JPS6240664B2 - - Google Patents
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- JPS6240664B2 JPS6240664B2 JP2913079A JP2913079A JPS6240664B2 JP S6240664 B2 JPS6240664 B2 JP S6240664B2 JP 2913079 A JP2913079 A JP 2913079A JP 2913079 A JP2913079 A JP 2913079A JP S6240664 B2 JPS6240664 B2 JP S6240664B2
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Landscapes
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電力ケーブルに隣設した金属物におけ
る誘導磁気発生損失の測定方法に関するものであ
る。
る誘導磁気発生損失の測定方法に関するものであ
る。
地中送電線では、ケーブルを洞道内に布設する
ことが多い。洞道では鉄筋等の種々の鋼材を使用
しているため、これらの鉄損や他の回路による回
路損により洞道内の気温が上昇し、ケーブルの送
電容量を制限する要因になつている。従つて、ケ
ーブルの布設条件を決定する際には、これら鋼材
の鉄損や回路損を明確に把握しておく必要がある
ため、鉄損等の基礎データをその都度測定して求
めている。その測定法としては、大別して試料の
温度上昇から求める方法と通電回路の電気的入力
から求める方法に分けられる。前者の方法では、
試料の温度が場所によつて変わるため数多くの位
置の温度を測定する必要があり、測定工数が多く
なる。
ことが多い。洞道では鉄筋等の種々の鋼材を使用
しているため、これらの鉄損や他の回路による回
路損により洞道内の気温が上昇し、ケーブルの送
電容量を制限する要因になつている。従つて、ケ
ーブルの布設条件を決定する際には、これら鋼材
の鉄損や回路損を明確に把握しておく必要がある
ため、鉄損等の基礎データをその都度測定して求
めている。その測定法としては、大別して試料の
温度上昇から求める方法と通電回路の電気的入力
から求める方法に分けられる。前者の方法では、
試料の温度が場所によつて変わるため数多くの位
置の温度を測定する必要があり、測定工数が多く
なる。
特に、洞道内の鋼材は他の構築物に取り付けら
れているため、これらの間の熱伝導が無視でき
ず、本測定法の適用が困難となつている。後者の
測定法では、試料があるときの全損失（回路損を
鉄損の和）から試料がないときの全損失（回路
損）を引いて鉄損を求めているが、通電回路自体
の回路損が大きいため測定精度は非常に悪い。
れているため、これらの間の熱伝導が無視でき
ず、本測定法の適用が困難となつている。後者の
測定法では、試料があるときの全損失（回路損を
鉄損の和）から試料がないときの全損失（回路
損）を引いて鉄損を求めているが、通電回路自体
の回路損が大きいため測定精度は非常に悪い。
本発明は、上記した従来の測定技術の問題点に
鑑み、測定時間を短縮し且つ測定精度を高くでき
る、電力ケーブル隣接金属物における誘導磁気発
生損失の測定方法の提供を目的としたものであ
る。
鑑み、測定時間を短縮し且つ測定精度を高くでき
る、電力ケーブル隣接金属物における誘導磁気発
生損失の測定方法の提供を目的としたものであ
る。
すなわち本発明にかかる当該測定方法は、平行
に布設された電力ケーブルの導体間を短絡して閉
回路を構成し、前記ケーブル導体にその表面に沿
つて電圧リード線を所定距離所定ピツチでスパイ
ラル状に巻回してそれぞれの電圧リード線の一端
を短絡し、しかる後に閉回路に電流を流し、この
電流と電圧リード線の開放端に発生する電圧によ
り隣接金属物における誘導磁気発生損失を測定す
ることを特徴とする。
に布設された電力ケーブルの導体間を短絡して閉
回路を構成し、前記ケーブル導体にその表面に沿
つて電圧リード線を所定距離所定ピツチでスパイ
ラル状に巻回してそれぞれの電圧リード線の一端
