JP4008102B2 - 誘電正接測定法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電力ケーブルの現地竣工試験時に行なう誘電正接測定法に関する。特に、従来方法では、測定不可能であった誘導電圧の影響下でも、測定可能にしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
布設ケーブルの現地竣工試験時の誘電正接測定法は被測定ケーブルに商用周波交流電圧を印加し、誘電正接の電圧特性を測定して絶縁判定している。
【０００３】
ケーブルの誘電正接（以下tan δという）はケーブルの送電容量に大きな影響を与える。その意味で超高圧ケーブルにおいてtan δを監視することは有効である。
【０００４】
tan δの測定は、基本的には図４に示すような測定回路にて行なっている。被測定ケーブルは並行する他のケーブルから電磁誘導、近接する架空線から静電誘導を受けている。このような誘導を受けていると、tan δ測定において誘導電圧分だけ上乗せされ正しいtan δは測定されないことになる。このため、通常、tan δの測定後に測定器の電源極性を反転させ再度tan δを測定してその平均値を求めることにより正しいtan δを求めている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
現地測定における被測定ケーブルは、上述したように、他線路からの静電・電磁誘導の影響を非常に受け易く、tan δの測定不能、あるいは測定誤差を生じる原因となっていた。
【０００６】
従来の測定器の電源極性を反転させ、反転前後の測定器ブリッジ平衡定数を求めて測定していたが、誘導電圧が微小の時は、この手法でも測定可能であった。ところが、誘導電圧が大きい線路（ケーブル）については、この手法でも測定不能（測定値が正しくない）になってしまうという問題点がある。
【０００７】
本発明は誘導電圧が大きい場合でも測定可能としたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために以下のような手段を有している。
【０００９】
本発明のtan δ測定は、tan δ測定装置への入力電圧位相を位相変換装置で任意に変換することにより、被測定ケーブルが受けている誘導電圧の位相とマッチングさせる。このマッチングした位相の入力電圧をもってtan δ測定を行うことを特徴とする。
【００１０】
また、前記位相変換された入力電圧を交流安定化電源装置を介してtan δ測定装置に入力するものであり、静電容量が大きなケーブル線路にはこの交流安定化電源装置を複数台並列接続することにより上記のtan δ測定を行うことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を図に基づいて説明する。
【００１２】
図１は本発明のtan δ測定の全体の構成を示すもので、本発明のtan δ測定の特徴は従来のtan δ測定装置電源変圧器の一次側に位相変換装置１を設けた点にある。
【００１３】
また、一般に静電容量が大きいケーブル線路に対しても、交流安定化電源装置２を複数台並列接続して、上記tan δ測定装置電源変圧器の一次側に設け、上記位相変換装置によりこの交流安定化電源装置の出力電圧は位相変換されて出力することにより対応可能とした点にある。
【００１４】
測定方法について説明すると、図１において、位相変換装置１は商用周波数電源の位相を分解能１°でもって、±１８０°の位相変換出来るものであり、交流安定化電源装置２の入力電圧を位相変換装置１で位相を任意に変えることができる。この位相変換された電源電圧はtan δ測定装置電源変圧器３の一次側に入力する。tan δ測定装置４は公知のシェリングブリッジ等の被測定ケーブル１０とブリッジを組み平衡点を求めるものである。その等価回路を図２に示す。被測定ケーブル１０の終端１２から架空線他機器へのリード線をはずして図２のようにブリッジの一辺として結線される。
【００１５】
図２の等価回路について簡単に説明すると、図２は、誘導を受ける被測定ケーブルと高圧シェーリング・ブリッジで測定する場合の等価回路を示すものである。図２において、Ｖ₀ は電圧印加用電源トランスの電圧、Ｖ_m1，Ｖ_m2は導体および金属シースの等価直列電磁誘導電圧、Ｃ₀ はケーブルシース−大地間静電容量、Ｃ_x は被測定ケーブルの静電容量、Ｇ_x は被測定ケーブルの並列コンダクタンス、Ｃ_s は標準コンデンサの静電容量である。
【００１６】
この誘導電圧Ｖ_m1，Ｖ_m2の影響を除くのには、従来電源電圧Ｖ₀ の位相を１８０度かえて２回測定を行い、下記の(1) 式で計算している。
【００１７】
【数１】

誘導が無視できる場合には下記の(2) 式でtan δが求まる。
【００１８】
tan δ＝ωＲ₄ Ｃ₄ −ωＲ₃ Ｃ₀ …(2)
次に本発明のtan δ測定手順について説明すると、図１の測定回路構成において、tan δ測定装置４の測定つまみ、すなわち、等価回路における可変抵抗Ｒ₃ 、可変容量Ｃ₄ を変えて、おおよそのブリッジの平衡を得る。ついで、位相変換装置１についている「位相調整つまみ」で電源電圧位相を微調整しながらtan δ測定装置４のガルバノメータ５の感度をあげて再度上記のtan δ測定を行う。ガルバノメータ５の指針の振れが、最高感度になったところが被測定ケーブル１０のtan δ測定真値である。
【００１９】
次に、実線路（１５４ｋＶ １×２０００ｍｍ² ＣＶケーブル４．３ｋｍ）の測定例を示す。表１は誘導電圧、誘起電流の測定結果及びtan δの測定結果である。また、図３に入力電圧波形と誘導電圧波形を示す。
【００２０】
【表１】

上記の実施形態において、tan δ測定装置として交流型のシェリングブリッジについて例示したが、本発明において変成器を用いた電流比較方式の電流比較型ブリッジであっても良い。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のtan δ測定法によれば、電源電圧位相を任意に変え被測定ケーブルが受けている誘導電圧の位相とマッチングさせる様になっているので、誘導電圧の影響を受けずに測定可能である。
【００２２】
また、交流安定化電源装置を並列接続することで、静電容量が大きいケーブル（長距離線路）にも対応可能である。
【００２３】
さらに、位相変換装置を付加するだけなので、既存測定システムの変更、改造は一切不要である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のtan δ測定法を示す構成説明図。
【図２】 tan δ測定の等価回路図。
【図３】実線路の測定例の電圧波形を示すもので、（イ）はＡ相、（ロ）はＢ相、（ハ）はＣ相の電圧波形。
【図４】従来のtan δ測定を示す構成説明図。
【符号の説明】
１ 位相変換装置
２ 交流安定化電源装置
３ tan δ測定高圧変圧器
４ tan δ測定装置
５ ガルバノメータ
６ 極性反転器
１０ 被測定ケーブル

Claims (2)

1. 電力ケーブルの誘電正接測定方法において、
   誘電正接測定装置用電源変圧器の一次側に位相変換装置を設け、前記誘電正接測定装置への入力電圧の位相を調整しながら被測定ケーブルが受けている誘導電圧の位相とマッチングさせ、このマッチングした位相の前記入力電圧をもって前記被測定ケーブルの誘電正接を求めることを特徴とする誘電正接測定法。
2. 前記位相変換装置と前記誘電正接測定装置用電源変圧器の一次側との間に交流安定化電源装置を設け、前記位相変換装置により前記交流安定化電源装置の出力電圧は位相変換されて前記誘電正接測定装置用電源変圧器の一次側に入力することを特徴とする請求項１記載の誘電正接測定法。

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