JP2667327B2 - Ofケーブル絶縁劣化診断方法及びその装置 - Google Patents

Ofケーブル絶縁劣化診断方法及びその装置

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JP2667327B2 JP4962792A JP4962792A JP2667327B2 JP 2667327 B2 JP2667327 B2 JP 2667327B2 JP 4962792 A JP4962792 A JP 4962792A JP 4962792 A JP4962792 A JP 4962792A JP 2667327 B2 JP2667327 B2 JP 2667327B2
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廣 糸井
晃之 中村
裕志 川神
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電力ケーブルの一つであ
る地中送電線(OFケーブル)の絶縁劣化状態を迅速
に、かつ的確に診断するための方法及びその装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】電力を安定に供給するために地中送電線
設備には高い信頼性が要求される。そのためには地中送
電線であるOFケーブルの劣化状況を迅速に、かつ的確
に把握しなければならない。
【0003】従来、このOFケーブルの劣化状況を把握
する主な方法としては、例えばOFケーブル路線の電気
絶縁油特性(全酸価、tanδ、絶縁破壊電圧、体積抵
抗率、水分量等)を測定して劣化状況を判定する方法
や、OFケーブルの絶縁箱(ジョイントボックス)から
絶縁油中溶存ガス(可燃ガス等)を抽出し、そのガス量
を測定して、劣化状況を判定する方法がある。そして、
このような方法によって測定した電気絶縁油の特性結果
と絶縁油中溶存ガス量の結果を表1に示す油中ガス分析
・物理特性試験管理基準と比較し、各ガス成分のうち特
定のものあるいは各電気特性試験項目のうち特定のもの
が基準以上となった場合、そのOFケーブルは異常と判
断され、解体作業をして修繕あるいは絶縁油の入れ替え
等の処置が施されることになる。
【0004】
【表1】
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来方法
においては、異常と判断され、上記のような処置、例え
ばジョイントボックスを解体し、調査しても実際には異
常でない場合が多く、労力の無駄になることが多かっ
た。すなわち、現状ではOFケーブルの油中ガス分析デ
ータと劣化状況との因果関係についてのデータが乏し
く、従来方法では異常だと判断するだけで、内部でどの
ような劣化(例えば絶縁部に放電痕がある等)が生じて
いるのかを的確に診断することは困難であった。
【0006】そこで、本発明はこれらの問題点を有効に
解決するために案出されたものであり、その目的はOF
ケーブルの劣化状況を的確に、かつ迅速に診断すること
ができる新規なOFケーブル絶縁劣化診断方法及びその
装置を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、実際に複数のOFケーブルを解体調査した
劣化状況を、a:主絶縁体の破壊、b:シース側絶縁体
の破壊、c:主絶縁体内に放電痕あり、d:遮蔽層部に
放電痕あり、e:絶縁紙にワックス化あり、f:異常な
しの6種類に分類すると共に、これら各々のOFケーブ
ルの解体前の絶縁油中から溶存ガスを分離抽出してそれ
ら溶存ガスのガス濃度データからガス成分濃度パターン
を求めた後、各々のガス成分濃度パターンと、上記a〜
fの劣化状況との対応関係をニューラルネットを有する
劣化診断部に学習させ、その後、この劣化診断部に、調
査するOFケーブルの絶縁油中の溶存ガスのガス成分濃
度パターンを入力することでそのOFケーブルを解体す
ることなく上記a〜fのいずれかの劣化状況を診断する
ようにした診断方法であり、また、OFケーブルから採
取した絶縁油中の溶存ガス濃度データを検出する油中ガ
ス検出センサと、該油中ガス検出センサで検出された溶
存ガスのガス濃度データ種々のガス成分濃度パターン
に分析するデータ処理部と、このデータ処理部で分析さ
れたガス成分濃度パターンをデータベース化するデータ
保存部と、このデータ保存部でデータベース化されたガ
ス成分濃度パターンを解析して上記OFケーブルの内部
劣化状況を診断する劣化診断部とを備え、この劣化診断
