JPH02222845A - 試験ケーブルの放電点検知方法 - 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） 本発明は、電カケープルの課電試験の際、ケーブル絶縁
体の欠陥部において発生する部分放電とその発生箇所を
検出する試験ケーブルの放電点検知方法に関する。

（従来の技術） 試作された電カケープルの特性試験項目には、そのケー
ブル絶縁体の絶縁特性試験が含まれている。これは、例
えば、第６図に示すような方法によって行なわれる。

第６図において、ケーブル１は、中心導体２の外周に絶
縁体３及び遮蔽体４が形成された構成となっている。先
ず、絶縁体の耐圧特性の測定にあたっては、中心導体２
と遮蔽体４に高圧電源１０を印加し、規定の試験電圧を
課電する。

さてここで、その試験ケーブルが絶縁特性を満足しない
ような場合、原因の解析を行なうことになる。この解析
の一手段として、部分放電測定が行なわれる。

絶縁体３に絶縁特性上の欠陥部５が存在すると、導体２
と遮蔽体４との間に試験電圧を印加したとき、欠陥部５
においてコロナ放電が発生する。このとき、放電電流ｉ
は、導体２及び遮蔽体４に沿って、部分放電パルスＰと
して伝播する。

これをケーブル１の端末において、カップリングコンデ
ンサ７を介して検出器６によって検出すると、部分放電
を微小な信号波形として捕らえることができる。電カケ
ープルの特性の研究にあたっては絶縁体３中の欠陥部を
解体して分析を行なう必要がある。欠陥部の位置は、パ
ルスエコー法等により検出する。

（発明が解決しようとする課題） ところで、例えば、ドラム等に巻回された試験ケーブル
について、その端末から部分放電パルスを検出する従来
の方法では、次のような問題がある。即ち、パルスエコ
ー法では測定誤差が大きく、部分放電発生位置を正確に
判定することが困難である。しかも、複数箇所で部分放
電が発生している場合、パルス分解能が低く、部分放電
箇所の数と位置の判定がますます困難になってしまう。

本発明は以上の点に着目してなされたもので、微小な部
分放電の発生箇所を正確に判定することができる試験ケ
ーブルの放電点検知方法を提供することを目的とするも
のである。

（課題を解決するための手段） 本発明の試験ケーブルの放電点検知方法は、試験ケーブ
ルに試験電圧を課電し、その端末から部分放電による放
電パルスを検出した後、前記試験ケーブルの外装を除去
し、前記試験ケーブルの絶縁体外周に形成された半導電
層を露出させ、当該半導電層の外周に、導体テープをギ
ャップ巻きして、前記試験ケーブルを遮蔽ケース中に収
容する一方、前記試験ケーブルの中心導体と前記導体テ
ープとの間に再度試験電圧を課電し、前記絶縁体内部に
部分放電を生じさせ、当該部分放電に基づいて前記遮蔽
テープ中に流れる放電電流により形成され、前記遮蔽体
外周に発生する磁束をアンテナコイルを用いて検出し、
前記ケーブルの長手方向に前記アンテナコイルを移動さ
せてその出力信号特性より、前記部分放電の発生箇所を
判定することを特徴とするものである。

（作用） 以上の方法によれば、試験ケーブルの外装除去と導体テ
ープ巻き等の準備作業の後、ケーブル全長に渡って順次
アンテナコイルを移動させ、アンテナコイルの出力信号
特性から部分放電位置の判定を行なうことができる。し
かも、この方法によれば、ケーブル端で検出する場合に
比べて、部分放電信号の減衰が少なく、部分放電発生箇
所とその位置を正確に検出することができる。

（実施例） 以下、本発明を図の実施例を用いて詳細に説明する。

第１図は、本発明の試験ケーブルの放電点検知方法を実
施した試験装置の概略図を示す。

図の装置は、試験ケーブルの一端をＧＩＳ（ガス絶縁遮
断器）のケース１１に収容し、試験ケーブル１に課電を
行なうよう構成されている。

ＧＩＳケース１１には、高圧電源として電源トランス１
０が設けられ、−次コイル１０ａから外部電圧を受入れ
、二次コイル１０ｂから試験電圧を出力するよう構成さ
れている。二次コイル１０ｂの一端は接地され、他端は
ＧＩＳケース１１内のブッシング１２，１３．１４を介
して、試験ケーブル１の中心導体２に電気接続するよう
構成されている。

試験ケーブル１は、ＧＩＳケース】１のブッシング１４
にその一端が装着されており、中心導体２は保護抵抗１
５を介してブッシング１３に電気接続されている。また
、試験ケーブル１の中心導体２は、コンデンサ１６を介
して部分放電パルス検出器１７に接続されている。試験
ケーブル１の他端は、終端箱１８により終端されている
。

