JPH08262097A - 部分放電測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】周波数特性を向上させて測定感度を向上させ、
正確に部分放電を測定することができる部分放電測定方
法を提供する。 【構成】この部分放電測定方法は、電力ケーブル１の絶
縁接続部２における絶縁筒２ｂの両側の防蝕層４上に校
正用の箔電極８，８´を設け、その箔電極８，８´の上
に誘電体２０，２０´を介し補助電極２２，２２´を設
けて箔電極８，８´と補助電極２２，２２´間にコンデ
ンサを形成し、この補助電極２２，２２´に校正用の矩
形波発振器１３を接続し、矩形波信号を補助電極２２，
２２´を介して絶縁接続部２に注入するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電力ケーブル（接続部
を含む）の絶縁性能および劣化状態を評価するため、電
力ケーブルに発生する部分放電を測定する電力ケーブル
の部分放電測定方法に関し、特に本発明は、ケーブル布
設後の高電圧印加による現地竣工試験時、あるいは、活
線状態での絶縁劣化監視システムに適用するのに好適な
電力ケーブルの部分放電測定方法に関するものである。

【０００２】

【従来技術】電力ケーブルの絶縁体中に、ボイド、傷や
電界集中部など、絶縁弱点部が存在する場合には、該ケ
ーブルの運転状態で、該ボイド内部等で部分放電が発生
し、該ケーブル機器の絶縁劣化等を引き起こし、最終的
には絶縁破壊を引き起す等の問題が発生することがあ
る。

【０００３】このような絶縁破壊事故を防止するため
に、該ケーブルの絶縁劣化を予見し、かつケーブルを合
理的、経済的に製造するためには、絶縁弱点部の存在を
能率良く検知することが必要となる。そこで、前記絶縁
弱点部等を検知するために、部分放電測定が行われてい
る。

【０００４】図６は、電力ケーブルに発生する部分放電
の従来の測定方法の一例を示すものである。同図は２７
５ｋＶＣＶケーブルの絶縁接続部を示す図であり、１は
電力ケーブル、２は絶縁接続部、２ａ，２ａ´は保護金
属管、２ｂは絶縁筒、３，３´は絶縁筒２ｂを挟んで両
側に取付けられた部分放電パルスを検出する検出用箔電
極である。検出用箔電極３，３´は保護用金属管２ａの
防蝕層４表面に取付けられており、部分放電発生時、シ
ースを伝播する部分放電パルスを検出する。５，５´は
測定用のリード線、６は検出器、７は部分放電測定器で
あり、測定用のリード線５，５´は、その一端が検出用
箔電極３，３´に接続され、他端が検出器６に接続され
ている。

【０００５】８，８´は絶縁筒２ｂを挟んだ両側に取付
けられた校正パルス注入用の箔電極であり、検出用箔電
極３，３´と同様、保護用金属管２ａ，２ａ´の防蝕層
表面に取付けられている。９，９´は校正パルス注入用
のリード線、１０は校正パルス発生器であり、校正パル
ス注入用のリード線９，９´はその一端が校正パルス注
入用の箔電極８，８´に接続され、他端が校正パルス発
生器１０に接続されている。

【０００６】同図において、電力ケーブル１に部分放電
が発生すると、シースを伝播する部分放電パルスの高周
波成分は、絶縁接続部２と検出用箔電極３，３´との間
で形成される静電容量を介して検出され、測定用のリー
ド線５，５´を介して検出器６に送られ部分放電パルス
が検出される。

【０００７】検出器６により検出された部分放電パルス
は部分放電測定器７に送られて周波数分析等の解析が行
われ、部分放電パルスとノイズの識別、部分放電電荷量
の測定等が行われる。

【０００８】また、電力ケーブル１に発生する部分放電
電荷量を校正するには、校正パルス発生器１０が発生す
る校正パルスを、校正パルス注入用のリード線９，９´
を介して校正パルス注入用箔電極８，８´から注入し、
その時の電荷量を検出用箔電極３，３´と検出器６によ
り検出して、部分放電電荷量を校正する。

