JP3853134B2

JP3853134B2 - 電力ケーブルの余寿命推定方法

Info

Publication number: JP3853134B2
Application number: JP2000124061A
Authority: JP
Inventors: 直也山田
Original assignee: Mitsubishi Electric Building Techno-Service Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Electric Building Techno-Service Co Ltd
Priority date: 2000-04-25
Filing date: 2000-04-25
Publication date: 2006-12-06
Anticipated expiration: 2020-04-25
Also published as: JP2001307562A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電力ケーブルの残存寿命を推定する電力ケーブルの余寿命推定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、受変電設備に設置される高圧等の電力ケーブルの絶縁劣化の良否判定は、電力ケーブルの運転を停止した後に、電力ケーブルの高圧導体の１相毎、または３相一括に直流高電圧（例えば６ｋＶ）を課電し、ケーブルシースから漏洩する漏れ電流を測定する、所謂「直流高圧試験」で行っていた。
この試験による６．６ｋＶＣＶケーブルの良否判定の例として例えば図５に示されるように、漏れ電流が０．５μＡ未満であるならば「良好」、５μＡ以上であるならば「不良」、そして両者間にある場合には「要注意」レベルにあるとして電力ケーブルの絶縁劣化の良否判定を行っていた。
【０００３】
また、上記直流高圧試験に加えて、シェーリングブリッジ等の交流絶縁試験装置によって誘電正接ｔａｎδを測定し、この測定結果が例えば図５に示されるように、０．２％未満であるならば「良好」、５％以上であるならば「不良」、そして両者間にある場合には「要注意」レベルにあるとして電力ケーブルの絶縁劣化の良否判定を行っていた。
【０００４】
これらの上記試験によって「良好」と判断された電力ケーブルは、引き続き使用されるが、「不良」と判断された電力ケーブルは直ちに更新の計画を策定し、早急に更新改修される。また、「要注意」と判断された電力ケーブルは数ヶ月〜１年以内に再度試験を行い、電力ケーブルの絶縁劣化の良否判定を行っていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記電力ケーブルの絶縁劣化の良否判定では、直流電圧下での漏れ電流、または交流電圧に対する誘電正接ｔａｎδのレベルによってその時点の絶縁劣化の良否判定をできるものの、その電力ケーブルを後どれ程使用できるかの余寿命を知ることはできなかった。
【０００６】
この発明は、かかる問題点を解決することを課題とするものであって、既存のデータを利用して簡単に電力ケーブルの残存寿命を推定することができる電力ケーブルの余寿命推定方法に得ることを目的とする。
【０００９】
