JPH0572257A - ケーブルの部分放電測定方法 - Google Patents

ケーブルの部分放電測定方法

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JPH0572257A
JPH0572257A JP23751591A JP23751591A JPH0572257A JP H0572257 A JPH0572257 A JP H0572257A JP 23751591 A JP23751591 A JP 23751591A JP 23751591 A JP23751591 A JP 23751591A JP H0572257 A JPH0572257 A JP H0572257A
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JP
Japan
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partial discharge
cable
sheath
power cable
signal
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Application number
JP23751591A
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English (en)
Inventor
Mutsuhiro Takaya
睦広 高屋
Masaki Matsuki
正基 松木
Yoshio Maruyama
義雄 丸山
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電力ケーブルの部分放電を高い感度で測定
し、かつ、精度の高い絶縁診断を行い、電力ケーブルの
活線状態下で発生する絶縁破壊事故を未然に防止する。 【構成】 電力ケーブル10の終端接続部と、中間部分
にシース11を電気的に絶縁するシース絶縁部12が設
けられ、活線状態下で電力ケーブル10からの部分放電
を測定するケーブルの部分放電測定方法において、シー
ス絶縁部12の両側に非接触にアンテナ型検出器13〜
16を設け、該シース絶縁部12からシース11に分波
される部分放電信号を電磁カップリングによって検出す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、活線状態にある電力ケ
ーブルの絶縁劣化の程度を評価するためのケーブルの部
分放電測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】CVケーブル等の電力ケーブルの絶縁破
壊の主要な原因には、外傷や施工不良及び活線状態の電
力ケーブルに生じた(水トリーなどの)欠陥等がある。
外傷や施工不良では、ある大きさの部分放電が発生し、
やがてこの部分絶縁破壊部(電気トリーと呼ぶ)が進展
し、ケーブルの全路破壊に至る。水トリー部やケーブル
内部の微細欠陥からの破壊も、同様に部分絶縁破壊を起
こしながら、最終的には全路破壊につながるのであり、
ケーブル破壊前には必ず、部分放電電流が流れる。
【0003】従って、部分放電測定は、電力ケーブルの
絶縁評価手法として非常に重要である。従来、この種の
部分放電を測定する方法には、例えばケーブルから流出
する部分放電電流を検出部で検出する方法、接地線等か
ら放射される電波を検出部で検出する方法があった。ま
た、上記部分放電を高感度で検出・測定するためには、
ノイズ対策が重要である。そこで、部分放電パルス検出
用のアンテナを用いて、上記アンテナにノイズが侵入し
てきた時に、ゲートを閉じたり、又は論理回路等を用い
てノイズと部分放電パルスを識別する方法があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な部分放電の測定方法では、検出部を活線状態のケーブ
ルに接触させるため、サージ等により測定装置の破損の
危険性が非常に高く、さらにノイズの除去対策を施す必
要があり、このため測定装置の製作コストが高価になる
という問題点があった。また、接触型の測定装置では、
ノイズの影響を受け易く、必ずしもノイズの除去特性が
良好な特性になるとは限らないという問題点があった。
【0005】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、感度よく部分放電の測定を行うと共に精度の高い絶
縁診断を行うことができるケーブルの部分放電測定方法
を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、電力ケーブルの終端接続部と、中間部
分にシースを電気的に絶縁するシース絶縁部が設けら
れ、活線状態下で前記電力ケーブルからの部分放電を測
定するケーブルの部分放電測定方法において、前記シー
ス絶縁部の両側に非接触に設けた検出手段により、該シ
ース絶縁部からシースに分波される部分放電信号を検出
するケーブルの部分放電測定方法が提供される。
【0007】
【作用】シース絶縁部の両側に、例えばアンテナ型の検
出手段を非接触に設け、シースに分波される部分放電信
号を電磁カップリングで検出し、さらに加減算する。従
って、ノイズは除去され、活線状態下での電力ケーブル
の部分放電を高感度で測定することができる。
【0008】
【実施例】本発明の実施例を図1乃至図4の図面に基づ
き詳細に説明する。図1は、本発明に係る部分放電測定
方法の原理を説明するための原理図である。図におい
