JP2002250750A

JP2002250750A - 電力ケーブルの絶縁劣化診断方法及び絶縁劣化診断装置

Info

Publication number: JP2002250750A
Application number: JP2001103076A
Authority: JP
Inventors: Tomoji Minou; 智次美納
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date: 2000-12-20
Filing date: 2001-04-02
Publication date: 2002-09-06

Abstract

(57)【要約】【課題】商用三相交流電圧に対して各相毎に１本ず
つ、合計３本のＣＶケーブル１、１の絶縁劣化診断を一
括して行なう。これと共に、絶縁劣化している場合に
は、何れのＣＶケーブル１がどの程度劣化しているかを
特定できる様にする。又、この絶縁劣化診断を、容易且
つ正確に、しかも低コストで行なえる様にする。【解決手段】上記各ＣＶケーブル１、１を活線状態と
したまま、これら各ＣＶケーブル１、１を構成する遮蔽
層に、低周波の診断用三相交流電圧を構成する各相の交
流電圧を、診断用三相交流電源８により印加する。この
状態で、上記各遮蔽層を一括して接地する接地線７を流
れる電流を、測定器９により測定する。そして、この測
定器９により測定した電流中に含まれる電流成分のう
ち、上記診断用三相交流電圧と同一周波数の電流成分を
観察する事により、上記３本のＣＶケーブル１、１の絶
縁劣化診断を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明に係る電力ケーブル
の絶縁劣化診断方法及び絶縁劣化診断装置は、架橋ポリ
エチレン絶縁電力ケーブル（以下「ＣＶケーブル」とす
る。）の絶縁劣化状態を診断する為に利用する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＶケーブルが浸水状態或は多湿状態で
使用される場合に発生する水トリーは、電気トリーに結
び付いて絶縁破壊を起こし、送電事故の原因になる。従
って、水トリー等によるＣＶケーブルの絶縁の劣化状態
を予め知っておく事は、送電線の事故発生を防止する為
に重要である。この様な目的でＣＶケーブルの絶縁劣化
を診断する方法として従来から、例えば、脈動検出法と
低周波重畳法とが知られている。

【０００３】このうちの脈動検出法は、ＣＶケーブルの
ケーブル導体に商用（電力用）交流電圧が印加されてい
る活線状態で、このＣＶケーブルの絶縁層が劣化してい
る事に基づいて発生する低周波成分（例えば１Hz程度の
脈動電流）を検出して観察する事により、上記絶縁層の
劣化程度を診断するものである。具体的には、上記ＣＶ
ケーブルの接地線を流れる電流から、フィルタにより商
用周波数成分を除去した後、残った上記低周波成分を増
幅して観察する事により、上記絶縁層の劣化程度を診断
する。

【０００４】又、上記低周波重畳法は、ＣＶケーブルの
ケーブル導体に商用交流電圧が印加されている活線状態
で、このＣＶケーブルに低周波電圧を重畳して印加した
場合に、このＣＶケーブルの絶縁層の劣化部を通じて流
れる、上記低周波電圧と同一周波数の損失電流を検出し
て観察する事により、上記絶縁層の劣化程度を診断する
ものである。具体的には、同じ区間を結ぶケーブル線路
に於ける商用三相交流電圧に対して各相１本ずつ、合計
３本のＣＶケーブルに対して上記低周波電圧（単相交流
電圧）を、測定回路中に設けたスター結線したコンデン
サの中性点から印加する。そして、この状態で、上記３
本のＣＶケーブルを一括して接地する接地線を流れる電
流から、上記損失電流を分離して検出する。そして、こ
の様に検出した損失電流を観察する事により、上記絶縁
層の劣化程度を診断する。又、上述の様に接地線を流れ
る電流から損失電流を分離して検出する回路には、充電
電流キャンセル方式と、標準コンデンサを用いたブリッ
ジ方式とがあり、ブリッジ方式の場合には、上記低周波
電圧を、測定回路中に存在するＧＰＴ（接地変成器）等
の中性点から印加する事も可能である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した脈動検出法の
場合、絶縁層が劣化している事に基づいて発生する低周
波成分のレベルがｎＡ（ナノアンペア）程度と非常に小
さい。この為、この低周波成分が接地線を流れる電流中
の外来雑音（ノイズ）に埋もれ易い。従って、信頼性の
高い絶縁劣化診断を行なう為には、上記低周波成分を増
幅する増幅器として、優れた高利得低雑音性を有するも
のを使用する必要があり、結果として測定装置が高価に
なる。

【０００６】又、上述した低周波重畳法の場合、診断対
象ケーブルに対して低周波電圧を、スター結線したコン
デンサの中性点若しくはＧＰＴ等の中性点から印加する
必要がある。この為、上記低周波電圧を印加する装置の
少なくとも一部を、診断対象ケーブルの給電源である高
圧母線側に接続する必要があり、絶縁劣化診断を行なう
為の作業が面倒となる。又、上記低周波電圧は、上記コ
ンデンサやＧＰＴ経由で上記診断対象ケーブルに印加さ
れる為、この低周波電圧により、この診断対象ケーブル
以外にも課電を行なう必要が生じる。この為、診断対象
ケーブル以外にも課電を行なう事に伴って、この診断対
象ケーブルに印加される低周波電圧の大きさが低下する
のを防止すべく、この低周波電圧を発生させる発生器に
は、大きな出力が要求される。この為、この発生器が高
価になるだけでなく、絶縁劣化診断を行なう際のコスト
が高くなる。

