JP5539509B2 - ケーブル接続部を試験する方法 - Google Patents

Description

本発明は、港に停泊している船舶の配電システムと、陸地側に配置される電気供給接続部の周波数変換器との間に延びるケーブル接続部を試験する方法に関し、ケーブル接続部に印加される電圧が、電圧閾値に達するまで、周波数変換器により継続的に増大し、このときに生じる電流が記録され、電流測定値が得られ、予め定められた短絡基準値の存在に関して監視が実施される。

ケーブル接続部を試験する、このような方法は、既に先行技術より知られている。たとえば、DE1640254は、ケーブルの絶縁抵抗値が点検される方法を説明する。特にポリマーケーブルの場合には、絶縁部中に空洞または異物を封入することが、しばしば起こる。存在する高電圧のために、空洞内に封入される空気などの気体は、分離され、イオン衝撃に曝される。このイオン衝撃は、しばしば絶縁破壊につながり、その結果、そのような損傷を検出するために試験を実施する必要がある。この場合には、本線電圧の2倍をはるかに上回る高試験電圧が、ケーブル全体に印加される。

船舶用の陸地接続部の場合には、港に停泊している船舶は、ケーブル接続部を介して、陸地に配置される供給接続部に電気接続される。ケーブル接続部は、陸地側ケーブルおよび区間接続部と、船舶側のケーブルおよび区間接続部とを含む。海では、ケーブルプラグ接続部の要素は、過酷な気象条件に曝され、その結果、それらの要素は、容易に損傷を受ける可能性がある。同じ状況は、特に長い間、要素が使用されなかったとき、接続部の陸地側要素に当てはまる。このため、ケーブル接続部全体は、極めて頻繁に絶縁不良の点検をする必要がある。これにより、人が負傷し、または他の材料が損傷を受ける前に、ケーブル接続部中の材料損傷を特定することができる。

DE1640254

したがって、本発明の目的は、頻繁に反復することができ、損傷が生じた場合には極めて近くに位置する人を負傷させない、最初に述べたタイプの方法を提供することである。

本発明は、短絡電流閾値が周波数変換器により予め定められ、電流測定値が短絡電流閾値と等しくなるとき、短絡基準値を満たすことで本目的を達成する。

本発明は、通常DC電圧側で互いに接続される2つの変換器を有する周波数変換器が、短絡に対して耐性があり、最大電流値を有する制御可能電圧源として動作することができるという概念に基づく。ケーブル接続部を介して電流を測定するとき、ケーブル接続部に損傷がなければ、ケーブル接続部の漂遊容量を充電する電流(charging current)のみを測定することができる。対照的に、ケーブル接続部が損傷した場合には、電流は、周波数変換器に設定された短絡電流閾値まで上昇する。しかし、短絡電流は、それ以上上昇しない。いいかえれば、短絡電流は、最大値に制限され、その最大値は、損傷が生じたとき、試験にもかかわらず、ケーブル接続部の極めて近くに位置する人または物体を負傷または損傷させないように、予め定められる。したがって、この電流制限は、さらにケーブル接続部に軽度の負荷のみをかける、ケーブル接続部を試験する安全な方法を提供する。

短絡電流閾値が、供給接続部の通常運転中に生じる定格電流値よりも低いとき、さらに利点が得られる。本発明のこの有利な改良においても、予め定められた短絡電流閾値は、当然、ケーブル接続部の漂遊容量を充電する電流に相当する測定値よりも大きい。電流測定値が短絡電流閾値に達すると、ケーブル接続部絶縁が良好であると電流測定値をもはやみなすことができない。短絡基準値が満たされる。その際、たとえばケーブル部品の交換などの、さらなる対策を行う必要がある。この適切な改良によれば、短絡電流閾値は、十分低いので、ケーブルに負荷をかけることなく、同時により安全に所望の頻度で試験を実施することができる。

電圧閾値が、供給接続部の通常運転中にケーブル接続部に存在する、10%増大した定格電圧値よりも低いとき、さらに利点が得られる。

さらに、この有利な開発によって、電圧は、ケーブル接続部に関する既知の絶縁試験では通常よりも低い閾値にも限定される。先行技術によれば、ケーブル接続部に印加される電圧は、通常運転中に生じる電圧の約2.5倍である。本発明によれば、試験中にケーブル接続部に生じる電圧は、最大で約10%だけ定格電圧を上回る。これは、ケーブル接続部試験の安全性をさらに強める。

