JP2010136518A

JP2010136518A - 電気設備の補修方法

Info

Publication number: JP2010136518A
Application number: JP2008309471A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Imai; 健今井; Katsumi Shibahara; 勝己柴原; Taro Kuramochi; 太郎倉持
Original assignee: Tokyo Electric Power Co Inc
Current assignee: Tokyo Electric Power Company Holdings Inc
Priority date: 2008-12-04
Filing date: 2008-12-04
Publication date: 2010-06-17

Abstract

【課題】電気設備に熱を加えることなく、また特別の熟練技術を必要とすることなく、電気設備の絶縁性能の回復補修を行うことができる電気設備の補修方法を提供することである。
【解決手段】常温で流体で電気設備の外被に付着する粘度を有し、外気に接触することにより固化または半固化し固化または半固化した状態で外被と同じか外被より低い硬度を有し、外被より大きい抵抗率を有し、外被の耐温度特性より高い耐温度特性を有する補修剤を用意する。そして、外被の損傷部に補修剤を充填して電気設備の絶縁性能の回復補修を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、導体を絶縁層で被覆した電気設備の最外層の外被に生じた損傷部を補修する電気設備の補修方法に関する。

導体を絶縁層で被覆した電気設備、例えば、電力ケーブルは導体が絶縁層及び絶縁材の外被（シース）で覆われて構成されている。図７は架橋ポリエチレン絶縁ケーブル（以下、ＣＶケーブルという）の断面図である。導体１１の外周部に内部半導電層１２を介して絶縁層１３が設けられ、絶縁層１３の外周に外部半導電層１４が設けられている。内部半導電層１２及び外部半導電層１４により、絶縁層内部の電界分布を一様にして電界の局部集中による絶縁破壊を防止している。そして、外部半導電層１４の外周には、充電電流や事故電流の通電路となる銅ワイヤーの遮蔽層１５が設けられ、さらに、その外周に遮水層１６が形成され、最外層に絶縁材の外被１７が形成されている。このような電力ケーブルの外被に損傷部が生じた場合には、損傷部を補修して所定の絶縁強度を保持できるようにしている。

図８は、電力ケーブルの外被に生じた損傷部を補修する従来の方法の一例の説明図である。図８（ａ）に示すように、電力ケーブルの外被１７の損傷部１８に対して、半田こて１９にて外被片２０を溶融して、図８（ｂ）に示すように、溶融した外被片２０ａを損傷部１８に流し込む。この場合、損傷部１８の周辺の外被１７も半田こて１９の熱により溶かして外被１７全体が一体となるように、外被１７の面より少し盛り上げるように仕上げていく。そして、損傷部１８に溶融した外被片２０ａが安定して埋め込まれるように、盛り上がった補修箇所に、さらに、熱及び機械的圧力を加えて補修箇所を安定化させる。そして、図８（ｃ）に示すように、盛り上がっている箇所を削り平坦にして補修を終了する。

また、電力ケーブルの外被に生じた損傷部を補修するものとして、所定温度を有するヘラを表面に付着する樹脂を随時除去しながら損傷部に押圧して溶融させることにより、シースの外周面と同一面上の修復面を露出させた後、修復面をヘラにより溶融させてからシースを溶解可能な溶剤により拭き取るようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−３０４５２８号公報

しかし、特許文献１や従来のものでは、電力ケーブルの外被１７に熱を加えるものであるので、熱に弱い絶縁層（架橋ポリエチレン絶縁体）１３のすぐ近くで、高熱となる半田コテやヘラを使用することになるため、間違って熱を絶縁層１３に加えると、電力ケーブルの電気性能を著しく低下させることになる。このため、特許文献１や従来のものでは、高い熟練技術を必要とし、特別の技能を有した一部の技術者にしかできない特殊な補修工法となっている。

このことから、補修コストが高く補修に時間がかかるだけでなく、補修のための技術伝承が困難であり、補修できる技術者の育成も難しい。また、補修が問題なく行われたことの確認が難しく、例えば、補修により絶縁層１３に熱の影響が無かったことを確認する方法もなく、補修により絶縁性能を低下させてしまうリスクも払拭できない。