【０００７】又、上記低周波重畳法の場合には、接地線
を流れる電流から損失電流を分離して測定する為に、測
定電流の位相情報を用いて充電電流をキャンセルした
り、或はブリッジ回路を用いて平衡操作を行なう必要が
ある。この為、上記損失電流の測定作業が複雑になると
共に、測定した損失電流に大きな誤差が生じる可能性が
ある。そして、この様な誤差が生じた場合には、信頼性
の高い絶縁劣化診断を行なう事が難しくなる可能性があ
る。

【０００８】又、上記低周波重畳法の場合には、同じ区
間を結ぶケーブル線路に於ける商用三相交流電圧に対し
て各相１本ずつ、合計３本のＣＶケーブルの絶縁劣化診
断を一括して行なう。ところが、３本のＣＶケーブルに
印加する診断用の低周波電圧が単相である為、絶縁が劣
化していると診断される場合でも、上記３本のＣＶケー
ブルのうちの何れのケーブルが劣化しているかを特定で
きない（特定する場合には、別途の作業が必要とな
る）。一方で、変電所等には多数本のＣＶケーブルが敷
設されている為、これら多数本のＣＶケーブルに就いて
絶縁劣化診断を効率良く行なう為には、３本のＣＶケー
ブルの劣化診断を一括して（或は、極力少ない回数に分
けて）行なうと共に、何れのケーブルが劣化しているか
を特定できる様にする事が望まれる。本発明の電力ケー
ブルの絶縁劣化診断方法及び電力ケーブルの絶縁劣化診
断装置は、３本の電力ケーブルの絶縁劣化診断を一括し
て（或は、極力少ない回数に分けて）行なうと共に、こ
れら３本の電力ケーブルのうちの何れの電力ケーブルが
劣化しているかを特定自在とし、しかも、絶縁劣化診断
を容易且つ正確に、しかも低コストで行なえる様にすべ
く発明したものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の電力ケーブルの
絶縁劣化診断方法及び絶縁劣化診断装置のうち、請求項
１に記載した電力ケーブルの絶縁劣化診断方法は、それ
ぞれがケーブル導体の周囲を絶縁層により覆い、更にこ
の絶縁層の周囲を遮蔽層により覆って成る３本の電力ケ
ーブルを構成する上記各ケーブル導体に、電力用三相交
流電圧を構成する各相の交流電圧を印加したまま、これ
ら３本の電力ケーブルを構成する上記各遮蔽層若しくは
上記各ケーブル導体に、上記電力用三相交流電圧よりも
低い周波数の診断用三相交流電圧を構成する各相の交流
電圧を、上記電力用三相交流電圧を構成する各相の交流
電圧に重畳させて印加しつつ、上記各遮蔽層を一括して
接地する接地線を流れる電流を測定する。そして、この
電流中に含まれる電流成分のうち、上記診断用三相交流
電圧と同一周波数の電流成分を評価する事により、上記
各絶縁層の劣化程度を診断する。

【００１０】又、請求項２に記載した電力ケーブルの絶
縁劣化診断方法は、上述した請求項１に記載した方法を
実施する際に、上記診断用三相交流電圧を構成する各相
の交流電圧を印加する事に伴って上記３本の電力ケーブ
ルの静電容量を流れる充電電流の合成値が零にならない
場合に、最終的な絶縁劣化診断を行なう以前に、上記合
成値を減少若しくは実質的に零にすべく、上記診断用三
相交流電圧を構成する各相の交流電圧の大きさと位相と
のうちの少なくとも一方の調整作業を行なう。

【００１１】又、請求項３に記載した電力ケーブルの絶
縁劣化診断装置は、上述した請求項１〜２の何れかに記
載した電力ケーブルの絶縁劣化診断方法を実施する為の
装置であって、上記診断用三相交流電圧を発生自在であ
り、且つ、この診断用三相交流電圧を構成する各相の交
流電圧を３本の電力ケーブルを構成する各遮蔽層若しく
は各ケーブル導体に印加自在である診断用三相交流電源
と、上記各遮蔽層を一括して接地する接地線を流れる電
流を測定自在な測定手段とを備える。

【００１２】又、請求項４に記載した電力ケーブルの絶
縁劣化診断方法は、それぞれがケーブル導体の周囲を絶
縁層により覆い、更にこの絶縁層の周囲を遮蔽層により
覆って成る３本の電力ケーブルを構成する上記各ケーブ
ル導体に、電力用三相交流電圧を構成する各相の交流電
圧を印加したまま、これら３本の電力ケーブルのうちの
２本の電力ケーブルを構成する上記各遮蔽層若しくは上
記各ケーブル導体に、上記電力用三相交流電圧よりも低
い周波数の診断用二相交流電圧を構成する各相の交流電
圧を、上記電力用三相交流電圧を構成する各相の交流電
圧に重畳させて印加しつつ、上記各遮蔽層を一括して接
地する接地線を流れる電流を測定し、この電流中に含ま
れる電流成分のうち、上記診断用二相交流電圧と同一周
波数の電流成分を評価する事により、上記各絶縁層の劣
化程度を診断する。

【００１３】又、請求項５に記載した電力ケーブルの絶
縁劣化診断方法は、上述した請求項４に記載した方法を
実施する際に、上記診断用二相交流電圧を構成する各相
の交流電圧を印加する事に伴って、これら各相の交流電
圧を印加する２本の電力ケーブルの静電容量を流れる充
電電流の合成値が零にならない場合に、最終的な絶縁劣
化診断を行なう以前に、上記合成値を減少若しくは実質
的に零にすべく、上記診断用二相交流電圧を構成する各
相の交流電圧の大きさと位相とのうちの少なくとも一方
の調整作業を行なう。

