JPH08304487A - 活線状態のケーブルシースの絶縁診断方法 - Google Patents

活線状態のケーブルシースの絶縁診断方法

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JPH08304487A
JPH08304487A JP10941495A JP10941495A JPH08304487A JP H08304487 A JPH08304487 A JP H08304487A JP 10941495 A JP10941495 A JP 10941495A JP 10941495 A JP10941495 A JP 10941495A JP H08304487 A JPH08304487 A JP H08304487A
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JP
Japan
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ground
rectangular wave
cable
insulation
sheath
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Application number
JP10941495A
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English (en)
Inventor
Yuzo Kato
雄三 加藤
Takeshi Endo
桓 遠藤
Takashi Gorai
高志 五来
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Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ケーブルシースの絶縁診断を活線状態のまま
行うことができるようにする。 【構成】 ケーブルシースの絶縁状態を診断するに際
し、直流成分を多量に含む所定の時間幅の矩形波電圧を
矩形波発生器7で発生し、その矩形波電圧を矩形波注入
コイル5、接地線3及び接続箱2を順次介して活線状態
にある電力ケーブル1a,1bの金属遮蔽層に注入し、
その時の接地電流i1 ,i2 ,i3 に相当する電圧
1 ,V2 ,V3 を接地電流検出装置14,4,16に
よって検出する。上記矩形波電圧に応じて電力ケーブル
1aの不良箇所から大地に流れる漏れ電流isgは電圧V
1 〜V3 を基に求められ、求めた漏れ電流isgの非線形
成分の状態に基づいて絶縁診断を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ケーブルシースの絶縁
診断、特に、内部に金属遮蔽層を有する電力ケーブルシ
ースの絶縁診断を活線状態で行うに最適な絶縁診断方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電力ケーブルには種々の構造があり、そ
の1つに架橋ポリエチレンケーブル(CVケーブル)が
ある。このケーブルは、導体、この導体の外周に設けら
れる架橋ポリエチレン絶縁体、絶縁体の内外の半導電
層、外部半導電層の外周に配設される金属遮蔽層、最外
周に設けられるシースを備えた構造になっている。
【0003】ところで、電力ケーブルは高電圧で用いら
れることから、絶縁破壊が生じた場合、大きな事故に至
る恐れがある。そこで、線路の絶縁状態の検査(診断)
が、定期的、或いは必要に応じて行われている。電力ケ
ーブルシースの絶縁状態を診断するに際し、従来は、以
下の手順に従って行われている。 (1)活線状態の線路に対し、検査対象のケーブルを停
電させ、検査対象のケーブルを電気的に切り離す。 (2)金属遮蔽層(銅テープ、ワイヤシールド、アルミ
被等)に接続された接地線を取り外し、金属遮蔽層を非
接地状態にする。 (3)金属遮蔽層と大地間に超絶縁抵抗計(メガー測定
器)等により直流電圧を印加する。 (4)(3)による直流印加電圧によって金属遮蔽層か
ら大地へ流れるシース漏れ電流を測定する。シース漏れ
電流は、シースの絶縁状態に関係しているので、シース
漏れ電流を測定することにより、シースの絶縁状態を知
ることができる。 この測定方法は、シースのメガー測定法として周知の技
術である。
【0004】なお、この種の技術に関しては、例えば、
実公昭49−14336号公報がある。ここに示される
技術は、ケーブルを直流的に大地から絶縁すると共にケ
ーブルのアース遮蔽に接地線を接続し、この接地線の途
中にスイッチを設け、更に、チョークコイル、電流計、
