JP3389052B2 - Partial discharge measurement method - Google Patents
Partial discharge measurement methodInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は電力ケーブル及びそ
の付属品あるいはガス絶縁線路(GIL)及び付属品の
部分放電測定方法に関し、さらに詳細には、部分放電電
荷量が所定の値に達してから破壊までの時間を推定する
ことができる部分放電測定方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for measuring partial discharge of a power cable and its accessories or a gas-insulated line (GIL) and accessories, and more specifically, after the partial discharge charge amount reaches a predetermined value. The present invention relates to a partial discharge measuring method capable of estimating the time until breakdown.
【0002】[0002]
【従来の技術】電力ケーブル線路の部分放電測定を行う
方法として、例えば特開平5−256893号公報に示
す様な電力ケーブルの部分放電測定方法および装置があ
る。上記公報に記載される技術は、測定された信号と課
電圧位相信号の関係やその発生度合いから部分放電パル
スを識別し、自動的に精度良く部分放電の発生を判定す
る方法であり、電力ケーブル線路全線を一括して監視す
る方法である。2. Description of the Related Art As a method for measuring a partial discharge of a power cable line, there is a method and apparatus for measuring a partial discharge of a power cable as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H5-256893. The technique described in the above publication is a method of identifying a partial discharge pulse from the relationship between the measured signal and the applied voltage phase signal and the degree of occurrence thereof, and automatically determining the occurrence of partial discharge with high accuracy. This is a method of collectively monitoring all the tracks.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の部分放
電測定方法では、自動的に精度良く部分放電の発生を判
定することができるものの、部分放電を発生した電力ケ
ーブルが絶縁破壊に至るまでの時間を推定することはで
きなかった。万一、電力ケーブル線路が絶縁破壊を起こ
した場合、停電または瞬停を起こすことが考えられ、ま
た火災や感電事故等の重大な危険性を伴う。また、停止
後の復旧作業を考慮すると、課電停止前に部分放電の発
生位置を特定することが重要となる。部分放電の発生位
置が判明していれば、最低限の長さの電力ケーブルを引
き替えることで済むが、発生位置が分からない場合は、
測定区間の電力ケーブル全線を引き替えることになり、
その復旧工事に伴う時間と工事費用は多大なものとな
る。In the above-mentioned conventional partial discharge measuring method, it is possible to automatically and accurately determine the occurrence of partial discharge, but it is possible to cause a dielectric breakdown in the power cable in which partial discharge occurs. The time could not be estimated. In the unlikely event that a power cable line suffers a dielectric breakdown, a power failure or momentary power failure may occur, and there is a serious risk of fire or electric shock. Further, considering the recovery work after the stop, it is important to identify the position where the partial discharge occurs before the stop of the power application. If you know the location of the partial discharge, you can replace the power cable with the minimum length, but if you do not know the location,
All the power cables in the measurement section will be replaced,
The time and construction costs associated with the restoration work will be enormous.
【0004】従って、部分放電測定を行っているときに
電力ケーブル線路から部分放電が発生した場合、位置標
定を実施して部分放電の発生点を特定し、その後速やか
に課電を停止することが最も望ましい。しかしながら、
上記した従来の部分放電測定方法では、部分放電を発生
している電力ケーブルがいつ破壊するか見当がつかず、
場合によっては位置標定の最中に絶縁破壊に至ってしま
う恐れがあった。ケーブルが絶縁破壊すると上記したよ
うに、停電や瞬停を起こしたり、火災や感電事故等の重
大な危険性を伴なうばかりでなく、絶縁破壊を起こした
部分の前後の接続部で挟まれる区間のケーブルを交換し
なければならず、修復に多大の時間と費用を必要とす
る。このため、ケーブルの絶縁破壊は絶対に避けねばな
らず、従来においては、十分な位置標定を行う前に課電
を停止する場合もあった。以上のように、従来の部分放
電測定方法では、部分放電を発生した電力ケーブルが、
破壊に至るまであとどれ位の余裕時間が存在するか分か
らないため、充分な位置標定を行うことができないとい
った問題があった。Therefore, when a partial discharge is generated from the power cable line while the partial discharge is being measured, it is possible to locate the point where the partial discharge is generated by locating the position and then immediately stop the power application. Most desirable. However,
In the above-mentioned conventional partial discharge measurement method, there is no idea when the power cable that is generating partial discharge will be destroyed,
In some cases, there was a risk of dielectric breakdown during position orientation. When a cable has a dielectric breakdown, as described above, it not only causes a power failure, a momentary power failure, or a serious risk of fire or electric shock, but is also caught between the connection parts before and after the part where the insulation breakdown occurs. The cables in the section have to be replaced, and the repair requires a lot of time and money. For this reason, the insulation breakdown of the cable must be absolutely avoided, and in the past, in some cases, the voltage application was stopped before sufficient position orientation was performed. As described above, in the conventional partial discharge measuring method, the power cable that has generated the partial discharge is
There is a problem that it is not possible to perform sufficient position orientation because it is not known how much time is left until the destruction.
