JPH0634697A

JPH0634697A - 部分放電検出方法

Info

Publication number: JPH0634697A
Application number: JP18797592A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Watanabe; 和夫渡辺; Shotaro Yoshida; 昭太郎吉田; Masayuki Tan; 正之丹; Akitoshi Watanabe; 明年渡辺
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1992-07-15
Filing date: 1992-07-15
Publication date: 1994-02-10

Abstract

(57)【要約】【目的】電力ケーブルに発生する部分放電を共振型部
分放電センサにより検出する部分放電検出方法におい
て、部分放電による信号を確実に検出すると共に、ノイ
ズを低減する。【構成】電力ケーブル３の接続部２と共振型部分放電
センサ１との間の領域を挟む両側の領域のケーブル周面
に、銅又はアルミニウムからなる金属テープ５を巻き付
ける。そして、この金属テープ５をセンサ１のシールド
容器に電気的に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電力ケーブルの絶縁体
内部及び絶縁体−導体界面で発生する部分放電（Partia
l Discharge ；ＰＤ）を検出する部分放電検出方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電力ケーブル内に発生する部分放
電を検出する部分放電検出装置として、例えば同調式検
出法及びＡＥ（アコースティック・エミッション）セン
サを使用する方法によるものが提案されている。

【０００３】前記同調式検出法を用いた同調式検出装置
は、図２に示すように、電力ケーブル２１の終端部２２
ａ又は２２ｂの内部導体と金属遮蔽層との間に、結合コ
ンテンサ２３及び検出インピーダンス２４を直列に接続
し、検出インピーダンス２４の両端に生じた電位差を数
百ｋＨｚの同調周波数を持つ同調増幅器２５によって取
り出すようにしたものである。

【０００４】しかしながら、この同調式検出装置は、電
力ケーブルの内部導体から信号を取り出す必要があるた
め、活線下での検出は困難であり、専用の結合コンデン
サも必要であるという問題点がある。また、この装置に
おける同調周波数は、数百ｋＨｚであるため、周囲のノ
イズの影響を受け易く、シールドルーム内の実験では良
好な検出精度が得られるものの、布設後のケーブルへの
適用は難しい。

【０００５】一方、ＡＥセンサを使用する検出装置は、
部分放電によって絶縁体内部を伝搬する弾性波をＡＥセ
ンサで検出するものであるが、この装置では、電気的な
ノイズによる影響を受けない反面、超音波が直進性を有
しているために強い指向性を有し、検出位置によっては
検出感度が極端に低下するという欠点がある。

【０００６】これらの欠点を解消した部分放電検出方法
として、電力ケーブルの接続部において、金属遮蔽層を
絶縁し、部分放電発生時に絶縁部を挟む両金属遮蔽層間
に発生する電位差を、前記両金属遮蔽層間に接続された
検出インピーダンスによって検出する検出法も提案され
ている（「南池上線 275ｋＶＣＶケーブル線路の部分
放電試験結果」；勝田他、電気学会絶縁材料研究会資料
ＥＩＭ−９０−２０）。

【０００７】しかしながら、この方法は、金属遮蔽層が
絶縁された接続部のみに適用を限定され、また金属遮蔽
層を非接地状態とするために、短絡事故発生時の安全性
に欠けるという問題点がある。また、装置が大型とな
り、測定に熟練を要するという欠点もある。

【０００８】そこで、本願発明者等は、電力ケーブルの
絶縁被覆層上に配設した電極と、この電極に接続された
インダクタンスとにより構成されたセンサを有する共振
型部分放電検出装置を提案した（特願平2-310197号）。

