JPH04351976A - 共振型部分放電検出装置の動作点検方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電力ケーブルの絶縁体
内部及び絶縁体−導体界面で発生する部分放電（Ｐａｒ
ｔｉａｌ　Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ　；ＰＤ）を検出する共
振型部分放電検出装置の動作点検方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電力ケーブル内に発生する部分放
電を検出する部分放電検出装置として、例えば同調式検
出法及びＡＥ（アコースティック・エミッション）セン
サを使用する方法によるものが提案されている。

【０００３】前記同調式検出法を用いた同調式検出装置
は、図３に示すように、電力ケーブル１１の終端部１２
ａ又は１２ｂの内部導体と金属遮蔽層との間に、結合コ
ンテンサ１３及び検出インピーダンス１４を直列に接続
し、検出インピーダンス１４の両端に生じた電位差を数
百ｋＨｚの同調周波数を持つ同調増幅器１５によって取
り出すようにしたものである。

【０００４】しかしながら、この同調式検出装置は、電
力ケーブルの内部導体から信号を取り出す必要があるた
め、活線下での検出は困難であり、専用の結合コンデン
サも必要であるという問題点がある。また、この装置に
おける同調周波数は、数百ｋＨｚであるため、周囲のノ
イズの影響を受け易く、シールドルーム内の実験では良
好な検出精度が得られるものの、布設後のケーブルへの
適用は難しい。

【０００５】一方、ＡＥセンサを使用する検出装置は、
部分放電によって絶縁体内部を伝搬する弾性波をＡＥセ
ンサで検出するものであるが、この装置では、電気的な
ノイズによる影響を受けない反面、超音波が直進性を有
しているために強い指向性を有し、検出位置によっては
検出感度が極端に低下するという欠点がある。

【０００６】これらの欠点を解消した部分放電検出方法
として、電力ケーブルの接続部において、金属遮蔽層を
絶縁し、部分放電発生時に絶縁部を挟む両金属遮蔽層間
に発生する電位差を、前記両金属遮蔽層間に接続された
検出インピーダンスによって検出する検出法も提案され
ている（「南池上線　２７５ｋＶ　ＣＶケーブル線路の
部分放電試験結果」；勝田他、電気学会絶縁材料研究会
資料　　ＥＩＭ−９０−２０）。

【０００７】しかしながら、この方法は、金属遮蔽層が
絶縁された接続部のみに適用を限定され、また金属遮蔽
層を非接地状態とするために、短絡事故発生時の安全性
に欠けるという問題点がある。また、装置が大型となり
、測定に熟練を要するという欠点もある。

【０００８】そこで、本願発明者等は、電力ケーブルの
絶縁被覆層上に配設した電極と、この電極に接続された
インダクタンスとにより構成されたセンサを有する共振
型部分放電検出装置を提案した（特願平２−３１０１９
７号）。

【０００９】図４は、この共振型部分放電検出装置のセ
ンサ部を示す断面図である。

【００１０】電力ケーブル１１の外周には、導電性塗料
又は金属テープ等で形成された電極２１が全周に亘って
設けられている。この電極２１は、電力ケーブル１１に
装着された絶縁筒２３ａ、この絶縁筒２３ａの外周に配
置された真鍮筒２３ｂ及びその外周を覆う鉛テープ２４
によって形成されたシールド容器内に収容されている。 真鍮筒２３ｂには、例えばＢＮＣコネクタ等の同軸コネ
クタ２５が取り付けられており、この同軸コネクタ２５
の内部導体と電極２１との間にはインダクタンス要素と
してのコイル２２が接続されている。前記シールド容器
は電力ケーブル１１の金属遮蔽層が接続される接地線と
接続される。

【００１１】検出対象である電力ケーブル１１は、例え
ば　２７５ｋＶのＣＶケーブルで、中心から順次、内部
導体２６、内部半導電層２７、ケーブル絶縁体（ＸＬＰ
Ｅ：ｃｒｏｓｓ−ｌｉｎｋｅｄ　ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅ
ｎｅ　，架橋ポリエチレン）２８、外側金属層としての
金属遮蔽層２９及び被覆層としてのプラスチックシース
３０を同軸配置して形成されている。

【００１２】図５は、この部分放電センサを使用した部
分放電検出装置の構成を示すブロック図である。この装
置は、上述した構造を有するセンサ４０と、このセンサ
４０の出力を増幅する広帯域増幅器３１と、この広帯域
増幅器３１の出力に対してアベレージング等の信号処理
を施すデジタイジングオシロスコープ３２とにより構成
されている。

【００１３】電力ケーブル１１は、所定の長さになるよ
うに、接続部３３ａ，３３ｂを介して複数接続され、そ
の終端部３４ａ，３４ｂの内部導体２６が、高圧電源線
３５に接続される。また、この電力ケーブル１１の金属
遮蔽層２９は、終端部３４ａ，３４ｂ及び接続部３３ａ
，３３ｂ等において適宜接地されている。