本発明の目的は、電気設備に熱を加えることなく、また特別の熟練技術を必要とすることなく、電気設備の絶縁性能の回復補修を行うことができる電気設備の補修方法を提供することである。

請求項１の発明に係わる電気設備の補修方法は、常温で流体で電気設備の外被に付着する粘度を有し、外気に接触することにより固化または半固化し固化または半固化した状態で前記外被と同じか前記外被より低い硬度を有し、前記外被より大きい抵抗率を有し、前記外被の耐温度特性より高い耐温度特性を有する補修剤を用意し、前記外被の損傷部に前記補修剤を充填して前記電気設備の絶縁性能の回復補修を行うことを特徴とする。

請求項２の発明に係わる電気設備の補修方法は、請求項１の発明において、前記外被の損傷部を清掃し、清掃した前記損傷部に前記補修剤を充填して前記電気設備の絶縁性能の回復補修を行うことを特徴とする。

請求項３の発明に係わる電気設備の補修方法は、請求項１の発明において、前記外被の前記損傷部の周囲を切削して前記損傷部の開口部を広げ、開口部を広げた前記損傷部に前記補修剤を充填して前記電気設備の絶縁性能の回復補修を行うことを特徴とする。

請求項４の発明に係わる電気設備の補修方法は、請求項１の発明において、前記外被の前記損傷部の周囲を切削して前記損傷部の開口部を広げ、開口部を広げた前記損傷部を清掃し、清掃した前記損傷部に前記補修剤を充填して前記電気設備の絶縁性能の回復補修を行うことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、補修剤は、常温で流体で電気設備の外被に付着する粘度を有し、固化または半固化した状態で外被と同じか外被より低い硬度を有するので、外被に熱を加えることなく外被の損傷部に補修剤を容易に充填でき、しかも、充填後は固化または半固化して外被と同じか外被より低い硬度となるので、損傷部への付着力を維持できる。また、補修剤は、外被より大きい抵抗率を有し外被の耐温度特性より高い耐温度特性を有するので、補修により設備の絶縁性能を確保でき、補修箇所の温度による劣化もない。

請求項２の発明によれば、請求項１の効果に加え、外被の損傷部を清掃し、清掃した損傷部に補修剤を充填するので、損傷部全体に補修剤が行き渡り、絶縁性能の回復補修がより精密に行える。

請求項３の発明によれば、請求項１の効果に加え、外被の損傷部の周囲を切削して損傷部の開口部を広げ補修剤を充填するので、補修剤の充填がし易く作業性が向上し、しかも絶縁性能の回復補修がより精密に行える。

請求項４の発明によれば、請求項１の効果に加え、外被の損傷部の周囲を切削して損傷部の開口部を広げ、開口部を広げた損傷部を清掃し、清掃した損傷部に補修剤を充填するので、補修剤の充填がし易くなり、また、損傷部全体に補修剤が行き渡る。従って、作業性が向上し、しかも絶縁性能の回復補修がより精密に行える。

図１は本発明の実施の形態に係わる電気設備の補修方法の一例の工程図である。図１に示すように、まず、補修剤を用意する（Ｐ１）。そして、電気設備の外被の損傷部を清掃し（Ｐ２）、清掃した損傷部に補修剤を充填する（Ｐ３）。

ここで、補修剤は、粘度、硬度、抵抗率、耐温度特性として、以下の特性を有するものを使用する。

粘度は、常温で流体で電気設備の外被に付着する粘性を有し、例えば、６０Ｐａ・ｓ／２３℃〜１１０Ｐａ・ｓ／２３℃の粘度とする。これは、損傷部の傷口に補修剤を容易に流し込むことができ、流し込んだ補修剤が重力により垂れない程度の粘性を持たせるためである。

硬度は、補修剤が外気に接触することにより固化または半固化したときに、外被と同じか外被より低い硬度とする。これは、補修剤が固化または半固化した状態で外被から剥がれないようにするためである。

