JP2011047766A - 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 - Google Patents

Abstract

【課題】敷設されている電力ケーブルにおける水トリー劣化位置を評定するとともにその劣化度合いを推定して厳密な劣化診断を簡単に行うこと。
【解決手段】測定対象ケーブル２０に第１衝撃電圧を課電後に接地し、その接地後に測定対象ケーブル２０に交流電圧を課電して、測定対象ケーブル２０の残留電荷を測定する。次いで、測定対象ケーブル２０に第１衝撃電圧と周波数成分の異なる第２衝撃電圧を課電後に接地し、その接地後に測定対象ケーブル２０に交流電圧を課電して、測定対象ケーブル２０の残留電荷を測定する。これら測定された残留電荷を比較して前記測定対象ケーブル２０の劣化位置を評定する。
【選択図】図５

Description

本発明は、電力ケーブルの絶縁劣化診断方法に関し、特に、水トリーによる電力ケーブルの絶縁劣化を診断す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に関する。

架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブル（以下、ＣＶ（Cross-linked polyethylene insulated polyvinyl-chloride sheathed cable）ケーブルという）等のゴム・プラスチック電力ケーブルの耐電圧寿命特性を決定する主要な絶縁劣化現象の一つとして、水トリー劣化がある。

この水トリー劣化は、ゴム・プラスチック電力ケーブルに対して、水が存在する環境下で長期間に亘って交流電圧を課電していると、絶縁体中のボイド、異物、突起等の電界集中部に微小な水ボイド集団が形成されて、これが電界方向に進展して発生する現象である。

この水トリーは、その成長とともに絶縁破壊電圧を低下させ、最終的には運転中における電力ケーブルの絶縁破壊事故の原因となる。このため、ＣＶケーブル等の電力ケーブルの絶縁劣化診断においては、水トリー劣化を信頼性高く検出することが重要な課題になっている。

そこで、ＣＶケーブル等の電力ケーブルの水トリー劣化を検出する有効な手法として、例えば、特許文献１に示すような残留電荷法が開発されている。この残留電荷法の手順について、図１を参照して説明する。残留電荷法は、まず、図１（ａ）に示すようにケーブルの絶縁体に直流電圧を課電し、次いで、同図１（ｂ）に示すように絶縁体の電極間を短絡・接地し、そして、同図１（ｃ）に示すように絶縁体に交流電圧等を課電して、この時に現れる直流成分を水トリーによる劣化信号として検出する。

この残留電荷法では、電力ケーブルに直流電圧等の課電によって絶縁体中に空間電荷が蓄積される。次いで、絶縁体の電極間を短絡・接地することにより、直流課電電圧による導体及び遮蔽上電荷（図示省略）が取り除かれる。この間、劣化部の空間電荷、つまり、絶縁体内に拘束された電荷（水トリー中の空間電荷等）が完全に消滅することなく一部残留する。その後、交流電圧等の課電によって、絶縁体内に拘束された電荷（水トリー中の空間電荷等）の移動・減衰が速まって放出され、電荷、または電荷の移動に伴う直流電流が劣化信号として検出器により検出される。

このような従来の直流電圧を印加する残留電荷法は、電力ケーブル全体から検出された総電荷量を用いて評価する。

このため、従来の方法では、微小な劣化が電力ケーブルの長手方向に均一に存在する場合と、局所的に大きな劣化が存在する場合の残留電荷法による評価が同程度の電荷量として検出される可能性があり、厳密に判定することはできない。さらに、電力ケーブルに局所的な劣化が存在する場合、その劣化位置が課電端に近いのか、ケーブル中央部にあるか等、電力ケーブル長手方向における劣化位置を評定することができないという問題がある。

これに対して、特許文献２に示す絶縁劣化診断方法が知られている。特許文献２では、直流電圧を課電した後に接地し、その後に交流電圧を課電して残留電荷を測定する際に、電力ケーブルの長さ方向に加熱して残留電荷を測定することで、電力ケーブルの長手方向の絶縁劣化領域を特定している。

特公平５−２８３５０号公報 特開２０００−８１４５９号公報

しかし、特許文献２の絶縁劣化診断方法では、絶縁劣化診断に際し、加熱器が必要になるとともに、電力ケーブル長手方向に加熱器を移動して測定する必要があり、その劣化診断作業が煩雑であり手間がかかるという問題がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、敷設されている電力ケーブルにおける水トリー劣化位置を評定するとともにその劣化度合いを推定して厳密な劣化診断を簡単に行うことができる絶縁劣化診断方法及び絶縁劣化診断装置を提供することを目的とする。

本発明の電力ケーブルの絶縁劣化診断方法は、電力ケーブルに第１衝撃電圧を課電後に接地し、その接地後に電力ケーブルに交流電圧を課電して、前記電力ケーブルの残留電荷を測定する第１電荷測定工程と、前記電力ケーブルに前記第１衝撃電圧と周波数成分の異なる第２衝撃電圧を課電後に接地し、その接地後に前記電力ケーブルに交流電圧を課電して、電力ケーブルの残留電荷を測定する第２電荷測定工程と、各電荷測定工程によって測定された残留電荷を比較して前記電力ケーブルの劣化位置を評定する評定工程とを有する。

本発明の電力ケーブルの絶縁劣化診断方法は、前記電力ケーブルに第１衝撃電圧を課電後に接地し、その接地後に前記電力ケーブルに交流電圧を課電して、電力ケーブルの残留電荷を測定する第１電荷測定工程と、電力ケーブルに直流電圧を課電後に接地し、その接地後に電力ケーブルに交流電圧を課電して、前記電力ケーブルの残留電荷を測定する第２電荷測定工程と、各電荷測定工程によって測定された残留電荷を比較して前記電力ケーブルの劣化位置を評定する評定工程とを有する。

本発明の絶縁劣化診断装置は、絶縁劣化診断の対象である電力ケーブルに直流電圧を課電する直流電圧課電手段と、前記電力ケーブルに衝撃電圧を課電する衝撃電圧課電手段と、前記電力ケーブルを接地する接地手段と、前記電力ケーブルに前記電力ケーブルに交流電圧を課電する交流電圧課電手段と、前記交流電圧が課電された前記電力ケーブルの残留電荷を測定する測定手段と、測定された残留電荷に基づいて前記電力ケーブルの劣化部位を評定する評定手段と、前記直流電圧課電手段及び前記衝撃電圧課電手段のうち前記衝撃電圧課電手段を少なくとも一回制御することによって前記電力ケーブルを複数回課電し、課電毎に接地した前記電力ケーブルに、前記交流電圧課電手段を制御して前記交流電圧を課電する課電制御手段とを備え、前記課電制御手段は、前記直流電圧を前記電力ケーブルに複数回課電する場合、課電毎で電圧値が異なる直流電圧を課電し、前記衝撃電圧を前記電力ケーブルに複数回課電する場合、課電毎に、周波数成分の異なる衝撃電圧或いは周波数成分が同じでピーク電圧値が異なる衝撃電圧を課電する構成を有する。

本発明によれば、敷設されている電力ケーブルにおける水トリー劣化位置を評定するとともにその劣化度合いを推定して厳密な劣化診断を簡単に行うことができる。

従来の残留電荷法の手順を示す図であり、（ａ）は直流電圧の課電状態を示す図、（ｂ）は接地状態を示す図、（ｃ）は交流電圧の課電状態を示す図 電力ケーブルに直流電圧を印加した際の長手方向における電圧分布を示す図 電力ケーブルに衝撃電圧を印加した際の長手方向における電圧分布を示す図 水トリー劣化している電力ケーブルを示す図 本発明の実施の形態に係る絶縁劣化診断装置の構成を示す図 測定対象ケーブルに周波数成分の異なる２つの衝撃電圧Ｖ_１、Ｖ_２を課電して検出した残留電荷を示す図 測定対象ケーブルに直流電圧Ｖ_３、衝撃電圧Ｖ_２を課電して検出した残留電荷を示す図 複数の衝撃電圧課電により検出した残留電荷及び直流電圧課電により検出した残留電荷を組み合わせることによって行う劣化診断の説明に供する図 測定パターン２、３を用いて検出した残留電荷を示す図 測定パターン１、３を用いて検出した残留電荷を示す図

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。

まず、本発明の実施の形態に係る電力ケーブルの絶縁劣化診断方法において測定対象となる電力ケーブルの残留電荷を検出する原理について説明する。

図２は電力ケーブルに直流電圧を印加した際の長手方向における電圧分布を示し、図３は衝撃電圧を印加した際の長手方向における電圧分布を示す。なお、電圧分布は、図２及び図３において、電力ケーブルにおいて印加される電圧を、測定対象である電力ケーブルの長さに対応する横軸（電力ケーブルにおける位置）とともに示している。