【０００９】図７は、通常行われている部分放電の校正
原理を示すものである。前記校正パルス発生器１０は、
矩形波発振器１３に容量の小さいコンデンサ１４が内蔵
されてなるもので、この校正パルス発生器１０と供試体
１５のキャパシタンスがリード線により接続されてい
る。この際に、（コンデンサ１４の容量Ｃ₀ ）≪（供試
体１５のキャパシタンスの容量Ｃ_S ）が成り立つと、矩
形波発振器１３から発振される矩形波信号がコンデンサ
１４を通ることにより校正パルスとなり、この校正パル
スがリード線を介して供試体１５に注入され、部分放電
の校正が行われる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな部分放電測定方法では、校正パルス注入用箔電極
８，８´と校正パルス発生器１０の間を校正パルス注入
用のリード線９，９´で接続し、校正パルスを校正パル
ス発生器１０から校正パルス注入用のリード線９，９´
を通して絶縁接続部２に注入するので、前記リード線
９，９´が有するインダクタンス成分により校正パルス
が共振現象を起こし、高周波における信号が減衰して周
波数特性が低下して、測定感度が低下するという問題が
あった。

【００１１】このため、絶縁接続部２の近傍（数１０ｃ
ｍオーダー）に校正パルス発生器１０を設置し、リード
線の長さを極力短くして、リード線が有するインダクタ
ンス成分による影響を最低限に抑えるという方法があ
る。しかしながら、図８に示すような複数の電力ケーブ
ル線路１６の部分放電を測定する場合には、各絶縁接続
部２に校正パルス発生器１０を接続するか、もしくは各
絶縁接続部２に校正パルス発生器１０を接続し直さなけ
ればならず、設備の大型化または効率が悪いという問題
があった。

【００１２】

【発明の目的】本発明は、上記の課題を解決し、周波数
特性を向上させて測定感度を向上させ、正確に部分放電
を測定をすることができる部分放電測定方法を提供する
ことにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の請求項１の発明は、電力ケーブルの絶縁接
続部における絶縁筒の両側の防蝕層上に校正用の箔電極
を設け、前記箔電極の少なくとも一方には誘電体を介し
補助電極を設けて箔電極と補助電極間にコンデンサを形
成し、この補助電極に校正用の矩形波発振器を接続し、
矩形波信号を補助電極を介して絶縁接続部に注入するも
のである。

【００１４】本発明の請求項２の発明は、電力ケーブル
の絶縁接続部における絶縁筒の両側の保護金属管上に誘
電体を設け、前記誘電体の少なくとも一方には補助電極
を設けて補助電極と保護金属管間にコンデンサを形成
し、この補助電極に校正用の矩形波発振器を接続し、矩
形波信号を補助電極を介して絶縁接続部に注入するもの
である。

【００１５】本発明の請求項３の発明は、電力ケーブル
の絶縁接続部における絶縁筒の両側における防蝕層を取
り除いて露出させた遮蔽層又は金属シースの上に誘電体
を設け、前記誘電体の少なくとも一方には補助電極を設
けて補助電極と金属シース間又は遮蔽層間にコンデンサ
を形成し、この補助電極に校正用の矩形波発振器を接続
し、矩形波信号を補助電極を介して絶縁接続部に注入す
るものである。

【００１６】

【作用】上記のように、本発明の部分放電測定方法は、
電力ケーブルの絶縁接続部における絶縁筒の両側の防蝕
層上に校正用の箔電極を設け、前記箔電極の少なくとも
一方には誘電体、補助電極を順に積層して箔電極と補助
電極間にコンデンサを形成するか、または電力ケーブル
の絶縁接続部における絶縁筒の両側の保護金属管上に誘
電体を設け、前記誘電体の少なくとも一方には補助電極
を設けて、補助電極と保護金属管間にコンデンサを形成
するか、または電力ケーブルの絶縁接続部における絶縁
筒の両側の防蝕層を取り除いて露出させた金属シース又
は遮蔽層の上に誘電体を設け、前記誘電体の少なくとも
一方には補助電極を設けて、補助電極と金属シース間又
は遮蔽層間にコンデンサを形成し、前記補助電極に校正
用の矩形波発振器を接続して補助電極を介して矩形波信
号を絶縁接続部に注入するので、校正パルスは、絶縁接
続部上で発生されそのまま絶縁接続部に注入される。こ
のため、校正パルスは、リード線を通過することなく、
従来、リード線の有するインダクタンス成分が要因とな
って生じていた共振現象が発生しないので、校正電荷量
に誤差が含まれるのを防止することができる。すなわ
ち、高周波における信号の減衰量を低減化することがで
きるので、周波数特性を向上させることができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１により説明す
る。図１は、電力ケーブル（接続部を含む）に発生する
部分放電の測定方法の一例を示すものである。なお、図
６に示したものと同一のものには同一の符号が付されて
いる。同図は２７５ｋＶＣＶケーブルの絶縁接続部を示
す図であり、同図において、１は電力ケーブル、２は保
護金属管２ａ，２ａ´と絶縁筒２ｂとからなる絶縁接続
部、３，３´は絶縁筒２ｂを挟んで両側に取付けられた
部分放電パルスを検出する検出用箔電極である。検出用
箔電極３，３´は保護用金属管２ａ，２ａ´の防蝕層４
表面に取付けられており、部分放電発生時、シースを伝
播する部分放電パルスを検出する。５，５´部は測定用
のリード線、６は部分放電を検出する検出器、７は検出
された部分放電を測定する部分放電測定器であり、測定
用のリード線５，５´は、その一端が検出用箔電極３，
３´に接続され、他端が検出器６に接続されている。