を短絡し、しかる後に閉回路に電流を流し、この
電流と電圧リード線の開放端に発生する電圧によ
り隣接金属物における誘導磁気発生損失を測定す
ることを特徴とする。
このような方法では、当該電圧リード線が平行
なケーブル導体による通電回路と鎖交する磁束の
うち、必要な部分のみが鎖交できるようなサーチ
コイルとして作用するため、これに誘起した電圧
により真に必要な例えば隣接鋼材等における鉄損
を求めることができる。
なケーブル導体による通電回路と鎖交する磁束の
うち、必要な部分のみが鎖交できるようなサーチ
コイルとして作用するため、これに誘起した電圧
により真に必要な例えば隣接鋼材等における鉄損
を求めることができる。
次に、本発明による鉄損等の測定方法を図面を
参照しつつ詳細に説明する。
参照しつつ詳細に説明する。
第１図には２相の場合の例を示す。まず、導体
１を平行に布設し、一端を短絡し、他端に通電用
トランス２を挿入する。次いで、導体１の外周電
圧リード線（絶縁線）３を一定ピツチでスパイラ
ル状に巻回し、通電回路と鎖交する磁束の内適当
な部分だけの磁束が検出できるようにする。ま
た、通電回路に相互リアクタ５を挿入し、可変抵
抗器７を経た後、電圧リード線３と直列に接続
し、その出力パワーメータ８に入れる。通電電流
は交流器６とパワーメータ８により求める。
１を平行に布設し、一端を短絡し、他端に通電用
トランス２を挿入する。次いで、導体１の外周電
圧リード線（絶縁線）３を一定ピツチでスパイラ
ル状に巻回し、通電回路と鎖交する磁束の内適当
な部分だけの磁束が検出できるようにする。ま
た、通電回路に相互リアクタ５を挿入し、可変抵
抗器７を経た後、電圧リード線３と直列に接続
し、その出力パワーメータ８に入れる。通電電流
は交流器６とパワーメータ８により求める。
すなわち導体１による閉回路C1隣設鋼等にお
ける誘導閉回路C2があり、両者の相互インダク
タンスをＭとする。
ける誘導閉回路C2があり、両者の相互インダク
タンスをＭとする。
閉回路C1に通電電流i1を流すと、閉回路C2にも
電流i2が流れる。このとき回路理論により以下の
式が成立する。
電流i2が流れる。このとき回路理論により以下の
式が成立する。
（R1＋ｊωL1）i1＋ｊωMi2＝e1 …(1)
ｊωMi1＋（R2＋ｊωL2）i2＝０ …(2)
ここに、
R1，L1：C1の内部抵抗、自己インダクタンス
R2，L2：C2の内部抵抗、自己インダクタンス
e1：C1の印加電圧
ここで、閉回路C1を鎖交する磁束が検出でき
るようにC1の周囲に電圧リード線３を設置し
（第１図参照）、この出力電圧をｅnとすると、 ｅn＝ｊωL1i1＋ｊωMi2 …(3) となり、下式が導出できる。
るようにC1の周囲に電圧リード線３を設置し
（第１図参照）、この出力電圧をｅnとすると、 ｅn＝ｊωL1i1＋ｊωMi2 …(3) となり、下式が導出できる。
ｅni1 *＝ｊωL1i1i1 *＋ｊωMi2i1 *
＝ｊωL1｜i1｜２＋ｊωMi2i1 * …(4)
ここに、i1 *：i1の共役複素数(2)式の共役複素
数をとると、 −ｊωM1 *＋（R2−ｊωL2）i2 *＝０ …(5) (4)(5)式より、 ｅni1 *＝ｊωL1｜i1｜２＋（R2−ｊωL2）i2i2 *＝ｊωL1｜i1｜２＋（R2−ｊωL2）｜i2｜２ …(6) 従つて、ｅnをパワーメーターの入力電圧、i1
を入力電流としたときのパワーメーターの出力Ｐ
nは、 Ｐn＝Rea1（emi1 *）＝R2｜i2｜２ …(7) 一方、C2の損失P2は、 P2＝R2｜i2｜２ …(8) となるので、 Ｐn＝P2 …(9) すなわち、求められる損失は、閉回路C1と鎖
交する別の閉回路C2があつたとき、このC2内で
発生する損失となる。
数をとると、 −ｊωM1 *＋（R2−ｊωL2）i2 *＝０ …(5) (4)(5)式より、 ｅni1 *＝ｊωL1｜i1｜２＋（R2−ｊωL2）i2i2 *＝ｊωL1｜i1｜２＋（R2−ｊωL2）｜i2｜２ …(6) 従つて、ｅnをパワーメーターの入力電圧、i1
を入力電流としたときのパワーメーターの出力Ｐ
