JP6322681B2 - Measurement method of dielectric loss tangent of power cable - Google Patents
Measurement method of dielectric loss tangent of power cable Download PDFInfo
- Publication number
- JP6322681B2 JP6322681B2 JP2016209069A JP2016209069A JP6322681B2 JP 6322681 B2 JP6322681 B2 JP 6322681B2 JP 2016209069 A JP2016209069 A JP 2016209069A JP 2016209069 A JP2016209069 A JP 2016209069A JP 6322681 B2 JP6322681 B2 JP 6322681B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage signal
- signal
- value
- phase
- product
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 title description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 29
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims description 24
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 13
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 7
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 6
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 5
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 5
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 229920003020 cross-linked polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004703 cross-linked polyethylene Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 229920001084 poly(chloroprene) Polymers 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000005061 synthetic rubber Substances 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Description
本発明は、電力ケーブルの誘電正接測定方法に関し、特に活線での測定方法に関するものである。 The present invention relates to a method for measuring a dielectric loss tangent of a power cable, and more particularly to a measurement method using a live wire.
CVケーブル等のゴム・プラスチック絶縁ケーブル(以下、「電力ケーブル」という。)の耐電圧寿命特性を決定する主要な絶縁劣化現象の一つとして、トリー劣化がある。 Tree degradation is one of the main insulation degradation phenomena that determines the withstand voltage life characteristics of rubber / plastic insulation cables (hereinafter referred to as “power cables”) such as CV cables.
図5は、電力ケーブルの断面を模式的に示したものである。電力ケーブル10は、導体11、絶縁体13、シールド層15、ケーブルシース17が内側から同心円状に位置するように形成されている。
FIG. 5 schematically shows a cross section of the power cable. The
導体11は、銅又アルミニウムを主材料とする素線の集合体である。絶縁体13は、電気的絶縁の形成を目的として導体11の外周に施されており、主に架橋ポリエチレンなどのプラスチック合成ゴムで構成される。シールド層15は、保安上及びケーブル性能向上の観点から、導体11からの電界がケーブル外部に放射されるのを防止するために絶縁体13の外周に施されており、主に銅テープにて構成されている。ケーブルシース17は、絶縁体13を外傷、水分や有機物質の侵入から防護する目的で施されており、主にビニル、ネオプレンゴムで構成される。
The
なお、図5には図示していないが、導体11と絶縁体13の間に、導体11と絶縁体13の接着を良好にしてボイド(気泡)の発生を防止し、また電界集中を緩和する目的で内部半導電層が施されることがある。また、絶縁体13とシールド層15の間のボイドの発生を防止し、また電界集中を緩和する目的で、絶縁体13とシールド層15の間に外部半導電層が施されることがある。
Although not shown in FIG. 5, adhesion between the
図5のような構成で施工された電力ケーブル10は、時間経過と共に、何らかの原因によって、内部にボイド21が発生することがある。このような状態で電圧が印加された状態が継続すると、絶縁体13よりも絶縁破壊の強さが低いボイド21が先に放電し(部分放電)、この放電が繰り返されることで、絶縁体13内に先端の鋭いくぼみ状のもの(突起形状)が形成される。このような形状が絶縁体13内にいったん形成されると、当該箇所に電界が集中して樹枝状(トリー状)の絶縁破壊が生じる。この絶縁破壊がいったん生じると、この箇所に空気層が形成されるので、更に放電が進行する。
In the
電力ケーブル10は、ボイド21以外にも、異物23や水分25が内部に発生することもある。絶縁体13内に存在する水分25は、異物23やボイド21又は突起物などに加わる局部的な高電界との相乗作用によって、トリー状の欠陥が更に進展する。
In addition to the
このようなトリー現象は、その成長とともに電力ケーブル10の絶縁性能を低下させ、最終的には運転中における絶縁破壊事故の原因となる。このため、電力ケーブル10の絶縁劣化診断において、トリー劣化を非破壊で信頼性高く検出することが要求されている。
Such a tree phenomenon decreases the insulation performance of the
電力ケーブル10内でトリーが進展すると、電力ケーブル10に加えられた電界が時間的に変化し、これが抵抗成分に変化する。この結果、電束密度の変化が遅れ、電流の位相がδだけ遅れる。この結果、電流と電圧の位相差が90°ではなくなる。このδを誘電損角と呼ぶ。このδの正接である誘電正接(tanδ)を測定することで、電力ケーブル10の劣化診断を行う方法が知られている。
When the tree progresses in the
図6は、誘電正接を測定する一般的な手法であるシェーリングブリッジ回路である(例えば、特許文献1参照)。検流計Gを流れる電流が実質的に0になるように、可変コンデンサC4及び可変抵抗R3の値を決定させる。この値に基づいて、電力ケーブル10の誘電正接の値を測定することができる。
FIG. 6 shows a Schering bridge circuit which is a general technique for measuring the dielectric loss tangent (see, for example, Patent Document 1). The values of the variable capacitor C4 and the variable resistor R3 are determined so that the current flowing through the galvanometer G becomes substantially zero. Based on this value, the value of the dielectric loss tangent of the
しかし、シェーリングブリッジを用いて誘電正接を測定するためには、高電圧電源HVが必要となる。すなわち、測定に際し、大きな電源装置を準備する必要がある。また、電力ケーブル10を活線状態のままで誘電正接を測定することができないため、停電を余儀なくされてしまう。
However, in order to measure the dielectric loss tangent using the Schering bridge, a high voltage power supply HV is required. That is, it is necessary to prepare a large power supply device for measurement. Moreover, since the dielectric loss tangent cannot be measured while the
かかる背景の下、これまでにも活線状態で電力ケーブルの誘電正接を測定する手法が提案されている(例えば、特許文献2、3参照)。 Against this background, a technique for measuring the dielectric loss tangent of a power cable in a live line state has been proposed (see, for example, Patent Documents 2 and 3).
