JPH0275974A

JPH0275974A - ケーブル絶縁不良点探知方法および装置

Info

Publication number: JPH0275974A
Application number: JP22774588A
Authority: JP
Inventors: Tadaharu Nakayama; 中山　忠晴
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1988-09-12
Filing date: 1988-09-12
Publication date: 1990-03-15
Anticipated expiration: 2009-09-21
Also published as: JPH0675090B2

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】（イ）産業上の利用分野本発明は水トリー発生に起因する絶縁不良を生じたケー
ブルのように、直流低測定電圧下では極めて高抵抗を示
し、その不良点を探知することが不可能であるかまたは
標定誤差が大である場合に使用されるケーブル絶縁不良
点探知方法及び装置に関する。

（ロ）従来技術高抵抗を示すケーブルの絶縁不良点の探知に当たっては
一般に倒立型ブリッジが高感度であるために用いられる
。しかし、抵抗値がＩＯＭΩ以上になると零位法である
倒立ブリッジでは感度不足になり、偏位法である電位差
比較法が有力となる。

第２図は電位差比較法を示す回路構成図を示し、図中１
は絶縁不良ケーブル（３心ケーブルで例示する）の遮蔽
で、この中に３相の高圧導体２Ｒ。

２５．２Ｔが含まれている。この導体の内、２Ｒ。

２Ｓは健全導体であり、２Ｔは測定側端からケーブル全
長（全長を１００％とする）のＸ％の位置に絶縁不良点
３を有する絶縁不良導体である。遮蔽１を往線、健全導
体を帰線とてループを構成するために、健全導体２Ｓの
非測定側端Ｓ＋ａ。と遮蔽１の非測定側端１１゜。とが
相互に接続され、測定端側では直列接続された直流低電
圧電源５と開閉器６とが遮蔽１の測定側端１゜と健全導
体２Ｓの測定側端Ｓ。との間に接続されている。健全導
体２Ｒは非測定側端１１００の電位を測定側端に導くた
めに用いられるものであって、健全導体２Ｒの非測定側
端Ｒ１゜。は遮蔽１の非測定側端１□。。に接続され、
測定側端Ｒ０は測定端切換スイッチ７の一方の切換端で
ある端子Ｌ１゜。に接続されている。切換スイッチ７の
他方の切換端である端子Ｌ０は遮蔽１の測定側端１゜に
接続されて、１゜の電位を導いている。切換スイッチ７
の固定端子と端子Ｅとの間には微少電圧検出手段８と迷
走電流打消装置９が接続されている。第２図では迷走電
流打消装置９は直列型（電圧打消方式）で示したため、
微少電圧検出手段８からみた外部抵抗が極めて高くなり
、該手段８の時間応答性が悪くなりがちであるのでこれ
を防ぐため分流抵抗１０が並列に接続されている。なお
、迷走電流打消装置９として並列型（電流打消方式）を
使用する場合は微少電流検出手段８に並列に設けられ、
この場合は分流抵抗１０は不要である。前記端子Ｅは一
般に接地されること無く絶縁不良導体２Ｔの測定側端Ｔ
０に接続される。

端子Ｅを７０−トする理由は遮蔽１には有限の、時とし
ては非常に低い値である遮蔽絶縁抵抗４が必ずといって
よい位大地との間に存在し、測定回路全体の接地点は自
動的に遮蔽絶縁抵抗４の存在位置によって決まるからで
ある。遮蔽絶縁抵抗４の値が無限大か絶縁不良点３の値
より２桁以上高ければ端子Ｅを接地できるものの、通常
はこの条件は成立セず、無理に端子Ｅを接地すれば好ま
しくない迷走電流が遮蔽１に流れて誤差発生の原因とな
る。

第２図の回路の絶縁不良点測定方法は次ぎり通りに行う
。開閉器６を開放の状態のまま迷走電流打消装置を稼動
させて微少電圧検出手段８の指示を零とする。この時、
測定端切換スイッチ７は切換位置Ｌ０でも位置Ｌ　ｌｏ
。でも良い。次いで、開閉器６を投入し、直流低電圧電
源５から、遮蔽ｌ及び健全導体２Ｓからなるループ回路
に電流を流す。

