JPH09264912A - 空間電荷測定装置 - Google Patents
空間電荷測定装置Info
- Publication number
- JPH09264912A JPH09264912A JP7337496A JP7337496A JPH09264912A JP H09264912 A JPH09264912 A JP H09264912A JP 7337496 A JP7337496 A JP 7337496A JP 7337496 A JP7337496 A JP 7337496A JP H09264912 A JPH09264912 A JP H09264912A
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- Japan
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- measured
- temperature
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- Pending
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- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 絶縁材料中に形成される空間電荷を高温にお
いて測定するための測定装置に関するものである。 【解決手段】 電気絶縁材料中に形成される空間電荷を
測定する装置において、電極に発熱体を備えた装置とす
る空間電荷測定装置。また、必要に応じセンサー部と発
熱体間に熱絶縁を施す。さらに、必要に応じ被測定体が
過熱されないよう被測定体と発熱体間に熱絶縁を施す。
いて測定するための測定装置に関するものである。 【解決手段】 電気絶縁材料中に形成される空間電荷を
測定する装置において、電極に発熱体を備えた装置とす
る空間電荷測定装置。また、必要に応じセンサー部と発
熱体間に熱絶縁を施す。さらに、必要に応じ被測定体が
過熱されないよう被測定体と発熱体間に熱絶縁を施す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】絶縁材料中に形成される空間
電荷を測定するための測定装置に関するものである。
電荷を測定するための測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】交流または直流電力ケーブル特に直流ケ
ーブルにおいては、絶縁材料中に蓄積される空間電荷が
絶縁体内の電界を変歪させるなどの影響をもたらすこと
が知られている。従って、この空間電荷の分布を計測す
る必要がある。このような空間電荷の測定は被測定体
（例えば直流ケーブル）に高電圧パルスを印加すること
により行われる。もし、被測定体中に空間電荷が存在す
ると、印可された高電圧パルスにより、その電荷に対応
したパルス応力が発生する。このパルス応力は、弾性波
となり被測定体中を伝搬し、被測定体表面に設けられた
電極を経てセンサーにより検出される。この方法は、パ
ルス静電応力法とよばれ広く使用されている空間電荷測
定方法である。
ーブルにおいては、絶縁材料中に蓄積される空間電荷が
絶縁体内の電界を変歪させるなどの影響をもたらすこと
が知られている。従って、この空間電荷の分布を計測す
る必要がある。このような空間電荷の測定は被測定体
（例えば直流ケーブル）に高電圧パルスを印加すること
により行われる。もし、被測定体中に空間電荷が存在す
ると、印可された高電圧パルスにより、その電荷に対応
したパルス応力が発生する。このパルス応力は、弾性波
となり被測定体中を伝搬し、被測定体表面に設けられた
電極を経てセンサーにより検出される。この方法は、パ
ルス静電応力法とよばれ広く使用されている空間電荷測
定方法である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】電力ケーブルは運転下
では導体通電により、高温度となる。このため運転時或
いはその状態を模擬する状態では高い温度での空間電荷
を測定する必要がある。上述したパルス静電応力法によ
る空間電荷の測定は図５に示すように弾性波検出側電極
（アルミニウム等の金属製）１と、ポリフッ化ビニリデ
ン（ＰＶＤＦ）からなる圧電素子（センサー）２と弾性
波吸収層３とからなる測定装置により測定していた。と
ころで、電力ケーブルの絶縁材料や製造方法を検討する
段階では、予め絶縁材料の試験片を作成し、電力ケーブ
ルの使用条件に合わせた環境で空間電荷を測定する必要
がある。このような測定に当たり従来の測定装置は、熱
伝導性の良い金属電極１を被測定体に接触させるため被
測定体の熱が電極を介して放熱され、被測定体の温度分
布（勾配）が崩れてしまい、正常な温度分布（勾配）で
の測定が不正確となることがあった。また、この種の測
定に通常使用されているセンサーはＰＶＤＦ製であるた
め、温度上昇により特性が低下することから、熱に強い