て、電力ケーブル10は、終端接続部と、中間部分にシ
ース11が電気的に絶縁されたシース絶縁部(CVケー
ブルでは、絶縁接続部、GILケーブルでは、スペーサ
ーの絶縁フランジ部がこれに相当する。)12を有して
おり、図中のA点で部分放電が発生したものとする。上
記部分放電パルスは、ケーブル10内部をそれぞれ左右
に伝搬し、シース絶縁部12に達すると、上記パルス信
号の一部が分波され、シース11を伝搬する。
【0009】シース絶縁部12の両側で電力ケーブル1
0の近傍には、アンテナ型の検出器13,14が上記ケ
ーブル10とは非接触に設けられており、上記シース1
1を伝搬するパルス信号を検出している。また、シース
絶縁部12の両側で電力ケーブル10と少し離れた位置
には、アンテナ型の検出器15,16が上記ケーブル1
0とは非接触に設けられており、上記シース11を伝搬
するパルス信号を検出している。なお、上記検出器13
〜16は、信号が右側から入力する場合の極性が正に、
左側から入力する場合の極性が負に設定されている。ま
た、上記検出器15,16は、検出器13,14よりも
電磁カップリングの小さい検出器である。
【0010】ここで、部分放電パルスの強度をa(f,
t)、ノイズの強度をb(f,t)、(f,t)はそれ
ぞれ周波数、時間の関数であるとすると、部分放電パル
ス信号が正のパルスの場合、シース絶縁部12で分波さ
れた信号は、一般的に反射してくる波は、負極性で、通
過していく波は、正極性である。従って、検出器13,
14のうち、右側の検出器13から検出される信号S1
(f,t)は、 S1 (f,t)=−{−a(f,t)}±b(f,t) …(1) となる。また、左側の検出器14から検出される信号S
2 (f,t)は、 S2 (f,t)=a(f,t)±b(f,t) …(2) 但し、式(1) 、(2) の第2項目の±符号は複合同順であ
る。この場合、左右の検出器13,14で検出された信
号S1 (f,t)とS2 (f,t)を加算させると、 S0 (f,t)=S1 (f,t)+S2 (f,t) =2a(f,t)±2b(f,t) …(3) となり、部分放電パルス信号は2倍になる。
【0011】また、この時、検出器15,16で検出さ
れる信号S3 (f,t),S4 (f,t)は、 S3 (f,t)≒±b(f,t) …(4) S4 (f,t)≒±b(f,t) …(5) となる。ここで、式(3) から式(4) ,(5) を減算する
と、 S(f,t)≒S0 (f,t)−S3 (f,t)−S4 (f,t) =2a(f,t) …(6) となり、信号成分のみを検出することができる。
【0012】実際の例では、上記の理論通りの式にはな
らない場合があるが、本発明に係る部分放電測定方式に
より部分放電信号を大きく、雑音信号を小さくすること
が可能となる。また、加減算の方法は、必ずしも上記実
施例の方法によらなくてもよく、信号や雑音の種類と大
きさに応じて任意に設定すればよい。
【0013】次に、本発明に係る部分放電測定のシステ
ムを検証するための実施例を図2に示す。図において、
本実施例では、長さ100[m]、外径5.8[mm]
の3C−2V同軸ケーブル20を模擬ケーブルとして使
用し、上記同軸ケーブル20の中央部(両端から50
[m]の位置)に絶縁接続部22を設け、絶縁接続部2
2はシース21を縁切りしたコネクタを使用し、両端は
75[Ω]の整合抵抗Rでマッチングをとった。ケーブ
ル20の一方の端部から10[m]の位置には、部分放
電の模擬として、パルスジェネレータ(模擬部分放電パ
ルス発生器)27が接続され、ケーブル20に正極性模
擬放電パルス(立ち上がり4〜30[ns])を入力す
るものとし、上記正極性模擬放電パルスは、絶縁接続部
22に達すると、その信号の一部が分波されシース21
を伝搬する。
【0014】本発明に係る部分放電測定方法に用いる測
定装置は、検出器23〜26と、空中線同調器28〜3
1と、バンドパスフィルタ回路32〜35と、差動アン
プ36〜39と、演算回路40と、デジタルオシロスコ
ープ41と、スペクトルアナライザ42と、制御回路
(CPU)43とから構成されている。検出部23,2
4は、電磁カップリングが大きくなるように絶縁接続部
22の両側の近傍に非接触に設置され、上記分波された
信号を検出する。すなわち、検出部23は、絶縁接続部
22で反射されたシース反射波を検出し、検出部24
は、絶縁接続部22を通過したシース通過波を検出す
る。また検出部25,26は、電磁カップリングが小さ
くなるように絶縁接続部22の両側でケーブル20と少
し離れた位置に非接触に設置され、ノイズを検出する。
【0015】検出部23,24で検出された信号は、空
中線同調器28,29、バンドパスフィルタ回路32,
33及び差動アンプ36,37を介して増幅され、演算
回路40及びデジタルオシロスコープ41に入力する。
検出部25,26で検出されたノイズは、空中線同調器
30,31、バンドパスフィルタ回路34,35及び差
動アンプ38,39を介して増幅され、上記同様演算回
路40及びデジタルオシロスコープ41に入力する。バ
ンドパスフィルタ回路32〜35は、1[MHz]〜1
00[MHz]の帯域幅を広帯域とするフィルタ回路
で、検出された信号の高周波成分を通過させている。
【0016】演算回路40は、上述した式(1) 〜(6) の
演算を実現するための回路で、上記入力する信号に対し
て演算を実行し、その結果(信号)をデジタルオシロス
コープ41及びスペクトルアナライザ42に出力する。
すなわち、本検証では、検出器23,24で検出される
信号が、S1 (f,t)とS2 (f,t)に、検出器2