試験ケーブル１の絶縁特性を測定する課電試験において
は、以上の設定で電源トランス１０を介して、試験電圧
を試験ケーブル１の中心導体２と図示しない外部導体間
に印加する。そして、試験電圧を上昇させていくと、試
験ケーブルｌの絶縁体内部に欠陥が存在する場合、その
部分で部分放電が開始される。その部分放電信号は、部
分放電パルス検出器エフによって検出される。

尚、この部分放電パルス検出器１７も、ＧＩＳケース１
１と同様の外部雑音を遮断する容器内に設置すると、比
較的微小な放電についても、その放電開始が正確に検知
される。

次に、この時点で、試験ケーブル１の外装を除去し、試
験ケーブル１の絶縁体外周に形成された半導電層１ａを
露出させる。更に、その半導電層１ａの外周に、導体テ
ープ２１をギャップ巻きして、遮蔽ケース１９の中に試
験ケーブル１を収容する。

第１図はその状態を示しており、この実施例の場合、試
験ケーブル１の全長に渡って導体テープ２１がギャップ
巻きされている。勿論、部分放電発生箇所が予め一定範
囲に限定されていれば、その部分だけケーブルの外装を
除去し、導体テープをギャップ巻きすることになる。尚
、半導電層１ａを残すのは、試験ケーブル１の絶縁体に
均一に課電を行なうためである。

更に、試験ケーブル１を取り囲むように、部分放電検出
用のアンテナコイル２０を配置する０本発明においては
、このアンテナコイル２０を矢印２２方向に移動させ、
部分放電位置の検出を行なう。

第２図に、本発明の方法の原理図を示す。

図において、試験ケーブル１の中心導体２の外周には絶
縁体３が被覆されており、半導電層１ａの外周には導体
テープ２１がスパイラル状に巻回形成されている。

ここで、図のように、欠陥部５において部分放電が発生
すると、その放電電流ｉは中心導体２中を実線の矢印の
ようにその両端末に向かって流れる他、導体テープ４を
図の破線の矢印のようにスパイラル状に流れる。

ここで、中心導体２を流れる部分放電電流は、円周方向
の磁場Ｈφ１を発生する。これに対し、導体テープ４を
流れる部分放電電流はスパイラル状に進むため、円周方
向の磁場Ｈφ８とケーブル長手方向に向いた磁場Ｈ２Ｂ
とを発生する。しかしながら、上記磁場Ｈφ１とＨｌ、
とは互いに打消しあうため、試験ケーブルｌ外に漏れ磁
束を生じることがない。これに対し、上記磁場Ｈφ３は
、いわゆる漏れ磁束として試験ケーブル１外に及ぶ。

即ち、第１図の実施例の場合、アンテナコイル２０が導
体テープ２゛１のギャップ間より漏れる漏れ磁束を検知
し、これを部分放電検出回路２３に向けて出力する。部
分放電検出回路２３は、入力した部分放電信号を増幅し
、一定の処理を行なって記録紙に記録する等の機能を持
つ回路である。

尚、本発明の方法においては、第１図のようなアンテナ
コイル２０を、矢印２２に示すように、ケーブル長手方
向に沿って移動させながら部分放電の検出と位置判定を
行なう。

ここで、第２図に示した部分放電を発生しているＡ点近
傍において、アンテナコイル２０を、図の右方から左方
にあるいは左方から右方に通過させた場合、その出力信
号は第３図に示すようになる。

即ち、アンテナコイルの出力レベルのみを観測すれば、
第３図（ａ）に示すように、Ａ点において信号レベルが
極小となる特性を示す、一方、出力信号の位相を測定す
ると、第３図（ｂ）に示すように、部分放電点Ａを境に
信号位相が反転する。

従って、このような特性を考慮し、アンテナコイル２０
を試験ケーブル１の長手方向に移動させれば、試験ケー
ブル１中の全ての欠陥部と位置を正確に検出することが
できる。

ところで、部分放電信号は非常に微弱であり、外部雑音
によって打消され易い。

そこで、第１図に示したように、本発明においては、試
験ケーブル１を遮蔽ケース１９中に収容し、その状態で
アンテナコイル２０を矢印２２方向に移動させるように
構成している。

具体的に、このようなアンテナコイル２０を移動させる
ための移動機構の実施例を第４図に示す。

図において、試験ケーブル１は遮蔽ケース１９内に配置
され、その外被は既に除去されて、半導電層１ａの外周
に導体テープ２１が巻回されている。

この導体テープ２１と試験ケーブル１の中心導体２との
間に、第１図に示した電源トランス（高圧電源）１０か
ら試験電圧が印加される。

ここで、試験ケーブル１の外周にギャップ巻きされたア
ンテナコイル２０は、フレーム３１に支持され、このフ
レーム３１の両端には案内車３２が固定されて、試験ケ
ーブル１の長手方向に沿って矢印２２方向に可動に支持
されている。