図２に示すように、測定対象である電力ケーブルに直流電源１から直流電圧を印加すると、直流電圧は電力ケーブルの長手方向に対して一様に印加される。

これに対し、図３に示すように、測定対象である電力ケーブルに、衝撃電圧発生装置９から衝撃電圧を印加すると、電圧は電力ケーブルを伝搬するに従い減衰していく。

内部に水トリー劣化が存在している電力ケーブルに、直流電圧または衝撃電圧など、正負いずれかの極性を有する電圧を印加すると、電力ケーブルにおける絶縁体内に電荷が蓄積される。

電力ケーブルに衝撃電圧を印加した場合、電力ケーブルに印加される衝撃電圧は電力ケーブルを伝搬することによって減衰する。このため、電力ケーブル内に発生する水トリー劣化が同程度であっても、水トリー劣化が発生した位置によって、絶縁体内に蓄積される電荷の量が異なり、この電荷の量を利用して電力ケーブルの水トリー劣化位置を評定できる。

図４は、水トリー劣化している電力ケーブルを示す図であり、図４（ａ）は、電力ケーブルにおいて課電する端部（課電端）側で水トリー劣化している電力ケーブルを示す図であり、図４（ｂ）は課電端から離間する位置で水トリー劣化している電力ケーブルを示す図である。

図４（ａ）に示すように、測定対象である電力ケーブルの課電端付近に大きな水トリー劣化が存在する場合、衝撃電圧はほとんど減衰していないので大きな電荷が蓄積される。

一方、図４（ｂ）に示すように電力ケーブルにおいて課電端から離れた位置に大きな水トリー劣化が存在する場合、衝撃電圧が水トリー劣化位置に伝搬する間に減衰するため、電力ケーブルの絶縁体内に蓄積される電荷は、図４（ａ）に示す課電端付近に水トリー劣化が存在する場合よりも小さくなる。

また、電力ケーブルの絶縁体内に電荷が蓄積される量は、水トリーの劣化度合いによって決まる。すなわち、電力ケーブルにおいて、局所的に発生した水トリー劣化部位をとって説明すると、水トリー劣化が微小な場合は、絶縁体内に蓄積される電荷は僅かであり、蓄積の飽和も早い。逆に、水トリー劣化が大きい場合、絶縁体内に蓄積される電荷も多くなり、課電圧が小さい場合では絶縁体内に蓄積される電荷が飽和状態まで至らないことも想定される。よって、課電圧の異なった衝撃電圧または直流電圧を印加して得られた検出信号を用いて電力ケーブルの劣化度合いも推定できることになる。

＜絶縁劣化診断装置の構成＞
図５は、本発明の実施の形態に係る絶縁劣化診断装置の構成を示す図である。図５において、絶縁劣化診断装置１００は、直流電源１０１と、接地抵抗１０２と、交流電源１０３と、切替スイッチ１０４、１２０と、残留電荷検出器１０８と、劣化診断部１１０と、衝撃電圧発生装置１０９、１２２と、課電制御部１３０とを有する。この絶縁劣化診断装置１００によって、測定対象である電力ケーブル２０の絶縁劣化診断を行う。

測定対象である電力ケーブル（以下、「測定対象ケーブル」とも称することもある）２０は、ＣＶケーブルであり、導体２１と、導体２１の周囲を覆う絶縁体２２及び絶縁体２２の周囲を覆う金属遮蔽層２４から構成される。また、測定対象ケーブル２０の終端部２３には、切替スイッチ１０４からのリード線が接続されている。なお、金属遮蔽層２４は接地されている。測定対象ケーブル２０の終端部を以下では、便宜上、課電する端部として課電端部２３と称し、測定対象ケーブル２０において課電端部２３から離間する端部を、遠端部２５と称する。

直流電源１０１は、正極側が接地され、負極側が切替スイッチ１０４の接点１０４ａに接続されており、直流電圧Ｖｄｃを出力する。この場合、直流電源１０１の直流電圧Ｖｄｃは負極性としたが、正極性であっても何等問題ない。

接地抵抗１０２は、一端部が接地され、他端部が切替スイッチ１０４の接点１０４ｂに接続されている。交流電源１０３は、低圧部（図示せず）が残留電荷検出器１０８に接続され、高圧部（図示せず）が切替スイッチ１０４の接点１０４ｃに接続され、交流電圧Ｖａｃを出力する。

切替スイッチ１０４は、４つの接点１０４ａ〜１０４ｄと、課電制御部１３０によって、直流電圧、衝撃電圧及び交流電圧のうち一つを測定対象ケーブル２０に課電する際に切り替えられる可動切片１０４ｅから構成される。可動切片１０４ｅの下流側は測定対象ケーブル２０の課電端部２３に接続されている。

切替スイッチ１０４は、測定対象ケーブル２０に直流電圧Ｖｄｃを課電する際は可動切片１０４ｅを接点１０４ａに接続し、測定対象ケーブル２０を接地する際は可動切片１０４ｅを接点１０４ｂに接続する。また、切替スイッチ１０４は、測定対象ケーブル２０に交流電圧Ｖａｃを課電する際は可動切片１０４ｅを接点１０４ｃに接続し、衝撃電圧を課電する際は可動切片１０４ｅを接点１０４ｄに接続する。

したがって、切替スイッチ１０４は、可動切片１０４ｅを切り替えることにより、測定対象ケーブル２０の課電端部２３に対して、直流電圧Ｖｄｃの課電、接地、交流電圧Ｖａｃの課電及び衝撃電圧の課電を行うことが可能である。

残留電荷検出器１０８は、測定対象ケーブル２０に対して交流課電を行う際に、測定対象ケーブル２０に残留している電荷を検出し、その電荷を示す検出信号を劣化診断部１１０に出力する。

具体的には、残留電荷検出器１０８は、図示しない検出用コンデンサに生ずる直流電圧或いは衝撃電圧を検出する。なお、検出用コンデンサは、一端部が交流電源１０３の低圧部に接続され、他端部が接地されている。また、検出用コンデンサと交流電源１０３の低圧部との接続部には、一端部が接地された短絡スイッチの他端部が接続されている。この短絡スイッチは、接点を閉じることによって検出用コンデンサを短絡する。

このように残留電荷検出器１０８は、検出した直流電圧或いは衝撃電圧を用いて、測定対象ケーブル２０に対して交流課電を行う際の残留電荷値を測定して、検出信号として劣化診断部１１０に出力する。

衝撃電圧発生装置１０９、１２２は、測定対象ケーブル２０に、衝撃電圧を課電するものであり、課電制御部１３０によって、測定対象ケーブル２０に課電する衝撃電圧の周波数成分及びピーク電圧値は可変自在に制御される。

衝撃電圧発生装置１０９、１２２は、インタラクタの直並列によって構成され、また、衝撃電圧発生装置１０９における周波数の切り替えは、複数設けたインタラクタを適宜切り替えることによって実現できる。なお、衝撃電圧発生装置１０９は、インタラクタに替えて、ＭＯＳトランジスタ回路で構成してもよい。

衝撃電圧発生装置１０９は、切替スイッチ１０４を介して、測定対象ケーブル２０の一端部（課電端部２３という）に接続され、課電端部２３側から測定対象ケーブル２０に衝撃電圧を課電する。

衝撃電圧発生装置１２２は、切替スイッチ１２０を介して、測定対象ケーブル２０の遠端部２５に接続され、遠端部２５側から測定対象ケーブル２０に衝撃電圧を課電する。なお、切替スイッチ１２０は、衝撃電圧発生装置１２２とともに、課電制御部１３０によって制御されるものである。

劣化診断部１１０は、残留電荷検出器１０８から入力される残留電荷を用いて測定対象ケーブル２０における水トリー劣化部位、劣化状態を診断する。

劣化診断部１１０は、残留電荷検出器１０８により検出された残留電荷を比較することによって、測定対象ケーブル２０における水トリー劣化位置を評定し、水トリー劣化の程度を判定する。劣化診断部１１０は、測定対象ケーブル２０において、課電端部２３（図８の領域１）側、中央部分（図８の領域２）、遠端部２５（図８の領域３）のそれぞれにおいて、後述する測定パターン１〜３によって検出された残留電荷を比較して、劣化位置の評定、劣化状態を判定している。

