JP2574580B2 - 部分放電測定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は部分放電測定方法に関す
るもので、特にケーブル線路上の任意の位置で発生する
部分放電に対して感度の較正が可能な、部分放電測定方
法に関するものである。

【０００２】

【背景技術】特開平２−１６７４８４号に開示されてい
る地中電力ケーブル線路の絶縁接続部における部分放電
測定方法では、絶縁接続部の絶縁筒の両側の、防食ビニ
ル樹脂層の外表面に一対の検出電極と、それに隣接して
一対の較正用電極とを設け、一対の検出電極の間に測定
器に接続された検出インピーダンスを接続し、一対の較
正用電極に感度較正用の信号を注入している。

【０００３】例えば、図８に示すように、導体８１と図
示しない金属シースと防食ビニル樹脂層８２から成る電
力ケーブル８３の絶縁接続部８４において、外側の防食
ビニル樹脂層８６の外面に、絶縁筒８５を隔てて一対の
検出電極８７と一対の較正用電極８８が設けられる。一
対の検出電極８７の間には検出インピーダンス８９が接
続され、一対の較正用電極８８には較正用信号発生器９
０が接続される。さらに検出インピーダンス８９には測
定器９１が接続される。

【０００４】図８の構成において、較正用信号発生器９
０から既知電荷量の較正パルスを注入すると、一対の検
出電極８７の間に高周波パルスが誘起され、検出インピ
ーダンス８９の両端間に、高周波パルスの大きさに比例
した電位差が生ずる。この電位差を測定器９１により測
定すれば、測定器９１の部分放電測定感度を較正でき
る。この感度較正は、ケーブルの活線状態でも行うこと
ができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の特開平
２−１６７４８４号に開示された部分放電測定方法にお
ける、測定器の感度較正の方法では、絶縁接続部（以
下、ＩＪＢと記す）からの測定についての感度較正に限
定される。

【０００６】また、長いケーブル線路においては、ＩＪ
Ｂ等の接続部に限らず、接続部の間のケーブル上で部分
放電が起きることも多く、そのような部分放電の発生位
置に対応した感度較正は、較正パルスの注入位置がＩＪ
Ｂに限定された上記方法ではできない。

【０００７】それ故、本発明は、ケーブル上での任意の
位置で発生する部分放電に対応した感度較正が可能な部
分放電測定方法を実現することを、目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明では、ケーブル上
での任意の位置で発生する部分放電に対応した感度較正
が可能な部分放電測定方法を実現するため、部分放電測
定を下記の過程から成る方法で行う。 (1) 部分放電検出の対象とするケーブル線路のケーブル
と等価なケーブル（以下では試料ケーブルと言う）を用
い、ケーブルに誘起される信号（例えばパルス）の電位
差を所定の位置で測定する較正用測定器を設け、内部高
圧導体に既知電荷量のパルス等の較正信号を注入して、
誘起される信号電位差を較正用測定器により測定し、
(2) 一方、試料ケーブルの外側に較正信号注入用のコイ
ル等の信号注入手段（以下、較正用信号注入手段と言
う）を設けて、この信号注入手段の両端間に既知電荷量
のパルス等の較正信号を加え、誘起される信号電位差を
上述の較正用検出器により測定し、(3) 較正用測定器に
等しい信号電位差を誘起する、内部高圧導体と外部遮蔽
層の間に直接加えた較正信号の電荷量と較正用信号注入
手段から注入した較正信号の電荷量との間の関係を予め
求めておき、(4) 部分放電検出対象のケーブル線路（以
下、実線路と言う）において、ケーブル線路上の所定の
位置にケーブルに誘起される信号電位差を測定する測定
器を設け、ケーブル線路上の所定の位置にケーブルの外
側に較正信号注入用のコイル等の信号注入手段（以下、
実線路較正用信号注入手段と言う）を設け、実線路較正
用信号注入手段から既知電荷量の較正信号を注入して、
測定器に誘起される信号電位差を測定し、(5) 試料ケー
ブルについて上記(2) で予め求めてある、直接加えた較
正信号の電荷量と較正用信号注入手段から注入した較正
信号の電荷量の間の関係に基づき、実線路較正用信号注
入手段から注入した較正信号の電荷量を、直接注入され
る較正信号の電荷量に換算して、部分放電測定感度の較
正を行い、(6) この較正に基づき、実線路上の任意の位
置で発生する部分放電の大きさを判定する。

