JPH095387A - 部分放電の測定システム - Google Patents

部分放電の測定システム

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JPH095387A
JPH095387A JP8098097A JP9809796A JPH095387A JP H095387 A JPH095387 A JP H095387A JP 8098097 A JP8098097 A JP 8098097A JP 9809796 A JP9809796 A JP 9809796A JP H095387 A JPH095387 A JP H095387A
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cable
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mhz
voltage
measuring
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JP8098097A
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Evert Frederik Steennis
エーフェルト・フレデリック・ステーニス
Edwin Pultrum
エドウィン・プルトルム
Petrus Arnoldus Antoni Wouters
ペトルス・アルノルドゥス・アントニウス・フランシスカ・ウォータース
Heesch Egbertus Johannes M Van
エフベルトゥス・ヨハネス・マリア・ファン・ヘースフ
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Original Assignee
Kema NV
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    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1227—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
    • G01R31/1263—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation
    • G01R31/1272—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation of cable, line or wire insulation, e.g. using partial discharge measurements

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ケーブル及びその付属物内に発生する部分放
電の検出方法。 【解決手段】 ケーブルの金属接地シールドを遮断する
こと;遮断シースの両端を測定器具に接続すること;遮断
シースの両端間の接続を、主周波数の信号を伝送するに
少なくとも適するように調整すること;及び当該信号を
表示すること;以上の工程を含んで０．５ＭＨzを超える
周波数の信号成分のみが表示されることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はケーブル及び付属装
置における部分放電(partial discharge)の測定方法並
びに測定装置に関する。部分放電とは内部導電体と高圧
ケーブルの接地シールドとの間にある誘電体の間に発生
するもので、そこでは完全な絶縁破壊が生起しない。こ
のような部分放電の発生はケーブルの品質の悪化を惹起
する。部分放電は、また、しばしば完全放電(絶縁破壊)
のイニシエーター(誘発物…initiator)にもなる。
【０００２】部分放電はとりわけプラスチックスより製
せられた誘電体を有するケーブル内に発生する。このよ
うなケーブルを多用するときはかかる部分放電を検出す
る有効な測定方法が必要となってくる、既設のケーブル
の場合も同じである。
【０００３】
【従来の技術】オランダ特許第９２０１９４４号から知
られている部分放電の検出方法及び装置としては測定コ
イルもしくは測定クリップを使用したものがある。この
方法はしかしながら、接地シールドのあるケーブルにの
み適用されるもので、そこでは接地シールドに取り入れ
られたケーブルが水平に延出している。
【０００４】これは確かに全てのケーブルの事例とは違
