JPH0297213A - ケーブルの課電劣化試験用端末及びケーブルの課電劣化試験方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、ケーブルの課電劣化試験用端末及びケーブル
の課電劣化試験方法に関する。

［従来の技術］ 配電系統において、例えば架橋ポリエチレン絶縁ビニル
シースケーブルすなわちＣＶケーブルが使用される。Ｃ
Ｖケーブルは、例えば軟銅線からなる導体上に内部半導
電体層を設け、これに架橋ポリエチレン絶縁を施し、更
に外部半導電体層を設けた上に銅テープを巻いて遮蔽金
属層を形成し、これをテープで押えた上に更にビニルシ
ースを施したものである。多心ケーブルの場合には、軟
銅線導体上に内部半導電体層、絶縁体層、外部半導電体
層及び遮蔽金属層を順次設けた線心を２条又は３条用意
し、これらの線心を介在物とともに円形に撚り合せ、テ
ープで押えた上にビニルシースを施す。

従来、ケーブル絶縁体層の水トリー劣化機構を解明し、
その劣化防止対策を検討するために、種々の加速劣化試
験か実施されている。

例えば６．６ｋＶ配電用ＣＶケーブルの場合、複数のケ
ーブル試料を８０℃の温水に浸しなから１５ｋＶの交流
課電を行ってケーブルの劣化を加速する。この際、絶縁
体層に囲まれた導体にも温水を注入する。そして、所定
時間の課電ごとに一部ケーブル試料を温水から取出して
交流破壊電圧値を」り定する。以下、この操作を繰返し
、交流破壊電圧値の低下を判定してケーブルの長期絶縁
性能を把握する。

ところか、この試験方法では、約６０００時間の試験時
間を要し、多くの試料を要する等の問題があった。また
、実際の配電線路で受けるインパルス電圧の影響が考慮
されない欠点もあった。

そこで、本願発明者らは、次のケーブル課電劣化試験方
法を考案し、これを昭和５５年電気学会全国大会（予稿
集第１４１７頁参照。）で発表した。すなわち、ケーブ
ル試料を温水に浸しながらこれに一定の交流電圧を一定
時間課電する操作と、室温下で一定のインパルス電圧を
一定回数印加する操作とを交互に繰返し、ケブル試料の
累積絶縁破壊率のワイブルプロットからケーブル寿命を
判定するものである。

詳細には、６．６ｋＶ配電用ＣＶケーブルの場合、ます
シースなしの状態で８０　’Ｃの温水に浸しなから１５
ｋＶの交流電圧を２００時間課電してケーブル劣化を加
速する。この際、絶縁体層に囲まれた導体にも温水を注
入する。次に、このケーブル試料を温水から取出し、室
温下で正極性１８５ｋＶのインパルス電圧を５０回印加
する。以上の交流浸水課電とインパルス電圧印加との２
操作を、同一ケーブル試料に対してこれが絶縁破壊に至
るまで交互に繰返し、延べ印加回数と累積故障率との関
係をワイブルプロットする。

この方法によれば、同一ケーブル試料に前記の２操作を
交互に繰返せば良いので、試料ケプル条長は約２０ｒｎ
で十分である。また、交流浸水課電とインパルス電圧印
加とを併用しており、比較的早くケーブル絶縁性能の差
異を明確に判定することかてきる。例えば前記の６．６
ｋＶ配電用ＣＶケーブルの場合、大部分の試料ケーブル
は交流浸水課電とインパルス電圧印加との２操作を５回
繰返しただけで、つまり−。

００時間程度の短時間で電気的な性能を判定することか
できる。この間のインパルス電圧印加回数は累計２５０
回である。

この課電劣化試験方法を適用するに際し、ケール試料端
部に次の処理を施しておく。すなわち、ケーブル端部に
露出させた遮蔽金属層を一部除去して外部半導電体層を
露出させ、露出した外部半導電体層を一部残したまま絶
縁体層先端部を一部露出させ、更に露出した絶縁体層の
ごく短い先端部分を除去して内部半導電体層と軟銅線導
体とからなる内部導体を一部露出させておく。

