JPH11231016A - 電力ケーブル接続体の劣化診断方法 - Google Patents

電力ケーブル接続体の劣化診断方法

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JPH11231016A
JPH11231016A JP3520198A JP3520198A JPH11231016A JP H11231016 A JPH11231016 A JP H11231016A JP 3520198 A JP3520198 A JP 3520198A JP 3520198 A JP3520198 A JP 3520198A JP H11231016 A JPH11231016 A JP H11231016A
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JP
Japan
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power cable
voltage
phase
cable connector
conductor
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JP3520198A
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English (en)
Inventor
Isao Mizunuma
勲 水沼
Kiyoshi Takatsuka
潔 高塚
Hiroyuki Tada
博幸 多田
Yasuhiro Takei
泰博 武井
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Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 3相交流の伝送線路において電力ケーブル接
続体単体の絶縁劣化を診断する。 【解決手段】 3相交流用の電力ケーブル接続体におい
て、各相R,S,Tの電力ケーブル接続体について各々
の外部半導電遮蔽層の中心部をボンド線によって相互に
接続した状態にて、各相R,S,Tの電力ケーブルに3
相交流電圧を印加して前記中心部の接地線に対する電圧
Eaを実測し、電圧Eaの実測値と、電力ケーブル接続
体について固有の外部半導電遮蔽層の抵抗R及び外部半
導電遮蔽層と導体との静電容量Cと外部半導電遮蔽層と
導体との間の絶縁抵抗Ra及び前記3相交流電圧によっ
て表される前記電圧Eaの関係式に基づいて絶縁抵抗R
aを算出し、該絶縁抵抗Raの算出値に基づいて電力ケー
ブル接続体の劣化状態を診断する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力ケーブルを相
互接続する電力ケーブル接続体の劣化診断方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】伝送線路等において、電力ケーブル接続
体のみの絶縁劣化状態を診断する技術は、これまでに実
用化されていない。この種の従来技術では、電力ケーブ
ルも含めてその絶縁劣化状態を診断する直流漏洩電流測
定法が専ら用いられているのが現状である。
【0003】図2を参照して、上記直流漏洩電流測定法
の概要を説明する。この直流漏洩電流測定法では、図示
のように電力ケーブル接続体10によって相互接続され
た電力ケーブル11,12について、その導体に直流電
圧発生器13によって直流電圧E(ボルト)を印加して、
電流計14によって導体と外部シールドとの間に流れる
漏れ電流i(A)を計測し、上記直流電圧Eと漏れ電流
iとに基づいて電力ケーブル接続体10を含んだ電力ケ
ーブル11,12の絶縁抵抗R1(=E/i)を計測する
ものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来技術では、以下のような問題点がある。 (1)上述したように電力ケーブル接続体そのものの絶
縁劣化状態を診断することができない。すなわち、電力
ケーブル接続体の絶縁劣化と電力ケーブルの絶縁劣化を
区別することができない。 (2)伝送線路等を停電状態とすると共に、診断対象を
伝送線路等から切り離すことが必須であり、また診断後
に復旧工事が必要になる。したがって、絶縁劣化診断の
作業性が極めて悪い。特に3相交流の場合には、各相
R,S,Tについて診断対象を切り離す必要があるた
め、作業性が極めて悪い。 (3)直流電圧発生器や電流計等の特別な機器を必要と
する。
【0005】本発明は、上述する問題点に鑑みてなされ