安定した指示が得られるようになった状態で切換位置し
０において微少電圧検出手段９の読みＩＥ。

１を得、切換位置Ｌ１６゜に切換えた時の読みＩＥＩ。

。１を得る。この測定結果から、絶縁不良点３の存在位
置、即ち測定側端から全長のＸ％、非測定側端から全長
の（１００−Ｘ）％はとして標定できる。

（ハ）この発明が解決しようとする課題上述した従来の
ケーブル絶縁不良点探知方法および装置では次の問題が
あった。

測定対象は水トリー発生に起因する絶縁不良ケーブルで
あって、まだ電気破壊に至らず運転継続中である場合が
多い。そこで、絶縁不良点の標定作業が終われば運転再
開をしなければならないので、標定を容易にするため高
電圧をかけて抵抗値を下げる（いわゆる、焼成作業）こ
とは絶対に許されない。しかし、水トリー起因の絶縁不
良抵抗値は、金属抵抗や炭素被膜抵抗と異なり、櫃めて
電圧依存性がある。即ち、測定電圧を上昇させると抵抗
値が下がり、測定電圧を下げると抵抗値が上昇する。例
えば、ｔｏｏｏｖメガで測定して１０ＭΩ程度の値が得
られたケーブルでもＩＯＶ程度の電圧で測定すると数百
ＭΩに上昇する。

第３図は直流測定電圧に対する絶縁不良抵抗値の変化の
実例を示している。この例では１０００Ｖメガでは１４
ＭΩが測定されｔ；。一般に標定作業で扱い得る直流電
圧電源の電圧値は５０Ｖ以下である。第３図において１
００ｖでは既に７５ＭΩ、ＩＯＶでは４００ＭΩ以上に
上昇している。

ここで、測定電源電圧６Ｖ下で最高測定感度１００ＭΩ
と性能表傍していても実際には測定不能となる。かりに
、測定電源として１００ｖを用いたとしても（実際には
電圧に比例してループ通電電流が莫大となり、実用性か
らは外れる）、次の第２の問題が生じる。微少電圧検出
手段８により測定される電圧は遮蔽１の電圧降下、即ち
長さＸおよび１００−Ｘに比例する電圧であるが、Ｘが
５０％の場合を除き微少電圧検出手段の読みは長さに比
例しなくなり、誤差を生じる。第３図の例において、例
えばＸが２０％とすると、２０Ｖの電圧での抵抗値は２
４５ＭΩ、８０Ｖの電圧での抵抗値は８７ＭΩであるか
ら、と標定され、真値の２０％から小さくなる方向に大きく
ずれることになる。

上述のように、実用的な直流測定電圧では絶縁抵抗値が
高くなりすぎて標定が実施できない問題に加え、たとえ
標定できたとしても標定誤差が大きくなる問題があった
。

この発明の目的は、直流低測定電圧下では極めて高抵抗
値を示し、その不良点を探知することが感度不足のため
不可能な場合、及び標定誤差が大である場合に使用して
も正確な測定をすることができるケーブル絶縁不良点探
知方法及び装置を提供することである。

（ニ）課題を解決するための手段この発明のケーブル絶縁不良点探知方法は、絶縁不良導
体と遮蔽との間に交流低電圧変圧器の出力をコンデンサ
を介して印加することにより、絶縁不良点の抵抗を低位
に保持した状態でフィルタ回路を保有する微少電圧検出
手段により絶縁不良点を標定する。

また、この発明のケーブル絶縁不良点探知装置は、絶縁
不良ケーブルの遮蔽を往線、健全導体を帰線として構成
されたループの開放端に接続された直流低電圧電源と、
前記遮蔽の測定側端および非測定側端と絶縁不良導体と
の間の電位差を検出する、フィルタ回路を有する微少Ｎ
、圧検出手段と、前記遮蔽と前記絶縁不良導体の間にコ
ンデンサを介して接続され、絶縁不良点の抵抗を低位に
保持する交流変圧器と、を備えて構成される。

（ホ）実施例＠１図はこの発明の一実施例の測定回路のｗＩＩ成図を
示している。第２図に示した測定端切換スイッチ７の切
換端子Ｌ０と端子Ｅとの間に第１図においては交流変圧
器１３の二次側出力をコンデンサ１４を介して接続され
る。交流変圧器１３の一次側は通常の商用周波数低圧電
源に接続される。測定端切換スイッチ７の固定接点と端
子Ｅとの間にはチョークコイル１１を介して前記微少電
圧検出手段８、迷走電流打消装置９、分流抵抗１０が接
続され、さらに微少電圧検出手段８にはコンデンサ１２
が並列に接続されている。このほかの構成は第２図の場
合と同様であるので、第２図と同一の符号を付して説明
は省略する。

ここで、測定電源として直流電圧に重畳して交流電圧を
印加する理由は、発明者の次の知見に基づく。

■水トリー起因の絶縁不良ケーブルの絶縁抵抗値は可変
交流電圧下で一定直流電圧で測定すると、重畳交流電圧
の上昇に伴い大幅に減少する。第４図は重畳交流電圧に
対する絶縁抵抗値の変化の一例を示し、この例では直流
測定電圧を５０Ｖとして重畳交流電圧をＯｖから５００
ｖまで変化させた場合の絶縁抵抗を測定したものである
。交流電圧印加のない状態で直流電圧５０ｖで測定した
場合は１４０００ＭΩあった絶縁抵抗値は交流５００ｖ
重畳下では４００ＭΩに減少している。

