JP3430627B2 - 電力ケーブルの絶縁状態を活線下で監視する絶縁監視方法及び装置 - Google Patents
電力ケーブルの絶縁状態を活線下で監視する絶縁監視方法及び装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電力ケーブルの絶縁状
態を活線下で監視してその絶縁劣化の程度を判定するた
めの絶縁監視方法及び装置に関するものである。
態を活線下で監視してその絶縁劣化の程度を判定するた
めの絶縁監視方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、商用周波数高電界下で運転されて
いる電力ケーブルの絶縁劣化を活線下で監視する方法と
して、直流重畳法がある。詳しくは、この直流重畳法で
は、例えば商用周波数（例：６０Ｈｚ）の３相で１０キ
ロボルトの高圧母線に接続された電力ケーブルの絶縁状
態を監視するため、高圧系統の接地用機器（例：高圧系
統が抵抗接地系の場合はＧＴＲ（接地変圧器））の一次
側結線の中性点と大地との間に接続した抵抗器を使用し
て直流電圧（例：５０ボルト）の監視信号を高圧母線に
送り出し、そしてそれを高圧母線に接続した測定対象の
電力ケーブルに印加させる。
いる電力ケーブルの絶縁劣化を活線下で監視する方法と
して、直流重畳法がある。詳しくは、この直流重畳法で
は、例えば商用周波数（例：６０Ｈｚ）の３相で１０キ
ロボルトの高圧母線に接続された電力ケーブルの絶縁状
態を監視するため、高圧系統の接地用機器（例：高圧系
統が抵抗接地系の場合はＧＴＲ（接地変圧器））の一次
側結線の中性点と大地との間に接続した抵抗器を使用し
て直流電圧（例：５０ボルト）の監視信号を高圧母線に
送り出し、そしてそれを高圧母線に接続した測定対象の
電力ケーブルに印加させる。
【０００３】ここで、その測定対象の電力ケーブルが、
導体からしゃへいまで貫通するパスを有する絶縁不良抵
抗があるものとすると、直流重畳法では、電力ケーブル
のしゃへい端と大地との間に、交流分（商用周波数成
分）除去用のフィルタと、検出用の抵抗器とを接続す
る。これにより、高圧母線に現れた上記の監視用直流電
圧により電力ケーブルの高圧導体から絶縁不良抵抗を経
た漏洩電流を、検出用抵抗器の電圧降下として検出し、
そしてこれを更に増幅器で増幅して絶縁不良抵抗の値を
知るようにしている。
導体からしゃへいまで貫通するパスを有する絶縁不良抵
抗があるものとすると、直流重畳法では、電力ケーブル
のしゃへい端と大地との間に、交流分（商用周波数成
分）除去用のフィルタと、検出用の抵抗器とを接続す
る。これにより、高圧母線に現れた上記の監視用直流電
圧により電力ケーブルの高圧導体から絶縁不良抵抗を経
た漏洩電流を、検出用抵抗器の電圧降下として検出し、
そしてこれを更に増幅器で増幅して絶縁不良抵抗の値を
知るようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一般に、電力ケーブル
の絶縁不良の形態には、導体からしゃへいまで貫通して
いる自由電子流の通過パスが確保されている上記の絶縁
不良抵抗と、直流絶縁抵抗は無限大に近い高い値であっ
て検出不可能な形の不良、即ち導体からしゃへいまで貫
通する自由電子流通過パスは無いが、何等かの形の不
良、例えば水トリーの発生、あるいは電力ケーブル端末
部の接続部での部分放電の存在の形での絶縁不良が構成
されている絶縁不良ゾーンの、２形態がある。前者の絶
縁不良はもちろんのことであるが、後者の絶縁不良があ
っても、サージ性の高電圧がケーブルに侵入した場合に
は、絶縁体が弱化しているため、電気破壊を招くおそれ
がある。
の絶縁不良の形態には、導体からしゃへいまで貫通して
いる自由電子流の通過パスが確保されている上記の絶縁
不良抵抗と、直流絶縁抵抗は無限大に近い高い値であっ
て検出不可能な形の不良、即ち導体からしゃへいまで貫
通する自由電子流通過パスは無いが、何等かの形の不
良、例えば水トリーの発生、あるいは電力ケーブル端末
部の接続部での部分放電の存在の形での絶縁不良が構成
されている絶縁不良ゾーンの、２形態がある。前者の絶
縁不良はもちろんのことであるが、後者の絶縁不良があ
っても、サージ性の高電圧がケーブルに侵入した場合に
は、絶縁体が弱化しているため、電気破壊を招くおそれ
がある。
【０００５】しかし、上記の直流重畳法による絶縁監視
技術では、電力ケーブルにある上記の絶縁不良ゾーンに
は、自由電子を連続して供給できるパスが存在しないの
で、監視用直流電圧を印加した直後の過渡的な現象を除
き、検出用抵抗器での電圧降下には変化を与えないた
め、監視できなかった。
技術では、電力ケーブルにある上記の絶縁不良ゾーンに
は、自由電子を連続して供給できるパスが存在しないの
で、監視用直流電圧を印加した直後の過渡的な現象を除
き、検出用抵抗器での電圧降下には変化を与えないた
め、監視できなかった。
【０００６】従って、本発明の目的は、絶縁不良抵抗と
絶縁不良ゾーンの２形態の絶縁不良の両方を活線下で監
視できる絶縁監視方法及び装置を提供することである。
絶縁不良ゾーンの２形態の絶縁不良の両方を活線下で監
視できる絶縁監視方法及び装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を実現するた
め、本発明による、商用周波数高電界下で運転されてい
る電力ケーブルの絶縁状態を活線下で監視する絶縁監視
方法は、イ）前記電力ケーブルの絶縁体に対し商用周波
数高圧が印加されている状態で、前記電力ケーブルのし
ゃへいと大地との間に挿入した電圧降下検出用抵抗器に
発生する直流雑音電圧を検出して、その標準偏差値を求
めるステップ、ロ）前記電力ケーブルの前記絶縁体に対
し、前記商用周波数とは異なった所定の周波数の交流電
圧を、前記商用周波数高圧に重畳して印加して、その時
の前記電圧降下検出用抵抗器に発生する直流雑音電圧を
検出して、その電圧の平均値を求めるステップ、ハ）前
記電力ケーブルの前記絶縁体に対し、直流電圧を、前記
商用周波数高圧と前記交流電圧とに重畳して印加して、
その時の前記電圧降下検出用抵抗器に発生する直流電圧
を検出して、その電圧の平均値と標準偏差値とを求める
ステップ、を備える。
め、本発明による、商用周波数高電界下で運転されてい
る電力ケーブルの絶縁状態を活線下で監視する絶縁監視
方法は、イ）前記電力ケーブルの絶縁体に対し商用周波
数高圧が印加されている状態で、前記電力ケーブルのし
ゃへいと大地との間に挿入した電圧降下検出用抵抗器に
発生する直流雑音電圧を検出して、その標準偏差値を求
めるステップ、ロ）前記電力ケーブルの前記絶縁体に対
し、前記商用周波数とは異なった所定の周波数の交流電
圧を、前記商用周波数高圧に重畳して印加して、その時
の前記電圧降下検出用抵抗器に発生する直流雑音電圧を
検出して、その電圧の平均値を求めるステップ、ハ）前
記電力ケーブルの前記絶縁体に対し、直流電圧を、前記
商用周波数高圧と前記交流電圧とに重畳して印加して、
その時の前記電圧降下検出用抵抗器に発生する直流電圧
を検出して、その電圧の平均値と標準偏差値とを求める
ステップ、を備える。
【０００８】更に、本発明による、高圧系統の高圧母線
に接続された電力ケーブルの絶縁状態を活線下で監視す
る絶縁監視装置は、イ）前記電力ケーブルの絶縁体に対
し印加する直流電圧を発生する直流電圧発生手段と、
ロ）前記電力ケーブルの前記絶縁体に対し印加する、前
