JP6974111B2 - Power cable insulation deterioration detection device and insulation deterioration detection method - Google Patents

Power cable insulation deterioration detection device and insulation deterioration detection method Download PDF

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Description

本発明は、電力ケーブルの絶縁劣化検出装置および絶縁劣化検出方法に関する。 The present invention relates to an insulation deterioration detection device for a power cable and an insulation deterioration detection method.

従来、電力ケーブルの絶縁劣化を検出する装置や方法が提案されている。例えば、特許文献1には、活線下で測定対象とする電力ケーブルの遮へい層に交流電源によって商用周波数の整数倍±aHzの周波数の交流電圧を印加し、電力ケーブルから交流電源を介して接地に流れる電流を電流測定手段により測定し、該電流測定手段により測定した電流に基づいて診断手段により電力ケーブルの絶縁劣化の程度を活線状態で診断する活線電力ケーブルの絶縁劣化診断方法の技術が開示されている。 Conventionally, devices and methods for detecting insulation deterioration of power cables have been proposed. For example, in Patent Document 1, an AC voltage having a frequency of ± aHz, which is an integral multiple of the commercial frequency, is applied to the shielding layer of the power cable to be measured under a live line by an AC power supply, and the power cable is grounded via the AC power supply. A technique for diagnosing insulation deterioration of a live power cable by measuring the current flowing through the current with a current measuring means and diagnosing the degree of insulation deterioration of the power cable in a live state by a diagnostic means based on the current measured by the current measuring means. Is disclosed.

特許文献1の技術によれば、重畳している電圧が交流電圧であり、直流電圧のようにシース絶縁抵抗を介して生じる迷走電流が増大せず、劣化信号だけが増幅されるとされている。 According to the technique of Patent Document 1, the superimposed voltage is an AC voltage, and unlike the DC voltage, the stray current generated through the sheath insulating resistor does not increase, and only the deterioration signal is amplified. ..

特許第3317391号公報Japanese Patent No. 3317391

ここで、電流の測定線路によっては、直流成分電流以外のノイズが散見されることがある。こうしたノイズが存在すると、ノイズの影響により劣化信号の検出が困難となる可能性がある。ノイズの影響を低減して絶縁劣化の検出精度を向上できることが望まれている。 Here, depending on the current measurement line, noise other than the DC component current may be scattered. The presence of such noise can make it difficult to detect degraded signals due to the effects of the noise. It is desired that the influence of noise can be reduced and the detection accuracy of insulation deterioration can be improved.

本発明の目的は、電力ケーブルの絶縁劣化を高精度に検出することができる電力ケーブルの絶縁劣化検出装置および絶縁劣化検出方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide an insulation deterioration detecting device for a power cable and an insulation deterioration detecting method capable of detecting the insulation deterioration of the power cable with high accuracy.

本発明の電力ケーブルの絶縁劣化検出装置は、電力ケーブルの遮蔽層に対して電気的に接続され、かつ接地されており、活線下において前記遮蔽層に対して交流電圧を印加する交流電源と、前記交流電源が印加する出力周波数を前記電力ケーブルに供給される商用周波数の整数倍からずれた周波数領域で変化させる制御部と、前記電力ケーブルから前記交流電源を介して前記接地に流れる電流を測定する電流測定部と、前記電流測定部により測定された電流の周波数解析を行う信号解析部と、を備えることを特徴とする。 The power cable insulation deterioration detection device of the present invention is electrically connected to and grounded to the shielding layer of the power cable, and is connected to an AC power source that applies an AC voltage to the shielding layer under a live line. A control unit that changes the output frequency applied by the AC power supply in a frequency region deviated from an integral multiple of the commercial frequency supplied to the power cable, and a current flowing from the power cable to the ground via the AC power supply. It is characterized by including a current measuring unit for measuring and a signal analysis unit for frequency analysis of the current measured by the current measuring unit.

本発明の電力ケーブルの絶縁劣化検出方法は、電力ケーブルの遮蔽層に対して活線下において交流電源から交流電圧を印加し、前記交流電源の出力周波数を、商用周波数の整数倍からずれた周波数領域で変化させつつ、前記電力ケーブルから前記交流電源を介して接地に流れる電流を電流測定部によって測定し、前記電流測定部によって測定された電流値の周波数解析結果に基づいて前記電力ケーブルの絶縁劣化を検出することを特徴とする。 In the method for detecting insulation deterioration of a power cable of the present invention, an AC voltage is applied from an AC power supply to the shielding layer of the power cable under a live line, and the output frequency of the AC power supply deviates from an integral multiple of a commercial frequency. The current flowing from the power cable to the ground via the AC power supply is measured by the current measuring unit while changing in the region, and the insulation of the power cable is based on the frequency analysis result of the current value measured by the current measuring unit. It is characterized by detecting deterioration.

本発明に係る電力ケーブルの絶縁劣化検出装置は、電力ケーブルの遮蔽層に対して電気的に接続され、かつ接地されており、活線下において遮蔽層に対して交流電圧を印加する交流電源と、交流電源が印加する出力周波数を電力ケーブルに供給される商用周波数の整数倍からずれた周波数領域で変化させる制御部と、電力ケーブルから交流電源を介して接地に流れる電流を測定する電流測定部と、電流測定部により測定された電流の周波数解析を行う信号解析部と、を備える。本発明に係る電力ケーブルの絶縁劣化検出装置によれば、絶縁劣化を示す信号があらわれる周波数を変化させることで、絶縁劣化の検出精度を向上できるという効果を奏する。 The power cable insulation deterioration detection device according to the present invention is an AC power supply that is electrically connected to and grounded to the shielding layer of the power cable and applies an AC voltage to the shielding layer under a live line. , A control unit that changes the output frequency applied by the AC power supply in a frequency range deviating from an integral multiple of the commercial frequency supplied to the power cable, and a current measurement unit that measures the current flowing from the power cable to the ground via the AC power supply. And a signal analysis unit that analyzes the frequency of the current measured by the current measurement unit. According to the power cable insulation deterioration detecting device according to the present invention, there is an effect that the detection accuracy of the insulation deterioration can be improved by changing the frequency at which the signal indicating the insulation deterioration appears.

図1は、第1実施形態に係る電力ケーブルの絶縁劣化検出装置の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an insulation deterioration detection device for a power cable according to the first embodiment. 図2は、第1実施形態の周波数解析結果の表示例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a display example of the frequency analysis result of the first embodiment. 図3は、第1実施形態の周波数解析結果の表示例を示す他の図である。FIG. 3 is another diagram showing a display example of the frequency analysis result of the first embodiment. 図4は、第1実施形態の周波数解析結果の表示例を示す更に他の図である。FIG. 4 is still another diagram showing a display example of the frequency analysis result of the first embodiment. 図5は、第1実施形態の周波数解析結果の一覧表示を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a list display of frequency analysis results of the first embodiment. 図6は、第2実施形態に係る電力ケーブルの絶縁劣化検出装置の概略構成図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of the insulation deterioration detection device for the power cable according to the second embodiment. 図7は、第2実施形態の電力ケーブルの絶縁劣化検出方法に係るフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart relating to the insulation deterioration detection method of the power cable of the second embodiment. 図8は、第2実施形態の電力ケーブルの絶縁劣化検出方法に係る他のフローチャートである。FIG. 8 is another flowchart relating to the method for detecting insulation deterioration of the power cable according to the second embodiment. 図9は、帯域シフトの一例を説明する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a band shift. 図10は、帯域シフトの他の例を説明する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating another example of band shift.

以下に、本発明の実施形態に係る電力ケーブルの絶縁劣化検出装置および絶縁劣化検出方法につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。 Hereinafter, the insulation deterioration detection device and the insulation deterioration detection method for the power cable according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment. In addition, the components in the following embodiments include those easily conceivable by those skilled in the art or substantially the same.

[第1実施形態]
図1から図5を参照して、第1実施形態について説明する。本実施形態は、電力ケーブルの絶縁劣化検出装置および絶縁劣化検出方法に関する。図1は、第1実施形態に係る電力ケーブルの絶縁劣化検出装置の概略構成図である。
[First Embodiment]
The first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 5. The present embodiment relates to an insulation deterioration detection device for a power cable and an insulation deterioration detection method. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an insulation deterioration detection device for a power cable according to the first embodiment.

図1に示すように、本実施形態に係る電力ケーブルの絶縁劣化検出装置1(以下、単に「ケーブル劣化検出装置1」と称する。)は、交流電源2、診断装置3、電流測定部4、および保安回路5を有する。劣化検出の測定対象である電力ケーブル10は、ケーブル端末11を介して高電圧母線12に接続されている。電力ケーブル10は、例えば、架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブル(CVケーブル)である。電力ケーブル10は、芯線10aおよび遮蔽層10bを有する。芯線10aと遮蔽層10bとの間には、図示しない絶縁層が設けられている。遮蔽層10bは、絶縁層を外側から覆う層であり、例えば、銅等の導電性を有する金属で構成されている。 As shown in FIG. 1, the power cable insulation deterioration detecting device 1 (hereinafter, simply referred to as “cable deterioration detecting device 1”) according to the present embodiment includes an AC power supply 2, a diagnostic device 3, and a current measuring unit 4. And has a security circuit 5. The power cable 10 to be measured for deterioration detection is connected to the high voltage bus 12 via the cable terminal 11. The power cable 10 is, for example, a cross-linked polyethylene insulated vinyl sheath cable (CV cable). The power cable 10 has a core wire 10a and a shielding layer 10b. An insulating layer (not shown) is provided between the core wire 10a and the shielding layer 10b. The shielding layer 10b is a layer that covers the insulating layer from the outside, and is made of a conductive metal such as copper.

交流電源2は、活線下において遮蔽層10bに対して交流電圧を印加する。交流電源2は、交流電圧発生回路21、変圧器22、および制御部25を有する。交流電圧発生回路21は、交流電圧を発生する回路である。交流電圧発生回路21は、指令された出力周波数f0の交流電圧を出力する。変圧器22は、交流電圧発生回路21が発生する交流電圧を昇圧する。変圧器22は、一次巻線23および二次巻線24を有する。一次巻線23は、交流電圧発生回路21の出力側に接続されている。二次巻線24の一端側は、接続線26を介して遮蔽層10bに対して電気的に接続されている。二次巻線24の他端側は、接続線27を介して接地されている。つまり、二次巻線24は、遮蔽層10bと接地部28との間に介在している。接続線26,27、および二次巻線24は、遮蔽層10bを接地する接地線として機能する。なお、接続線27はコンデンサ接地されてもよい。 The AC power supply 2 applies an AC voltage to the shielding layer 10b under the live line. The AC power supply 2 includes an AC voltage generation circuit 21, a transformer 22, and a control unit 25. The AC voltage generation circuit 21 is a circuit that generates an AC voltage. The AC voltage generation circuit 21 outputs the AC voltage having the commanded output frequency f0. The transformer 22 boosts the AC voltage generated by the AC voltage generation circuit 21. The transformer 22 has a primary winding 23 and a secondary winding 24. The primary winding 23 is connected to the output side of the AC voltage generation circuit 21. One end side of the secondary winding 24 is electrically connected to the shielding layer 10b via the connecting wire 26. The other end side of the secondary winding 24 is grounded via the connecting wire 27. That is, the secondary winding 24 is interposed between the shielding layer 10b and the grounding portion 28. The connecting lines 26, 27, and the secondary winding 24 function as a grounding wire for grounding the shielding layer 10b. The connection line 27 may be grounded to a capacitor.

制御部25は、後述する操作部34に対する操作入力に基づいて交流電圧発生回路21を制御する。より詳しくは、制御部25は、操作部34から送られる指令信号に基づき、交流電圧発生回路21に対して、発生すべき交流電圧の出力周波数f0を指令する。 The control unit 25 controls the AC voltage generation circuit 21 based on an operation input to the operation unit 34, which will be described later. More specifically, the control unit 25 commands the AC voltage generation circuit 21 to output the output frequency f0 of the AC voltage to be generated, based on the command signal sent from the operation unit 34.

電流測定部4は、接続線27に設けられている。電流測定部4は、接続線27を流れる電流、言い換えると二次巻線24と接地部28との間を流れる電流を測定する。つまり、電流測定部4は、電力ケーブル10から交流電源2を介して接地に流れる電流を測定する。保安回路5は、二次巻線24および電流測定部4に対してそれぞれ並列に接続されている。保安回路5は、二次巻線24および電流測定部4を過電流および過電圧から保護する。 The current measuring unit 4 is provided on the connecting line 27. The current measuring unit 4 measures the current flowing through the connecting line 27, in other words, the current flowing between the secondary winding 24 and the grounding unit 28. That is, the current measuring unit 4 measures the current flowing from the power cable 10 to the ground via the AC power supply 2. The safety circuit 5 is connected in parallel to the secondary winding 24 and the current measuring unit 4, respectively. The safety circuit 5 protects the secondary winding 24 and the current measuring unit 4 from overcurrent and overvoltage.

診断装置3は、信号解析部31、同期回路32、ディスプレイ33、操作部34、データ記録媒体35、および判定部36を有する。信号解析部31は、電流測定部4により測定された電流の周波数解析を行う。信号解析部31は、電流測定部4と通信可能に接続されており、電流測定部4による測定結果を取得する。信号解析部31は、取得した測定結果の信号に対する信号解析を行う。本実施形態の信号解析部31は、取得した信号に対して高速フーリエ変換(以下、「FFT」とも称する。)による信号解析を実行する。FFTにより、周波数毎の電流成分が算出される。同期回路32は、交流電圧発生回路21の出力周波数f0と、信号解析部31が取得する検出信号とを同期させる回路である。 The diagnostic device 3 includes a signal analysis unit 31, a synchronization circuit 32, a display 33, an operation unit 34, a data recording medium 35, and a determination unit 36. The signal analysis unit 31 performs frequency analysis of the current measured by the current measurement unit 4. The signal analysis unit 31 is communicably connected to the current measurement unit 4 and acquires the measurement result by the current measurement unit 4. The signal analysis unit 31 performs signal analysis on the acquired measurement result signal. The signal analysis unit 31 of the present embodiment executes signal analysis by fast Fourier transform (hereinafter, also referred to as “FFT”) on the acquired signal. The FFT calculates the current component for each frequency. The synchronization circuit 32 is a circuit that synchronizes the output frequency f0 of the AC voltage generation circuit 21 with the detection signal acquired by the signal analysis unit 31.