さて、交流浸水課電時には、ケーブル試料端部の露出さ
せたケーブル絶縁体層上にストレスコーンと適当数の絶
縁ひだとを外嵌した端末を作成して、遮蔽金属層と内部
導体との間に所定の交流電圧を印加する。この際、スト
レスコンの作用でケーブル端末に生じる交流電界が緩和
され、しかも絶縁ひたが沿面距離を大きくしているから
、端末でのフラッジオーバの発生を防止することができ
る。したがって、ケーブル試料に対して正規の電圧をか
けて交流浸水課電を実行することができる。

次にインパルス電圧印加を行う際には、ストレスコーン
と絶縁ひだとを除去し、露出した絶縁体層を全部覆うよ
うに遮蔽金属層の先端部上から内部導体にかけて、コ−
０２〜１０３Ω・ｃｍの抵抗率を有する半導電テープを
巻付ける。このケーブル端末を使用して遮蔽金属層と内
部導体との間にインパルス電圧を印加する際、半導電テ
ープ層の抵抗分圧作用でケーブル端末のインパルス電界
が緩和され、この端末でのフラッジオーバの発生を防止
することができる。したがって、ケーブル試料に対して
正規の値のインパルス電圧を印加することができる。次
に交流浸水課電を再実行する際には、半導電テープ層を
除去した上で再びストレスコーンと絶縁ひだとを配置す
る。

［発明が解決しようとする課題］ 従来、ケーブルの絶縁性能評価のために、以上に説明し
たケーブル端末を使用してケーブルの課電劣化試験を行
っていたため、交流浸水課電用端末とインパルス電圧印
加用端末とを電圧の種類にあわせてそのつど作りかえる
必要があった。ケーブルの寿命判定のためには、前記の
ように交流浸水課電とインパルス電圧印加とを５回程度
繰返す必要がある。したがって、各ケブル端末をそれぞ
れ５回も作成しなければならず、端末材料費がかさみ、
端末作成に長時間を要する問題があった。

［発明の目的］ 本発明は、絶縁体層の絶縁破壊が生じるまでケーブルの
交流浸水課電とインパルス電圧印加とを交互に繰返すケ
ーブルの課電劣化試験において、各操作に必要な端末を
そのつど作成する必要のないケーブル端末とこの端末を
使用する試験方法とを提供して、前記の問題を解決する
ことを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係るケーブルの課電劣化試験用端末は、上記の
目的を達成するために、ケーブル端部の遮蔽金属層を露
出させ、この遮蔽金属層の先端部を除去して絶縁体層を
露出させ、遮蔽金属層の先端部上から絶縁体層上にかか
るように半導電層を形成し、この半導電層の先端部側の
絶縁体層上にストレスコーンを配するとともに、このス
トレスコーンの基端部を半導電層の先端部に電気的に接
続し、このストレスコーンの先端部側の絶縁体層上に絶
縁ひだを設けたことを特徴とする。

また、本発明に係るケーブルの課電劣化試験方法は、上
記のケーブル端末を作成し、まずケーブルの遮蔽金属層
と内部導体との間に交流電圧を印加して交流浸水課電を
行い、次いで半導電層の先端部付近と内部導体との間を
短絡した状態で遮蔽金属層と内部導体との間にインパル
ス電圧を印加し、ケーブル絶縁体層が絶縁破壊するまで
以下同様に以上の交流浸水課電とインパルス電圧印加と
を交互に繰返すものである。

［作　用］ 本発明に係るケーブルの課電劣化試験用端末では、半導
電層の先端部付近と内部導体との間の短絡を行わない状
態でケーブルの遮蔽金属層と内部導体との間に交流課電
する。この際、ストレスコーンの作用でケーブル端末に
生じる交流電界が緩和され、絶縁ひたが沿面距離を大き
くする。したがって、ケーブル端末でのフラッジオーバ
の発生がなく、正規の電圧を印加して交流浸水課電を実
施することができる。

