JP2008216144A - Method of exposing interfacial defect of aerial cable connection body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力ケーブル、特に配電用の架空ケーブル接続体の界面欠陥顕在化方法に関するものである。 The present invention relates to a method for revealing an interface defect of a power cable, particularly an aerial cable connector for power distribution.
配電用高圧架空ケーブル分岐接続体(以下、「ケーブル分岐接続体」という。)において、絶縁劣化が進行すると、その絶縁劣化部位で部分放電が発生する。そこで、ケーブル分岐接続体における絶縁劣化診断は、その部分放電の発生状態を検出することにより行なわれてきた。 In the distribution high-voltage overhead cable branch connection body (hereinafter referred to as “cable branch connection body”), when insulation deterioration progresses, partial discharge occurs at the insulation deterioration portion. Therefore, the insulation deterioration diagnosis in the cable branch connector has been performed by detecting the occurrence state of the partial discharge.
従来のケーブル分岐接続体の絶縁劣化診断方法として、筐体外側に電極を設け、電極の電位変動信号を検出して3相分の信号の差分を取ることにより、ケーブル分岐接続体の絶縁劣化診断を行うものがある(例えば、特許文献1参照。)。 As a conventional method for diagnosing insulation deterioration of cable branch connections, insulation deterioration diagnosis of cable branch connections is made by providing electrodes on the outside of the housing, detecting potential fluctuation signals of the electrodes, and taking the difference of the signals for the three phases. (For example, refer to Patent Document 1).
特許文献1の方法によると、現地において測定される信号からノイズ成分を除去して部分放電による信号のみを検出するので、絶縁劣化診断を容易かつ正確に行うことができる。
According to the method of
また、現地作業において環境ノイズが大である場合、ケーブル分岐接続体の部分放電を精度よく検出することが難しい。そこで、ケーブルに取り付けた変流器から高周波電流信号を検出し、その波形パターンと周波数スペクトルに基づいて絶縁劣化の度合いを診断するものがある(例えば、特許文献2参照。)。 Moreover, when environmental noise is large in field work, it is difficult to accurately detect the partial discharge of the cable branch connector. Therefore, there is a type that detects a high-frequency current signal from a current transformer attached to a cable and diagnoses the degree of insulation deterioration based on the waveform pattern and frequency spectrum (see, for example, Patent Document 2).
特許文献2の方法によると、部分放電信号と環境ノイズのS/N比が向上することによってより小さい部分放電でも精度よく診断することができる。 According to the method of Patent Document 2, the S / N ratio between the partial discharge signal and the environmental noise is improved, so that even a small partial discharge can be diagnosed with high accuracy.
また、絶縁劣化部位は、乾燥状態と浸潤状態とで部分放電の発生状況に差が生じることが知られている。そのため、絶縁部の電気導電性に基づいて劣化状態を判定する方法が提案されている(例えば、特許文献3参照。)。 Moreover, it is known that the insulation degradation site | part will produce a difference in the generation | occurrence | production situation of a partial discharge by a dry state and an infiltration state. Therefore, a method for determining the deterioration state based on the electrical conductivity of the insulating portion has been proposed (see, for example, Patent Document 3).
特許文献3の方法によると、アース側外部半導電性ゴム嵌合部の電気導電性が低下している場合に絶縁部の劣化が進行していると判定している。
しかし、従来のケーブル分岐接続体の絶縁劣化診断によると、診断時に必ずしも欠陥に応じた劣化信号が発生しているとは限らないため、欠陥を有するにもかかわらず劣化信号が発生していない場合には絶縁特性の良否について正しく判断できないという問題がある。 However, according to the conventional insulation deterioration diagnosis of cable branch connections, a deterioration signal corresponding to the defect is not always generated at the time of diagnosis. However, there is a problem that the quality of insulation characteristics cannot be judged correctly.
配電用の高圧ケーブル線路は運転電界が比較的低いことから、絶縁劣化の進行が遅く、通常は定期的に劣化信号を測定し、その大きさを判定基準と比較して絶縁特性の良否を判断している。しかし、欠陥部から発生する劣化信号は、連続的に発生しているわけではなく、発生・停止を繰り返しながら徐々に大になる傾向を示すことから、従来の定期診断方法では試験中に劣化信号が停止している場合も考えられる。 High-voltage cable lines for distribution use have a relatively low operating electric field, so the progress of insulation deterioration is slow. Usually, the deterioration signal is measured regularly and the magnitude is compared with the judgment criteria to determine the quality of the insulation characteristics. is doing. However, the deterioration signal generated from the defective part does not occur continuously, but tends to increase gradually while repeating generation and stoppage. It is also possible that is stopped.
