば２と４またはこれにほぼ近い値を
を乗じることによって、決定される。

【０００８】より高い暗雑音レベルにおいて、および／
またはより大きい試料でも、および／または（変換器か
ら離れている）ケーブル絶縁体の内部にトリーを形成す
る可能性のある人工的孔のない試料でも、および／また
は現在入手できる広帯域変換器を用いても、リングダウ
ン事象のピーク振幅は、対応する「雑音」レベルを超え
ないか、または、たとえ超えても僅かである。こうした
ケースでは、分析しなければならないデータ量は大きい
が、リングダウン事象はやはり、波形を分析することに
よって（特に、リングダウン事象における短期的周期性
を観測することにより）、識別することができる。

【０００９】本発明にはまた、電気ケーブルまたはその
モデルもしくはその試料にウオータトリーが存在してい
るか試験する装置が含まれおり、またこの装置は少なく
とも、音響変換器１台と、ウオータトリーを形成させ得
る交流電圧ストレスをモデルまたは試料にかけるための
手段、および、上記音響検出器の出力側でリングダウン
信号の発生を検知するための手段を具備している。任意
の具体例では、（ａ）　リングダウン信号の数を計測す
る手段、（ｂ）　リングダウン信号が観測される所定の
時間周期で、音響波形を保存および／または表示する手
段、および、（ｃ）　観測されたリングダウン信号波形
の分析と分類を自動的に実施するようプログラムされて
いるコンピュータのうち少なくともその一つが、該装置
に備えられている。

【００１０】ケーブルの小モデルおよび実際のケーブル
から切り取られた小試料は、（試験温度で）適当な高粘
性のグリースを用い、インタフェース効果を避けるため
の従来の方法に従って直接、圧電またはその他の音響変
換器に結合することができる。実際のケーブルの長さ（
たとえば、１ｍを超える）では、このような方法では簡
単に結合できないので、水またはその他の適当な不活性
液のバスに試料を浸し、このバスの壁または、その自由
な上面を液に浸されている固体を通して、音響変換器を
液体に連結させる。石英ガラスとポリメタクリル酸メチ
ル（ＰＭＭＡ）　の固体は満足な結果を得られていて、
特に、ウオータバスの表面に浮かばせた中空体（「ボー
ト」）の底に変換器を結合すると良い結果が得られた。 任意の一具体例では、この種の中空体の底の厚さは、少
なくとも０．５ｍｍである。

【００１１】明確な信号を得る一助として、絶縁遮蔽体
の外側のケーブル層は、テストゾーンから外すこともあ
る。また、望みならば、絶縁遮蔽体も取り除くことがで
きるが、この場合、観測される樹枝状分岐現象が、無処
理のケーブルに発生する現象と同じになるとは限らない
（または、全て同じになるとは限らない）。

【００１２】任意の一具体例では、ある長さのケーブル
、モデルまたは試料がかせられる電圧ストレスは、その
ケーブルが使用される電気供給システムの周波数（もし
くはほぼ同じ周波数）で、通常５０〜６０　　である。 一本のケーブルを試験するとき、電圧ストレスの大きさ
は、そのケーブルの使用時と少なくとも等しくし、より
大きなストレス（たとえば、３．５倍）をかければ、大
きな振幅のリングダウン現象がより高い頻度で得られる
が、一方、小さい試料またはモデルを試験する時は、か
なり低いストレスで十分である。この電気的ストレスは
一定の安定した電圧でも良いし、段階的にまたは連続的
に電圧を上げていくこともできる。しかし、観測中はス
トレスレベルを下げない方がよい。それは、経験による
と、ストレスが一定であるか上昇している間、音響信号
は継続しているが、ストレスが減少すると、この信号は
停止されるからである（しかし、しばらくそのままにし
ておいた後か、あるいは電圧ストレスが再び上がり始め
るとすぐに、再度現れる）。この現象は、機械的ストレ
ス下における音響発生において、ストレスが上昇するか
、あるいは低下するとき、信号が常に得られるが、双方
では得られない（カイザー効果）観測にほぼ近い。

