JP2000206093A - Method for estimating treeing advance state - Google Patents
Method for estimating treeing advance stateInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、一般電源系統、事
業所内電源系統および動力系統等に布設されたケーブル
の芯線におけるトリーイングによる絶縁劣化の進行を予
測する方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for predicting the progress of insulation deterioration caused by treeing in a core wire of a cable laid in a general power system, an in-house power system, a power system, and the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ケーブルの芯線の絶縁劣化現象の１つ
に、トリーイングによる絶縁劣化がある。代表的なトリ
ーイングとして水トリー、化学トリー、電気トリーがあ
るが、これらはそれぞれ水分、硫化銅または酸化銅、電
界に起因する亀裂がケーブル芯線の絶縁体中をトリー状
に貫通し、ケーブル芯線の絶縁性を劣化させる現象であ
る。2. Description of the Related Art One of insulation deterioration phenomena of a cable core wire is insulation deterioration due to treeing. Typical treeing includes water tree, chemical tree, and electric tree.These are water, copper sulfide or copper oxide, and cracks caused by electric fields penetrate through the insulator of the cable core in a tree-like manner. This is a phenomenon that degrades the insulation properties of the device.
【０００３】トリーイングはケーブル芯線の内部に発生
するため、外見上トリーイングの進行を視覚的に把握す
ることは困難であり、絶縁劣化が顕在化するまでトリー
イングの状態が判らないのが実情である。そこで、トリ
ーイングによるケーブル芯線の絶縁劣化を把握するため
に、従来より電気的な絶縁値の測定や測定された絶縁値
の傾向監視を中心とする電気的測定管理法が用いられて
きた。[0003] Since treeing occurs inside a cable core, it is difficult to visually grasp the progress of treeing in appearance, and the state of treeing cannot be known until insulation deterioration becomes apparent. It is. Therefore, in order to grasp the insulation deterioration of the cable core wire due to treeing, conventionally, an electrical measurement management method centered on the measurement of the electrical insulation value and the trend monitoring of the measured insulation value has been used.
【０００４】しかしながら、ケーブルの中には通常複数
の芯線が内包されており、芯線の種類も多種多用である
ことから、従来の電気的測定管理法ではすべての芯線に
ついて絶縁抵抗計による絶縁劣化測定を行わなければな
らず極めて煩雑であった。特にケーブルが長い場合は、
トリーイングの状態を把握するために相当数のサンプリ
ングを行わなければならず多大な時間と労力を費やさざ
るを得なかった。その一方で、電源系統や動力系統に用
いられているケーブル等は、定期点検時や異常発生時に
早期の電源復旧が要求されるために迅速かつ簡便な方法
で絶縁劣化の程度を把握することが必要とされている。
従来はこのような要求を十分に満たす方法は提供されて
いなかった。[0004] However, a cable usually contains a plurality of core wires, and since there are many types of core wires, the conventional electrical measurement management method measures the insulation deterioration of all the core wires using an insulation resistance meter. Must be performed, which is extremely complicated. Especially if the cable is long,
In order to grasp the state of treeing, a considerable number of samplings had to be performed, and much time and labor had to be spent. On the other hand, cables used in power systems and power systems require quick power restoration at the time of periodic inspections or abnormalities. is needed.
Heretofore, no method has been provided that sufficiently satisfies such a demand.
【０００５】このように絶縁劣化状態の現状を把握する
簡便な手段が提供されていないことに加えて、将来のト
リーイングの進行を簡単に予測する有用な手段も開発さ
れるに至っていない。したがって、従来は、調査時には
異常が検知されなくても、調査後の比較的短い期間内に
絶縁低下が顕在化する可能性があり、設備管理の負担が
極めて大きかった。このため、予想外の復旧対応をしな
ければならない場合が多々あり、短期間での資材や資金
の調達に奔走するなど、設備管理者は調査および復旧に
不合理かつ不本意な対応を強いられていた。[0005] As described above, in addition to providing a simple means for grasping the current state of insulation deterioration, a useful means for easily predicting the progress of treeing in the future has not been developed. Therefore, conventionally, even if no abnormality is detected at the time of the investigation, there is a possibility that a decrease in insulation may become apparent within a relatively short period after the investigation, and the burden on facility management has been extremely large. For this reason, it is often necessary to take unexpected recovery measures, and equipment managers are forced to take irrational and unwilling measures to investigate and recover, such as rushing to procure materials and funds in a short period of time. I was
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような従
来技術の問題点を解消することを課題とした。すなわち
本発明は、ケーブル芯線におけるトリー成長量の最大値
を高い確度で推定することができる方法を提供すること
を解決すべき課題とした。とくに本発明は、絶縁劣化が
顕在化していないケーブル芯線の余寿命を予測すること
によって応急対策の必要性を的確に判断し、コストと労
力の合理化を図ることができる方法を提供することを解
決すべき課題とした。また本発明は、合理的な範囲内の
調査で簡便かつ迅速に処理することができる方法を提供
することも解決すべき課題とした。さらに本発明は、こ
れらの方法を実施するのに適した装置を提供することも
解決すべき課題とした。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve such a problem of the prior art. That is, an object of the present invention is to provide a method capable of estimating the maximum value of the amount of tree growth in a cable core wire with high accuracy. In particular, the present invention solves the problem of providing a method capable of accurately judging the necessity of an emergency measure by estimating the remaining life of a cable core wire in which insulation deterioration has not become apparent, and enabling a rationalization of cost and labor. It was an issue to be done. Another object of the present invention is to provide a method that can be performed easily and quickly with a survey within a reasonable range. Furthermore, the present invention has also been made to provide an apparatus suitable for carrying out these methods.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】これらの課題を解決する
ために鋭意検討を重ねた結果、本発明者らはケーブル芯
線の複数箇所において測定したトリー成長量データを極
値統計解析またはワイブル解析することによって、極め
て確度よくケーブル芯線におけるトリー成長量の推定最
大値を得ることができることを見出し、本発明を提供す
るに至った。As a result of diligent studies to solve these problems, the present inventors carry out an extreme value statistical analysis or Weibull analysis of tree growth amount data measured at a plurality of locations of a cable core wire. As a result, it has been found that the estimated maximum value of the amount of tree growth in the cable core wire can be obtained extremely accurately, and the present invention has been provided.
