JPH0862264A - 電力ケーブルの絶縁抵抗測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 送電中の電力ケーブルの絶縁抵抗をより簡単
に測定する。 【構成】 零相変流器１０の窓内で、電力ケーブル１０
０の電力供給方向と、測定用交流電源１１の交流供給方
向が逆になるように、零相変流器１０を用いて電力ケー
ブル１００とリード線１３をクランプさせる。零相変流
器１０の２次側出力から、測定用交流電源１１の信号電
流のみを信号変換器１８により分離する。電圧変換器１
７により測定用交流電源１１の電圧を検出する。信号変
換器１８により分離された信号電流の電流値と、電圧変
換器１７により検出された電圧値とから、演算器１９に
より抵抗値を演算し演算結果を表示装置２０に表示す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、送電中の電力ケーブル
の絶縁抵抗を測定する電力ケーブルの絶縁抵抗測定装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】電力ケーブルは、一般的に、図７に示す
ように、導体７２上に絶縁体７３と遮蔽層７４を設け、
シース７５で被覆してある。

【０００３】電力ケーブルのシース７５は薬液等に侵さ
れたり、損傷することがある。電力ケーブルのシース７
５が薬液等に侵されると、侵された箇所から薬液等が侵
入し、また、損傷を受けると、損傷を受けた箇所から水
等が侵入し、遮蔽層７４や絶縁体７３が劣化し、ついに
は、電力ケーブルの導体７２が直接大気に曝され、送電
時に電力ケーブルの絶縁破壊事故が生じることがあっ
た。

【０００４】このような事故を防止するため、定期的に
送電を停止して、人海戦術により絶縁状態をチェックす
ることが行われていたが、近年、送電下における電力ケ
ーブルでもその絶縁状態をチェックできる活線測定技
術、例えば、交流重畳法が開発された。交流重畳法は例
えば特公昭59-34977号公報に開示されている。

【０００５】次に、交流重畳法を図８を参照して説明す
る。

【０００６】高圧幹線８１３に接続してある接地用変圧
器８３１の１次側の中性点と大地の間に蓄電器８３２が
挿入してあり、蓄電器８３２に並列に接地スイッチ８３
３が接続してある。さらに、接地用変圧器８３１の１次
側の中性点には、保護抵抗８３４を介して直流電源８３
５が接続してある。

【０００７】絶縁抵抗測定対象の電力ケーブルの遮蔽層
は接地スイッチ８１９を介して接地されている。接地ス
イッチ８１９は測定時以外は常時閉にしてあり、電力ケ
ーブルの遮蔽層は接地されている。また、電力ケーブル
の遮蔽層は、チョークコイル８２１および蓄電器８２２
を介して接地されている。チョークコイル８２１と蓄電
器８２２の節点と大地の間には、選択スイッチ８２３を
介して、シース絶縁抵抗測定回路が接続されるととも
に、選択スイッチ８２３を介して、絶縁本体絶縁抵抗測
定回路が接続されている。

【０００８】シース絶縁抵抗測定回路は、直流電源８２
５と、直流電源８２５に直列接続した電流計８２４とを
有する。絶縁本体絶縁抵抗測定回路は、抵抗８２９と蓄
電器８３０により構成された濾波回路と、蓄電器８３０
に並列接続された電流計８２８を有する。

【０００９】まず、シース絶縁抵抗測定法を説明する。
測定に際して、接地スイッチ８１９を開にし、選択スイ
ッチ８２３をシース絶縁抵抗測定回路側に切り換える。
すると、シース絶縁不良がある場合は、直流電源８２５
からの電流は、電流計８２４、選択スイッチ８２３、お
よびチョークコイル８２１を通って、電力ケーブルの遮
蔽層に流れ、ついで、シース絶縁不良箇所を通って（図
８に示すシース絶縁抵抗８７５を介して）大地に流れ、
直流電源８２５に戻る。よって、電流計８２４の指示か
らシース絶縁抵抗が分かる。