【００１８】８，８´は絶縁筒２ｂを挟んで両側に取付
けられた校正用の箔電極であり、検出用箔電極３，３´
と同様、保護用金属管２ａ，２ａ´の防蝕層表面に取付
けられている。校正用の箔電極８，８´上には誘電体２
０，２０´を介し補助電極２２，２２´が設けられ、補
助電極２２，２２´の上からポリ塩化ビニルテープ等で
巻付け固定し、箔電極８，８´と補助電極２２，２２´
間にコンデンサが形成される構造になっている。なお、
図示しないが、どちらか一方の箔電極８には、誘電体２
０、補助電極２２を積層せず、箔電極８のみを保護用金
属管２ａの防蝕層表面に設けたものでもよい。

【００１９】９，９´は矩形波信号注入用のリード線、
１３は矩形波発振器であり、矩形波信号注入用のリード
線９，９´はその一端が補助電極２２，２２´に接続さ
れ、他端が矩形波発振器１３に接続されている。

【００２０】図２は本発明の他実施例を示すものであ
る。すなわち、絶縁接続部２における絶縁筒２ｂの両側
の保護金属管２ａ，２ａ´上に誘電体２０，２０´を設
け、誘電体２０，２０´の上に補助電極２２，２２´を
設けて補助電極２２，２２´と保護金属管２ａ，２ａ´
間にコンデンサを形成し、この補助電極２２，２２´に
校正用の矩形波発振器１３を接続し、矩形波信号を補助
電極２２，２２´を介して絶縁接続部２に注入するもの
である。

【００２１】図３は本発明のさらに他実施例を示すもの
である。すなわち、絶縁接続部２の絶縁筒２ｂの両側に
おける防蝕層４および保護金属管２ａ，２ａ´の一部を
取り除いて露出させた遮蔽層２４，２４´の上に誘電体
２０，２０´を設け、誘電体２０，２０´の上に補助電
極２２，２２´を設けて補助電極２２，２２´と遮蔽層
２４，２４´間にコンデンサを形成し、この補助電極２
２，２２´に校正用の矩形波発振器１３を接続し、矩形
波信号を補助電極２２，２２´を介して絶縁接続部２に
注入するものである。なお、図示はしないが、電力ケー
ブル１の防蝕層４を取り除いて露出させた金属シース２
６，２６´上に誘電体２０，２０´、補助電極２２，２
２´を設けてもよい。この場合は、補助電極２２，２２
´と金属シース２６，２６´間にコンデンサが形成され
ることになる。

【００２２】なお、図２および図３では、保護金属管２
ａ，２ａ´、遮蔽層２４，２４´および金属シース２
６，２６´が導電性を有するものであるため、箔電極
８，８´（図１参照）を設ける必要がない。

【００２３】次に、本発明と従来の比較例を図４（ａ）
（ｂ）により説明する。図４（ａ）（ｂ）は、従来例
（ａ）と本発明例（ｂ）の比較例であり、周波数特性の
実測値を示すものである。すなわち、図４（ａ）は、図
６（従来例の図）に示すように、校正パルスを校正パル
ス発生器１０で発生させリード線９，９´を介して絶縁
接続部２に注入した場合の実測値であり、図４（ｂ）
は、図１に示すように、校正用の箔電極８，８´の上に
誘電体２０，２０´と補助電極２２，２２´を積層し、
矩形波信号を矩形波発振器１３からリード線９，９´で
補助電極２２，２２´に注入し、誘電体２０，２０´、
箔電極８，８´を通過させることにより校正パルスを発
生させて絶縁接続部２に注入した場合の実測値である。
図４（ａ）（ｂ）において、横軸は周波数（ＭＨｚ）、
縦軸は信号強度（ｄＢｍ）である。

