JPH10160778A - 活線電力ケーブルの絶縁劣化診断方法、及びこれを用いた絶縁劣化診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水トリーによる真の劣化信号を意味する極め
て微小な電流成分を検出し、絶縁劣化に対する精度の高
い診断を行う活線電力ケーブルの絶縁劣化診断方法、及
びこれを用いた絶縁劣化診断装置を提供すること。 【解決手段】 活線下で測定対象とする電力ケーブル２
３の金属遮へい層２３ａと接地間に交流電源１２によっ
て商用周波数の整数倍±ａ（０＜ａ≦１０）［Ｈｚ］の
周波数の交流重畳信号を印加する第１工程と、略１００
［ｋΩ］乃至略１［ＭΩ］の抵抗値を有する挿入抵抗を
金属遮へい層２３ａと接地間に接続する第２工程と、挿
入抵抗を接続した状態で、検出信号１２ａを測定する第
３工程と、検出信号１２ａ基づいて絶縁劣化の程度を活
線状態で診断する第４工程とを少なくとも有する活線電
力ケーブルの絶縁劣化診断方法、及びこの方法を用いた
絶縁劣化診断装置１０。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は活線電力ケーブルの
絶縁劣化診断方法、及びこれを用いた絶縁劣化診断装置
に係り、より詳細には、運転状態にある活線下の電力ケ
ーブル、例えばＣＶケーブルと称される架橋ポリエチレ
ン絶縁電力ケーブルの絶縁劣化を診断する絶縁劣化診断
方法、及びこれを用いた絶縁劣化診断装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】絶縁材料、特に高分子材料は、使用中に
種々の原因により、次第にその絶縁性能が低下する、所
謂絶縁劣化現象が生じる。絶縁材料の劣化は使用される
絶縁材料の種類、使用される場所によって劣化の状態が
異なる。この絶縁材料の劣化の状態を知ることは、電力
ケーブルの絶縁破壊事故を予防する上で極めて重要であ
る。

【０００３】架橋ポリエチレンを絶縁材料とするＣＶケ
ーブルの絶縁劣化は、主に水トリーによることが知られ
ている。従って、ＣＶケーブルの絶縁劣化による絶縁破
壊事故を未然に防ぐには、この水トリーの発生を知るこ
とが重要である。そこで、従来より、布設された電力ケ
ーブルの水トリーを活線下で直流電流成分を検出するこ
とによって検知する電力ケーブルの絶縁劣化診断方法が
開発されている。

【０００４】しかし、この電力ケーブルの絶縁劣化診断
方法では、大地からケーブルのシース絶縁抵抗を介して
流れる迷走電流の影響を受け易く、精度のよい測定がで
きない。このため、直流電圧を重畳し、劣化信号を大き
くする電力ケーブルの絶縁劣化診断方法が検討されてい
る。直流電圧を重畳する方法は２つ提案されており、そ
の１つは例えば特開昭５９−２０２０７８号公報に示さ
れているようにリアクトル或いは接地用変圧器（ＧＰ
Ｔ）の中性点から重畳する絶縁劣化診断方法であり、他
の１つは例えば特開昭６３−１３９２６１号公報に示さ
れているように電力ケーブルの遮へい層から重畳する絶
縁劣化診断方法である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前者の絶縁劣
化診断方法では、リアクトルを接続するために高圧活線
作業を行う必要があったり、ＧＰＴが種々の理由によっ
て使えない場合もある。更に、並列に接続されているＧ
ＰＴに直流電流が環流し、磁気飽和や発熱の原因になる
という技術的課題があった。

【０００６】一方、後者の絶縁劣化診断方法では、水ト
リーからの劣化信号は、数ナノアンペア［ｎＡ］程度と
極めて微小であるにも関わらず、直流電圧の重畳によっ
てシース絶縁抵抗を介して流れる直流電流成分が重畳し
てしまうため、測定した電流から劣化信号を分離するこ
とが極めて困難であるという技術的課題があった。

【０００７】本発明は、このような従来の問題点を解決
することを課題としており、特に、商用周波数の交流電
力が印加されて運転状態にある活線下で測定対象とする
電力ケーブルの金属遮へい層と接地間に交流電源によっ
て商用周波数の整数倍±ａ（０＜ａ≦１０）［Ｈｚ］の
周波数の交流重畳信号を印加する第１工程と、略１００
［ｋΩ］乃至略１［ＭΩ］の抵抗値を有する挿入抵抗を
金属遮へい層と接地間に接続する第２工程と、挿入抵抗
を接続した状態で、電力ケーブルから前記交流電源を介
して接地に流れる検出信号を測定する第３工程と、検出
信号の電流値に基づいて電力ケーブルの絶縁劣化の程度
を活線状態で診断する第４工程とを少なくとも有する活
線電力ケーブルの絶縁劣化診断方法、及び活線下で測定
対象とする電力ケーブルの金属遮へい層と接地間に接続
された接地線の途中に設けられ、金属遮へい層に商用周
波数の整数倍±ａ［Ｈｚ］の周波数の交流重畳信号を印
加する交流電源と、金属遮へい層と接地間に接続され、
略１００［ｋΩ］乃至略１［ＭΩ］の抵抗値を有する挿
入抵抗と、電力ケーブルから交流電源及び接地線を介し
て接地に流れる電流を測定する電流測定手段と、電流測
定手段により測定した電流に基づいて電力ケーブルの絶
縁劣化の程度を活線状態で診断する診断手段とを有する
絶縁劣化診断装置に依り、前述したような高圧活線作業
が不要であり、ＧＰＴが環流直流電流による磁気飽和や
発熱の心配が無く、更に、水トリーによる真の劣化信号
を意味する極めて微小な電流成分を検出し、絶縁劣化に
対する精度の高い診断を行うことのできる活線電力ケー
ブルの絶縁劣化診断方法、及びこれを用いた絶縁劣化診
断装置を提供することを課題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、電力ケーブル２３の絶縁特性を評価する絶縁劣化診
断方法において、商用周波数の交流電力が印加されて運
転状態にある活線下で測定対象とする電力ケーブル２３
の金属遮へい層２３ａと接地間に交流電源１２によって
商用周波数の整数倍±ａ（０＜ａ≦１０）［Ｈｚ］の周
波数の交流重畳信号を印加する第１工程と、所定の抵抗
値を有する挿入抵抗１４を前記金属遮へい層２３ａと接
地間に接続する第２工程と、前記挿入抵抗１４を接続し
た状態で、前記電力ケーブル２３から前記交流電源１２
を介して接地に流れる検出信号１２ａを測定する第３工
程と、前記検出信号１２ａの電流値に基づいて前記電力
ケーブル２３の絶縁劣化の程度を活線状態で診断する第
４工程とを少なくとも有する、ことを特徴とする活線電
力ケーブルの絶縁劣化診断方法である。

【０００９】請求項１に記載の発明に依れば、電力ケー
ブル２３の金属遮へい層２３ａに商用周波数の整数倍±
ａ（０＜ａ≦１０）［Ｈｚ］の周波数の前記交流重畳信
号を印加することにより、略ａ［Ｈｚ］で印加電圧を変
化したり略ａ［Ｈｚ］の検出信号１２ａの周波数におけ
る電圧を重畳したと同じようになり、電力ケーブル２３
に絶縁劣化があれば、電力ケーブル２３から接地に絶縁
劣化の程度に応じた数ナノアンペア［ｎＡ］程度の微少
電流が流れるようにしているので、検出信号１２ａに基
づいて電力ケーブル２３の水トリーによる真の絶縁劣化
の程度を活線状態で簡単にかつ高い精度で診断すること
ができるようになる。