【００１０】ついで、絶縁本体の絶縁抵抗測定法を説明
する。接地スイッチ８３３を開にすると、直流電源８３
５の電圧が保護抵抗８３４および接地用変圧器８３１を
通って高圧幹線８１３に印加され、高圧幹線８１３に送
電中の交流に重畳される。ついで、直流電圧の印加によ
る電流が安定したとき、選択スイッチ８２３を絶縁本体
絶縁抵抗測定回路側に切り換えると、高圧幹線８１３か
らの電流は、電力ケーブルの導体８７２を通り、つい
で、絶縁本体の絶縁不良箇所を通って（図８に示す絶縁
本体の絶縁抵抗８７３を介して）、電力ケーブルの遮蔽
層８７４に至り、ついで、チョークコイル８２１、選択
スイッチ８２３、および電流計８２８を介して大地に流
れ、直流電源８３５に戻る。電流計８２８の指示値を、
前に測定したシース絶縁抵抗値により補正して、絶縁本
体の絶縁抵抗を得る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このように、絶縁本体
の絶縁抵抗値を知るには、絶縁本体の絶縁抵抗測定時に
得られた電流計の指示を、シースの絶縁抵抗値を用いて
補正しなければならず、絶縁抵抗値を求めるのが非常に
煩わしかった。

【００１２】本発明の目的は、送電中の電力ケーブルの
絶縁抵抗をより簡単に測定することができる電力ケーブ
ルの絶縁抵抗測定装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

１） 本発明は、電力ケーブルの高圧幹線側の遮蔽層を
接地するためのリード線と大地の間に挿入してあり、商
用交流電源の周波数と異なる周波数を有する交流を前記
遮蔽層に供給する第１交流電源と、該第１交流電源の電
圧を検出する交流電源電圧検出手段と、窓内で、前記電
力ケーブルの電力供給方向と前記第１交流電源の交流供
給方向が逆になるように、前記電力ケーブルと前記リー
ド線をクランプさせた第１零相変流器と、該第１零相変
流器の２次側出力から前記第１交流電源の信号電流のみ
を分離する信号分離手段と、該信号分離手段により分離
された信号電流の電流値と前記交流電源電圧検出手段に
より検出された電圧値とから抵抗値を算出する第１抵抗
値算出手段とを備えたことを特徴とする。

【００１４】２） 本発明は、電力ケーブルの遮蔽層を
接地するためのリード線と大地の間に挿入してあり、商
用交流電源の周波数と異なる周波数を有する交流を前記
遮蔽層に供給する第２交流電源と、該第２交流電源の電
圧を検出する交流電源電圧検出手段と、前記電力ケーブ
ルのみをクランプさせた第２零相変流器と、該第２零相
変流器の２次側出力から前記第２交流電源の信号電流の
みを分離する信号分離手段と、該信号分離手段により分
離された信号電流の電流値と前記交流電源電圧検出手段
により検出された電圧値とから抵抗値を算出する第１抵
抗値算出手段とを備えたことを特徴とする。

【００１５】３） 本発明は、電力ケーブルの高圧幹線
側の遮蔽層を接地するためのリード線と大地の間に挿入
してあり、前記遮蔽層に直流を供給する第１直流電源
と、該第１直流電源の電圧を検出する直流電源電圧検出
手段と、窓内で、前記電力ケーブルの電力供給方向と前
記直流電源の直流供給方向が逆になるように、前記電力
ケーブルと前記リード線をクランプさせた、一部にギャ
ップを有するクランプと、該クランプのギャップに設け
たホール素子と、該ホール素子の出力から直流のみを分
離する直流分離手段と、該直流分離手段により分離され
た直流の電圧値を電流値に換算し、換算して得られた電
流値と、前記直流電源電圧検出手段により検出された電
圧値とから抵抗値を算出する第２抵抗値算出手段とを備
えたことを特徴とする。