例えばセラミック性のセンサーを使用することも考えら
れるが、セラミックはセンサーに加工しにくく入手が困
難である等の問題がある。
では導体通電により、高温度となる。このため運転時或
いはその状態を模擬する状態では高い温度での空間電荷
を測定する必要がある。上述したパルス静電応力法によ
る空間電荷の測定は図５に示すように弾性波検出側電極
（アルミニウム等の金属製）１と、ポリフッ化ビニリデ
ン（ＰＶＤＦ）からなる圧電素子（センサー）２と弾性
波吸収層３とからなる測定装置により測定していた。と
ころで、電力ケーブルの絶縁材料や製造方法を検討する
段階では、予め絶縁材料の試験片を作成し、電力ケーブ
ルの使用条件に合わせた環境で空間電荷を測定する必要
がある。このような測定に当たり従来の測定装置は、熱
伝導性の良い金属電極１を被測定体に接触させるため被
測定体の熱が電極を介して放熱され、被測定体の温度分
布（勾配）が崩れてしまい、正常な温度分布（勾配）で
の測定が不正確となることがあった。また、この種の測
定に通常使用されているセンサーはＰＶＤＦ製であるた
め、温度上昇により特性が低下することから、熱に強い
例えばセラミック性のセンサーを使用することも考えら
れるが、セラミックはセンサーに加工しにくく入手が困
難である等の問題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明はこのよう問題点
を解消し、センサーにＰＶＤＦ製の圧電素子を使用し、
被測定体の温度分布（勾配）に影響を与えることなく空
間電荷を測定できる測定装置を提供するものである。本
発明の請求項１は、電極（弾性波検出側電極）とセンサ
ー（圧電素子）とからなる空間電荷測定装置において、
前記電極に発熱体を設けたことを特徴とする空間電荷測
定装置である。本発明の請求項２は、請求項１記載の測
定装置において、電極に設けた発熱体からの熱を防御す
る熱絶縁体を該発熱体とセンサーとの間に設けたことを
特徴とする空間電荷測定装置である。本発明の請求項３
は、請求項１または請求項２記載の測定装置において、
電極に設けた発熱体からの熱を防御する熱絶縁体を該発
熱体と被測定体との間に設けたことを特徴とする空間電
荷測定装置である。
を解消し、センサーにＰＶＤＦ製の圧電素子を使用し、
被測定体の温度分布（勾配）に影響を与えることなく空
間電荷を測定できる測定装置を提供するものである。本
発明の請求項１は、電極（弾性波検出側電極）とセンサ
ー（圧電素子）とからなる空間電荷測定装置において、
前記電極に発熱体を設けたことを特徴とする空間電荷測
定装置である。本発明の請求項２は、請求項１記載の測
定装置において、電極に設けた発熱体からの熱を防御す
る熱絶縁体を該発熱体とセンサーとの間に設けたことを
特徴とする空間電荷測定装置である。本発明の請求項３
は、請求項１または請求項２記載の測定装置において、
電極に設けた発熱体からの熱を防御する熱絶縁体を該発
熱体と被測定体との間に設けたことを特徴とする空間電
荷測定装置である。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明は弾性波検出側電極を発熱
体により加熱することにより、電極と接した被測定体部
温度を変化させることなく要求される正確な温度分布
（勾配）での空間電荷測定が行える。また、センサー側
に熱絶縁を施せば熱によるセンサーの特性低下を防止す
ることが出来る。さらに、発熱体付近の被測定体部に熱
絶縁を行うことで被測定体の温度分布（勾配）を乱すよ
うなことがない。
体により加熱することにより、電極と接した被測定体部
温度を変化させることなく要求される正確な温度分布
（勾配）での空間電荷測定が行える。また、センサー側
に熱絶縁を施せば熱によるセンサーの特性低下を防止す
ることが出来る。さらに、発熱体付近の被測定体部に熱
絶縁を行うことで被測定体の温度分布（勾配）を乱すよ
うなことがない。
【０００６】
【実施例】図１は本発明の第１の実施例を示すもので、
本発明装置を比較的低温（６０°Ｃ以下）で使用する場
合の実施例である。図において１はアルミニウム製の電
極、２は電極１の下に設けたＰＶＤＦ製のセンサー（圧
電素子）、３はセンサー２の下に設けた弾性波吸収体、
４はニクロム線を耐熱ガラスチューブで絶縁した発熱体
で、該発熱体４は電極１の表面に巻付けられ、図示しな
い通電装置により通電し電極１を加熱する。本実施例の
空間電荷測定装置により空間電荷を測定するには、先
ず、被測定体に電極を接触せさる位置の被測定体表面の
温度を測定し、測定装置の電極１に設けた発熱体４に通
電して電極１の温度を上昇させ、電極の温度が被測定体
の表面温度にほぼ等しくなった時点で電極１を被測定体
に接触させ測定を開始する。本実施例は被測定体の表面
温度が６０°Ｃ程度と比較的低い場合に最適である。即
ち、本実施例ではセンサーにＰＶＤＦ製の圧電素子を使
用しているため６０°Ｃを越える温度ではセンサーの特
性が熱により低下する恐れがあるためである。
本発明装置を比較的低温（６０°Ｃ以下）で使用する場
