JP3138420B2 - 部分放電測定方法 - Google Patents

部分放電測定方法

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JP3138420B2 JP08013045A JP1304596A JP3138420B2 JP 3138420 B2 JP3138420 B2 JP 3138420B2 JP 08013045 A JP08013045 A JP 08013045A JP 1304596 A JP1304596 A JP 1304596A JP 3138420 B2 JP3138420 B2 JP 3138420B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力ケーブル線路
の部分放電を測定するための部分放電測定方法、特に、
ローノイズ化及び高感度化を図るに最適な部分放電測定
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3は従来の部分放電測定方法を示す。
この測定方法は特公平6−7146号公報の第1図及び
第2図に示されている。図3において、中心には導体2
01が配設され、その周囲にはケーブル絶縁層202が
形成されている。ケーブル絶縁層202の表面を覆うよ
うに外部半導電層203が被覆されている。この外部半
導電層203上には、金属シース204及びビニールシ
ース205が順次被覆されている。これらの被覆部材
は、1箇所で一括して分離され、この部分からシース部
は左右に電気的に絶縁される。
【0003】片側(ここでは左側)の金属シース204
上には金属箔による補助電極206が貼付される。この
補助電極206、及び他方の側(ここでは右側)の金属
シース204にはジャンパ線207a,207bが接続
され、これらジャンパ線には検出インピーダンス208
が接続され、この検出インピーダンス208には部分放
電測定部209が接続されている。
【0004】補助電極206とジャンパ線207bの接
続された金属シース204は検出用電極を形成してい
る。ボイド等の部分的な欠陥が生じているケーブルに高
電圧を印加すると、欠陥部で部分放電(コロナ)を生じ
る。この部分放電がケーブル内で発生すると、放電パル
スを生じる。この放電パルスを補助電極206と他方の
金属シース204で検出し、検出インピーダンス208
を介して部分放電測定部209に取り込み、絶縁体の劣
化を把握する。
【0005】図4は従来の他の部分放電測定方法を示
す。図4においては図3と同一であるものには同一引用
数字を用いており、重複する説明は省略する。図4で
は、ビニールシース205を示していない。片側の金属
シース204aを円環状に切り取って縁切り部210を
形成して金属シースの一部をリング状にし、この部分を
検出電極211にしている。
【0006】反対側の金属シース104bと検出電極2
11の間に検出インピーダンス208b及び結合コンデ
ンサ212が接続され、金属シース204aと検出電極
211の間に検出インピーダンス208a及びギャップ
レスアレスタ213が接続されている。そして、検出イ
ンピーダンス208bには部分放電測定部209bが接
続され、検出インピーダンス208aには部分放電測定
部209aが接続されている。測定方法は図3で説明し
た通りであるので、説明は省略するが、何れも接続部の
部分放電に加えて、ケーブル絶縁層202からの部分放
電も測定することができる。
【0007】図5は本出願人が提案した部分放電測定方
法の第1例を示す。ここに示される絶縁接続部は、中心
に配設された導体301、この導体301を接続するた
めの接続スリーブ302、導体301を絶縁する絶縁体
303(線路側用)および補強絶縁部304(接続部
側)、絶縁体303及び補強絶縁部304を被覆する外
部半導電層305(接続部側),325(線材側)、こ
の外部半導電層305を被覆する金属遮蔽層306、線
路側の金属シース326、接続部における外部半導電層
305及び金属遮蔽層306を円周方向に切除して軸方
向の電気的な遮断部分を形成する縁切り部307、接続
部における外部半導電層305及び金属遮蔽層306を
表面から封止する防水コンパウンド308、金属遮蔽層
306及び防水コンパウンド308を被覆する銅胴管3
09、この銅胴管309を被覆する防蝕ビニール層31
0、接続部の両側で銅胴管309と防蝕ビニール層31
0を分離する絶縁筒311を備える。
【0008】絶縁筒311の両側の防蝕ビニール層31
0の表面には、金属箔電極312a,312bが貼着さ
れ、更に、銅胴管309は取付金具313a,313b
が取り付けられている。そして、取付金具313a,3
13bにはジャンパ線314が接続され、このジャンパ
線314にはインピーダンスを高める複数個の高周波鉄
心315が装着されている。更に、金属箔電極312
a,312b間には検出インピーダンス316が接続さ