また、アンテナコイル２０の出力信号は、検出回路ブロ
ック３３に接続されている。この検出回路ブロック３３
は、アンテナコイル２０と共にフレーム３１に支持され
ており、内部に信号検出用の回路が組込まれている。そ
して、その出力は、同軸ケーブル３４によって外部に引
出され、処理される。また、アンテナコイル２０は、チ
ェーン３５によって試験ケーブル１に沿って移動できる
ように設定されている。

ところで、上記のような部分放電信号は、一般に５０Ｈ
ｚ〜ｔ００ＭＨｚ以上の広い帯域のスペクトルを含んで
いる。アンテナコイル２０には、これと並列に図示しな
いコンデンサを接続し、共振回路を形成し、なるべく雑
音の少ない周波数成分を選定して検出信号を得るように
することが好ましい。

第５図には、これに適する検出回路の実施例を示した。

この実施例では、図のように、試験ケーブル１に２個以
上のアンテナコイルを巻回している。

このアンテナコイル２０．．２０２は、それぞれ雑音の
少ない所定の周波数帯について、コンデンサＣｔ、Ｃａ
と共振回路を構成する。例えば、この周波数帯としては
、６０にＨｚ、　４４０ＫＨｚ、　８０ＭＨｚ。

１２０ＭＨＺといった周波数帯を選定する。

そして、各共振回路には終端抵抗Ｒ，，Ｒ２が並列接続
され、狭帯域増幅器Ａ＋、Ａｚに入力するよう結線され
ている。狭帯域増幅器Ａ１Ａ２は、それぞれに接続され
たアンテナコイル２０１　、２ｏｚの共振回路によって
選択される周波数の信号のみを増幅するよう調整された
回路である。

こうして、増幅された信号は、その後、混合器３６にお
いて混合される。そして、電源に同期したゲートを用い
た同期検波器３７によって検波し、検出器３８に向は出
力される。この同期検波器３７によって、電源周波数成
分（雑音）の除去が行なわれる。検出器３８においては
、同期検波器３７から出力された信号を増幅し、記録計
等に導いて部分放電信号の記録を行なう。

部分放電位置を正確に検出するためには、先に説明した
ように、位相反転部分を認識する必要がある。これには
、一対のアンテナコイルをケーブル長手方向に１ｍはど
離して、両者の検出出力が同位相か逆位相かを調べる。

こうして、位相反転位置を正確に検出することができる
。

（発明の効果） 以上説明した本発明のケーブルの部分放電検出方法によ
れば、試験ケーブルの遮蔽体中に流れる放電電流によっ
て、遮蔽体外周に発生する漏れ磁束を検出するようにし
たので、ケーブルの部分放電箇所と位置を高精度に、よ
り高感度で検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の試験ケーブルの放電点検知方法の実施
例を示す試験装置概略図、第２図は本発明の方法の原理
説明図、第３図（ａ）、（ｂ）はそのアンテナコイルの
出力信号波形図、第４図は具体的なアンテナコイル移動
機構を示す要部側面図、第５図は具体的なアンテナコイ
ル出力検出回路を示すブロック図、第６図は従来の部分
放電検出法を示す説明図である。 １−−−−−−−一−−試験ケーブル、１　ａ　−−−
−−−−−一半導電暦、１０−−−−−−−−一電源ト
ランス、１１−−−−−−−一−Ｇ　Ｉ　Ｓケース、１
７−−−−−−−−一部分放電パルス検出器、１９−−
−−−−一−−遮蔽ケース、 ２０−−−−−−−−−アンテナコイル、２１−一−−
−−−−−導体テープ、 ２３−−−−−−一一一検出ブロック。 （他１名） 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 試験ケーブルに試験電圧を課電し、その端末から部分放
   電による放電パルスを検出した後、前記試験ケーブルの
   外装を除去し、前記試験ケーブルの絶縁体外周に形成さ
   れた半導電層を露出させ、当該半導電層の外周に、導体
   テープをギャップ巻きして、前記試験ケーブルを遮蔽ケ
   ース中に収容する一方、前記試験ケーブルの中心導体と
   前記導体テープとの間に再度試験電圧を課電し、前記絶
   縁体内部に部分放電を生じさせ、当該部分放電に基づい
   て前記遮蔽テープ中に流れる放電電流により形成され、
   前記遮蔽体外周に発生する磁束をアンテナコイルを用い
   て検出し、前記ケーブルの長手方向に前記アンテナコイ
   ルを移動させてその出力信号特性より、前記部分放電の
   発生箇所を判定することを特徴とする試験ケーブルの放
   電点検知方法。