JPH0682504A - 絶縁電線の異常検知方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】簡易な構成で絶縁電線の過熱を初期の段階で検
知することができる絶縁電線の異常検知方法を提供す
る。 【構成および効果】ＰＶＣ電線８やハイパロン電線９が
何らかの原因で過熱し、その温度が最高許容温度付近に
達すると、その過熱がＰＶＣ電線８の場合、フェノール
が発生し、また、ハイパロン電線９の場合には、ジブチ
ルアミンが発生する。したがって、これらのガスをシー
ト状吸着剤１１またはガスセンサ１２によって検出する
ことにより、ＰＶＣ電線８やハイパロン電線９の過熱を
初期の段階で検知することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、絶縁電線の異常検知方
法に関し、特に、ゴム・プラスチック絶縁電線の過熱を
初期の段階で検知するのに最適な絶縁電線の異常検知方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、各種の絶縁材料は、その温度が
ある一定以上になると、劣化が著しく促進されて寿命の
短縮を招くため、ポリ塩化ビニル絶縁電線（以下、ＰＶ
Ｃ電線と称す）やクロロスルホン化ポリエチレン絶縁電
線（以下、ハイパロン電線と称す）などのゴム・プラス
チック絶縁電線（以下、絶縁電線と称す）には、その絶
縁体の材質によって決定される最高許容温度（多くの場
合、７５℃〜９０℃）が定められている。

【０００３】これらの絶縁電線は、夫々の最高許容温度
以下の温度で使用されている場合には、所期の寿命を維
持することができるが、接続部の接触抵抗の増大などの
原因で、その温度が最高許容温度を越えた状態で連続使
用されると、絶縁体の熱劣化が著しく進行して所期の寿
命を維持することができず、また、このような状態を放
置しておくと、絶縁体の溶失による短絡事故を招くだけ
でなく、この短絡事故に起因して電気火災を誘発するお
それもある。したがって、絶縁電線の温度を監視し、そ
の温度が最高許容温度付近に達した場合に、すなわち、
絶縁電線の過熱を初期の段階で検知して、使用者に注意
を喚起することが望ましく、このため、絶縁電線に熱電
対などの温度センサを装着して、その温度を監視する方
法が試みられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、絶縁電線に
温度センサを装着してその温度を直接検出する従来の方
法では、多数本の絶縁電線が配線されている場合には、
絶縁電線の個々に温度センサを取付けなければならず、
この結果、多数の温度センサを必要とし、また、その配
線作業も容易ではない。さらに、複数本の絶縁電線が結
束して配線されている場合には、中心部に位置する絶縁
電線に温度センサを取付けることがでず、その温度を正
確に検出することができない。

【０００５】一方、電気機器に使用されている有機絶縁
物が熱分解を起こす際に放出する特定のガスを検出する
ことにより、有機絶縁物の異常過熱を間接的に検出する
方法も提案されているが、有機絶縁物が熱分解を起こし
て特定のガスを放出する温度は比較的高く、絶縁電線の
過熱を初期の段階で検知する方法として採用することは
できない。そこで、本発明は、上記実情を考慮して成さ
れたものであり、簡易な構成で絶縁電線の過熱を初期の
段階で検知する方法を提供することをその目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、絶縁電線
について、特に、絶縁被覆の６０℃〜１２０℃の範囲で
の熱挙動について鋭意研究を行なった結果、有機系添加
剤を練り込んだ絶縁物が、８０℃〜１２０℃の温度で一
定時間加熱されると、練り込まれた特定の有機系添加剤
に起因してある特定のガスが発生することを見出し、本
発明を完成するに至った。すなわち、本発明の要旨は、
有機系添加剤が添加された絶縁被覆を有する絶縁電線の
異常を検知するにあたり、前記有機系添加剤に起因して
発生するガスを検出して前記絶縁電線の異常を検知する
ことを特徴とする。