【００１０】請求項２に記載の発明は、電力ケーブル２
３の絶縁特性を評価する絶縁劣化診断方法において、商
用周波数の交流電力が印加されて運転状態にある活線下
で測定対象とする電力ケーブル２３の金属遮へい層２３
ａと接地間に交流電源１２によって商用周波数の整数倍
±ａ（０＜ａ≦１０）［Ｈｚ］の周波数の交流重畳信号
を印加する第１工程と、所定の抵抗値を有する挿入抵抗
１４を前記金属遮へい層２３ａと接地間に、前記電力ケ
ーブル２３から前記接地線を介して接地に流れる電流を
測定する電流測定手段と並列に接続する第２工程と、前
記挿入抵抗１４を接続した状態で、前記電力ケーブル２
３から前記交流電源１２を介して接地に流れる検出信号
１２ａを測定する第３工程と、前記検出信号１２ａの電
流値に基づいて前記電力ケーブル２３の絶縁劣化の程度
を活線状態で診断する第４工程とを少なくとも有する、
ことを特徴とする活線電力ケーブルの絶縁劣化診断方法
である。

【００１１】請求項２に記載の発明に依れば、電力ケー
ブル２３の金属遮へい層２３ａに商用周波数の整数倍±
ａ（０＜ａ≦１０）［Ｈｚ］の周波数の前記交流重畳信
号を印加することにより、略ａ［Ｈｚ］で印加電圧を変
化したり略ａ［Ｈｚ］の検出信号１２ａの周波数におけ
る電圧を重畳したと同じようになり、電力ケーブル２３
に絶縁劣化があれば、電力ケーブル２３から接地に絶縁
劣化の程度に応じた数ナノアンペア［ｎＡ］程度の微少
電流が流れるようにしているので、検出信号１２ａに基
づいて電力ケーブル２３の水トリーによる真の絶縁劣化
の程度を活線状態で簡単にかつ高い精度で診断すること
ができるようになる。

【００１２】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
記載の活線電力ケーブルの絶縁劣化診断方法において、
前記第３工程における前記検出信号１２ａは、略ａ［Ｈ
ｚ］の検出信号１２ａの周波数における電流成分を有
し、前記第４工程は、前記第３工程で測定された前記検
出信号１２ａの略ａ［Ｈｚ］の検出信号１２ａの周波数
における電流成分の大きさに基づいて、前記電力ケーブ
ル２３の絶縁劣化の程度を活線状態で診断を行う、こと
を特徴とする活線電力ケーブルの絶縁劣化診断方法であ
る。

【００１３】請求項３に記載の発明に依れば、請求項１
又は２に記載の効果に加えて、電力ケーブル２３から接
地に流れる絶縁劣化の程度に応じた数ナノアンペア［ｎ
Ａ］程度の微少電流が略ａ［Ｈｚ］の周期で変化するこ
とに着目し、この略ａ［Ｈｚ］の検出信号１２ａの周波
数における電流成分を測定し、測定した略ａ［Ｈｚ］の
検出信号１２ａの周波数における電流成分の大きさによ
り電力ケーブル２３の絶縁劣化の程度を活線状態で診断
しているので、他の要因による電流を簡単に分離でき、
水トリーによる真の絶縁劣化の程度を活線状態で簡単に
かつ高い精度で診断することができるようになる。

【００１４】請求項４に記載の発明は、請求項３記載の
活線電力ケーブルの絶縁劣化診断方法において、前記第
１工程における交流重畳信号の周波数は、商用周波数の
奇数倍±ａ［Ｈｚ］の周波数であり、前記第３工程にお
ける前記検出信号１２ａは直流電流成分であり、前記第
４工程における診断は、前記交流重畳信号印加時の前記
直流電流成分の平均値と前記交流重畳信号印加前の直流
電流成分の平均値との差に基づいて実行される、ことを
特徴とする活線電力ケーブルの絶縁劣化診断方法であ
る。

【００１５】請求項４に記載の発明に依れば、請求項３
に記載の効果に加えて、電力ケーブル２３の金属遮へい
層２３ａに商用周波数の奇数倍±ａ（０＜ａ≦１０）
［Ｈｚ］の周波数の前記交流重畳信号を印加することに
より、略ａ［Ｈｚ］で印加電圧を変化したと同じように
なり、電力ケーブル２３に絶縁劣化があれば、電力ケー
ブル２３から接地に略ａ［Ｈｚ］で変化する絶縁劣化の
程度に応じた数ナノアンペア［ｎＡ］程度の微少な直流
電流成分が流れるので、この直流電流成分の平均値と前
記交流重畳信号印加前の平均値との差の大きさにより電
力ケーブル２３の水トリーによる真の絶縁劣化の程度を
活線状態で簡単にかつ高い精度で診断することができる
ようになる。

【００１６】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の活線電力ケーブルの絶縁劣化診断方法において、前記
挿入抵抗１４は、略１００［ｋΩ］乃至略１［ＭΩ］の
抵抗値を有する、ことを特徴とする活線電力ケーブルの
絶縁劣化診断方法である。

【００１７】請求項５に記載の発明に依れば、請求項４
に記載の効果に加えて、前記挿入抵抗１４の最適化を行
うことに依り、数ナノアンペア［ｎＡ］程度の微少な検
出信号１２ａを簡単にかつ高い精度で診断することがで
きるようになる。

【００１８】請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５
に記載の絶縁劣化診断方法を用いた絶縁劣化診断装置１
０であって、活線下で測定対象とする電力ケーブル２３
の前記金属遮へい層２３ａと接地間に接続された接地線
２４の途中に設けられ、前記金属遮へい層２３ａに前記
商用周波数の整数倍±ａ［Ｈｚ］の周波数の前記交流重
畳信号を印加する交流電源１２と、前記金属遮へい層２
３ａと接地間に接続され、略１００［ｋΩ］乃至略１
［ＭΩ］の抵抗値を有する挿入抵抗１４と、前記電力ケ
ーブル２３から前記交流電源１２及び前記接地線２４を
介して接地に流れる電流を測定する電流測定手段１６
と、前記電流測定手段１６により測定した電流に基づい
て前記電力ケーブル２３の絶縁劣化の程度を活線状態で
診断する診断手段１７とを有する、ことを特徴とする絶
縁劣化診断装置１０である。

【００１９】請求項６に記載の発明に依れば、活線下で
測定対象とする電力ケーブル２３の金属遮へい層２３ａ
と接地間に接続された接地線の途中に設けられた交流電
源が、金属遮へい層２３ａに商用周波数の整数倍±ａ
（０＜ａ≦１０）［Ｈｚ］の周波数の前記交流重畳信号
を印加することにより、略ａ［Ｈｚ］で印加電圧を変化
したり略ａ［Ｈｚ］の電圧を重畳したと同じようにな
り、電力ケーブル２３に絶縁劣化があれば、電力ケーブ
ル２３から接地に絶縁劣化の程度に応じた数ナノアンペ
ア［ｎＡ］程度の微少電流が流れるので、この電流を検
出信号１２ａの測定手段１６により測定することによ
り、この測定した電流に基づいて診断手段により電力ケ
ーブル２３の水トリーによる真の絶縁劣化の程度が活線
状態で簡単にかつ高精度で診断することができるように
なる。

【００２０】請求項７に記載の発明は、請求項１乃至５
に記載の絶縁劣化診断方法を用いた絶縁劣化診断装置１
０において、前記絶縁劣化診断方法を用いた絶縁劣化診
断装置１０であって、活線下で測定対象とする電力ケー
ブル２３の前記金属遮へい層２３ａと接地間に接続され
た接地線２４の途中に設けられ、前記金属遮へい層２３
ａに前記商用周波数の整数倍±ａ［Ｈｚ］の周波数の前
記交流重畳信号を印加する交流電源１２と、前記金属遮
へい層２３ａと接地間に、前記電力ケーブル２３から前
記接地線を介して接地に流れる電流を測定する電流測定
手段と並列に接続され、略１００［ｋΩ］乃至略１［Ｍ
Ω］の抵抗値を有する挿入抵抗１４と、前記電力ケーブ
ル２３から前記交流電源１２及び前記接地線２４を介し
て接地に流れる電流を測定する電流測定手段１６と、前
記電流測定手段１６により測定した電流に基づいて前記
電力ケーブル２３の絶縁劣化の程度を活線状態で診断す
る診断手段１７とを有する、ことを特徴とする絶縁劣化
診断装置１０である。