抵抗率は、外被より大きい抵抗率とする。これは、損傷部の補修箇所の絶縁性能を正常な外被部分の絶縁性能と同等に保つためである。

耐温度特性は、外被の耐温度特性より高い耐温度特性とする。これは、電力ケーブルの使用環境下における温度により、補修箇所が劣化するのを防止するためである。

以上の条件を満たす補修剤として、本発明の実施の形態では、例えば、セメダイン株式会社製の「ＳＵＰＥＲＸ」または「ＳＵＰＥＲＸＧ」を使用することとする。「ＳＵＰＥＲＸ」は粘度が６５Ｐａ・ｓ／２３℃であり、「ＳＵＰＥＲＸＧ」は粘度が９０Ｐａ・ｓ／２３℃である。「ＳＵＰＥＲＸ」の場合は、損傷部の傷口が下方に開口している場合には、損傷部の傷口に流し込んだ補修剤が重力により若干垂れる傾向にあるが、使用は可能である。「ＳＵＰＥＲＸＧ」は、損傷部の傷口が下方に開口している場合には、損傷部の傷口に流し込んだ補修剤が重力により垂れることはなかった。

次に、「ＳＵＰＥＲＸＧ」についての抵抗率について検討した。一般的なＣＶケーブルの外被（ケーブルシース）の体積抵抗値は、１．０×１０^１１［Ω・ｍ］である。これに対し、体積抵抗値が２．０×１０^１１［Ω・ｍ］である「ＳＵＰＥＲＸＧ」をシート状に固化し、そのシート厚［ｍｍ］が異なるものの体積抵抗値［Ω・ｍ］を測定した。その測定結果を表１に示す。

表１から分かるように、「ＳＵＰＥＲＸＧ」をシート状に固化した場合には、シート厚によってバラツキはあるものの一般的なＣＶケーブルの外被（ケーブルシース）の体積抵抗値に比較し、約７４倍〜約１６６倍の体積抵抗値を有する。従って、損傷部の補修箇所の絶縁性能を十分に保持できる。

次に、「ＳＵＰＥＲＸＧ」についての耐温度特性について検討した。「ＳＵＰＥＲＸＧ」は−６０℃〜１２０℃の耐久性を有しているが、電力ケーブルの使用状態において、外被（ケーブルシース）は通常−３０℃〜８０℃の範囲で使用されるため、固化した「ＳＵＰＥＲＸＧ」に−３０℃〜８０℃のヒートサイクル（１サイクル：−３０℃×１時間〜８０℃×１時間）を、１００回、３００回、５００回と与え、引っ張りせん断接着強さ［Ｎ／ｍｍ^２］を測定した。

その測定結果を表２に示す。

表２から分かるように、「ＳＵＰＥＲＸＧ」の引っ張りせん断接着強さ［Ｎ／ｍｍ^２］は、電力ケーブルの使用環境下における温度範囲（−３０℃〜８０℃）では、劣化しないことが確認できた。

図２は、図１に示した本発明の実施の形態に係わる電気設備の補修方法の一例における外被１７の損傷部１８の清掃工程Ｐ２及び補修剤の充填工程Ｐ３での作業内容の説明図である。図２（ａ）に示すように、電力ケーブルの外被１７の損傷部１８に補修剤の充填に支障となる毛羽立ちや塵埃がある場合には、毛羽立ちを取り除き塵埃を除去する清掃を行う。毛羽立ちは、例えば、紙ヤスリやナイフなどで研磨して取り除き、塵埃は刷毛で取り除いたり溶剤で洗浄して取り除く。そして、図２（ｂ）に示すように、毛羽立ちや塵埃を取り除いた状態とし、その毛羽立ちや塵埃を取り除いた損傷部１８に、前述した条件を満たす補修剤、例えば、「ＳＵＰＥＲＸＧ」を充填する。補修剤の損傷部１８への充填作業は、へら、刷毛、こて等を用いて塗る作業、ノズル、スポイド、注射器等で噴射する作業、これら双方の作業の併用で充填する。この充填作業により、図２（ｃ）に示すように、外被１７の損傷部１８には補修剤２１が充填される。損傷部１８の傷口が浅く広い場合には、へら、刷毛、こて等を用いて、損傷部１８の傷口を埋めるように補修剤を塗り充填するのに適している。一方、損傷部１８の傷口が奥行きが長く狭隘である場合には、ノズル、スポイド、注射器等を用いて損傷部１８の傷口を埋めるように補修剤を噴射して充填するのに適している。