さらなる本発明の特徴および利点は、図面内の図を参照する、本発明の例示的な実施形態の以下の説明の対象である。

港に停泊しており、陸地接続部およびケーブル接続部により電力を供給される船舶を示す図である。

図1は、図に示されていない港に停泊している船舶1を示す。陸上に配置される陸地供給接続部3は、船舶1内の船舶配電システム2に電力を供給するのに使用される。陸地供給接続部3は、電力供給システム5を切断および結合する遮断器を備えるスイッチギヤアセンブリ4を有する。陸地接続部3は、DC電圧リンク回路9を通して互いに接続する整流器7および逆変換器8を備える周波数変換器6をさらに有する。この場合に、整流器7は、入力変圧器10を介してスイッチギヤアセンブリ4に接続するが、逆変換器8は、出力変圧器11およびケーブル接続部12を介して船舶配電システム2に結合する。図では、明瞭にするために、電子要素の1相のみを示す。しかし、電力供給システム5、ケーブル接続部12、船舶配電システム2、およびそれらに関連する要素は、すべて多相、特に3相である。

図に示すように、ケーブル接続部12は、プラグ接続部15を介して互いに接続することができる陸地側高圧ケーブル13および船舶側高圧ケーブル14を備える。船舶側接続ケーブル14は、概略的に示された保護要素16を設けられるが、保護要素16は、現時点ではこれ以上詳細に示す必要はない。

制御ユニット17は、周波数変換器6を制御するのに使用され、信号ケーブル18を介して周波数変換器6に、正確には整流器7および逆変換器8のどちらにも接続される。

入力側において、制御ユニット17は、電流センサ19および電圧センサ20に接続される。

さらに以上に既に説明したように、ケーブル接続部12は、正確には海側のケーブル14および陸地側ケーブル13のどちらも、過酷な気象条件に曝される。このため、ケーブル接続部12を、その供用性に関して継続的に点検する必要があり、すなわち、その絶縁能力を調べる必要がある。このため、正確には、たとえばプラグ接続部15が合わさると、制御ユニット17は、ケーブル接続部12に関する試験を自動的に実施する。このため、ケーブル接続部12は、図に示していないが、一端がプラグ接続部15に、他端が制御デバイス17に接続される信号線を備える。プラグ接続部15が合わさると、船舶配電システム2内の接続スイッチ21は、その遮断位置に入る。したがって、負荷側抵抗値は、ほぼ無限大となり、その結果、電圧がケーブル接続部12に印加されると、ケーブル接続部12の漂遊インダクタンスを充電する電流のみが流れる。制御ユニット17は、逆変換器8がケーブル接続部12中に短絡電流閾値に相当する最大電流を供給するように逆変換器8を制御する。短絡電流閾値は、漂遊インダクタンスを充電する電流の測定値よりも大きいが、通常運転状態で、すなわち船舶配電システム2が短絡なしに運転されているときにケーブル接続部12を介して流れる定格電流の測定値よりも著しく低い。

プラグ接続部15が合わさった後、制御ユニット17は、適当な制御信号を使用して逆変換器8を制御し、逆変換器8が、ケーブル接続部12にわたって印加される電圧を、図示した例示的な実施形態では、定格電圧より10%高い電圧閾値に達するまで、ランプ状すなわち徐々に増大させるようにする。いいかえれば、周波数変換器により試験の最後にケーブル接続部に存在する電圧は、定格電圧よりも最大で10%高い。同時に、最大電流は、定格電流よりも十分に低い値に制限される。したがって、ケーブル接続部12の試験中に生じる危険度は低い。

本発明によれば、ケーブル接続部12の要素は、試験中には軽度の負荷のみをかけられる。さらに、ケーブル接続部12の極めて近くに位置する人は、大きい危険発生源に全く曝されない。したがって、試験は、ケーブルに極めて近い人の避難などの、より大規模な対策を全く必要とすることなく、所望の頻度で反復することができる。

1 船舶
2 船舶配電システム、配電ネットワーク
3 陸地供給接続部、電力供給接続部
4 スイッチギヤアセンブリ
5 電力供給システム
6 周波数変換器
7 整流器
8 逆変換器
9 DC電圧リンク回路
10 入力変圧器
11 出力変圧器
12 ケーブル接続部
13 陸地側高圧ケーブル
14 船舶側高圧ケーブル、船舶側接続ケーブル
15 プラグ接続部
16 保護要素
17 制御ユニット、制御デバイス
18 信号ケーブル
19 電流センサ
20 電圧センサ
21 接続スイッチ

Claims (3)

1. 港に停泊している船舶(1)の配電システム(2)と、陸地側に配置される電気供給接続部(3)の周波数変換器(6)との間に延びるケーブル接続部(12)を試験する方法であって、前記ケーブル接続部(12)に印加される電圧(U)が、電圧閾値に達するまで、前記周波数変換器(6)により継続的に増大し、このときに生じる電流が記録され、電流測定値が得られ、予め定められた短絡基準値の存在に関して監視が実施され、
   短絡電流閾値が前記周波数変換器(6)により予め定められ、前記電流測定値が前記短絡電流閾値と等しくなるとき、前記短絡基準値を満たすことを特徴とする、方法。
2. 前記短絡電流閾値が、前記供給接続部(3)の通常運転中に生じる定格電流値よりも低いことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
3. 前記電圧閾値が、前記供給接続部(3)の通常運転中に存在する、10%増大した定格電圧値であることを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。

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