【０００８】すなわち本発明は、導体部および該導体部
を覆う絶縁体部を有するケーブル芯線におけるトリーイ
ングの進行状態を予測する方法であって、該ケーブル芯
線の複数箇所においてトリー成長量を測定し、測定した
トリー成長量データに基づいて故障統計解析を行うこと
によりケーブル芯線におけるトリー成長量の推定最大値
を得る操作を含むことを特徴とする方法を提供するもの
である。That is, the present invention is a method for predicting the progress of treeing in a cable core having a conductor and an insulator covering the conductor, wherein the amount of tree growth is measured at a plurality of locations on the cable core. A method of performing a failure statistical analysis based on measured tree growth amount data to obtain an estimated maximum value of the tree growth amount in the cable core wire.
【０００９】本発明の方法で用いる故障統計解析は、極
値統計解析またはワイブル解析であるのが好ましい。極
値統計解析を行う場合は、測定したトリー成長量データ
から累積分布関数を決定し、トリー成長量と累積分布関
数の関係を表す一次関数を決定し、該一次関数により再
帰期間に対応するトリー成長量を求め、求めた値をトリ
ー成長量の推定最大値とするものであるのが好ましい。
また、トリー成長量データは下式で表される二重指数分
布をしているものとして累積分布関数を決定することが
好ましい。The statistical failure analysis used in the method of the present invention is preferably an extreme value statistical analysis or a Weibull analysis. When performing extreme value statistical analysis, the cumulative distribution function is determined from the measured tree growth amount data, a linear function representing the relationship between the tree growth amount and the cumulative distribution function is determined, and the tree corresponding to the recursion period is determined by the linear function. Preferably, the growth amount is obtained, and the obtained value is used as the estimated maximum value of the tree growth amount.
It is preferable to determine the cumulative distribution function assuming that the tree growth amount data has a double exponential distribution represented by the following equation.
【数２】 （上式において、ｔはトリー成長量、λは位置のパラメ
ータ、αは尺度のパラメータを示す）。(Equation 2) (Where t is the amount of tree growth, λ is a position parameter, and α is a scale parameter).
【００１０】さらに、ケーブル芯線のトリー成長量の測
定はケーブル芯線を破壊せずに行うことが望ましい。ま
た本発明は、上記方法を時間を変えて複数回行うことに
より、ケーブル芯線におけるトリー成長量の推定最大値
の経時変化データを取得し、該経時変化データから該ケ
ーブル芯線の余寿命を決定することを特徴とするケーブ
ル芯線の余寿命決定方法も提供する。Further, it is desirable to measure the amount of tree growth of the cable core without destroying the cable core. Further, the present invention obtains the time-dependent change data of the estimated maximum value of the amount of tree growth in the cable core by performing the above method a plurality of times at different times, and determines the remaining life of the cable core from the time-dependent change data. The present invention also provides a method for determining the remaining life of a cable core, characterized by the above feature.
【００１１】さらに本発明は、ケーブル芯線の断面を視
覚的に検知するセンサー、検知した断面を認識しトリー
イング部分と絶縁体部を識別する画像処理部、および上
記方法を実施しうる演算部を有することを特徴とする装
置も提供する。センサーは超音波を利用してケーブル芯
線を破壊せずに断面を検知しうるものであるのが好まし
い。Further, the present invention provides a sensor for visually detecting a cross section of a cable core wire, an image processing section for recognizing the detected cross section and discriminating a treeing portion and an insulator portion, and a computing section capable of implementing the above method. An apparatus characterized by having is also provided. The sensor is preferably capable of detecting a cross section using ultrasonic waves without destroying the cable core.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下において、本発明の方法およ
び装置について詳細に説明する。本発明の方法は、ケー
ブル芯線におけるトリーイングの進行状態を予測する方
法であり、適用対象となるケーブル芯線の種類は特に制
限されない。具体的には、導体部とその導体部を覆う絶
縁体部を有するケーブル芯線であれば、その他の構成や
材質は特に制限されない。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the method and apparatus of the present invention will be described in detail. The method of the present invention is a method of predicting the progress of treeing in a cable core, and the type of the cable core to be applied is not particularly limited. Specifically, other configurations and materials are not particularly limited as long as the cable has a conductor portion and an insulator portion covering the conductor portion.
【００１３】例えば、図１に示す断面を有するケーブル
に対して本発明を適用することができる。図１におい
て、（１）は銅等の導体部、（２）は高密度ポリエチレ
ン等からなる絶縁体部、（３）はポリエチレン等からな
るシース、（４）はケーブルの形状を円形に整形するた
めの介在物である。本明細書でいう「芯線」は、（１）
の導体部と（２）の絶縁体部からなるものである。本発
明の方法は、このような芯線や、芯線を少なくとも１つ
内包するケーブルに対して適用することができる。For example, the present invention can be applied to a cable having a cross section shown in FIG. In FIG. 1, (1) is a conductor portion made of copper or the like, (2) is an insulator portion made of high-density polyethylene or the like, (3) is a sheath made of polyethylene or the like, and (4) is shaped into a circular cable. For inclusion. The “core wire” referred to in this specification is (1)
And the insulator part of (2). The method of the present invention can be applied to such a core wire or a cable including at least one core wire.
【００１４】図２はトリーを有する芯線の断面図であ
る。図２に示すように、トリー（５）は一般に絶縁体部
（２）の中を導体部（１）から外側へ向かって成長して
行く。トリーの形状は芯線の材質や環境による影響を受
けるため必ずしも一定ではないが、本発明の方法は様々
な形状を有するトリーに対して適用することができる。
また、本発明の方法は、化学トリー、水トリー、電気ト
リーの種類を問わず適用することが可能である。FIG. 2 is a sectional view of a core having a tree. As shown in FIG. 2, the tree (5) generally grows in the insulator portion (2) outward from the conductor portion (1). Although the shape of the tree is not always constant because it is affected by the material of the core wire and the environment, the method of the present invention can be applied to trees having various shapes.