nは、 Ｐn＝Rea1（emi1 *）＝R2｜i2｜２ …(7) 一方、C2の損失P2は、 P2＝R2｜i2｜２ …(8) となるので、 Ｐn＝P2 …(9) すなわち、求められる損失は、閉回路C1と鎖
交する別の閉回路C2があつたとき、このC2内で
発生する損失となる。
以上は誘導回路が単一の場合について述べた
が、実際に隣設鋼では上記のような誘導回路が多
数存在する。
が、実際に隣設鋼では上記のような誘導回路が多
数存在する。
このように誘導回路が多数個（ｎケ）のときも
単一誘導回路と同じ考え方で、誘導回路の損失を
測定できる。
単一誘導回路と同じ考え方で、誘導回路の損失を
測定できる。
すなわち、
ＺKK＝Ｒk＋ｊωＬk：自己インピーダンス
ＺKL＝ｊωＭKL：相互インピーダンス
e0，i0：通電電源回路（C0）の印課電圧、電流
i1〜ｉo：誘導回路（C1〜Ｃo）の誘導電流
前節と同様、C0の周囲に電圧リード線を巻き
この出力電圧をｅnとすると、 ｅn＝ｊωL0i0＋Z01i1＋Z02i2…＋Ｚ0oｉo …(11) (10)式を変形して、 相互インピーダンスが純虚数であることを考慮
して、(12)式の共役複素数をとると、 (11)，（13）式より、ＺKL＝ＺKLを考慮して、 （ｉK，ｉL *＋ｉLｉK *）は、共役複素数同志
の和なので実数となり、さらにＺKLが純虚数なの
でＺKL（ｉK，ｉL *＋ｉLｉK *）は虚数となり、
（14）式の第１項と第３項は虚数となる。
この出力電圧をｅnとすると、 ｅn＝ｊωL0i0＋Z01i1＋Z02i2…＋Ｚ0oｉo …(11) (10)式を変形して、 相互インピーダンスが純虚数であることを考慮
して、(12)式の共役複素数をとると、 (11)，（13）式より、ＺKL＝ＺKLを考慮して、 （ｉK，ｉL *＋ｉLｉK *）は、共役複素数同志
の和なので実数となり、さらにＺKLが純虚数なの
でＺKL（ｉK，ｉL *＋ｉLｉK *）は虚数となり、
（14）式の第１項と第３項は虚数となる。
すなわち、ｅnとｉpより計測される損失Ｐnは
全誘導回路内の損失の総和となることが分かる。
全誘導回路内の損失の総和となることが分かる。
通電回路C0近傍に金属物体を置くと、誘導電
圧で渦電流損失が発生するが、この渦電流も、金
属物体内の細かなメツシユに切つて考えると、多
数の誘導回路内の電流として据えることができ、
このような場合にも、(10)〜（15）式が成立し、第
１図の回路でこの金属物体の損失を計測できるよ
うになる。
圧で渦電流損失が発生するが、この渦電流も、金
属物体内の細かなメツシユに切つて考えると、多
数の誘導回路内の電流として据えることができ、
このような場合にも、(10)〜（15）式が成立し、第
１図の回路でこの金属物体の損失を計測できるよ
うになる。
また、以上の考え方は金属物体であれば、銅、
アルミニウム、鉛、鉄…等いかなるものでも、成
立する。
アルミニウム、鉛、鉄…等いかなるものでも、成
立する。
以下本装置による測定例を次に説明する。
通電トランス２により導体１における閉回路に
流れる電流Ｉ〓と、導体１に巻かれた電圧リード線
３において誘起される電圧Ｖ〓とを取り込んだパワ
ーメータ８により、損失Ｐを求める訳であるが、
このままでは電圧Ｖ〓と電流Ｉ〓との位相差が大きく
なり、正確な測定が行えないことがある。
流れる電流Ｉ〓と、導体１に巻かれた電圧リード線
３において誘起される電圧Ｖ〓とを取り込んだパワ
ーメータ８により、損失Ｐを求める訳であるが、
このままでは電圧Ｖ〓と電流Ｉ〓との位相差が大きく
なり、正確な測定が行えないことがある。
つまり、これは前述した（15）式を変形して考
えてみると、 Ｐn＝Rea1（ｅnｉ*） ＝cosφ｜Ｚn｜・｜i0｜２ …（15―１） となり、ここで、 Ｚn＝√n ２＋2 n 2：インピーダンス、 cosφ＝Ｒn／Ｚn：力率、 Ｒn：抵抗成分、 ωＬn：リアクタンス成分 である。そしてパワーメータ８への入力電圧Ｖは
上記のｅnと同じになるが、この電圧の主要成分
は、前述した(11)式から明らかなように、損失成分
に無関係な閉回路のインダクタンス成分の電圧降
下（ｊωL0i0）であるので、リアクタンス成分が
抵抗成分より大きくなつて上記（15―１）式の