【００１４】次に、このように構成された部分放電検出
装置の動作について説明する。

【００１５】電力ケーブル１１の等価回路は図６に示す
ような回路と考えるのが一般的である。即ち、内部導体
２６、金属遮蔽層２９及び終端部３４ａ，３４ｂ及び接
続部３３ａ，３３ｂの接地線は、ＲＬ直列回路となる。 内部導体２６と金属遮蔽層２９とは、両者の間に介在す
るケーブル絶縁体２８を介して容量結合されている。ま
た、検出部Ｄは、センサ４０の電極２１と電力ケーブル
１１のプラスチックシース３０とにより決定される結合
容量と、この容量に直列に設けられたコイル２２のイン
ダクタンスと、測定器の入力インピーダンスとから構成
される。電極２１による結合容量は例えば電極２１のケ
ーブル長手方向の長さにより調節することができる。

【００１６】ケーブル絶縁体２８中で部分放電が発生す
ると、それによって生じたパルス的な電流は、図中ｉ２
　，ｉ２　′，…で示す同軸モードと、同図中ｉ１　，
ｉ１　′，…，ｉ３　，ｉ３　′，…で示す大地帰路モ
ードとに別れて伝播する。これにより、検出部Ｄには、
ｉ１　＋ｉ１　′に示す電流が流れるので、この電流を
センサ４０が検出することになる。

【００１７】このように構成された共振型部分放電検出
装置においては、電極２１と電力ケーブル１１の金属遮
蔽層２９とにより構成される結合容量と、コイル２２と
により構成される高周波共振回路とにより、部分放電に
より発生する広帯域の進行波の所定の帯域の信号を検出
する。

【００１８】この部分放電検出装置は、電力ケーブルへ
の設置が容易であると共に安全性が高く、活線状態にお
いて部分放電を検出できるという長所を有している。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た共振型部分放電検出装置においては、以下に示す問題
点がある。つまり、上述した構造の部分放電検出装置に
おいては、製造時又は出荷時において検査が行なわれて
おり、初期ＡＣ（交流）耐圧試験等の監視に優れた性能
を示すものの、長期間に亘って使用するため、検出部と
なる電極の浮き上がり及びアンプの動作不良等が発生す
る虞れがある。従って、設置後も、例えば半年に１回程
度の頻度で部分放電検出装置の動作を点検することが好
ましい。しかし、現状では、設置後の共振型部分放電検
出装置に対する動作点検方法は確立されていない。

【００２０】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、電力ケーブルに設置された部分放電検出装
置の動作点検を容易に実施することができる共振型部分
放電検出装置の動作点検方法を提供することを目的とす
る。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る共振型部分
放電検出装置の動作点検方法は、電力ケーブルの絶縁性
被覆層上に設けられる電極と、この電極及び前記電力ケ
ーブルの絶縁性被覆層により構成される結合容量に接続
されて共振性を呈するインダクタンスとにより構成され
たセンサを備えた共振型部分放電検出装置の動作点検方
法において、前記電極と前記インダクタンスとの相互接
続点に前記結合容量に相当する容量値を有する第１のコ
ンデンサを接続し、この第１のコンデンサに前記電力ケ
ーブルの静電容量に相当する容量値を有する第２のコン
デンサを直列接続して、この第２のコンデンサの両端間
にテスト信号を供給することを特徴とする。

【００２２】

【作用】本発明においては、センサを構成する電極とイ
ンダクタンスとの相互接続点に前記電極と絶縁性被覆層
とにより構成される結合容量に相当する容量値を有する
第１のコンデンサを接続し、この第１のコンデンサに前
記電力ケーブルの静電容量に相当する容量値を有する第
２のコンデンサを直列接続して、この第２のコンデンサ
の両端間にテスト信号を供給する。そうすると、センサ
からは電力ケーブルに部分放電が発生したのと略等しい
条件で検出信号が出力される。これにより、部分放電検
出装置のアンプ及びデータ記録装置等を含めたシステム
全体の動作点検を実施することができる。

【００２３】なお、電極を電力ケーブルに取り付けたま
ま動作点検を実施すると、ケーブル終端部から点検のた
めの信号を入力した場合に、センサ部まで伝搬する間に
信号が減衰するため、正確な評価ができない。点検のた
めの信号を遮蔽層から入力することも考えられるが、こ
の方法は絶縁接続部に配設されたセンサでなければ適用
することができないという問題点がある。従って、前記
動作点検を実施する間は、電極は電力ケーブルから取り
外すことが好ましい。

【００２４】

【実施例】次に、本発明の実施例について添付の図面を
参照して説明する。

【００２５】図１は本発明の実施例に係る共振型部分放
電検出装置の動作点検方法を示す模式図である。先ず、
電極１を電力ケーブルから取り外し、電極１とコイル２
との間に第１のコンデンサ３を接続し、この第１のコン
デンサ３に第２のコンデンサ４を直列に接続する。第１
のコンデンサ３は、電極１と電力ケーブルの金属遮蔽層
及び絶縁性被覆層とにより構成される結合容量に相当す
る容量値を有している。また、第２のコンデンサ２は、
電力ケーブルの静電容量に相当する容量値を有している
。通常、第１及び第２のコンデンサ３，４の容量値は夫
々約２０ｐＦ及び２０００ｐＦである。

