JP2011242206A - Insulation deterioration diagnosis method and insulation deterioration diagnosis device of power cable - Google Patents

Insulation deterioration diagnosis method and insulation deterioration diagnosis device of power cable Download PDF

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巖 大▲高▼
Jiro Kawai
二郎 川井
Masaru Aoki
勝 青木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an insulation deterioration diagnosis method and an insulation deterioration diagnosis device which are capable of diagnosing a state of a part where insulation deterioration of a power cable due to a water tree is worst, without depending on a length of the power cable.SOLUTION: The insulation deterioration diagnosis method comprises: a measurement step of measuring an impressed voltage of an AC voltage as a second impressed voltage and an amount of residual charge emitted by voltage impression, in parallel; an increment measurement step of measuring an increment of residual charge due to boost of the AC voltage on the basis of residual charge at the time of the start of AC voltage impression; a rise time measurement step of measuring a rise time when the increment of residual charge reaches a prescribed value; an AC voltage value measurement step of measuring an AC voltage value of the AC voltage being impressed at the rise time; a rise electric field calculation step of calculating an AC electric field at the time when the increment of residual charge reaches the prescribed value, as a rise electric field on the basis of the measured AC voltage value; and a diagnosis step of diagnosing a state of a part where insulation deterioration of the power cable is worst, on the basis of the calculated rise electric field.

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。   The present invention relates to a method for diagnosing power cable insulation deterioration, and more particularly to a power cable insulation deterioration diagnosis method and an insulation deterioration diagnosis device for diagnosing power cable insulation deterioration caused by a water tree.

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。   As one of the major insulation deterioration phenomena that determine the withstand voltage life characteristics of rubber and plastic power cables such as cross-linked polyethylene insulated power cables (hereinafter referred to as CV (Cross-linked polyethylene insulated polyvinyl-chloride sheathed cable) cables) There is tree degradation.

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。   This water tree degradation is caused by the concentration of electric fields such as voids, foreign matter, and protrusions in the insulator when an AC voltage is applied to rubber / plastic power cables over a long period of time in an environment where water exists. This is a phenomenon that occurs when a minute water void group is formed in the portion and this progresses in the electric field direction.

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。   As the water tree grows, this water tree lowers the breakdown voltage and eventually causes a breakdown of the power cable during operation. For this reason, in the insulation deterioration diagnosis of power cables such as CV cables, it is an important issue to detect water tree deterioration with high reliability.

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。   Thus, as an effective technique for detecting water tree deterioration of power cables such as CV cables, for example, a residual charge method as shown in Patent Document 1 has been developed. The procedure of the residual charge method will be described with reference to FIG. In the residual charge method, first, a DC voltage is applied to a cable insulator as shown in FIG. 1 (a), and then the electrodes of the insulator are short-circuited and grounded as shown in FIG. 1 (b). Then, as shown in FIG. 1C, an AC voltage or the like is applied to the insulator, and a DC component appearing at this time is detected as a deterioration signal due to the water tree.

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。   In the residual charge method, space charges are accumulated in the insulator by applying a direct current voltage or the like to the power cable. Next, the conductor and shielding charge (not shown) due to the DC applied voltage are removed by short-circuiting and grounding between the electrodes of the insulator. During this time, the space charge of the deteriorated portion, that is, the charge restrained in the insulator (space charge in the water tree, etc.) partially remains without disappearing. After that, due to the application of AC voltage, the charge (space charge in the water tree, etc.) constrained in the insulator is quickly released and released, and the charge or DC current accompanying the transfer of charge is a degradation signal. As detected by the detector.

このような従来の残留電荷法は、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。   Such a conventional residual charge method is evaluated using the total charge amount detected from the entire power cable.

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。   For this reason, in the conventional method, the evaluation by the residual charge method is detected as the same amount of charge when the minute deterioration exists uniformly in the longitudinal direction of the power cable and when the large deterioration exists locally. There is a possibility, and it cannot be judged strictly.

残留電荷測定は、絶縁破壊に直接繋がるような有害な水トリーを検出することが目的である。このため、劣化に無関係な箇所、例えば接続部の異種絶縁体界面や、絶縁破壊に直接結び付かないような微小な水トリーから発生する信号は、誤差成分として除去する必要がある。   The purpose of residual charge measurement is to detect harmful water trees that directly lead to dielectric breakdown. For this reason, it is necessary to remove a signal generated from a portion irrelevant to deterioration, for example, a heterogeneous insulator interface of a connection portion or a minute water tree that does not directly cause dielectric breakdown as an error component.

特許文献2及び特許文献3には、直流課電接地後の交流課電時に現れる残留電荷の時間特性、具体的には有害な水トリーから発生する信号は交流課電に対する応答が速いという特性に着目した絶縁劣化診断方法が記載されている。   In Patent Document 2 and Patent Document 3, the time characteristic of the residual charge that appears during AC charging after DC charging grounding, specifically, the signal generated from a harmful water tree has a fast response to AC charging. A focused insulation deterioration diagnosis method is described.

特許文献2記載の絶縁劣化診断方法は、交流課電を零から所定の値まで昇圧する間に現れる残留電荷の大きさと、昇圧後、所定の電圧を保持している間の残留電荷の変化分とを比較することによって電力ケーブルの劣化状態を診断する。   The insulation deterioration diagnosis method described in Patent Document 2 is based on the magnitude of the residual charge that appears while boosting AC charging from zero to a predetermined value, and the amount of change in the residual charge while holding a predetermined voltage after boosting. The deterioration state of the power cable is diagnosed by comparing with.

特許文献3記載の絶縁劣化診断方法は、後述する図10(a)に示すように、交流課電による残留電荷の増加分を測定する操作を3回繰り返して行い、1回目の交流課電による残留電荷の増加分から2回目及び3回目の交流課電による残留電荷の増加分を差し引いた電荷を劣化判定量に用いた診断方法である。   In the insulation deterioration diagnosis method described in Patent Document 3, as shown in FIG. 10A described later, an operation of measuring an increase in residual charge due to AC charging is repeated three times, and the first AC charging is performed. This is a diagnostic method in which the charge obtained by subtracting the increase in residual charge from the second and third AC charges from the increase in residual charge is used as the deterioration determination amount.

また、特許文献4には、電力ケーブルの水トリー部に電荷を蓄積させる課電方法として、直流電圧の代わりに交流電圧の半波波形により電荷を蓄積し、交流電圧を課電して電荷を放出させ、残留電荷を測定する方法が開示されている。   Further, in Patent Document 4, as an electric charging method for accumulating electric charges in the water tree portion of the power cable, electric charges are accumulated by a half-wave waveform of AC voltage instead of DC voltage, and AC voltage is applied to charge. A method for releasing and measuring the residual charge is disclosed.

特公平5−28350号公報Japanese Patent Publication No. 5-28350 特開平8−62280号公報JP-A-8-62280 特開平11−148959号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-148959 特開2007−40861号公報JP 2007-40861 A

特許文献2及び特許文献3記載の絶縁劣化診断方法より、劣化に無関係な箇所、例えば接続部の異種絶縁体界面や、絶縁破壊に直接結び付かないような微小な水トリーから発生する信号を誤差成分として除去し、交流課電に対する応答の速い劣化部を抽出して劣化程度を診断することが可能となった。   According to the insulation degradation diagnosis method described in Patent Document 2 and Patent Document 3, signals generated from locations unrelated to degradation, for example, heterogeneous insulator interfaces of connection parts, or minute water trees that do not directly connect to dielectric breakdown are errors. It was possible to diagnose the degree of deterioration by removing a component as a component and extracting a deteriorated portion having a quick response to AC charging.

しかしながら、特許文献2及び特許文献3記載の測定法にあっては、抽出された交流課電に対する応答の速い残留電荷に、測定ケーブル中に存在するすべての交流課電に対する応答の速い水トリー劣化部が含まれてしまう。   However, in the measurement methods described in Patent Document 2 and Patent Document 3, the water tree degradation that is quick in response to all the AC charges existing in the measurement cable is added to the extracted residual charge that is quick in response to the AC charge. Part will be included.

例えば、特許文献3においては、交流電圧を零から所定の値まで短時間で昇圧した後に直ちに零まで降下させて、交流短課電による残留電荷の増加分ΔQを測定しているものの、交流課電に対する応答の速い残留電荷は第1回目の交流課電時に出尽くし、第2回目の交流課電によって得られた残留電荷の増加分には劣化と無関係な残留電荷のみしか存在しない(特許文献3の段落0026−0028参照)。   For example, in Patent Document 3, an AC voltage is boosted from zero to a predetermined value in a short time and then immediately lowered to zero to measure the residual charge increase ΔQ due to AC short-term charging. Residual charges having a quick response to electricity are exhausted during the first AC charging, and only the residual charges unrelated to deterioration are present in the increase in the residual charges obtained by the second AC charging (Patent Document 3). Paragraphs 0026-0028).

測定するケーブル長が10m程度の短尺ケーブルであれば、ケーブル全長にわたってほぼ均一な劣化状態とみなせる。しかし、ケーブル長が長くなると劣化程度の異なる局所的な劣化部の存在確率は増える。実際に布設されているケーブルは数十mから数kmオーダーであり、測定した残留電荷には複数の局所的な劣化部位が存在していると推定される。   If the cable length to be measured is a short cable of about 10 m, it can be regarded as a substantially uniform deterioration state over the entire length of the cable. However, as the cable length becomes longer, the existence probability of local deteriorated portions having different degrees of deterioration increases. The actually installed cable is on the order of several tens of meters to several kilometers, and it is estimated that there are a plurality of local degradation sites in the measured residual charges.

