JP2568346Y2 - Cable loss tangent measurement device - Google Patents

Cable loss tangent measurement device

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JP2568346Y2 JP1990071868U JP7186890U JP2568346Y2 JP 2568346 Y2 JP2568346 Y2 JP 2568346Y2 JP 1990071868 U JP1990071868 U JP 1990071868U JP 7186890 U JP7186890 U JP 7186890U JP 2568346 Y2 JP2568346 Y2 JP 2568346Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案は、ケーブルの遮蔽体を大地に接地する接地線
に、変流器を装着し、ケーブルを診断するケーブルの誘
電正接測定装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial application field) The present invention relates to a dielectric loss tangent measuring device for diagnosing a cable, in which a current transformer is attached to a ground wire for grounding a cable shield to the ground.

(従来の技術) 布設後のケーブルについて、その保守管理を行なうた
めに、定期的にケーブルの絶縁特性を試験することが行
なわれている。この試験では、ケーブル絶縁体の絶縁劣
化を診断するために、誘電正接の測定が行なわれる。こ
れには、ケーブル導体に試験電圧を印加する一方、ケー
ブルの遮蔽層を接地する接地線に変流器を装着し、この
出力電流を測定することが行なわれている。変流器から
は、ケーブルの充電電流に対応する出力電流が得られ
る。ケーブルの誘電正接は、充電電流の損失電流成分に
依存する。従って、変流器の出力電流から損失電流成分
を抽出して、誘電正接を求めることができる。
(Prior Art) In order to perform maintenance and management on a cable after the cable is laid, the insulation properties of the cable are regularly tested. In this test, the dielectric loss tangent is measured in order to diagnose the insulation deterioration of the cable insulator. To this end, a test voltage is applied to a cable conductor, a current transformer is attached to a ground wire for grounding a shield layer of the cable, and the output current is measured. An output current corresponding to the charging current of the cable is obtained from the current transformer. The dielectric loss tangent of the cable depends on the loss current component of the charging current. Therefore, the loss tangent can be obtained by extracting the loss current component from the output current of the current transformer.

(考案が解決しようとする課題) ところで、接地線に流れる電流を変流器によって測定
するためには、変流器に接地線を貫通させる必要があ
る。
(Problems to be Solved by the Invention) By the way, in order to measure the current flowing in the ground wire by the current transformer, it is necessary to penetrate the current transformer through the ground wire.

第3図に、従来の変流器を接地線に装着した場合の結
線図を示す。
FIG. 3 shows a connection diagram when a conventional current transformer is mounted on a ground wire.

図のように、ケーブル1の遮蔽層2は、接地線3を介
して接地されている。ここに、変流器4を装着するため
には、一旦接地線3を切断し、そこに変流器4を貫通す
るリード線5の両端を接続する作業が必要となる。しか
しながら、このような作業は煩雑であり、又、活線状態
のケーブル線路について、接地線3を切断することは危
険が伴う。
As shown in the figure, the shielding layer 2 of the cable 1 is grounded via a ground wire 3. Here, in order to mount the current transformer 4, it is necessary to cut the ground wire 3 once and connect both ends of the lead wire 5 penetrating the current transformer 4 thereto. However, such an operation is complicated, and there is a danger in cutting the ground line 3 for a live cable line.

そこで、第4図に示すように、配電線等の電流測定に
多用されるクランプ式変流器6を用いるようにしてい
る。このクランプ式変流器6は、よく知られているよう
に、トロイダルコア6aの一部が開閉可能な構成とされて
おり、接地線3を切断することなく、容易に装着できる
利点を有している。
Therefore, as shown in FIG. 4, a clamp-type current transformer 6 that is frequently used for measuring the current of a distribution line or the like is used. As is well known, the clamp-type current transformer 6 has a configuration in which a part of the toroidal core 6a can be opened and closed, and has an advantage that it can be easily mounted without cutting the ground wire 3. ing.

