JPH03291575A - 電力ケーブルの絶縁劣化診断方法 - 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、電力ケーブルの絶縁劣化状態を診断する電力
ケーブルの絶縁劣化診断方法に関する。

（従来の技術） 電力ケーブルのうち、特にＣ■ケーブルには、架橋ポリ
エチレン絶縁体が使用されている。架橋ポリエチレン絶
縁体は、水との共存下で課電されると、種々の要因によ
り、いわゆる水トリーが発生して絶縁劣化が生じること
が知られている。

従って、電力ケーブルの絶縁劣化状態を診断する上で、
この水トリーの発生を検出することが極めて重要な課題
とされている。

第６図に、従来の絶縁劣化診断方法の一例を示す。

図において、被測定ケーブル１の導体２には、電源５が
接続されている。

一方、ケーブル１の絶縁体３外周に設けられた遮蔽層４
は、接地線４ａを介して接地されている。また、三相送
電線路を構成する他の２本のケーブル１′、１″の遮蔽
層４も接地線４ａを介して接地されている。測定部６は
、三相−括した接地線４ａに流れる充電電流の直流成分
を検出するための検出抵抗７と、その出力を受入れるロ
ーパスフィルタ８と、直流成分検出部９とから構成され
る。

ここで、例えば、ケーブルｌ内に水トリー１１が発生し
ているとする。この場合、水トリー１１の部分で、いわ
ゆる水トリー電流が発生する。その極性を、例えば第６
図に示すように、ケーブル導体２側が“−”、遮蔽層４
側が“＋”であるとする。このような水トリー電流が発
生すると、これが検出抵抗７により検出される。即ち、
検出抵抗７は、三相を一括して接地する接地線４ａに流
れる合成電流を検出しているため、三相の充電電流が平
衡している場合には、三相の充電電流のベクトル和が略
零となって水トリー電流の検出が容易となる。

ローパスフィルタ８は、検出抵抗７により検出された電
流から、高周波成分を除去し、直流成分検出部９は直流
成分を取出し、水トリー電流を解析し、その表示等を行
なう。

（発明が解決しようとする課題） ところが、第６図のような三相−捨型の絶縁劣化診断方
法にあっては、次のような問題点がある。即ち、例えば
、ケーブル１及び１′において、共に水トリーが発生し
、その極性が逆であったような場合、換言すれば、ケー
ブル１′において、水トリー１１の極性が遮蔽層４側が
“で、導体２側が“＋”であったような場合、検出抵抗
７においては、２つのケーブルの水トリー電流が打消し
合うため、これら何れも検出することができなくなる。

また、水トリーが発生した相を特定することもできない
。

このため、三相送電線路を構成するケーブルの各相毎に
水トリー電流を検出する試みがなされているが、接地線
に流れる充電電流は、一般にミリアンペア（ｍＡ）オー
ダーであるのに比べ、水トリー電流はナノアンペア（ｎ
Ａ）オーダーであるため、充電電流中から直流成分であ
る水トリー電流を検出することが難しいといった問題点
があった。

本発明は以上の点に着目してなされたもので、接地線に
流れる電流中の交流成分を除去し、水トリー電流をより
正確に抽出することのできる電力ケーブルの絶縁劣化診
断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） 本発明の電力ケーブルの絶縁劣化診断方法は、電力ケー
ブルの遮蔽層を大地に接地する接地線に、電源周波数成
分を選択的に通過させるバンドパスフィルタを挿入し、
このバンドパスフィルタに並列に接続した検出抵抗で前
記接地線に流れる電流中の直流成分を検出し、この直流
成分から前記電力ケーブルの絶縁劣化状態を診断するこ
とを特徴とするものである。

（作用） 以上の方法によれば、接地線中に流れる充電電流の電源
周波数成分をバンドパスフィルタにより除去し、検出抵
抗でその直流成分のみを検出する。従って、水トリー電
流の検出を妨げる交流成分を大幅に除去し、水トリー電
流の正確な抽出ができる。

（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、本発明の方法を実施した測定用回路の結線図
である。

図において、ケーブルｌには、その両端にケーブルヘッ
ド１０が装着され、電源５により所定の周波数（例えば
５０Ｈｚ）の電源電圧が印加されている。このケーブル
１の遮蔽層４には、これを大地に接地する接地線４ａが
接続されている。本発明においては、この接地線４ａに
バンドパスフィルタ２０を接続し、その出力を測定部６
で監視するよう構成している。

バンドパスフィルタ２０は、例えばコイル２１及びコン
デンサ２２から成る。このコイル２１とコンデンサ２２
は、直列共振回路を構成しており、その共振周波数は電
源５の周波数と同一（例えば５０Ｈｚ）に選定する。

また、測定部６は、検出抵抗７とその出力を受入れるロ
ーパスフィルタ８と直流成分検出部９とから構成される
。この構成は、先に説明した第６図の従来技術と同様で
ある。

即ち、検出抵抗７は、バンドパスフィルタ２０と並列に
接続され、バンドパスフィルタ２ｏを流れる充電電流以
外の電流を通過させる。この検出抵抗７の両端に生じる
信号電圧がローパスフィルタ８に入力し、更にローパス
フィルタ８を経て直流成分検出部９に入力するよう結線
されている。

ローパスフィルタ８は、検出対象となる水トリー電流よ
りも周波数の高い高周波成分を除去する積分回路等から
成る。また、直流成分検出部９は、整流回路等を用いて
、その直流成分を定量的に検出する回路等から成り、必
要に応じてデイスプレィやプリンタを含めてもよい。