インパルス電圧を印加する際には、半導電層の先端部付
近と内部導体との間をバイパス線で短絡する。この状態
ではバイパス線で接続された内部導体と半導電層の先端
部付近とが同じ電位になるから、インパルス電圧がケー
ブルの遮蔽金属層と半導電層の先端部付近との間に印加
され、半導電層の抵抗分圧作用でケーブル端末のインパ
ルス電界が緩和される一方、ストレスコーンと絶縁ひた
には電圧がかからない。したがって、ケーブル端末での
フラッジオーバの発生かなく、正規のインパルス電圧を
印加することができる。

所定回数のインパルス電圧印加の後、次に交流浸水課電
を実行するには、半導電層の先端部付近と内部導体との
間のバイパス線を外すだけで良い。

［実施例］ 第１図は、本発明の実施例に係るケーブルの課電劣化試
験用端末の拡大断面図であって、単心ＣＶケーブルの場
合を示す。ただし、本発明は、多心ケーブルにも適用可
能であり、ＣＶケブル以外のケーブルに適用することも
できる。

このケーブル端末２は、次のようにして作成される。

まず、ＣＶケーブル試料端部の銅テープからなる遮蔽金
属層】０を露出させる。次に、遮蔽金属層１０の先端部
を除去して外部半導電体層１２を露出させる。この外部
半導電体層１２の露出基部を若干残して架橋ポリエチレ
ンからなる絶縁体ｉ１４を露出させる。更に、露出した
絶縁体層Ｉ４のごく短い先端部分を除去して内部導体１
６を一部露出させる。この内部導体１０は、軟銅線から
なる導体上に内部半導電体層を設けたものである。なお
、外部半導電体層１２と絶縁体層１４とは、押出成形で
同時に形成されたものである。

次に外部半導電体層１２の先端を円錐形状に切削した後
、遮蔽金属層１０の先端部上から絶縁体層１４上の中は
どにかけて半導電テープをラップ巻きして、半導電層１
８を形成する。この際、外部半導電体層１２の露出部は
、半導電層１８で全部覆われる。半導電テープの巻き方
は、１／４ラップ巻きか適当である。また、半導電層１
８の抵抗率は、１０２〜１０３Ω・ｃｍが適当である。

内部導体１６の公称断面積か２２〜１．５０ｍｍ２のＣ
Ｖケーブルの場合であって、１．８５ｋＶのインパルス
電圧を印加するときには、この半導電層１８の長さは８
０〜８５ｃｍか適当である。更に、半導電層１８の先端
部のみを残してこの層上に粘着ビニールテープを巻いて
保護層２０を形成する。

次に、保護層２０の先端部から若干距離を隔てて、半導
電層１８の先端部からケーブル絶縁体層１４の露出基端
部にかけてこれらの上に粘着導電テープ（ＡＣＰテープ
）を巻いて、導電テープ層２２を形成する。続いてケー
ブル端部からストレスコーン２４と２つの絶縁ひだ２１
１ｉ、２８とを順次差込み、これらの部材を互いに係合
させなからケーブル絶縁体層１４の露出部分に外嵌する
。ストレスコーン２４は、基端部側の導電ゴム部２４ａ
と先端部側の絶縁ゴム部２４ｂとからなる。導電ゴム部
２４ａは、導電テープ層２２の先端部を押える。更に、
導電テープ層２２の基端部からストレスコーン２４の導
電ゴム部２４ａにかけて、自己融着性の導電ゴムテープ
を巻いて、導電ゴム層３゜を作成する。この際、導電テ
ープ層２２の全てが導電ゴム層３０で覆われる。更に、
導電ゴム層３゜とストレスコーン２４の導電ゴム部２４
ａとを全部覆うようにこの上から粘着ビニールテープを
巻いて、保護層３２を作成する。ただし、導電ゴム層３
０上の保護層３２の基端部と半導電層１８上の保護層２
０の間では、半導電層１８が露出している。

