JPH0580112A - Failure diagnostic device for power cable - Google Patents
Failure diagnostic device for power cableInfo
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- JPH0580112A JPH0580112A JP3272016A JP27201691A JPH0580112A JP H0580112 A JPH0580112 A JP H0580112A JP 3272016 A JP3272016 A JP 3272016A JP 27201691 A JP27201691 A JP 27201691A JP H0580112 A JPH0580112 A JP H0580112A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は布設後の電力ケーブルに
発生する部分放電を検出し、その結果に基づいて電力ケ
ーブルの接続部における絶縁部の異常を検知する電力ケ
ーブルの異常診断装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power cable abnormality diagnosing device for detecting a partial discharge occurring in a power cable after installation and detecting an abnormality in an insulating portion in a connection portion of the power cable based on the result.
【0002】[0002]
【従来の技術】電力ケーブルとして使用されるCVケー
ブル(架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブル)の
接続部において、施工不良等により絶縁部にボイド及び
クラックが発生すると、部分放電が発生し、徐々に絶縁
部が劣化する現象が知られている。CVケーブルの絶縁
部の劣化の状況を把握することは、電力ケーブルの予防
保全の立場から極めて重要である。2. Description of the Related Art When a void or a crack is generated in an insulating portion at a connecting portion of a CV cable (cross-linked polyethylene insulated vinyl sheath cable) used as an electric power cable, a partial discharge occurs and the insulating portion is gradually removed. The phenomenon of deterioration is known. Understanding the state of deterioration of the insulation part of the CV cable is extremely important from the standpoint of preventive maintenance of the power cable.
【0003】部分放電特性(印加電圧の位相φ、部分放
電パルスの電荷量q及び部分放電パルスの数nの関係、
即ちφ−q分布又はφ−q−n分布)の経時変化とトリ
ー(破壊路)の発生及び進展との関係は、シート状絶縁
物試料等を用いて検討されている(谷等,電気学会論文
誌A,第 105巻 7号,第357頁,昭和60年発行、北村
等,電気学会論文誌A,第 105巻 7号,第 365頁,昭和
60年発行)。そして、絶縁劣化が軽微の場合は、印加電
圧の1サイクル毎に、その波高値が徐々に低下する一連
の部分放電パルスが発生するが、トリーが成長した場合
は、部分放電パルス発生位相の後半に電荷量が大きい部
分放電パルスが発生することが解明されている。Partial discharge characteristics (relationship between the phase φ of the applied voltage, the charge amount q of the partial discharge pulse and the number n of partial discharge pulses,
That is, the relationship between the time-dependent change of the φ-q distribution or the φ-q-n distribution) and the generation and progress of the tree (breakage path) has been examined using a sheet-shaped insulator sample (Tani et al. Journal A, Vol. 105, No. 7, page 357, published in 1985, Kitamura et al., The Institute of Electrical Engineers of Japan, Journal, Vol. 105, No. 7, page 365, Showa
60 years issued). Then, when the insulation deterioration is slight, a series of partial discharge pulses whose peak value gradually decreases is generated in each cycle of the applied voltage, but when the tree grows, the latter half of the partial discharge pulse generation phase is generated. It has been clarified that a partial discharge pulse having a large amount of electric charge is generated.
【0004】このような部分放電の観測には、部分放電
測定用自動観測装置が使用されている。この装置は、サ
イリスタノイズのような周期性のノイズ及びバックグラ
ウンドノイズを除去する機能を有している。このような
装置においては、記録紙又はCRT等に出力された部分
放電スペクトルを観察することにより、ケーブル絶縁部
の劣化を検出することができる。To observe such partial discharge, an automatic observation device for measuring partial discharge is used. This device has a function of removing periodic noise such as thyristor noise and background noise. In such an apparatus, the deterioration of the cable insulating portion can be detected by observing the partial discharge spectrum output on the recording paper or the CRT.