【００２４】上記周波数特性は、検出器の出力を増幅器
により増幅してスペクトルアナライザに入力して測定し
たものである。その際、図４（ａ）の方は、校正パルス
発生器より３０ｐＣの電荷量を注入したときを信号、注
入していない時をノイズとし、図４（ｂ）の方は、矩形
波発振器より矩形波電圧を印加したときを信号、注入し
ていない時をノイズとした。なお、箔電極は、３００ｍ
ｍ×３００ｍｍの大きさの電極を使用し、リード線は８
００ｍｍのものを使用する。

【００２５】同図から明らかなように、従来例である図
４（ａ）の場合には、周波数が約３０ＭＨｚから信号レ
ベルが低下し、（信号）／（ノイズ）比が小さくなるの
に対し、本発明例である図４（ｂ）の場合には、周波数
が約８０ＭＨｚ程度になるまで信号レベルが低下しな
い。すなわち、本発明例のものは、従来例に比べ良好な
特性を得ることができる。

【００２６】次に、図５により、本発明の部分放電測定
方法を利用した電力ケーブルの絶縁劣化監視システムを
説明する。同図において、３０は電力ケーブル、３２，
３４，３５はそれぞれ電力ケーブル３０に設けられた中
間接続部（ＮＪ部）、絶縁接続部（ＩＪ部）、終端接続
部、３６は各部分放電測定器３８からの検出信号の出力
を切り替えるための検出信号切替器、４０は矩形波発振
器４２から各絶縁接続部３４への矩形波信号の入力を切
り替えるための校正信号切替器、４３は検出信号の出力
と矩形波信号の入力を切り替え制御する切替制御ユニッ
ト、４４は電力ケーブル上の各監視箇所ごとに設けられ
各監視箇所の複数の部分放電測定器３８の出力を受け部
分放電を判定するローカルステーション、４６は伝送用
の光ファイバケーブル、４８は光ファイバケーブル４６
を介してローカルステーション４４の出力を増幅器（図
示せず）により適当な大きさに増幅し、部分放電の発生
位置の標定および警報等の監視を一括して行うマスター
ステーションである。

【００２７】なお、各線路の絶縁接続部３４上に設置さ
れた校正用の補助電極５０と矩形波発振器４２は、リー
ド線５２により接続されているが、このリード線５２の
長さは、絶縁接続部３４の長さが約２．６ｍ程度である
ことから、通常数ｍのオーダーになる。

【００２８】また、校正信号切替器４０は、マスタース
テーション４８からの切り替え信号により３線路の中か
ら任意の１線路を選定し、校正用矩形波発振器４２に接
続することができる。この校正用矩形波発振器４２は、
予め設定した１０段階の校正電圧を出力することができ
るが、その１０段階の切り替え等の操作もすべてマスタ
ーステーション４８から任意に制御することができる。
すなわち、マスターステーション４８から任意の電力ケ
ーブル３０線路の校正を正確でしかも簡単に行うことが
できる。

【００２９】次に、絶縁監視システムにおいて、部分放
電が発生した際の測定方法を説明する。この測定方法
は、まず、絶縁接続部３４に接続された検出器５４によ
り部分放電の高周波成分（１〜５０ＭＨｚ程度）を検出
し、部分放電測定器３８に送る。次に、部分放電測定器
３８で、終端接続部３５に接続された電圧変成器５６か
ら出力された電圧位相と検出器５４から出力された部分
放電検出信号とを検出し、部分放電の発生を検出する。
この後、部分放電測定器３８からの出力はローカルステ
ーション４４およびマスターステーション４８に送ら
れ、部分放電の発生の最終判定や傾向管理が行われる。

