JP4438245B2 - 高電圧放電形パルスレーダーにおける高電圧パルス検出法 - Google Patents
高電圧放電形パルスレーダーにおける高電圧パルス検出法 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、高電圧パルス検出法、特に、高電圧用検出器を用いないで高電圧パルスの検出が可能な高電圧放電形パルスレーダーにおける高電圧パルス検出法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図5は、従来の高電圧パルスレーダー法による測定システムを示している。
このシステムは、直流高電圧発生装置1の出力リード線2と、オッシロスコープ3が結線4された高電圧パルス検出器6のリード線7を、それぞれ、電力ケーブル9のケーブルヘッド10に設けられた導体引出端子11に接続して測定回路が構成されており、高電圧パルス検出器6からパルス信号を入力してオシロスコープ3により測定している。この場合、電力ケーブル9に或る直流電圧で放電が発生した場合、パルス検出器6として、直流電圧の約2倍の電圧に対応できる高電圧用のパルス検出器、又は設定が必要になる。
【0003】
図6は、従来の高電圧パルスレーダー法の測定システム(図5)による試験測定結果の波形を示している。
この測定試験例は、長さ640mの電力ケーブル(図5の9)で実施し、絶縁破壊点から反射した高電圧パルスを高電圧パルス検出器(図5の6)で検出した波形である。
一方、パルスの間隔が7.46μs、電力ケーブル長が640mであるため、電力ケーブル9内のパルスの伝搬スピード(S)は、つぎの数式(1)により事前に171(μs/m)として求められる。
【0004】
【数1】
【0005】
図6のように、7.46μsのパルス間隔が得られたとき、事前に求めた伝搬速度171(μs/m)に基づいて、つぎの演算式(2)から事故点までの距離(l)を算出する。その結果、l=640mが得られ、事故点が電力ケーブル9の終端にあることが判明する。
【0006】
【数2】
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の高電圧パルスレーダー法による測定システムによると、高電圧パルス検出器をケーブルヘッドの導体引出端子にリード線で接続しているため、高電圧パルス検出器が高電圧に耐える必要があり、コストアップを生じ、また測定回路を破損させる恐れがあるという問題があった。
【0008】
従って、本発明の目的は、高電圧が課電されている電力ケーブルの場合に於いても高電圧用のパルス検出器を用いることなく、簡易な測定システムにより高電圧パルスを正確に検出することが可能な高電圧放電形パルスレーダーにおける高電圧パルス検出法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、高電圧が課電される電力ケーブルの高電圧パルスを検出する高電圧放電形パルスレーダーにおける高電圧パルス検出法において、
前記電力ケーブルのケーブルヘッドの導体引出端子に直流高電圧を課電するステップと、
前記ケーブルヘッドの遮蔽層を有しない位置の絶縁体の周囲に外部電極を設け、前記電力ケーブルの絶縁破壊点から反射する高電圧パルスを前記ケーブルヘッドに設けた前記外部電極によって検出するステップとから構成されることを特徴とする高電圧放電形パルスレーダーにおける高電圧パルス検出法を提供する。
【0010】
また、本発明は、上記の目的を達成するため、前記高電圧パルスを前記外部電極によって検出するステップは、
前記電力ケーブルの中を伝搬し、前記絶縁破壊点で反射した前記高電圧パルスを、前記ケーブルヘッドの前記遮蔽層を有しない前記絶縁体の周囲に位置し、前記電力ケーブルの導体と静電結合した金属箔あるいは金属テープからなる前記外部電極によって捉えた後、
前記高電圧パルスを前記外部電極に接続されたリード線と結線されたオッシロスコープにより検出するステップを含むことを特徴とする高電圧放電形パルスレーダーにおける高電圧パルス検出法を提供する。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の実施の形態による高電圧パルス検出法に用いる測定システムを示している。
このシステムは、直流高電圧発生装置1の出力リード線7を、電力ケーブル9のケーブルヘッド10の導体引出端子11に接続して、直流高電圧を課電する。