課電制御部１３０は、切替スイッチ１０４、１２０、直流電源１０１を制御して、測定対象ケーブル２０に課電する直流電圧の電圧値を自在に変更できる。また、課電制御部１３０は、切替スイッチ１０４、１２０、交流電源１０３を制御して、交流電源１０３から測定対象ケーブル２０に交流電圧を課電する。さらに、課電制御部１３０は、切替スイッチ１０４、１２０、衝撃電圧発生装置１０９、１２２を制御して、衝撃電圧発生装置１０９、１２２から測定対象ケーブル２０に周波数成分の異なる衝撃電圧、或いは、ピーク電圧値の異なる衝撃電圧を課電する。なお、課電制御部１３０において直流電圧、衝撃電圧及び交流電圧をそれぞれ制御する機能は、それぞれ別の機能ブロックによって行うようにしてもよい。

次に、図５の絶縁劣化診断装置１００における測定対象ケーブル２０の測定手順について説明する。なお、各測定パターンにおける測定対象ケーブル２０への課電は、課電制御部１３０によって直流電源１０１、交流電源１０３、衝撃電圧発生装置１０９、１２２を介して行われる。

＜直流電圧課電による残留電荷検出動作：測定パターン１＞
測定対象ケーブル２０の課電端部２３及び遠端部２５に接続された絶縁劣化診断装置１００において、直流電圧課電を行う場合、まず、切替スイッチ１２０を開放しておき、切替スイッチ１０４の可動切片１０４ｅを接点１０４ａに接続、つまり、直流電源１０１を測定対象ケーブル２０に接続して、直流電源１０１の直流電圧Ｖｄｃを測定対象ケーブル２０の終端部２３に課電する。

次いで、切替スイッチ１０４の可動切片１０４ｅを、接点１０４ａから接点１０４ｂに切り替えて、測定対象ケーブル２０と接地抵抗１０２とを接続する。つまり、測定対象ケーブル２０の導体２１と金属遮蔽層２４を短絡し、測定対象ケーブル２０の導体２１を接地する。これにより、これにより測定対象ケーブル２０から、測定対象ケーブル２０に課電した直流印加電圧を取り除く。

次いで、切替スイッチ１０４の可動切片１０４ｅを接点１０４ｂから接点１０４ｃに切り替えて、交流電源１０３を測定対象ケーブル２０に接続し、交流電源１０３の交流電圧Ｖａｃを測定対象ケーブル２０の課電端部２３に課電する。この時、測定対象ケーブル２０に残留している電荷、つまり、測定対象ケーブル２０の絶縁体２２から放電される電荷を、残留電荷検出器１０８を用いて検出する。具体的には、測定対象ケーブル２０の絶縁体２２から放電される電荷を、残留電荷検出器１０８では、検出用コンデンサの端子間直流電圧Ｖｓとして検出する。この検出された電荷は、測定対象ケーブル２０の絶縁体２２内に拘束された残留電荷Ｑｎ、つまり、測定対象ケーブル２０に一様の直流電圧が印加された時の残留電荷となる。

＜測定対象ケーブル２０において課電端部２３を起点として減衰する衝撃電圧課電による残留電荷検出動作：測定パターン２＞
絶縁劣化診断装置１００において、測定対象ケーブル２０に対して課電端部２３側から衝撃電圧課電を行う場合、まず、切替スイッチ１２０を開放しておき、切替スイッチ１０４の可動切片１０４ｅを接点１０４ｄに接続する。つまり、衝撃電圧発生装置１０９を測定対象ケーブル２０に接続して、衝撃電圧発生装置１０９の衝撃電圧Ｖ_１を測定対象ケーブル２０の終端部２３に課電する。

次いで、切替スイッチ１０４の可動切片１０４ｅを、接点１０４ｄから接点１０４ｂに切り替えて、測定対象ケーブル２０と接地抵抗１０２とを接続する。つまり、測定対象ケーブル２０の導体２１と金属遮蔽層２４を短絡し、測定対象ケーブル２０の導体２１を接地する。これにより、これにより測定対象ケーブル２０から、測定対象ケーブル２０に課電した衝撃印加電圧を取り除く。

次いで、切替スイッチ１０４の可動切片１０４ｅを接点１０４ｂから接点１０４ｃに切り替えて、交流電源１０３を測定対象ケーブル２０に接続し、交流電源１０３の交流電圧Ｖａｃを測定対象ケーブル２０の課電端部２３に課電する。この時、測定対象ケーブル２０に残留している電荷、つまり、測定対象ケーブル２０の絶縁体２２から放電される電荷を、残留電荷検出器１０８を用いて検出する。具体的には、測定対象ケーブル２０の絶縁体２２から放電される電荷を、残留電荷検出器１０８では、検出用コンデンサの端子間直流電圧として検出する。このとき検出した電荷は、測定対象ケーブル２０の絶縁体２２内に拘束された残留電荷Ｑｎ、つまり、測定対象ケーブル２０に課電端側を起点として減衰する衝撃電圧が印加された時の残留電荷となる。

＜測定対象ケーブル２０において遠端部２５を起点として減衰する衝撃電圧課電による残留電荷検出動作：測定パターン３＞
絶縁劣化診断装置１００において、測定対象ケーブル２０に対して遠端部２５側から衝撃電圧課電を行う場合、まず、切替スイッチ１０４を開放しておき、切替スイッチ１２０を短絡して、測定対象ケーブル２０を衝撃電圧発生装置１２２に接続し、衝撃電圧発生装置１２２の衝撃電圧を測定対象ケーブル２０に課電する。

次いで、切替スイッチ１２０を開放した後、切替スイッチ１０４の可動切片１０４ｅを、接点１０４ｂに接続して、測定対象ケーブル２０に接地抵抗１０２を接続する。つまり、測定対象ケーブル２０の導体２１と金属遮蔽層２４を短絡し、測定対象ケーブル２０の導体２１を接地する。これにより、これにより測定対象ケーブル２０から、測定対象ケーブル２０に課電した衝撃印加電圧を取り除く。

次いで、切替スイッチ１０４の可動切片１０４ｅを接点１０４ｂから接点１０４ｃに切り替えて、交流電源１０３を測定対象ケーブル２０に接続し、交流電源１０３の交流電圧Ｖａｃを測定対象ケーブル２０の終端部２３に課電する。この時、測定対象ケーブル２０に残留している電荷、つまり、測定対象ケーブル２０の絶縁体２２から放電される電荷を、残留電荷検出器１０８を用いて検出する。具体的には、測定対象ケーブル２０の絶縁体２２から放電される電荷を、残留電荷検出器１０８では、検出用コンデンサの端子間直流電圧として検出する。このとき検出された電荷は、測定対象ケーブル２０の絶縁体２２内に拘束された残留電荷、つまり、測定対象ケーブル２０に遠端側を起点として減衰する衝撃電圧が印加された時の残留電荷となる。

このような各残留電荷検出動作（測定パターン）で検出された残留電荷を適宜組み合わせて用いることによって、絶縁劣化診断装置１００は、測定対象ケーブル２０において発生する水トリーの劣化位置を評定するとともに、劣化度合いを推定する等して、厳密な劣化診断を行う。

残留電荷検出動作の組み合わせは、同じ測定パターンを複数回行う場合の組み合わせも含む。例えば、直流電圧を用いた測定パターン１を複数回組み合わせる場合は、電力ケーブルに課電する直流電圧の電圧値を異なる値で複数行う。

また、測定パターン２あるいは測定パターン３を複数回行う組み合わせにおいて、各測定パターンにて課電する複数の衝撃電圧の周波数成分を異なる値にする。例えば、測定パターン２を複数回行う場合、複数回目に課電端部２３側から課電する衝撃電圧は、先に課電端部２３側から課電した衝撃電圧に対して、周波数成分を異なる値にする。この際、ピーク電圧値を同じにすると比較がしやすい。

なお、測定パターン２あるいは測定パターン３を複数回行う組み合わせにおいて、各測定パターンにて課電する複数の衝撃電圧は、周波数成分を同じにしてピーク電圧値を異なる値で行ってもよい。このように各測定パターンにおいて検出された残留電荷を用いて測定対象ケーブル２０における劣化位置、劣化度合い等が診断される。

具体的には、各測定パターンによって、残留電荷検出器１０８において測定された残留電荷は、劣化診断部１１０に入力される。劣化診断部１１０及び課電制御部１３０では、衝撃電圧発生装置１０９、１２２によって測定対象ケーブル２０に課電する衝撃電圧の測定対象ケーブル２０伝搬における減衰量が記憶されている。つまり、周波数成分の異なる衝撃電圧であれば、それぞれの測定対象ケーブル２０伝搬における減衰量は予め計算によって推定されており、この推定した値に基づいて、課電制御部１３０では、測定対象ケーブル２０に印加する衝撃電圧の周波数成分及び電圧値が設定される。