っている。多数のケーブルの事例に於ては不織の、例え
ば固体の接地シールドを備えていて、この場合は上記の
方法は用いられない。本発明はこのようなケーブルに適
用できる方法及び装置に関する。このような固体の金属
シールドの場合に生起する部分放電の発生を測定するこ
とを可能とするには金属接地シールドを遮断する(inter
rupt)必要がある。
【０００５】次にケーブルの良好な働きを中断させない
ために必要なもしくは次第によって望まれるのは、意図
する測定に悪影響を与えないやり方で金属接地シールド
を遮断し遮断の両端で短絡させることである。遮断間の
発生電圧を表示することにより部分放電の特性が測定で
きる。表示によって、とは例えば、オシロスコープのス
クリーンに映像したり、オシログラフを用いてプリント
アウトしたり、或はデジタルメモリーの形でイメージを
記憶したりすることである。イメージを調べれば、部分
放電の重要性やその特性についての情報を提供すること
が出来る。
【０００６】ケーブルの絶縁体中の部分放電の特性を測
定する方法はかくして次のように工程を含むものとして
通常知られている:ケーブルの金属接地シールドを遮断
すること;遮断されたシースの両側を測定器具に接続す
ること;少なくとも本線周波数に相当する信号を搬送す
るに適するように遮断されたシースの両側間の接続を調
整すること;及び当該信号を表示すること。
【０００７】遮断間の電圧マグニチュードは極めて小で
あるため、適性電圧を表示するには感度のよい測定器具
を用いることは明白であろう。従来技術では周波数は１
００Ｈzと約０．５ＭＨzとの間にあることが知られてい
る。このような部分放電によってもたらされる電圧事象
はいかなる場合でも適性周波数領域の最大値であるた
め、信号／ノイズ比率は最も顕著なものである。多くの
遮断信号は、しかしながら、例えば放送送信機より発せ
られる適性周波数領内にあるため、このような測定は遮
断信号によって分断されることがしばしばある、と云う
事実に注意すべきである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上掲の
問題点を回避するにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この目的は０．５ＭＨz
を超える周波数の信号成分を表示することのみによって
達成される。この手段の結果、最初に指摘した周波数領
域による遮断は回避される。本発明によると信号／ノイ
ズ比率は更に有利なものとなることが気付かれよう。
【００１０】０．５ＭＨzのカットオフ周波数に替えて
他のカットオフ周波数、例えば１ＭＨz、２ＭＨz、５Ｍ
Ｈz、１０ＭＨz或はこれらの中間周波数を適用できる。
上記周波数領域の別の興味ある局面は次の事実にある、
すなわち部分放電は約１００Ｈzから数１００ＭＨzを超
える周波数の事象を生み出すものの、適性信号が伝送さ
れる距離は周波数に高度に依存する、と云うことであ
る。低周波の信号は一般に長距離を、高周波信号は減衰
と分散の結果、短距離を夫々伝送する。
【００１１】部分放電は極めて多くの場合、ケーブル付
属物に発生すること;すなわち、ケーブルスリーブ、端
末器具等に発生することを知ることは重要である。この
有益な知識をもってすれば、ケーブルシース内では部分
放電は頻多に既在しているか或はシースは容易に遮断さ
れ得ると云う有利な見方ができる。この知識を心して遮
断から例えば数センチメータの比較的短距離にある部分
放電に指向された有効な測定方法を持つことは注目され
る所である。本発明方法はこのような方法の一つであ
る。
【００１２】表示信号は接地シールドの遮断を短絡させ
ることによって望ましくはその周波数が制限される。ケ
ーブルに発生する部分放電の量を測定する手段を使用す
ることは、これまた魅力的である。この手段は接地シー
ルドの遮断間の測定電圧を偏向する手段、測定電圧を表
示する手段を含んで、当該偏向手段がケーブルのシース
の遮断によって構成され、そこでは遮断の両側が測定器
具に接続され、接地シールドの遮断が０．５ＭＨzより
小さい周波数の信号の通過のみに適した接続によって短
絡されていることを特徴としている。
【００１３】部分放電の量を適切に調べることを可能と
するためには、部分放電が起きるケーブルの電圧と関係
付けることが重要である。本発明は信号の表示に先立っ
て本線電圧(mains voltage)に相当する別の信号と組み
合わせる方法を提供する。
【００１４】本線電圧に相当する信号が非接触下、例え
ば容量性態様で、発生されると特に際立つ。これは高電