【００１６】４） 本発明は、電力ケーブルの遮蔽層を
接地するためのリード線と大地の間に挿入してあり、前
記遮蔽層に直流を供給する第２直流電源と、該第２直流
電源の電圧を検出する直流電源電圧検出手段と、前記電
力ケーブルのみをクランプさせた、一部にギャップを有
するクランプと、該クランプのギャップに設けたホール
素子と、該ホール素子の出力から直流のみを分離する直
流分離手段と、該直流分離手段により分離された直流の
電圧値を電流値に換算し、換算して得られた電流値と、
前記直流電源電圧検出手段により検出された電圧値とか
ら抵抗値を算出する第２抵抗値算出手段とを備えたこと
を特徴とする。

【００１７】

【作用】

１） 本発明では、窓内で、電力ケーブルの電力供給方
向と、第１交流電源の交流供給方向が逆になるように、
電力ケーブルとリード線をクランプさせた第１零相変流
器の２次側出力から、第１交流電源の信号電流のみを信
号分離手段により分離し、分離された信号電流の電流値
と、交流電源電圧検出手段により検出された電圧値とか
ら、抵抗値を、第１抵抗値算出手段により算出する。

【００１８】２） 本発明では、電力ケーブルのみをク
ランプさせた第２零相変流器の２次側出力から、第２交
流電源の信号電流のみを信号分離手段により分離し、分
離された信号電流の電流値と、交流電源電圧検出手段に
より検出された電圧値とから、抵抗値を、第１抵抗値算
出手段により算出する。

【００１９】３） 本発明では、窓内で、電力ケーブル
の電力供給方向と直流電源の直流供給方向が逆になるよ
うに、電力ケーブルとリード線をクランプさせたクラン
プのギャップに設けたホール素子の出力から、直流のみ
を、直流分離手段により分離し、分離された直流の電圧
値を電流値に第２抵抗値算出手段により換算し、換算し
て得られた電流値と、直流電源電圧検出手段により検出
された電圧値とから、第２抵抗値算出手段により抵抗値
を算出する。

【００２０】４） 本発明では、電力ケーブルのみをク
ランプさせたクランプのギャップに設けたホール素子の
出力から、直流分離手段により直流のみを分離し、分離
された直流の電圧値を電流値に第２抵抗値算出手段によ
り換算し、換算して得られた電流値と、直流電源電圧検
出手段により検出された電圧値とから第２抵抗値算出手
段により抵抗値を算出する。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。

【００２２】＜第１実施例＞図１は本発明の第１実施例
を示す。図１において、３８は接地用変圧器であり、高
圧幹線３７と大地の間に挿入してある。

【００２３】１００は電力ケーブルであり、高圧幹線３
７からの電力を電気機器１２に供給するためのものであ
る。電力ケーブル１００は２心または３心であり、導体
１０２が絶縁体１０３により被覆され、遮蔽層１０４で
覆われ、シース１０５により被覆されている。絶縁体１
０３と遮蔽層１０４の間には線を安定させるためジュー
ト等の介在物１０６が充填してある。

【００２４】１１は測定用交流電源であり、商用電源の
周波数と異なる周波数を有し、電力ケーブル１００の高
圧幹線３７側の遮蔽層１０４に取り付けたリード線１３
と大地の間に挿入してある。測定用交流電源１１の周波
数は１Hzないし20Hzが好ましい。１０はクランプ型の零
相変流器であり、図１に示すように、リード線１３と、
電力ケーブル１００のシース１０５を同時にクランプさ
せてあり、電力ケーブル１００の絶縁体１０３に不良箇
所がある場合は、測定用交流電源１１の信号電流と、商
用電源の零相有効電流と、絶縁体１０３の寄生容量に起
因する零相無効電流が零相変流器１０の２次側から出力
される。１６は開閉器であり、測定用交流電源１１と並
列に接続してあり、遮蔽層１０４を接地するため常時閉
にしてある。１８は信号変換器であり、公知の技術によ
り、零相変流器１０の２次側出力から測定用交流電源１
１の信号電流のみを取り出すものである。１７は電圧変
換器であり、測定用交流電源１１の電源電圧を取り出す
ものである。１９は演算器であり、信号変換器１８の出
力と、電圧変換器１７の出力とから、オームの法則に従
って抵抗値を演算するものである。２０は表示装置であ
り、演算器１９の演算結果を表示するものである。