この発明に係る電力ケーブルの余寿命推定方法では、予め、電力ケーブルにおける誘電正接と残存交流破壊電圧とのデータから、誘電正接が対数の片対数方眼紙上で直線で表される、誘電正接に対する残存交流破壊電圧の関係においての下限レベルの誘電正接関係を求めておき、また、予め、電力ケーブルにおける使用年数と残存交流破壊電圧とのデータから、残存交流破壊電圧が対数の片対数方眼紙上で直線で表される、使用年数（Ｔ）に対する残存交流破壊電圧（Ｖ）の関係においての最低想定レベルの使用年数関係を求めておき、先ず、調査対象である調査電力ケーブルを非破壊で誘電正接を測定し、前記誘電正接関係からこの誘電正接に対応した前記下限レベルの前記残存交流破壊電圧（Ｖ１）を知り、次に、前記調査電力ケーブルの使用年数（Ｔ）と残存交流破壊電圧（Ｖ）との関係を示す、残存交流破壊電圧が対数目盛である片対数方眼紙上で、前記調査電力ケーブルが実際に使用された実使用年数（Ｔ１）及び前記残存交流破壊電圧（Ｖ１）が交差する点をプロットし、その後、前記最低想定レベルの前記直線と同一傾斜で前記点を通る直線を引き、この直線と前記調査電力ケーブルの使用良否判定の残存交流破壊電圧（Ｖｃ）とが交差する点から調査電力ケーブルの寿命使用年数（Ｔ１ｃ）を知り、この寿命使用年数（Ｔ１ｃ）から前記実使用年数（Ｔ１）を引くことでケーブルの残存寿命を推定する。
【００１０】
この発明に係る電力ケーブルの余寿命推定方法では、予め、電力ケーブルにおける直流漏れ電流と残存交流破壊電圧とのデータから、直流漏れ電流が対数の片対数方眼紙上で直線で表される、直流漏れ電流に対する残存交流破壊電圧の関係においての下限レベルの直流漏れ電流関係を求めておき、また、予め、電力ケーブルにおける使用年数と残存交流破壊電圧とのデータから、残存交流破壊電圧が対数の片対数方眼紙上で直線で表される、使用年数（Ｔ）に対する残存交流破壊電圧（Ｖ）の関係においての最低想定レベルの使用年数関係を求めておき、先ず、調査対象である調査電力ケーブルを非破壊で直流漏れ電流を測定し、前記直流漏れ電流関係からこの直流漏れ電流に対応した前記下限レベルの前記残存交流破壊電圧（Ｖ１）を知り、次に、前記調査電力ケーブルの使用年数（Ｔ）と残存交流破壊電圧（Ｖ）との関係を示す、残存交流破壊電圧が対数目盛である片対数方眼紙上で、前記調査電力ケーブルが実際に使用された実使用年数（Ｔ１）及び前記残存交流破壊電圧（Ｖ１）が交差する点をプロットし、その後、前記最低想定レベルの前記直線と同一傾斜で前記点を通る直線を引き、この直線と前記調査電力ケーブルの使用良否判定の残存交流破壊電圧（Ｖｃ）とが交差する点から調査電力ケーブルの寿命使用年数（Ｔ１ｃ）を知り、この寿命使用年数（Ｔ１ｃ）から前記実使用年数（Ｔ１）を引くことでケーブルの残存寿命を推定する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について説明する。図１は調査電力ケーブルの余寿命を求めるための図、図２は電力ケーブルの使用年数と残存交流破壊電圧との関係図、図３は電力ケーブルの絶縁指標である誘電正接ｔａｎδと残存交流破壊電圧との関係図である。
図２は、（社）日本電線工業会から公表された電力ケーブルの使用年数と残存交流破壊電圧との関係を示す図（技術資料−第１１６号１９９３年９月制定高圧ＣＶケーブルの保守・点検指針２１頁図３の１１）である。
この図は種々の布設環境下で長時間使用後に撤去された多くの高圧ＣＶケーブルについてその使用年数Ｔに対して残存交流破壊電圧をプロットしたものである。破壊電圧はばらつきが大きいものの、データの平均直線１１から分かるように、使用年数関係は、残存交流破壊電圧が対数の片対数方眼紙上で右下下がりの直線で表される。そして、このデータの最低値の最低想定直線１２についてもほぼ同じ傾斜の直線になること、及びこの最低想定直線１２が良否判定線１３と交差する点の使用年数１７．５年を電力ケーブルの耐用年数（更新を考慮すべき年数）としている。この良否判定線１３の残存交流破壊電圧の値６．９ｋＶは、三相の電力ケーブルにおいて、１線地絡事故が発生したときに、健全相にかかる電圧値から定められている。なお、この値は長期間の運転中に何度が遭遇する電圧レベルである。
【００１２】