このように、測定タイミングで偶然に劣化信号が停止していた場合、欠陥を生じていながらも「健全品」と誤判断されてしまう欠点があった。この他に実線路では測定対象物の周囲にも高電圧が印加されている設備が多数あり、これら測定対象物の周囲機器で発生している劣化信号が誘導して検出されてしまうことも懸念される。 As described above, when the degradation signal is stopped by chance at the measurement timing, there is a defect that it is erroneously determined as a “healthy product” even though the defect is generated. In addition to this, there are many facilities on the actual line where high voltage is applied around the object to be measured, and it is also concerned that the deterioration signal generated in the surrounding equipment of the object to be measured is induced and detected. Is done.
従って、本発明の目的は、絶縁劣化等の診断時に確実に欠陥を顕在化でき、誤判断を防ぐことのできる架空ケーブル接続体の界面欠陥顕在化方法を提供することにある。 Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for revealing interface defects in an aerial cable connection body that can surely reveal defects during diagnosis of insulation deterioration or the like and prevent erroneous determination.
本発明は上記目的を達成するため、架空ケーブル接続体の劣化信号測定を実行する第1の工程と、前記劣化信号測定の実行中に前記架空ケーブル接続体の所定の部位に外乱を加える第2の工程と、前記外乱の付与に基づく前記劣化信号測定の信号出力状況を観察する第3の工程とを含む架空ケーブル接続体の界面欠陥顕在化方法を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a first step of performing a degradation signal measurement of an aerial cable connection body and a second step of applying a disturbance to a predetermined part of the aerial cable connection body during the execution of the degradation signal measurement. And a third step of observing the signal output status of the degradation signal measurement based on the application of the disturbance, a method for revealing interface defects in an aerial cable connector is provided.
本発明によれば、絶縁劣化等の診断時に確実に欠陥を顕在化でき、誤判断を防ぐことができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a defect can be reliably exposed at the time of diagnosis, such as insulation deterioration, and a misjudgment can be prevented.
測定対象物である架空ケーブル接続体に間欠的に劣化信号が発生する場合、外乱として機械的振動を加えることで劣化信号の発生様相が変化(増加傾向又は減少傾向)する。このことから、架空ケーブル接続体もしくはその周辺機器で発生し、架空ケーブル接続体に誘導して検出されるノイズ等の被疑的な劣化信号か、真の劣化信号かを判別でき、欠陥の存在を顕在化することができる。被疑的な劣化信号の場合、機械的振動を加えても検出信号に変化を生じないからである。 When a degradation signal is intermittently generated in an aerial cable connector as a measurement object, the appearance of the degradation signal changes (increases or decreases) by applying mechanical vibration as a disturbance. From this, it is possible to determine whether the signal is a suspicious deterioration signal such as noise that occurs in an aerial cable connection body or its peripheral equipment, and is detected by guiding it to the aerial cable connection body, or a true deterioration signal. Can manifest. This is because in the case of a suspicious deterioration signal, the detection signal does not change even when mechanical vibration is applied.
図1は、本発明の実施の形態に係る部分放電検出回路と診断対象の架空ケーブル接続体を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing a partial discharge detection circuit and an aerial cable connection body to be diagnosed according to an embodiment of the present invention.
この架空ケーブル接続体1は、幹線ケーブルから分岐ケーブルを分岐させるために設けられるものであり、アルミニウムによって構成されて部分放電信号を検出するための検電部100を有する金属ケース10と、金属ケース10内に収容される接続体本体11で構成されている。
The
接続体本体11は、幹線側に設けられる幹線ケーブル挿入部120から挿入される図示しない幹線ケーブルの導体と接続される中心導体スリーブ121と、中心導体スリーブ121とチューリップコンタクト122を介して接続される導体分岐部123と、導体分岐部123の分岐側に接続される分岐ケーブル挿入部125とを有し、外部半導電層111,絶縁層112,内部半導電層113からなるゴムユニット110によって覆われて金属ケース10内に収容された構成を有する。
The connecting body 11 is connected via a
検電部100は、ゴムユニット110の絶縁層112に接触するように設けられる金属端子である検電端子101と、検電端子101を外部環境から保護する開閉自在な保護カバー102とを有し、保護カバー102は金属ケース10に軸104を介して回転自在に支持されている。
The voltage detection unit 100 includes a
部分放電測定回路は、分岐ケーブル挿入部125に接続され、供試品に電圧を印加する課電トランス2と、架空ケーブル接続体1の検電端子101と金属ケース10に信号線4,5を介して電気的に接続される検出インピーダンス6と、検出インピーダンス6に接続される同調増幅器7と、同調増幅器7の出力信号に基づく可視表示を行う表示部を備えた波形モニタ8を有する。
The partial discharge measuring circuit is connected to the branch cable insertion part 125, and the
図2は、図1に示す架空ケーブル接続体での部分放電測定動作を示すフローチャートである。 FIG. 2 is a flowchart showing a partial discharge measurement operation in the aerial cable connector shown in FIG.