記商用周波数とは異なった所定の周波数の交流電圧を発
生する交流電圧発生手段と、ハ）前記電力ケーブルの前
記絶縁体を流れる電流の内、商用周波数の成分を除去す
るフィルタと、ニ）前記絶縁体を流れる電流の内、前記
商用周波数成分を除いた残りの成分を電圧に変換するた
めの電圧降下検出用抵抗器と、ホ）該電圧降下検出用抵
抗器の両端の電圧の大きさを検出する測定手段と、を含
む。
に接続された電力ケーブルの絶縁状態を活線下で監視す
る絶縁監視装置は、イ）前記電力ケーブルの絶縁体に対
し印加する直流電圧を発生する直流電圧発生手段と、
ロ）前記電力ケーブルの前記絶縁体に対し印加する、前
記商用周波数とは異なった所定の周波数の交流電圧を発
生する交流電圧発生手段と、ハ）前記電力ケーブルの前
記絶縁体を流れる電流の内、商用周波数の成分を除去す
るフィルタと、ニ）前記絶縁体を流れる電流の内、前記
商用周波数成分を除いた残りの成分を電圧に変換するた
めの電圧降下検出用抵抗器と、ホ）該電圧降下検出用抵
抗器の両端の電圧の大きさを検出する測定手段と、を含
む。
【０００９】本発明によれば、前記高圧系統は接地系で
あって、前記高圧母線には接地変圧器が接続され、該接
地変圧器の中性点が第１と第２の抵抗器を介して大地に
接続されている場合、前記電圧降下検出用抵抗器と前記
フィルタとは、前記電力ケーブルのしゃへいと大地との
間に接続し、前記直流電圧発生手段は、前記第１抵抗器
を介して前記直流電圧を前記接地変圧器と前記高圧母線
とを介して前記電力ケーブルに印加し、前記交流電圧発
生手段は、前記第２抵抗器を介して前記交流電圧を前記
接地変圧器と前記高圧母線とを介して前記電力ケーブル
に印加するようにできる。
あって、前記高圧母線には接地変圧器が接続され、該接
地変圧器の中性点が第１と第２の抵抗器を介して大地に
接続されている場合、前記電圧降下検出用抵抗器と前記
フィルタとは、前記電力ケーブルのしゃへいと大地との
間に接続し、前記直流電圧発生手段は、前記第１抵抗器
を介して前記直流電圧を前記接地変圧器と前記高圧母線
とを介して前記電力ケーブルに印加し、前記交流電圧発
生手段は、前記第２抵抗器を介して前記交流電圧を前記
接地変圧器と前記高圧母線とを介して前記電力ケーブル
に印加するようにできる。
【００１０】また、本発明によれば、前記高圧系統は非
接地系であって、前記高圧母線には計器用接地変圧器が
接続され、該計器用接地変圧器の中性点が第３の抵抗器
とコンデンサを介して大地に接続されている場合、第４
の抵抗器の１端を前記電力ケーブルのしゃへいに接続
し、前記電圧降下検出用抵抗器と前記フィルタとは、前
記第４抵抗器の他端と大地との間に接続し、前記直流電
圧発生手段は、前記計器用接地変圧器の中性点から前記
直流電圧を前記計器用接地変圧器と前記高圧母線とを介
して前記電力ケーブルに印加し、前記交流電圧発生手段
は、前記第４抵抗器を介して前記交流電圧を前記電力ケ
ーブルに印加するようにできる。
接地系であって、前記高圧母線には計器用接地変圧器が
接続され、該計器用接地変圧器の中性点が第３の抵抗器
とコンデンサを介して大地に接続されている場合、第４
の抵抗器の１端を前記電力ケーブルのしゃへいに接続
し、前記電圧降下検出用抵抗器と前記フィルタとは、前
記第４抵抗器の他端と大地との間に接続し、前記直流電
圧発生手段は、前記計器用接地変圧器の中性点から前記
直流電圧を前記計器用接地変圧器と前記高圧母線とを介
して前記電力ケーブルに印加し、前記交流電圧発生手段
は、前記第４抵抗器を介して前記交流電圧を前記電力ケ
ーブルに印加するようにできる。
【００１１】本発明においては、商用周波数とは異なっ
た所定の周波数の交流電圧及び直流電圧を電力ケーブル
の絶縁体に印加することにより、その絶縁体中に存在す
る水トリーのような絶縁不良ゾーンが呈する直流漏洩電
流に含まれる揺動分を検出することにより、その絶縁不
良ゾーンの大きさを監視する。
た所定の周波数の交流電圧及び直流電圧を電力ケーブル
の絶縁体に印加することにより、その絶縁体中に存在す
る水トリーのような絶縁不良ゾーンが呈する直流漏洩電
流に含まれる揺動分を検出することにより、その絶縁不
良ゾーンの大きさを監視する。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００１３】図１は、高圧系統が抵抗接地系である場合
の本発明による絶縁監視システムの第１実施例を示す。
この第１実施例の絶縁監視システムは、大きく分けて、
監視信号発生部Ａと、測定装置部Ｂとから成っている。
先ず初めに、本発明の絶縁監視システムを設けた高圧系
統について説明すると、図示のように、商用周波数（本
例では６０Ｈｚ）の３相で電圧ＶC（例：１０キロボル
ト）の電力を伝送する高圧母線１には、接地変圧器（Ｇ
ＴＲ）２が接続されている。監視信号発生部Ａは、ＧＴ
Ｒ２の中性点と大地との間に直列接続された２つの低い
値の抵抗器３及び４を備えている。抵抗器３は、商用周
波数電圧の各相に重畳する直流電圧ＶMD Cの監視用信号
を発生するためのものである。更に、発生部Ａは、抵抗
器３の両端間に並列に接続された、直流電圧の監視用信
号を発生するための電圧ＶMDCの直流電源５と、開閉器
６との直列装置を含んでいる。開閉器６が閉じたときに
は、抵抗器３の両端に電圧降下が発生し、これが直流電
圧の監視用信号となり、この信号は、抵抗器４、内部イ
ンピーダンスが低いＧＴＲ２を介して高圧母線１に送り
出される。
の本発明による絶縁監視システムの第１実施例を示す。
この第１実施例の絶縁監視システムは、大きく分けて、
監視信号発生部Ａと、測定装置部Ｂとから成っている。
先ず初めに、本発明の絶縁監視システムを設けた高圧系
統について説明すると、図示のように、商用周波数（本
例では６０Ｈｚ）の３相で電圧ＶC（例：１０キロボル
ト）の電力を伝送する高圧母線１には、接地変圧器（Ｇ
ＴＲ）２が接続されている。監視信号発生部Ａは、ＧＴ
Ｒ２の中性点と大地との間に直列接続された２つの低い
値の抵抗器３及び４を備えている。抵抗器３は、商用周
波数電圧の各相に重畳する直流電圧ＶMD Cの監視用信号
を発生するためのものである。更に、発生部Ａは、抵抗
器３の両端間に並列に接続された、直流電圧の監視用信
号を発生するための電圧ＶMDCの直流電源５と、開閉器
６との直列装置を含んでいる。開閉器６が閉じたときに
は、抵抗器３の両端に電圧降下が発生し、これが直流電
圧の監視用信号となり、この信号は、抵抗器４、内部イ
ンピーダンスが低いＧＴＲ２を介して高圧母線１に送り
出される。
【００１４】一方、抵抗器４は、高圧系統全体の対大地
絶縁抵抗を測定するための電圧降下を発生させる目的
と、対大地絶縁抵抗を測定しない時に商用周波数電圧の
各相に重畳する低周波の交流電圧ＶMACを発生させる目
的とをあわせ持つものである。前者の目的のため、図示
のように、抵抗器４の両端は、増幅器７及び高圧系統絶
縁抵抗測定器８に対し、開閉器９を介して接続されてい
る。開閉器を閉じた時には、抵抗器４の両端の電圧降下
が増幅器７により増幅されそしてその増幅出力が測定器
８に供給されて読み取られる。また、後者の目的のた
め、監視信号発生部Ａは、抵抗器４の両端間に並列に接
続された、開閉器１０と低周波で単相の電圧ＶMACの交
流電源１１との直列装置を備えている。開閉器１０は、
開閉器９とインタロック関係、即ち開閉器９の開閉と逆
の開閉状態となるようにしてある。開閉器１０が閉じた
