JPH0783989A

JPH0783989A - 電力ケーブルの部分放電発生位置標定方法および装置

Info

Publication number: JPH0783989A
Application number: JP16363494A
Authority: JP
Inventors: Norishige Miyamoto; 憲繁宮本; Toshimichi Matsui; 俊道松井; Masaki Matsuki; 正基松木; Toshiyuki Sato; 敏幸佐藤; Hidetoshi Yasui; 英俊安井; Yoshio Maruyama; 義雄丸山
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd; Chubu Electric Power Co Inc
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd; Chubu Electric Power Co Inc
Priority date: 1993-07-20
Filing date: 1994-07-15
Publication date: 1995-03-31
Anticipated expiration: 2012-10-29
Also published as: JP2670426B2

Abstract

(57)【要約】【目的】現地で直接かつ簡単に、伝搬速度や測定線の
伝送遅れや機器の遅れに相当する分を補正し、正確な部
分放電発生位置を標定すること。【構成】長尺電力ケーブル１の終端接続部もしくは各
中間接続部２に部分放電検出器を取り付け、少なくとも
２箇所の終端接続部、中間接続部２もしくはケーブルの
シース間から順次模擬パルスを注入して、ケーブルの所
定区間における部分放電パルスの伝送遅れと測定系の時
間遅れを測定箇所３で測定しておく。そして、実部分放
電発生した際、少なくとも２箇所の被測定箇所から得た
実部分放電パルス信号の時間差と、上記模擬パルス注入
時に得た伝送遅れ及び測定機器の時間遅れに基づき、実
部分放電発生位置を標定する。また、測定箇所３から模
擬パルスを注入して、上記終端接続部もしくは各絶縁接
続部間の伝送遅れと測定機器の時間遅れを測定し部分放
電発生箇所を標定することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、活線状態又は試験状態
にある長尺電力ケーブルの絶縁性能および絶縁劣化の程
度を評価するためのケーブルの部分放電測定において、
その発生部位を正確に標定する電力ケーブルの部分放電
発生位置標定方法および装置に関する。

【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、外傷や施工不良および活線状態の
電力ケーブルに生じた水トリー等の欠陥がある。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パルス電流が流れる。

【０００３】また、ＯＦケーブルや管路気中ケーブル
（ＧＩＬ）においても油浸紙やＳＦ6ガス等の主要絶縁
部分のみならず、接続部、絶縁支持物当の複合絶縁部分
に欠陥があった場合や内部の金属粉等により部分放電が
生ずることがある。したがって、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。特
に、現地で接続作業をする部分等は、工場での出荷試験
を経ないので、現地で部分放電測定を行うことがその信
頼性確保に重要である。

【０００４】部分放電が発生した場合にその発生位置を
標定する方法として、従来から種々の方法が提案されて
いる。例えば、特願平１−１８４４７４号には、電力ケ
ーブルに沿って複数の電界光センサを配し、上記電界光
センサにより検出された部分放電パルスの到達時間差に
よりその発生位置を標定する方法が示されている。部分
放電発生位置を標定する方法としては、上記のように部
分放電パルスがケーブル内部を伝搬、反射する性質や伝
搬速度よりその発生位置を算定する方法がその代表例で
あった。

【０００５】また、上記方法を更に発展させた方法とし
て、特願平３−２３７５１４号に示されるように、ケー
ブル内部を伝搬してきた部分放電パルスがシース絶縁接
続部でシース側に分波、伝搬する現象を利用した発生位
置標定手法が提案されているが、やはり、事前に各部の
伝搬速度等を把握しておき、伝搬時間差より位置を標定
するものであった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した部
分放電パルスの伝搬や反射より発生位置を算出する方法
では、伝搬速度や反射点等を事前に測定しておく必要が
あり、一般的に工場内で数百ｍ単位で測定した値は測定
誤差が大きく、現地の長尺ケーブルにおいて、この値を
利用し部分放電発生位置を算定すると、標定位置の誤差
が大きくなるという欠点があった。

【０００７】さらに、通常は、接続部に取り付けられた
検出部から集中測定部まで同軸ケーブルや光ファイバ・
ケーブルのような測定線が引き込まれるが、この部分の
伝搬速度も事前に測定しておき補正する必要があった。
この場合でも、伝搬速度や測定線長さの測定誤差や、測
定機器内部の位相遅れ等の影響を受け易く、結局、部分
放電発生位置標定の誤差拡大につながるという問題があ
った。

【０００８】本発明は上記した従来技術の問題点に鑑み
なされたものであって、現地で直接かつ簡単に、伝搬速
度や測定線の伝送遅れや機器の遅れに相当する分を補正
し、正確な部分放電発生位置を標定することができる電
力ケーブルの部分放電発生位置標定方法および装置を提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理図で
ある。同図において、１は電力ケーブル、２は中間接続
部、３は測定箇所、３ａは終端接続部もしくは各中間接
続部において検出された部分放電パルスもしくは模擬パ
ルスを測定する測定部、３ｂは測定箇所に設けられた模
擬パルス発生器、４，５は中間接続部近傍に設けられた
それぞれ第１および第２の模擬パルス発生器、６は測定
信号、模擬パルスを伝送する伝送路である。