【0005】なお、部分放電検出に適したセンサとし
て、本願発明者等は、ケーブルの周面に配設された電極
と、この電極に接続されたインダクタンス要素とにより
構成されたセンサを提案した(特願平2-3110197 号
等)。このセンサにおいては、活線状態のケーブルにお
ける部分放電を検出することができるという長所を有し
ている。また、このセンサにおいては、欠陥箇所によっ
ては破壊電圧の50%程度の比較的低い電圧から部分放電
を観測することができる。この場合に、通常、ノイズを
削減するために、部分放電と部分放電以外のパルスとを
差動増幅する方法が用いられる。As a sensor suitable for detecting partial discharge, the inventors of the present invention have proposed a sensor composed of an electrode arranged on the peripheral surface of the cable and an inductance element connected to this electrode ( Japanese Patent Application No. 2-3110197, etc.). This sensor has an advantage that it can detect partial discharge in a cable in a live state. Further, in this sensor, partial discharge can be observed from a relatively low voltage of about 50% of the breakdown voltage depending on the defective portion. In this case, a method of differentially amplifying partial discharge and pulses other than partial discharge is usually used to reduce noise.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術においては、部分放電特性の経時的変化を熟練者が
観測すれば、トリー発生に関係したものか、否かを判断
することができるが、そのためには熟練者が常にデータ
を経時的に比較検討する必要があるという問題点があ
る。即ち、シート状の試料等での基礎研究を行なう場合
には、実験そのものが比較的短時間で終了するため、研
究者が常時データを監視して絶縁部の劣化状況を判断す
ることもできるが、布設後のCVケーブルのジョイント
部の常時監視等では、人間が常にデータを監視している
ことは、実際上不可能である。However, in the prior art, if a skilled person observes the temporal change in the partial discharge characteristics, it is possible to determine whether or not it is related to the occurrence of trees. For that purpose, there is a problem that an expert always needs to compare and examine the data over time. That is, when conducting basic research on a sheet-shaped sample, etc., the experiment itself is completed in a relatively short time, so a researcher can constantly monitor the data and judge the deterioration state of the insulation part. However, it is practically impossible for a person to constantly monitor the data, such as by constantly monitoring the joint portion of the CV cable after installation.
【0007】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、架設された電力ケーブルの常時監視に適用
することができて、自動的に電力ケーブルの異常を検知
できる電力ケーブルの異常診断装置を提供することを目
的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and can be applied to the constant monitoring of the installed power cable and can automatically detect the abnormality of the power cable. The purpose is to provide a device.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明に係る電力ケーブ
ルの異常診断装置は、ケーブルの周面に配設された電極
及びこの電極に接続されたインダクタンス要素により構
成された部分放電センサと、前記ケーブルに印加される
交流電圧の1周期分の前記部分放電センサによる部分放
電検出結果をそれ以前の周期における部分放電検出結果
と比較し、前記印加電圧の特定の位相における部分放電
パルスの波高値の増加に基づいて異常を検知する異常検
知手段とを有することを特徴とする。A power cable abnormality diagnosing device according to the present invention comprises a partial discharge sensor composed of an electrode arranged on a peripheral surface of the cable and an inductance element connected to the electrode, and The partial discharge detection result by the partial discharge sensor for one cycle of the AC voltage applied to the cable is compared with the partial discharge detection result in the previous cycle, and the peak value of the partial discharge pulse in the specific phase of the applied voltage is compared. And an abnormality detecting means for detecting an abnormality based on the increase.
【0009】[0009]
【作用】本発明においては、部分放電センサを用いて測
定した部分放電特性(φ−q分布及びφ−q−n分布)
の経時的変化を、単に時系列で出力するのではなく、そ
れ以前のデータと比較する。例えば、印加電圧の1周期
毎の部分放電特性のデータをその直前の1周期分のデー
タと比較する。ケーブル絶縁部が劣化してトリーが発生
し、このトリーが成長すると、φ−q分布において印加
電圧のゼロクロス近傍における部分放電パルスの波高値
及び数が増加する。本発明においては、この印加電圧の
ゼロクロス近傍における部分放電パルスの波高値が増加
することにより、ケーブルの絶縁部の異常を自動的に検
知する。In the present invention, the partial discharge characteristics (φ-q distribution and φ-q-n distribution) measured using the partial discharge sensor.