特許文献2に記載の方法では、測定対象物である電力ケーブルに予め標準コンデンサを接続させておく必要があり、実際に誘電正接を測定する際の作業が煩雑化することが懸念される。また、特許文献3に記載の方法は、変流器から電圧を印加する構成であるため、測定される誘電正接の精度が変流器の特性に依存してしまうという課題がある。 In the method described in Patent Document 2, it is necessary to connect a standard capacitor in advance to the power cable that is the object to be measured, and there is a concern that the work for actually measuring the dielectric loss tangent becomes complicated. Moreover, since the method described in Patent Document 3 is configured to apply a voltage from a current transformer, there is a problem that the accuracy of the measured dielectric loss tangent depends on the characteristics of the current transformer.
本発明は、活線状態で電力ケーブルの誘電正接を測定する新たな手法を提案することを目的とする。 An object of the present invention is to propose a new method for measuring the dielectric loss tangent of a power cable in a live line state.
本発明は、商用周波数の電力潮流が発生している活線状態のケーブルの誘電正接を測定する方法であって、
前記電力ケーブルの接地線を流れる電流に由来した漏れ電流信号を取得する工程(a)と、
周波数が前記商用周波数の所定倍である第一基準電圧信号に対して位相を可変的に変化させた第一遅延電圧信号と、前記第一遅延電圧信号から所定の角度だけ位相が遅れている第二遅延電圧信号とを発生させる工程(b)と、
前記漏れ電流信号と前記第一遅延電圧信号との積、及び前記漏れ電流信号と前記第二遅延電圧信号との積をそれぞれ算定し、算定結果が所定の関係を成立させる時点における第一遅延電圧信号と前記第一基準電圧信号との位相差を特定する工程(c)と、
前記工程(c)で特定された位相差に基づいて前記誘電正接を算定する工程(d)とを有することを特徴とする。
The present invention is a method for measuring a dielectric loss tangent of a live cable in which a power flow of a commercial frequency is generated,
Obtaining a leakage current signal derived from the current flowing through the ground line of the power cable (a);
A first delay voltage signal whose phase is variably changed with respect to a first reference voltage signal whose frequency is a predetermined multiple of the commercial frequency, and a phase delayed by a predetermined angle from the first delay voltage signal. Generating a two-delayed voltage signal (b);
The product of the leakage current signal and the first delay voltage signal and the product of the leakage current signal and the second delay voltage signal are respectively calculated, and the first delay voltage at the time when the calculation result establishes a predetermined relationship. Identifying a phase difference between a signal and the first reference voltage signal (c);
And (d) calculating the dielectric loss tangent based on the phase difference specified in the step (c).
一例として、工程(a)は、電力ケーブルの接地線に電流プローブを取り付けることで、漏れ電流を測定する方法を採用することができる。また、第二遅延信号は、第一遅延電圧信号に対して90度位相が遅れているものとすることができる。 As an example, step (a) can employ a method of measuring leakage current by attaching a current probe to the ground line of the power cable. The second delay signal may be 90 degrees out of phase with the first delay voltage signal.