一方、電力ケーブルの絶縁破壊は、劣化部の数ではなく、電力ケーブルの最も劣化が進行した単一の水トリー劣化部により決定される。特許文献2及び特許文献3記載の測定法においては、例えば絶縁破壊直前まで著しく水トリー劣化が進行した部位がケーブル中に1箇所の存在する場合と、すぐには絶縁破壊に至らないが中程度の絶縁劣化部が複数存在する場合の残留電荷量が同じ値として検出される可能性がある。この傾向はケーブル長が長くなるほど、局所的な劣化部の存在確率が増えて高くなる。   On the other hand, the dielectric breakdown of the power cable is determined not by the number of deteriorated portions but by the single water tree deteriorated portion where the most deterioration of the power cable has progressed. In the measurement methods described in Patent Document 2 and Patent Document 3, for example, when there is one portion in the cable where water tree degradation has progressed remarkably until just before dielectric breakdown, insulation breakdown does not occur immediately but is moderate. There is a possibility that the residual charge amount is detected as the same value when there are a plurality of insulation deterioration portions. This tendency becomes higher as the cable length becomes longer and the probability of the presence of a locally deteriorated portion increases.

つまり、劣化に無関係な箇所を誤差成分として除去しても、水トリー劣化による残留電荷の総電荷量を抽出して評価する手法には変わりなく、ケーブル全長における個々の水トリー劣化の程度が同じであっても、測定するケーブル長が長い場合は、水トリー劣化部の存在個数の影響を受け、存在個数によって電荷量は変化してしまう。   In other words, even if a portion unrelated to deterioration is removed as an error component, the method of extracting and evaluating the total amount of residual charges due to water tree deterioration remains the same, and the degree of individual water tree deterioration in the entire cable length is the same. Even so, when the cable length to be measured is long, the amount of charge changes depending on the number of water tree degradation portions, and is affected by the number of water tree degradation portions.

また、総電荷量をケーブルの長さで除算して単位長さあたりの劣化程度として評価すると、絶縁破壊直前まで著しく水トリー劣化が進行した部位がケーブル中に1箇所存在する場合、ケーブルの長さで除算して平均化すると、特にケーブル長が長い線路においては、単位当たりでは小さな数値と評価され、重大な劣化部であることを見逃す虞がある。従い、ケーブルの長さ、具体的にはケーブル全長における水トリー劣化部の存在個数に影響せず、ケーブルにおける最も劣化した単一の水トリー劣化部のみを診断する絶縁劣化の判定手法が求められている。   Moreover, when the total charge amount is divided by the length of the cable and evaluated as the degree of deterioration per unit length, if there is one part in the cable where water tree deterioration has progressed significantly until just before dielectric breakdown, the length of the cable When dividing by the average and averaging, especially in a line having a long cable length, it is evaluated as a small numerical value per unit, and there is a possibility of overlooking a seriously deteriorated portion. Therefore, there is a need for an insulation degradation judgment method that diagnoses only the most degraded single water tree degradation part in the cable without affecting the length of the cable, specifically the number of water tree degradation parts in the entire cable length. ing.

なお、直流電圧の代わりに交流電圧の半波波形により電荷を蓄積し、交流電圧を課電して電荷を放出させ、残留電荷を測定する特許文献4に記載された方法で実施しても、検出された残留電荷量がケーブルの長さ、具体的にはケーブル全長における水トリー劣化部の存在個数に影響する課題は解決できない。   In addition, even if it implements by the method described in patent document 4 which accumulates an electric charge by the half wave waveform of an alternating voltage instead of direct current voltage, applies an alternating voltage, discharges an electric charge, and measures a residual charge, The problem that the detected residual charge amount affects the length of the cable, specifically, the number of water tree degradation portions in the entire length of the cable cannot be solved.

本発明の目的は、電力ケーブルの長さに依存することなく、水トリーによる電力ケーブルの絶縁劣化が最も進行した箇所の状態を診断する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である。   An object of the present invention is to provide an insulation deterioration diagnosis method and an insulation deterioration diagnosis apparatus capable of diagnosing the state of the place where the insulation deterioration of the power cable due to the water tree is most advanced without depending on the length of the power cable. That is.

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の課電を行い、水トリー部に電荷を蓄積させた後、第2の課電として、交流電圧を電力ケーブルに課電し、前記水トリー部に蓄積した電荷を検出する電力ケーブルの絶縁劣化診断方法において、前記第2の課電としての交流電圧の課電電圧と、この課電により放出される残留電荷量を並行して測定する測定工程と、交流課電開始時の残留電荷を基準とし、交流電圧の昇圧による残留電荷の増加量を計測する増加量計測工程と、前記残留電荷の増加量が所定の値となった立上がり時間を計測する立上時間計測工程と、前記立上がり時間における課電中の交流電圧値を計測する交流電圧値計測工程と、前記交流電圧値に基づいて、前記残留電荷の増加量が所定の値となった時の交流電界を、立上がり電界として算出する立上電界算出工程と、算出した前記立上がり電界に基づいて、電力ケーブルの最大絶縁劣化部の状態を診断する診断工程と、を有する。   In the method for diagnosing deterioration of a power cable according to the present invention, a first power is applied to the power cable, electric charges are accumulated in the water tree section, and then an AC voltage is applied to the power cable as a second power. In the method for diagnosing deterioration of a power cable that detects charges accumulated in the water tree portion, the applied voltage of the AC voltage as the second applied voltage and the amount of residual charges released by the applied voltage are set in parallel. Measurement step, an increase amount measurement step for measuring the increase amount of the residual charge due to the boosting of the AC voltage, and the increase amount of the residual charge become a predetermined value. A rising time measuring step for measuring the rising time, an AC voltage value measuring step for measuring an AC voltage value during power application at the rising time, and an increase amount of the residual charge is determined based on the AC voltage value. Exchange when the value of Having a field, the rising field calculating step of calculating a rising electric field, on the basis of the rising field calculated, the diagnostic step of diagnosing the condition of maximum insulation deterioration of a power cable, a.

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課電する第1の課電手段と、前記電力ケーブルに交流電圧を課電する第2の課電手段と、前記第2の課電としての交流電圧の課電電圧と、この課電により放出される残留電荷量を並行して測定する測定手段と、交流課電開始時の残留電荷を基準とし、交流電圧の昇圧による残留電荷の増加量を計測する増加量計測手段と、前記残留電荷の増加量が所定の値となった立上がり時間を計測する立上時間計測手段と、前記立上がり時間における課電中の交流電圧値を計測する交流電圧値計測手段と、前記交流電圧値に基づいて、前記残留電荷の増加量が所定の値となった時の交流電界を、立上がり電界として算出する立上電界算出手段と、算出した前記立上がり電界に基づいて、電力ケーブルの最大絶縁劣化部の状態を診断する診断手段と、を備える構成を採る。   The insulation deterioration diagnosis device of the present invention includes a first power applying means for applying an electric power to a power cable that is an object of insulation deterioration diagnosis, a second electric applying means for applying an AC voltage to the power cable, and the first AC voltage boosting based on the measurement of AC voltage as the second charging, a measuring means for measuring the amount of residual charge released by this charging in parallel, and the residual charge at the start of AC charging An increase amount measuring means for measuring the increase amount of the residual charge due to, a rise time measuring means for measuring the rise time when the increase amount of the residual charge becomes a predetermined value, and an alternating voltage during the charging at the rise time AC voltage value measuring means for measuring a value, and, based on the AC voltage value, a rising electric field calculating means for calculating an AC electric field when the amount of increase in the residual charge becomes a predetermined value as a rising electric field, Based on the calculated rising electric field Employs a configuration comprising a diagnostic means for diagnosing the condition of maximum insulation deterioration of a power cable, a.

本発明によれば、電力ケーブルの長さに依存することなく、水トリーによる電力ケーブルの絶縁劣化が最も進行した箇所の状態を診断することができる。また、交流電圧の課電のばらつき等による残留電荷の応答ばらつきの影響を受けず、かつ測定ケーブルの長さにも依存することなく、確実にケーブル内の単一の最大劣化部を診断することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the state of the location where the insulation degradation of the power cable by a water tree most advanced can be diagnosed, without being dependent on the length of a power cable. In addition, it is possible to reliably diagnose a single maximum deteriorated part in the cable without being affected by the response variation of the residual charge due to variations in the AC voltage application and without depending on the length of the measurement cable. Can do.