ここで、電力ケーブルの外被１７の損傷部１８に補修剤２１の充填に支障となる毛羽立ちや塵埃がない場合には、清掃工程Ｐ２を省略することが可能である。

次に、図３は本発明の実施の形態に係わる電気設備の補修方法の他の一例の工程図である。この一例は、図１に示した一例に対し、損傷部の清掃工程Ｐ２の前工程として、外被の損傷部の周囲を切削する切削工程Ｐ１’を追加して設けたものである。この切削工程Ｐ１’では、外被の損傷部の周囲を切削して損傷部の開口部を広げる。そして、開口部を広げた損傷部を清掃し、清掃した損傷部に補修剤を充填する。

図４は、図３に示した本発明の実施の形態に係わる電気設備の補修方法の他の一例における外被の損傷部の周囲を切削する切削工程Ｐ１’、外被の損傷部の清掃工程Ｐ２及び補修剤の充填工程Ｐ３での作業内容の説明図である。

図４（ａ）に示すように、電力ケーブルの外被１７の損傷部１８が奥行きが長く狭隘である場合には、図４（ｂ）に示すように、損傷部１８の傷口の周囲を切削してテーパー部２２を設け、損傷部１８の開口部２２を広げる。そして、損傷部１８に補修剤の充填に支障となる毛羽立ちや塵埃がある場合には、図４（ｃ）に示すように毛羽立ちを取り除き塵埃を除去する清掃を行う。そして、開口部を広げて毛羽立ちや塵埃を取り除いた損傷部１８に、前述した条件を満たす補修剤を充填する。これにより、図４（ｄ）に示すように、外被１７の損傷部１８には補修剤２１が隙間なく容易に充填できる。

次に、図１または図３に示した本発明の実施の形態に係わる電気設備の補修方法で補修した電気設備の絶縁性能の健全性を評価した。図５は試験対象用の損傷部１８の説明図であり、図５（ａ）はのこぎり傷の損傷部１８ａ、図５（ｂ）は傷口Ｖカットの損傷部１８ｂを示している。すなわち、図５（ａ）に示すのこぎり傷は、ＣＶケーブルの外被１７にのこぎりを引いて断面が長方形の貫通孔の傷口を形成したものであり、図５（ｂ）は図５（ａ）ののこぎり傷の開口部の周辺にテーパー部２２を設けて傷口Ｖカットを形成したものである。そして、図５（ａ）の損傷部１８ａ及び図５（ａ）の損傷部１８ｂに、前述の補修剤を充填し、補修剤で補修した補修箇所にインパルス状の高電圧を印加するインパルス試験を行った。

図６はインパルス試験の説明図である。絶縁油２３を満たした試験槽２４を用意し、補修剤で補修したＣＶケーブルの外被１７を絶縁油２３に浸漬する。この場合、外被１７の内側の遮水層１６は剥がしておく。そして、外被１７の補修箇所の内側にプラス電極２５ａを設け、外被１７の補修箇所の外側にマイナス電極２５ｂを設けて、補修箇所の補修剤２１を挟んで、それぞれの電極２５ａ、２５ｂ間にインパルス状の高電圧を印加する。このインパルス試験結果を表３に示す。

表３において、ＣＶケーブルの外被１７が健全である場合（健全シース）、のこぎり傷を「ＳＵＰＥＲＸＧ」で補修した場合、傷口Ｖカットを「ＳＵＰＥＲＸＧ」で補修した場合、従来の半田こてでのコテ埋め補修について示している。のこぎり傷及び傷口Ｖカットの３５℃乾燥は、夏場の３５℃で丸１日乾燥させた場合であり、５℃乾燥は、冬場の５℃で丸２日乾燥させた場合である。また、傷口Ｖカットの半乾燥は、「ＳＵＰＥＲＸＧ」で補修後３時間半経過のほとんど乾燥していない状態である。また、ケーブル規格値は、ケーブルの外被１７として適合している条件であり、３回にわたって５０ｋＶのインパルス電圧を印加して絶縁破壊が発生しないときにケーブルの外被１７として適合していることを示している。