Further, the method of the present invention can be applied to any types of chemical trees, water trees, and electric trees.
【００１５】本発明の方法では、まず芯線の複数箇所に
おいてトリー成長量を測定する。本明細書において「ト
リー成長量」とは、絶縁体部の厚さ方向におけるトリー
の長さの最大値を意味する。具体的には、図２の断面図
において絶縁体部の外周から中心方向に向けた厚み
（ｄ）の最小値（ｄmin）を測定し、絶縁体の厚さから
ｄm inを引くことによってトリー成長量を求めることが
できる。絶縁体の厚さは、絶縁体設計厚さとして規格に
表示される数値をそのまま用いることが可能である。In the method of the present invention, the amount of tree growth is measured at a plurality of locations on the core wire. In this specification, the “tree growth amount” means the maximum value of the tree length in the thickness direction of the insulator portion. Specifically, by subtracting the d m in the minimum value (d min) to measure the thickness of the insulator thickness (d) toward the center direction from the outer periphery of the insulator portion in the sectional view of FIG. 2 Tree growth can be determined. As the thickness of the insulator, the numerical value indicated in the standard as the insulator design thickness can be used as it is.
【００１６】ｄminの測定手段は特に制限されない。例
えば、ケーブル芯線を複数箇所でサンプリングして、光
学顕微鏡やＣＣＤカメラを用いて図２のような断面画像
を得たうえでｄminを測定することができる。また、別
法として超音波などを利用して芯線を破壊することなく
ｄminを測定することも可能である。本発明では、この
ように芯線を破壊せずにｄminを測定する方法を採用す
ることが好ましい。The means for measuring d min is not particularly limited. For example, dmin can be measured after sampling the cable core wire at a plurality of locations and obtaining a cross-sectional image as shown in FIG. 2 using an optical microscope or a CCD camera. Alternatively, d min can be measured using ultrasonic waves or the like without breaking the core wire. In the present invention, it is preferable to adopt a method of measuring d min without breaking the core wire.
【００１７】芯部の複数箇所においてトリー成長量を測
定した後、測定したトリー成長量データに基づいて故障
統計解析を行うことによって、ケーブル芯線におけるト
リー成長量の推定最大値を得る。本明細書において「故
障統計解析」とは、ワイブル分布、極値分布等の物の故
障に適用可能な分布関数を用いてサンプリングデータを
統計的に処理し解析する方法をいう。故障と信頼性は逆
の意味であるので、信頼度を統計的に処理する信頼性統
計解析も本明細書でいう故障統計解析に含まれる。解析
方法は、故障統計解析に属するものであればその種類は
特段限定されないが、極値統計解析またはワイブル解析
が好ましい。これらの解析方法は、最大値または上限値
を推定するものとして知られている解析方法の一種であ
る。２つの解析方法の中では、極値統計解析を行うのが
より容易であることから好ましい。以下において、本発
明の方法で用いる極値統計解析の好ましい態様を説明す
る。After measuring the amount of tree growth at a plurality of locations in the core, statistical analysis of the failure is performed based on the measured data of the amount of tree growth to obtain an estimated maximum value of the amount of tree growth in the cable core wire. In the present specification, “failure statistical analysis” refers to a method of statistically processing and analyzing sampling data using a distribution function applicable to an object failure such as a Weibull distribution or an extreme value distribution. Since failure and reliability have opposite meanings, a reliability statistical analysis that statistically processes reliability is also included in the failure statistical analysis referred to in this specification. The type of the analysis method is not particularly limited as long as it belongs to the failure statistical analysis, but an extreme value statistical analysis or a Weibull analysis is preferable. These analysis methods are a type of analysis method known to estimate a maximum value or an upper limit value. Of the two analysis methods, extreme value statistical analysis is preferred because it is easier. Hereinafter, a preferred embodiment of the extreme value statistical analysis used in the method of the present invention will be described.
【００１８】一般に式（２）で表される正規分布のよう
に指数分布する母集団から最大値を抽出し、最大値だけ
の統計をとると上記式（１）で表される二重指数分布す
ることが知られている。In general, a maximum value is extracted from a population having an exponential distribution such as a normal distribution represented by the equation (2), and statistics of only the maximum value are obtained. A double exponential distribution represented by the above equation (1) is obtained. It is known to
【数３】 （上式において、μはｘの平均値であり、σはｘの分散
である）(Equation 3) (In the above equation, μ is the average value of x, and σ is the variance of x.)
【００１９】二重指数分布から累積分布関数を求め、ト
リー成長量と累積分布関数の関係を表す一次関数を求め
ることができる。このときの一次関数の決定に際して
は、線形不偏推定子法（ＭＶＬＵＥ法）を利用するのが
好ましい。決定した一次関数を用いて、再帰期間に対応
するトリー成長量を求め、その値を芯線におけるトリー
成長量の推定最大値とすることができる。再帰期間は母
集団とサンプルとの比であり、具体的には芯線の全長
（総旦長）とサンプリングした芯線の長さの比である。
この極値統計解析については、後述する実施例を参照す
ることができる。A cumulative distribution function is obtained from the double exponential distribution, and a linear function representing the relationship between the tree growth amount and the cumulative distribution function can be obtained. In determining the linear function at this time, it is preferable to use the linear unbiased estimator method (MVLUE method). Using the determined linear function, the amount of tree growth corresponding to the recursive period can be obtained, and that value can be used as the estimated maximum value of the amount of tree growth on the core line. The recursion period is the ratio between the population and the sample, and specifically, is the ratio of the total length of the core wire (total length) to the length of the sampled core wire.
For this extreme value statistical analysis, the examples described later can be referred to.
【００２０】この方法にしたがって得られたトリー成長
量の推定最大値は、芯線全体にわたって実際に測定した
トリー成長量の最大値とほぼ符合している。したがっ
て、本発明の方法は確度が高くて有用であることが確認
されている。The estimated maximum value of tree growth obtained according to this method substantially coincides with the maximum value of tree growth actually measured over the entire core line. Therefore, the method of the present invention has been confirmed to be highly accurate and useful.