れ、この検出インピーダンス316の出力端には部分放
電測定器317が接続されている。
【0009】図5の構成において、部分放電の測定を行
う場合、普通接続部のジャンパー線314に高周波鉄心
315を装着し、絶縁筒311の両側の銅胴管309が
高周波鉄心315により高周波信号に対して絶縁された
状態になる。この状態で部分放電が発生すると、部分放
電パルスが絶縁筒311の両側の銅胴管309の間に誘
導され、金属箔電極312a,312bから部分放電パ
ルスが検出される。部分放電パルスが一対の金属箔電極
312a,312bによって検出されると、検出インピ
ーダンス316の両端に電位差が生じ、部分放電測定器
317がその電位差に基づく部分放電信号を最もS/N
の高い周波数で同調及び増幅して部分放電を測定する。
【0010】図6は本出願人が提案した部分放電測定方
法の第2例を示す。図6においては図5と同一であるも
のには同一引用数字を用いたので、以下においては重複
する説明を省略する。この構成が図5の構成と異なると
ころは、外部半導電層305と金属遮蔽層306の処理
にある。つまり、図5においては主縁切り部307を設
けた構成であったのに対し、図6においては金属遮蔽層
306のみを部分的に切除し、縁切り部306aを設け
ている。その他の構成及び作用については図4と同一で
ある。
【0011】図5及び図6の構成はセンサ外付けの例で
あり、高周波鉄心を装着しないときに普通接続部として
作用する接続部から部分放電を検出することができる。
部分放電の測定については、図3と同一であるので、こ
こでは説明を省略する。図5及び図6の構成によれば、
絶縁接続部からの部分放電検出感度とほぼ同等の検出感
度による測定が可能である。
【0012】図7は本出願人が提案した部分放電測定方
法の第3例を示す。この構成は接続部の内部にセンサを
設けたセンサ内蔵方式の例であり、電力ケーブルの全体
的な構成は図5と同一である。この構成では、金属遮蔽
層306を2個所で切除して縁切り部318a,318
bを形成し、この分離された金属遮蔽層306を検出用
電極とし、この検出用電極には、外部から導入した引き
出し線319a,319bが接続されている。この引き
出し線319a,319bを支持するために、銅胴管3
09及び防蝕ビニール層310を貫通させてリード線引
出部327a,327bが設けられている。更に、部分
放電測定を行うために、引き出し線319aには検出イ
ンピーダンスとしてのトランス320、アレスタ321
及び部分放電測定部317が接続されている。アレスタ
321は、測定器等をサージ電圧から保護するために用
いられ、接地は引き出し線319cを介して銅胴管30
9に接続されている。
【0013】図7の構成において、部分放電が発生する
と、部分放電パルスが金属遮蔽層306に誘導される。
このため、一次巻線の一方が銅胴管309に接続された
トランス320の両端に電位差が生じ、部分放電測定器
317がその電位差に基づく部分放電信号を最もS/N
比の高い周波数で同調及び増幅して測定する。図8は本
出願人が提案した部分放電測定方法の第4例を示す。こ
の構成も接続部の内部にセンサを設けたセンサ内蔵方式
の例である。全体的な構成は図7と同一である。この構
成は、金属遮蔽層を切除して縁切り部318a〜318
cを設けて検出用電極322a,322bとシ、各々に
引き出し線328a,328bを接続したところが図7
の構成と異なっている。引き出し線が2本になったた
め、これに応じて中間タップ付きのトランスによる検出
インピーダンス323を用いると共にアレスタも2個
(ギャップレスアレスタ321a,321b)を設けた
構成にしている。
【0014】図8の構成においては、普通接続部に部分
放電が発生すると、部分放電パルスが縁切り部318c
の両側の検出用電極322a,322bに誘導され、検
出用電極322a,322bには部分放電パルスに応じ
た電位が生じる。このため、検出インピーダンス323
の両端には検出用電極322a,322bの電位差に応
じた電位差が生じ、部分放電測定器317がその電位差
に基づく部分放電信号を最もS/N比の高い周波数で同
調及び増幅して部分放電を測定する。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の部分放
電測定方法によると、図3及び図4の構成においては、
ケーブル部分の部分放電は検出接続部から離れるにした
がって信号の減衰が生じるため、次第に検出感度が悪く
なるという問題がある。更に、図5及び図6の構成の部
分放電測定方法によると、図3および図4の部分放電測
定方法と同じ課題を有し、更に、検出感度の高感度化が
難しい。また、図7及び図8の構成では、外部ノイズの
影響を受け難い反面、ケーブル部で生じた部分放電は検
出し難いという問題がある。
【0016】そこで本発明は、ケーブル部からの部分放
電、あるいはケーブル部と接続部からの部分放電を高感
