JPH07294590A - 活線ケーブルの絶縁監視方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水トリーに基く絶縁不良を発生している高圧
電力ケーブルの絶縁劣化度の変化を、貫通水トリーがま
だ発生していない劣化の初期から、活線運転を継続しな
がら監視し得る方法を提供することを目的とする。 【構成】 活線運転中の高圧系統の第１の接地用機器の
中性点と大地間に商用周波数を除く低周波単相交流電圧
を印加するステップと、前記低周波単相交流電圧が前記
第１の接地用機器のインピーダンスを経て減衰し高圧母
線に残留する電圧を測定源として測定対象ケーブルのし
ゃへいと大地間に挿入した低抵抗にあらわれる電圧から
商用周波数成分電圧を除去した値を測定するステップ
と、該測定値に基づいて前記測定対象ケーブルの時系列
的な絶縁劣化度の変化をあらわす指標値を決定するステ
ップとを備えたことを特徴とする

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は水トリーに基く絶縁不良
を発生している高圧電力ケーブルの絶縁劣化度の変化
を、貫通水トリーがまだ発生していない劣化の初期か
ら、活線運転を継続しながら監視し得る方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】活線運転中の高圧電力ケーブルの絶縁劣
化度の変化状況を、そのケーブルの活線下絶縁抵抗の変
化を測定することで監視する従来技術として、図５に示
す直流重畳法が知られている。

【０００３】図５において、１は高圧母線、２は高圧系
の接地用機器で直流信号電圧を注入する目的でえらんだ
ＧＰＴ（計器用接地変圧器）又はＧＴＲ（接地変圧器）
を示す。その一次側結線の中性点と大地との間には低抵
抗３が挿入され、直流信号電源４から開閉器５を通じて
直流信号電圧（通常プラス極性５０Ｖ）が接地用機器２
の巻線を経由して高圧母線１に送り出される。一方測定
対象ケーブル９はその絶縁層に絶縁不良抵抗１０を有す
るものとする。直流信号電圧を絶縁不良抵抗１０の値で
割った電流は、測定対象ケーブル９の高圧導体から絶縁
不良抵抗１０を通じてしゃへい端に至り、直流微少電流
測定装置１２を通じて大地経由で直流信号電源４に戻
る。直流微少電流測定装置１２により読取った漏洩電流
値と直流信号電圧値とから測定対象ケーブル９の絶縁不
良抵抗１０の値を計算し得るものである。図５におい
て、１１は交流分減衰用フイルタを構成するコンデンサ
であり、実際のフイルタ回路はもっと複雑であるが、簡
略化して示してある。

【０００４】なお、高圧系には複数の接地用機器がある
ことが多いので、図５では６として直流信号電圧注入用
以外の第二の接地用機器としてのＧＰＴを示している。
その一次側結線の中性点と大地との間には直流信号電圧
短絡防止の目的をもって挿入したコンデンサ７がある。
８は７に直列に挿入した直列振動防止用抵抗である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】高圧電力ケーブルの水
トリーに基く絶縁不良は、前述の如き活線下での測定方
法によった場合でも、或は停電下で直流高電圧を直接ケ
ーブル高圧導体に印加して漏洩電流を測定する方法をと
った場合でも、その絶縁層を貫通する水トリーパスが存
在しなければ絶縁抵抗の低下がなく、水トリー存在のた
めにサージ性電圧の侵入に対する耐圧性能は低下してい
ながら、絶縁不良として認識し得ないという問題があ
る。停電下の測定であれば、印加する直流電圧を高めれ
ば、貫通水トリーを強制的に作成することになり、或る
程度まで進行した絶縁不良は検出し得るわけであるが、
それでは絶縁体の破壊であり、非破壊試験から逸脱す
る。

【０００６】よって直流漏洩電流による絶縁抵抗測定の
方式でなしに、貫通水トリーがまだ存在していなくて
も、或は存在していてもその数が極く少ないため高絶縁
抵抗を保っているような劣化の初期の段階から、活線運
転継続中に水トリーの存在を認知し、その変化状況を監
視できる方法の出現が望まれていた。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、活線運転
中の高圧電力ケーブルの絶縁劣化度の変化を測定して監
視する活線ケーブルの絶縁監視方法において、活線運転
中の高圧系統の第一の接地用機器の中性点と大地間に商
用周波数を除く低周波単相交流電圧を印加するステップ
と、前記低周波単相交流電圧が前記第一の接地用機器の
インピーダンスを経て減衰し高圧母線に残留する電圧を
測定源として測定対象ケーブルのしゃへいと大地間に挿
入した低抵抗にあらわれる電圧から商用周波数成分電圧
を除去した値を測定するステップと、該測定値に基づい
て前記測定対象ケーブルの時系列的な絶縁劣化度の変化
をあらわす指標値を決定するステップと、を備えたこと
を特徴とする。

