JPH0729691A - 絶縁体の空間電荷の除去方法 - Google Patents

絶縁体の空間電荷の除去方法

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JPH0729691A
JPH0729691A JP17191293A JP17191293A JPH0729691A JP H0729691 A JPH0729691 A JP H0729691A JP 17191293 A JP17191293 A JP 17191293A JP 17191293 A JP17191293 A JP 17191293A JP H0729691 A JPH0729691 A JP H0729691A
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JP
Japan
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insulator
space charge
cable
voltage
charge
Prior art date
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Application number
JP17191293A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyuki Miyata
裕之 宮田
Susumu Takahashi
享 高橋
Toshio Niwa
利夫 丹羽
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Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 絶縁体の空間電荷を短時間で除去する。 【構成】 電力ケーブル等1に用いられるケーブル絶縁
体4に交流電圧を印加することにより、このケーブル絶
縁体3に生じた空間電荷を除去する。 【効果】 絶縁体に交流電圧を印加することで、絶縁体
の空間電荷が除去されるので、直流電圧が絶縁体に印加
された際に、絶縁体に空間電荷が生じた場合にあって
も、絶縁体を長時間にわたって接地することで空間電荷
を除去した場合に比べ、短時間で絶縁体から空間電荷を
除去できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電力ケーブルの絶縁等
に用いられる絶縁体に直流電圧が印加された際に、この
絶縁体に形成される空間電荷を除去する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】周知のように電力ケーブルは、導体の外
周に、内部半導電層、絶縁層、外部半導電層、遮蔽層お
よびシースなどが順次被覆された構造となっている。こ
の電力ケーブルの絶縁層に用いられる架橋ポリエチレン
等の樹脂製の絶縁体には、導体に超高圧の直流電流を流
すことにより、直流電圧が絶縁体に印加され、この絶縁
体の内部に空間電荷が形成される場合がある。この空間
電荷が生じた場合には、導体を流れる電流の周囲の電界
に歪みが生じ、これらが原因となって電力ケーブルの絶
縁性能が低下し、電力ケーブルの信頼性が損なわれるお
それがある。このため、従来、前記絶縁体の品質を維持
する場合には、大気の温度下で絶縁体を接地し、この絶
縁体の空間電荷を除去することにより、絶縁体の品質を
維持する方法が実施されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、絶縁体
の内部に形成された空間電荷は非常に寿命が長いため、
絶縁体を単に接地しただけでは、空間電荷の除去に長時
間を要するという欠点があった。このため、絶縁体の品
質を十分に維持できないという問題がある。加えて近
年、電力ケーブルの大型化、高圧化に伴い、絶縁体中の
品質の向上が望まれていた。
【0004】本発明は前記課題を有効に解決するもの
で、絶縁体の内部に形成される空間電荷を短時間で除去
可能な絶縁体の空間電荷の除去方法を提供することを目
的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
前記課題を解決するために、絶縁体に交流電圧を印加す
ることにより、この絶縁体に生じた空間電荷を除去する
ことで解決した。請求項2記載の発明は、前記課題を解
決するために、絶縁体を高温で接地することにより、こ
の絶縁体に生じた空間電荷を除去することで解決した。
請求項3記載の発明は、前記課題を解決するために、絶
縁体を高温で交流電圧を印加することにより、この絶縁
体に生じた空間電荷を除去することで解決した。
【0006】
【作用】請求項1記載の発明では、絶縁体に交流電圧を
印加することにより、この絶縁体に生じた空間電荷にあ
らたな電荷を注入させ、または、絶縁体の空間電荷を抽
出することにより、絶縁体中の空間電荷が除去される。
請求項2記載の発明では、絶縁体を高温で接地すること
により、この絶縁体の空間電荷が動きやすくなり、この
空間が高速で移動し、絶縁体中の空間電荷が除去され
る。請求項3記載の発明では、絶縁体に高温で交流電圧
を印加することにより、この絶縁体の空間電荷を動きや
すくさせ、この空間電荷にあらたな電荷を注入させ、ま
たは、絶縁体中の空間電荷を抽出することで、空間電荷
が除去される。