【００１４】又、請求項６に記載した電力ケーブルの絶
縁劣化診断装置は、上述した請求項４〜５の何れかに記
載した電力ケーブルの絶縁劣化診断方法を実施する為の
装置であって、上記診断用二相交流電圧を発生自在であ
り、且つ、この診断用二相交流電圧を構成する各相の交
流電圧を３本の電力ケーブルのうちの２本の電力ケーブ
ルを構成する各遮蔽層若しくは各ケーブル導体に印加自
在である診断用二相交流電源と、上記各遮蔽層を一括し
て接地する接地線を流れる電流を測定自在な測定手段と
を備える。

【００１５】

【作用】上述の様に構成する本発明の電力ケーブルの絶
縁劣化診断方法及び絶縁劣化診断装置によれば、３本の
電力ケーブルの絶縁劣化診断を一括して（或は、極力少
ない回数に分けて）行なうと共に、これら３本の電力ケ
ーブルのうちの何れの電力ケーブルが劣化しているかを
特定できる。又、絶縁劣化診断を容易且つ正確に、しか
も低コストで行なえる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１〜２は、請求項１〜３に対応
する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例
の場合には、３本のＣＶケーブル１、１の絶縁劣化診断
を同時に行なう。即ち、同じ区間を結ぶケーブル線路に
於ける商用（電力用）三相交流電圧に対して各相１本ず
つ、合計３本のＣＶケーブル１、１の絶縁劣化診断を一
括して行なう。これら各ＣＶケーブル１、１は、周知の
通り、ケーブル導体２の周囲を架橋ポリエチレン製の絶
縁層３により覆い、更にこの絶縁層３の周囲を導電材製
の遮蔽層４により覆って成る。そして、このケーブル導
体２の端部に設けた端子５を、図示しない商用三相交流
電源に通じさせている。

【００１７】又、上記各ＣＶケーブル１、１を構成する
遮蔽層４、４の端部には、それぞれ導線６、６の一端を
接続している。そして、これら各導線６、６の他端を１
本の接地線７の一端に接続する事により、上記各遮蔽層
４、４を一括して接地している。又、図１〜２に示した
絶縁劣化診断を行なう状態で、上記各導線６、６と上記
接地線７とを跨ぐ部分に診断用三相交流電源８を、この
接地線７の途中部分に測定手段である測定器９を、それ
ぞれ接続している。このうちの測定器９は、上記接地線
７を流れる電流を測定自在である。又、上記診断用三相
交流電源８は、上記商用三相交流電源から上記各ケーブ
ル導体２、２に印加される商用三相交流電圧（５０Hz又
は６０Hz）よりも低い周波数（例えば１Hz）の診断用三
相交流電圧を発生自在であり、且つ、この診断用三相交
流電圧を構成する各相の交流電圧を、上記各導線６、６
を介して上記各遮蔽層４、４に印加自在である。

【００１８】本例の場合、上述の様な診断用三相交流電
源８は、図２に詳示する様に、１個の三相低周波発生器
１０と、それぞれ３個ずつの、絶縁アンプ１１、１１
と、トランス１２、１２と、重畳用抵抗１３、１３と、
商用周波バイパス用コンデンサ１４、１４とを備える。
このうちの三相低周波発生器１０は、三相低周波電圧を
発生自在であり、且つ、この様に発生させる三相低周波
電圧を構成する各相の交流電圧の大きさ及び位相を、任
意に変化させる事ができる。但し、本例の場合、上記三
相低周波発生器１０は、後述する零点調整を行なう場合
を除き、上記三相低周波電圧として三相平衡なもの（各
相の交流電圧の大きさが等しく、且つ、これら各相の交
流電圧の位相が互いに１２０度ずつずれているもの）を
発生させる。この様な三相低周波発生器１０で発生した
三相低周波電圧を構成する各相の交流電圧は、それぞれ
上記絶縁アンプ１１、１１とトランス１２、１２とによ
り、大地及び上記測定器９に対し絶縁した上で、所定の
信号レベルとインピーダンスとに変換する。そして、こ
の様に変換した各相の交流電圧の大きさを、上記重畳用
抵抗１３、１３により調整し、上記診断用三相交流電圧
を構成する各相の交流電圧を得る。そして、この様にし
て得た各相の交流電圧を、それぞれ上記各遮蔽層４、４
及び上記商用周波バイパス用コンデンサ１４、１４に、
互いに並列に印加する。

【００１９】尚、本例の場合、上記三相低周波電圧が三
相平衡である場合に得られる診断用三相交流電圧は、や
はり三相平衡である。又、上記診断用三相交流電圧を構
成する各相の交流電圧の大きさは、上記商用周波バイパ
ス用コンデンサ１４、１４の静電容量を上記各ＣＶケー
ブル１、１の静電容量よりも十分に大きくすると、上記
各ＣＶケーブル１、１の静電容量によらず、上記重畳用
抵抗１３、１３との関係だけで、ほぼ一定となる。又、
上記三相低周波発生器１０としてコンピュータを使用す
る場合、３ｃｈ以上のＤ／Ａ変換器を使用して、上記三
相低周波電圧を発生させる事もできる。この場合には、
上記三相低周波発生器１０を安価にできる。

