JP2003035743A - 電力ケーブルの活線診断方法 - Google Patents

電力ケーブルの活線診断方法

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JP2003035743A
JP2003035743A JP2001223370A JP2001223370A JP2003035743A JP 2003035743 A JP2003035743 A JP 2003035743A JP 2001223370 A JP2001223370 A JP 2001223370A JP 2001223370 A JP2001223370 A JP 2001223370A JP 2003035743 A JP2003035743 A JP 2003035743A
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Shin Kataoka
慎 片岡
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Hitachi Cable Ltd
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Hitachi Cable Ltd
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  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
  • Testing Relating To Insulation (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ケーブル線路系統における電荷の影響を受ける
ことなく、水トリーの絶縁劣化により生じる直流成分の
検出精度を増大させて測定することができ、劣化信号の
測定誤差を減少させて劣化診断の判定精度を向上させる
ことが可能な電力ケーブルの活線診断方法を提供する。 【解決手段】 導体2と架橋ポリエチレン絶縁体と遮蔽
層3を有する電力ケーブル線路1の一端を接地線7に接
続し、他端の接地線6を接地から解放し、遮蔽層3の接
地線7の間に、直列に接続されたローパスフィルタ11
と両極性のDC電源10を配置して、電力ケーブル線路
1の遮蔽層3に、正の直流電圧および負の直流電圧をそ
れぞれ交互に所定の回数繰り返してバイアスした後、正
および負の直流電圧を遮蔽層3にバイアスし、その時の
接地線直流電流を、それぞれ、接地線7の間に設置した
商用波を除去するローパスフィルタ11を経て直流電流
計12により測定し、直流成分極性差から劣化信号を求
めて、ケーブル絶縁体の水トリー劣化などを検出するこ
とを特徴とする電力ケーブルの活線診断方法を提供す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、商用周波数が課電
された活線状態の下で電力ケーブルの絶縁劣化を診断す
る方法、特に、導体と架橋ポリエチレン絶縁体と遮蔽層
を有する架橋ポリエチレン絶縁ビニルシース電力ケーブ
ル(CVケーブル)を用いた電力ケーブル線路の活線診
断方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、CVケーブルなどの電力ケーブル
線路における絶縁劣化を活線状態の下で診断する方法と
しては、現地CVケーブルを片端接地とし、ケーブル遮
蔽層に正負それぞれの直流電圧をバイアスしたときの接
地線を流れる直流電流をそれぞれ測定する方法が知られ
ている。
【0003】ここで、CVケーブルの接地線を流れる直
流電流をみると、直流電流には、 (a)迷走電流 (b)ケーブルの絶縁劣化に起因する直流成分 (c)ケーブル遮蔽層からケーブルシース抵抗を介して
大地に漏れ出す直流電流 の3つの電流が含まれている。このため、従来は、予め
迷走電流(a)を測定しておき、その後、正負それぞれ
の直流電圧をバイアスしたときの接地線直流電流から、
迷走電流(a)分を各々差引いた後に両者の差分を求め
ると、正負の電圧に線形の応答を示す直流電流(c)分
が相殺され、正負の電圧に非線形な応答を示す直流成分
(b)の極性差が差分として残ることになる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の正負そ
れぞれの電圧をバイアスしたときの接地線を流れる直流
電流をそれぞれ測定する方法によると、正及び負の電圧
のバイアスをそれぞれ印加したとき測定された正及び負
の各々の接地線直流電流の差分から直流成分の極性差を
劣化信号として求めているため、 (i)負電圧をバイアスした時の接地線直流電流には、
正電圧をバイアス時により生じたケーブル容量に対して
遮蔽層に蓄えられた電荷 (ii)ケーブルシース材料中に蓄えられた電荷 等の影響を受けた電流成分が含まれるという問題があっ
た。
【0005】特に長大電力ケーブル線路やシース抵抗が
低下したケーブル線路に対しては、これら電荷の影響が
大きくなるために、測定誤差を生む要因となり、ケーブ
ルの絶縁劣化診断を実施した場合、誤判定を招くという
惧れがあり、その改善が求められていた。さらに、従来
の直流成分検出法によると、特に、水トリーによる初期
の絶縁劣化の検出が困難であるという問題があった。
【0006】従って、本発明の目的は、ケーブル線路系