また、劣化診断部１１０では、周波数成分の異なる衝撃電圧と直流電圧とが測定対象ケーブル２０に課電された際に、存在する水トリー劣化位置（劣化状態）に対応して測定される残留電荷の関係式で示す劣化状態パターン（後述する＜１＞〜＜４＞）を備える。実際に測定される残留電荷を比較し、その残留電荷の関係を、劣化状態パターンに対応させることによって水トリー劣化位置を評定する。

以下では、絶縁劣化診断装置１００において、測定パターン１〜３の動作を適宜用いることによって行う、測定対象ケーブル２０の水トリー劣化診断の例を説明する。

（実施の形態１）
実施の形態１は、絶縁劣化診断装置１００を用いて、測定対象ケーブル２０伝搬によって電圧減衰の差異が大きくなるような周波数成分の異なる２つの衝撃電圧Ｖ_１、Ｖ_２を測定対象ケーブル２０に課電して、残留電荷を測定するものである。

この実施の形態１では、絶縁劣化診断装置１００における劣化診断部１１０は、衝撃電圧が測定対象ケーブル２０内を伝搬する際に衝撃電圧の周波数成分の違いによって伝搬減衰が異なる特性を利用して、残留電荷の検出値の差異から測定対象ケーブル２０の水トリー劣化位置を評定する。

図６は、測定対象ケーブル２０にピーク電圧値が同じで、周波数成分の異なる２つの衝撃電圧Ｖ_１、Ｖ_２を課電端部２３から課電して検出した残留電荷を示す図である。

実施の形態１の測定方法では、絶縁劣化診断装置１００は、測定対象ケーブル２０に対して、上述の測定パターン２を複数回用いて、残留電荷測定を行う。

まず、測定対象ケーブル（電力ケーブル）２０に、衝撃電圧Ｖ_１を課電端部２３から課電した後で測定対象ケーブル２０を接地し、その接地後に測定対象ケーブル２０に交流電圧を課電して、測定対象ケーブル２０の残留電荷Ｑ_１（図６の面積部分が残留電荷に相当）を測定する。

次いで、先の衝撃電圧Ｖ_１とピーク電圧値が同じで、周波数成分の異なる衝撃電圧Ｖ_２を課電端部２３から課電した後で測定対象ケーブル２０を接地し、その接地後に測定対象ケーブル２０に交流電圧を課電して、測定対象ケーブル２０の残留電荷Ｑ_２を測定する。

このように測定対象ケーブル２０において、ピーク電圧値が同じで、周波数成分の異なる衝撃電圧課電による残留電荷測定から得られた残留電荷Ｑ_１、Ｑ_２を比較することにより電力ケーブルの劣化位置を評定することができる。

具体的には、図６に示すように、測定対象ケーブル２０において課電端部２３付近の位置（領域１）に水トリー劣化が存在する場合、領域１内の残留電荷Ｑ_１１（衝撃電圧Ｖ_１に対応する残留電荷Ｑ_１の一部）と領域１内の残留電荷Ｑ_２１（衝撃電圧Ｖ_２に対応する残留電荷Ｑ_２の一部）は、ほとんど差異がない。

他方、課電端部２３から離れた位置、例えば図６の領域３で示す測定対象ケーブル２０における位置に水トリー劣化が存在する場合、領域３内において、衝撃電圧Ｖ_１に対応する残留電荷Ｑ_１３（残留電荷Ｑ_１の一部）と衝撃電圧Ｖ_２に対応する残留電荷Ｑ_２３（残留電荷Ｑ_２の一部）の差異は、大きくなる。

このように、周波数成分の異なる２つの衝撃電圧Ｖ_１、Ｖ_２が対応する残留電荷（残留電荷Ｑ_１と残留電荷Ｑ_２）の差異が大きくなるほど、測定対象ケーブル２０では、課電端部２３から離れた位置に水トリー劣化が存在する。なお、周波数成分の異なる２つの衝撃電圧Ｖ_１、Ｖ_２の測定対象ケーブル２０伝搬における減衰量は、事前に予め計算によって推定可能であり、この推定した値に基づいて、衝撃電圧発生装置１０９では、周波数成分の異なる２つの衝撃電圧Ｖ_１、Ｖ_２が設定される。なお、図６に示す残留電荷Ｑ_１２は、残留電荷Ｑ_１の一部であり、測定対象ケーブル２０の中央付近の位置（領域２）内における衝撃電圧Ｖ_１に対応する残留電荷である。また、残留電荷Ｑ_２２は残留電荷Ｑ_２の一部であり、測定対象ケーブル２０の中央付近の位置（領域２）内における衝撃電圧Ｖ_２に対応する残留電荷である。

本実施の形態では、測定対象ケーブル２０に衝撃電圧を課電後に接地し、その接地後に測定対象ケーブル２０に交流電圧を課電して、測定対象ケーブル２０の残留電荷を測定する第１衝撃電圧課電による電荷測定工程と、測定対象ケーブル２０に第１衝撃電圧課電工程における衝撃電圧とピーク電圧値が同じで、周波数成分の異なる衝撃電圧を課電後に接地し、その接地後に測定対象ケーブル２０に交流電圧を課電して、測定対象ケーブル２０の残留電荷を測定する第２衝撃電圧課電による電荷測定工程と、各電荷測定工程における残留電荷測定の結果に基づいて測定対象ケーブル２０の劣化位置を評定する評定工程と、を有する。

また、本実施の形態では、衝撃電圧発生装置１０９によって、ピーク電圧値が同じで、周波数成分が異なる２つの衝撃電圧Ｖ_１、Ｖ_２の課電を用いたが、これに限らず、周波数成分の異なる３種類あるいはそれ以上の衝撃電圧を用いて測定してもよい。すなわち、衝撃電圧発生装置１０９によって、周波数成分の異なる３種類あるいはそれ以上の衝撃電圧を用い、各々測定対象ケーブル２０に課電した後、測定対象ケーブル２０を接地し、接地後、交流電源１０３によって測定対象ケーブル２０に交流電圧を課電する。これにより、残留電荷検出器１０８で検出した残量電荷を比較評価することによって、測定対象ケーブル２０において、測定対象ケーブル２０で発生する水トリー劣化の位置をより精度良く評定できる。なお、衝撃電圧発生装置１０９によってピーク値が同じで周波数成分の異なる３種類あるいはそれ以上の衝撃電圧を用いる場合、測定パターン２に変えて、測定パターン３を用いて残留電荷を測定してもよい。

（実施の形態２）
実施の形態２は、絶縁劣化診断装置１００を用いて、測定対象ケーブル２０に、直流電圧と衝撃電圧とを課電して検出した残留電荷を用いて水トリー劣化を測定するものである。この実施の形態では、直流電圧は測定対象ケーブル２０の長手方向に対して一様に印加されることに対し、衝撃電圧を印加した場合、電圧は測定対象ケーブル２０を伝搬するに従い減衰していく。この特性を利用して、絶縁劣化診断装置１００の劣化診断部１１０は、残留電荷の検出値の差異から測定対象ケーブル２０の水トリー劣化位置を評定する。

図７は、測定対象ケーブル２０に直流電圧Ｖ_３、衝撃電圧Ｖ_２を課電して検出した残留電荷を示す図である。なお、図７において領域１は、図６と同様に、測定対象ケーブル２０における課電端付近の位置、領域２は測定対象ケーブル２０の中央付近の位置、領域３は測定対象ケーブル２０において課電端から離れた付近の位置（例えば遠端付近の位置）を示している。

実施の形態２の測定方法では、上記測定パターン１及び測定パターン２を組み合わせて用いることによって、残留電荷測定を行う。

まず、絶縁劣化診断装置１００は、測定パターン１の動作によって、直流電圧を課電した際の残留電荷を検出する。

すなわち、絶縁劣化診断装置１００は、測定対象ケーブル２０に直流電圧Ｖ_３を課電した後、接地し、その接地後に測定対象ケーブル２０に交流電圧を課電して、電力ケーブルの残留電荷Ｑ_３を測定する。

次いで、絶縁劣化診断装置１００は、測定パターン２の動作によって、衝撃電圧を課電した際の残留電荷を検出する。

すなわち、絶縁劣化診断装置１００は、測定対象ケーブル２０に衝撃電圧発生装置１０９から衝撃電圧Ｖ_２を課電した後、接地し、その接地後に測定対象ケーブル２０に交流電源１０３から交流電圧を課電して、電力ケーブルの残留電荷Ｑ_２を測定する。

