JP3197000B2 - 開閉サージを利用した特別高電圧線路の現地試験方法 - Google Patents

開閉サージを利用した特別高電圧線路の現地試験方法

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【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
健全性のための耐電圧試験方法に関し、特に本発明は開
閉サージを利用した特別高電圧線路の現地試験方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、地中線路における現地耐電圧試験
は、電気設備技術基準に従って、実際の使用電圧より高
い電圧を印加し、次のような方法で行われていた。 (1)現地耐電圧試験を交流で行う方法 常規対地電圧の約1.3倍以上の交流電圧を10分間印
加する。 (2)現地耐電圧試験を直流で行う方法 常規対地電圧の約2.6倍以上の交流電圧を10分間印
加する。上記(1)の方法は、試験設備が大型化し、ま
た、上記(2)の方法は実際に使用する電圧波形と異な
るという欠点がある。そこで、次のような方法も考えら
れていた。
【0003】(3)現地耐電圧試験を減衰振動波や超低
周波等や間欠共振波等で行う方法 減衰振動波などの急峻波を印加し、欠陥から電気トリー
を発生させた後、トリーを成長させる性質を持つ超低周
波等を印加し、線路を破壊させることによって欠陥を除
去する方法や、共振トランスのリアクタンスを変化させ
ることによって生じる間欠共振波を印加する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、275kV
から500kVの超高圧地中線路の現地耐圧試験を上記
した従来の方法で行うと以下の問題が生ずる。 (1)現地耐電圧試験を交流で行う方法 電気設備基準に定められた電圧値は、使用対地電圧の
1.3倍以上となるため、地中線路が長い場合、地中線
の静電容量を補償するためのリアクトルが必要となり試
験設備が大型化し、試験費用が高価になる。
【0005】(2)現地耐電圧試験を直流で行う方法 直流電圧は実際に使用される交流電圧とは波形が異なる
ため、交流電圧として使用する地中線路の保証とはなり
えないとの考え方もあり、また、超高圧ケーブルでは絶
縁体の厚さが厚いため、直流を印加すると空間電荷の影
響が懸念される。空間電荷の影響については、明確に解
明されていないが、絶縁性能が低下するとの報告もあ
り、超高圧の重要線路に適用するには問題がある。さら
に、試験を行うための直流電圧発生装置を用意する必要
があるため、費用がかかる。 (3)現地耐電圧試験を減衰振動波や超低周波等や間欠
共振波等で行う方法 上記(2)と同様に、実際に使用される交流電圧との等
価性に問題があることと、各種の電圧を印加する試験装
置が必要となるため、費用がかかる。
【0006】(4)上記(1)〜(3)の方法に共通す
る問題点 系統に発生する過電圧は、AC性の過電圧に比べサージ
性の過電圧の方が大きい電圧値となる。従来の方法では
サージ性の過電圧に対する線路検証を行うことができな
かった。以上のように、従来の耐圧試験方法は、サージ
性の過電圧に対する線路保証が充分でないといった問題
点を持っているほか、特に超高圧線路に適用する場合、
試験用電源設備等にコストがかかり試験費用が高価とな
るといった問題点を持っていた。
【0007】本発明は上記した従来技術の問題点を解決
するためになされたものであって、その目的とするとこ
ろは、サージ性の過電圧に対する試験を簡単に行うこと
ができ、また、試験費用を低減化することができる特別
高電圧線路の現地試験方法を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記したように従来の現
地耐電圧試験方法では、実線路に発生するサージ性の過
電圧に対する検証を行うことができないといった問題点
がある。サージ性の過電圧には、鉄塔等に落雷すること
により生じる雷サージと、ガス絶縁開閉器等の開閉操作
の際に生ずる開閉サージがあるが、いずれも線路形態
(ケーブルの亘長、接続部位置、各種接続機器等)によ
って異なるため、波高値・波形を設定・模擬することが
困難である。
【0009】そこで本発明においては、ガス絶縁開閉器
等の開閉操作の際に生ずる開閉サージを利用して特別高