合の実施例である。図において１はアルミニウム製の電
極、２は電極１の下に設けたＰＶＤＦ製のセンサー（圧
電素子）、３はセンサー２の下に設けた弾性波吸収体、
４はニクロム線を耐熱ガラスチューブで絶縁した発熱体
で、該発熱体４は電極１の表面に巻付けられ、図示しな
い通電装置により通電し電極１を加熱する。本実施例の
空間電荷測定装置により空間電荷を測定するには、先
ず、被測定体に電極を接触せさる位置の被測定体表面の
温度を測定し、測定装置の電極１に設けた発熱体４に通
電して電極１の温度を上昇させ、電極の温度が被測定体
の表面温度にほぼ等しくなった時点で電極１を被測定体
に接触させ測定を開始する。本実施例は被測定体の表面
温度が６０°Ｃ程度と比較的低い場合に最適である。即
ち、本実施例ではセンサーにＰＶＤＦ製の圧電素子を使
用しているため６０°Ｃを越える温度ではセンサーの特
性が熱により低下する恐れがあるためである。
【０００７】図２は本発明の第２の実施例を示すもの
で、第１の実施例では正確に測定できない高温に対処す
るためのもので、第１実施例にしめす本発明装置の電極
１とセンサー２との間に熱絶縁体５を介在させたもので
ある。このように熱絶縁体５を設けることにより発熱体
４からの熱がセンサーに直接及ぶのを防止し、ＰＶＤＦ
製のセンサーでの高温での測定を可能にしたものであ
る。図２は熱絶縁体４として１ｃｍ厚さのＰＭＭＡ（ポ
リメチルメタクリレート）を使用した実施例で、電極１
の温度を９０°Ｃまで昇温してもセンサーの温度は５５
°Ｃまでにしか上昇せず、従って、被測定体の温度が９
０°Ｃ程度までは温度分布（勾配）を乱すことなく空間
電荷の測定が可能である。
で、第１の実施例では正確に測定できない高温に対処す
るためのもので、第１実施例にしめす本発明装置の電極
１とセンサー２との間に熱絶縁体５を介在させたもので
ある。このように熱絶縁体５を設けることにより発熱体
４からの熱がセンサーに直接及ぶのを防止し、ＰＶＤＦ
製のセンサーでの高温での測定を可能にしたものであ
る。図２は熱絶縁体４として１ｃｍ厚さのＰＭＭＡ（ポ
リメチルメタクリレート）を使用した実施例で、電極１
の温度を９０°Ｃまで昇温してもセンサーの温度は５５
°Ｃまでにしか上昇せず、従って、被測定体の温度が９
０°Ｃ程度までは温度分布（勾配）を乱すことなく空間
電荷の測定が可能である。
【０００８】図３は本発明の第３の実施例を示すもの
で、電極１と被測定体との間に熱絶縁体６を設けたもの
で、電極１に設ける発熱体４と被測定体との空間が狭
く、発熱体４の熱が被測定体の温度分布（勾配）を乱す
恐れがある場合に有効である。図３は熱絶縁体６として
厚さ１ｍｍのテフロン製熱絶縁体を発熱体６と被測定体
との間に設けた実施例で、発熱体４の温度に影響される
ことなく測定が可能である。なお、図中５は発熱体４の
熱がセンサー２に影響するのを防止する熱絶縁体、３は
弾性波吸収体である。
で、電極１と被測定体との間に熱絶縁体６を設けたもの
で、電極１に設ける発熱体４と被測定体との空間が狭
く、発熱体４の熱が被測定体の温度分布（勾配）を乱す
恐れがある場合に有効である。図３は熱絶縁体６として
厚さ１ｍｍのテフロン製熱絶縁体を発熱体６と被測定体
との間に設けた実施例で、発熱体４の温度に影響される
ことなく測定が可能である。なお、図中５は発熱体４の
熱がセンサー２に影響するのを防止する熱絶縁体、３は
弾性波吸収体である。
【０００９】図４は、実施例１の空間電荷測定装置をケ
ーブルの空間電荷測定に適用した場合の実施例である。
ケーブルの運転状態即ち、導体通電時には導体温度（図
４のＡ点）が９０℃となる。このとき、外部導電層温度
（図４のＢ点）は６０℃となる。しかるに、従来の空間
電荷測定では、室温状態にある電極１と接する部分の被
測定体部の外部導電層温度（電極部温度とほぼ同じ、図
４のＣ点）は電極からの熱放散により４０℃程度にまで
低下し、温度分布（勾配）が大きく乱されるため、運転
状態を正確に模擬した測定とは異なる結果となってしま
う。そこで、実施例１と同様に発熱体４により電極を加
熱し外部導電層および電極温度を６０℃に保つことによ
り、運転状態と同様な温度分布（勾配）における正確な
空間電荷測定を行うことができる。なお、電極の温度は
６０℃程度であるので、センサー部に熱絶縁を行わなく
ても熱によるセンサーの特性低下はない。
ーブルの空間電荷測定に適用した場合の実施例である。
ケーブルの運転状態即ち、導体通電時には導体温度（図
４のＡ点）が９０℃となる。このとき、外部導電層温度
（図４のＢ点）は６０℃となる。しかるに、従来の空間
電荷測定では、室温状態にある電極１と接する部分の被
測定体部の外部導電層温度（電極部温度とほぼ同じ、図
４のＣ点）は電極からの熱放散により４０℃程度にまで
低下し、温度分布（勾配）が大きく乱されるため、運転
状態を正確に模擬した測定とは異なる結果となってしま
う。そこで、実施例１と同様に発熱体４により電極を加
熱し外部導電層および電極温度を６０℃に保つことによ
り、運転状態と同様な温度分布（勾配）における正確な