【００１０】上記課題を解決するため、本発明の請求項
１の発明は、長尺電力ケーブル１の終端接続部もしくは
各中間接続部２に部分放電検出器を取り付け、終端接続
部、各中間接続部１、もしくは、ケーブル１の少なくと
も２箇所以上の箇所において検出された部分放電パルス
信号の到達時間差により部分放電発生位置を標定する電
力ケーブルの部分放電発生位置標定方法において、予
め、少なくとも２箇所の終端接続部、中間接続部もしく
はケーブルの導体シース間から順次模擬パルスを注入し
て、ケーブルの所定区間における部分放電パルスの伝送
遅れと測定系の時間遅れを測定しておき、実部分放電発
生した際、少なくとも２箇所の被測定箇所から得た実部
分放電パルス信号の時間差と、上記模擬パルス注入時に
得た伝送遅れ及び測定系の時間遅れに基づき、実部分放
電発生位置を標定するようにしたものである。

【００１１】本発明の請求項２の発明は、請求項１の発
明において、終端接続部もしくは中間接続部２に取り付
けられた箔電極より、模擬パルスを注入するようにした
ものである。本発明の請求項３の発明は、請求項１また
は請求項２の発明において、実部分放電パルスおよび模
擬パルスを測定する箇所および、模擬パルスを注入する
箇所が被測定絶縁接続部およびケーブルから離れた場所
としたものである。

【００１２】本発明の請求項４の発明は、請求項１，２
または請求項３の発明において、模擬パルス注入手段を
少なくとも２以上の箇所に設け、各模擬パルス注入手段
からタイマにより所定の時間差をもって終端接続部、中
間接続部もしくはケーブルの導体シース間に模擬パルス
を注入するようにしたものである。本発明の請求項５の
発明は、長尺電力ケーブル１の終端接続部もしくは各中
間接続部２に取り付けられた部分放電検出器と、少なく
とも２以上の箇所に設置された部分放電検出器により検
出された部分放電パルスの到達時間差を求める手段と、
上記到達時間差より部分放電発生位置を標定する手段と
を備えた部分放電発生位置測定システムにおいて、少な
くとも２箇所の終端接続部、中間接続部２もしくはケー
ブルのシース間から順次模擬パルス注入する模擬パルス
発生手段３ｂ，４，５と、少なくとも２以上の箇所に設
置された部分放電検出器により検出される模擬パルスの
測定箇所３における到達時間差からケーブルの所定区間
における部分放電パルスの伝送遅れと測定系の時間遅れ
を測定する手段と、部分放電が発生したときに部分放電
検出器により検出された部分放電パルスの測定箇所３に
おける到達時間差と上記模擬パルスを注入することによ
り得た部分放電パルスの伝送遅れと測定系の時間遅れよ
り、部分放電発生位置を標定する手段とを設けたもので
ある。

【００１３】本発明の請求項６の発明は、請求項５の発
明において、課電位相の内の予め指定された特定位相の
信号のみを通過させるゲート回路と、ゲート回路を通過
した信号を平均化処理する平均化処理回路を設け、上記
ゲート回路を通過した部分放電パルス信号を平均化処理
するようにしたものである。本発明の請求項７の発明
は、請求項５の発明において、入力信号の絶対値を出力
する絶対値回路と絶対値回路の出力を平均化処理する平
均化処理回路を設け、部分放電パルス信号を絶対値回路
により絶対値に変換し、絶対値に変換された部分放電パ
ルス信号を平均化処理するようにしたものである。

【００１４】

【作用】

（１）基礎定数の算出部分放電パルス信号の到達時間差により部分放電発生位
置を標定するため、最初に基礎定数を求める。図２に示
すように、絶縁接続部２のＡジョイント、Ｂジョイント
の距離をＬ、その間のパルス伝搬時間をｔ、Ａジョイン
トからＡジョイントの測定部３ａまでの伝搬時間を
ｔ_A、ＢジョイントからＢジョイントの測定部３ａまで
の伝搬時間をｔ_Bとする。

【００１５】ここで、図２（ａ）に示すように、Ａジョ
イントに模擬パルス発生器４より模擬パルスを注入し、
ＡジョイントとＢジョイントの測定部３ａでそれぞれ観
測されるＶ₁とＶ₂のパルスの到達時間差を測定部３ａ
で求め、これをｔ₁とする。なお、測定部３ａは同一場
所に設けられ、同一のオッシロスコープ上で何方かのパ
ルスによりトリガを掛けることにより、パルスＶ₁とＶ
₂の時間差の測定が可能である。

【００１６】次に図２（ｂ）に示すように、上記と同様
に、Ｂジョイントに模擬パルス発生器５より模擬パルス
を注入し、ＡジョイントとＢジョイントの測定部３ａで
それぞれ観測されるＶ₁とＶ₂のパルスの到達時間差を
測定部３ａで求め、これをｔ ₂とする。ついで、次のよ
うにして、ＡジョイントとＢジョイントとの間のパルス
の伝搬時間ｔと、伝送路６による伝送遅れを含めた測定
系の遅れ時間の差Ｋを求める。Ａジョイントに模擬パルスを注入した時に測定部３
ａで観測される時間差ｔ ₁は次のようになる。