度に検出できるようにする部分放電測定方法を提供する
ことを目的としている。
【0017】
【0018】
【0019】
【課題を解決するための手段】 本発明は、 上記の目的
達成するため、内部の略中央位置において外部半導電層
及び金属遮蔽層に主縁切り部が設けられた絶縁接続部を
クロスボンド方式で接続した電力ケーブル線路におい
て、前記金属遮蔽層を前記主縁切り部の両側で一所定の
幅で除去して2つの検出用電極を形成し、前記絶縁接続
部の絶縁筒の両側で防蝕絶縁シースの表面に2つの金属
箔電極を装着し、少なくとも前記2つの金属箔電極間か
ら部分放電パルスを検出して少なくともケーブル部の部
分放電を検出することを特徴とする部分放電測定方法を
提供する。
【0020】この方法によれば、接続部における前記金
属遮蔽層の一部を円周方向に除去分離することにより2
つの円筒状の検出用電極が形成され、この2つの検出用
電極の各々に外部からリード線を接続すれば、接続部に
おける部分放電パルスを検出することができる。また、
検出用電極の縁切り部には大きな抵抗が形成され、線路
側からのノイズ侵入を防止するように機能する。更に、
ケーブル部(線路側)で生じた部分放電は2つの金属箔
電極間に外部からリード線を接続すれば、ケーブル部に
おける部分放電パルスを検出することができる。したが
って、ケーブル部における部分放電パルス、あるいは
陥が生じ易い補強絶縁部からの部分放電パルス及びケー
ブル部における部分放電パルスの両方を検出することが
できる。
【0021】分離された胴筒をジャンパ線で接続し、こ
のジャンパ線に高周波鉄心を装着すると、ジャンパ線の
高周波インピーダンスを所定の値にでき、かつ商用周波
数に対してはインピーダンスを低くでき、普通接続部と
しての機能が損なわれることはない。この場合、ジャン
パ線が所定の高周波インピーダンスを有するときは、高
周波鉄心を装着する必要はない。
【0022】
【発明の実施の形態】図1は本発明による部分放電測定
方法を示す。図2は図1の部分放電測定系の等価回路で
ある。図1において、中心に配設された導体101、こ
の導体101の相互を接続するための導体接続部10
2、この導体接続部102に対して同軸に設けられる外
部半導電層103、この外部半導電層103を被覆する
金属遮蔽層104、外部半導電層103及び金属遮蔽層
104に形成した主縁切り部105、接続部の両側付近
で金属遮蔽層104のみを円環上に切除して電気的な遮
断部分を形成して検出用電極104a,104bを形成
する金属遮蔽縁切り部106a,106bケーブル端部
で金属遮蔽層104に密着し、接続部に大径部を有する
銅胴管107、この銅胴管107を被覆するビニールシ
ース108、及び銅胴管107とビニールシース108
を分離するシース絶縁筒109、導体101と外部半導
電層103の間並びに金属遮蔽層104及び検出用電極
104a,104bと銅胴管107の間に設けられる絶
縁体116a、116bを備えた構成になっている。
【0023】この接続部において、絶縁筒109の両側
のビニールシース109の表面には、金属箔電極110
a,110bが貼着されている。更に、検出用電極10
4a,104bにリード線111a,111bが接続さ
れ、絶縁筒109の両側にはリード線引き出し部112
a,112bが取り付けられ、その内部にリード線11
1a,111bが挿通されている。更に、接続部の両端
部にはシース端子113a,113bが装着され、シー
ス端子113a,113b間にはジャンパ線114が接
続され、このジャンパ線114には複数の高周波鉄心1
15a,115b,115c,115dが装着されてい
る。
【0024】測定系は、図5に示したように、金属箔電
極110a,110b間に不図示の検出インピーダンス
を接続し、この検出インピーダンスに部分放電測定部を
接続する。また、検出用電極104a,104bに接続
されたリード線111a,111bに対しても別の検出
インピーダンス(不図示)が接続され、この検出インピ
ーダンスに別の部分放電測定部が接続される。
【0025】次に、図2の等価回路について説明する。
導体101と検出用電極104a,104b(=リード
線111a,111b)の間には静電容量C1 ,C2
形成され、導体101と金属遮蔽層104の間には静電
容量C1 ′,C2 ′が形成される。図1の右側の金属遮
蔽層104と検出用電極104aの間、すなわち金属遮
蔽縁切り部106aの部分には抵抗r1が形成され、図
1の左側の金属遮蔽層104と検出用電極104bの
間、すなわち金属遮蔽縁切り部106bの部分には抵抗
2 が形成される。更に、検出用電極104aと金属箔
電極110aの間には静電容量C4 が形成され、また、
検出用電極104bと金属箔電極110bの間には静電
容量C3 が形成される。
【0026】図2の回路において、抵抗r1 ,r2 は商
用周波数に対しては十分な静電遮蔽効果があり、補強絶