【００２５】次に、絶縁抵抗測定法を説明する。

【００２６】まず、閉状態の開閉器１６を開にし、つい
で、測定用交流電源１１をＯＮにする。電力ケーブルの
絶縁体に不良がある場合は、測定用交流電源１１からの
電流が遮蔽層１０４からシース１０５に流れ大地に流れ
込むとともに、遮蔽層１０４から絶縁体１０３の不良箇
所を通って導体１０２に流れ込む。導体１０２に流れ込
んだ電流は、高圧幹線３７を通り、ついで、接地用変圧
器３８を通って大地に流れ、測定用交流電源１１に戻
る。

【００２７】絶縁体１０３の絶縁不良箇所が、図１にお
いて、零相変流器１０より下側にある場合の電流の流れ
を図２に示す。図１に示す零相変流器１０は図２にＢで
示す位置にあり、図２には、説明を簡単にするため、線
は１本だけ示してある。図２を参照して説明すると、測
定用交流電源１１からの電流は、零相変流器１０の窓を
介して、リード線１３を下から上に流れ、ついで、零相
変流器１０の窓を介して、遮蔽層１０４を上から下に流
れ、絶縁不良箇所を通った後、零相変流器１０の窓を介
して、導体１０２を下から上に流れることになる。他
方、絶縁体１０３の絶縁不良箇所が零相変流器１０より
上側にある場合は、測定用交流電源１１からの電流は、
零相変流器１０の窓を介して、リード線１３を下から上
に流れ、ついで、零相変流器１０の窓を介さないで、遮
蔽層１０４を上から下に流れ、絶縁不良箇所を通った
後、零相変流器１０の窓を介さないで、導体１０２を下
から上に流れることになる。

【００２８】よって、零相変流器１０により、測定用交
流電源１１の信号電流と、商用電源の零相有効電流と、
絶縁体１０３の寄生容量に起因する零相無効電流が検出
されることになる。そして、信号変換器１８により、商
用電源の零相電流と、絶縁体１０３の寄生容量に起因す
る無効電流とがキャンセルされ、測定用交流電源１１か
らの有効電流のみが分離される。信号変換器１８の出力
電流と、電圧変換器１７の出力電圧とから、オームの法
則に従って、演算器１９により絶縁抵抗値が算出され、
算出された絶縁抵抗値が表示装置２０に表示される。

【００２９】＜第２実施例＞図３は本発明の第２実施例
を示す。本実施例は第１実施例との比較でいえば、リー
ド線１３の遮蔽層１０４への取り付け位置は同一である
が、零相変流器１０のクランプ位置が相違する。すなわ
ち、第１実施例では、クランプ位置はリード線１３の遮
蔽層１０４への取り付け位置より下で、リード線１３も
同時にクランプしたが、本実施例では、クランプ位置
は、リード線１３の遮蔽層１０４への取り付け位置と、
電力ケーブル１００の高圧幹線３７への取り付けた位置
との中間であり、電力ケーブル１００のみをクランプし
た。

【００３０】本実施例では、零相変流器１０は図２にＡ
で示す位置にクランプされているので、閉状態の開閉器
１６を開にし、ついで、測定用交流電源１１をＯＮにす
ると、絶縁体１０３に絶縁不良箇所が存在する場合は、
測定用交流電源１１からの電流は、零相変流器１０の窓
を介さないで、リード線１３内を下から上に流れ、つい
で、零相変流器１０の窓を介さないで、遮蔽層１０４を
上から下に流れ、絶縁不良箇所を通った後、零相変流器
１０の窓を介して、導体１０２を下から上に流れること
になる。

