JP3629409B2 - Ｃｖケーブルの劣化診断方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＶケーブルの水トリー劣化の診断方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＶケーブルは、布設状況により、浸水して絶縁体内部に水トリーが発生する場合がある。水トリー発生は絶縁性能の低下を招くものであり、これを診断する技術として残留電荷測定法が検討されている。
【０００３】
従来行われている残留電荷測定は、直流電圧を課電し、その後に接地して直流課電を除去し、続いて交流電圧を印加し、これにより生じた直流電流成分を検出する。これにより得られた電流信号を積分することで残留電荷量を計算する。この方法は水トリー劣化程度や破壊電圧との相関がよく、ＣＶケーブルの劣化診断方法として注目されている。
【０００４】
水トリー劣化した絶縁体の残留電荷発生機構は以下のように説明されている。
【０００５】
絶縁体中に水トリーが存在していると、直流課電によって水トリー部と健全絶縁体の界面に空間電荷が蓄積される。直流課電後に接地して直流課電を除去すると、絶縁体内部には空間電荷が残留しており、この空間電荷の電界によって移動を開始し、最終的には消滅する。
【０００６】
この空間電荷の移動・減衰は、接地（短絡）を保っている場合には、時間と共に指数関数的に減衰する直流電流（逆吸収電流）が接地回路に流れる。また、接地を開放した場合には、時間とともにある一定値に飽和するように直流電圧（残留電圧）が開放された電極間に回復してくる。この逆吸収電流と残留電圧の発生は、直流課電後の接地という急変に対する絶縁体内部の空間電荷の応答遅れに原因している。
【０００７】
この直流課電の接地後に回復してくる残留電荷は水トリーによる絶縁劣化信号の判定量に利用できる。しかし、空間電荷の移動・消滅に要する時間が著しく長いので、測定回路に観測される残留電荷の回復時間が著しく遅くなり、測定時間が短いと大きな信号量が得られない。
【０００８】
ところが、交流電圧を課電すると、水トリー劣化部に存在していた空間電荷の移動速度が速められて、水トリー劣化に原因する残留電荷を短時間で顕在化できる。これが交流課電を用いて残留電荷測定をする所以である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記残留電荷測定法は水トリー劣化程度や破壊電圧との相関がよく、絶縁劣化診断法として注目されているが、一般に残留電荷測定により得られる残留電荷量は、ケーブル全体から生じる平均的な情報であるために、ケーブルが極度に劣化しているのか、一様に軽微な劣化がしているのかを判定することはできない。よって、長尺ケーブル、あるいは長さの異なる試料間で劣化診断をすることは困難である。
【００１０】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、長尺ケーブルあるいは長さの異なるケーブル間における水トリー劣化程度を評価し得る方法を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のＣＶケーブルの劣化診断方法は、供試ケーブルに直流電圧を課電した後に接地し、その後に交流電圧を課電して残留電荷を測定することにより供試ケーブルの絶縁劣化を診断する方法において、前記交流電圧課電として、所定の昇圧時間及び一定電圧課電時間の課電後零に降圧する課電パターンを低電圧側から高電圧側の順に複数回行い、残留電荷が測定される最高交流課電電圧値から供試ケーブルの交流破壊電圧レベルを推定することにより絶縁劣化程度を診断することを特徴とする。
【００１２】
上記本発明の手法は、残留電荷測定により得られるケーブル長に依存した残留電荷量を対象とするものではなく、残留電荷が放出される最高交流課電電圧値を対象として評価しているために、ケーブルの長さによらずに劣化診断が可能である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