■一定の交流電圧重畳下では直流電圧は０から１００Ｖ
程度の範囲で変化しても絶縁抵抗値に大きな相異は無い
。第５図は直流測定電圧の変化に対する絶縁抵抗値の一
例を示している。第５図によると直流６０Ｖ以下では直
流測定電圧を下げても絶縁抵抗値が上昇することは無く
、はぼ一定として良い。

上述の理由により交流電圧を重畳して測定する本発明で
は、実用的に扱い易い低い直流測定電圧で、本来その電
圧下では極めて高い絶縁抵抗値を示すため感度不足で測
定不能であるか、測定できたとしても直流側電圧のケー
ブル遮蔽長さ方向の分配値の相異により標定値に大きい
誤差を与える問題を無くして測定することが可能になる
。

前記変圧器１３の二次側出力の一端は切換端子Ｌ　Ｏｓ
即ち遮蔽１の測定側端１０に接続したが、健全導体２Ｒ
の測定側端Ｒ，（即ち、遮蔽１の非測定側端１１Ｇ。と
等価である）、あるいは健全導体２Ｓの測定側端Ｓ０に
接続されても良い。要は遮蔽ｌと絶縁不良導体２Ｔとの
間に適当な交流電圧が印加されれば良い。ただし、測定
端切換端スイッチ７の固定端子に接続することは切換時
に交流電圧の印加が途切れるので安定な測定のために好
ましく無い。

前記コンデンサ１４は、低い直流抵抗を有する変圧器１
３の二次巻線抵抗によって微少電圧検出手段８が側路さ
れて感度を失うことを防ぐｔ；めのものである。この静
電容量は交流出力電圧の低下が少ないように、即ち遮蔽
ｌと絶縁不良導体２Ｔの間の静電容量に比して少なくと
も一桁以上大きい値を有する必要がある。コンデンサ１
４は端子Ｅ側、あるいは切換端子Ｌ０側のいずれに接続
されても良い。

前記チョークコイル１１とコンデンサ１２からなるフィ
ルタ回路が無い場合は、変圧器１３の二次側電圧のほと
んどが微少電圧検出手段８に印加されることになり、該
微少電圧検出手段８が測定する直流電圧に比して大きす
ぎる交流電圧の侵入のためその機能を失うことになる。

従って、微少電圧検出手段８の端子にはその性能を発揮
するのに影響のない程度にまで低減された微少交流電圧
しか重畳印加されないようにフィルタ回路を設計する必
要がある。

前記交流変圧器１３の二次側出力電圧の値は次のように
決定する。第４図の例を参照すると常時使用電圧即ち１
９００Ｖの重畳下では直流５０Ｖで僅か５０ＭΩと測定
される。しかし、測定者の安全確保上１９００Ｖの高い
交流電圧は用いることはできない。二次側出力電圧の最
高電圧値としては工場構内での最大使用低圧としての４
４０Ｖに留どめ、測定者は装置全体をマウントした絶縁
ノート上に乗って測定装置と同一電位になることが感電
事故を防ぐために重要である。交流変圧器１３の必要容
量は、測定対象ケーブルの静電容量値によって決定され
る。仮に、二次側容量を２５ＶＡと設定すると、その電
流容量は２５／４４０−０．０５６８（Ａ）となり６０
Ｈｚ、４４０Ｖ下で０．３４３μＦの静電容量を充電す
ることができる。即ち、通常の高圧ケーブル約ＩＫｍ長
に対し２５ＶＡ程度の小形軽量の変圧器で足り、実用上
都合が良い。交流変圧器１３の一次、二次間の絶縁抵抗
性能も重要である。通常、−次側低圧系統は一点で接地
されているので、測定回路に好ましくない迷走電流パス
を作らないためには二次側巻線は一次側巻線（鉄芯その
他金属部分、シールド板を含む）に対し、変圧器の最高
使用温度で少なくとも１１００ＯＯΩ以上の高い絶縁抵
抗値を有することが必要である。

次に、第１図に示す測定回路を使用して絶縁不良点を探
知する方法を説明する。まず、開閉器６を開放した状態
で交流変圧器１３を稼動する。すると、交流出力電流の
大部分は遮蔽ｌと絶縁不良導体２Ｔとの間の静電容量を
通じて流れる。なお、健全導体２Ｒまたは２Ｓと遮蔽１
との間にも静電容量は存在するものの、これらは全部同
一電位になっているので電流は流れず、交流変圧器１３
の負荷とはならない。この交流電圧の印加により絶縁不
良点の値は測定できる値までシフトされて保持されるか
ら、以後、第２図で説明した従来の方法と全く同じ方法
により絶縁不良点の位置Ｘ％を標定できる。なお、微少
電圧検出手段８を誤動作させる交流電圧の侵入はフィル
タ素子１１．１２の組合せにより阻止され、このため微
少電圧検出手段８は微少直流分に対してのみ反応する。