部には、実際に複数のOFケーブルを解体調査した具体
的な内部劣化状況と、これら各々のOFケーブルから採
取した絶縁油中溶存ガスのガス成分濃度パターンとの対
応関係を予め学習させたニューラルネットが備えられて
いる診断装置であり、さらには、上記劣化診断に際し、
新たなOFケーブルの劣化状況とそのときのガス成分濃
度パターンを上記ニューラルネットに学習させて、該ニ
ューラルネットのニューロン間の重みを変更するように
した診断方法である。
【0008】本発明において、OFケーブルのジョイン
トボックスの解体作業時に、ジョイントボックス劣化
を判断している。この劣化状況は、a:主絶縁体の破
壊、b:シース側絶縁体の破壊、c:主絶縁体内に放電
痕あり、d:遮蔽層に放電痕あり、e:絶縁紙にワッ
クス化あり、f:異常なしの6種類に分類することがで
きる。また、上記劣化状況はこの他に分類の方法があ
るが、本発明では上記のものとする。一方、ジョイント
ボックスの解体作業前にジョイントボックス内絶縁油中
のガス量(濃度:ガスの種類は14種類程度)を測定し
たデータが蓄積してある。上記劣化状況と図及び図
に示す絶縁油中のガス成分濃度パターンとの対応関係を
ニューラルネットで学習させておけば、学習終了後のニ
ューラルネットに、ある劣化状況のわからないジョイン
トボックスの絶縁油中のガス成分濃度パターンを入力す
るだけで、ジョイントボックスを解体せずともOFケー
ブル及びジョイントボックスの劣化状況容易に判定
(推定)することができる。
【0009】そして、及び図に示す可燃性ガス成
分(TCG:可燃性ガス総量)7項目を入力し、上記
〜fの劣化状況を出力として与えニューラルネットで学
習するとパターン61件のうち59件を正しく学習する
ことができ、正解率は96.7%となった。また、上記
a〜fの劣化状況をまとめ、絶縁破壊、放電、微小放
電、ワックス化、異常なし、とすると正解率は100%
となった。従って、これら学習終了後のニューラルネッ
トで劣化状況の判らないOFケーブルの絶縁油中のガス
成分濃度パターンを入力すれば実際にOFケーブル及び
ジョイントボックスを解体することなくかなり評価率の
高いOFケーブル劣化状況の推定ができる。尚、図
び図において縦軸はlog(ガス量+1)/6として
規格化している。また、横軸は水素(H)、メタン
(CH)、エタン(C)、エチレン(C
)、アセチレン(C)、一酸化炭素(C
O)、可燃性ガス総量(TCG)を選択してある。
【0010】
【作用】本発明は以上のような構成であるため、OFケ
ーブルの絶縁油中ガス濃度を油中ガス検出センサで検知
した信号を、予め油中ガス濃度成分パターンの対応関係
を学習させたニューラルネットを内蔵した劣化診断部で
信号処理することによって、遠方では例えば、ジョイン
トボックスを解体せずともOFケーブルの劣化状況を判
定或いは推測することができる。また、油中ガス濃度を
常時監視することができるため、早期に絶縁油劣化及び
OFケーブルの劣化診断が可能となる。さらに、本発明
方法によれば、解析データが少なくとも上記油中ガス
度成分パターンと、上記劣化状況を予め学習させたニュ
ーラルネットを作成しておけば、判断したいOFケーブ
ルの絶縁油中溶存ガスを上記ニューラルネット入力する
ことでOFケーブルの絶縁劣化状況を容易に把握するこ
とができる。さらに、このニューラルネットは膨大な対
応関係の学習が可能であり、与えられた入力に対してネ
ットワークのニューロン間の重みを変更していき、この
変更を正しい出力を出すまで繰り返していくことにより
学習を完成させることができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の一実施例を説明する。
【0012】図1は本発明に係るOFケーブル絶縁劣化
診断装置の一実施例を示す全体構成図であり、図2は本
発明に適用するニューラルモデルを単純化した構成図で
ある。
【0013】図1に示すように、このOFケーブル絶縁
劣化診断装置は、OFケーブル1の長手方向に沿って所
定の間隔を隔てて備えられている複数のジョイントボッ
クス2に、それぞれ設けられた複数の油中ガス検出セン
サ3と、信号ケーブル4を介してこれらの油中ガス検出
センサ3に接続された中央監視装置5とから主に構成さ
れている。
【0014】この油中ガス検出センサ3はジョイントボ
ックス2内のOFケーブル1内部の絶縁油、絶縁紙等の
劣化に異常時に発生する油中ガスを検出すると共に、検
出した種々油中ガスデータを信号ケーブル4を介して中