【0007】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図1は、本発明方法を実施する場合に用い
たケーブル絶縁体の空間電荷を除去するための装置の構
成を示す図である。被測定対象である試料ケーブル1
(電力ケーブル等)は、この例では図2に示すように、
内部導体2と内部半導電層3とケーブル絶縁体(絶縁
体)4と外部半導電層5とシールド層6とPVCシース
7とを中心から順に同軸配置してなるものである。この
試料ケーブル1の内部導体2の一端に対して図1に示す
ように、抵抗6を介して直流電圧電源8aと交流電圧電
源8bとがスイッチ7を介して選択自在に接続され、こ
の構成により直流電圧または交流電圧を内部導体2に対
して選択的に印可できるようになっている。また、内部
導体2の他端は、接地されている。
【0008】次にケーブル絶縁体1の空間電荷分布を除
去する方法について説明する。まず、スイッチ7を直流
電圧電源8a側に接続し、内部導体2に、例えば、40
kVの高電圧を印可すると、内部導体2に電荷が蓄積さ
れる。この状態のケーブル絶縁体4の空間電荷分布の測
定にはダストフィガー法が知られている。このダストフ
ィガー法は、直流電圧が印加されたケーブル絶縁体1を
切断し、このケーブル絶縁体1の断面に硫黄と鉛丹等の
混合紛を振りかけて、この混合紛の分布状態により、空
間電荷分布を測定するものである。ここで、硫黄は、黄
色に着色されているとともに、正極の電荷に付着する性
質を有し、鉛丹は、赤色に着色されるとともに、負極の
電荷に付着する性質を有する。
【0009】このダストフィガー法を用いてケーブル絶
縁体4の空間電荷分布を測定した結果を図3〜図4に示
す。図3は、ほぼ半分割された試料ケーブル1の断面図
を示し、図4は、試料ケーブル1の内部半導電層3に形
成された突起3a付近の拡大図である。図4に示すよう
に、ケーブル絶縁体4には、その突起3a先端部分周囲
に内部半導電層3に生じた電荷と同極の電荷(負の電
荷)が生じ、この負の電荷の周囲に異極の電荷(正の電
荷)が生じる。
【0010】その後、スイッチ7を交流電圧電源8bに
接続する。ここで、交流電圧電源8bは、周波数が1〜
1kHz、交流電圧が100〜50kVに設定するのが
好ましい。周波数は、1kHzを越えると、電荷が追随
しないので好ましくなく、また、1Hzより少ないと、
空間電荷が形成されるので好ましくない。そして、交流
電圧は、50kVを越えると、絶縁破壊のおそれがある
ので好ましくなく、100Vより少ないと、効果がない
ので好ましくない。こうして、内部導体2に交流電圧を
印加する。ここで、交流電圧の印加時間は、10〜60
秒間印加するのが好ましい。印加時間は、60秒を越え
ると、絶縁体劣化の理由で好ましくなく、10秒より少
ないと、効果がないので好ましくない。その結果、ケー
ブル絶縁体4には、図5に示すように、内部半導電層3
の突起3a周辺の負の電荷が除去され、内部半導電層3
の突起周辺のケーブル絶縁体4は正の電荷に均一的に帯
電される。
【0011】このような絶縁体の空間電荷の除去方法に
よれば、試料ケーブル1に超高圧の直流電圧を送電した
際に、ケーブル絶縁体4に直流電圧が印加され、このケ
ーブル絶縁体4に空間電荷が生じる。その後、内部導体
2に交流電圧を印加することにより、ケーブル絶縁体4
に交流電圧が印加されるので、このケーブル絶縁体4に
生じた空間電荷にあらたな電荷が注入され、または、ケ
ーブル絶縁体4内の空間電荷が抽出される。このため、
ケーブル絶縁体4を接地し、このケーブル絶縁体4の空
間電荷を長期間にわたって除去する方法に比べ、極めて
短時間でケーブル絶縁体4の空間電荷を除去でき、ケー
ブル絶縁体4の空間電荷の除去作業性を向上させること
ができる。このように空間電荷をケーブル絶縁体4から
簡単に除去できるので、ケーブル絶縁体4の絶縁性能を
維持できるから、ケーブル絶縁体4の品質を維持でき
る。なお、前記実施例では、突起3a周辺部分に空間電
荷が生じやすいため、この突起3a周辺の空間電荷の除
去方法について説明したが、突起3aの周辺部分以外に
空間電荷が生じた場合にあっても、本実施例は適用でき
る。
【0012】(実験例)次に、前記装置を用いて、架橋
剤としてジクミルパーオキサイド(DCP)を用いた架
橋ポリエチレン製の絶縁体試料(縦80mm、横80m
m、厚さ3mm)の空間電荷分布を計測した。ここで、
ダストフィガーとして、酸化鉛、硫黄等を含むカラコピ
ー用トナーを用い、絶縁体試料の突起周辺の空間電荷分
布の測定を行なった結果、図3〜図5に示す場合と同等
の電荷分布が得られた。図3、図4は、スイッチ7を直
流電圧電源8aに接続し、内部導体2に40kVの直流
電圧を印加した結果の電荷分布を示す。そして、図5
は、図4の電荷分布を示した後、スイッチ7を交流電圧
電源8bに接続し、内部導体2に20kVの交流電圧を
30秒印加した結果の電荷分布を示す。図4に示すよう
に、絶縁体試料の突起先端付近に負の電荷分布が現わ
れ、この負の電荷の周囲に正の電荷分布が現われた。そ
して、交流電圧を印加することにより、図5に示すよう
に、突起先端付近の絶縁体試料から負の電荷分布が消滅
した。
【0013】<他の実施例>前記実施例では、試料ケー
ブル1に交流電圧を印加できる装置を用いてケーブル絶
縁体4から空間電荷を除去したが、ケーブル絶縁体4を
リード線等で接地するとともに、このケーブル絶縁体4
の周囲にヒーターを巻き付け、このヒーターでケーブル
絶縁体4を高温に加熱して空間電荷を除去しもよい。す