【００２１】請求項７に記載の発明に依れば、活線下で
測定対象とする電力ケーブル２３の金属遮へい層２３ａ
と接地間に接続された接地線の途中に設けられた交流電
源が、金属遮へい層２３ａに商用周波数の整数倍±ａ
（０＜ａ≦１０）［Ｈｚ］の周波数の前記交流重畳信号
を印加することにより、略ａ［Ｈｚ］で印加電圧を変化
したり略ａ［Ｈｚ］の電圧を重畳したと同じようにな
り、電力ケーブル２３に絶縁劣化があれば、電力ケーブ
ル２３から接地に絶縁劣化の程度に応じた数ナノアンペ
ア［ｎＡ］程度の微少電流が流れるので、この電流を検
出信号１２ａの測定手段１６により測定することによ
り、この測定した電流に基づいて診断手段により電力ケ
ーブル２３の水トリーによる真の絶縁劣化の程度が活線
状態で簡単にかつ高精度で診断することができるように
なる。

【００２２】更に、前記挿入抵抗１４の最適化を行うこ
とに依り、数ナノアンペア［ｎＡ］程度の微少な検出信
号１２ａを簡単にかつ高い精度で診断することができる
ようになる。

【００２３】請求項８に記載の発明は、請求項７に記載
の絶縁劣化診断装置１０において、前記交流電源１２
は、所定の周波数の前記交流重畳信号を発生する交流重
畳信号発生回路１２２と、前記交流重畳信号発生回路１
２２の出力が接続される一次巻線Ｌ１と接地線の途中に
挿入された二次巻線Ｌ２とを有し、前記交流重畳信号発
生回路１２２が発生する前記交流重畳信号を昇圧して接
地線２４に供給する変圧器１２４とを有する、ことを特
徴とする活線電力ケーブルの絶縁劣化診断装置１０であ
る。

【００２４】請求項８に記載の発明に依れば、請求項７
に記載の効果に加えて、所定の周波数の前記交流重畳信
号を用いることに依り、数ナノアンペア［ｎＡ］程度の
微少な検出信号１２ａを簡単にかつ高い精度で診断する
ことができるようになる。

【００２５】請求項９に記載の発明は、請求項８に記載
の絶縁劣化診断装置１０において、前記電流測定手段１
６が、前記検出信号１２ａの略ａ［Ｈｚ］の検出信号１
２ａの周波数における電流成分を測定し、前記診断手段
１７が前記略ａ［Ｈｚ］の検出信号１２ａの周波数にお
ける電流成分の大きさに基づいて、電力ケーブル２３の
絶縁劣化の程度を活線状態で診断を行う、ことを特徴と
する活線電力ケーブルの絶縁劣化診断装置１０である。

【００２６】請求項９に記載の発明に依れば、請求項８
に記載の効果に加えて、電力ケーブル２３から接地に流
れる絶縁劣化の程度に応じた数ナノアンペア［ｎＡ］程
度の微少電流が略ａ［Ｈｚ］の周期で変化することに着
目し、電流測定手段がこの略ａ［Ｈｚ］の検出信号１２
ａの周波数における電流成分を測定し、測定した略ａ
［Ｈｚ］の検出信号１２ａの周波数における電流成分の
大きさにより電力ケーブル２３の絶縁劣化の程度を活線
状態で診断しているので、他の要因による電流を簡単に
分離でき、水トリーによる真の絶縁劣化の程度を活線状
態で簡単にかつ高い精度で診断することができるように
なる。

【００２７】請求項１０に記載の発明は、前記交流重畳
信号の周波数が商用周波数の奇数倍±ａ（０＜ａ≦１
０）［Ｈｚ］であり、前記電流測定手段１６が、請求項
８に記載の絶縁劣化診断装置１０において、前記直流電
流成分を測定し、前記診断手段１７が、前記交流重畳信
号印加時の前記直流電流成分の平均値と前記交流重畳信
号印加前の直流電流成分の平均値との差に基づいて、電
力ケーブル２３の絶縁劣化の程度を活線状態で診断を行
うように構成されている、ことを特徴とする活線電力ケ
ーブルの絶縁劣化診断装置１０である。

【００２８】請求項１０に記載の発明に依れば、請求項
８に記載の効果に加えて、交流電源が電力ケーブル２３
の金属遮へい層２３ａに商用周波数の奇数倍±ａ（０＜
ａ≦１０）［Ｈｚ］の周波数の前記交流重畳信号を印加
することにより、略ａ［Ｈｚ］で印加電圧を変化したと
同じようになり、電力ケーブル２３に絶縁劣化があれ
ば、電力ケーブル２３から接地に略ａ［Ｈｚ］で変化す
る絶縁劣化の程度に応じた数ナノアンペア［ｎＡ］程度
の微少な直流電流成分が流れるので、電流測定手段が測
定した直流電流成分の平均値と前記交流重畳信号印加前
の平均値との差の大きさにより電力ケーブル２３の水ト
リーによる真の絶縁劣化の程度を活線状態で簡単にかつ
高い精度で診断することができるようになる。

【００２９】

【発明の実施形態】以下、図面に基づき各種実施形態を
説明する。

【００３０】初めに、第１実施形態における絶縁劣化診
断方法を説明する。

【００３１】本絶縁劣化診断方法は、運転状態にある活
線下の電力ケーブル２３、例えばＣＶケーブルと称され
る架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブルの絶縁劣化を診断
する方法であって、第１工程と第２工程と第３工程と第
４工程とを少なくとも有して構成されている。

【００３２】第１工程は、商用周波数の交流電力が印加
されて運転状態にある活線下で測定対象とする電力ケー
ブル２３の金属遮へい層２３ａと接地間に交流電源１２
によって商用周波数の整数倍±ａ（０＜ａ≦１０）［Ｈ
ｚ］の周波数の交流重畳信号を印加する工程である。

【００３３】具体的には、電力ケーブル２３として、６
ｋＶ級のＣＶケーブルを用いている。このような電力ケ
ーブル２３が活線下におかれると、商用周波数５０［Ｈ
ｚ］、印加電圧２乃至６［ｋＶ］の交流電力が印加され
て運転状態となる。

【００３４】なお、以下の説明では、６ｋＶ級のＣＶケ
ーブルを電力ケーブル２３として用いた場合の、測定条
件を記載するが特にこれに限定されるものではなく、送
電耐圧を６ｋＶ以外とした場合やケーブルの種類をＣＶ
ケーブル以外とした場合には、最適な測定条件を別途設
定することが望ましい。

【００３５】このような活線下で、測定対象とする電力
ケーブル２３の金属遮へい層２３ａと接地間（所謂、ア
ース）に交流電源１２によって、略１０１［Ｈｚ］（則
ち、（商用周波数５０［Ｈｚ］の２倍）＋略ａ［Ｈ
ｚ］，ａ＝１）の周波数及び４００Ｖの印加電圧を有す
る交流重畳信号を印加している。