【００２１】また、本発明の方法を応用することによっ
て、トリーが絶縁体部を貫通した貫通孔の存在確率を得
ることもできる。トリーが絶縁体部を貫通するのは、ト
リー成長量の最大値が絶縁体の厚さ以上になる場合に相
当する。したがって、本発明の方法により得られたトリ
ー成長量の推定最大値が絶縁体の厚さ以上になる確率を
求めることによって、貫通孔の存在確率を得ることがで
きる。得られた存在確率を用いれば、例えばケーブル内
に内包される複数本の芯線のうち何本に貫通孔が存在す
るかを予測することができる。Further, by applying the method of the present invention, it is possible to obtain the probability of the existence of a through hole in which the tree penetrates the insulator portion. The tree penetrating the insulator portion corresponds to the case where the maximum value of the tree growth amount is equal to or greater than the thickness of the insulator. Therefore, by determining the probability that the estimated maximum value of the amount of tree growth obtained by the method of the present invention becomes equal to or greater than the thickness of the insulator, the existence probability of the through hole can be obtained. Using the obtained existence probability, it is possible to predict, for example, how many through-holes exist among a plurality of core wires included in the cable.
【００２２】本発明の方法によれば、サンプリングした
芯線そのもののトリー成長量の推定最大値や貫通孔存在
確率が得られるだけでなく、サンプリングしていない類
似の芯線についても推定最大値や確率を得ることができ
る。例えば、同一ケーブル内に同一種の芯線が複数本内
包されている場合は、１本の芯線についてサンプリング
して推定最大値と貫通孔存在確率を求めれば、その結果
を残りの芯線についても適用することができる。また、
サンプリングした芯線とは全長が異なる別の芯線がある
場合には、芯線の全長のデータだけを変更して同じサン
プリングデータに基づいて解析を行うことによって該芯
線の推定最大値や貫通孔存在確率を求めることができ
る。さらに、サンプリングした芯線とは絶縁体の厚さが
異なる別の芯線がある場合には、絶縁体の厚さのデータ
だけを変更して同じサンプリングデータに基づいて解析
を行うことによって該芯線の推定最大値や貫通孔存在確
率を求めることができる。芯線の全長と絶縁体の厚さが
ともに異なる芯線については、これら２つのデータをと
もに変更して解析を行えばよい。このような初期データ
の変更による解析は、絶縁体部の材質や使用環境が類似
する場合に特に有効である。According to the method of the present invention, not only the estimated maximum value of the tree growth amount of the sampled core line itself but also the through hole existence probability can be obtained. Obtainable. For example, when a plurality of cores of the same type are included in the same cable, sampling is performed on one core to obtain an estimated maximum value and a through hole existence probability, and the result is applied to the remaining cores. be able to. Also,
If there is another core wire with a different total length from the sampled core wire, the estimated maximum value and the through hole existence probability of the core wire are changed by changing only the data of the entire core length and performing analysis based on the same sampling data. You can ask. Further, when there is another core wire having a different insulator thickness from the sampled core wire, the core wire is estimated by changing only the insulator thickness data and performing analysis based on the same sampling data. The maximum value and the through hole existence probability can be obtained. For a core wire in which the total length of the core wire and the thickness of the insulator are different, analysis may be performed by changing both of these two data. Such an analysis based on the change of the initial data is particularly effective when the materials and operating environments of the insulator portions are similar.
【００２３】また、このような初期データの変更による
解析は、シミュレーションを目的とする場合にも極めて
有用である。例えば、新しいケーブルを布設する場合
に、本発明の方法を利用して絶縁体の厚さや芯線の全長
を種々変更して解析を行えば、使用目的に合致したケー
ブルを設計することができる。また、余寿命が短い芯線
の交換が必要とされている場合に、交換して新たに導入
する芯線として適当なものを選択するときにも有効に利
用することができる。The analysis based on the change of the initial data is very useful also for the purpose of simulation. For example, when a new cable is laid, if the thickness of the insulator and the total length of the core wire are variously changed and analyzed using the method of the present invention, a cable that meets the intended use can be designed. Further, when replacement of a core wire having a short remaining life is required, it can be effectively used when selecting an appropriate core wire to be replaced and newly introduced.
【００２４】絶縁体部の材質や使用環境が異なる場合に
は、適宜補正を行うことによって、確度の高い推定最大
値や貫通孔存在確率を得ることができる。例えば、絶縁
体部の材質によるトリー成長速度の比が理論的または経
験的に明らかにされていれば、その比を用いて補正する
ことによってサンプリングした芯線とは異なる絶縁体を
有する芯線の推定最大値や貫通孔存在確率を得ることが
できる。同様に、芯線の環境温度によるトリー成長速度
の違いが明らかにされていれば、その違いに基づいて補
正することによってサンプリングした芯線とは異なる温
度条件に置かれた芯線の推定最大値や貫通孔存在確率を
得ることができる。このように、本発明の方法によれば
最小限のサンプリングによって様々な芯線のトリーイン
グ進行状態を高い確度で予測することが可能である。In the case where the material of the insulator portion or the use environment is different, it is possible to obtain a highly accurate estimated maximum value and a through hole existence probability by performing appropriate correction. For example, if the ratio of the tree growth rate due to the material of the insulator portion is theoretically or empirically determined, the estimated maximum of the core wire having an insulator different from the sampled core wire is corrected by using the ratio. Values and through hole existence probabilities can be obtained. Similarly, if the difference in tree growth rate due to the ambient temperature of the core wire has been clarified, the estimated maximum value and through hole of the core wire placed in a temperature condition different from the sampled core wire are corrected by correcting based on the difference. The existence probability can be obtained. As described above, according to the method of the present invention, it is possible to predict the progress of treeing of various core wires with high accuracy with minimum sampling.