以上のケーブル端末２は、半導電層１８の露出部分より
先端部側の交流電界緩和部３４とこの露出部分より基端
部側のインパルス電界緩和部３６とからなる。

第２図は、以上に説明した本発明の実施例に係る課電劣
化試験のためのケーブル端末２の使用状態を示す正面図
である。

ケーブルの遮蔽金属層１０と内部導体１６との間に課電
試験装置３８が接続される。この課電試験装置３８がイ
ンパルス電圧発生装置である場合には内部導体１６と半
導電層１８の露出部分との間をバイパス線４０でつなぐ
が、課電試験装置３８か交流電圧発生装置である場合に
はこのバイパス線４０を除去する。

まず、交流浸水課電に際し、ケーブル試料は、バイパス
線４０を除去した状態で８０°Ｃの温水に浸されるとと
もに、絶縁体層１４に囲まれた内部導体１６にも温水が
注入される。６．６ｋＶ配電用ＣＶケーブルの場合、遮
蔽金属層１０と内部導体１６との間に印加する交流電圧
は、１５ｋＶが適当である。

この際、ストレスコーン２４を中心とする交流電界緩和
部３４の作用でケーブル端末２に生じる交流電界が緩和
される。また、絶縁ひた２６．２８を設けることによっ
て沿面距離を大きくしているから、ケーブル端末２での
フラッジオーバの発生を防止することができる。また、
導電テプ層２２を設けているために、導電ゴム層３０と
絶縁体層１４との間でのコロナ放電の発生がない。

したがって、ケーブル試料に正規の電圧をかけて交流浸
水課電を実施することができ、この課電によってケーブ
ル劣化が加速される。１回の交流浸水課電の時間は２０
０時間が適当である。

この交流浸水課電の操作が完了すると、ケーブル試料を
温水から取出し、内部導体１６と半導電層■８の露出部
分との間をバイパス線４０でつなぎ、課電試験装置３８
をインパルス電圧発生装置に切換えるだけで、次に実施
されるインパルス電圧印加のための準備が完了する。イ
ンパルス電圧の印加は、室温下で実施することができる
。

６．６ｋＶ配電用ＣＶケーブルの場合、遮蔽金属層１０
と内部導体１６との間に印加するインパルス電圧は、正
極性１８５ｋＶが適当である。

バイパス線４０を設けているから、この電圧は半導電層
１８の露出部分とケーブル遮蔽金属層１０との間に印加
される。半導電層１８の長さを前記の長さとすればイン
パルス電界緩和のための適正な抵抗値とすることができ
るが、これより短くするとインパルス電圧波形が大きく
変化するので試験条件が変ってしまうことになる。イン
パルス電圧印加回数は５０回が適当である。インパルス
電圧が高過ぎるとケーブルの交流浸水課電劣化にかかわ
りなく絶縁破壊が続発する。

方、インパルス電圧が低過ぎると何回インパルスを印加
してもほとんどケーブルに影響を与えないため、試験に
長時間を要する。なお、通例のインパルス破壊試験では
負極性のインパルスが使用されるが、同じ電圧値であれ
ば正極性の方がＣＶケーブルにとって苛酷であり、正極
性インパルスが課電劣化試験に適している。インパルス
電圧印加回数を５０回とし、インパルス電圧印加の時間
間隔すなわち交流浸水課電時間を２００時間とすれば、
最も短時間でケーブル性能を評価することができる。

以上の交流浸水課電とインパルス電圧印加との２操作を
、同一ケーブル試料に対してこれか絶縁破壊に至るまで
交互に繰返し、延べ印加回数と累積故障率との関係をワ
イブルプロットする。この方法によれば、同一ケーブル
試料に前記の２操作を交互に繰返せば良いので、試料数
が少なくて済む。また、交流浸水課電とインパルス電圧
印加とを併用しており、比較的早くケブル絶縁性能の差
異を明確に判定することができる。例えば前記の６．６
ｋＶ配電用Ｃｖケーブルの場合、１０００時間程時間短
時間で試料ケーブルの電気性能を判定することができる
。

