JPH0267971A - 電力ケーブル又は電力ケーブル線路の部分放電検出方法 - 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） 本発明は電力ケーブル又は各種終端、中間接続箱が形成
された電力ケーブル線路の絶縁体中に発生する部分放電
を検出する方法に関するものである。

（従来の技術） 例えば電力ケーブルの中心導体と外部金属遮蔽導体間に
高電圧が印加された場合に、これら導体の間にある絶縁
体中に発生する部分放電は通常第２図に示すような回路
で実施される。

第２図は従来の部分数Ｒｒｉ検出回路の一例の説明図で
ある。

図面において、（Ｃ）は単心の電力ケーブルで、（１）
はその中心導体、（２）は架橋ポリエチレン等のケーブ
ル絶縁体、（３）は外部金属遮蔽導体、（４）はポリエ
チレン、ポリ塩化ビニル等の外部像ｗＩＦ！Ｉであり、
内部平導電層、外部半導電属、その他の３ｒ細は省略し
である。なお、このような単心電力ケーブルは通常片端
接地されており、（Ａ）は接地端、ＣＢ）は非接地端で
ある。

従来の第２図に示す方式は、接地端（Ａ）側の中心導体
（１）に結合コンデンサー（５）及び検出インピーダン
ス（６）を接続し、ケーブル（１）−結合コンデンサー
（５）−検出インピーダンス（６）で構成される閉回路
に、部分放電により発生する微小電流が流れる際に、検
出インピーダンス（６）に生ずる電圧を、リード線（７
）を介して接続された部分放電測定器（８）によりｉＱ
＋定するものである。

（解決しようとする課題） 上述した従来の検出方法では、電力ケーブル−結合コン
デンサー−検出インピーダンスの閉回路を構成する必要
があり、このために高電圧に耐え得る結合コンデンサー
が必要で、測定費用が窩くなるという問題点があった。

上記問題点を解決するため、第３図に示すように、電力
ケーブル（Ｃ）の接地端（Ａ）以外において、外部金属
遮蔽導体（３）と大地間に発生する電位差より検出する
方式が本願発明者等によって提案された。

電力ケーブル（Ｃ）の絶縁体（２）中に部分放電が発生
した場合、部分放電によるパルス電圧（Ｖｃ）が第４図
のように絶縁体（２）中を進行することはよく知られて
いる。しかし、電力ケーブル（Ｃ）の外部金属遮蔽導体
（３）は完全な導体でないため、部分放電により生した
パルス電圧（Ｖｃ）に起因して、図のように外部金属遮
蔽導体（３）と大地間を進行波が伝播する。

上述の新たに提案された検出方法は、この進行波に注目
し、外部金属ｉ！！蔽導体（３）と大地間を伝播するパ
ルス電圧（Ｖｃ）を１１定することにより、ケーブル絶
縁体（２）中の部分放電を検出するもので、具体的には
第３図のように、電力ケーブル（Ｃ）の接地ＥＮ（Ａ＞
以外、例えば非接地端ＣＢ）側あるいは電力ケーブル（
Ｃ）の長さ方向の任意の点（Ｂ′）で外部金属遮蔽導体
（３）と大地間に生ずる電位差（Ｖ）又は（Ｖ′）を測
定することにより行なう。

このような検出方法は、第２図に示す検出方法のように
結合コンデンサーを使用することがなく、その問題点を
解消するものである。ところが、実験データによれば、
絶縁体（２）中の部分放電により外部金属導体（３）と
大地間に発生するパルス電圧（Ｖｓ）は、中心導体（１
）と外部金属遮蔽導体（３）間に発生するパルス電圧（
Ｖｃ）より小さく、ケーブル中の伝播による減衰はＶｓ
の方がＶｃより大きい傾向にある。従って、この方式は
短尺ケーブルには有効であるが、長尺ケーブルに適用す
るには問題があることかわカーうた。

（課題を解決するための手段） 本発明は上述の問題点を解消し、結合コンデンサーを使
用することなく、シかも感度よく長尺ケーブルの部分放
電の検出が可能な部分放電検出方法を提供するもので、
その特徴は、ケーブルの両＆ｆＪ以外の外部金属遮蔽導
体に設けた不連続部（通称スリット）端と大地間又は隣
り合う外部金属遮蔽導体の不連続部端間に発生する電位
差より検出することにある。

第１図は本発明の部分放電検出方法の原理回路図である
。

図面に示すように、電力ケーブル（Ｃ）の両端以外の任
意の個所で、高周波電圧に対する外部金属遮蔽導体（３
）の不連続部（通称スリブｌ−）　（３１）を設け、こ
の外部金属遮蔽導体（３）の不連続端（３１ａ　）又は
（３１ｂ）と大地間に生ずる部分放電による電圧（Ｖｘ
）又は（Ｖ「）を１ｉＦＩ定するか、あるいは上記不連
続端（３１ａ）　（３１ｂ）間に生ずる電圧（Ｖｚ）を
測定することにより、部分放電を検出するものである。

