JPH063390A

JPH063390A - ケーブルの劣化診断方法

Info

Publication number: JPH063390A
Application number: JP18295992A
Authority: JP
Inventors: Akira Nagaoka; 明永岡
Original assignee: Showa Electric Wire and Cable Co
Current assignee: SWCC Corp
Priority date: 1992-06-17
Filing date: 1992-06-17
Publication date: 1994-01-11

Abstract

(57)【要約】【構成】ケーブルの遮蔽層３の長手方向の電気抵抗と
インダクタンスを、新しいケーブルと古いケーブルとで
比較する。新しいケーブルは、ラップ巻きされた遮蔽層
３の長手方向の電気抵抗は低いが、古いケーブルでは、
重ね合わせ部分の腐食によってコイル状に流れる電流が
増加し、電気抵抗やインダクタンスが増加する。ケーブ
ルの遮蔽層の腐食は、ケーブル中への水分の浸入が主な
原因で、この腐食に伴い水トリーの発生率も高まる。【効果】ケーブル遮蔽層の電気抵抗やインダクタンス
の変化から、水トリーの発生状態を推定して、ケーブル
の絶縁劣化を診断できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高電圧ケーブル特にＣ
Ｖケーブルの電気特性測定に適するケーブルの劣化診断
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】既に布設されて送電や配電に使用されて
いるケーブルの保守管理のために、定期的にケーブルの
電気特性が測定される。例えば６．６ｋＶ系のＣＶケー
ブルにおいては、その絶縁体が水分を含むことによる絶
縁劣化が問題となっている。絶縁体に水分が含まれる
と、ケーブルに加わる高電界のために水トリーが発生
し、これがコロナ放電や絶縁破壊の原因となる。従っ
て、この水トリーを早期に発見し、所定の対策を行なう
ことが、ケーブルの保守管理作業の重要な項目となる。
このような水トリーの発見のために、例えば直流漏れ電
流測定やｔａｎδ測定や直流成分測定等が行われてい
る。

【０００３】図５に一般のｔａｎδ測定データ説明図を
示す。図の（ａ）はＣＶケーブルの等価回路を示し、
（ｂ）はケーブル中に流れる無効電流と実効電流の関係
を示すグラフである。図のように、一般にケーブルはコ
ンデンサＣと抵抗Ｒの合成された等価回路として表わす
ことができる。このようなケーブルに交流電圧を印加す
ると、実効電流と無効電流が流れる。実効電流はケーブ
ルの等価抵抗Ｒに流れる電流で、無効電流はケーブルの
等価コンデンサＣに流れる電流である。

【０００４】理想的なケーブルはコンデンサ成分のみか
ら構成され、ケーブル遮蔽層とケーブル導体との間に実
効電流は流れない。しかしながら、絶縁劣化が進むと抵
抗成分が増加し、実効電流が増加する。従って、図
（ｂ）に示す角度δは、ケーブルの劣化診断のための重
要な指標となる。ｔａｎδは、この観点から求められる
ものである。また、直流成分測定や直流漏れ電流測定
は、ケーブルの遮蔽体と導体との間に直流高電圧を印加
して、等価抵抗Ｒに流れる電流を測定する試験である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
にして得られた各種の絶縁劣化診断のための測定結果に
は、それぞれ水トリー以外の原因により生じたデータが
混入している。即ち、絶縁体中には、水トリーの他に
も、不純物やボイドの発生によって絶縁劣化が生じる。
従って、水トリーの発生状態のみを診断し、水トリーの
発生原因を追求したり、何らかの対策を行なおうとする
場合には、さらに色々な角度から各種の測定を行い、こ
れらの測定結果の中から水トリーのみによって生じる現
象を抽出する必要がある。従って、従来上記のような絶
縁劣化診断のための測定方法に加え、さらに新たな方角
からの測定方法を開発する要求があった。本発明は以上
の点に着目してなされたもので、特に水トリーの発生と
密接に関係のあるケーブルの電気特性を利用したケーブ
ルの劣化診断方法を提供することを目的とするものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のケーブルの劣化
診断方法は、ケーブル遮蔽層の長手方向の電気抵抗と、
そのケーブル遮蔽層の長手方向のインダクタンスとを測
定して、予め設定された基準値と比較することにより、
前記ケーブルの電気特性を診断することを特徴とするも
のである。