【０００７】以下、本発明者らが行なった実験結果の一
例をもとに本発明の絶縁電線の異常検知方法について詳
述する。トリクレジル・ホスフェート、トリオクチル・
トリメリテート、エポキシ化大豆油および塩素化パラフ
ィンなどの添加剤が添加されたＰＶＣ電線を準備し、こ
の絶縁被覆を粉砕して試料とし、これを容器に入れて密
閉した。そして、この試料を各温度で所定時間連続加熱
した後、容器内のガスを採取し、ガスクロマトグラフ質
量分析計を使用して定性・定量した。この結果、図３に
示すように、加熱温度が８０℃を越えると、フェノール
が発生し、さらに、加熱温度が９０℃を越えると、イソ
プロピルフェノールおよび２−エチル−１−ヘキサノー
ルが発生することを突き止めた。

【０００８】ここで、フェノールおよびイソプロピルフ
ェノールは、その分子式よりトリクレジル・ホスフェー
トに起因して発生し、また、２−エチル−１−ヘキサノ
ールは、その分子式よりトリオクチル・トリメリテート
に起因して発生していると考えられるが、本発明者ら
は、トリクレジル・ホスフェートを使用しない絶縁被覆
を試料として用い、上記実験と同じ実験を行った結果、
フェノールおよびイソプロピルフェノールは発生せず、
また、トリオクチル・トリメリテートを使用しない絶縁
被覆を試料として用い、上記実験と同じ実験を行った結
果、２−エチル−１−ヘキサノールは発生しないことを
確認した。

【０００９】したがって、有機系添加剤として少なくと
もトリクレジル・ホスフェートが添加された絶縁電線で
は、その絶縁電線が使用されている雰囲気中からフェノ
ールまたはイソプロピルフェノールのうちの少なくとも
一つのガスを検出することにより、また、有機系添加剤
として少なくともトリオクチル・トリメリテートが添加
された絶縁電線では、雰囲気中から２−エチル−１−ヘ
キサノールを検出することにより、その絶縁電線の過熱
を初期の段階で検知することができる。また、フェノー
ルの発生量が他のガスに比較して著しく多いことから、
トリクレジル・ホスフェートが添加された絶縁電線で
は、フェノールの発生に着目してその絶縁電線の過熱を
検知することが有効である。

【００１０】さらに、トリクレジル・ホスフェートに代
表されるリン酸エステル系添加剤として例えば、トリフ
ェニル・ホスフェート、クレジル・ジフェニル・ホスフ
ェート、トリキシレニル・ホスフェートなどが添加され
た絶縁電線では、雰囲気中からフェノール類を検出する
ことにより、トリオクチル・トリメリテートに代表され
る芳香族カルボン酸エステル系添加剤として例えば、ト
リイソデシル・トリメリテート、テトラオクチル・ピロ
メリテートなどが添加された絶縁電線では、雰囲気中か
ら高級アルコールを検出することにより絶縁電線の過熱
を初期の段階で検知することができる。

【００１１】一方、ジブチルジチオカルバミン酸ニッケ
ル、ジメチルナフタレン−ホルムアルデヒド樹脂、ジベ
ンゾチアゾルジスルフィドおよび芳香族系硬油などの添
加剤が添加されたハイパロン電線を準備し、この絶縁被
覆を粉砕して試料とし、これを容器に入れて密閉した。
そして、この試料を各温度で所定時間連続加熱した後、
容器内の気体を採取し、ガスクロマトグラフ質量分析計
を使用して定性・定量した。この結果、図４に示すよう
に、加熱温度が８０℃を越えると、ジブチルアミンおよ
びピぺリジンが発生することを突き止めた。

【００１２】このジブチルアミンおよびピぺリジンは、
その分子式よりジブチルジチオカルバミン酸ニッケルに
起因して発生していると考えられるが、本発明者らは、
ジブチルジチオカルバミン酸ニッケルを添加しない絶縁
被覆を試料として用い、上記実験と同じ実験を行った結
果、ジブチルアミンおよびピぺリジンは発生しないこと
を確認した。

【００１３】したがって、有機系添加剤として少なくと
もジブチルジチオカルバミン酸ニッケルが添加された絶
縁電線では、その絶縁電線が使用されている雰囲気中か
らジブチルアミンまたはピぺリジンのうちの少なくとも
一つのガスを検出することにより、その絶縁電線の過熱
を初期の段階で検知することができる。また、ジブチル
アミンの発生量がピぺリジンのそれと比較して多いこと
から、ジブチルジチオカルバミン酸ニッケルが添加され
た絶縁電線では、ジブチルアミンの発生に着目してその
絶縁電線の過熱を検知することが有効である。

