JPS59125075A - 活線下ケ−ブル絶縁監視方法 - Google Patents

活線下ケ−ブル絶縁監視方法

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JPS59125075A
JPS59125075A JP57234791A JP23479182A JPS59125075A JP S59125075 A JPS59125075 A JP S59125075A JP 57234791 A JP57234791 A JP 57234791A JP 23479182 A JP23479182 A JP 23479182A JP S59125075 A JPS59125075 A JP S59125075A
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cable
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ground
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Tadaharu Nakayama
中山 忠晴
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/58Testing of lines, cables or conductors

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
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  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Electric Cable Installation (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電カケープルの活線下でケーブルの絶縁不良
を監視できる活線下ケーブル絶縁監視方法に関する。
第1図は従来の活線下の高圧電カケ−プル絶縁監視方法
を示す図である。従来、活線下にある高圧電カケ−プル
の絶縁劣化状況を監視する方法としては種々のものが既
知であるが、その中でも特に測定のためにケーブルに印
加する電源を準備することを要しないものとして知られ
ているのが第1図に示す方法である。第1図において1
は被監視ケーブルで高圧電力を送電中のものである。2
はその一方の端末でケーブルしゃへい端電位が接地線ろ
により取出されている。ケーブルの他方の端末2′ に
おいてはケーブルしゃへいのその側の端末は接地してい
ない。4は接地線乙に磁気的に結合して乙に流れる接地
電流Ioを検出するための電流変成器である。この状況
はケーブルの零相電流を検出するために通常使用される
いわゆるZCTと類似であるがZCTではケーブル6相
分の導体電流の総和を検出することを目的とし、従って
その磁芯の中央をケーブル3相導体が貫通しており、そ
の検出感度は100mA程度が最小であまり高くはない
。しかし、4では10mA或はそれ以下の接地電流Io
を検出することをねらっている。5は4の二次側電流を
増巾して電流計6に供給するための増巾器である。
第2図は第1図に示す回路の等価回路である。
R,、C工、R2,C2,R3,C3はケーブル各相の
絶縁抵抗と静電容量を示す。C,=C2=C3という前
提であるのでiC□十″IC2+″IC3−0となり、
検出すべき接地電流Ioは’I o = ”I R,+
”I R2+ I R3となる。即ち増巾した電流計6
の値から較正して10を求め、Io の成る限度以上の
電流値を観測した時にそのケーブルの絶縁抵抗は不良で
あるとするのである。
この従来の監視方法は次のような欠点を有している。つ
まり、3相の絶縁が同程度に劣化した場合は不良検出が
不可能であること。各相の絶縁抵抗値が如何に低下して
もその間に不平衡がなければ、即ち各相の電流の絶対値
fiR1’= li R21=li R31であればそ
の値が如何に大きくなってもiR1+ iR2+ i 
R3= o  となり不良状態の検出は不可能である。
各相の絶縁抵搗値に大差がある場合のみ■0を検出する
ことができる。IOの検出感度を10mAとして、3K
V電カケ−プルで検出し得る絶縁抵抗不良値はl′IR
,l=I′lR31=o l〒R,l = +:、+ 
 という理想的な不平衡条件下で 絶縁抵抗値がこの様に低い値にまで落ちないと検出出来
ないのでは実用性がないこと。静電容量不平衡その他誘
導の影響を受けやすく性能誤認の可能性が大きいこと。
検出感度を1mAまであげられたとしてこれに相応する
充電電流を持つケーブル静電容量ハ50 Hz、 3.
3KVA’3 テ0.00167V’Fであるが、これ
は150− ケーブルで約3m長に相当する。この程度
の静電容量不平衡は通常大いに有り得る。又、変成器コ
イルや増巾器は外部雑音を拾いやすい。
本発明の目的は、測定用電源を別1(必要とせずに電カ
ケープルの活線下で手軽にかつ良好な検出感度をもって
電カケープルの絶縁不良を監視できる活線下ケーブル絶
縁監視方法を提供することである。
以下に図面を参照して本発明ICついて詳細に説明する
、 第6図は本発明の活線下ケーブル絶縁監視方法を説明す
る図である。1は被監視ケーブルで高圧電力を送電中の
ものである。2はその一方の端末でケーブルしゃへい端
電位が6に示す接地線により取出される。なお、ケーブ
ルの他方の端末2′においてはケーブルしゃへいのその
側の端末は接地していない。7は接地線6の大地への結
線の途中に挿入された開閉器、8,9は開閉器7に並列
に接線された静電容量及び保安用アレスタである。
さらに、直流電圧計11がその倍率器抵抗10とともに
静電容量8の端子電圧を測定するように接続される。
第4図は第6図の等価回路図である。R1l CI I
B2 、C2、Rs 、Csはケーブル各相の絶縁抵抗
と静電容量を示す。K1.に2.に3は各相絶縁体中に
存在が仮定される整流素子を示したもので、良好な絶縁
体中にはこの様なものは無いものであるが、ケーブル絶
縁体の劣化が進むと実効的に絶縁体内に整流素子を有す
るのに等しい現象を生じ、導体に印課される変器電圧の
極性がプラス(しやへいがマイナス)になった場合と、
マイナス(しやへいがプラス)になった場合とでは絶縁
体中を流れる電流に差を生じ、その結果としてIR,、
IB、、 IR3で示す各相直流分電流かじゃへい側を
プラス電位としてアースに向って流れる方向で外部へ表