【００３０】本発明の方法を、上述した絶縁監視システ
ムに利用することにより、リード線５２の長さに関係な
く校正用矩形波発振器４２を配置することができる。す
なわち、複数の電力ケーブル線路の部分放電を測定する
場合、異なる線路の絶縁接続部２と校正用矩形波発振器
４２を予めリード線５２で接続しておけるので、より一
層効率がよくなる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の部分放電
測定方法は、電力ケーブルの絶縁接続部における絶縁筒
の両側の防蝕層上に校正用の箔電極を設け、前記箔電極
の少なくとも一方には誘電体、補助電極を順に積層して
箔電極と補助電極間にコンデンサを形成するか、または
電力ケーブルの絶縁接続部における絶縁筒の両側の保護
金属管上に誘電体を設け、前記誘電体の少なくとも一方
には補助電極を設けて、補助電極と保護金属管間にコン
デンサを形成するか、または電力ケーブルの絶縁接続部
における絶縁筒の両側の防蝕層を取り除いて露出させた
金属シース又は遮蔽層の上に誘電体を設け、前記誘電体
の少なくとも一方には補助電極を設けて、補助電極と金
属シース間又は遮蔽層間にコンデンサを形成し、前記補
助電極に校正用の矩形波発振器を接続して補助電極を介
して矩形波信号を絶縁接続部に注入するので、校正パル
スは、絶縁接続部上で発生されそのまま絶縁接続部に注
入される。このため、校正パルスは、リード線を通過す
ることなく、従来、リード線の有するインダクタンス成
分が要因となって生じていた共振現象が発生しないの
で、校正電荷量に誤差が含まれるのを防止することがで
きる。すなわち、高周波における信号の減衰量を低減化
することができるので、周波数特性を向上させることが
できる。したがって、リード線を短くして、各絶縁接続
部の近傍に各々矩形波発振器を設ける必要はなく、小型
の設備で効率良く正確な部分放電の測定を行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の部分放電測定方法の一例を示す説明図
である。

【図２】本発明の他実施例を示す説明図である。

【図３】本発明のさらに他実施例を示す説明図である。

【図４】図４（ａ）（ｂ）は本発明と従来の比較例を示
す表であり、図４（ａ）は従来例の周波数特性を示す表
であり、図４（ｂ）は本発明の周波数特性を示す表であ
る。

【図５】本発明を利用した絶縁劣化監視システムを示す
説明図である。

【図６】従来の部分放電測定方法を示す説明図である。

【図７】部分放電の校正原理を示す回路図である。

【図８】従来の絶縁劣化監視システムを示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 電力ケーブル ２ 絶縁接続部 ２ａ，２ａ´ 保護金属管 ２ｂ 絶縁筒 ３，３´ 検出用箔電極 ４ 防蝕層 ５，５´ リード線 ６ 検出器 ７ 部分放電測定器 ８，８´ 箔電極 ９，９´ リード線 １０ 校正パルス発生器 １３ 矩形波発振器 １４ コンデンサ １５ 共試体 ２０，２０´ 誘電体 ２２，２２´ 補助電極 ２４，２４´ 遮蔽層 ２６，２６´ 金属シース

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電力ケーブルの絶縁接続部における絶縁
   筒の両側の防蝕層上に校正用の箔電極を設け、前記箔電
   極の少なくとも一方には誘電体を介し補助電極を設けて
   箔電極と補助電極間にコンデンサを形成し、この補助電
   極に校正用の矩形波発振器を接続し、矩形波信号を補助
   電極を介して絶縁接続部に注入することを特徴とする部
   分放電測定方法。
2. 【請求項２】 電力ケーブルの絶縁接続部における絶縁
   筒の両側の保護金属管上に誘電体を設け、前記誘電体の
   少なくとも一方には補助電極を設けて補助電極と保護金
   属管間にコンデンサを形成し、この補助電極に校正用の
   矩形波発振器を接続し、矩形波信号を補助電極を介して
   絶縁接続部に注入することを特徴とする部分放電測定方
   法。
3. 【請求項３】 電力ケーブルの絶縁接続部における絶縁
   筒の両側における防蝕層を取り除いて露出させた遮蔽層
   又は金属シースの上に誘電体を設け、前記誘電体の少な
   くとも一方には補助電極を設けて補助電極と金属シース
   間又は遮蔽層間にコンデンサを形成し、この補助電極に
   校正用の矩形波発振器を接続し、矩形波信号を補助電極
   を介して絶縁接続部に注入することを特徴とする部分放
   電測定方法。