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It is a figure which shows the procedure of the conventional residual charge method, (a) is a figure which shows the applied state of DC voltage, (b) is a figure which shows a ground state, (c) is a figure which shows the applied state of AC voltage 原理説明の電力ケーブルに第1の課電を行い、水トリー部に電荷を蓄積させた状態で、第2の課電としての交流課電下における残留電荷−時間特性を示す図The figure which shows the residual charge-time characteristic under the alternating current electric power as a 2nd electric power in the state which applied the 1st electric power to the electric power cable of the principle explanation, and accumulated the electric charge in the water tree part. 図2の結果を水トリー劣化の程度別に模式化した図Fig. 2 is a schematic diagram of the results of Fig. 2 according to the degree of water tree degradation. 原理説明の重度と中度と軽度で水トリー劣化程度が混在する場合を模式化した図Schematic diagram of the case where the water tree deterioration degree is mixed in the explanation of the principle of severe, medium, and mild 原理説明の実際の測定データ例を模式的に示した図Diagram showing an example of actual measurement data explaining the principle 原理説明の電力ケーブル撤去品において、本願発明の測定方法にて立上がり電界を算出した後、当該電力ケーブルの破壊試験を実施し、立上がり電界と交流破壊電界の相関を示した図Figure showing the correlation between the rising electric field and the AC breakdown electric field after calculating the rising electric field using the measurement method of the present invention in the power cable removed from the principle explanation, and then conducting a destructive test of the power cable. 本発明の一実施の形態に係る絶縁劣化診断装置の構成を示す図The figure which shows the structure of the insulation degradation diagnostic apparatus which concerns on one embodiment of this invention. 本実施の形態に係る絶縁劣化診断装置の他の構成を示す図The figure which shows the other structure of the insulation degradation diagnostic apparatus which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る絶縁劣化診断装置の他の構成を示す図The figure which shows the other structure of the insulation degradation diagnostic apparatus which concerns on this Embodiment. 本実施の形態による残留電荷測定方法と従来の残留電荷測定方法との測定パターンを比較して示す図The figure which compares and shows the measurement pattern of the residual charge measuring method by this Embodiment, and the conventional residual charge measuring method 本実施の形態に係る電力ケーブルの絶縁劣化診断方法の残留電荷の立上がり電界と残留電荷の総電荷量Qを組み合わせた判定を説明する図Diagram for explaining the determination of a combination of the total charge amount Q 0 of the residual charge and the rising field of the residual charge in the insulation degradation diagnosis method of the power cable according to this embodiment

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。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(原理説明)
まず、本発明の電力ケーブルの絶縁劣化診断方法において水トリーの長さと残留電荷応答について説明する。
(Principle explanation)
First, the length of the water tree and the residual charge response in the insulation cable degradation diagnosis method of the present invention will be described.

<水トリーの長さと残留電荷応答>
図2は、電力ケーブルに第1の課電を行い、水トリー部に電荷を蓄積させた状態で、第2の課電としての交流課電下における残留電荷−時間特性を示す図である。図2(a)は、1000μm程度の長い水トリー劣化が存在する試料による残留電荷である。図2(b)は100μm程度のボウタイ状水トリーが多発しているものの、長い水トリーはほとんど存在しない試料による残留電荷である。図2(a)と図2(b)を比較すると、水トリー長が長いほど、交流課電に対する応答挙動が速くなることが確認できる。
<Water tree length and residual charge response>
FIG. 2 is a diagram showing a residual charge-time characteristic under AC charging as a second charging in a state in which the first charging is performed on the power cable and electric charges are accumulated in the water tree portion. FIG. 2A shows the residual charge due to the sample having a long water tree degradation of about 1000 μm. FIG. 2 (b) shows the residual charges due to the sample in which bow-tie water trees of about 100 μm frequently occur but long water trees are hardly present. Comparing FIG. 2 (a) and FIG. 2 (b), it can be confirmed that the longer the water tree length, the faster the response behavior to AC charging.

図3は、図2の結果を水トリー劣化の程度別に模式化した図である。   FIG. 3 is a diagram schematically showing the result of FIG. 2 according to the degree of water tree degradation.

図3(a)に示すように、電力ケーブル絶縁体部の水トリーの長さが大きい、すなわち重度の劣化の場合は、交流課電に対する残留電荷の応答は速く、立上がり時間tは短くなる。逆に、図3(c)に示すように、電力ケーブル絶縁体部の水トリーの長さが小さい、すなわち軽度の劣化の場合は、交流課電に対する残留電荷の応答は遅く、立上がり時間tは長くなる。 As shown in FIG. 3 (a), a large length of the water trees of the power cable insulation unit, that is, in the case of severe degradation, faster response of the residual charge for Affairs Division conductive, the rise time t 1 is shorter . On the contrary, as shown in FIG. 3C, when the length of the water tree of the power cable insulator is small, that is, when it is slightly deteriorated, the response of the residual charge to the AC charging is slow, and the rise time t 3 Becomes longer.

この立上がり時間は、電力ケーブルの局部的な劣化の程度に依存するため、電力ケーブルの長さの影響は受けない。交流課電が所定の電圧まで昇圧する時間は数秒程度であるが、交流課電に対する有害な水トリー劣化の残留電荷の応答は、交流課電の昇圧の間に出尽くしてしまう。   Since this rise time depends on the degree of local deterioration of the power cable, it is not affected by the length of the power cable. The time during which AC power is boosted to a predetermined voltage is about several seconds, but the response of the residual charge of detrimental water tree degradation to AC power is exhausted during AC power boost.

このため、立上がり時間はかならず交流電圧の昇圧中の時間となる。この立上がり時間の定義は、交流課電開始時の残留電荷量を基準にして残留電荷の増加量を計測し、例えば増加量が1nCとなった時等、交流課電開始から、予め定めた増加量となった時の時間とする。   For this reason, the rise time is always the time during the boosting of the AC voltage. This rise time is defined by measuring the amount of increase in residual charge based on the amount of residual charge at the start of AC charging. For example, when the increase reaches 1 nC, a predetermined increase from the start of AC charging The time when the amount is reached.

図4は、重度と中度と軽度で水トリー劣化程度が混在する場合を模式化した図である。   FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a case where the degree of water tree deterioration is mixed in severe, medium, and mild.

図4に示すように、実際に布設されているケーブル線路においては、重度の劣化部や中度、軽度の劣化部が複数存在している場合が多く、その場合はそれぞれの残留電荷の応答の合成値となる。   As shown in FIG. 4, in the cable line actually laid, there are many cases where there are a plurality of severely deteriorated portions, moderately, and slightly deteriorated portions, and in this case, the response of each residual charge It becomes a composite value.

図5は、実際の測定データ例を模式的に示した図である。   FIG. 5 is a diagram schematically showing an example of actual measurement data.

図5に示すように、立上がり時間は電力ケーブル全長において最も劣化の程度が大きい区間で決定されるため、電力ケーブルの長手方向で最も大きな単一の劣化部位の判別が可能になる。   As shown in FIG. 5, the rise time is determined in the section where the degree of deterioration is the greatest in the entire length of the power cable, and therefore, it becomes possible to determine the largest single deterioration part in the longitudinal direction of the power cable.

ところで、この残留電荷の応答時間を劣化診断に応用する場合、同一ケーブルであっても、残留電荷の応答は交流電圧の課電ばらつきによって変化してしまう。交流課電に対する有害な水トリー劣化の残留電荷の応答は、課電開始後数秒間で出尽くすため、この交流課電のばらつきは無視できない。また、劣化診断は現地の布設ケーブルにて測定することから、電圧値や勾配を統一しても、課電ばらつきやケーブルへの接続状況によって一概に同一とは言えず、単に現地にて測定した交流課電に対する残留電荷の応答時間を同じ判定基準から一律に劣化状態を診断することは危険である。   By the way, when this residual charge response time is applied to deterioration diagnosis, the response of the residual charge changes due to variations in the AC voltage applied even in the same cable. Since the response of the residual charge of the harmful water tree degradation to AC charging is exhausted within a few seconds after the start of charging, this AC charging variation cannot be ignored. In addition, since deterioration diagnosis is measured with local laying cables, even if the voltage value and gradient are unified, it cannot be said that they are generally the same due to variations in power distribution and the connection status to the cables, but simply measured locally. It is dangerous to diagnose the deterioration state uniformly from the same criterion for the response time of the residual charge to AC charging.

本発明は、交流課電に対する残留電荷の応答時間、具体的には残留電荷の増加量が所定の値(閾値)となった時間と課電中の交流電界値との関係に着目した。   The present invention pays attention to the relationship between the response time of the residual charge to AC charging, specifically, the time when the increase amount of the residual charge reaches a predetermined value (threshold) and the AC electric field value during charging.

本発明の電力ケーブルの絶縁劣化診断方法は、以下(1)〜(6)を順次実行する。
(1)第2の課電としての交流電圧の課電電圧と、課電により放出される残留電荷量を同期させて並行して測定する。ここで、「並行して測定」とは、交流電圧を課電しつつ、この課電により放出される残留電荷量を測定すること、すなわち、交流電圧の課電中に残留電荷量を測定することをいう。また、時間(例えば時刻)を共通データとして、交流電圧の立上がり電圧及び残留電荷を算出している。時間を共通データとして、立上がり電圧及び残留電荷を算出することを「同期させる」と呼称している。
(2)交流課電開始時の残留電荷を基準とし、交流電圧の昇圧による残留電荷の増加量を計測する。
(3)残留電荷の増加量が所定の値となった立上がり時間を計測する。
(4)前記立上がり時間における課電中の交流電圧値を計測する。
(5)前記交流電圧値に基づいて、残留電荷の増加量が所定の値となった時の交流電界を、立上がり電界として算出する。
(6)算出した前記立上がり電界に基づいて、電力ケーブルの最大絶縁劣化部の状態を診断する。
The power cable insulation deterioration diagnosis method of the present invention sequentially executes the following (1) to (6).
(1) The AC voltage as the second voltage is measured in parallel with the applied voltage of the AC voltage and the residual charge released by the applied voltage. Here, “measured in parallel” is to measure the amount of residual charge released by applying an AC voltage while measuring the amount of residual charge during the application of AC voltage. That means. Further, the rising voltage of the AC voltage and the residual charge are calculated using time (for example, time) as common data. Calculation of the rising voltage and the residual charge using time as common data is referred to as “synchronizing”.
(2) Using the residual charge at the start of AC charging as a reference, the amount of increase in the residual charge due to boosting of the AC voltage is measured.
(3) The rise time when the amount of increase in the residual charge reaches a predetermined value is measured.
(4) Measure the alternating voltage value during the charging at the rise time.
(5) Based on the AC voltage value, an AC electric field when the amount of increase in residual charge reaches a predetermined value is calculated as a rising electric field.
(6) Diagnose the state of the maximum insulation deterioration portion of the power cable based on the calculated rising electric field.