【０００８】第２の発明は、前記低周波単相交流電圧印
加用の前記第一の接地用機器以外の第二の接地用機器の
中性点と大地間に挿入したインピーダンスの電圧降下に
基づいて前記高圧母線に残留する電圧に比例する値を測
定するステップと、前記測定値と前記決定された指標値
とに基づいて高圧系の状態変化に基づいて前記指標値を
補正するための補正込み指標値を決定するステップと、
を更に含むことを特徴とする。

【０００９】第３の発明は、静電容量が既知であるＺＰ
Ｃ（コンデンサ型接地用機器）又は短小ケーブルの中性
点と大地間に挿入したインピーダンスの電圧降下を測定
するステップと、前記測定値に基づいて前記高圧母線の
残留電圧の絶対値を得るステップと、前記絶体値を得る
ステップと同一時点で高圧母線に残留する電圧に比例す
る値を得るステップと、前記絶対値と前記高圧母線に残
留する電圧に比例する値とに基づいて前記測定対象のケ
ーブルの無劣化時の指標を得るステップと、を更に含む
ことを特徴とする。

【００１０】第４の発明は、前記第一および第二の接地
用機器とは別の第三の接地用機器の中性点と大地間に挿
入して零位法により高圧母線に残留する測定源電圧の絶
対値を測定するステップと、前記絶体値を得るステップ
と同一時点で高圧母線に残留する電圧に比例する値を得
るステップと、前記絶対値と前記高圧母線に残留する電
圧に比例する値とに基づいて前記測定対象のケーブルの
無劣化時の指標を得るステップと、更にを含むことを特
徴とする。

【００１１】

【作用】従って、第１の発明では、直流漏洩電流による
絶縁抵抗測定の方式でなしに、貫通水トリーがまだ存在
していなくても、或は存在していてもその数が極く少な
いため高絶縁抵抗を保っているような劣化の初期の段階
から、活線運転継続中に水トリーの存在を認知し、その
変化状況を監視できる。

【００１２】第２の発明では、高圧系統の対大地インピ
ーダンスの変化があっても補正され、正確な劣化指標が
得られる。

【００１３】第３及び第４の発明では更に、測定対象ケ
ーブルの新品時の劣化指標を推定できるので、現在時点
の劣化度が原値に対する倍率として提示できる。

【００１４】

【実施例】本発明の実施例を図に基づいて説明する。

【００１５】まず、本発明の原理を説明する。

【００１６】第１の本発明では、活線運転中の測定対象
ケーブルが連なる高圧母線に、商用周波数を除く低周波
単相交流電圧を、その高圧系統の接地用機器の中性点を
通じて注入する。測定対象ケーブルの絶縁層を経由した
電流はそのケーブルのしゃへいと大地間に挿入した低抵
抗に電圧降下としてあらわれる。その電圧から商用周波
数成分電圧をフィルターにより減衰させた残余電圧を読
み取り、これをもってそのケーブルの絶縁劣化度の変化
を時系列的に迫ってゆくときの指標とする。この指標は
ケーブル毎に異なる値である。

【００１７】また、第２の発明では、高圧系統の構成状
況が変わることがある場合、即ち新ケーブルの増設、一
部ケーブルの休止等で高圧系統の対地インピーダンスが
変わる場合に備えて、第１の発明で得た指標の補正を図
る。このため高圧母線に残留する測定源電圧に比例する
値として、低周波単相交流電圧印加用に使用している接
地用機器以外の第二の接地用機器の中性点と大地間に挿
入したインピーダンスの電圧降下を測定し、この値をも
って第１の発明により得られた指標値を割った値を、補
正込みの新指標として用いる。この指標もケーブル毎に
異なる値である。また、第３及び第４の発明では、各ケ
ーブルの指標の原点値を推測することを目的とし、この
ために高圧母線に残留する電圧の絶対値を測定する。し
かしこの測定は困難であり毎度実施することは実用的で
ないので第２の発明で得られる、高圧母線に残留する測
定源電圧に比例する値との関係から比例定数を得れば、
以後は毎度測定しなくて良い。

【００１８】高圧母線に残留する測定源電圧の絶対値を
測定する方法の第一の方法は、接地用機器のインピーダ
ンスが未知の場合に零位法により通過電流が零になる対
抗起電力を、接地用機器の中性点と大地間に準備し、そ
の対抗起電力の値を測定するものである。この場合の接
地用機器は第１の発明、第２の発明で用いた接地用機器
以外の第三の接地用機器である。