【０００７】

【作用】この方法では、ケーブル遮蔽層の長手方向の電
気抵抗とインダクタンスを新しいケーブルと古いケーブ
ルとで比較する。新しいケーブルは、ラップ巻きされた
遮蔽層の長手方向の電気抵抗は低いが、古いケーブルで
は、重ね合わせ部分の腐食によってコイル状に流れる電
流が増加し、電気抵抗やインダクタンスが増加する。ケ
ーブルの遮蔽層の腐食は、ケーブル中への水分の浸入が
主な原因で、この腐食に伴い水トリーの発生率も高ま
る。従って、ケーブル遮蔽層の電気抵抗やインダクタン
スの変化から水トリーの発生状態を推定する。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を図の実施例を用いて詳細に説
明する。図１は本発明の方法実施のための回路ブロック
図である。図の回路は、３相交流送電線を構成する３本
のケーブル１について、本発明の方法を実施したもので
ある。この各ケーブル１は、その両端において終端２で
立ち上げられている。また、各ケーブル１のケーブル遮
蔽層３は、接地線４を介してその両端が接地されてい
る。ここで本発明の方法を実施する場合には、各ケーブ
ルの接地線４を予め切断する。そして、任意の２本のケ
ーブル１の一端で、そのケーブル遮蔽層３を相互に短絡
リード線５を用いて短絡する。さらに、そのケーブル遮
蔽層３の他端に電源６を接続し、電源６に２本のケーブ
ル遮蔽層３が直列接続されるよう結線を行なう。

【０００９】また、この他に、測定用の回路として電流
測定部７、電圧測定部８、演算部９、オシロスコープ１
０、インダクタンス表示部１１及び電気抵抗表示部１２
を設ける。電流測定部７は電源６とケーブル遮蔽層３の
直列回路に流れる電流を測定するための回路である。ま
た電圧測定部８は電源６の出力電圧を測定するための回
路である。演算部９は電流測定部７と電圧測定部８の位
相差を演算し、そのインダクタンスを求めたり電気抵抗
を求めるための回路から構成される。オシロスコープ１
０は、電流測定部７の測定した電流と電圧測定部８の測
定した電圧等を元に、その電流、電圧波形をブラウン管
に表示するためのものである。インダクタンス表示部１
１や電気抵抗表示部１２は例えば、インダクタンスや電
気抵抗を数値で表示するディスプレイ等から構成され
る。

【００１０】本発明の方法は、概略次のような原理によ
り実施される。図２に本発明の方法の原理説明図を示
す。図（ａ）はＣＶケーブルの主要部断面図で、
（ｂ）、（ｃ）はケーブル遮蔽層に流れる電流の方向説
明図である。図２（ａ）に示すように、ＣＶケーブルの
場合、絶縁体２１の外周に半導電層２２を介して、ケー
ブル遮蔽層２３が巻き付けられている。この例では、ケ
ーブル遮蔽層２３は２分の１ラップ巻きにより形成され
ている。このケーブル遮蔽層２３は、例えば銅テープ等
から構成され、新しいケーブルの場合では、図（ａ）に
示すような構成の場合、図（ｂ）に示すようにケーブル
の絶縁体２１の外周にちょうど筒状のケーブル遮蔽層２
３Ａが形成されたことになる。従って、このようなケー
ブル遮蔽層２３Ａに電流を流した場合、図２（ｂ）に示
すように電流は矢印２４のようにケーブル長手方向に直
線的に流れる。

【００１１】一方、ケーブルに何らかの原因で水が浸入
した場合、遮蔽層２３の表面が腐食し、重なり合った部
分の抵抗が高くなる。これにより、図２（ｃ）に示すよ
うにケーブル遮蔽層２３Ｂを流れる電流は、銅テープの
巻き方向に沿って矢印２５のような螺旋状の流れとな
る。このため、腐食の進んだケーブルについては、ケー
ブル遮蔽層２３Ｂに流れる電流に対する電気抵抗やイン
ダクタンスは新しいケーブルに比べてそれぞれ増加す
る。

【００１２】図３にはケーブル遮蔽層の抵抗とインダク
タンス変化を示すグラフを図示した。このグラフは縦軸
に抵抗あるいはインダクタンスをとり、横軸に時間をと
ったものである。図に示すように、通常何らかの原因で
水が浸入したケーブルについては、時間の経過と共にそ
の遮蔽層の電気抵抗とインダクタンスが次第に増加して
いく。また、ケーブル中に水分が浸入すれば、その水分
は絶縁体に接触し絶縁体中に水トリーを発生させる原因
となる。従って、ケーブル遮蔽層の抵抗やインダクタン
スの変化と水トリーの発生状態とは、比較的密接な関係
があると考えられる。本発明は上記のような観点からな
されたものである。