この方法によれば、電力ケーブルの漏れ電流に基づいて、電力ケーブルの電圧位相が特定される。すなわち、誘電正接の計測に際し、活線状態の電力ケーブルから電圧信号を取得する必要がない。このため、例えば数V〜数十V程度の電圧を発生させる発振器と、信号を遅延させる処理及び各種の演算を行う処理を行う演算部とを内蔵した測定器、並びに電力ケーブルの漏れ電流を計測する電流取得部とを現場に持参することのみで、対象とする電力ケーブルの誘電正接を、活線状態で測定することができる。従って、誘電正接の測定に伴う工数を大幅に削減することができる。また、測定に際し、大型の装置を持参する必要がなくなるという効果も有する。 According to this method, the voltage phase of the power cable is specified based on the leakage current of the power cable. That is, when measuring the dielectric loss tangent, there is no need to acquire a voltage signal from the live power cable. For this reason, for example, a measuring instrument incorporating an oscillator that generates a voltage of several volts to several tens of volts, a signal delaying process, and a calculation unit that performs various calculations, and a leakage current of a power cable is measured. The dielectric loss tangent of the target power cable can be measured in a live state only by bringing the current acquisition unit to the site. Therefore, the number of steps involved in measuring the dielectric loss tangent can be greatly reduced. In addition, there is also an effect that it is not necessary to bring a large device for the measurement.
前記工程(c)は、
前記第一基準電圧信号の位相を調整しながら、前記漏れ電流信号と前記第一基準電圧信号との積である第一演算値と、前記漏れ電流信号と前記第一遅延電圧信号との積である第二演算値と、前記第一演算値と前記第二演算値との積である第三演算値とを算定し、前記第三演算値の最大値と最小値の絶対値同士が等しくなる時点における前記第一基準電圧信号の位相を特定する工程であるものとすることができる。
The step (c)
While adjusting the phase of the first reference voltage signal, the first operation value that is the product of the leakage current signal and the first reference voltage signal, and the product of the leakage current signal and the first delay voltage signal A second calculated value and a third calculated value that is the product of the first calculated value and the second calculated value are calculated, and the absolute value of the maximum value and the minimum value of the third calculated value are equal to each other. It may be a step of identifying the phase of the first reference voltage signal at the time.
前記工程(d)は、
周波数が前記商用周波数である第二基準電圧信号に対して前記工程(c)で特定された位相差を有する第三遅延電圧信号と、前記第三遅延電圧信号から所定の角度だけ位相が遅れている第四遅延電圧信号とを発生させる工程(d1)と、
前記漏れ電流信号と前記第三遅延電圧信号との積、及び前記漏れ電流信号と前記第四遅延電圧信号との積を算定し、各算定結果に基づいて前記誘電正接を算定する工程(d2)とを有するものとすることができる。
The step (d)
A third delayed voltage signal having a phase difference specified in the step (c) with respect to a second reference voltage signal having a frequency that is the commercial frequency, and a phase delayed by a predetermined angle from the third delayed voltage signal Generating a fourth delayed voltage signal that is present (d1);
Calculating a product of the leakage current signal and the third delay voltage signal and a product of the leakage current signal and the fourth delay voltage signal, and calculating the dielectric loss tangent based on each calculation result (d2) It can have.
ここで、前記第四遅延電圧信号は、前記第三遅延電圧信号に対して90度位相が遅れているものとすることができる。 Here, the fourth delay voltage signal may be 90 degrees behind the third delay voltage signal.
また、前記工程(d2)は、
前記漏れ電流信号と前記第二基準電圧信号との積である第四演算値と、前記漏れ電流信号と前記第二遅延電圧信号との積である第五演算値とをそれぞれ算定し、前記第四演算値の直流成分と、前記第五演算値の直流成分との比率に基づいて前記誘電正接を算定することを有する工程であるものとすることができる。
In addition, the step (d2)
A fourth calculated value that is a product of the leakage current signal and the second reference voltage signal, and a fifth calculated value that is a product of the leakage current signal and the second delayed voltage signal are calculated, respectively. It may be a step including calculating the dielectric loss tangent based on a ratio of a direct current component of four arithmetic values and a direct current component of the fifth arithmetic value.
また、前記第一基準電圧信号は、前記商用周波数の2倍の周波数を有する信号であるものとすることができる。 The first reference voltage signal may be a signal having a frequency twice the commercial frequency.
本発明の方法によれば、大型の装置を用いることなく、活線状態で電力ケーブルの誘電正接を測定することができる。 According to the method of the present invention, it is possible to measure the dielectric loss tangent of a power cable in a live line state without using a large apparatus.