【0005】本発明は上記問題に鑑みて考えられたもの
であって、その目的とするところは、電力ケーブルが部
分放電を発生した場合に、破壊するまでの時間を精度良
く推定し、ケーブル破壊まであとどの位の余裕時間があ
るかを把握できるようにすることである。The present invention has been conceived in view of the above problems, and an object thereof is to accurately estimate the time until the power cable is destroyed when a partial discharge occurs in the power cable, and to break the cable. It is to be able to understand how much time is left until.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】図1は、電力用CVケー
ブルに外部半導電層の突起欠陥を模擬するためシースの
一部を除去してトリーイング針を外部半導電層上からケ
ーブル絶縁体中に刺して針さし欠陥部を設けた場合の、
部分放電が発生してからの課電経過時間と放電電荷量の
関係を示したものである。予め、2つの放電電荷量のし
きい値Q1及びQ2(Q1<Q2)を設定し、放電電荷
量の値がQ1に達した時間T1 とQ2に達した時間
T2 、および、電力ケーブルが破壊した時間TBDより、
Q1〜Q2の間の時間T2 −T1 と、Q2から破壊まで
の時間TBD−T2 が計算される。これらQ1〜Q2の時
間と、Q2から破壊までの時間の比をkとして次の
(1)式により計算する。
k=(TBD−T2 )/(T2 −T1 ) (1)
複数のケーブルにおける破壊試験結果から、kに対して
の破壊確率の累積分布関数をF(k)として求めてお
く。図2に、累積分布関数F(k)の一例を示す。FIG. 1 shows a tree CV cable for power insulation, in which a part of the sheath is removed and a treeing needle is placed over the outer semiconductive layer in order to simulate a projection defect in the outer semiconductive layer. When a needle stick defect part is provided by piercing the inside,
It shows the relationship between the elapsed time of charging after the occurrence of partial discharge and the amount of discharged electric charge. The two threshold values Q1 and Q2 (Q1 <Q2) of the discharge charge amount are set in advance, the time T 1 when the discharge charge amount value reaches Q1 and the time T 2 when the discharge charge amount value reaches Q2, and the power cable From the time of destruction T BD ,
And time T 2 -T 1 between the Q1-Q2, the time T BD -T 2 to failure from Q2 is calculated. The ratio of the time from Q1 to Q2 and the time from Q2 to breakdown is k, and calculation is performed by the following equation (1). k = (T BD −T 2 ) / (T 2 −T 1 ) (1) The cumulative distribution function of the destruction probability with respect to k is obtained as F (k) from the destruction test results of a plurality of cables. FIG. 2 shows an example of the cumulative distribution function F (k).
【0007】次に、測定対象の電力ケーブルから部分放
電が発生した時に、測定した部分放電電荷量Q1に達し
た時間からQ2に達するまでの時間を計測し、予め求め
た累積分布関数F(k)から所定の破壊確率における破
壊時間を計算する。例えば、破壊確率を30%における
破壊時間は、図2に示すF(k)=0.3の場合のk
0.3 に(T2 −T1 )を乗じ、T2 を加算した値とな
る。あるいは、k0.3 に(T2 −T1 )を乗じた値が、
Q2に達した時点T2 から破壊までの時間(TBD−
T2 )となる。Next, when partial discharge occurs from the power cable to be measured, the time from reaching the measured partial discharge charge amount Q1 to reaching the measured partial discharge charge amount Q2 is measured, and the cumulative distribution function F (k ), The destruction time at a predetermined destruction probability is calculated. For example, the destruction time at a destruction probability of 30% is k in the case of F (k) = 0.3 shown in FIG.
It is a value obtained by multiplying 0.3 by (T 2 −T 1 ) and adding T 2 . Alternatively, the value obtained by multiplying k 0.3 by (T 2 −T 1 ) is
Time from T 2 when Q2 is reached to destruction (T BD −
T 2 ).
【0008】また、累積分布関数F(k)からF
(k0 )=0のときの比k0 を求め、求めた比k0 から
破壊確率が0%である時間の上限値TBD0 〔=k0 (T
2 −T1 )+T2 〕を推定することもできる。上記時間
TBD0 を求めておくことにより、絶縁破壊の確率が0%
の時間の上限値を知ることができ、例えば位置標定を行
う際、作業者は、ほぼ絶縁破壊の確率が0である余裕時
間がどの位あるのか知ることができ、安心して位置標定
を行うことができる。さらに、測定対象の電力ケーブル
から部分放電が発生し、放電電荷量がQ2に達した時点
以降の測定時において、測定された(T2 −T1 )の時
間とT2 〜測定時刻T3 の間の時間で計算したkm 〔=
(T3 −T2 )/(T2 −T1 )〕をもとに累積分布関
数F(k)から破壊確率を求めることによって、測定時
刻T3における破壊確率が推定できる。Further, from the cumulative distribution function F (k) to F
(K 0) = 0 the ratio k 0 determined at the time of, determined ratio upper limit value of the time fracture probability is 0% from k 0 T BD0 [= k 0 (T
2 -T 1) + T 2] can be estimated. By obtaining the time T BD0 above, the probability of dielectric breakdown is 0%.
The upper limit value of the time can be known. For example, when locating, the operator can know how much time is left when the probability of dielectric breakdown is 0, and position locating with confidence. You can Furthermore, at the time of measurement after the partial discharge occurs from the power cable to be measured and the discharge charge amount reaches Q2, the measured (T 2 −T 1 ) time and T 2 to measurement time T 3 k m calculated in the time between [=
(T 3 -T 2) / by determining the failure probability from the cumulative distribution function F (k) (T 2 -T 1) ] Based on the destruction probability can be estimated at the measurement time T 3.