特に、三相送電線路においては、第5図に示すよう
に、各層の遮蔽層間を接続し、これらを一括接地する接
地線3が設けられる。この接地線3に対し、3個のクラ
ンプ式変流器6を装着して、測定作業の効率アップを図
ることができる。
In particular, in the three-phase transmission line, as shown in FIG. 5, a ground wire 3 is provided to connect the shielding layers of each layer and to ground them collectively. By mounting three clamp-type current transformers 6 on the ground wire 3, the efficiency of the measurement operation can be improved.

即ち、第5図の例では、各変流器6の出力電流(I1
I2,I3に対応)を三相電流分離回路7に受入れ、下式の
関係から各層の充電電流(Ia,Ib,Ic)を求める。
That is, in the example of FIG. 5, the output current (I 1 ,
(Corresponding to I 2 , I 3 ) is received by the three-phase current separation circuit 7, and the charging currents (I a , I b , I c ) of each layer are obtained from the following equation.

Ia=I1 Ib=I2−I1 Ic=I3−I2 測定部9では、こうして得られた各層の充電電流信号
と、分圧抵抗8を介して得た電圧信号とを取込み、tan
δを測定する。
Ia = I 1 Ib = I 2 −I 1 Ic = I 3 −I 2 The measuring section 9 takes in the charging current signal of each layer thus obtained and the voltage signal obtained via the voltage dividing resistor 8, and
Measure δ.

しかしながら、上記のような測定を行なった場合、三
相平衡状態では、変流器6により検出される電流I3が略
“0"に近い値となる。
However, when was measured as described above, in the three-phase equilibrium, the current I 3 that is detected by the current transformer 6 becomes a value substantially close to "0".

一方、トロイダルコイルを用いた変流器は、一次電流
が小さい場合、その検出感度が低下する。特に、クラン
プ式変流器の場合、トロイダルコイルの磁気抵抗が高い
ため、その傾向が著しい。従って、tanδの精密測定が
困難になるという問題点があった。
On the other hand, in a current transformer using a toroidal coil, when the primary current is small, the detection sensitivity is reduced. In particular, in the case of a clamp type current transformer, the tendency is remarkable because the magnetic resistance of the toroidal coil is high. Accordingly, there has been a problem that precise measurement of tan δ becomes difficult.

本考案は以上の点に着目してなされたもので、変流器
を高感度に動作させて測定を行なうことが可能なケーブ
ルの誘電正接測定装置を提供することを目的とするもの
である。
The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to provide a dielectric loss tangent measuring device which can perform measurement by operating a current transformer with high sensitivity.

(課題を解決するための手段) 本考案のケーブルの誘電正接測定装置は、三相の各ケ
ーブル線路の遮蔽層を相互に接続して接地される接地線
と、前記各遮蔽層間を接続する接地線部分及び接地線の
接地側にそれぞれ装着される変流器と、各変流器に対し
て予め設定されたバイアス用交流電流を供給するバイア
ス電流発生部と、各変流器の出力電流からバイアス用交
流電流にて生じた交流電流分を差引くバイアス電流減算
部と、減算された各出力電流から損失電流成分を抽出し
て、各ケーブル線路のケーブル絶縁体の誘導正接を測定
する誘電正接測定部とを備えたことを特徴とする。
(Means for Solving the Problems) The cable dielectric loss tangent measuring device according to the present invention includes a ground line that connects the shielding layers of the three-phase cable lines to each other and is grounded, and a ground line that connects the shielding layers. Current transformers respectively mounted on the ground side of the line portion and the ground wire, a bias current generating unit for supplying a preset alternating current for each current transformer, and an output current of each current transformer. A bias current subtractor for subtracting an AC current generated by a bias AC current, and a loss tangent for extracting a loss current component from each subtracted output current and measuring an induction tangent of a cable insulator of each cable line. And a measuring unit.

(作用) 三相の各ケーブル線路の遮蔽層は一本の接地線にて相
互に接続されて接地される。従って、接地作業としては
三相の各ケーブル線路に対して一つの接地作業を行えば
足り、かつ遮蔽層間の接地線部分が短くて済むので、接
地線の全長寸法も小さくてよい。
(Operation) The shielding layers of the three-phase cable lines are connected to each other and grounded by a single ground line. Therefore, it is sufficient to perform one grounding operation for each of the three-phase cable lines, and the ground line portion between the shield layers can be short, so that the total length of the ground line can be small.

