JPH0619414B2 - Ｃｖケーブルの絶縁劣化診断方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ＣＶケーブルと称される架橋ポリエチレン電
力ケーブルの絶縁劣化の程度を診断するＣＶケーブルの
絶縁劣化診断方法に関するものである。

［従来の技術］ 一般的に、電力ケーブルは布設後の経年変化により電気
絶縁体の絶縁性能が低下する。特に、ＣＶケーブルでは
架橋ポリエチレン絶縁体に樹状の亀裂が生じ、この亀裂
に水分が侵入する所謂水トリーの発生が絶縁劣化の主な
原因であることが知られている。このような絶縁性能の
低下は、放置すると進展して早晩大きな絶縁破壊事故に
つながる虞れがある。従って、ケーブルの絶縁抵抗の変
化を把握し、劣化を早期に発見することが極めて重要で
ある。このため、従来から種々の絶縁測定方法が知られ
ているが、特に近年では測定時に送電を停止することな
く活線状態で診断する方法が幾つか提案されており、状
態監視も常時可能である等の有利な点が多いため注目さ
れている。

このような常時監視を行う方法としては、従来では例え
ば特公昭６０−８４６５号公報等に記載されているよう
に送電交流電流に直流電流を重畳させ、この結果として
検出されるケーブル漏洩電流の直流成分から、ケーブル
の絶縁抵抗を求めて評価する所謂直流重畳法や、或いは
特開昭６０−１８５１７１号公報等に開示されているよ
うに送電電圧波形と電流波形とを測定し、誘電正接を求
めて評価する所謂 tanδ法が一般に用いられている。ま
た、特にＣＶケーブルの場合では、特開昭５９−２０２
０７５号公報において水トリーに電流整流作用があると
して、交流送電中のケーブル漏洩電流の直流分を測定
し、その方向と絶対値とから水トリーの分布と長さ及び
体積を推定する方法が開示されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上述した従来技術のうち、公知の従来方法は
何れも劣化の早期に正確に絶縁不良を発見したいという
要求を必ずしも充分に満足し得る方法ではない即ち、第
１に述べた直流重畳法は一般的に劣化の程度に対する検
出感度が悪いとされ、相当に程度の激しい劣化でなけれ
ば検出されないという問題がある。また、測定時に数１
０Ｖ程度の直流重畳電圧を必要とし、このための直流電
源を準備しなければならない。一方、 tanδ法ではケー
ブル全体に渡る劣化は検出されるもので、水トリーのよ
うな局部的な劣化に対する検出感度は悪いという欠点が
知られている。

更に、水トリーの整流作用を利用する特開昭５９−２０
２０７５号公報の場合では、ケーブル絶縁体に導体側か
ら発生する所謂内導水トリーとシース側から発生する外
導水トリーとでは、発生する直流電流が互いに逆極性で
あることから、両種の水トリーが同時に発生した場合に
は、検出される直流電流は互いに打ち消し合って充分な
測定ができなくなる虞れがある。

本発明者らは水トリー現象について研究した結果、次の
ような新事実を発見した。即ち、測定対象とする電力ケ
ーブルに交流電圧を印加し、この交流電圧の振幅を零か
ら次第に大きくしてゆく過程で、この接地線電流のうち
数Hz以下の準直流成分を検出した場合に、 (1)印加交流電圧の振幅が或る値に達すると脈動電流が
検出される。

(2)水トリー劣化が激しいケーブルほど、脈動の始まる
交流電圧の振幅値が小さい。

(3)電流脈動の振幅は印加交流電圧の振幅に対して単調
に増加する。

本発明の目的は、従来方法の欠点を解消し、上述の新事
実を基に、劣化時に正確に絶縁不良を発見できる新規な
ＣＶケーブルの絶縁劣化診断方法を提供することにあ
る。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、本発明に係るＣＶケーブ
ルの絶縁劣化診断方法においては、測定対象の電力ケー
ブルに交流電圧を印加し、その接地線電流のうち数Hz以
下の脈流成分を検出して、その振幅値により前記電力ケ
ーブル絶縁体中の水トリーによる劣化の程度を検知する
ことを特徴とするものである。

［作用］ 本発明のＣＶケーブルの絶縁劣化診断方法では、接地線
電流の脈動成分を検出し、電流脈動の振幅及び周波数等
を解析することにより、ＣＶケーブル中の水トリー劣化
の程度を推測する。