【００１３】一般的に、電気的ストレスはコロナ放電（
または、その他のあらゆる種類の放電）を起こすほど強
くないことが望ましい。しかし、これは本質的な問題で
はない。音響信号は非周期的で、非減衰であり、かつほ
ぼ連続しているし、また、所与のストレスレベルに下位
よりもむしろ上位より近づいていれば、このストレスレ
ベルにおいてより高い振幅を示すので、放電による音響
信号はウオータトリー活動のリングダウン信号特性から
弁別できるからである。

【００１４】いくつかの絶縁材における測定結果は、観
測が行われる温度次第でかなり変化する。可能ならば、
材質の音響減衰が小さい温度を選択すべきであって、特
に、ゴムのような絶縁材では、できればそのガラス状転
移温度（たとえば、典型的なエチレンまたはプロピレン
の合成ゴムでは５０°Ｃ以上）を十分超えた温度で観測
されるべきである。過酸化物と架橋結合しているポリエ
チレンは比較的低い温度で（ただし、あまり低い温度で
はウオータトリーの成長が遅くなるので、５０°を下回
らない方がよい）、観測するのが最もよい。

【００１５】

【作用】生産現場では、本発明によって簡単で、比較的
迅速な品質管理試験が可能になり、研究分野では、検知
された音響信号を分析して、ウオータトリーの成長メカ
ニズムの解明に役立てたり、少なくともそのメカニズム
がケース毎に異なることを示すのに利用したりすること
ができる。

【００１６】基礎研究分野では、大量のデータ（たとえ
ば、個々のリングダウン信号の振幅、周波数および減衰
特性〔たとえば、パルス幅〕、一つまたは複数の条件下
での一観測期間におけるリングダウン事象の数、周波数
と感度の特定観測に対する発生電圧ストレス）を急速に
収集でき、生産の品質管理分野では、単一の予め定めら
れた条件下で音響リングダウン信号が存在しないことを
確認すれば、十分であろうし、そして、予め定められた
条件下で、音響放出のための発生電圧により、新しいタ
イプのケーブルの開発に用いられる絶縁材とその設計を
選別することが可能である。

【００１７】

【実施例】本発明は、任意の具体例として添付の図面を
参照して以下に、より詳細に説明されている。

【００１８】図１の装置は、二つの部分よりなり、その
各々はそれ自体従来のものと変わらないので、簡略に説
明する。試験対象の試料（またはモデル）１は、アース
された金属ケージ２内に収められており、このケージに
は、必要な電圧ストレスを該試料にかけるための高圧変
圧器３が備えられていて、この変圧器３は、電圧安定器
５と電圧を調整するためのバリアック（可変変圧器）６
を介して、電源４から電力を供給されている。通常の計
器（図示されていない）を設置することができる。

【００１９】低雑音高利得の前置増幅器８に信号を送っ
ている共振圧電変換器７が、該試料に音響上連結されて
いて、この増幅器８の出力は、カウントがなされる期間
と感度の双方に応じて調整可能な計数器ユニット９に（
ケージ２の外側に）、送られる。変換器よりの増幅され
た信号もまた過渡記録器１０に送られ、この記録器は、
トリガ事象が検出される少し前から暫くの間データを取
り出すことができるように、短期間だけ信号数値をエレ
クトロニクス記憶装置に保存する。オシロスコープ１１
に波形が表示され、そして、計数器ユニットおよび／ま
たは過渡記録器が、適当な記録装置１２を利用して紙ま
たはテープもしくはその他の磁気担体に永久記録を作成
する。

【００２０】図２は、外部雑音レベルが低いという条件
で、（音響信号が、試料の絶縁材の厚みを通ることによ
って減衰しないように）変換器が連結される試料の表面
でウオータトリーが形成される、小試料の試験を実施し
た時、オシロスコープ１１に表示される典型的な出力波
形を示したもので、この試料に電圧ストレスがかけられ
るか否かに係わらず、最大振幅２１内の連続的ランダム
音響雑音が連続して観測される。しかし、電圧ストレス
下においてはこれに加えて、不規則な間隔でいくつかの
「リングダウン」事象が見られ、そのうちの二つはこの
図に示されている。これらの事象は、任意に先端最大振
幅２１のレベルの４倍に設定されている限界値レベル２
２を超えるピークが少なくとも一つ含まれていれば、少
なくとも有意と考えられる。