このように、交流課電に対する残留電荷の立上がり電界を診断することで、電力ケーブルの長さや交流課電のばらつきに依存せず、かつ単一の最も絶縁劣化が進行している水トリー劣化部の程度を診断することができる。なお、第1の課電は、直流電圧、インパルス電圧あるいは交流電圧のいずれでもよく、電力ケーブルの水トリー部に電荷を蓄積させる課電方法は特に問わない。   In this way, by diagnosing the rising electric field of the residual charge with respect to AC charging, it is independent of the length of the power cable and the variation of AC charging, and the single water tree deterioration part where the most insulation deterioration has progressed Can be diagnosed. Note that the first voltage application may be any of a DC voltage, an impulse voltage, and an AC voltage, and the method of applying the charge in the water tree portion of the power cable is not particularly limited.

図6は、電力ケーブル撤去品(長さ数十〜数百m)において、本願発明の測定方法にて立上がり電界を算出した後、当該電力ケーブルの破壊試験を実施し、立上がり電界と交流破壊電界の相関を示した図である。図6(a)は、立上がり電界と交流破壊電界の相関図、図6(b)は、図6(a)の立上がり電界を示す図である。   FIG. 6 shows a power cable removed product (length: several tens to several hundreds of meters), after calculating a rising electric field by the measurement method of the present invention, conducting a destructive test of the electric power cable, FIG. 6A is a correlation diagram between the rising electric field and the AC breakdown electric field, and FIG. 6B is a diagram illustrating the rising electric field in FIG. 6A.

図6(a)に示すように、交流破壊電界の数値が大きいほど耐電圧が大きいことを示し、ケーブルは健全な状態となる。立上がり電界とは、図6(b)に示すように、電力ケーブルに第1の課電を行い、水トリー部に電荷を蓄積させた状態で、第2の課電として電力ケーブルに交流電圧を課電して残留電荷の応答が検出された立上がりの時間における交流課電の電界値のことである。   As shown to Fig.6 (a), it shows that withstand voltage is so large that the numerical value of an alternating current breakdown electric field is large, and a cable will be in a healthy state. As shown in FIG. 6 (b), the rising electric field is a state in which a first voltage is applied to the power cable and electric charges are accumulated in the water tree portion, and an AC voltage is applied to the power cable as a second voltage. It is the electric field value of AC charging during the rise time when the response of the residual charge is detected by applying power.

図6(a)に示すように、立上がり電界と交流破壊電界との間には、測定ケーブルの長さに関係なく、正の相関関係がある。すなわち、電力ケーブル全体において軽度の劣化のみ存在する場合は交流課電に対する個々の残留電荷の応答は遅く、所定の増加量となる立上がり時間は長くなる。その間、交流課電は昇圧しているため、残留電荷が立ち上がった際の立上がり電界は大きくなる。   As shown in FIG. 6A, there is a positive correlation between the rising electric field and the AC breakdown electric field regardless of the length of the measurement cable. That is, when only a slight deterioration exists in the entire power cable, the response of the individual residual charges to the AC charging is slow, and the rise time that becomes a predetermined increase amount becomes long. In the meantime, since the AC charging is boosted, the rising electric field when the residual charge rises increases.

一方、電力ケーブル全体に一箇所でも重度の劣化が存在する場合は、交流課電に対する他の劣化部の残留電荷より早く応答し、所定の増加量となる立上がり時間は短くなり、立上がり電界も小さくなる。したがって、要求される耐電圧より劣化判断基準となる立上がり電界を決定することにより、布設電力ケーブルの診断が可能になり、電力ケーブルの交換等適切な処置を行うことができる。   On the other hand, if the entire power cable is severely deteriorated even at one location, it responds faster than the residual charge of other deteriorated parts with respect to AC charging, the rise time for the predetermined increase amount is shortened, and the rise electric field is also small. Become. Therefore, by determining the rising electric field that is a criterion for deterioration from the required withstand voltage, diagnosis of the installed power cable becomes possible, and appropriate measures such as replacement of the power cable can be performed.

<絶縁劣化診断装置の構成>
[第1の課電が直流電圧の場合]
図7は、本発明の一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り、第1の課電が直流電圧の場合の測定回路のブロック図である。
<Configuration of insulation deterioration diagnosis device>
[When the first charge is DC voltage]
FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the insulation deterioration diagnosis apparatus according to the embodiment of the present invention, and is a block diagram of a measurement circuit when the first voltage application is a DC voltage.

図7に示すように、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、残留電荷検出器104と、切替スイッチ105と、測定部110と、劣化診断部120と、課電制御部130とを備える。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。   As shown in FIG. 7, the insulation deterioration diagnosis apparatus 100 includes a DC power supply 101, a ground resistor 102, an AC power supply 103, a residual charge detector 104, a changeover switch 105, a measurement unit 110, and a deterioration diagnosis unit 120. And a power generation control unit 130. The insulation deterioration diagnosis device 100 performs insulation deterioration diagnosis of the power cable 20 that is a measurement target.

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(図示略)と、この導体の周囲を覆う絶縁体(図示略)及び絶縁体の周囲を覆う金属遮蔽層21から構成される。また、測定対象ケーブル20の終端部22には、切替スイッチ105からのリード線が接続されている。なお、金属遮蔽層21は接地されている。測定対象ケーブル20の終端部22を以下では、便宜上、課電する端部として課電端部22と称し、測定対象ケーブル20において課電端部22から離間する端部を、遠端部23と称する。   A power cable 20 (hereinafter also referred to as a “measurement cable”) 20 that is a measurement target is a CV cable, a conductor (not shown), an insulator (not shown) and an insulator covering the periphery of the conductor. It is comprised from the metal shielding layer 21 which covers the circumference | surroundings. In addition, a lead wire from the changeover switch 105 is connected to the end portion 22 of the measurement target cable 20. The metal shielding layer 21 is grounded. Hereinafter, for convenience, the terminal portion 22 of the measurement target cable 20 is referred to as a power application end portion 22 as an end portion to which power is applied, and an end portion of the measurement target cable 20 that is separated from the power application end portion 22 is referred to as a far end portion 23. Called.

直流電源101は、直流電圧発生装置であり、絶縁劣化診断の対象である電力ケーブル20に課電する第1の課電手段に対応する。直流電源101は、正極側が接地され、負極側が切替スイッチ105の接点105a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。   The DC power source 101 is a DC voltage generator, and corresponds to a first power applying means that applies power to the power cable 20 that is a subject of insulation deterioration diagnosis. The DC power supply 101 has a positive electrode side grounded and a negative electrode side connected to the contact 105a of the changeover switch 105, and outputs a DC voltage Vdc. In this case, the DC voltage Vdc of the DC power supply 101 is negative, but there is no problem even if it is positive.

接地抵抗102は、一端部が接地され、他端部が切替スイッチ105の接点105bに接続されている。   One end of the ground resistor 102 is grounded, and the other end is connected to the contact 105 b of the changeover switch 105.

交流電源103は、交流電圧発生装置であり、電力ケーブル20に交流電圧を課電する第2の課電手段に対応する。交流電源103は、低圧部(図示せず)が残留電荷検出器104に接続され、高圧部(図示せず)が切替スイッチ105の接点105cに接続され、交流電圧Vacを出力する。   The AC power supply 103 is an AC voltage generator, and corresponds to a second power applying unit that applies an AC voltage to the power cable 20. The AC power supply 103 has a low voltage section (not shown) connected to the residual charge detector 104 and a high voltage section (not shown) connected to the contact 105c of the changeover switch 105, and outputs an AC voltage Vac.

残留電荷検出器104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測定部110に出力する。   When the AC charge is applied to the measurement target cable 20, the residual charge detector 104 detects the charge remaining in the measurement target cable 20 and outputs a detection signal indicating the charge to the measurement unit 110.

具体的には、残留電荷検出器104は、図示しない検出用コンデンサに生ずる直流電圧ある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。   Specifically, the residual charge detector 104 detects a DC voltage or an impact voltage generated in a detection capacitor (not shown). Note that one end of the detection capacitor is connected to the low-voltage portion of the AC power supply 103, and the other end is grounded. In addition, the other end of the short-circuit switch whose one end is grounded is connected to the connection between the detection capacitor and the low voltage portion of the AC power supply 103. This short-circuit switch short-circuits the detection capacitor by closing the contact.