【0009】本発明は上記点に着目し、次のようにして
前記課題を解決する。
(1)上記のようにして比kに対する破壊確率の累積分
布関数F(k)を求めておき、測定対象の電力ケーブル
から部分放電が発生したとき、測定された放電電荷量が
Q1に達してからQ2に達するまでの時間T2 −T1 と
前記累積分布関数F(k)から、所定の破壊確率におけ
る放電電荷量がQ2に達してから破壊に至るまでの時間
を推定する。
(2)上記累積分布関数F(k)からF(k0 )=0で
あるときの比k0 を求めておき、測定対象の電力ケーブ
ルから部分放電が発生したとき、測定された放電電荷量
がQ1に達してからQ2に達するまでの時間T 2 −T 1
を計測し、上記時間T 2 −T 1 と、上記求めた比k0 か
ら、前記測定対象の電力ケーブルから部分放電が発生し
放電電荷量がQ2に達した時点以降の測定時における破
壊確率が0の時間を推定する。
(3)測定対象の電力ケーブルから部分放電が発生した
とき、測定された放電電荷量がQ1に達してからQ2に
達するまでの時間T 2 −T 1 を計測し、放電電荷量がQ
2に達した時点以降の測定時において、上記測定対象の
電力ケーブルの時間T2 −T1 と、放電電荷量がQ2に
達してから測定時刻T3 までの時間の比km を求め、該
比k m と、上記累積分布関数F(k)から上記測定時刻
T3 における破壊確率を求める。The present invention focuses on the above points and solves the above problems as follows. (1) The cumulative distribution function F (k) of the destruction probability with respect to the ratio k is obtained as described above, and when partial discharge occurs from the power cable to be measured, the measured discharge charge amount reaches Q1. From the time T 2 -T 1 from reaching to Q2 and the cumulative distribution function F (k), the time from when the discharge charge amount at a predetermined destruction probability reaches Q2 to destruction is estimated. (2) The ratio k 0 when F (k 0 ) = 0 is obtained from the cumulative distribution function F (k), and the power cable to be measured is measured.
Measured discharge charge when partial discharge occurs from the
Time T 2 -T 1 up but reached Q2 from reaching Q1
It was measured, and the time T 2 -T 1, from the calculated ratio k 0, fracture probability during subsequent measurements when the partial discharge occurs discharge charge quantity from the power cable of the measurement object has reached Q2 is Estimate time 0. (3) partial discharge is generated from the measurement object of a power cable
Then, after the measured discharge charge amount reaches Q1,
Time T 2 -T 1 is measured until the discharge charge amount is Q
During the subsequent time of reaching the second measurement, the measurement object
Calculated as the time T 2 -T 1 power cable, the time ratio k m since the amount discharge charge reaches the Q2 to the measurement time T 3, the
The ratio k m, determine the failure probability of the measurement time T 3 from the cumulative distribution function F (k).
【0010】本発明の請求項1〜3の発明においては、
上記(1)〜(3)のようにしたので、部分放電が発生
したケーブルの破壊時間を確率的に推定したり、破壊確
率を推定することができ、部分放電発生後の位置標定作
業等を余裕をもって行うことができるとともに、ケーブ
ルの絶縁破壊を未然に防ぐことが可能となる。また、目
的や重要度に応じて、破壊確率を自由に設定してケーブ
ル破壊時間を推定することができ、柔軟性のある推定が
可能となる。According to the inventions of claims 1 to 3,
Since the above (1) to (3) are performed, it is possible to stochastically estimate the breakdown time of the cable in which the partial discharge has occurred, or to estimate the destruction probability, and to perform the position locating work after the partial discharge has occurred. It is possible to do so with a margin, and it is possible to prevent the insulation breakdown of the cable. Moreover, the cable breakage time can be estimated by freely setting the breakage probability in accordance with the purpose and the importance, and flexible estimation is possible.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】図3は電力ケーブルの部分放電試
験装置の一例を示す図である。本実施例においては、同
図に示すように両端部に気中端末1を有する66kVC
Vケーブル2(導体サイズ200sq、絶縁体厚さ11
mm)を使用し、外部半導電層の突起欠陥を模擬するた
め、ケーブル2のシースの一部を除去して外部半導電層
上からトリーイング針を絶縁体中に刺し込んだ針さし欠
陥部4を形成した。上記ケーブル2に課電トランス3か
ら交流電圧を印加し、そのとき発生する部分放電パルス
を、上記針さし欠陥部4の両側のシースに接続した部分
放電検出器5,5’で検出し、検出器5.5’の出力を
バランサ6を介して部分放電測定器7に入力し部分放電
電荷量を測定した。そして、部分放電測定器7の出力
と、上記ケーブル2に印加した交流電圧の課電位相をコ
ンピュータ等から構成される解析装置9、デジタルオシ
ロ10に入力して、部分放電信号と課電圧位相信号の関
係、その発生度合い等から部分放電信号を識別し、部分
放電電荷量を求め、解析を行った。FIG. 3 is a diagram showing an example of a partial discharge test apparatus for a power cable. In this example, a 66 kVC having air terminals 1 at both ends as shown in FIG.