図1は、本発明の電力ケーブルの誘電正接測定方法を模式的に示すブロック図である。本発明に係る方法では、測定対象となる電力ケーブル10が存在する現場に対し、誘電正接測定装置1及び電流測定部2を持参するのみで、電力ケーブル10の誘電正接を測定することが可能である。
FIG. 1 is a block diagram schematically showing a method for measuring a dielectric loss tangent of a power cable according to the present invention. In the method according to the present invention, it is possible to measure the dielectric loss tangent of the
電流測定部2は、例えば電流プローブによって構成されることができる。電流測定部2は、電力ケーブル10に設けられている接地線30に取り付けられる。これにより、活線状態の電力ケーブル10において、接地線30を流れる漏れ電流に由来する電流信号が電流測定部2によって測定される。電流測定部2によって測定された電流信号は誘電正接測定装置1に入力される。
The current measuring unit 2 can be configured by a current probe, for example. The current measuring unit 2 is attached to a
誘電正接測定装置1は、発振部41、フィルタ部42、演算部43、及び表示部44を備える。発振部41は、所定の周波数の交流電圧を発生させる。フィルタ部42は、例えばバンドパスフィルタで構成され、電流測定部2によって測定された電流信号から、高周波成分を除去して出力する。演算部43は、入力される複数の電気信号に基づいて後述する所定の演算処理を行う処理部であり、例えばマイコンやソフトウェアで構成される。なお、ハードウェアで回路的に構成されていてもよい。表示部44は、演算部43の演算結果を表示する手段である。本実施形態では、電力ケーブル10の誘電正接の値が表示部44に表示される。なお、表示部44において、種々の信号の波形など、他の情報が表示されても構わない。また、誘電正接測定装置1がフィルタ部42を備えるか否かは任意である。
The dielectric loss tangent measuring apparatus 1 includes an
図2は、誘電正接測定装置1の構造を、機能的に表示したブロック図である。以下、図2を参照して、電力ケーブル10の誘電正接の測定方法を説明する。
FIG. 2 is a block diagram functionally showing the structure of the dielectric loss tangent measuring apparatus 1. Hereinafter, a method for measuring the dielectric loss tangent of the
(ステップS1)
電流測定部2を電力ケーブル10に設けられている接地線30に取り付け、漏れ電流に基づく電流信号を取得する。この信号は、フィルタ部42において高周波成分が除去されて、実質的に商用周波数成分の信号に変換されて、演算部43に入力される。このステップS1が工程(a)に対応する。演算部43に入力される電流信号をI1と記載する。
(Step S1)
The current measuring unit 2 is attached to the
(ステップS2)
発振部41から、商用周波数の2倍の電圧信号V1(「第一基準電圧信号」に対応)を出力し、演算部43に入力する。
(Step S2)
A voltage signal V 1 (corresponding to “first reference voltage signal”) twice the commercial frequency is output from the
(ステップS3)
演算部43において、電圧信号V1に対して位相をずらした電圧信号V1a、V1bを生成する。ここで、電圧信号V1aは、電圧信号V1に対して位相を随時変化させて生成された信号であり、第一遅延電圧信号に対応する。また、電圧信号V1bは、電圧信号V1aに対して所定の角度だけ位相を遅延させて生成された信号であり、第二遅延電圧信号に対応する。ここでは、電圧信号V1bが電圧信号V1aに対して位相が90度遅延した信号であるものとする。
(Step S3)
The calculating
このステップS3が工程(b)に対応する。 This step S3 corresponds to the step (b).
(ステップS4)
演算部43において、電圧信号V1aと電流信号I1の積である第一演算値m1、電圧信号V1bと電流信号I1の積である第二演算値m2をそれぞれ算定する。更に、演算部43において、第一演算値m1と第二演算値m2の積である第三演算値m3を算定する。
(Step S4)
The calculating
そして、演算部43において、第三演算値m3の最大値と最小値の絶対値同士が等しくなるような、電圧信号V1aの位相を探索し、特定する。以下では、本ステップS4で特定された位相をφと記載する。すなわち、第三演算値m3の最大値と最小値の絶対値同士が等しくなるまで、ステップS3〜S4の処理を繰り返し実行する。なお、ここで絶対値同士が等しいとは、実質的に等しい場合を包含するものであり、例えば、±0.01%以内の差であれば実質的に等しいと判断することができ、±0.001%以内の差とするのが更に好ましい。また、表示部44において第三演算値m3の値を適宜表示させるものとし、この値がほぼ0になった時点をもって、電圧信号V1aの位相を特定するものとしてもよい。
Then, the
なお、演算部43においてデジタル的に演算が行われる場合においては、特定したい位相付近で数値を所定倍したもので比較して第三演算値m3の最大値と最小値の絶対値同士を比較するものとしてもよい。この場合、実質的に等しいと判断される差分範囲の値そのものを大きくすることができるため、見かけ上の差分値を大きくして比較処理を簡易にすることができる。
Incidentally, in the case of digitally calculation is performed in the
このステップS4が工程(c)に対応する。 This step S4 corresponds to the step (c).
