JPH0545264A - Ｃｖケーブル用プレハブジヨイントのジヨイントボツクス内ガスのサンプリング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ＣＶケーブル用プレハブジョイントのジョイ
ントボックス１にガスサンプリング用コネクタ４を設置
する。このコネクタ４にあらかじめ内部を真空状態に
し、内面をガラスコートしたステンレス鋼製のサンプリ
ング管８を取り付ける。こののち、ジョイントボックス
１内とサンプリング管８内のガスの気圧差を利用して、
サンプリング管８内にジョイントボックス１内ガスを導
入し、このサンプリング管８内に充填されたガスをサン
プリングするＣＶケーブル用プレハブジョイントのジョ
イントボックス内ガスのサンプリング方法。 【効果】 部分放電による絶縁体の劣化状態を正確に把
握することができ、さらに絶縁材料診断の信頼性の向上
が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はＣＶケーブル用プレハ
ブジョイントのジョイントボックス内ガスのサンプリン
グ方法に関し、ＣＶケーブル用プレハブジョイントの施
工不良等によるボイド・クラックによって内部部分放電
が発生した際に、放電信号の電気的な検出だけでなく、
ジョイントボックス内に発生した分解ガスを測定するこ
とにより絶縁材料の劣化状態を正確に把握できるように
したものである。

【０００２】

【従来の技術】電力設備に用いる高圧機器の絶縁体に
は、絶縁性が良く、経済性、加工性、機械的強度に優れ
た材料が要求され、様々な有機高分子材料が用いられて
いる。固体の有機高分子絶縁材料の品質は製造工程の改
善によって向上されてきたが、機器の運転の開始から絶
縁破壊に到るまでの寿命予測などの長期信頼性に関して
は、その原因の解明や測定・評価技術の確立などの多く
の問題が残されている。絶縁劣化の一つの原因である内
部部分放電は、固体絶縁材料形成時の残留揮発成分の気
化や導体部分との剥離などが原因で生じるボイド内で繰
り返しパルス的に発生する微弱な放電であるため、その
検出は極めて困難である。絶縁体が内部放電にさらされ
続けると外部から検知されないまま、ボイドに面した絶
縁体表面の侵食が進行し、樹枝状破壊路発生後急激に固
体部分の全路破壊に至る。

【０００３】内部部分放電による絶縁体の劣化は、ボイ
ド内で放電により生成された原子状酸素などの活性種に
よる絶縁体表面の酸化が主な原因と考えられているが、
詳細はまだ解明されていない。そのため、内部部分放電
の検出およびそれによる絶縁劣化機構の解明は高圧機器
設計、保守技術の大きな課題となっている。劣化の本質
は絶縁体表面の変質であり、そのメカニズムを知るため
にはボイド内および絶縁体表面で起こっている化学反応
に注目する必要がある。それらの解明は耐部分放電性の
高い絶縁材料開発の有力な手段となり得ると考えられ
る。部分放電がボイド内で発生すると、放電によって生
じる原子状酸素などの活性物質によって、絶縁体表面が
酸化され、絶縁体が徐々に分解されて、これによって一
酸化炭素、二酸化炭素、水素等の分解ガスが発生するこ
とが判っている。この分解ガスは外気に拡散していくの
で分解ガスの経時変化を測定することは困難であるが、
ジョイントボックス内においては分解ガスは外気と混じ
ることがないのでこのジョイントボックス内に発生した
ガスの組成の経時変化を測定することによって、ボイド
内および絶縁体表面での化学反応の進行過程を推察する
ことが出来る。しかしながら、上記の目的でこれまでＣ
Ｖケーブル用プレハブジョイントのジョイントボックス
内ガスの分析を行なった例はない。