【０００９】上記(4) の過程における換算は、試料ケー
ブルについて求めた、直接加えた較正信号の電荷量と較
正用信号注入手段から注入した較正信号の電荷量の間の
関係を、実線路のケーブルの内部高圧導体に直接注入さ
れる較正信号の電荷量と較正用信号注入手段から注入さ
れる較正信号の電荷量の間の関係と同一とみなし得るこ
とを前提として、なされるものである。この前提が少な
くとも近似的に成り立つためには、試料ケーブルが実線
路のケーブルと実質的に等価でなければならないから、
一定以上（通常、１００ｍ以上）の長さを持つことが望
ましい。ケーブルの周囲の環境（附属部品等）も実線路
に近似のものであることが望ましい。

【００１０】本発明の部分放電測定方法は、その外側に
設けたコイル等の信号注入手段から較正用信号を注入で
きるケーブルに限り、適用できるものである。換言すれ
ば、本発明の部分放電測定方法が適用できるケーブル
は、外側に設けた信号注入手段と、ケーブルの内部導体
および遮蔽導体層の少なくとも一方とが、電磁的に結合
できるものである。すなわち、本発明の適用可能なケー
ブルは、内部導体あるいは遮蔽導体層に流れる電流によ
り、ケーブル外部に磁束を生ずるケーブル、例えばワイ
ヤシールドを有するケーブルである。

【００１１】較正用信号注入手段、例えばコイルは、試
料（等価）ケーブル、実線路ケーブルのいずれに設ける
場合を問わず、固定したものでもよく、また移動可能な
ものでもよい。後者の場合、較正用コイルは、半固定の
ものでも、また常時、随意に移動できるものでもよい。
ケーブル自体に巻付けたコイルでもよいし、ケーブルに
沿わせた高周波磁芯に巻き付けたコイルでもよい。

【００１２】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。 〔実施例１〕本発明に係わる部分放電検出方法に用いた
回路を図１に示す。図１でケーブル１には検出コイル２
と実線路較正用コイル５が巻きつけてある。検出コイル
２の両端は検出インピーダンス３に接続され、その両端
にパルス測定器４が接続されている。実線路較正用コイ
ル５の両端には較正用パルス発振器６が接続されてい
る。

【００１３】検出コイル２と実線路較正用コイル５は、
いずれもケーブル１に５回巻きつけたものである。ケー
ブル１は断面積１００mm² の単芯導体をもつ７７ｋＶワ
イヤシールドＣＶケーブルで、図２に示されているよう
に、内部高圧導体２２、絶縁層２３、ワイヤシールド２
４、防食シース２５を有する。内部高圧導体２２と絶縁
層２３の間には内部半導電層、絶縁層２３とワイヤシー
ルド２４の間には外部半導電層が設けられているが、図
示を省略した。

【００１４】本発明の部分放電検出方法で、試料ケーブ
ルによる感度較正に用いた回路を図２および図３に示
す。図２で試料ケーブル２１の内部高圧導体２２および
ワイヤシールド２４からの引出し線２２ａおよび２４ａ
には、検出インピーダンス２６（３００オーム）および
較正用パルス発振器２８（内蔵直列コンデンサ１０pF）
が並列に接続されている。検出インピーダンス２６の両
端には、パルス測定器２７が接続されている。試料ケー
ブル２１は、図１のケーブル１と同じケーブルの、長さ
２００ｍの試料である。

【００１５】図３では、試料ケーブル２１の内部高圧導
体２２およびワイヤシールド２４からの引出し線２２ａ
および２４ａには、検出インピーダンス２６とパルス測
定器２７が並列に接続されている。試料ケーブル２１に
は較正用コイル３１が巻きつけられ、その両端に較正用
パルス発振器３２が接続されている。較正用コイル３１
は、図１で用いる実線路較正用コイル５と同等のもので
あることが望ましい。

【００１６】図１、図２、図３の構成を用いて、感度較
正は以下のように行う。図２の構成において、較正用パ
ルス発振器２８から既知電荷量（例えば、１０００ピコ
クーロン）の較正パルスを注入すると、引出し線２２ａ
および２４ａから、試料ケーブル２１の内部高圧導体２
２およびワイヤシールド２４に較正用パルスが注入さ
れ、誘起された高周波パルスにより、検出インピーダン
ス２６の両端間に、高周波パルスの大きさに比例した電
位差（例えば３５ｍＶ）が生ずる。この電位差をパルス
測定器２７により測定すれば、試料ケーブル２１の内部
高圧導体２２およびワイヤシールド２４間へのパルス直
接注入による、パルス測定器２７についての部分放電測
定感度の較正ができる。