【０００９】図３は、この共振型部分放電検出装置のセ
ンサ部を示す断面図である。

【００１０】電力ケーブル２１の外周には、導電性塗料
又は金属テープ等で形成された電極３１が全周に亘って
設けられている。この電極３１は、電力ケーブル２１に
装着された絶縁筒３３ａ、この絶縁筒３３ａの外周に配
置された真鍮筒３３ｂ及びその外周を覆う鉛テープ３４
によって形成されたシールド容器内に収容されている。
真鍮筒３３ｂには、例えばＢＮＣコネクタ等の同軸コネ
クタ３５が取り付けられており、この同軸コネクタ３５
の内部導体と電極３１との間にはインダクタンス要素と
してのコイル３２が接続されている。前記シールド容器
は電力ケーブル２１の金属遮蔽層が接続される接地線と
接続される。

【００１１】検出対象である電力ケーブル２１は、例え
ば 275ｋＶのＣＶケーブルで、中心から順次、内部導体
３６、内部半導電層３７、ケーブル絶縁体（ＸＬＰＥ：
cross-linked polyethylene ，架橋ポリエチレン）３
８、外側金属層としての金属遮蔽層３９及び被覆層とし
てのプラスチックシース４０を同軸配置して形成されて
いる。

【００１２】図４は、この部分放電センサを使用した部
分放電検出装置の構成を示すブロック図である。この装
置は、上述した構造を有するセンサ３０と、このセンサ
３０の出力を増幅する広帯域増幅器４１と、この広帯域
増幅器４１の出力に対してアベレージング等の信号処理
を施すデジタイジングオシロスコープ４２とにより構成
されている。

【００１３】電力ケーブル２１は、所定の長さになるよ
うに、接続部４３ａ，４３ｂを介して複数接続され、そ
の終端部４４ａ，４４ｂの内部導体３６が、高圧電源線
４５に接続される。また、この電力ケーブル２１の金属
遮蔽層３９は、終端部４４ａ，４４ｂ及び接続部４３
ａ，４３ｂ等において適宜接地されている。

【００１４】次に、このように構成された共振型部分放
電検出装置の動作について説明する。

【００１５】電力ケーブル２１の等価回路は図５に示す
ような回路と考えるのが一般的である。即ち、内部導体
３６、金属遮蔽層３９並びに終端部４４ａ，４４ｂ及び
接続部４３ａ，４３ｂの接地線は、ＲＬ直列回路とな
る。内部導体３６と金属遮蔽層３９とは、両者の間に介
在するケーブル絶縁体３８を介して容量結合されてい
る。また、検出部Ｄは、センサ３０の電極３１と電力ケ
ーブル２１のプラスチックシース４０とにより決定され
る結合容量と、この容量に直列に設けられたコイル３２
のインダクタンスと、測定器の入力インピーダンスとか
ら構成される。電極３１による結合容量は例えば電極３
１のケーブル長手方向の長さにより調節することができ
る。

【００１６】ケーブル絶縁体３８中で部分放電が発生す
ると、それによって生じたパルス的な電流は、図中ｉ2
，ｉ2 ′，…で示す同軸モードと、同図中ｉ1 ，ｉ1
′，…，ｉ3 ，ｉ3 ′，…で示す大地帰路モードとに
別れて伝播する。これにより、検出部Ｄには、ｉ1 ＋ｉ
1 ′に示す電流が流れるので、この電流をセンサ３０が
検出することになる。

【００１７】このように構成された共振型部分放電検出
装置においては、電極３１と電力ケーブル２１の金属遮
蔽層３９とにより構成される結合容量と、コイル３２と
により構成される高周波共振回路とにより、部分放電に
より発生する広帯域の進行波の所定の帯域の信号を検出
する。

【００１８】この共振型部分放電検出装置は、電力ケー
ブルへの設置が容易であると共に安全性が高く、活線状
態において部分放電を検出できるという長所を有してい
る。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た共振型部分放電検出装置においては、以下に示す問題
点がある。即ち、図６に示すように、通常、センサ３０
から測定器までの間は同軸ケーブル４７で接続され、こ
の同軸ケーブル４７のシールド層４７ａは接地されるた
め、この間でノイズが混入することは殆どない。しか
し、ケーブル終端部４４ａ，４４ｂからケーブル２１の
金属遮蔽層３９を伝搬してくるノイズ及びケーブル内に
侵入した気中伝搬ノイズをセンサ３０が検出してしまう
ため、測定器に与えられる信号には、ケーブル接続部４
６で発生した部分放電による信号の外に、比較的多くの
ノイズが混入している。