たもので、以下の点を目的とするものである。 3相交流の電力ケーブル接続体単体の絶縁劣化を診
断する。 3相交流の伝送線路等を活線状態のまま絶縁劣化を
診断する。 3相交流の電力ケーブル接続体の絶縁劣化診断の作
業性を向上させる。 3相交流の電力ケーブル接続体の絶縁劣化をより簡
便に診断する。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、電力ケーブルの導体の接続部を絶縁層
で覆うと共に該絶縁層の外周を外部半導電遮蔽層によっ
て遮蔽するように形成された3相交流用の電力ケーブル
接続体の劣化診断方法において、各相R,S,Tの電力
ケーブル接続体について各々の外部半導電遮蔽層の中心
部をボンド線によって相互に接続した状態にて、各相
R,S,Tの電力ケーブルに3相交流電圧を印加して前
記中心部の接地線に対する電圧Eaを実測し、電圧Ea
の実測値と、電力ケーブル接続体について固有の外部半
導電遮蔽層の抵抗R及び外部半導電遮蔽層と導体との静
電容量Cと外部半導電遮蔽層と導体との間の絶縁抵抗R
a及び前記3相交流電圧によって表される前記電圧Ea
の関係式に基づいて絶縁抵抗Raを算出し、該絶縁抵抗
Raの算出値に基づいて電力ケーブル接続体の劣化状態
を診断するという手段を採用する。この場合、3相交流
電圧を電力ケーブルに実際に通電される電圧とすること
により活線状態で前記電圧を実測することが好ましい。
【0007】
【作用】電力ケーブル接続体、例えば電力ケーブルの導
体の接続部を絶縁層で覆うと共に該絶縁層の外周を外部
半導電遮蔽層によって遮蔽するように形成された3相交
流用の電力ケーブル接続体にあっては、導体の接続部に
対して絶縁層及び外部半導電遮蔽層との間には静電容量
が存在するため、通電状態では充電電流が流れる。そし
て、この電流は、外部半導電遮蔽層を介して接地線へ流
れるようになっている。したがって、外部半導電遮蔽層
には、上記充電電流と外部半導電遮蔽層の抵抗との積に
よって与えられる電圧が生じることになる。
【0008】しかし、一般に3相交流線に使用される電
力ケーブル接続体では、絶縁層と外部半導体遮蔽層の中
間部は導線を用いて一括接続されている。このため各相
R,S,Tの各電力ケーブル接続体において発生した上
記電圧は、その合計が「0」となる。そこで、本発明で
は、各相R,S,Tのうち、いずれかの絶縁抵抗が低下
した場合に流れる漏洩電流による電圧を計測することに
より、その絶縁抵抗を算出して電力ケーブル接続体の劣
化状態を診断する。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
係わる電力ケーブル接続体の劣化診断方法の一実施形態
について説明する。なお、本実施形態は、特にゴムモー
ルド絶縁体(絶縁層)によって電力ケーブルの導体の接
続部の周囲を絶縁すると共に、該ゴムモールド絶縁体の
外周をゴムモールド半導電体(外部半導電遮蔽層)によ
って遮蔽するように形成された電力ケーブル接続体に関
するものである。上記ゴムモールド絶縁体とゴムモール
ド半導電体とは、ゴムモールド遮蔽層を形成するもので
ある。以下の説明では、R相に係わる部材には添字R
を、S相に係わる部材には添字Sを、またT相に係わる
部材には添字Tをそれぞれ付記して示す。
【0010】図1は、各相R,S,Tの電力ケーブル接
続体の電気的等価回路である。この図において、符号1
R,2R,1S,2S,1T,2Tは各相R,S,Tの電力ケ
ーブル、3R,3S,3Tは各相R,S,Tの電力ケーブ
ル接続体である。電力ケーブル1Rは導体1aRと外部シ
ールド1bRによって、電力ケーブル2Rは導体2aR
外部シールド2bRによって、電力ケーブル1Sは導体1
Sと外部シールド1bSによって、電力ケーブル2S
導体2aSと外部シールド2bSによって、電力ケーブル
Tは導体1aTと外部シールド1bTによって、電力ケ
ーブル2Tは導体2aTと外部シールド2bTによってそ
れぞれ形成されている。
【0011】R相の電力ケーブル1Rの導体1aRと電力
ケーブル2Rの導体2aRとは接続部4Rにおいて相互に
接続され、S相の電力ケーブル1Sの導体1aSと電力ケ
ーブル2Sの導体2aSとは接続部4Sにおいて相互に接
続され、T相の電力ケーブル1Tの導体1aTと電力ケー
ブル2Tの導体2aTとは接続部4Tにおいて相互に接続
されている。
【0012】R相の電力ケーブル接続体3Rは、この接
続部4Rの周囲を絶縁するゴムモールド絶縁体3aR(絶
縁層)と該ゴムモールド絶縁体3aRの外周を遮蔽する
ように設けられたゴムモールド半導電体3bR(外部半
導電遮蔽層)とから形成されている。S相の電力ケーブ