【０００４】ジョイントボックス内ガスの分析方法とし
て、市販のＣＯセンサ等のガス検知管を設置する方法が
考えられるが、これらのセンサは検出感度が低く、例え
ばｐｐｂオーダーのＨ₂等、絶縁体の分解ガスが微量で
ある場合は検出できない。また、センサの寿命等が不明
な点が多いため、実用化するためにはあらかじめセンサ
の寿命等を調べておく必要があるため手間がかかる。油
絶縁トランス等で実際に行なわれているサンプリング方
法は、絶縁油をシリンジでサンプリングし、油中に含ま
れて存在しているガスをガスクロマトグラフで分析して
いる。このような方法でガスをシリンジでサンプリング
すると、特に軽い気体であるＨ₂についてはシリンジの
入力端でもれ等の不都合が生じることがある。また、放
電による酸化で酸素が消費されることも知られている
が、絶縁油をサンプリングした後、シリンジを大気中に
放置してしまうと、シリンジ内に大気が混入してしまう
恐れもあり、得られた結果の信用性に問題がある。ある
いは、ガスクロマト等の分析装置をプレハブジョイント
に直付けする方法は感度が高いが、分析装置の価格が高
価であることと、キャリアーガスプレッシャータンクに
充填されているアルゴンガスも大量となると洞道内が酸
欠になる恐れがあり保守面からみて実用的でない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】よって、この発明にお
ける課題は、経済的で安全な方法によって、しかも容易
にジョイントボックス内ガスをサンプリングし、この方
法によって得られた結果が信頼できるＣＶケーブル用プ
レハブジョイントのジョイントボックス内ガスのサンプ
リング方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる課題は、ＣＶケー
ブル用プレハブジョイントのジョイントボックスにガス
サンプリング用コネクタを設置し、このコネクタにあら
かじめ内部を真空状態にし、内面をガラスコートしたス
テンレス鋼製のサンプリング管を取り付けたのち、ジョ
イントボックス内とサンプリング管内のガスの気圧差を
利用して、サンプリング管内にジョイントボックス内ガ
スを導入し、このサンプリング管内に充填されたガスを
サンプリングする方法で解決される。以下、この発明を
図面に基づき詳しく説明する。図１はこの発明のサンプ
リング方法に用いられる装置の一例で図中符号１は、Ｃ
Ｖケーブル用プレハブジョイントのジョイントボックス
であり、このジョイントボックス１内において、図示な
いＣＶケーブルが接続されている。そして、このジョイ
ントボックス１にはガスサンプリング用コネクタ２が設
置されている。

【０００７】このコネクタ２はジョイントボックス１内
ガスを導入する取り出し管３と、コネクタに導入したガ
スをさらに他の管に導入するための接続口４と、真空ポ
ンプに接続されるように枝管５から構成されている。ま
た、取り出し管３と枝管５には高真空対応のバルブ６、
７が設けられていて、このバルブ６、７を閉めるとガス
の出入りができないようになっている。

【０００８】そして、上記コネクタ２の接続口４にはサ
ンプリング管８が取り付けられており、コネクタ２に導
入したジョイントボックス１内ガスをサンプリング管８
内に導入できるようになっている。このサンプリング管
８の両端には高真空対応のバルブ９、１０が設けられて
いて、バルブ９、１０を閉めるとガスの出入りができな
いようになっている。また、サンプリング管８は高真空
対応の構造になっており、ステンレス鋼管で構成され、
さらに導入したジョイントボックス内ガスとの管内での
反応を防ぐため内面はガラスコートされている。

【０００９】次に、このような装置を用いて、ジョイン
トボックス内のガスをサンプリング管８内に採取する方
法を説明する。まず、サンプリングを行なう前にジョイ
ントボックス内１ガスや外気がコネクタ２内に侵入でき
ないように、コネクタ２をジョイントボックス１に設置
するまえにあらかじめバルブ６、７は閉めておく。つい
で、あらかじめサンプリング管８の内部を１０^ー2〜１０
^ー3トール程度の真空状態にして、バルブ９、１０を閉め
たのち、コネクタ２に取り付ける。こののち、バルブ６
を開け、枝管５に真空ポンプを接続し１０^ー2〜１０^ー3ト
ール程度で真空引きしたのち、バルブ６を閉めるとバル
ブ６、７、９で囲まれたコネクタ２内とサンプリング管
内が真空状態となる。バルブ６、１０を閉じたまま、バ
ルブ７、９を開けると、ジョイントボックス１内とコネ
クタ２内およびサンプリング管８内には気圧差が生じて
いるためジョイントボックス１内のガスをコネクタ２内
およびサンプリング管８内に導入できる。こののち、バ
ルブ９を閉めるとサンプリング管８内にジョイントボッ
クス１内ガスを採取できる。

【００１０】このようにして、サンプリング管８内に採
取したジョイントボックス１内ガスは、例えば図２に示
すようなガスサンプラを用いてガスクロマト装置１１に
より分析される。まず、ジョイントボックス１内ガスが
充填されたサンプリング管８をコネクタ２から取り外し
たのち、ガスクロマト装置１１に接続されている六方コ
ック１２に接続する。この六方コック１２は１３、１
４、１５、１６、１７、１８のポートがあり、あらかじ
め実線で示したように１３−１４間、１５−１８間、１
６−１７間をガスが流れるように六方コック１２をセッ
トしておき、こののちサンプリング管８のバルブ９とポ
ート１５間、サンプリング管８のバルブ１０とポート１
６間をガスが流れるように接続してある。また、六方コ
ック１２はポート１７、１８と接続した真空ポンプ１９
によって真空引きされるようになっている。