【００１９】第二の方法は、静電容量値が既知であるＺ
ＰＣ（コンデンサ型計器用接地変圧器）か、同じく静電
容量値が既知である短小ケーブルを用い、その中性点
（ケーブルの場合はしゃへい）と大地間に挿入したイン
ピーダンスの電圧降下値を測定して、計算により残留電
圧絶対値を求める。

【００２０】また、高圧系統に注入する単相交流電圧の
周波数としては、混同をさけるため、その高圧系統で用
いている商用周波数はさけなければならない。

【００２１】商用周波数より著しく高い周波数を選ぶ
と、測定対象ケーブルが必然的に有する防食層静電容量
（直接埋設ならば数μＦ／ｋｍ）の、低インピーダンス
により測定感度を減少させる。

【００２２】商用周波数より著しく低い、直流に近いよ
うな極低周波数を用いると、その電源装置の大型化の他
に、商用周波数との間で生じる唸り周波数が商用周波数
に接近するため、商用周波数から遠去かりたい趣旨から
外れる。したがって、使用周波数は商用周波数の１／２
程度が妥当である。

【００２３】次にその電圧値としては注入用に使用する
接地用機器によって異なることになる。高圧系統が抵抗
接地系で大容量のＧＴＲが用いられ、これを通じて注入
する場合は接地用機器による電圧降下がほとんど無いの
で、注入電圧は最高５０Ｖとする。これは高圧母線に残
留する電圧を、いわゆる低圧と目されない電圧（６０Ｖ
以下）にとどめるためである。

【００２４】高圧系統が非接地系の場合は、一相毎に別
々の鉄芯を有するＧＴＲ或は小容量ＺＰＣを注入用機器
として使わざるを得ないので、注入電圧の大半はその接
地用機器の高インピーダンスで失われる。母線残留電圧
を５０Ｖは無理としても少なくとも１０Ｖ程度にとどめ
るためには、注入電圧は数百Ｖが必要である。しかし、
その電圧自体が接地用機器に対してはいわゆるＶ_０（零
相地絡電圧）として負荷されるので、接地検出リレーの
誤動作をさけるためには、注入電圧はその高圧系統の許
容Ｖ_０値以下でなければならない。その値は一般的な
４．５％ベースとすると、３ＫＶ高圧系に対し８６Ｖ、
６ＫＶ高圧系に対し１７１Ｖ、１０ＫＶ高圧系に対し２
８６Ｖである。

【００２５】尚、一般に地絡警報を発するＶ_０レベルは
３０％程度であるので、測定感度に乏しい場合は、上記
電圧を倍加することがなお可能である。

【００２６】接地用機器として前述のＧＴＲ、ＧＰＴ、
ＺＰＣの他に、高圧ケーブル自体も３相星型結線のコン
デンサの一種であるから、そのしゃへいを中性点として
低周波電圧注入用に使用できる。ただし新品ないしは新
品に近いケーブルであること、防食層静電容量の絶対値
が大きくないこと、防食層絶縁性能が良好であることと
いった制約がある。故に所内変圧器用ケーブルか、進相
コンデンサ用ケーブルといった比較的短かくかつ変電所
内ピット布設ケーブルが適している。測定対象ケーブル
のしゃへいと大地間に挿入する検出用インピーダンスと
してコンデンサを用いると、高周波成分電圧に対し低イ
ンピーダンス効果を呈するので、直流しゃ断の目的があ
る時以外は低抵抗を用いるべきである。もともと測定対
象ケーブルが相当な防食層静電容量を持っているので、
これと並列に挿入する検出用インピーダンスとしての抵
抗は、測定感度の許す限り低抵抗であることが好まし
い。

【００２７】よって抵抗値の最大は技術規準で示す第３
種接地抵抗値である１００Ω 以下とし、最小値は後述
のフイルタの効果確保の必要性から１０Ω 以上という
ことになる。

【００２８】上記抵抗に生ずる電圧降下には注入した低
周波電圧により生起した電圧の他に商用周波数成分電圧
が含まれている。本来ケーブルは３相星型結線のコンデ
ンサと等価であるから、そのしゃへいと大地間には商用
周波数成分電圧は、各相の充電電流のベクトル和が零で
あるために、出現しないわけである。しかし実際には必
ずといって良い位、いくらかの電圧があらわれる。その
理由は、ケーブル各相の静電容量に不平衡がある、或は
高圧系統全体で静電容量の不平衡があって零相電圧が常
時発生している、等の原因により零相電流が流れるた
め、さらにはしゃへいに電磁誘導電圧の発生があるため
等である。これらはケーブルの絶縁劣化とは関係の無い
事象であり、これらの原因で発生する商用周波数成分電
圧は測定誤差をもたらす雑音電圧として極力排除しなけ
ればならない。この目的のために商用周波数成分電圧を
選択的に排除するフイルタを必須要素として電圧測定器
に付随させる。