【００１７】ｔ₁＝ｔ＋ｔ_B−ｔ_A （１）Ｂジョイントに模擬パルスを注入した時に測定部３
ａで観測される時間差ｔ ₂は次のようになる。ｔ₂＝ｔ＋ｔ_A−ｔ_B （２）上記（１）と（２）式よりＡジョイントとＢジョイ
ントとの間のパルスの伝搬時間ｔと、測定機器の遅れ時
間の差Ｋを求めると下式のようになる。

【００１８】Ｋ＝ｔ_B−ｔ_A＝１／２（ｔ₁−ｔ₂）（３）ｔ＝１／２（ｔ₁＋ｔ₂）（４）（２）実部分放電測定信号からの部分放電発生位置の標
定図１に示すように、ＡジョイントからＢジョイント側に
Ｌ_x離れた位置Ｐに部分放電発生部位があったとする。
Ｐで発生した部分放電パルスはケーブル１の左右に伝搬
し、ｔ_1x，ｔ_2xの時間でＡジョイント、Ｂジョイントに
達し、更に、ｔ _Aとｔ_Bの時間を経て観測部３ａで観測
される。

【００１９】ここで、観測部３ａのオッシロスコープ
で、ＡジョイントおよびＢジョイントで検出された実部
分放電パルスＶ₁とＶ₂の到達時間差Δｔを観測する
と、この観測値Δｔと（１）で求めたパルスの伝搬時間
ｔと、測定系の遅れ時間の差Ｋから次のようにして、部
分放電発生位置Ｌ_xを算定することができる。 Δｔ＝ｔ_2x＋ｔ_B−（ｔ_1x＋ｔ_A）＝ｔ_2x−ｔ_1x＋Ｋ（５）ここで、Ｆを部分放電発生箇所ＰからＡジョイントとＢ
ジョイントに部分放電パルスが伝搬する時間の差とする
と、Ｆは次のように表される。

【００２０】Ｆ＝ｔ_2x−ｔ_1x＝Δｔ−Ｋ（６）前記したようにｔ_2x＋ｔ_1x＝ｔであるので、｜Ｆ／ｔ｜
≦１のとき（部分放電発生箇所がＡジョイントよりの場
合）、部分放電発生箇所とＡジョイントとの部分放電パ
ルスの伝搬時間ｔ_1xは次の（７）式となる。ｔ_1x＝（ｔ＋Ｋ−Δｔ）／２（７）したがって部分放電発生箇所（Ａジョイントとの距離）
は次の（８）式となる。

【００２１】Ｌ_x＝ｔ_1x×（Ｌ／ｔ）（８）なお、Ｆ／ｔ＝−１のときは区間の境界点を含めた同図
のＢジョイントの右側の区間が部分放電の発生点とな
り、Ｆ／ｔ＝１のときは区間の境界点を含めた同図のＡ
ジョイントの左側の区間が部分放電の発生点となる。ま
た、（８）式における（Ｌ／ｔ）は部分放電パルスの伝
搬速度ｖと等しい。

【００２２】なお、上記説明は、２ジョイントからの部
分放電発生位置の標定であるが、その他の任意の２ジョ
イントを用いて、部分放電の発生位置を標定し、それら
の結果を比較することにより、より信頼性の高い標定を
行うこともできる。また、上記説明は、Ａジョイント、
Ｂジョイントから模擬パルスを注入しているが、図１に
示すように、測定箇所３から模擬パルス発生器３ｂによ
り模擬パルスを注入し、部分放電の発生位置を同様に標
定することもできる。

【００２３】本発明は上記した原理に基づき、部分放電
発生箇所を標定するようにしたものであり、請求項１，
２，５の発明においては、現地で実ケーブルを用いて、
そのまま簡単に、部分放電パルスの伝搬遅れや測定系の
遅れに相当する分を補正することができるので、効率良
く、かつ精度の高い位置標定を行うことが可能となる。

【００２４】請求項３の発明においては、実部分放電パ
ルスおよび模擬パルスを測定する箇所および模擬パルス
を注入する箇所を被測定中間接続部およびケーブルから
離れた場所としたので、実ケーブルの近傍に模擬パルス
発生器を設置する等の作業を行う必要がなく、効率の良
い標定が可能となる。請求項４の発明においては、模擬
パルス注入手段を少なくとも２以上の箇所に設け、各模
擬パルス注入手段からタイマにより所定の時間差をもっ
て終端接続部、中間接続部もしくはケーブルの導体シー
ス間に模擬パルスを注入するようにしたので、人手を要
することなく模擬パルスを注入することができ効率的な
測定を行うことができる。

【００２５】請求項６の発明においては、課電位相の内
の予め指定された特定位相の信号のみを通過させるゲー
ト回路と、ゲート回路を通過した信号を平均化処理する
平均化処理回路を設け、上記ゲート回路を通過した部分
放電パルス信号を平均化処理するようにしたので、確度
の高い部分放電発生位置の標定を行うことができる。請
求項７の発明においては、部分放電パルス信号を絶対値
回路により絶対値に変換し、絶対値に変換された部分放
電パルス信号を平均化処理するようにしたので、請求項
６と同様な効果を得ることができ、また、立ち上がりの
正または負をを区別することがなく単純に平均化処理す
ることができる。