V cable 2 (conductor size 200 sq, insulator thickness 11
mm) is used to simulate a protrusion defect in the outer semiconductive layer, a part of the sheath of the cable 2 is removed, and a needle needle defect in which a treeing needle is inserted into the insulator from above the outer semiconductive layer. Part 4 was formed. An AC voltage is applied to the cable 2 from the charging transformer 3, and the partial discharge pulse generated at that time is detected by the partial discharge detectors 5 and 5'connected to the sheaths on both sides of the needle stick defect portion 4, The output of the detector 5.5 'was input to the partial discharge measuring device 7 via the balancer 6 to measure the partial discharge charge amount. Then, the output of the partial discharge measuring instrument 7 and the applied potential phase of the AC voltage applied to the cable 2 are input to the analysis device 9 and the digital oscilloscope 10 configured by a computer or the like, and the partial discharge signal and the applied voltage phase signal are input. The partial discharge signal was identified based on the relationship between the above, the degree of occurrence, and the amount of partial discharge charge was determined and analyzed.
【0012】上記試験装置を用い、課電電圧を160k
V及び110kVとして、それぞれ10回の試験を行っ
た。図4は、上記のようにして求めた110kVにおけ
る最大放電電荷量と部分放電継続時間の関係の一例を示
す図であり(同図では4本のケーブルの試験結果の一例
が示されている)、同図に示すように、各ケーブルと
も、時間とともに最大放電電荷量が増大し遂に絶縁破壊
に至る。Using the above test equipment, the applied voltage is 160 k
Ten tests were conducted for each of V and 110 kV. FIG. 4 is a diagram showing an example of the relationship between the maximum discharge charge amount and the partial discharge duration at 110 kV obtained as described above (an example of a test result of four cables is shown in the same figure). As shown in the figure, with each cable, the maximum discharge charge amount increases with time, and eventually dielectric breakdown occurs.
【0013】図4に示すようなデータを複数のケーブル
について求め、解析装置9により次のようにして、累積
分布関数F(k)を求めた。前記図1に示した第1のし
きい値Q1を例えば20pC、第2のしきい値Q2を1
00pCとして、放電電荷量が20pCから100pC
に増加する時間T20 -100pCと、100pcから破壊に至
る時間T100-BDを求め、次の(2)式よりkを計算し
た。
k=T100-BD/T20-100pC (2)
第1のしきい値電荷量Q1は、検出感度にもよるが、お
おむね10pCから50pCに、また、第2のしきい値
電荷量Q2は、おおむね50〜200pCに設定するの
がよい。しかし、これらのしきい値電荷量は、Q1<Q
2の関係にあればどの様な値でもよく、これらの電荷量
に限定されるものではない。The data shown in FIG. 4 was obtained for a plurality of cables, and the cumulative distribution function F (k) was obtained by the analyzer 9 as follows. The first threshold value Q1 shown in FIG. 1 is, for example, 20 pC, and the second threshold value Q2 is 1.
00pC, the discharge charge amount is 20pC to 100pC
The time T 20 -100pC which increases to 100 ° C and the time T 100-BD from 100pc to the breakdown are obtained, and k is calculated from the following equation (2). k = T 100-BD / T 20-100pC (2) The first threshold charge amount Q1 is approximately 10 pC to 50 pC, and the second threshold charge amount Q2 is, depending on the detection sensitivity. , Approximately 50 to 200 pC is recommended. However, these threshold charge amounts are Q1 <Q
Any value may be used as long as it has a relationship of 2, and is not limited to these charge amounts.
【0014】以上のようにして複数本のケーブルについ
て比kを求めて、例えば図5に示すように横軸をk、縦
軸を比kの度数としたヒストグラムを作成した。そし
て、上記ヒストグラムの度数の累積値を求め、各累積値
を度数の合計で除して前記図2に示した累積分布関数F
(k)を得た。図6は上記のようにして求めた比kと破
壊確率の関係を示す図であり、同図は横軸を比k、縦軸
を破壊確率とし、ワイブルプロットで整理したグラフで
ある。同図から明らかなように、比kをワイブルプロッ
トで整理したところ、比kと破壊確率はほぼ直線上に乗
っており、ワイブル分布に従っているということができ
る。なお、ワイブル分布は、寿命時間xとこれに対応す
る累積確率F(x)を表すのに比較的よく適合する分布
であり、図6は、縦軸をY=log log 〔1/{1−F
(x)}〕、横軸をX=log xで目盛ったワイブル確率
紙上に、x=k、F(x)=F(k)としてプロットし
たものであり、プロットしたデータがワイブル分布に一
致する場合、ワイブル確率紙上では直線となる。The ratio k was obtained for a plurality of cables as described above, and a histogram was created with the horizontal axis as k and the vertical axis as the frequency of the ratio k as shown in FIG. 5, for example. Then, the cumulative value of the frequency of the histogram is obtained, and each cumulative value is divided by the total of the frequency to calculate the cumulative distribution function F shown in FIG.
(K) was obtained. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the ratio k and the destruction probability obtained as described above, and the graph is a graph arranged by a Weibull plot with the ratio k on the horizontal axis and the destruction probability on the vertical axis. As is clear from the figure, when the ratio k is arranged in a Weibull plot, it can be said that the ratio k and the failure probability are on a substantially straight line and follow the Weibull distribution. The Weibull distribution is a distribution that is relatively well suited to represent the life time x and the corresponding cumulative probability F (x). In FIG. 6, the vertical axis represents Y = log log [1 / {1- F
(X)}] is plotted on a Weibull probability paper with the horizontal axis calibrated by X = log x as x = k and F (x) = F (k), and the plotted data matches the Weibull distribution. If so, it becomes a straight line on the Weibull probability paper.