【００１７】図３の構成において、既知電荷量の較正パ
ルス（例えば、１４００ピコクーロン）を較正用パルス
発振器３２から較正用コイル３１を介して試料ケーブル
２１に注入すると、試料ケーブル２１の内部高圧導体２
２およびワイヤシールド２４の間に高周波パルスが誘起
され、この高周波パルスは、引出し線２２ａおよび２４
ａを経て、検出インピーダンス２６の両端間に、高周波
パルスの大きさに比例した電位差（例えば３５ｍＶ）を
生ずる。この電位差をパルス測定器２７により測定すれ
ば、試料ケーブル２１へ較正用コイルからの注入した較
正パルスによる、パルス測定器２７についての部分放電
測定感度の較正ができる。

【００１８】こうして、試料ケーブル２１の内部高圧導
体２２とワイヤシールド２４の間に直接加えた較正パル
スの電荷量と、試料ケーブル２１に較正用コイルから注
入した較正パルスの電荷量との間の関係が求められる
（例えば、較正用コイル３１から注入した１４００ピコ
クーロンの較正パルスが、同じ電位差３５ｍＶの高周波
パルスを誘起する、内部高圧導体２２とワイヤシールド
２４の間に直接加えた１０００ピコクーロンの較正パル
スに対応する）。

【００１９】その後、図１の構成を用いて、実線路のケ
ーブル１につき、較正用コイル３１と等価な実線路較正
用コイル５から所定電荷量の較正パルスを注入し、検出
コイル２に接続された検出インピーダンス３の両端間に
生ずるパルス電位差をパルス測定器４で測定する。図２
および図３の構成により先に求めた、較正パルスの直接
注入による電荷量とコイル注入による電荷量の間の関係
（例えば、較正用コイル３１から注入した１４００ピコ
クーロンの較正パルスが、ケーブル導体に直接加えた１
０００ピコクーロンの較正パルスに対応する。）に基づ
いて、実線路較正用コイル５から注入した較正パルスの
電荷量を直接加えた較正パルスの電荷量に換算する。試
料ケーブル２１について求めた、較正用パルスの直接注
入による電荷量とコイル注入による電荷量の間の関係
を、実線路ケーブル１に直接注入される較正パルスの電
荷量とコイルから注入される較正パルスの電荷量の間の
関係とみなすことにより、パルス測定器４による部分放
電測定感度の較正を行うことができる。

【００２０】この較正に基づき、検出コイル２（検出イ
ンピーダンス３）の両端に生ずるパルス電位差の測定に
よって、部分放電の大きさを判定することができる。較
正パルスを注入する実線路較正用コイル５はケーブルに
沿って自由に移動させることができるから、任意の位置
で較正を行っておけば、ケーブル線路上の任意の位置で
発生する部分放電の概略の大きさを判定することができ
る。

【００２１】〔実施例２〕本発明の部分放電測定方法に
おいて等価ケーブルによる較正に用いた、他の構成を図
４および図５に示す。図４において、試料ケーブル２１
の内部高圧導体２２およびワイヤシールド２４からの引
出し線２２ａおよび２４ａには、較正用パルス発振器４
１が接続されている。試料ケーブル２１には検出用コイ
ル４２を巻きつけてあり、その両端に検出インピーダン
ス４３が、さらにその両端にパルス測定器４４が接続さ
れている。検出用コイル４２、検出インピーダンス４
３、パルス測定器４４は、それぞれ図１で用いる検出用
コイル２、検出インピーダンス３、パルス測定器４と同
等のものであることが望ましい。

【００２２】図５において、試料ケーブル２１には検出
用コイル４２と較正用コイル５１が巻きつけてある。検
出用コイル４２の両端には検出インピーダンス４３が、
さらにその両端にパルス測定器４４が接続されている。
較正用コイル５１の両端には較正用パルス発振器５２が
接続されている。

【００２３】図１、図４、図５の構成を用いて、感度較
正は以下のように行う。図４の構成において、較正用パ
ルス発振器４１から既知電荷量（例えば、１０００ピコ
クーロン）の較正パルスを注入すると、引出し線２２ａ
および２４ａから、試料ケーブル２１の内部高圧導体２
２およびワイヤシールド２４に較正用パルスが注入さ
れ、誘起された高周波パルスにより、検出用コイル４２
に接続された検出インピーダンス４３の両端に、高周波
パルスの大きさに比例した電位差（例えば２８ｍＶ）が
生ずる。この電位差をパルス測定器４４により測定すれ
ば、内部高圧導体２２およびワイヤシールド２４間への
パルス直接注入による、パルス測定器４４についての部
分放電感度の較正ができる。