電池、可変抵抗を直列接続した回路を前記スイッチに並
列接続すると共に、放電ギャップと交流分バイパス用の
コンデンサを並列接続した回路が並列接続して接地絶縁
監視装置を構成している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
技術にあっては、ケーブルシースの絶縁測定を行うに際
して、必ず停電を必要とし、活線状態で測定することが
できない。また、金属遮蔽層の接地系を取り外し、非接
地系にする必要がある。このため、既設線路ではそのま
まの形で絶縁測定を行うことができなかった。
【0006】本発明は、上記した従来技術の欠点を解消
すべくなされたものであり、ケーブルシースの絶縁診断
を活線状態で行うことのできる活線状態のケーブルシー
スの絶縁診断方法を提供することを目的としている。
【0007】
【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、この発明は、直流成分を多量に含む所定の時間幅
の矩形波電圧を活線状態にある前記ケーブルシースの金
属遮蔽層に注入し、この矩形波電圧に対応して前記ケー
ブルシースの不良箇所から大地に流れる漏れ電流の非線
形成分の状態に基づいて絶縁診断を行うようにしてい
る。
【0008】また、前記矩形波電圧は、ランダムな周期
で発生させることができる。この場合の矩形波電圧は、
単極性にすると共に、これを正、負交互に発生させるこ
とができる。更に、前記矩形波電圧に加え、この矩形波
電圧に同期させたトリガパルスを前記金属遮蔽層に印加
することができる。
【0009】前記金属遮蔽層に前記トリガパルスが注入
された際、このパルスを前記ケーブルシースの複数箇所
に設置した箔電極によって検出し、これをベースにして
前記ケーブルシースの複数箇所に接続された接地線の各
々に流れる接地電流を変換して得た複数の電圧を平均化
処理し、この結果に基づいて前記不良箇所から大地に流
れる漏れ電流を算出することができる。
【0010】この場合、前記複数の接地線の各々を流れ
る接地電流の検出は、前記接地線の各々に介在させた巻
線を介して行うことができる。
【0011】
【作用】上記した手段によれば、矩形波電圧は、接地線
等を通してケーブルの金属遮蔽層に注入される。この矩
形波電圧は、シースに不良箇所が有った場合、この部分
から大地へ漏れ電流として流れるが、この漏れ電流と注
入した矩形波電圧の関係を予め把握しておくことによ
り、漏れ電流の非線形成分の状況から絶縁性の良否を知
ることができる。この結果、診断対象のケーブルを他の
線路から切り離すことなく、接地線も使用状態のまま、
活線状態のケーブルシースの絶縁診断が可能になる。
【0012】商用電源とは無関係に、ランダムな周期で
発生させた矩形波電圧は、これを金属遮蔽層に注入する
ことによって、検出精度を高めるための平均化処理の効
果を高めるように作用する。また、矩形波電圧の波形を
単極性にし、これを正、負交互に発生させることによ
り、平均化処理も正、負毎に、あるいは正、負加算等が
行えるようになる。この結果、最も感度の良い条件を見
い出すことが可能になる。
【0013】更に、矩形波電圧に加え、これに同期して
トリガパルスを注入することにより、接地回路に混在し
ている循環電流、迷走電流等をカットして平均化処理が
可能になり、シース不良部の漏れ電流の検出精度を高め
るように作用する。金属遮蔽層に注入された前記トリガ
パルスはケーブルの複数箇所に設置した箔電極を介して
検出され、これをベースにして接地線の各々に流れる接
地電流に対応する電圧の各々が平均化処理される。この
結果に基づいて前記不良箇所から大地に流れる漏れ電流
を算出すれば、シース不良部の漏れ電流が微弱であって
も検出が可能になる。
【0014】更に、巻線等を介して間接的に接地線電流
を検出することにより、循環電流、迷走電流等は検出系
に入り込むことなくカットされる。このため、漏れ電流
の検出精度が高められる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は本発明による活線状態のケーブルシースの
絶縁診断方法の手順を示すフローチャートである。ま
た、図2は本発明の活線絶縁診断方法を実現する活線絶
縁診断システムの結線図である。
【0016】図2に示すように、電力ケーブル1aと電
力ケーブル1b(内側に金属遮蔽層が設けられると共
に、その外周部にシースが設けられている)は接続箱2
によって接続され、また、両端部及び接続箱2には接地
線が接続され、3点接地線路が形成されている。接続箱
2と大地間には接地線3が接続され、この接地線3に