【００２０】上述の様な診断装置を使用して、本発明の
電力ケーブルの絶縁劣化診断方法を実施する場合には、
上記各ＣＶケーブル１、１を構成するケーブル導体２、
２に商用三相交流電圧を構成する各相の交流電圧を印加
したまま（即ち、これら各ＣＶケーブル１、１を活線状
態としたまま）、前記各遮蔽層４、４に診断用三相交流
電圧を構成する各相の交流電圧を、上記診断用三相交流
電源８により印加する。そして、この状態で、前記接地
線７を流れる電流を、前記測定器９により測定する。特
に、本例の場合には、この測定器９により測定した電流
中に含まれる電流成分のうち、上記診断用三相交流電圧
と同一周波数の電流成分（次述する合成電流ｉ₀ ）を観
察する事により、上記各ＣＶケーブル１、１を構成する
絶縁層３、３の劣化程度を診断する。

【００２１】即ち、上述の様に各遮蔽層４、４に診断用
三相交流電圧を構成する各相の交流電圧を印加すると、
これら各遮蔽層４、４と上記各ケーブル導体２、２との
間に、それぞれ上記診断用三相交流電圧と同一周波数の
電流が流れる。これら各電流の正体は、上記各ＣＶケー
ブル１、１の静電容量Ｃ、Ｃを流れる充電電流、並び
に、これら各ＣＶケーブル１、１を構成する各絶縁層
３、３に劣化部１７（抵抗値Ｒ）が生じている場合に
は、この劣化部１７を流れる電流である。そして、これ
ら各電流は、上記各ケーブル導体２、２及び高圧母線等
を通じてＧＰＴ等の中性点１５に達し、当該部分で合成
されて合成電流ｉ₀ となる。そして、この合成電流ｉ₀
は、上記中性点１５を接地する接地線１６を流れ、更に
この接地線１６から直接、或は大地経由で、上記測定器
９を設けた接地線７に流れ込む。そこで、この接地線７
に流れ込んだ上記合成電流ｉ₀ を、上記測定器９により
測定して観察する。

【００２２】ところで、上記診断用三相交流電圧は三相
平衡であるから、上記各ＣＶケーブル１、１の静電容量
Ｃ、Ｃが互いに等しい場合には、これら各静電容量Ｃ、
Ｃを流れる充電電流は、互いに三相平衡になる。即ち、
これら各充電電流を合成すると、これら各充電電流同士
が互いに相殺して零になる。この為、上記各ＣＶケーブ
ル１、１を構成する絶縁層３、３が劣化していない（何
れの絶縁層３、３にも上記劣化部１７が生じていない）
場合には、この劣化部１７を流れる電流も零になる為、
上記測定器９により測定される合成電流ｉ₀ は、零にな
る。

【００２３】これに対して、上記各絶縁層３、３のう
ち、少なくとも１個の絶縁層３（図２に示した例では、
同図の一番右のＣＶケーブル１を構成する絶縁層３）が
劣化している（当該絶縁層３に上記劣化部１７が生じて
いる）場合には、この劣化部１７を流れる電流が発生す
る。この為、上記測定器９により測定される合成電流ｉ
₀ として、上記劣化部１７を流れる電流（劣化信号）が
検出される。この劣化信号の位相は、上記劣化部１７が
生じたＣＶケーブル１に印加された診断用交流電圧の位
相に等しい。この為、上記劣化信号の位相を観察する事
により、診断対象となる３本のＣＶケーブル１、１のう
ち、何れのＣＶケーブル１の絶縁層３が劣化しているか
を特定できる。又、上記劣化信号の大きさは、当該絶縁
層３の劣化程度を表す。この為、この劣化信号の大きさ
を評価するか、或は、この劣化信号から当該絶縁層３の
絶縁抵抗（＝当該ＣＶケーブル１に印加した診断用の交
流電圧÷当該劣化信号）を計算し、この絶縁抵抗を評価
する事により、当該絶縁層３の劣化程度を診断できる。
尚、上記劣化部１７が２本以上のＣＶケーブル１、１に
生じている場合、上記測定器９により測定される合成電
流ｉ₀ は、これら各劣化部１７を流れる電流の合成波と
なる。この場合でも、上記各劣化部１７の抵抗値Ｒは、
それぞれ大きさが異なり、これら各劣化部１７を流れる
電流の大きさも異なる為、上記合成波を観察すれば、何
れのＣＶケーブル１がどの程度劣化しているかを診断で
きる。

【００２４】一方、実際の線路では、上記各ＣＶケーブ
ル１、１の静電容量Ｃ、Ｃの大きさが互いに若干異なる
場合がある。この場合、上記診断用三相交流電圧として
三相平衡なものを使用すると、上記各静電容量Ｃ、Ｃを
流れる充電電流が互いに三相平衡でなくなり、これら各
充電電流を合成しても、これら各充電電流同士が完全に
は相殺し切れず、合成値が零にならなくなる。従って、
この場合には、上記測定器９により測定される合成電流
ｉ₀ 中に、上記劣化信号だけでなく、上述の様に相殺し
切れなかった分の充電電流が現れる。

【００２５】但し、本例の場合には、上記診断用三相交
流電圧の周波数を、商用三相交流電圧の周波数（５０Hz
又は６０Hz）よりも十分に小さくしている（例えば１Hz
にしている）。この為、上記診断用三相交流電圧を印加
する事に伴って上記各静電容量Ｃ、Ｃを流れる充電電流
の大きさを、十分に小さくできる（商用三相交流電圧を
印加する事に伴って上記各静電容量Ｃ、Ｃを流れる充電
電流と比較して、５０分の１又は６０分の１にでき
る）。この為、上述の様に相殺し切れなかった分の充電
電流も小さくなり、上記合成電流ｉ₀ 中に現れたこの充
電電流が、上記劣化信号を観察する事に対する大きな障
害となる事はない。