圧を搬送する導体に測定器具を接続しないで済み、これ
によってケーブルシースの遮断が確かに既在している場
合、測定がケーブルの操作を妨害することなしに可能と
なると云う利益をもたらす。これは意義ある利益の一つ
であることが明らかとなろう。本線電圧相当の信号を容
量性態様で本線電圧搬送用導体に接続された電極から引
き出すことは注目に値する。
【００１５】このような方法は例えば交流を動力源とす
る線路網(rail network)の如き単相系にも適用出来
る。更により通常的な三相系に用いるためには、本線電
圧相当の信号は少なくとも二つ、望ましくは三つで、夫
々が適性相電圧を搬送する導体に容量的に接続された電
極によって発生させるものとする。このような容量性測
定系に関しては、１９９１年８月２６−３０(日)、ドレ
スデン、第７回高圧技術の国際シンポジウムの“平易な
オープンエアセンサーを用いた三相電圧測定"と云う刊
行物により知られている。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明は添付図面を参照して以下
説明する所から明らかになるであろう、図に於て:図１
は部分放電が伝達されたケーブルの概略斜視図であっ
て、当該ケーブルの接地シールドが該部分放電を検知す
る遮断（部）を有している場合を示し;図２は端末器具
の断面図で、ケーブルシースに部分放電を検出するため
の遮断がある場合を示し、図３は容量性測定系を示す略
図、及び図４は本発明方法を実施するための装置の概略
斜視図である。
【００１７】図１に於てケーブル１は同軸構造を有し、
このケーブルは中央導体２及びシース導体３によって構
成され、両者間に絶縁体４が設けられている。保護と絶
縁のためプラスチック絶縁材料４２がシース導体３の周
囲に設けられている。符号５をもって示した部分放電の
発生によって、ケーブルの長手方向に移行する電流はシ
ース内に流れ出す。このケーブルシースは遮断６を備え
ているので、上記電流に基因して遮断間に発生する電圧
を測定することが出来る。この目的に結び付けて、２つ
の導体９,１０よりなる測定ケーブル８が遮断間に設け
られ、これら導体９,１０は遮断６の夫々の側にあるシ
ース３の両部材に夫々接続されている。本発明に従った
フイルタ動作を達成するために、シース３の遮断６は接
続ワイヤ２０を介して短絡され低周波信号のみを通過す
るようになっている。この短絡は別にケーブルの適性な
操作を維持するのに役立つ。高周波信号はかくして測定
手段に供与される。
【００１８】同様な事例が図２に示されている。ここに
示されているのは地下ケーブル１２が接続されている端
末取付具１１である。このような事例は、例えば、地下
ケーブルと高圧線間の遷移(transition)の場合に起る。
高圧線１３は端末取付具１１の頂部に接続される。地下
ケーブルは中心導体２及びシース導体３を備えていて、
導体２,３間に誘電体４が設けられている。更に半導体
電圧制御層１４が設けられているが、これは本発明によ
って重要なものではないのでこれ以上の説明はしない。
端末取付具１１は、導電プレート１５上に載置されて絶
縁マス１６によって構成され外面にこれまた絶縁材によ
って得られたハウジング１８を有する補強用ハウジング
１７が設けられている。この端末取付具の構成も別に重
要ではないので更なる説明はしない。
【００１９】図２の事例では地下ケーブル１２のシース
３は通常リッツ(Ｌitg)よりなる接続ケーブル２０を介
して導電プレート１５に接続されている。かくしてここ
では完全な動電気遮断(galvanic interruption)の問題
は生ぜず、生ずるのは低周波信号のみを通過させる遮断
及び三相系に於て端末取付具もしくはケーブルの容量性
電流によって形成される遮断である。他の例ではシース
３は導電プレート１５に直接接続することもできる。こ
の場合シース３の遮断を実現せねばならない。接続ワイ
ヤを遮断の端部上に直接しかし離して、例えば遮断から
数センチメーター、取付けると、望む周波数−独立の動
作が均しく強化される。高周波信号、すなわち、０．５
ＭＨzを超える周波数の信号はこのような遮断を渡過で
きない。それ故、測定ワイヤ８を心線９及び１０を介し
て遮断間に接続することが可能となる。測定信号がこう
して測定器具２１に供給される。
【００２０】既に紹介して述べたように、器具２１は表
示手段によって構成され、この表示手段はオシロスコー
プ及び電圧事象のオシログラムの取得が可能なオシログ
ラフ或は測定の結果がデジタルで記録できその后処理さ
れて可視的にプリントアウトの出来るデジタル手段によ
って構成される。