表３から分かるように、のこぎり傷及び傷口Ｖカットのいずれの場合においても、７５ｋＶのインパルス電圧では絶縁を保っており、従来のコテ埋め補修での６５ｋＶよりも絶縁性能が向上している。特に、傷口Ｖカットの「ＳＵＰＥＲＸＧ」の半乾燥の場合には健全シースと同等の絶縁性能を維持している。なお、半乾燥の場合には、半乾燥の試料は盛り上がり部分をヤスリがけができなかったため、盛り上がり部分を削り取っていないという点で他の試料の条件と異なっている。そのために、他の試料より絶縁性能が良好であったと推察できる。

このように、補修剤として、常温で流体で電気設備の外被に付着する粘度を有した補修剤、例えば、「ＳＵＰＥＲＸＧ」を用意するので、熱を加えることなく容易に電気設備の外被１７の損傷部１８に充填することができる。また、補修剤は、外気に接触することにより固化または半固化し、固化または半固化した状態で外被と同じか外被より低い硬度を有するので、外被１７から剥がれ落ちることがなく、また、補修剤は外被より大きい抵抗率を有するので、補修箇所の絶縁性能を維持でき、さらに、補修剤は、外被の耐温度特性より高い耐温度特性を有するので、電気設備の設置環境の温度により熱劣化することがない。

つまり、補修剤の充填がし易くなり、また、損傷部１８全体に補修剤が行き渡るので、作業性が向上し、しかも絶縁性能の回復補修がより精密に行える。また、試験は、試験対象用の損傷部１８として貫通孔の傷口で行い、その結果、貫通孔の傷口であっても十分な絶縁性能を有した補修が可能であることが確認できた。従って、貫通孔の傷口の補修にも適用できる。

本発明の実施の形態に係わる電気設備の補修方法の一例の工程図。図１に示した清掃工程Ｐ２及び充填工程Ｐ３での作業内容の説明図。本発明の実施の形態に係わる電気設備の補修方法の他の一例の工程図。図３に示した切削工程Ｐ１’、清掃工程Ｐ２及び充填工程Ｐ３での作業内容の説明図。試験対象用の損傷部の説明図。インパルス試験の説明図。ＣＶケーブル（架橋ポリエチレン絶縁ケーブル）の断面図。電力ケーブルの外被に生じた損傷部を補修する従来の方法の一例の説明図。

符号の説明

１１…導体、１２…内部半導電層、１３…絶縁層、１４…外部半導電層、１５…遮蔽層、１６…遮水層、１７…外被、１８…損傷部、１９…半田こて、２０…外被片、２１…補修剤、２２…テーパー部、２３…絶縁油、２４…試験槽、２５…電極

Claims

常温で流体で電気設備の外被に付着する粘度を有し、外気に接触することにより固化または半固化し固化または半固化した状態で前記外被と同じか前記外被より低い硬度を有し、前記外被より大きい抵抗率を有し、前記外被の耐温度特性より高い耐温度特性を有する補修剤を用意し、前記外被の損傷部に前記補修剤を充填して前記電気設備の絶縁性能の回復補修を行うことを特徴とする電気設備の補修方法。
前記外被の損傷部を清掃し、清掃した前記損傷部に前記補修剤を充填して前記電気設備の絶縁性能の回復補修を行うことを特徴とする請求項１記載の電気設備の補修方法。
前記外被の前記損傷部の周囲を切削して前記損傷部の開口部を広げ、開口部を広げた前記損傷部に前記補修剤を充填して前記電気設備の絶縁性能の回復補修を行うことを特徴とする請求項１記載の電気設備の補修方法。
前記外被の前記損傷部の周囲を切削して前記損傷部の開口部を広げ、開口部を広げた前記損傷部を清掃し、清掃した前記損傷部に前記補修剤を充填して前記電気設備の絶縁性能の回復補修を行うことを特徴とする請求項１記載の電気設備の補修方法。