【００２６】この様に、上記合成電流ｉ₀ 中に現れる充
電電流の存在は、上記劣化信号を観察する事に対する大
きな障害となる事はないが、絶縁劣化診断の信頼性をよ
り向上させる為には、上記合成電流ｉ₀ 中に現れる充電
電流を低減若しくは消失させる事が望ましい。この為
に、本例の場合、上記各ＣＶケーブル１、１の静電容量
Ｃ、Ｃの大きさが互いに異なる場合には、上記診断用三
相交流電圧を印加する事に伴って上記各静電容量Ｃ、Ｃ
を流れる充電電流が互いに三相平衡の関係（合成すると
相殺して零になる関係）になる様に、上記診断用三相交
流電圧を構成する各相の交流電圧の大きさと位相とのう
ちの少なくとも一方を調整する（所謂零点調整を行な
う）。

【００２７】この様な調整作業は、好ましくは、上記各
ＣＶケーブル１、１を構成するケーブル導体２、２に商
用三相交流電圧を印加していない状態（即ち、これら各
ＣＶケーブル１、１の停電状態）で行なう。この理由
は、上記ＣＶケーブル１が活線状態の場合よりも停電状
態の場合の方が、前記劣化部１７の抵抗値Ｒが大きくな
る為である。即ち、この様に劣化部１７の抵抗値Ｒが大
きくなれば、診断回路内を流れる劣化信号が小さくなっ
て、上述の様な調整作業を行ない易くなる為である。但
し、この様な調整作業は、上記各ＣＶケーブル１、１が
活線状態にある場合でも行なう事ができる。又、この様
な調整作業は、例えば、上記測定器９と前記診断用三相
交流電源８とを接続する状態で設けた制御器の働きによ
り、自動的に行なう事もできる。尚、充電電流の位相
は、元々の診断用三相交流電圧の位相に対して９０度進
むので、充電電流と劣化信号とは区別できる。従って、
上記零点調整により、劣化信号が埋もれる事はない。

【００２８】上述の様にして、本例の電力ケーブルの絶
縁劣化診断方法及び電力ケーブルの絶縁劣化診断装置に
よれば、３本のＣＶケーブル１、１の絶縁劣化診断を一
括して行なえると共に、これら３本のＣＶケーブル１、
１のうちの何れのＣＶケーブル１の絶縁層３が劣化して
いるかを特定できる。この為、変電所等に敷設された多
数のＣＶケーブル１、１の絶縁劣化診断を効率良く行な
える。又、本例の場合、診断用三相交流電圧は、上記各
ＣＶケーブル１、１を構成する遮蔽層４、４の側から印
加している。この為、上記診断用三相交流電圧を印加す
る為の診断用三相交流電源８を高圧母線の一部に接続す
る事なく、診断作業を容易に行なえる。又、この場合、
診断用三相交流電圧により充電する静電容量は、実質的
に上記３本のＣＶケーブル１、１に関するもののみとな
る。この為、上記診断用三相交流電源８として比較的出
力が小さいものを使用しても、上記各ＣＶケーブル１、
１に印加する診断用三相交流電圧の大きさを十分に確保
できる。この為、上記診断用三相交流電源８を安価にで
きると共に、絶縁劣化診断を行なう際のコストを少なく
できる。

【００２９】又、本例の場合、測定器９により測定した
合成電流ｉ₀ 中には、診断用三相交流電圧を印加した事
に伴って生じた充電電流が殆ど含まれておらず、劣化信
号が明確に現れる。従って、前述した従来の診断方法の
様に、測定電流から充電電流をキャンセルして劣化信号
を取り出す等の作業を行なう必要がない。この為、これ
らの作業を行なう必要がない分、絶縁劣化診断を容易且
つ正確に行なえる。又、上記劣化信号は、印加する診断
用三相交流電圧を大きくする事により、大きくできる。
この為、この劣化信号をノイズに埋もれにくくして、劣
化診断の信頼性の向上を図れる。更に、この場合、上記
劣化信号を増幅する増幅器として、高利得低雑音に優れ
たものを使用する必要がなくなる為、この増幅器を安価
にできる。

【００３０】次に、図３は、やはり請求項１〜３に対応
する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例
の場合も、上述した第１例の場合と同様にして、３本の
ＣＶケーブル１、１の絶縁劣化診断を一括して行なう。
但し、上述した第１例では、診断用三相交流電圧を上記
各ＣＶケーブル１、１を構成する遮蔽層４、４の側から
印加したが、本例の場合には、この診断用三相交流電圧
を上記各ＣＶケーブル１、１を構成するケーブル導体
２、２の側から印加している。

【００３１】本例の場合、この様な診断用三相交流電圧
を印加する為の診断用三相交流電源８ａは、１個の三相
低周波発生器１０と、それぞれ３個ずつの、電力増幅器
１８、１８と、避雷器１９、１９と、商用周波バイパス
用コンデンサ１４、１４と、重畳用貫通型トランス２
０、２０とを備えた、低インピーダンス電源としてい
る。このうちの重畳用貫通型トランス２０は、通常、電
流の測定や電圧の注入等を行なう為に使用されるもの
で、環状の鉄心（コア）に導線を巻回して成る。診断用
三相交流電圧を印加する場合には、上記各重畳用貫通型
トランス２０、２０を、ぞれぞれ上記ケーブル導体２、
２の周囲を囲む状態で配置すると共に、上記三相低周波
発生器１０により三相低周波電圧を発生する。この結
果、上記各重畳用貫通型トランス２０、２０を介して上
記各ケーブル導体２、２に、上記診断用三相交流電圧を
構成する各相の交流電圧が印加される。