このように残留電荷検出器104は、検出した直流電圧ある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、検出信号として測定部110に出力する。   In this way, the residual charge detector 104 measures the residual charge value when AC power is applied to the measurement target cable 20 using the detected DC voltage or impact voltage, and sends it to the measurement unit 110 as a detection signal. Output.

切替スイッチ105は、3つの接点105a〜105cと、課電制御部130によって切り替えられる可動切片105dから構成される。可動切片105dの下流側は測定対象ケーブル20の課電端部22に接続されている。   The changeover switch 105 includes three contact points 105 a to 105 c and a movable piece 105 d that is switched by the power application control unit 130. The downstream side of the movable segment 105 d is connected to the power application end 22 of the measurement target cable 20.

切替スイッチ105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105dを接点105aに接続し、測定対象ケーブル20を接地する際は可動切片105dを接点105bに接続する。また、切替スイッチ105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105dを接点105cに接続する。   The changeover switch 105 connects the movable piece 105d to the contact 105a when applying the DC voltage Vdc to the measurement target cable 20, and connects the movable piece 105d to the contact 105b when grounding the measurement target cable 20. The changeover switch 105 connects the movable piece 105d to the contact 105c when the AC voltage Vac is applied to the measurement target cable 20.

測定部110は、第2の課電としての交流電圧の課電電圧と、課電により放出される残留電荷量を同期させて並行して測定する。測定部110は、交流課電開始時の残留電荷を基準とし、交流電圧の昇圧による残留電荷の増加量を計測する。また、測定部110は、残留電荷の増加量が所定の値となった立上がり時間を計測する。さらに、測定部110は、立上がり時間における課電中の交流電圧値を計測する。   The measurement part 110 measures the applied voltage of the alternating voltage as the second applied voltage and the amount of residual charge released by the applied voltage in parallel. The measurement unit 110 measures the amount of increase in the residual charge due to the boosting of the AC voltage with reference to the residual charge at the start of AC voltage application. Further, the measurement unit 110 measures the rise time when the increase amount of the residual charge becomes a predetermined value. Furthermore, the measurement part 110 measures the alternating voltage value during the charging in the rise time.

劣化診断部120は、測定部110により計測された交流電圧値に基づいて、残留電荷の増加量が所定の値となった時の交流電界を、立上がり電界として算出し、算出した前記立上がり電界に基づいて、電力ケーブル20の最大絶縁劣化部の状態を診断する。特に、劣化診断部120は、電力ケーブル20内の単一の最大劣化部を診断する。なお、上記立上がり電界の算出は、測定部110において行う態様でもよい。   Based on the AC voltage value measured by the measuring unit 110, the deterioration diagnosis unit 120 calculates an AC electric field when the amount of increase in the residual charge reaches a predetermined value as a rising electric field, and calculates the calculated rising electric field. Based on this, the state of the maximum insulation deterioration portion of the power cable 20 is diagnosed. In particular, the degradation diagnosis unit 120 diagnoses a single maximum degradation unit in the power cable 20. Note that the calculation of the rising electric field may be performed in the measurement unit 110.

課電制御部130は、第1の課電として切替スイッチ105、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、第2の課電として切替スイッチ105、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。   The voltage application control unit 130 can freely change the voltage value of the DC voltage applied to the measurement target cable 20 by controlling the changeover switch 105 and the DC power supply 101 as the first voltage application. In addition, the power application control unit 130 controls the changeover switch 105 and the AC power supply 103 as the second power application, and applies an AC voltage from the AC power supply 103 to the measurement target cable 20.

次に、図7の絶縁劣化診断装置100における測定対象ケーブル20の測定動作について説明する。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、及び交流電源103を介して行われる。   Next, the measurement operation of the measurement target cable 20 in the insulation deterioration diagnosis device 100 of FIG. 7 will be described. Power application to the measurement target cable 20 in each measurement pattern is performed by the power application control unit 130 via the DC power supply 101 and the AC power supply 103.

絶縁劣化診断装置100は、電力ケーブル20に第1の課電を行い、水トリー部(図示省略)に電荷を蓄積させた後、第2の課電として、交流電圧を電力ケーブル20に課電し、前記水トリー部に蓄積した電荷を検出する電力ケーブル20の絶縁劣化診断方法を実行する。
(1)測定対象ケーブル20の課電端部22に接続された絶縁劣化診断装置100において、第1の課電が直流電圧の場合、まず、切替スイッチ105の可動切片105dを接点105aに接続する。つまり、直流電源101を測定対象ケーブル20に接続して、測定対象ケーブル20の課電端部22に第1課電として直流電圧を印加する。
(2)次いで、切替スイッチ105の可動切片105dを接点105bに接続する。つまり、切替スイッチ105の接点を接地抵抗102に接続して、電力ケーブル20の導体と金属遮蔽層21を短絡し、電力ケーブル20の導体を接地する。
(3)次いで、切替スイッチ105の可動切片105dを接点105cに接続する。つまり、切替スイッチ105の接点を交流電源103に接続し、電力ケーブル20に第2課電として交流電圧を印加する。この時、電力ケーブル20に残留している電荷を、残留電荷検出器104を用いて検出する。この時に検出された電荷は、水トリー劣化部に残留した電荷となる。
(4)測定部110は、残留電荷検出器104により検出された電荷と、課電中の交流電圧を、電圧計を用いて同期させて並行して測定する。第2の課電としての交流電圧の課電電圧と、課電により放出される残留電荷量を並行して測定する<測定工程>に対応する。
(5)劣化診断部120は、検出した残留電荷の増加量が所定の値に到達したときの立上がり時間を測定し、該時間における印加中の交流電圧値から立上がり交流電界を算出し、該交流電界より劣化判断を行う。交流課電開始時の残留電荷を基準とし、交流電圧の昇圧による残留電荷の増加量を計測する<増加量計測工程>と、残留電荷の増加量が所定の値となった立上がり時間を計測する<立上時間計測工程>と、立上がり時間における課電中の交流電圧値を計測する<交流電圧値計測工程>と、交流電圧値に基づいて、残留電荷の増加量が所定の値となった時の交流電界を、立上がり電界として算出する<立上電界算出工程>と、算出した立上がり電界に基づいて、電力ケーブルの最大絶縁劣化部の状態を診断する<診断工程>と、に対応する。
The insulation deterioration diagnosis device 100 performs a first voltage application on the power cable 20, accumulates charges in a water tree unit (not shown), and then applies an AC voltage to the power cable 20 as a second voltage application. Then, an insulation deterioration diagnosis method for the power cable 20 for detecting the electric charge accumulated in the water tree portion is executed.
(1) In the insulation degradation diagnostic apparatus 100 connected to the charging end 22 of the measurement target cable 20, when the first charging is a DC voltage, first, the movable piece 105d of the changeover switch 105 is connected to the contact 105a. . That is, the DC power source 101 is connected to the measurement target cable 20, and a DC voltage is applied to the power application end portion 22 of the measurement target cable 20 as the first voltage application.
(2) Next, the movable piece 105d of the changeover switch 105 is connected to the contact 105b. That is, the contact of the changeover switch 105 is connected to the grounding resistor 102, the conductor of the power cable 20 and the metal shielding layer 21 are short-circuited, and the conductor of the power cable 20 is grounded.
(3) Next, the movable piece 105d of the changeover switch 105 is connected to the contact 105c. That is, the contact of the changeover switch 105 is connected to the AC power source 103, and an AC voltage is applied to the power cable 20 as the second power application. At this time, the charge remaining in the power cable 20 is detected using the residual charge detector 104. The charge detected at this time is the charge remaining in the water tree degradation part.
(4) The measurement unit 110 measures in parallel the charge detected by the residual charge detector 104 and the alternating voltage being applied using a voltmeter in synchronization. This corresponds to the <measurement step> in which the applied voltage of the alternating voltage as the second applied voltage and the amount of residual charge released by the applied voltage are measured in parallel.
(5) The deterioration diagnosis unit 120 measures the rising time when the detected increase in the residual charge reaches a predetermined value, calculates the rising AC electric field from the applied AC voltage value at the time, and calculates the AC Judgment of deterioration from electric field. Using the residual charge at the start of AC charging as a reference, measure the amount of increase in residual charge due to AC voltage boost <Increase measurement process>, and measure the rise time when the amount of increase in residual charge reaches a specified value Based on the <Rise Time Measurement Process>, the AC voltage value during charging at the rise time <AC Voltage Value Measurement Process>, and the amount of increase in the residual charge reached a predetermined value based on the AC voltage value This corresponds to a <rising electric field calculation step> for calculating the alternating electric field at the time as a rising electric field, and a <diagnosis step> for diagnosing the state of the maximum insulation deterioration portion of the power cable based on the calculated rising electric field.

[第1の課電がインパルス電圧の場合]
図8は、本発明の実施の形態に係る絶縁劣化診断装置の他の構成を示す図であり、第1の課電がインパルス電圧の場合の測定回路のブロック図である。図7と同一構成部分には同一符号を付して重複箇所の説明を省略する。
[When the first charge is impulse voltage]
FIG. 8 is a diagram showing another configuration of the insulation deterioration diagnosis apparatus according to the embodiment of the present invention, and is a block diagram of a measurement circuit when the first voltage application is an impulse voltage. The same components as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and description of overlapping portions is omitted.