【００２１】この例に見られるように、リングダウン事
象はしばしば、限界値２２を超える最初のピークに先立
って、中間的寸法のピーク一つまたは二つ以上を有する
ことがあり、従ってあるケースにおいては、トリガ事象
の直前、すなわち限界値２２を超えた時点で直ちにその
信号部分を回収する装置があると、有用である。

【００２２】計数器ユニット９は、適宜事前設定された
時間周期において、観測されたリングダウン事象の回数
、または観測されたリングダウンピークの総数、もしく
はこの双方を数える。現在の所、各試験電圧で全テスト
時間５分内に１０秒周期でカウントを記録するのが適当
であろう。

【００２３】図３より図６までは、ウオータトリーの存
在を予想される、経年変化した１１ｋＶケーブルから切
り取った４本一組の小試料に検出されたピーク回数に関
する、計数器の測定結果を示したものである。観測は２
．４ｋＶから４ｋＶまで（２００Ｖ毎に）行われた。 この４種の図では、「垂直方向」の縮尺は同一ではない
ことに留意願いたい。

【００２４】リングダウン事象の確率的性格から、リン
グダウン回数が観測される最低電圧を発生電圧限界値と
見なすことは、実際的ではない。そうすると、各電圧毎
に無期限にストレスをかける必要が生じる恐れがあるか
らである。従って、この試験目的のため、リングダウン
発生の定義は仮に、総時間５分間内に少なくとも１０秒
周期で５０を超えるリングダウン回数があった最低電圧
とした。この定義に基づいて、グラフに示されている、
試料１から４までの秒読み発生電圧はそれぞれ２．８　
、２．８　、３．６　、および３．０　ｋＶでり、また
、試料４を除く試料１〜３の試験が繰り返され、それぞ
れ２．８　、２．６　および３．２　ｋＶの第二の発生
電圧の推定値が出た。これによると、試料２は最低のリ
ングダウン発生電圧を持ち、この後実施された顕微鏡試
験によって、推定最大寸法０．０２ｍｍのウオータトリ
ーの存在が確かめられ、試料１は次に低い発生電圧で、
最大寸法０．０８ｍｍのトリーを有することが判明し、
試料４は３番目に低い発生電圧で、最大寸法０．２２ｍ
ｍのトリーを有することが判り、試料３は最高のリング
ダウン発生電圧を持ち、最大寸法０．１ｍｍのトリーを
有することが判明した。寸法測定には不確実性があり、
また、たとえそれが正確だとしても、単に寸法から未知
で複雑な形状のトリーの特性を完全に明らかにすること
はできないとはいえ、上記の観測によって、リングダウ
ン発生電圧とトリー寸法の間に、絶対的でないにしても
かなり強力な関係があることが示されている。

【００２５】図７は、ケーブルから切り取られた小試料
よりもむしろ、数本のケーブルの試験を実施するのに適
した装置を示しており、ここでは、ケーブルの中央部が
絶縁遮蔽体が露出するまで剥かれ、電気的絶縁体の固い
プラスチックブロック３４に支えられているガラス製タ
ンク３２内の水３１に浸されている。ケーブルの心線に
は、適当な試験電圧がかけられ、この具体例では水３１
は、その中に浸されている電極棒３５により接地されて
いる。変換器７は、ガラス製タンク３２の底に連結され
、連結膜が離れる危険を減少させるため、弾性フォーム
・ラバー３６でタンクに押しつけられている。既に図１
に関連して記したように、変換器７は前置増幅器８に接
続されている。