ときには、交流電源１１からの低周波単相交流の信号
が、抵抗器４を流れてその両端に対応する低周波交流電
圧の監視用信号が発生し、これがＧＴＲ２を通じて高圧
母線に送り出されることになる。通常の順序としては、
低周波交流電圧の監視信号を先に重畳してから、直流電
圧の監視信号を重畳する。
絶縁抵抗を測定するための電圧降下を発生させる目的
と、対大地絶縁抵抗を測定しない時に商用周波数電圧の
各相に重畳する低周波の交流電圧ＶMACを発生させる目
的とをあわせ持つものである。前者の目的のため、図示
のように、抵抗器４の両端は、増幅器７及び高圧系統絶
縁抵抗測定器８に対し、開閉器９を介して接続されてい
る。開閉器を閉じた時には、抵抗器４の両端の電圧降下
が増幅器７により増幅されそしてその増幅出力が測定器
８に供給されて読み取られる。また、後者の目的のた
め、監視信号発生部Ａは、抵抗器４の両端間に並列に接
続された、開閉器１０と低周波で単相の電圧ＶMACの交
流電源１１との直列装置を備えている。開閉器１０は、
開閉器９とインタロック関係、即ち開閉器９の開閉と逆
の開閉状態となるようにしてある。開閉器１０が閉じた
ときには、交流電源１１からの低周波単相交流の信号
が、抵抗器４を流れてその両端に対応する低周波交流電
圧の監視用信号が発生し、これがＧＴＲ２を通じて高圧
母線に送り出されることになる。通常の順序としては、
低周波交流電圧の監視信号を先に重畳してから、直流電
圧の監視信号を重畳する。
【００１５】本発明の絶縁監視システムを構成する上記
の監視信号発生部Ａは、上記のように要素３，４，５，
６，１０，１１を含んでおり、特に従来の直流重畳法と
異なる点は、低周波単相交流電源１１を追加したことで
ある。この電源１１で発生する交流は、測定装置部での
商用周波数との分離を容易にするためその商用周波数と
は異なった周波数としてある。好ましい周波数として
は、商用周波数との唸り周波数が商用周波数に近いかあ
るいは零に近くなる、ということのない値（そのような
周波数が好ましくない理由は、高圧系統の地絡保護シス
テムに誤動作を与える可能性があるからである）であ
る。１例として、商用周波数の１／２程度の周波数が好
ましい。次に、その低周波交流の電圧の大きさとして
は、高い電圧を注入する程後述の動揺が大きくなると考
えられるため、できるだけ大きな値であって、しかもい
わゆる“低電圧”の範囲、それも地絡保護システムに影
響を与えないことが確実なその高圧系統の許容地絡電圧
レベル以下とするのが適当である。１例として、１０Ｋ
Ｖ系では約３００Ｖである。
の監視信号発生部Ａは、上記のように要素３，４，５，
６，１０，１１を含んでおり、特に従来の直流重畳法と
異なる点は、低周波単相交流電源１１を追加したことで
ある。この電源１１で発生する交流は、測定装置部での
商用周波数との分離を容易にするためその商用周波数と
は異なった周波数としてある。好ましい周波数として
は、商用周波数との唸り周波数が商用周波数に近いかあ
るいは零に近くなる、ということのない値（そのような
周波数が好ましくない理由は、高圧系統の地絡保護シス
テムに誤動作を与える可能性があるからである）であ
る。１例として、商用周波数の１／２程度の周波数が好
ましい。次に、その低周波交流の電圧の大きさとして
は、高い電圧を注入する程後述の動揺が大きくなると考
えられるため、できるだけ大きな値であって、しかもい
わゆる“低電圧”の範囲、それも地絡保護システムに影
響を与えないことが確実なその高圧系統の許容地絡電圧
レベル以下とするのが適当である。１例として、１０Ｋ
Ｖ系では約３００Ｖである。
【００１６】絶縁監視システムで監視する対象の電力ケ
ーブル１２は、高圧母線１にケーブルヘッドを介して接
続されている。この電力ケーブル１２は、説明の都合
上、導体１２ａからしゃへい１２ｂまで貫通するパスを
有する絶縁不良抵抗１３と、導体１２ａからしゃへい１
２ｂまで貫通するパスは無いが何等かの形、例えば水ト
リーの発生、あるいは端末部、接続部での部分放電の存
在等の形での絶縁不良が形成されている絶縁不良ゾーン
１４が、その絶縁体１２ｃ内に存在するものとする。ケ
ーブル１２のしゃへい端１２ｄより左に示すのが本発明
の絶縁監視システムの測定装置部Ｂである。
ーブル１２は、高圧母線１にケーブルヘッドを介して接
続されている。この電力ケーブル１２は、説明の都合
上、導体１２ａからしゃへい１２ｂまで貫通するパスを
有する絶縁不良抵抗１３と、導体１２ａからしゃへい１
２ｂまで貫通するパスは無いが何等かの形、例えば水ト
リーの発生、あるいは端末部、接続部での部分放電の存
在等の形での絶縁不良が形成されている絶縁不良ゾーン
１４が、その絶縁体１２ｃ内に存在するものとする。ケ
ーブル１２のしゃへい端１２ｄより左に示すのが本発明
の絶縁監視システムの測定装置部Ｂである。
【００１７】この測定装置部Ｂは、しゃへい端（又はし
ゃへい接地線）１２ｄに接続した入力端子ＩＴと、大地
に接続する接地端子ＧＴと、入力端子ＩＴと接地端子Ｇ
Ｔとの間に接続した交流分除去用のフィルタ１５と、こ
れに並列に接続された電圧降下検出用の抵抗器１６と、
この抵抗器の両端の各々に入力端子が接続された増幅器
１７と、この増幅器の出力に接続された表示制御装置１
９と、この装置１９の出力に接続された表示器２０と、
を備えている。詳しくは、フィルタ１５は、商用周波数
の交流分を除去するためのものであり、図では、１つの
コンデンサとして簡略化して示してあるが、その交流分
除去の目的のためにはもっと複雑なフィルタが必要であ
る。電圧降下検出用抵抗器１６は、電力ケーブル１２の
絶縁不良抵抗１３の存在の結果及び絶縁不良ゾーン１４
の存在の結果発生する揺動分を含む漏洩電流の大きさを
電圧として検出するためのものである。このような抵抗
器１６の電圧降下は、増幅器１７により増幅されそして
制御装置１９に入力される。制御装置１９は、増幅器１
７の出力を読取り、演算し、そしてその結果を、直流絶
縁抵抗値及び動揺指数の形で表示器２０に出力する。
ゃへい接地線）１２ｄに接続した入力端子ＩＴと、大地
に接続する接地端子ＧＴと、入力端子ＩＴと接地端子Ｇ
Ｔとの間に接続した交流分除去用のフィルタ１５と、こ
れに並列に接続された電圧降下検出用の抵抗器１６と、
この抵抗器の両端の各々に入力端子が接続された増幅器
１７と、この増幅器の出力に接続された表示制御装置１
９と、この装置１９の出力に接続された表示器２０と、
を備えている。詳しくは、フィルタ１５は、商用周波数
の交流分を除去するためのものであり、図では、１つの
コンデンサとして簡略化して示してあるが、その交流分
除去の目的のためにはもっと複雑なフィルタが必要であ
る。電圧降下検出用抵抗器１６は、電力ケーブル１２の
絶縁不良抵抗１３の存在の結果及び絶縁不良ゾーン１４
の存在の結果発生する揺動分を含む漏洩電流の大きさを
電圧として検出するためのものである。このような抵抗
器１６の電圧降下は、増幅器１７により増幅されそして
制御装置１９に入力される。制御装置１９は、増幅器１
７の出力を読取り、演算し、そしてその結果を、直流絶
縁抵抗値及び動揺指数の形で表示器２０に出力する。
【００１８】次に、図１の絶縁監視システムの運転方法
について説明する。 １. 先ず、監視対象の電力ケーブル１２を選んで、測
定装置Ｂの入力端子ＩＴをケーブル１２のしゃへい接地
線に接続し、接地端子ＧＴを大地に接続する。 ２. 商用周波数高電圧だけがケーブル１２の絶縁体１