The time-dependent change of is compared with the data before that, instead of simply outputting it in time series. For example, the partial discharge characteristic data for each cycle of the applied voltage is compared with the immediately preceding cycle data. When the cable insulation part deteriorates and a tree is generated, and this tree grows, the peak value and the number of partial discharge pulses near the zero cross of the applied voltage in the φ-q distribution increase. In the present invention, the peak value of the partial discharge pulse in the vicinity of the zero cross of the applied voltage is increased, so that the abnormality of the insulating portion of the cable is automatically detected.
【0010】この場合に、ケーブルに印加される交流電
圧の1周期分の部分放電検出結果をそれ以前の周期にお
ける部分放電検出結果と比較するため、例えば試料終端
部等より発生する気中コロナ等による周期的なノイズの
影響を低減することができる。In this case, in order to compare the partial discharge detection result for one cycle of the AC voltage applied to the cable with the partial discharge detection result in the previous cycle, for example, the air corona generated from the end of the sample or the like. It is possible to reduce the effect of periodic noise due to.
【0011】布設後のジョイント部の常時監視等では、
例えば異常を検知した場合にのみ、警告信号を出力する
ようにする。For constant monitoring of joints after installation,
For example, the warning signal is output only when an abnormality is detected.
【0012】[0012]
【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。Embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings.
【0013】図1は本発明の実施例に係る電力ケーブル
の異常診断装置を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a power cable abnormality diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention.
【0014】部分放電センサは、電力ケーブル1の周面
に被覆された電極2と、この電極2に接続されたコイル
3とにより構成されている。この電極2は、ケーブル1
の外側導電層及び絶縁性被覆部とにより容量を構成す
る。そして、この容量はコイル3と共に共振回路を構成
し、部分放電に起因する高周波信号を選択的に検出す
る。一方、ゼロクロス回路8、位相カウンタ9及び発振
回路10は、ケーブル1に印加される交流電圧の位相を
検出する。The partial discharge sensor is composed of an electrode 2 coated on the peripheral surface of the power cable 1 and a coil 3 connected to the electrode 2. This electrode 2 is a cable 1
A capacitor is formed by the outer conductive layer and the insulating coating portion of. Then, this capacitance forms a resonance circuit together with the coil 3, and selectively detects a high frequency signal caused by partial discharge. On the other hand, the zero-cross circuit 8, the phase counter 9 and the oscillator circuit 10 detect the phase of the AC voltage applied to the cable 1.
【0015】部分放電センサにより検出された信号は、
アンプ4を介して信号処理部5に送られる。この信号処
理部5においては、しきい値以下の信号(ノイズ)を除
去したり、極性判別、ピークホールド及びA/D変換等
の処理を行なう。この信号処理部5の出力はバッファメ
モリ6に格納される。The signal detected by the partial discharge sensor is
It is sent to the signal processing unit 5 via the amplifier 4. The signal processing unit 5 removes signals (noise) equal to or lower than a threshold value, and performs processing such as polarity determination, peak hold and A / D conversion. The output of the signal processing unit 5 is stored in the buffer memory 6.
【0016】バッファメモリ6においては、例えば、図
2に示すようなφ−q分布が記憶される。ケーブルに欠
陥がない状態においても、この図2に示すように、印加
電圧が最大になる位相(90°及び 270°)付近で、気中
コロナ等による信号(ノイズ)が検出される。接続部の
ボイド等により部分放電が発生した場合は、図3に示す
ように、部分放電に基づくパルス信号が検出される。し
かし、部分放電が発生しているとしても、φ−q分布が
安定している場合は絶縁部の破壊には至らない。データ
処理部7においては、印加電圧の1周期毎にφ−q分布
又はφ−q−n分布とそれ以前のφ−q分布又はφ−q
−n分布とを比較する。即ち、図2に示すφ−q分布と
図3に示すφ−q分布との差をとる。図4は、図2に示
すφ−q分布と図3に示すφ−q分布との差を示すグラ
フ図である。この2つのデータの差をとることにより、
気中コロナ等のような周期的なノイズを除去することが
できる。In the buffer memory 6, for example, a φ-q distribution as shown in FIG. 2 is stored. Even if the cable is not defective, as shown in FIG. 2, a signal (noise) due to the corona in the air is detected near the phase (90 ° and 270 °) where the applied voltage is maximum. When a partial discharge is generated due to a void or the like in the connection portion, a pulse signal based on the partial discharge is detected as shown in FIG. However, even if the partial discharge occurs, the insulation part is not destroyed when the φ-q distribution is stable. In the data processing unit 7, the φ-q distribution or the φ-q-n distribution and the previous φ-q distribution or the φ-q distribution for each cycle of the applied voltage.