図8に示すように、絶縁劣化診断装置100Aは、図7の直流電源101に代えて、インパルス電圧発生装置101Aを備える。   As shown in FIG. 8, the insulation deterioration diagnosis apparatus 100A includes an impulse voltage generator 101A instead of the DC power supply 101 of FIG.

インパルス電圧発生装置101Aは、測定対象ケーブル20に、インパルス電圧を課電する。インパルス電圧発生装置101Aは、課電制御部130によって、測定対象ケーブル20に課電するインパルス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。   The impulse voltage generator 101 </ b> A applies an impulse voltage to the measurement target cable 20. In the impulse voltage generator 101A, the frequency component and the peak voltage value of the impulse voltage applied to the measurement target cable 20 are variably controlled by the power application control unit 130.

インパルス電圧発生装置101Aは、インタラクタの直並列によって構成され、また、インパルス電圧発生装置101A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、インパルス電圧発生装置101Aは、インタラクタに替えて、MOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタ回路で構成してもよい。   The impulse voltage generator 101A is configured by series-parallel of interactors, and the frequency switching in the impulse voltage generator 101A can be realized by appropriately switching a plurality of provided interactors. The impulse voltage generation device 101A may be configured by a MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistor circuit instead of the interactor.

インパルス電圧発生装置101Aは、切替スイッチ105を介して、測定対象ケーブル20の一端部(課電端部22という)に接続され、課電端部22側から測定対象ケーブル20にインパルス電圧を課電する。   The impulse voltage generator 101 </ b> A is connected to one end portion of the measurement target cable 20 (referred to as a power application end portion 22) via the changeover switch 105 and applies an impulse voltage to the measurement target cable 20 from the power application end portion 22 side. To do.

課電制御部130は、切替スイッチ105、第1の課電としてインパルス電圧発生装置101Aを制御して、インパルス電圧発生装置101Aから測定対象ケーブル20に所定の周波数成分、あるいは、ピーク電圧値のインパルス電圧を課電する。また、課電制御部130は、第2の課電として切替スイッチ105、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。   The voltage application control unit 130 controls the changeover switch 105 and the impulse voltage generation device 101A as the first voltage application, and the impulse voltage generation device 101A applies a predetermined frequency component or impulse of a peak voltage value to the measurement target cable 20. Apply voltage. In addition, the power application control unit 130 controls the changeover switch 105 and the AC power supply 103 as the second power application, and applies an AC voltage from the AC power supply 103 to the measurement target cable 20.

次に、図8の絶縁劣化診断装置100Aにおける測定対象ケーブル20の測定動作について説明する。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によってインパルス電圧発生装置101A、及び交流電源103を介して行われる。
(1)測定対象ケーブル20の課電端部22に接続された絶縁劣化診断装置100において、第1の課電がインパルス電圧の場合、まず、切替スイッチ105の可動切片105dを接点105aに接続する。つまり、インパルス電圧を測定対象ケーブル20に接続して、測定対象ケーブル20の課電端部22に第1課電としてインパルス電圧を印加する。
(2)次いで、切替スイッチ105の可動切片105dを接点105bに接続する。つまり、切替スイッチ105の接点を接地抵抗102に接続して、電力ケーブル20の導体と金属遮蔽層21を短絡し、電力ケーブル20の導体を接地する。
(3)次いで、切替スイッチ105の可動切片105dを接点105cに接続する。つまり、切替スイッチ105の接点を交流電源103に接続し、電力ケーブル20に第2課電として交流電圧を印加する。この時、電力ケーブル20に残留している電荷を、残留電荷検出器104を用いて検出する。この時に検出された電荷は、水トリー劣化部に残留した電荷となる。
(4)測定部110は、残留電荷検出器104により検出された電荷と、課電中の交流電圧を、電圧計を用いて同期させて並行して測定する。
(5)劣化診断部120は、検出した残留電荷の増加量が所定の値に到達したときの立上がり時間を測定し、該時間における印加中の交流電圧値から立上がり交流電界を算出し、該交流電界より劣化判断を行う。
Next, the measurement operation of the measurement target cable 20 in the insulation deterioration diagnosis device 100A of FIG. 8 will be described. Power application to the measurement target cable 20 in each measurement pattern is performed by the power application control unit 130 via the impulse voltage generator 101 </ b> A and the AC power supply 103.
(1) In the insulation deterioration diagnosis device 100 connected to the charging end 22 of the measurement target cable 20, when the first charging is an impulse voltage, first, the movable piece 105d of the changeover switch 105 is connected to the contact 105a. . That is, the impulse voltage is connected to the measurement target cable 20, and the impulse voltage is applied to the power application end portion 22 of the measurement target cable 20 as the first voltage application.
(2) Next, the movable piece 105d of the changeover switch 105 is connected to the contact 105b. That is, the contact of the changeover switch 105 is connected to the grounding resistor 102, the conductor of the power cable 20 and the metal shielding layer 21 are short-circuited, and the conductor of the power cable 20 is grounded.
(3) Next, the movable piece 105d of the changeover switch 105 is connected to the contact 105c. That is, the contact of the changeover switch 105 is connected to the AC power source 103, and an AC voltage is applied to the power cable 20 as the second power application. At this time, the charge remaining in the power cable 20 is detected using the residual charge detector 104. The charge detected at this time is the charge remaining in the water tree degradation part.
(4) The measurement unit 110 measures in parallel the charge detected by the residual charge detector 104 and the alternating voltage being applied using a voltmeter in synchronization.
(5) The deterioration diagnosis unit 120 measures the rising time when the detected increase in the residual charge reaches a predetermined value, calculates the rising AC electric field from the applied AC voltage value at the time, and calculates the AC Judgment is made based on the electric field.

[第1の課電が交流電圧の場合]
図9は、本発明の実施の形態に係る絶縁劣化診断装置の他の構成を示す図であり、第1の課電が交流電圧の場合の測定回路のブロック図である。図7と同一構成部分には同一符号を付して重複箇所の説明を省略する。
[When the first charge is AC voltage]
FIG. 9 is a diagram showing another configuration of the insulation deterioration diagnosis apparatus according to the embodiment of the present invention, and is a block diagram of a measurement circuit when the first voltage application is an AC voltage. The same components as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and description of overlapping portions is omitted.

図9に示すように、絶縁劣化診断装置100Bは、第1の課電が交流電圧であり、交流電源103が、第1の課電の交流電圧発生を兼用する。   As shown in FIG. 9, in the insulation deterioration diagnosis device 100 </ b> B, the first voltage is AC voltage, and the AC power source 103 is also used to generate AC voltage of the first voltage.

課電制御部130は、切替スイッチ105、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に第1課電の交流電圧、及び第2課電の交流電圧を課電する。   The power application control unit 130 controls the changeover switch 105 and the AC power source 103 to apply the first voltage AC voltage and the second voltage AC voltage to the measurement target cable 20 from the AC power source 103.

次に、図9の絶縁劣化診断装置100Bにおける測定対象ケーブル20の測定動作について説明する。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によって交流電源103を介して行われる。
(1)測定対象ケーブル20の課電端部22に接続された絶縁劣化診断装置100において、第1の課電が交流電圧の場合、まず、切替スイッチ105の可動切片105dを接点105cに接続する。つまり、交流電圧を測定対象ケーブル20に接続して、測定対象ケーブル20の課電端部22に第1課電として交流電圧を印加する。
(2)次いで、切替スイッチ105の可動切片105dと接点105cとを非接続にし、電力ケーブル20への第1課電を遮断する。
(3)次いで、切替スイッチ105の可動切片105dを接点105cに接続する。つまり、切替スイッチ105の接点を交流電源103に接続し、交流電源103から電力ケーブル20に第2課電として、遮断時の第1課電と逆極性の交流電圧を印加する。この時、電力ケーブル20に残留している電荷を、残留電荷検出器104を用いて検出する。この時に検出された電荷は、水トリー劣化部に残留した電荷となる。
(4)測定部110は、残留電荷検出器104により検出された電荷と、印加中の交流電圧を、電圧計を用いて同期させて並行して測定する。第2の課電としての交流電圧の課電電圧と、課電により放出される残留電荷量を並行して測定する<測定工程>に対応する。
(5)劣化診断部120は、検出した残留電荷の増加量が所定の値に到達したときの立上がり時間を測定し、該時間における印加中の交流電圧値から立上がり交流電界を算出し、該交流電界より劣化判断を行う。交流課電開始時の残留電荷を基準とし、交流電圧の昇圧による残留電荷の増加量を計測する<増加量計測工程>と、残留電荷の増加量が所定の値となった立上がり時間を計測する<立上時間計測工程>と、立上がり時間における課電中の交流電圧値を計測する<交流電圧値計測工程>と、交流電圧値に基づいて、残留電荷の増加量が所定の値となった時の交流電界を、立上がり電界として算出する<立上電界算出工程>と、算出した立上電界に基づいて、電力ケーブルの最大絶縁劣化部の状態を診断する<診断工程>と、に対応する。
(6)測定終了後、切替スイッチ105の可動切片105dを接点105bに接続して接地する。
Next, the measurement operation of the measurement target cable 20 in the insulation deterioration diagnosis device 100B of FIG. 9 will be described. The power application to the measurement target cable 20 in each measurement pattern is performed by the power application control unit 130 via the AC power supply 103.
(1) In the insulation degradation diagnostic apparatus 100 connected to the charging end 22 of the measurement target cable 20, when the first charging is an AC voltage, first, the movable piece 105d of the changeover switch 105 is connected to the contact 105c. . That is, an AC voltage is connected to the measurement target cable 20, and an AC voltage is applied to the power application end portion 22 of the measurement target cable 20 as the first voltage application.
(2) Next, the movable piece 105d of the changeover switch 105 and the contact 105c are disconnected, and the first power application to the power cable 20 is interrupted.
(3) Next, the movable piece 105d of the changeover switch 105 is connected to the contact 105c. That is, the contact point of the changeover switch 105 is connected to the AC power source 103, and an AC voltage having a polarity opposite to that of the first voltage at the time of interruption is applied from the AC power source 103 to the power cable 20 as a second voltage. At this time, the charge remaining in the power cable 20 is detected using the residual charge detector 104. The charge detected at this time is the charge remaining in the water tree degradation part.
(4) The measurement unit 110 measures in parallel the charge detected by the residual charge detector 104 and the alternating voltage being applied using a voltmeter in synchronization. This corresponds to the <measurement step> in which the applied voltage of the alternating voltage as the second applied voltage and the amount of residual charge released by the applied voltage are measured in parallel.
(5) The deterioration diagnosis unit 120 measures the rising time when the detected increase in the residual charge reaches a predetermined value, calculates the rising AC electric field from the applied AC voltage value at the time, and calculates the AC Judgment of deterioration from electric field. Using the residual charge at the start of AC charging as a reference, measure the amount of increase in residual charge due to AC voltage boost <Increase measurement process>, and measure the rise time when the amount of increase in residual charge reaches a specified value Based on the <Rise Time Measurement Process>, the AC voltage value during charging at the rise time <AC Voltage Value Measurement Process>, and the amount of increase in the residual charge reached a predetermined value based on the AC voltage value Corresponding to <Rising electric field calculation process> that calculates the AC electric field at the time as a rising electric field and <Diagnostic process> that diagnoses the state of the maximum insulation degradation part of the power cable based on the calculated rising electric field .
(6) After the measurement is completed, the movable piece 105d of the changeover switch 105 is connected to the contact 105b and grounded.