２ｃに印加されている状態下で、抵抗器１６の両端の直
流雑音電圧の標準偏差値σ０を求める。この標準偏差を
求めるためには、制御装置１９は、増幅器１７の出力
を、所定の回数、例えば、８０回サンプリングすること
により行う。 ３. 次に、開閉器１０を閉じて低周波単相交流電源１
１からの交流電圧の監視信号を抵抗器４、ＧＴＲ２及び
高圧母線１に供給し、これにより、ケーブル１２の絶縁
体１２ｃに、商用周波数高電圧と、これとは異なる低周
波の監視信号交流電圧との２種の電圧を重畳印加する。 ４. この状態で、抵抗器１６の両端間に発生する揺動
分を含む直流雑音電圧の平均値Ｅ０を求める。これに
は、制御装置１９において、所定の回数、例えば上記と
同じ回数増幅器１７出力をサンプリングし、そしてそれ
らの平均を取ることにより行う。 ５. 次に、開閉器６を閉じて、直流電源５からの直流
電圧監視信号を抵抗器３、抵抗器４、ＧＴＲ２、母線１
を介してケーブル１２に印加する。これにより、商用周
波数高電圧と、監視信号交流電圧と、監視信号直流電圧
との３電圧が、ケーブル絶縁体１２ｃに重畳印加され
る。 ６. この状態で、抵抗器１６の両端間の揺動分を含む
直流電圧の平均値Ｅ１と、標準偏差値σ１とを求める。
これら平均値と標準偏差値の双方の演算に際し、上記と
同様、制御装置１９において、増幅器１７出力を所定の
回数、例えば８０回サンプリングすることにより行う。 ７. 次に、上記で求めた値、即ち、平均値Ｅ0、平均値
Ｅ1、標準偏差値σ0、及び標準偏差値σ1を使って、電
力ケーブルの絶縁状態を示す指標となる、直流絶縁抵抗
値ＲIと動揺指数Ｋとを算出して、表示器２０に表示す
る。これらの算出には、以下の式に従って行う。但し、
Ｒ16は、抵抗器１６の抵抗値、ＶMDCは、上記の通り、
電源５の監視用直流電圧、またＡは、増幅器１７の増幅
率である。
について説明する。 １. 先ず、監視対象の電力ケーブル１２を選んで、測
定装置Ｂの入力端子ＩＴをケーブル１２のしゃへい接地
線に接続し、接地端子ＧＴを大地に接続する。 ２. 商用周波数高電圧だけがケーブル１２の絶縁体１
２ｃに印加されている状態下で、抵抗器１６の両端の直
流雑音電圧の標準偏差値σ０を求める。この標準偏差を
求めるためには、制御装置１９は、増幅器１７の出力
を、所定の回数、例えば、８０回サンプリングすること
により行う。 ３. 次に、開閉器１０を閉じて低周波単相交流電源１
１からの交流電圧の監視信号を抵抗器４、ＧＴＲ２及び
高圧母線１に供給し、これにより、ケーブル１２の絶縁
体１２ｃに、商用周波数高電圧と、これとは異なる低周
波の監視信号交流電圧との２種の電圧を重畳印加する。 ４. この状態で、抵抗器１６の両端間に発生する揺動
分を含む直流雑音電圧の平均値Ｅ０を求める。これに
は、制御装置１９において、所定の回数、例えば上記と
同じ回数増幅器１７出力をサンプリングし、そしてそれ
らの平均を取ることにより行う。 ５. 次に、開閉器６を閉じて、直流電源５からの直流
電圧監視信号を抵抗器３、抵抗器４、ＧＴＲ２、母線１
を介してケーブル１２に印加する。これにより、商用周
波数高電圧と、監視信号交流電圧と、監視信号直流電圧
との３電圧が、ケーブル絶縁体１２ｃに重畳印加され
る。 ６. この状態で、抵抗器１６の両端間の揺動分を含む
直流電圧の平均値Ｅ１と、標準偏差値σ１とを求める。
これら平均値と標準偏差値の双方の演算に際し、上記と
同様、制御装置１９において、増幅器１７出力を所定の
回数、例えば８０回サンプリングすることにより行う。 ７. 次に、上記で求めた値、即ち、平均値Ｅ0、平均値
Ｅ1、標準偏差値σ0、及び標準偏差値σ1を使って、電
力ケーブルの絶縁状態を示す指標となる、直流絶縁抵抗
値ＲIと動揺指数Ｋとを算出して、表示器２０に表示す
る。これらの算出には、以下の式に従って行う。但し、
Ｒ16は、抵抗器１６の抵抗値、ＶMDCは、上記の通り、
電源５の監視用直流電圧、またＡは、増幅器１７の増幅
率である。
【数１】
直流絶縁抵抗値ＲI＝Ｒ16ＶMDCＡ／（Ｅ1−Ｅ0）
・・・（１）
【数２】
動揺指数Ｋ＝Ｋ1・Ｋ2 ・・・（２）
【数３】
Ｋ1＝ＲI／ＲE ・・・（３）
Ｋ2＝（σ1−σ0）／σ1
ＲE＝Ｒ16ＶMDCＡ／σ1
Ｋ1は、標準偏差値σ1の絶対値を重くみた係数であり、
一方、Ｋ2は、低周波の交流電圧監視信号の印加前後で
のσ値の差のσ1に対する割合を重くみた係数である。
また、ＲEは、σ1等価絶縁抵抗である。 ８. 最後に、開閉器６及び開閉器１０を開いて当該ケ
ーブルの絶縁測定を終了する。
一方、Ｋ2は、低周波の交流電圧監視信号の印加前後で
のσ値の差のσ1に対する割合を重くみた係数である。
また、ＲEは、σ1等価絶縁抵抗である。 ８. 最後に、開閉器６及び開閉器１０を開いて当該ケ
ーブルの絶縁測定を終了する。
【００１９】以上で、１つの電力ケーブルについての絶
縁状態の監視が終了する。続いて、その他の測定対象の
電力ケーブルがあれば、これについて、上記のステップ
を繰り返すことにより、絶縁状態の監視を実施すること
ができる。
縁状態の監視が終了する。続いて、その他の測定対象の
電力ケーブルがあれば、これについて、上記のステップ
を繰り返すことにより、絶縁状態の監視を実施すること
ができる。
【００２０】本発明の第１実施例の絶縁監視システムに
ついて説明したが、図１には、本発明には直接関係しな
い高圧系統の対大地絶縁抵抗測定装置も示してある。こ
の測定装置で対大地絶縁抵抗を測定する時には、開閉器
１０とインタロック関係にある開閉器９を閉じ、かつ開
閉器６を閉じて直流信号電圧を高圧母線１に送り出し、
そして抵抗器４での電圧降下を増幅器７を介して高圧系
統絶縁抵抗測定器８により計測することにより行うこと
ができる。
ついて説明したが、図１には、本発明には直接関係しな
い高圧系統の対大地絶縁抵抗測定装置も示してある。こ
の測定装置で対大地絶縁抵抗を測定する時には、開閉器
１０とインタロック関係にある開閉器９を閉じ、かつ開
閉器６を閉じて直流信号電圧を高圧母線１に送り出し、
そして抵抗器４での電圧降下を増幅器７を介して高圧系
統絶縁抵抗測定器８により計測することにより行うこと
ができる。
【００２１】次に、図２を参照して本発明の絶縁監視シ
ステムの第２の実施例について説明する。この実施例
は、高圧系統が非接地系である場合の構成を示してい
る。この図２では、図１のものと対応する要素には、同
じ参照番号に記号’を付してある。１’は高圧母線、
２’は計器用接地変圧器（ＧＰＴ）、２１はＧＰＴの中
性点と大地との間に直流電圧しゃ断の目的をもって挿入
されているコンデンサ、３’は２１と直列接続した電気
振動防止用の抵抗器である。５’は直流電圧の監視信号
を発生する電源で、開閉器６’を閉じればＧＰＴ２’を
通じて直流監視信号電圧が高圧母線１’に送り出され
る。従って、このシステムにおける監視信号発生部Ａ’
は、抵抗器３’と、コンデンサ２１と、開閉器６’と、
電源５’とを含む要素Ａ’ａを備えている。
ステムの第２の実施例について説明する。この実施例
は、高圧系統が非接地系である場合の構成を示してい
る。この図２では、図１のものと対応する要素には、同
じ参照番号に記号’を付してある。１’は高圧母線、
２’は計器用接地変圧器（ＧＰＴ）、２１はＧＰＴの中
性点と大地との間に直流電圧しゃ断の目的をもって挿入
されているコンデンサ、３’は２１と直列接続した電気
振動防止用の抵抗器である。５’は直流電圧の監視信号