縁層から見た遮蔽効果は十分である。一方、部分放電パ
ルス或いは部分放電測定用の高周波帯では、十分に縁切
り効果が現れるように動作する。ここで、例えば、静電
容量C1 側から部分放電が生じると、静電容量C2 が結
合コンデンサの役割をし、静電容量C3 ,C4 間(端子
A,B間)の9箇所で部分放電の検出が可能になる。こ
の場合、抵抗r1 ,r2 は十分に高いインピーダンス値
を示すので、接続部内の片半分の静電容量が供試材の静
電容量として作用する。この静電容量が小さいほど部分
放電の高感度検出が可能になる。また、抵抗r1 ,r2
を介してケーブル部(静電容量C1 ′,C2 ′)からノ
イズが侵入するのも阻止されるので、S/N比が高くな
り、欠陥が生じ易い補強絶縁層からの部分放電を高感度
に検出することができる。また、ケーブル部(静電容量
1′,C2 ′)から部分放電が生じると、静電容量C
3 ,C4 の箔電極を介して金属箔電極110a,110
b間で部分放電の検出が可能になる。
【0027】このように、接続部からの部分放電を高感
度に行え、かつ両側のケーブル部からの部分放電も従来
方法と同様に検出することができる。
【0028】
【発明の効果】以上より明らかな如く、本発明によれ
ば、接続部における金属遮蔽層を円周方向に除去して2
つの円筒状の検出用電極を形成し、絶縁筒の両側の絶縁
シースの表面に金属箔電極を装着し、少なくとも2つの
金属箔電極間から部分放電パルスを検出するようにした
ので、ケーブル部からの部分放電、あるいはケーブル部
と欠陥が生じ易い補強絶縁部からの部分放電の両方を高
感度に検出することができる。
【0029】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による部分放電測定方法を示す接続図及
びケーブル断面図である。
【図2】図1の部分放電測定系の等価回路である。
【図3】従来の測定方法を示す接続図及びケーブル断面
図である。
【図4】従来の他の部分放電測定方法を示す接続図及び
ケーブル断面図である。
【図5】本出願人が提案したことのある部分放電測定方
法の第1例を示す接続図及びケーブル断面図である。
【図6】本出願人が提案したことのある部分放電測定方
法の第2例を示す接続図及びケーブル断面図である。
【図7】本出願人が提案したことのある部分放電測定方
法の第3例を示す接続図及びケーブル断面図である。
【図8】本出願人が提案したことのある部分放電測定方
法の第4例を示す接続図及びケーブル断面図である。
【符号の説明】
101 導体 102 導体接続部 103 外部半導電層 104 金属遮蔽層 105 主縁切り部 106a,106b 金属遮蔽縁切り部 107 銅胴管 108 ビニールシース 109 絶縁筒 110a,110b 金属箔電極 111a,111b 内蔵センサリード線 112a,112b リード線引き出し部 113a,113b シース端子 114 ジャンパ線 115a,115b,115c,115d 高周波鉄心
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠藤 桓 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 (72)発明者 田代 務 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 (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 昭63−131079(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 31/12

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部の略中央位置において外部半導電層
    及び金属遮蔽層に主縁切り部が設けられた絶縁接続部を
    クロスボンド方式で接続した電力ケーブル線路におい
    て、 前記金属遮蔽層を前記主縁切り部の両側で一所定の幅で
    除去して2つの検出用電極を形成し、 前記絶縁接続部の絶縁筒の両側で防蝕絶縁シースの表面
    に2つの金属箔電極を装着し、少なくとも 前記2つの金属箔電極間から部分放電パルス
    を検出して少なくともケーブル部の部分放電を検出する
    ことを特徴とする部分放電測定方法。
  2. 【請求項2】 前記絶縁接続部の絶縁筒で絶縁された胴
    管を所定の高周波インピーダンスを有するジャンパ線で
    接続することを特徴とする請求項記載の部分放電測定
    方法。
  3. 【請求項3】 前記絶縁接続部の絶縁筒で絶縁された胴
    管をジャンパ線で接続し、前記ジャンパ線に高周波鉄心
    を装着することを特徴とする請求項記載の部分放電測
    定方法。
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