JPH11211781A - 部分放電発生位置標定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 信号電送路を必要とせず、ＧＰＳアンテナと
ＧＰＳ受信器を設置することなく、部分放電発生位置を
標定できるようにすること。 【解決手段】 電力ケーブル２の遮蔽層縁切り部のある
中間絶縁接続部１，１’部分放電測定装置を設置する。
各部分放電測定装置は原子発振器を用いた計時装置８を
備えており、部分放電を検出した時刻もしくは時刻を表
すカウント値を上記計時装置８によりそれぞれ求め、電
話回線、携帯電話、無線装置等を用いて親局に伝送す
る。なお、フロッピーディスク等の外部記録媒体に上記
時刻もしくはカウント値を記録して、親局のパソコンに
入力してもよい。親局では、上記各測定箇所において求
めた部分放電検出時刻もしくはカウント値と、測定箇所
間のケーブル長と、部分放電パルスの伝搬速度から部分
放電の発生位置を標定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電力ケーブルおよ
びその付属品の部分放電測定方法に関し、特に本発明
は、部分放電発生位置を標定する方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】電力ケーブル線路の部分放電発生位置標
定方法としては、例えば、特願平６−１６３６３４号に
示される方法がある。この方法は、電力ケーブル内の伝
搬速度や、絶縁接続部等に取り付けられた検出部から集
中測定部（マスターステーション：ＭＳ）まで引き込ま
れている同軸ケーブルや光ファイバ・ケーブルの様な測
定線の伝送遅れ、測定機器の遅れに相当する部分を補正
し、正確な部分放電発生位置を標定する方法である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】２７５ｋＶ級ＣＶケー
ブル線路では、線路竣工時の耐電圧試験にＡＣ課電を行
うことが一般的である。上記した従来の部分放電発生位
置標定方法では、部分放電の検出部とＭＳ（集中測定
部）間に同軸ケーブルあるいは光ファイバ・ケーブルの
ような信号伝送路を予め電力ケーブル線路に沿って布設
されている必要があるが、これらの測定線（伝送線路）
は、火災検知や温度測定、事故区間検知等を目的とした
電力線路監視システムに使用する光ファイバ・ケーブル
の予備芯を一時的に使用する場合が殆どである。

【０００４】従って、部分放電測定用の伝送線路を新た
に確保するためには、同軸ケーブルまたは光ファイバ・
ケーブルを布設することになり、その費用と工事期間は
多大なものとなる。また、監視システムの光ファイバ・
ケーブルを借用することができるとしても、それらが直
ぐに部分放電測定用に使用できるとは限らず、例えば、
コネクタ取り付けのための融着作業が必要となれば、や
はりその費用と工事時間が多大となる。なお、２７５ｋ
Ｖ級より電圧階級の低い線路では、通常電力線監視シス
テムを設置してないため、光ファイバ・ケーブルが布設
してあることは稀である。電力ケーブルの接続部は一般
には数１００ｍ〜１ｋｍおきに設置されているのが普通
であり、そこに伝送路を布設しようとすれば費用と共に
時間が掛かる。また、道路下の管路に布設してある電力
ケーブルの部分放電を測定する場合、道路上に伝送線路
を確保することは実質上不可能であり、管路の伝送線路
を引き入れることも非常に困難である。

【０００５】また、部分放電の測定に可搬型の部分放電
測定装置を使用すれば、コンパクトで持ち運びが大変容
易で簡単に部分放電の測定を行うことができる利点があ
るが、通常単体で使用しているために位置標定ができな
い。複数の可搬型部分放電測定装置の間に伝送線路を布
設しようすれば上述と同様な問題点がある。さらに、実
際の標定にあたっては、伝送遅延時間を補正するための
予備測定を校正パルス発振器により実施しなければなら
ず、測定箇所が複数となる場合には、その作業に手間と
時間がかかり煩雑となる。