まず、検電部100の保護カバー102を開けて検電端子101に信号線4を接続し、金属ケース10に信号線5を接続するとともに、分岐ケーブル挿入部125に課電トランス2と接続された分岐ケーブルを挿入して(S101)部分放電の測定を開始する(S102)。
First, the protective cover 102 of the voltage detection unit 100 is opened, the signal line 4 is connected to the
次に、部分放電測定工程として、課電トランス2を稼働させて幹線ケーブルに課電する(S103)。 Next, as the partial discharge measurement step, the power transformer 2 is operated to apply power to the trunk cable (S103).
次に、外乱付与工程として、分岐ケーブル挿入部125に挿入されている分岐ケーブルの根元に梃子の原理を利用して、外乱としての機械的振動を加える(S104)。 Next, as a disturbance applying step, mechanical vibration as a disturbance is applied to the root of the branch cable inserted into the branch cable insertion portion 125 using the principle of insulator (S104).
このようにして部分放電を測定しながら課電することにより、部分放電の発生状況に応じた検出信号が出力される。同調増幅器7は、選択された測定周波数で同調増幅する。増幅された検出信号は波形モニタ8に出力される。オペレータは、波形モニタ8に表示される信号波形を監視することにより絶縁劣化の発生状況を観察する(S105)。絶縁劣化の観察を開始してから一定時間が経過するまで観察を継続し(S106:No)、経過後に終了する(S106:Yes)。
By applying power while measuring the partial discharge in this way, a detection signal corresponding to the occurrence state of the partial discharge is output. The tuning amplifier 7 tunes and amplifies at a selected measurement frequency. The amplified detection signal is output to the
図3は、図1に示す分岐ケーブル挿入部を示す部分拡大図である。図示するように金属ケース10に分岐ケーブル20が挿入された状態で、分岐ケーブル20に矢印で示すように外力21を加えると、分岐ケーブル挿入部125を支点として金属ケース10全体に機械的振動が伝わる。
FIG. 3 is a partially enlarged view showing the branch cable insertion portion shown in FIG. As shown in the figure, when an external force 21 is applied to the
図4は、架空ケーブル接続体のゴムユニットと、幹線ケーブル挿入部,分岐ケーブル挿入部に挿入されているケーブルの絶縁体表面との界面に欠陥を有する場合の部分放電測定時における観測波形を示し、(a)は機械的振動を加えないときの波形、(b)は機械的振動を加えたときの波形である。なお、同図においては、モニタ表示画面50に課電電圧51、参考データとしての漏れ電流52、検電端子から得られた部分放電検出信号53の波形を示している。
Fig. 4 shows the observed waveforms at the time of partial discharge measurement when there is a defect at the interface between the rubber unit of the aerial cable connector and the insulator surface of the cable inserted in the trunk cable insertion part and branch cable insertion part. (A) is a waveform when mechanical vibration is not applied, and (b) is a waveform when mechanical vibration is applied. In the figure, the
架空ケーブル接続体1の絶縁破壊は、ケーブルとの界面破壊が多くを占めており、その原因となるのは異物の挟みこみや部品の細りによって欠陥(界面ギャップ)を生じることである。そのため、界面に欠陥を生じている場合には、界面を刺激することによって欠陥を顕在化させることができ、さらにその方法として、打撃による機械的振動を外乱として測定対象物に加えることが、簡便かつ有効であることが本発明者によって確認された。
The dielectric breakdown of the
機械的振動を加えない状態では、図4(a)に示すように欠陥を有しながらも、部分放電信号が検出されない場合があるが、図3に示すように分岐ケーブル20に機械的振動を加えた場合には、図4(b)に示すように部分放電検出信号53にパルス状信号53Pが現れており、機械的振動を加えることによって界面の欠陥が顕在化していることがわかる。
In a state where no mechanical vibration is applied, there is a case where a partial discharge signal is not detected even though there is a defect as shown in FIG. 4A, but mechanical vibration is applied to the
図5は、架空ケーブル接続体のゴムユニットと、幹線ケーブル挿入部,分岐ケーブル挿入部に挿入されているケーブルの絶縁体表面との界面が正常の場合の部分放電測定時における観測波形を示し、(a)は機械的振動を加えないときの波形、(b)は機械的振動を加えたときの波形である。 FIG. 5 shows an observation waveform at the time of partial discharge measurement when the interface between the rubber unit of the aerial cable connection body and the insulator surface of the cable inserted into the trunk cable insertion part and the branch cable insertion part is normal. (A) is a waveform when no mechanical vibration is applied, and (b) is a waveform when mechanical vibration is applied.