【００２６】

【実施例】

（１）実施例１上記した原理を確認するため、図３に示すシステムによ
り確認試験を行った。同図において、１は２７５ｋＶ、
２５００mm²ＣＶケーブルであり、このケーブルに絶縁
接続部Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を作り、絶縁接続部Ｓ１，Ｓ
２，Ｓ３のシース絶縁部に一対の箔電極１２を取り付け
た。

【００２７】そして、検出時には、箔電極１２に検出イ
ンピーダンス１３を接続し、検出インピーダンス１３に
オッシロスコープ１１を接続してパルスを検出した。ま
た、パルス注入時には、箔電極１２にパルス・ジェネレ
ータ１４を接続しパルスを注入した。なお、箔電極１２
としては２５０mm×２５０mmの銅板を使用した。まず、
絶縁接続部Ｓ１およびＳ３からパルス・ジェネレータ１
４により模擬パルスを注入し、模擬パルスを絶縁接続部
Ｓ１から注入した場合の検出パルスの時間差ｔ₁と模擬
パルスを絶縁接続部Ｓ３から注入した場合の検出パルス
の時間差ｔ₂をオッシロスコープ１１により観測した。

【００２８】次に、絶縁接続部Ｓ１から２５m 離れた絶
縁接続部Ｓ２から模擬パルスを注入して、絶縁接続部Ｓ
１において検出されたパルスのオッシロスコープ１１へ
の到達時間と絶縁接続部Ｓ３において検出されたパルス
のオッシロスコープ１１への到達時間との差Δｔを観測
した。図４（ａ）は上記結果を示した表であり、また、
同図（ｂ）は観測された波形を示している。

【００２９】同図（ａ）に示すように、７回試験を行っ
て、測定値ｔ₁,ｔ₂,ΔｔからＫ, Ｔ，ｖを求め、パルス
注入位置の標定を行った結果、絶縁接続部Ｓ１から２５
m 離れたパルス注入位置に対して、約±１ｍの範囲で標
定することができた。これは、絶縁接続部Ｓ１とＳ２の
距離約１００m に対して、誤差が約２パーセントであ
る。（２）実施例２図５は本発明を実線路に適用した第１の実施例を示す図
であり、同図において、１は２７５ｋＶのＣＶケーブ
ル、２１は普通接続部、２２は絶縁接続部であり、絶縁
接続部ＪＢ２，ＪＢ３，ＪＢ５，ＪＢ６のシース絶縁部
をはさんだ両側に２５０mm×２５０mmの箔電極２３が取
り付けられており、箔電極２３に検出インピーダンス２
４が接続されている。

【００３０】２５は増幅器、２６は電気信号を光信号に
変換する電気光変換器であり、絶縁接続部ＪＢ２，ＪＢ
３，ＪＢ５，ＪＢ６で検出された信号は増幅器２５で増
幅されて電気光変換器２６により光信号に変換され、光
ファイバ２７（数百ｍ〜１０ｋｍ）を介して測定室３０
に伝送される。測定室３０において、３１は光ファイバ
２７により伝送された光信号を電気信号に変換する光電
気変換器、３２は切替スイッチであり、切替スイッチ３
２により、光電気変換器３１の出力の内、任意の２出力
を選択することができる。３３は切替スイッチ３２の出
力を増幅する増幅器、３４は部分放電測定部、３６はオ
ッシロスコープ、３７はインタフェース、３５，３８は
部分放電発生位置の標定等の処理を行う処理装置であ
る。

【００３１】同図において、予め、絶縁接続部ＪＢ２，
ＪＢ３，ＪＢ５，ＪＢ６の内の少なくとも２箇所の絶縁
接続部近傍にパルス発生器を設置し、パルス発生器より
箔電極２３を介して模擬パルスを注入し、オッシロスコ
ープ３６により前記した検出パルスの時間差ｔ₁，ｔ₂
を求め、求めた検出パルスの時間差ｔ₁，ｔ₂をインタ
フェース３７を介して処理装置３８に与える。そして、
処理装置３８により、絶縁接続部間のパルスの伝搬時間
ｔと、測定機器の遅れ時間の差Ｋを求めて記憶してお
く。

【００３２】部分放電が発生すると、部分放電パルスが
絶縁接続部の箔電極２３、検出インピーダンス２４によ
り検出され、光ファイバ２７を介して測定室３０に伝送
される。測定室３０に伝送された部分放電パルスは切替
スイッチ３２、増幅器３３を介して、部分放電測定部３
４およびオッシロスコープ３６に送られる。部分放電測
定器３４により部分放電の発生が検出されると、オッシ
ロスコープ３６により、２箇所の絶縁接続部において検
出された実部分放電パルスの到達時間差Δｔが求められ
る。