【0015】上記試験を課電電圧160kVについても
行ったところ、160kV及び110kVのどちらの場
合でも、比kの分布はワイブル分布に一致していること
が分かったので、前記図2に示した累積分布関数F
(k)をワイブル分布により求めた。図7に上記ワイブ
ル分布により求めた課電電圧160kVおよび110k
Vにおける累積分布関数F(k)を示す。なお、kの分
布は、良くあてはまる分布であればどの様な分布でもよ
く、対数正規分布、ガンマ分布、指数分布等から最もよ
く従っている分布で累積分布関数を求めればよい。When the above-mentioned test was conducted for the applied voltage of 160 kV, it was found that the distribution of the ratio k coincided with the Weibull distribution in both cases of 160 kV and 110 kV. Distribution function F
(K) was obtained by the Weibull distribution. FIG. 7 shows the applied voltages of 160 kV and 110 k obtained from the Weibull distribution.
The cumulative distribution function F (k) at V is shown. The distribution of k may be any distribution as long as it fits well, and the cumulative distribution function may be obtained from the distribution that most closely follows the lognormal distribution, the gamma distribution, the exponential distribution, or the like.
【0016】次に、外部半導電層に欠陥のあるCVケー
ブルを用いて課電試験を実施し、上記累積分布関数によ
り求めた推定破壊時間をもとに課電を停止させてケーブ
ルの絶縁破壊を防ぐことが可能であるかを実験した。使
用したケーブルは、66kVCVケーブル(導体サイズ
200sq、絶縁厚さ11mm)で、課電電圧は110
kVおよび160kVとした。使用したケーブルは外部
半導電層に異物をいれて作成してあり、外導突起欠陥が
存在することを確認している。使用した試験装置は図3
に示したものと同様であり、部分放電電荷量が20pC
に達してから100pCに達するまでの時間T
20pC-100pCを計測し、破壊確率を5%、30%としたと
きの推定破壊時間を図7に示した累積分布関数を用いて
推定した。Next, a CV cable having a defect in the outer semiconductive layer was subjected to a voltage application test, and the voltage application was stopped based on the estimated breakdown time obtained by the cumulative distribution function, and the insulation breakdown of the cable was performed. It was tested whether it was possible to prevent. The cable used is a 66 kVCV cable (conductor size 200 sq, insulation thickness 11 mm), and the applied voltage is 110.
It was set to kV and 160 kV. The cable used was made by inserting foreign matter into the outer semiconductive layer, and it has been confirmed that there is a defect in the outer conductive protrusion. The test equipment used is Figure 3.
Is similar to that shown in, and the partial discharge charge amount is 20 pC.
Time to reach 100 pC after reaching T
20pC-100pC was measured, and the estimated destruction time when the destruction probability was 5% and 30% was estimated using the cumulative distribution function shown in FIG.
【0017】図8は上記推定破壊時間を求めるために用
いた解析装置の構成の一例を示す図である。同図(a)
に示すように、部分放電信号識別部20において部分放
電信号を識別し、最大放電電荷量を第1、第2の比較器
21,22に入力し、それぞれの比較器21,22にお
いて、上記最大放電電荷量と可変抵抗R1,R2により
設定されるしきい値電荷量Q1(20pC),Q2(1
00pC)に相当する信号とを比較した。なお、後述す
るようにケーブル2に印加した交流電圧の課電位相8を
部分放電信号識別部20に入力し、上記課電位相に基づ
き部分放電信号を識別してもよい。第1、第2の比較器
21,22は設定された信号より大きい信号が入力され
たとき出力を発生するので、図8(b)に示すように部
分放電測定信号が電荷量Q1に相当する値に達したとき
(時間T1 )、第1の比較器21が出力を発生し、ま
た、部分放電測定信号が電荷量Q2に相当する値に達し
たとき(時間T2 )、第2の比較器22が出力を発生す
る。FIG. 8 is a diagram showing an example of the configuration of the analyzing device used for obtaining the estimated breakdown time. The same figure (a)
As shown in FIG. 5, the partial discharge signal identifying section 20 identifies the partial discharge signal and inputs the maximum discharge charge amount to the first and second comparators 21 and 22. Threshold charge amounts Q1 (20 pC) and Q2 (1 set by the discharge charge amount and the variable resistors R1 and R2
00pC) and the corresponding signal. As described later, the applied potential phase 8 of the AC voltage applied to the cable 2 may be input to the partial discharge signal identification unit 20 to identify the partial discharge signal based on the applied potential phase. Since the first and second comparators 21 and 22 generate outputs when a signal larger than the set signal is input, the partial discharge measurement signal corresponds to the charge amount Q1 as shown in FIG. 8B. When the value is reached (time T 1 ), the first comparator 21 generates an output, and when the partial discharge measurement signal reaches the value corresponding to the charge amount Q 2 (time T 2 ), the second comparator 21 The comparator 22 produces an output.