【００２０】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、ノイズを低減し部分放電による信号を確実
に検出することができる部分放電検出方法を提供するこ
とを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る部分放電検
出方法は、電力ケーブルの周面に配設された電極、この
電極に接続されたインダクタンス要素並びに前記電極及
び前記インダクタンス要素を収納するシールド容器によ
り構成されるセンサを用いて電力ケーブルに発生する部
分放電を検出する部分放電検出方法において、前記セン
サを電力ケーブル接続部から離隔した位置に配設し、前
記電力ケーブル接続部と前記センサとの間の領域を挟む
両側の領域のケーブル周面を導電体からなるシールド材
で被覆すると共にこのシールド材を前記シールド容器に
電気的に接続することを特徴とする。

【００２２】

【作用】本発明においては、ケーブル接続部とセンサと
の間の領域を挟む両側の領域のケーブル周面を導電体か
らなるシールド材で被覆し、このシールド材を前記セン
サのシールド容器に電気的に接続する。ケーブル周面に
被覆したシールド材と電力ケーブルの金属遮蔽層との間
には大容量の結合容量が構成される。シールド材と電力
ケーブルとの間のインピーダンスＺは、前記結合容量の
値をＣとすると、下記数式１により表すことができる。

【００２３】

【数１】Ｚ＝１／（ｊωＣ）但し、ｊ＝（−１）^1/2 、ω＝２πｆである。

【００２４】即ち、シールド材と電力ケーブルの金属遮
蔽層との間のインピーダンスは、高周波の信号（ノイ
ズ）に対して極めて低い値となる。従って、金属遮蔽層
を伝達するノイズは、シールド材、シールド容器及びセ
ンサと測定器とを接続する同軸ケーブルのシールド層を
通り、接地に流れる。一方、電力ケーブルの接続部とセ
ンサとの間の領域のケーブル周面には前記シールド材が
設けられていないため、接続部で発生した部分放電に伴
う高周波信号はセンサにより確実に検出され、測定器に
与えられる。これにより、ノイズが少ない信号を得るこ
とができる。

【００２５】なお、前記シールド材として、銅又はアル
ミニウム等からなる金属テープを電力ケーブルに巻き付
けてもよい。この場合は、シールド材の取り付け作業が
極めて容易であると共に、材料コストが低いという利点
がある。

【００２６】

【実施例】次に、本発明の実施例について添付の図面を
参照して説明する。

【００２７】図１は本発明の実施例に係る部分放電検出
方法を示す模式図である。

【００２８】先ず、共振型部分放電センサ１を電力ケー
ブル３の接続部２の近傍に配設する。このセンサ１は、
電力ケーブル３の周面に被着された電極、この電極に接
続されたコイル並びに前記電極及び前記コイルを収納す
るシールド容器等により構成されている（図３参照）。
通常、センサ１は、ケーブル接続部２から５ｍ以内の位
置に設置する。また、このセンサ１と測定器との間は、
シールド層４ａを備えた同軸ケーブル４により接続す
る。

【００２９】次に、センサ１と接続部２との間の領域を
挟む両側の領域のケーブル周面に、少なくとも数ｍの範
囲に亘って、銅又はアルミニウムからなる金属テープ５
を、隙間がないように、密の状態で巻き付ける。そし
て、この金属テープ５とセンサ１のシールド容器とを電
気的に接続する。なお、センサ１と接続部２との間の電
力ケーブル３の周面には金属テープを巻き付けない。