【００１４】さらに、ジブチルジチオカルバミン酸ニッ
ケルに代表されるチオカルバミン酸系添加剤として例え
ば、ジメチルジチオカルバミン酸ニッケル、ジエチルジ
チオカルバミン酸ニッケル、ジイソブチルカルバミン酸
ニッケルなどが添加された絶縁電線では、雰囲気中から
第２アミンを検出することにより絶縁電線の過熱を初期
の段階で検知することができる。尚、本発明は、絶縁電
線の初期の過熱を検知するだけでなく、例えば１２０℃
以上の過熱検知に利用することもできる。

【００１５】本発明において、フェノール、イソプロピ
ルフェノール、２−エチル−１−ヘキサノール、ジブチ
ルアミン、ピぺリジンなどのガスを検出する手段として
は、絶縁電線が閉鎖配電盤（キュービクル）などのよう
に実質的に密閉されたケース内に配線されている場合に
は、ケース内のガスを定期的に採取して、ガスクロマト
グラフを使用して分析する方法や、ケース内に活性炭な
どの吸着剤をシートで挟んで構成されたシート状吸着剤
を配置し、このシート状吸着剤を定期的に取出し、吸着
されたガス成分を有機溶剤で脱着させ、ガスクロマトグ
ラフを使用して分析する方法などがある。そして、この
ような分析の結果、上述した特定のガスが検出された場
合には、絶縁電線に最高許容温度付近の過熱が発生した
ことを検知することができ、さらに、今回の分析結果と
前回の分析結果とを比較することにより、絶縁電線の過
熱の程度を知ることができる。

【００１６】また、上述した特定のガスを検出するガス
センサをケース内に配設し、このガスセンサの出力信号
を監視する方法や、あるいはケース内外に夫々ガスセン
サを配設し、夫々のガスセンサの出力信号を比較してこ
の差を監視する方法などがあり、これらの方法は、常時
監視システムを構築する際にはきわめて有効である。
尚、絶縁電線が実質的に密閉されたケース内に配線され
ていない場合には、その絶縁電線の近傍にシート状吸着
剤やガスセンサを配置することが望ましい。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の検出方法を低圧用の閉鎖配電
盤（キュービクル）に採用した場合の実施例を添付図面
に基づいて説明する。図１は閉鎖配電盤に組込まれるユ
ニットの模式的正面図である。図１において、符号１は
発電所の補機などの集中制御に使用される閉鎖配電盤に
組込まれるユニットを示しており、このユニット１は、
前後、左右および上部が鋼板で囲まれたケース内に多数
段組込まれており、それぞれのユニット１の前部には扉
（不図示）が備えられている。

【００１８】このユニット１は、底板２ａ、側板２ｂお
よび背板２ｃから構成されるフレーム２を有し、底板２
ａには、操作ツマミ３ａを備えたロータリースイッチ３
が取付けられており、側板２ｂには、ブラケット４を介
してプッシュスイッチ５が取付けられており、さらに、
背板２ｃには、電磁開閉器６および電磁接触器７が取付
けられている。

【００１９】また、ユニット１内の機器間の配線には、
ＰＶＣ電線８が使用され、ユニット１内の機器と外部機
器との配線には、ハイパロン電線９が使用されている。
尚、ＰＶＣ電線８には、可塑剤としてトリクレジル・ホ
スフェートおよびトリオクチル・トリメリテートが添加
されており、また、ハイパロン電線９には、老化防止剤
としてジブチルジチオカルバミン酸ニッケルが添加され
ている。ユニット１の底板２ａおよび側板２ｂは、隣接
するユニットとを仕切る隔壁としても機能し、底板２
ａ、側板２ｂ、背板２ｃおよび扉（不図示）によって各
ユニット毎に実質的に密閉された空間１０が画成される
ことになる。さらに、ユニット１の底板２ａ上には、空
間１０内のガスを吸着するシート状吸着剤１１が配設さ
れており、このシート状吸着剤１１は、活性炭などの吸
着剤をシートで挟んだ構造となっている。