【００２６】それぞれ１ｍの長さの３本の１１ｋＶシラ
ン架橋結合ポリエチレンの電気ケーブル心線は、中央部
を約１００ｍｍの長さだけその絶縁遮蔽体を取り除かれ
た。この絶縁体の裸の中央部分に、ウオータトリー成長
を予想できる箇所を作るために、各試料ごとに１０ｍｍ
おきに１０箇所の孔をあけた。一つの試料は、１６ｋＶ
で（　２．５　Ｕ０　、なお　Ｕ０　は３相施設におい
て使用されている相対相電圧）３０００時間、水中で経
年変化を受け、もう一方は１０００時間の経年変化、第
三のものは試験時に経年変化を受けていなかった。添付
の表１に示されているように、各試料は異なる様々な条
件で試験された。すなわち、接地に関しては、電気的ス
トレスを発生させる電圧は、ケーブルの中央心線（表１
の極性欄に「心線」と記されている）、またはウオータ
バス（「水」）の水にかけられ、ウオータバス（電圧が
心線にかけられたとき）またはケーブル心線（電圧がウ
オータバスにかけられたとき）に接地されるか、または
浮動させられた（それぞれ「接地」欄では「接地」また
は「接地せず」と表示）。また、前置増幅器の利得は８
０ｄＢまたは６０ｄＢに設定された。各試験は、ストレ
ス電圧がゼロに落ちた後も５回繰り返され、また、表２
には、発生電圧下においてリングダウンが発生した後最
初の６０秒間に観測されたリングダウンのカウント数と
、発生電圧の値が各試験ごとに記載されている。これら
の数値は、上記の試験条件の具体例を示すものである。 これに続く顕微鏡による薄片検査により、３０００時間
の経年変化を経た試料は平均最大長　０．１５　ｍｍの
トリーを有し、１０００時間の経年変化のものは平均最
大長　０．０１　ｍｍのトリーを持っていることが示さ
れ、さらに、経年変化を経ていない試料は、トリーの形
成が開始されているという音響信号の兆候があったが、
測定可能な寸法のトリーは存在しないとされた。

【００２７】図８における試料の配置は基本的に図７に
おけるものと同じで、ケーブルの心線に高圧電源３３が
接続されている。

【００２８】バス液内に二本のガラス製ロッド３７が浸
されていて、このロッドの一方に共振変換器３８が結合
され、他方に広帯域変換器３９が結合されており、これ
らから発信される信号はそれぞれ前置増幅器４０、４１
に送られる。前置増幅器４０の出力は、比較器４２に送
られ、事前に設定された入力信号と比較され、その結果
、上記の出力信号は状態を変えて、高圧電源３３を切ら
れている状態で観測された、変換器よりの最大雑音レベ
ルのたとえば４倍を、変換器３８よりの信号の振幅が超
える時、トリガ装置４３を作動させる。

【００２９】前置増幅器４１からの信号は、ＡＤ変換器
４４により（必要ならば）デジタル信号に変換され、「
先き入れ先き出し方式」の半導体メモリのような記憶装
置４５に連続的に送られる。この記憶装置はデジタル信
号を保管するが、一秒の数分の一だけ受入れ、トリガ装
置の信号がなくなると、記憶装置はこの保管した信号を
消去する。トリガ装置４３が作動すると、記憶装置４５
よりの出力信号（主として、トリガ事象の前数分の一秒
発生する記録事象）は、トリガ事象を発生させる（リン
グダウン）事象全体を収集するのに十分な事前設定時間
の間、分析装置４６に送られる。分析装置４６で受信さ
れた信号は、（本発明の他の変形におけるように）保管
され、エレクトロニクスまたはその他の要求される分析
形式に従う。

【００３０】広帯域変換器３９の代わりに、異なる共振
周波数を有するいくつかの共振変換器を使用することも
可能で、任意の一例としてこの場合、変換器群が全体と
して広域の周波数連続体に関し音響信号に感応するよう
にするため、該変換器の感度域が重複するように、周波
数が選ばれる。

【００３１】図９は、音響リングダウン事象を含むデー
タを分析する適当な方法の一つを説明したもので、この
場合、入力データは、図１の計数器ユニット９に相当す
る信号コンディショナーユニット４７と、適当なコンピ
ュータ４９の拡張スロットに挿入されるデータ収集ボー
ド４８とに同時に送られる。３８６（または、より早い
）プロセッサボードを備えたコンピュータまたはこれと
同等なコンピュータと数学双対プロセッサを設置し、さ
らに２５ＭＨｚ　のデータ収集ボードを具備した最小限
６４０Ｋのランダムアクセス記憶装置を設置すれば、適
当であることが判明した。