後者の方法は、不連続端（３１ａ）　（３１ｂ）に生ず
る雑音電圧が、相殺されて雑音低減対策としても有効で
ある。

又、不連続端の１方を接地することが許容される場合に
は、１方（第１図の場合は、３１ｂ）を接地し、他の不
連続端（第１図の場合は３１ａ）と大地間に生ずるｍ１
分放電による電位差（第１図Ｖ　ｘ　’　）を測定する
ことにより部分放電を検出するものである。

更に外聞金属遮蔽層端を大地より絶縁することを目的と
して絶縁筒を用いている油中、又はガス中終端接続箱を
用いている電力ケーブル線路に於ては、前２法より検出
感度は低いが、特別にスリットを設けることなく絶縁筒
の両側の金属導体（第１図では３１ａと接地された３１
ｂに相当）の間に生ずる部分放電による電位差（第１図
ではＶｘ’に相当）を測定することにより、部分放電を
検出するものであり、支持碍子等で、大地より金属遮蔽
層端が、絶縁された気中終端接続箱では、接続箱の下部
金具と大地間に生ずる部分放電による電位差をｌｌ′ｌ
１１定することにより部分放電を検出するものであるが
、−船釣に後者は前者より更に検出感度は低くなると考
えられる。

この場合、外部金属遮蔽導体（３）の不連続ＰＴＳ　（
３１）を設ける場合、その個所は、実用上はケーブルの
Ｊ１４接地端近くがよい。又外部遮蔽導体に非連続部が
設けである絶縁接続箱が設置されている電力ケーブル線
路では、絶縁接続箱の両側の外部金属遮蔽導体を外部金
属遮蔽導体の不連続端として測定するのが便利である。

なお、当然のことながら、外部金属遮蔽導体の不連続部
で部分放電が生じない処置を施しておく必要がある。

（作用） 上述した本発明の部分放電検出方法にれば、測定値も大
きく、伝播による減衰も小さいＶｃに対応する電圧が検
出電圧として得られ、長尺ケーブルにおいても、外部金
属遮蔽導体と大地間の電圧で部分放電の検出が容易に実
施できる。

何故なら、本発明による外部金ｒｊＡ遮蔽導体（３）に
不連続部（３１）を設けた場合、この不連続ｆｆｉ　（
３１）では等価回路は第５図となり、不連続部（３１）
の中心導体（Ａ）と外部金属遮蔽導体（Ｂ）に到達した
ＶｃはＣＡ−Ｂ’−Ｃ−Ｂ　］間に ２−　（Ｚｃ＋２Ｚｓ） ２　（Ｚｃ＋Ｚｓ） として透過する。この電圧によりＣ−Ｂ、　Ｃ−Ｂ’間
には極性が反対で、絶対値が として透過する。この電圧によりＣ−８間にはの電圧が
発生することになる。

通常、気中に配置された電力ケーブルではＺｓ＞ＺＣと
考えられるので、Ｃ−Ｂ、Ｃ−Ｂ’間の電圧は１／２Ｖ
ｃ以上となる。なお、Ｂ−Ｂ’間の電圧を測定すれば、
その絶対値はＣ−Ｂ、　Ｃ−Ｂ′間の２倍となり、検出
感度はさらに向上すると共に、大地に対し、Ｂ、Ｂ’に
同時に誘起される雑音電圧は除去され、雑音低減の効果
もある。

又、破線で示した様に　Ｂｔと大地を導体にて接続した
場合には、ＶｃはＡ−（Ｂ’）　Ｃ−８間にの電圧が発
生し％ＺＳ＞ＺＣとすれば、この電圧は−Ｖｃ以上とな
る。

尚、Ｂ′の替りにＢと大地を導体にて接続した場合には
、Ｃ−Ｂ’間に大きさが同じで、極性が反対の電圧が発
生することになる。

更に絶縁筒を用いた油中、又はガス中終端接続箱の測定
方法に於ては、第５図の３１を絶縁筒と考えることによ
り、前記のＢ′と大地を導体にて接続した場合にＣ−８
間に生ずる電圧の算出式でＺｃ＝Ｚｃ’とした電圧が生
ずることになる。但し、Ｚｃ’はｈｌ＋中又はガス中終
端接続箱の中心導体と大地間のインピーダンスで、一般
にはＺｃより大きいため、検出される電圧はスリットを
設けた場合よりは小さくなる。尚、支持碍子等で大地よ
り金属遮蔽届端が絶縁された気中終端接続箱では、上記
Ｚｃ’が油中又はガス中終端接続箱より更に大きくなる
ので、検出感度は、低くなる。