cosφは≪１（φ〜90゜）となり、φの僅かな計
測誤差がパワーメータでの損失測定の誤差（位相
誤差）に大きく影響するからである。従つて、そ
の場合には、導体１に布設した相互リアクタンス
５に接続し且つ電圧リード線３に直列に挿入した
可変抵抗器７への操作によりかかるインダクタン
ス成分をキヤンセルし、もつて損失測定に必要な
電圧のみの成分としてパワーメータに入力し、測
定精度の向上を図るものである。
えてみると、 Ｐn＝Rea1（ｅnｉ*） ＝cosφ｜Ｚn｜・｜i0｜２ …（15―１） となり、ここで、 Ｚn＝√n ２＋2 n 2：インピーダンス、 cosφ＝Ｒn／Ｚn：力率、 Ｒn：抵抗成分、 ωＬn：リアクタンス成分 である。そしてパワーメータ８への入力電圧Ｖは
上記のｅnと同じになるが、この電圧の主要成分
は、前述した(11)式から明らかなように、損失成分
に無関係な閉回路のインダクタンス成分の電圧降
下（ｊωL0i0）であるので、リアクタンス成分が
抵抗成分より大きくなつて上記（15―１）式の
cosφは≪１（φ〜90゜）となり、φの僅かな計
測誤差がパワーメータでの損失測定の誤差（位相
誤差）に大きく影響するからである。従つて、そ
の場合には、導体１に布設した相互リアクタンス
５に接続し且つ電圧リード線３に直列に挿入した
可変抵抗器７への操作によりかかるインダクタン
ス成分をキヤンセルし、もつて損失測定に必要な
電圧のみの成分としてパワーメータに入力し、測
定精度の向上を図るものである。
可変抵抗器７への調節作業は電圧リード線２に
並列に挿入したシンクロスコープ９を監視しなが
ら行うとよいものである。
並列に挿入したシンクロスコープ９を監視しなが
ら行うとよいものである。
なお、損失（ＰnあるいはＲn）が十分に大きく
なると、上記した（15―１）式のcosφが１に近
づき、電流Ｉと電圧Ｖとの位相差がなくなるの
で、上記した相互リアクタ５、可変抵抗器７、シ
ンクロスコープ９を用いて電圧調節作業は不要で
ある。
なると、上記した（15―１）式のcosφが１に近
づき、電流Ｉと電圧Ｖとの位相差がなくなるの
で、上記した相互リアクタ５、可変抵抗器７、シ
ンクロスコープ９を用いて電圧調節作業は不要で
ある。
ところで、パワーメータ８により求めようとす
る損失Ｐは、、前述した(9)式から判るように隣設
金属に発生する損失（P2）に等しくなるが、実際
には閉回路により発生する磁束で導体１それ自身
に渦電流損（近接効果損）が生じ、これが真に測
定しようとする損失に加えられた形で求められる
ことになる。
る損失Ｐは、、前述した(9)式から判るように隣設
金属に発生する損失（P2）に等しくなるが、実際
には閉回路により発生する磁束で導体１それ自身
に渦電流損（近接効果損）が生じ、これが真に測
定しようとする損失に加えられた形で求められる
ことになる。
従つて真に必要な損失を正確に求めるには、導
体の近接効果損を極力小さくしておくかあるいは
これを事前に求めておくことが必要である。
体の近接効果損を極力小さくしておくかあるいは
これを事前に求めておくことが必要である。
第２図は鉄棒の鉄損を本測定法により求めたデ
ータのグラフである。試料は直径10mm、長さ200
mmの鉄棒である。通電電流は2000A、周波数は50
Hzであつた。温度上昇値より求めた値（第２図の
グラフの黒丸印）は測定位置によつてグラフの矢
印で示すように大幅に変化し、これらを平均した
ものが試料の全損失となるが、その値は本発明方
法による測定値（グラフの白丸印）と一致する。
このように本発明方法は測定に時間を要さず、し
かも精度が高いのである。
ータのグラフである。試料は直径10mm、長さ200
mmの鉄棒である。通電電流は2000A、周波数は50
Hzであつた。温度上昇値より求めた値（第２図の
グラフの黒丸印）は測定位置によつてグラフの矢
印で示すように大幅に変化し、これらを平均した
ものが試料の全損失となるが、その値は本発明方
法による測定値（グラフの白丸印）と一致する。
このように本発明方法は測定に時間を要さず、し
かも精度が高いのである。
本発明による測定方法には次のような著しい効
果がある。
果がある。
(1) 測定項目はサーチコイルで検出される電力だ