【００３１】よって、第１実施例と同様に、零相変流器
１０により、測定用交流電源１１の信号電流と、商用電
源の零相有効電流と、絶縁体１０３の寄生容量に起因す
る零相無効電流が検出されることになる。そして、信号
変換器１８により、商用電源の零相電流と、絶縁体１０
３の寄生容量に起因する無効電流とがキャンセルされ、
測定用交流電源１１からの有効電流のみが分離される。
信号変換器１８の出力電流と、電圧変換器１７の出力電
圧とから、オームの法則に従って、演算器１９により絶
縁抵抗値が算出され、算出された絶縁抵抗値が表示装置
２０に表示される。

【００３２】＜第３実施例＞図４は本発明の第３実施例
を示す。本実施例は、第２実施例との比較で言えば、リ
ード線１３の遮蔽層１０４への取り付け位置が相違す
る。すなわち、リード線１３を、第１実施例では、高圧
幹線３７側の遮蔽層１０４に取り付けたが、本実施例で
は、電気機器１２側の遮蔽層１０４に取り付けた。

【００３３】本実施例では、このように構成したので、
閉状態の開閉器１６を開にし、ついで、測定用交流電源
１１をＯＮにすると、絶縁体１０３に絶縁不良箇所が存
在する場合は、測定用交流電源１１からの電流は、リー
ド線１３を介して遮蔽層１０４に流れ、絶縁不良箇所を
通った後、導体１０２に流れ込み、その後、導体１０２
を流れ、零相変流器１０の窓を貫通することになる。

【００３４】よって、第２実施例と同様に、零相変流器
１０により、測定用交流電源１１の信号電流と、商用電
源の零相有効電流と、絶縁体１０３の寄生容量に起因す
る無効電流が検出されることになる。そして、信号変換
器１８により、商用電源の零相有効電流と、絶縁体１０
３の寄生容量に起因する無効電流とがキャンセルされ、
測定用交流電源１１からの有効電流のみが分離される。
信号変換器１８の出力電流と、電圧変換器１７の出力電
圧とから、オームの法則に従って、演算器１９により絶
縁抵抗値が算出され、算出された絶縁抵抗値が表示装置
２０に表示される。

【００３５】なお、零相変流器１０のクランプ位置を図
５に示すように、電力ケーブル１００のシース１０５の
ある位置にしても、絶縁体１０３に絶縁不良箇所が存在
する場合は、測定用交流電源１１からの電流は、上述し
たように流れることになり、同様にして、絶縁体１０３
の絶縁抵抗を求めることができ、その結果を、表示装置
２０に表示することができる。

【００３６】＜第４実施例＞図６は本発明の第４実施例
を示す。図６において、６１は一部にギャップを有する
リング状のクランプであり、電力ケーブル１００をクラ
ンプできるようになっている。リング状のクランプはケ
イ素鋼板、フェライト等が好ましい。６２はホール素子
であり、リング状のクランプ６１のギャップに配置して
ある。６３は信号変換器であり、ホール素子６２からの
交流電圧と直流電圧から、LCフィルタを用いて直流電圧
を取り出すものである。６４は直流電源であり、電力ケ
ーブル１００の遮蔽層１０４に接続されている。６５は
電圧変換器であり、直流電源６４の電源電圧を取り出す
ものである。６６は演算器であり、信号変換部６３の出
力電圧（出力電圧はホール素子６２の出力であるので電
流に比例している）と、電圧変換器６５からの電圧によ
り抵抗値を演算するものである。６７は表示装置であ
り、演算器６６の演算結果を表示するものである。

【００３７】リング状のクランプ６１の取り付け位置
は、第１ないし第３実施例の零相変流器１０と同一に
し、いずれの場合も、リング状のクランプ６１とホール
素子６２とが協働して、直流電源６４の信号電流と、商
用電源の零相電流を検出することができる。よって、信
号変換器６３により直流電圧を取り出し、信号変換部６
３の直流電圧と、直流電源６４の電源電圧とから、演算
器６６により抵抗値を演算し、その演算結果を表示装置
６７に表示する。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
上記のように構成したので、活線下の電力ケーブルの絶
縁体の絶縁抵抗を簡単に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すブロック図である。