【００１１】次に、サンプリング管８内に採取したジョ
イントボックス１内ガスをガスクロマト装置に導入する
方法を説明する。サンプリング管８のバルブ９、１０は
閉じたまま、真空ポンプ１９によってポート１７、１８
より真空引きしたのち、ポート１７、１８を閉めるよう
に六方コック１２をセットすると、１８−１５−９間、
１７−１６−１０間内が真空状態になっている。このと
き、１３−１４間内にはキャリアガス流量調節装置２０
よりキャリアガスが流れている。ついで、図２の点線で
示したように六方コック１２を１４−１５間、１３−１
６間、１７−１８間をガスが通るように六方コック１２
をセットし、バルブ９、１０を開けるとキャリアガス流
量調節装置２０からキャリアガスが１３−１６−１０−
９−１５−１４の経路でガスクロマト装置１１内に流れ
るので、サンプリング管８の９−１０間に充填されてた
ジョイントボックス１内ガスはキャリアガスにのってガ
スクロマト装置１１内のカラムに導入される。ガスクロ
マト装置１１内のカラム内フィラーは水素、酸素、窒
素、一酸化炭素、二酸化炭素、一酸化二窒素、メタン、
エチレン、エタン、アセチレンなどを検出できるものを
もちいる。ガスクロマト装置１１による分析では、ジョ
イントボックス１内ガスの各気体の体積％を定量的に検
出できる。また、ジョイントボックス１内ガスを採取し
たサンプリング管８はガスクロマト装置１１によって分
析するのみならず、四重極質量分析計などに取り付ける
ことによってガスクロマト装置１１のみでは検出できな
い微量のガス成分も測定することが可能である。

【００１２】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明のＣＶケー
ブル用プレハブジョイントのジョイントボックス内ガス
のサンプリング方法は、ＣＶケーブル用プレハブジョイ
ントのジョイントボックスにガスサンプリング用コネク
タを設置し、このコネクタにあらかじめ内部を真空状態
にし、内面をガラスコートしたステンレス鋼製のサンプ
リング管を取り付けたのち、ジョイントボックス内とサ
ンプリング管内のガスの気圧差を利用して、サンプリン
グ管内にジョイントボックス内ガスを導入し、このサン
プリング管内に充填されたガスをサンプリングするので
ジョイントボックス内ガスの分析を外気の影響なく高感
度で行なうことができ、部分放電による絶縁体の劣化状
態を正確に把握することができる。そして、放電信号と
絶縁材料の劣化状態を相関付けられれば、絶縁材料診断
の信頼性が向上する。また、分解ガスの測定は絶縁劣化
機構の解明に重要なデータとなり、耐部分放電ジョイン
トの開発の糸口となることが期待できる。サンプリング
管はジョイントボックス内ガスを充填したのち、コネク
タより取り外すことができ、持ち運びが容易になってい
るため、分析装置をジョイントに直付けする必要がない
ので経済的で安全な方法でジョイントボックス内ガスを
分析できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明のＣＶケーブル用プレハブジョイン
トのジョイントボックス内ガスのサンプリング方法に用
いられる装置の一例を示す断面図である。

【図２】 この発明によってサンプリング管に採取した
ジョイントボックス内ガスを分析するガスサンプラの一
例を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１・・・ジョイントボックス、２・・・コネクタ、８・・・サン
プリング管

フロントページの続き (72)発明者 梅田 晋司 東京都江東区木場一丁目５番１号 藤倉電 線株式会社内 (72)発明者 倉田 勝 東京都江東区木場一丁目５番１号 藤倉電 線株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＣＶケーブル用プレハブジョイントのジ
   ョイントボックスにガスサンプリング用コネクタを設置
   し、このコネクタにあらかじめ内部を真空状態にしたサ
   ンプリング管を取り付けたのち、ジョイントボックス内
   とサンプリング管内のガスの気圧差を利用して、サンプ
   リング管内にジョイントボックス内ガスを導入し、この
   サンプリング管内に充填されたガスをサンプリングする
   ＣＶケーブル用プレハブジョイントのジョイントボック
   ス内ガスのサンプリング方法。
2. 【請求項２】 サンプリング管として、内面をガラスコ
   ートしたステンレス鋼管を用いる請求項１に記載のＣＶ
   ケーブル用プレハブジョイントのジョイントボックス内
   ガスのサンプリング方法。