(ステップS5)
発振部41から、商用周波数の電圧信号V2(「第二基準電圧信号」に対応)を出力し、演算部43に入力する。
(Step S5)
A commercial frequency voltage signal V 2 (corresponding to the “second reference voltage signal”) is output from the
(ステップS6)
演算部43において、電圧信号V2に対して位相をずらした電圧信号V2a、V2bを生成して出力する。ここで、電圧信号V2aは、電圧信号V2に対してステップS4で特定された位相φだけずれている信号であり、第三遅延電圧信号に対応する。また、電圧信号V2bは、電圧信号V2aに対して所定の角度だけ位相を遅延させて生成された信号であり、第四遅延電圧信号に対応する。ここでは、電圧信号V2bが電圧信号V2aに対して位相が90度遅延した信号であるものとする。
(Step S6)
The calculating
このステップS6が工程(d1)に対応する。 This step S6 corresponds to the step (d1).
(ステップS7)
演算部43において、電圧信号V2aと電流信号I1の積である第四演算値m4、電圧信号V2bと電流信号I1の積である第五演算値m5をそれぞれ算定する。そして、演算部43は、それぞれの演算値m4,m5のオフセット成分(直流成分)を抽出し、両者の比率を算定する。この比率によって電力ケーブル10の誘電正接が算出される。
(Step S7)
The calculating
なお、このステップS7において、各演算値m4,m5のオフセット成分(直流成分)の抽出方法としては、任意の方法を採用することができる。一例として、各演算値m4,m5の時間平均を演算することで、各演算値m4,m5のオフセット成分を抽出することができる。 In this step S7, an arbitrary method can be adopted as a method for extracting the offset component (DC component) of each of the calculated values m 4 and m 5 . As an example, by calculating the time average of the calculated value m 4, m 5, it is possible to extract the offset component of each calculated value m 4, m 5.
このステップS7が工程(d2)に対応する。ステップS6〜S7が工程(d)に対応する。 This step S7 corresponds to the step (d2). Steps S6 to S7 correspond to step (d).
以下、上記方法によって電力ケーブル10の誘電正接が算出できることにつき、説明する。
Hereinafter, the fact that the dielectric loss tangent of the
電力ケーブル10を流れる漏れ電流に基づく電流信号I1は、電力ケーブル10の誘電損角をδとすると、以下の(1)式で表される。また、発振部41から出力される、商用周波数の2倍の電圧信号(第一基準電圧信号)V1は以下の(2)式で表される。
The current signal I 1 based on the leakage current flowing through the
電圧信号V1a(第一遅延電圧信号)は、演算部43において電圧信号V1に対して位相を変化させて生成されたものである。電圧信号V1と電圧信号V1aの位相差をφとすると、電圧信号V1aは、以下の(3)式で規定される。また、電圧信号V1b(第一遅延電圧信号)は、第一遅延電圧信号V1aに対して位相が90度遅延した信号であり、以下の(4)式で規定される。
The voltage signal V 1a (first delay voltage signal) is generated by changing the phase of the voltage signal V 1 in the
上述したように、演算部43において、電圧信号V1aと電流信号I1の積である第一演算値m1、電圧信号V1bと電流信号I1の積である第二演算値m2がそれぞれ算定される。上記(1)、(3)、及び(4)式より、各演算値m1、m2は、以下の式で表される。
As described above, in the
上述したように、演算部43において、第一演算値m1と第二演算値m2の積である第三演算値m3が算定される。上記(5)及び(6)式より、演算値m3は、以下の式で表される。
As described above, the
演算部43において、φを変化させながら上記の演算を順次行い、第三演算値m3の最小値と最大値の絶対値同士が等しくなるような位相差φの値を探索する。
The
図3は、位相φをある角度に設定した時点における、電流信号I1、第一遅延電圧信号V1a、第一演算値m1、第二演算値m2、第三演算値m3のそれぞれの波形を同じグラフ上に表示したものである。なお、それぞれの値の変化を見やすくするために、グラフの縦軸の値は適宜変更されている。 FIG. 3 shows current signal I 1 , first delay voltage signal V 1a , first calculated value m 1 , second calculated value m 2 , and third calculated value m 3 when the phase φ is set at a certain angle. These waveforms are displayed on the same graph. Note that the value on the vertical axis of the graph is changed as appropriate in order to make the change in each value easier to see.