圧電線路の現地試験を行う。すなわち、特別高圧電線路
に接続されたガス絶縁開閉器を開閉して上記電線路にサ
ージ性の過電圧を印加したのち、使用対地電圧の1.0
倍以上〜1.2倍以下の商用周波電圧を印加して、上記
電線路に発生する部分放電の測定を行う。
【0010】本発明においては、上記のようにして特別
高圧電線路の現地試験を行っているので、次のような利
点がある。 (1)実際に当該線路に接続されたガス絶縁開閉器を開
閉して開閉サージを発生させているので、当該線路の過
電圧条件を用いて線路検証を行うことができる。 (2)直流や代替波形での試験においては、実際に使用
される交流電圧との等価性が問題となるが、本発明の方
法では、開閉サージ投入後に交流課電を行っているの
で、上記等価性は問題とならない。 (3)従来の方法で試験を行うためには、大型の試験装
置が必要となるため費用が問題となる。本発明の方法で
は、電線路に直結した電圧印加機器で交流電圧を印加す
るため、試験装置を特別に必要としない。
【0011】また、電線路に直結した電圧印加機器で交
流を印加する場合は、高電圧を印加することができない
ため、欠陥の検出能力が低いという問題が生ずる。これ
に対して、本発明の方法では、交流課電の前にガス絶縁
開閉器の開閉操作によって電線路にサージを投入してい
るので、常規対地電圧において部分放電が発生し継続す
るような欠陥の部分放電発生電圧(通常、使用対地電圧
の1.2倍程度)以上の電圧を印加することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施例の特別高圧
電線路の現地試験システムの構成を示す図である。同図
において、1は電線路に直結された常規使用電圧を電線
路に印加する電圧印加機器、2は電線路に接続されたガ
ス絶縁開閉器(以下、GISという)、3はCVケーブ
ルからなる地中電線路である。4は絶縁接続部、5は普
通接続部であり、絶縁接続部4には、そのシース絶縁部
をはさんだ両側に例えば金属箔が取り付けられ、該金属
箔には検出器10が接続されている。11は上記検出器
に接続された電気/光変換器、12は光/電気変換器で
あり、電気/光変換器11と光/電気変換器12は光フ
ァイバにより接続され、光/電気変換器12の出力は部
分放電測定器13に接続されている。なお、部分放電測
定器13としては周知な種々のものを使用することがで
きる。
【0013】図1において、電線路に部分放電が発生す
ると、部分放電信号はケーブル内を伝搬して絶縁接続部
4に達し、絶縁接続部4の検出器10の両端に電圧が発
生する。検出器10により検出された部分放電信号は電
気/光変換器11により光信号に変換され、光ファイバ
を介して監視センタに送られ、光/電気変換器12によ
り電気信号に変換される。光/電気変換器12の出力
は、部分放電測定器13に与えられ、電線路に発生した
部分放電は上記測定器13により測定される。
【0014】図1に示す地中電線路において、本発明に
おいては、GIS2の開閉を行って、開閉サージを発生
させたのち、交流課電を行いながら絶縁接続部4に接続
された検出器4により電線路に発生する部分放電を検出
する。交流印加電圧は、電線路に直結した電圧印加機器
1を用いて印加可能な使用対地電圧の1.0倍以上、
1.2倍以下の電圧とする。
【0015】図2はGIS2を開閉したときに発生する
開閉サージ電圧の例を示す図である。同図(a)は交流
プラスピークに重畳した正極性開閉サージ電圧、(b)
は交流ゼロクロスに重畳した正極性開閉サージ電圧、
(c)は交流プラスピークに重畳した負極性開閉サージ
電圧の例を示し、電線路に接続された開閉器を開閉した
場合、同図に示すように、電線路には、通常、交流電圧
波高値の3〜4倍の電圧が印加される。下記の表1に2
75kVおよび500kVの電線路における開閉器サー
ジ電圧の解析例を示す。
【0016】
【表1】
【0017】上記表1に示すように、275kV線路の
場合、使用交流電圧の波高値の2.30〜3.05倍の
サージ電圧が発生し、500kV線路の場合、使用交流
電圧の波高値の2〜3倍のサージ電圧が発生する。すな
わち、電線路には、表1に示すように275kVの場合
には516〜685kV、500kVの場合には816
〜1225kVのサージ電圧が印加される。ところで、
ケーブルに欠陥部がある場合、電線路に印加電圧の1.