空間電荷測定を行うことができる。なお、電極の温度は
６０℃程度であるので、センサー部に熱絶縁を行わなく
ても熱によるセンサーの特性低下はない。
【００１０】
【発明の効果】このように本発明による空間電荷測定装
置を用いると、ケーブル運転下のような比較的高い温度
においても、絶縁材料中に分布している空間電荷をケー
ブル運転時と同様な正確な温度分布のもとで測定するこ
とが可能となる。
置を用いると、ケーブル運転下のような比較的高い温度
においても、絶縁材料中に分布している空間電荷をケー
ブル運転時と同様な正確な温度分布のもとで測定するこ
とが可能となる。
図面では見やすくするために、各物体間を空けている
が、実際は、弾性波の伝達が容易となるように各物体間
は密着している。
が、実際は、弾性波の伝達が容易となるように各物体間
は密着している。
【図１】本発明に関わる空間電荷測定装置の一実施例を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図２】本発明に関わる空間電荷測定装置の一実施例を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図３】本発明に関わる空間電荷測定装置の一実施例を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図４】本発明に関わる空間電荷測定装置の一実施例を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図５】従来の空間電荷測定装置を示す説明図である。
１ 電極 ２ センサー ３ 弾性波吸収体 ４ 発熱体 ５ 熱絶縁体 ６ 熱絶縁体 ７ 導体 ８ 絶縁体 ９ 外部半導電層
Claims (3)
- 【請求項１】電極（弾性波検出側電極）とＰＶＤＦ製セ
ンサー（圧電素子）とからなる空間電荷測定装置におい
て、前記電極に発熱体を設けたことを特徴とする空間電
荷測定装置。 - 【請求項２】電極に設けた発熱体からの熱を防御する熱
絶縁体を該発熱体とセンサーとの間に設けたことを特徴
とする請求項１記載の空間電荷測定装置。 - 【請求項３】電極に設けた発熱体からの熱を防御する熱
絶縁体を該発熱体と被測定体との間に設けたことを特徴
とする請求項１または請求項２記載の空間電荷測定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7337496A JPH09264912A (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 空間電荷測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7337496A JPH09264912A (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 空間電荷測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09264912A true JPH09264912A (ja) | 1997-10-07 |
Family
ID=13516351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7337496A Pending JPH09264912A (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 空間電荷測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09264912A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010066064A (ja) * | 2008-09-09 | 2010-03-25 | Nitto Denko Corp | 空間電荷分布測定装置、及びその装置を用いた空間電荷分布測定方法、並びにその方法を用いて測定された高温用絶縁材料 |
| CN105652101A (zh) * | 2016-02-29 | 2016-06-08 | 清华大学 | 温控型电声脉冲法空间电荷测量装置 |
-
1996
- 1996-03-28 JP JP7337496A patent/JPH09264912A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010066064A (ja) * | 2008-09-09 | 2010-03-25 | Nitto Denko Corp | 空間電荷分布測定装置、及びその装置を用いた空間電荷分布測定方法、並びにその方法を用いて測定された高温用絶縁材料 |
| CN105652101A (zh) * | 2016-02-29 | 2016-06-08 | 清华大学 | 温控型电声脉冲法空间电荷测量装置 |
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