ル接続体3Sは、この接続部4Sの周囲を絶縁するゴムモ
ールド絶縁体3aS(絶縁層)と該ゴムモールド絶縁体
3aSの外周を遮蔽するように設けられたゴムモールド
半導電体3bS(外部半導電遮蔽層)とから形成されて
いる。T相の電力ケーブル接続体3Tは、この接続部4T
の周囲を絶縁するゴムモールド絶縁体3aT(絶縁層)
と該ゴムモールド絶縁体3aTの外周を遮蔽するように
設けられたゴムモールド半導電体3bT(外部半導電遮
蔽層)とから形成されている。
【0013】また、上記全ての外部シールド1bR,2
R,1bS,2bS,1bT,2bTは、接地線5a〜5
eによって電気的に短絡されると共に、接地線(図示
略)に接地されている。また、R相の電力ケーブル接続
体3Rの中心部aRとS相の電力ケーブル接続体3Sの中
心部aSとT相の電力ケーブル接続体3Tの中心部aT
は、ボンド線6a,6bによって相互に接続状態とされ
ている。
【0014】このように構成された3相交流用の電力ケ
ーブル接続体3R,3S,3Tにおいて、符号RRはR相の
電力ケーブル接続体3Rの上記ゴムモールド遮蔽層中間
部と接地線5a〜5e間の抵抗、RaRは電力ケーブル接
続体3Rと導体1aR,2aRとの間の絶縁抵抗、CRは上
記導体1aR,2aRとゴムモールド遮蔽層の電力ケーブ
ル接続体3Rとによって形成されるコンデンサの静電容
量である。また、RSはS相の電力ケーブル接続体3S
ゴムモールド遮蔽層中間部と接地線5a〜5e間の抵
抗、RaSは電力ケーブル接続体3Sと導体1aS,2aS
との間の絶縁抵抗、CSは上記導体1aS,2aSと電力
ケーブル接続体3Sのゴムモールド遮蔽層とによって形
成されるコンデンサの静電容量である。さらに、RT
R相の電力ケーブル接続体3Tのゴムモールド遮蔽層中
間部と接地線5a〜5e間の抵抗、RaTは電力ケーブル
接続体3Tと導体1aT,2aTとの間の絶縁抵抗、CT
上記導体1aT,2aTと電力ケーブル接続体3Tのゴム
モールド遮蔽層とによって形成されるコンデンサの静電
容量である。
【0015】このように構成された送電線路は活線状態
であり、3相交流の送電電圧ER(=E・exp(jω)),
S(=E・exp{j(ωt−2π/3)}),ET(=E・ex
p{j(ωt−4π/3)})が印加されている。ただし、E
は絶対値、ωは角周波数である。
【0016】ここで、上記抵抗RR,RS,RTと絶縁抵
抗RaR,RaS,RaT及び静電容量CR,CS,CTによる
インピーダンスとの間には、以下の関係が成立する。 1/jωCR,1/jωCS,1/jωCT≫RR,RS,RT RaR,RaS,RaT≫RR,RS,RT また、上記各電力ケーブル接続体3R,3S,3Tにおい
て電力ケーブル接続体3Rのみが劣化していると仮定し
た場合、電力ケーブル接続体3S,3Tの絶縁抵抗RaS
RaTについては、RaS=∞,RaT=∞と近似できる。
【0017】したがって、ボンド線6a,6bによって
相互接続された各電力ケーブル接続体3R,3S,3T
中心部aR,aS,aTの接地電位(接地線5a〜5eの
電位)に対する電位Eaは、下式(1)のように表され
る。 Ea≒RE・ER/{1/(1/RaR+jωCR)}+ RE・ES/{1/jωCS}+RE・ET/{1/jωCT} =RE・{(1/RaR+jωCR)・ER+jωCS・ES+jωCT・ET} ……(1) ただし、抵抗REは抵抗RR,RS,RTの並列合成抵抗で
あり、RE=RR・RS・RT/(RR・RS+RS・RT+RR
・RT)と表される。
【0018】ここで、簡単化のために、ER=E,ES
E・exp(−1/2−j31/2/2),またET=E・exp
(−1/2+j31/2/2)とすると、上式(1)は下式
(2)のように表される。 Ea=RE・E{1/RaR+31/2・ω(CS−CT)/2)+jω(CR-S/2 −CT/2} (2)
【0019】また、電力ケーブル接続体3R,3S,3T
としては同一のものを使用すると仮定できるにで、CR
=CS=CTが成立する。したがって、電圧Eaは最終的
にしき(3)のように表される。 Ea=RE・E/RaR (3) なお、上式(3)が示しているように、電力ケーブル接
続体3Rが劣化してなく絶縁抵抗RaR=∞と近似できる
場合には、Ea≒0となる。
【0020】したがって、R相の電力ケーブル接続体3
Rの中心部aRとS相の電力ケーブル接続体3Sの中心部
SとT相の電力ケーブル接続体3Tの中心部aTとをボ
ンド線6a,6bによって接続状態とし、続いて電圧E
aを実測することによりいずれかの電力ケーブル接続体
の劣化、いずれか2本の電力ケーブル接続体の劣化ある