は、接地電流検出装置4、矩形波注入コイル5及びパル
ス注入コイル6の各々が結合されている。これらは、接
地線に対し、巻線を介して結合されており、接地線を分
断したり、他の部材が直列接続されることのない構成に
なっている。矩形波注入コイル5には矩形波発生器7が
接続され、また、パルス注入コイル6にはパルス発生器
8が接続されている。
【0017】更に、電力ケーブル1aの端部の外表面に
は箔電極9が貼着され、この箔電極9と大地間には検出
装置10が接続されている。また、電力ケーブル1bの
端部の外表面にも箔電極11が貼着され、この箔電極1
1と大地間には検出装置12が接続されている。更に、
電力ケーブル1aの端部と大地間には接地線13が接続
され、その途中には接地電流検出装置14が接続されて
いる。また、電力ケーブル1bの端部と大地間には接地
線15が接続され、その途中には接地電流検出装置16
が接続されている。
【0018】また、接続箱2の近傍のケーブル外表面に
は箔電極17が貼着され、この箔電極17と大地間には
検出装置18が接続されている。なお、図中のRsgはシ
ース不良部におけるシースの抵抗を示し、isgはシース
不良部の漏れ電流を示している。以上の接続構成におい
て、そのケーブルシースの活線絶縁診断方法を図1、図
2及び図3(注入信号波形図)を参照して説明する。
【0019】本発明においては、電力ケーブル1a,1
bは活線状態のまま、及び接地線を大地に接続したまま
絶縁測定が行われる。まず、矩形波発生器7を動作さ
せ、発生した矩形波電圧V0 (直流成分を多量に含む単
極性の矩形波電圧であり、例えば、電圧が5Vで持続時
間が20msである)を矩形波注入コイル5、接地線3
及び接続箱2を介して電力ケーブル1a,1bの金属遮
蔽層に注入する(ステップ101)。同時にパルス発生
器8を動作させ、トリガパルスPO を発生させる。この
トリガパルスPO は矩形波発生器7による矩形波電圧V
0 に同期しており、パルス注入コイル6、接地線3及び
接続箱2を介して金属遮蔽層に注入する(ステップ10
2)ことにより、後記するように平均化処理効果を高
め、微弱なシース不良部の漏れ電流isgが検出できるよ
うになる。
【0020】この状態で、接地線13に流れる接地電流
1 を接地電流検出装置14で検出し、接地線3に流れ
る接地電流i2 を接地電流検出装置4で検出し、更に、
接地線15に流れる接地電流i3 を接地電流検出装置1
6で検出する(ステップ103)。これら接地電流は電
圧V1 ,V2 ,V3 に変換した形で検出され、これらの
電圧からシース不良部の漏れ電流isgが、isg∝V2
(V1 +V3 )として求めることができる。
【0021】ついで、箔電極9,17,11の夫々にお
いて、トリガパルスPO に対するパルス電圧(P1,P
2,P3)を検出する(ステップ104)。このステッ
プ104で検出したトリガパルスPO をベースにして、
電圧V1 ,V2 ,V3 に対する平均化処理を実施する
(ステップ105)。この場合、矩形波電圧V0 を商用
電源とは無関係なランダム周期で発生させることにより
平均化効果を高めることができる。また、矩形波電圧V
0 は、正、負交互に発生させ(サイン波の様な正負連続
の発生ではなく、所定の間隔で発生させる)、これに対
する平均化処理も正、負毎に正、負加算等を行えば、最
も感度の良い条件を見い出すことができる。この平均化
処理によって、接地回路に混在している循環電流、迷走
電流等をカットしてシース不良部の漏れ電流isgの検出
精度を高めることができる。
【0022】更に、接地電流検出装置14,4,16の
各々において接地線に2次コイルを介在させることによ
って、循環電流及び迷走電流等を接地線を通して循環さ
せることができるため、循環電流及び迷走電流等をカッ
トすることができる。この構成によって、前記平均化処
理による効果に加え、漏れ電流isgの検出精度の向上が
可能になる。
【0023】更に、矩形波発生器7による矩形波電圧V
0 を変化させて、このV0 とシース不良部の漏れ電流i
sg(前記した式、isg∝V2 −(V1 +V3 )で求める
ことができる)の関係を求める(ステップ106)。シ
ースに不良部(破れ、欠損等)がある場合、図3に示す
ように、V0 とisgの関係は非線形(時間と共にisg
直線的に増大する鋸歯波状)となり、この非線形成分が
シースの抵抗Rsgに関係している。したがって、予め把
握したデータに基づいて非線形成分(鋸歯波状の勾配
等)を評価することにより、シースの絶縁状態の診断が
可能になる(ステップ107)。
【0024】なお、図2においては、3点接地線路のケ