【0018】タイマ23は第1の比較器21が出力を発
生した時点から第2の比較器22が出力を発生するまで
の時間T2 −T1 (=T20-100pC)を計測し、計測した
時間T20-100pCをコンピュータ24に送出する。コンピ
ュータ24は前記のように作成した累積分布関数F
(k)より、破壊確率を5%、30%のときの比kを求
め、求めた比kに上記時間T20-100pCを掛けて、時間T
100-BDを求めることにより、最大電荷量がQ2(=10
0pC)に達してからケーブル破壊に至までの時間を推
定する。そして、部分放電電荷量が100pCに達して
から上記破壊確率に至るまでの推定時間をディスプレイ
25に出力する。The timer 23 measures the time T 2 -T 1 (= T 20-100pC ) from the time when the first comparator 21 generates an output to the time when the second comparator 22 generates an output, and measures it. The time T 20-100 pC is sent to the computer 24. The computer 24 uses the cumulative distribution function F created as described above.
From (k), the ratio k when the destruction probability is 5% and 30% is obtained, and the obtained ratio k is multiplied by the time T 20-100pC to obtain the time T
By obtaining 100-BD , the maximum charge amount is Q2 (= 10
Estimate the time from reaching 0 pC) until the cable breaks. Then, the estimated time from when the partial discharge charge amount reaches 100 pC until the destruction probability is reached is output to the display 25.
【0019】まず、破壊確率を5%として、110kV
において試験を行うこととした。この時のkは図7に示
すようにk0.05=1.3であるから、放電電荷量が20
pCから100pCに増加する時間T20pC-100pCの1.
3倍の時間を推定破壊時間として計算する。そして放電
電荷量が100pCに達してから計算した推定破壊時間
が経過した時点で、課電の停止を行った。上記実験の結
果を表1に示す。5回の試験を行って、課電停止前に破
壊したケーブルは無く、全て未破壊の状態で課電停止す
ることが可能であった。First, assuming that the probability of destruction is 5%, 110 kV
It was decided to carry out the test in. Since k at this time is k 0.05 = 1.3 as shown in FIG. 7, the discharge charge amount is 20
1. Time T 20pC-100pC increasing from pC to 100pC
Calculate 3 times as estimated failure time. Then, at the time when the estimated breakdown time calculated after the discharge charge amount reached 100 pC, the charging was stopped. The results of the above experiment are shown in Table 1. After conducting the test 5 times, there was no cable that was broken before the stop of the electric power application, and it was possible to stop the electric power supply in the undestructed state.
【0020】[0020]
【表1】 [Table 1]
【0021】次に破壊確率を30%として、160kV
で同様の試験を行った。この時のkは図7に示すように
k0.3 =0.72であるから、放電電荷量が20pCか
ら100pCに増加する時間T20pC-100pCの0.72倍
の時間を推定破壊時間として計算する。そして放電電荷
量が100pCに達してから計算した推定破壊時間が経
過した時点で、課電の停止を行った。上記実験の結果を
表2に示す。Next, assuming that the destruction probability is 30%, 160 kV
The same test was carried out. Since k 0.3 at this time is k 0.3 = 0.72 as shown in FIG. 7, 0.72 times the time T 20pC-100pC at which the discharge charge amount increases from 20pC to 100pC is calculated as the estimated breakdown time. . Then, at the time when the estimated breakdown time calculated after the discharge charge amount reached 100 pC, the charging was stopped. The results of the above experiment are shown in Table 2.
【0022】[0022]
【表2】 [Table 2]
【0023】表2に示すように、No.2のサンプルの
み課電停止前にケーブル絶縁破壊を起こした。破壊時間
は放電電荷量が100pCに達してから21秒後であっ
た。上記のように、本実施例においては、部分放電が発
生したCVケーブルの破壊時間を確率的に推定すること
ができ、ケーブルの絶縁破壊を未然に防ぐことが可能と
なる。また、目的やその重要度に応じて適切な破壊確率
を自由に設定することができるため、破壊時間の推定に
柔軟性がある。As shown in Table 2, No. Only the sample No. 2 suffered cable breakdown before the power was stopped. The breakdown time was 21 seconds after the discharge charge amount reached 100 pC. As described above, in this embodiment, the breakdown time of the CV cable in which the partial discharge has occurred can be estimated stochastically, and the insulation breakdown of the cable can be prevented in advance. Further, since an appropriate destruction probability can be freely set according to the purpose and its importance, there is flexibility in estimating the destruction time.
【0024】なお、本実施例では、最大部分放電電荷量
をもとに推定を行ったが、単位時間当たりの平均電荷量
を用いてもよく、あるいは、前記したように部分放電識
別部10に入力される課電位相8を用い、発生位相角を
限定して、ある位相範囲に発生した部分放電パルスを対
象としてもよい。また、本実施例では、累積分布関数を
求めるために、トリー針により絶縁体に針さし欠陥を形
成した実験によるデータを用いたが、これは最も過酷な
欠陥の一つで短時間の内に絶縁破壊を起こすことが知ら
れており、ケーブルの絶縁破壊を防ぐことを重視すれ
ば、安全サイドとなり妥当なものと考えられる。もちろ
ん、他の欠陥データから求めた累積分布関数を使用して
もよい。In this embodiment, the estimation was made based on the maximum partial discharge charge amount, but the average charge amount per unit time may be used, or, as described above, the partial discharge identifying section 10 may be used. The input potential phase 8 may be used to limit the generated phase angle and target partial discharge pulses generated in a certain phase range. In addition, in the present embodiment, in order to obtain the cumulative distribution function, data obtained by an experiment in which a needle is stuck in an insulator with a tree needle to form a defect is used. Is known to cause insulation breakdown, and if it is important to prevent the insulation breakdown of the cable, it is considered to be a safe side and appropriate. Of course, a cumulative distribution function obtained from other defect data may be used.
