JP2003207537A - 電力ケーブルの直流バイアス式活線診断システムおよび電力ケーブルの直流バイアス式活線診断方法 - Google Patents

電力ケーブルの直流バイアス式活線診断システムおよび電力ケーブルの直流バイアス式活線診断方法

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JP2003207537A
JP2003207537A JP2002002757A JP2002002757A JP2003207537A JP 2003207537 A JP2003207537 A JP 2003207537A JP 2002002757 A JP2002002757 A JP 2002002757A JP 2002002757 A JP2002002757 A JP 2002002757A JP 2003207537 A JP2003207537 A JP 2003207537A
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JP
Japan
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power cable
secondary battery
bias
direct
live
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JP2002002757A
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English (en)
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Shin Kataoka
慎 片岡
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Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電力ケーブルの水トリー劣化などの劣化状態
を診断するための直流バイアス用の電源を長寿命で安価
とすることができる電力ケーブルの直流バイアス式活線
診断システムを提供する。 【解決手段】 片端接地された活線状態のCVT11の
内導体に二次電池16により直流電圧をバイアスし、こ
のバイアス時にCVT11に流れる直流成分を商用波除
去フィルタ13を介して直流成分測定装置14で測定す
る。また、二次電池16の残量容量を電池電圧監視回路
17で検出し、この残量容量が所定値以下となった際に
充放電回路18で二次電池16に充電を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力ケーブル導体
に活線状態で直流電圧をバイアスしたときの接地線電流
を測定し、ケーブルの劣化状態を推定する手法におい
て、特に直流電圧をバイアスするための出力が安定し継
続的に使用することができる電力ケーブルの直流バイア
ス式活線診断システムおよび電力ケーブルの直流バイア
ス式活線診断方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電力ケーブルの劣化状態を推定す
る場合、片端接地された活線状態の電力ケーブルの外導
又は内導に直流電圧をバイアスする為の回路(直流バイ
アス電源を用いた回路)を、その電力ケーブルに接続さ
れたGPT(Grounding Potential Transformer:接地形
計器用変圧器)または電力ケーブルの接地線に取り付け
る。さらに接地線を流れる直流電流を検出することがで
きる回路を電力ケーブルの接地線に取付けることによ
り、直流バイアス時の直流成分を劣化信号として測定し
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の電力ケ
ーブルの直流バイアス式活線診断システムにおいては、
安定した直流バイアス電源として乾電池を用いていた
が、長期にわたり継続的に、かつ自動で劣化診断を実施
する際には電池寿命が問題となり、適用は困難であっ
た。
【0004】このような乾電池の寿命上の制約から、電
力設備に据付定期的に自動診断を実施する集中監視型の
システムに対しては他の電源を用意する必要があった。
直流バイアス用の電源は、低入力インピーダンスであ
り、且つ外部からの商用波電流が加わった場合でも直
流出力が安定していることが求められる。しかしなが
ら、一般的な直流電源として用いられているAC/DC
電源は上記との条件を満たしているものは少なく、
高価である問題があった。
【0005】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、電力ケーブルの水トリー劣化などの劣化状態を
診断するための直流バイアス用の電源を長寿命で安価と
することができる電力ケーブルの直流バイアス式活線診
断システムおよび電力ケーブルの直流バイアス式活線診
断方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の電力ケーブルの直流バイアス式活線診断シ
ステムは、片端接地された活線状態の電力ケーブルの内
導体に直流電圧をバイアスする二次電池と、前記二次電
池の残量容量を検出する監視手段と、前記監視手段で前
記残量容量が所定値以下となった際に前記二次電池に充
電を行う充放電手段と、前記電力ケーブルに流れる直流
成分を測定する測定手段とを具備することを特徴として
いる。
【0007】また、前記充放電手段は、前記二次電池の
充電時に満充電状態となった際に、前記二次電池の出力
電圧が放電温度特性における安定領域となる充電容量ま
で放電することを特徴としている。
【0008】また、前記二次電池は、前記電力ケーブル
の内導体に代え、外導体に直流電圧をバイアスすること
を特徴としている。