【００３２】尚、図３に示した診断回路図では、図示の
便宜上、上記各重畳用貫通型トランス２０、２０を、上
記各ケーブル導体２、２のうち、上記各遮蔽層４、４及
び絶縁層３、３の端部から露出した部分の周囲に配置し
ている。但し、実際の診断作業では、上記各重畳用貫通
型トランス２０、２０は、上記遮蔽層４、４及びこれら
各遮蔽層４、４の接地線の周囲を囲む状態で配置し、且
つ、この状態で上記各ケーブル導体２、２に診断用三相
交流電圧を印加する。尚、上記遮蔽層４、４と当該遮蔽
層４、４に接続した接地線とは、互いに折り返した状態
で上記各重畳用貫通型トランス２０、２０の内側に配置
する。これは、各遮蔽層４、４と接地線とに互いに逆方
向の低周波交流電圧を惹起させて互いに相殺し、上記各
ケーブル導体２、２にのみ上記診断用三相交流電圧を印
加する為である。

【００３３】又、本例の場合も、上記各ＣＶケーブル
１、１の静電容量Ｃ、Ｃ（図１参照）の大きさが互いに
異なる場合に、好ましくは、上記診断用三相交流電圧を
印加する事に伴って上記各静電容量Ｃ、Ｃを流れる充電
電流が互いに三相平衡の関係（合成すると相殺して零に
なる関係）になる様に、上記診断用三相交流電圧を構成
する各相の交流電圧の大きさと位相とのうちの少なくと
も一方を調整する（所謂零点調整を行なう）。本例の場
合、この様な零点調整は、上記三相低周波発生器１０に
より発生する三相低周波電圧の大きさ及び位相、上記各
電力増幅器１８、１８の利得、上記各重畳用貫通型トラ
ンス２０、２０を構成するコイルの巻き数等を調整する
事により行なえる。

【００３４】上述した様な本例の場合には、診断用三相
交流電圧を上記ケーブル導体２、２の側から印加する
為、上記各遮蔽層４、４の周囲を覆うシース（図示せ
ず）の絶縁抵抗が低下している場合でも、このシースを
通じて大地等に電流が流れると言った、診断上の不都合
を生じにくくできる。又、診断用二相交流電源２１が、
重畳用貫通型トランス２０、２０を使用した低インピー
ダンス電源である為、診断対象となる上記各ＣＶケーブ
ル１、１を接続する他のケーブルや負荷等の影響を受け
にくくでき、印加する電圧を十分に大きくできる。この
為、信頼性の高い絶縁劣化診断を行なえる。

【００３５】又、本例の場合も、上述した第１例の場合
と同様、絶縁劣化診断に関する総ての作業を、上記各Ｃ
Ｖケーブル１、１の端部付近で行なえる。又、上記各ケ
ーブル導体２、２に対する診断用三相交流電圧の印加
は、前記各重畳用貫通型トランス２０、２０を介して
（上記各ケーブル導体２、２に直接接続する事なく）行
ない、上記各ＣＶケーブル１、１に対する絶縁劣化診断
装置の電気的な接続は、上記各遮蔽層４、４に対しての
み行なえば良い。この為、本例の場合も、上述した第１
例の場合と同様、絶縁劣化診断装置の一部を上記各ＣＶ
ケーブル１、１の給電源である高圧母線側に接続する
（例えばＧＰＴ等にアクセスする）必要がなく、絶縁劣
化診断を行なう為の作業が面倒になる事はない。

【００３６】更に、本例の場合には、診断用三相交流電
圧を上記各ケーブル導体２、２の側から印加する為、診
断対象となる３本のＣＶケーブルを構成する各ケーブル
導体を、１つの遮蔽層により一括して遮蔽する構造のケ
ーブルに対しても実施できる。但し、この場合には、各
ＣＶケーブルのケーブル導体及び絶縁層を遮蔽層から露
出させて、各ケーブル導体毎に独立して診断用三相交流
電圧を印加する事が必要である。その他の構成及び作用
は、上述した第１例の場合と同様である。

【００３７】次に、図４は、請求項４〜６に対応する、
本発明の実施の形態の第３例を示している。上述した第
１〜２例では、診断用の印加電圧として診断用三相交流
電圧を使用したが、本例の場合には、診断用の印加電圧
として診断用二相交流電圧｛商用交流電圧（５０Hz又は
６０Hz）よりも周波数が低い（例えば１Hz程度の）電
圧｝を使用する。本例の場合には、この様な診断用二相
交流電圧を使用して、上述した第１〜２例の場合と同様
の原理｛即ち、診断用の電圧を印加する事に伴って静電
容量Ｃ、Ｃ（図１参照）を流れる充電電流を相殺し、実
質的に劣化部１７（図１参照）を流れる電流（劣化信
号）のみを測定可能とする事｝により、２本のＣＶケー
ブル１、１の絶縁劣化診断を一括して行なう。