【０００６】そこで、各々の部分放電測定装置を設けた
場所にＧＰＳ受信装置を設置し、ＧＰＳ衛星から発信さ
れた正確な同期タイミング信号を受信して時刻の同期を
取ることにより、部分放電の発生位置を標定する方法が
提案されている（特開平６３−２０６６６８号公報、特
開平２−２６３１７３号公報、特開平１−２４２９７４
号公報等）。上記方法によれば、同軸ケーブルまたは光
ファイバ・ケーブルを布設することなく、部分放電の発
生位置を標定することができるが、各部分放電測定箇所
にＧＰＳアンテナとＧＰＳ受信器を設置する必要があ
る。特に地中送電線路においては、地上に設置されたＧ
ＰＳアンテナにより受信した信号を洞道内に設置された
部分放電測定装置まで伝送するための信号線が必要とな
る。

【０００７】本発明は上記した事情に鑑みなされたもの
であって、その目的とするところは、各部分放電測定装
置間に信号電送路を必要とせず、また各部分放電測定装
置毎にＧＰＳアンテナとＧＰＳ受信器を設置する必要が
ない可搬型部分放電測定装置にも容易に適用可能な部分
放電発生位置標定方法を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明においては、電力
ケーブル線路の遮蔽層縁切り部のある中間絶縁接続部ま
たはガス中終端接続部等に設置された複数の部分放電測
定装置によって部分放電発生位置を標定するにあたり、
上記複数の部分放電測定箇所に、予め時刻合わせをした
原子発振器を用いた計時装置を設置する。そして、各部
分放電測定箇所において、部分放電を検出した時刻を上
記計時装置によりそれぞれ求め、上記各測定箇所におい
て求めた部分放電検出時刻と、測定箇所間のケーブル長
から部分放電の発生位置を標定する。

【０００９】原子発振器を用いた計時装置は、その原子
発振器の周波数安定度が非常に高いため、部分放電を検
出した時刻を極めて正確に計測することができる。例え
ば、市販のルビジウム原子発振器の周波数安定度は４×
１０^-2nsec／月であり、３０年間の累積誤差が１４．４
nsecと見積もられる。このため、各部分放電測定箇所に
おいて上記計時装置により部分放電を検出した時刻を計
測し、計測された時刻を公衆回線や携帯電話、無線機器
等を利用して他の部分放電測定装置に伝送し、各々の部
分放電検出時刻と、測定箇所間の電力ケーブルの長さか
ら部分放電の発生位置を計算することにより高精度に部
分放電発生位置を標定することができる。例えば、２箇
所の測定地点Ａ，Ｂの部分放電検出時刻をｔａ，ｔｂ、
測定箇所間の電力ケーブルの長さをＬとし、電力ケーブ
ル内の部分放電パルスの伝送速度をＶ、Ａ地点から部分
放電発生点までの電力ケーブル長をｘとすると、次の式
でｘを計算することができる。 ｘ＝｛Ｌ−Ｖ×（ｔｂ−ｔａ）｝／２

【００１０】原子発振器を用いた計時装置は、原子発振
器の出力である所定の周波数（例えば１０ＭＨｚ）の正
弦波に同期して、所定周波数のクロックを作成し、この
クロック信号をカウントして秒未満の時刻情報を得てお
り、上記周波数を１０ＭＨｚとするとクロックの間隔は
１００nsecである。したがって、各部分放電測定箇所に
設置した原子発振器が出力する正弦波に同期性がない場
合には、厳密には複数の計時装置の時間に１００nsec未
満の時間ずれが生ずる。しかし、複数の原子発振器の出
力を同期させることができる計時装置を使用すれば、上
記時間ずれを０とすることが可能である。仮に、原子発
振器が出力する正弦波に同期性がない場合であっても、
電力ケーブルの伝搬速度ＶをＶ＝１７０ｍ／μｓとする
と、標定誤差は１７０×０．１＝１７ｍ（±８．５ｍ）
であり、十分の測定精度を確保することができる。さら
に、測定精度を上げるには、例えば原子発振器出力の倍
周期として作成した２０ＭＨｚのクロック信号を用いれ
ばより高精度の測定が可能である。これらの周波数は２
０ＭＨｚに限定されるものではなく、さらに高い周波数
を使用してもよい。