【0009】また、本発明の電力ケーブルの直流バイア
ス式活線診断方法は、片端接地された活線状態の電力ケ
ーブルの内導体に二次電池により直流電圧をバイアス
し、このバイアス時に前記電力ケーブルに流れる直流成
分を測定し、また、前記二次電池の残量容量を検出し、
この残量容量が所定値以下となった際に前記二次電池に
充電を行うことを特徴としている。
【0010】また、前記二次電池の充電時に満充電状態
となった際に、前記二次電池の出力電圧が放電温度特性
における安定領域となる充電容量まで放電することを特
徴としている。
【0011】また、前記電力ケーブルの内導体に代え、
外導体に前記二次電池により直流電圧をバイアスするこ
とを特徴としている。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。
【0013】(実施の形態)図1は、本発明の実施の形
態に係る電力ケーブルの直流バイアス式活線診断システ
ムの構成を示すブロック図である。
【0014】この図1に示す電力ケーブルの直流バイア
ス式活線診断システムは、片側接地とされた電力ケーブ
ルであるCVT(トリプレックス形架橋ポリエチレン絶
縁ビニルシースケーブル)11と、CVT11の内導体
に接続されたGPT12と、CVT11に接続された商
用波除去フィルタ13と、商用波除去フィルタ13に接
続された直流成分測定装置14と、直流成分測定装置1
4に接続されたコンピュータによる集中監視装置15
と、GPT12に接続された二次電池16と、二次電池
16に接続された電池電圧監視回路17および充放電回
路18とを備えて構成されている。
【0015】この構成のシステムは、水トリー劣化した
CVT11に対して、劣化信号である直流成分を高感度
に検出するものであり、AC課電状態のCVT11の内
導体に二次電池16で直流バイアス電圧を印加すること
によって、直流成分を増幅させてCVT11の劣化状態
を測定するものである。この測定は、商用波除去フィル
タ13で商用波が除去されることにより残った直流成分
を直流成分測定装置14で測定するものである。この測
定結果が、集中監視装置15のディスプレイに表示され
る。
【0016】本実施の形態の特徴は、直流バイアス電圧
を印加する手段として再充電可能な二次電池16を用
い、この二次電池16に必要に応じて補充電および放電
を行うことができる充放電回路18を組み合わせたこと
にある。
【0017】充放電回路18は、二次電池16の残量容
量の低下が電池電圧監視回路17で検出された際に自動
的に充電を行う。また、メモリー効果による二次電池1
6の電池容量の低下を防止するために二次電池16の充
電は、充放電回路18が備える定電流放電回路を用いて
二次電池16を完全放電させてから実施する。
【0018】また、充電完了直後は、二次電池16に負
荷がかかった場合、電池16の直流出力電圧の変動が比
較的大きく、直流成分測定誤差の原因となることから、
二次電池16の充電完了後には必ず電池16の全容量の
20%程度を放電させることにより、電池16の出力電
圧を安定させてからバイアス測定を実施する。これは、
図2に示す二次電池16の放電温度特性(出力電圧−放
電容量特性)の図から分かるように、二次電池16の出
力電圧は充電直後では低下傾向が大きいものの、電池1
6の全容量の20%程度が放電されると出力電圧は安定
傾向(出力電圧の安定領域H)となるからである。
【0019】次に、CVT11の直流バイアス式活線診
断方法を、図3に示すフローチャートを参照して説明す
る。
【0020】まず、ステップS1において、CVT11
の劣化状態を診断開始(測定開始)するか否かが判断さ
れる。これは、集中監視装置15の制御により一定間隔
で自動的に測定開始されるものである。
【0021】診断開始となった場合、ステップS2にお
いて、商用波除去フィルタ13でCVT11に伝搬され
る商用波が除去されることにより残った直流成分が直流
成分測定装置14で測定される。ステップS3におい
て、その測定結果(診断結果)が、直流成分測定装置1
4が備える記憶装置に保存される。又は、集中監視装置
15へ出力され、集中監視装置15が備える記憶装置に
保存される。この保存された診断結果から監視者がCV
T11の劣化状態を判断することができる。
【0022】次に、ステップS4において、電池電圧監
視回路17で二次電池16の残量容量が所定値以下に低
下したか否かが判断される。低下していなければ、ステ
ップS1に戻って上記診断処理を継続し、低下していれ
ばステップS5に進む。
【0023】ステップS5において、電池電圧監視回路
17による監視結果に応じて充放電回路18で、二次電
池16の定電流放電が行われる。この際、100%の定
電流放電が行われる。この後、ステップS6において、
充放電回路18により二次電池16の充電が行われる。
【0024】この際、100%充電された後、上記で説
明した理由によって20%の定電流放電が行われる。こ
の後、ステップS8において、電池電圧監視回路17で
二次電池16の残量容量が所定値以下に低下したか否か
が判断される。低下していなければ、ステップS1に戻
って上記診断処理を継続し、低下していればステップS
9において、集中監視装置15に対して二次電池16の
交換指示が通知される。この通知を集中監視装置15の
ディスプレイに表示することによって監視者が二次電池
16の交換を行う。
【0025】このように、本実施の形態の電力ケーブル
の直流バイアス式活線診断システムによれば、片端接地
された活線状態のCVT11の内導体に二次電池16に
より直流電圧をバイアスし、このバイアス時にCVT1
1に流れる直流成分を商用波除去フィルタ13を介して
直流成分測定装置14で測定する。また、二次電池16
の残量容量を電池電圧監視回路17で検出し、この残量
容量が所定値以下となった際に充放電回路18で二次電
池16に充電を行うようにした。