【００３６】なお、本実施形態では、ａの値を１．０
［Ｈｚ］にしているが、この値は１０［Ｈｚ］以下の任
意の値としても同様の作用効果が得られる。

【００３７】第２工程は、所定の抵抗値を有する挿入抵
抗１４を金属遮へい層２３ａと接地間に接続する工程で
ある。

【００３８】挿入抵抗１４は、所定の抵抗値範囲におい
て、検出信号１２ａを増加させる効果がある。そこで所
定の抵抗値として、略１００［ｋΩ］乃至略１［ＭΩ］
の抵抗値に挿入抵抗１４を設定されている。なお、挿入
抵抗１４の接続形態は、第１実施形態の絶縁劣化診断装
置１０において説明する。

【００３９】この様に挿入抵抗１４の抵抗値範囲を最適
化することに依り、前述の効果に加えて、数ナノアンペ
ア［ｎＡ］程度の微少な検出信号１２ａを簡単にかつ高
い精度で診断することができるようになる。

【００４０】第３工程は、挿入抵抗１４を接続した状態
で、電力ケーブル２３から交流電源１２を介して接地に
流れる検出信号１２ａを測定する電流測定の工程であ
る。

【００４１】第１工程において略１０１［Ｈｚ］，４０
０Ｖの印加電圧を有する交流重畳信号を印加した場合、
第３工程における検出信号１２ａは、略ａ［Ｈｚ］（具
体的には、略１［Ｈｚ］）の検出信号１２ａの周波数に
おける電流成分を有することになる。

【００４２】第３工程に続く第４工程は、検出信号１２
ａの電流値に基づいて電力ケーブル２３の絶縁劣化の程
度を活線状態で診断する工程である。

【００４３】また第４工程は、第３工程で測定された検
出信号１２ａの略ａ［Ｈｚ］の検出信号１２ａの周波数
における電流成分の大きさに基づいて、電力ケーブル２
３の絶縁劣化の程度を活線状態で診断を行う工程であ
る。

【００４４】このような第３，４工程を有する方法に依
れば、前述の効果に加えて、電力ケーブル２３から接地
に流れる絶縁劣化の程度に応じた数ナノアンペア［ｎ
Ａ］程度の微少電流が略ａ［Ｈｚ］の周期で変化するこ
とに着目し、この略ａ［Ｈｚ］の検出信号１２ａの周波
数における電流成分を測定し、測定した略ａ［Ｈｚ］の
検出信号１２ａの周波数における電流成分の大きさによ
り電力ケーブル２３の絶縁劣化の程度を活線状態で診断
しているので、他の要因による電流を簡単に分離でき、
水トリーによる真の絶縁劣化の程度を活線状態で簡単に
かつ高い精度で診断することができるようになる。

【００４５】また、迷走電流の変動などのノイズ電流分
についてはａ［Ｈｚ］程度の電流のピーク・ピーク値を
平均化するなどの統計的手法によってこれらを除去する
ことが可能になる。更に、本発明の方法では、重畳して
いる電圧が交流重畳信号であり、直流電圧のようにシー
ス絶縁抵抗を介して生じる迷走電流が増大せず、劣化信
号だけが増幅される。

【００４６】そこで本活線電力ケーブルの絶縁劣化診断
方法においては、第１工程における交流重畳信号の周波
数は、商用周波数の奇数倍±ａ［Ｈｚ］の周波数に設定
されている。第３工程における検出信号１２ａは、直流
電流成分に設定されている。第４工程における診断は、
交流重畳信号印加時の直流電流成分の平均値と交流重畳
信号印加前の直流電流成分の平均値との差に基づいて実
行されるように設定されている。

【００４７】このような第１，３，４工程を有する方法
に依れば、前述の効果に加えて、電力ケーブル２３の金
属遮へい層２３ａに商用周波数の奇数倍±ａ（０＜ａ≦
１０）［Ｈｚ］の周波数の交流重畳信号を印加すること
により、略ａ［Ｈｚ］で印加電圧を変化したと同じよう
になり、電力ケーブル２３に絶縁劣化があれば、電力ケ
ーブル２３から接地に略ａ［Ｈｚ］で変化する絶縁劣化
の程度に応じた数ナノアンペア［ｎＡ］程度の微少な直
流電流成分が流れるので、この直流電流成分の平均値と
交流重畳信号印加前の平均値との差の大きさにより電力
ケーブル２３の水トリーによる真の絶縁劣化の程度を活
線状態で簡単にかつ高い精度で診断することができるよ
うになる。

【００４８】なお、電力ケーブル２３の金属遮へい層に
商用周波数の２倍＋ａ［Ｈｚ］の交流重畳信号を印加し
ているが、一般的には、商用周波数の偶数倍＋ａ［Ｈ
ｚ］の交流重畳信号を印加した場合にも、ａ［Ｈｚ］程
度の電圧を重畳したと同じ効果が得られ、ａ［Ｈｚ］程
度の電流の大きさから電力ケーブル２３の絶縁劣化を診
断できる。また、コンデンサを挿入するなどの手段によ
って迷走電流を除去できる他、迷走電流の変動などにつ
いては電流のピーク−ピークの平均化などの統計定期な
処理によって影響を小さくすることができる。勿論、交
流重畳信号を重畳しているので、シース絶縁抵抗を介し
て生じる迷走電流は極めて小さくなっている。

【００４９】次に、第１実施形態における、本絶縁劣化
診断方法を用いた絶縁劣化診断装置１０を説明する。

【００５０】図１は、本発明の活線電力ケーブルの絶縁
劣化診断方法及び絶縁劣化診断装置１０の第１実施形態
を説明するための機能ブロック図である。

【００５１】同図において、高電圧母線２１にケーブル
端末２２を介して接続されていて活線下で測定対象とな
っている電力ケーブル２３には、通常その金属遮へい層
２３ａと接地間に接地線２４が接続されている。

【００５２】本絶縁劣化診断装置１０は、運転状態にあ
る活線下の電力ケーブル２３、例えばＣＶケーブルと称
される架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブルの絶縁劣化を
診断する機能を有し、図１に示すように、交流電源１
２、電流測定手段１６、診断手段１７、及び保安手段１
８を有する。

【００５３】交流電源１２は、活線下で測定対象とする
電力ケーブル２３の金属遮へい層２３ａと接地間に接続
された接地線２４の途中に設けられ、金属遮へい層２３
ａに商用周波数の整数倍±ａ［Ｈｚ］の周波数の交流重
畳信号を印加する機能を有し、交流重畳信号発生回路１
２２と変圧器１２４とを有する。

【００５４】また交流重畳信号の周波数は、商用周波数
５０［Ｈｚ］の奇数倍±ａ（＝１）［Ｈｚ］に設定され
ている。具体的には、商用周波数５０［Ｈｚ］の１（＝
奇数）倍±１［Ｈｚ］に設定されている。

【００５５】更に交流電源１２は、交流重畳信号発生回
路１２２と変圧器１２４とを有する。

【００５６】交流重畳信号発生回路１２２は、所定の周
波数の交流重畳信号を発生する機能を有する。

【００５７】電力ケーブル２３の絶縁体に加わっている
電圧Ｖは、近似的には、下式で示される。

【００５８】Ｖ＝Ｖ´・ＳＩＮ（ω１・ｔ）−Ｖ・ＳＩ
Ｎ（ω２・ｔ） ただし、ω１＝２π・ｆ１、ω２＝２π・ｆ２、ｆ１は
商用周波数、ｆ２はａである。

【００５９】このため、電力ケーブル２３には、ａ［Ｈ
ｚ］程度と商用周波数の電圧の２つが加わることにな
り、ａ［Ｈｚ］程度の電圧を重畳したのと同じ効果があ
る。そこで、ａ［Ｈｚ］程度の電流に着目した。

【００６０】また交流重畳信号の印加電圧が高くなる
と、検出信号１２ａ（または直流電流成分）が急増する
ことが実験的に確認されている。そこで、交流重畳信号
の印加電圧（則ち、重畳電圧）を高くすることにより、
ａ［Ｈｚ］程度の周期が明確になることが予測できる。