図5に示すように、界面の状態が正常であるときは機械的振動の有無にかかわらずパルス状信号は検出されず、良好なケーブル接続状態であることがわかる。このことから、ケーブル中心導体と、架空ケーブル接続体1の設置電位間の絶縁抵抗を測定しながら、測定対象に外乱を加えることにより、絶縁抵抗測定値の変化の有無を観察し、そのことによって劣化点や故障(破壊)点を特定することも可能である。
As shown in FIG. 5, when the interface state is normal, no pulse signal is detected regardless of the presence or absence of mechanical vibration, and it can be seen that the cable is in a good connection state. From this, while measuring the insulation resistance between the cable center conductor and the installation potential of the
なお、上記した欠陥の顕在化方法は、複数の架空ケーブル接続体1が接続されている線路に対しても適用することが可能である。
In addition, the above-described defect manifesting method can be applied to a line to which a plurality of
その応用例としては、例えば、複数の架空ケーブル接続体1が接続されている線路において、試験対象線路の部分放電信号や損失電流等の劣化信号を測定しながら電圧印加し、各架空ケーブル接続体1に外乱として機械的振動を順次加えていく。この作業中に、監視している検出信号の挙動が変化したときに機械的振動を加えている架空ケーブル接続体に欠陥が生じているものと判定することができる。
As an application example thereof, for example, in a line to which a plurality of
また、外乱の付与方法についても、上記した機械的振動を測定対象物に加えるものに限定されず、例えば、測定対象物を加熱又は冷却することによる外乱であってもよい。この場合には、測定対象物の温度変化に基づいて架空ケーブル接続体1のゴムユニット110とケーブルの絶縁体表面との界面ギャップを変化させることに基づいて欠陥を顕在化させる。機械的振動を加える部位についても、上記した分岐ケーブルの根元に限定されず、金属ケース10等の他の場所であってもよい。
Also, the method for applying the disturbance is not limited to the above-described mechanical vibration applied to the measurement object, and may be a disturbance caused by heating or cooling the measurement object, for example. In this case, the defect is revealed based on changing the interface gap between the rubber unit 110 of the
上記した本発明の実施の形態によると、線路を生かした状態で、架空ケーブル接続体1に機械的振動を加えることにより欠陥を顕在化することができるため、絶縁性能を的確に把握することができる。また、架空ケーブル接続体1からケーブルを引き抜いて界面を目視観察するといった手間を省くことができ、保守点検に際して線路の送電を停止することなく、かつ診断作業を簡易に行えることによるメンテナンスコストの削減や、診断時間の制約を受けないことによる診断業務の効率化によるコスト削減に寄与する。
According to the above-described embodiment of the present invention, it is possible to reveal defects by applying mechanical vibration to the
なお、上記した実施の形態では、架空ケーブル接続体1における部分放電測定時に外乱を加える方法を説明したが、部分放電測定に限定されず、損失電流変化についての測定時や、接地線電流変化についての測定時に外乱を加える場合についても、欠陥を顕在化させるとともに正しい劣化診断を可能にする方法として有効である。
In the embodiment described above, the method of applying a disturbance at the time of partial discharge measurement in the
また、図1には、線路とは別に課電トランス2を用意する場合について説明したが、例えば、実線路に設けられている商用トランスを用いた活線作業も可能である。 Moreover, although FIG. 1 demonstrated the case where the power transmission transformer 2 was prepared separately from a track | line, for example, the hot-line operation | work using the commercial transformer provided in the actual track | line is also possible.
1…架空ケーブル接続体、2…課電トランス、4,5…信号線、6…検出インピーダンス、7…同調増幅器、8…波形モニタ、10…金属ケース、11…架空ケーブル接続体、20…分岐ケーブル、21…外力、100…検電部、101…検電端子、102…保護カバー、104…軸、110…ゴムユニット、111…外部半導電層、112…絶縁層、113…内部半導電層、120…幹線ケーブル挿入部、121…中心導体スリーブ、122…チューリップコンタクト、123…導体分岐部、125…分岐ケーブル挿入部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記劣化信号測定の実行中に前記架空ケーブル接続体の所定の部位に外乱を加える第2の工程と、
前記外乱の付与に基づく前記劣化信号測定の信号出力状況を観察する第3の工程とを含むことを特徴とする架空ケーブル接続体の界面欠陥顕在化方法。 A first step of performing a degradation signal measurement of an aerial cable connector;
A second step of applying a disturbance to a predetermined part of the aerial cable connection body during execution of the deterioration signal measurement;
And a third step of observing the signal output status of the degradation signal measurement based on the application of the disturbance.
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CN103323757A (en) * | 2013-06-21 | 2013-09-25 | 国家电网公司 | Power distribution cabinet gas insulation intensity prediction device and method |
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