【0026】これによって、電力ケーブルであるCVT
11への直流バイアス電源(乾電池)として、充電可能
な二次電池16が用いられているので、従来、長期にわ
たり継続的に自動で電力ケーブルの劣化診断を実施する
際に問題となっていた直流バイアス電源の寿命を長くす
ることができ、また、直流バイアス電源を安価で済ませ
ることができる。
【0027】また、二次電池16の充電時に満充電状態
となった際に、二次電池16の出力電圧が放電温度特性
における安定領域となる充電容量まで放電するようにし
たので、直流成分に混入するノイズ成分を低下させるこ
とができ、これによって確度の高い水トリー劣化などの
劣化診断を行うことができる。
【0028】この他、図4に示すようにCVT11の内
導体に代え、外導体に二次電池16により直流電圧をバ
イアスする構成としても上記同様の効果を得ることがで
きる。
【0029】この図4のシステム構成は、CVT11に
二次電池16を接続し、この二次電池16に電池電圧監
視回路17および充放電回路18を接続し、さらに二次
電池16に商用波除去フィルタ13を介して直流成分測
定装置14を接続し、この直流成分測定装置14に集中
監視装置15を接続して成る。この構成のシステムで
は、AC課電状態のCVT11の外導体に二次電池16
で直流バイアス電圧が印加されることによって、直流成
分が増幅されてCVT11の劣化状態が測定される。こ
の測定は、二次電池16を介して商用波除去フィルタ1
3に入力される商用波が、商用波除去フィルタ13除去
されることにより残った直流成分が、直流成分測定装置
14で測定され、この測定結果が、集中監視装置15の
ディスプレイに表示される。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
片端接地された活線状態の電力ケーブルの内導体に二次
電池により直流電圧をバイアスし、このバイアス時に電
力ケーブルに流れる直流成分を測定し、また、二次電池
の残量容量を検出し、この残量容量が所定値以下となっ
た際に二次電池に充電を行うようにしたので、電力ケー
ブルの水トリー劣化などの劣化状態を診断するための直
流バイアス用の電源を長寿命で安価とすることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る電力ケーブルの直流
バイアス式活線診断システムの構成を示すブロック図で
ある。
【図2】二次電池の放電温度特性の一例を示す図であ
る。
【図3】本実施の形態に係る電力ケーブルの直流バイア
ス式活線診断方法の動作を説明するためのフローチャー
トである。
【図4】他の実施の形態に係る電力ケーブルの直流バイ
アス式活線診断システムの構成を示すブロック図であ
る。
【符号の説明】
11 CVT(トリプレックス形架橋ポリエチレン絶縁
ビニルシースケーブル) 12 GPT(Grounding Potential Transformer:接地
形計器用変圧器) 13 商用波除去フィルタ 14 直流成分測定装置 15 集中監視装置 16 二次電池 17 電池電圧監視回路 18 充放電回路

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 片端接地された活線状態の電力ケーブル
    の内導体に直流電圧をバイアスする二次電池と、 前記二次電池の残量容量を検出する監視手段と、 前記監視手段で前記残量容量が所定値以下となった際に
    前記二次電池に充電を行う充放電手段と、 前記電力ケーブルに流れる直流成分を測定する測定手段
    とを具備することを特徴とする電力ケーブルの直流バイ
    アス式活線診断システム。
  2. 【請求項2】 前記充放電手段は、前記二次電池の充電
    時に満充電状態となった際に、前記二次電池の出力電圧
    が放電温度特性における安定領域となる充電容量まで放
    電することを特徴とする請求項1記載の電力ケーブルの
    直流バイアス式活線診断システム。
  3. 【請求項3】 前記二次電池は、前記電力ケーブルの内
    導体に代え、外導体に直流電圧をバイアスすることを特
    徴とする請求項1または2記載の電力ケーブルの直流バ
    イアス式活線診断システム。
  4. 【請求項4】 片端接地された活線状態の電力ケーブル
    の内導体に二次電池により直流電圧をバイアスし、この
    バイアス時に前記電力ケーブルに流れる直流成分を測定
    し、また、前記二次電池の残量容量を検出し、この残量
    容量が所定値以下となった際に前記二次電池に充電を行
    うことを特徴とする電力ケーブルの直流バイアス式活線
    診断方法。
  5. 【請求項5】 前記二次電池の充電時に満充電状態とな
    った際に、前記二次電池の出力電圧が放電温度特性にお
    ける安定領域となる充電容量まで放電することを特徴と
    する請求項4記載の電力ケーブルの直流バイアス式活線
    診断方法。
  6. 【請求項6】 前記電力ケーブルの内導体に代え、外導
    体に前記二次電池により直流電圧をバイアスすることを
    特徴とする請求項4または5記載の電力ケーブルの直流
    バイアス式活線診断システム。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105629125A (zh) * 2014-10-30 2016-06-01 国家电网公司 一种变压器直流偏磁检测装置
CN115902751A (zh) * 2022-10-20 2023-04-04 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 检测cvt电容单元的膜纸绝缘损坏的试验模型及方法

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