JP6908341B2 - Power cable water tree deterioration evaluation system - Google Patents
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Description
本発明は、電力ケーブルの水トリー劣化の評価を行う水トリー劣化評価システムに関する。 The present invention relates to a water tree deterioration evaluation system for evaluating water tree deterioration of a power cable.
電力用ケーブルとして、架橋ポリエチレン絶縁ケーブル（ＣＶケーブル）が実用化されている。ＣＶケーブルは潤湿下で長期使用すると、水トリーと呼ばれる劣化現象が絶縁体内に発生して絶縁性能の低下を引き起こす原因となる。水トリーによる絶縁劣化（水トリー劣化）を検出する方法として、従来からパルス電圧を用いた残留電荷法が知られている（特許文献１）。 A cross-linked polyethylene insulated cable (CV cable) has been put into practical use as a power cable. When the CV cable is used for a long period of time under moisturizing conditions, a deterioration phenomenon called a water tree occurs in the insulating body, which causes a deterioration in the insulating performance. As a method for detecting insulation deterioration (water tree deterioration) due to a water tree, a residual charge method using a pulse voltage has been conventionally known (Patent Document 1).
特許文献１に開示された技術は、電力ケーブルに商用周波数よりも高い周波数のパルス電圧を印加して接地し、電力ケーブル全体への電荷の蓄積と、正常部位の電荷の放出を行い、その後、逆極性のパルス電圧を印加することで劣化部位に蓄積された電荷を放出し、劣化部位から放出された電荷に基づいて水トリー劣化の有無を診断する技術である。 The technique disclosed in Patent Document 1 applies a pulse voltage having a frequency higher than the commercial frequency to the power cable to ground it, accumulates an electric charge in the entire electric power cable, discharges an electric charge in a normal part, and then releases an electric charge. This is a technique in which the charge accumulated in the deteriorated portion is released by applying a pulse voltage having the opposite polarity, and the presence or absence of water tree deterioration is diagnosed based on the charge released from the deteriorated portion.
しかし、従来の技術では、水トリー劣化の大きさとの対応を定量的に得ることが困難である。特に、寿命の末期状態である数ｍｍ程度の長さの水トリーに対応する診断データを取得することが困難である。水トリーの長さを人工的に制御することができれば、それに対応した診断データを効率的に取得することができ、診断基準を構築する上で有効であり、また、使用環境に応じた電力ケーブルの更新計画を立てる上で有効であると考えられる。 However, with the conventional technique, it is difficult to quantitatively obtain a correspondence with the magnitude of water tree deterioration. In particular, it is difficult to obtain diagnostic data corresponding to a water tree having a length of about several mm, which is the final state of life. If the length of the water tree can be artificially controlled, the corresponding diagnostic data can be efficiently acquired, which is effective in constructing diagnostic criteria, and the power cable according to the usage environment. It is considered to be effective in making a renewal plan for.
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、水トリー劣化の大きさ（水トリーの長さ）に応じた診断データを取得しておくことで、電力ケーブルの劣化の大きさ（水トリーの長さ）を評価して、水トリー劣化の状態を把握することができる電力ケーブルの水トリー劣化評価システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above situation, and by acquiring diagnostic data according to the magnitude of deterioration of the water tree (length of the water tree), the magnitude of deterioration of the power cable (of the water tree) can be obtained. It is an object of the present invention to provide a water tree deterioration evaluation system for a power cable capable of evaluating the length) and grasping the state of water tree deterioration.