-Compare with n distribution. That is, the difference between the φ-q distribution shown in FIG. 2 and the φ-q distribution shown in FIG. 3 is taken. FIG. 4 is a graph showing the difference between the φ-q distribution shown in FIG. 2 and the φ-q distribution shown in FIG. By taking the difference between these two data,
Periodic noise such as aerial corona can be removed.
【0017】絶縁層にトリーが発生し、このトリーが成
長すると、例えば図5に示す波形が得られる。即ち、ト
リーが進行すると、印加電圧のゼロクロス( 180°)近
傍で比較的大きなパルス信号が発生する。この波形のφ
−q分布と図6に示す例えば正常なケーブルに同一レベ
ルの電圧を印加した場合の部分放電波形又はトリー進展
前の部分放電波形のφ−q分布との差をとることによ
り、図7に示すように気中コロナ等によるノイズを除去
することができる。そして、ゼロクロス近傍でトリーの
進展による部分放電を検出することができる。データ処
理部7は、ゼロクロス近傍での部分放電パルスの波高値
の増加を検出すると、外部に警告信号を出力する。When a tree is generated in the insulating layer and this tree grows, for example, the waveform shown in FIG. 5 is obtained. That is, as the tree advances, a relatively large pulse signal is generated near the zero cross (180 °) of the applied voltage. Φ of this waveform
7 is obtained by taking the difference between the -q distribution and the φ-q distribution of the partial discharge waveform when the same level voltage is applied to the normal cable shown in FIG. 6 or the partial discharge waveform before the tree progresses, for example. As described above, the noise due to the corona in the air can be removed. Then, the partial discharge due to the development of the tree can be detected in the vicinity of the zero cross. When the data processing unit 7 detects an increase in the peak value of the partial discharge pulse near the zero cross, it outputs a warning signal to the outside.
【0018】本実施例においては、印加電圧の1周期毎
にそれ以前の1周期における信号と比較し、印加電圧の
ゼロクロス付近におけるパルスの波高値の増加に基づい
てCVケーブルの異常を検知して警告信号を出力する。
これにより、CVケーブルの異常、即ちトリーの進展を
自動で検出することができる。また、データ処理部から
データを直接出力することにより、φ−q分布及びφ−
q−n分布の経時的変化を測定することができて、その
結果に基づいてトリーの発生及び進展を検討することも
できる。In this embodiment, each cycle of the applied voltage is compared with the signal in the previous one cycle, and the abnormality of the CV cable is detected based on the increase of the pulse peak value near the zero cross of the applied voltage. Output a warning signal.
Thereby, the abnormality of the CV cable, that is, the progress of the tree can be automatically detected. Further, by directly outputting the data from the data processing unit, the φ-q distribution and the φ-q
It is possible to measure changes in the q-n distribution over time, and it is also possible to study the occurrence and development of trees based on the results.