【００３２】信号コンディショナーユニットは、「ＲＳ
２３２」またはＧＰＩＢ（ＩＥＥＥ４８８）インタフェ
ースを経由して計数信号と制御信号をコンピュータに送
信する。入力データは先ず仮想オシロスコープソフトウ
ェアによって処理され、そして選択された音響リングダ
ウン事象は適宜、記憶装置またはディスク内の波形ファ
イルに記録され、さらに記録された波形は、パターン認
識ソフトウェアへの入力として用いられる。このソフト
ウェアに関しては、先ず、知られている特性または履歴
を持つ試料に基づいて波形の種類を定義し、次に、この
ようにして定義された類別に新しい波形を合致させよう
とする。波形の精密な解釈は今後の実験待ちである。

【００３３】加速寿命試験に合格せず、その後、薄片に
切られて顕微鏡検査を受け、ウオータトリーの存在を証
明されたケーブルから切り取った相当数の試料（長さ１
３フィート）を用いて、工場ケーブル寿命試験実験室の
条件で、いくつかの予備的観測が行われた。試験対象の
試料の数量も種類も限定されていたので、数値化された
結果は有用ではなく、提示されないが、以下のようない
くつかの点が明らかにされた。 （１）こうした条件の下において、あらゆる暗雑音から
リングダウンピークを弁別する振幅限界値を設定するこ
とは、不可能であったが、ある値を超える雑音ピークの
みがトリガ信号を発生させるというその値を限界値とし
て設定することにより、データ分析の必要条件を減少さ
せることができた。 （２）こうした条件の下において、試験されたいくつか
のケーブルに対し、入手可能な広帯域圧電変換器の感度
は不適当であり、こうした場合、同様な共振変換器でト
リガと観測が行われた。（観測を行うには、単独の共振
変換器よりも、もし直ちに入手可能ならば、複数の共振
変換器が使用された。） （３）ウオータトリーが存在していれば、一般的にリン
グダウン回数は電圧ストレスをかける時間に応じて増加
し、その差異は、１００時間単位の時間間隔で容易に観
測できる。 （４）リングダウン周波数もまた電圧をかける時間に応
じて変化し、しかも、いくつかのケースでは、変換器の
感度の作用もあって、電圧をかける時間の影響を曖昧に
することもあり、単独の共振変換器に頼る危険を示して
いる。 （５）平均音響リングダウン信号は、ケーブルの種類に
よって異なるが、これは主として、絶縁材の弾性特性の
影響と考えられる。（たとえば、特定の過酸化物架橋結
合ポリエチレンケーブルの最大リングダウン振幅は約１
５０ｋＨｚ　の周波数であったが、シラン架橋結合ポリ
エチレンケーブルでは、対応するピークは約５００ｋＨ
ｚ　であった。） （６）ケーブルにかけられる電圧ストレスのレベル（経
年変化電圧）によって、音響信号は異なり、これは、様
々なストレスレベルで形成されるウオータトリーの形状
その他の特性において、知られている差異を反映してい
るものと思われる。 （７）任意の具体例おいて音響信号の観測中にかけられ
る電圧は、３　〜４．５　Ｕ０　または、むしろ３．５
　〜４　Ｕ　である。