［実施例］ 本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

第１図は本発明に係る方法を実施するための回路構成図
である。Ｃは測定対象とする電力ケーブルの導体と遮蔽
層間の静電容量であり、ａ側を導体側、ｂ側を遮蔽層側
としている。Ｓは交流電源であり、一端を接地し、他端
を導体ａ側に接続する。また、遮蔽層側ｂと大地との間
にローパスフィルタLPF を接続し、遮蔽層側ｂから大地
に流れる電流のうち準直流成分を取り出して、この値に
比例する電圧を出力端ｃ−ｄに与える。ローパスフィル
タLPF は第１図に示すように具体的には遮蔽層側ｂと大
地との間にコンデンサC0を接続し、これよりコイルL1、
コンデンサC1及びコイルL2、コンデンサC2から成る２段
の所謂定Ｋ形フィルタを介し、更に終端の抵抗器Ｒによ
って電圧出力を得る構成などが考えられる。また、出力
端ｃ−ｄには例えばペンレコーダを接続して電圧出力を
時間軸に記録し、得られた出力信号の時間変化を把握す
る。

第２図は上述の方法により得られる脈動成分の時間変化
のグラフ図の一例であり、横軸に時間ｔ、縦軸に電流Ｉ
を示している。印加交流電圧の振幅がケーブルの水トリ
ー劣化の程度に応じた或る一定値を超えた場合には、第
２図に示すように電流Ｉに数Hz以下の脈動が認められる
ようになる。この脈動の振幅Ａは、前述したように水ト
リー劣化の程度が激しいほど大きくなる特性を有してい
るので、この振幅Ａを求めることにより水と劣化の程度
を推測できることになる。この方法では、交流電源Ｓを
用いることができるので、活線状態での監視が常時可能
である。

一方、停止状態のケーブルを測定対象とする場合には、
第１図において交流電源Ｓを振幅可変の交流可変電源
Ｓ′と置換し、この交流可変電源Ｓ′の出力電圧の振幅
を零から次第に増加してゆくことにより、より一層正確
な診断が可能である。この場合の脈動の成分の時間変化
は、例えば第３図のグラフ図に示すようになる。なお、
横軸は時間ｔ或いはこれに比例した電源電圧振幅Ｖ、縦
軸は電流Ｉとしている。なお、前述したように印加交流
電圧の振幅を増加してゆくと、第３図に示すように或る
振幅値V0から脈動が認められ、またこの脈動開始電圧V0
は水トリー劣化が激しいほど低くなる。従って、この脈
動開始電圧V0を求めても、水トリー劣化の程度を推測す
ることが可能となる。

脈動開示電圧V0を用いて診断を行う場合の判定の目安と
して、第４図に測定対象のケーブルの静電容量Ｃと脈動
開始電圧V0のグラフ図を示す。なお、横軸は静電容量Ｃ
を対数目盛で示し、縦軸には脈動開始電圧V0を示してい
る。第４図において、水トリー劣化のない健全ケーブル
に静電容量Ｃと脈動開始電圧V0を示す状態点Ｘが概ね実
線Ｂ−Ｂ′上に存在するのに対し、水トリー劣化が生じ
たケーブルでは同じ静電容量Ｃでの脈動開始電圧V0は低
下し、例えば矢印で示すようにその状態点Ｘ′は実線Ｂ
−Ｂ′から外れることになる。従って、実線Ｂ−Ｂ′か
らの状態点Ｘ′のずれを基に、水トリー劣化の程度を定
量的に評価することが可能となる。

なお、以上の述べた何れの場合でも交流電源に雑音等の
出力変動が存在する際には、この変動分を別途に測定し
て相殺したり、或いは変動波形の周波数帯が明らかな場
合には、所謂ノッチフィルタを使用して変動分の影響を
除去することが好ましい。

また、上述の実施例では単相ケーブルについて述べた
が、三相ケーブルの場合でも同様に診断が行うことがで
きる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明に係るＣＶケーブルの絶縁劣
化診断方法は、ケーブル接地線電流の脈動成分という水
トリー劣化に対する新規な特性量を測定することによ
り、活線状態或いは停止状態の何れの電力ケーブルに対
しても劣化早期に正確な診断を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係るＣＶケーブルの絶縁劣化診断方法の
実施例を示し、第１図は回路構成図、第２図は活線状態
での測定における観測波形のグラフ図、第３図は停止状
態での測定における観測波形のグラフ図、第４図は停止
状態のケーブルの診断基準のグラフ図である。 符号Ｓは交流電源、Ｓ′は交流可変電源、Ｃはケーブル
の静電容量、LPF はローパスフィルタである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】測定対象の電力ケーブルに交流電圧を印加
   し、その接地線電流のうち数Hz以下の脈流成分を検出し
   て、その振幅値により前記電力ケーブル絶縁体中の水ト
   リーによる劣化の程度を検知することを特徴とするＣＶ
   ケーブルの絶縁劣化診断方法。