図２は本発明に係る残留電荷測定回路のブロック図である。図２において、まず最初に切り替えスイッチ５を接点５ａ側に接続して供試ケーブル１に直流課電装置２からの直流電圧Ｖ_ＤＣを所定時間印加する。この後に切り替えスイッチ５を接点５ｂに切り替えて、供試ケーブル１を保護抵抗Ｒを介して接地する。次に、切り替えスイッチ５を接点５ｃに切り替えて、交流課電用の変圧器３に接続され、残留電荷測定が可能な回路状態にする。変圧器３の一次巻線側には電圧調整装置４が接続されており、これによって変圧器３の二次側の出力電圧を零から所定電圧Ｖ_ＡＣまで変化させる。また、変圧器３の二次側低圧端子Ｖと接地Ｅとの間には残留電荷検出回路６が接続される。この残留電荷検出回路６は、入力部を短絡するためのスイッチＳＷと交流バイパス用のコンデンサＣｄと検出抵抗Ｒｄとが並列に接続され構成されている。この残留電荷検出回路６の出力はローパスフィルタ７を介して出力される。
【００１５】
次に、本発明の残留電荷測定は、図１に示すように、直流電圧課電後、接地時間ｔ_１ で接地し、続いて課電する交流電圧を所定の大きさの電圧（Ｖ_１ ，Ｖ_２ ，Ｖ_３ ，Ｖ_４ ）でステップ状に複数回課電し、各ステップの電圧（Ｖ_１ ，Ｖ_２ ，Ｖ_３ ，Ｖ_４ ）課電ごとに残留電荷測定を行なうものである。図１において、残留電荷信号の波形はＡＣ課電電圧Ｖ_３ まで測定され、ＡＣ課電電圧Ｖ_４ では測定されない、この場合は、残留電荷が測定される最高交流課電電圧値はＶ_３ である。
【００１６】
上記の直流電圧に続いて課電する交流電圧をステップ状に複数回課電することにより得られる残留電荷信号は、水トリー長に関連した情報を含む。つまり。残留電荷が放出される交流電圧値自体は水トリー長に対応しており、水トリー長が長いほど高い交流電圧が必要となる。従って、上記方法により残留電荷が放出される最高交流課電電圧値自体を評価対象とすることにより、劣化測定を行うことが可能となる。
【００１７】
図３は、残留電荷信号が検出された最高交流課電電界強度と交流破壊電界強度の関係についての実験結果を示している。これを近似する曲線を判定曲線として採用することにより、残留電荷信号が検出される最高交流課電電圧から、供試ケーブルの現時点交流破壊電界強度（残存交流破壊電界強度）を求めることができ、これに絶縁厚さを乗じることにより交流破壊電圧レベル（残存交流破壊電圧）を算出することができる。
【００１８】
本発明では、残留電荷測定により得られる、ケーブル長に依存した残留電荷量を対象とするものではなく、残留電荷が放出される最高交流課電電圧値に基づく交流破壊電圧レベルを対象として評価しているために、ケーブルの長さによらずに適用することができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のＣＶケーブルの劣化診断方法によれば、ケーブル長に依存した残留電荷量を評価の対象とするものではなく、残留電荷が放出される最高交流課電電圧値を対象として評価しているので、ケーブル長に関わらず正確に劣化診断を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る課電方法と残留電荷信号の測定波形を示す説明図である。
【図２】本発明を実施するための測定回路図である。
【図３】本発明に係る残留電荷測定における残留電荷放出の最高交流電界強度と交流破壊電界強度との関係を表わすグラフである。
【符号の説明】
１ 供試ケーブル
２ 直流課電装置
３ 交流課電変圧器
４ 電圧調整装置
５ 切り替えスイッチ
６ 残留電荷検出回路
７ ローパスフィルタ

Claims (1)

1. 供試ケーブルに直流電圧を課電した後に接地し、その後に交流電圧を課電して残留電荷を測定することにより供試ケーブルの絶縁劣化を診断する方法において、
   前記交流電圧課電として、所定の昇圧時間及び一定電圧課電時間の課電後、零に降圧する課電パターンを低電圧側から高電圧側の順に複数回行い、残留電荷が測定される最高交流課電電圧値から供試ケーブルの交流破壊電圧レベルを推定することにより絶縁劣化程度を診断することを特徴とするＣＶケーブルの劣化診断方法。

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