【００６１】またａ［Ｈｚ］程度の周期が明確になれ
ば、電流の大きさ、特に、ピーク−ピークから電力ケー
ブル２３の絶縁劣化の程度を評価できる。また、迷走電
流の変動などのノイズ電流分についてはａ［Ｈｚ］程度
の電流のピーク−ピークを平均化するなどの統計的手段
によって除去することも可能になる。本実施形態でも、
重畳している電圧が交流重畳信号であり、直流電圧のよ
うにシース絶縁抵抗を介して生じる迷走電流が増大せ
ず、劣化信号だけが増幅されることが実験的に確認され
ている。

【００６２】上述した実施形態によれば、電力ケーブル
２３の金属遮へい層に商用周波数の１倍＋ａ［Ｈｚ］の
交流重畳信号を印加しているが、一般的には、商用周波
数の奇数倍＋ａ［Ｈｚ］の交流重畳信号を印加した場合
にも、ａ［Ｈｚ］程度の電圧を変動させたと同じ効果が
得られ、この交流重畳信号を印加する前後の直流電流成
分（平均値）の差もしくはａ［Ｈｚ］程度の電流の大き
さから電力ケーブル２３の絶縁劣化を診断できる。ま
た、コンデンサを挿入するなどの手段によって迷走電流
を除去できる他、交流重畳信号を重畳しているので、シ
ース絶縁抵抗を介して生じる迷走電流は極めて小さくな
ることが実験的に確認されている。

【００６３】変圧器１２４は、交流重畳信号発生回路１
２２が発生する交流重畳信号を昇圧して接地線２４に供
給する機能を有し、交流重畳信号発生回路１２２の出力
が接続される一次巻線Ｌ１と接地線の途中に挿入された
二次巻線Ｌ２とを有する。

【００６４】このような構成を有する交流電源１２に依
れば、請求項７に記載の効果に加えて、所定の周波数の
交流重畳信号を用いることに依り、数ナノアンペア［ｎ
Ａ］程度の微少な検出信号１２ａを簡単にかつ高い精度
で診断することができるようになる。

【００６５】また金属遮へい層２３ａに接続された接地
線２４と交流電源１２の入力端子と保安手段１８の入力
端子とは、図１に示すように、接続点Ｃに共通に接続さ
れている。

【００６６】挿入抵抗１４は、接続点Ｃと接地（則ち、
図中のアース）間に接続されており、略１００［ｋΩ］
乃至略１［ＭΩ］の範囲の抵抗値を有するように設定さ
れている。

【００６７】このような挿入抵抗１４としては、数ナノ
アンペア［ｎＡ］程度の微少な検出信号１２ａを高精度
で測定する電流測定手段１６に外乱を与えない特性を有
することが望ましく、熱雑音の小さい金属皮膜抵抗等を
用いることが望ましい。

【００６８】電流測定手段１６は、電力ケーブル２３か
ら交流電源１２及び接地線２４を介して接地に流れる電
流を測定する機能を有し、微少電流検出回路からを中心
にして構成されている。

【００６９】具体的な微少電流検出回路は、電流電圧変
換用の超ローノイズ特性を有するオペアンプを中心にし
て構成することができる。

【００７０】更に電流測定手段１６は、検出信号１２ａ
の中から所定の低周波電流成分（具体的には、数Ｈｚ以
下の低周波成分）を取り出すためのローパスフィルタ
（図示せず）を前述の微少電流検出回路の前段に設ける
ことが望ましい。

【００７１】このようなローパスフィルタを用いて不要
な高周波成分を検出信号１２ａから簡便に克つ高精度に
除去できるようになり、更に微少電流検出回路（図示せ
ず）を用いてナノアンペア（ｎＡ）レベル乃至ピコアン
ペア（ｐＡ）レベルの微少電流を直接検出できるように
なり、その結果、絶縁劣化に対する精度の高い診断を行
うことができるようになる。

【００７２】診断手段１７は、電流測定手段１６により
測定した電流に基づいて電力ケーブル２３の絶縁劣化の
程度を活線状態で診断する機能を有する。

【００７３】このような電流測定手段１６及び診断手段
１７を設けることに依り、活線下で測定対象とする電力
ケーブル２３の金属遮へい層２３ａと接地間に接続され
た接地線の途中に設けられた交流電源が、金属遮へい層
２３ａに商用周波数の整数倍±ａ（０＜ａ≦１０）［Ｈ
ｚ］の周波数の交流重畳信号を印加することにより、略
ａ［Ｈｚ］で印加電圧を変化したり略ａ［Ｈｚ］の電圧
を重畳したと同じようになり、電力ケーブル２３に絶縁
劣化があれば、電力ケーブル２３から接地に絶縁劣化の
程度に応じた数ナノアンペア［ｎＡ］程度の微少電流が
流れるので、この電流を検出信号１２ａの測定手段１６
により測定することにより、この測定した電流に基づい
て診断手段により電力ケーブル２３の水トリーによる真
の絶縁劣化の程度が活線状態で簡単にかつ高精度で診断
することができるようになる。

【００７４】このような構成を有する絶縁劣化診断装置
１０においては、電流測定手段１６が、検出信号１２ａ
の略ａ（＝１）［Ｈｚ］の検出信号１２ａの周波数にお
ける電流成分を測定し、続いて診断手段１７が、略１
［Ｈｚ］の検出信号１２ａの周波数における電流成分の
大きさに基づいて、電力ケーブル２３の絶縁劣化の程度
を活線状態で診断を行う。

【００７５】このような機能を有する絶縁劣化診断装置
１０に依れば、前述の効果に加えて、電力ケーブル２３
から接地に流れる絶縁劣化の程度に応じた数ナノアンペ
ア［ｎＡ］程度の微少電流が略ａ［Ｈｚ］の周期で変化
することに着目し、電流測定手段がこの略ａ［Ｈｚ］の
検出信号１２ａの周波数における電流成分を測定し、測
定した略ａ［Ｈｚ］の検出信号１２ａの周波数における
電流成分の大きさにより電力ケーブル２３の絶縁劣化の
程度を活線状態で診断しているので、他の要因による電
流を簡単に分離でき、水トリーによる真の絶縁劣化の程
度を活線状態で簡単にかつ高い精度で診断することがで
きるようになる。

【００７６】更に絶縁劣化診断装置１０においては、高
精度の電流測定の観点から、電流測定手段１６が、検出
信号１２ａの周波数における電流成分の中の直流電流成
分を測定することが望ましく、更に診断手段１７が、交
流重畳信号印加時の直流電流成分の平均値と交流重畳信
号印加前の直流電流成分の平均値との差に基づいて、電
力ケーブル２３の絶縁劣化の程度を活線状態で診断を行
うことが望ましい。

【００７７】このような直流電流成分の測定を絶縁劣化
診断装置１０において実行すること依り、前述の効果に
加えて、交流電源が電力ケーブル２３の金属遮へい層２
３ａに商用周波数の奇数倍±ａ（０＜ａ≦１０）［Ｈ
ｚ］の周波数の交流重畳信号を印加することにより、略
ａ［Ｈｚ］で印加電圧を変化したと同じようになり、電
力ケーブル２３に絶縁劣化があれば、電力ケーブル２３
から接地に略ａ［Ｈｚ］で変化する絶縁劣化の程度に応
じた数ナノアンペア［ｎＡ］程度の微少な直流電流成分
が流れるので、電流測定手段が測定した直流電流成分の
平均値と交流重畳信号印加前の平均値との差の大きさに
より電力ケーブル２３の水トリーによる真の絶縁劣化の
程度を活線状態で簡単にかつ高い精度で診断することが
できるようになる。

