JP2018156824A - ケーブル、ケーブルの事故点標定方法及びケーブルの接続方法 - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁体損傷による事故点の標定を低電圧印加で行う場合に、標定作業を簡易化する。【解決手段】導線と、導線を囲むケーブル絶縁体と、絶縁体を囲むシールドと、シールドを囲むシースとを備えたケーブルであって、シールドとシースとの間に、導線を絶縁体で被覆した標定用電線が、ケーブルの長さ方向に螺旋状に巻き付けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、ケーブル、ケーブルの事故点標定方法及びケーブルの接続方法に関する。

近年、行政が中心となって電力線地中化が推進されている。電力線地中化により、地上の電柱、電線が不要となるため、景観の改善、通行の円滑化等の利点が得られる。一方で、電力線を定常的に目視できなくなることから、電力線の劣化状況の迅速な把握が困難となるという不利益が生じる。このため、測定により、電力線の事故を発見し、事故位置を特定するための技術が一層重要となってくる。

電力線における絶縁体損傷による絶縁不良や地絡事故の標定方法として、電力線の導線に高電圧を印加し、事故点から発生する放電を電力線端で検出する手法が知られている。また、特許文献１では、高電圧印加による危険性を考慮し、絶縁不良や地絡事故の標定を安全に行うことができるケーブルが提案されている。

図８は、特許文献１に開示されているケーブル３０１の断面図である。ケーブル３０１は、導線３０２を絶縁体３０３で被覆した心線を３本より合わせ、その間隙にジュート３０４を介在させ断面を円形にしている。そして、その外周全体に等間隔で、導線３０２と同じ長さの模擬導線３０５を多数配置し、その外側を保護被膜３０６で外装した構造となっている。

特許文献１によれば、ケーブル３０１において、絶縁体３０３が損傷して絶縁不良や地絡が生じると、長さ方向の損傷位置と同じ位置で模擬導線３０５が分断される。このため、図９に示すようなパルス信号式故障点測定器３０８に模擬導線３０５を接続して低電圧を印加することで、絶縁体３０３の損傷位置を測定することができる。

ここで、パルス信号式故障点測定器３０８は、全長Ｌ０の事故相ケーブル３０１ａに接続されるパルス検出器３０７ａと、全長Ｌ０の完全相ケーブル３０１ｂに接続される３０７ｂを備えている。パルス信号式故障点測定器３０８は、事故相ケーブル３０１ａと完全相ケーブル３０１ｂとのパルス信号の戻り時間の差に基づいて事故点Ｘの終端からの距離Ｌｘを算出する。

実開平７−１１７２０号公報

特許文献１に記載されたケーブル３０１は、絶縁体３０３の損傷位置と同じ位置で模擬導線３０５が分断されるとしているが、多数配置された模擬導線３０５のうち、どの模擬導線３０５が分断されるかは特定することができない。

このため、パルス信号式故障点測定器３０８による模擬導線３０５の測定を、事故点が検出されるまで繰り返す必要があり、絶縁体損傷による事故点の標定作業が煩雑となる。

そこで、本発明は、絶縁体損傷による事故点の標定を低電圧印加で行う場合に、標定作業を簡易化することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の第１の態様であるケーブルは、導線と、前記導線を囲むケーブル絶縁体と、前記絶縁体を囲むシールドと、前記シールドを囲むシースとを備えたケーブルであって、前記シールドと前記シースとの間に、導線を絶縁体で被覆した標定用電線が、前記ケーブルの長さ方向に螺旋状に巻き付けられていることを特徴とする。
ここで、前記標定用電線は、平行２線式電線とすることができる。
上記課題を解決するため、本発明の第２の態様であるケーブルの事故点標定方法は、導線と、前記導線を囲むケーブル絶縁体と、前記ケーブル絶縁体を囲むシールドと、前記シールドを囲むシースとを備え、前記シールドと前記シースとの間に、導線を絶縁体で被覆した標定用電線が、長さ方向に螺旋状に巻き付けられたケーブルの前記ケーブル絶縁体の損傷による事故点の標定方法であって、ＴＤＲ測定器を用いて、前記標定用電線の特性インピーダンスの長さ方向の変化を測定し、測定結果に基づいて事故点の位置を標定することを特徴とする。
上記課題を解決するため、本発明の第３の態様であるケーブル接続方法は、導線と、前記導線を囲むケーブル絶縁体と、前記ケーブル絶縁体を囲むシールドと、前記シールドを囲むシースとを備え、前記シールドと前記シースとの間に、導線を絶縁体で被覆した標定用電線が、長さ方向に螺旋状に巻き付けられたケーブル同士の接続方法であって、筒状絶縁体である直線接続部材の筒内に接続対象のケーブルの導線同士の接続箇所を収容し、前記接続対象のケーブルのシールド同士を導電路で前記直線接続部材の筒外にて接続するとともに、前記接続対象のケーブルの標定用電線同士を、同じ構造の標定用電線で前記直線接続部材の筒外にて接続することを特徴とする。
ここで、前記導電路および前記標定用電線同士の接続に用いる標定用電線は、前記直線接続部材の筒外に螺旋状に巻き付けられてもよい。