【００２０】また、ユニット１の底板２ａ上には、高級
アルコールおよびフェノール類を検出するガスセンサ１
２が配設されており、ガスセンサ１２は、警報ランプ１
３を駆動させる駆動回路１４に接続され、ガスセンサ１
２が高級アルコールまたはフェノール類を検出すると、
警報ランプ１３が点灯するように構成されている。

【００２１】以上の構成において、ユニット１に配線さ
れているＰＶＣ電線８またはハイパロン電線９が何らか
の原因で過熱し、その温度が最高許容温度付近に達する
と、その過熱がＰＶＣ電線８の場合は、フェノールが発
生し、また、ハイパロン電線９の場合には、ジブチルア
ミンが発生する。したがって、シート状吸着剤１１また
はガスセンサ１２によってフェノールが検出された場合
は、ＰＶＣ電線８の過熱を初期の段階で検知することが
でき、また、ジブチルアミンが検出された場合には、ハ
イパロン電線９の過熱を初期の段階で検知することがで
きる。このようにして異常の発生したユニットを特定し
た後、そのユニット内に配線されている電線の温度を熱
電対温度計などを使用して個々に測定すれば、過熱の発
生している電線を特定することができる。尚、上記実施
例では、本発明の検出方法を低圧用の閉鎖配電盤内に配
線された絶縁電線に適用したものを例示したが、本発明
の適用範囲は任意である。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
簡易な構成で絶縁電線の過熱を初期の段階で検知するこ
とができ、絶縁体の溶失による短絡事故や、短絡事故に
起因して発生する電気火災を予防するのにきわめて有効
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】閉鎖配電盤に組込まれるユニットの模式的正面
図。

【図２】ＰＶＣ電線における加熱温度と発生ガス量との
関係を示す図。

【図３】ハイパロン電線における加熱温度と発生ガス量
との関係を示す図。

【符号の説明】

１…………閉鎖配電盤 １…………ユニット ８…………ＰＶＣ電線 ９…………ハイパロン電線 １１………シート状吸着剤 １２………ガスセンサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 美喜男 宮城県仙台市青葉区中山７丁目２番１号 東北電力株式会社電力技術研究所内 (72)発明者 臼井 由紀 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１ 号 昭和電線電纜株式会社内 (72)発明者 平井 進 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１ 号 昭和電線電纜株式会社内 (72)発明者 伊藤 一己 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１ 号 昭和電線電纜株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】有機系添加剤が添加された絶縁被覆を有す
   る絶縁電線の異常を検知するにあたり、前記有機系添加
   剤に起因して発生するガスを検出して前記絶縁電線の異
   常を検知することを特徴とする絶縁電線の異常検知方
   法。
2. 【請求項２】前記絶縁電線は、実質的に密閉されたケー
   ス内に配線されていることを特徴とする請求項１記載の
   絶縁電線の異常検知方法。
3. 【請求項３】前記有機系添加剤がリン酸エステル系添加
   剤であり、前記ガスがフェノール類であることを特徴と
   する請求項１または２記載の絶縁電線の異常検知方法。
4. 【請求項４】前記リン酸エステル系添加剤がトリクレジ
   ル・ホスフェートであり、前記フェノール類がフェノー
   ル、イソプロピルフェノールのうちの少なくとも一つで
   あることを特徴とする請求項３記載の絶縁電線の異常検
   知方法。
5. 【請求項５】前記有機系添加剤が芳香族カルボン酸エス
   テル系添加剤であり、前記ガスが高級アルコールである
   ことを特徴とする請求項１または２記載の絶縁電線の異
   常検知方法。
6. 【請求項６】前記芳香族カルボン酸エステル系添加剤が
   トリオクチル・トリメリテートであり、前記高級アルコ
   ールが２−エチル−１−ヘキサノールであることを特徴
   とする請求項５記載の絶縁電線の異常検知方法。
7. 【請求項７】前記有機系添加剤がチオカルバミン酸系添
   加剤であり、前記ガスが第２アミンであることを特徴と
   する請求項１または２記載の絶縁電線の異常検知方法。
8. 【請求項８】前記チオカルバミン酸系添加剤がジブチル
   ジチオカルバミン酸ニッケルであり前記第２アミンがジ
   ブチルアミン、ピぺリジンのうちの少なくとも一つであ
   ることを特徴とする請求項７記載の絶縁電線の異常検知
   方法。