【００７８】またこの場合、前述のローパスフィルタ
が、検出信号１２ａの中から所定の低周波電流成分（具
体的には、数Ｈｚ以下の低周波成分）を取り出し、続い
て微少電流検出回路が、この低周波電流成分から直流電
流成分を測定することが望ましい。

【００７９】このようなローパスフィルタを用いて、不
要な高周波成分を検出信号１２ａから簡便に克つ高精度
に除去できるようになり、更に微少電流検出回路を用い
て、数ナノアンペア［ｎＡ］レベルの微少電流を直接検
出できるようになり、その結果、絶縁劣化に対する精度
の高い診断を行うことができるようになる。

【００８０】図３は、このような絶縁劣化診断装置１０
を用いて、６ｋＶ級の３種類の電力ケーブル２３（ＣＶ
ケーブル）、Ｎｏ．１，Ｎｏ．２，及びＮｏ．３に対し
て、その絶縁劣化状態を測定した際の検出信号１２ａと
挿入抵抗１４との関係を示すグラフである。

【００８１】図３に示されるように、３種類の電力ケー
ブル（Ｎｏ．１，Ｎｏ．２又はＮｏ．３）２３の何れに
おいても、検出信号１２ａの大きさが挿入抵抗１４に対
して増加する領域が存在する。則ち、挿入抵抗１４が略
１００［ｋΩ］乃至略１［ＭΩ］の抵抗値を有するよう
に設定されている場合、十分に大きな検出信号１２ａを
得ることができる。

【００８２】また挿入抵抗１４の抵抗値が１００［ｋ
Ω］より小さくなると、迷走電流の影響が大きくなり、
検出信号１２ａの高精度の測定が難しくなることが実験
的に確認されている。

【００８３】また挿入抵抗１４の抵抗値を１［ＭΩ］よ
り大きくしても、検出信号１２ａの増加効果は見られな
いことが実験的に確認されている。

【００８４】このような実験結果を踏まえて、挿入抵抗
１４の抵抗値を、略１００［ｋΩ］乃至略１［ＭΩ］の
抵抗値に設定している。

【００８５】以上説明したように、第１工程乃至第４工
程を有する絶縁劣化診断方法、及びこの方法を用いた絶
縁劣化診断装置に依れば、電力ケーブル２３の金属遮へ
い層２３ａに商用周波数の整数倍±ａ（０＜ａ≦１０）
［Ｈｚ］の周波数の交流重畳信号を印加することによ
り、略ａ［Ｈｚ］で印加電圧を変化したり略ａ［Ｈｚ］
の検出信号１２ａの周波数における電圧を重畳したと同
じようになり、電力ケーブル２３に絶縁劣化があれば、
電力ケーブル２３から接地に絶縁劣化の程度に応じた数
ナノアンペア［ｎＡ］程度の微少電流が流れるようにし
ているので、検出信号１２ａに基づいて電力ケーブル２
３の水トリーによる真の絶縁劣化の程度を活線状態で簡
単にかつ高い精度で診断することができるようになる。

【００８６】次に、第２実施形態を説明する。

【００８７】なお、第２実施形態における絶縁劣化診断
方法、及びこの方法を用いた絶縁劣化診断装置において
は、挿入抵抗の接続形態が第１実施形態と異なることを
除いては、構成、機能、及び効果は、第１実施形態にお
ける絶縁劣化診断方法、及びこの方法を用いた絶縁劣化
診断装置と同様である。そこで、第１実施形態における
絶縁劣化診断方法、及びこの方法を用いた絶縁劣化診断
装置において、既に記述したものと同一の部分について
は、同一符号を付し、重複した説明は省略する。

【００８８】本絶縁劣化診断方法は、運転状態にある活
線下の電力ケーブル２３、例えばＣＶケーブルと称され
る架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブルの絶縁劣化を診断
する方法であって、第１工程と第２工程と第３工程と第
４工程とを少なくとも有して構成されている。

【００８９】第１工程は、商用周波数５０［Ｈｚ］、印
加電圧２乃至６［ｋＶ］の交流電力が印加されて運転状
態にある活線下で測定対象とする電力ケーブル（６ｋＶ
級のＣＶケーブル）２３の金属遮へい層２３ａと接地間
に、交流電源１２によって略１０１［Ｈｚ］の周波数及
び４００Ｖの印加電圧を有する交流重畳信号を印加する
工程である。

【００９０】第２工程は、略１００［ｋΩ］乃至略１
［ＭΩ］の抵抗値を有する挿入抵抗１４を金属遮へい層
２３ａと接地間に、前記電力ケーブル２３から前記接地
線を介して接地に流れる電流を測定する電流測定手段と
並列に接続する工程である。

【００９１】挿入抵抗１４は、所定の抵抗値範囲におい
て、検出信号１２ａを増加させる効果がある。そこで所
定の抵抗値として、略１００［ｋΩ］乃至略１［ＭΩ］
の抵抗値に挿入抵抗１４を設定されている。なお、挿入
抵抗１４の接続形態は、第２実施形態の絶縁劣化診断装
置１０において説明する。

【００９２】この様に挿入抵抗１４の抵抗値範囲を最適
化することに依り、前述の効果に加えて、数ナノアンペ
ア［ｎＡ］程度の微少な検出信号１２ａを簡単にかつ高
い精度で診断することができるようになる。

【００９３】第３工程は、挿入抵抗１４を接続した状態
で、電力ケーブル２３から交流電源１２を介して接地に
流れる検出信号１２ａを測定する工程である。

【００９４】第４工程は、検出信号１２ａの電流値に基
づいて電力ケーブル２３の絶縁劣化の程度を活線状態で
診断する工程である。

【００９５】このような第３，４工程を有する方法に依
れば、前述の効果に加えて、電力ケーブル２３から接地
に流れる絶縁劣化の程度に応じた数ナノアンペア［ｎ
Ａ］程度の微少電流が略ａ［Ｈｚ］の周期で変化するこ
とに着目し、この略ａ［Ｈｚ］の検出信号１２ａの周波
数における電流成分を測定し、測定した略ａ［Ｈｚ］の
検出信号１２ａの周波数における電流成分の大きさによ
り電力ケーブル２３の絶縁劣化の程度を活線状態で診断
しているので、他の要因による電流を簡単に分離でき、
水トリーによる真の絶縁劣化の程度を活線状態で簡単に
かつ高い精度で診断することができるようになる。

【００９６】次に、第２実施形態における、本絶縁劣化
診断方法を用いた絶縁劣化診断装置１０を説明する。

【００９７】図２は、本発明の活線電力ケーブルの絶縁
劣化診断方法及び絶縁劣化診断装置１０の第２実施形態
を説明するための機能ブロック図である。

【００９８】変圧器１２４の出力端子と電流測定手段１
６の入力端子と保安手段１８の検出端子とは、図２に示
すように、接続点Ｄに共通に接続されている。

【００９９】挿入抵抗１４は、金属遮へい層２３ａに接
続された接地線２４における接続点Ｄと接地間に接続さ
れている。

【０１００】このような挿入抵抗１４としては、数ナノ
アンペア［ｎＡ］程度の微少な検出信号１２ａを高精度
で測定する電流測定手段１６に外乱を与えない特性を有
することが望ましく、熱雑音の小さい金属皮膜抵抗等を
用いることが望ましい。

【０１０１】以上説明したように、第２実施形態に依れ
ば、電力ケーブル２３の金属遮へい層２３ａに商用周波
数の整数倍±ａ（０＜ａ≦１０）［Ｈｚ］の周波数の交
流重畳信号を印加することにより、略ａ［Ｈｚ］で印加
電圧を変化したり略ａ［Ｈｚ］の検出信号１２ａの周波
数における電圧を重畳したと同じようになり、電力ケー
ブル２３に絶縁劣化があれば、電力ケーブル２３から接
地に絶縁劣化の程度に応じた数ナノアンペア［ｎＡ］程
度の微少電流が流れるようにしているので、検出信号１
２ａに基づいて電力ケーブル２３の水トリーによる真の
絶縁劣化の程度を活線状態で簡単にかつ高い精度で診断
することができるようになる。

