JP2017040529A - 電力ケーブルの地絡位置検出方法、端子箱、および配線設備 - Google Patents

Abstract

【課題】活線状態で地絡位置の検出を可能にする。
【解決手段】マーレーループ法を用いて、電力ケーブル１０１・１０２における内部導体１０１ａ・１０２ａとは絶縁された導電体１０１ｃ・１０２ｃの地絡位置を検出する地絡位置検出方法は、上記導電体１０１ｃ・１０２ｃの電源側をコンデンサ１０４を介して接地するとともに、上記導電体１０１ｃ・１０２ｃの負荷側に交流遮断コイル１１１・１１４を介して検出装置１１０を接続して、上記導電体１０１ｃ・１０２ｃの地絡位置を検出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力ケーブルにおけるシースや防食層の絶縁劣化等による地絡位置を活線下で検出する検出方法、端子箱、および配線設備に関するものである。

電力ケーブルにおける絶縁劣化等による地絡位置を検出する方法としては、従来より、地絡位置から２つの計測端までの電気抵抗をホイートストンブリッジを用いて検出するマーレーループ法が用知られている（例えば、特許文献１、２参照。）。このような地絡位置の検出は、電力ケーブルを非活線状態にして行われる。

ここで、電力ケーブルの絶縁劣化の有無や程度自体を診断する手法としては、それらを活線状態で可能とする種々の手法が提案されている（例えば、特許文献３、４参照。）。

特開２００５−９１０２２号公報 特開２００６−２６７００２号公報 特開平９−３１８６９６号公報 特開平１０−７８４７２号公報

電力ケーブルの外部導体などは、通常、電力供給側の端部が接地され、浮遊容量によって発生する電位による事故の防止等が図られる。一方、上記のようなマーレーループ法を用いて地絡位置を検出するためには、上記電力供給側の接地を遮断する必要があり、地絡位置を検出する際には、電力の供給を停止する必要があることになる。すなわち、マーレーループ法を適用するためには、単に絶縁劣化の有無や程度を活線状態で診断する場合のような手法を適用することはできない。

したがって、地絡位置の検出作業が可能な時間は、電力供給を停止可能な時間内に制約されるという問題点を有していた。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、活線状態であっても、電力ケーブルにおけるシースの絶縁劣化等による地絡位置の検出を可能にすることを目的としている。

第１の発明は、
マーレーループ法を用いて、電力ケーブルにおける内部導体とは絶縁された導電体の地絡位置を検出する地絡位置検出方法であって、
上記導電体の電源側をコンデンサを介して接地するとともに、
上記導電体の負荷側に交流遮断コイルを介して検出装置を接続して、上記導電体の地絡位置を検出することを特徴とする。

これにより、電力ケーブルにおけるシースの絶縁劣化等による地絡位置の検出において、活線状態であっても、上記導電体が直流的に接地から遮断されているのでマーレーループ法による地絡位置の検出が可能になるとともに、上記導電体が交流的にコンデンサを介して接地されているので、地絡位置の検出作業の安全性を高くすることができる。

第２の発明は、
第１の発明の電力ケーブルの地絡位置検出方法であって、
上記導電体の電源側を導電性の接続片を介して接地した状態で、上記接続片と並列に上記コンデンサを接続した後、上記接続片による接地を解除することにより、上記導電体の電源側をコンデンサを介して接地することを特徴とする。

これにより、コンデンサの接続は、上記導電体が接続片を介して接地されている状態で行われるので、その接続作業の安全性も高くすることができる。

第３の発明は、
第２の発明の電力ケーブルの地絡位置検出方法に用いられる端子箱であって、
上記導電体の電源側、および上記コンデンサの一方の端子に接続される第１の端子と、
接地、および上記コンデンサの他方の端子に接続される第２の端子と、
上記第１、および第２の端子を接続する上記接続片と、
を備えたことを特徴とする。