上記目的を達成するための請求項１に係る本発明の電力ケーブルの水トリー劣化評価システムは、基準となる基準ケーブルに水トリー劣化を進展させる水トリー劣化進展手段と、前記水トリー劣化進展手段で得られた前記基準ケーブルの水トリー劣化の状況である基準水トリー劣化の状況としての水トリーの長さＬ、及び、電力ケーブルの水トリー劣化の状況である実水トリー劣化の状況としての水トリーの長さＬａに基づいて、前記電力ケーブルの水トリー劣化に対する評価を行う評価制御手段とを備え、前記評価制御手段は、前記基準水トリー劣化の大きさを予め把握しておき、対応する前記基準水トリー劣化の状況、及び、前記電力ケーブルの水トリー劣化の状況を比較し、前記電力ケーブルの水トリー劣化の状態を評価する評価機能を有し、前記評価制御手段の前記評価機能は、前記基準水トリー劣化が進展した状態の前記基準ケーブルにパルス電圧を印加して基準ケーブルパルス電流の状況としてパルス継続時間Ｔを検出する一方、前記電力ケーブルにパルス電圧を印加して実ケーブルパルス電流の状況としてパルス継続時間Ｔａを検出し、基準ケーブルパルス電流の状況であるパルス継続時間Ｔと前記実ケーブルパルス電流の状況であるパルス継続時間Ｔａを比較し、基準ケーブルパルス電流の状況であるパルス継続時間Ｔと前記基準水トリー劣化としての水トリーの長さＬの大きさから、前記実ケーブルパルス電流の状況であるパルス継続時間Ｔａに基づいて実水トリー劣化としての水トリーの長さＬａの大きさを推定し、前記電力ケーブルの水トリー劣化の具合を評価することを特徴とする。 The water tree deterioration evaluation system for a power cable according to claim 1 for achieving the above object includes a water tree deterioration progressing means for advancing water tree deterioration on a reference reference cable and the water tree deterioration progressing means. The length L of the water tree as the state of deterioration of the reference water tree, which is the state of deterioration of the water tree of the reference cable obtained in the above, and the state of deterioration of the actual water tree, which is the state of deterioration of the water tree of the power cable . water tree based on the length La, e Bei and evaluation control means for evaluation of water tree degradation of the power cable, said evaluation control means previously grasp the magnitude of the reference water tree degradation, It has an evaluation function of comparing the corresponding state of deterioration of the reference water tree and the state of deterioration of the water tree of the power cable and evaluating the state of deterioration of the water tree of the power cable, and the evaluation of the evaluation control means. The function is to apply a pulse voltage to the reference cable in a state where the deterioration of the reference water tree has progressed to detect the pulse duration T as the state of the reference cable pulse current, while applying a pulse voltage to the power cable. The pulse duration Ta is detected as the status of the cable pulse current, the pulse duration T which is the status of the reference cable pulse current is compared with the pulse duration Ta which is the status of the actual cable pulse current, and the status of the reference cable pulse current is compared. From the magnitude of the pulse duration T and the length L of the water tree as the reference water tree deterioration, the water tree as the actual water tree deterioration is based on the pulse duration Ta which is the state of the actual cable pulse current. It is characterized in that the size of the length La is estimated and the degree of deterioration of the water tree of the power cable is evaluated.
請求項１に係る本発明では、水トリー劣化進展手段により基準ケーブルの水トリー劣化を進展させ、劣化が進展した基準ケーブルの基準水トリー劣化の状況（診断結果）と、電力ケーブルの実水トリー劣化の状況（診断結果）とを比較し、基準ケーブルの基準水トリー劣化の状況（診断結果）と基準ケーブルの水トリー劣化の具合をベースにして、実水トリー劣化の状況（診断結果）に応じた電力ケーブルの水トリー劣化の具合を評価する。
そして、基準水トリー劣化の大きさを予め把握しておき、対応する基準水トリー劣化の状況（診断結果）、及び、電力ケーブルの水トリー劣化の状況（診断結果）を比較し、電力ケーブルの水トリー劣化の大きさ、すなわち、劣化状態を評価する。
また、基準ケーブルにパルス電圧を印加して、予め把握されている水トリー劣化の大きさ（伸展させた水トリーの長さＬ）による基準ケーブルパルス電流の状況（パルス継続時間Ｔ）を検出する。電力ケーブルにパルス電圧を印加して、水トリー劣化に応じた実ケーブルパルス電流の状況（パルス継続時間Ｔａ）を検出し、進展させた水トリー劣化の状況（水トリーの長さＬ）に対応した基準ケーブルパルス電流の状況（パルス継続時間Ｔ）と、実ケーブルパルス電流の状況（パルス継続時間Ｔａ）を比較する。比較の結果により実際の水トリー劣化の大きさ（水トリーの長さＬａ）を推定し、実際の水トリー劣化の劣化具合を評価する。
In the present invention according to claim 1, the water tree deterioration of the reference cable is advanced by the water tree deterioration progressing means, and the state of deterioration of the reference water tree of the reference cable (diagnosis result) and the actual water tree of the power cable are deteriorated. Compare with the deterioration status (diagnosis result), and based on the reference water tree deterioration status (diagnosis result) of the reference cable and the water tree deterioration status of the reference cable, the actual water tree deterioration status (diagnosis result) Evaluate the degree of water tree deterioration of the corresponding power cable.
Then, the magnitude of the deterioration of the reference water tree is grasped in advance, the corresponding standard water tree deterioration status (diagnosis result) and the water tree deterioration status of the power cable (diagnosis result) are compared, and the power cable Evaluate the magnitude of water tree deterioration, that is, the state of deterioration.
