JPH0926447A - 電力ケーブルの誘電正接測定法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 検電部の誘電正接の影響を排除してメーカの
相違による測定誤差や、温度変化の影響を極力小さく
し、精度良く誘電正接を求められる。 【解決手段】 ４０は前置増幅器で、検電部２５に誘導
される電圧を所定の大きさに増幅して出力するものであ
る。４１は位相補正部で、前置増幅器４０において所定
の増幅がなされた電圧の位相ずれを補正するものであ
る。すなわち、位相補正部４１は、検電部２５の抵抗に
対する位相ずれ量に応じて前置増幅器４０で検出した電
圧の位相を補正し、位相ずれが零になるように調整して
出力するものである。検電部２５に誘導される電圧の電
圧位相を検知できる。４２は誘電正接測定器で、位相補
正部４１で補正された検電部２５に誘導される電圧位相
と、接地線に流れる電流位相との差から、誘電正接を求
める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、充電部が露出して
いない地中配電系統において、地中機器用機器直結形端
末の検電部を利用して電圧位相を検出し、被測定ケーブ
ルの接地線に流れる電流位相との差から被測定ケーブル
の誘電正接を精度良く測定する電力ケーブルの誘電正接
測定法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から電力ケーブルの絶縁性能を検査
する方法として、誘電正接測定法がある。この誘電正接
測定法は、電力ケーブル等の供試体と大地間に流れる電
流を検出し、この検出した電流と、供試体に印加されて
いる電圧との位相差によって測定するものである。誘電
正接を測定するための電圧位相の検知法として、標準コ
ンデンサや抵抗を用いる方法が知られている。この標準
コンデンサや抵抗を用いた従来の電圧位相の検知法は、
充電部が露出している配電系統の場合に限り使用するこ
とができるものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】最近の地中配電系統で
は、地中機器用機器直結形端末等が多く使用され、充電
部が露出していないことが多い。このような地中配電系
統の場合は、従来のような充電部が露出している配電系
統の場合に使用する標準コンデンサや抵抗を用いた電圧
位相の検知法によっては電圧位相を検知することができ
ず、電力ケーブルの誘電正接を測定することができな
い。

【０００４】本発明の目的は、検電部の誘電正接の影響
を排除して地中機器用機器直結形端末の製造メーカの相
違による測定誤差や、温度変化の影響を極力小さくし、
精度良く被測定ケーブルの誘電正接を求められるように
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本願請求項に記載の電力
ケーブルの誘電正接測定法は、被測定ケーブルが接続さ
れている自動開閉器に付属している三相の補助回路端末
から電力ケーブルの接続されていない１相を選定し、該
選定した相から電圧位相を検出し、該補助回路端末から
検出した電圧位相と該選定した相に接続される被測定ケ
ーブルの接地線に流れる電流との位相差とから誘電正接
測定器で第１の誘電正接を求め，前記選定した相の地中
機器用機器直結形端末の検電部より電圧位相を検出し、
該検電部から検出した電圧位相と前記選定した相に接続
される被測定ケーブルの接地線に流れる電流との位相差
とから誘電正接測定器で第２の誘電正接を求め，検電部
から検出した電圧位相と被測定ケーブルの接地線に流れ
る電流との位相差によって被測定ケーブルの誘電正接を
求めた場合に生じる誘電正接測定器の測定誤差を、前記
第１の誘電正接の値と前記第２の誘電正接の値とから校
正し，しかる後、他の２相の被測定ケーブルの誘電正接
を地中機器用機器直結形端末の各々の相の検電部より電
圧位相を検出して、当該被測定ケーブルの接地線に流れ
る電流との位相差から被測定ケーブルの誘電正接を求め
るようにしたものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る電力ケーブル
の誘電正接測定法の実施の形態について説明する。検電
部から電圧位相を検出して電力ケーブル等の誘電正接を
測定する場合、検電部の誘電正接が測定値に影響を与
え、正確に測定されない。この検電部の誘電正接は、端
末の製造メーカーによって大きな差がある。また、温度
の変化によっても変化するため誘電正接の精度は良くな
い。通常、地中機器用機器直結形端末には、三相共に同
じメーカーのものが使用され、また、各相の負荷電流も
ほぼ同じあり、検電部の温度も大きな違いはない。この
ため、誘電正接が予め分かっている被測定ケーブルの誘
電正接を、検電部から電圧位相と被測定ケーブルの接地
線に流れる電流との位相差によって被測定ケーブルの誘
電正接を求め、この誘電正接と真の誘電正接と比較して
誘電正接測定器による誘電正接の測定値が真の誘電正接
の値となるように誘電正接測定器を校正することによ
り、検電部の誘電正接による影響を排除することができ
る。そこで、実際に自動開閉器に接続されている被測定
ケーブルの誘電正接を測定する場合、通常、自動開閉器
に付属して設けられている三相の補助回路端末の内１相
（Ｖ相）は使用されていないため、この相の電圧位相を
比較的容易に検出することができ、この相に接続されて
いる被測定ケーブルの誘電正接は、正確に測定できる。
次に、この相に接続されている被測定ケーブルの検電部
から電圧位相を検出し、該被測定ケーブルの誘電正接を
測定し、この２つの値から、誘電正接測定器の測定値が
真の誘電正接になるように校正する。その後、他の２相
の被測定ケーブルの誘電正接は、検電部から電圧位相を
検出して誘電正接測定器によって誘電正接を測定するこ
とができる。

