JP4531970B2 - 電力ケーブル線路の部分放電測定方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電力ケーブルの気中端末における部分放電測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電力ケーブル線路の気中終端接続部の部分放電測定において、気中終端接続部絶縁筒の両側に箔電極を取付け、信号電位差から信号を検出する方法が知られている（例えば特許第１８９７４５５号公報等参照）。
図８に上記気中終端接続部における部分放電測定方法を示す。同図において、１は碍子、２はシールド、３は架空線であり、碍子１は架台４上に設置され、碍子１の上端には架空線３が接続される。また、碍子１の下側は絶縁筒５を有する接続部６であり、接続部６からケーブル１０が引き出されている。
接続部６の絶縁筒５を挟んだ両側には箔電極７が取付けられ、箔電極７にはリード線を介して検出インピーダンス８に接続され、検出インピーダンス８には部分放電測定器９が接続される。
図９は図８の等価回路であり、Ｚ１、Ｚ３は接続部６の絶縁体インピーダンス、Ｚ２，Ｚ４は箔電極７のインピーダンス、Ｚは検出インピーダンス８のインピーダンスである。
図８において、接続部６もしくはその近傍で部分放電が発生すると、箔電極６から検出インピーダンス８に電流が流れ、検出インピーダンス８の両端に電圧が発生する。検出インピーダンス８には部分放電測定器９が接続されており、この部分放電信号が部分放電測定器９で測定される。
図８に示す気中端末においては、電圧印加時に架空線で気中コロナ放電が発生する。このため、図９に示す電気等価回路では、絶縁筒５の架空線側、ケーブル側でも上記コロナ放電によるノイズ信号が電位差として検出される。
このようなノイズ信号を除去するため、例えば、特許第１８９７４５５号に記載されるように、周囲にアンテナを配置し、このアンテナ信号により、絶縁筒間信号の入力を遮断しノイズを除去する機構を設けたものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ノイズの少ない環境下で測定する場合には、従来の部分放電測定方法でも部分放電測定が可能であるが、図８に示すように、気中終端接続部や気中終端近傍の中間接続部に適用した場合、気中終端及びこれに接続された架空線から発生するコロナ放電の信号が終端から進入する。
このコロナ放電と、目的とする気中端末内部の放電とは測定された信号からは区別が出来ないため、コロナ放電が発生している気中終端接続部では、内部欠陥に対する部分放電測定が充分な感度で行えない問題があった。
また、前記したアンテナを使用したノイズ除去機構を用いた測定においては、アンテナが上記気中コロナ放電に加えて、その他の空中ノイズを検知するため、信号の遮断が頻繁に発生し、測定が困難となるなどの問題がある。
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、気中コロナ放電等のノイズに影響されない高感度な部分放電測定方法を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
架空線及び気中終端上部で発生した気中コロナ放電ノイズは、電力ケーブル線路の気中終端接続部内部に進入する。このノイズにより、気中終端接続部またはその近傍の中間接続部においては部分放電測定が充分な感度で行えない。
そこで、本発明においては、次のようにして前記課題を解決する。
（１）接続部内部に進入するノイズを次のように検出する。
（ｉ）気中終端接続部や近傍の中間接続部の絶縁筒脇に対地間測定用の箔電極を取付け、該箔電極の対地間電位差からノイズ信号を検出する。
上記対地間測定用の箔電極は、絶縁筒のノイズが進入する側に取り付ければよく、例えば、気中端末側のみからノイズが進入する場合には、絶縁筒の気中端末側に取付けたり、また、絶縁筒の両側からノイズが進入する場合には、対地間測定用の箔電極を絶縁筒の両側に取付けることができる。