Further, a pulse voltage is applied to the reference cable to detect the state of the reference cable pulse current (pulse duration T) based on the magnitude of water tree deterioration (length L of the extended water tree) that is known in advance. .. A pulse voltage is applied to the power cable to detect the status of the actual cable pulse current (pulse duration Ta) according to the deterioration of the water tree, and correspond to the progressed status of water tree deterioration (water tree length L). The status of the reference cable pulse current (pulse duration T) and the status of the actual cable pulse current (pulse duration Ta) are compared. The actual magnitude of water tree deterioration (length La of the water tree) is estimated from the comparison results, and the degree of deterioration of the actual water tree deterioration is evaluated.
これにより、電力ケーブルの水トリー劣化の状態（具合）として、水トリー劣化の大きさ、すなわち、水トリーの長さを評価することが可能になる。 This makes it possible to evaluate the magnitude of water tree deterioration, that is, the length of the water tree, as the state (condition) of water tree deterioration of the power cable.
そして、請求項２に係る本発明の電力ケーブルの水トリー劣化評価システムは、請求項１に記載の電力ケーブルの水トリー劣化評価システムにおいて、前記水トリー劣化進展手段は、前記基準ケーブルを水に浸漬する浸漬機能と、前記浸漬機能により水に浸漬された前記基準ケーブルを所定の温度で加熱する加熱機能と、前記浸漬機能により水に浸漬された前記基準ケーブルに対地電圧（高周波の対地電圧：例えば、５００Ｈｚから３０００Ｈｚ）を印加する電圧印加機能とを有することを特徴とする。
The water tree deterioration evaluation system for the power cable of the present invention according to
請求項２に係る本発明では、浸漬機能により基準ケーブルを水に浸漬し、水に浸漬された基準ケーブルを加熱機能により所定の温度で加熱し、水に浸漬された基準ケーブルに電圧印加機能により高周波（例えば、５００Ｈｚから３０００Ｈｚ）の対地電圧を印加することで、基準ケーブルの水トリー劣化を進展させる。
In the present invention according to
また、請求項３に係る本発明の電力ケーブルの水トリー劣化評価システムは、請求項２に記載の電力ケーブルの水トリー劣化評価システムにおいて、前記水トリー劣化進展手段における前記加熱機能は、前記基準ケーブルを６０℃から７０℃の温度で連続加熱する機能であることを特徴とする。
Further, the water tree deterioration evaluation system for the power cable of the present invention according to claim 3 is the water tree deterioration evaluation system for the power cable according to
請求項３に係る本発明では、基準ケーブルを６０℃から７０℃の温度で連続加熱することで基準ケーブルの水トリー劣化を進展させる。 In the present invention according to claim 3, the water tree deterioration of the reference cable is promoted by continuously heating the reference cable at a temperature of 60 ° C. to 70 ° C.
また、請求項４に係る本発明の電力ケーブルの水トリー劣化評価システムは、請求項２に記載の電力ケーブルの水トリー劣化評価システムにおいて、前記水トリー劣化進展手段における前記加熱機能は、前記基準ケーブルを室温から６０℃、もしくは、７０℃までの間のヒートサイクルで加熱する機能であることを特徴とする。
Further, the water tree deterioration evaluation system for the power cable of the present invention according to claim 4 is the water tree deterioration evaluation system for the power cable according to
請求項４に係る本発明では、基準ケーブルを室温から６０℃、もしくは、７０℃までの間のヒートサイクルで加熱することで基準ケーブルの水トリー劣化を進展させる。 In the present invention according to claim 4, the water tree deterioration of the reference cable is promoted by heating the reference cable in a heat cycle between room temperature and 60 ° C. or 70 ° C.
また、請求項５に係る本発明の電力ケーブルの水トリー劣化評価システムは、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電力ケーブルの水トリー劣化評価システムにおいて、パルス電圧を印加する手段は、ケーブルに第１パルス電圧を印加して電荷を蓄積し、接地により蓄積された電荷を放出させる第１電圧印加機能と、前記第１電圧印加機能により電荷が放出された後の前記ケーブルに、第２パルス電圧を印加して残留電荷を放出させる第２電圧印加機能とを有することを特徴とする。 The water tree degradation evaluating system of the power cable of the present invention according to claim 5, in water tree degradation evaluating system of the power cable as claimed in any one of claims 4, applies a pulse voltage The means are a first voltage application function of applying a first pulse voltage to the cable to accumulate charge and releasing the accumulated charge by grounding, and the cable after the charge is released by the first voltage application function. It is characterized by having a second voltage application function of applying a second pulse voltage to release residual charge.
