JPH0546906B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は活線下にある電力ケーブル、例えば
3KV〜6KV級配電用架橋ポリエチレン絶縁ケー
ブル（CVケーブル）の絶縁劣化を判定するのに
有効な方法に関するものである。

［従来の技術］ 3KV〜6KV級配電用CVケーブルの絶縁劣化の
主原因は水トリー劣化によるもである。従つて、
この種配電用CVケーブルの絶縁劣化による破壊
事故を未然に防止するためには、この水トリー劣
化を判定できる方法が必要となる。

一方、従来のこの種CVケーブルの絶縁劣化判
定法として、当該CVケーブルに直流電圧を印加
して、この時に生じるもれ電流を測定する方法
や、直流電圧を印加し、印加停止後の電荷の挙動
を調べる方法がある。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、これらはいずれも直流電圧を印
加するため、絶縁劣化進行度合によつては、判定
のためにCVケーブルを絶縁破壊に至らしめる場
合があつた。さらには、これらはいずれも線路の
運転停止後に判定を実施する方法であり、運転状
態で絶縁劣化による破壊事故を確実に防止するこ
とができなかつた。

これらの実状に鑑み、最近本発明者らは、水ト
リー劣化したCVケーブルに交流電圧を印加した
際、充電電流とともに直流成分が発生することを
発見し、充電電流中の直流成分の大きさ、極性等
を利用したCVケーブルの活線時絶縁劣化判定法
を発明するに至つた。

しかしながら、これを現場測定に適用するに当
たり、測定された直流成分が劣化信号であるか否
かを判別するには、多くの経験が必要であつた。

即ち、実際に布設状態で測定される直流成分の
値は、広範囲にわたつており、測定結果によりそ
のケーブルがそのまま運転を継続しても問題ない
か否か等を判定するにはかなりの経験を必要とし
た。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の目的は、前記した従来技術の欠点を解
消し、活線下にある電力ケーブルの簡便・明解な
絶縁劣化判定法を提供することにある。

そこで、本発明者らは、前記目的達成の足掛り
を作るべく、まず運転中の多数の6.6KVCVケー
ブルの直流成分を測定した後、当該ケーブルを撤
去し、交流破壊電圧を求めたところ、上記ケーブ
ルの直流成分と交流破壊電圧の間には、第１図に
示すような関係があることが分つた。なお、測定
した直流成分はケーブルのシース絶縁抵抗が良好
であることを確認した後に測定された値であり、
且つ１秒間以上の平均値である。図に示されるよ
うに前記ケーブルの直流成分と交流破壊電圧の間
には、一定の相間関係があることが分かる。ここ
で、本発明者らは、上記直流成分と交流破壊電圧
の関係から、直流成分の値を用いて活線状態にお
けるケーブルの劣化判定を行うことができること
を発見した。すなわち、各直流成分の値に対する
交流破壊電圧の最低値の包絡線は図中の実線で示
される。一方、電気設備基準により、6.6KVCV
ケーブルの交流耐圧試験電圧値は10.35KVと定め
られており、この試験電圧値に相当する直流成分
の値は100nAとなる。

従つて、100nA以上の直流成分が測定されたケ
ーブルは不良と判定できる。

また、一般にケーブルの電圧−寿命特性は、次
の式に従うことが認められている。

Vⁿｔ＝一定 ……(1) ここで、Ｖは課電電圧、ｔは寿命（時間）、ｎ
は指数であり、使用雰囲気によつて異なる。

一方、水トリー劣化が生じるような水中下で
CVケーブルが使用された場合には、上記(1)式の
ｎの値は、ほぼ６であることが知られており、(1)
式から約10年間の使用に耐えうるCVケーブルの
交流絶縁破壊値を算出すると35KVとなる。そし
て、この交流破壊電圧に相当する直流成分の値は
1nAとなり、1nA以上の直流成分が発生したケー
ブルは、直ちに危険な状態ではないが、そのまま
運転を続行するといずれ性能が不良となる状態に
あり、劣化の進行を見守る必要のある要注意状態
にあるといえる。

なお、直流成分が1nA未満である場合には、当
該ケーブルが全く劣化を生じていないことにはな
らないが、当該ケーブルの運転状況に大きい変化
がなければ、10年程度は運転継続可能であるこ
と、及び直流成分測定上の精度から、1nA未満の
値を以つて判定しようとすると、判定に誤りを生
じる可能性があることにより、実用上は1nA以上
の直流成分により、要注意或いは不良を判定する
のが妥当であると言える。

また、実際のケーブル布設現場は、自動車等の
通行する都市の道路、電車経路の近傍が多く、ま
たケーブルの負荷には実質的に電気雑音を生じる
機器も多く、これらからの雑音により、測定され
る直流成分にヒゲ状の短時間の信号が重畳される
場合があり、この値による電流値で誤つた判定を
することのないよう、劣化判定に当つては少なく
とも１秒間以上に亙つて測定した直流成分の平均
値を用いる必要がある。