【００１３】図４は本発明の方法による測定データ説明
図を示す。図（ａ）はケーブル遮蔽層の等価回路を示
し、インダクタンスＬと抵抗Ｒとの並列回路で表わされ
る。図１に示した回路によりケーブル遮蔽層に所定の交
流電圧を印加し、その電流を測定すると、図４（ｂ）に
示すように実効電流と無効電流とが求められる。無効電
流はケーブル遮蔽層の等価インダクタンスに流れるもの
で、実効電流はケーブル遮蔽層の等価抵抗に流れるもの
である。これらの値は図１に示すインダクタンス表示部
１１及び電気抵抗表示部１２に表示される。この値を健
全なケーブルと比較すれば、どの程度絶縁劣化が進み、
あるいは水トリーが発生しているか否かを診断すること
ができる。

【００１４】本発明の方法によれば、ケーブル絶縁体中
の水トリーを直接測定するわけではないが、少なくとも
ケーブル絶縁体中のボイド等によって生じる別原因の絶
縁劣化は全く影響しない。従って、従来と異なる角度で
ケーブルの電気特性を測定することによって、水トリー
発生状態を他の原因から生じる絶縁劣化等と区別して抽
出することも可能となる。また、予め水の浸入によって
劣化したケーブルについてのデータを蓄積しておけば、
例えば水は浸入しケーブル遮蔽層の腐食は進行している
ものの水トリーはまだ発生していない状態も検出でき
る。従って、本発明の方法では水トリー発生の可能性等
を予測することもできる。

【００１５】本発明は以上の実施例に限定されない。本
発明の方法は、実質的にケーブル遮蔽層の長手方向の電
気抵抗とインダクタンスを測定することができればよ
く、このための測定回路等は従来知られている各種の回
路に置き換えて差し支えない。また、予め設定された基
準値は健全な標準的なケーブルについてのものでもよい
し、布設した直後のケーブルについて測定されたもので
もよい。

【００１６】

【発明の効果】以上説明した本発明のケーブルの劣化診
断方法によれば、ケーブル遮蔽層の長手方向の電気抵抗
とインダクタンスを測定して予め設定された基準値と比
較するようにしたので、ケーブルへの水の浸入等によっ
て、ケーブル遮蔽層の腐食が進み、その電気抵抗やイン
ダクタンスが増加した場合に、これを検出して水トリー
発生状態を予測することができる。この方法は、従来の
直流漏れ電流測定やｔａｎδ測定等と異なる方角からケ
ーブルの絶縁劣化診断を行なうため、水トリー以外の原
因によってケーブルの絶縁劣化が生じている場合、その
ような別の原因についてのデータを除外して、正味の水
トリー発生状態を測定することも可能になる。また、水
トリー発生の予測等によって、ケーブルの保守管理を確
実に行なうことも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法実施のための回路ブロック図であ
る。

【図２】本発明の方法の原理説明図で、（ａ）はケーブ
ルの主要部縦断面図、（ｂ）は健全なケーブルのケーブ
ル遮蔽層に流れる電流説明図、（ｃ）は腐食の進んだケ
ーブル遮蔽層に流れる電流説明図である。

【図３】ケーブル遮蔽層の抵抗とインダクタンス変化を
示すグラフである。

【図４】本発明の方法による測定データ説明図で、
（ａ）はケーブル遮蔽層の等価回路、（ｂ）はケーブル
遮蔽層に流れる電流を説明するグラフである。

【図５】一般のｔａｎδ測定データ説明図で、（ａ）は
ケーブル絶縁体の等価回路、（ｂ）はケーブル絶縁体に
流れる電流のグラフである。

【符号の説明】

１ケーブル３ケーブル遮蔽層４接地線６電源７電流測定部８電圧測定部１１インダクタンス表示部１２電気抵抗表示部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ケーブル遮蔽層の長手方向の電気抵抗
と、そのケーブル遮蔽層の長手方向のインダクタンスと
を測定して、予め設定された基準値と比較することによ
り、前記ケーブルの電気特性を診断することを特徴とす
るケーブルの劣化診断方法。