けであるので従来の熱的に測定する方法よりそ
の所要時間は極めて短かくなる。
けであるので従来の熱的に測定する方法よりそ
の所要時間は極めて短かくなる。
(2) 鉄損のみを電力量の形で直接測定できるの
で、測定精度は従来の方法より１〜２桁向上す
る。
で、測定精度は従来の方法より１〜２桁向上す
る。
なお、本発明は上述した処に限定されることな
く、例えば、サーチコイルを数ターンにして低い
出力電圧を採り出すようにすることもでき、鉄損
のみならず隣設する別の閉回路等の回路損も全く
同じ方法により求めることができる。
く、例えば、サーチコイルを数ターンにして低い
出力電圧を採り出すようにすることもでき、鉄損
のみならず隣設する別の閉回路等の回路損も全く
同じ方法により求めることができる。
第１図は本発明測定方法の一例を示す回路図、
第２図は本測定法と従来法との測定結果の比較グ
ラフ、 １：導体、２：通電用トランス、３：電圧リー
ド線、４：試料、５：相互リアクタ、６：変流
器、７：可変抵抗、８：パワーメータ、９：シン
クロスコープ、１０：金属シース。
第２図は本測定法と従来法との測定結果の比較グ
ラフ、 １：導体、２：通電用トランス、３：電圧リー
ド線、４：試料、５：相互リアクタ、６：変流
器、７：可変抵抗、８：パワーメータ、９：シン
クロスコープ、１０：金属シース。
Claims (1)
- １ ２本のケーブル導体を平行に布設し、それぞ
れの導体間を短絡して閉回路を構成し、前記ケー
ブル導体にその表面に沿つて電圧リード線を所定
距離所定ピツチでスパイラル状に巻回してそれぞ
れの電圧リード線の一端を短絡し、しかる後に閉
回路の電流を流し、この電流と電圧リード線の開
放端に発生する電圧により隣接金属物における誘
導磁気発生損失を求めることを特徴とする電力ケ
ーブルに隣接した金属物における誘導磁気発生損
失の測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2913079A JPS55121162A (en) | 1979-03-13 | 1979-03-13 | Measuring method of iron loss and so on |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2913079A JPS55121162A (en) | 1979-03-13 | 1979-03-13 | Measuring method of iron loss and so on |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55121162A JPS55121162A (en) | 1980-09-18 |
| JPS6240664B2 true JPS6240664B2 (ja) | 1987-08-29 |
Family
ID=12267707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2913079A Granted JPS55121162A (en) | 1979-03-13 | 1979-03-13 | Measuring method of iron loss and so on |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55121162A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5995481A (ja) * | 1982-11-24 | 1984-06-01 | Hitachi Cable Ltd | 電気的損失測定方法 |
-
1979
- 1979-03-13 JP JP2913079A patent/JPS55121162A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55121162A (en) | 1980-09-18 |
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