これにより、地絡位置を活線状態で検出する際のコンデンサの接続を高い安全性で行うことが容易にできる。

第４の発明は、
配線設備であって、
第３の発明の端子箱と、
上記端子箱の上記第１の端子に導電体が接続された電力ケーブルと、
を備えたことを特徴とする。

これにより、活線状態であっても、電力ケーブルにおけるシースの絶縁劣化等による地絡位置の検出が可能になるとともに、作業の安全性を高めることが容易にできる。

本発明によれば、活線状態であっても、電力ケーブルにおけるシースの絶縁劣化等による地絡位置の検出が可能になる。

電力ケーブルの地絡位置検出方法を示す回路図である。 端子箱の構成を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（配線設備、および検出装置１１０）
配線設備は、図１に示すように、例えば、２相交流や３相交流のうちの２相についての電力ケーブル１０１・１０２と、端子箱１０３と、例えば容量が５０〜２００μＦのコンデンサ１０４（進相コンデンサ）とを含んでいる。上記電力ケーブル１０１・１０２は、例えば、それぞれ、電力を供給する内部導体１０１ａ・１０２ａ、これを覆う主絶縁である絶縁体１０１ｂ・１０２ｂ、その外側に設けられた外部導体である導電体１０１ｃ・１０２ｃ、およびシース１０１ｄ・１０２ｄを備えて構成されている。

内部導体１０１ａ・１０２ａの一端は、電源に接続される一方、他端は、負荷に接続される。また、導電体１０１ｃ・１０２ｃの電源側の端部は、ともに端子箱１０３に接続され、接続片１０３ｅ、およびコンデンサ１０４を介して接地されている。

一方、導電体１０１ｃ・１０２ｃの電源側と反対側の端部には、検出装置１１０が接続されている。より詳しくは、導電体１０１ｃ・１０２ｃには、それぞれ、交流遮断コイル１１１を介して、スライド抵抗１１２の両端が接続されるとともに、交流遮断コイル１１４を介して検流計１１５が接続されている。上記スライド抵抗１１２のスライド端子には、接地との間に例えば２５０〜５００Ｖの直流電源１１３が接続される。

上記端子箱１０３には、図２に示すように、４つの端子１０３ａ〜１０３ｄが設けられている。端子１０３ａには、上記電力ケーブル１０１・１０２の導電体１０１ｃ・１０２ｃと、コンデンサ１０４の一方の端子が接続されている。端子１０３ｂは、コンデンサ１０４の他方の端子が接続されるとともに接地されている。また、これらの端子１０３ａ・１０３ｂは、それぞれ端子１０３ｃ・１０３ｄに接続され、接続片１０３ｅの脱着により、導通状態、または遮断状態にされ得るようになっている。

（地絡位置の検出）
上記のような配線設備において、例えば、電力ケーブル１０１・１０２の布設時や布設後に外圧が加わるなどしてシース１０１ｄ・１０２ｄに外傷が生じ、そこに水分が浸入してシース１０１ｄ・１０２ｄの絶縁抵抗劣化による地絡が生じると、主絶縁である絶縁体１０１ｂ・１０２ｂの水トリー劣化を誘発する虞がある。そこで、電力ケーブル１０１・１０２を補修するために、以下のようにして、マーレーループ法による地絡位置の検出が行われる。

まず、端子箱１０３の端子１０３ｃ・１０３ｄが接続片１０３ｅによって接続されている状態で、端子１０３ａ・１０３ｂにコンデンサ１０４を接続する。この作業は、端子１０３ａ・１０３ｂが導通状態なので安全に行うことができる。その後、接続片１０３ｅによる端子１０３ｃ・１０３ｄの接続を解除する。これによって、電力ケーブル１０１・１０２の導電体１０１ｃ・１０２ｃは、交流的には接地され、直流的には接地から遮断された状態となる。それゆえ、電力ケーブル１０１・１０２が活線状態でも、導電体１０１ｃ・１０２ｃに浮遊容量による高電位の発生は抑制される。一方、検出装置１１０においては、交流遮断コイル１１１・１１４によって交流は遮断され、直流は導通状態となる。