更に、ケーブルの充電電流中から極く微小な直
流成分を検出するには、フイルター回路が不可欠
であり、フイルター回路の時定数を考慮すると、
フイルター回路が動作し始めてから少なくともそ
の時定数の３倍以上の時間を経過してから得られ
る直流成分により判定する必要がある。

本発明は、以上の知見に基づいて生まれたもの
であり、その要旨は、活線下にある電力ケーブル
の充電電流中の直流成分を１秒間以上に亙つて測
定し、この時の当該直流成分の平均値が1nA以上
であるか否かをもつて、上記電力ケーブルが絶縁
劣化状態にあるか否かを判定する点、更に詳細に
は直流成分の平均値が1nA以上100nA未満である
ことをもつて何等かの対策が必要な状態にあると
判定し、100nA以上であることをもつて不良状態
にあると判定する点にある。

なお、ここで、直流成分を検出するのに、フイ
ルター回路を用いた場合には、測定開始後少なく
とも測定用フイルター回路の時定数の３倍以上の
時間を経過してから測定される直流成分をもつて
判定することが好ましいことは前述の通りであ
る。

本発明の基本形態は、以上の通りであるが本発
明者らはこれを案出する過程で、次のことを発見
した。すなわち、数分間の測定中に直流成分の極
性が変わる場合が見い出され、これを詳細に調査
した結果、100nA未満であつても直流成分の極性
が変わつた全てのケーブルの交流破壊電圧値は
10KV以下であり、当該ケーブルの全てに絶縁体
をほぼ橋絡した水トリーが見い出された。このこ
とから、測定された直流成分の極性が変わる場合
には、ケーブルは不良と判定できる。

［実施例］ 次に、第２図及び第３図により、本発明の実施
例を説明する。第２図は、３心一括のCVケーブ
ルを対象とする場合、第３図は単心形のCVケー
ブルを対象とする場合の実施例である。図中、１
は電源変圧器、２は高圧配電線、３は接地用変圧
器、４，４′は被測定ケーブル、５，５′はケーブ
ルの金属遮蔽層から引き出された接地線である。
６は直流成分測定装置（活線時絶縁劣化判定装
置）であり、地絡保護装置、信号弁別器（フイル
タ等）、Ａ／Ｄ変換部、CPU部、表示部、プリン
ト部から成つている。

なお、CPU部は、前記した劣化判定基準を内
蔵しており、判定基準をもとに測定結果の演算処
理を行つた後、プリント部から、判定結果及び測
定結果をプリントアウトする機能を有している。

なお、第２図における実施例では、単心型ケー
ブル３相分を一括して測定回路に接続している
が、各心毎に測定回路を接続して各々について前
記判定法を適用することも可能である。これまで
の多くの経験からすれば、単心型ケーブルの３心
ともにほとんど同一状態まで劣化していることは
極めてまれであり、３心のうち１心でも劣化して
いれば、第２図の如く３相分を一括して測定して
も、或いは各心毎測定しても判定上大きな誤りを
生ずることはない。ただし、各心毎に測定した方
がより正確な判定となることは言うまでもない。
また、第２，３図に於いて、測定回路を高電圧側
に配置し、ケーブルへの充電電流分中の直流成分
を測定する場合にも、本発明の判定法は有効とな
る。

［発明の効果］ 以上説明した通り、本発明は前記した従来技術
の欠点を解消し、活線下にある電力ケーブルの絶
縁劣化の状態を簡便にして、且つ明解に判定でき
る方法を提供するものであり、その実用的価値は
きわめて大きいと言える。

高度情報化社会へと急速に移りつつある我国に
おいて、電力の安定供給は不可欠なものとなつて
おり、このような状況下にあつてケーブルの不測
の事故によつてひきおこされる停電は重大な社会
問題となりかねない。本発明により、従来の絶縁
劣化判定技術の不完全さを解消し、ケーブルの水
トリー劣化による絶縁劣化状態をほぼ、完全に判
定でき、したがつて、未然にケーブルの改修や回
路切替が可能となり、未然に絶縁破壊事故を防ぐ
ことができ、その効果は計り知れない。

【図面の簡単な説明】

第１図は6.6KVCVケーブルの直流成分と交流
破壊電圧の関係を示す図、第２図及び第３図はそ
れぞれ本発明の実施例を示す説明図である。 １……電源変圧器、２……高圧配電線、３……
接地用変圧器、４，４′……被測定ケーブル、５，
５′……接地線、６……直流成分測定装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 活線下にある電力ケーブルの充電電流中の直
   流成分を、測定開始後少なくとも測定用フイルタ
   ー回路の時定数の３倍以上の時間を経過してから
   １秒間以上に亙つて測定し、この時の当該直流成
   分の平均値が1nA以上100nA未満であることをも
   つて何等かの対策が必要な状態にあると判定し、
   100nA以上であることをもつて不良状態にあると
   判定することを特徴とする活線下にある電力ケー
   ブルの絶縁劣化判定法。