ースを示したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、3点以外の多点接地のほか、片端接地にも本発明を
適用することができる。また、本発明はケーブルの種類
を問うものではなく、単心ケーブル、トリプレックスケ
ーブルのいずれに対しても適用可能である。更に、前記
実施例では、金属遮蔽層を備えたケーブルを例に説明し
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、内部に
金属遮蔽層を持たない無遮蔽の絶縁電線等に対しても適
用可能である。この場合、心線(導体)に矩形波電圧を
印加すればよく、これにより絶縁体の絶縁診断が可能に
なる。
【0025】
【発明の効果】以上より明らかな如く、本発明によれ
ば、直流成分を多量に含む所定の時間幅の矩形波電圧を
活線状態にある前記ケーブルの金属遮蔽層に注入し、こ
の矩形波電圧に対応して前記ケーブルシースの不良箇所
から大地に流れる漏れ電流の非線形成分の状態に基づい
て絶縁診断を行うようにしたので、診断対象のケーブル
を他の線路から切り離すことなく、かつ接地線も使用状
態のまま、接地方式及びケーブルの種類を問わず、活線
状態のケーブルシースの絶縁診断が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による活線状態のケーブルシースの絶縁
診断方法の手順を示すフローチャートである。
【図2】本発明の絶縁診断方法を実現する活線絶縁診断
システムの結線図である。
【図3】矩形波発生器により発生した矩形波電圧V0
波形、及び矩形波電圧V0 によってシース不良部に流れ
る漏れ電流isgの予想波形を示している。
【符号の説明】
1a,1b 電力ケーブル 3,13,15 接地線 4,,14,16 接地電流検出装置 5 矩形波注入コイル 6 パルス注入コイル 7 矩形波発生器 8 パルス発生器 9,11,17 箔電極 10,12,18 検出装置装置 検出装置18

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ケーブルシースの絶縁状態を診断する絶
    縁診断方法において、 直流成分を多量に含む所定の時間幅の矩形波電圧を活線
    状態にあるケーブルの金属遮蔽層と大地間に注入し、こ
    の矩形波電圧に対応してケーブルの不良箇所から大地に
    流れる漏れ電流の非線形成分の状態に基づいて絶縁診断
    を行うことを特徴とする活線状態のケーブルシースの絶
    縁診断方法。
  2. 【請求項2】 前記矩形波電圧は、ランダムな周期で発
    生させることを特徴とする請求項1記載の活線状態のケ
    ーブルシースの絶縁診断方法。
  3. 【請求項3】 前記矩形波電圧は、単極性であると共
    に、これを正、負交互に発生させることを特徴とする請
    求項1または2記載の活線状態のケーブルの絶縁診断方
    法。
  4. 【請求項4】 前記矩形波電圧に加え、この矩形波電圧
    に同期させたトリガパルスが、前記金属遮蔽層に印加さ
    れることを特徴とする請求項1または2に記載の活線状
    態のケーブルシースの絶縁診断方法。
  5. 【請求項5】 前記金属遮蔽層に前記トリガパルスが注
    入された際、このパルスを前記ケーブルシースの複数箇
    所に設置した箔電極の各々によって検出し、この検出パ
    ルスをベースにして前記ケーブルシースの複数箇所に接
    続された接地線の各々に流れる接地電流を変換して得た
    複数の電圧を平均化処理し、この結果に基づいて前記不
    良箇所から大地に流れる漏れ電流を算出することを特徴
    とする請求項4記載の活線状態のケーブルシースの絶縁
    診断方法。
  6. 【請求項6】 前記複数の接地線の各々を流れる接地電
    流の検出は、前記接地線の各々に介在させた巻線を介し
    て行うことを特徴とする請求項5記載の活線状態のケー
    ブルシースの絶縁診断方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0942292A2 (en) * 1998-03-11 1999-09-15 BICC Public Limited Company Method of and apparatus for detecting cable oversheath faults and installations in which they are used
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