図２、図３及び図７に示すように、直流電圧は、測定対象ケーブル２０の長手方向に対して一様に印加されるのに対して、衝撃電圧は、測定対象ケーブル２０を伝搬するに従って、すなわち、課電端部２３から離間していくにつれて減衰していく。

よって、図７に示すように、例えばピーク電圧値が直流電圧Ｖ_３と同じになるよう衝撃電圧Ｖ_２を印加すると、課電端部２３付近（領域１）に水トリー劣化が存在する場合、衝撃電圧Ｖ_２に対応する残留電荷Ｑ_２１と直流電圧Ｖ_３に対応する残留電荷Ｑ_３１（直流電圧Ｖ_３に対応する残留電荷Ｑ_３の一部）は、ほとんど差異がない。

これに対し、測定対象ケーブル２０において、課電端部２３から離れた位置、例えば図７の領域３に水トリー劣化が存在する場合、衝撃電圧Ｖ_２に対応する残留電荷Ｑ_２３と直流電圧Ｖ_３に対応する残留電荷Ｑ_３３（直流電圧Ｖ_３に対応する残留電荷Ｑ_３の一部）の差異は大きくなる。

このように、測定対象ケーブル２０では、衝撃電圧Ｖ_２に対応する残留電荷Ｑ_２と直流電圧Ｖ_３に対応する残留電荷Ｑ_３の差異が大きくなるほど、課電端部２３から離れた位置に水トリー劣化が存在すると判断できる。

本実施の形態では、測定対象ケーブル２０に直流電圧を課電後に接地し、その接地後に測定対象ケーブル２０に交流電圧を課電して、測定対象ケーブル２０の残留電荷を測定する直流電圧測定工程と、測定対象ケーブル２０に衝撃電圧を課電後に接地し、その接地後に測定対象ケーブル２０に交流電圧を課電して、測定対象ケーブル２０の残留電荷を測定する第１衝撃電圧測定工程であって、直流電圧測定工程及び第１衝撃電圧測定工程において測定された残留電荷に基づいて、測定対象ケーブル２０の劣化位置を評定する評定工程と、を有する。

なお、上記実施の形態では、直流電圧課電による残留電荷測定後、衝撃電圧課電による残留電荷測定を１回実施する方法としたが、周波数成分が異なる衝撃電圧を用いて複数回
測定してもよい。すなわち、直流電圧課電による残留電荷測定後、先に課電した衝撃電圧と周波数成分が異なる衝撃電圧課電による残留電荷測定を複数回行い、それぞれ測定された残留電荷を比較評価することによって、測定対象ケーブル２０における水トリー劣化の位置をより精度良く評定することができる。

（実施の形態３）
実施の形態３の測定方法は、実施の形態１または実施の形態２の測定方法において、更に、電圧値が異なる直流電圧あるいは、周波数成分が同じでピーク電圧値が異なる衝撃電圧を課電後に接地し、その接地後に電力ケーブルに交流電圧を課電して、電力ケーブルの残留電荷を測定する工程を追加したものである。

例えば、図７に示すように、まず、絶縁劣化診断装置１００は、測定パターン１の動作で、残留電荷を検出する。

つまり、直流電源１０１から測定対象ケーブル２０に直流電圧Ｖ_３を課電した後で測定対象ケーブル２０を接地し、その接地後に交流電源１０３から測定対象ケーブル２０に交流電圧を課電して、測定対象ケーブル２０の残留電荷Ｑ_３を検出する。次いで、衝撃電圧発生装置１０９から測定対象ケーブル２０に衝撃電圧Ｖ_２を課電した後、測定対象ケーブル２０を接地し、その接地後に交流電源１０３から測定対象ケーブル２０に交流電圧を課電して、測定対象ケーブル２０の残留電荷Ｑ_２を測定する。

このようにして得られた残留電荷Ｑ_２と残留電荷Ｑ_３の差異によって、水トリー劣化の位置を評定する。

次いで、再び直流電源１０１を用いて、測定対象ケーブル２０に直流電圧Ｖ_３と図示しない電圧値が異なる直流電圧（例えば、直流電圧Ｖ_３の１．５〜２倍の直流電圧）Ｖ_４を課電した後で、測定対象ケーブル２０を接地し、その接地後に交流電源１０３から測定対象ケーブル２０に交流電圧を課電して、測定対象ケーブル２０の残留電荷Ｑ_４を測定する。

ここで、測定対象ケーブル２０において水トリー劣化が微小であって、直流電圧Ｖ_３の電圧を課電することによって絶縁体２２内に十分に電荷が蓄積されて飽和に達する場合、直流電圧Ｖ_３の１．５〜２倍の電圧Ｖ_４を課電しても、残留電荷Ｑ_４は残留電荷Ｑ_３と差異がなく変わらない値となる。逆に、極度な測定対象ケーブル２０において水トリー劣化が存在し、直流電圧Ｖ_３の印加では絶縁体２２内への電荷の蓄積が飽和に達しない場合、直流電圧Ｖ_３の１．５〜２倍の電圧Ｖ_４を課電すると、残留電荷Ｑ_４は残留電荷Ｑ_３より大きくなる。

このように検出される残留電荷Ｑ_４は残留電荷Ｑ_３との差異よって測定対象ケーブル２０において、位置が特定された水トリーの劣化度合いの推定が可能となる。

すなわち、実施の形態３の測定方法によれば、実施の形態１或いは実施の形態２の測定方法における直流電圧と電圧値が異なる第２直流電圧あるいは、第１衝撃電圧または第２衝撃電圧の周波数成分が同じでピーク電圧値が異なる第３衝撃電圧を課電後に接地し、その接地後に測定対象ケーブル２０に交流電圧を課電して、測定対象ケーブル２０の残留電荷を測定する第３衝撃電圧測定工程を更に備える。

例えば、大きさの異なる２つの直流電圧（Ｖ１＞Ｖ２）を測定対象ケーブル２０に印加した場合、劣化診断部１１０では、残留電荷Ｑ１≒Ｑ２であれば残留電荷が飽和している状態であり、測定対象ケーブル２０には微小な水トリー劣化が存在すると評定する。また、残留電荷Ｑ１＞Ｑ２であれば、測定対象ケーブル２０に極度な水トリー劣化が存在すると評定する。

このように、電圧値の異なる直流電圧またはピーク電圧値の異なる衝撃電圧を課電して残留電荷を測定することによって、水トリー劣化の度合いが把握できる。

なお、本実施の形態では、後に荷電した直流電圧を、先に課電した直流電圧Ｖ_３の１．５〜２倍の電圧Ｖ_４とした例を示したが、後に課電する直流電圧Ｖ_４を直流電圧Ｖ_３よりも小さな電圧としてもよい。

（実施の形態４）
実施の形態４の測定方法は、実施の形態１〜３の測定方法を組み合わせたものである。

絶縁劣化診断装置１００は、測定パターン１〜２を組み合わせる、つまり、複数の衝撃電圧及び直流電圧を組み合わせることによって、測定対象ケーブル２０において、より正確な水トリー劣化位置の評定や劣化程度を判定する。

以下では、図８を用いて、測定対象ケーブル２０における劣化診断を行う際に、測定対象ケーブル２０に課電する衝撃電圧及び直流電圧の組み合わせ例を説明する。

図８は、複数の衝撃電圧課電により検出した残留電荷及び直流電圧課電により検出した残留電荷を組み合わせることによって行う劣化診断の説明に供する図である。なお、図８における残留電荷Ｑは図の面積で示される。

図８（ａ）は、測定対象ケーブル２０に印加した衝撃電圧または直流電圧の条件（１）〜（５）で測定される残留電荷を示す図である。

ここで、図８（ａ）に示す残留電荷を測定するための、絶縁劣化診断装置１００から測定対象ケーブル２０に印加する衝撃電圧または直流電圧の条件を説明する。

・条件（１）
測定対象ケーブル２０に電圧値がＶ_ａの直流電圧Ｖ_１０を課電端部２３（図５参照）から課電した後、測定対象ケーブル２０を接地し、その接地後に測定対象ケーブル２０に交流電圧を課電して、測定対象ケーブル２０の残留電荷Ｑ_１０を測定する。

・条件（２）
測定対象ケーブル２０に、図８（ａ）に示す領域１で電圧値がＶ_ａ、領域２で電圧値がＶ_ｂ、領域３で電圧値がＶ_Ｃ近傍となるような衝撃電圧Ｖ_２０を課電端部２３から課電した後、測定対象ケーブル２０を接地し、その接地後に測定対象ケーブル２０に交流電圧を課電して、測定対象ケーブル２０の残留電荷Ｑ_２０を測定する。