【0025】さらに、累積分布関数はケーブルの絶縁厚
さと課電電圧毎に求めるのが最も望ましいが、許容でき
る絶縁厚さや電圧範囲であれば、それ以外のケーブルで
行う試験に使用することも可能である。例えば、課電電
圧が非常に高い場合は、放電の発生から破壊までの時間
に絶縁厚さの影響が小さくなるため、様々の絶縁厚さの
ケーブルに対して同じ累積分布関数を近似的に使用する
ことができる。Further, it is most desirable to obtain the cumulative distribution function for each insulation thickness of the cable and the applied voltage, but if the insulation thickness and the voltage range are allowable, it is possible to use it for the test conducted on other cables. Is. For example, when the applied voltage is very high, the influence of the insulation thickness on the time from the occurrence of discharge to the breakdown becomes small, so the same cumulative distribution function is approximately used for cables with various insulation thicknesses. can do.
【0026】[0026]
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、部分放電を発生したCVケーブルの破壊時間を確率
的に推定することが可能となり、ケーブルの絶縁破壊を
未然に防ぐことができる。また、目的やその重要度に応
じて適切な破壊確率を自由に設定することができるた
め、破壊時間の推定に柔軟性がある。As described above, according to the present invention, it is possible to stochastically estimate the breakdown time of a CV cable in which partial discharge has occurred, and it is possible to prevent the insulation breakdown of the cable. Further, since an appropriate destruction probability can be freely set according to the purpose and its importance, there is flexibility in estimating the destruction time.
【図1】欠陥部を持つケーブルにおける課電経過時間と
放電電荷量の関係を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a relationship between a charge elapsed time and a discharge charge amount in a cable having a defective portion.
【図2】累積分布関数F(k)の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a cumulative distribution function F (k).
【図3】本発明の実施例の試験装置の構成を示す図であ
る。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a test apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図4】110kVにおける最大放電電荷量と部分放電
継続時間を関係の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of the relationship between the maximum discharge charge amount at 110 kV and the partial discharge duration.
【図5】放電電荷量と部分放電継続時間から得られた比
kとその度数を示すヒストグラムである。FIG. 5 is a histogram showing the ratio k obtained from the discharge charge amount and the partial discharge duration and its frequency.
【図6】ワイブルプロットで整理した比kと破壊確率の
関係を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a ratio k and destruction probability, which are arranged by a Weibull plot.
【図7】ワイブル分布により求めた累積分布関数F
(k)の一例を示す図である。FIG. 7: Cumulative distribution function F obtained by Weibull distribution
It is a figure which shows an example of (k).
【図8】推定破壊時間を求めるために用いた解析装置の
構成の一例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an example of a configuration of an analysis device used for obtaining an estimated breakdown time.
1 気中端末 2 CVケーブル 3 課電トランス 4 針さし欠陥部 5,5’ 部分放電検出器 6 バランサ 7 部分放電測定器 8 課電位相 9 解析装置 10 デジタルオシロ 20 部分放電信号識別部 21,22 比較器 23 タイマ 24 コンピュータ 25 ディスプレイ 1 aerial terminal 2 CV cable 3 voltage transformer 4 Needle-stick defect 5,5 'partial discharge detector 6 Balancer 7 Partial discharge measuring instrument 8 section potential phase 9 Analyzer 10 digital oscilloscope 20 Partial discharge signal identification section 21,22 comparator 23 timer 24 computer 25 display
Claims (3)
であって、 予め2つの放電電荷量のしきい値Q1及びQ2(Q1<
Q2)を設定し、複数の電力ケーブルについて、 放電電荷量の値がQ1に
達した時間T1 、放電電荷量の値がQ2に達した時間T
2 、および、電力ケーブルが破壊した時間TBDを求め、
放電電荷量がQ1に達してからQ2に達するまでの時間
T2 −T1 と、放電電荷量がQ2に達してから破壊まで
の時間TBD−T2 を計算し、 上記時間T2 −T1 と時間TBD−T2 の比kに対しての
破壊確率の累積分布関数F(k)を求めておき、 測定対象の電力ケーブルから部分放電が発生したとき、
測定された放電電荷量がQ1に達してからQ2に達する
までの時間T2 −T1 と前記累積分布関数F(k)か
ら、所定の破壊確率における放電電荷量がQ2に達して
から破壊に至るまでの時間を推定することを特徴とする
部分放電測定方法。1. A method for measuring a partial discharge of a power cable, which comprises two thresholds Q1 and Q2 (Q1 <Q1) of the amount of discharged charges in advance.
Q2) is set, and for a plurality of power cables, the time T 1 when the value of the discharge charge amount reaches Q1, the time T 1 when the value of the discharge charge amount reaches Q2.
2 and the time T BD at which the power cable is destroyed,
The time T 2 −T 1 from the discharge charge amount reaching Q1 to the Q2 and the time T BD −T 2 from the discharge charge amount reaching the Q2 to the breakdown are calculated, and the time T 2 −T is calculated. The cumulative distribution function F (k) of the destruction probability with respect to the ratio k of 1 and the time T BD -T 2 is obtained, and when partial discharge occurs from the power cable to be measured,
From the time T 2 -T 1 from when the measured discharge charge amount reaches Q1 to Q2 and the cumulative distribution function F (k), the discharge charge amount at a predetermined breakdown probability reaches Q2 and the breakdown occurs. A method of measuring partial discharge, characterized by estimating the time to reach.