図4は、位相φをある角度に設定した時点における、電流信号I1、第一遅延電圧信号V1a、第一演算値m1、第二演算値m2、第三演算値m3の絶対値|m3|のそれぞれの波形を同じグラフ上に表示したものである。なお、図4の時点において、第三演算値m3の最小値の絶対値と、第三演算値m3の最大値とが一致している。演算部43では、このような関係を実現する位相φを特定する処理を行う。
FIG. 4 shows the absolute values of the current signal I 1 , the first delay voltage signal V 1a , the first calculated value m 1 , the second calculated value m 2 , and the third calculated value m 3 when the phase φ is set at a certain angle. Each waveform of the value | m 3 | is displayed on the same graph. Incidentally, at the time of FIG. 4, the absolute value of the minimum value of the third operation value m 3, the maximum value of the third operation value m 3 matches. The
なお、このような位相φを特定するための演算方法は、任意の方法で実現できる。一例としては、第三演算値の最小値の絶対値|m3min|と第三演算値の最大値|m3max|の差分が所定の閾値以内に収まっている場合をもって、位相φを特定することができる。(7)式を数学的に解析すると、φ=2δを満たすときに、|m3min|=|m3max|が成立することが分かる。つまり、上述したステップS4を実行することで、電源電圧Vの位相を特定することができる。 Such a calculation method for specifying the phase φ can be realized by an arbitrary method. As an example, the phase φ is specified when the difference between the absolute value | m 3min | of the third operation value and the maximum value | m 3max | of the third operation value is within a predetermined threshold. Can do. Mathematical analysis of equation (7) shows that | m 3min | = | m 3max | holds when φ = 2δ is satisfied. That is, the phase of the power supply voltage V can be specified by executing step S4 described above.
次に、ステップS6において、演算部43において、商用周波数を有し、電力ケーブル10に生じる電源電圧Vに同期した電圧信号V2a(第三遅延電圧信号)が生成される。また、演算部43において生成される電圧信号V2b(第四遅延電圧信号)は、第三遅延電圧信号V2aに対して位相が90度遅延した信号である。上述したように、演算部43において、電圧信号V2aと電流信号I1の積である第四演算値m4、電圧信号V2bと電流信号I1の積である第五演算値m5がそれぞれ算定される。各演算値m4、m5は、以下の式で表される。なお、下記式においてKは定数項である。
Next, in step S < b > 6, the
上記(8)式及び(9)式より、演算部43において、各演算値m4、m5のオフセット分(直流成分)の比率を算出することで、tanδが算出される。
From the above formulas (8) and (9), the
[別実施形態]
以下、別実施形態につき説明する。
[Another embodiment]
Hereinafter, another embodiment will be described.
〈1〉 上記ステップS4において電力ケーブル10の誘電損角δが特定される。従って、ステップS5以後を実施することなく、この特定されたδの値に基づいてtanδを算出しても構わない。なお、ステップS5〜S7を経て電力ケーブル10の誘電損角δを算出する場合には、演算部43を、増幅器、位相器、乗算器、除算器を含むアナログ電子回路によって構成することが可能である。
<1> In step S4, the dielectric loss angle δ of the
〈2〉 上述した実施形態では、第一基準電圧信号V1を商用周波数の2倍の周波数の信号であるものとしたが、3倍等の整数倍の信号としても構わない。 <2> In the embodiment described above, the first reference voltage signal V 1 is a signal having a frequency twice the commercial frequency, but may be a signal having an integral multiple such as three times.
〈3〉 上述した実施形態では、装置1において電力ケーブル10の誘電正接を算出する構成について説明したが、正接ではなく、誘電損角(δ)の値を算出するものとしても構わない。
<3> In the embodiment described above, the configuration for calculating the dielectric loss tangent of the
〈4〉 ステップS4において、第三演算値m3の最大値と最小値の絶対値同士が等しくなるような位相φを特定する際に、近似的に算出することも可能である。一例として、離散的にφの値を変化させながら第三演算値m3の最大値と最小値の絶対値同士の差分を算出し、これらの差分値を直線近似することで、差分値が0になるときの位相φを特定することができる。第三演算値m3の最大値の絶対値と、第三演算値m3の最小値の絶対値との差は、位相φと線形関係にあるため、上記の近似手法によって特定されたφの値によっても、電圧信号V1aの位相を特定することができる。 <4> In step S4, it is possible to approximately calculate the phase φ such that the absolute values of the maximum value and the minimum value of the third calculated value m 3 are equal to each other. As an example, a difference between the absolute value of the maximum value and the minimum value of the third calculation value m 3 is calculated while discretely changing the value of φ, and the difference value is 0 by linearly approximating these difference values. Can be specified. The absolute value of the maximum value of the third operation value m 3, the difference between the absolute value of the minimum value of the third operation value m 3, since a linear relationship and the phase phi, the phi identified by the above approximation approaches The phase of the voltage signal V 1a can also be specified by the value.