を発生する電源で、開閉器６’を閉じればＧＰＴ２’を
通じて直流監視信号電圧が高圧母線１’に送り出され
る。従って、このシステムにおける監視信号発生部Ａ’
は、抵抗器３’と、コンデンサ２１と、開閉器６’と、
電源５’とを含む要素Ａ’ａを備えている。
【００２２】一方、測定対象ケーブル１２’のしゃへい
端１２ｄ’と測定装置部Ｂ’の入力端子ＩＴ’との間を
結ぶ接地線の中間には、低抵抗の抵抗器４’が挿入さ
れ、開閉器１０’を閉じて低周波単相交流電源１１’か
らの交流電圧監視信号を抵抗器４’の両端に印加する。
抵抗器４’で生じた電圧は、測定対象ケーブル１２’の
しゃへいに印加される。２２は、このときに、その電圧
の負荷の大部分となる測定対象ケーブル１２’の防食層
静電容量である。ここで、要素４’、１０’、１１’を
含む部分Ａ’ｂは、監視信号発生部Ａ’の残りの部分を
構成している。
端１２ｄ’と測定装置部Ｂ’の入力端子ＩＴ’との間を
結ぶ接地線の中間には、低抵抗の抵抗器４’が挿入さ
れ、開閉器１０’を閉じて低周波単相交流電源１１’か
らの交流電圧監視信号を抵抗器４’の両端に印加する。
抵抗器４’で生じた電圧は、測定対象ケーブル１２’の
しゃへいに印加される。２２は、このときに、その電圧
の負荷の大部分となる測定対象ケーブル１２’の防食層
静電容量である。ここで、要素４’、１０’、１１’を
含む部分Ａ’ｂは、監視信号発生部Ａ’の残りの部分を
構成している。
【００２３】抵抗器４’より左に示すのが測定装置部
Ｂ’である。先ず入力端子ＩＴ’と大地に接続する接地
端子ＧＴ’と間に、交流分除去用フィルタ１５’と、こ
れと並列の検出用抵抗器１６’とがある。フィルタ１
５’としては、低周波単相交流電源１１’が測定装置部
Ｂ’と測定対象ケーブル１２’との間にあるので、交流
分除去の目的のためには図１で説明したものよりさらに
厳重なフィルタが必要であるが、図では簡略化して示し
ている。１７’は、抵抗器１６’の両端に発生する揺動
分を含む直流電圧を増幅する増幅器、１９’は増幅器１
７’の出力を読取り、演算し、その結果を直流絶縁抵抗
値、動揺指数の形で表示器２０’に出力するための、制
御装置である。
Ｂ’である。先ず入力端子ＩＴ’と大地に接続する接地
端子ＧＴ’と間に、交流分除去用フィルタ１５’と、こ
れと並列の検出用抵抗器１６’とがある。フィルタ１
５’としては、低周波単相交流電源１１’が測定装置部
Ｂ’と測定対象ケーブル１２’との間にあるので、交流
分除去の目的のためには図１で説明したものよりさらに
厳重なフィルタが必要であるが、図では簡略化して示し
ている。１７’は、抵抗器１６’の両端に発生する揺動
分を含む直流電圧を増幅する増幅器、１９’は増幅器１
７’の出力を読取り、演算し、その結果を直流絶縁抵抗
値、動揺指数の形で表示器２０’に出力するための、制
御装置である。
【００２４】この図２の絶縁監視システムの実施例が図
１のものと大きく異なる点は、交流電圧監視信号を発生
する部分が変圧器２’側からケーブル１２’側に移した
点である。この理由は、ＧＰＴ２’の内部インピーダン
スが高いため、このＧＰＴの中性点を介して交流電圧監
視信号を送出した場合、ＧＰＴでの電圧降下が大きく、
従って高圧母線１に残留する電圧が極めて小さくなり、
有効に監視信号を電力ケーブルに印加できないからであ
る。一方、交流電圧監視信号発生部をケーブル１２’側
に接続した場合、この監視信号電力の大部分が防食層静
電容量２２で消費されるが、監視信号の電圧は、この監
視対象のケーブルの絶縁体だけに重畳印加され、監視対
象でないその他のケーブルには印加されることはない。
但し、交流電源１１’の出力電流による電圧降下が測定
装置部内で生ずるので，その減衰のために上記の通りフ
ィルタ１５’の強化が必要である。
１のものと大きく異なる点は、交流電圧監視信号を発生
する部分が変圧器２’側からケーブル１２’側に移した
点である。この理由は、ＧＰＴ２’の内部インピーダン
スが高いため、このＧＰＴの中性点を介して交流電圧監
視信号を送出した場合、ＧＰＴでの電圧降下が大きく、
従って高圧母線１に残留する電圧が極めて小さくなり、
有効に監視信号を電力ケーブルに印加できないからであ
る。一方、交流電圧監視信号発生部をケーブル１２’側
に接続した場合、この監視信号電力の大部分が防食層静
電容量２２で消費されるが、監視信号の電圧は、この監
視対象のケーブルの絶縁体だけに重畳印加され、監視対
象でないその他のケーブルには印加されることはない。
但し、交流電源１１’の出力電流による電圧降下が測定
装置部内で生ずるので，その減衰のために上記の通りフ
ィルタ１５’の強化が必要である。
【００２５】次に、図２に示した絶縁監視システムの運
転方法は、図１のものと僅かの差を除いてほとんど同じ
であるため、特に説明はしない。図１のものと同じよう
にして、平均値Ｅ０、平均値Ｅ１、標準偏差値σ０、標
準偏差値σ１を求め、そしてこれらから、直流絶縁抵抗
値ＲIと揺動指数Ｋとを算出して表示する。
転方法は、図１のものと僅かの差を除いてほとんど同じ
であるため、特に説明はしない。図１のものと同じよう
にして、平均値Ｅ０、平均値Ｅ１、標準偏差値σ０、標
準偏差値σ１を求め、そしてこれらから、直流絶縁抵抗
値ＲIと揺動指数Ｋとを算出して表示する。
【００２６】ここで、図１に示した絶縁監視システムの
変更例について説明する。図１では、交流電源１１を抵
抗器４の両端に接続するようにしているが、図２の実施
例で説明したように、電力ケーブル１２側に移すことも
できる。その場合、しゃへい端１２ｄと入力端子ＩＴと
の間に、抵抗器と交流電源と開閉器とを図２と同じ接続
形式で挿入することにより実現できる。
変更例について説明する。図１では、交流電源１１を抵
抗器４の両端に接続するようにしているが、図２の実施
例で説明したように、電力ケーブル１２側に移すことも
できる。その場合、しゃへい端１２ｄと入力端子ＩＴと
の間に、抵抗器と交流電源と開閉器とを図２と同じ接続
形式で挿入することにより実現できる。
【００２７】次に、図１及び図２を参照して説明した本
発明による絶縁監視システムの有効性について、以下の
実験を行って確認した。その実験例について次に説明す
る。
発明による絶縁監視システムの有効性について、以下の
実験を行って確認した。その実験例について次に説明す
る。
【００２８】実 験 例 試料ケーブル：
１０ＫＶ １×５００ｍｍ２ＣＶケーブ
ルで、使用歴２９年後撤去したものであり、各有効長が
約４ｍの２条を使用した。実験方法： Ａ．単相６０Ｈｚ，６４８０Ｖトランスに単相５５Ｈ
ｚ，３３３Ｖ ＣＶＣＦ電源を直列接続して異周波数交
流の２電圧の重畳印加用の電源とし、ケーブルしゃへい
端と大地間に５０Ωの抵抗器を接続し、その交流電圧降
下を、５０Ω抵抗器の両端間に接続したトランスジュー
サを経由して、直流電圧記録計で測定。 Ｂ．同上条件で、５０Ω抵抗器に並列に６０Ｈｚ成分電
流を吸収するフィルタを接続。 Ｃ．上記６０Ｈｚ＋５５Ｈｚ電源に更に、直流５０Ｖ電
源を直列接続して、３電圧重畳印加用電源を構成し、し
ゃへい端と大地間に８０μＦのコンデンサを接続し、そ
の交流電圧降下を、８０μＦコンデンサの両端間に接続
したトランスジューサ経由で、直流電圧記録計にて測定
する。更に、直流漏洩電流検出用として、その８０μＦ
コンデンサの後段にこれと並列に大地との間に５ＫΩの
抵抗器を接続して、その直流電圧降下を、５ＫΩ抵抗器
の両端に接続した直流電圧記録計、並びに同じくその両