【００２５】また、本発明の方法を時間を変えて複数回
行うことにより、ケーブル芯線におけるトリー成長量の
推定最大値の経時変化データを取得し、該経時変化デー
タから該ケーブル芯線の余寿命を決定することができ
る。経時変化データから該ケーブル芯線の余寿命を決定
する手段としては、該経時変化データに基づいてケーブ
ル芯線使用期間と推定最大値の関係を表す関数を決定
し、推定最大値が絶縁体の厚さ以上になる使用期間を求
める方法を挙げることができる。関数決定法は特に制限
されないが、例えば経時変化データが２点である場合は
直線で結び、３点以上である場合は最小二乗法や回帰線
等の手法により直線または曲線で結ぶ方法を採用するこ
とができる。Further, by performing the method of the present invention a plurality of times at different times, time-dependent change data of the estimated maximum value of the tree growth amount in the cable core is obtained, and the remaining life of the cable core is determined from the time-dependent data. Can be determined. As means for determining the remaining life of the cable core wire from the aging data, a function representing the relationship between the cable core wire usage period and the estimated maximum value is determined based on the aging data, and the estimated maximum value is the thickness of the insulator. A method of obtaining the use period described above can be given. The function determination method is not particularly limited. For example, a method is used in which the time-varying data is two points, and a straight line or a curve is used by a method such as a least squares method or a regression line if the data is three or more points. be able to.
【００２６】余寿命を求める場合には、芯線が置かれて
いる環境データも考慮することによって得られる余寿命
の確度を上げることができる。例えば、Ｃｕ2Ｓ等の作
用により成長する化学トリーの場合には、ケーブルピッ
ト内の水や土に含まれる硫黄濃度を測定し、その濃度お
ける化学トリー成長速度を考慮して余寿命を求めること
ができる。When obtaining the remaining life, the accuracy of the remaining life obtained by considering environmental data in which the core wire is placed can be increased. For example, in the case of a chemical tree that grows by the action of Cu 2 S or the like, measure the concentration of sulfur contained in water and soil in the cable pit, and calculate the remaining life in consideration of the growth rate of the chemical tree at that concentration. Can be.
【００２７】このように、本発明の方法を用いれば、ケ
ーブル芯線におけるトリー成長量の最大値を高い確度で
推定することができる。また本発明の方法を用いれば、
合理的な範囲内の調査で簡便かつ迅速に処理することが
できる。とくに本発明の方法を用いれば、絶縁劣化が顕
在化していないケーブル芯線の余寿命を予測することに
よって応急対策の必要性を的確に判断し、コストと労力
の合理化を図ることができる点で有用である。As described above, by using the method of the present invention, the maximum value of the tree growth amount in the cable core can be estimated with high accuracy. Also, by using the method of the present invention,
The investigation within a reasonable range can be processed easily and quickly. In particular, the use of the method of the present invention is useful in that it is possible to accurately determine the necessity of an emergency measure by predicting the remaining life of a cable core wire in which insulation deterioration has not become apparent, and to rationalize costs and labor. It is.
【００２８】本発明は、また上に記載した本発明の方法
を実施するための装置も提供する。本発明の装置は、ケ
ーブル芯線の断面を視覚的に検知するセンサー、検知し
た断面を認識しトリーイング部分と絶縁体部を識別する
画像処理部、および本発明の方法を実施しうる演算部を
有することを特徴とする。The present invention also provides an apparatus for implementing the above-described method of the present invention. The apparatus of the present invention includes a sensor for visually detecting a cross section of a cable core wire, an image processing section for recognizing the detected cross section and identifying a treeing portion and an insulator portion, and an arithmetic section capable of implementing the method of the present invention. It is characterized by having.
【００２９】本発明の装置を構成するセンサーは、画像
処理部へイメージデータを入力することができるもので
あれば特にその種類や機構は制限されない。例えば、サ
ンプリングした芯線の断面は光学顕微鏡やＣＣＤカメラ
で視覚的に検知することができる。また、別法として超
音波などを利用して芯線を破壊することなく断面を視覚
的に検知することも可能である。本発明の装置では、こ
のように芯線を破壊しないで検知することができるセン
サーを選択して用いるのが好ましい。The type and mechanism of the sensor constituting the apparatus of the present invention are not particularly limited as long as it can input image data to the image processing unit. For example, the cross section of the sampled core wire can be visually detected by an optical microscope or a CCD camera. Alternatively, the cross section can be visually detected without destroying the core wire using an ultrasonic wave or the like. In the apparatus of the present invention, it is preferable to select and use a sensor capable of detecting the core wire without breaking it.
【００３０】本発明の装置を構成する画像処理部は、セ
ンサーが検知した断面を認識しトリーイング部分と絶縁
体部を識別することができる機能を有するものであれば
その種類や機構は制限されない。具体的には、断面のト
リー成長量または上記ｄminを得ることができるもので
あることが必要とされる。The type and mechanism of the image processing unit constituting the apparatus of the present invention are not limited as long as it has a function of recognizing the cross section detected by the sensor and distinguishing the treeing portion from the insulator portion. . Specifically, it is required that the amount of tree growth of the cross section or the above d min can be obtained.
【００３１】本発明の装置を構成する演算部は、解析を
実施する部分である。トリー成長量データ（ｄmin）、
絶縁体の厚さ、芯線の全長、サンプリングした芯線の長
さ、サンプリング個数などを入力したうえで、故障統計
解析、例えば極値統計解析またはワイブル解析を行って
芯線におけるトリー成長量の推定最大値を得ることがで
きる機能を有することが必要とされる。具体的には、汎
用パーソナルコンピューターなどを利用して行うことが
できる。また、解析用ソフトを利用することも可能であ
り、特に非破壊検査（株）木下義隆氏が開発した極値統
計解析プログラム「NGumbel Ver.1」を使用するのが好
ましい。The operation unit constituting the device of the present invention is a unit for performing analysis. Tree growth data (d min ),
After entering the thickness of the insulator, the total length of the core wire, the length of the sampled core wire, the number of samples, etc., perform a failure statistical analysis, for example, an extreme value statistical analysis or Weibull analysis, and estimate the maximum amount of tree growth in the core wire. It is necessary to have a function that can obtain Specifically, it can be performed using a general-purpose personal computer or the like. It is also possible to use analysis software, and it is particularly preferable to use the extreme value statistical analysis program "NGumbel Ver.1" developed by Yoshitaka Kinoshita, Ltd.