・条件（３）
測定対象ケーブル２０に、電圧値がＶ_ｂの（条件（１）で課電した直流電圧Ｖ_１０とは電圧値が異なる）直流電圧Ｖ_３０を課電端部２３から課電した後、測定対象ケーブル２０を接地し、その接地後に測定対象ケーブル２０に交流電圧を課電して、測定対象ケーブル２０の残留電荷Ｑ_３０を測定する。

・条件（４）
測定対象ケーブル２０に、領域１で電圧値がＶ_ａ、領域２で電圧値がＶ_ｃ、領域３で電圧値がほぼ０となるような（条件（２）で課電した衝撃電圧Ｖ_２０とはピーク電圧値が同じで周波数成分が異なる）衝撃電圧Ｖ_４０を課電端部２３から課電した後、測定対象ケーブル２０を接地し、その接地後に測定対象ケーブル２０に交流電圧を課電して、測定対象ケーブル２０の残留電荷Ｑ_４０を測定する。

・条件（５）
測定対象ケーブル２０に、電圧値がＶ_ｃの直流電圧Ｖ_５０を課電端部２３から課電した後、測定対象ケーブル２０を接地し、その接地後に測定対象ケーブル２０に交流電圧を課電して、測定対象ケーブル２０の残留電荷Ｑ_５０を測定する。

絶縁劣化診断装置１００の劣化診断部１１０は、上記条件（１）〜（５）を組み合わせることによって、測定対象ケーブル２０の劣化状態を、以下＜１＞〜＜４＞の劣化状態として評定する。

＜１＞測定対象ケーブル２０全長にわたって均一に水トリー劣化部位が存在する場合
図８（ｂ）は、測定対象ケーブル２０全長にわたって均一に水トリー劣化が存在する場合のモデル図である。なお、図８（ｂ）において残留電荷Ｑは図の面積で示される。

直流電圧は測定対象ケーブル２０の長手方向に対して一様に印加されるため、測定対象ケーブル２０の絶縁体２２体内には長手方向に一定の電荷が蓄積されることになる。

一方、測定対象ケーブル２０に衝撃電圧を課電した場合には、衝撃電圧は、測定対象ケーブル２０への伝搬により減衰されるため、絶縁体２２体内に蓄積される電荷は減衰曲線の面積部分となる。上述したように各周波数成分における衝撃電圧の測定対象ケーブル２０伝搬における減衰曲線、つまり、測定対象ケーブル２０に課電された衝撃電圧が対象ケーブル２０を伝搬する際の減衰量は、計算により予測が可能であり予め設定できる。よって、測定対象ケーブル２０の全長に渡って均一に水トリーが存在する場合には、測定対象ケーブル２０全長における残留電荷（測定対象ケーブル２０全長における面積）より、Ｑ_１０が最も大きく、Ｑ_２０とＱ_３０はほぼ同じとなり、続いてＱ_４０、Ｑ_５０の順となる。このように、劣化診断部１１０は、測定された残留電荷Ｑ_１０〜Ｑ_５０の関係が、Ｑ_１０＞Ｑ_２０≒Ｑ_３０＞Ｑ_４０＞Ｑ_５０であれば、測定対象ケーブル２０では長手方向に均一で水トリー劣化していると診断する。

＜２＞領域１にのみ水トリー劣化部位が存在する場合
図８（ｃ）は、図８（ａ）に示す領域１にのみ水トリー劣化が存在する場合のモデル図である。測定対象ケーブル２０において課電端部２３付近である領域１が水トリー劣化している場合、残留電荷Ｑは領域１で囲まれた面積の部分のみとなり、条件（２）において衝撃電圧を課電した場合の残留電荷Ｑ_２０は領域１ではほとんど減衰しておらず、条件（１）の直流電圧を課電した場合の残留電荷Ｑ_１０とほぼ同じ値となる。

一方、条件（４）で衝撃電圧Ｖ_４０を課電した場合の残留電荷Ｑ_４０は、領域１で減衰はみられるが、電圧はＶ_ｂ値以上となっており、条件（３）の直流電圧Ｖ_３０を課電した場合の残留電荷Ｑ_３０よりは大きい。よって、測定対象ケーブル２０が課電端部２３側で水トリー劣化している場合には、測定される残留電荷はＱ_１０とＱ_２０がほぼ同じ値で最も大きくなり、次にＱ_４０、Ｑ_３０、Ｑ_５０の順となる。このように、劣化診断部１１０は、測定された残留電荷Ｑ_１０〜Ｑ_５０の関係が、Ｑ_１０≒Ｑ_２０＞Ｑ_３０＞Ｑ_４０＞Ｑ_５０であれば、測定対象ケーブル２０では領域１（課電端部２３側）でのみ水トリー劣化していると診断する。

＜３＞領域２にのみ水トリー劣化部位が存在する場合
図８（ｄ）は、図８（ａ）に示す領域２にのみ水トリー劣化が存在する場合のモデル図である。測定対象ケーブル２０において略中央部分である領域２が水トリー劣化している場合、残留電荷Ｑは領域２で囲まれた面積の部分のみとなり、条件（２）で課電した衝撃電圧Ｖ_２０は、Ｖ_ｂ値まで減衰している。また、条件（４）で課電した衝撃電圧Ｖ_４０は、Ｖ_ｃ値まで減衰している。よって、測定対象ケーブル２０の中央部分で水トリー劣化が存在する場合では、測定される残留電荷は、Ｑ_１０が最も大きく、次にＱ_２０とＱ_３０はほぼ同じ値で並び、続いてＱ_４０とＱ_５０がほぼ同じ値で並ぶ順となる。このように、劣化診断部１１０は、測定された残留電荷Ｑ_１０〜Ｑ_５０の関係が、Ｑ_１０＞Ｑ_２０≒Ｑ_３０＞Ｑ_４０≒Ｑ_５０であれば、測定対象ケーブル２０では領域２（課電端部２３側と遠端部２５との間、ここでは中央部分と称する）でのみ水トリー劣化していると診断する。

＜４＞領域３にのみ水トリー劣化部位が存在する場合
図８（ｅ）は、図８（ａ）に示す領域３にのみ水トリー劣化が存在する場合のモデル図である。測定対象ケーブル２０において課電端部２３から離間した部分である領域３が水トリー劣化している場合、残留電荷Ｑは領域３で囲まれた面積の部分のみとなり、条件（２）で課電された衝撃電圧Ｖ_２０は、Ｖ_ｃ値近傍まで減衰している。また、条件（４）で課電された衝撃電圧Ｖ_４０は減衰によりほぼ０に近い状態となっている。よって、測定対象ケーブル２０において課電端部２３から離間した部分で水トリー劣化が存在する場合では、測定される残留電荷は、Ｑ_１０が最も大きく、次Ｑ_３０となり、続いてＱ_２０とＱ_５０がほぼ同じ値で並び、Ｑ_４０が最も小さくなる。このように、劣化診断部１１０は、測定された残留電荷Ｑ_１０〜Ｑ_５０の関係が、Ｑ_１０＞Ｑ_３０＞Ｑ_２０≒Ｑ_５０＞Ｑ_４０であれば、測定対象ケーブル２０では領域３（遠端部２５側）でのみ水トリー劣化していると診断する。

以上のように、各条件（１）〜（５）の衝撃電圧または直流電圧を課電後に接地し、その接地後に測定対象ケーブル２０に交流電圧を課電して、測定対象ケーブル２０の残留電荷を測定する。各測定値を比較し、その大小の関係と、対応する測定対象ケーブル２０の長手方向の位置とから、測定対象ケーブル２０における水トリー劣化の位置を精度良く評定して、劣化診断を行うことができる。

なお、図８では水トリー劣化部位が課電した直流電圧値Ｖ_ａ、Ｖ_ｂ、Ｖ_ｃ（Ｖ_ａ＞Ｖ_ｂ＞Ｖ_ｃ）の大きさに応じて検出される残留電荷がＱ_１０＞Ｑ_３０＞Ｑ_５０となった事例で説明しているが、これに限らない。例えば、測定対象ケーブル２０における水トリー劣化が微小であり、例えば、直流電圧Ｖ_３０の電圧値Ｖ_ｂで絶縁体２２内に十分に電荷が蓄積されて飽和に達する場合、電圧値がＶ_ａ（Ｖ_ａ＞Ｖ_ｂ）の直流電圧Ｖ_１０を課電した際の残留電荷Ｑ_１０はＱ_３０と変わらなくなる（Ｑ_１０≒Ｑ_３０＞Ｑ_５０）。このため、測定された残留電荷Ｑ_１０が残留電荷Ｑ_３０と略同じである場合は、水トリー劣化は微小であると診断できる。