【図２】電力ケーブル１００中の電流の流れを示す模式
図である。

【図３】本発明の第２実施例を示すブロック図である。

【図４】本発明の第３実施例を示すブロック図である。

【図５】図４に示す零相変流器１０のクランプ位置と異
なる例を示すブロック図である。

【図６】本発明の第４実施例を示すブロック図である。

【図７】電力ケーブルの構造を示す模式図である。

【図８】交流重畳法を説明するための結線図である。

【符号の説明】

１０ 零相変流器 １１ 測定用交流電源 １２ 電気機器 １３ リード線 １６ 開閉器 １７ 電圧変換器 １８ 信号変換器 １９ 演算器 ２０ 表示装置 ３７ 高圧幹線 ３８ 接地用変圧器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電力ケーブルの高圧幹線側の遮蔽層を接
   地するためのリード線と大地の間に挿入してあり、商用
   交流電源の周波数と異なる周波数を有する交流を前記遮
   蔽層に供給する第１交流電源と、 該第１交流電源の電圧を検出する交流電源電圧検出手段
   と、 窓内で、前記電力ケーブルの電力供給方向と前記第１交
   流電源の交流供給方向が逆になるように、前記電力ケー
   ブルと前記リード線をクランプさせた第１零相変流器
   と、 該第１零相変流器の２次側出力から前記第１交流電源の
   信号電流のみを分離する信号分離手段と、 該信号分離手段により分離された信号電流の電流値と前
   記交流電源電圧検出手段により検出された電圧値とから
   抵抗値を算出する第１抵抗値算出手段とを備えたことを
   特徴とする電力ケーブルの絶縁抵抗測定装置。
2. 【請求項２】 電力ケーブルの遮蔽層を接地するための
   リード線と大地の間に挿入してあり、商用交流電源の周
   波数と異なる周波数を有する交流を前記遮蔽層に供給す
   る第２交流電源と、 該第２交流電源の電圧を検出する交流電源電圧検出手段
   と、 前記電力ケーブルのみをクランプさせた第２零相変流器
   と、 該第２零相変流器の２次側出力から前記第２交流電源の
   信号電流のみを分離する信号分離手段と、 該信号分離手段により分離された信号電流の電流値と前
   記交流電源電圧検出手段により検出された電圧値とから
   抵抗値を算出する第１抵抗値算出手段とを備えたことを
   特徴とする電力ケーブルの絶縁抵抗測定装置。
3. 【請求項３】 電力ケーブルの高圧幹線側の遮蔽層を接
   地するためのリード線と大地の間に挿入してあり、前記
   遮蔽層に直流を供給する第１直流電源と、 該第１直流電源の電圧を検出する直流電源電圧検出手段
   と、 窓内で、前記電力ケーブルの電力供給方向と前記直流電
   源の直流供給方向が逆になるように、前記電力ケーブル
   と前記リード線をクランプさせた、一部にギャップを有
   するクランプと、 該クランプのギャップに設けたホール素子と、 該ホール素子の出力から直流のみを分離する直流分離手
   段と、 該直流分離手段により分離された直流の電圧値を電流値
   に換算し、換算して得られた電流値と、前記直流電源電
   圧検出手段により検出された電圧値とから抵抗値を算出
   する第２抵抗値算出手段とを備えたことを特徴とする電
   力ケーブルの絶縁抵抗測定装置。
4. 【請求項４】 電力ケーブルの遮蔽層を接地するための
   リード線と大地の間に挿入してあり、前記遮蔽層に直流
   を供給する第２直流電源と、 該第２直流電源の電圧を検出する直流電源電圧検出手段
   と、 前記電力ケーブルのみをクランプさせた、一部にギャッ
   プを有するクランプと、 該クランプのギャップに設けたホール素子と、 該ホール素子の出力から直流のみを分離する直流分離手
   段と、 該直流分離手段により分離された直流の電圧値を電流値
   に換算し、換算して得られた電流値と、前記直流電源電
   圧検出手段により検出された電圧値とから抵抗値を算出
   する第２抵抗値算出手段とを備えたことを特徴とする電
   力ケーブルの絶縁抵抗測定装置。