であって、 予め2つの放電電荷量のしきい値Q1及びQ2(Q1<
Q2)を設定し、複数の電力ケーブルについて、 放電電荷量の値がQ1に
達した時間T1 、放電電荷量の値がQ2に達した時間T
2 、および、電力ケーブルが破壊した時間TBDを求め、
放電電荷量がQ1に達してからQ2に達するまでの時間
T2 −T1 と、放電電荷量がQ2に達してから破壊まで
の時間TBD−T2 を計算し、 上記時間T2 −T1 と時間TBD−T2 の比kに対しての
破壊確率の累積分布関数F(k)を求め、 上記破壊確率の累積分布関数F(k)から破壊確率が0
であるF(k0 )=0のときの比k0 を求めておき、 測定対象の電力ケーブルから部分放電が発生したとき、
測定された放電電荷量がQ1に達してからQ2に達する
までの時間T 2 −T 1 を計測し、 上記時間T 2 −T 1 と、上記求めた比k0 から、前記測
定対象の電力ケーブルから部分放電が発生し放電電荷量
がQ2に達した時点以降の測定時における破壊確率が0
の時間を推定することを特徴とする部分放電測定方法。2. A method for measuring a partial discharge of a power cable, which comprises two thresholds Q1 and Q2 (Q1 <Q1) of discharged electric charges in advance.
Q2) is set, and for a plurality of power cables, the time T 1 when the value of the discharge charge amount reaches Q1, the time T 1 when the value of the discharge charge amount reaches Q2.
2 and the time T BD at which the power cable is destroyed,
The time T 2 −T 1 from the discharge charge amount reaching Q1 to the Q2 and the time T BD −T 2 from the discharge charge amount reaching the Q2 to the breakdown are calculated, and the time T 2 −T is calculated. The cumulative distribution function F (k) of the failure probabilities for the ratio k of 1 and the time T BD −T 2 is obtained, and the failure probability is 0 from the cumulative distribution function F (k) of the failure probability.
The ratio k 0 when F (k 0 ) = 0 is obtained, and when partial discharge occurs from the power cable to be measured,
The measured discharge charge amount reaches Q2 after reaching Q1.
Time measures the time T 2 -T 1 up, and the time T 2 -T 1, from the calculated ratio k 0, the partial discharge occurs discharge charge quantity from the power cable of the measurement object has reached Q2 Destruction probability is 0 during subsequent measurements
A method for measuring partial discharge, characterized by estimating the time of the discharge.
であって、 予め2つの放電電荷量のしきい値Q1及びQ2(Q1<
Q2)を設定し、複数の電力ケーブルについて、 放電電荷量の値がQ1に
達した時間T1 、放電電荷量の値がQ2に達した時間T
2 、および、電力ケーブルが破壊した時間TBDを求め、
放電電荷量がQ1に達してからQ2に達するまでの時間
T2 −T1 と、放電電荷量がQ2に達してから破壊まで
の時間TBD−T2 を計算し、 上記時間T2 −T1 と時間TBD−T2 の比kに対しての
破壊確率の累積分布関数F(k)を求めておき、 前記測定対象の電力ケーブルから部分放電が発生したと
き、測定された放電電荷量がQ1に達してからQ2に達
するまでの時間T 2 −T 1 を計測し、 放電電荷量がQ2に達した時点以降の測定時において、
上記測定対象の電力ケーブルの時間T2 −T1 と、放電
電荷量がQ2に達してから測定時刻T3 までの時間の比
km を求め、該比k m と、前記累積分布関数F(k)か
ら上記測定時刻T3 における破壊確率を求めることを特
徴とする部分放電測定方法。3. A method for measuring a partial discharge of a power cable, which comprises two threshold values Q1 and Q2 (Q1 <Q1) of discharge charges in advance.
Q2) is set, and for a plurality of power cables, the time T 1 when the value of the discharge charge amount reaches Q1, the time T 1 when the value of the discharge charge amount reaches Q2.
2 and the time T BD at which the power cable is destroyed,
The time T 2 −T 1 from the discharge charge amount reaching Q1 to the Q2 and the time T BD −T 2 from the discharge charge amount reaching the Q2 to the breakdown are calculated, and the time T 2 −T is calculated. 1 and to previously obtain a cumulative distribution function F (k) of the fracture probability with respect to a ratio k of time T BD -T 2, the partial discharge from the measurement target power cable occurs
The measured discharge charge reaches Q1 and then Q2
Time T 2 -T 1 is measured, and at the time of measurement after the discharge charge amount reaches Q 2,
And time T 2 -T 1 of the measurement target power cable, determine the time of the ratio k m since the amount discharge charge reaches the Q2 to the measurement time T 3, the ratio k m and the cumulative distribution function F ( A partial discharge measuring method, characterized in that the destruction probability at the measurement time T 3 is obtained from k).
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP11268397A JP3389052B2 (en) | 1997-04-30 | 1997-04-30 | Partial discharge measurement method |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP11268397A JP3389052B2 (en) | 1997-04-30 | 1997-04-30 | Partial discharge measurement method |
Publications (2)
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| JPH10300810A JPH10300810A (en) | 1998-11-13 |
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-
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- 1997-04-30 JP JP11268397A patent/JP3389052B2/en not_active Expired - Fee Related
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