端に接続したディジタルボルトメータ（増幅器経由）で
測定。
ルで、使用歴２９年後撤去したものであり、各有効長が
約４ｍの２条を使用した。実験方法： Ａ．単相６０Ｈｚ，６４８０Ｖトランスに単相５５Ｈ
ｚ，３３３Ｖ ＣＶＣＦ電源を直列接続して異周波数交
流の２電圧の重畳印加用の電源とし、ケーブルしゃへい
端と大地間に５０Ωの抵抗器を接続し、その交流電圧降
下を、５０Ω抵抗器の両端間に接続したトランスジュー
サを経由して、直流電圧記録計で測定。 Ｂ．同上条件で、５０Ω抵抗器に並列に６０Ｈｚ成分電
流を吸収するフィルタを接続。 Ｃ．上記６０Ｈｚ＋５５Ｈｚ電源に更に、直流５０Ｖ電
源を直列接続して、３電圧重畳印加用電源を構成し、し
ゃへい端と大地間に８０μＦのコンデンサを接続し、そ
の交流電圧降下を、８０μＦコンデンサの両端間に接続
したトランスジューサ経由で、直流電圧記録計にて測定
する。更に、直流漏洩電流検出用として、その８０μＦ
コンデンサの後段にこれと並列に大地との間に５ＫΩの
抵抗器を接続して、その直流電圧降下を、５ＫΩ抵抗器
の両端に接続した直流電圧記録計、並びに同じくその両
端に接続したディジタルボルトメータ（増幅器経由）で
測定。
【００２９】実験結果：図３のＡ，Ｂ，Ｃに上記実験方
法Ａ，Ｂ，Ｃにそれぞれ対応した記録チャートを示す。 Ａ．５５Ｈｚ重畳印加の結果、６０Ｈｚとの唸り周波数
５Ｈｚの波形Ｘが、ある電圧幅と動揺とを伴って現れて
いる。電圧幅の方は、直流電圧記録計が５Ｈｚの波形に
忠実に随動し得るはずがないのでさておいて、注目され
るのはその動揺である。 Ｂ．上記動揺現象が波形部分Ｙに更に明瞭に示されてい
る。これは検出用５０Ω抵抗器に並列に、６０Ｈｚに対
して直列同調するＬＣフィルタを接続したので、全体Ｙ
の交流電圧レベルの低下と、唸り周波数電圧の幅が消え
るという結果を生じたものである。５５Ｈｚを重畳印加
している間、不規則な動揺が発生していることが見やす
い。しかし，この現象は，上記ＬＣフィルタの存在のた
めにかえって増幅されている疑いがあり、定量的な測定
対象としてふさわしくない。ただ異周波数交流電圧の印
加状態が、動揺の発生／継続に必要であることを強調す
るものである。 Ｃ．直流電圧を更に加え課電して、３電圧重畳課電を行
っている。即ち、波形図中に示すように、最初に、６０
Ｈｚ６４８０Ｖを印加し、次に、５５Ｈｚ３３３Ｖを重
畳印加し、そして更にＤＣ５０Ｖを重畳印加する。尚、
これでは、図３のＡと類似の動揺分をもつ部分Ｚを含む
波形（８０μＦコンデンサで検出）とそしてスパイクを
含んだほぼ一定レベルの波形（５ＫΩ抵抗器で検出）と
が生じる。微小な直流漏洩電流測定のためには５０Ωの
如き低抵抗は使用できないので、電圧降下検出用インピ
ーダンスは８０μＦコンデンサに変わっている。故に交
流電圧のレベルは、インピーダンス比、即ち、３３.２
Ω／５０Ω＝０.６６に落ちている。直流電圧＋５０Ｖ
印加の結果流れた直流漏洩電流は、５ＫΩの抵抗器の電
圧降下として読取るが、直流電圧記録計の指示ではほと
んど読取れていない。しかし６４倍の増幅器を経由後デ
ィジタルボルトメータで読取った実験方法Ｃの結果は、
次の通りである。
法Ａ，Ｂ，Ｃにそれぞれ対応した記録チャートを示す。 Ａ．５５Ｈｚ重畳印加の結果、６０Ｈｚとの唸り周波数
５Ｈｚの波形Ｘが、ある電圧幅と動揺とを伴って現れて
いる。電圧幅の方は、直流電圧記録計が５Ｈｚの波形に
忠実に随動し得るはずがないのでさておいて、注目され
るのはその動揺である。 Ｂ．上記動揺現象が波形部分Ｙに更に明瞭に示されてい
る。これは検出用５０Ω抵抗器に並列に、６０Ｈｚに対
して直列同調するＬＣフィルタを接続したので、全体Ｙ
の交流電圧レベルの低下と、唸り周波数電圧の幅が消え
るという結果を生じたものである。５５Ｈｚを重畳印加
している間、不規則な動揺が発生していることが見やす
い。しかし，この現象は，上記ＬＣフィルタの存在のた
めにかえって増幅されている疑いがあり、定量的な測定
対象としてふさわしくない。ただ異周波数交流電圧の印
加状態が、動揺の発生／継続に必要であることを強調す
るものである。 Ｃ．直流電圧を更に加え課電して、３電圧重畳課電を行
っている。即ち、波形図中に示すように、最初に、６０
Ｈｚ６４８０Ｖを印加し、次に、５５Ｈｚ３３３Ｖを重
畳印加し、そして更にＤＣ５０Ｖを重畳印加する。尚、
これでは、図３のＡと類似の動揺分をもつ部分Ｚを含む
波形（８０μＦコンデンサで検出）とそしてスパイクを
含んだほぼ一定レベルの波形（５ＫΩ抵抗器で検出）と
が生じる。微小な直流漏洩電流測定のためには５０Ωの
如き低抵抗は使用できないので、電圧降下検出用インピ
ーダンスは８０μＦコンデンサに変わっている。故に交
流電圧のレベルは、インピーダンス比、即ち、３３.２
Ω／５０Ω＝０.６６に落ちている。直流電圧＋５０Ｖ
印加の結果流れた直流漏洩電流は、５ＫΩの抵抗器の電
圧降下として読取るが、直流電圧記録計の指示ではほと
んど読取れていない。しかし６４倍の増幅器を経由後デ
ィジタルボルトメータで読取った実験方法Ｃの結果は、
次の通りである。
【００３０】試料ケーブルＮｏ.１
直流電圧印加前の直流雑音電圧 Ｅ０：９.２９ｍＶ
直流電圧印加後の直流電圧 Ｅ１：１０.１４ｍ
Ｖ 計算結果絶縁抵抗 ＲＩ：１９,０００
ＭΩ 標準偏差値（５５Ｈｚ重畳前） σ０：０.０２４ｍ
Ｖ 標準偏差値（５５Ｈｚ重畳後） σ１：０.０９０ｍ
Ｖ 尚、ディジタルボルトメータのサンプリング数は８０点
である。絶縁抵抗の計算にはその８０サンプルの内、上
下各２０％のサンプルデータを捨てて、残り４８サンプ
ルの平均値を用いた。標準偏差の計算には、８０サンプ
ルを全て用いた。試料ケーブルＮｏ.２についても同様
の測定を行い、結果は以下の通りとなった。
Ｖ 計算結果絶縁抵抗 ＲＩ：１９,０００
ＭΩ 標準偏差値（５５Ｈｚ重畳前） σ０：０.０２４ｍ
Ｖ 標準偏差値（５５Ｈｚ重畳後） σ１：０.０９０ｍ
Ｖ 尚、ディジタルボルトメータのサンプリング数は８０点
である。絶縁抵抗の計算にはその８０サンプルの内、上
下各２０％のサンプルデータを捨てて、残り４８サンプ
ルの平均値を用いた。標準偏差の計算には、８０サンプ
ルを全て用いた。試料ケーブルＮｏ.２についても同様
の測定を行い、結果は以下の通りとなった。
【００３１】試料ケーブルＮｏ.２
直流電圧印加前の直流雑音電圧 Ｅ０：１１.２１ｍ
Ｖ 直流電圧印加後の直流電圧 Ｅ１：１２.２０ｍ
Ｖ 計算結果絶縁抵抗 ＲＩ：１６,０００
ＭΩ 標準偏差値（５５Ｈｚ重畳前） σ０：０ 標準偏差値（５５Ｈｚ重畳後） σ１：０.００９ｍ
Ｖ 尚、上記試料ケーブルのどちらも、目視で水トリーの発
生が確認されている。
Ｖ 直流電圧印加後の直流電圧 Ｅ１：１２.２０ｍ
Ｖ 計算結果絶縁抵抗 ＲＩ：１６,０００
ＭΩ 標準偏差値（５５Ｈｚ重畳前） σ０：０ 標準偏差値（５５Ｈｚ重畳後） σ１：０.００９ｍ
Ｖ 尚、上記試料ケーブルのどちらも、目視で水トリーの発
生が確認されている。
【００３２】次に、上記実験例から、上記の式（２），
（３）による動揺指数に関する演算結果を以下の表１に
示す。尚、その計算方法は、 イ．低周波数交流電圧監視信号及び直流電圧監視信号を
重畳印加した後に得られた標準偏差値σ１を、等価の直
流絶縁抵抗値ＲEに換算し、 ロ．計算結果絶縁抵抗値ＲIの、上記等価絶縁抵抗値ＲE
に対する比Ｋ１を求め、 ハ．σ１から低周波交流電圧監視信号重畳前に得られた