【００２１】本発明の利益を達成するためには、既に序
で述べたように、フイルタ作動に関連して、例えば０．
５、１、２、５もしくは１０ＭＨz未満の周波数で短絡
させるような接続をしてはならない、と云うことであ
る。表示イメージはそのためカットオフ周波数より高く
ケーブルシースに沿って短距離を移行可能な信号成分に
制限されるものである、ただしこれらの信号はノイズ、
放送信号及び他の干渉信号に対し僅かながらも感応する
か、場合によっては影響を受けるものであるが。
【００２２】表示信号の意義を良く理解する上で重要な
のは、当該信号は部分放電を発生するケーブル内での瞬
間電圧レベルのものであると云うことである。それ故測
定信号を供給電圧に組み付けることが魅力的となる。
【００２３】この目的に沿った構造が図３のものであ
る。図示のものは三つの導体Ｒ,Ｓ及びＴによって構成
され三相系電圧を搬送する。三つの導体Ｒ,Ｓ及びＴは
導体２６上に設けられ、この導体２６は例えば接地面２
２による接地ポテンシャルを具備し、その上に三つの電
極２３,２４及び２５が絶縁的に配備されている。
【００２４】電極２３,２４及び２５と電圧搬送導体Ｒ,
Ｓ及びＴとの間は容量性結合であるため、電極２３,２
４及び２５上で発生する電圧から導体Ｒ,Ｓ及びＴ上に
主たる電圧イメージを得ることができる。実際に行なう
明確な態様は本発明の構成をなすものではなくここに参
考のために、既掲の“平易なオープンエアセンサーを用
いた三相電圧測定"と云う刊行物を引用しておく。しか
して適性な電圧イメージを偏向する通称、マトリックス
回路を使用することができる。
【００２５】図３に示す態様は通常発生する三相系を示
している。三相系の対称性の結果、二つの電極の使用も
可能である。単相系の場合、単一の電極の使用も可能で
ある。測定信号は導体仲の主たる電圧相によって得られ
る一つの関係だけが必要となるので、原則的にはこれら
の信号をリニアに組み合せることによって、電極から送
られてくる信号を使えば十分である。
【００２６】最后に、図４は測定装置の略図を示す。こ
の装置に於て、導体面２６を形成する接地面上に端末取
付具２７,２８及び２９が配設され、夫々の取付具に地
下ケーブル３０,３１及び３２が接続されている。取付
具の頂部には高圧線３３,３４及び３５が接続される。
この高圧線はここでは絶縁体３７によってゲート３６よ
り懸吊されている。端末取付具２７,２８及び２９の下
面にある遮断間に発生する電圧を測定するために、三本
の測定ケーブル８が測定器具２１に接続されている。す
なわち、三本の折返し測定がここにある、と云うことで
ある。もとよりシングルもしくはダブルの測定を使用す
ることも均しく可能である。
【００２７】線３３,３４及び３５上に主たる電圧を供
給するために、三つの電極２３,２４及び２５を使用す
る。この電極として本実施例では夫々環状で絶縁ステム
３８及び絶縁接続具３９によって導体面２６を形成する
接地面に載置されている。電極の夫々はケーブル４０に
よってマトリックス回路４１に接続され、このマトリッ
クス回路は電極２３,２４,２５上に発生する電圧から線
３３,３４及び３５上に発生する主たる電圧を計算し、
望ましい相電圧を測定器具２１に供給する。
【００２８】測定信号を本線電圧と合体する方法は、本
願で述べた測定信号を得る方法に限定されるものではな
い、例えばオランダ特許第９２．０１９４４号による方
法もまた適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】部分放電が伝達されたケーブルの概略斜視図で
あって、当該ケーブルの接地シールドが該部分放電を検
知する遮断を有している場合を示す。
【図２】端末器具の断面図で、ケーブルシースに部分放
電を検出するための遮断がある場合を示す。
【図３】容量性測定系を示す略図である。
【図４】本発明方法を実施するための装置の概略斜視図
である。
【符号の説明】
１ ケーブル ２ 中央導体 ３ シース導体 ４ 絶縁体 ５ 部分放電 ６ 遮断(部) ８ 測定ケーブル ９ 導体 １０ 導体 １１ 端末取付具 ２０ 短絡用接続ワイヤ ２１ 測定器具 ２２ 接地面 ２６ 導体（面）
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成８年７月１１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ペトルス・アルノルドゥス・アントニウ ス・フランシスカ・ウォータース オランダ、エヌエル−5611ベーゼット・エ イントホーフェン、スターションスウェッ ヒ70番 (72)発明者 エフベルトゥス・ヨハネス・マリア・ファ ン・ヘースフ オランダ、エヌエル−5262ゼットデー、フ フト、キーフィトストラート４番