【００２４】図５の構成において、既知電荷量の較正パ
ルス（例えば、１４００ピコクーロン）を較正用パルス
発振器５２から較正用コイル５１を介して試料ケーブル
２１に注入すると、試料ケーブル２１の内部高圧導体２
２およびワイヤシールド２４の間に高周波パルスが誘起
され、この高周波パルスに基づく高周波電流がワイヤシ
ールド２４に流れるから、検出用コイル４２に誘導電流
が生じ、その両端に高周波パルスの大きさに比例した電
位差（例えば２８ｍＶ）が生ずる。この電位差をパルス
測定器４４により測定すれば、試料ケーブル２１へ較正
用コイル５１から注入した較正パルスによる、パルス測
定器４４についての部分放電感度の較正ができる。

【００２５】こうして、試料ケーブル２１の内部高圧導
体２２とワイヤシールド２４の間に直接加えた較正パル
スの電荷量と、試料ケーブル２１に較正用コイルから注
入した較正パルスの電荷量との間の関係が求められる
（例えば、較正用コイル５１から注入した１４００ピコ
クーロンの較正パルスが、同じ電位差２８ｍＶの高周波
パルスを誘起する、内部高圧導体２２とワイヤシールド
２４の間に直接加えた１０００ピコクーロンの較正パル
スに対応する）。

【００２６】図１の構成による、実線路のケーブル１に
ついての較正は、実施例１と同様に行う。すなわち、図
４および図５の構成により先に求めた、較正パルスの直
接注入による電荷量とコイル注入による電荷量の間の関
係に基づいて、実線路較正用コイル５から注入した較正
パルスの電荷量を直接加えた較正パルスの電荷量に換算
すれば、パルス測定器４による部分放電感度の較正を行
うことができる。

【００２７】〔実施例３〕実施例１および２では、ケー
ブルに巻付けた検出用コイルを部分放電検出に用いた
が、図６に示すように、電力ケーブル１の終端接続部６
１と高電圧課電端子６２の間に結合コンデンサ６３を接
続し、結合コンデンサ６３の他端を接地し、ワイヤシー
ルド６４の接地線６５に検出用インピーダンス６６を挿
入し、検出用インピーダンス６６の両端の電位差を、測
定器６７で測定してもよい。

【００２８】〔実施例４〕ケーブルに巻付けた検出用コ
イルやワイヤシールドの接地線に挿入した検出用インピ
ーダンスを用いる代わりに、図７に示すように、電力ケ
ーブル１の絶縁接続部７１において、外側の防食ビニル
樹脂層７２の外面に、絶縁筒７３を隔てて一対の検出電
極７４を設け、その間に検出インピーダンス７５を接続
し、さらに検出インピーダンス７５の両端に測定器７６
を接続して、インピーダンス７５の両端の電位差を測定
器７６で測定してもよい。

【００２９】

【発明の効果】本発明の部分放電測定方法は、ケーブル
に沿って自由に移動できる較正用コイルを測定系の較正
に用いているから、ケーブル上での任意の位置で発生す
る部分放電について、発生位置に対応した感度較正を行
うことができる。従って、部分放電測定の精度を高める
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係わる部分放電検出方法の一
実施例において、実線路ケーブルの部分放電測定に用い
た回路を示す説明図である。