いは全ての電力ケーブル接続体3R,3S,3Tの劣化を
検出することができる。
【0021】例えば、送電電圧E=3.8kV、周波数
f=50Hz、静電容量CR,CS,CT=250pF、
抵抗RR,RS,RT=1kΩの条件下においては、電圧
Ea=250mV(絶縁抵抗RaS,RaT=100GΩ以
上、絶縁抵抗RaR=5MΩの場合)と実測され、また電
圧Ea=25mV(絶縁抵抗RaS,RaT=100GΩ以
上、絶縁抵抗RaR=50MΩの場合)と実測された。
【0022】なお、上記実施形態では、ゴムモールド絶
縁体の外周をゴムモールド半導電体によって遮蔽するよ
うに形成された電力ケーブル接続体の劣化診断方法につ
いて説明したが、本発明は、導体をモールドゴムで絶縁
し、その外側を半導電ゴムでモールド遮蔽するモールド
母線の絶縁診断等にも適用することが可能である。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる電
力ケーブル接続体の劣化診断方法によれば、以下のよう
な効果が得られる。 (1)3相交流の伝送線路を活線状態として電力ケーブ
ル接続体の劣化状態を診断することが可能である。 (2)3相交流用の電力ケーブル接続体を伝送線路から
切り離すことなく劣化状態を診断することが可能であ
り、したがって極めて作業性良く劣化診断を行うことが
できる。 (3)現場では外部半導電遮蔽層の中心部の電圧を実測
するのみで良いので、電力ケーブル接続体の劣化診断に
係わる現場作業の作業性が極めて良い。 (4)従来のように直流電圧発生器等の特別な機器を必
要としないので、より簡便に3相交流用の電力ケーブル
接続体の劣化状態を診断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態を説明するための電力ケ
ーブル接続体の等価回路である。
【図2】 従来技術である直流漏洩電流測定法の測定系
を示す図である。
【符号の説明】
R,1S,1T,2R,2S,2T……電力ケーブル,1a
R,1aS,1aT,2aR,2aS,2aT……導体,1b
R,1bS,1bT,2bR,2bS,2bT……外部シール
ド,3R,3S,3T……電力ケーブル接続体,4R
S,4T……接続部,5a〜5e……接地線,6a,6
b……ボンド線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武井 泰博 東京都江東区木場1丁目5番1号 株式会 社フジクラ内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電力ケーブルの導体の接続部を絶縁層で
    覆うと共に該絶縁層の外周を外部半導電遮蔽層によって
    遮蔽するように形成された3相交流用の電力ケーブル接
    続体の劣化診断方法であって、 各相R,S,Tの電力ケーブル接続体について各々の外
    部半導電遮蔽層の中心部をボンド線によって相互に接続
    した状態にて、各相R,S,Tの電力ケーブルに3相交
    流電圧を印加して前記中心部の接地線に対する電圧Ea
    を実測し、 前記電圧Eaの実測値と、電力ケーブル接続体について
    固有の外部半導電遮蔽層の抵抗R及び外部半導電遮蔽層
    と導体との静電容量Cと外部半導電遮蔽層と導体との間
    の絶縁抵抗Ra及び前記3相交流電圧によって表される
    前記電圧Eaの関係式に基づいて絶縁抵抗Raを算出
    し、 該絶縁抵抗Raの算出値に基づいて電力ケーブル接続体
    の劣化状態を診断することを特徴とする電力ケーブル接
    続体の劣化診断方法。
  2. 【請求項2】 前記3相交流電圧を電力ケーブルに実際
    に通電される電圧とすることにより活線状態で前記電圧
    を実測することを特徴とする請求項1記載の電力ケーブ
    ル接続体の劣化診断方法。
JP3520198A 1998-02-17 1998-02-17 電力ケーブル接続体の劣化診断方法 Withdrawn JPH11231016A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040000729A (ko) * 2002-06-25 2004-01-07 현대자동차주식회사 전기 자동차용 ac 모터와 인버터와의 결합 구조
CN110346677A (zh) * 2019-07-15 2019-10-18 国网北京市电力公司 电缆老化过程中状态的确定方法和装置以及老化装置

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