上記回路の動作を説明する前に、先ず、接地線４ａに流
れるケーブルの充電電流の内容を説明する。

第２図は、ケーブルの接地線に流れる電流等の波形説明
図である。

先ず、ケーブル１には、第２図（ａ）に示すような電源
電圧が加わっている。ここで、ケーブル１は、あたかも
コンデンサと同様に作用するため、第２図（ｂ）に示す
ように、接地線４ａには電源電圧より約９０度位相の進
んだ充電電流が流れる。更に、先に第６図を用いて説明
した水トリー電流が、この充電電流に重畳されている。

即ち、水トリー電流は、同図（ｃ）に示すような、極性
によって不平衡な電流である。これが、上記充電電流に
重畳されると、第２図（ｄ）に示すようになる。尚、こ
の場合、接地線４ａに流れる迷走電流によって、図中破
線に示すような一定の直流ドリフトが生じている。

接地線４ａには、以上のような電流が合成されて出力さ
れるが、本発明の方法では、その中から電源周波数成分
を除去し、直流成分（厳密には、極性によって異なる不
平衡電流と迷走電流）を抽出する。

第３図に、第１図に示したバンドパスフィルタ２０の動
作説明図を示す。図のグラフは、横軸に周波数をとり、
縦軸に分流比をとったものである。

尚、この分流比というのは、接地線４ａに並列接続され
たバンドパスフィルタ２ｏと検出抵抗７に対し流れる電
流の比率を示すもので、バンドパスフィルタ２０側に流
れる電流をＩＩ％検出抵抗７側に流れる電流を工２とし
た場合に、分流比はＩ２／　（Ｉ＋＋Ｉａ）として表わ
される。ここには、検出抵抗７の値をそれぞれ５０にΩ
、　　２００にΩ。

３００にΩに設定した場合の電流特性を図示している。

ここで、接地線４ａに流れる電流の周波数が、電源周波
数と同一の例えば５０Ｈｚ近傍では、図のように、分流
比は最小値をとる。即ち、接地線４ａに流れる電流のう
ち、電源周波数成分は、大部分バンドパスフィルタ２０
側を流れる。一方、その他の周波数成分は、検出抵抗７
側を流れる。

その後段の測定部６の動作は、第６図の従来技術と同様
である。

上記回路動作を実証するために、第１図のバンドパスフ
ィルタ２０に第４図に示すような信号を入力した。この
信号は、実際の接地線の充電電流を模擬したもので、５
０Ｈｚの電源電圧に１０Ｋ）ｌｚで変動する模擬水トリ
ー電流を重畳したものである。

第４図に示すような信号を接地線４ａに加えると、直流
成分検出部９においてその入力電流を検出すると、第５
図に示すようになる。即ち、第４図に示す信号から電源
周波数成分が除去されて水トリー電流が得られる。

尚、実際には、直流成分検出部９に迷走電流分を減算す
る減算回路等を設けて、真の水トリーによる電流を取出
すようにする。

以上の結果、本発明の方法によれば、接地線４ａに流れ
る電流中の直流成分を検出抵抗７を用いて有効に抽出し
、その分析等を行なうことができる。

本発明は以上の実施例に限定されない。

バンドパスフィルタ２０は、必ずしもコイルとコンデン
サの直列共振回路でなく、既知のコイルやコンデンサあ
るいは同等のバンドパス特性を示す回路に置き換えて差
し支えない。また、測定部の構成は、上記実施例の他、
同様の機能を有する種々の回路に置き換えて差し支えな
い。

（発明の効果） 以上説明した本発明の電力ケーブルの絶縁劣化診断方法
は、ケーブル遮蔽層を接地する接地線に流れる電源周波
数成分をバンドパスフィルタを用いて除去し、検出抵抗
の両端からその直流成分を得るようにしたので、各相毎
に水トリー電流を検出する場合でも、直流成分の抽出を
極めて良好に行なうことができる。その結果、電力ケー
ブルの絶縁劣化診断の精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施した測定用回路の結線図、
第２図は接地線に流れる電流等の波形説明図、第３図は
本発明の方法に使用するバンドパスフィルタの動作を説
明する説明図、第４図は本発明の効果を実証するための
バンドパスフィルタ入力信号波形図、第５図は直流成分
検出部入力信号波形図、第６図は従来の絶縁特性測定装
置の一例を示すブロック図である。 １−−−−一−−−−−−ケーブル、 ４−−−−−−一−−−−ケーブル遮蔽層、４　ａ　−
−−−−−−−ｍ−接地線、５−−−−一一−−−−−
電源、 ６−−−−−−−−−−−測定部、 ７−−−−−−−−−−−検出抵抗、 −一一一一−−−−−−ローパスフィルタ、−−−一−
−−−−−−直流成分検出部、０−−−一−−−−−−
バンドパスフィルタ、１−−−一−−−−−−コイル、 ２−−−−−−−−−−コンデンサ。 （イ＠１名） 第　　ｌ　　図 第 図 ４−−−−−−−ケーフ゛ル遮蔽層 ４ａ　−−−−−一接地線 ５−−−−−−一電源 ６−−−−−−一渕定部 ？−−−−−−−横出抵抗 Ｂ−−−−−−一ローベスフィルタ ９−−−−−−−直疏成分検出部 ２０−−一一−−バントパスフィルタ ２１−−−−−−コイル ２２−−−−−−コンデンサ 第 ３ 図 ０ ０ ００ （ＩＩＺ） 周波数 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電力ケーブルの遮蔽層を大地に接地する接地線に、電源
   周波数成分を選択的に通過させるバンドパスフィルタを
   挿入し、このバンドパスフィルタに並列に接続した検出
   抵抗で前記接地線に流れる電流中の直流成分を検出し、
   この直流成分から前記電力ケーブルの絶縁劣化状態を診
   断することを特徴とする電力ケーブルの絶縁劣化診断方
   法。