（ｉｉ）気中終端接続部や近傍の中間接続部の絶縁筒の近傍のケーブルに高透磁率のコアを取付け、該コアの両側のケーブル上に取り付けた箔電極の電位差からノイズ信号を検出する。
上記コアと箔電極は、上記（ｉ）と同様、絶縁筒のノイズが進入する側に取り付ければよく、絶縁筒の気中端末側や絶縁筒の両側に取付けることができる。
（２）上記のようにして検出したノイズ信号を用いて、絶縁筒間電位差信号に含まれるノイズを除去する。ノイズの除去は次のように行うことができる。
ノイズ信号が検出されたとき、上記箔電極間の電位差信号の部分放電測定器への入力を遮断するとともに、上記箔電極間の電位差信号の遮断直前の値を保持し、ノイズ信号がなくなると所定時間経過後に、上記箔電極間の電位差信号を部分放電測定器へ入力することによりノイズを除去する。
以上のようにして、ノイズを除去することにより、本来の目的である接続部内の欠陥より発生する部分放電信号のみを測定することができ、精度のよい部分放電測定を行うことができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は気中終端接続部の絶縁筒の脇に対地間測定用の箔電極を取付けてノイズを検出する実施例を示す図である。
同図において、１は碍子、２はシールド、３は架空線であり、碍子１の上端には架空線３が接続される。また、碍子１の下側は絶縁筒５を有する接続部６であり、接続部６からケーブル１０が引き出されている。
接続部６の絶縁筒５を挟んだ両側には箔電極７が取付けられ、箔電極７間にはリード線を介して検出インピーダンス８に接続される。検出インピーダンス８の両端電圧はノイズフィルタ１３に入力される。また、絶縁筒５の気中終端側の防食層上には、対地電圧検出用の箔電極１１が取付けられており、箔電極１１にはノード線を介して対地電圧検出用インピーダンス１２が接続される。対地電圧検出用インピーダンス１１により検出される対地電圧はノイズフィルタ１３に入力される。ノイズフィルタ１３の出力側には、部分放電測定器９が接続されており、ノイズフィルタ１３により、ノイズを除去された信号が部分放電測定器９に入力する。
本実施例は、上記のように、ノイズである気中コロナ放電信号が伝搬してくる側の絶縁筒脇の防食層上に対地電圧検出用の箔電極１１を貼り、この電極１１と対地間に対地電圧検出用インピーダンス１２を設け、対地電圧を、箔電極７の電位差信号と同時に測定する。
【０００６】
図２は図１の等価回路であり、Ｚ１、Ｚ３，Ｚ５は接続部６の絶縁体インピーダンス、Ｚ２，Ｚ４は箔電極７のインピーダンス、Ｚ６は箔電極１１のインピーダンス、Ｚは検出インピーダンス８のインピーダンス、Ｚｇは対地電圧検出用インピーダンス１２のインピーダンスである。
図１、図２において、前記したように、接続部６もしくはその近傍で部分放電が発生すると、箔電極７から検出インピーダンス８に電流が流れ、検出インピーダンス８の両端に電圧が発生する。
また、気中終端上部で発生した気中コロナ放電ノイズが、気中終端接続部内部に進入すると、このノイズにより対地電圧検出用インピーダンス１２に電流が流れ、その両端に電圧が発生する。検出インピーダンス８および対地電圧検出用インピーダンス１２に発生する電圧は、ノイズフィルタ１３に入力する。
ノイズフィルタ１３は以下に説明するように、検出インピーダンス８の両端に発生する電圧から気中終端接続部内部に進入したノイズを除去する。ノイズフィルタ１３によりノイズが除去された信号は、部分放電測定器９に入力し、部分放電が測定される。
【０００７】
前記図８に示した従来例においては、図９に示した等価回路から明らかなように、気中コロナ放電が発生しノイズが気中終端接続部内部に進入すると、絶縁筒５の架空線側、ケーブル側で電位差として検出される。