インパルス電圧印加時にバイパス線４０を用いなければ
、交流電界緩和部３４で沿面フラッシオバが発生するか
らインパルス電圧を印加することができない。逆に交流
浸水課電時にバイパス線４０を接続すれば、半導電層１
８に大きな電流が流れてジュール熱によりこの層１８が
焼損してしまうので、必要な交流課電ができない。

なお、本発明は、外部半導電体層１２をテープ巻きによ
って形成したケーブルにも適用可能である。また、ケー
ブル使用電圧が１５ｋＶ以下の場合は、導電ゴム層３０
と絶縁体層１４との間にコロナ放電が発生するおそれが
少ないから、導電テープ層２２の形成を省略しても良い
。この導電テープ層２２の形成を省略すれば、端末作成
時間を短縮することができる。

［発明の効果］ 以上に説明したように、本発明に係るケーブルの課電劣
化試験用端末とこの端末を使用した課電劣化試験方法に
よれば、ケーブル遮蔽金属層の先端部上からケーブル絶
縁体層上にかかるように形成した半導電層の先端部付近
とケーブル内部導体との間を短絡しない状態で所定の交
流電圧を所定時間課電し、次いでバイパス線で上記の個
所間を短絡した状態で所定のインパルス電圧を所定回数
印加することができる。したかって、電圧の種類によっ
ていちいちケーブル端末の構造を変える必要かない。つ
まり、端末を１回作成すれば、課電劣化試験が終了する
までこれを使用することかできる。したがって、本発明
によれば、端末祠料費の削減と端末作成時間の短縮とを
実現することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るケーブルの課電劣化試験
用端末の拡大断面図、第２図は前回のケーブル端末の使
用状態を示す正面図である。 符号の説明 ２・・・ケーブル端末、１０・・ケーブル遮蔽金属層、
１２・・・ケーブル外部半導電体層、１４・・・ケーブ
ル絶縁体層、１６・・・ケーブル内部導体、１８・・・
半導電層、２０・・保護層、２２・・・導電テープ層、
２４・・ストレスコーン、２６．２８・・・絶縁ひだ、
３０・・・導電ゴム層、３２・・・保護層、３４・交流
電界緩和部、３６・インパルス電界緩和部、３８・・課
電試験装置、４０　　バイパス線。 １つ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ケーブル端部の遮蔽金属層を露出させ、この遮蔽金
   属層の先端部を除去して絶縁体層を露出させ、遮蔽金属
   層の先端部上から絶縁体層上にかかるように半導電層を
   形成し、この半導電層の先端部側の絶縁体層上にストレ
   スコーンを配するとともに、このストレスコーンの基端
   部を半導電層の先端部に電気的に接続し、このストレス
   コーンの先端部側の絶縁体層上に絶縁ひだを設けたこと
   を特徴とするケーブルの課電劣化試験用端末。 ２、絶縁体層の絶縁破壊が生じるまでケーブルの交流浸
   水課電とインパルス電圧印加とを交互に繰返すケーブル
   の課電劣化試験方法において、ケーブル端部の遮蔽金属
   層を露出させ、この遮蔽金属層の先端部を除去して絶縁
   体層を露出させ、遮蔽金属層の先端部上から絶縁体層上
   にかかるように半導電層を形成し、この半導電層の先端
   部側の絶縁体層上にストレスコーンを配するとともに、
   このストレスコーンの基端部を半導電層の先端部に電気
   的に接続し、このストレスコーンの先端部側の絶縁体層
   上に絶縁ひだを設けてケーブル端末を作成し、ケーブル
   の遮蔽金属層と内部導体との間に交流電圧を印加して交
   流浸水課電を行い、半導電層の先端部付近と内部導体と
   の間を短絡した状態で遮蔽金属層と内部導体との間にイ
   ンパルス電圧を印加することを特徴とするケーブルの課
   電劣化試験方法。