実施の形態４の劣化診断では、測定パターン１を３回用いて、測定パターン毎に異なる電圧値で直流電圧を課電して、直流課電毎に検出される残留電荷と、測定パターン２を２回用いて、ピーク電圧値が同じで周波数成分が異なる衝撃電圧を課電して、衝撃電圧課電毎に検出される残留電荷から劣化診断を行っているが、比較する残留電荷の組み合わせは、どのような組み合わせでもよい。具体的には、劣化診断装置１００において、残留電荷Ｑ_１０、Ｑ_２０、Ｑ_３０、Ｑ_４０、Ｑ_５０のうち少なくとも２つ以上の残留電荷を用いて劣化診断を行うようにしてもよい。

すなわち、絶縁劣化診断装置１００では、測定対象ケーブル２０の劣化診断で用いる衝撃電圧や直流電圧の測定数やそれらの組み合わせパターン（具体的には、測定パターンの組み合わせ）、衝撃電圧の減衰パターン（ピーク電圧値及び周波数成分の選択）は、図８の例に限らず適宜設定、選択できる。また、上述した測定パターン３を組み合わせても良い。

図９は、測定パターン２、３を用いて検出した残留電荷を示す図である。

絶縁劣化診断装置１００は、上述した測定パターン２、３を組み合わせて測定対象ケーブル２０の水トリー劣化診断を行う。

図９で示す残留電荷の測定は、絶縁劣化診断装置１００において、まず、測定パターン２を用いて残留電荷を測定した後、測定パターン３を用いて残留電荷を測定する。

すなわち、まず、衝撃電圧発生装置１０９によって、測定対象ケーブル２０の一端（ここでは課電端部２３）から衝撃電圧Ｖ_２を課電した後、測定対象ケーブル２０を接地し、その接地後に交流電源１０３から測定対象ケーブル２０に交流電圧を課電して、測定対象ケーブル２０の残留電荷Ｑ_２を測定する。次いで、測定対象ケーブル２０の他端（ここでは、遠端部２５）から、例えば先の衝撃電圧Ｖ_２と同じピーク電圧値、周波数成分の衝撃電圧Ｖ_５を課電した後、測定対象ケーブル２０を接地する。その接地後に測定対象ケーブル２０に交流電圧を課電して、測定対象ケーブル２０の残留電荷Ｑ_５を測定する。

この衝撃電圧Ｖ_５は、測定対象ケーブル２０の一端側（課電端部２３）からみて、遠端が最も電圧値が大きくなるように課電されたことになる。なお、図９では衝撃電圧Ｖ_２と同じピーク電圧値、周波数成分の衝撃電圧Ｖ_５を他端（遠端部２５）から課電した例を示したが、衝撃電圧Ｖ_２と異なるピーク電圧値あるいは周波数成分の衝撃電圧Ｖ_５を他端から課電してもよい。

また、図１０のように先に説明した衝撃電圧Ｖ_５（測定対象ケーブル２０他端、つまり遠端部２５側からの課電）と直流電圧Ｖ_３を組み合わせてもよい。

図１０は、測定パターン１、３を用いて検出した残留電荷を示す図である。

図１０で示す残留電荷は、測定パターン１の動作によって、直流電圧を課電した際に測定された残留電荷と、測定パターン３の動作によって、測定対象ケーブル２０の他端部（遠端部２５）から衝撃電圧を課電した際に測定された残留電荷とを示している。

すなわち、絶縁劣化診断装置１００は、直流電源１０１によって、測定対象ケーブル２０の一端（ここでは課電端部２３）から直流電圧Ｖ_３を課電した後、測定対象ケーブル２０を接地し、その接地後に交流電源１０３から測定対象ケーブル２０に交流電圧を課電して、測定対象ケーブル２０の残留電荷Ｑ_３を測定する。次いで、絶縁劣化診断装置１００は、測定対象ケーブル２０の他端（遠端部２５）から衝撃電圧発生装置１２２によって衝撃電圧を課電した後、測定対象ケーブル２０を接地し、その接地後に交流電源１０３から測定対象ケーブル２０に交流電圧を課電して、測定対象ケーブル２０の残留電荷Ｑ_５を測定する。これにより、劣化診断部１１０は、領域１における残留電荷Ｑ_５１と残留電荷Ｑ_３１とを比較したり、領域２における残留電荷Ｑ_５２と残留電荷Ｑ_３２とを比較したり、領域３における残留電荷Ｑ_５３と残留電荷Ｑ_３３とを比較したりすることによって、水トリー劣化位置の評定を行うことができる。

ここでは、劣化診断部１１０における水トリー劣化位置の評定や劣化程度の判定は、上述したような測定パターン１〜３を組み合わせた測定方法を予め設定しておき、この設定に基づいて行う。測定パターン１〜３のうち、同じ測定パターンを複数用いてもよい。同じ測定パターンを複数用いる場合、各測定パターンにおいて測定対象ケーブル２０に課電する電圧は変更する。例えば、直流電圧を課電する場合、測定対象ケーブル２０に課電するたびに異なる電圧値にし、衝撃電圧である場合、測定対象ケーブル２０に課電するたびにピーク電圧値が同じで異なる周波数成分或いは、周波数成分が同じでピーク電圧値の異なる値の電圧を課電する。このように残留電荷の抽出方法がそれぞれで異なる測定パターンを適宜用い、これら測定パターンを組み合わせることによって、測定パターンの回数毎に残留電荷を測定する。そして、測定パターン回毎の残留電荷を検出して、これらを比較する等して、劣化状態の診断を行うことができる。

具体的には、本実施の形態では、下記基本測定方法（Ａ）又は基本測定方法（Ｂ）で測定される残留電荷の比較を行って、劣化位置の評定、劣化程度の判定を行ってもよい。更に、下記基本測定方法（Ａ）又は基本測定方法（Ｂ）に、測定パターン＜ａ＞〜＜ｅ＞を適宜組み合わせ、測定された残留電荷を比較して劣化位置の評定、劣化程度の判定を行ってもよい。

・基本測定方法（Ａ）
測定対象である電力ケーブルに第１衝撃電圧を課電後に接地し、その接地後に電力ケーブルに交流電圧を課電して、前記電力ケーブルの残留電荷を測定するとともに、電力ケーブルに前記第１衝撃電圧と周波数成分の異なる第２衝撃電圧を課電後に接地し、その接地後に前記電力ケーブルに交流電圧を課電して、電力ケーブルの残留電荷を測定する。

・基本測定方法（Ｂ）
電力ケーブルに第１衝撃電圧を課電後に接地し、その接地後に電力ケーブルに交流電圧を課電して、前記電力ケーブルの残留電荷を測定するとともに、電力ケーブルに直流電圧を課電後に接地し、その接地後に前記電力ケーブルに交流電圧を課電して、電力ケーブルの残留電荷を測定する。

・測定パターン＜ａ＞
電力ケーブルに第１衝撃電圧と周波数成分の異なる第２衝撃電圧を課電後に接地し、その接地後に前記電力ケーブルに交流電圧を課電して、電力ケーブルの残留電荷を測定する。

・測定パターン＜ｂ＞
電力ケーブルに直流電圧を課電し、その接地後に前記電力ケーブルに交流電圧を課電して、電力ケーブルの残留電荷を測定する。

・測定パターン＜ｃ＞
基本測定方法（Ｂ）又は、測定パターン＜ｂ＞で課電する直流電圧と電圧値が異なる第２直流電圧を前記電力ケーブルに課電して接地し、その接地後に電力ケーブルに交流電圧を課電して、電力ケーブルの残留電荷を測定する。

・測定パターン＜ｄ＞
第１衝撃電圧又は第２衝撃電圧の周波数成分と同じ周波数成分で、且つ、ピーク電圧値が異なる第３衝撃電圧を電力ケーブルに課電し、その接地後に電力ケーブルに交流電圧を課電して、電力ケーブルの残留電荷を測定する。

・測定パターン＜ｅ＞
上記基本測定方法（Ｂ）及び測定パターン＜ｂ＞、＜ｃ＞において課電する直流電圧とは電圧値が異なる直流電圧を前記電力ケーブルに課電して接地し、その接地後に電力ケーブルに交流電圧を課電して、電力ケーブルの残留電荷を測定する。