標準偏差値σ０を引いた値のσ１に対する比Ｋ２を求
め、そして ニ．動揺指数Ｋとして、Ｋ１とＫ２の積を算出する。 尚、Ｋは、小さい程、絶縁体状況が良好であるとする。
（３）による動揺指数に関する演算結果を以下の表１に
示す。尚、その計算方法は、 イ．低周波数交流電圧監視信号及び直流電圧監視信号を
重畳印加した後に得られた標準偏差値σ１を、等価の直
流絶縁抵抗値ＲEに換算し、 ロ．計算結果絶縁抵抗値ＲIの、上記等価絶縁抵抗値ＲE
に対する比Ｋ１を求め、 ハ．σ１から低周波交流電圧監視信号重畳前に得られた
標準偏差値σ０を引いた値のσ１に対する比Ｋ２を求
め、そして ニ．動揺指数Ｋとして、Ｋ１とＫ２の積を算出する。 尚、Ｋは、小さい程、絶縁体状況が良好であるとする。
【００３３】
【表１】
表 １ 試料Ｎｏ．
１ ２
σ１等価絶縁抵抗ＲE １８０，０００ １，８００，０００
（ＭΩ）
計算結果絶縁抵抗ＲI １９，０００ １６，０００
（ＭΩ）
Ｋ１ ０．１０６ ０．００９
Ｋ２ ０．７３３ １．０
動揺指数Ｋ ０．０８ ０．０１
【００３４】本例では、試料Ｎｏ.２が、σ１等価絶縁
抵抗値で１,８００,０００ＭΩと試料Ｎｏ.１より一桁
高い値を示し、動揺指数でも０.０１と安定状況を示し
たが、３電圧重畳下の計算結果絶縁抵抗値ＲIでは３,０
００ＭΩ低く、逆に悪い値を示している。即ち、試料Ｎ
ｏ.１は、Ｎｏ.２よりも絶縁不良ゾーンの形態の不良
（自由電子流の通過パスが無い）の程度が大きいが、自
由電子流の通過パスの形態での不良では、逆に程度が小
さいことになる。故に、最終判断は絶縁抵抗値ＲI及び
動揺指数Ｋの双方につき、時系列的な変化状況データを
得て下し得るというべきである。
抵抗値で１,８００,０００ＭΩと試料Ｎｏ.１より一桁
高い値を示し、動揺指数でも０.０１と安定状況を示し
たが、３電圧重畳下の計算結果絶縁抵抗値ＲIでは３,０
００ＭΩ低く、逆に悪い値を示している。即ち、試料Ｎ
ｏ.１は、Ｎｏ.２よりも絶縁不良ゾーンの形態の不良
（自由電子流の通過パスが無い）の程度が大きいが、自
由電子流の通過パスの形態での不良では、逆に程度が小
さいことになる。故に、最終判断は絶縁抵抗値ＲI及び
動揺指数Ｋの双方につき、時系列的な変化状況データを
得て下し得るというべきである。
【００３５】以上のことから、商用周波数高電界下にあ
る絶縁不良ゾーンを含むケーブルに対し、低周波単相電
圧を重畳印加すると絶縁体が動揺し、その状況は、さら
に直流信号電圧を印加して３電圧重畳印加状態下で揺動
分を含む直流漏洩電流を抵抗器の電圧降下の形で測定
し、平均値及び標準偏差値を得れば把握できることが判
った。
る絶縁不良ゾーンを含むケーブルに対し、低周波単相電
圧を重畳印加すると絶縁体が動揺し、その状況は、さら
に直流信号電圧を印加して３電圧重畳印加状態下で揺動
分を含む直流漏洩電流を抵抗器の電圧降下の形で測定
し、平均値及び標準偏差値を得れば把握できることが判
った。
【００３６】
【発明の効果】以上に説明した本発明によれば、従来の
方法では検出が困難であった電力ケーブルの絶縁体の貫
通パスの無い水トリーのような絶縁不良ゾーンに関する
絶縁状態監視をも行うことができる。また、本発明によ
れば、高い絶縁抵抗を保持している絶縁劣化の初期の状
態から、従来の方法では検知できなかったような絶縁不
良部分の存在を予知し、その推移を監視することができ
る。これにより、特に測定対象が特別高圧のケーブルの
場合は、従来の活線下絶縁監視技術で絶縁劣化を検知し
得たとしても、取替えのための時間的余裕が極めて短い
状態になってからしか検知できないという問題があった
のを、解決できるので、大きな価値がある。更に、本発
明によれば、従来の直流重畳法による活線下絶縁監視技
術が適用運営されている高圧系統では、僅かの追加装置
の設置のみですむので、容易である。
方法では検出が困難であった電力ケーブルの絶縁体の貫
通パスの無い水トリーのような絶縁不良ゾーンに関する
絶縁状態監視をも行うことができる。また、本発明によ
れば、高い絶縁抵抗を保持している絶縁劣化の初期の状
態から、従来の方法では検知できなかったような絶縁不
良部分の存在を予知し、その推移を監視することができ
る。これにより、特に測定対象が特別高圧のケーブルの
場合は、従来の活線下絶縁監視技術で絶縁劣化を検知し
得たとしても、取替えのための時間的余裕が極めて短い
状態になってからしか検知できないという問題があった
のを、解決できるので、大きな価値がある。更に、本発
明によれば、従来の直流重畳法による活線下絶縁監視技
術が適用運営されている高圧系統では、僅かの追加装置
の設置のみですむので、容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による絶縁監視システムの第１実施例
と、これを使用する高圧系統とを示す図。
と、これを使用する高圧系統とを示す図。
【図２】本発明による絶縁監視システムの第２実施例
と、これを使用する高圧系統とを示す図。
と、これを使用する高圧系統とを示す図。
【図３】Ａ，Ｂ，Ｃは、本発明の絶縁監視システムの動
作を説明するため行った実験Ａ，Ｂ，Ｃの結果を示すグ
ラフであり、横軸は時間、縦軸は電圧を示す。
作を説明するため行った実験Ａ，Ｂ，Ｃの結果を示すグ
ラフであり、横軸は時間、縦軸は電圧を示す。
Ａ；監視信号発生部
Ａ'ａ，Ａ'ｂ：監視信号発生部
Ｂ，Ｂ’：測定装置部
１，１’：高圧母線
２：接地変圧器（ＧＴＲ）
２’：計器用接地変圧器（ＧＰＴ）
３，３’：抵抗器
４，４’：抵抗器
５，５’：直流電源
６，６’：開閉器
７，７’：増幅器
８，８’：高圧系統絶縁測定器
９：開閉器
１０，１０’：開閉器
１１，１１’：低周波単相交流電源
１２，１２’：電力ケーブル
１２ａ：導体
１２ｂ：しゃへい
１２ｃ：絶縁体
１２ｄ：しゃへい端
１３：絶縁抵抗
１４：絶縁不良ゾーン
１５，１５’：フィルタ
１６，１６’：漏洩電流検出用抵抗器
１７，１７’：増幅器
１９，１９’：表示器制御装置
２０，２０’：表示器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01R 27/18
Claims (4)
- 【請求項１】商用周波数高電界下で運転されている電力
ケーブルの絶縁状態を活線下で監視する絶縁監視方法で
あって、 イ） 前記電力ケーブルの絶縁体に対し商用周波数高圧
が印加されている状態で、前記電力ケーブルのしゃへい
と大地との間に挿入した電圧降下検出用抵抗器に発生す
る直流雑音電圧を検出して、その標準偏差値を求めるス
テップ、 ロ） 前記電力ケーブルの前記絶縁体に対し、前記商用
周波数とは異なった所定の周波数の交流電圧を、前記商
用周波数高圧に重畳して印加して、その時の前記電圧降
下検出用抵抗器に発生する直流雑音電圧を検出して、そ
の電圧の平均値を求めるステップ、 ハ） 前記電力ケーブルの前記絶縁体に対し、直流電圧
を、前記商用周波数高圧と前記交流電圧とに重畳して印
加して、その時の前記電圧降下検出用抵抗器に発生する
直流電圧を検出して、その電圧の平均値と標準偏差値と
を求めるステップ、を含むこと、を特徴とする絶縁監視
方法。 - 【請求項２】高圧系統の高圧母線に接続された電力ケー
ブルの絶縁状態を活線下で監視する絶縁監視装置であっ
て、 イ） 前記電力ケーブルの絶縁体に対し印加する直流電
圧を発生する直流電圧発生手段と、 ロ） 前記電力ケーブルの前記絶縁体に対し印加する、