【００３３】求めた到達時間差Δｔは、インタフェース
３７を介して処理装置３８に与えられ、上記した絶縁接
続部間のパルスの伝搬時間ｔ、測定機器の遅れ時間の差
Ｋ、および、測定したΔｔより部分放電発生箇所が標定
される。なお、予め、絶縁接続部ＪＢ２，ＪＢ３，ＪＢ
５，ＪＢ６の２以上の箇所から模擬パルスを注入してそ
れぞれにおける絶縁接続部間のパルスの伝搬時間ｔと、
測定機器の遅れ時間の差Ｋを求めて処理装置３８記憶し
ておき、部分放電発生時、処理装置３８が上記ｔとＫお
よび、それぞれの２箇所において検出されたΔｔの値よ
り部分放電発生箇所を標定して、それらを比較すること
により、より精度の高い標定を行うことができる。

【００３４】また、図５に示すように、予め例えばケー
ブル終端部の２箇所に第１、第２の模擬パルス注入手段
２８、２８’を設け、該模擬パルス注入手段２８，２
８’に受信器２９，２９’を取り付けておくとともに、
測定室３０に送信器３９を設け、該送信器３９から所定
時間差で模擬パルス注入信号を出力することにより、模
擬パルスを所定時間差で自動的に注入することもでき
る。

【００３５】すなわち、模擬パルスを注入する際、測定
室３０に設置された処理装置３８から、まず、第１の模
擬パルス注入信号を出力し、送信器３９から無線で受信
器２９に伝送し、第１の模擬パルス注入手段２８から模
擬パルスを注入する。ついで、タイマによりカウントさ
れる所定時間後、処理装置３８から第２の模擬パルス注
入信号を出力し、上記と同様に、送信器３９から無線で
受信器２９’に伝送し、第２の模擬パルス注入手段２
８’から模擬パルスを注入する。

【００３６】上記のように構成することにより、人手を
要することなく、模擬パルスを注入することができる。
また、模擬パルス注入手段２８、２８’を終端接続部に
設ければ、ケーブルを布設したトンネル内に作業者が入
ることなく模擬パルスを注入することができ、作業効率
を向上させることができる。さらに、模擬パルス注入指
令を無線で送ることが可能となる。

【００３７】なお、模擬パルス注入信号を第１、第２の
模擬パルス注入手段２８、２８’に伝送する手段として
は、上記のように無線を用いる以外に、例えば、電話回
線を利用したり、あるいは専用回線を用いることもでき
る。また、模擬パルス注入手段２８，２８’の設置箇所
は図５に示したような終端接続部に限定されるものでは
なく、絶縁接続部もしくはケーブルの任意の箇所に設け
ることができ、模擬パルス注入手段を２箇所以上設けて
もよい。

【００３８】さらに、上記説明においては、第１、第２
の模擬パルス注入信号を処理装置３８から出力するよう
にしているが、タイマー等から構成される模擬パルス注
入信号出力装置を別途設けて第１、第２の模擬パルス注
入信号を送信するようにしてもよい。ところで、上記の
ように２箇所以上の部分放電パルス信号の到達時間差に
より部分放電位置を標定する際、パルスの立ち上がりで
到達時間差を求める場合には、測定信号にノイズ成分が
あると、正確にパルス立ち上がり時間を求めることがで
きず、位置標定結果に含まれる誤差が大きくなる。

【００３９】図６は上記した問題に対処するための実施
例を示す図であり、本実施例は、課電位相のある特定位
相に発生する部分放電パルスを平均化処理することによ
り確度の高い位置標定を行えるようにしたものである。
すなわち、部分放電の原波形は減衰振動波形であり、パ
ルスの立ち上がりが正極性と負極性のものが存在する。
したがって、波形の立ち上がりを精度よく測定しようと
する場合、単純に原波形を平均化処理すると、得られる
波形は立ち上がり点が乱れ希望にそぐわないものとな
る。

【００４０】そこで、ゲート回路を用いてパルス立ち上
がりが正極性の信号と負極性の信号に弁別し、どちらか
一方の信号のみを平均化処理することにより精度良くパ
ルスの立ち上がり部を測定しようとするものである。図
６において、５０は課電位相のある特定位相に発生する
部分放電パルスを通過させる位相ゲート、５１は平均化
処理回路、３５はオッシロスコープである。

【００４１】同図において、時間差をもって検出された
２つの部分放電信号は位相ゲート５０に入力される。位
相ゲート５０には、予めゲートが動作する位相領域が設
定されており、パルスの立ち上がりが正極性のパルス、
またはパルスの立ち上がりが負極性のパルスのみ弁別し
出力する。平均化処理回路５１は上記のようにして立ち
上がり極性が弁別された信号を指定の回数分、平均化す
る。平均化した信号がオッシロスコープ３５に入力さ
れ、２つの部分放電パルスの到達時間差が求められる。
なお、オッシロスコープ３５に平均化処理機能が付いて
いる場合には、立ち上がりを弁別した信号を直接オッシ
ロスコープに入力してもよい。