央監視装置5に送るようになっている。
【0015】また、この中央監視装置5は油中ガス検出
センサ3から信号ケーブル4を介して送られてきた油中
ガスデータからOFケーブル1の劣化状況を判定(推
定)するものであり、油中ガスデータを種々のガス成分
濃度パターンに分析するデータ処理部6と、分析された
ガス成分濃度パターンをデータベース化するデータ保存
部7と、データベース化されたガス成分濃度パターンを
ニューラルネットで解析する劣化診断部8とから構成さ
れている。
【0016】以上において、所定間隔を隔てて設置され
た油中ガス検出センサ3で検出された種々油中ガス濃度
データは信号ケーブル4を介し、中央監視装置5のデー
タ処理部6に送られて分析され、データ保存部7にデー
タベース化される。そしてデータベース化された油中ガ
成分濃度パターンはニューラルネットを有する劣化診
断部8で解析され、ここでOFケーブル内部劣化状況を
判定(推定)する。尚、この劣化診断部8は診断したい
OFケーブルの油中ガス成分濃度パターンをデータ保存
部7から任意に取り出すことができるようになってい
る。また、各油中ガス検出センサ3からの情報としては
油中ガス成分濃度値(可燃ガス濃度:H,CH,C
,C,C,CO等)を用いる。情報
として得られる油中ガス濃度は図3及び図4に示すよう
に、OFケーブル1の劣化状況に応じてあるパターンを
示すからである。
【0017】次に、劣化診断部8に内臓されたニューラ
ルネットについて説明する。
【0018】先ず、予めニューラルネットに様々な油中
ガス成分濃度パターンと、OFケーブル内部劣化状況
(a:主絶縁体の破壊、b:シース側絶縁体の破壊、
c:主絶縁体内に放電痕あり、d:遮蔽層部に放電痕あ
り、e:絶縁紙にワックス化あり、f:異常なしの6種
類)の対応関係(以下解析データという)を学習させて
おき、このニューラルネットを上記劣化診断部8に内蔵
する。このニューラルネットに対する学習は、例えば図
2に示す三層ニューラルネットモデルのように、先ず入
力層9の各入力ユニット9a〜9cに入力データ(油中
ガス濃度パターン)を与える。このデータ信号は各入力
ユニット9a〜9cで変換され、中間層10に伝わり、
最後に出力層11からでてくる。この出力値と望ましい
出力値(ここでは既知のOFケーブル内部劣化状況)を
比較し、その差を減らすように結合の強さωを変化さ
せ、その差が最少となった時に決定されたωを用いたニ
ューラルネットが学習終了後のニューラルネットであ
り、これが中央監視装置5の劣化診断部8に組み込まれ
る。そして、このようにすることで診断したいOFケー
ブルの油中ガス成分濃度パターンを入力するだけで、そ
の内部劣化状況が判定できるようになってくる。しか
も、このニューラルネットは膨大な対応学習が可能であ
り、与えられた入力に対してもネットワークの内部構造
を変更していき、この変更を正しい出力を出すまで繰り
返していくことにより、学習を完成させることができ
る。従って、新たな解析データを追加学習することも可
能となり、これによってニューラルネットの診断率が向
上することになる。さらに、追加学習は何度でもするこ
とができ、その都度学習してニューラルネットとして劣
化診断部8に容易に組み込むことができる。
【0019】このように、本発明はOFケーブルの絶縁
油中ガス濃度を油中ガス検出センサ3で検知し、そのパ
ターン信号を予め解析データを学習させたニューラルネ
ットを劣化診断部8にもつ中央監視装置で分析・解析す
ることによって、例えばジョイントボックスを解体せず
とも診断したいOFケーブルの内部劣化現象を容易に判
定(推定)することができる。また、OFケーブルの長
手方向に一定の間隔を隔てて多数の油中ガス検出センサ
3を設置し、これらを信号ケーブルで中央監視装置と連
結しているため、常時OFケーブルの内部劣化現象を集
中監視することができる。
【0020】尚、表2は本発明装置による診断と、実際
に行った解体調査の比較を示したものであり、かなり高
い確立で一致した。
【0021】
【表2】
【0022】また、本発明は上記OFケーブルのみなら
ず、油入り変圧器等、絶縁油中のガス成分と劣化現象な
どの対応関係が分かる絶縁油を使用する製品等に対して
も適用することができることは勿論である。
【0023】
【発明の効果】以上、要するに本発明によれば、OFケ
ーブルの絶縁油中ガス濃度を油中ガス検出センサで検知
した信号を、予め油中ガス濃度成分パターンと具体的な
内部劣化状況との対応関係を学習させたニューラルネッ