【００１１】また、現在ではセシウム原子発振器、ルビ
ジウム原子発振器、水素メーザ（能動型）発振器等の各
種の原子発振器が市販されており、充分に持ち運び可能
な大きさである。したがって、上記原子発振器を用いた
計時装置を可搬型の部分放電測定装置に設け、部分放電
を検出した時刻を計測して携帯電話等を用いて他の部分
放電測定装置に送信することにより、従来不可能と考え
られていた可搬型部分放電測定装置による部分放電発生
位置の標定が可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施例の構成を示
す図であり、同図は地中の洞道内に設置された電力ケー
ブルの部分放電発生位置の標定に適用した場合の構成を
示しているが、本発明は、架空送電線路あるいはガス絶
縁線路における部分放電発生位置の標定にも適用するこ
とができる。図１において、電力ケーブル２の中間絶縁
接続部１，１’に部分放電検出用箔電極４を取り付け、
部分放電検出器３により部分放電信号を検出する。中間
絶縁接続部１，１’で検出された部分放電信号はそれぞ
れ計測部５に送出される。計測部５は各部分放電測定箇
所に設置されたセシウム原子時計８が出力する時刻情報
に基づき、部分放電信号を検出した時刻を計測しパソコ
ン６に送出する。パソコン６は通信機能を備えており、
測定制御、データの測定、データの表示、データの保存
を行うとともに、測定した部分放電信号の検出時刻を洞
道内に常備されている電話回線等を利用して他の部分放
電測定装置に送出する。

【００１３】部分放電が検出された場合、計測部５はそ
の検出波形が所定のしきい値Ｔを越えた時点を測定時刻
情報としてパソコン６に送出し、パソコン６は測定時刻
情報を保存する。上記しきい値Ｔは、部分放電が発生し
ていない時に検出している信号をノイズレベルＮとする
と、Ｔ＞Ｎの条件で、できるだけノイズレベルＮに近い
値とするのが望ましい。また、他の方法としては、検出
波形の第１ピークの測定時間を測定時刻情報としてもよ
い。ここで、部分放電測定装置Ａを親局、部分放電測定
装置Ｂを子局とすると、部分放電測定装置Ｂで部分放電
が検出されたとき、その検出時刻が随時、部分放電測定
装置Ｂのパソコン６から部分放電測定装置Ａのパソコン
６にデジタル通信により伝送される。

【００１４】図２は本実施例において使用されるセシウ
ム原子時計の構成の一例を示す図である。同図におい
て、クロック生成回路８ｂは、セシウム原子発振器８ａ
が出力する例えば１０ＭＨｚの正弦波に同期したＴＴＬ
レベルのクロツクを生成する。２４ビットのカウンタ８
ｃは、このクロツクをカウントし、１秒毎にリセットさ
れる。時刻情報発生回路８ｄはカウンタ８ｃのカウント
値から年月日時分秒の時刻情報を得る。上記時刻情報お
よびカウンタ８ｃのカウント値は計測部５に出力され、
計測部５は予め定められたしきい値を越える部分放電信
号が検出された時点をトリガとして、上記年月日時分秒
の時刻情報およびカウンタ８ｃのカウント値を測定情報
としてパソコン６に送出する。