【００４２】平均化された部分放電信号はランダムに発
生しているノイズの成分が減少するため、パルスの立ち
上がり部分がシャープとなり、より正確に測定すること
が可能となる。このため、２つの部分放電パルスの到達
時間差に含まれる読取誤差を軽減することができ確度の
高い位置標定を行うことができる。なお、上記実施例に
おいては、ゲート回路を用いて特定位相の部分放電パル
ス信号を通過させるようにしているが、上記ゲート回路
に換え、絶対値回路を設け、部分放電パルス信号を絶対
値回路により絶対値に変換し、変換された部分放電パル
ス信号を平均化処理しても同様な効果を得ることができ
る。また、絶対値回路を用いた場合には、立ち上がりが
正または負という区別をする事なく単純に平均化処理す
ることができる。

【００４３】図７は平均値回路を設けない場合と、設け
た場合のそれぞれの位置標定結果を示す図である。同図
は平均化処理しない場合および平均化処理した場合にお
ける部分放電パルスの到達時間差Δｔと位置標定結果
（スリットＳ１から部分放電発生位置までの距離）を示
しており、以下の条件で測定を行った結果を示してい
る。

【００４４】すなわち、２２ｋＶのＣＶケーブルに３箇
所のスリットＳ１，Ｓ２，Ｓ３を設け、スリットＳ１−
Ｓ２間、Ｓ１−Ｓ３間の長さをそれぞれ５０ｍおよび１
００ｍとした。スリットＳ１とＳ２にはシース絶縁部を
挟むようにして一対の箔電極を取り付け、箔電極から２
０ｃｍの被覆線を介して検出インピーダンスに接続し、
検出インピーダンスから位相ゲート４３までの測定線に
等しい長さの同軸ケーブルを使用した。

【００４５】また、スリットＳ２にはケーブル外導上に
針刺し欠陥部を作り、部分放電が発生するようにした。
位相ゲートは設定位相は−４５°〜９０°に設定し、立
ち上がり正極生の部分放電のみを選択した。そして、上
記２２ｋＶケーブルに４２ｋＶを課電し、部分放電を発
生させて位置標定を行い図７に示す結果が得られた。

【００４６】図７から明らかなように、平均化処理しな
い場合の位置標定結果の平均値は５４．２ｍであるのに
対し、平均化処理した場合の位置標定結果の平均値は５
０．９ｍであり、平均化処理した場合の方がスリットＳ
１からスリットＳ２までの距離５０ｍに近い結果が得ら
れた。（３）実施例３図８は本発明を実線路に適用した第２の実施例を示す図
であり、図５に示した実施例においては、模擬パルスの
注入を絶縁接続部の近傍で行ったが、本実施例において
は、測定室３０にパルス発生器を設け、模擬パルスを光
ファイバ２７’を介して絶縁接続部に送るようにしたも
のである。

【００４７】同図において、図５に示したものと同一の
ものには同一の符号が付されており、同図においては、
図５の実施例に、模擬パルスを絶縁接続部に送るための
操作を行う操作部４１，模擬パルスを発生するパルス発
生器４２、パルス発生器４２の出力を増幅する増幅器４
３、増幅器４３の出力を選択的に出力する切替スイッチ
４４を設けたものである。また、光ファイバ２７’を２
芯として信号を双方向に伝送できるようにするととも
に、図５における、増幅器２５、電気光変換器２６、光
電気変換器３１をそれぞれ、双方向に信号を伝送できる
ようにするため、双方向増幅器２５’、電気光変換器／
光電気変換器２６’、電気光変換器／光電気変換器３
１’に換え、さらに、検出インピーダンス２４に直列に
スイッチを設け、模擬パルスの注入時には、上記スイッ
チを開き、かつ、模擬パルスは箔電極２３間に印加さ
れ、ケーブルに注入されるように構成したものである。

【００４８】同図において、模擬パルスを注入するに
は、模擬パルスを注入する絶縁接続部を選択して、切替
スイッチ４４により、増幅器４３の出力を該当する電気
光変換器／光電気変換器３１’に接続する。この際、模
擬パルスを注入するラインの切替スイッチ３２は開いて
おく。ついで、操作部４１を操作して、パルス発生器４
２から模擬パルスを発生させ、増幅器４３→切替スイッ
チ４４→電気光変換器／光電気変換器３１’→光ファイ
バ２７’→電気光変換器／光電気変換器２６’→増幅器
２５’を介して絶縁接続部の箔電極２３に印加する。ま
たその際、切替えスイッチ４４から制御信号を絶縁接続
部に送り、検出インピーダンス２３’に設けたスイッチ
を開く。

【００４９】これによりケーブル１内に模擬パルスが注
入され、注入された模擬パルスは他の絶縁接続部で検出
され、上記したのと逆なルートで測定室３０に送られ、
オッシロスコープ３６により前記した時間ｔ₁，ｔ₂が
求められる。処理装置３７は求めた時間ｔ₁，ｔ₂よ
り、第１の実施例と同様、絶縁接続部間のパルスの伝搬
時間ｔと、測定機器の遅れ時間の差Ｋを求めて記憶す
る。