5,26で検出された信号(ノイズ)がS3 (f,t)
とS4 (f,t)にそれぞれ該当する。
【0017】デジタルオシロスコープ41は、CPU4
3によって切り換え制御されており、上記入力する各信
号を、図3(a)〜(e)に示すような周波数特性の信
号成分の波形として、それぞれの観測を行う。スペクト
ルアナライザ42は、演算された信号を周波数解析し、
その解析結果である信号をCPU43に出力する。
【0018】CPU43は、上記スペクトルアナライザ
42で周波数解析された信号(模擬部分放電パルス)を
取り込み、上記模擬部分放電パルスを測定することによ
って、同軸ケーブル20の絶縁劣化の診断を行ってい
る。この絶縁劣化の診断方法としては、例えば部分放電
パルスの周波数掃引を行い、信号とノイズの比率を示す
S/N比が大きい周波数領域を見つけ、その狭周波数帯
域の信号を継続的に監視する方法、ケーブルに送電され
る商用周波数と部分放電発生位相との経時的変化を取る
方法、又は部分放電パルスの大きさや発生頻度の経時的
変化を取る方法等がある。
【0019】従って、本実施例では、図3に示した周波
数特性の測定例からもわかるように、ノイズが減少し、
部分放電パルス信号を感度良く検出することができ、こ
の検証によって本発明に係るケーブルの部分放電測定方
法の有効性が確認された。また、本実施例では、検出器
をケーブルに接触させないので、測定装置の構造が簡単
になり、かつ、サージによる破損を防ぎ安全に部分放電
を測定することができる。
【0020】なお、本実施例では、2組の検出器によっ
て部分放電パルス信号を検出したが、本発明はこれに限
らず、複数の組からなる検出器を用いて、検出したそれ
ぞれの信号を加算することにより、さらに高感度の部分
放電測定を行うことも可能である。また、より高感度、
高精度の測定を行うためには、部分放電パルス信号の送
信部に光ファイバーを、測定部にCPU等を用いること
も可能である。
【0021】また、本実施例では、アンテナ型検出器を
用いた場合について説明したが、例えば図4に示すよう
に、コイル44,45から構成される検出器を用いて非
接触の部分放電測定を行うことも可能である。この場合
には、上記コイル44,45は、絶縁接続部22の両側
の近傍で、ケーブル20を非接触で取り囲み、上記ケー
ブル20の磁界と交差するように設置させる。これによ
って、各コイル44,45には、電流が誘起され、検出
インピーダンス回路46,47で部分放電パルスを検出
することが可能になる。
【0022】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明では、電
力ケーブルの終端接続部と、中間部分にシースを電気的
に絶縁するシース絶縁部が設けられ、活線状態下で前記
電力ケーブルからの部分放電を測定するケーブルの部分
放電測定方法において、前記シース絶縁部の両側に非接
触に設けた検出手段により、該シース絶縁部からシース
に分波される部分放電信号を検出するので、電力ケーブ
ルの部分放電を高い感度で測定できると共に、精度の高
い絶縁診断を行うことができ、これにより電力ケーブル
の活線状態下で発生する絶縁破壊事故を未然に防止する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る部分放電測定方法の原理を説明す
るための原理図である。
【図2】本発明に係る部分放電測定システムを検証する
ための部分放電測定装置の一実施例を示すブロック図で
ある。
【図3】図2で検出された信号の周波数特性の測定例を
示す図である。
【図4】図2に示した検出器の他の実施例を示す図であ
る。
【符号の説明】
10,20 電力ケーブル 11,21 シース 12,22 シース絶縁部(絶縁接続部) 13〜16,23〜26 アンテナ型検出器 27 パルスジェネレータ(模擬部分放電パルス発生
器) 28〜31 空中線同調器 32〜35 バンドパスフィルタ回路 36〜39 差動アンプ 40 演算回路 41 デジタルオシロスコープ 42 スペクトルアナライザ 43 制御回路(CPU)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電力ケーブルの終端接続部と、中間部分
    にシースを電気的に絶縁するシース絶縁部が設けられ、
    活線状態下で前記電力ケーブルからの部分放電を測定す
    るケーブルの部分放電測定方法において、前記シース絶
    縁部の両側に非接触に設けた検出手段により、該シース
    絶縁部からシースに分波される部分放電信号を検出する
    ことを特徴とするケーブルの部分放電測定方法。
  2. 【請求項2】 前記検出手段は電磁カップリングによっ
    て部分放電信号を検出することを特徴とする請求項1記
    載のケーブルの部分放電測定方法。
JP23751591A 1991-09-18 1991-09-18 ケーブルの部分放電測定方法 Pending JPH0572257A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100515582B1 (ko) * 2002-08-30 2005-09-20 주식회사 포스코 알에프 감지방식 케이블 접속부 온라인 진단장치 및 방법
CN103197218A (zh) * 2013-04-23 2013-07-10 国家电网公司 一种高压电缆绝缘缺陷局放带电检测诊断方法

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