そこで、全長がＬの電力ケーブル１０１・１０２において、電力ケーブル１０１が健全相で、電力ケーブル１０２における負荷側から距離がｌのｐ点で導電体１０２ｃに地絡が生じているとすると、スライド抵抗１１２におけるスライド端子の両側の抵抗Ｒ１、Ｒ２と、電力ケーブル１０１の近端〜遠端＋電力ケーブル１０２の遠端〜ｐ点までの抵抗Ｒ３と、電力ケーブル１０２のｐ点〜近点までの抵抗Ｒ４とによって、ホイートストンブリッジ回路が構成される。このホイートストンブリッジ回路の平衡条件（検流計１１５に流れる電流が最小となる条件）下では、電力ケーブル１０２における負荷側から地絡が生じているｐ点までの距離ｌは、
ｌ＝２×Ｒ２×Ｌ／（Ｒ１＋Ｒ２）として求められる。

上記のように、地絡位置の検出が行われる際に、導電体１０１ｃ・１０２ｃが交流的にはコンデンサ１０４を介して接地されているので、地絡位置の検出作業の安全性を高くすることができる。しかも、コンデンサ１０４の接続（や接続解除）は、導電体１０１ｃ・１０２ｃが接続片１０３ｅを介して接地されている状態で行うことができるので、その接続作業の安全性も高くすることができる。

（その他の事項）
なお、なお、接続片１０３ｅの形態は、上記のような切片状に限らず、単なる配線材のような形態のものを用いるなどしてもよい。

また、コンデンサ１０４は、端子箱１０３内に納められるなどしてもよい。

また、端子箱１０３やコンデンサ１０４は、必ずしも導電体１０１ｃ・１０２ｃが共通に接続されるのに限らず、別個に設けられて接続されるなどしてもよい。

また、上記コンデンサ１０４の容量や、直流電源１１３の電圧は一例であり、電力ケーブル１０１・１０２の状況などに応じて適宜設定すればよい。例えば、直流電源１１３として、より高い電圧を印加し、絶縁劣化位置で焼成効果により絶縁抵抗を低下させて、より安定した検出を図り得るようにするなどしてもよい。

１０１・１０２ 電力ケーブル
１０１ａ・１０２ａ 内部導体
１０１ｂ・１０２ｂ 絶縁体
１０１ｃ・１０２ｃ 導電体
１０１ｄ・１０２ｄ シース
１０３ 端子箱
１０３ａ〜１０３ｄ 端子
１０３ｅ 接続片
１０４ コンデンサ
１１０ 検出装置
１１１・１１４ 交流遮断コイル
１１２ スライド抵抗
１１３ 直流電源
１１４ 交流遮断コイル
１１５ 検流計

Claims (4)

1. マーレーループ法を用いて、電力ケーブルにおける内部導体とは絶縁された導電体の地絡位置を検出する地絡位置検出方法であって、
   上記導電体の電源側をコンデンサを介して接地するとともに、
   上記導電体の負荷側に交流遮断コイルを介して検出装置を接続して、上記導電体の地絡位置を検出することを特徴とする電力ケーブルの地絡位置検出方法。
2. 請求項１の電力ケーブルの地絡位置検出方法であって、
   上記導電体の電源側を導電性の接続片を介して接地した状態で、上記接続片と並列に上記コンデンサを接続した後、上記接続片による接地を解除することにより、上記導電体の電源側をコンデンサを介して接地することを特徴とする電力ケーブルの地絡位置検出方法。
3. 請求項２の電力ケーブルの地絡位置検出方法に用いられる端子箱であって、
   上記導電体の電源側、および上記コンデンサの一方の端子に接続される第１の端子と、
   接地、および上記コンデンサの他方の端子に接続される第２の端子と、
   上記第１、および第２の端子を接続する上記接続片と、
   を備えたことを特徴とする端子箱。
4. 配線設備であって、
   請求項３の端子箱と、
   上記端子箱の上記第１の端子に導電体が接続された電力ケーブルと、
   を備えたことを特徴とする配線設備。

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