【００３８】本例の場合、上記診断用二相交流電圧を印
加する為の診断用二相交流電源２１は、それぞれ１個ず
つの、単相低周波発生器２２と、電力増幅器１８と、そ
れぞれ２個ずつの、避雷器１９、１９と、商用周波バイ
パス用コンデンサ１４、１４と、重畳用貫通型トランス
２０、２０とを備えた、低インピーダンス電源としてい
る。本例の場合も、上述した第２例の場合と同様、診断
用の印加電圧である、上記診断用二相交流電圧を構成す
る各相の交流電圧は、上記各重畳用貫通型トランス２
０、２０を介して、診断対象となる２本のＣＶケーブル
１、１を構成するケーブル導体２、２の側から印加す
る。但し、本例の場合、上記単相低周波発生器２２は、
単相の低周波電圧を発生するものである。この為、この
様な単相の低周波電圧から二相交流電圧を得られる様に
すべく、上記各ケーブル導体２、２に対する上記各重畳
用貫通型トランス２０、２０の配置の方向を軸方向に関
して互いに逆にする事で、これら各重畳用貫通型トラン
ス２０、２０から上記各ケーブル導体２、２に印加され
る交流電圧の位相が、互いに逆になる様にしている。

【００３９】尚、本例の構造とは異なるが、上記診断用
二相交流電圧を印加する為の診断用二相交流電源は、低
周波発生器として二相低周波電圧を発生できるもの（二
相低周波発生器）を使用すると共に、これら各相の低周
波電圧に対して１個ずつの電力増幅器を使用するもので
あっても良い。

【００４０】又、本例の場合も、上記各ＣＶケーブル
１、１の静電容量Ｃ、Ｃ（図１参照）の大きさが互いに
異なる場合に、好ましくは、上記診断用二相交流電圧を
印加する事に伴って上記各静電容量Ｃ、Ｃを流れる充電
電流が互いに二相平衡の関係（合成すると相殺して零に
なる関係）になる様に、上記診断用二相交流電圧を構成
する各相の交流電圧の大きさと位相とのうちの少なくと
も一方を調整する（所謂零点調整を行なう）。本例の場
合、この様な零点調整は、上記各重畳用貫通型トランス
２０、２０を構成するコイルの巻き数等を調整する事に
より行なえる。又、上述した様な別構造の診断用二相交
流電源（二相低周波発生器と２個の電力増幅器とを含ん
で構成するもの）を使用する場合、上記零点調整は、こ
の二相低周波発生器により発生する二相低周波電圧の大
きさ及び位相、上記各電力増幅器の利得、上記各重畳用
貫通型トランス２０、２０を構成するコイルの巻き数等
を調整する事により行なえる。

【００４１】前述した様に、本例の場合には、上述の様
な診断用二相交流電源２１を含んで構成する絶縁劣化診
断装置により、上述した第１〜２例の場合と同様の原理
で、２本のＣＶケーブル１、１の絶縁劣化診断を一括し
て行なう。但し、同じ区間を結ぶ３本のＣＶケーブル
１、１から、２本のＣＶケーブル１、１の組を、互いに
異なる組み合わせで２組選択し、これら各組のＣＶケー
ブル１、１に就いての絶縁劣化診断作業を１回ずつ（合
計２回の診断作業を）行なえば、これら３本のＣＶケー
ブル１、１に就いての絶縁劣化診断を行なえる。この場
合に、これら３本のＣＶケーブル１、１から選択する２
本のＣＶケーブル１、１の組を３組とし（即ち、総ての
組み合わせを選択し）、これら各組のＣＶケーブル１、
１に就いての絶縁劣化診断作業を１回ずつ（合計３回の
診断作業を）行なえば、絶縁劣化したＣＶケーブル１の
特定と、その絶縁劣化度合いの診断とを、高精度で行な
える。

【００４２】尚、本例の構造とは異なるが、上記重畳用
貫通型トランス２０及び商用周波バイパス用コンデンサ
１４及び避雷器１９の組を３組（本例では２組）用意す
ると共に、これら各重畳用貫通型トランス２０、２０
を、それぞれ上記３本のＣＶケーブル１、１に組み付け
て、更に、これら各重畳用貫通型トランス２０、２０の
うち前記電力増幅器１８から二相低周波電圧の供給を受
ける２個の重畳用貫通型トランス２０、２０を、絶縁劣
化診断を行なう際に切換器により切り換え自在とすれ
ば、上述の様にして行なう、３本のＣＶケーブル１、１
に就いての絶縁劣化診断作業の容易化を図れる。

【００４３】上述の様に、本例の場合には、同じ区間を
結ぶ３本のＣＶケーブル１、１に就いての絶縁劣化診断
を行なう為に、少なくとも２回の測定作業を行なう必要
がある。但し、本例の場合には、診断用の印加電圧を二
相交流電圧とした事に伴い、絶縁劣化診断装置（特に、
診断用二相交流電源２１）の構造の簡略化を図れる。特
に、本例の場合には、重畳用貫通型トランス２０、２０
を使用して各相の交流電圧を印加する事に伴い、低周波
発生器として単相のもの（単相低周波発生器２２）を使
用できる為、絶縁劣化診断装置の構造を大幅に簡略化で
きる。この結果、絶縁劣化診断装置の低価格化を十分に
図れる。その他の構成及び作用は、前述した第１例、或
は、上述した第２例の場合と同様である。

【００４４】尚、上述した第３例では、診断用二相交流
電圧をケーブル導体２、２の側から印加する場合に就い
て示したが、請求項４〜６に記載した発明は、診断用二
相交流電圧を、遮蔽層４、４の側から印加する場合でも
実施できる。