【００２９】尚、高圧系統零相電圧に第三次、第五次等
の奇数波高周波を多く含む場合は、基本周波数に対応す
るフイルタでは雑音電圧の除去が充分でない場合があ
る。その場合にはさらに第三次、第五次周波用フイルタ
を接続する。しかしながら雑音電圧を完全に零にするこ
とは不可能である。どの程度にまで雑音電圧を除去でき
ればよいのかというと、低周波電圧印加前後の測定電圧
比が１／５以下になれば、実用的に充分な精度で測定で
きたといえる。

【００３０】検出用抵抗に生じる電圧降下をフイルタ経
由で読む測定器は注入する低周波成分電圧を読むだけで
なしに、これと商用周波数との間で必然的に生じる唸り
周波数、さらには商用周波数よりはるかに高い周波数成
分まで読取れることが必要である。このために広い周波
数域で動作し、いわゆる真の実効値電圧を測定できるタ
イプのものでなければならぬ。本発明が効果をあげられ
る基本的事由として、絶縁体に水トリーを発生したケー
ブルは、商用周波数高電界下で高周波雑音電圧を発生し
ているという現象があるからである。この現象を裏付け
るものとして、異る測定器でケーブルしゃへい対大地間
インピーダンスを変えてその電圧降下を実測した次の如
きデータを示す。

【００３１】

【表１】 ５１Ω抵抗の、８０μＦコンデンサの６０Ｈｚインピー
ダンスに対する比は１．５４であるが、上表のｃ，ｄ両
電圧計で得られたｂ／ａ電圧比は全部その値を越してい
る。即ち８０μＦコンデンサの実効インピーダンスは、
高周波電流の通過のため６０Ｈｚインピーダンスよりは
るかに低いものであったとうかがわれると同時に、コン
デンサによる測路効果が無くなった抵抗での測定時に
は、ｄの真の実効値測定電圧計の方がｃ電圧計よりも高
周波成分電圧をより多く捕捉していることが判る。

【００３２】さらに本件発明を考案するに至った根本的
事象として、絶縁体に水トリーを発生したケーブルは、
商用周波数高電界下で、商用周波数で予測されるよりも
多くの充電電流が流れるという現象がある。これを証明
するものとして次の如きデータを示す。

【００３３】試料ケーブル１及び２ 何れも１０ＫＶ１
×５００ｍｍ^２ＣＶケーブル 製造後２９年経過して撤去、有効長各４ｍ 実験方法 単相５０Ｈｚ、６３５０Ｖトランスに、可
変周波３３３Ｖ電源を直列接続して測定用電源とし、し
ゃへい端と大地間に８０μＦコンデンサを接続、その電
圧降下をトランスジューサ経由、直流記録電圧計で測
定。実験回路であるから地絡電圧発生の心配が無いの
で、重畳する周波数は直流記録電圧計でレスポンスでき
る０、５〜２Ｈｚを唸り周波数として発生できる周波
数、即ち４９．５〜４８Ｈｚを使用し、電圧降下検出用
インピーダンスとして低周波数になる程インピーダンス
の増加するコンデンサを使用している。即ちここでは、
高周波数成分電圧を効果的に捕捉しようという意図はな
く、商用周波数高電界下で構成されている電場を商用周
波数から離れた低周波数でトレースしようとしているも
のである。

【００３４】実験結果 電圧測定記録チャートを試料
１については図１に、試料２については図２にそれぞれ
示す。ピーク−ピーク電圧値と、別途測定した直流絶縁
抵抗値とを対比させて次表に示す。

【００３５】

【表２】 計算による予測電圧は同じくピーク−ピーク電圧値で
４．６２ｍＶである。記録電圧計の応答性にかけている
と思われる唸り周波数２Ｈｚの場合を除き、測定値は予
測値を上回っている。ちなみに試料１のみならず、絶縁
抵抗値が測定限界で、良好と判断される試料２でも、目
視で確認できる水トリーがあった。両試料はもともと相
隣接していたケーブルである。

【００３６】次に、低周波電源を印加する前の、５０Ｈ
ｚ６３５０Ｖ単独印加時の電圧降下は図１及び図２から
次の如く示される。これは試料が単芯ケーブルであるか
らできた実験で、電界構成と測定電源が同じ電圧という
ケースである。