1 : 誘電正接測定装置
2 : 電流測定部
10(10A,10B,10C) : 電力ケーブル
11 : 導体
13 : 絶縁体
15(15A,15B,15C) : シールド層
17 : ケーブルシース
21 : ボイド
23 : 異物
25 : 水滴
30 : 接地線
41 : 発振部
42 : フィルタ部
43 : 演算部
44 : 表示部
1: Dissipation factor system
2: Current measurement unit 10 (10A, 10B, 10C): Power cable 11: Conductor 13: Insulator 15 (15A, 15B, 15C): Shield layer 17: Cable sheath 21: Void 23: Foreign object 25: Water droplet 30: Ground Line 41: Oscillating unit 42: Filter unit 43: Calculation unit 44: Display unit
Claims (7)
前記電力ケーブルの接地線を流れる電流に由来した漏れ電流信号を取得する工程(a)と、
周波数が前記商用周波数の所定倍である第一基準電圧信号に対して位相を可変的に変化させた第一遅延電圧信号と、前記第一遅延電圧信号から所定の角度だけ位相が遅れている第二遅延電圧信号とを発生させる工程(b)と、
前記漏れ電流信号と前記第一遅延電圧信号との積、及び前記漏れ電流信号と前記第二遅延電圧信号との積をそれぞれ算定し、算定結果が所定の関係を成立させる時点における第一遅延電圧信号と前記第一基準電圧信号との位相差を特定する工程(c)と、
前記工程(c)で特定された位相差に基づいて前記誘電正接を算定する工程(d)とを有することを特徴とする方法。 A method for measuring the dielectric loss tangent of a live power cable in which a power flow of a commercial frequency is generated,
Obtaining a leakage current signal derived from the current flowing through the ground line of the power cable (a);
A first delay voltage signal whose phase is variably changed with respect to a first reference voltage signal whose frequency is a predetermined multiple of the commercial frequency, and a phase delayed by a predetermined angle from the first delay voltage signal. Generating a two-delayed voltage signal (b);
The product of the leakage current signal and the first delay voltage signal and the product of the leakage current signal and the second delay voltage signal are respectively calculated, and the first delay voltage at the time when the calculation result establishes a predetermined relationship. Identifying a phase difference between a signal and the first reference voltage signal (c);
And (d) calculating the dielectric loss tangent based on the phase difference specified in the step (c).
前記第一遅延電圧信号の位相を調整しながら、前記漏れ電流信号と前記第一遅延電圧信号との積である第一演算値と、前記漏れ電流信号と前記第二遅延電圧信号との積である第二演算値と、前記第一演算値と前記第二演算値との積である第三演算値とを算定し、前記第三演算値の最大値と最小値の絶対値同士が等しくなる時点における前記第一基準電圧信号の位相を特定する工程であることを特徴とする請求項1に記載の方法。 The step (c)
While adjusting the phase of the first delayed voltage signal, a first calculation value which is the product of the said leakage current signal and the first delayed voltage signal, the product of the said leakage current signal and the second delayed voltage signal A second calculated value and a third calculated value that is the product of the first calculated value and the second calculated value are calculated, and the absolute value of the maximum value and the minimum value of the third calculated value are equal to each other. The method of claim 1, comprising identifying a phase of the first reference voltage signal at a point in time.
周波数が前記商用周波数である第二基準電圧信号に対して前記工程(c)で特定された位相差を有する第三遅延電圧信号と、前記第三遅延電圧信号から所定の角度だけ位相が遅れている第四遅延電圧信号とを発生させる工程(d1)と、
前記漏れ電流信号と前記第三遅延電圧信号との積、及び前記漏れ電流信号と前記第四遅延電圧信号との積を算定し、各算定結果に基づいて前記誘電正接を算定する工程(d2)とを有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。 The step (d)
A third delayed voltage signal having a phase difference specified in the step (c) with respect to a second reference voltage signal having a frequency that is the commercial frequency, and a phase delayed by a predetermined angle from the third delayed voltage signal Generating a fourth delayed voltage signal that is present (d1);
Calculating a product of the leakage current signal and the third delay voltage signal and a product of the leakage current signal and the fourth delay voltage signal, and calculating the dielectric loss tangent based on each calculation result (d2) The method according to any one of claims 1 to 3, characterized by comprising:
前記漏れ電流信号と前記第三遅延電圧信号との積である第四演算値と、前記漏れ電流信号と前記第四遅延電圧信号との積である第五演算値とをそれぞれ算定し、前記第四演算値の直流成分と、前記第五演算値の直流成分との比率に基づいて前記誘電正接を算定することを有することを特徴とする請求項4に記載の方法。 The step (d2)
A fourth operation value that is a product of the leakage current signal and the third delay voltage signal and a fifth operation value that is a product of the leakage current signal and the fourth delay voltage signal are respectively calculated, 5. The method according to claim 4, further comprising calculating the dielectric loss tangent based on a ratio of a direct current component of four arithmetic values and a direct current component of the fifth arithmetic value.