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ケーブル及び付属物の絶縁体内に発生す
    る部分放電の検出方法で次の工程: −当該ケーブルの金属接地シールドを遮断すること; −遮断シースの両端を測定器具に接続すること; −遮断シースの両端間の接続を、本線周波数の信号を伝
    送するに少なくとも適するように調整すること、及び −当該信号を表示すること、 を含み、０．５ＭＨzを超える周波数の信号成分のみが
    表示されることを特徴とする。
  2. 【請求項２】 請求項１に於て、１ＭＨz、２ＭＨz、５
    ＭＨzもしくは１０ＭＨzを超える周波数を有する信号成
    分のみが表示されるように遮断が調整されることを特徴
    とする方法。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２に於て、表示信号は接地
    シールドの遮断を短絡させることによりその周波数が限
    定されていることを特徴とする方法。
  4. 【請求項４】 請求項３に於て、遮断の位置から遠い位
    置の接地シールドに短絡用のワイヤが接続されているこ
    とを特徴とする方法。
  5. 【請求項５】 請求項１、３又は４に於て、信号表示の
    前に、当該信号が本線電圧相当の一つの信号と組み合さ
    れることを特徴とする方法。
  6. 【請求項６】 請求項５に於て、本線電圧相当の信号が
    非接触下で発生されることを特徴とする方法。
  7. 【請求項７】 請求項６に於て、本線電圧相当の信号が
    容量的に発生されることを特徴とする方法。
  8. 【請求項８】 請求項７に於て、本線電圧相当の信号
    が、本線電圧を搬送する一つの導体に容量的に接続され
    た少なくとも一つの電極により発生されることを特徴と
    する方法。
  9. 【請求項９】 三相系に用いる請求項８に於て、本線電
    圧相当の信号が、相電圧を搬送する一つの導体に容量的
    に夫々接続された少なくとも二つの電極に接続され、使
    用時にはマトリックス回路によって構成されることを特
    徴とする方法。
  10. 【請求項１０】 ケーブルもしくはケーブル付属物中に
    発生する部分放電量を検知及び測定する装置であって: −ケーブルに於ける遮断両側間の電圧を偏向する手段; −当該測定電圧を表示する手段、 以上を含み、 該偏向手段が０．５ＭＨzを超える周波数をもった信号
    の通過にのみ適合されていることを特徴とする装置。
  11. 【請求項１１】 請求項１０に於て、偏向手段がケーブ
    ルシースの遮断により形成され、遮断の両側が測定器具
    に接続され、且つ接地シールドが接続により短絡される
    ことを特徴とする装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１０又は１１に於て、当該接続
    が、１ＭＨz、２ＭＨz、５ＭＨz、もしくは１０ＭＨz未
    満の周波数の信号の通過を許容することのみに適合され
    ていることを特徴とする装置。
  13. 【請求項１３】 請求項１１又は１２に於て、短絡用ワ
    イヤが遮断より離れた位置にある接地シールドに接続さ
    れていることを特徴とする装置。
  14. 【請求項１４】 請求項１０、１１、１２又は１３に於
    て、当該装置が測定信号を本線電圧相当の測定電圧と組
    み合せる手段を備えていることを特徴とする装置。
  15. 【請求項１５】 本線電圧相当の信号発生手段によって
    特徴付けられる請求項１４に於て、これらの手段は本線
    電圧を送る一つの導体に容量的に接続された少なくとも
    一個の電極を含むことを特徴とする装置。
  16. 【請求項１６】 三相系に用いる請求項１５に於て、夫
    々が本線電圧を搬送する一個の導体に容量的に接続され
    た最低二個の電極により特徴付けられ、マトリックス回
    路の導出端子が測定器具に接続されていることを特徴と
    する装置。
JP8098097A 1995-04-21 1996-04-19 部分放電の測定システム Pending JPH095387A (ja)

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