【００３２】このような構成を有する本発明の装置を用
いれば、芯線のトリー成長量の推定最大値、貫通孔の存
在確率、余寿命などを極めて簡便に求めることができ
る。特に、センサーで検知したデータを、自動的に画像
処理部で識別し演算部で解析することができるように設
定しておけば、必要とする情報を極めて迅速に得ること
ができる。このため、本発明の装置は、迅速な復旧計画
の立案と人件費等のコスト削減に寄与しうるものであ
る。したがって、本発明の装置は産業上の利用性が高
く、様々なケーブル芯線に利用しうるものである。By using the apparatus of the present invention having such a configuration, the estimated maximum value of the amount of tree growth of the core wire, the existence probability of the through hole, the remaining life, and the like can be extremely easily obtained. In particular, if the data detected by the sensor is set so that it can be automatically identified by the image processing unit and analyzed by the calculation unit, necessary information can be obtained very quickly. For this reason, the device of the present invention can contribute to quick recovery planning and cost reduction such as labor costs. Therefore, the device of the present invention has high industrial applicability and can be used for various cable cores.
【００３３】[0033]
【実施例】以下に具体例を挙げて本発明をさらに具体的
に説明する。以下の具体例に示す設定条件や方法等は、
本発明の趣旨から逸脱しない限り適宜変更することがで
きる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例に
制限されるものではない。The present invention will be described more specifically with reference to specific examples. The setting conditions and methods shown in the following specific examples are
Changes can be made as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the following specific examples.
【００３４】（実施例１）本発明の方法にしたがって、
化学トリー成長量の推定最大値および貫通孔の存在確率
を求めた。ケーブルピットから得られた１本のケーブル
芯線（総旦長＝１４ｍ、絶縁体設計厚さ＝０．８ｍｍ）
よりサンプル長０．１ｍのサンプルを７つ用意し、各サ
ンプルについて化学トリー成長量を測定したところ以下
の表に示す結果を得た。Example 1 According to the method of the present invention,
The estimated maximum value of the amount of chemical tree growth and the existence probability of through-holes were obtained. One cable core obtained from the cable pit (total length = 14 m, insulator design thickness = 0.8 mm)
Seven samples having a sample length of 0.1 m were prepared, and the amount of chemical tree growth was measured for each sample. The results shown in the following table were obtained.
【００３５】[0035]
【表１】 [Table 1]
【００３６】表１の結果を基本データとして、極値統計
解析プログラム「NGumbel Ver.1」による極値統計解析
（NGumbel Ver.1）を行った。このとき入力データとし
て以下の数値を入力した。「全母集団」は総旦長である
１４とした。「サンプル」はサンプル長である０．１と
した。「再帰期間」は全母集団／サンプル（総旦長／サ
ンプル長）であることから１４０．０である。「設計厚
さ」はケーブル絶縁体設計厚さである０．８とした。
「サンプルデータ」として表１データを用い、「測定限
界値」は成長量の測定限界値である０．０１とした。測
定限界値が０．０１であるということは小数点第３位以
下を切り捨てることを意味しており、例えば０．０３５
は０．０３として処理したことを示している。An extreme value statistical analysis (NGumbel Ver.1) using an extreme value statistical analysis program “NGumbel Ver.1” was performed using the results in Table 1 as basic data. At this time, the following numerical values were input as input data. The “whole population” was set to 14, which is the head of the total. “Sample” was set to 0.1, which is the sample length. The “recursion period” is 140.0 because it is the total population / sample (total length / sample length). The “design thickness” was set to 0.8, which is the design thickness of the cable insulator.
Table 1 data was used as "sample data", and "measurement limit value" was set to 0.01 which is the measurement limit value of the growth amount. The measurement limit value of 0.01 means that the value after the third decimal place is truncated. For example, 0.035
Indicates that the processing was performed at 0.03.
【００３７】入力されたデータから累積分布関数を決定
した後、これをデータが小さい順に並べてグラフにプロ
ットし、線形不偏推定子法（ＭＶＬＵＥ法）により直線
のあてはめを行った。図３に解析結果であるGumbel確率
グラフを示す。この直線において再帰期間（Ｔ）に対応
するＸ軸の値０．７０が化学トリー成長量の推定最大値
として得られた。After determining the cumulative distribution function from the input data, the cumulative distribution function was arranged in ascending order of the data, plotted on a graph, and fitted with a straight line by the linear unbiased estimator method (MVLUE method). FIG. 3 shows a Gumbel probability graph as an analysis result. In this straight line, a value of 0.70 on the X-axis corresponding to the recurring period (T) was obtained as the estimated maximum value of the amount of chemical tree growth.
【００３８】また、標準偏差（σ）０．２２と３σ上限
値（最大値＋３×σ）１．３７から、推定値の信頼度が
得られる。目的とする当該ケーブル芯線に貫通孔が一つ
でも存在する貫通孔存在確率は３６．５％であった。ま
た、式（１）の尺度パラメータαは０．１２７２、位置
パラメータλは０．０７１６であった。本実施例の解析
によって化学トリー成長量の最大値は０．７０ｍｍと推
定されたが、この結果は化学トリー成長量の最大値を実
測した結果とほぼ符合しており、本実施例の解析法が優
れていることが示された。The reliability of the estimated value can be obtained from the standard deviation (σ) of 0.22 and the upper limit of 3σ (maximum value + 3 × σ) of 1.37. The probability of the presence of at least one through hole in the target cable core wire was 36.5%. In the equation (1), the scale parameter α was 0.1272, and the position parameter λ was 0.0716. Although the maximum value of the growth amount of the chemical tree was estimated to be 0.70 mm by the analysis of the present embodiment, this result almost coincides with the result of actually measuring the maximum value of the growth amount of the chemical tree. Was shown to be excellent.
【００３９】（実施例２）実施例１の解析では、設計厚
さ（絶縁体設計厚さ）を０．８ｍｍに固定して解析を行
ったが、本実施例では設計厚さを種々変えて同様の解析
を行った。すなわち、入力データである「設計厚さ」を
１．０ｍｍ、１．２ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍ、
２．５ｍｍに変えて解析を行い、それぞれについて貫通
孔存在確率を得た。結果を図４に示す。図４の結果は、
図３の結果とともに実際に当該ケーブルの絶縁抵抗実測
調査あるいはケーブルの更新の要否を検討する際に有用
な情報として役立つものである。(Embodiment 2) In the analysis of Embodiment 1, the design thickness (insulator design thickness) was fixed at 0.8 mm, and the analysis was performed. In this embodiment, the design thickness was variously changed. A similar analysis was performed. That is, the input data “design thickness” is set to 1.0 mm, 1.2 mm, 1.5 mm, 2.0 mm,
The analysis was performed with the diameter changed to 2.5 mm, and the through hole existence probability was obtained for each. FIG. 4 shows the results. The result in FIG.