【０１０２】

【発明の効果】請求項１に記載の発明に依れば、電力ケ
ーブルの金属遮へい層に商用周波数の整数倍±ａ（０＜
ａ≦１０）［Ｈｚ］の周波数の交流重畳信号を印加する
ことにより、略ａ［Ｈｚ］で印加電圧を変化したり略ａ
［Ｈｚ］の検出信号周波数における電圧を重畳したと同
じようになり、電力ケーブルに絶縁劣化があれば、電力
ケーブルから接地に絶縁劣化の程度に応じた数ナノアン
ペア［ｎＡ］程度の微少電流が流れるようにしているの
で、検出信号に基づいて電力ケーブルの水トリーによる
真の絶縁劣化の程度を活線状態で簡単にかつ高い精度で
診断することができるようになる。

【０１０３】請求項２に記載の発明に依れば、電力ケー
ブルの金属遮へい層に商用周波数の整数倍±ａ（０＜ａ
≦１０）［Ｈｚ］の周波数の交流重畳信号を印加するこ
とにより、略ａ［Ｈｚ］で印加電圧を変化したり略ａ
［Ｈｚ］の検出信号周波数における電圧を重畳したと同
じようになり、電力ケーブルに絶縁劣化があれば、電力
ケーブルから接地に絶縁劣化の程度に応じた数ナノアン
ペア［ｎＡ］程度の微少電流が流れるようにしているの
で、検出信号に基づいて電力ケーブルの水トリーによる
真の絶縁劣化の程度を活線状態で簡単にかつ高い精度で
診断することができるようになる。

【０１０４】請求項３に記載の発明に依れば、請求項１
又は２に記載の効果に加えて、電力ケーブルから接地に
流れる絶縁劣化の程度に応じた数ナノアンペア［ｎＡ］
程度の微少電流が略ａ［Ｈｚ］の周期で変化することに
着目し、この略ａ［Ｈｚ］の検出信号周波数における電
流成分を測定し、測定した略ａ［Ｈｚ］の検出信号周波
数における電流成分の大きさにより電力ケーブルの絶縁
劣化の程度を活線状態で診断しているので、他の要因に
よる電流を簡単に分離でき、水トリーによる真の絶縁劣
化の程度を活線状態で簡単にかつ高い精度で診断するこ
とができるようになる。

【０１０５】請求項４に記載の発明に依れば、請求項３
に記載の効果に加えて、電力ケーブルの金属遮へい層に
商用周波数の奇数倍±ａ（０＜ａ≦１０）［Ｈｚ］の周
波数の交流重畳信号を印加することにより、略ａ［Ｈ
ｚ］で印加電圧を変化したと同じようになり、電力ケー
ブルに絶縁劣化があれば、電力ケーブルから接地に略ａ
［Ｈｚ］で変化する絶縁劣化の程度に応じた数ナノアン
ペア［ｎＡ］程度の微少な直流電流成分が流れるので、
この直流電流成分の平均値と交流重畳信号印加前の平均
値との差の大きさにより電力ケーブルの水トリーによる
真の絶縁劣化の程度を活線状態で簡単にかつ高い精度で
診断することができるようになる。

【０１０６】請求項５に記載の発明に依れば、請求項４
に記載の効果に加えて、挿入抵抗１４の最適化を行うこ
とに依り、数ナノアンペア［ｎＡ］程度の微少な検出信
号を簡単にかつ高い精度で診断することができるように
なる。

【０１０７】請求項６に記載の発明に依れば、活線下で
測定対象とする電力ケーブルの金属遮へい層と接地間に
接続された接地線の途中に設けられた交流電源が、金属
遮へい層に商用周波数の整数倍±ａ（０＜ａ≦１０）
［Ｈｚ］の周波数の交流重畳信号を印加することによ
り、略ａ［Ｈｚ］で印加電圧を変化したり略ａ［Ｈｚ］
の電圧を重畳したと同じようになり、電力ケーブルに絶
縁劣化があれば、電力ケーブルから接地に絶縁劣化の程
度に応じた数ナノアンペア［ｎＡ］程度の微少電流が流
れるので、この電流を検出信号の測定手段により測定す
ることにより、この測定した電流に基づいて診断手段に
より電力ケーブルの水トリーによる真の絶縁劣化の程度
が活線状態で簡単にかつ高精度で診断することができる
ようになる。

【０１０８】請求項７に記載の発明に依れば、活線下で
測定対象とする電力ケーブルの金属遮へい層と接地間に
接続された接地線の途中に設けられた交流電源が、金属
遮へい層に商用周波数の整数倍±ａ（０＜ａ≦１０）
［Ｈｚ］の周波数の交流重畳信号を印加することによ
り、略ａ［Ｈｚ］で印加電圧を変化したり略ａ［Ｈｚ］
の電圧を重畳したと同じようになり、電力ケーブルに絶
縁劣化があれば、電力ケーブルから接地に絶縁劣化の程
度に応じた数ナノアンペア［ｎＡ］程度の微少電流が流
れるので、この電流を検出信号の測定手段により測定す
ることにより、この測定した電流に基づいて診断手段に
より電力ケーブルの水トリーによる真の絶縁劣化の程度
が活線状態で簡単にかつ高精度で診断することができる
ようになる。

【０１０９】更に、挿入抵抗１４の最適化を行うことに
依り、数ナノアンペア［ｎＡ］程度の微少な検出信号を
簡単にかつ高い精度で診断することができるようにな
る。

【０１１０】請求項８に記載の発明に依れば、請求項７
に記載の効果に加えて、所定の周波数の交流重畳信号を
用いることに依り、数ナノアンペア［ｎＡ］程度の微少
な検出信号を簡単にかつ高い精度で診断することができ
るようになる。

【０１１１】請求項９に記載の発明に依れば、請求項８
に記載の効果に加えて、電力ケーブルから接地に流れる
絶縁劣化の程度に応じた数ナノアンペア［ｎＡ］程度の
微少電流が略ａ［Ｈｚ］の周期で変化することに着目
し、電流測定手段がこの略ａ［Ｈｚ］の検出信号周波数
における電流成分を測定し、測定した略ａ［Ｈｚ］の検
出信号周波数における電流成分の大きさにより電力ケー
ブルの絶縁劣化の程度を活線状態で診断しているので、
他の要因による電流を簡単に分離でき、水トリーによる
真の絶縁劣化の程度を活線状態で簡単にかつ高い精度で
診断することができるようになる。

【０１１２】請求項１０に記載の発明に依れば、請求項
８に記載の効果に加えて、交流電源が電力ケーブルの金
属遮へい層に商用周波数の奇数倍±ａ（０＜ａ≦１０）
［Ｈｚ］の周波数の交流重畳信号を印加することによ
り、略ａ［Ｈｚ］で印加電圧を変化したと同じようにな
り、電力ケーブルに絶縁劣化があれば、電力ケーブルか
ら接地に略ａ［Ｈｚ］で変化する絶縁劣化の程度に応じ
た数ナノアンペア［ｎＡ］程度の微少な直流電流成分が
流れるので、電流測定手段が測定した直流電流成分の平
均値と交流重畳信号印加前の平均値との差の大きさによ
り電力ケーブルの水トリーによる真の絶縁劣化の程度を
活線状態で簡単にかつ高い精度で診断することができる
ようになる。

【０１１３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の活線電力ケーブルの絶縁劣化診断方法
及び絶縁劣化診断装置の第１実施形態を説明するための
機能ブロック図である。