【００３７】

【表３】 計算による予測電圧はこの場合３１．１ｍＶであるの
で、試料１の場合で２３９％試料２の場合でも１７８％
に達する大きい充電電流が流れている。

【００３８】よって従来の方法では絶縁良好と判断され
るが、実は水トリーの存在するケーブルの絶縁不良度を
検出できる可能性があることを本実験は示している。し
かし実験は極めて短長の単心ケーブルにつき、試験用電
源により行ったものである。実系統で存在し得る商用周
波数雑音電圧の影響をさけるためには、測定値から商用
周波数成分電圧（場合によっては第３調波、第５調波分
率も含む）の排除が必須であり、このために商用周波数
成分電圧を選択的に除去するフイルタを、電圧降下測定
回路に付随させると同時に、別周波数の単相交流電圧の
注入が必要である。

【００３９】本発明の第１実施例を図３に基づいて説明
する。

【００４０】図３は、大きく分けて、測定電源部Ａ、測
定ケーブル部Ｂ、補正込み指標測定部Ｃ及び比例定数測
定部Ｄとで構成される。

【００４１】即ち、測定電源部Ａ中、１は高圧母線、２
は接地用機器で、図３では抵抗接地系の場合のＧＴＲで
示してある。接地用機器２の一次巻線の中性点と大地間
には低抵抗３が接続されている。低抵抗３と並列に注入
用低周波単相交流電源１３があり、開閉器５を閉じれ
ば、注入用低周波単相交流電源１３の出力は低抵抗３で
消費されるとともに、接地用機器２の巻線インピーダン
スを通じて高圧母線１に送り出される。

【００４２】測定ケーブル部Ｂ中、１４は測定対象とし
て選んだケーブルで、図３では単心ケーブルで示してい
るが、もちろん３芯ケーブルでもよい。１５はその絶縁
層内で水トリーを発生している絶縁不良部分を示す。こ
の部分に貫通水トリーの有無は別に問わない。１６は１
４のしゃへい端と大地間に挿入した電圧降下検出用の低
抵抗、１７は１６に発生する電圧降下を読取る交流電圧
計、１８は１６の電圧降下から商用周波数成分電圧を除
去するためのフイルタで、その挿入位置は図示例にとど
まらず、その直列要素及び並列要素を種々の形に配置で
きる。これにさらに要すれば商用周波数の第３次、第５
次調波分フイルタも付随させる。

【００４３】測定ケーブル部Ｂで測定対象のケーブル１
４の劣化度の変化をあらわす指標を測定するには、注入
用低周波単相交流電源１３を稼動させる前の雑音電圧降
下を参考的に交流電圧計１７で読取ったうえで、開閉器
５を閉じて注入用低周波単相交流電源１３の出力を高圧
母線１に送り出すと、接地用機器２の巻線インピーダン
スで減衰した残余の低周波電圧が高圧母線１に残留す
る。この電圧を測定源電圧としてケーブル１４の絶縁層
を経由した電流による低抵抗１６での電圧降下を交流電
圧計１７で読取る。この値が、先に読取った雑音電圧降
下の５倍以上あれば充分信頼し得る測定がなされたこと
を示す。本値をもって当該ケーブルの絶縁劣化度の変化
をあらわす指標として用いる。

【００４４】もちろん値が大なるほど絶縁劣化度が大で
あると判断するのであるが、他ケーブルとの比較はでき
ない。同種同サイズのケーブルであるからといって単位
長当たりの数値で比較しても、ケーブルの長さ方向の絶
縁不良部分のあり方は各ケーブルで異るであろうから意
味がない。即ち原則的に本指標は当該ケーブルだけに適
用されるものであり、これを時系列的な変化としてとら
えることに意義がある。

【００４５】測定ケーブル部Ｂで得た該指標値は、高圧
母線に残留する低周波電圧の大小に基本的には比例すべ
きものであり、残留電圧の大小は、その時点での高圧系
列全体の対地インピーダンスにほぼ比例する。ところが
このインピーダンス値は長期間を通じて一定という保証
はない。そこで指標の時系列的に変化する様相把握の正
確性を期すためには、該指標値の補正要素として、高圧
母線に残留する低周波電圧に比例する値を測定の都度入
手すればよい。

【００４６】この目的のために、低周波電圧を注入する
ために用いた接地用機器２とは別の第二の接地用機器が
必要である。これが存在しなければ新たにこの目的のた
めに三相リアクタを設置することが好ましい。これに代
えてＺＰＣか、或は適当なケーブルを使うことも考えら
れるが、これらは劣化してゆく可能性があるので長期に
わたって同一の接地用機器を使い続けねばならぬ第２の
発明のためにはふさわしくない。