ディスプレイ33は、電流測定部4による測定結果の画像を表示する表示装置である。ディスプレイ33は、信号解析部31から取得した情報に基づいて、電流測定部4による測定結果に係る画像を画面に表示する。操作部34は、ユーザによって操作される操作入力部であり、例えば、スイッチ、ダイヤル、ボタン、タッチパネル等である。操作部34は、制御部25と通信可能に接続されている。操作部34に対する操作入力を示す信号は、制御部25に送信される。 The display 33 is a display device that displays an image of the measurement result by the current measuring unit 4. The display 33 displays an image related to the measurement result by the current measuring unit 4 on the screen based on the information acquired from the signal analysis unit 31. The operation unit 34 is an operation input unit operated by the user, and is, for example, a switch, a dial, a button, a touch panel, or the like. The operation unit 34 is communicably connected to the control unit 25. A signal indicating an operation input to the operation unit 34 is transmitted to the control unit 25.

データ記録媒体35は、コンピュータによる読み取りおよび書き込みが可能な記録媒体である。データ記録媒体35は、電流測定部4による測定結果に関するデータを記録するものであり、例えば、信号解析部31による解析結果のデータ等を記録する。データ記録媒体35には、信号解析部31によって実行されるプログラムが記録されていてもよい。データ記録媒体35は、診断装置3に対して着脱可能であってもよい。 The data recording medium 35 is a recording medium that can be read and written by a computer. The data recording medium 35 records data related to the measurement result by the current measuring unit 4, for example, recording the data of the analysis result by the signal analysis unit 31 and the like. The data recording medium 35 may record a program executed by the signal analysis unit 31. The data recording medium 35 may be detachable from the diagnostic device 3.

判定部36は、信号解析部31による信号解析の結果に基づいて、電力ケーブル10の絶縁劣化判定を行う。判定部36による判定方法については、後述する。 The determination unit 36 determines the insulation deterioration of the power cable 10 based on the result of the signal analysis by the signal analysis unit 31. The determination method by the determination unit 36 will be described later.

本実施形態のケーブル劣化検出装置1の動作、およびケーブル劣化検出方法について詳細に説明する。ケーブル劣化検出装置1による劣化検出動作は、例えば、ユーザの指令によって開始される。ユーザは、操作部34に対して、劣化検出動作の開始を指示する操作入力を行う。また、ユーザは、操作部34に対して、交流電源2の出力周波数f0を変化させる掃引条件として、幅、分解能、速度等を指定する操作入力を行う。掃引条件の幅は、出力周波数f0を変化させる周波数領域の幅である。分解能は、出力周波数f0を変化させる際の変化幅である。速度は、出力周波数f0が一つの値に設定されてから次の値に変化するまでの時間である。 The operation of the cable deterioration detection device 1 of the present embodiment and the cable deterioration detection method will be described in detail. The deterioration detection operation by the cable deterioration detection device 1 is started, for example, by a user command. The user inputs an operation instructing the operation unit 34 to start the deterioration detection operation. Further, the user inputs to the operation unit 34 an operation input for designating a width, a resolution, a speed, and the like as sweep conditions for changing the output frequency f0 of the AC power supply 2. The width of the sweep condition is the width of the frequency domain in which the output frequency f0 is changed. The resolution is the change width when the output frequency f0 is changed. The speed is the time from when the output frequency f0 is set to one value to when it changes to the next value.

ユーザによって劣化検出動作の開始が指示されると、制御部25は、交流電圧発生回路21によって交流電圧を発生させる。交流電圧発生回路21が遮蔽層10bに対して印加する交流電圧の周波数である出力周波数f0は、制御部25によって指示される。制御部25は、出力周波数f0を、電力ケーブル10に供給される商用周波数f1の整数倍からずれた周波数、言い換えると商用周波数f1の整数倍の近傍の周波数とする。本明細書では、商用周波数f1の整数倍の周波数を「N倍周波数fn」と称する(N=0,±1,±2,…)。 When the user is instructed to start the deterioration detection operation, the control unit 25 generates an AC voltage by the AC voltage generation circuit 21. The output frequency f0, which is the frequency of the AC voltage applied to the shielding layer 10b by the AC voltage generation circuit 21, is instructed by the control unit 25. The control unit 25 sets the output frequency f0 to a frequency deviating from an integral multiple of the commercial frequency f1 supplied to the power cable 10, in other words, a frequency in the vicinity of an integral multiple of the commercial frequency f1. In the present specification, a frequency that is an integral multiple of the commercial frequency f1 is referred to as "N-fold frequency fn" (N = 0, ± 1, ± 2, ...).

N倍周波数fnからずれた周波数の交流電圧が印加された場合、電力ケーブル10の絶縁層に加わる電圧Vは、下記式(1)で近似される。ただし、ω1=2πf1、ω2=2πΔa、f1は商用周波数、Δaは出力周波数f0とN倍周波数fnとの差分の周波数(以下、単に「差分周波数」と称する。)、V1は商用電源の電圧、V2は交流電圧発生回路21の出力電圧である。つまり、電力ケーブル10には、商用電源の電圧V1に加えて周波数が差分周波数Δaである交流の電圧V2が加わった状態となる。言い換えると、電力ケーブル10に対して差分周波数Δaの電圧V2を重畳させたのと同様の状態が実現される。従って、差分周波数Δaの電流成分に基づいて電力ケーブル10の劣化診断が可能である。
V=V1sinω1t−V2sinω2t…(1)
When an AC voltage having a frequency deviating from the N-fold frequency fn is applied, the voltage V applied to the insulating layer of the power cable 10 is approximated by the following equation (1). However, ω1 = 2πf1, ω2 = 2πΔa, f1 is a commercial frequency, Δa is the frequency of the difference between the output frequency f0 and the N times frequency fn (hereinafter, simply referred to as “difference frequency”), and V1 is the voltage of the commercial power supply. V2 is the output voltage of the AC voltage generation circuit 21. That is, in addition to the voltage V1 of the commercial power supply, the AC voltage V2 having a frequency of the difference frequency Δa is applied to the power cable 10. In other words, the same state as when the voltage V2 having the difference frequency Δa is superimposed on the power cable 10 is realized. Therefore, deterioration diagnosis of the power cable 10 is possible based on the current component of the difference frequency Δa.
V = V1sinω1t-V2sinω2t ... (1)

信号解析部31は、交流電圧発生回路21による交流電圧の発生開始と同期して、電流測定部4から取得する信号の解析を開始する。この同期は、同期回路32によってなされる。同期回路32は、例えば、交流電圧発生回路21の動作状態に関する情報を制御部25から取得する。同期回路32は、交流電圧発生回路21の動作状態が、交流電圧を発生している状態である場合、信号解析部31に対して、電流測定部4から取得する信号の解析を実行する指令を行う。解析実行の指令を受けた信号解析部31は、予め定められた所定期間が経過する間に電流測定部4から取得した信号を対象として信号解析を行う。本実施形態では、所定期間が、例えば20[秒]とされている。従って、信号解析部31は、解析実行の指令を受けてから例えば20秒の間に電流測定部4から取得した信号に対してFFT解析を実行する。 The signal analysis unit 31 starts analysis of the signal acquired from the current measurement unit 4 in synchronization with the start of generation of the AC voltage by the AC voltage generation circuit 21. This synchronization is performed by the synchronization circuit 32. The synchronization circuit 32 acquires, for example, information regarding the operating state of the AC voltage generation circuit 21 from the control unit 25. When the operating state of the AC voltage generation circuit 21 is the state in which the AC voltage is generated, the synchronization circuit 32 issues a command to the signal analysis unit 31 to execute analysis of the signal acquired from the current measurement unit 4. conduct. The signal analysis unit 31 that has received the command to execute the analysis performs signal analysis on the signal acquired from the current measurement unit 4 while a predetermined predetermined period has elapsed. In the present embodiment, the predetermined period is, for example, 20 [seconds]. Therefore, the signal analysis unit 31 executes the FFT analysis on the signal acquired from the current measurement unit 4 within, for example, 20 seconds after receiving the command to execute the analysis.

また、信号解析部31は、交流電源2が電力ケーブル10に対して印加する交流電圧を周波数解析する。交流電源2は、交流電圧発生回路21が生成する交流電圧を測定する図示しない電圧測定部を有している。信号解析部31は、電圧測定部から取得した測定電圧からFFT解析によって電圧の周波数特性を算出する。信号解析部31によって算出された電流の周波数特性データおよび電圧の周波数特性データは、交流電圧の周波数データと共にデータ記録媒体35に記録される。 Further, the signal analysis unit 31 frequency-analyzes the AC voltage applied to the power cable 10 by the AC power supply 2. The AC power supply 2 has a voltage measuring unit (not shown) that measures the AC voltage generated by the AC voltage generation circuit 21. The signal analysis unit 31 calculates the frequency characteristic of the voltage from the measured voltage acquired from the voltage measurement unit by FFT analysis. The current frequency characteristic data and the voltage frequency characteristic data calculated by the signal analysis unit 31 are recorded on the data recording medium 35 together with the AC voltage frequency data.

ディスプレイ33は、信号解析部31による信号解析の結果のグラフを画面に表示する。図2は、ディスプレイ33に表示されるグラフの一例を示す図である。図2の上段および下段において、横軸は周波数[Hz]を示す。上段の縦軸は電圧[V]、下段の縦軸は電流[A]を示す。図2の上段には、交流電圧発生回路21によって電力ケーブル10に印加した(重畳した)電圧の周波数特性が示されている。図2の下段には、電流測定部4によって測定された電流の周波数特性(FFTグラフ)が示されている。図2は、差分周波数Δaの値をΔ1とした場合に測定された電流の周波数特性である。 The display 33 displays a graph of the result of signal analysis by the signal analysis unit 31 on the screen. FIG. 2 is a diagram showing an example of a graph displayed on the display 33. In the upper and lower stages of FIG. 2, the horizontal axis indicates the frequency [Hz]. The upper vertical axis shows the voltage [V], and the lower vertical axis shows the current [A]. The upper part of FIG. 2 shows the frequency characteristics of the voltage applied (superimposed) to the power cable 10 by the AC voltage generation circuit 21. The lower part of FIG. 2 shows the frequency characteristics (FFT graph) of the current measured by the current measuring unit 4. FIG. 2 shows the frequency characteristics of the current measured when the value of the difference frequency Δa is Δ1.

ユーザは、図2の下段の周波数特性に基づいて、電力ケーブル10の劣化を判断することができる。この周波数特性は、交流電圧発生回路21によって電力ケーブル10に対して交流電圧が重畳されたときの各周波数の電流成分を示すものである。差分周波数Δa(=Δ1)における電流成分の大きさには、電力ケーブル10における水トリー等の絶縁劣化の有無や絶縁劣化の度合いが反映されていると考えられる。すなわち、差分周波数Δaにおける電流成分の値が大きい場合、電力ケーブル10が劣化している可能性が高い。また、差分周波数Δaにおける電流成分の値が大きいほど電力ケーブル10の絶縁劣化の度合いが大きいと考えられる。ユーザは、例えば、差分周波数Δaにおける電流成分の値と判定値との比較に基づいて電力ケーブル10の絶縁劣化の有無を判定することができる。 The user can determine the deterioration of the power cable 10 based on the frequency characteristic in the lower part of FIG. This frequency characteristic indicates the current component of each frequency when the AC voltage is superimposed on the power cable 10 by the AC voltage generation circuit 21. It is considered that the magnitude of the current component at the difference frequency Δa (= Δ1) reflects the presence or absence of insulation deterioration of the water tree or the like in the power cable 10 and the degree of insulation deterioration. That is, when the value of the current component at the difference frequency Δa is large, there is a high possibility that the power cable 10 has deteriorated. Further, it is considered that the larger the value of the current component at the difference frequency Δa, the greater the degree of insulation deterioration of the power cable 10. The user can determine, for example, the presence or absence of insulation deterioration of the power cable 10 based on the comparison between the value of the current component at the difference frequency Δa and the determination value.

周辺の周波数における電流成分の値と差分周波数Δaにおける電流成分の値との差は、電力ケーブル10の劣化の有無や劣化の度合いを示している可能性が高い。このため、ユーザは、周辺の周波数における電流成分の値と差分周波数Δaにおける電流成分の値とを比較して電力ケーブル10の劣化判定を行ってもよい。 The difference between the value of the current component at the peripheral frequency and the value of the current component at the difference frequency Δa is likely to indicate the presence or absence of deterioration and the degree of deterioration of the power cable 10. Therefore, the user may determine the deterioration of the power cable 10 by comparing the value of the current component at the peripheral frequency with the value of the current component at the difference frequency Δa.

本実施形態のケーブル劣化検出装置1では、制御部25は、交流電圧発生回路21の出力周波数f0を複数の値に切り替える。より具体的には、制御部25は、出力周波数f0をN倍周波数fnからずれた周波数領域で変化させる。この周波数領域は、N倍周波数fnの近傍であって、かつN倍周波数fnを含まない領域、すなわち、N倍周波数fnに隣接する周波数領域である。ここで、近傍とは、例えば、N倍周波数fnから所定周波数b[Hz]以内に定められた領域である。所定周波数bは、例えば、10[Hz]、5[Hz]、2[Hz]等であってもよい。また、近傍の周波数領域の幅である所定幅c[Hz]の大きさは、例えば、1[Hz]以内や2[Hz]以内で適宜定められる。出力周波数f0を変化させる周波数領域は、N倍周波数fnから1[Hz]ずれた周波数を含む領域とされてもよい。また、この周波数領域は、N倍周波数fnから1[Hz]ずれた周波数を中心とする領域とされてもよい。 In the cable deterioration detection device 1 of the present embodiment, the control unit 25 switches the output frequency f0 of the AC voltage generation circuit 21 to a plurality of values. More specifically, the control unit 25 changes the output frequency f0 in the frequency domain deviated from the N times frequency fn. This frequency domain is a region near the N-fold frequency fn and does not include the N-fold frequency fn, that is, a frequency region adjacent to the N-fold frequency fn. Here, the neighborhood is, for example, a region defined within a predetermined frequency b [Hz] from the N times frequency fn. The predetermined frequency b may be, for example, 10 [Hz], 5 [Hz], 2 [Hz], or the like. Further, the size of the predetermined width c [Hz], which is the width of the frequency region in the vicinity, is appropriately determined within 1 [Hz] or 2 [Hz], for example. The frequency domain for changing the output frequency f0 may be a region including a frequency deviated by 1 [Hz] from the N times frequency fn. Further, this frequency domain may be a region centered on a frequency deviated by 1 [Hz] from the N times frequency fn.

本実施形態のケーブル劣化検出装置1は、出力周波数f0を複数の値に順次変化させ、各出力周波数f0の交流電圧のもとで電流を測定する。ケーブル劣化検出装置1は、それぞれの出力周波数f0において、電流測定部4によって、交流電源2を介して接地に流れる電流を測定する。ケーブル劣化検出装置1は、出力周波数f0の各値について、電流測定部4による測定結果から求めた周波数特性をユーザに提供する。ユーザは、出力周波数f0の各値についての電流値の周波数特性に基づいて、電力ケーブル10の劣化を判定する。図3には、差分周波数Δaの値をΔ2とした場合に測定された電流の周波数特性が示されている。周波数Δ2は、図2の周波数Δ1よりも高い周波数である。図4には、差分周波数Δaの値をΔ3とした場合に測定された電流の周波数特性が示されている。周波数Δ3は、図3の周波数Δ2よりも高い周波数である。つまり、各周波数Δ1,Δ2,Δ3は、下記式(2)の関係を有する。
Δ1<Δ2<Δ3…(2)
The cable deterioration detection device 1 of the present embodiment sequentially changes the output frequency f0 to a plurality of values, and measures the current under the AC voltage of each output frequency f0. The cable deterioration detection device 1 measures the current flowing to the ground via the AC power supply 2 by the current measuring unit 4 at each output frequency f0. The cable deterioration detection device 1 provides the user with frequency characteristics obtained from the measurement results of the current measuring unit 4 for each value of the output frequency f0. The user determines the deterioration of the power cable 10 based on the frequency characteristic of the current value for each value of the output frequency f0. FIG. 3 shows the frequency characteristics of the measured current when the value of the difference frequency Δa is Δ2. The frequency Δ2 is higher than the frequency Δ1 in FIG. FIG. 4 shows the frequency characteristics of the measured current when the value of the difference frequency Δa is Δ3. The frequency Δ3 is a higher frequency than the frequency Δ2 in FIG. That is, each frequency Δ1, Δ2, Δ3 has the relationship of the following equation (2).
Δ1 <Δ2 <Δ3 ... (2)

図2乃至図4から分かるように、交流電圧発生回路21の出力周波数f0の変化に応じて、電流の周波数特性におけるピークが遷移している。より詳しくは、図2乃至図4に示されているように、差分周波数Δaの値Δ1,Δ2,Δ3にそれぞれ周波数特性の極大値の山PK1,PK2,PK3がある。このように差分周波数Δaの値の変化に追随して周波数特性の山PK1,PK2,PK3の位置が変化していく場合、高い信頼性で電力ケーブル10の絶縁劣化ありと判定することができる。また、差分周波数ΔaをΔ1とした場合(図2)に存在した山PK1が、差分周波数ΔaをΔ2(図3)およびΔ3(図4)とした場合に現れていない。この場合、印加される交流電圧の差分周波数Δaが周波数Δ1であることと、山PK1が現れたこととの相関度が高く、山PK1は電力ケーブル10の劣化を示している可能性が高い。従って、本実施形態のケーブル劣化検出装置1は、電力ケーブル10の絶縁劣化判定を高精度で行うことを可能とする判定材料を提供することができる。 As can be seen from FIGS. 2 to 4, the peak in the frequency characteristic of the current changes according to the change in the output frequency f0 of the AC voltage generation circuit 21. More specifically, as shown in FIGS. 2 to 4, the values Δ1, Δ2, and Δ3 of the difference frequency Δa have peaks PK1, PK2, and PK3 having maximum frequency characteristics, respectively. When the positions of the peaks PK1, PK2, and PK3 of the frequency characteristics change in accordance with the change in the value of the difference frequency Δa in this way, it can be determined with high reliability that the insulation of the power cable 10 has deteriorated. Further, the mountain PK1 existing when the difference frequency Δa is set to Δ1 (FIG. 2) does not appear when the difference frequencies Δa are set to Δ2 (FIG. 3) and Δ3 (FIG. 4). In this case, the degree of correlation between the difference frequency Δa of the applied AC voltage being the frequency Δ1 and the appearance of the mountain PK1 is high, and it is highly possible that the mountain PK1 indicates deterioration of the power cable 10. Therefore, the cable deterioration detection device 1 of the present embodiment can provide a determination material that enables the insulation deterioration determination of the power cable 10 to be performed with high accuracy.

本実施形態のケーブル劣化検出装置1によるケーブル劣化の検出例について、より詳細に説明する。本実施形態の制御部25は、差分周波数Δaを、例えば±1.2[Hz]、±1.1[Hz]、±1.0[Hz]、±0.9[Hz]、±0.8[Hz]に変化させる。つまり、制御部25は、出力周波数f0を、例えば0.1[Hz]刻みで異なる五つの周波数に変化させる。図5には、以下の条件で取得された周波数特性のグラフが示されている。なお、下記のFFT解析時間は、FFT解析の対象とする電流の測定期間である。つまり、本実施形態では、差分周波数Δaの一つの値について電流測定部4によって電流がT1秒間測定され、このT1秒間の測定データに対してFFT解析がなされる。FFT解析時間のT1は、例えば、数十秒とされる。
商用周波数f1:60[Hz]
整数N:2 (N倍周波数fn=120[Hz])
FFT解析時間:T1[秒]
An example of detecting cable deterioration by the cable deterioration detection device 1 of the present embodiment will be described in more detail. The control unit 25 of the present embodiment sets the difference frequency Δa to, for example, ± 1.2 [Hz], ± 1.1 [Hz], ± 1.0 [Hz], ± 0.9 [Hz], ± 0. Change to 8 [Hz]. That is, the control unit 25 changes the output frequency f0 to five different frequencies, for example, in increments of 0.1 [Hz]. FIG. 5 shows a graph of frequency characteristics acquired under the following conditions. The FFT analysis time below is the measurement period of the current to be analyzed by FFT. That is, in the present embodiment, the current is measured for T1 second by the current measuring unit 4 for one value of the difference frequency Δa, and FFT analysis is performed on the measured data for this T1 second. The FFT analysis time T1 is, for example, several tens of seconds.
Commercial frequency f1: 60 [Hz]
Integer N: 2 (N times frequency fn = 120 [Hz])
FFT analysis time: T1 [seconds]

ケーブル劣化検出装置1は、T1秒ごとに差分周波数Δaを±1.2[Hz]から±0.8[Hz]へと0.1[Hz]刻みで変化させていく。ケーブル劣化検出装置1は、それぞれの差分周波数Δaにおいて電流測定部4によって電流を測定し、各測定結果からFFT解析によって周波数特性を算出する。ケーブル劣化検出装置1は、電流の測定およびFFT解析が完了する毎に、FFTグラフを順次ディスプレイ33に表示する。これにより、ディスプレイ33には、図5(a)から(e)へとFFTグラフが順次追加的に表示される。本実施形態では、FFT解析時間がT1[秒]であるため、T1秒毎にディスプレイ33上にFFTグラフが追加されていく。 The cable deterioration detection device 1 changes the difference frequency Δa from ± 1.2 [Hz] to ± 0.8 [Hz] in increments of 0.1 [Hz] every T1 second. The cable deterioration detection device 1 measures the current at each difference frequency Δa by the current measuring unit 4, and calculates the frequency characteristics from each measurement result by FFT analysis. The cable deterioration detection device 1 sequentially displays the FFT graph on the display 33 each time the current measurement and the FFT analysis are completed. As a result, the FFT graphs are sequentially and additionally displayed on the display 33 from FIGS. 5A to 5E. In the present embodiment, since the FFT analysis time is T1 [seconds], an FFT graph is added on the display 33 every T1 seconds.

図5の(a)乃至(e)において、横軸は周波数[Hz]を示し、縦軸は電流[A]を示す。横軸における差分周波数Δaの位置には、目印として破線が示されている。図5(a)に示すように、差分周波数Δaを±1.2[Hz]とした場合の周波数特性には、差分周波数Δaに山PKaが認められる。この周波数特性に基づいて電力ケーブル10に絶縁劣化が生じていると判定することが可能である。ただし、この山PKaは、ノイズ等の他の原因により発生している可能性もある。図5(b)に示すように、差分周波数Δaが±1.1[Hz]に切り替えられると、1.1[Hz]の位置に山PKbが認められる。従って、図5(b)の周波数特性も電力ケーブル10に絶縁劣化が発生していることを示唆しているといえる。図5(c)に示すように、差分周波数Δaが±1.0[Hz]とされた場合の周波数特性は、1.0[Hz]の位置に山PKcを有する。この山PKcは、山PKa,PKbよりも突出度合いが大きい。従って、山PKcは、電力ケーブル10における絶縁劣化の存在を明瞭に示していると考えられる。 In FIGS. 5A to 5E, the horizontal axis represents the frequency [Hz] and the vertical axis represents the current [A]. A broken line is shown as a mark at the position of the difference frequency Δa on the horizontal axis. As shown in FIG. 5A, in the frequency characteristics when the difference frequency Δa is ± 1.2 [Hz], a peak PKa is recognized in the difference frequency Δa. Based on this frequency characteristic, it is possible to determine that the power cable 10 has insulation deterioration. However, this mountain PKa may be generated by other causes such as noise. As shown in FIG. 5B, when the difference frequency Δa is switched to ± 1.1 [Hz], a mountain PKb is recognized at the position of 1.1 [Hz]. Therefore, it can be said that the frequency characteristic of FIG. 5B also suggests that the power cable 10 has insulation deterioration. As shown in FIG. 5 (c), the frequency characteristic when the difference frequency Δa is ± 1.0 [Hz] has a peak PKc at the position of 1.0 [Hz]. This mountain PKc has a larger degree of protrusion than the mountains PKa and PKb. Therefore, it is considered that the mountain PKc clearly indicates the existence of insulation deterioration in the power cable 10.

更に、図5(d)および(e)に示すように、差分周波数Δaを±0.9[Hz]、±0.8[Hz]とした場合にも周波数特性にはそれぞれ明瞭な山PKd,PKeが存在している。ユーザは、これらのデータに基づいて、検出対象の電力ケーブル10に水トリー等の絶縁劣化が発生していると判定することが可能である。 Further, as shown in FIGS. 5 (d) and 5 (e), even when the difference frequency Δa is set to ± 0.9 [Hz] and ± 0.8 [Hz], the peak PKd, which has clear frequency characteristics, respectively. PKe exists. Based on these data, the user can determine that the power cable 10 to be detected has insulation deterioration such as a water tree.

本実施形態のケーブル劣化検出装置1は、測定電流の周波数解析結果を提供することに加えて、判定部36によって電力ケーブル10の絶縁劣化を判定することができる。判定部36は、電流測定部4によって測定された電流値の周波数解析結果に基づいて電力ケーブル10の絶縁劣化を検出する。例えば、判定部36は、データ記録媒体35から差分周波数Δaの値と、この差分周波数Δaに対応する周波数特性のデータを読み出す。判定部36は、読み出した周波数特性のデータから、差分周波数Δaにおける電流成分の大きさを取得する。本実施形態のケーブル劣化検出装置1は、複数の差分周波数Δaにおいて電流の周波数特性を算出および記録している。従って、検出対象の電力ケーブル10に対して、差分周波数Δaの値と差分周波数Δaにおける電流成分の大きさとの組み合わせが複数存在している。 The cable deterioration detection device 1 of the present embodiment can determine the insulation deterioration of the power cable 10 by the determination unit 36 in addition to providing the frequency analysis result of the measured current. The determination unit 36 detects the insulation deterioration of the power cable 10 based on the frequency analysis result of the current value measured by the current measurement unit 4. For example, the determination unit 36 reads out the value of the difference frequency Δa and the data of the frequency characteristic corresponding to the difference frequency Δa from the data recording medium 35. The determination unit 36 acquires the magnitude of the current component at the difference frequency Δa from the read frequency characteristic data. The cable deterioration detection device 1 of the present embodiment calculates and records the frequency characteristics of the current at a plurality of difference frequencies Δa. Therefore, for the power cable 10 to be detected, there are a plurality of combinations of the value of the difference frequency Δa and the magnitude of the current component at the difference frequency Δa.

電力ケーブル10が絶縁劣化しているか否かの基本的な判定方法は、電流成分の大きさと判定値との比較結果による。判定部36は、例えば、少なくとも一つの差分周波数Δaの値について電流成分の大きさが判定値以上である場合に電力ケーブル10が絶縁劣化していると判定してもよい。このようにすれば、絶縁劣化を見落としてしまう誤判定を未然に防ぐことが可能である。また、判定部36は、所定数以上の差分周波数Δaの値において電流成分の大きさが判定値以上である場合に電力ケーブル10が絶縁劣化していると判定してもよい。この所定数は、差分周波数Δaを変化させた総数のうち過半数となる個数とされてもよい。判定部36は、変化させた全ての差分周波数Δaの値において電流成分の大きさが判定値以上である場合に電力ケーブル10が絶縁劣化していると判定してもよい。 The basic method for determining whether or not the power cable 10 has deteriorated insulation is based on the comparison result between the magnitude of the current component and the determination value. For example, the determination unit 36 may determine that the power cable 10 has deteriorated insulation when the magnitude of the current component is equal to or greater than the determination value for at least one value of the difference frequency Δa. By doing so, it is possible to prevent erroneous determination in which insulation deterioration is overlooked. Further, the determination unit 36 may determine that the power cable 10 has deteriorated insulation when the magnitude of the current component is equal to or greater than the determination value at the value of the difference frequency Δa of a predetermined number or more. This predetermined number may be a number that is a majority of the total number in which the difference frequency Δa is changed. The determination unit 36 may determine that the power cable 10 has deteriorated in insulation when the magnitude of the current component is equal to or greater than the determination value in all the values of the changed difference frequencies Δa.

判定部36は、差分周波数Δaにおける山PKx(x=1,2,3,a,b,c,d,e)の突出量に基づいて絶縁劣化の有無を判定してもよい。突出量は、差分周波数Δaの近傍の周波数における電流成分の大きさの平均値と、山PKxのピーク値との差分とされてもよい。この突出量が突出量に関する判定値以上である場合に、電力ケーブル10が絶縁劣化していると判定される。この判定においても、少なくとも一つの差分周波数Δaにおいて突出量が判定値以上である場合に絶縁劣化していると判定されてもよい。あるいは、所定数以上の差分周波数Δaの値において突出量が判定値以上である場合に電力ケーブル10が絶縁劣化していると判定されてもよい。 The determination unit 36 may determine the presence or absence of insulation deterioration based on the amount of protrusion of the peak PKx (x = 1,2,3, a, b, c, d, e) at the difference frequency Δa. The protrusion amount may be the difference between the average value of the magnitudes of the current components at frequencies near the difference frequency Δa and the peak value of the peak PKx. When this protrusion amount is equal to or greater than the determination value regarding the protrusion amount, it is determined that the power cable 10 has deteriorated insulation. Also in this determination, if the protrusion amount is equal to or greater than the determination value at at least one difference frequency Δa, it may be determined that the insulation has deteriorated. Alternatively, it may be determined that the power cable 10 has deteriorated in insulation when the protrusion amount is equal to or greater than the determination value at the value of the difference frequency Δa of a predetermined number or more.

また、判定部36は、ノイズレベルが低い周波数領域に基づいて絶縁劣化の判定を行うようにしてもよい。例えば、図5に示す周波数特性では、差分周波数Δaを変化させる0.8[Hz]から1.2[Hz]の周波数領域において、低周波側の電流成分の大きさは、高周波側の電流成分の大きさよりも小さい。つまり、この周波数領域では、低周波のノイズレベルが高周波のノイズレベルよりも小さい。こうした周波数特性である場合、判定部36は、差分周波数Δaが低周波側の値であるときに得られた周波数特性に基づいて絶縁劣化の判定を行うようにしてもよい。その一例として、図5のような周波数特性を示す電力ケーブル10に対しては、差分周波数Δaを中心周波数である1.0[Hz]よりも低周波側の値とした場合の周波数特性に基づいて絶縁劣化を判定するようにしてもよい。 Further, the determination unit 36 may determine the insulation deterioration based on the frequency region where the noise level is low. For example, in the frequency characteristics shown in FIG. 5, in the frequency range of 0.8 [Hz] to 1.2 [Hz] in which the difference frequency Δa is changed, the magnitude of the current component on the low frequency side is the current component on the high frequency side. Is smaller than the size of. That is, in this frequency domain, the low frequency noise level is smaller than the high frequency noise level. In the case of such a frequency characteristic, the determination unit 36 may determine the insulation deterioration based on the frequency characteristic obtained when the difference frequency Δa is a value on the low frequency side. As an example, for the power cable 10 showing the frequency characteristics as shown in FIG. 5, it is based on the frequency characteristics when the difference frequency Δa is set to a value on the lower frequency side than the center frequency of 1.0 [Hz]. The insulation deterioration may be determined.

また、判定部36は、絶縁劣化の判定に関して、ノイズレベルに応じた重み付けを行うようにしてもよい。例えば、複数の差分周波数Δaにおいて電流成分の大きさが判定値以上である場合に、ノイズレベルが低い領域の差分周波数Δaに対する重み付けを大きくし、ノイズレベルが高い領域の差分周波数Δaに対する重み付けを小さくして絶縁劣化の判定を行うようにしてもよい。一例として、ノイズレベルが低い領域の差分周波数Δaにおいて電流成分が判定値以上である場合、当該箇所に対してそれぞれ1ポイントが与えられ、ノイズレベルが高い領域の差分周波数Δaにおいて電流成分が判定値以上である場合、当該箇所に対してそれぞれ0.5ポイントが加算される。電流成分が判定値未満である場合、当該箇所に対してそれぞれ0ポイントが与えられる。合計ポイントや平均ポイントに基づいて電力ケーブル10の絶縁劣化の有無や絶縁劣化の度合いが判定される。 Further, the determination unit 36 may perform weighting according to the noise level regarding the determination of insulation deterioration. For example, when the magnitude of the current component is equal to or larger than the determination value in a plurality of difference frequencies Δa, the weighting for the difference frequency Δa in the region where the noise level is low is increased, and the weighting for the difference frequency Δa in the region where the noise level is high is decreased. It may be possible to determine the insulation deterioration. As an example, when the current component is equal to or higher than the judgment value in the difference frequency Δa in the region where the noise level is low, 1 point is given to each of the relevant points, and the current component is the judgment value in the difference frequency Δa in the region where the noise level is high. In the above cases, 0.5 points will be added to each of the relevant points. If the current component is less than the determination value, 0 points are given to each of the relevant points. The presence or absence of insulation deterioration of the power cable 10 and the degree of insulation deterioration are determined based on the total points and the average points.

判定部36は、交流電源2が交流電圧を印加している場合の周波数特性と、交流電源2が交流電圧を印加していない場合の周波数特性との比較に基づいて絶縁劣化の判定を行ってもよい。このようにすれば、定常的なノイズの影響を低減して絶縁劣化の判定精度を向上させることができる。 The determination unit 36 determines the insulation deterioration based on the comparison between the frequency characteristics when the AC power supply 2 applies the AC voltage and the frequency characteristics when the AC power supply 2 does not apply the AC voltage. May be good. By doing so, it is possible to reduce the influence of steady noise and improve the determination accuracy of insulation deterioration.

以上説明したように、本実施形態のケーブル劣化検出装置1は、電力ケーブル10の遮蔽層10bに対して電気的に接続され、かつ接地されており、活線下において遮蔽層10bに対して交流電圧を印加する交流電源2と、交流電源2が印加する出力周波数f0を電力ケーブル10に供給される商用周波数f1の整数倍からずれた周波数領域で変化させる制御部25と、電力ケーブル10から交流電源2を介して接地に流れる電流を測定する電流測定部4と、電流測定部4により測定された電流の周波数解析を行う信号解析部31と、を有している。本実施形態のケーブル劣化検出装置1は、商用周波数f1の整数倍であるN倍周波数fnと出力周波数f0との差分である差分周波数Δaを変化させる。差分周波数Δaの変化に応じて、測定電流の周波数特性において、電力ケーブル10の絶縁劣化を示す信号が現れる周波数も変化する。従って、ケーブル劣化検出装置1は、ノイズの影響を低減し、電力ケーブル10の絶縁劣化の検出精度を向上させることができる。 As described above, the cable deterioration detection device 1 of the present embodiment is electrically connected to and grounded to the shielding layer 10b of the power cable 10, and is alternating current to the shielding layer 10b under a live line. The AC power supply 2 to which a voltage is applied, the control unit 25 that changes the output frequency f0 applied by the AC power supply 2 in a frequency region deviated from an integral multiple of the commercial frequency f1 supplied to the power cable 10, and the AC from the power cable 10. It has a current measuring unit 4 that measures the current flowing to the ground via the power supply 2, and a signal analysis unit 31 that performs frequency analysis of the current measured by the current measuring unit 4. The cable deterioration detection device 1 of the present embodiment changes the difference frequency Δa, which is the difference between the N times frequency fn, which is an integral multiple of the commercial frequency f1, and the output frequency f0. In the frequency characteristic of the measured current, the frequency at which the signal indicating the insulation deterioration of the power cable 10 appears also changes according to the change in the difference frequency Δa. Therefore, the cable deterioration detection device 1 can reduce the influence of noise and improve the detection accuracy of the insulation deterioration of the power cable 10.

また、商用周波数f1の整数倍が、偶数倍とされている。これにより、差分周波数Δaの電圧V2を重畳させたのと同様の状態が実現される。その結果、測定電流の周波数特性において、絶縁劣化の信号を差分周波数Δaに出現させることができる。 Further, an integral multiple of the commercial frequency f1 is an even multiple. As a result, the same state as when the voltage V2 having the difference frequency Δa is superimposed is realized. As a result, in the frequency characteristic of the measured current, the signal of insulation deterioration can appear at the difference frequency Δa.

本実施形態のケーブル劣化検出方法は、電力ケーブル10の遮蔽層10bに対して活線下において交流電源2から交流電圧を印加し、交流電源2の出力周波数f0を、商用周波数f1の整数倍からずれた周波数領域で変化させつつ、電力ケーブル10から交流電源2を介して接地に流れる電流を電流測定部4によって測定し、電流測定部4によって測定された電流値の周波数解析結果に基づいて電力ケーブル10の絶縁劣化を検出する。 In the cable deterioration detection method of the present embodiment, an AC voltage is applied from the AC power supply 2 to the shielding layer 10b of the power cable 10 under a live line, and the output frequency f0 of the AC power supply 2 is set to an integral multiple of the commercial frequency f1. The current flowing from the power cable 10 to the ground via the AC power supply 2 is measured by the current measuring unit 4 while changing in the shifted frequency region, and the power is based on the frequency analysis result of the current value measured by the current measuring unit 4. Detects insulation deterioration of the cable 10.

本実施形態のケーブル劣化検出方法において、交流電源2は、出力周波数f0を離散的に変化させる。離散的に変化する出力周波数f0のそれぞれにおいて、電流値の測定および周波数解析がなされる。こうして得られた複数の周波数解析結果に基づいて、電力ケーブル10の絶縁劣化が検出される。交流電源2の出力周波数f0を様々に変化させることで、測定電流の周波数解析結果に含まれるノイズの影響を低減することができる。よって、本実施形態のケーブル劣化検出方法は、電力ケーブル10の絶縁劣化の検出精度を向上させることができる。 In the cable deterioration detection method of the present embodiment, the AC power supply 2 discretely changes the output frequency f0. At each of the discretely changing output frequencies f0, the current value is measured and the frequency analysis is performed. Based on the plurality of frequency analysis results obtained in this way, the insulation deterioration of the power cable 10 is detected. By variously changing the output frequency f0 of the AC power supply 2, the influence of noise included in the frequency analysis result of the measured current can be reduced. Therefore, the cable deterioration detection method of the present embodiment can improve the detection accuracy of the insulation deterioration of the power cable 10.

なお、本実施形態では、N倍周波数fnの整数N=2であったが、これに限定されず、整数Nは他の偶数であってもよい。 In the present embodiment, the integer N = 2 of the N times frequency fn is not limited to this, and the integer N may be another even number.

[第1実施形態の変形例]
第1実施形態の変形例について説明する。整数Nは奇数とされてもよい。整数Nが奇数である場合、電力ケーブル10の絶縁層に加わる電圧Vは、下記式(3)で近似される。なお、αは係数、ω1=2πf1、ω2=2πΔaである。
V=(V1+α・ω2)sinω1t…(3)
[Modified example of the first embodiment]
A modified example of the first embodiment will be described. The integer N may be an odd number. When the integer N is an odd number, the voltage V applied to the insulating layer of the power cable 10 is approximated by the following equation (3). In addition, α is a coefficient, ω1 = 2πf1, ω2 = 2πΔa.
V = (V1 + α ・ ω2) sinω1t ... (3)

つまり、整数Nが奇数である場合、電力ケーブル10に加わる電圧の振幅が差分周波数Δaに応じて変化する。従って、交流電源2による交流電圧を印加する前後の電流の測定結果に基づいて電力ケーブル10の絶縁劣化を検出することが可能である。例えば、交流電源2による交流電圧の印加前および印加時において、それぞれ電流測定部4により電流が測定される。印加前後の測定結果は、それぞれ信号解析部31によって信号解析がなされ、周波数特性が算出される。印加前の周波数特性と印加時の周波数特性との比較結果に基づいて、電力ケーブル10の絶縁劣化が検出される。二つの周波数特性の比較では、例えば、商用周波数f1やN倍周波数fnにおける電流成分の大きさ同士が比較される。 That is, when the integer N is an odd number, the amplitude of the voltage applied to the power cable 10 changes according to the difference frequency Δa. Therefore, it is possible to detect the insulation deterioration of the power cable 10 based on the measurement result of the current before and after applying the AC voltage by the AC power supply 2. For example, the current is measured by the current measuring unit 4 before and during the application of the AC voltage by the AC power supply 2. The measurement results before and after the application are signal-analyzed by the signal analysis unit 31, respectively, and the frequency characteristics are calculated. Insulation deterioration of the power cable 10 is detected based on the comparison result between the frequency characteristics before application and the frequency characteristics at the time of application. In the comparison of the two frequency characteristics, for example, the magnitudes of the current components at the commercial frequency f1 and the N times frequency fn are compared.

交流電源2の出力周波数f0は、商用周波数f1の整数分の1倍からずれた周波数領域で変化してもよい。出力周波数f0は、例えば、下記式(4)で示される。なお、式(4)において、Mは2以上の整数である。
f0=(f1/M)±Δa…(4)
The output frequency f0 of the AC power supply 2 may change in a frequency region deviated from one integral fraction of the commercial frequency f1. The output frequency f0 is represented by, for example, the following equation (4). In equation (4), M is an integer of 2 or more.
f0 = (f1 / M) ± Δa ... (4)

このような出力周波数f0の交流電圧が電力ケーブル10に印加された場合に得られる劣化信号の周波数f2は、下記式(5)のようになる。つまり、測定電流を周波数解析して得られる周波数特性から、周波数f2の電流成分に基づいて電力ケーブル10の絶縁劣化を検出することができる。
f2=|M・f0−f1|…(5)
The frequency f2 of the deterioration signal obtained when such an AC voltage having an output frequency f0 is applied to the power cable 10 is as shown in the following equation (5). That is, it is possible to detect the insulation deterioration of the power cable 10 based on the current component of the frequency f2 from the frequency characteristics obtained by frequency analysis of the measured current.
f2 = | M · f0-f1 | ... (5)

交流電源2において、交流電圧発生回路21が発生する交流電圧を昇圧する構成は、変圧器22には限定されない。交流電源2は、例えば、変圧器22に代えて差動アンプによって交流電圧を昇圧させてもよい。交流電源2の出力周波数f0を変化させる掃引条件(幅、分解能、速度)は、ユーザによって入力される代わりに、ケーブル劣化検出装置1によって指定されてもよい。 In the AC power supply 2, the configuration for boosting the AC voltage generated by the AC voltage generation circuit 21 is not limited to the transformer 22. The AC power supply 2 may boost the AC voltage by, for example, a differential amplifier instead of the transformer 22. The sweep conditions (width, resolution, speed) for changing the output frequency f0 of the AC power supply 2 may be specified by the cable deterioration detection device 1 instead of being input by the user.

[第2実施形態]
図6から図10を参照して、第2実施形態について説明する。第2実施形態については、上記第1実施形態で説明したものと同様の機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。図6は、第2実施形態に係る電力ケーブルの絶縁劣化検出装置の概略構成図、図7は、第2実施形態の電力ケーブルの絶縁劣化検出方法に係るフローチャート、図8は、第2実施形態の電力ケーブルの絶縁劣化検出方法に係る他のフローチャート、図9は、帯域シフトの一例を説明する図、図10は、帯域シフトの他の例を説明する図である。
[Second Embodiment]
A second embodiment will be described with reference to FIGS. 6 to 10. Regarding the second embodiment, the same reference numerals are given to the components having the same functions as those described in the first embodiment, and duplicate description will be omitted. FIG. 6 is a schematic configuration diagram of the power cable insulation deterioration detection device according to the second embodiment, FIG. 7 is a flowchart relating to the power cable insulation deterioration detection method according to the second embodiment, and FIG. 8 is a second embodiment. Another flowchart relating to the insulation deterioration detection method of the power cable, FIG. 9 is a diagram illustrating an example of band shift, and FIG. 10 is a diagram illustrating another example of band shift.

第2実施形態において、上記第1実施形態と異なる点は、例えば、ケーブル劣化検出装置1が判定不能の原因を推測する機能や、対処方法のアドバイスを行う機能を有する点である。また、第2実施形態のケーブル劣化検出装置1は、遮蔽層10bに印加させる交流電圧の周波数帯域をシフトさせることにより判定精度の向上を図る機能を有する。 The second embodiment differs from the first embodiment in that, for example, the cable deterioration detection device 1 has a function of estimating the cause of the inability to determine and a function of giving advice on how to deal with the problem. Further, the cable deterioration detection device 1 of the second embodiment has a function of improving the determination accuracy by shifting the frequency band of the AC voltage applied to the shielding layer 10b.

図6に示すように、第2実施形態に係るケーブル劣化検出装置1は、交流電源2、診断装置3、電流測定部4、保安回路5、切替回路6、および直流電源7を有する。交流電源2、電流測定部4、および保安回路5は、上記第1実施形態の交流電源2、電流測定部4、および保安回路5と同様である。 As shown in FIG. 6, the cable deterioration detection device 1 according to the second embodiment includes an AC power supply 2, a diagnostic device 3, a current measuring unit 4, a safety circuit 5, a switching circuit 6, and a DC power supply 7. The AC power supply 2, the current measuring unit 4, and the security circuit 5 are the same as the AC power supply 2, the current measuring unit 4, and the security circuit 5 of the first embodiment.

切替回路6は、遮蔽層10bに印加する電圧を交流電圧または直流電圧に切り替える回路である。より詳しくは、切替回路6は、遮蔽層10bを交流電源2または直流電源7の何れかに電気的に接続することができる。また、切替回路6は、遮蔽層10bを交流電源2および直流電源7の何れからも遮断することができる。切替回路6は、第一リレー61および第二リレー62を有する。第一リレー61は、交流電源2の二次巻き線24の一端側と接続線26との間に介在している。第一リレー61は、二次巻き線24と接続線26とを接続または遮断する。 The switching circuit 6 is a circuit that switches the voltage applied to the shielding layer 10b to an AC voltage or a DC voltage. More specifically, the switching circuit 6 can electrically connect the shielding layer 10b to either the AC power supply 2 or the DC power supply 7. Further, the switching circuit 6 can cut off the shielding layer 10b from either the AC power supply 2 or the DC power supply 7. The switching circuit 6 has a first relay 61 and a second relay 62. The first relay 61 is interposed between one end side of the secondary winding 24 of the AC power supply 2 and the connecting wire 26. The first relay 61 connects or disconnects the secondary winding 24 and the connecting wire 26.

直流電源7は、直流電圧を出力する電源であり、例えばバッテリである。直流電源7の負極は、接続線27を介して接地されている。第二リレー62は、直流電源7の正極と接続線26との間に介在している。第二リレー62は、直流電源7と接続線26とを接続または遮断する。第一リレー61および第二リレー62は、例えば、制御部25によって開閉される。 The DC power source 7 is a power source that outputs a DC voltage, and is, for example, a battery. The negative electrode of the DC power supply 7 is grounded via the connection line 27. The second relay 62 is interposed between the positive electrode of the DC power supply 7 and the connecting line 26. The second relay 62 connects or disconnects the DC power supply 7 and the connection line 26. The first relay 61 and the second relay 62 are opened and closed by, for example, the control unit 25.

第2実施形態の診断装置3は、信号解析部31、ディスプレイ33、操作部34、判定部36、およびデジタルフィルタ37を有する。第2実施形態に係る信号解析部31、ディスプレイ33、および操作部34は、上記第1実施形態の信号解析部31、ディスプレイ33、および操作部34と同様である。なお、診断装置3は、上記第1実施形態の診断装置3と同様に、同期回路32およびデータ記録媒体35を含んでいてもよい。 The diagnostic device 3 of the second embodiment includes a signal analysis unit 31, a display 33, an operation unit 34, a determination unit 36, and a digital filter 37. The signal analysis unit 31, the display 33, and the operation unit 34 according to the second embodiment are the same as the signal analysis unit 31, the display 33, and the operation unit 34 of the first embodiment. The diagnostic device 3 may include a synchronization circuit 32 and a data recording medium 35, as in the diagnostic device 3 of the first embodiment.

本実施形態の判定部36は、以下に説明するように、判定不能の原因推測、ユーザに対する対処方法のアドバイス、および帯域シフトによる判定精度の向上、の各ステップを実行する。判定部36は、予め記憶されているプログラムに基づいて上記のステップを実行する。判定部36は、交流電源2の制御部25と接続されており、制御部25の動作を制御することができる。 As described below, the determination unit 36 of the present embodiment executes each step of estimating the cause of the inability to determine, giving advice on how to deal with the user, and improving the determination accuracy by band shifting. The determination unit 36 executes the above steps based on the program stored in advance. The determination unit 36 is connected to the control unit 25 of the AC power supply 2, and can control the operation of the control unit 25.

また、判定部36は、ディスプレイ33と接続されており、ディスプレイ33に各種の情報を表示させる。例えば、ディスプレイ33には、ユーザに対する質問やユーザに対するアドバイスが表示される。第2実施形態のディスプレイ33は、タッチパネルを有している。ユーザは、ディスプレイ33に表示された質問に対する回答をタッチパネルに入力する。判定部36は、タッチパネルに入力された回答に基づいて各種の判断やアドバイス等を行う。 Further, the determination unit 36 is connected to the display 33 and causes the display 33 to display various information. For example, the display 33 displays a question to the user and advice to the user. The display 33 of the second embodiment has a touch panel. The user inputs an answer to the question displayed on the display 33 to the touch panel. The determination unit 36 makes various determinations and advices based on the answers input to the touch panel.

デジタルフィルタ37は、電流測定部4によって測定された信号に対するフィルタ処理を行う。デジタルフィルタ37は、例えば、位相検波、ロックインアンプ等のデジタルフィルタ処理により、ノイズに埋もれた劣化信号を検出する。デジタルフィルタ37によって処理がなされた後の情報は、例えば、ディスプレイ33に表示される。デジタルフィルタ37によって処理がなされた後の情報に対して、更に信号解析部31による解析がなされ、その解析結果がディスプレイ33に表示されてもよい。判定部36は、デジタルフィルタ37と接続されている。判定部36は、電流測定部4によって検出された信号をデジタルフィルタ37に処理させるか否かを切り替える。 The digital filter 37 performs a filter process on the signal measured by the current measuring unit 4. The digital filter 37 detects a deterioration signal buried in noise by, for example, digital filter processing such as phase detection and a lock-in amplifier. The information after being processed by the digital filter 37 is displayed on the display 33, for example. The information after being processed by the digital filter 37 may be further analyzed by the signal analysis unit 31, and the analysis result may be displayed on the display 33. The determination unit 36 is connected to the digital filter 37. The determination unit 36 switches whether or not the digital filter 37 processes the signal detected by the current measurement unit 4.

図7から図10を参照して、第2実施形態に係る絶縁劣化検出方法について説明する。図7に示すフローチャートは、判定対象の電力ケーブル10に対するケーブル劣化検出装置1の取り付けが完了した状態で実行される。図7のフローチャートは、例えば、ユーザによる測定開始の指令に応じて開始される。 The insulation deterioration detection method according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 7 to 10. The flowchart shown in FIG. 7 is executed in a state where the cable deterioration detection device 1 has been attached to the power cable 10 to be determined. The flowchart of FIG. 7 is started, for example, in response to a user's command to start measurement.

ステップS1において、判定部36は、遮蔽層10bのシース絶縁抵抗Rsを測定する。シース絶縁抵抗Rsは、第一リレー61を開放し、かつ第二リレー62を閉じた状態で測定される。以下の説明では、第一リレー61が開き、かつ第二リレー62が閉じた状態、すなわち遮蔽層10bに対して直流電源7が直流電圧を印加している状態を「第一の状態」と称する。また、第一リレー61が閉じ、かつ第二リレー62が開いた状態、すなわち遮蔽層10bに対して交流電源2が交流電圧を印加している状態を「第二の状態」と称する。 In step S1, the determination unit 36 measures the sheath insulation resistance Rs of the shielding layer 10b. The sheath insulation resistance Rs is measured in a state where the first relay 61 is open and the second relay 62 is closed. In the following description, a state in which the first relay 61 is open and the second relay 62 is closed, that is, a state in which the DC power supply 7 applies a DC voltage to the shielding layer 10b is referred to as a “first state”. .. Further, a state in which the first relay 61 is closed and the second relay 62 is open, that is, a state in which the AC power supply 2 applies an AC voltage to the shielding layer 10b is referred to as a "second state".

判定部36は、制御部25によって第一リレー61および第二リレー62を第一の状態とさせる。判定部36は、第一の状態において電流測定部4によって検出された電流値に基づいて、シース絶縁抵抗Rsを算出する。シース絶縁抵抗Rsの測定が完了すると、ステップS2へ進む。 The determination unit 36 puts the first relay 61 and the second relay 62 in the first state by the control unit 25. The determination unit 36 calculates the sheath insulation resistance Rs based on the current value detected by the current measurement unit 4 in the first state. When the measurement of the sheath insulation resistance Rs is completed, the process proceeds to step S2.

ステップS2において、判定部36は、シース絶縁抵抗Rsが250[kΩ]未満であるか否かを判定する。ステップS2では、ステップS1で測定されたシース絶縁抵抗Rsの値と、判定値である250[kΩ]との比較がなされる。ステップS2の判定の結果、シース絶縁抵抗Rsが250[kΩ]未満であると肯定判定された場合(ステップS2−Y)にはステップS3に進み、否定判定された場合にはステップS11に進む。 In step S2, the determination unit 36 determines whether or not the sheath insulation resistance Rs is less than 250 [kΩ]. In step S2, the value of the sheath insulation resistance Rs measured in step S1 is compared with the determination value of 250 [kΩ]. As a result of the determination in step S2, if the sheath insulation resistance Rs is affirmatively determined to be less than 250 [kΩ] (step S2-Y), the process proceeds to step S3, and if a negative determination is made, the process proceeds to step S11.

ステップS3において、判定部36は、劣化判定が不能であると判断し、ステップS4に進む。 In step S3, the determination unit 36 determines that the deterioration determination is impossible, and proceeds to step S4.

ステップS4において、判定部36は、ユーザに対して端末を清掃済みであるかを質問する。シース絶縁抵抗Rsが低下している場合、その原因の一つとして、遮蔽層10bの端末の汚損が考えられる。判定部36は、ディスプレイ33に「端末を清掃済みであるか?」との質問を表示する。判定部36は、ユーザから「端末を清掃済みである」との回答が入力された場合、ステップS5に進む。一方、判定部36は、ユーザから「端末の清掃が済んでいない」との回答が入力された場合、ステップS6に進み、端末の清掃をしてから再測定を開始した方がよいとのアドバイスをディスプレイ33に表示する。ステップS6が実行されると、本フローは終了する。 In step S4, the determination unit 36 asks the user whether the terminal has been cleaned. When the sheath insulation resistance Rs is lowered, one of the causes is considered to be contamination of the terminal of the shielding layer 10b. The determination unit 36 displays a question "Is the terminal cleaned?" On the display 33. When the user inputs the answer that "the terminal has been cleaned", the determination unit 36 proceeds to step S5. On the other hand, when the user inputs the answer that "the terminal has not been cleaned", the determination unit 36 advises that it is better to proceed to step S6, clean the terminal, and then start the remeasurement. Is displayed on the display 33. When step S6 is executed, this flow ends.

ステップS5において、判定部36は、ユーザに対して接地線の金属接触を離したかを質問する。シース絶縁抵抗Rsが低下している場合、その原因の一つとして、接続線26の金属接触が考えられる。判定部36は、ディスプレイ33に「接続線26を金属から離すよう処置したか?」との質問を表示する。判定部36は、ユーザから「接続線26を金属から離してある」との回答が入力された場合、ステップS7に進む。一方、判定部36は、ユーザから「接続線26を金属から離す処置をしていない」との回答が入力された場合、ステップS8に進み、再測定の開始前に接続線26を金属から離すようにとのアドバイスをディスプレイ33に表示する。ステップS8が実行されると、本フローは終了する。 In step S5, the determination unit 36 asks the user whether the metal contact of the ground wire has been released. When the sheath insulation resistance Rs is lowered, one of the causes is considered to be metal contact of the connecting wire 26. The determination unit 36 displays a question on the display 33, "Have you taken measures to separate the connection line 26 from the metal?" When the user inputs the answer that "the connection line 26 is separated from the metal", the determination unit 36 proceeds to step S7. On the other hand, when the user inputs the answer that "the connection line 26 has not been separated from the metal", the determination unit 36 proceeds to step S8 and separates the connection line 26 from the metal before the start of remeasurement. The advice is displayed on the display 33. When step S8 is executed, this flow ends.

ステップS7において、判定部36は、ユーザに対して天候が雨であるかを質問する。シース絶縁抵抗Rsが低下している場合、その原因の一つとして、降雨が考えられる。判定部36は、ディスプレイ33に「天候が雨であるか?」との質問を表示する。判定部36は、ユーザから「雨である」との回答が入力された場合、ステップS10に進み、日を変えて測定するようにとのアドバイスをディスプレイ33に表示する。端末の清掃がなされており(ステップS4−Y)、かつ接地線が金属から離されている(ステップS5−Y)場合、シース絶縁抵抗Rsの低下原因が降雨である可能性が高い。判定部36は、天候が降雨以外であるときに再測定を実行するように、とのアドバイスをディスプレイ33に表示する。ステップS10が実行されると、本フローは終了する。 In step S7, the determination unit 36 asks the user whether the weather is rainy. If the sheath insulation resistance Rs is low, rainfall is considered to be one of the causes. The determination unit 36 displays a question "Is the weather rainy?" On the display 33. When the user inputs the answer "it is raining", the determination unit 36 proceeds to step S10 and displays an advice on the display 33 to measure by changing the day. When the terminal is cleaned (step S4-Y) and the ground wire is separated from the metal (step S5-Y), it is highly possible that the cause of the decrease in the sheath insulation resistance Rs is rainfall. The determination unit 36 displays on the display 33 the advice to perform the remeasurement when the weather is other than rainfall. When step S10 is executed, this flow ends.

判定部36は、ユーザから「雨ではない」との回答が入力された場合、ステップS9に進む。ステップS9において、判定部36は、判定不能であると判断する。判定部36は、現在の状態では電力ケーブル10の絶縁劣化を判定することが困難である旨をディスプレイ33に表示する。ステップS9が実行されると、本フローは終了する。 When the user inputs the answer "it is not rain", the determination unit 36 proceeds to step S9. In step S9, the determination unit 36 determines that the determination is impossible. The determination unit 36 displays on the display 33 that it is difficult to determine the insulation deterioration of the power cable 10 in the current state. When step S9 is executed, this flow ends.

ステップS11において、判定部36は、交流重畳電流Isaが10[nA]未満であるか否かを判定する。判定部36は、第一リレー61および第二リレー62を第二の状態として、交流重畳電流Isa[A]を測定する。判定部36は、第二の状態で交流電源2の交流電圧を遮蔽層10bに対して印加させる。交流重畳電流Isaは、電流測定部4によって測定された電流値の周波数解析結果であって、差分周波数Δaに対応する電流成分の値である。判定部36は、例えば、差分周波数Δaを1.0[Hz]としたときの交流重畳電流Isaの値に基づいてステップS11の判定を行う。 In step S11, the determination unit 36 determines whether or not the AC superimposed current Isa is less than 10 [nA]. The determination unit 36 measures the AC superimposed current Isa [A] with the first relay 61 and the second relay 62 as the second state. The determination unit 36 applies the AC voltage of the AC power supply 2 to the shielding layer 10b in the second state. The AC superimposed current Isa is a frequency analysis result of the current value measured by the current measuring unit 4, and is a value of the current component corresponding to the difference frequency Δa. The determination unit 36 determines in step S11 based on the value of the AC superimposed current Isa when the difference frequency Δa is set to 1.0 [Hz], for example.

なお、判定部36は、図5に示すように、予め定められた周波数領域(例えば、0.8[Hz]−1.2[Hz])で差分周波数Δaの値を変化させ、差分周波数Δaの各値における電流成分の値PKa,PKb,PKc,PKd,Pkeからから交流重畳電流Isaを算出してもよい。この場合、交流重畳電流Isaは、例えば、電流成分の各値PKa,PKb,PKc,PKd,Pkeの平均値や最大値とされてもよい。 As shown in FIG. 5, the determination unit 36 changes the value of the difference frequency Δa in a predetermined frequency region (for example, 0.8 [Hz] −1.2 [Hz]), and the difference frequency Δa. The AC superimposed current Isa may be calculated from the values PKa, PKb, PKc, PKd, and Pke of the current component at each value of. In this case, the AC superimposed current Isa may be, for example, the average value or the maximum value of each value PKa, PKb, PKc, PKd, Pke of the current component.

判定部36は、交流重畳電流Isaの値と、判定値である10[nA]との比較を行う。ステップS11の判定の結果、交流重畳電流Isaが10[nA]未満であると肯定判定された場合(ステップS11−Y)にはステップS12に進み、否定判定された場合にはステップS13に進む。 The determination unit 36 compares the value of the AC superimposed current Isa with the determination value of 10 [nA]. As a result of the determination in step S11, if it is affirmed that the AC superimposed current Isa is less than 10 [nA] (step S11-Y), the process proceeds to step S12, and if it is negative, the process proceeds to step S13.

ステップS12において、判定部36は良判定を行う。判定部36は、電力ケーブル10の絶縁状態が良好であるとの判定結果をディスプレイ33に表示する。ステップS12が実行されると、本フローは終了する。 In step S12, the determination unit 36 makes a good determination. The determination unit 36 displays the determination result that the insulation state of the power cable 10 is good on the display 33. When step S12 is executed, this flow ends.

ステップS13において、判定部36は、仮劣化判定を行い、ステップS14に進む。 In step S13, the determination unit 36 makes a temporary deterioration determination and proceeds to step S14.

ステップS14において、判定部36は、シース絶縁抵抗Rsが1[MΩ]未満であるか否かを判定する。ステップS14におけるシース絶縁抵抗Rsの判定値は、ステップS2におけるシース絶縁抵抗Rsの判定値よりも大きな値である。ステップS14の判定の結果、シース絶縁抵抗Rsが1[MΩ]未満であると肯定判定された場合(ステップS14−Y)にはステップS4に進み、否定判定された場合にはステップS15に進む。 In step S14, the determination unit 36 determines whether or not the sheath insulation resistance Rs is less than 1 [MΩ]. The determination value of the sheath insulation resistance Rs in step S14 is a value larger than the determination value of the sheath insulation resistance Rs in step S2. As a result of the determination in step S14, if the sheath insulation resistance Rs is affirmatively determined to be less than 1 [MΩ] (step S14-Y), the process proceeds to step S4, and if a negative determination is made, the process proceeds to step S15.

ステップS15において、判定部36は、不平衡充電電流Iacが例えば100[mA]以上であるか否かを判定する。不平衡充電電流Iacは、電力ケーブル10における三相不平衡による電流値である。判定部36は、不平衡充電電流Iacを取得する。不平衡充電電流Iacの値が大きい場合、交流重畳電流Isaが影響を受けてしまい、劣化判定が困難となる。ステップS15において不平衡充電電流Iacが100[mA]以上であると肯定判定された場合(ステップS15−Y)にはステップS16に進み、否定判定された場合にはステップS19に進む。 In step S15, the determination unit 36 determines whether or not the unbalanced charging current Iac is, for example, 100 [mA] or more. The unbalanced charging current Iac is a current value due to the three-phase unbalanced in the power cable 10. The determination unit 36 acquires the unbalanced charging current Iac. If the value of the unbalanced charging current Iac is large, the AC superimposed current Isa will be affected, making it difficult to determine deterioration. If it is determined affirmatively that the unbalanced charging current Iac is 100 [mA] or more in step S15 (step S15-Y), the process proceeds to step S16, and if a negative determination is made, the process proceeds to step S19.

ステップS16において、判定部36は、ユーザに対してケーブル条長が例えば1[km]以上であるか否かを質問する。判定部36は、ディスプレイ33に「電力ケーブル10の条長が1[km]以上であるか?」との質問を表示する。判定部36は、ユーザから「条長が1[km]以上である」との回答が入力された場合はステップS17に進み、「条長が1[km]以上ではない」との回答が入力された場合はステップS18に進む。 In step S16, the determination unit 36 asks the user whether or not the cable length is, for example, 1 [km] or more. The determination unit 36 displays a question on the display 33, "Is the length of the power cable 10 1 [km] or more?". When the user inputs the answer that "the length is 1 [km] or more", the determination unit 36 proceeds to step S17 and inputs the answer that "the length is not 1 [km] or more". If so, the process proceeds to step S18.

ステップS17において、判定部36は、不平衡充電電流Iacの原因が各相の長さ違いによる静電容量のアンバランスである可能性があることをディスプレイ33に表示する。判定部36は、ディスプレイ33の表示により、停電診断などで電力ケーブル10における静電容量のアンバランスを調査するようにユーザにアドバイスする。ステップS17が実行されると、本フローは終了する。 In step S17, the determination unit 36 displays on the display 33 that the cause of the unbalanced charging current Iac may be an imbalance in capacitance due to a difference in the length of each phase. The determination unit 36 advises the user to investigate the imbalance of the capacitance in the power cable 10 by the display of the display 33 or the like in the power failure diagnosis or the like. When step S17 is executed, this flow ends.

ステップS18において、判定部36は、不平衡充電電流Iacの原因が遮蔽銅テープの破断等の要因による静電容量のアンバランスである可能性があることをディスプレイ33に表示する。判定部36は、ディスプレイ33の表示により、停電診断などで電力ケーブル10における静電容量のアンバランスの要因を調査するようにユーザにアドバイスする。ステップS18が実行されると、本フローは終了する。 In step S18, the determination unit 36 displays on the display 33 that the cause of the unbalanced charging current Iac may be an imbalance in capacitance due to a factor such as breakage of the shielding copper tape. The determination unit 36 advises the user to investigate the cause of the capacitance imbalance in the power cable 10 by displaying the display 33, such as by diagnosing a power failure. When step S18 is executed, this flow ends.

ステップS19において、判定部36は、帯域シフトを行う。本実施形態のケーブル劣化検出装置1は、不平衡充電電流Iacが判定値未満である(ステップS15−N)場合に、帯域シフトを実行する。判定部36は、帯域シフトによって、遮蔽層10bに印加する交流電圧の周波数帯域をシフトさせる。帯域シフトによって、ノイズの影響を低減して絶縁劣化の判定精度を向上させることができる。図8を参照して、帯域シフトについて説明する。 In step S19, the determination unit 36 shifts the band. The cable deterioration detection device 1 of the present embodiment executes a band shift when the unbalanced charging current Iac is less than the determination value (step S15-N). The determination unit 36 shifts the frequency band of the AC voltage applied to the shielding layer 10b by band shifting. By band shifting, the influence of noise can be reduced and the accuracy of determining insulation deterioration can be improved. The band shift will be described with reference to FIG.

ステップS21において、判定部36は、帯域毎のスペクトル値の大きさを比較する。ステップS21で比較されるスペクトル値は、[数1]に示す中間帯域のスペクトル値TSP1と、[数2]に示す低周波数帯域のスペクトル値TSP0である。

Figure 0006974111
Figure 0006974111
In step S21, the determination unit 36 compares the magnitudes of the spectral values for each band. The spectral values compared in step S21 are the intermediate band spectral value TSP1 shown in [Equation 1] and the low frequency band spectral value TSP0 shown in [Equation 2].
Figure 0006974111
Figure 0006974111

図9には、中間帯域B1および低周波数帯域B0の一例が示されている。中間帯域B1は、差分周波数Δaを変化させる周波数領域として現在設定されている帯域である。中間帯域B1は、例えば、0.8[Hz]−1.2[Hz]の帯域である。低周波数帯域B0は、中間帯域B1よりも低周波側の帯域である。本実施形態の低周波数帯域B0は、中間帯域B1と連続した帯域である。本実施形態の低周波数帯域B0は、例えば0.4[Hz]−0.8[Hz]の帯域である。 FIG. 9 shows an example of the intermediate band B1 and the low frequency band B0. The intermediate band B1 is a band currently set as a frequency domain for changing the difference frequency Δa. The intermediate band B1 is, for example, a band of 0.8 [Hz] −1.2 [Hz]. The low frequency band B0 is a band on the lower frequency side than the intermediate band B1. The low frequency band B0 of the present embodiment is a band continuous with the intermediate band B1. The low frequency band B0 of the present embodiment is, for example, a band of 0.4 [Hz] −0.8 [Hz].

中間帯域のスペクトル値TSP1は、中間帯域B1のスペクトル値の総和である。言い換えると、中間帯域のスペクトル値TSP1は、図9の領域C1の面積である。低周波数帯域のスペクトル値TSP0は、低周波数帯域B0のスペクトル値の総和である。言い換えると、低周波数帯域のスペクトル値TSP0は、図9の領域C0の面積である。 The spectral value TSP1 in the intermediate band is the sum of the spectral values of the intermediate band B1. In other words, the spectral value TSP1 in the intermediate band is the area of the region C1 in FIG. The spectral value TSP0 in the low frequency band is the sum of the spectral values of the low frequency band B0. In other words, the spectral value TSP0 in the low frequency band is the area of the region C0 in FIG.

ステップS21では、低周波数帯域のスペクトル値TSP0が中間帯域のスペクトル値TSP1の半分未満の値であるか否かが判定される。ステップS21の判定の結果、低周波数帯域のスペクトル値TSP0が中間帯域のスペクトル値TSP1の半分未満の値であると肯定判定された場合(ステップS21−Y)にはステップS22に進み、否定判定された場合にはステップS23に進む。 In step S21, it is determined whether or not the spectral value TSP0 in the low frequency band is less than half the spectral value TSP1 in the intermediate band. As a result of the determination in step S21, if it is affirmed that the spectrum value TSP0 in the low frequency band is less than half of the spectrum value TSP1 in the intermediate band (step S21-Y), the process proceeds to step S22 and a negative determination is made. If so, the process proceeds to step S23.

ステップS22において、判定部36は、低周波数帯域B0への帯域シフトを実行する。判定部36は、遮蔽層10bに印加する交流電圧の差分周波数Δaを低周波数帯域B0の周波数値に変更する。帯域シフトがなされると、変更後の差分周波数Δaにおける交流重畳電流Isaが計測される。新たに計測される交流重畳電流Isaは、例えば、低周波数帯域B0の中心値を差分周波数Δaとして設定したときの電流成分の値であってもよい。あるいは、差分周波数Δaを低周波数帯域B0における複数の値に変化させ、それぞれの電流成分の値から交流重畳電流Isaが算出されてもよい。 In step S22, the determination unit 36 executes a band shift to the low frequency band B0. The determination unit 36 changes the difference frequency Δa of the AC voltage applied to the shielding layer 10b to the frequency value of the low frequency band B0. When the band shift is performed, the AC superimposed current Isa at the changed difference frequency Δa is measured. The newly measured AC superimposed current Isa may be, for example, the value of the current component when the center value of the low frequency band B0 is set as the difference frequency Δa. Alternatively, the difference frequency Δa may be changed to a plurality of values in the low frequency band B0, and the AC superimposed current Isa may be calculated from the values of the respective current components.

低周波数帯域のスペクトル値TSP0が中間帯域のスペクトル値TSP1の半分未満であることから、低周波数帯域B0のノイズレベルは中間帯域B1のノイズレベルよりも低いと考えられる。従って、低周波数帯域B0への帯域シフトによって、絶縁劣化の判定精度の向上を図ることができる。ステップS22が実行されると、ステップS26に進む。 Since the spectral value TSP0 in the low frequency band is less than half the spectral value TSP1 in the intermediate band, it is considered that the noise level in the low frequency band B0 is lower than the noise level in the intermediate band B1. Therefore, by shifting the band to the low frequency band B0, it is possible to improve the determination accuracy of insulation deterioration. When step S22 is executed, the process proceeds to step S26.

ステップS23において、判定部36は、帯域毎のスペクトル値の大きさを比較する。ステップS23で比較されるスペクトル値は、中間帯域のスペクトル値TSP1と、[数3]に示す高周波数帯域のスペクトル値TSP2である。

Figure 0006974111
In step S23, the determination unit 36 compares the magnitudes of the spectral values for each band. The spectral values compared in step S23 are the spectral value TSP1 in the intermediate band and the spectral value TSP2 in the high frequency band shown in [Equation 3].
Figure 0006974111

図10には、中間帯域B1および高周波数帯域B2の一例が示されている。高周波数帯域B2は、中間帯域B1よりも高周波側の帯域である。本実施形態の高周波数帯域B2は、中間帯域B1と連続した帯域である。本実施形態の高周波数帯域B2は、例えば1.2[Hz]−1.6[Hz]の帯域である。 FIG. 10 shows an example of the intermediate band B1 and the high frequency band B2. The high frequency band B2 is a band on the high frequency side of the intermediate band B1. The high frequency band B2 of the present embodiment is a band continuous with the intermediate band B1. The high frequency band B2 of the present embodiment is, for example, a band of 1.2 [Hz] -1.6 [Hz].

高周波数帯域のスペクトル値TSP2は、高周波数帯域B2のスペクトル値の総和である。言い換えると、高周波数帯域のスペクトル値TSP2は、図10の領域C2の面積である。 The spectral value TSP2 in the high frequency band is the sum of the spectral values of the high frequency band B2. In other words, the spectral value TSP2 in the high frequency band is the area of the region C2 in FIG.

ステップS23では、高周波数帯域のスペクトル値TSP2が中間帯域のスペクトル値TSP1の半分未満の値であるか否かが判定される。ステップS23の判定の結果、高周波数帯域のスペクトル値TSP2が中間帯域のスペクトル値TSP1の半分未満の値であると肯定判定された場合(ステップS23−Y)にはステップS24に進み、否定判定された場合にはステップS25に進む。 In step S23, it is determined whether or not the spectral value TSP2 in the high frequency band is less than half the spectral value TSP1 in the intermediate band. As a result of the determination in step S23, if it is affirmatively determined that the spectral value TSP2 in the high frequency band is less than half of the spectral value TSP1 in the intermediate band (step S23-Y), the process proceeds to step S24 and a negative determination is made. If so, the process proceeds to step S25.

ステップS24において、判定部36は、高周波数帯域B2への帯域シフトを実行する。判定部36は、遮蔽層10bに印加する交流電圧の差分周波数Δaを高周波数帯域B2の周波数値に変更する。帯域シフトがなされると、新たな差分周波数Δaにおける交流重畳電流Isaが計測される。新たに計測される交流重畳電流Isaは、例えば、高周波数帯域B2の中心値を差分周波数Δaとして設定したときの電流成分の値であってもよい。あるいは、差分周波数Δaを高周波数帯域B2における複数の値に変化させ、それぞれの電流成分の値から交流重畳電流Isaが算出されてもよい。 In step S24, the determination unit 36 executes a band shift to the high frequency band B2. The determination unit 36 changes the difference frequency Δa of the AC voltage applied to the shielding layer 10b to the frequency value of the high frequency band B2. When the band shift is made, the AC superimposed current Isa at the new difference frequency Δa is measured. The newly measured AC superimposed current Isa may be, for example, the value of the current component when the center value of the high frequency band B2 is set as the difference frequency Δa. Alternatively, the difference frequency Δa may be changed to a plurality of values in the high frequency band B2, and the AC superimposed current Isa may be calculated from the values of the respective current components.

高周波数帯域のスペクトル値TSP2が中間帯域のスペクトル値TSP1の半分未満であることから、高周波数帯域B2のノイズレベルは中間帯域B1のノイズレベルよりも低いと考えられる。従って、高周波数帯域B2への帯域シフトによって、絶縁劣化の判定精度の向上を図ることができる。ステップS24が実行されると、ステップS26に進む。 Since the spectral value TSP2 in the high frequency band is less than half the spectral value TSP1 in the intermediate band, it is considered that the noise level in the high frequency band B2 is lower than the noise level in the intermediate band B1. Therefore, by shifting the band to the high frequency band B2, it is possible to improve the determination accuracy of insulation deterioration. When step S24 is executed, the process proceeds to step S26.

ステップS25において、判定部36は、デジタルフィルタ処置を実行する。判定部36は、電流測定部4によって検出された信号をデジタルフィルタ37によって処理させ、処理後の信号を信号解析部31によって解析させる。判定部36は、信号解析部31の解析結果から交流重畳電流Isaを取得する。ステップS25が実行されると、ステップS26に進む。 In step S25, the determination unit 36 executes the digital filter treatment. The determination unit 36 causes the digital filter 37 to process the signal detected by the current measurement unit 4, and causes the signal analysis unit 31 to analyze the processed signal. The determination unit 36 acquires the AC superimposed current Isa from the analysis result of the signal analysis unit 31. When step S25 is executed, the process proceeds to step S26.

ステップS26において、判定部36は、交流重畳電流Isaが10[nA]未満であるか否かを判定する。ステップS26の判定の結果、交流重畳電流Isaが10[nA]未満であると肯定判定された場合(ステップS26−Y)にはステップS27に進み、否定判定された場合にはステップS28に進む。 In step S26, the determination unit 36 determines whether or not the AC superimposed current Isa is less than 10 [nA]. As a result of the determination in step S26, if it is affirmed that the AC superimposed current Isa is less than 10 [nA] (step S26-Y), the process proceeds to step S27, and if it is negative, the process proceeds to step S28.

ステップS27において、判定部36は、良判定を行う。判定部36は、電力ケーブル10の絶縁状態が良好であるとの判定結果をディスプレイ33に表示する。ステップS27が実行されると、本フローは終了する。 In step S27, the determination unit 36 makes a good determination. The determination unit 36 displays the determination result that the insulation state of the power cable 10 is good on the display 33. When step S27 is executed, this flow ends.

ステップS28において、判定部36は、劣化判定を行う。判定部36は、電力ケーブル10において絶縁劣化が発生していると判定する。判定部36は、ディスプレイ33に、電力ケーブル10において絶縁劣化が発生しているとの判定結果を表示する。ステップS28が実行されると、本フローは終了する。 In step S28, the determination unit 36 makes a deterioration determination. The determination unit 36 determines that insulation deterioration has occurred in the power cable 10. The determination unit 36 displays on the display 33 the determination result that the insulation deterioration has occurred in the power cable 10. When step S28 is executed, this flow ends.

以上説明したように、本実施形態のケーブル劣化検出装置1は、電流測定部4によって測定される電流のノイズを低減する手段をユーザに対してアドバイスする支援手段を有する。本実施形態においては、判定部36およびディスプレイ33が支援手段に相当する。判定部36は、シース絶縁抵抗Rsが判定の基準値よりも小さい(ステップS2−Y、ステップS14−Y)場合、ノイズ低減手段をユーザに対してアドバイスする。ノイズを低減する手段は、端末の清掃(ステップS6)、金属接触の解消(ステップS8)、測定日時の変更(ステップS10)等である。 As described above, the cable deterioration detecting device 1 of the present embodiment has a supporting means for giving advice to the user a means for reducing the noise of the current measured by the current measuring unit 4. In the present embodiment, the determination unit 36 and the display 33 correspond to the support means. When the sheath insulation resistance Rs is smaller than the reference value for determination (step S2-Y, step S14-Y), the determination unit 36 advises the user on noise reduction means. The means for reducing noise include cleaning the terminal (step S6), eliminating metal contact (step S8), changing the measurement date and time (step S10), and the like.

また、判定部36は、不平衡充電電流Iacが判定の基準値以上である(ステップS15−Y)場合、ノイズ低減手段をユーザに対してアドバイスする。ノイズを低減する手段は、電力ケーブル10の静電容量のアンバランスの調査(ステップS17,S18)等である。 Further, when the unbalanced charging current Iac is equal to or higher than the determination reference value (step S15-Y), the determination unit 36 advises the user of noise reduction means. The means for reducing noise is an investigation of an imbalance in the capacitance of the power cable 10 (steps S17, S18) and the like.

本実施形態のケーブル劣化検出装置1は、電流のノイズを低減させることにより、電力ケーブル10の絶縁劣化を高精度に検出することができる。 The cable deterioration detection device 1 of the present embodiment can detect the insulation deterioration of the power cable 10 with high accuracy by reducing the noise of the current.

また、本実施形態のケーブル劣化検出装置1は、周波数解析によって得られたスペクトル分布に基づいて、交流電源2が遮蔽層10bに印加する交流電圧の周波数領域を変更させる判定部36を有する。スペクトル分布に基づいて交流電圧の周波数領域が変更されることで、電力ケーブル10の絶縁劣化を高精度に検出することが可能となる。本実施形態では、判定部36は、変更前の周波数領域(例えば、中間帯域B1)のスペクトルの総和と、近傍の周波数領域(例えば、低周波数帯域B0や高周波数帯域B2)のスペクトルの総和とを比較する。判定部36は、スペクトルの総和が小さい周波数領域が存在する場合、交流電圧の周波数領域をスペクトルの総和が小さい周波数領域へとシフトさせる。 Further, the cable deterioration detection device 1 of the present embodiment has a determination unit 36 that changes the frequency region of the AC voltage applied to the shielding layer 10b by the AC power supply 2 based on the spectral distribution obtained by the frequency analysis. By changing the frequency domain of the AC voltage based on the spectral distribution, it becomes possible to detect the insulation deterioration of the power cable 10 with high accuracy. In the present embodiment, the determination unit 36 includes the sum of the spectra of the frequency domain before the change (for example, the intermediate band B1) and the sum of the spectra of the nearby frequency domain (for example, the low frequency band B0 and the high frequency band B2). To compare. When the determination unit 36 has a frequency region having a small total spectrum, the determination unit 36 shifts the frequency region of the AC voltage to the frequency region having a small total spectrum.

本実施形態のケーブル劣化検出装置1は、交流電圧の周波数領域を変更させることにより、電力ケーブル10の絶縁劣化を高精度に検出することができる。 The cable deterioration detection device 1 of the present embodiment can detect the insulation deterioration of the power cable 10 with high accuracy by changing the frequency region of the AC voltage.

本実施形態に係る電力ケーブルの絶縁劣化検出方法は、電流測定部4によって測定される電流のノイズを低減する手段を実行するようユーザにアドバイスするアドバイスステップを含む。アドバイスステップは、例えば、ステップS6,S8,S10,S17,S18である。本実施形態に係る電力ケーブルの絶縁劣化検出方法は、電流のノイズを低減させることにより、電力ケーブル10の絶縁劣化を高精度に検出することができる。 The method for detecting insulation deterioration of a power cable according to the present embodiment includes an advice step for advising the user to implement a means for reducing the noise of the current measured by the current measuring unit 4. The advice steps are, for example, steps S6, S8, S10, S17, S18. The power cable insulation deterioration detection method according to the present embodiment can detect the insulation deterioration of the power cable 10 with high accuracy by reducing the noise of the current.

本実施形態の電力ケーブルの絶縁劣化検出方法は、アドバイスステップにおいて、電力ケーブル10に発生しているシース絶縁抵抗Rsの低下を解消するようにユーザにアドバイスする。例えば、アドバイスステップでは、端末の清掃(ステップS6)、金属接触の解消(ステップS8)、測定日時の変更(ステップS10)等のアドバイスがなされる。こうしたアドバイスによって電流のノイズを低減させることにより、電力ケーブル10の絶縁劣化を高精度に検出することができる。 The method for detecting insulation deterioration of the power cable of the present embodiment advises the user in the advice step to eliminate the decrease in the sheath insulation resistance Rs generated in the power cable 10. For example, in the advice step, advice is given such as cleaning the terminal (step S6), eliminating metal contact (step S8), and changing the measurement date and time (step S10). By reducing the noise of the current by such advice, the insulation deterioration of the power cable 10 can be detected with high accuracy.

また、本実施形態の電力ケーブルの絶縁劣化検出方法は、帯域変更ステップを含む。帯域変更ステップは、周波数解析結果のスペクトル分布に基づいて、交流電源2が遮蔽層10bに印加する交流電圧の周波数領域を変更させるステップ(ステップS22,S24)である。本実施形態の電力ケーブルの絶縁劣化検出方法によれば、交流電圧の周波数領域を変更させることにより、電力ケーブル10の絶縁劣化を高精度に検出することができる。 Further, the method for detecting insulation deterioration of the power cable of the present embodiment includes a band change step. The band change step is a step (steps S22, S24) of changing the frequency region of the AC voltage applied to the shielding layer 10b by the AC power supply 2 based on the spectral distribution of the frequency analysis result. According to the power cable insulation deterioration detection method of the present embodiment, the insulation deterioration of the power cable 10 can be detected with high accuracy by changing the frequency range of the AC voltage.

上記のように、本実施形態に係るケーブル劣化検出装置1は、測定条件、測定結果、FFT解析結果からノイズの影響を低減する手段を判断・選択する診断支援ロジック(図7,図8)を有する。ディスプレイ33は、測定結果、ノイズ要因排除のアドバイス、FFT解析結果、デジタルフィルタ処理結果等を表示する。 As described above, the cable deterioration detection device 1 according to the present embodiment provides diagnostic support logic (FIGS. 7 and 8) for determining and selecting means for reducing the influence of noise from measurement conditions, measurement results, and FFT analysis results. Have. The display 33 displays measurement results, advice on eliminating noise factors, FFT analysis results, digital filter processing results, and the like.

よって、本実施形態のケーブル劣化検出装置1は、測定条件、測定結果から、測定環境に起因するノイズ要因を排除する手段をアドバイスすることができる。また、本実施形態のケーブル劣化検出装置1は、FFT解析結果に基づいて、よりノイズの影響が少ない周波数帯域に劣化信号をシフトする(図8)。従って、本実施形態のケーブル劣化検出装置1は、ユーザの熟練度にかかわらず測定環境やノイズの影響を低減することができ、高精度での電力ケーブル10の絶縁劣化判定を可能とする。 Therefore, the cable deterioration detection device 1 of the present embodiment can advise the means for eliminating the noise factor caused by the measurement environment from the measurement conditions and the measurement results. Further, the cable deterioration detection device 1 of the present embodiment shifts the deterioration signal to a frequency band to which the influence of noise is less, based on the FFT analysis result (FIG. 8). Therefore, the cable deterioration detection device 1 of the present embodiment can reduce the influence of the measurement environment and noise regardless of the skill level of the user, and can determine the insulation deterioration of the power cable 10 with high accuracy.

なお、上記のフローチャートにおける判定値の数値は一例であり、異なる値とされてもよい。ケーブル劣化検出装置1は、帯域シフトを行うことなく絶縁劣化の有無を判定してもよい。例えば、中間帯域のスペクトル値TSP1が予め定められた値よりも小さい場合には、中間帯域のスペクトル値TSP1と他のスペクトル値TSP0,TSP2との比較が行われなくてもよい。この場合、中間帯域B1の交流重畳電流Isaの値に基づいて絶縁劣化の有無が判定される。 The numerical value of the determination value in the above flowchart is an example, and may be different values. The cable deterioration detection device 1 may determine the presence or absence of insulation deterioration without performing band shift. For example, when the spectral value TSP1 in the intermediate band is smaller than a predetermined value, it is not necessary to compare the spectral value TSP1 in the intermediate band with the other spectral values TSP0 and TSP2. In this case, the presence or absence of insulation deterioration is determined based on the value of the AC superimposed current Isa in the intermediate band B1.

帯域シフトの判定基準は、例示した基準には限定されない。上記の例では、中間帯域のスペクトル値TSP1に対して他のスペクトル値TSP0,TSP2が半分未満である場合に帯域シフトがなされた。しかしながら、中間帯域のスペクトル値TSP1に乗じられる係数は1/2には限定されない。 The criteria for determining the band shift are not limited to the illustrated criteria. In the above example, the band shift is performed when the other spectral values TSP0 and TSP2 are less than half of the spectral value TSP1 in the intermediate band. However, the coefficient multiplied by the spectral value TSP1 in the intermediate band is not limited to 1/2.

上記の各実施形態および変形例に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。 The contents disclosed in each of the above embodiments and modifications can be combined and executed as appropriate.

1 ケーブル劣化検出装置(電力ケーブルの絶縁劣化検出装置)
2 交流電源
3 診断装置
4 電流測定部
5 保安回路
6 切替回路
7 直流電源
10 電力ケーブル
10a 芯線
10b 遮蔽層
11 ケーブル端末
12 高電圧母線
21 交流電圧発生回路
22 変圧器
23 一次巻線
24 二次巻線
25 制御部
26,27 接続線
28 接地部
31 信号解析部
32 同期回路
33 ディスプレイ(支援手段)
34 操作部
35 データ記録媒体
36 判定部(支援手段)
37 デジタルフィルタ
61 第一リレー
62 第二リレー
Δa 差分周波数
B0 低周波数帯域
B1 中間帯域
B2 高周波数帯域
f0 出力周波数
f1 商用周波数
fn N倍周波数
Iac 不平衡充電電流
Isa 交流重畳電流
PK1,PK2,PK3 山
PKa,PKb,PKc,PKd,PKe 山
Rs シース絶縁抵抗
TSP0 低周波数帯域のスペクトル値
TSP1 中間帯域のスペクトル値
TSP2 高周波数帯域のスペクトル値
V1 商用電源の電圧
V2 出力電圧
1 Cable deterioration detector (power cable insulation deterioration detector)
2 AC power supply 3 Diagnostic device 4 Current measuring unit 5 Safety circuit 6 Switching circuit 7 DC power supply 10 Power cable 10a Core wire 10b Shielding layer 11 Cable terminal 12 High voltage bus 21 AC voltage generation circuit 22 Transformer 23 Primary winding 24 Secondary winding Wire 25 Control unit 26, 27 Connection line 28 Grounding unit 31 Signal analysis unit 32 Synchronous circuit 33 Display (support means)
34 Operation unit 35 Data recording medium 36 Judgment unit (support means)
37 Digital filter 61 1st relay 62 2nd relay Δa Difference frequency B0 Low frequency band B1 Intermediate band B2 High frequency band f0 Output frequency f1 Commercial frequency fn N times frequency Iac Unbalanced charging current Isa AC superimposed current PK1, PK2, PK3 mountain PKa, PKb, PKc, PKd, PKe mountain Rs sheath insulation resistance TSP0 low frequency band spectral value TSP1 intermediate band spectral value TSP2 high frequency band spectral value V1 commercial power supply voltage V2 output voltage

Claims (12)

電力ケーブルの遮蔽層に対して電気的に接続され、かつ接地されており、活線下において前記遮蔽層に対して交流電圧を印加する交流電源と、
前記交流電源が印加する出力周波数を前記電力ケーブルに供給される商用周波数の整数倍からずれた周波数領域で変化させる制御部と、
前記電力ケーブルから前記交流電源を介して前記接地に流れる電流を測定する電流測定部と、
前記電流測定部により測定された電流の周波数解析を行う信号解析部と、
を備え
前記整数倍が、偶数倍であることを特徴とする電力ケーブルの絶縁劣化検出装置。
An AC power supply that is electrically connected to and grounded to the shielding layer of the power cable and applies an AC voltage to the shielding layer under the live wire.
A control unit that changes the output frequency applied by the AC power supply in a frequency range deviated from an integral multiple of the commercial frequency supplied to the power cable.
A current measuring unit that measures the current flowing from the power cable to the ground via the AC power supply, and
A signal analysis unit that analyzes the frequency of the current measured by the current measurement unit, and
Equipped with
An insulation deterioration detecting device for a power cable , wherein the integer multiple is an even multiple.
電力ケーブルの遮蔽層に対して電気的に接続され、かつ接地されており、活線下において前記遮蔽層に対して交流電圧を印加する交流電源と、An AC power supply that is electrically connected to and grounded to the shielding layer of the power cable and applies an AC voltage to the shielding layer under the live wire.
前記交流電源が印加する出力周波数を前記電力ケーブルに供給される商用周波数の整数倍からずれた周波数領域で変化させる制御部と、A control unit that changes the output frequency applied by the AC power supply in a frequency range deviated from an integral multiple of the commercial frequency supplied to the power cable.
前記電力ケーブルから前記交流電源を介して前記接地に流れる電流を測定する電流測定部と、A current measuring unit that measures the current flowing from the power cable to the ground via the AC power supply, and
前記電流測定部により測定された電流の周波数解析を行う信号解析部と、A signal analysis unit that analyzes the frequency of the current measured by the current measurement unit, and
前記電流測定部によって測定される電流のノイズを低減する手段をユーザに対してアドバイスする支援手段と、Supporting means for advising the user on means for reducing noise of the current measured by the current measuring unit, and
を備えることを特徴とする電力ケーブルの絶縁劣化検出装置。A power cable insulation deterioration detector characterized by being equipped with.
更に、前記電流測定部によって測定される電流のノイズを低減する手段をユーザに対してアドバイスする支援手段を備える
請求項1に記載の電力ケーブルの絶縁劣化検出装置。
The power cable insulation deterioration detecting device according to claim 1, further comprising a support means for advising the user on means for reducing noise of the current measured by the current measuring unit.
前記支援手段は、前記電力ケーブルに発生しているシース絶縁抵抗の低下を解消する手段をユーザに対してアドバイスする
請求項2または3に記載の電力ケーブルの絶縁劣化検出装置。
The power cable insulation deterioration detecting device according to claim 2 or 3, wherein the support means advises the user of means for eliminating the decrease in the sheath insulation resistance generated in the power cable.
更に、前記周波数解析によって得られたスペクトル分布に基づいて、前記交流電源が前記遮蔽層に印加する交流電圧の周波数領域を変更させる判定部を有する
請求項1から4の何れか1項に記載の電力ケーブルの絶縁劣化検出装置。
Further, according to any one of claims 1 to 4, the present invention has a determination unit for changing the frequency domain of the AC voltage applied to the shielding layer by the AC power supply based on the spectral distribution obtained by the frequency analysis. Power cable insulation deterioration detector.
電力ケーブルの遮蔽層に対して電気的に接続され、かつ接地されており、活線下において前記遮蔽層に対して交流電圧を印加する交流電源と、An AC power supply that is electrically connected to and grounded to the shielding layer of the power cable and applies an AC voltage to the shielding layer under the live wire.
前記交流電源が印加する出力周波数を前記電力ケーブルに供給される商用周波数の整数倍からずれた周波数領域で変化させる制御部と、A control unit that changes the output frequency applied by the AC power supply in a frequency range deviated from an integral multiple of the commercial frequency supplied to the power cable.
前記電力ケーブルから前記交流電源を介して前記接地に流れる電流を測定する電流測定部と、A current measuring unit that measures the current flowing from the power cable to the ground via the AC power supply, and
前記電流測定部により測定された電流の周波数解析を行う信号解析部と、A signal analysis unit that analyzes the frequency of the current measured by the current measurement unit, and
前記周波数解析によって得られたスペクトル分布に基づいて、前記交流電源が前記遮蔽層に印加する交流電圧の周波数領域を変更させる判定部と、Based on the spectral distribution obtained by the frequency analysis, a determination unit that changes the frequency region of the AC voltage applied to the shielding layer by the AC power supply, and a determination unit.
を備えることを特徴とする電力ケーブルの絶縁劣化検出装置。A power cable insulation deterioration detector characterized by being equipped with.
電力ケーブルの遮蔽層に対して活線下において交流電源から交流電圧を印加し、
前記交流電源の出力周波数を、商用周波数の整数倍からずれた周波数領域で変化させつつ、前記電力ケーブルから前記交流電源を介して接地に流れる電流を電流測定部によって測定し、
前記電流測定部によって測定された電流値の周波数解析結果に基づいて前記電力ケーブルの絶縁劣化を検出し、
前記整数倍が、偶数倍である
ことを特徴とする電力ケーブルの絶縁劣化検出方法。
Apply AC voltage from the AC power supply under the live line to the shielding layer of the power cable.
While changing the output frequency of the AC power supply in a frequency region deviating from an integral multiple of the commercial frequency, the current flowing from the power cable to the ground via the AC power supply is measured by the current measuring unit.
Based on the frequency analysis result of the current value measured by the current measuring unit, the insulation deterioration of the power cable is detected .
A method for detecting insulation deterioration of a power cable , wherein the integral multiple is an even multiple.
電力ケーブルの遮蔽層に対して活線下において交流電源から交流電圧を印加し、Apply AC voltage from the AC power supply under the live line to the shielding layer of the power cable.
前記交流電源の出力周波数を、商用周波数の整数倍からずれた周波数領域で変化させつつ、前記電力ケーブルから前記交流電源を介して接地に流れる電流を電流測定部によって測定し、While changing the output frequency of the AC power supply in a frequency region deviating from an integral multiple of the commercial frequency, the current flowing from the power cable to the ground via the AC power supply is measured by the current measuring unit.
前記電流測定部によって測定された電流値の周波数解析結果に基づいて前記電力ケーブルの絶縁劣化を検出し、Based on the frequency analysis result of the current value measured by the current measuring unit, the insulation deterioration of the power cable is detected.
前記電流測定部によって測定される電流のノイズを低減する手段を実行するようユーザにアドバイスするアドバイスステップを含むIncludes an advice step that advises the user to implement measures to reduce noise in the current measured by the current measuring unit.
ことを特徴とする電力ケーブルの絶縁劣化検出方法。A method for detecting insulation deterioration of a power cable.
前記電流測定部によって測定される電流のノイズを低減する手段を実行するようユーザにアドバイスするアドバイスステップを含む
請求項に記載の電力ケーブルの絶縁劣化検出方法。
The method for detecting insulation deterioration of a power cable according to claim 7 , further comprising an advice step for advising the user to implement a means for reducing noise of the current measured by the current measuring unit.
前記アドバイスステップにおいて、前記電力ケーブルに発生しているシース絶縁抵抗の低下を解消するようユーザにアドバイスする
請求項8または9に記載の電力ケーブルの絶縁劣化検出方法。
The method for detecting insulation deterioration of a power cable according to claim 8 or 9 , wherein in the advice step, the user is advised to eliminate the decrease in the sheath insulation resistance generated in the power cable.
更に、前記周波数解析結果のスペクトル分布に基づいて、前記交流電源が前記遮蔽層に印加する交流電圧の周波数領域を変更させる帯域変更ステップを含む
請求項から10の何れか1項に記載の電力ケーブルの絶縁劣化検出方法。
The power according to any one of claims 7 to 10 , further comprising a band changing step of changing the frequency domain of the AC voltage applied by the AC power supply to the shielding layer based on the spectral distribution of the frequency analysis result. Cable insulation deterioration detection method.
電力ケーブルの遮蔽層に対して活線下において交流電源から交流電圧を印加し、Apply AC voltage from the AC power supply under the live line to the shielding layer of the power cable.
前記交流電源の出力周波数を、商用周波数の整数倍からずれた周波数領域で変化させつつ、前記電力ケーブルから前記交流電源を介して接地に流れる電流を電流測定部によって測定し、While changing the output frequency of the AC power supply in a frequency region deviating from an integral multiple of the commercial frequency, the current flowing from the power cable to the ground via the AC power supply is measured by the current measuring unit.
前記電流測定部によって測定された電流値の周波数解析結果に基づいて前記電力ケーブルの絶縁劣化を検出し、Based on the frequency analysis result of the current value measured by the current measuring unit, the insulation deterioration of the power cable is detected.
前記周波数解析結果のスペクトル分布に基づいて、前記交流電源が前記遮蔽層に印加する交流電圧の周波数領域を変更させる帯域変更ステップを含むIncludes a band change step that changes the frequency domain of the AC voltage applied by the AC power supply to the shielding layer based on the spectral distribution of the frequency analysis result.
ことを特徴とする電力ケーブルの絶縁劣化検出方法。A method for detecting insulation deterioration of a power cable.
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