一方、各変流器にはバイアス用交流電流を供給した上
にその出力電流から交流電流分を差引いて測定電流とし
ている。
On the other hand, an AC current for bias is supplied to each current transformer, and the AC current is subtracted from the output current to obtain a measured current.

従って、簡単な接地作業で三相のケーブル線路の各誘
電正接を高精度で測定することができる。
Therefore, each dielectric loss tangent of the three-phase cable line can be measured with high accuracy by a simple grounding operation.

(実施例) 以下、本考案を図の実施例を用いて詳細に説明する。(Embodiment) Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the embodiment shown in the drawings.

第1図は、本考案のケーブルの誘電正接測定装置の動
作原理を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the operation principle of the cable dielectric loss tangent measuring device of the present invention.

図において、ケーブル線路1の遮蔽層2は、接地線3
を介して接地されている。この接地線3には、先に説明
したように、クランプ式変流器6が装着されている。こ
のクランプ式変流器6の出力電流は、増幅回路11に向け
て出力される。
In the figure, a shielding layer 2 of a cable line 1 is
Grounded. As described above, the clamp type current transformer 6 is mounted on the ground wire 3. The output current of the clamp type current transformer 6 is output to the amplifier circuit 11.

ここで、本考案の装置には、バイアス電流発生部12と
バイアス電流減算部13とが設けられている。
Here, the device of the present invention is provided with a bias current generator 12 and a bias current subtractor 13.

バイアス電流発生部12は、変流器6のトロイダルコア
に巻き付けられているリード線15を有し、このリード線
15にバイアス用交流電流を供給する。また、バイアス電
流発生部12のバイアス用交流電流値に対応する信号は、
バイアス電流減算部13に向けて出力される。バイアス電
流減算部13は、増幅回路11の出力からバイアス用交流電
流分の出力を差引くよう動作する回路である。バイアス
電流発生部12は、予め設定された交流電流をリード線15
を介して出力する交流回路等から成り、バイアス電流減
算部13は、上記バイアス用交流電流値に相当する信号電
圧を、増幅回路11の出力から減算する演算増幅器等から
構成される。
The bias current generator 12 has a lead 15 wound around a toroidal core of the current transformer 6.
Supply AC current for bias to 15. Further, the signal corresponding to the bias AC current value of the bias current generation unit 12 is:
The signal is output to the bias current subtractor 13. The bias current subtractor 13 is a circuit that operates to subtract the output of the bias AC current from the output of the amplifier circuit 11. The bias current generator 12 supplies a preset alternating current to the lead 15
The bias current subtracting unit 13 is configured by an operational amplifier or the like that subtracts a signal voltage corresponding to the bias AC current value from the output of the amplifier circuit 11.

第2図に、上記変流器の一次電流と比誤差の関係を示
すグラフを図示した。この横軸には変流器の一次電流I
をプロットし、縦軸には比誤差εをブロットした。比誤
差εは、変流器の一次電流Iに反比例する。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the primary current of the current transformer and the ratio error. The horizontal axis shows the primary current I of the current transformer.
Is plotted, and the specific error ε is blotted on the vertical axis. The ratio error ε is inversely proportional to the primary current I of the current transformer.

ここで、許容比誤差をεとすると、図のグラフから
明らかなように、変流器の一次電流がKアンペアより小
さい場合、求める特性を満足しない。
Here, assuming that the allowable ratio error is ε 0 , as evident from the graph, when the primary current of the current transformer is smaller than K amperes, the desired characteristics are not satisfied.

そこで、第1図に示すバイアス電流発生部12は、第2
図で説明したように、変流器の一次電流が予めKアンペ
ア以上の所定の値になるようにバイアス用交流電流値を
選定しておく。これにより、接地線3に流れる電流が極
めて小さい場合においても、その電流を精度よく増幅回
路11において増幅し、誘電正接測定部14に向けて送り出
すことができる。誘電正接測定部14は、従来一般に使用
されているものと変わるところはない。
Therefore, the bias current generator 12 shown in FIG.
As described in the drawing, the bias AC current value is selected in advance so that the primary current of the current transformer becomes a predetermined value of K amperes or more. Thus, even when the current flowing through the ground line 3 is extremely small, the current can be accurately amplified in the amplifier circuit 11 and sent out to the dielectric loss tangent measuring unit 14. The dielectric loss tangent measuring unit 14 is not different from the conventional one.

本考案は上記バイアス電流発生部12とバイアス電流減
算部13を、第5図に示す三相の各ケーブル線路1を測定
する場合に適用することを特徴とし、各ケーブル線路1
の遮蔽層間を一本の接地線3の一部にて相互に接続する
と共に一端部を接地し、遮蔽層間の二つのクランプ式変
流器6,6と接地側のクランプ式変流器6にバイアス用交
流電流を加える。
The present invention is characterized in that the bias current generating section 12 and the bias current subtracting section 13 are applied when measuring each of the three-phase cable lines 1 shown in FIG.
Are connected to each other by a part of one ground wire 3 and one end is grounded, and the two clamp-type current transformers 6 and 6 between the shield layers and the clamp-type current transformer 6 on the ground side are connected to each other. Apply bias AC current.

そして、先ず、第5図において左側に位置するケーブ
ル線路1に印加されている電圧を、例えば、分圧抵抗8
を備える分圧棒の先端のフックをケーブル終端に電気的
に接触させて検出し、この検出電圧を測定部9に入力す
ると共に、図中の左側の変流器6の出力電流からバイア
ス用交流電流分を差し引いて得た出力電流I1を三相電流
分離回路7に入力する。この回路7は出力電流I1をケー
ブル線路1の充電電流Iaとしてそのまま測定部9に出力
する。測定部9は、例えば、入力された検出電圧と充電
電流Iaに基づいてtanδを測定するシェーリングブリッ
ジ回路等を備える周知の構成を有している。
First, the voltage applied to the cable line 1 located on the left side in FIG.
The hook at the tip of the voltage dividing bar provided with is electrically connected to the end of the cable and detected. The detected voltage is input to the measuring unit 9 and the output current of the current transformer 6 on the left side in FIG. The output current I 1 obtained by subtracting the current is input to the three-phase current separation circuit 7. The circuit 7 is output to the measuring unit 9 the output current I 1 as the charging current I a of the cable line 1. Measuring unit 9, for example, has a known structure comprising a Schering bridge circuit for measuring tanδ based the inputted detection voltage to the charging current I a.

次に、図中、中央に位置するケーブル線路1より分圧
棒を用いて同様に電圧を検出すると共に、中央の変流器
6の出力電流よりバイアス用交流電流分を差し引いて得
た出力電流I2を三相電流分離回路7に入力する。この回
路7は出力電流I2から上記出力電流I1を差し引いて得た
充電電流Ibを測定部9に出力し、これによりtanδを測
定する。
Next, in the figure, the voltage is similarly detected from the cable line 1 located at the center using a voltage dividing bar, and the output current obtained by subtracting the bias AC current from the output current of the current transformer 6 at the center. I 2 is input to the three-phase current separation circuit 7. The circuit 7 outputs the charge current I b from the output current I 2 obtained by subtracting the output current I 1 to the measuring unit 9, thereby measuring the tan [delta.

最後に、図で示すように、右側に位置するケーブル線
路1より同様に電圧を検出すると共に、右側の変流器6
の出力電流よりバイアス用交流電流を差し引いて得た出
力電流I3を三相電流分離回路7に入力する。この回路7
は出力電流I3から上記出力電流I2を差し引いて得た充電
電流Icを測定部9に出力し、これによりtanδを測定す
る。
Finally, as shown in the figure, the voltage is similarly detected from the cable line 1 located on the right side, and the current transformer 6 on the right side is detected.
The output current I 3 obtained by subtracting the bias alternating current from the output current of the input to the three-phase currents separation circuit 7. This circuit 7
Outputs the charge current I c from the output current I 3 obtained by subtracting the output current I 2 to the measuring unit 9, thereby measuring the tan [delta.

上記変流器にバイアス用交流電流を供給する一方、増
幅回路の出力からそのバイアス用交流電流分を減算する
場合に、他の既知の回路、例えばディジタル回路等を用
いるようにしても差し支えない。
When the bias AC current is supplied to the current transformer and the bias AC current is subtracted from the output of the amplifier circuit, another known circuit such as a digital circuit may be used.

(考案の効果) 以上説明した本考案のケーブルの誘電正接測定装置
は、接地線に流れる電流が極めて小さい場合であって
も、変流器に所定のバイアス用交流電流を加えるため
に、変流器の最大感度範囲で電流測定をすることができ
る。このため、要求される高い精度で、活線状態のケー
ブルの誘電正接を測定することが可能になる。
(Effects of the Invention) The above-described device for measuring a loss tangent of a cable according to the present invention uses a current transformer for applying a predetermined bias AC current to a current transformer even when the current flowing through the ground wire is extremely small. Current can be measured in the maximum sensitivity range of the instrument. For this reason, it is possible to measure the dielectric loss tangent of the cable in the live state with the required high accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本考案のケーブルの誘電正接測定装置動作原理
を示すブロック図、第2図はその変流器の一次電流と比
誤差の関係を表わすグラフ、第3図と第4図は従来の変
流器の接地線への装着方法を示す説明図、第5図は本考
案の目的とするケーブルの誘電正接測定方法を示すブロ
ック図である。 1……ケーブル、2……遮蔽層、3……接地線、6……
変流器、11……増幅回路、12……バイアス電流発生部、
13……バイアス電流減算部、14……誘電正接測定部、15
……リード線。
FIG. 1 is a block diagram showing the operating principle of the dielectric loss tangent measuring device of the cable of the present invention, FIG. 2 is a graph showing the relationship between the primary current of the current transformer and the ratio error, and FIGS. FIG. 5 is a block diagram showing a method of measuring a dielectric loss tangent of a cable according to the present invention, which shows a method of attaching a current transformer to a ground wire. 1 ... cable, 2 ... shielding layer, 3 ... ground wire, 6 ...
Current transformer, 11… Amplifier circuit, 12… Bias current generator,
13 ... Bias current subtraction unit, 14 ... Dielectric loss tangent measurement unit, 15
……Lead.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 川井 二郎 神奈川県川崎市川崎区小田栄2丁目1番 1号 昭和電線電纜株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−254078(JP,A) 特開 平1−158365(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Jiro Kawai 2-1-1 Oda Sakae, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Inside Showa Electric Cable & Cable Co., Ltd. (56) References JP-A-62-254078 (JP, A) JP-A-1-158365 (JP, A)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of request for utility model registration] 【請求項1】三相の各ケーブル線路の遮蔽層を相互に接
続して接地される接地線と、前記各遮蔽層間を接続する
接地線部分及び前記接地線の接地側にそれぞれ装着され
る変流器と、該各変流器に対して予め設定されたバイア
ス用交流電流を供給するバイアス電流発生部と、前記各
変流器の出力電流から前記バイアス用交流電流にて生じ
た交流電流分を差し引くバイアス電流減算部と、該減算
された前記各出力電流から損失電流成分を抽出して、前
記各ケーブル線路のケーブル絶縁体の誘電正接を測定す
る誘電正接測定部とを備えたことを特徴とするケーブル
の誘電正接測定装置。
1. A grounding line connected to the shielding layers of three-phase cable lines and grounded, a grounding line portion connecting the shielding layers, and a transformer mounted on the grounding side of the grounding line. Current transformer, a bias current generating unit that supplies a preset bias AC current to each current transformer, and an AC current generated by the bias AC current from the output current of each current transformer. And a dielectric loss tangent measurement unit that extracts a loss current component from each of the subtracted output currents and measures a dielectric loss tangent of the cable insulator of each of the cable lines. Dissipation tangent measurement device for cables.
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JPH01158365A (en) * 1987-09-24 1989-06-21 Fuji Electric Co Ltd Method and apparatus for detecting small current

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