このコロナ放電と目的と端末内部の放電とは測定された信号からは区別が出来ないため、コロナ放電が発生している気中終端接続部では、内部欠陥に対する部分放電測定が充分な感度で行えない。本実施例では、上記のように対地電圧検出用の箔電極１１を取付けてノイズを検出し、検出インピーダンス８の両端に発生する電圧からノイズを除去しているので、部分放電測定を充分な感度で行うことができる。
【０００８】
図３は上記ノイズフィルタ１３の第１の実施例を示す図である。
同図において、ノイズが入力されていないとき、スイッチＳ１は閉じており、スイッチＳ２はＡ側に接続されている。
検出インピーダンス８の両端に発生する電圧（測定信号）は、入力端子２０から増幅器２１で増幅され、遅延回路２２、スイッチＳ２、増幅器２３を介して出力端子２８から出力される。なお、遅延回路２２はスイッチＳ１，Ｓ２の動作遅れに相当した時間だけ測定信号を遅延させるために設けられたものである。
また、上記測定信号は、増幅器２４で増幅されてスイッチＳ１を介してコンデンサＣ１に与えられ、コンデンサＣ１には増幅器２３に入力される電圧と略等しい値に充電される。
ここで、ノイズが気中終端接続部内部に進入し、対地電圧検出用インピーダンス１２に電圧（ノイズ信号）が発生すると、このノイズ信号は入力端子２５から増幅器２６を介してタイマ２７に入力する。タイマ２７はオフディレィタイマであり、ノイズ信号が入力すると直ちにスイッチＳ１を開き、スイッチＳ２をＢ側に切り替える。
このため、増幅器２３にはコンデンサＣ１に充電された電圧が入力され、増幅器２３の出力は、ノイズ進入直前の値に保持される。また、遅延回路２２は、上記スイッチＳ１，Ｓ２の動作遅れに相当した時間だけ、入力端子２０から入力する信号を遅延させるので、スイッチＳ１，Ｓ２に動作遅れがあっても、出力端子２８からノイズが重畳した信号が出力されることがない。
【０００９】
ノイズ信号がなくなると、タイマ２７は所定時間経過後に、スイッチＳ１を閉じるとともに、スイッチＳ２をＡ側に切り替える。このため、入力端子２０から入力される測定信号は、増幅器２１、遅延回路２２、スイッチＳ２、増幅器２３を介して出力端子２８から出力される。
以上のように、図３に示すノイズフィルタは、ノイズ信号が入力したとき、ノイズが重畳した測定信号を遮断し、遮断直前の値を保持して出力端子２８から出力するようにしたので、ノイズが部分放電測定器９に入力することがなく、精度のよい部分放電測定を行うことができる。
【００１０】
図４は上記ノイズフィルタ１０の第２の実施例を示す図である。
同図において、検出インピーダンス８の両端に発生する電圧（測定信号）は、入力端子３０から増幅器３１で増幅され、遅延回路３２を介して差動増幅器３３の一方の入力端子に入力する。一方、対地電圧検出用インピーダンス１１に発生する電圧（ノイズ信号）は、入力端子３４から増幅器３５を介して反転回路３６に入力し、反転回路３６で極性が反転され、差動増幅器３３の他方の端子に入力する。
差動増幅器３３は遅延回路３２の出力（測定信号）と反転回路３６の出力（極性反転したノイズ信号）を加算する。差動増幅器３３の出力は増幅器３７で増幅され、出力端子３８から出力される。
上記のように、測定信号に対応した信号を差動増幅器３３の一方の入力端子に入力し、また、ノイズ信号の極性を反転し、差動増幅器３３の他方の入力端子に入力しているので、測定信号に重畳したノイズを除去することができる。このため、ノイズが部分放電測定器９に入力することがなく、精度のよい部分放電測定を行うことができる。
【００１１】
なお、上記図１に示した実施例では、対地電圧検出用の箔電極を気中終端側にのみ設ける場合について説明したが、ノイズが接続部の両側から進入する場合には、図５に示すように、上記対地電圧検出用の箔電極を絶縁筒の両側に設けてもよい。すなわち、絶縁筒の両側に設けた対地電圧検出用の箔電極１１，１１’に、それぞれ対地電圧検出用インピーダンス１２，１２’を接続し、対地電圧検出用インピーダンス１２，１２’に発生する電圧を合成して（和を求めて）、上記ノイズフィルタ１３のノイズ入力端子２５または３４に入力するようにしてもよい。