われて来る。6相分を合計した直流分電流Io=IH,
+I R2+ I R,は接地線の途中に挿入した静電
容量C。
をある時定数で充電し、その端子電圧の時間的変化はR
Mを倍率器抵抗とする直流電圧計により測定される。C
o の充電が終るとR]Vl中を流れる電流がIoに等
しくなる理であるが、実際的1(はC。
も有限の内部並列抵抗回路を持つし、ケーブルの防食層
絶縁抵抗も相当に低い値として存在するのでそれらの並
列抵抗なRo  として示している。
RO<<RMとするとCo の端子電圧を抑制するのは
現実にはRoである。何故ならばIRl、 IB2゜工
R3はRoに比して高い内部抵抗(R+ 、R2、R3
)を持つ定電流発電機の出力電流とみられるからである
。ケーブルの防食層絶縁抵抗値の大小にあまり左右され
ずにCoの端子電圧を読もうとすれば最初から成る程度
低いROをCOに並列に準備するか、RM自体の値を最
初から低いものを採用してもよい、 さて、第6図及び第4図を参照して具体的にケーブルの
絶縁を活線下で監視する方法について次に述べる。まず
、被監視ケーブル1の接地線乙の途中に開閉器7.静電
容量8.保安用アレスタ9゜倍率器抵抗10.直流電圧
計11を接続し第3図の回路を完成する。この接続の具
体的な方法としては、常時これらのものを固定化して配
線しておいても良ければ、測定の都度接続するようにし
ても良く、その場合開閉器7は固定配線として静電容量
8以下を持回り式測定セットとする等、固定部分と持回
り部分の分割の方法は如何様にも考えられる。又、常時
接続の場合は多数のケーブルを切替えて測定できるよう
にしてもよいし、これらの切替え動作を自動的に行わせ
るようにしてもよい。回路が完成していることかたしか
められたら、開閉器7を開く。(或いは、測定回路を接
地線途中に挿入する。)今まで直接大地に流れていた直
流分電流Ioは静電容量8を充電するべ(流れ込む。そ
の端子電圧は回路定数で決まる時定数で徐々に上昇し、
その値は直流電圧計11によって測定される。この場合
、端子電圧の極性はしやへいに接がれた側がプラス、大
地に接がれた側がマイナスである。
ケーブル防食層にピンホールがあり、ケーブルしゃへい
と大地間で発生することがあり得る局部電池の発生電圧
を明らかに越える電圧が上記操作により観測された場合
には、このケーブルが絶縁不良であるとして警報が発せ
られる。そのためには、観測者が電圧計指示を読みとっ
て適宜の処置に入っても良ければ、あらかじめ設定した
電圧値を越えれば自動的に警報を発せしめても良い。こ
れは直流電圧計11をメータリレー化すれば容易に行え
る。警報を発するべき限界電圧値はケーブルしゃへい側
をプラス電位、大地側をマイナス電位として例えば1.
OVである。ケーブルしゃへいを構成する金属は電位系
列的に卑なるものよりならべてアツベ、鉛、銅、である
。これに対抗して局部電池を防食層欠陥部で発生する可
能性のある地中金属体(接地電極)は卑なるものよりみ
てマグネシウム、アルミ、亜鉛、鉄、銅1等である。
これらの組合せでじゃへい側をマイナス電位、大地側を
グラス電位とするものは省き、流電防食に用いる特殊な
犠牲電極との組合せは除くと、一般に遭遇する可能性の
最も高い組合せは銅対鉄であり、理論的な最大電位差は
0.96Vである。実際にはこの組合せでこれだけの電
圧を発生することは無いので警報を発する限界電圧値と
しては判り易い1. OVを採用して充分であり、こh
によって局部電池電圧を観測して絶縁体不良と誤認する
可能性は先ず払拭し得る。
第5図は本発明の方法により実際に得られた観測値を示
す図である。
ケーブル=ろWろX 150mt CVケーブル約約5
0長長静電容量値40μF 倍率器抵抗 2MΩ 観測電圧  2.8 V、  充電開始後6分半、充電
曲線を第5図に示す 撤去後メガによる絶縁抵抗測定値 赤相  350MQ 自相   25艙  防食層 ioo随ル娃黒相   
40MQ 同上絶縁体目視で各相共水トリー無数に発見上述観測例
に示す如く、この程度に絶縁劣化したケーブルは本発明
により活線下で別′ケーフ゛ルに印加すべき測定用電源
の準備不要で防食層絶縁不良の場合の局部電池電圧の測
定による誤認をさけ得る高い観測電圧を得ることで絶縁
不良を検出し得るので得られる工業的価値は極めて高\
、・、本発明の監視方法は以下に示す効果を奏する。
(1)3相が同程度に劣化しても不良として検出できる
こと。測定に関与するのは絶縁体内で整流されて生じた
直流分電流のみであるから、交流接地電流を測定する場
合のように位相差を有する各相電流のベクトル和として
考える必要はなく、単に算術的に足し合わせた電流によ
って静電容量カー充電されるその端子電圧を測定するの
みで劣化カー検出できる。従って、各相の劣化状態が等
しいとか等しくないといったことは全く問題にならない
(2)検出感度が良いこと。実測例ICみられる如く、
従来の方法で接地電流の検出感度を実際すでは有り得な
い0.1 mAまで向上させたのに等しいような高い領
域の絶縁抵抗不良が検出し得る。
(3)静電容量不平衡その他誘導の影響等を受は難く、
誤認の可能性が少ないこと。静電容量が不平衡で交流充
電電流の総和が零でなくても検出しようとしているのは
直流電圧のそ」tも1■以上という高いレベルであるの
で誤認に結び付くことがない。しやへいと天地間に接続
した静電容量の低インピーダンスが不平衡に基(交流接
地電流や誘導雑音電流によるじゃへい電位の発生を低減
してくれているからである。防食層ピンホール部の局部
電池発生電圧より高い電圧を警報発信電圧としているの
でこの躯からの誤認の可能性もない。
(4)手軽tて実施できること。部品は簡単、少数。
安価、経世であるから実施しやすい。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の活線下の高圧電カケ−プル絶縁監視方法
を示す図、第2図は第1図に示す回路の等価回路図、第
6図は本発明の活線下ケーブル絶縁監視方法を説明する
図、第4図は第6図に示す回路の等価回路図である。 1:被監視ケーブル 2.2” :ケーブル端末6:接
 地 線   4:電流変成器 5:増幅器 6:電流計 7=開閉器  8:静電容量 9:保安用アレスタ 10:倍率器抵抗11:直流電圧
計 特許出願人 住友電気工業株式会社 (外4名) 第7図 ¥−3凹 秦、5 図 手続補正書(方式) 1、事件の表示 昭和57年特許 願第234791  号活線下ケーブ
ル絶縁監視方法 6補正をする者 事件との関係   出 願 人 5補正命令の日付  昭和58年6月29日(発送日)
6補正の対象 明細書の〔図面の簡単な説明〕の欄