ケーブルヘッド10の遮蔽層を有しない位置の絶縁体の周囲には、外部電極8(詳細は図2)が設けられている。
外部電極8には、リード線7により接続されたパルス検出抵抗5と結線4されたオッシロスコープ3を有してパルス検出回路が形成されている。
【0012】
図1のシステムによると、電力ケーブル9の絶縁破壊点(図示省略)から反射する高電圧パルスは、ケーブルヘッド10に設けた外部電極8によって検出される。外部電極8によって捉えらた高電圧パルスは、外部電極8に接続されたリード線7とパルス検出抵抗5に結線4されたオッシロスコープ3により検出して評定される。
【0013】
図2は、本発明の実施の形態によるCVケーブル(6600V)のケーブルヘッドに外部電極を取り付けた場合を示しており、外部電極の下に遮蔽層が無いケーブルヘッドの縦断説明図である。
図2において、ケーブルヘッド10の遮蔽層15を有しない位置の絶縁体13の周囲に、外部電極8が設けられている。この外部電極8は、絶縁体13とギャップが生じないように、しかも、電力ケーブル9の導体12と外部電極8の間の静電容量が数10pF〜数100pFになるように銅の金属箔あるいは金属テープによって形成されている。
【0014】
図3は、本発明の高電圧パルス検出法の実施の形態(外部電極の下に遮蔽層が無い場合)による測定結果の波形を示している。
この測定は、長さ640mの電力ケーブル(図1の9)で実施し、絶縁破壊点を、外部電極(図1の8)に接続されたリード線(図1の7)とパルス検出抵抗(図1の5)に結線されたオッシロスコープ(図1の3)により形成されるパルス検出回路の端末から640mとした際に検出した波形である。
【0015】
図3の波形(外部電極の下に遮蔽層が無い場合)によると、パルスとパルスの間隔は、7.48μsである。
パルスの伝搬スピード(S)は、数式(1)で説明したように、171(μs/m)である。
絶縁破壊点までの距離(l)は、つぎの数式(3)より計算して639.5(m)と求められる。
図3の測定によると、設定した絶縁破壊点640mに対し、測定結果は639.5mであり、絶縁破壊点の位置を正確に評定可能であることが分かる。
【0016】
【数3】
【0017】
図4は、外部電極の下に遮蔽層を有するケーブルヘッドに取り付けた場合の測定結果の波形を示している。
図4の測定は、図3の場合と同じ長さ640mの電力ケーブル(図1の9)で行い、絶縁破壊点も、図3の場合と同じように外部電極(図1の8)に接続されたリード線(図1の7)とパルス検出抵抗(図1の5)に結線されたオッシロスコープ(図1の3)により形成されるパルス検出回路の端末から640mとした際に検出した波形である。
【0018】
図4の波形(外部電極の下に遮蔽層を有する場合)においては、本来、図3の場合と同じ長さ640mの電力ケーブルであるから、パルスとパルスの間隔は、図3の場合と同じ7.46μsを示す筈である。
パルスの伝搬スピード(S)は、数式(1)で説明したように、171(μs/m)である。
しかし、図4の波形によると、パルス検出抵抗(図1の5の検出端)と絶縁破壊点を往復した時間(パルスが電力ケーブルの中を往復する時間)は、パルスとパルスの間隔の波形最大値が3.7μs(図4の波形)を示している。
この3.7μsを用いて、絶縁破壊点までの距離(l)を、つぎの数式(4)より計算すると、316(m)と求められる。
このように、外部電極の下に遮蔽層を有する場合は、電力ケーブル長が640mの往復であるにも拘わらず、数式(4)により算出した絶縁破壊点までの距離(l)は、316(m)と異なる距離(l)を示すことが分かる。
【0019】
【数4】
【0020】
図4から判明したことは、外部電極の下に遮蔽層を有する構成の場合、設定した絶縁破壊点640mに対し、測定結果は316mであって、明らかに値が異なり、正しい絶縁破壊点の位置評定が出来ないことが分かる。
これは、検出信号にノイズが入ることによって、どのパルスが測定したいパルスなのかが判らなくなるためである。この結果、絶縁破壊点の正確な位置検出を誤らせることになる。
【0021】
本発明の実施の形態において、電力ケーブルの絶縁破壊点から反射する高電圧パルスを前記ケーブルヘッドに設けた外部電極によって検出するときは、高電圧パルスが電力ケーブルの中を伝搬し、絶縁破壊点で反射して往復したのちの高電圧パルスを、ケーブルヘッドの遮蔽層を有しない位置の絶縁体の周囲に絶縁体とギャップが生じない様に設けた銅などの金属箔あるいは金属テープからなる外部電極によって捉えた後、高電圧パルスをリード線を介して外部電極に結線されたパルス検出抵抗とオッシロスコープにより検出するものである。高電圧パルスを銅などの金属箔あるいは金属テープから成る外部電極によって捉えると、電力ケーブルの絶縁破壊点の位置を正確に評定することができる。