【図２】図２は、本発明の部分放電検出方法の一実施例
で、試料ケーブルへの較正パルス直接注入による感度較
正に用いた回路を示す説明図である。

【図３】図３は、本発明の部分放電検出方法の一実施例
で、試料ケーブルへコイルからの較正パルス注入による
感度較正に用いた回路を示す説明図である。

【図４】図４は、本発明の部分放電測定方法の他の実施
例で、試料ケーブルへの較正パルス直接注入による感度
較正に用いた回路を示す説明図である。

【図５】図５は、本発明の部分放電測定方法の他の実施
例で、試料ケーブルへコイルからの較正パルス注入によ
る感度較正に用いた回路を示す説明図である。

【図６】図６は、本発明に係わる部分放電検出方法の第
三の実施例において、実線路ケーブルの部分放電測定に
用いた回路を示す説明図である。

【図７】図７は、本発明に係わる部分放電検出方法の第
四の実施例において、実線路ケーブルの部分放電測定に
用いた回路を示す説明図である。

【図８】図８は、従来の部分放電測定に用いられる回路
を示す説明図である。

【符号の説明】

１ ケーブル ６１ 終端接続 部 ２ 検出コイル ６２ 高電圧課 電端子 ３ 検出インピーダンス ６３ 結合コン デンサ ４ パルス測定器 ６４ ワイヤシ ールド ５ 実線路較正用コイル ６５ 接地線 ６ 較正用パルス発振器 ６６ 検出用イ ンピーダンス ２１ 試料ケーブル ６７ 測定器 ２２ 内部高圧導体 ７１ 絶縁接続 部 ２２ａ，２４ａ 引出し線 ７２ 防食ビニ ル樹脂層 ２３ 絶縁層 ７３ 絶縁筒 ２４ ワイヤシールド ７４ 検出電極 ２５ 防食シース ７５ 検出イン ピーダンス ２６ 検出インピーダンス ７６ 測定器 ２７ パルス測定器 ８１ 導体 ２８ 較正用パルス発振器 ８２ 防食ビニ ル樹脂層 ３３ 較正用コイル ８３ 電力ケー ブル ３４ 較正用パルス発振器 ８４ 絶縁接続 部 ４１ 較正用パルス発振器 ８５ 絶縁筒 ４２ 検出用コイル ８６ 防食ビニ ル樹脂層 ４３ 検出インピーダンス ８７ 検出電極 ４４ パルス測定器 ８８ 較正用電 極 ５１ 較正用コイル ８９ 検出イン ピーダンス ５２ 較正用パルス発振器 ９０ 較正用信 号発生器 ９１ 測定器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 弘 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日 立電線株式会社 パワーシステム研究所 内 (56)参考文献 特開 平３−138574（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電力ケーブル線路の絶縁体に生じた部分
   放電によって誘起される信号の電位差を測定する測定器
   の感度を、前記電力ケーブル線路のケーブルの内部高圧
   導体に既知電荷量の較正信号を注入することにより較正
   しておき、前記測定器により前記電位差を測定して前記
   部分放電の大きさを判定する、部分放電測定方法におい
   て、 前記ケーブルが、その外側に設けた信号注入手段から前
   記較正用信号を注入可能なものであり、かつ前記較正
   が、(1) 前記ケーブル線路のケーブルと実質的に等価な
   ケーブルを用い、この等価ケーブルに誘起される信号電
   位差を測定する較正用測定器を設け、前記等価ケーブル
   の内部高圧導体に既知電荷量の第一の較正信号を注入し
   て、誘起される信号電位差を前記較正用測定器で測定す
   る過程、(2) 前記等価ケーブルの外側に較正信号を注入
   するための較正用信号注入手段を設けて、この較正用信
   号注入手段に既知電荷量の第二の較正信号を加え、誘起
   される信号電位差を前記較正用測定器で測定する過程、
   (3) 前記較正用測定器に、等しい信号電位差または所定
   の差を有する電位差を誘起する、前記第一の較正信号の
   電荷量と前記第二の較正信号の電荷量の間の関係を求め
   る過程、(4) 前記ケーブル線路の任意の位置でケーブル
   の外側に、較正信号を注入するための実線路較正用信号
   注入手段を設け、この実線路較正用信号注入手段から所
   定電荷量の第三の較正信号を注入して、前記測定器に誘
   起される信号電位差を測定する過程、および(5) 前記等
   価ケーブルについて求めた、前記第一および第二の較正
   信号の電荷量の間の前記関係を、前記ケーブル線路のケ
   ーブルの内部高圧導体に直接注入される較正信号の電荷
   量と較正用信号注入手段から注入される較正信号の電荷
   量の間の関係とみなして、前記第三の較正信号の電荷量
   を、前記前記関係に基づき、ケーブルに直接加えられる
   信号の電荷量に換算する過程、から成ることを特徴とす
   る部分放電測定方法。。
2. 【請求項２】 前記ケーブル線路のケーブルおよび前記
   等価ケーブルがワイヤシールドを有するものであり、 前記第一の較正信号の注入を、前記等価ケーブルの内部
   高圧導体とワイヤシールドに、引出し線を通して接続さ
   れた信号発振器により行う、請求項１の部分放電測定方
   法。