【００２６】テスト信号を発生する校正器５の出力端子
は、第２のコンデンサ４の両端部６ａ，６ｂに接続する
。そして、この校正器から第２のコンデンサ４にパルス
状のテスト信号を供給し、部分放電検出装置の出力を観
測する。例えば、センサを電力ケーブルに設置した直後
に動作点検を実施して部分放電検出装置の出力を調べこ
れを記録しておき、以後の点検においてはこのときの検
査条件と同一に検査を実施して、最初の出力と比較する
ようにしてもよい。正常な状態のときとインダクタンス
が損傷したときの出力を比較すると、下記表１に示すよ
うに、インダクタンスが損傷したときには出力が観測さ
れないため、センサの異常を適確に発見することができ
る。通常は、このような致命的な異常は発生しないと考
えられるが、アンプが熱暴走した場合などではノイズが
大きくなるため、本実施例方法により異常を発見するこ
とができる。

【００２７】

【表１】

【００２８】本実施例においては、電極１と電力ケーブ
ルの金属遮蔽層との間の結合容量に対応する容量値を有
する第１のコンデンサ及び電力ケーブルの静電容量に相
当する容量値を有する第２のコンデンサを介して共振型
部分放電検出装置にテスト信号を供給するから、電力ケ
ーブルに設置された状態と略同一の状態で部分放電検出
装置の動作を点検することができる。このため、共振型
部分放電検出装置の信頼性を長期間に亘って維持するこ
とができる。

【００２９】なお、図５に示すように、電力ケーブルは
接続部３３ａ，３３ｂを介して複数接続されており、終
端部３４ａ，３４ｂにおいて高圧電源線３５に接続され
る。従って、これらの間で発生する結合容量等を考慮す
るために、アダプタを使用してもよい。この目的に使用
するアダプタは、例えば、図２に示すように構成されて
いる。即ち、コイル８ａの一方の端部は端子７ａに接続
されており、他方の端部は抵抗９ａの一方の端部に接続
されている。これと同様に、コイル８ｂの一方の端部は
端子７ｂに接続されており、他方の端部は抵抗９ｂの一
方の端部に接続されている。そして、コイル８ａと抵抗
９ａとの相互接続点とコイル８ｂと抵抗９ｂとの相互接
続点との間にはコンデンサ１０ａが介装されている。ま
た、抵抗９ａの他方の端部と抵抗９ｂの他方の端部との
間にはコンデンサ１０ｂが接続されている。更に、抵抗
９ｂとコンデンサ１０ｂとの相互接続点は接地されるよ
うになっている。この場合に、コンデンサ１０ａはジョ
イント端部−終端間の電力ケーブルの結合容量に対応し
、コンデンサ１０ｂは終端部の結合容量に対応する（図
６参照）。このようなアダプタを第２のコンデンサの両
端間に接続し校正器からテスト信号を供給することによ
り、又はこのようなアダプタを備えた校正器を使用して
動作点検を実施することにより、より一層正確に、部分
放電検出装置の動作点検を実施することができる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
部分放電センサを構成する電極とインダクタンスとの間
に第１のコンデンサを接続し、この第１のコンデンサに
直列に接続した第２のコンデンサにテスト信号を供給す
るから、共振型部分放電検出装置の信頼性を長期間に亘
って維持することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る共振型部分放電検出装置
の動作点検方法を示す模式図である。

【図２】電力ケーブルのインピーダンスを模擬したアダ
プタを示す回路図である。

【図３】従来の同調式部分放電検出装置を示すブロック
図である。

【図４】共振型部分放電検出装置のセンサ部を示す断面
図である。

【図５】同じくそのセンサを使用した共振型部分放電検
出装置の構成を示すブロック図である。

【図６】電力ケーブル及び検出系の等価回路図である。

【符号の説明】

１，２１；電極 ２，８ａ，８ｂ，２２；コイル ３，４，１０ａ，１０ｂ，１３；コンデンサ５；校正器 ９ａ，９ｂ；抵抗 １１；電力ケーブル ２６；内部導体 ２７；内部半導電層 ２８；ケーブル絶縁体 ２９；金属遮蔽層 ３０；プラスチックシース ３１；広帯域増幅器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　電力ケーブルの絶縁性被覆層上に設け
   られる電極と、この電極及び前記電力ケーブルの絶縁性
   被覆層により構成される結合容量に接続されて共振性を
   呈するインダクタンスとにより構成されたセンサを備え
   た共振型部分放電検出装置の動作点検方法において、前
   記電極と前記インダクタンスとの相互接続点に前記結合
   容量に相当する容量値を有する第１のコンデンサを接続
   し、この第１のコンデンサに前記電力ケーブルの静電容
   量に相当する容量値を有する第２のコンデンサを直列接
   続して、この第２のコンデンサの両端間にテスト信号を
   供給することを特徴とする共振型部分放電検出装置の動
   作点検方法。