なわち、空間電荷が形成されたケーブル絶縁体4を高温
に加熱することにより、ケーブル絶縁体4の空間電荷が
移動しやすくなり、この空間電荷がリード線等を伝わっ
て移動するので、空間電荷をケーブル絶縁体4から早い
速度で除去できる。ここで、ケーブル絶縁体4の温度
は、例えば、ポリエチレンでケーブル絶縁体4を作製し
た場合には、ポリエチレンの耐熱温度である80℃以下
であって、試料ケーブルの耐熱温度以下に設定すること
が好ましい。
【0014】<変形例>前記実施例で用いた装置に、ヒ
ーターを巻き付けた試料ケーブルを用いて空間電荷を除
去してもよい。すなわち、ヒーターでケーブル絶縁体4
を加熱するとともに、このケーブル絶縁体4に交流電圧
を印加してもよい。このときに、ケーブル絶縁体4を接
地してもよい。このように高温のケーブル絶縁体4に交
流電圧を印加することにより、移動しやすい空間電荷に
交流電圧が印加されるから、この空間電荷を抽出しやす
くなり、または、移動しやすい空間電荷にあらたな電荷
を注入できる。このため、ケーブル絶縁体4中の空間電
荷を容易に除去でき、この空間電荷の除去速度を向上さ
せることができ、簡単に、かつ短時間で空間電荷を除去
できるので、ケーブル絶縁体4の品質を維持できる。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように本発明方法によれ
ば、電力ケーブル等に直流電圧が印加された際に、電力
ケーブル等の絶縁体に空間電荷が生じた場合にあって
も、絶縁体に交流電圧を印加することにより、この絶縁
体の空間電荷にあらたな電荷が注入され、または、絶縁
体の空間電荷が抽出され、絶縁体中の空間電荷が除去さ
れる。このため、従来の絶縁体を接地し、絶縁体の空間
電荷を長期間にわたって除去する方法に比べ、極めて短
時間で絶縁体の空間電荷を除去でき、絶縁体の空間電荷
の除去作業性を向上させることができる。このように空
間電荷を絶縁体から簡単に除去できるので、絶縁体の品
質を維持できる。
【0016】また、絶縁体を高温で接地することによ
り、この空間電荷を除去するので、大気温度下で単に絶
縁体を接地した場合に比べ、空間電荷が高温状態で移動
しやすくなり、空間電荷の除去速度を早めることができ
る。一方、絶縁体に高温で交流電圧を印加することによ
り、この空間電荷を除去することで、移動性を高めた空
間電荷を抽出でき、また、移動性を高めた空間電荷にあ
らたな電荷を注入できるので、空間電荷の除去効率を向
上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明方法の実施に用いた装置の一例を
示す側面図である。
【図2】図2は図1に用いた電力ケーブルの断面図であ
る。
【図3】図3は本発明方法を実施する前の絶縁体試料の
電荷分布状態を示す図である。
【図4】図4は図3の内部半導電層の突起部分の電荷分
布状態を示す図である。
【図5】図5は本発明方法を実施した後の絶縁体試料の
絶縁体試料の電荷分布状態を示す図である。
【符号の説明】
1 試料ケーブル(電力ケーブル) 4 ケーブル絶縁体(絶縁体)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電力ケーブル等に用いられる絶縁体に直
    流電圧が印加された際に、この絶縁体に生じる空間電荷
    を除去する方法であって、前記絶縁体に交流電圧を印加
    することにより、この絶縁体に生じた空間電荷を除去す
    ることを特徴とする絶縁体の空間電荷の除去方法。
  2. 【請求項2】 電力ケーブル等に用いられる絶縁体に直
    流電圧が印加された際に、この絶縁体に生じる空間電荷
    を除去する方法であって、前記絶縁体を高温で接地する
    ことにより、この絶縁体に生じた空間電荷を除去するこ
    とを特徴とする絶縁体の空間電荷の除去方法。
  3. 【請求項3】 電力ケーブル等に用いられる絶縁体に直
    流電圧が印加された際に、この絶縁体に生じる空間電荷
    を除去する方法であって、前記絶縁体に高温で交流電圧
    を印加することにより、この絶縁体に生じた空間電荷を
    除去することを特徴とする絶縁体の空間電荷の除去方
    法。
JP17191293A 1993-07-12 1993-07-12 絶縁体の空間電荷の除去方法 Pending JPH0729691A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2550368A (en) * 2016-05-17 2017-11-22 General Electric Technology Gmbh Control of high-voltage, direct current systems
CN108728922A (zh) * 2018-08-14 2018-11-02 安徽和邦纺织科技有限公司 一种生物质纤维纺丝机的静电无损去除装置

Cited By (3)

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US10680441B2 (en) 2016-05-17 2020-06-09 General Electric Technology Gmbh Control of high-voltage, direct current systems
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