（実施例） 第６図に示すように、全長！００ｍのθＫＶ　ｓ　Ｆｉ
１ｍ♂の架橋ポリエチレン絶縁型カケープル（Ｃ）の片
端より、校擬部分パルス発生器（天日日本電線ｆｌｉｔ
製、ＰＧ−１型）　（＋２１により２５００　ＰＣの模
擬部分放電パルスを印加し、外部金属遮蔽導体（３）の
不連続部端（３１ａ）　（３１ｂ）と１．５ｓｍφ銅線
（１１）間の電圧（Ｖｘ）　（Ｖｙ）をディジタルオシ
ロ（ヒユーレットパーカード社製、５４１１１Ｄ型、周
波数帯０〜２５０ＧＨｚ　）で測定し、第７図（イ）〜
に）の結果を得た。同図（イ）はＱ　”　ＩＯｍ　ｓ同
図（ロ）はＱ＝３０ｍ１同図（ハ）はＱ＝５０ｍｓ同図
に）は党＝９０ｍの場合をそれぞれ示す。

又第６図中破線で示した如（、外部金属遮蔽層端（３１
ｂ）を銅線（１１）に他の銅線で接続し、他の不連続部
端（３１ａ）と銅線（１１）の電圧（Ｖｘ’）をａＦ＋
定し、第７図中に示した結果を得た。

これに対して比較例として第８図に示すように、同一ケ
ーブルに対して同一の模擬部分放電パルスを印加し、下
記の測定結果を得た。

■パルス印加端（Ａ）及び他端（Ｂ）の中心導体（１）
と外部金属遮蔽導体（３）間の電圧（ＶＡ）及び（Ｖｎ
）はそれぞれ第９図（イ）及び（ロ）。

＠Ｑ＝＋ａｍの場合の外部金属遮蔽導体（３）と１　、
５１１＋１φ銅線（１１）間の電圧（Ｖｃ）は第９図（
ハ）。

ＯＱ＝３０ｍの場合の外部金属遮蔽導体（３）と１．５
＋＋ｓφ銅ｔ！ｉｔ　（ＩＩ）間の電圧は、雑音電圧（
屋外実験のため大きく約２００ｍＶｐｅａｈ　）と明確
に区別出来る信号は検出出来なかった。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の部分放ｍ検出方法によれ
ば、従来のような高電圧に耐え得る高価な結合コンデン
サーを必要とすることなく、感度よく長尺ケーブルの部
分放電の検出を可能とするものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の部分放電検出方法の原理回路図である
。 第２図及び第３図は従来の部分放電検出方法の説明図で
ある。 第４図は第３図の検出方法の原理の説明図である。 第５図は第１図の回路の外部金属遮蔽導体の不連続部に
おける等価回路図である。 第６図は本発明の部分放電検出方法の実施例の回路図で
あり、第７図（イ）〜に）は測定データである。 第８図は比較例の回路図であり、第９図（イ）〜（ハ）
は測定データである。 Ｃ・・・電力ケーブル、１・・・中心導体、２・・・絶
縁体、３・・・外ｔ’ＩＩ金属遮蔽導体、４・・・外部
保護Ｆｆｆ、３１・・・外部金Ｉｉ１遮蔽導体の不連続
部（スリット）。 埠　１　図 第２１！１ ゛ぜ ｍ− δ ネ 図 算 図 （イ） （ロ） （ノリ ぜ ゛ぎ 才 ゛♂

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）電力ケーブル又は各種終端、中間接続箱が形成さ
   れた電力ケーブル線路の中心導体と外部金属遮蔽導体の
   間に電圧が印加された場合に、その間にある絶縁体中に
   発生する部分放電を両端以外の外部金属遮蔽導体に設け
   た不連続部（通称スリット）端と大地間又は隣り合う外
   部金属遮蔽導体の不連続部端間に発生する電位差より検
   出することを特徴とする電力ケーブル又は電力ケーブル
   線路の部分放電検出方法。
2. （２）上記方法において、外部金属遮蔽導体の不連続端
   の一方を接地し、他の不連続端と大地の間に発生する電
   位差より部分放電を検出することを特徴とする請求項（
   １）記載の電力ケーブル又は電力ケーブル線路の部分放
   電検出方法。
3. （３）外部金属遮蔽層端を大地より絶縁することを目的
   として絶縁筒を使用している油中、又はガス中終端接続
   箱を含む電力ケーブル線路に於て、絶縁筒両端の外部金
   属遮蔽層端と大地側導体の間に発生する電位差より部分
   放電を検出することを特徴とする電力ケーブル線路の部
   分放電検出方法。
4. （４）外部金属遮蔽層端を大地より絶縁することを目的
   として支持碍子等が使用されている気中終端接続箱に於
   て外部金属遮蔽層端と接続された下部金具と大地間に発
   生する電位差より部分放電を検出することを特徴とする
   電力ケーブルの線路の部分放電検出方法。