JP2612366B2 - 電力ケーブルの絶縁劣化診断法 - Google Patents

電力ケーブルの絶縁劣化診断法

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、活線状態にある電力ケーブルの絶縁劣化
診断法に関する。
(従来の技術) 従来から、電力ケーブルの絶縁劣化の診断法として
は、一般に電力ケーブルへの通電を停止して行なう直流
もれ電流法や誘電正接法等が用いられている。これらの
方法による場合には、停電状態で測定を行うことが必要
であるため、近時、活線下での絶縁劣化診断法が種々研
究されている。
(発明が解決しようとする課題) ところで、活線下における電力ケーブルの絶縁劣化を
診断する場合には、迷走電流が存在するため、電力ケー
ブルの絶縁劣化と相関性を有する直流分電流(水トリー
電流)を簡便な測定装置で正確に測定することが仲々困
難である。
この発明は、このような事情に基づいてなされたもの
で、活線状態にある電力ケーブルの絶縁劣化の診断を正
確に行なえるとともに、測定装置の構成を簡便とするこ
とのできる電力ケーブルの絶縁劣化診断法を提供するこ
とを目的とする。
(発明が解決しようとする課題) この目的を達成するために、この発明の電力ケーブル
の絶縁劣化診断法は、活線下の電力ケーブルの一端から
延びる接地線に迷走電流阻止用コンデンサを接続し、該
迷走電流阻止用コンデンサに直列にローパスフィルタを
内蔵した直流分電流測定回路を接続して接地し、電力ケ
ーブルの他端から延びる接地線は開放状態として、前記
直流分電流測定回路に流れ込みかつ水トリー電流に較べ
て安定な直流分電流とみなせる迷走電流を阻止して、該
迷走電流に較べて不安定な直流分変動電流とみなせる水
トリー電流を前記直流分電流測定回路によって測定する
ことを特徴とする。
(作用) この発明に係わる電力ケーブルの絶縁劣化診断法の原
理を第1図ないし第4図を参照しつつ説明する。
迷走電流は局部電池ESとシース抵抗RSによるものであ
り、第1図に示す迷走電流の波形から局部電池の電圧
(起電力)ESは安定な直流電源であることが実測により
確認されており、また、水トリー電流は第2図に示すよ
うに不安定な変動電流である。なお、この第1図、第2
図は各電流の波形の特徴に着目して示されている。
第3図は迷走電流のみの測定を行う回路、第4図は水
トリー電流のみの測定回路を示すもので、第3図に示す
ように、SWを開放して交流電圧を電力ケーブル5に印加
せずに測定を行うことによって、水トリー電流Idcの発
生は起こらず、迷走電流ISのみの波形が測定できる。ま
た、第4図に示すように、絶縁劣化した電力ケーブル5
を大地から浮かせ、交流電圧を印加することにより、水
トリー電流Idcの波形のみが測定できる。
そこで、電力ケーブル5に高圧の交流電圧を印加し、
かつ、電力ケーブル5の絶縁ビニールシースを大地に接
地した状態で、迷走電流の影響を除去して水トリー電流
Idcのみを測定するためには、直流分電流測定回路7に
水トリー電流Idcのみが流れ、迷走電流が流れないよう
にすれば良い。そのために、直流分電流測定回路7に直
列に迷走電流阻止用コンデンサを接続する。このように
すると、迷走電流阻止用コンデンサには、シース抵抗RS
を介して局部電池の電圧ESにより徐々に電荷が充電さ
れ、迷走電流ISが徐々に阻止され、充分な時間が経過す
ると完全に迷走電流ISが阻止される。一方、水トリー電
流Idcは交流電圧の印加に起因して発生し、かつ、電荷
のドリフトによって流れるものであるから、不安定な変
動電流であり、しかも、交流電流に重畳されるので、迷
走電流阻止用コンデンサに対して充放電を繰り返しなが
ら流れる。
よって、電力ケーブル5の絶縁劣化と相関性を有する
水トリー電流を迷走電流の影響を受けることなく正確に
測定できる。
(実施例) 以下、図面を参照しつつこの発明の電力ケーブルの絶
縁劣化診断法を説明する。
第5図において、1は電源変圧器、2は高圧配電線、
3はGPT、4a、4bは電力ケーブル接地線、5は電力ケー
ブル、5aはケーブル端末接続部である。電力ケーブル5
は、ここでは、CVケーブルであるが、いわゆるCVT(ト
リプレックス型架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケー
ブル)であってもよい。
接地線4a、4bは電力ケーブル5の両端において銅遮蔽
テープ(シールドテープ)からなるシールドにそれぞれ
接続されている。一方の接地線4bは開放状態とする。他
方の接地線4aは測定装置Mを介装して接地する。測定装
置Mは、迷走電流阻止用コンデンサ6と直流分電流測定
回路7とからなり、迷走電流阻止用コンデンサ6と直流
分電流測定回路7とは直列に接続されている。
電力ケーブル5が水トリーにより絶縁劣化すると、電
力ケーブル5の絶縁体(架橋ポリエチレン)中に発生し
た水トリーの整流作用により対地電圧Eaの(+)側又は
(−)側の電圧に同期して、遮蔽銅テープに電荷が蓄積