【０００７】このように検電部から電圧位相を検出して
誘電正接測定器によって容易に誘電正接を測定すること
を実現するため、まず、被測定ケーブルが接続されてい
る自動開閉器（自動多回路開閉器及び自動高圧引込用開
閉器）に付属して設けられている三相の補助回路端末の
内の使用されていない任意の１相（例えば、Ｖ相）を選
定し、この選定した相（Ｖ相）から当該相（Ｖ相）の電
圧位相を検出する。そして、この選定した相（Ｖ相）の
被測定ケーブルの接地線に流れる電流の位相を検出し
て、この電流位相と選定した相（Ｖ相）の電圧位相との
位相差から選定した相（Ｖ相）に接続される被測定ケー
ブルの第１の誘電正接を求める。さらに、この選定した
相（Ｖ相）の被測定ケーブルの地中機器用機器直結形端
末の検電カバーを外して、検電部に誘導される電圧を前
置増幅器を介して取り出す。この取り出した電圧位相の
三相の補助回路端末の１相（Ｖ相）から検出して電圧位
相との位相ずれを位相補正部によって補正して誘電正接
測定器に入力する。この誘電正接測定器においては、被
測定ケーブルの電圧位相を検知すると共に、被測定ケー
ブルの接地線に流れる電流位相を検知し、この電圧位相
と電流位相とから誘電正接を求める。このようにして求
められた２つの誘電正接の値から誘電正接測定器の測定
誤差を校正して検電部の影響を排除し、しかる後、他の
２相（Ｕ相とＷ相）の被測定ケーブルのそれぞれの誘電
正接を、機器用機器直結形端末の各々の相の検電部より
電圧位相を検出し、その２相の被測定ケーブルの接地線
に流れる電流位相との位相差から求める。このようにし
て求めた誘電正接によって電力ケーブルの絶縁性能を判
断するようにしている。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
１には、自動多回路開閉器、自動高圧引込用開閉器等の
自動開閉器１の一部が示されている。

【０００９】図において、自動開閉器１の主回路端末に
は、被測定ケーブルである電力ケーブル２が接続されて
おり、この電力ケーブルの主回路端末との接続には、地
中配電系統における地中機器用機器直結形端末１０が用
いられている。この電力ケーブル２は、３相で電力ケー
ブル２ＡがＷ相、電力ケーブル２ＢがＶ相、電力ケーブ
ル２ＣがＵ相である。また、自動開閉器１には、補助回
路端末３が設けられており、この補助回路端末３は、３
相のうち２相（例えば、Ｕ相とＷ相）が自動開閉器１の
電源用に使用されており、１相（Ｖ相）が空きとなって
いる。