本発明によれば、絶縁体損傷による事故点の標定を低電圧印加で行う場合に、標定作業を簡易化することができる。

本実施形態のケーブルの断面図である。 平行２線式電線の断面図である。 平行２線式電線の螺旋巻を説明する図である。 ＴＤＲ測定器による事故点標定を説明する図である。 ＴＤＲ測定器の測定結果の一例を示す図である。 直線接続部材を利用したケーブルの接続を説明する図である。 直線接続部材における平行２線式電線の接続を説明する図である。 従来の電力ケーブルの断面図である。 従来の絶縁体損傷位置の測定を説明する図である。

本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態のケーブル１００の断面図である。ケーブル１００は、電力線用途であり、本図に示すように、導線１１０、導線１１０を囲むケーブル絶縁体１２０、ケーブル絶縁体１２０を囲むシールド１３０、シールド１３０を囲むシース１４０を備えている。ケーブル絶縁体１２０は、ポリエチレン等により構成することができ、シールド１３０は、銅テープ等により構成することができる。

本実施形態では、さらに、シールド１３０とシース１４０との間に、平行２線式電線１５０を配置する。平行２線式電線１５０は、図２に示すように、２本の平行な導線１５１ａ、１５１ｂを絶縁体１５２で被覆した構造となっている。

絶縁体１５２は、一定の導線間距離、一定の絶縁体厚さ、一定の誘電率を保つように形成されており、平行２線式電線１５０は、安定した特性インピーダンスを有している。平行２線式電線１５０は、例えば、フィーダ線により構成することができ、標定用電線として機能する。なお、標定用電線は、安定した特性インピーダンスを有していれば足り、平行２線式に限られない。例えば、単線であってもよいし、３線以上であってもよい。

図３に示すように、平行２線式電線１５０は、シールド１３０上をケーブル１００の長さ方向に螺旋状に巻き付けられている。なお、本図では、平行２線式電線１５０を明示するためにシース１４０は破線で示している。平行２線式電線１５０の螺旋巻の単位長当たりの巻数（ピッチ）は、ケーブル１００の全長にわたって一定とする。

平行２線式電線１５０は、安定した特性インピーダンスを有しているが、ケーブル絶縁体１２０が損傷し、絶縁不良や地絡事故が発生すると、事故点近傍の平行２線式電線１５０の絶縁体１５２が地絡電流等により変形する。これにより、平行２線式電線１５０の特性インピーダンスが事故点近傍で変化することになる。

そこで、図４に示すように、ＴＤＲ（Time Domain Reflectometry）測定器２００を用いて、ＴＤＲ装置２００と平行２線式電線１５０の一方の導線１５１の一端とを接続し、ＴＤＲ測定を行うことで、事故点の標定を行うことができる。なお、２線式電線１５０の両端の２本の導線１５１は、例えば、開放状態とする。

図５は、ＴＤＲ測定器２００の測定結果の一例を示す図である。本図の例では、ｔ２において特性インピーダンスが一瞬急激に変化し、不安定となっており、他の時間帯では、平行２線式電線１５０の両端部に対応する階段状の変化を含め安定しているものとする。

ｔ１〜ｔ３の時間Ｔ０が、ケーブル１００の近端から遠端までの平行２線式電線１５０を経路とした往復時間に相当する。そして、ｔ１〜ｔ２の時間Ｔｘが、ケーブル１００の近端から事故点までの平行２線式電線１５０を経路とした伝播時間となる。これらの時間により、事故点の標定が可能となる。具体的には、ケーブル１００の近端から遠端までの距離を既知のＬ０、近端から事故点までの距離をＬｘとしたとき、Ｌｘ＝（Ｔｘ／Ｔ０）×Ｌ０となる。