され、この電荷がドリフトすることにより、直流分電流
が流れるものと考えられている(第7図(a)、第7図
(b)及び設備診断予知保全実用事典(発行所 株式会
社 フジテクノシステム昭和63年7月19日発行参
照))。
その第5図に示す接続状態の等価回路を第6図を参照
しつつ概略説明する。なお、第6図は第5図の一相分の
等価回路を示している。電力ケーブル5の絶縁体は電気
的には静電容量と等価であるので、これをCxとする。水
トリーに基づく負電荷はこの静電容量に溜った電荷と考
えられる。遮蔽銅テープの外周に巻かれた絶縁ビニール
シース部分は電気的には抵抗と等価であるのでRsと表現
し、迷走電流を生じさせる原因となる局部電池Esは電力
ケーブル5及び接地電極が埋設されている大地の状態お
よび接地電極の表面状態により発生すると考えられるか
ら、電力ケーブル5の絶縁体、絶縁ビニールシースは静
電容量Cxの一端に接続された抵抗Rsと局部電池Esの直列
回路と考えられる。また、電力ケーブル5の最内周の導
体には高圧配電線2を介して高圧の交流電圧が印加さ
れ、高圧配電線2はGPT3を介して接地されているから、
系統対地電圧Eaは静電容量Cxの他端と接地との間に加わ
るものと考えられる。また、接地線4aは遮蔽銅テープか
ら引き出されており、直流分測定回路7の一端は第5図
に示すようにアースされ、その他端はその遮蔽銅テープ
にコンデンサ6を介して接続されているので、抵抗Rsと
静電容量Cxとの間にコンデンサ6を介して直流分測定回
路7の他端が接続されていることになる。水トリー電流
は交流電圧の印加に起因して発生し、かつ、電荷のドリ
フトによって流れるものであるから、電力ケーブル5の
接地線4aに流れる電流は交流電流に不定周期の変動電流
である水トリー電流Idcが重畳された電流となる。ま
た、このとき、迷走電流ISはシース抵抗RS及び局部電池
の電圧ESに依存して接地線4aに混入するため、迷走電流
ISも電力ケーブル5の接地線4aに流れる交流電流に重畳
されることになるが、この電流は迷走電流阻止用コンデ
ンサ6により充分な時間経過後は、完全に阻止されるた
め、直流分測定回路7には交流電流及び水トリー電流I
dcのみが流れる。直流分測定回路7は増幅器及びローパ
スフィルタを内蔵している。ローパスフィルタには、こ
こでは、カットオフ周波数3Hz、減衰特性−24dB/octの
ものを用いる。よって、測定装置Mは直流分電流のみの
測定が可能となる。
従って、第3図において、直流分電流測定回路7と直
列にコンデンサ6を設け、SWをONし、電力ケーブル5に
電圧を印加すると、交流に迷走電流IS、水トリー電流I
dcが重畳されるが、ローパスフィルタを通すと、第8図
に示すように迷走電流ISと水トリー電流Idcとが重畳さ
れた電流波形の電流が得られるが、充分な時間が経過す
ると迷走電流ISが迷走電流阻止用コンデンサ6により阻
止されるため、水トリーに基づく直流分電流のみの測定
が可能である。第9図はその迷走電流ISを阻止後の水ト
リー電流Idcの波形である。
(発明の効果) この発明は、以上説明したように構成したから、迷走
電流の影響を受けることなく電力ケーブルの絶縁劣化と
相関性のある直流分電流を正確に測定できる。
また、この発明に用いる測定装置は、迷走電流阻止用
コンデンサ、直流分電流測定回路のみであり、比較的簡
易に構成可能である。
この発明によれば、接地用変圧器の接続線に直流分電
流測定回路を接続しなくとも水トリー電流を測定できる
ので、その測定が一層容易である。
【図面の簡単な説明】
第1図は迷走電流の波形、第2図は水トリー電流の波
形、第3図は迷走電流測定回路の模式図、第4図は水ト
リー電流測定回路の模式図、第5図は本発明に係わる絶
縁劣化診断法の測定回路図、第6図は第5図に示す測定
回路の等価回路図、第7図(a)、第7図(b)は水ト
リー整流作用の模式図、第8図は迷走電流と水トリー電
流とが重畳された波形を示す図、第9図は迷走電流阻止
後の水トリー電流の波形図である。 M……測定装置、4a、4b……接地線、 5……電力ケーブル、6……コンデンサ 7……直流分電流測定回路

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】活線下の電力ケーブルの一端から延びる接
    地線に迷走電流阻止用コンデンサを接続し、該迷走電流
    阻止用コンデンサに直列にローパスフィルターを内蔵し
    た直流分電流測定回路を接続して接地し、電力ケーブル
    の他端から延びる接地線は開放状態とし、前記直流分電
    流測定回路に流れ込みかつ水トリー電流に較べて安定な
    直流分電流とみなせる迷走電流を阻止して、該迷走電流
    に較べて不安定な直流分変動電流とみなせる水トリー電
    流を前記直流分電流測定回路によって測定することを特
    徴とする電力ケーブルの絶縁劣化診断法。
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