【００１５】上記セシウム原子時計は年月日及び時分秒
を任意の値に設定することができ、また、プリセット信
号によりカウンタ８ｃを強制的にリセットすることもで
きる。従って、予め、各部分放電測定箇所に設置された
セシウム原子時計８の原子発振器の同期を取っておくこ
とができれば、各カウンタ８ｃにプリセット信号を供給
し、各セシウム原子時計のカウンタ８ｃのカウント値の
同期を取っておくことにより、各部分放電測定箇所にお
ける時刻情報、カウント値を完全に一致させることがで
きる。なお、各部分放電測定箇所に設置されたセシウム
原子発振器８ａの発振周期を同期させることはできない
場合には、複数の原子時計の時間には１００nsec未満の
時間ズレが生ずる。しかしながら、この時間ズレを無視
しても前記したように実用上充分な精度の部分放電発生
位置の標定を行うことができる。

【００１６】パソコン６は計測部５から部分放電検出時
点の時刻情報、カウント値が送られてくると、この測定
データを保存する。そして、子局側のパソコン６では、
所定時間の測定データをまとめて親局のパソコン６に伝
送する。親局のパソコン６は子局から伝送された測定デ
ータと親局で測定した測定データを突き合わせ、同一年
月日時分秒のカウント値を比較する。親局のパソコン６
は秒未満のカウンタ値をＣとして扱い、このカウント値
と、親局と子局の電力ケーブルの長さ、および、予め工
場等で測定した電力ケーブルの伝搬速度から部分放電発
生位置までの距離を計算する。

【００１７】親局におけるカウント値をＣ１、子局にお
けるカウント値をＣ２、親局と子局の電力ケーブルの長
さをＬ〔ｍ〕、電力ケーブルの伝搬速度をＶ〔ｍ／μ
ｓ〕とすると、次式により親局から部分放電発生位置ま
での距離ｘが計算される。 ｘ＝１／２｛Ｌ−Ｖ・（Ｃ２−Ｃ１）×１０^-1｝ 表１に本実施例の方法により部分放電発生位置を標定し
た結果を示す。表１は親局と子局の電力ケーブルの長さ
をＬ＝２５００〔ｍ〕、電力ケーブルの伝搬速度を１７
０〔ｍ／μｓ〕としたときの測定結果を示している。

【００１８】

【表１】

【００１９】図３は本発明において使用することができ
る原子発振器を用いた計時装置の他の構成例を示す図で
あり、同図はルビジウム原子時計を用いた場合を示して
いる。同図において、クロック生成回路９ｂは、ルビジ
ウム原子発振器９ａが出力する例えば１０ＭＨｚの正弦
波に同期したＴＴＬレベルのクロツクを生成する。５０
ビットのカウンタ９ｃは、このクロツクをカウントす
る。５０ビットのカウンタ９ｃで１０ＭＨｚのクロック
信号をカウントした場合、約３．５年分までのクロック
信号をカウントすることができる。なお、約３．５年経
過後、カウンタ９ｃをリセットすれば再度使用可能とな
る。カウンタ９ｃのカウント値は計測部５に出力され
る。計測部５は、増幅器５ａ，比較器５ｂ、５０ビット
のカウンタラッチ回路５ａから構成されており、５０ビ
ットのカウンタ９ｃのカウント値は５０ビットのカウン
タラッチ回路５ａに入力される。

【００２０】部分放電検出信号は計測部５に入力され、
計測部５では、部分放電検出信号を増幅器５ａにより増
幅して比較器５ｂに入力する。比較器５ｂは増幅器５ａ
の出力と予め定められたしきい値とを比較し、部分放電
検出信号がしきい値を越えると、ＴＴＬレベルの信号を
出力する。カウンタラッチ回路５ａは比較器５ｂが出力
を発生すると、５０ビットのカウンタ９ｃのカウント値
をラッチする。パソコン６は、カウンタラッチ回路５ａ
に保持された部分放電が発生した時点のカウント値を読
み込み、内蔵のハードディスクに保存する。パソコン６
のハードディスクに正常にデータが保存されると、カウ
ンタラッチ回路５ａの保持を解除し、次のカウント値を
ラッチ可能な状態にして、次の部分放電発生に備える。
部分放電測定後に、パソコン６のハードディスクに保存
したデータを例えばフロッピーディスク（ＦＤ）等の外
部記憶媒体に保存し直し、他の測定箇所で測定したデー
タが保存されているパソコンで、上記外部記憶媒体から
測定データを読み込む。そして、上記パソコンにより、
部分放電発生時点のカウント値を比較し、このカウント
値の差と、親局と子局の電力ケーブルの長さ、および、
予め工場等で測定した電力ケーブルの伝搬速度から、前
記したように部分放電発生位置までの距離を計算する。