【００１０】地中機器用機器直結形端末１０は、図２に
示す如き構成を有している。すなわち、地中機器用機器
直結形端末１０は、ケーブルの終端において変圧器・遮
断機等の機器類との接続に使用されるものであり、充電
部を露出しないで機器につなぎ込む形式のものである。
１１は機器本体で、１２は機器本体１１に接続される中
心導体、１３は中心導体１２に被覆される絶縁体であ
る。１４は端子で中心導体１２の先端が接続されてい
る。１５は端子締付ボルト、１６は端子１４に取付けら
れる圧縮端子である。この圧縮端子１６には、電力ケー
ブル２の導体１７が取付けられている。１８は導体１７
の上に被覆されている絶縁体で、１９は半導電層で、絶
縁体１８の上に被覆されている。２０は遮蔽銅テープ
で、２１はシースである。２２は遮蔽銅テープ２０に接
続される錫メッキ軟銅線（アース線）である。

【００１１】２３はストレートコーンで、電力ケーブル
２の絶縁体１８の上に被覆されている。絶縁体１３から
ストレートコーン２３の上に掛けて接続筒２４が被覆さ
れている。この接続筒２４は、絶縁性を有する合成樹脂
で形成されており、内面に所定幅で薄く内部半導電性樹
脂２４Ａが設けられている。また、この接続筒２４の外
周面の端子１４の上に位置するところには、検電部２５
が設けられている。この検電部２５は、電力ケーブル２
の導体１７から中心導体１２に電圧が供給されているか
否かを検出するところである。この検電部２５と接触し
ないように、接続筒２４の外周面には、外部半導電性樹
脂２４Ｂが形成されている。２６は検電カバーで、図３
に示す如き構成を有している。すなわち、検電カバー２
６は、導電性を有する材料で構成されており、検電部２
５に接触し、検電部２５の上に覆われており、外部半導
電層２５Ｂにも接触している。２７は止め金具である。
２８、２９はホースバンドで、接続筒２４を締め付ける
ためのものである。３０は半導電性テープで、シース２
１、遮蔽銅テープ２０を剥離し、半導電層１９を露出し
た部分の上に巻き付けてある。３１は絶縁テープで、半
導電性テープ３０の上からシース２１の上にかけて巻き
付け、絶縁性を持たせるためのものである。

【００１２】この検電部２５による充電の有無（検電）
は、検電カバー２６を図４に示す如く取り外し、検電部
２５に誘起される電圧を高圧検電器（図示していない）
で調べることにより確認している。すなわち、検電カバ
ー２６をしている通常の場合、検電部２５には、検電カ
バー２６が接続筒２４の外部半導電層２５Ｂに接触して
いるので、電位が発生しない。したがって、検電カバー
２６をしている状態では検電ができない。検電カバー２
６を取り外したときに検電部２５に誘起される電圧を取
り出す際の検電部２５の等価回路は、図５に示す如くな
っている。すなわち、検電部２５には、高電圧電極の静
電容量Ｃと、高電圧電極の抵抗Ｒとが存在する。この抵
抗Ｒを無視すれば原理的には、従来から行われている標
準コンデンサ（通常、数１００ｐＦ）での測定と同じに
なる。しかし、静電容量Ｃの値は、２０ｐＦ程度と非常
に小さい。また、接続筒２４を構成する絶縁性を有する
合成樹脂がＥＰ（エチレンプロピレン）ゴムで構成され
ており、その誘電正接が０．０３％程度であるため、抵
抗Ｒも存在する。このため、検電部２５に誘導した電圧
の位相がずれるので、検電部２５に誘導した電圧をその
まま誘電正接測定器に入力しても誘電正接を正しく測定
することができないこともある。

【００１３】そこで、本発明に係る電力ケーブルの誘電
正接測定法は図６に示す如き回路によって測定する。図
において、４０は前置増幅器で、検電部に誘導される電
圧を所定の大きさに増幅して出力するものである。４１
は位相補正部で、前置増幅器４０において所定の増幅が
なされた電圧の位相ずれを補正するものである。すなわ
ち、位相補正部４１は、検電部２５の抵抗Ｒに対する位
相ずれ量に応じて前置増幅器４０で検出した電圧の位相
を補正し、位相ずれが零になるように調整して出力する
ものである。こうすることにより、検電部２５に誘導さ
れる電圧の電圧位相を検知することができる。４２は誘
電正接測定器で、位相補正部４１で補正された検電部２
５に誘導される電圧位相と、接地線に流れる電流位相と
の差から、誘電正接を求めるものである。