【００５０】ついで、部分放電が発生すると、図５に示
した実施例と同様、部分放電パルスが測定室３０に伝送
されオッシロスコープ３６により、部分放電パルスの到
達時間差Δｔが求められる。求めた到達時間差Δｔは、
インタフェース３７を介して処理装置３８に与えられ、
上記した絶縁接続部間のパルスの伝搬時間ｔ、測定機器
の遅れ時間の差Ｋ、および、測定したΔｔより部分放電
発生箇所が標定される。

【００５１】例えば、図１の原理図において、Ｃジョイ
ントとＡジョイントとの間の伝送遅れをｔ_AC、Ｂジョイ
ントとＤジョイントとの間の伝送遅れをｔ_BD、Ｃジョイ
ントと測定箇所との間の測定系の遅れをｔ_c、Ｄジョイ
ントと測定箇所との間の測定系の遅れをｔ_Dとすると、
測定部Ｖ３からＣジョイントに模擬パルスを注入し、Ｂ
ジョイントおよびＡジョイントで模擬パルスを検出した
場合、測定箇所における模擬パルスの到達時間差ｔ₁は
次の（９）式で表される。

【００５２】ｔ₁＝ｔ_C＋ｔ_AC＋ｔ＋ｔ_B−ｔ_C−ｔ_AC−ｔ_A ＝ｔ＋ｔ_B−ｔ_A （９）また、測定部Ｖ４からＤジョイントに模擬パルスを注入
し、ＢジョイントおよびＡジョイントで模擬パルスを検
出した場合、測定箇所における模擬パルスの到達時間差
ｔ₂は次の（１０）式で表される。

【００５３】ｔ₂＝ｔ_D＋ｔ_BD＋ｔ＋ｔ_A−ｔ_D−ｔ_BD−ｔ_B ＝ｔ＋ｔ_A−ｔ_B （１０）上記（９）（１０）式は、前記した（１）（２）式と同
じであるので、前記したのと同様、絶縁接続部間のパル
スの伝搬時間ｔと、測定機器の遅れ時間の差Ｋを求める
ことができ、部分放電が発生した場合、Ａジョイントと
Ｂジョイントにおいて検出された部分放電パルスにより
部分放電の発生箇所の標定を行うことができる。

【００５４】上記のように、模擬パルスを注入する接続
部と、部分放電を測定する接続部を異ならせておけば、
模擬パルスを注入する側の絶縁接続部間の伝送遅れ、測
定系の遅れをキャンセルすることができ、直接、絶縁接
続部から模擬パルスを注入したのと同等な効果を得るこ
とができる。なお、上記実施例において、処理装置３８
が各測定点に自動的に模擬パルスを注入して上記ｔとＫ
を計算し、部分放電発生時、求めた時間Δｔと上記ｔと
Ｋにより部分放電発生箇所を自動的に標定するように構
成することも可能である。

【００５５】また、上記実施例においては、絶縁接続部
に箔電極を設けて、部分放電パルスの検出、模擬パルス
の注入を行っているが、ケーブル１にスリットを切っ
て、シース絶縁部を作り、そこに箔電極２３を取り付け
て、部分放電パルスを検出したり模擬パルスを注入する
ことにより、更に高い精度で部分放電発生位置を標定を
行うことができる。この場合には、外部半導電層はその
ままで、金属部分だけにスリットを入れる事でも測定可
能である。

【００５６】さらに、本実施例においても、図６に示し
たゲート回路（もしくは絶対値回路）と平均化処理回路
を設け、測定確度を向上させることができる。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、予め、被測定対象となる少なくとも２箇所の終端接
続部、中間接続部もしくはケーブルのシース間から順次
模擬パルスを注入して、ケーブルの所定区間における部
分放電パルスの伝送遅れと測定系の時間遅れを測定して
おき、実部分放電発生した際、少なくとも２箇所の被測
定箇所から得た実部分放電パルス信号の時間差と、上記
模擬パルスを注入時に得た伝送遅れ及び測定機器の時間
遅れに基づき、実部分放電発生位置を標定するようにし
たので、次の効果を得ることができる。現地で実ケーブルを用いて、そのまま時間補正を行
うことができるので、効率良く、かつ、精度の高い部分
放電発生箇所の標定を行うことができる。測定線、測定機器の時間遅れを同時に補正できるた
め、精度の高い部分放電発生箇所の標定を行うことがで
きる。測定室から模擬パルスを注入できるようにすること
により、ケーブル布設現場まで行って模擬パルスを注入
する必要がなく、効率的な作業を行うことができる。模擬パルス注入手段を少なくとも２以上の箇所に設
け、各模擬パルス注入手段からタイマにより所定の時間
差をもって終端接続部、中間接続部もしくはケーブルの
導体シース間に模擬パルスを注入することにより、人手
を要することなく模擬パルスを注入することができ効率
的な測定を行うことができる。課電位相の内の予め指定された特定位相の信号のみ
を通過させるゲート回路もしくは絶対値回路と、ゲート
回路を通過した信号を平均化処理する平均化処理回路を
設け、上記ゲート回路もしくは絶対値回路を通過した部
分放電パルス信号を平均化処理することにより、確度の
高い部分放電発生位置の標定を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図である。