【００２１】カウンタ９ｃはプリセット信号により強制
的にリセットすることができるので、予め、各部分放電
測定箇所に設置されたルビジウム原子時計９の原子発振
器９ａの同期を取っておくとともに、各カウンタ９ｃに
プリセット信号を供給し、各セシウム原子時計のカウン
タ９ｃのカウント値の同期を取っておけば、各部分放電
測定箇所におけるカウント値を完全に一致させることが
でき、精度よく部分放電発生位置を標定することができ
る。なお、各部分放電測定箇所に設置されたルビジウム
原子発振器９ａの発振周期を同期させることはできない
場合でも、前記したように、実用上充分な精度の部分放
電発生位置の標定を行うことができる。

【００２２】以上のように本実施例においては、各部分
放電測定装置に原子時計を設け、該原子時計の時刻情報
を用いて部分放電発生位置を標定しているので、部分放
電検出信号を伝送するための伝送路を必要とせず、ま
た、ＧＰＳアンテナ、ＧＰＳ受信装置を設置することな
く、部分放電発生位置を精度よく標定することができ
る。また、原子時計は充分に持ち運び可能な大きさなの
で、本発明を可搬型の部分放電測定装置に適用すること
により、可搬型部分放電測定装置の長所である容易に部
分放電を測定することが生かされたまま、部分放電発生
位置の標定が可能となる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、原子発振器を用いた計時装置を複数箇所に設けられ
た部分放電測定装置に設け、上記計時装置により部分放
電検出時刻を計測し、各部分放電測定装置で測定した時
刻情報により部分放電発生位置を標定しているので、部
分放電測定装置間に伝送路を設けたり、ＧＰＳアンテ
ナ、ＧＰＳ受信装置を設置することなく、簡単に部分放
電発生位置を標定することができる。特に、本発明を可
搬型部分放電測定装置に適用することにより、可搬型部
分放電測定装置では不可能と考えられていた部分放電発
生位置の標定が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の構成を示す図である。

【図２】本発明の実施例で使用されるセシウム原子時計
の一例を示す図である。

【図３】本発明の実施例で使用されるルビジウム原子時
計の一例を示す図である。

【符号の説明】

１，１’ 中間絶縁接続部 ２ 電力ケーブル ３ 部分放電検出器 ４ 部分放電検出用箔電極 ５ 計測部 ５ａ 増幅器 ５ｂ 比較器 ５ｃ ５０ビットカウンタラッチ回路 ６ パソコン ７ 洞道内電話 ８ セシウム原子時計 ９ ルビジウム原子時計

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電力ケーブル線路の遮蔽層縁切り部のあ
   る中間絶縁接続部またはガス中終端接続部等に設置され
   た複数の部分放電測定装置によって部分放電を検出し、
   各部分放電測定箇所において部分放電信号を検出した時
   刻に基づき部分放電発生位置を標定する方法であって、 上記複数の部分放電測定箇所に、原子発振器を用いた計
   時装置を設置し、 各部分放電測定箇所において、部分放電を検出した時刻
   を上記計時装置によりそれぞれ求め、 上記各測定箇所において求めた部分放電検出時刻と、測
   定箇所間のケーブル長から部分放電の発生位置を標定す
   ることを特徴とする部分放電発生位置標定方法。
2. 【請求項２】 部分放電測定装置として可搬型の部分放
   電測定装置を使用することを特徴とする請求項１の部分
   放電発生位置標定方法。