The method according to claim 1, wherein the first reference voltage signal is a signal having a frequency twice as high as the commercial frequency.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016209069A JP6322681B2 (en) | 2016-10-25 | 2016-10-25 | Measurement method of dielectric loss tangent of power cable |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016209069A JP6322681B2 (en) | 2016-10-25 | 2016-10-25 | Measurement method of dielectric loss tangent of power cable |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6322681B2 true JP6322681B2 (en) | 2018-05-09 |
JP2018072049A JP2018072049A (en) | 2018-05-10 |
Family
ID=62106101
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016209069A Active JP6322681B2 (en) | 2016-10-25 | 2016-10-25 | Measurement method of dielectric loss tangent of power cable |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6322681B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7067310B2 (en) | 2018-06-26 | 2022-05-16 | コニカミノルタ株式会社 | Fixing device and image forming device equipped with this |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59211867A (en) * | 1983-05-17 | 1984-11-30 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Diagnosis of live wire insulation |
JPS60185171A (en) * | 1984-03-02 | 1985-09-20 | Showa Electric Wire & Cable Co Ltd | Measurement of dielectric dissipation factor |
JPS6459086A (en) * | 1987-08-28 | 1989-03-06 | Furukawa Electric Co Ltd | Insulation deterioration measuring method for plastic insulating power cable |
JP3241944B2 (en) * | 1994-08-24 | 2001-12-25 | 東京電力株式会社 | Insulation dielectric loss tangent measurement method and power cable insulation deterioration diagnosis method |
JPH08201455A (en) * | 1995-01-23 | 1996-08-09 | Yazaki Corp | Method for measuring dielectric loss tangent of cable and detection electrode therefor |
JP3492835B2 (en) * | 1995-12-08 | 2004-02-03 | 株式会社東芝 | Diagnosis method for wire / cable deterioration |
JPH10197593A (en) * | 1997-01-07 | 1998-07-31 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Power cable degradation judging method |
US7705607B2 (en) * | 2006-08-25 | 2010-04-27 | Instrument Manufacturing Company | Diagnostic methods for electrical cables utilizing axial tomography |
-
2016
- 2016-10-25 JP JP2016209069A patent/JP6322681B2/en active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7067310B2 (en) | 2018-06-26 | 2022-05-16 | コニカミノルタ株式会社 | Fixing device and image forming device equipped with this |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018072049A (en) | 2018-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2786163A1 (en) | Fault location in power distribution systems | |
TWI586974B (en) | Partial discharge measurement devices, partial discharge measurement methods, and computer program products | |
JP5924617B2 (en) | Equivalent circuit synthesis method and apparatus, and circuit diagnostic method | |
RU2637378C1 (en) | Method of remote determination of single phase-to-ground-fault location | |
JP2009258011A (en) | Partial discharge measuring method | |
KR101407864B1 (en) | Impedance calculation appratus and sinusoidal insulation monitoring apparatus comprising the voltage sensing | |
JP6588906B2 (en) | Method and equipment for monitoring capacitor bushing for three-phase AC power supply | |
JP2020528141A (en) | Methods and test equipment for measuring partial discharge impulses in shielded cables | |
TW201621340A (en) | Partial discharge determining device and partial discharge determining method | |
CN103399213A (en) | Calculation method for dielectric loss factor of high-voltage electric equipment | |
JP2010185861A (en) | System for diagnosing quality of electric installation | |
JP5539762B2 (en) | Lightning arrester failure determination method | |
Romano et al. | A new technique for partial discharges measurement under DC periodic stress | |
JP6322681B2 (en) | Measurement method of dielectric loss tangent of power cable | |
JP2020528153A (en) | Non-contact voltage converter | |
JP2019507344A (en) | Apparatus and associated method for determining a ground fault | |
JP6161783B2 (en) | Method for obtaining impedance of power transmission / distribution network by computer support, power generation apparatus and computer program for implementing the method | |
KR101984432B1 (en) | Diagnosis device for monitoring degradation of cable and diagnosis method thereof | |
Goldshtein et al. | Capacitance control on the wire production line | |
Norouzi et al. | Effect of cable joints on frequency domain analysis | |
JP6248740B2 (en) | On-line degradation diagnosis device for power cable and on-line degradation diagnosis method for power cable | |
KR101362940B1 (en) | Method and apparatus diagnosing earth system | |
KR101447676B1 (en) | Method and apparatus for measuring isolated ground resistance of power facility of existing powerline | |
JP5559638B2 (en) | Degradation judgment method for power cables | |
JP4057182B2 (en) | Partial discharge judgment method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180403 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180409 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6322681 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |