JPH02162269A - Ｃｖケーブルの水トリー電流検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、活線状態でＣＶケーブル（架橋ポリエチレ
ン絶縁ビニールシースケーブル）の絶縁劣化に基づいて
発生する水トリ−電流を測定するのに好適のＣＶケーブ
ルの水トリ−電流検出方法に関し、さらに詳しくは、Ｃ
Ｖケーブルの遮蔽鋼から引き出された接地線に流れる交
流電流を用いて迷走電流を求め、接地線に流れる総直流
成分から迷走電流を差し引くことにより水トリ−電流を
求めるＣＶケーブルの水トリ−電流検出方法に関する。

（従来の技術） 第４図、第５図に示すように、たとえば、ＣＶケーブル
１は、導体２を内部半導低層３で被覆し、外部半導低層
４と内部半導低層３との間に絶縁体としての架橋ポリエ
チレン５を介在させ、外部半導低層４を遮蔽鋼テープ６
により被覆してシールドし、その遮蔽銅テープ６に押さ
え布７を巻き、その押さえ布７を絶縁ビニールシース８
により被覆して形成されている。なお、ＣＶケーブル１
には第８５ｉ１に示すように遮蔽銅テープ６までを一体
化した構成体を３個設け、その遮蔽銅テープ６を互いに
接触させてその３個の構成体に押さえ布７を巻いて、そ
の押さえ布７を絶縁ビニールシース８により被覆したＣ
Ｖケーブルであるいわゆるトリプレックス形のＣＶケー
ブル（ＣＶ　Ｔ　）もある。

符号９は介在物を示す。

このＣＶケーブル１はそれが絶縁劣化すると、第７図に
示すように水トリ−電流ＩＩが発生する。

この第７図に示す例は、遮蔽銅テープ６の側か＋電位、
導体２の側が一電位である。また、水トリ−電ｔｌｉ　
Ｉ　＋は図面に示す方向と逆方向に流れる場合もある。

この水トリ−電流Ｉ＋を測定するために、第８図に示す
ように、高圧配電線１０に一側が接続されかつ他側が負
荷に接続されたＣＶケーブル１の他側の遮蔽銅テープ６
から接地線１１を引き出し、その接地線１１の途中に絶
縁劣化関係量としての水トリ−電流Ｉ＋を測定するため
の測定器１２を接続する。この測定器１２は検出抵抗１
３と交流電流工１１０を除去するためのフィルタを有す
る増幅ｉ％１４および記録装置１５とから概略構成され
る。

ところが、絶縁ビニールシース８と大地との間には電池
作用起電力Ｅ自、Ｇ　Ｐ　７１６の接地線１７と大地と
の間には系統負荷のアンバランスによる商用周波起電力
Ｅ−ｃがあり、Ｇ　Ｐ　Ｔ　１６の接地部分には電池作
用起電力Ｅｌがある。この状態を等価回路で示したのが
第９図である。この第９図において、Ｒ＋はＣＶケーブ
ル１の架橋ポリエチレン５の部分の絶縁抵抗、Ｒ−は絶
縁ビニールシース８の部分のシース抵抗であり、起電力
Ｅｌ、絶縁抵抗Ｒ１と並列にコンデンサＣ１があると考
えられ、電池作用起電力Ｅｔ、シース抵抗Ｒ１と並列に
コンデンサＣ―があると考えられる。これらの起電力Ｅ
＄、Ｅε、Ｅｌｉｅがあると、迷走電流ＩＩ、Ｉｔ、交
流電流工＾Ｃが発生し、迷走電流Ｉ＄、ＩＥが直流電流
成分ｌとして水トリ−電流１１と共に測定＠１２に流れ
ることになる。その第９図に示す等価回路を直流電流成
分Ｉのみに着目して、書き換えて表現した等価回路が第
１Ｏ図である。

その第１Ｏ図には、直流電流成分としての迷走電流Ｉｓ
、工εが水トリ−電流工１と共に流れている状態が示さ
れている。この迷走電流Ｉ＄、Ｉ【は抵抗Ｒ＄、ＲＥと
電池作用起電力Ｅ１、Ｅεによって定まるものであるが
、迷走型ＭＬ　Ｉ　ｔは測定１％１２と大地との間の接
地線１１ａをＧ　Ｐ　Ｔ　１６の接地線ｌフと共用化す
ることにより除去できる。そこで、迷走電流工・につい
て考えると、水トリ−電ｄｉ　Ｉ　＋の起電力Ｅ＋は通
常数１０ボルト程度以下、電池作用起電力Ｅｓ、Ｅεは
０．５ボルト程度以下である。また、絶縁抵抗Ｒ１は数
十万ＭΩ、シース抵抗Ｒｅは通常絶縁抵抗より小さく、
シース抵抗Ｒｓが２００８Ω以上であると迷走電源工１
は２．５ナノアンペア以下であり、これに対して劣化し
たケーブルでは水トリ−電流ニーは１０ナノアンペア程
度はあるので、通常の条件下では迷走電流工＄を考慮し
なくともよいが、シース抵抗Ｒ雪は環境条件その他によ
って大きく変動し、シース抵抗Ｒ＄が２００ＭΩ以下に
なると相対的に迷走電流Ｉｓの寄与する割合が大きくな
る。なお、第８図において、１Ｂは電源、１９はＣＶケ
ーブル１の一側の遮蔽銅テープ６から引き出された接地
線、２（１’は測定時に開放するスイッチである。

（発明が解決しようとする課題） 従って、従来の直流成分のみを検出する測定器１２を用
いてＣＶケーブル１の絶縁劣化による絶縁破壊事故を未
然に防止するために、ＣＶケーブル１の絶縁劣化に基づ
く水トリ−電流工１を検出するＣＶケーブルの水トリ−
電流検出方法（たとえば、特開昭５９−２０２０７５号
公報）では、迷走電流Ｉｓを測定しているのか水トリ−
電流Ｉ＋を測定しているのか識別できなくなる。

このような場合、迷走電流工＄に影響を受けることなく
水トリ−電流工１を測定できる方法があれば好ましい。

この発明は、上記観点から為されたもので、ＣＶケーブ
ルの遮蔽胴から引き出された接地線に流れる交流電流を
利用して、迷走電流を測定することにより迷走電流が流
れいても正確に水トリ−電流を測定することのできる新
規なＣＶケーブルの水トリ−電流検出方法を提供するこ
とにある。

（課題を解決するための手段） この発明の請求項１に記載のＣＶケーブルの水トリ−電
流検出方法は、 ＣＶケーブルの遮蔽胴から引き出された接地線に流れる
交流電流のマキシマム部分とミニマム部分とに重畳して
いる水トリ−電液を検出するため、前記交流電流のマキ
シマム部分とミニマム部分とを避けつつ前記交流電流の
少なくとも一周期内でサンプリングして、測定器の基準
ゼロに対する複数個の電流値を求め、この複数個の電流
値を算術平均して、前記交流電流のシフト分として現わ
れる迷走電流を求め、前記接地線に流れる総直流成分か
ら前記迷走電流を差し引くこ・とにより、前記水トリ−
電流を求めることを特徴とする。

この発明の請求項２に記載のＣＶケーブルの水トリ−電
流検出方法は、 ＣＶケーブルの遮蔽胴から引き出された接地線に流れる
交流電流のマキシマム部分とミニマム部分とに重畳して
いる水トリ−電流を検出するため、測定器の測定レンジ
を変更して該測定器に人力される交流電流をサチュレー
トさせ、かつ、前記測定器の基準ゼロに対する交流電流
の測定範囲の上限値をＡ、下限値を−Ａ、前記基準ゼロ
を境に上側交流波形部のサチュレート幅をＢとするとき
、前記基準ゼロを境に下側交流波形部において、前記サ
チュレート幅Ｂに等しいサチュレート幅を与える点での
前記基準ゼロに対する電流値Ｃを求め、下記の式によっ
て、前記交流電流のシフト分として現われる迷走電流Ｉ
ｓを求め、ＯｒＩ記接通接地線れる総直流成分から前記
迷走電流を差し引くことにより、前記水トリ−電流を求
めることを特徴とする。

Ｉ＠＝（Ａ＋Ｃ）／２ （実施例） 以下に、この発明に係るＣＶケーブルの水トリ−電流検
出方法を図面を参照しつつ説明する。

第１図は請求項１に記載のＣＶケーブルの水トリ−電流
検出方法の実施例を示す図であって、この第１図におい
て、符号２０は測定器である。この測定Ｗ＃２０は、接
地線交流電流検出部２１と直流成分電流検出部２２とを
有する。接地線交流電流検出部２１は入力端子２１ａ、
２１ｂを有し、直流成分電流検出部２２は入力端子２２
ａ、２２ｂを有する。その入力端子２１ａは遮蔽胴６か
ら引き出された接地線１１に接続され、入力端子２２ｂ
はスイッチ２３を介して接地線１１に接続され、入力端
子２１ｂ、２２ａは接地線１１ａを介してアースされて
いる。

接地線交流電流検出部２１の出力はＡ／Ｄ変換部２４を
介して迷走電流演算部２５と直流成分電流演算部２６と
に入力され、Ａ／Ｄ変換部２４と直流成分電流演算部２
６との間にはスイッチ２７が設けられている。直流成分
電流検出部２２の出力はＡ／Ｄ変換部２Ｂを介して水ト
リ−電流出力部２９に入力され、この水トリ−電流出力
部２９には迷走電流演算部２５の出力と直流成分電流演
算部２６の出力とが入力される。

接地線交流電流検出部２１には、第２図に示す交流電流
ＩｊＩＣが入力される。この交流電流１１ＩＣのマキシ
マム部分とミニマム部分とには、水トリ−電流工１が高
調波成分として現われる。この高調波成分は下側交流波
形部と下側交流波形部とで非対称である。水トリ−電流
工１は印加電圧に対して非線形であり、かつ、極性によ
って差があるからである。すなわち、印加電圧の上昇に
伴って水トリ−電流工１は大きくなり、また、その流れ
る方向が定まっているからである。一方、迷走電流Ｉｓ
は測定器２０の基準ゼロに２に対する交流電流１１１Ｃ
のシフト分として現われる。ここで、基準ゼロに２は測
定器２０をゼロ調整してセットしておくものである。

交流電流工１１ｃはＡ／Ｄ変換部２４によりデジタル値
に変換されて迷走電流演算部２５に入力される。

迷走電流演算部２５は、交渣電流工１１ｃの少なくとも
一周期内で水トリ−電流Ｘ＋が重畳されているマキシマ
ム部分とミニマム部分とを避けつつ、測定器２０の基準
ゼロに２に対する電流値をサンプリングする機能を有す
る。このサンプリングは、たとえば、交流電流１１１ｃ
の一周期を等しく時分割することによって行う、ここで
、そのサンプリング値を８１〜８１・とする、迷走電流
演算部２５は、このサンプリング値Ｓ１％Ｓ１・の総和
のうちマキシマム部分とミニマム部分とを除いてその総
和を求め、その集計した個数で除して、平均値を求める
。

このようにして求めた平均値には、水トリ−電流Ｉ＋を
含む電流値が除かれているため、得られた平均値は基準
ゼロに２からのシフト分として現われる迷走電流工＄を
意味する値となる。この迷走電流工１を意味する値は、
水トリ−電流出力部２９に入力される。

この水トリ−電流出力部２９には、スイッチ２３が閉じ
ているとき、直流成分電流検出部２２の出力がＡ／Ｄ変
換部２８を介して入力される。その直流成分電流検出部
２２は水トリ−電流工１と迷走電流Ｉｓとを含む総直流
成分を検出する機能を有するもので、交流成分工＾Ｃを
除去するフィルターを有している。

水トリ−電流出力部２９は、その総直流成分から迷走電
流Ｉｓを差し引いて、水トリ−電流Ｉ＋を求める機能を
有し、このようにして求められた水トリ−電流Ｉ＋を意
味する情報は表示部３ｏに向かって出力される。

なお、この実施例では、直流成分電流検出部２２の出力
に基づき総直流成分を検出することにしたが、スイッチ
２３を開き、かつ、スイッチ２７を閉じて、直流電流成
分演算部２６を用いて水トリ−電流工１と迷走電源工＄
とを含む総直流成分を交流電流工＾Ｃの一周期全域に渡
ってサンプリングすることにより求め、このようにして
求めた総直流成分から迷走電流ＩＩを差し引くことによ
り水トリ−電流■−を求めてもよい。

このようなサンプリングを数周期に渡って繰り返せば、
より一層正確な水トリ−電流工１を求めることができる
。

第３図はこの発明の請求項２に記載の水トリ−電流検出
方法の第２の実施例を示す図であって、ＣＶケーブル１
の各相毎に流れる水トリ−電ｆｆ１Ｉを正確に測定する
ための実施例である。

ケーブル１の各相を一括した接地線１１に流れる交流電
流Ｉｎｃは各相の不平衡に基づき流れるものであるから
、その交流電流工ｌｌｃは、たとえば、最大でも３０マ
イクロアンペア程度であるが、ＣＶケーブル１の各相毎
に流れる交流電濠工ｌｉｅはたとえば最大３０ミリアン
ペア程度もあり、この値は水トリ−電流Ｉ＋の値がナノ
アンペア、マイクロアンペアであるのに較べてはるかに
大きく、請求項１に記載の方法を用いて各相毎の水トリ
−電流Ｉ＋を測定していたのでは、ＣＶケーブル１の各
相毎の迷走電流工＄を正確に測定できず、したがって、
得られる水トリ−電流ニーの値が不正確となる。

このような場合には、測定器２０の測定レンジを高精度
の側に変更して交流電流工ＩＩＣをサチュレートさせる
。そして、その測定レンジの上限値をＡ、下限値を−Ａ
とする。また、基準ゼロに２を境に上側交渣波形部のサ
チュレート幅をＢとする。交沫電流工＾Ｃの波形は迷走
電流工６を境に対称となることが予想されるから、下流
側交渣波形部において、サチューレート幅Ｂに等しいサ
チュレート幅Ｔを与える点での基準ゼロＫｚに対する電
流値Ｃを求めると、迷走電流工１は下記の式によって求
められる。

Ｉ　＊　＝　（Ａ　＋　Ｃ）　／　２ このようにして求めた迷走電流工３を総直流成分から差
し引けば、水トリ−電流１１を得る。

なお、このＣＶケーブル１の各相毎に水トリ−電流工１
を測定する場合、たとえば、Ｒ１相の水トリ−電流工１
を測定するときには、Ｒ２相、Ｒｓ相とＣＶケーブル１
との接続を断っておくものである。

（発明の効果） この発明の請求項１に記載のＣＶケーブルの水トリ−電
流検出方法は、以上説明した方法であるので、交流波形
に重畳されている水トリ−電流と迷走電流とを分離して
迷走電流を測定でき、したがって、総直流成分から迷走
電流を差し引くことにより、活線状態でも水トリ−電流
そのものを正確に測定できる効果がある。

この発明の請求項２に記載のＣＶケーブルの水トリ−電
流検出方法は、以上説明した方法であるので、接地線に
流れる交流電流が水トリ−電流、迷走電流に較べてはる
かに大きい場合であっても、迷走電流を正確に測定する
ことができ、したがって、水トリ−電源と迷走電流とを
含む総直流成分から迷走電流を差し引くことにより、活
線状態でも水トリ−電流そのものを正確に測定できる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の請求項１に記載のＣＶケーブルの水
トリ−電流検出方法を説明するための回路図、第２図は
この発明の請求項１に記載のＣＶケーブルの水トリ−電
流検出方法を説明するための波形図、第３図はこの発明
の請求項２に記載のＣＶケーブルの水トリ−電流検出方
法を説明するための波形図、第４図はこの発明に係るＣ
Ｖケーブルの断面図、第５図はその側面図、第６図はこ
の発明に係る他のＣＶケーブルの断面図、第７図はこの
発明に係る水トリ−電源の発生機構の説明図、第８図は
従来の測定器のｃｖケーブルへの接続図、第９図、第１
Ｏ図はその第８図に示す接続図の等価回路、である。 １・・・ＣＶケーブル、　　　　　６・・・遮蔽胴１１
・・・接地線、　　　　　　　　２ｏ・・・測定器２１
・・・接地線交流電流検出部 ２２・・・直流成分電流検出部、　　２５・・・迷走電
流演算部ＩＡＣ・・・交流電流、　　　　　ニー・・・
水トリ−電流工３・・・迷走電流、　　　　　　Ｋｚ・
・・基準ゼロ出願人　株式会社四国総合研究所 第 図 第 図 第 図 第 図 第９図 第 １０図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＣＶケーブルの遮蔽鋼から引き出された接地線に
   流れる交流電流のマキシマム部分とミニマム部分とに重
   畳している水トリ−電流を検出するため、前記交流電流
   のマキシマム部分とミニマム部分とを避けつつ前記交流
   電流の少なくとも一周期内でサンプリングして、測定器
   の基準ゼロに対する複数個の電流値を求め、この複数個
   の電流値を算術平均して、前記交流電流のシフト分とし
   て現われる迷走電流を求め、前記接地線に流れる総直流
   成分から前記迷走電流を差し引くことにより、前記水ト
   リ−電流を求めることを特徴とするＣＶケーブルの水ト
   リ−電流検出方法。
2. （２）ＣＶケーブルの遮蔽銅から引き出された接地線に
   流れる交流電流のマキシマム部分とミニマム部分とに重
   畳している水トリ−電流を検出するため、測定器の測定
   レンジを変更して該測定器に入力される交流電流をサチ
   ュレートさせ、かつ、該測定器の基準ゼロに対する交流
   電流の測定レンジの上限値をＡ、下限値を−Ａ、前記基
   準ゼロを境に上側交流波形部のサチュレート幅をＢとす
   るとき、前記基準ゼロを境に下側交流波形部において、
   前記サチュレート幅Ｂに等しいサチュレート幅を与える
   点の前記基準ゼロに対する電流値Ｃを求め、下記の式に
   よって、前記交流電流のシフト分として現われる迷走電
   流Ｉ＿ｓを求め、前記接地線に流れる総直流成分から前
   記迷走電流を差し引くことにより、前記水トリ−電流を
   求めることを特徴とするＣＶケーブルの水トリ−電流検
   出方法。 Ｉ＿ｓ＝（Ａ＋Ｃ）／２