【0022】
本発明の実施の形態において、ケーブルヘッドに設ける外部電極は、ケーブルヘッドの遮蔽層を有しない絶縁体の周囲に位置して電力ケーブルの導体と静電結合させる場合、絶縁体とギャップが生じない様に銅などの金属箔あるいは金属テープによって外部電極を形成することが重要である。
さらに、電力ケーブルの導体と外部電極間の静電容量は、数10pF〜数100pFになるように形成することが望まれる。この静電容量を数10pF〜数100pFに維持すると、ケーブルヘッドの導体引出端子に課電されている高電圧によるパルス検出回路への影響、例えば、パルス検出回路の故障の発生、パルス検出感度の低下、誤差の増大などを防止でき、パルス検出の感度を向上させることができる。
【0023】
【発明の効果】
本発明の高電圧放電形パルスレーダーにおける高電圧パルス検出法によると、高電圧パルスを検出する金属箔あるいは金属テープからなる外部電極は、ケーブルヘッドの遮蔽層を有しない絶縁体の周囲に位置して電力ケーブルの導体と静電結合して設けられ、外部電極にリード線を介して結線されたパルス検出抵抗とオッシロスコープも、高電圧が課電されるケーブルヘッドの導体引出端子から完全に分離されて高電圧が印課されない構成であるから、直流高電圧発生装置の直流高電圧による影響、例えば、パルス検出回路の故障の発生、パルスの検出感度の低下、誤差の増大などを防止できるという効果がある。
【0024】
この結果、電力ケーブルの絶縁破壊点から反射する高電圧パルスを検出する際に、高電圧に耐えるパルス検出器を用いることなく、簡易な測定システムにより高電圧パルスを正確に検出することが可能となる。勿論、絶縁破壊が発生した場合の急を要する復旧作業のために、調査に必要な測定システムの現地への搬送も容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態による高電圧パルス検出法に用いる測定システムを示す説明図である。
【図2】本発明の実施の形態によるケーブルヘッドへの外部電極の取付例を示し、外部電極の下に遮蔽層が無い場合の縦断説明図である。
【図3】本発明の高電圧パルス検出法の実施の形態による測定結果を示す波形の説明図である。
【図4】外部電極の下に遮蔽層を有するケーブルヘッドへの取付例における高電圧パルス検出法による測定結果を示す波形の説明図である。
【図5】従来の高電圧パルスレーダー法による測定システムを示す説明図である。
【図6】従来の高電圧パルスレーダー法の測定システムによる試験測定結果の波形を示す説明図である。
【符号の説明】
1 直流高電圧発生装置
2 出力リード線
3 オッシロスコープ
4 結線
5 パルス検出抵抗
6 高電圧パルス検出器
7 リード線
8 外部電極(金属箔)
9 電力ケーブル
10 ケーブルヘッド
11 導体引出端子
12 導体
13 絶縁体
14 絶縁テープ
15 遮蔽層
16 ケーブルシース
Claims (2)
- 高電圧が課電される電力ケーブルの高電圧パルスを検出する高電圧放電形パルスレーダーにおける高電圧パルス検出法において、
前記電力ケーブルのケーブルヘッドの導体引出端子に直流高電圧を課電するステップと、
前記ケーブルヘッドの遮蔽層を有しない位置の絶縁体の周囲に外部電極を設け、前記電力ケーブルの絶縁破壊点から反射する高電圧パルスを前記ケーブルヘッドに設けた前記外部電極によって検出するステップとから構成されることを特徴とする高電圧放電形パルスレーダーにおける高電圧パルス検出法。 - 前記高電圧パルスを前記外部電極によって検出するステップは、
前記電力ケーブルの中を伝搬し、前記絶縁破壊点で反射した前記高電圧パルスを、前記ケーブルヘッドの前記遮蔽層を有しない前記絶縁体の周囲に位置し、前記電力ケーブルの導体と静電結合した金属箔あるいは金属テープからなる前記外部電極によって捉えた後、
前記高電圧パルスを前記外部電極に接続されたリード線と結線されたオッシロスコープにより検出するステップを含むことを特徴とする請求項1に記載の高電圧放電形パルスレーダーにおける高電圧パルス検出法。
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