【図２】本発明の活線電力ケーブルの絶縁劣化診断方法
及び絶縁劣化診断装置の第２実施形態を説明するための
機能ブロック図である。

【図３】図１又は図２の絶縁劣化診断装置を用いて、６
ｋＶ級の３種類の電力ケーブル（ＣＶケーブル）、Ｎ
ｏ．１，Ｎｏ．２，及びＮｏ．３に対して、その絶縁劣
化状態を測定した際の検出信号と挿入抵抗との関係を示
すグラフである。

【符号の説明】

１０ 絶縁劣化診断装置 １２ 交流電源 １２ａ 検出信号 １２２ 交流重畳信号発生回路 １２４ 変圧器 １４ 挿入抵抗 １６ 電流測定手段 １７ 診断手段 １８ 保安手段 ２３ 電力ケーブル ２３ａ 金属遮へい層 ２４ 接地線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀田 昌弘 静岡県沼津市大岡2771 矢崎電線株式会社 内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電力ケーブルの絶縁特性を評価する絶縁
   劣化診断方法において、 商用周波数の交流電力が印加されて運転状態にある活線
   下で測定対象とする電力ケーブルの金属遮へい層と接地
   間に交流電源によって商用周波数の整数倍±ａ（０＜ａ
   ≦１０）［Ｈｚ］の周波数の交流重畳信号を印加する第
   １工程と、 所定の抵抗値を有する挿入抵抗を前記金属遮へい層と接
   地間に接続する第２工程と、 前記挿入抵抗を接続した状態で、前記電力ケーブルから
   前記交流電源を介して接地に流れる検出信号を測定する
   第３工程と、 前記検出信号の電流値に基づいて前記電力ケーブルの絶
   縁劣化の程度を活線状態で診断する第４工程とを少なく
   とも有する、 ことを特徴とする活線電力ケーブルの絶縁劣化診断方
   法。
2. 【請求項２】 電力ケーブルの絶縁特性を評価する絶縁
   劣化診断方法において、 商用周波数の交流電力が印加されて運転状態にある活線
   下で測定対象とする電力ケーブルの金属遮へい層と接地
   間に交流電源によって商用周波数の整数倍±ａ（０＜ａ
   ≦１０）［Ｈｚ］の周波数の交流重畳信号を印加する第
   １工程と、 所定の抵抗値を有する挿入抵抗を前記金属遮へい層と接
   地間に、前記電力ケーブルから前記接地線を介して接地
   に流れる電流を測定する電流測定手段と並列に接続する
   第２工程と、 前記挿入抵抗を接続した状態で、前記電力ケーブルから
   前記交流電源を介して接地に流れる検出信号を測定する
   第３工程と、 前記検出信号の電流値に基づいて前記電力ケーブルの絶
   縁劣化の程度を活線状態で診断する第４工程とを少なく
   とも有する、 ことを特徴とする活線電力ケーブルの絶縁劣化診断方
   法。
3. 【請求項３】 前記第３工程における前記検出信号は、
   略ａ［Ｈｚ］の検出信号周波数における電流成分を有
   し、 前記第４工程は、前記第３工程で測定された前記検出信
   号の略ａ［Ｈｚ］の検出信号周波数における電流成分の
   大きさに基づいて、前記電力ケーブルの絶縁劣化の程度
   を活線状態で診断を行う、 ことを特徴とする請求項１又は２記載の活線電力ケーブ
   ルの絶縁劣化診断方法。
4. 【請求項４】 前記第１工程における交流重畳信号の周
   波数は、商用周波数の奇数倍±ａ（０＜ａ≦１０）［Ｈ
   ｚ］の周波数であり、 前記第３工程における前記検出信号は直流電流成分であ
   り、 前記第４工程における診断は、前記交流重畳信号印加時
   の前記直流電流成分の平均値と前記交流重畳信号印加前
   の直流電流成分の平均値との差に基づいて実行される、 ことを特徴とする請求項３記載の活線電力ケーブルの絶
   縁劣化診断方法。
5. 【請求項５】 前記挿入抵抗は、略１００［ｋΩ］乃至
   略１［ＭΩ］の抵抗値を有する、 ことを特徴とする請求項４に記載の活線電力ケーブルの
   絶縁劣化診断方法。
6. 【請求項６】 前記絶縁劣化診断方法を用いた絶縁劣化
   診断装置であって、 活線下で測定対象とする電力ケーブルの前記金属遮へい
   層と接地間に接続された接地線の途中に設けられ、前記
   金属遮へい層に前記商用周波数の整数倍±ａ［Ｈｚ］の
   周波数の前記交流重畳信号を印加する交流電源と、 前記金属遮へい層と接地間に接続され、略１００［ｋ
   Ω］乃至略１［ＭΩ］の抵抗値を有する挿入抵抗と、 前記電力ケーブルから前記交流電源及び前記接地線を介
   して接地に流れる電流を測定する電流測定手段と、 前記電流測定手段により測定した電流に基づいて前記電
   力ケーブルの絶縁劣化の程度を活線状態で診断する診断
   手段とを有する、 ことを特徴とする請求項１乃至５に記載の絶縁劣化診断
   方法を用いた絶縁劣化診断装置。
7. 【請求項７】 前記絶縁劣化診断方法を用いた絶縁劣化
   診断装置であって、 活線下で測定対象とする電力ケーブルの前記金属遮へい
   層と接地間に接続された接地線の途中に設けられ、前記
   金属遮へい層に前記商用周波数の整数倍±ａ［Ｈｚ］の
   周波数の前記交流重畳信号を印加する交流電源と、 前記金属遮へい層と接地間に、前記電力ケーブルから前
   記接地線を介して接地に流れる電流を測定する電流測定
   手段と並列に接続され、略１００［ｋΩ］乃至略１［Ｍ
   Ω］の抵抗値を有する挿入抵抗と、 前記電力ケーブルから前記交流電源及び前記接地線を介
   して接地に流れる電流を測定する電流測定手段と、 前記電流測定手段により測定した電流に基づいて前記電
   力ケーブルの絶縁劣化の程度を活線状態で診断する診断
   手段とを有する、 ことを特徴とする請求項１乃至５に記載の絶縁劣化診断
   方法を用いた絶縁劣化診断装置。
8. 【請求項８】 前記交流電源は、 所定の周波数の前記交流重畳信号を発生する交流重畳信
   号発生回路と、 前記交流重畳信号発生回路１２２の出力が接続される一
   次巻線Ｌ１と接地線の途中に挿入された二次巻線Ｌ２と
   を有し、前記交流重畳信号発生回路が発生する前記交流
   重畳信号を昇圧して接地線に供給する変圧器とを有す
   る、 ことを特徴とする請求項７に記載の絶縁劣化診断装置。
9. 【請求項９】 前記電流測定手段が、前記検出信号の略
   ａ［Ｈｚ］の検出信号周波数における電流成分を測定
   し、 前記診断手段が前記略ａ［Ｈｚ］の検出信号周波数にお
   ける電流成分の大きさに基づいて、電力ケーブルの絶縁
   劣化の程度を活線状態で診断を行う、 ことを特徴とする請求項８に記載の絶縁劣化診断装置。
10. 【請求項１０】 前記交流重畳信号の周波数が商用周波
    数の奇数倍±ａ（０＜ａ≦１０）［Ｈｚ］であり、 前記電流測定手段が、前記直流電流成分を測定し、 前記診断手段が、前記交流重畳信号印加時の前記直流電
    流成分の平均値と前記交流重畳信号印加前の直流電流成
    分の平均値との差に基づいて、電力ケーブルの絶縁劣化
    の程度を活線状態で診断を行うように構成されている、 ことを特徴とする請求項８に記載の絶縁劣化診断装置。