【図２】本発明の原理を説明する図である。

【図３】本発明の原理を確認する確認試験の実施例を示
す図である。

【図４】確認試験における結果を示す図である。

【図５】本発明を実線路に適用した第１の実施例を示す
図である。

【図６】図５の実施例において位置標定確度を向上させ
る実施例を示す図である。

【図７】図６の実施例の測定結果を示す図である。

【図８】本発明を実線路に適用した第２の実施例を示す
図である。

【符号の説明】

１電力ケーブル２，２２絶縁接続部３測定箇所３ａ測定部３ｂ，４，５模擬パルス発生器６伝送路１２，２３箔電極１３，２４，２３’ 検出インピーダンス１１，３６オッシロスコープ２１普通接続部２５，３３，４３増幅器２５’ 双方向増幅器２６電気光変換器２６’ 電気光変換器／光電気変換
器２７，２７’ 光ファイバ２８、２８’ 模擬パルス注入手段２９，２９’ 受信器３０測定室３１光電気変換器３１’ 電気光変換器／光電気変換
器３２，４４切替スイッチ３４部分放電測定部３７インタフェース３５，３８処理装置３９送信器４１操作部４２パルス発生器５０位相ゲート５１平均化処理回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松井俊道愛知県名古屋市熱田区横田２丁目３番24号中部電力株式会社中央送変電建設所内 (72)発明者松木正基東京都千代田区丸の内２丁目６番１号古河電気工業株式会社内 (72)発明者佐藤敏幸東京都千代田区丸の内２丁目６番１号古河電気工業株式会社内 (72)発明者安井英俊東京都千代田区丸の内２丁目６番１号古河電気工業株式会社内 (72)発明者丸山義雄東京都千代田区丸の内２丁目６番１号古河電気工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】長尺電力ケーブルの終端接続部もしくは
各中間接続部に部分放電検出器を取り付け、終端接続
部、各中間接続部、もしくは、ケーブルの少なくとも２
箇所以上の箇所において検出された部分放電パルス信号
の到達時間差により部分放電発生位置を標定する電力ケ
ーブルの部分放電発生位置標定方法において、予め、少なくとも２箇所の終端接続部、中間接続部もし
くはケーブルの導体シース間から順次模擬パルスを注入
して、ケーブルの所定区間における部分放電パルスの伝
送遅れと測定系の時間遅れを測定しておき、実部分放電発生した際、少なくとも２箇所の被測定箇所
から得た実部分放電パルス信号の時間差と、上記模擬パ
ルス注入時に得た伝送遅れ及び測定系の時間遅れに基づ
き、実部分放電発生位置を標定することを特徴とする電
力ケーブルの部分放電発生位置標定方法。
【請求項２】終端接続部もしくは中間接続部に取り付
けられた箔電極より、模擬パルスを注入することを特徴
とする請求項１の電力ケーブルの部分放電発生位置標定
方法。
【請求項３】実部分放電パルスおよび模擬パルスを測
定する箇所および、模擬パルスを注入する箇所が被測定
中間接続部およびケーブルから離れた場所としたことを
特徴とする請求項１または請求項２の電力ケーブルの部
分放電発生位置標定方法。
【請求項４】模擬パルス注入手段を少なくとも２以上
の箇所に設け、各模擬パルス注入手段からタイマにより所定の時間差を
もって終端接続部、中間接続部もしくはケーブルの導体
シース間に模擬パルスを注入することを特徴とする請求
項１，２または請求項３の電力ケーブルの部分放電発生
位置標定方法。
【請求項５】長尺電力ケーブルの終端接続部もしくは
各中間接続部に取り付けられた部分放電検出器と、少な
くとも２以上の箇所に設置された部分放電検出器により
検出された部分放電パルスの到達時間差を求める手段
と、上記到達時間差より部分放電発生位置を標定する手
段とを備えた部分放電発生位置測定装置において、少なくとも２箇所の終端接続部、中間接続部もしくはケ
ーブルのシース間から順次模擬パルス注入する模擬パル
ス発生手段と、少なくとも２以上の箇所に設置された部分放電検出器に
より検出される模擬パルスの測定箇所における到達時間
差からケーブルの所定区間における部分放電パルスの伝
送遅れと測定系の時間遅れを測定する手段と、部分放電が発生したときに部分放電検出器により検出さ
れた部分放電パルスの測定箇所における到達時間差と上
記模擬パルスを注入することにより得た部分放電パルス
の伝送遅れと測定系の時間遅れより、部分放電発生位置
を標定する手段とを備えたことを特徴とする部分放電発
生位置測定装置。
【請求項６】課電位相の内の予め指定された特定位相
の信号のみを通過させるゲート回路と、ゲート回路を通
過した信号を平均化処理する平均化処理回路を設け、上記ゲート回路を通過した部分放電パルス信号を平均化
処理することを特徴とする請求項５の部分放電発生位置
測定装置。
【請求項７】入力信号の絶対値を出力する絶対値回路
と絶対値回路の出力を平均化処理する平均化処理回路を
設け、部分放電パルス信号を絶対値回路により絶対値に変換
し、絶対値に変換された部分放電パルス信号を平均化処
理することを特徴とする請求項５の部分放電発生位置測
定装置。