図３は（社）電気学会技術報告（ＩＩ部）（第１８２号昭和５９年１２月）で公表された長時間使用後に撤去した高圧ＣＶケーブルの誘電正接ｔａｎδの値と残存交流破壊電圧との関係を示した図である。
この絶縁指標関係は、誘電正接ｔａｎδが対数の片対数方眼紙上で、大きなばらつきがあるものの、下限レベル線１４や上限レベル線１５から分かるように、誘電正接ｔａｎδの増大とともに残存交流破壊電圧が低下する傾向がある。例えばｔａｎδが５％に至ると残存交流破壊電圧は１０ｋＶを下回るようなレベルになる。なお、図５に示した判定基準においてｔａｎδが５％以上が不良であるのはこのことを根拠に設定されている。
【００１３】
本願の発明は、図２及び図３の既存のデータを利用して電力ケーブルの残存寿命を推定する方法を提案するものである。
つまり、調査対象である調査電力ケーブルを非破壊で絶縁指標を測定し、図３の絶縁指標関係からこの絶縁指標に対応した下限レベル線１４の残存交流破壊電圧Ｖ１を知り、次に残存交流破壊電圧Ｖ１及び図２の使用年数関係から調査電力ケーブルの使用良否判定の残存交流破壊電圧Ｖｃに対応した調査電力ケーブルの寿命使用年数Ｔ１ｃを知り、この寿命使用年数Ｔ１ｃから前記調査電力ケーブルが実際に使用された実使用年数Ｔ１を引くことで求めるものである。
【００１４】
以下、図１に基づいて電力ケーブルの残存寿命を推定する手順を具体例を挙げて説明する。例えば、電力ケーブルが実際に使用された期間である実使用年数（Ｔ１）が５年である調査対象である調査電力ケーブルについての残存寿命を推定する場合には、先ず調査電力ケーブルの非破壊の絶縁指標である誘電正接ｔａｎδを計測する。その値が２％であるとすると、このときの最低限のレベルの残存交流破壊電圧（Ｖ１）は図３から１３ｋＶであることが分かる。
次に、電力ケーブルの使用年数（Ｔ）と残存交流破壊電圧（Ｖ）との関係を残存交流破壊電圧が対数目盛である片対数方眼紙である図１に、実使用年数Ｔ１＝５年，残存交流破壊電圧Ｖ１＝１３ｋＶの点ａをプロットする。その後、図２で説明したように、使用年数と残存交流破壊電圧との関係は最低想定直線１２は平均直線１１とほぼ同一傾斜であることが分かっていることから、平均直線１１と同一傾斜で点ａを通る直線１を引くことで、この直線１は、最低限レベルの残存交流破壊電圧を有する電力ケーブルの残存交流破壊電圧の経年変化を示すことになる。そして、この直線１が例えば残存交流破壊電圧の良否判定値Ｖｃ＝６．９ｋＶの良否判定線２と交差する点ｐの寿命使用年数Ｔ１ｃは図２の特性から１４年と求められるので、余寿命ΔＴは、ΔＴ＝Ｔ１ｃ−Ｔ１の式に各値を代入することで、この電力ケーブルの余寿命は９年であると推定される。
【００１５】
推定調査対象である調査電力ケーブルの誘電正接ｔａｎδの値がもう少し小さく、その値が０．５％であるとすると、このときの最低限レベルの残存交流破壊電圧（Ｖ１）は図３から１８ｋＶであることが分かる。次に、電力ケーブルの使用年数（Ｔ）と残存交流破壊電圧（Ｖ）との関係を示す図１に、実使用年数Ｔ１＝５年，残存交流破壊電圧Ｖ２＝１８ｋＶの点ｂをプロットする。その後、平均直線１１と同一傾斜で点ｂを通る直線３（点線で示されている。）を引く。この点線３が残存交流破壊電圧の良否判定値Ｖｃ＝６．９ｋＶの良否判定線２と交差する点ｑの寿命使用年数Ｔ２ｃは図２の特性から１６年と求められるので、余寿命ΔＴは、ΔＴ＝Ｔ２ｃ−Ｔ１に各値を代入することで、この調査電力ケーブルの余寿命は１１年であり、２年長くなる。
【００１６】
実施の形態２．
上記実施の形態１では電力ケーブルの非破壊データとして誘電正接ｔａｎδを用いたが、直流高圧試験から得られる直流漏れ電流を絶縁指標として用いても同様にして電力ケーブルの余寿命を推定することができる。
図４は（社）電気学会技術報告（ＩＩ部）（第１８２号昭和５９年１２月）で公表された、実際に使用した後に撤去した高圧ＣＶケーブルの直流漏れ電流値と残存交流破壊電圧との関係を示した図である。
【００１７】
この図から分かるように、誘電正接ｔａｎδの場合と同様に、直流漏れ電流値と残存交流破壊電圧との間には大きなばらつきがあるものの、下限レベル線１６や上限レベル線１７から分かるように、直流漏れ電流値の増大とともに残存交流破壊電圧が低下する傾向がある。
従って、調査対象である調査電力ケーブルについて非破壊で直流漏れ電流値を測定し、図４の絶縁指標関係からこの絶縁指標に対応した下限レベル線１６上の残存交流破壊電圧Ｖ１を知り、次に残存交流破壊電圧Ｖ１及び図２の使用年数関係から調査電力ケーブルの使用良否判定の残存交流破壊電圧Ｖｃに対応した調査電力ケーブルの寿命使用年数Ｔ２ｃを知り、この寿命使用年数Ｔ２ｃから調査電力ケーブルが実際に使用された実使用年数Ｔ１を引くことで、電力ケーブルの余寿命を知ることができる。
なお、上記各実施の形態では、高圧電力ケーブル（６００Ｖ〜７０００Ｖ）について説明したが、この発明は、勿論例えば７０００Ｖ以上の特別高圧電力ケーブルの余寿命を推定する方法にも適用することができる。
【００２０】
【発明の効果】
この発明に係る電力ケーブルの余寿命推定方法によれば、予め、電力ケーブルにおける誘電正接と残存交流破壊電圧とのデータから、誘電正接が対数の片対数方眼紙上で直線で表される、誘電正接に対する残存交流破壊電圧の関係においての下限レベルの誘電正接関係を求めておき、また、予め、電力ケーブルにおける使用年数と残存交流破壊電圧とのデータから、残存交流破壊電圧が対数の片対数方眼紙上で直線で表される、使用年数（Ｔ）に対する残存交流破壊電圧（Ｖ）の関係においての最低想定レベルの使用年数関係を求めておき、先ず、調査対象である調査電力ケーブルを非破壊で誘電正接を測定し、前記誘電正接関係からこの誘電正接に対応した前記下限レベルの前記残存交流破壊電圧（Ｖ１）を知り、次に、前記調査電力ケーブルの使用年数（Ｔ）と残存交流破壊電圧（Ｖ）との関係を示す、残存交流破壊電圧が対数目盛である片対数方眼紙上で、前記調査電力ケーブルが実際に使用された実使用年数（Ｔ１）及び前記残存交流破壊電圧（Ｖ１）が交差する点をプロットし、その後、前記最低想定レベルの前記直線と同一傾斜で前記点を通る直線を引き、この直線と前記調査電力ケーブルの使用良否判定の残存交流破壊電圧（Ｖｃ）とが交差する点から調査電力ケーブルの寿命使用年数（Ｔ１ｃ）を知り、この寿命使用年数（Ｔ１ｃ）から前記実使用年数（Ｔ１）を引くことでケーブルの残存寿命を推定するので、非破壊で簡単に電力ケーブルの余寿命を推定することができる。
【００２１】
この発明に係る電力ケーブルの余寿命推定方法によれば、予め、電力ケーブルにおける直流漏れ電流と残存交流破壊電圧とのデータから、直流漏れ電流が対数の片対数方眼紙上で直線で表される、直流漏れ電流に対する残存交流破壊電圧の関係においての下限レベルの直流漏れ電流関係を求めておき、また、予め、電力ケーブルにおける使用年数と残存交流破壊電圧とのデータから、残存交流破壊電圧が対数の片対数方眼紙上で直線で表される、使用年数（Ｔ）に対する残存交流破壊電圧（Ｖ）の関係においての最低想定レベルの使用年数関係を求めておき、先ず、調査対象である調査電力ケーブルを非破壊で直流漏れ電流を測定し、前記直流漏れ電流関係からこの直流漏れ電流に対応した前記下限レベルの前記残存交流破壊電圧（Ｖ１）を知り、次に、前記調査電力ケーブルの使用年数（Ｔ）と残存交流破壊電圧（Ｖ）との関係を示す、残存交流破壊電圧が対数目盛である片対数方眼紙上で、前記調査電力ケーブルが実際に使用された実使用年数（Ｔ１）及び前記残存交流破壊電圧（Ｖ１）が交差する点をプロットし、その後、前記最低想定レベルの前記直線と同一傾斜で前記点を通る直線を引き、この直線と前記調査電力ケーブルの使用良否判定の残存交流破壊電圧（Ｖｃ）とが交差する点から調査電力ケーブルの寿命使用年数（Ｔ１ｃ）を知り、この寿命使用年数（Ｔ１ｃ）から前記実使用年数（Ｔ１）を引くことでケーブルの残存寿命を推定するので、非破壊で簡単に電力ケーブルの余寿命を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】調査電力ケーブルの余寿命を求めるための図である。
【図２】高圧ＣＶケーブルの使用年数と残存交流破壊電圧との関係図である。
【図３】高圧ＣＶケーブルの誘電正接ｔａｎδと残存交流破壊電圧との関係を示した図である。
【図４】高圧ＣＶケーブルの直流漏れ電流値と残存交流破壊電圧との関係を示した図である。
【図５】高圧ＣＶケーブルの判定基準図である。
【符号の説明】
１直線、２良否判定線、３直線、１１平均直線、１２最低想定直線、１３良否判定線、１４下限レベル線、１５上限レベル線、１６下限レベル線、１７上限レベル線、Ｔ使用年数、Ｔ１実使用年数、Ｔ１ｃ寿命使用年数、ΔＴ余寿命、Ｖ１残存交流破壊電圧。

Claims

予め、電力ケーブルにおける誘電正接と残存交流破壊電圧とのデータから、誘電正接が対数の片対数方眼紙上で直線で表される、誘電正接に対する残存交流破壊電圧の関係においての下限レベルの誘電正接関係を求めておき、
また、予め、電力ケーブルにおける使用年数と残存交流破壊電圧とのデータから、残存交流破壊電圧が対数の片対数方眼紙上で直線で表される、使用年数（Ｔ）に対する残存交流破壊電圧（Ｖ）の関係においての最低想定レベルの使用年数関係を求めておき、
先ず、調査対象である調査電力ケーブルを非破壊で誘電正接を測定し、前記誘電正接関係からこの誘電正接に対応した前記下限レベルの前記残存交流破壊電圧（Ｖ１）を知り、
次に、前記調査電力ケーブルの使用年数（Ｔ）と残存交流破壊電圧（Ｖ）との関係を示す、残存交流破壊電圧が対数目盛である片対数方眼紙上で、前記調査電力ケーブルが実際に使用された実使用年数（Ｔ１）及び前記残存交流破壊電圧（Ｖ１）が交差する点をプロットし、
その後、前記最低想定レベルの前記直線と同一傾斜で前記点を通る直線を引き、この直線と前記調査電力ケーブルの使用良否判定の残存交流破壊電圧（Ｖｃ）とが交差する点から調査電力ケーブルの寿命使用年数（Ｔ１ｃ）を知り、この寿命使用年数（Ｔ１ｃ）から前記実使用年数（Ｔ１）を引くことでケーブルの残存寿命を推定する電力ケーブルの余寿命推定方法。
予め、電力ケーブルにおける直流漏れ電流と残存交流破壊電圧とのデータから、直流漏れ電流が対数の片対数方眼紙上で直線で表される、直流漏れ電流に対する残存交流破壊電圧の関係においての下限レベルの直流漏れ電流関係を求めておき、
また、予め、電力ケーブルにおける使用年数と残存交流破壊電圧とのデータから、残存交流破壊電圧が対数の片対数方眼紙上で直線で表される、使用年数（Ｔ）に対する残存交流破壊電圧（Ｖ）の関係においての最低想定レベルの使用年数関係を求めておき、
先ず、調査対象である調査電力ケーブルを非破壊で直流漏れ電流を測定し、前記直流漏れ電流関係からこの直流漏れ電流に対応した前記下限レベルの前記残存交流破壊電圧（Ｖ１）を知り、
次に、前記調査電力ケーブルの使用年数（Ｔ）と残存交流破壊電圧（Ｖ）との関係を示す、残存交流破壊電圧が対数目盛である片対数方眼紙上で、前記調査電力ケーブルが実際に使用された実使用年数（Ｔ１）及び前記残存交流破壊電圧（Ｖ１）が交差する点をプロットし、
その後、前記最低想定レベルの前記直線と同一傾斜で前記点を通る直線を引き、この直線と前記調査電力ケーブルの使用良否判定の残存交流破壊電圧（Ｖｃ）とが交差する点から調査電力ケーブルの寿命使用年数（Ｔ１ｃ）を知り、この寿命使用年数（Ｔ１ｃ）から前記実使用年数（Ｔ１）を引くことでケーブルの残存寿命を推定する電力ケーブルの余寿命推定方法。