【００３０】このようにして、電極ケーブル３上にセン
サ１及び金属テープ５を配設した後、部分放電の検出を
開始する。

【００３１】電力ケーブル３に巻き付けられた金属テー
プ５と電力ケーブル３の金属遮蔽層３ａ（ワイヤーシー
ルド、Ａｌシールド又はＳＵＳシース等）との間には結
合容量が形成される。この結合容量の容量値は極めて大
きいため、高周波の信号に対するインピーダンスが極め
て小さい。このため、電極ケーブル３の終端部６ａ，６
ｂから電力ケーブル３に侵入し金属遮蔽層３ａを伝搬す
るノイズは、この結合容量を介して金属テープ５に伝達
され、この金属テープ５からセンサ１のシールド容器及
び同軸ケーブル４のシールド層４ａを通り接地に流れ
る。これと同様に、電力ケーブル３に侵入した気中伝搬
ノイズも、金属テープ５、センサ１のシールド容器及び
同軸ケーブル４のシールド層４ａを通り接地に流れる。
従って、センサ１は、これらのノイズを検出しない。

【００３２】一方、ケーブル接続部２に部分放電が発生
すると、この部分放電に伴ってパルス状の信号がケーブ
ル３内を伝搬する。この場合に、ケーブル接続部２とセ
ンサ１との間のケーブル周面には金属テープが巻回され
ていないため、部分放電に伴って発生した信号はセンサ
設置部にまで到達する。センサ１は、この信号を検出
し、同軸ケーブル４を介して測定器に出力する。

【００３３】本実施例においては、上述の如く、部分放
電による信号を確実に検出できると共に、電力ケーブル
の金属遮蔽層を伝搬するノイズは金属テープ等を介して
接地に流れるため、センサから出力される信号のノイズ
を著しく低減することができる。また、本実施例におい
ては、電力ケーブルに金属テープを巻き付けるだけでよ
いので、取り付け作業が容易であると共に短時間で完了
し、且つ、ノイズ低減に要するコストが安価である。更
に、活線状態でもセンサ及び金属テープの取り付け及び
取り外し作業が可能である。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
力ケーブルの接続部とセンサとの間の領域を挟む両側の
領域のケーブル周面をシールド材で被覆し、このシール
ド材と前記センサのシールド容器とを電気的に接続する
から、部分放電により発生した信号を確実に検出するこ
とができると共に、ケーブル終端からケーブル内に侵入
したノイズ及び気中伝搬ノイズを除去することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る部分放電検出方法を示す
模式図である。

【図２】従来の同調式部分放電検出装置を示すブロック
図である。

【図３】共振型部分放電検出装置のセンサ部を示す断面
図である。

【図４】同じくその部分放電センサを使用した部分放電
検出装置の構成を示すブロック図である。

【図５】電力ケーブル及び検出系の等価回路図である。

【図６】従来の部分放電検出方法の問題点を示す模式図
である。

【符号の説明】

１，３０；共振型部分放電センサ２，４３ａ，４３ｂ，４６；接続部３，２１；電力ケーブル３ａ，３９；金属遮蔽層４，４７；同軸ケーブル４ａ，４７ａ；シールド層５；金属テープ３１；電極３２；コイル３５；同軸コネクタ４０；プラスチックシース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渡辺明年東京都江東区木場１丁目５番１号藤倉電線株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電力ケーブルの周面に配設された電極、
この電極に接続されたインダクタンス要素並びに前記電
極及び前記インダクタンス要素を収納するシールド容器
により構成されるセンサを用いて電力ケーブルに発生す
る部分放電を検出する部分放電検出方法において、前記
センサを電力ケーブル接続部から離隔した位置に配設
し、前記電力ケーブル接続部と前記センサとの間の領域
を挟む両側の領域のケーブル周面を導電体からなるシー
ルド材で被覆すると共にこのシールド材を前記シールド
容器に電気的に接続することを特徴とする部分放電検出
方法。
【請求項２】前記シールド材は金属テープを前記電力
ケーブルの周面に巻き付けたものであることを特徴とす
る請求項１に記載の部分放電検出方法。