図10は、本実施の形態による残留電荷測定方法と従来(特許文献3)の残留電荷測定方法との測定パターンを比較して示す図である。図10は、第1の課電にてCVケーブルの水トリー部に電荷を蓄積させた後、第2の課電により残留電荷測定している。   FIG. 10 is a diagram comparing measurement patterns of the residual charge measurement method according to the present embodiment and the conventional (Patent Document 3) residual charge measurement method. In FIG. 10, after charge is accumulated in the water tree portion of the CV cable by the first voltage application, the residual charge is measured by the second voltage application.

図10(a)に示すように、従来の方法では、各課電における電荷の変化分ΔQ1〜ΔQ3を劣化信号の算出に用いる関係上、交流課電時の残留電荷検出には約10分程度を要していた。   As shown in FIG. 10A, in the conventional method, the amount of change in charge ΔQ1 to ΔQ3 in each charge is used for calculating the deterioration signal. It was necessary.

これに対して、本実施の形態による残留電荷測定方法では、図10(b)に示すように、劣化程度の評価は、1回の課電における残留電荷応答の立上がり時間及び立上がり電界が得られればよく、3分から5分で測定は終了し、時間の短縮も可能となっている。   On the other hand, in the residual charge measuring method according to the present embodiment, as shown in FIG. 10B, the evaluation of the degree of deterioration can obtain the rise time and rise electric field of the residual charge response in one electric charge. The measurement is completed in 3 to 5 minutes, and the time can be shortened.

ここで、接続部の異種絶縁体界面や絶縁破壊に結びつかないような微小な水トリー等の劣化による電荷は、交流課電に対する応答が遅く、劣化診断の立上がり時間領域には重ならないため、本実施の形態による残留電荷測定方法に影響することがない。   Here, the charge due to the deterioration of the interface between the different insulators in the connection and the minute water tree that does not lead to dielectric breakdown slows the response to AC charging and does not overlap the rise time region of the deterioration diagnosis. There is no influence on the residual charge measurement method according to the embodiment.

本実施の形態による残留電荷測定方法は、既存の残留電荷測定データにも適用できる。つまり、既存のデータにおいても交流課電から残留電荷の立上がり時間における立上がり電界を評価することで、ケーブル中も最も大きな単一の絶縁劣化部を診断することができる。   The residual charge measurement method according to the present embodiment can also be applied to existing residual charge measurement data. That is, even in existing data, by evaluating the rising electric field at the rising time of the residual charge from AC charging, it is possible to diagnose the largest single insulation degradation portion in the cable.

さらに、本実施の形態による残留電荷測定方法は、残留電荷の総電荷量Qと残留電荷の立上がり電界を組み合わせた判定も可能となる。 Furthermore, residual charge measuring method according to the present embodiment, it is possible to determine that combines rising electric field of the residual charge the total charge amount Q 0 of the residual charge.

図11は、残留電荷の立上がり電界と残留電荷の総電荷量Qを組み合わせた判定を説明する図である。 Figure 11 is a diagram for explaining the determination of a combination of the total charge amount Q 0 of the residual charge and the rising field of the residual charge.

例えば、立上がり電界が小さい場合は、局所的に重度の水トリー劣化部分が存在していることを示し、残留電荷の総電荷量Qが小さくても要注意となる。また、立上がり電界が大きく、局所的に重度の劣化部分が存在していなくても、残留電荷の総電荷量Qが大きい場合は電力ケーブル全長にわたって水トリー劣化部分が存在していることを示すため要注意となる。このように、残留電荷の総電荷量Qと残留電荷応答の立上がり電界を組み合わせた判定では、水トリー劣化が電力ケーブルの長手方向に均一に存在する場合も、局所的に存在する場合も、どちらのケースにおいてもより適切に劣化診断を行うことができる。 For example, if the rising electric field is small, it indicates that there is locally water tree degradation portion of the severe, a careful even with a small total amount of charge Q 0 of the residual charge. In addition, even if the rising electric field is large and there is no locally severely deteriorated portion, if the total charge amount Q 0 of the residual charge is large, it indicates that the water tree deteriorated portion exists over the entire length of the power cable. Therefore, be careful. In this way, in the determination that combines the total charge amount Q 0 of the residual charge and the rising electric field of the residual charge response, whether the water tree degradation exists uniformly in the longitudinal direction of the power cable or locally exists, In either case, deterioration diagnosis can be performed more appropriately.

以上詳細に説明したように、本実施の形態では、電力ケーブル20に第1の課電を行い、水トリー部に電荷を蓄積させた後、第2の課電として、交流電圧を電力ケーブル20に課電し、前記水トリー部に蓄積した電荷を検出する電力ケーブル20の絶縁劣化診断方法において、第2の課電としての交流電圧の課電電圧と、課電により放出される残留電荷量を並行して測定する測定工程と、交流課電開始時の残留電荷を基準とし、交流電圧の昇圧による残留電荷の増加量を計測する増加量計測工程と、残留電荷の増加量が所定の値となった立上がり時間を計測する立上時間計測工程と、立上がり時間における課電中の交流電圧値を計測する交流電圧値計測工程と、計測した交流電圧値に基づいて、残留電荷の増加量が所定の値となった時の交流電界を、立上がり電界として算出する立上がり電界算出工程と、算出した立上がり電界に基づいて、電力ケーブルの最大絶縁劣化部の状態を診断する診断工程と、を有する。   As described above in detail, in the present embodiment, after the first power is applied to the power cable 20 and electric charges are accumulated in the water tree portion, an AC voltage is applied to the power cable 20 as the second power. In the insulation degradation diagnosis method for the power cable 20 that detects the charge accumulated in the water tree portion, the applied voltage of the AC voltage as the second applied voltage, and the amount of residual charge released by the applied voltage A measurement process for measuring the parallel charge, an increase measurement process for measuring the increase in the residual charge by boosting the AC voltage, based on the residual charge at the start of AC charging, and the increase in the residual charge is a predetermined value. Based on the measured AC voltage value, the amount of increase in the residual charge is determined based on the measured AC voltage value and the rise time measuring process that measures the rise time. Interchange when it reaches a predetermined value The field has a rise field calculating step for calculating a rising electric field, based on the calculated rising electric field, a diagnostic step of diagnosing the condition of maximum insulation deterioration of a power cable, a.

本絶縁劣化診断方法によれば、交流電圧の課電のばらつき等による残留電荷の応答ばらつきの影響を受けず、かつ測定ケーブルの長さにも依存しないで、確実にケーブル内の単一の最大劣化部を診断することができる。従来例の残留電荷の応答時間と残留電荷量の関係からノイズ成分を除去したのみでは判断できなかったケーブル中の単一最大絶縁劣化部の状態を診断することができる。特に、電力ケーブルの長さに依存しないので、水トリーによる電力ケーブルの絶縁劣化が最も進行した箇所の状態を診断することができる。また、本絶縁劣化診断方法は、交流電界値による診断であるので、交流課電のばらつきによる残留電荷の応答時間の変化を考慮する必要がない。   According to this insulation deterioration diagnosis method, it is not affected by the response variation of the residual charge due to the variation in the AC voltage application, etc. A deteriorated part can be diagnosed. It is possible to diagnose the state of the single maximum insulation deterioration portion in the cable, which cannot be determined only by removing the noise component from the relationship between the residual charge response time and the residual charge amount in the conventional example. In particular, since it does not depend on the length of the power cable, it is possible to diagnose the state where the insulation degradation of the power cable due to the water tree has progressed most. Further, since this insulation deterioration diagnosis method is based on the AC electric field value, it is not necessary to consider the change in the residual charge response time due to the variation in AC voltage application.