【００１２】
図６は、気中終端接続部近傍の中間接続部のケーブル上に高透磁率のコアを取付けてノイズを検出する実施例を示す図である。
同図において、６は気中終端接続部であり、図１に示したように碍子、シールド等から構成され、架空線３が接続される。４１は上記気中終端接続部近傍の中間接続部であり、中間接続部４１の絶縁筒４２を挟んだ両側には、図１と同様、箔電極７が取付けられ、箔電極７間にはリード線を介して検出インピーダンス８に接続され、検出インピーダンス８の両端電圧はノイズフィルタ１３に入力される。また、絶縁筒４２の気中終端接続部４０側のケーブル上に、鉄・ケイ素鋼板等、あるいは、フェライト等の高透磁率のコア４３が取付られ、該コア４３の両側のケーブル防食層表面に箔電極４４が取付けられている。箔電極４４間にはノイズ検出用インピーダンス４５が接続され、ノイズ検出用インピーダンス４５の両端電圧は、ノイズフィルタ１３に入力される。ノイズフィルタ１３の出力側には、部分放電測定器９が接続されており、ノイズフィルタ１３により、ノイズを除去された信号が部分放電測定器９に入力する。
【００１３】
以上のように、本実施例においては、接続部近傍に高透磁率のコア４３を取付け、その両端に箔電極４４を取付け、このコア４３の両側に取り付けた箔電極４４間の電位差信号を、絶縁筒間に取付けられた通常の箔電極７間の電位差信号と同時に測定する。
前記したように、中間接続部４１もしくはその近傍で部分放電が発生すると、箔電極７から検出インピーダンス８に電流が流れ、検出インピーダンス８の両端に電圧が発生する。
また、ノイズが、中間接続部４１に進入すると、このノイズにより、コア４３の両側に取り付けた箔電極４４間に電位差が発生し、ノイズ検出用インピーダンス４５に電流が流れ、両端に電圧が発生する。検出インピーダンス８およびノイズ検出用インピーダンス４５に発生する電圧は、ノイズフィルタ１３に入力する。
ノイズフィルタ１３は前記図３、図４に示したものと同様のものを用いることができ、前記と同様、ノイズ信号が入力したとき測定信号を遮断したり、あるいは、極性を反転したノイズ信号と測定信号の加え合わせてノイズを除去する。ノイズフィルタ１３によりノイズが除去された測定信号は、部分放電測定器９に入力され、部分放電が測定される。
【００１４】
上記図６に示した実施例では、高透磁率のコアを気中終端接続部側にのみ設ける場合について説明したが、ノイズが接続部の両側から進入する場合には、図７に示すように、コア４３を中間接続部４１の両側に設けてもよい。すなわち、絶縁筒の両側に設けたコア４３，４３’の両側にそれぞれ箔電極４４，４４’を取付け、箔電極４４，４４’間にノイズ検出用インピーダンス４５，４５’をそれぞれ接続し、ノイズ検出用インピーダンス４５，４５’に発生する電圧を合成して（和を求めて）、上記ノイズフィルタ１３に入力するようにしてもよい。
なお、上記実施例では、気中終端接続部近傍の中間接続部のケーブル上に高透磁率のコアを取付けてノイズを検出する場合について説明したが、スペース的にコアの設置可能であれば、本実施例を前記図１に示した気中終端接続部に適用してもよい。また、同様に、気中終端接続部近傍の中間接続部に前記図１に示した実施例を適用し、対地電圧検出用の箔電極を取り付けてノイズを検出するようにしてもよい。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、接続部の絶縁筒の脇に対地電圧検出用の箔電極を取付けたり、接続部近傍のケーブル上に高透磁率のコアを取付けてノイズ信号を検出し、このノイズ信号を用いてノイズを除去して部分放電測定を行っているので、気中コロナ放電等のノイズに影響されることなく、高感度な部分放電測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】絶縁筒の脇に対地間測定用の箔電極を取付けてノイズを検出する実施例を示す図である。