【００４７】図３において補正込み指標測定部Ｃ中の、
３６が該補正要素を入手するために用いる、第二の接地
用機器で、一般にはＧＰＴを用いる。７はその中性点と
大地間に挿入したコンデンサ、８は振動防止用直列抵抗
である。今、測定するのは接地用機器３６の中性点と大
地間にあらわれる注入低周波成分電圧である。これは高
圧母線１に残留している低周波電圧そのものではなく、
それからさらに接地用機器３６の一次巻線での電圧降下
を引いたものである。商用周波数成分電圧がどうしても
混入してくるため、これを除去するのが２０に示すフイ
ルタであり、１９が交流電圧測定器である。フイルタ２
０の挿入位置は図示例にとどまらず、その直列要素及び
並列要素を種々の形に配置できる。これに、さらに必要
であれば商用周波数の第３次、第５次調波分フイルタも
付随させる。

【００４８】補正込み指標測定部Ｃにおいて、該補正込
み指標を測定するには注入用低周波単相交流電源１３を
稼動させる前の雑音電圧降下を参考的に交流電圧測定器
１９で読取ったうえで、開閉器５を閉じて注入用低周波
単相交流電源１３の出力を送り出すと、注入用低周波単
相交流電源１３の出力は低抵抗３で消費されるととも
に、第一の接地用機器２の巻線インピーダンスを通じて
高圧母線１に送り出される。２１は高圧系統全体の対大
地静電容量を示し、接地用機器２の巻線インダクタンス
と対大地静電容量２１の静電容量のそれぞれの注入低周
波数でのインピーダンスの比に基く電圧が高圧母線１に
残留する電圧となる。

【００４９】ここで、交流電圧測定器１９により読取っ
た電圧値が、残留電圧に比例する値であり、測定の都度
の対大地静電容量２１の静電容量の変化に対応するもの
であるので、この値をもって測定ケーブル部Ｂより得ら
れた各ケーブル毎の測定の都度の指標を割った値をもっ
て、当該ケーブルの絶縁劣化度の変化をあらわす補正込
み指標として用いる。

【００５０】測定ケーブル部Ｂ（第１の発明及び第２の
発明）で測定を行うのは、ケーブルが新品の時からとは
限らず、既に使用を開始して多くの年数を経過している
場合が大半である。従って、測定ケーブル部Ｂでの測定
において不足しているのは、それぞれのケーブルの新品
の時の指標は、一体いくらであったのかという情報が無
いことである。

【００５１】比例定数測定部Ｄ（第３の発明）はこの不
備を解消し、新品の時の指標を推測する手段を提供する
ことを目標としたものである。比例定数測定部Ｄは、測
定ケーブル部Ｂ及び補正込み指標測定部Ｃでの測定にお
いて不明な値としていた高圧母線残留低周波電圧の絶対
値を、静電容量値が既知である新品のケーブル又はＺＰ
Ｃを用いて測定する場合を示す。

【００５２】比例定数測定部Ｄにおいて、２６はその三
相分静電容量２７の値が正確に判っているケーブルで、
そのしゃへい端と大地間には注入低周波数成分電流を選
択的に通過させるフイルタ２９と、交流電流計３１、そ
の倍率器抵抗３０とを直列に挿入している。倍率抵抗３
０の抵抗値は該ケーブルの防食層静電容量２８のインピ
ーダンスに比して充分に低くしてある。

【００５３】この比例定数測定部Ｄでの測定は、注入用
低周波単相交流電源１３の出力を、高圧母線１に送り出
している時に、交流電流計３１の値を読めば、既知の倍
率抵抗３０,フイルタ２９及び三相分静電容量２７のイ
ンピーダンス値から、母線残留電圧は計算し得る。

【００５４】このような測定を毎度の測定毎に行うのは
実用的でないので、交流電流計３１の読みを得ると同時
に、補正込み指標測定部Ｃ（第２の発明）により第二の
接地用機器３６で得られたその一次中性点と大地間挿入
インピーダンス（図ではコンデンサ７と抵抗８の直列イ
ンピーダンス）での電圧降下との関係（両者の比）か
ら、第二の接地用機器３６の比例定数、即ち測定電圧降
下に掛けて母線残留電圧を得る数値を得る。以後は毎度
の測定（第二の接地用機器による測定）毎の電圧降下値
にこの比例定数を掛ければ、その都度の母線残留電圧を
得ることが出来る。どの時点であっても母線残留電圧が
得られれば、各ケーブル毎の設計値又は実測による静電
容量を用いて、絶縁劣化度零、即ち新品の時の指標を得
ることができる。