このように、交流課電に対する残留電荷の立上がり電界を診断することで、電力ケーブルの長さや交流課電のばらつきに依存せず、かつ単一の最も絶縁劣化が進行している水トリー劣化部の程度を診断することができる。なお、第1の課電は、直流電圧、インパルス電圧あるいは交流電圧のいずれでもよく、電力ケーブルの水トリー部に電荷を蓄積させる課電方法は特に問わない。   In this way, by diagnosing the rising electric field of the residual charge with respect to AC charging, it is independent of the length of the power cable and the variation of AC charging, and the single water tree deterioration part where the most insulation deterioration has progressed Can be diagnosed. Note that the first voltage application may be any of a DC voltage, an impulse voltage, and an AC voltage, and the method of applying the charge in the water tree portion of the power cable is not particularly limited.

また、本実施の形態では、実際は交流課電と残留電荷を並行して測定している。この場合、全て測定が終了した後の演算処理の段階で、交流が課電されている時間を算出し、電荷の挙動を計算している。なお、交流電圧の印加開始段階でトリガをかける等の操作をして測定することも可能である。   In the present embodiment, AC charging and residual charge are actually measured in parallel. In this case, the time during which alternating current is applied is calculated at the stage of calculation processing after all measurements are completed, and the behavior of electric charge is calculated. It is also possible to perform measurement by performing an operation such as applying a trigger at the application start stage of the AC voltage.

本発明に係る絶縁劣化診断装置による絶縁劣化診断方法は、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。   The insulation deterioration diagnosis method by the insulation deterioration diagnosis apparatus according to the present invention is not limited to the above embodiments, and can be implemented with various modifications.

なお、上記各実施の形態では、第1の課電、接地、及び交流電圧の第2の課電の課電を課電端部22側から行っているが、測定対象ケーブル20の遠端部23から課電することも可能である。   In each of the above embodiments, the first power application, the grounding, and the second power application of the AC voltage are performed from the power application end 22 side. It is also possible to charge from 23.

また、上記実施の形態では、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という名称を用いたが、これは説明の便宜上であり、装置は水トリー劣化診断装置、方法はケーブルの劣化診断方法等であってもよい。   In the above embodiment, the names of the power cable insulation deterioration diagnosis method and the insulation deterioration diagnosis device are used. However, this is for convenience of explanation, the device is a water tree deterioration diagnosis device, and the method is a cable deterioration diagnosis method. Etc.

さらに、上記絶縁劣化診断装置を構成する各部、例えば課電制御部等の種類、数及び接続方法などは前述した実施の形態に限られない。   Furthermore, the type, number, connection method, and the like of each part constituting the insulation deterioration diagnosis device, for example, the power transmission control part, are not limited to the above-described embodiment.

以上説明した電力ケーブルの絶縁劣化診断方法は、この絶縁劣化診断方法を機能させるためのプログラムでも実現される。このプログラムはコンピュータで読み取り可能な記録媒体に格納されている。   The power cable insulation deterioration diagnosis method described above is also realized by a program for causing this insulation deterioration diagnosis method to function. This program is stored in a computer-readable recording medium.

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、水トリーによる電力ケーブルの絶縁劣化を診断することができる効果を有し、電力ケーブルの長さに依存しないで、水トリーによる電力ケーブルの絶縁劣化が最も進行した箇所の状態を診断する絶縁劣化診断方法として有用である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The insulation degradation diagnosis method and insulation degradation diagnosis apparatus for a power cable according to the present invention have an effect capable of diagnosing insulation degradation of a power cable caused by a water tree, and do not depend on the length of the power cable. This is useful as an insulation deterioration diagnosis method for diagnosing the state of the place where the insulation deterioration of the power cable has most advanced.

20 電力ケーブル
100,100A,100B 絶縁劣化診断装置
101 直流電源
101A インパルス電圧発生装置
102 接地抵抗
103 交流電源
104 残留電荷検出器
105 切替スイッチ
110 測定部
120 劣化診断部
130 課電制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 Electric power cable 100,100A, 100B Insulation degradation diagnostic apparatus 101 DC power supply 101A Impulse voltage generator 102 Ground resistance 103 AC power supply 104 Residual charge detector 105 Changeover switch 110 Measuring part 120 Degradation diagnostic part 130 Electric power distribution control part

Claims (4)

電力ケーブルに第1の課電を行い、水トリー部に電荷を蓄積させた後、第2の課電として、交流電圧を電力ケーブルに課電し、前記水トリー部に蓄積した電荷を検出する電力ケーブルの絶縁劣化診断方法において、
前記第2の課電としての交流電圧の課電電圧と、この課電により放出される残留電荷量を並行して測定する測定工程と、
交流課電開始時の残留電荷を基準とし、交流電圧の昇圧による残留電荷の増加量を計測する増加量計測工程と、
前記残留電荷の増加量が所定の値となった立上がり時間を計測する立上時間計測工程と、
前記立上がり時間における課電中の交流電圧値を計測する交流電圧値計測工程と、
前記交流電圧値に基づいて、前記残留電荷の増加量が所定の値となった時の交流電界を、立上がり電界として算出する立上電界算出工程と、
算出した前記立上がり電界に基づいて、電力ケーブルの最大絶縁劣化部の状態を診断する診断工程と、
を有する電力ケーブルの絶縁劣化診断方法。
After the first power is applied to the power cable and the electric charge is accumulated in the water tree part, as the second electric charge, an AC voltage is applied to the electric power cable and the electric charge accumulated in the water tree part is detected. In the insulation deterioration diagnosis method for power cables,
A measurement step of measuring in parallel the applied voltage of the alternating voltage as the second applied voltage and the amount of residual charge released by the applied voltage;
With reference to the residual charge at the start of AC charging, an increase amount measuring step for measuring the increase amount of the residual charge by boosting the AC voltage,
A rise time measuring step of measuring a rise time when the amount of increase in the residual charge becomes a predetermined value;
An AC voltage value measuring step of measuring an AC voltage value during charging at the rise time;
Based on the AC voltage value, a rising electric field calculation step of calculating an AC electric field when the amount of increase in the residual charge becomes a predetermined value as a rising electric field;
Based on the calculated rising electric field, a diagnostic step of diagnosing the state of the maximum insulation deterioration portion of the power cable;
A method for diagnosing deterioration of insulation of power cables having power.
前記第1の課電は、直流電圧、インパルス電圧、又は交流電圧のいずれかにより印加する請求項1記載の電力ケーブルの絶縁劣化診断方法。   The insulation degradation diagnosis method for a power cable according to claim 1, wherein the first voltage application is applied by any one of a DC voltage, an impulse voltage, and an AC voltage. 前記診断工程では、前記電力ケーブル内の単一の最大劣化部を診断する請求項1記載の電力ケーブルの絶縁劣化診断方法。   The method for diagnosing deterioration of power cable insulation according to claim 1, wherein in the diagnosis step, a single maximum deterioration portion in the power cable is diagnosed. 絶縁劣化診断の対象である電力ケーブルに課電する第1の課電手段と、
前記電力ケーブルに交流電圧を課電する第2の課電手段と、
前記第2の課電としての交流電圧の課電電圧と、この課電により放出される残留電荷量を並行して測定する測定手段と、
交流課電開始時の残留電荷を基準とし、交流電圧の昇圧による残留電荷の増加量を計測する増加量計測手段と、
前記残留電荷の増加量が所定の値となった立上がり時間を計測する立上時間計測手段と、
前記立上がり時間における課電中の交流電圧値を計測する交流電圧値計測手段と、
前記交流電圧値に基づいて、前記残留電荷の増加量が所定の値となった時の交流電界を、立上がり電界として算出する立上電界算出手段と、
算出した前記立上がり電界に基づいて、電力ケーブルの最大絶縁劣化部の状態を診断する診断手段と、
を備える絶縁劣化診断装置。
A first power application means for applying an electric power to the power cable to be subjected to insulation deterioration diagnosis;
Second power applying means for applying an AC voltage to the power cable;
Measuring means for measuring in parallel the applied voltage of the alternating voltage as the second applied voltage and the amount of residual charge released by the applied voltage;
With reference to the residual charge at the start of AC charging, an increase amount measuring means for measuring the increase amount of the residual charge by boosting the AC voltage,
Rise time measuring means for measuring the rise time when the increase amount of the residual charge has reached a predetermined value;
AC voltage value measuring means for measuring the AC voltage value during charging at the rise time;
Based on the AC voltage value, a rising electric field calculating means for calculating an AC electric field when the amount of increase in the residual charge reaches a predetermined value as a rising electric field;
Diagnostic means for diagnosing the state of the maximum insulation deterioration part of the power cable based on the calculated rising electric field;
An insulation deterioration diagnosis device comprising:
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