トを内蔵した劣化診断部で信号処理することによって、
遠方では例えば、ジョイントボックスを解体せずともO
Fケーブルの劣化状況を判定或いは推測することができ
る。さらに、このニューラルネットは膨大な対応関係の
学習が可能であり、与えられた入力に対してネットワー
クのニューロン間の重みを変更していき、この変更を正
しい出力を出すまで繰り返していくことにより、より正
確な診断を行うことができる等といった優れた効果を発
揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のOFケーブル絶縁劣化診断装置の一実
施例を示す全体構成図である。
【図2】本発明に適用するニューラルモデルを単純化し
た構成図である。
【図3】ジョイントボックス内主絶縁体の破壊と油中ガ
ス成分の関係を示すパターン図である。
【図4】ジョイントボックス内絶縁紙ワックス化と油中
ガス成分の関係を示すパターン図である。
【符号の説明】
1 OFケーブル 3 油中ガス検出センサ 5 中央監視装置 8 劣化診断部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 晃之 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日 立電線株式会社オプトロシステム研究所 内 (72)発明者 川神 裕志 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日 立電線株式会社オプトロシステム研究所 内 (72)発明者 門田 弘 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日 立電線株式会社日高工場内 (56)参考文献 特公 昭52−7548(JP,B2) 特公 昭52−7549(JP,B2) 実公 昭52−7550(JP,Y2) 実公 昭52−7552(JP,Y2)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 実際に複数のOFケーブルを解体調査し
    た劣化状況を、a:主絶縁体の破壊、b:シース側絶縁
    体の破壊、c:主絶縁体内に放電痕あり、d:遮蔽層部
    に放電痕あり、e:絶縁紙にワックス化あり、f:異常
    なしの6種類に分類すると共に、これら各々のOFケー
    ブルの解体前の絶縁油中から溶存ガスを分離抽出してそ
    れら溶存ガスのガス濃度データからガス成分濃度パター
    ンを求めた後、各々のガス成分濃度パターンと、上記a
    〜fの劣化状況との対応関係をニューラルネットを有す
    る劣化診断部に学習させ、その後、この劣化診断部に、
    調査するOFケーブルの絶縁油中の溶存ガスのガス成分
    濃度パターンを入力することでそのOFケーブルを解体
    することなく上記a〜fのいずれかの劣化状況を診断す
    るようにしたことを特徴とするOFケーブル絶縁劣化診
    断方法。
  2. 【請求項2】 OFケーブルから採取した絶縁油中の溶
    存ガスのガス濃度データを検出する油中ガス検出センサ
    と、該油中ガス検出センサで検出されたガス濃度データ
    種々のガス成分濃度パターンに分析するデータ処理部
    と、このデータ処理部で分析されたガス成分濃度パター
    ンをデータベース化するデータ保存部と、このデータ保
    存部でデータベース化されたガス成分濃度パターンを解
    析して上記OFケーブルの内部劣化状況を診断する劣化
    診断部とを備え、この劣化診断部には、実際に複数のO
    Fケーブルを解体調査した具体的な内部劣化状況と、こ
    れら各々のOFケーブルから採取した絶縁油中溶存ガス
    のガス成分濃度パターンとの対応関係を予め学習させた
    ニューラルネットが備えられていることを特徴とするO
    Fケーブル絶縁劣化診断装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のOFケーブル絶縁劣化診
    断方法において、上記劣化診断に際し、新たなOFケー
    ブルの劣化状況とそのときのガス成分濃度パターンを上
    記ニューラルネットに学習させて、該ニューラルネット
    のニューロン間の重みを変更するようにしたことを特徴
    とするOFケーブル絶縁劣化診断方法。
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