【0019】[0019]
【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
布設後のケーブルの活線状態を常時監視し、印加電圧の
特定の位相における部分放電パルスの波高値の増加に基
づいて電力ケーブルの異常を検知するから、人間がデー
タを監視する必要がなく、電力ケーブルの保守管理に極
めて有用である。また、本発明においては、印加電圧の
1周期分のデータをそれ以前の周期におけるデータと比
較するから、気中コロナ等のノイズの影響を低減するこ
とができる。更に、CVケーブルを常時監視することが
できるため、長期試験や布設後のデータを蓄積すること
ができる。As described above, according to the present invention,
The live condition of the cable after installation is constantly monitored, and the abnormality of the power cable is detected based on the increase of the peak value of the partial discharge pulse at the specific phase of the applied voltage, so that there is no need for humans to monitor the data. It is extremely useful for maintenance of power cables. Further, in the present invention, since the data for one cycle of the applied voltage is compared with the data for the previous cycle, it is possible to reduce the influence of noise such as air corona. Furthermore, since the CV cable can be constantly monitored, it is possible to store data after long-term tests and installation.
【図1】本発明の実施例に係る電力ケーブルの異常診断
装置を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a power cable abnormality diagnosis device according to an embodiment of the present invention.
【図2】欠陥がない場合のφ−q分布を示すグラフ図で
ある。FIG. 2 is a graph showing a φ-q distribution when there is no defect.
【図3】絶縁部に比較的軽微な欠陥がある場合のφ−q
分布を示すグラフ図である。[Fig. 3] φ-q when there is a relatively slight defect in the insulating part
It is a graph which shows distribution.
【図4】図2に示すφ−q分布と図3に示すφ−q分布
との差を示すグラフ図である。FIG. 4 is a graph showing a difference between the φ-q distribution shown in FIG. 2 and the φ-q distribution shown in FIG.
【図5】ケーブルの絶縁部に欠陥がある場合の部分放電
センサの出力波形を示す写真である。FIG. 5 is a photograph showing an output waveform of a partial discharge sensor when there is a defect in an insulating portion of a cable.
【図6】ケーブルが正常である場合又はトリーが進展し
ていない場合の部分放電センサの出力波形を示す写真で
ある。FIG. 6 is a photograph showing an output waveform of the partial discharge sensor when the cable is normal or when the tree does not progress.
【図7】図5に示す波形のφ−q分布と図6に示す波形
のφ−q分布との差を示すグラフ図である。7 is a graph showing the difference between the φ-q distribution of the waveform shown in FIG. 5 and the φ-q distribution of the waveform shown in FIG.
1;ケーブル 2;電極 3;コイル 4;アンプ 5;信号処理部 6;バッファメモリ 7;データ処理部 8;ゼロクロス回路 9;位相カウンタ 10;発振回路 1; Cable 2; Electrode 3; Coil 4; Amplifier 5; Signal processing unit 6; Buffer memory 7; Data processing unit 8; Zero cross circuit 9; Phase counter 10; Oscillation circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹鼻 始 東京都江東区木場1丁目5番1号 藤倉電 線株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── --- Continuation of the front page (72) Inventor Hajime Takehana 1-5-1, Kiba, Koto-ku, Tokyo Inside Fujikura Electric Wire Co., Ltd.
Claims (1)
の電極に接続されたインダクタンス要素により構成され
た部分放電センサと、前記ケーブルに印加される交流電
圧の1周期分の前記部分放電センサによる部分放電検出
結果をそれ以前の周期における部分放電検出結果と比較
し、前記印加電圧の特定の位相における部分放電パルス
の波高値の増加に基づいて異常を検知する異常検知手段
とを有することを特徴とする電力ケーブルの異常診断装
置。1. A partial discharge sensor composed of an electrode arranged on a peripheral surface of a cable and an inductance element connected to the electrode, and the partial discharge sensor for one cycle of an AC voltage applied to the cable. Comparing the partial discharge detection result by the partial discharge detection result in the previous period, and an abnormality detecting means for detecting an abnormality based on the increase of the peak value of the partial discharge pulse in the specific phase of the applied voltage. Characteristic power cable abnormality diagnostic device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3272016A JPH0580112A (en) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | Failure diagnostic device for power cable |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3272016A JPH0580112A (en) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | Failure diagnostic device for power cable |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0580112A true JPH0580112A (en) | 1993-04-02 |
Family
ID=17507959
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3272016A Pending JPH0580112A (en) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | Failure diagnostic device for power cable |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0580112A (en) |
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