前記商用周波数とは異なった所定の周波数の交流電圧を
発生する交流電圧発生手段と、 ハ） 前記電力ケーブルの前記絶縁体を流れる電流の
内、商用周波数の成分を除去するフィルタと、 ニ） 前記絶縁体を流れる電流の内、前記商用周波数成
分を除いた残りの成分を電圧に変換するための電圧降下
検出用抵抗器と、 ホ） 該電圧降下検出用抵抗器の両端の電圧の大きさを
検出する測定手段と、を含むことを特徴とする絶縁監視
装置。 - 【請求項３】請求項２に記載の装置において、 前記高圧系統は接地系であって、前記高圧母線には接地
変圧器が接続され、該接地変圧器の中性点が第１と第２
の抵抗器を介して大地に接続されており、 前記電圧降下検出用抵抗器と前記フィルタとは、前記電
力ケーブルのしゃへいと大地との間に接続されており、 前記直流電圧発生手段は、前記第１抵抗器を介して前記
直流電圧を前記接地変圧器と前記高圧母線とを介して前
記電力ケーブルに印加し、 前記交流電圧発生手段は、前記第２抵抗器を介して前記
交流電圧を前記接地変圧器と前記高圧母線とを介して前
記電力ケーブルに印加すること、を特徴とする絶縁監視
装置。 - 【請求項４】請求項２に記載の装置において、 前記高圧系統は非接地系であって、前記高圧母線には計
器用接地変圧器が接続され、該計器用接地変圧器の中性
点が第３の抵抗器とコンデンサを介して大地に接続され
ており、 第４の抵抗器の１端が前記電力ケーブルのしゃへいに接
続されており、 前記電圧降下検出用抵抗器と前記フィルタとは、前記第
４抵抗器の他端と大地との間に接続されており、 前記直流電圧発生手段は、前記計器用接地変圧器の中性
点から前記直流電圧を前記計器用接地変圧器と前記高圧
母線とを介して前記電力ケーブルに印加し、 前記交流電圧発生手段は、前記第４抵抗器を介して前記
交流電圧を前記電力ケーブルに印加すること、を特徴と
する絶縁監視装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10368394A JP3430627B2 (ja) | 1994-05-18 | 1994-05-18 | 電力ケーブルの絶縁状態を活線下で監視する絶縁監視方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10368394A JP3430627B2 (ja) | 1994-05-18 | 1994-05-18 | 電力ケーブルの絶縁状態を活線下で監視する絶縁監視方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07311230A JPH07311230A (ja) | 1995-11-28 |
| JP3430627B2 true JP3430627B2 (ja) | 2003-07-28 |
Family
ID=14360587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10368394A Expired - Fee Related JP3430627B2 (ja) | 1994-05-18 | 1994-05-18 | 電力ケーブルの絶縁状態を活線下で監視する絶縁監視方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3430627B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013081310A1 (en) * | 2011-11-30 | 2013-06-06 | Kongju National University Industry-University Cooperation Foundation | A detection device of insulation resistance for non-interruption of electric power and hot-line |
| KR101450451B1 (ko) * | 2013-04-30 | 2014-10-13 | 공주대학교 산학협력단 | 고정밀 활선 절연저항 측정 장치 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100403042C (zh) * | 2006-03-06 | 2008-07-16 | 西安交通大学 | 交联聚乙烯绝缘电力电缆绝缘状态在线监测方法 |
| KR100771939B1 (ko) * | 2006-08-03 | 2007-10-31 | 이용구 | 대지저항성 누전전류 측정기 |
| KR100817890B1 (ko) * | 2006-08-16 | 2008-03-31 | 김보경 | 전선로의 절연검출장치 및 절연검출방법 |
| KR101037729B1 (ko) * | 2006-08-16 | 2011-05-27 | (주)오성메가파워 | 전선로의 자동절연검출시스템 |
| KR100817891B1 (ko) * | 2006-08-16 | 2008-03-31 | 김보경 | 전선로의 절연검출방법, 절연검출시스템 및 누설전류보상기 |
| KR101391146B1 (ko) * | 2012-09-05 | 2014-05-19 | 김보경 | 활선상태에서의 케이블 상태 감시장치 및 방법 |
| CN103076498A (zh) * | 2012-12-30 | 2013-05-01 | 上海市电力公司 | 潮湿固体电缆的导电性能检测方法 |
| KR101406546B1 (ko) * | 2013-05-30 | 2014-06-11 | 공주대학교 산학협력단 | 동작 주파수 설정 기능을 갖는 정현파 함수형 활선 절연저항 측정 장치 |
| KR101407864B1 (ko) * | 2013-05-30 | 2014-06-16 | 공주대학교 산학협력단 | 임피던스 연산 장치 및 이를 포함하는 정현파 함수형 활선 절연저항 측정 장치 |
-
1994
- 1994-05-18 JP JP10368394A patent/JP3430627B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013081310A1 (en) * | 2011-11-30 | 2013-06-06 | Kongju National University Industry-University Cooperation Foundation | A detection device of insulation resistance for non-interruption of electric power and hot-line |
| KR101303597B1 (ko) | 2011-11-30 | 2013-09-26 | 공주대학교 산학협력단 | 활선 절연저항 측정 장치 |
| KR101450451B1 (ko) * | 2013-04-30 | 2014-10-13 | 공주대학교 산학협력단 | 고정밀 활선 절연저항 측정 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07311230A (ja) | 1995-11-28 |
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