【００５５】ここで、防食層静電容量値２８が通常未知
であり、これが誤差要因として働くことに留意する必要
がある。

【００５６】本発明の第２実施例を図４に基づいて説明
する。

【００５７】図４は、大きく分けて、測定電源部Ａ、測
定ケーブル部Ｂ、補正込み指標測定部Ｃ及び比例定数測
定部Ｄ’とで構成される。

【００５８】図４で図３と同一の符号は図３とそれぞれ
同一のものを示す。

【００５９】上述の第１実施例と比較すると、本第２実
施例は比例定数測定部に零位法を用いる点に特徴があ
り、他の点は第１実施例と同様である。

【００６０】即ち、測定ケーブル部Ｂ、補正込み指標測
定部Ｃで第１実施例と同様な動作でケーブル１４の絶縁
劣化度の変化をあらわす指標、及び該ケーブル１４の絶
縁劣化度の変化をあらわす補正込み指標は測定される。

【００６１】本第２実施例では高圧母線残留低周波電圧
の絶対値を零位法により測定するもので、比例定数測定
部Ｄ’中の４６はこの目的のために用いる第三の接地用
機器である。これはＧＰＴでなくてもＺＰＣ或は短小ケ
ーブルでもよい。その中性点と大地との間に注入低周波
数成分電流を選択的に通過させるフイルタ４２、これに
直列に交流電流計４３、及びポテンショメータ４４の出
力を挿入する。ポテンショメータ４４の入力は注入用低
周波単相交流電源１３の出力に接続する。４５はポテン
ショメータ４４の可変出力電圧を測定する交流電圧計で
ある。

【００６２】この比例定数測定部Ｄ’での測定は、開閉
器５を閉じて、注入用低周波単相交流電源１３の出力を
第一の接地用機器２を通じて高圧母線１に送り出してい
るときに、ポテンショメータ４４を調節して交流電流計
４３の読みが零又は最小値を示した時の交流電圧計４５
の読みが目指す高圧母線残留電圧となる。

【００６３】尚、対抗起電力としての注入用低周波単相
交流電源１３の出力方式は、図示のポテンショメータ方
式でなくても良いし、交流電流計４３の読みをできるだ
け零に近付けるために位相調整器が存在してもよい。

【００６４】このような測定を毎度の測定毎に行うのは
実用的でないので、交流電圧計４５の読みを得ると同時
に、補正込み指標測定部Ｃ（第２の発明）により第二の
接地用機器３６で得られたその一次中性点と大地間挿入
インピーダンス、図ではコンデンサ７と抵抗８の直列イ
ンピーダンスでの電圧降下との関係（両者の比）から、
第二の接地用機器３６の比例定数、即ち測定電圧降下に
掛けて母線残留電圧を得る数値を得る。以後は毎度の測
定（第二の接地用機器による測定）毎の電圧降下値にこ
の比例定数を掛ければ、その都度の母線残留電圧を得る
ことが出来る。どの時点であっても母線残留電圧が得ら
れれば、各ケーブル毎の設計値又は実測による静電容量
を用いて、絶縁劣化度零、即ち新品の時の指標を得るこ
とができる。

【００６５】ここで、図３及び図４に示した注入低周波
数成分電流を選択的に通過させるフイルタ４２及び２９
に並列要素があってこれが大地に落ちていると誤差を増
大させる。比例定数測定部ＤまたはＤ’（第３の発明ま
たは第４の発明）により絶縁劣化度零即ちケーブルが新
品の時の指標値が得られると、測定ケーブル部Ｂおよび
補正込み指標測定部Ｃの（第１の発明及び第２の発明）
単独実施の場合と異なり、原指標に対する現在の指標の
倍率をもってケーブルの劣化度を判断できるようにな
る。しかしながらケーブルは全長にわたって同程度の水
トリー劣化をするものではなく、場所によってさまざま
な劣化の強弱様相を呈する。故にケーブル全体としては
平均的な劣化様相を把握することになるので、実験で得
られたような高い倍率の劣化指標を適用することはでき
ない。よって暫定的に次のような劣化判定しきい値を設
定する。

【００６６】 倍率 １．０〜１．１未満 １．１〜１．２未満 １．２超 判定 良好 軽注意 重注意 処置 監視下で使用継続 取替準備 取替 上表は実証的なデータの蓄積をまって適宜改変されるべ
き筋合いのものである。

【００６７】

【発明の効果】以上に説明した本発明による活線ケーブ
ルの絶縁監視方法は商用周波数高電界で形成された広い
周波数にわたる雑音電界のあり方を、高圧系統の接地用
機器を通じて高圧系統に注入した商用周波数とは異なる
低周波単相交流電圧により、測定対象ケーブルのしゃへ
い端と大地間に挿入した抵抗にあらわれる電圧を、商用
周波数成分を排除しながら測定することでトレースし、
この値の変化をもって絶縁劣化度の変化としてとらえ、
さらに高圧系統全体の対大地インピーダンスの変化を補
正し、高圧母線に残留する注入低周波電圧の絶対値を知
る手段も与えたので、絶縁層に水トリーが発生していて
も絶縁抵抗の低下の形ではとらえられない位の初期不良
も含めて活線下で絶縁劣化度の変化を追跡監視すること
ができる。