さらに、微少電圧検出手段８により遮蔽長さのＸ％、（
ｉｏｏ−ｘ）％に比例する電圧を測定する時、直列に入
る絶縁抵抗３の値は電圧が変わっても一定であるから標
定結果に誤差がはいることは無い。

（へ）効果この発明により、水トリー発生ケーブルの絶縁不良点探
知が容易に実現できる。しかも、従来では無理に直流電
圧を上昇させて劇定可能とした場合ｊこは標定誤差が大
になる欠点があったが、この発明により解消されて精度
良い測定が可能となる。

このため絶縁不良部分だけのケーブルの部分的取替が可
能になり、また絶縁不良部分と布設環境との関連から絶
縁不良発生原因の探求ができ、さらに新ケーブルの布設
方法に対する示唆を得る等、実用的に種々に利点を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す測定回路構成図、第
２図は従来の測定回路構成図、第３囚は絶縁不良ケーブ
ルへ印加される直流測定電圧と絶縁抵抗の変化の関係を
示す図、第４図は絶縁不良ケーブルに印加される重畳交
流電圧と絶縁抵抗の変化の関係を例示する図、第５図は
一定の重畳交流電圧の印加のもとで直流測定電圧と絶縁
抵抗の変化の関係を例示する図である。１・・・遮蔽、２Ｒ１２Ｓ・・・健全導体（高圧導体）
、２Ｔ・・・絶縁不良導体（高圧導体）、３・・・絶縁
不良点、５・・・直流低電圧電源、６・・・開閉器、　
　　７・・・測定端切換スイッチ、８・・・微少電圧検
出手段、９・・・迷走電流打消装置、１１・・・チョー
クコイル、１３・・・交流変圧器。第１図第３図直流測定電圧Ｖ第４図重畳交流電圧Ｖ第５図直流測定電圧Ｖ手続補正書１、事件の表示昭和６６年特許願第２２７７４５号２、発明の名称ケーブル絶縁不良点探知方法および装置６、補正をする
者事件との関係　　特許出願人住所名　称　　（２１３）住友電気工業株式会社４、代理人５、補正の対象（別紙）（１）明細書の〔特許請求の範囲〕を次の通り補正する
。「（１）絶縁不良ケーブルの遮蔽を往線、健全導体を帰
線としてループを構成し、その開放端に直流低電圧電源
を接続してループに通電し、前記遮蔽の測定側端および
非測定側端と絶縁不良導体との間の電位差の比により絶
縁不良点を探知する方法において、前記絶縁不良導体と前記遮蔽との間に交流低電圧変圧器
の出力をコンデンサを介して印加することにより、絶縁
不良点の抵抗を低位に保持した状態でフィルタ回路を保
有する微少電圧検出手段により絶縁不良点を標定するこ
とを特徴とするケーブル絶縁不良点探知方法。（２）絶縁不良ケーブルの遮蔽を往線、健全導体を帰線
として構成されたループの開放端に接続された直流低電
圧電源と、前記遮蔽の測定側端および非測定側端と絶縁不良導体と
の間の電位差を検出する、フィルタ回路を有する微少電
圧検出手段と、前記遮蔽と前記絶縁不良導体の間にコンデンサを介して
接続され、絶縁不良点の抵抗を低位旭保持する交流変圧
器と、を備えてなるケーブル絶縁不良点探知装置。」（２）明細書に以下の補正を行う。頁　　行　　　補正前　　　　　補正後７２　　下　　
以下７６　表傍　　標傍１１１２　　　切換端　　　　切　換以上

Claims

【特許請求の範囲】

（１）絶縁不良ケーブルの遮蔽を往線、健全導体を帰線
としてループを構成し、その開放端に直流低電圧電源を
接続してループに通電し、前記遮蔽の測定側端および非
測定側端と絶縁不良導体との間の電位差の比により絶縁
不良点を探知する方法において、前記絶縁不良導体と前記遮蔽との間に交流低電圧変圧器
の出力をコンデンサを介して印加することにより、絶縁
不良点の抵抗を低位に保持した状態でフィルタ回路を保
有する微少電圧検出手段により絶縁不良点を標定するこ
とを特徴とするケーブル絶縁不良点探知方法。
（２）絶縁不良ケーブルの遮蔽を往線、健全導体を帰線
として構成されたループの開放端に接続された直流低電
圧電源と、前記遮蔽の測定側端および非測定側端と絶縁不良導体と
の間の電位差を検出する、フィルタ回路を有する微少電
圧検出手段と、前記遮蔽と前記絶縁不良導体の間にコンデンサを介して
接続され、絶縁不良点の抵抗を低位の保持する交流変圧
器と、を備えてなるケーブル絶縁不良点探知装置。