Together with the results of FIG. 3, this information is useful as useful information when actually examining the actual measurement of insulation resistance of the cable or the necessity of updating the cable.
【００４０】（実施例３）実施例１の解析では、設計厚
さ（絶縁体設計厚さ）を０．８ｍｍ、全母集団（総旦
長）を１４ｍに固定して解析を行ったが、本実施例では
設計厚さと全母集団を種々変えて同様の解析を行った。
すなわち、以下の表に記載される入力データを用いて解
析を行い、それぞれについて貫通孔存在確率を得た。結
果を図５に示す。(Embodiment 3) In the analysis of Embodiment 1, the design thickness (insulator design thickness) was fixed to 0.8 mm, and the total population (total length) was fixed to 14 m. In the present embodiment, the same analysis was performed by changing the design thickness and the total population variously.
That is, analysis was performed using the input data described in the following table, and the through-hole existence probability was obtained for each of them. FIG. 5 shows the results.
【００４１】[0041]
【表２】 図５の結果は、当該ケーブルピットのリスク評価に適用
できる点で有用である。[Table 2] The result of FIG. 5 is useful in that it can be applied to the risk evaluation of the cable pit.
【００４２】（実施例４）本実施例では、本発明の方法
により得られた化学トリーの推定最大値に基づいて余寿
命を求める方法を例示する。本発明の方法により得られ
た化学トリー成長量の推定最大値が０．５ｍｍ、絶縁体
の厚さが０．８ｍｍ、布設後の経過年数が２０年である
とき、以下の計算式により推定余寿命１２年を得た。 （０．８−０．５）×２０／０．５ ＝ １２(Embodiment 4) This embodiment exemplifies a method for obtaining the remaining life based on the estimated maximum value of the chemical tree obtained by the method of the present invention. When the estimated maximum value of the growth amount of the chemical tree obtained by the method of the present invention is 0.5 mm, the thickness of the insulator is 0.8 mm, and the number of years elapsed after the installation is 20 years, the estimated remainder is calculated by the following formula. She has a 12-year life. (0.8−0.5) × 20 / 0.5 = 12
【００４３】（実施例５）本実施例では、本発明の方法
により得られた化学トリーの推定最大値と硫黄濃度に基
づいて余寿命を求める方法を例示する。本発明の方法に
より得られた化学トリー成長量の推定最大値が０．５ｍ
ｍ、絶縁体の厚さが０．８ｍｍ、布設後の経過年数が２
０年、ケーブルピット内の水中Ｈ2Ｓ濃度が２００ｐｐ
ｍであるとき、以下の計算式により推定余寿命６年を得
た。なお、この計算にあたり、Ｈ2Ｓ濃度が２００ｐｐ
ｍであるときの化学トリーの成長速度として０．０５ｍ
ｍ／年を採用した。 （０．８−０．５）／０．０５ ＝ ６(Embodiment 5) This embodiment exemplifies a method of obtaining the remaining life based on the estimated maximum value of the chemical tree and the sulfur concentration obtained by the method of the present invention. The estimated maximum value of the growth amount of the chemical tree obtained by the method of the present invention is 0.5 m
m, the thickness of the insulator is 0.8 mm, and the number of years passed since the installation was 2
0 years, the water concentration of H 2 S in the cable pit 200pp
When m, an estimated remaining life of 6 years was obtained by the following formula. In this calculation, the H 2 S concentration was 200 pp.
m, the growth rate of the chemical tree is 0.05 m
m / year was adopted. (0.8-0.5) /0.05=6
【００４４】（実施例６）本実施例において、本発明の
方法を時間を変えて複数回行って得られた化学トリーの
推定最大値から余寿命を求める方法を例示する。絶縁体
設計厚さ１．０ｍｍのケーブル芯線について、起点年か
ら０年、３年後、５年後に実施例１と同様の方法を実施
し、化学トリー成長量の推定最大値を得た。起点年から
の経過年数と化学トリー成長量の推定最大値の関係をグ
ラフにしたところ図６の結果を得た。最小二乗法による
回帰直線のあてはめを行うことにより、余寿命は起点年
から８．７年であるという結果を得た。(Embodiment 6) In this embodiment, a method of obtaining the remaining life from the estimated maximum value of the chemical tree obtained by performing the method of the present invention a plurality of times at different times will be exemplified. The same method as in Example 1 was performed on the cable core wire having the insulator design thickness of 1.0 mm at 0, 3, and 5 years after the starting point, and the estimated maximum value of the growth amount of the chemical tree was obtained. When the relationship between the number of years elapsed from the starting year and the estimated maximum value of the growth amount of the chemical tree was graphed, the result of FIG. 6 was obtained. By applying a regression line by the least squares method, the result that the remaining life was 8.7 years from the starting year was obtained.
【００４５】[0045]
【発明の効果】本発明の方法を用いれば、ケーブル芯線
におけるトリー成長量の最大値を高い確度で推定するこ
とができる。また本発明の方法を用いれば、合理的な範
囲内の調査で簡便かつ迅速に処理することができる。と
くに本発明の方法を用いれば、絶縁劣化が顕在化してい
ないケーブル芯線の余寿命を予測することによって応急
対策の必要性を的確に判断し、コストと労力の合理化を
図ることができる。また本発明の装置は、本発明の方法
を迅速かつ簡便に行うことが可能であり、労力とコスト
の削減に寄与しうる点で有用である。According to the method of the present invention, the maximum value of the amount of tree growth in the cable core can be estimated with high accuracy. Further, by using the method of the present invention, it is possible to simply and quickly carry out the investigation within a reasonable range. In particular, if the method of the present invention is used, it is possible to accurately judge the necessity of an emergency measure by estimating the remaining life of a cable core wire in which insulation deterioration has not become apparent, and to rationalize costs and labor. The apparatus of the present invention is useful in that the method of the present invention can be performed quickly and simply, and can contribute to labor and cost reduction.