【００６８】更に、絶縁劣化とは関係の無い要素による
測定誤差の侵入を排除できる。

【００６９】更に、高圧系統の対大地インピーダンスの
変化があっても補正され、正確な劣化指標が得られ、更
に、測定対象ケーブルの新品時の劣化指標を推定できる
ので、現在時点の劣化度が原値に対する倍率として提示
でき、更に、ｔａｎδ法では不可能な三相一括での監視
ができる等の効果があり、在来技術から卓越した活線ケ
ーブルの絶縁監視方式として産業界に裨益するところが
大きい。

【００７０】

【図面の簡単な説明】

【００７１】

【図１】試料１に対する実験結果を示す図。

【００７２】

【図２】試料２に対する実験結果を示す図。

【００７３】

【図３】本発明第１実施例の構成図。

【００７４】

【図４】本発明第２実施例の構成図。

【００７５】

【図５】従来技術の説明図。

【００７６】

【符号の説明】

Ａ 測定電源部 Ｂ 測定ケーブル部 Ｃ 補正込み指標測定部 Ｄ、Ｄ’ 比例定数測定部 １ 高圧母線 ２、６、３６、４６ 接地用機器 ３、８、１６、３０ 抵抗 ５ 開閉器 ７ コンデンサ １３ 注入用低周波単相交流電源 １４ 測定対象ケーブル １５ 絶縁不良部 １７、４５ 交流電圧計 １８、２０、２９、４２ フイルタ ２６ ケーブル ３１、４３ 交流電流計

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 活線運転中の高圧電力ケーブルの絶縁劣
   化度の変化状況測定して監視する活線ケーブルの絶縁監
   視方法において、 活線運転中の高圧系統の第一の接地用機器の中性点と大
   地間に商用周波数を除く低周波単相交流電圧を印加する
   ステップと、 前記低周波単相交流電圧が前記第一の接地用機器のイン
   ピーダンスを経て減衰し高圧母線に残留する電圧を測定
   源として測定対象ケーブルのしゃへいと大地間に挿入し
   た低抵抗にあらわれる電圧から商用周波数成分電圧を除
   去した値を測定するステップと、 該測定値に基づいて前記測定対象ケーブルの時系列的な
   絶縁劣化度の変化をあらわす指標値を決定するステップ
   と、 を備えたことを特徴とする活線ケーブルの絶縁監視方
   法。
2. 【請求項２】 前記低周波単相交流電圧印加用の前記第
   一の接地用機器以外の第二の接地用機器の中性点と大地
   間に挿入したインピーダンスの電圧降下に基づいて前記
   高圧母線に残留する電圧に比例する値を測定するステッ
   プと、 前記測定値と前記決定された指標値とに基づいて高圧系
   の状態変化に基づいて前記指標値を補正するための補正
   込み指標値を決定するステップと、を含むことを特徴と
   する請求の範囲第１項に記載の活線ケーブルの絶縁監視
   方法。
3. 【請求項３】 静電容量が既知であるＺＰＣ（コンデン
   サ型接地用機器）又は短小ケーブルの中性点と大地間に
   挿入したインピーダンスの電圧降下を測定するステップ
   と、 前記測定値に基づいて前記高圧母線の残留電圧の絶対値
   を得るステップと、 前記絶体値を得るステップと同一時点で高圧母線に残留
   する電圧に比例する値を得るステップと、 前記絶対値と前記高圧母線に残留する電圧に比例する値
   とに基づいて前記測定対象のケーブルの無劣化時の指標
   を得るステップと、 を含むことを特徴とする請求の範囲の第１項または第２
   項に記載の活線ケーブルの絶縁監視方法。
4. 【請求項４】 前記第一および第二の接地用機器とは別
   の第三の接地用機器の中性点と大地間に挿入して零位法
   により高圧母線に残留する測定源電圧の絶対値を測定す
   るステップと、 前記絶体値を得るステップと同一時点で高圧母線に残留
   する電圧に比例する値を得るステップと、 前記絶対値と前記高圧母線に残留する電圧に比例する値
   とに基づいて前記測定対象のケーブルの無劣化時の指標
   を得るステップと、 を含むことを特徴とする請求の範囲の第１項または第２
   項に記載の活線ケーブルの絶縁監視方法。