【００１４】次に、本実施例の作用について説明する。
地中機器用機器直結形端末１０の接続筒２４に取り付け
られている検電カバー２６を取り除き、検電部２５を露
出する。この検電部２５に図６に示す如き回路を接続す
る。すると、検電部２５に電圧が誘導され、この誘起電
圧が、前置増幅器４０で増幅されて、位相補正部４１に
出力される。位相補正部４１では、誘起電圧の位相を補
正して、誘電正接測定器４２に出力する。この誘電正接
測定器４２では、検電部２５に誘導され位相補正部４１
で補正された電圧位相と、接地線に流れる電流位相との
差から、誘電正接を求める。

【００１５】ところで、検電部２５から電圧位相を検出
して電力ケーブル２の誘電正接を測定する場合、検電部
２５そのものの誘電正接が問題となる。この検電部２５
そのものの誘電正接は、地中機器用機器直結形端末１０
を製造するメーカ毎に大きな差があり、また、温度の変
化によっても変化する。このため、検電部２５から電圧
位相を検出して測定した誘電正接の精度は、あまり良く
なかった。

【００１６】この地中機器用機器直結形端末１０は、通
常、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）分共に同じメーカのもの
が使用され、また、各相の負荷電流もほぼ同じであり、
検電部２５の温度も大きい違いはない。このため、誘電
正接が既知の試料の誘電正接を検電部２５を使って測定
できれば、誘電正接測定器４２を校正等することによっ
て、検電部２５そのものの誘電正接の影響を排除でき
る。

【００１７】図１に示したように、自動開閉器１の補助
回路端末３は、通常３相あるうちの１相（Ｖ相）が使用
されていない。そこで、補助回路端末３から１相分（使
用されていないＶ相）を任意に選定し、この相（Ｖ相）
の電圧位相を検出する。そして、この選定した相（Ｖ
相）の被測定ケーブルである電力ケーブル２Ｂのアース
線２２に流れる電流の位相を検出する。この使用されて
いない１相（Ｖ相）を用いた電圧位相は、比較的容易に
検出することがで、この相（Ｖ相）に接続されている被
測定ケーブルである電力ケーブル２Ｂの誘電正接は正確
に測定することができる。この検出した電圧位相と電流
位相との位相差から第１の誘電正接を求める。なお、こ
の電流位相の検出に当っては、電力ケーブル２Ｂのアー
ス線２２を使用しなくても、補助回路端末３に接続して
ある電力ケーブルのアース線を使用し、このアース線に
流れる電流の位相を検出してもよい。

【００１８】さらに、この選定した相（Ｖ相）の被測定
ケーブルである電力ケーブル２Ｂの地中機器用機器直結
形端末１０の接続筒２４に取り付けられている検電カバ
ー２６を取り外して、検電部２５を露出し、この検電部
２５に、図６に示す如き回路を接続する。すると、検電
部２５に電圧が誘導され、この誘起電圧が、前置増幅器
４０で増幅されて、位相補正部４１に出力される。位相
補正部４１では、誘起電圧の位相を補正して、誘電正接
測定器４２に出力する。この誘電正接測定器４２では、
検電部２５に誘導され位相補正部４１で補正された電圧
位相と、アース線２２に流れる電流位相との差から、第
２の誘電正接を求める。