【００４５】又、上述した実施の形態では、診断用の印
加電圧を、診断対象となる各ＣＶケーブルを構成する遮
蔽層又はケーブル導体から直接印加する場合に就いて説
明した。但し、本発明を実施する場合、診断用の印加電
圧は、上記各ＣＶケーブルを構成するケーブル導体と導
通する高圧母線側（例えば、ＧＰＴ等の中性点等）から
印加しても良い。

【００４６】

【発明の効果】本発明の電力ケーブルの絶縁劣化診断方
法及び絶縁劣化診断装置は、以上に述べた通り構成され
作用する為、多数の電力ケーブルの絶縁劣化診断を効率
良く行なえると共に、この絶縁劣化診断を容易且つ正確
に、しかも低コストで行なえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す診断回路
図。

【図２】診断装置を構成する回路をより具体的に示す
図。

【図３】本発明の実施の形態の第２例を示す、図２と同
様の図。

【図４】同第３例を示す、図２と同様の図。

【符号の説明】

１ＣＶケーブル２ケーブル導体３絶縁層４遮蔽層５端子６導線７接地線８、８ａ診断用三相交流電源９測定器１０三相低周波発生器１１絶縁アンプ１２トランス１３重畳用抵抗１４商用周波バイパス用コンデンサ１５中性点１６接地線１７劣化部１８電力増幅器１９避雷器２０重畳用貫通型トランス２１診断用二相交流電源２２単相低周波発生器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれがケーブル導体の周囲を絶縁層
により覆い、更にこの絶縁層の周囲を遮蔽層により覆っ
て成る３本の電力ケーブルを構成する上記各ケーブル導
体に、電力用三相交流電圧を構成する各相の交流電圧を
印加したまま、これら３本の電力ケーブルを構成する上
記各遮蔽層若しくは上記各ケーブル導体に、上記電力用
三相交流電圧よりも低い周波数の診断用三相交流電圧を
構成する各相の交流電圧を、上記電力用三相交流電圧を
構成する各相の交流電圧に重畳させて印加しつつ、上記
各遮蔽層を一括して接地する接地線を流れる電流を測定
し、この電流中に含まれる電流成分のうち、上記診断用
三相交流電圧と同一周波数の電流成分を評価する事によ
り、上記各絶縁層の劣化程度を診断する電力ケーブルの
絶縁劣化診断方法。
【請求項２】診断用三相交流電圧を構成する各相の交
流電圧を印加する事に伴って３本の電力ケーブルの静電
容量を流れる充電電流の合成値が零にならない場合に、
最終的な絶縁劣化診断を行なう以前に、上記合成値を減
少若しくは実質的に零にすべく、上記診断用三相交流電
圧を構成する各相の交流電圧の大きさと位相とのうちの
少なくとも一方の調整作業を行なう、請求項１に記載し
た電力ケーブルの絶縁劣化診断方法。
【請求項３】請求項１〜２の何れかに記載した電力ケ
ーブルの絶縁劣化診断方法を実施する為の電力ケーブル
の絶縁劣化診断装置であって、診断用三相交流電圧を発
生自在であり、且つ、この診断用三相交流電圧を構成す
る各相の交流電圧を３本の電力ケーブルを構成する各遮
蔽層若しくは各ケーブル導体に印加自在である診断用三
相交流電源と、上記各遮蔽層を一括して接地する接地線
を流れる電流を測定自在な測定手段とを備えた電力ケー
ブルの絶縁劣化診断装置。
【請求項４】それぞれがケーブル導体の周囲を絶縁層
により覆い、更にこの絶縁層の周囲を遮蔽層により覆っ
て成る３本の電力ケーブルを構成する上記各ケーブル導
体に、電力用三相交流電圧を構成する各相の交流電圧を
印加したまま、これら３本の電力ケーブルのうちの２本
の電力ケーブルを構成する上記各遮蔽層若しくは上記各
ケーブル導体に、上記電力用三相交流電圧よりも低い周
波数の診断用二相交流電圧を構成する各相の交流電圧
を、上記電力用三相交流電圧を構成する各相の交流電圧
に重畳させて印加しつつ、上記各遮蔽層を一括して接地
する接地線を流れる電流を測定し、この電流中に含まれ
る電流成分のうち、上記診断用二相交流電圧と同一周波
数の電流成分を評価する事により、上記各絶縁層の劣化
程度を診断する電力ケーブルの絶縁劣化診断方法。
【請求項５】診断用二相交流電圧を構成する各相の交
流電圧を印加する事に伴って、これら各相の交流電圧を
印加する２本の電力ケーブルの静電容量を流れる充電電
流の合成値が零にならない場合に、最終的な絶縁劣化診
断を行なう以前に、上記合成値を減少若しくは実質的に
零にすべく、上記診断用二相交流電圧を構成する各相の
交流電圧の大きさと位相とのうちの少なくとも一方の調
整作業を行なう、請求項４に記載した電力ケーブルの絶
縁劣化診断方法。
【請求項６】請求項４〜５の何れかに記載した電力ケ
ーブルの絶縁劣化診断方法を実施する為の電力ケーブル
の絶縁劣化診断装置であって、診断用二相交流電圧を発
生自在であり、且つ、この診断用二相交流電圧を構成す
る各相の交流電圧を３本の電力ケーブルのうちの２本の
電力ケーブルを構成する各遮蔽層若しくは各ケーブル導
体に印加自在である診断用二相交流電源と、上記各遮蔽
層を一括して接地する接地線を流れる電流を測定自在な
測定手段とを備えた電力ケーブルの絶縁劣化診断装置。