本実施形態のケーブル１００は、平行２線式電線１５０が螺旋状に巻かれているため、１本の平行２線式電線１５０でケーブル１００の全周を検出対象範囲とすることができる。このため、１回の特性インピーダンス測定で事故の有無ならびに事故点の標定を行うことができる。このため、絶縁体損傷による事故点の標定を低電圧印加で行う場合に、標定作業を簡易化することができる。なお、平行２線式電線１５０を螺旋状に巻き付けるピッチは、ケーブル絶縁体１２０の径や材質等に応じて適宜調整することができる。

ところで、図６に示すように、ケーブル１００ａとケーブル１００ｂとを接続する場合に、直線接続部材１６０と呼ばれる部材が用いられる。直線接続部材１６０は筒状の絶縁体であり、筒内部にケーブル１００ａの導線１１０ａとケーブル１００ｂの導線１１０ｂとの接続箇所が収められる。

直線接続部材１６０を用いたケーブル１００ａとケーブル１００ｂとの接続の際には、ケーブル１００ａのシールド１３０ａとケーブル１００ｂのシールド１３０ｂとが導電路となる平編銅線１６１で接続加工される。このとき、図７（ａ）に示すように、平編銅線１６１は直線接続部材１６０の外周面に螺旋状に巻き付けられる。

ケーブル１００ａの平行２線式電線１５０ａとケーブル１００ｂの平行２線式電線１５０ｂとの接続については、同じ構造の平行２線式電線１６２で接続加工し、直線接続部材１６０の外周面に螺旋状に巻き付けるようにする。接続点（図中の丸い点線）は、例えば、ハンダ付を施す。そして、図７（ｂ）に示すように、熱収縮チューブ１６３等で直線接続部材１６０を覆うようにすればよい。

このように、ケーブル１００同士を接続する場合であっても、平行２線式電線１５０同士を同じ構造の平行２線式電線１６２で接続することで、インピーダンス整合を図ることができる。このため、接続後のケーブル１００についても、図４に示したＴＤＲ測定器２００による特性インピーダンスの測定により事故点の標定を簡易に行うことができるようになる。

１００ ケーブル
１１０ 導線
１２０ ケーブル絶縁体
１３０ シールド
１４０ シース
１５０ 平行２線式電線
１５１ 導線
１５２ 絶縁体
１６０ 直線接続部材
１６１ 平編銅線
１６２ 平行２線式電線
１６３ 熱収縮チューブ
２００ ＴＤＲ測定器

Claims (5)

1. 導線と、前記導線を囲むケーブル絶縁体と、前記絶縁体を囲むシールドと、前記シールドを囲むシースとを備えたケーブルであって、
   前記シールドと前記シースとの間に、導線を絶縁体で被覆した標定用電線が、前記ケーブルの長さ方向に螺旋状に巻き付けられていることを特徴とするケーブル。
2. 前記標定用電線は、平行２線式電線であることを特徴とする請求項１に記載のケーブル。
3. 導線と、前記導線を囲むケーブル絶縁体と、前記ケーブル絶縁体を囲むシールドと、前記シールドを囲むシースとを備え、前記シールドと前記シースとの間に、導線を絶縁体で被覆した標定用電線が、長さ方向に螺旋状に巻き付けられたケーブルの前記ケーブル絶縁体の損傷による事故点の標定方法であって、
   ＴＤＲ測定器を用いて、前記標定用電線の特性インピーダンスの長さ方向の変化を測定し、
   測定結果に基づいて事故点の位置を標定することを特徴とする事故点の標定方法。
4. 導線と、前記導線を囲むケーブル絶縁体と、前記ケーブル絶縁体を囲むシールドと、前記シールドを囲むシースとを備え、前記シールドと前記シースとの間に、導線を絶縁体で被覆した標定用電線が、長さ方向に螺旋状に巻き付けられたケーブル同士の接続方法であって、
   筒状絶縁体である直線接続部材の筒内に接続対象のケーブルの導線同士の接続箇所を収容し、
   前記接続対象のケーブルのシールド同士を導電路で前記直線接続部材の筒外にて接続するとともに、前記接続対象のケーブルの標定用電線同士を、同じ構造の標定用電線で前記直線接続部材の筒外にて接続することを特徴とするケーブル接続方法。
5. 前記導電路および前記標定用電線同士の接続に用いる標定用電線は、前記直線接続部材の筒外に螺旋状に巻き付けられることを特徴とする請求項４に記載のケーブル接続方法。