【００３４】

【表１】

【００３５】

【表２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従った装置の線図である。

【図２】図　１の装置における変換器出力の理想化され
た図面である。

【図３】ケーブルから切り取った第１の小試料に対して
本発明の方法に従って実施された試験において、観測さ
れた出力を表すグラフである。

【図４】ケーブルから切り取った第２の小試料に対して
本発明の方法に従って実施された試験において、観測さ
れた出力を表すグラフである。

【図５】ケーブルから切り取った第３の小試料に対して
本発明の方法に従って実施された試験において、観測さ
れた出力を表すグラフである。

【図６】ケーブルから切り取った第４の小試料に対して
本発明の方法に従って実施された試験において、観測さ
れた出力を表すグラフである。

【図７】一本のケーブルに対し本発明の方法応用の一具
体例を示す線図である。

【図８】二つの変換器を用いた本発明の方法の変形を示
す（一部、図７に対応する）線図である。

【図９】本発明に基づいたもう一つの実施例を示す線図
である。

【符号の説明】

１　　　　試料 ２　　　　ケージ ３　　　　変圧器 ４　　　　電源 ５　　　　電圧安定器 ６　　　　バリアンプ（可変変圧器） ７　　　　共振圧電変換器 ８　　　　増幅器 ９　　　　計数器ユニット １０　　　　過渡記録器 １１　　　　オシロスコープ １２　　　　記録装置 ２１　　　　最大振幅 ２２　　　　限界値レベル ３１　　　　水 ３２　　　　ガラス製タンク ３３　　　　高圧電源 ３４　　　　プラスチック・ブロック ３５　　　　電極棒 ３６　　　　フォーム・ラバー ３７　　　　ガラス製ロッド ３８　　　　共振変換器 ３９　　　　広帯域変換器 ４０　　　　前置増幅器 ４１　　　　前置増幅器 ４２　　　　比較器 ４３　　　　トリガ装置 ４４　　　　ＡＤ変換器 ４５　　　　記憶装置 ４６　　　　分析装置 ４７　　　　コンディショナー・ユニット４８　　　　
コンピュータ

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　電力ケーブル、またはそのモデル、ま
   たはその試料に対して、心線や絶縁材内に樹枝状に分岐
   している小孔であるウオータトリーの存在を確かめる試
   験方法であって、このケーブルまたはモデルもしくは試
   料に音響検出器を連結し、ウオータトリーを十分形成さ
   せ得る交流電圧ストレスをかけて音響信号を観測し、ウ
   オータトリーの存在を、前記交流電圧ストレス下におい
   て非周期的に繰り返して発生する音響減衰振動である音
   響リングダウン信号によって検出する非破壊の電力ケー
   ブルの試験方法。
2. 【請求項２】　　２０ｋＨｚ　から２ＭＨｚ　の範囲内
   の少なくとも一つの周波数において音響信号が観測され
   ることを特徴とする請求項１記載の電力ケーブルの試験
   方法。
3. 【請求項３】　　３０ｋＨｚ　から１ＭＨｚ　の範囲内
   の少なくとも一つの周波数において音響信号が観測され
   る請求項１の電力ケーブルの試験方法。
4. 【請求項４】　　音響信号が少なくとも二つの周波数域
   で観測される上記請求項１乃至３のいずれか一項に記載
   の電力ケーブルの試験方法。
5. 【請求項５】　　観測は、重複する感応域を持つ複数の
   共振変換器を用いて、広周波数連続体に対して行われる
   請求項４記載の電力ケーブルの試験方法。
6. 【請求項６】　　音響信号が広周波数帯域で観測される
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電力ケーブルの
   試験方法。
7. 【請求項７】　　前記電圧ストレスはコロナ放電を起こ
   すほどではない請求項１乃至６のいずれか一項に記載の
   電力ケーブルの試験方法。
8. 【請求項８】　　液体バスに一本のケーブル全体を浸し
   、ケーブル心線に接地に対する電圧をかけることによっ
   て、前記電圧ストレスがかけられる請求項１乃至７のい
   ずれか一項に記載の電力ケーブルの試験方法。
9. 【請求項９】　　少なくとも、音響変換器１台と、ウオ
   ータトリーを形成させ得る交流電圧ストレスをモデルま
   たは試料にかけるための手段、および、前記音響検出器
   の出力側で音響リングダウン信号の発生を検知するため
   の手段を具備していることを特徴とする、電気ケーブル
   またはそのモデルもしくはその試料に対し、ウオータト
   リーの存在を試験する電力ケーブルの試験装置。
10. 【請求項１０】　　少なくとも一台の共振圧電音響変換
    器を備えている請求項９記載の電力ケーブルの試験装置
    。
11. 【請求項１１】　　重複する感応域を有する複数の共振
    圧電音響変換器を備えている請求項９記載の電力ケーブ
    ルの試験装置。
12. 【請求項１２】　　リングダウン信号の数を計測する手
    段を備えている請求項９乃至１１のいずれか一項に記載
    の電力ケーブルの試験装置。
13. 【請求項１３】　　リングダウン信号が観測される所定
    の時間周期で、音響波形を保存および表示し、あるいは
    保存かつ表示する手段を備えている請求項９乃至１２の
    いずれか一項に記載の電力ケーブルの試験装置。
14. 【請求項１４】　　前記リングダウン信号の波形を分析
    し、分類するプログラムを有する一つのコンピュータを
    備えている請求項９乃至１３のいずれか一項に記載の電
    力ケーブルの試験装置。