【００１９】このようにして求められた２つの誘電正接
の値から誘電正接測定器４２の測定誤差を校正し，しか
る後、他の２相（Ｕ相とＷ相）の電力ケーブル２Ａ、２
Ｃのそれぞれの誘電正接を、機器用機器直結形端末１０
の各々の相（Ｕ相、Ｗ相）の検電部２５に誘導された電
圧の位相を検出し、その２相（Ｕ相、Ｗ相）の電力ケー
ブル（被測定ケーブル）２Ａ、２Ｃのアース線２２に流
れる電流の位相を検出して、この２つの位相差から求め
る。このように、本実施例によれば、自動開閉器１の補
助回路端末３のうちの使用されていない１相（Ｖ相）を
用いて電圧位相を検出し、相（Ｖ相）の電力ケーブル２
Ｂのアース線２２に流れる電流位相を検出して正確な誘
電正接を求め、この正確な誘電正接と、検電部２５から
電圧位相を検出し、電力ケーブル２Ｂのアース線２２に
流れる電流位相を検出してこの位相差から求めた誘電正
接とを比較して誘電正接測定器４２の校正しているの
で、他の２相（Ｕ相、Ｗ相）の電力ケーブル（被測定ケ
ーブル）２Ａ、２Ｃの誘電正接を測定した際に、製造メ
ーカの相違による測定誤差や、温度変化の影響を極力小
さくすることができ、測定精度の良い誘電正接を求める
ことができる。

【００２０】

【発明の効果】本願請求項に記載の発明によれば、地中
機器用機器直結形端末によって充電部が露出していない
場合、自動開閉器の補助回路端末よりある相の電圧位相
を検出して、誘電正接測定器の測定誤差を校正してある
ため、検電部の誘電正接の影響を排除して地中機器用機
器直結形端末の製造メーカの相違による測定誤差や、温
度変化の影響を極力小さくし、精度良く誘電正接を測定
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】被測定ケーブルの接続部周辺を示す自動開閉器
の部分図である。

【図２】図１に図示の自動開閉器に接続する地中機器用
機器直結形端末の一部を断面した正面図である。

【図３】図２に図示の検電部に検電カバーが掛けられた
状態を示す地中機器用機器直結形端末の一部を拡大した
断面図である。

【図４】図３の検電カバーを取り外した状態を示す図で
ある。

【図５】図２に図示の検電部の等価回路図である。

【図６】本発明に係る電力ケーブルの誘電正接測定法の
実施例を示す図である。

【符号の説明】

１………………………………………………………自動開
閉器 ２………………………………………………………電力ケ
ーブル ３………………………………………………………補助回
路端末 １０……………………………………………………地中機
器用機器直結形端末 １１……………………………………………………機器本
体 １２……………………………………………………中心導
体 １３……………………………………………………絶縁体 １４……………………………………………………端子 １６……………………………………………………圧縮端
子 １７……………………………………………………導体 ２４……………………………………………………接続筒 ２５……………………………………………………検電部 ２６……………………………………………………検電カ
バー ４０……………………………………………………前置増
幅器 ４１……………………………………………………位相補
正部 ４２……………………………………………………誘電正
接測定器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 運転状態にある電力ケーブルの誘電正接
   を測定する方法において，被測定ケーブルが接続されて
   いる自動開閉器に付属している三相の補助回路端末から
   電力ケーブルの接続されていない１相を選定し、該選定
   した相から電圧位相を検出し、該補助回路端末から検出
   した電圧位相と該選定した相に接続される被測定ケーブ
   ルの接地線に流れる電流との位相差とから誘電正接測定
   器で第１の誘電正接を求め，前記選定した相の地中機器
   用機器直結形端末の検電部より電圧位相を検出し、該検
   電部から検出した電圧位相と前記選定した相に接続され
   る被測定ケーブルの接地線に流れる電流との位相差とか
   ら誘電正接測定器で第２の誘電正接を求め，検電部から
   検出した電圧位相と被測定ケーブルの接地線に流れる電
   流との位相差によって被測定ケーブルの誘電正接を求め
   た場合に生じる誘電正接測定器の測定誤差を、前記第１
   の誘電正接の値と前記第２の誘電正接の値とから校正
   し，しかる後、他の２相の被測定ケーブルの誘電正接を
   地中機器用機器直結形端末の各々の相の検電部より電圧
   位相を検出して、当該被測定ケーブルの接地線に流れる
   電流との位相差から被測定ケーブルの誘電正接を求める
   ようにしたことを特徴とする電力ケーブルの誘電正接測
   定法。