すなわち、劣化診断方法としては、方法１：基本測定方法（Ａ）、方法２：基本測定方法（Ａ）＋測定パターン＜ｂ＞、方法３：基本測定方法（Ａ）＋測定パターン＜ｂ＞＋測定パターン＜ｃ＞、方法４：基本測定方法（Ａ）＋測定パターン＜ｄ＞、方法５：基本測定方法（Ａ）＋測定パターン＜ｂ＞＋測定パターン＜ｄ＞、方法６：基本測定方法（Ａ）＋測定パターン＜ｂ＞＋測定パターン＜ｃ＞＋測定パターン＜ｄ＞、方法７：基本測定方法（Ａ）＋測定パターン＜ｂ＞＋測定パターン＜ｃ＞＋測定パターン＜ｄ＞＋測定パターン＜ｅ＞、方法８：基本測定方法（Ｂ）、方法９：基本測定方法（Ｂ）＋測定パターン＜ｃ＞、方法１０：基本測定方法（Ｂ）＋測定パターン＜ｃ＞＋測定パターン＜ｅ＞等としてもよい。

また、上記組み合わせ（方法１〜１０）により構成される各劣化診断方法において、衝撃電圧を課電する際のバリエーションとしては、測定対象となる電力ケーブルの一端部側から課電するバリエーション（上述の「測定パターン２」に相当）と、一端部から離間した他端部側から課電するバリエーション（上述の「測定パターン３」に相当）がある。

このように電力ケーブルへの衝撃電圧の課電では、電力ケーブルの一端部側から、或いは、他端部側いずれかのバリエーションで課電して接地し、その接地後に前記電力ケーブルに交流電圧を課電して、電力ケーブルの残留電荷を測定してもよい。これにより、劣化診断方法において、複数の衝撃電圧を課電する際のバリエーションとして、周波数成分の変更のバリエーション、同じ周波数成分でピーク電圧値の変更のバリエーションに加えて、電力ケーブルへの課電位置の変更のバリエーションを含めて、組み合わせることができる。なお、このような各測定パターンによる作用効果は、上記各実施の形態での同様の測定パターンの作用効果となり、劣化診断の測定対象となる測定対象ケーブルの劣化位置、劣化状態を診断することができる。

本発明に係る絶縁劣化診断装置による劣化診断方法は上記各実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。

本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、敷設されている電力ケーブルにおける水トリー劣化位置を評定するとともにその劣化度合いを推定して厳密な劣化診断を行うことができる効果を有し、電力ケーブルにおける水トリー劣化診断の際に用いられる方法として有用である。

９、１０９、１２２ 衝撃電圧発生装置
１、１０１ 直流電源
２０ 測定対象ケーブル
２３ 課電端部
２４ 金属遮蔽層
２５ 遠端部
１００ 絶縁劣化診断装置
１０２ 接地抵抗
１０３ 交流電源
１０４、１２０ 切替スイッチ
１０８ 残留電荷検出器
１１０ 劣化診断部
１３０ 課電制御部

Claims (8)

1. 電力ケーブルに第１衝撃電圧を課電後に接地し、その接地後に電力ケーブルに交流電圧を課電して、前記電力ケーブルの残留電荷を測定する第１電荷測定工程と、
   前記電力ケーブルに前記第１衝撃電圧と周波数成分の異なる第２衝撃電圧を課電後に接地し、その接地後に前記電力ケーブルに交流電圧を課電して、電力ケーブルの残留電荷を測定する第２電荷測定工程と、
   各電荷測定工程によって測定された残留電荷を比較して前記電力ケーブルの劣化位置を評定する評定工程と、
   を有する、
   電力ケーブルの絶縁劣化診断方法。
2. 前記電力ケーブルに第１衝撃電圧を課電後に接地し、その接地後に電力ケーブルに交流電圧を課電して、前記電力ケーブルの残留電荷を測定する第１電荷測定工程と、
   前記電力ケーブルに直流電圧を課電後に接地し、その接地後に前記電力ケーブルに交流電圧を課電して、電力ケーブルの残留電荷を測定する第２電荷測定工程と、
   各電荷測定工程によって測定された残留電荷を比較して前記電力ケーブルの劣化位置を評定する評定工程と、
   を有する、
   電力ケーブルの絶縁劣化診断方法。
3. 前記第２電荷測定工程は、周波数成分を変えて前記第２衝撃電圧を複数回、前記電力ケーブルに課電し、前記第２衝撃電圧を前記電力ケーブルに課電する毎に接地し、その接地後に前記電力ケーブルに交流電圧を課電して、電力ケーブルの残留電荷を測定する、
   請求項１記載の電力ケーブルの絶縁劣化診断方法。
4. 前記第１電荷測定工程は、周波数成分を変えて前記第１衝撃電圧を複数回、前記電力ケーブルに課電し、前記第１衝撃電圧を前記電力ケーブルに課電する毎に接地し、その接地後に前記電力ケーブルに交流電圧を課電して、電力ケーブルの残留電荷を測定する、
   請求項２記載の電力ケーブルの絶縁劣化診断方法。
5. 前記第１衝撃電圧または前記第２衝撃電圧の周波数成分と同じ周波数成分で、且つ、ピーク電圧値が異なる第３衝撃電圧を前記電力ケーブルに課電後に接地し、その接地後に前記電力ケーブルに交流電圧を課電して、電力ケーブルの残留電荷を測定する第３電荷測定工程を更に具備し、
   前記評定工程では、第１、第２及び第３電荷測定工程によって測定された残留電荷を比較して前記電力ケーブルの劣化位置を評定する、
   請求項１記載の電力ケーブルの絶縁劣化診断方法。
6. 前記直流電圧と電圧値が異なる第２直流電圧を前記電力ケーブルに課電後に接地し、その接地後に電力ケーブルに交流電圧を課電して、電力ケーブルの残留電荷を測定する第３電荷測定工程を更に具備し、
   前記評定工程では、第１、第２及び第３電荷測定工程によって測定された残留電荷を比較して前記電力ケーブルの劣化位置を評定する、
   請求項２記載の電力ケーブルの絶縁劣化診断方法。
7. 前記電力ケーブルに前記直流電圧と電圧値が異なる複数の第２直流電圧を課電し、前記第２直流電圧を前記電力ケーブルに課電する毎に接地し、その接地後に前記電力ケーブルに交流電圧を課電して、前記電力ケーブルの残留電荷を測定する電荷測定工程と、
   前記電力ケーブルに前記第１衝撃電圧と周波数成分の異なる複数の第２衝撃電圧を課電し、前記第２衝撃電圧を前記電力ケーブルに課電する毎に接地し、その接地後に前記電力ケーブルに交流電圧を課電して、電力ケーブルの残留電荷を測定する電荷測定工程、及び、前記電力ケーブルに前記第１衝撃電圧と同じ周波数成分で、且つ、ピーク電圧値の異なる複数の第３衝撃電圧を課電後に接地し、前記第３衝撃電圧を前記電力ケーブルに課電する毎に接地し、その接地後に前記電力ケーブルに交流電圧を課電して、電力ケーブルの残留電荷を測定する電荷測定工程のうち少なくとも一つの電荷測定工程を更に具備し、
   前記評定工程は、各電荷測定工程によって測定された残留電荷を比較して前記電力ケーブルの劣化位置を評定する、
   請求項２記載の電力ケーブルの絶縁劣化診断方法。
8. 絶縁劣化診断の対象である電力ケーブルに直流電圧を課電する直流電圧課電手段と、
   前記電力ケーブルに衝撃電圧を課電する衝撃電圧課電手段と、
   前記電力ケーブルを接地する接地手段と、
   前記電力ケーブルに交流電圧を課電する交流電圧課電手段と、
   前記交流電圧が課電された前記電力ケーブルの残留電荷を測定する測定手段と、
   測定された残留電荷に基づいて前記電力ケーブルの劣化部位を評定する評定手段と、
   前記直流電圧課電手段及び前記衝撃電圧課電手段のうち前記衝撃電圧課電手段を少なくとも一回制御することによって前記電力ケーブルを複数回課電し、課電毎に接地した前記電力ケーブルに、前記交流電圧課電手段を制御して前記交流電圧を課電する課電制御手段とを備え、
   前記課電制御手段は、前記直流電圧を前記電力ケーブルに複数回課電する場合、課電毎で電圧値が異なる直流電圧を課電し、前記衝撃電圧を前記電力ケーブルに複数回課電する場合、課電毎に、周波数成分の異なる衝撃電圧或いは周波数成分が同じでピーク電圧値が異なる衝撃電圧を課電する、
   絶縁劣化診断装置。

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