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)活線下にある高圧電カケ−プルのしゃへい接地線
    の途中に静電容量を挿入し、該静電容量が絶縁体内で発
    生する直流分電流により充電される電圧を測定し、その
    極性がしやへい側をプラスとするものでありかつその値
    が規定値以上に達したことを検出した場合にそのケーブ
    ルは絶縁不良であるとして警報を発生することを特徴と
    する活線下ケーブル絶縁監視方法。 (2、特許請求の範囲第1項において、上記警報を発生
    すべき規定値電圧値が1Vであることを特徴とする活線
    下ケーブル絶縁監視方法。
JP57234791A 1982-12-29 1982-12-29 活線下ケ−ブル絶縁監視方法 Granted JPS59125075A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6236572A (ja) * 1985-08-09 1987-02-17 Tokyo Electric Power Co Inc:The 活線下にある電力ケ−ブルの絶縁劣化判定法
US4897606A (en) * 1988-10-19 1990-01-30 Board Of Regents, University Of Texas System Method and apparatus for undesired ground path detection in a single-point grounded electrical system
WO1998058269A1 (de) * 1997-06-17 1998-12-23 Siemens Aktiengesellschaft Überwachungsverfahren und überwachungsgerät für ein kabel

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4897606A (en) * 1988-10-19 1990-01-30 Board Of Regents, University Of Texas System Method and apparatus for undesired ground path detection in a single-point grounded electrical system
WO1998058269A1 (de) * 1997-06-17 1998-12-23 Siemens Aktiengesellschaft Überwachungsverfahren und überwachungsgerät für ein kabel

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