統における電荷の影響を受けることなく、水トリーの絶
縁劣化により生じる直流成分の検出精度を増大させて測
定することができ、劣化信号の測定誤差を減少させて劣
化診断の判定精度を向上させることが可能な電力ケーブ
ルの活線診断方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
実現するため、導体と架橋ポリエチレン絶縁体と遮蔽層
を有する電力ケーブル線路の絶縁劣化を検出する電力ケ
ーブルの活線診断方法において、活線状態にある前記電
力ケーブル線路の一端を接地線に接続し、他端を接地か
ら解放するとともに、前記電力ケーブル線路の前記遮蔽
層に正および負の直流電圧をそれぞれ交互に所定の回数
繰り返してバイアスする第1のステップと、前記電力ケ
ーブル線路の前記遮蔽層に前記正および負の直流電圧を
それぞれ交互に所定の回数繰り返してバイアスした後、
前記電力ケーブル線路の前記遮蔽層に正および負の直流
電圧をバイアスして前記接地線に流れる直流電流を測定
する第2のステップと、前記接地線に流れる直流電流の
極性差分から劣化信号を求める第3のステップにより、
前記電力ケーブル線路の前記架橋ポリエチレン絶縁体の
絶縁劣化を検出することを特徴とする電力ケーブルの活
線診断方法を提供する。
【0008】また、本発明は、上記の目的を実現するた
め、前記第1及び第2のステップは、前記接地線に挿入
された両極性の直流バイアス電源によって前記正および
負の直流電圧を発生するステップを含むことを特徴と
し、前記第2のステップは、前記接地線に挿入されたロ
ーパスフィルタによって前記直流電流を検出するステッ
プを含むことを特徴とする電力ケーブルの活線診断方法
を提供する。
【0009】
【発明の実施の形態】(実施の形態による測定回路)図
1は、本発明の実施の形態による電力ケーブルの活線診
断方法を示す測定回路の説明図である。図1において、
交流3.8kVが課電された活線状態にある電力ケーブ
ル線路1は、導体2と架橋ポリエチレン絶縁体(図示省
略)と遮蔽層3を有するCVケーブルが用いられてい
る。導体2は、接地用変圧器8(GPT)の中性点がG
PT用アース9により接地されている電源側4に接続さ
れており、さらに、電源側4の遮蔽層3の接地線6と、
受電側5の遮蔽層3の接地線7を備えている。
【0010】図1のCVケーブルの活線診断に当たって
は、電源側4の遮蔽層3の接地線6は接地を解放し、受
電側5の遮蔽層3の接地線7の間に、直列に接続された
ローパスフィルタ11と両極性のDC電源10を配置し
て、電力ケーブル線路1の遮蔽層3に、正の直流電圧お
よび負の直流電圧を、それぞれ交互に数回繰り返してバ
イアスできるように構成されている。さらに、遮蔽層3
に、正の直流電圧および負の直流電圧を、それぞれ交互
に数回繰り返してバイアスした後、正負の直流電圧をバ
イアスしたときの接地線直流電流を捉えるために、ロー
パスフィルタ11に接続された直流電流計12を備えて
いる。正の直流電圧および負の直流電圧の両極性を有す
るDC電源10によって、遮蔽層3に正の直流電圧およ
び負の直流電圧を、それぞれ交互に数回繰り返してバイ
アスすると、正の直流電圧バイアス、および負の直流電
圧バイアスにより、遮蔽層及びケーブルシースに蓄えら
れた電荷の影響を排除し、その後、遮蔽層3に正負の直
流電圧をバイアスして、架橋ポリエチレン絶縁体の絶縁
劣化部より発生する各々の接地線直流電流を、受電側5
の接地線7からそれぞれ測定することにより、架橋ポリ
エチレン絶縁体の水トリー劣化などを検出するものであ
る。
【0011】図1において、電力ケーブル線路1の遮蔽
層3より架橋ポリエチレン絶縁体に正の直流電圧および
負の直流電圧を、それぞれ交互に数回繰り返してバイア
スすることにより、遮蔽層及びケーブルシースに蓄えら
れた電荷の影響を排除し、その後、遮蔽層3に正負の直
流電圧をバイアスして、接地線直流電流を測定する。即
ち、本発明の測定方法では、正及び負の直流電圧のバイ
アス時にそれぞれ測定された接地線直流電流の測定結果
に対する誤差要因としての (i)負電圧をバイアスした時の接地線直流電流には、
正電圧をバイアス時により生じたケーブル容量に対して
遮蔽層に蓄えられた電荷 (ii)ケーブルシース材料中に蓄えられた電荷 をそれぞれ等しい値に揃えることができる。
【0012】電力ケーブル線路の架橋ポリエチレン絶縁
体に絶縁劣化部があると、その絶縁劣化部に電荷が蓄積
し、蓄積した電荷が放電したときに直流電流が流れ、こ
の直流成分電流は、遮蔽層3〜接地線7〜大地〜接地用
変圧器8(GPT)〜導体2を伝播する(図1の実線参
照)ことになり、接地線7の間に設置した商用波を除去
するローパスフィルタ11を経て直流電流計12によっ
て検出される。なお、正の直流電圧バイアスおよび負の
直流電圧バイアス測定時の迷走電流と、シース漏電流の
直流成分は、電力ケーブル線路1の遮蔽層3〜接地線7
〜大地を伝播する(図1の点線参照)。
【0013】(実施の形態による直流電圧バイアスと接
地線直流電流)図2は、本発明の実施の形態の電力ケー
ブルの活線診断方法による正及び負の直流電圧のバイア
ス時に測定された接地線直流電流を示している。図2に
おいて、電力ケーブル線路の遮蔽層3に、正の直流電圧
Vdcと、負の直流電圧−Vdcを、交互に所定の回数
繰り返してバイアスすると、それぞれ、正の接地線直流
電流Idcの場合は、電流値a1、電流値a2、電流値