【図２】図１の等価回路である。
【図３】ノイズフィルタの第１の実施例を示す図である。
【図４】ノイズフィルタの第２の実施例を示す図である。
【図５】対地電圧検出用の箔電極を絶縁筒の両側に設けた実施例を示す図である。
【図６】中間接続部のケーブル上に高透磁率のコアを取付けてノイズを検出する実施例を示す図である。
【図７】高透磁率のコアを中間接続部の両側に設けた実施例を示す図である。
【図８】従来の気中終端接続部における部分放電測定方法を示す図である。
【図９】図８の等価回路である。
【符号の説明】
１ 碍子
２ シールド
３ 架空線
４ 架台
５ 絶縁筒
６ 接続部
７ 箔電極
８ 検出インピーダンス
９ 部分放電測定器
１０ ケーブル
１１，１１’ 対地電圧検出用の箔電極
１２，１２’ 対地電圧検出用インピーダンス
１３ ノイズフィルタ
Ｓ１，Ｓ２ スイッチ
２２，３２ 遅延回路
２７ タイマ
Ｃ１ コンデンサ
３３ 差動増幅器
３６ 反転回路
４１ 中間接続部
４２ 絶縁筒
４３，４３’ 高透磁率のコア
４４，４４’ 箔電極
４５，４５’ ノイズ検出用インピーダンス

Claims (3)

1. 電力ケーブル線路における気中終端接続部またはその近傍の中間接続部の絶縁筒の両側の防食層上に箔電極を取付けて、絶縁筒の両側に取り付けた箔電極間の電位差を検出し、該電位差信号を部分放電測定器に入力して部分放電を測定する部分放電測定方法であって、
   絶縁筒の一方の側もしくは両側の防食層上に対地電圧検出用の箔電極を取り付けて、該箔電極の対地間電位差からノイズ信号を検出し、
   ノイズ信号が検出されたとき、上記箔電極間の電位差信号の部分放電測定器への入力を遮断するとともに、上記箔電極間の電位差信号の遮断直前の値を保持し、ノイズ信号がなくなると所定時間経過後に、上記箔電極間の電位差信号を部分放電測定器へ入力することでノイズを除去する
   ことを特徴とする部分放電測定方法。
2. 電力ケーブル線路における気中終端接続部またはその近傍の中間接続部の絶縁筒の両側の防食層上に箔電極を取付けて、絶縁筒の両側に取り付けた箔電極間の電位差を検出し、箔電極間の電位差信号を部分放電測定器に入力して部分放電を測定する部分放電測定方法であって、
   接続部絶縁筒の一方の側もしくは両側の接続部近傍のケーブル上に高透磁率のコアを取付け、該コアの両側のケーブル防食層表面に箔電極を取り付けて、コアの両側に取り付けた箔電極の電位差からノイズ信号を検出し、
   ノイズ信号が検出されたとき、上記箔電極間の電位差信号の部分放電測定器への入力を遮断するとともに、上記箔電極間の電位差信号の遮断直前の値を保持し、ノイズ信号がなくなると所定時間経過後に、上記箔電極間の電位差信号を部分放電測定器へ入力することでノイズを除去する
   ことを特徴とする部分放電測定方法。
3. 上記箔電極間の電位差信号を保持するコンデンサと、
   所定時間、上記箔電極間の電位差信号の部分放電測定器への入力を遮断するとともに、上記コンデンサにより保持された上記箔電極間の電位差信号を部分放電測定器へ入力させ、ノイズ信号がなくなると所定時間経過後に上記箔電極間の電位差信号を部分放電測定器へ入力させるタイマを備え、
   ノイズ信号が検出されたとき、該ノイズ信号により上記タイマを動作させ、上記箔電極間の電位差信号の遮断直前の値を保持し、ノイズ信号がなくなると所定時間経過後に上記箔電極間の電位差信号を部分放電測定器へ入力させることにより上記ノイズを除去する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力ケーブル線路の部分放電測定方法。

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