2倍以上のサージ性電圧を印加して部分放電が発生する
と、電圧が上記印加電圧まで低下しても部分放電が持続
することが確認されている。
【0018】したがって、上記のように電線路に接続さ
れたGISを開閉し、使用対地電圧の1.2倍以上、4
倍以下のサージ性電圧を印加したのち、電線路に直結し
た電圧印加機器1を用いて使用対地電圧の1.0倍以
上、1.2倍以下の電圧を印加すれば、電線路に欠陥部
がありサージ性電圧を印加したときに発生した部分放電
は、上記使用対地電圧の1.0倍以上、1.2倍以下の
電圧を印加したときも持続する。すなわち、GISを開
閉しサージ電圧を電線路に印加したのち、電線路に商用
周波の交流電圧を印加しながら部分放電測定を行うこと
により、電線路の欠陥部を検出することができる。
【0019】図3は本発明の実施例における電線路の現
地試験方法を示す図である。本実施例においては、次の
ようにして電線路の現地試験を行う。 (1)図1の電線路において、図3(a)に示すように
GIS2の開閉操作を1回行ったのち、10分間、商用
周波のAC550/√3kVの電圧を印加しながら、部
分放電測定を行う。 (2)図1の電線路において、図3(b)に示すよう
に、GISの開閉操作を30分毎に一回行い、12時
間、商用周波のAC500/√3kVの電圧を印加しな
がら、部分放電測定を行う。上記のようにGIS2を開
閉して開閉サージを発生させたのち、電線路に電線路に
直結された電圧印加機器1を用いて商用周波の交流電圧
を印加しながら部分放電測定を行うことにより電線路の
欠陥を検出することができ、試験用の特別の装置を用意
することなく電線路の健全性確認試験を行うことができ
る。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明においては
以下の効果を得ることができる。 (1)従来の方法を用いた場合は、サージ性の過電圧に
対しての検証を行うことができなかったが、本発明の方
法によれば、ガス絶縁開閉器(GIS)の開閉動作を行
うことにより、サージ電圧を発生する特別の機器を用意
することなくサージ性の過電圧の検証を行うことができ
る。さらに、使用対地電圧で部分放電が発生するような
欠陥があった場合、部分放電発生電圧以上の電圧を印加
することにより部分放電を発生させ、交流電圧の印加時
の部分放電測定によって欠陥検出を行うことができる。
【0021】(2)従来の現地耐電圧試験を交流で行う
方法を用いた場合、396kVの電圧を印加するため
に、リアクトルや変圧器や課電装置等の試験装置費用が
数十億円に達する。これに対し、本発明の方法では特別
な試験装置は必要としないため、費用をかけることなく
特別高圧電線路の現地試験を行うことができる。 (3)従来の現地耐電圧試験を直流で行う方法を用いた
場合、ケーブル絶縁体が厚いため空間電荷の影響が問題
となる。空間電荷の影響は現在明確になっていないた
め、超高圧の重要線路に使用するには問題が残る。さら
に、直流の試験装置の費用もかかる。これに対し、本発
明の方法では、空間電荷の影響は実使用電圧波形と同じ
もので検証することができ、直流耐圧装置も必要としな
いため、費用をかけることなく特別高圧電線路の現地試
験を行うことができる。
【0022】(4)現地耐電圧試験を減衰振動波や超低
周波や間欠共振波等で行う方法は、実際と異なる波形で
試験をするため、線路の重要性を考えると問題がある。
これに比べて、本発明の方法では、交流印加を使用対地
電圧値で行った場合、試験装置の費用は一切かからず、
部分放電測定のための費用を数億円程度ですますことが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の現地試験システムの構成を示
す図である。
【図2】GISを開閉したときに発生する開閉サージ電
圧の例を示す図である。
【図3】本発明の実施例の試験方法を説明する図であ
る。
【符号の説明】
1 電圧印加機器 2 ガス絶縁開閉器(GIS) 3 地中電線路 4 絶縁接続部 5 普通接続部 10 検出器 11 電気/光変換器 12 光/電気変換器 13 部分放電測定器

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 特別高圧電線路に直結された電圧印加機
    器と、該電線路に接続されたガス絶縁開閉器とを有する
    特別高圧電線路の現地試験方法において、 上記ガス絶縁開閉器を開閉して上記電線路にサージ性の
    過電圧を印加したのち、上記電圧印加機器から使用対地
    電圧の1.0倍以上〜1.2倍以下の商用周波電圧を印
    加して、上記電線路に発生する部分放電の測定を行うこ
    とを特徴とする開閉サージを利用した特別高電圧線路の
    現地試験方法。
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