a3が測定され、負の接地線直流電流−Idcの場合
は、電流値b1、電流値b2、電流値b3が測定され
る。
【0014】図2によると、最初の正負の直流電圧のバ
イアス時の電流値a1と電流値b1は、ケーブル容量・
シースに蓄積される電荷の影響によって、電流値a1と
電流値b1に差異が見られる。つぎの電流値a2と電流
値b2は、正および負の直流電圧を繰り返しバイアスす
ることによって、ケーブル容量・シースに蓄積される電
荷の影響は、バイアス毎にほぼ均一な値になり、電流値
a2と電流値b2は、ほぼ同一である。さらに、正およ
び負の直流電圧をそれぞれ交互に所定の回数繰り返して
バイアスされた後の電流値a3と電流値b3をみると、
等しい値になっている。
【0015】図2によって明らかなように、本発明にお
いては、電力ケーブル線路の遮蔽層に正および負の直流
電圧をそれぞれ交互に所定の回数繰り返してバイアス
し、電流値a3=電流値b3の条件が満たされた後に、
電力ケーブル線路の遮蔽層に正の直流電圧Vdcのバイ
アスと、負の直流電圧−Vdcのバイアスをかけること
により、それぞれ、正の直流電圧Vdcバイアス時の正
の接地線直流電流Idc(図2の右上)と、負の直流電
圧−Vdcバイアス時の負の接地線直流電流−Idc
(図2の右下)を測定することができる。このようにし
て測定された接地線に流れる直流電流の極性差分から劣
化信号を求めることにより、電力ケーブル線路の架橋ポ
リエチレン絶縁体の絶縁劣化を検出することができる。
【0016】
【発明の効果】本発明の電力ケーブルの活線診断方法に
よると、電力ケーブル線路の遮蔽層に正及び負の直流電
圧のバイアスを一定の期間・間隔でそれぞれ交互に所定
の回数繰り返し実施した後に、正および負の直流電圧を
遮蔽層にバイアスして直流成分極性差から劣化信号を求
めているから、ケーブル線路系統における電荷の影響を
受けることはなくなり、水トリーの絶縁劣化により生じ
る直流成分の検出精度を増大させて測定することができ
る。この結果、長大ケーブル線路あるいはケーブルシー
ス抵抗が低下した電力ケーブル線路における劣化信号の
測定誤差を減少させて、劣化診断の判定精度を向上させ
ることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態による電力ケーブルの活線
診断方法を示す測定回路の説明図である。
【図2】本発明の実施の形態の電力ケーブルの活線診断
方法による直流電圧のバイアスと測定される接地線直流
電流を示す説明図である。
【符号の説明】
1 電力ケーブル線路(CVケーブル) 2 導体 3 遮蔽層 4 電源側 5 受電側 6 接地線(電源側) 7 接地線(受電側) 8 接地用変圧器(GPT) 9 アース(GPT用) 10 DC電源(両極性) 11 ローパスフィルタ 12 直流電流計 Vdc 正の直流電圧 −Vdc 負の直流電圧 Idc 正の接地線直流電流 a1 電流値 a2 電流値 a3 電流値 −Idc 負の接地線直流電流 b1 電流値 b2 電流値 b3 電流値

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】導体と架橋ポリエチレン絶縁体と遮蔽層を
    有する電力ケーブル線路の絶縁劣化を検出する電力ケー
    ブルの活線診断方法において、 活線状態にある前記電力ケーブル線路の一端を接地線に
    接続し、他端を接地から解放するとともに、前記電力ケ
    ーブル線路の前記遮蔽層に正および負の直流電圧をそれ
    ぞれ交互に所定の回数繰り返してバイアスする第1のス
    テップと、 前記電力ケーブル線路の前記遮蔽層に前記正および負の
    直流電圧をそれぞれ交互に所定の回数繰り返してバイア
    スした後、前記電力ケーブル線路の前記遮蔽層に正およ
    び負の直流電圧をバイアスして前記接地線に流れる直流
    電流を測定する第2のステップと、 前記接地線に流れる直流電流の極性差分から劣化信号を
    求める第3のステップにより、 前記電力ケーブル線路の前記架橋ポリエチレン絶縁体の
    絶縁劣化を検出することを特徴とする電力ケーブルの活
    線診断方法。
  2. 【請求項2】前記第1及び第2のステップは、前記接地
    線に挿入された両極性の直流バイアス電源によって前記
    正および負の直流電圧を発生するステップを含むことを
    特徴とする請求項1に記載の電力ケーブルの活線診断方
    法。
  3. 【請求項3】前記第2のステップは、前記接地線に挿入
    されたローパスフィルタによって前記直流電流を検出す
    るステップを含むことを特徴とする請求項1に記載の電
    力ケーブルの活線診断方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113567885A (zh) * 2021-07-22 2021-10-29 广东电网有限责任公司 一种地线绝缘子故障预警装置及其预警方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113567885A (zh) * 2021-07-22 2021-10-29 广东电网有限责任公司 一种地线绝缘子故障预警装置及其预警方法
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