【図１】 ケーブルの断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a cable.
【図２】 トリーが発生している芯線の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a core wire where a tree is generated.
【図３】 Gumbel確率グラフである（実施例１）。FIG. 3 is a Gumbel probability graph (Example 1).
【図４】 設計厚さと貫通孔存在確率の関係を示すグラ
フである（実施例２）。FIG. 4 is a graph showing a relationship between a design thickness and a through hole existence probability (Example 2).
【図５】 設計厚さと貫通孔存在確率の関係を示すグラ
フである（実施例３）。FIG. 5 is a graph showing a relationship between a design thickness and a through hole existence probability (Example 3).
【図６】 経過年数と化学トリー成長量の推定最大値の
関係を示すグラフである（実施例６）。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the elapsed years and the estimated maximum value of the amount of chemical tree growth (Example 6).
（１） 導体部 （２） 絶縁体部 （３） シース （４） 介在物 （５） トリー (1) Conductor (2) Insulator (3) Sheath (4) Inclusion (5) Tree
Claims (8)
有するケーブル芯線におけるトリーイングの進行状態を
予測する方法であって、 該ケーブル芯線の複数箇所においてトリー成長量を測定
し、測定したトリー成長量データに基づいて故障統計解
析を行うことによりケーブル芯線におけるトリー成長量
の推定最大値を得る操作を含むことを特徴とする方法。1. A method for predicting the progress of treeing in a cable core having a conductor portion and an insulator portion covering the conductor portion, wherein a tree growth amount is measured and measured at a plurality of locations on the cable core wire. A method comprising performing a failure statistical analysis based on tree growth data to obtain an estimated maximum value of tree growth in a cable core.
はワイブル解析であることを特徴とする請求項１に記載
の方法。2. The method according to claim 1, wherein the failure statistical analysis is an extreme value statistical analysis or a Weibull analysis.
長量データから累積分布関数を決定し、トリー成長量と
累積分布関数の関係を表す一次関数を決定し、該一次関
数により再帰期間に対応するトリー成長量を求め、求め
た値をトリー成長量の推定最大値とすることを特徴とす
る請求項２に記載の方法。3. The extreme value statistical analysis determines a cumulative distribution function from the measured tree growth amount data, determines a linear function representing a relationship between the tree growth amount and the cumulative distribution function, and determines a linear function during the recursion period by the linear function. The method of claim 2, wherein a corresponding amount of tree growth is determined, and the determined value is used as an estimated maximum value of the amount of tree growth.
る二重指数分布をしているものとして累積分布関数を決
定することを特徴とする請求項３に記載の方法。 【数１】 （上式において、ｔはトリー成長量、λは位置のパラメ
ータ、αは尺度のパラメータを示す）4. The method according to claim 3, wherein the cumulative distribution function is determined assuming that the tree growth amount data has a double exponential distribution represented by the following equation. (Equation 1) (Where t is the amount of tree growth, λ is a position parameter, and α is a scale parameter)
をケーブル芯線を破壊せずに行うことを特徴とする請求
項１〜４のいずれかに記載の方法。5. The method according to claim 1, wherein the measurement of the amount of tree growth of the cable core is performed without destroying the cable core.
時間を変えて複数回行うことにより、ケーブル芯線にお
けるトリー成長量の推定最大値の経時変化データを取得
し、該経時変化データから該ケーブル芯線の余寿命を決
定することを特徴とするケーブル芯線の余寿命決定方
法。6. A method according to claim 1, wherein said method is carried out a plurality of times at different times to obtain time-dependent change data of the estimated maximum value of the amount of tree growth in the cable core wire. And determining the remaining life of the cable core wire from the following.
センサー、検知した断面を認識しトリーイング部分と絶
縁体部を識別する画像処理部、および請求項１〜６のい
ずれかに記載の方法を実施しうる演算部を有することを
特徴とする装置。7. A sensor for visually detecting a cross section of a cable core wire, an image processing section for recognizing the detected cross section and identifying a treeing portion and an insulator portion, and the method according to claim 1. A calculation unit capable of performing the following.
ル芯線を破壊せずに断面を検知するセンサーであること
を特徴とする請求項７に記載の装置。8. The apparatus according to claim 7, wherein the sensor is a sensor that detects a cross section using ultrasonic waves without destroying a cable core wire.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11003744A JP2000206093A (en) | 1999-01-11 | 1999-01-11 | Method for estimating treeing advance state |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11003744A JP2000206093A (en) | 1999-01-11 | 1999-01-11 | Method for estimating treeing advance state |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000206093A true JP2000206093A (en) | 2000-07-28 |
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ID=11565721
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|---|---|---|---|
| JP11003744A Pending JP2000206093A (en) | 1999-01-11 | 1999-01-11 | Method for estimating treeing advance state |
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|---|---|
| JP (1) | JP2000206093A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105579859A (en) * | 2014-07-09 | 2016-05-11 | 韩国电力公社 | Apparatus for diagnosing condition and measuring remaining life of power cable by using very low frequency tan delta measured data, and method therefor |
| JP7429106B2 (en) | 2018-10-30 | 2024-02-07 | エフ． ホフマン－ラ ロシュ アーゲー | Method for estimating operating state of drive system and drive system |
-
1999
- 1999-01-11 JP JP11003744A patent/JP2000206093A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN105579859A (en) * | 2014-07-09 | 2016-05-11 | 韩国电力公社 | Apparatus for diagnosing condition and measuring remaining life of power cable by using very low frequency tan delta measured data, and method therefor |
| US10393788B2 (en) | 2014-07-09 | 2019-08-27 | Korea Electric Power Corporation | Apparatus and method for diagnosing state of power cable and measuring remaining life thereof using VLF TD measurement data |
| JP7429106B2 (en) | 2018-10-30 | 2024-02-07 | エフ． ホフマン－ラ ロシュ アーゲー | Method for estimating operating state of drive system and drive system |
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