請求項５に係る本発明では、基準ケーブル、及び、電力ケーブルに対して、第１電圧印加機能により、第１パルス電圧を印加して電荷を蓄積し、接地により蓄積された電荷を放出させ、第２電圧印加機能により、第２パルス電圧を印加して残留電荷を放出させて、基準ケーブルパルス電流の状況（パルス継続時間Ｔ）、及び、実ケーブルパルス電流の状況（パルス継続時間Ｔａ）を検出する。 In the present invention according to claim 5, a first pulse voltage is applied to the reference cable and the power cable by the first voltage application function to accumulate electric charges, and the electric charges accumulated by grounding are released. With the second voltage application function, the second pulse voltage is applied to release the residual charge, and the status of the reference cable pulse current (pulse duration T) and the status of the actual cable pulse current (pulse duration Ta) can be checked. To detect.
本発明の電力ケーブルの水トリー劣化評価システムにより、電力ケーブルの水トリー劣化の状態（具合）として、水トリー劣化の大きさ、すなわち、水トリーの長さを評価することが可能になる。 The water tree deterioration evaluation system of the power cable of the present invention makes it possible to evaluate the magnitude of water tree deterioration, that is, the length of the water tree, as the state (condition) of water tree deterioration of the power cable.
電力ケーブルとして、架橋ポリエチレン絶縁ケーブル（電力ケーブル：実際のＣＶケーブル）は、潤湿下で長期使用すると、水トリーと呼ばれる劣化現象（水トリー劣化）が絶縁体内に発生することが知られている。 As a power cable, it is known that a cross-linked polyethylene insulated cable (power cable: an actual CV cable) causes a deterioration phenomenon called a water tree (water tree deterioration) inside the insulator when it is used for a long time under moisturizing conditions. ..
本実施例の電力ケーブルの水トリー劣化評価システムでは、基準となるＣＶケーブル（基準ケーブル）に水トリーを発生させ、水トリーの長さＬを把握すると共に、把握された水トリーの長さＬに対するパルス電流の状況（パルス継続時間Ｔ）を検出する。同時に、ＣＶケーブルのパルス電流の状況（パルス継続時間Ｔａ）を検出し、基準ケーブルの水トリーの長さＬに対するパルス電流の状況（パルス継続時間Ｔ）と、実際のＣＶケーブルのパルス電流の状況（パルス継続時間Ｔａ）を比較する。 In the water tree deterioration evaluation system of the power cable of this embodiment, a water tree is generated in the reference CV cable (reference cable), the length L of the water tree is grasped, and the grasped length L of the water tree is grasped. The status of the pulse current (pulse duration T) is detected. At the same time, the pulse current status of the CV cable (pulse duration Ta) is detected, and the pulse current status (pulse duration T) with respect to the length L of the water tree of the reference cable and the actual pulse current status of the CV cable are detected. (Pulse duration Ta) is compared.
比較の結果により、実際のＣＶケーブルの水トリー劣化の状況（診断結果）に対応する水トリー劣化の大きさ（水トリーの長さＬａ）を推定し、実際のＣＶケーブルの劣化具合を評価する。 Based on the comparison results, the magnitude of water tree deterioration (water tree length La) corresponding to the actual water tree deterioration status (diagnosis result) of the CV cable is estimated, and the actual deterioration condition of the CV cable is evaluated. ..
これにより、実際のＣＶケーブルの水トリー劣化の状態（具合）として、水トリー劣化の大きさ、すなわち、水トリーの長さを評価することが可能になる。 This makes it possible to evaluate the magnitude of water tree deterioration, that is, the length of the water tree, as the actual state (condition) of water tree deterioration of the CV cable.
図１に基づいて本発明の一実施例に係る電力ケーブルの水トリー劣化評価システムの具体的な構成を説明する。 A specific configuration of a water tree deterioration evaluation system for a power cable according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図１には本発明の一実施例に係る電力ケーブルの水トリー劣化評価システムの全体の概略を説明するための概念状況を示してある。 FIG. 1 shows a conceptual situation for explaining an overall outline of a water tree deterioration evaluation system for a power cable according to an embodiment of the present invention.
図１に示すように、基準となる基準電力ケーブル（基準ケーブル）１に水トリー劣化を進展させる水トリー劣化進展手段２が備えられている。水トリー劣化進展手段２は、ＣＶケーブルにおいて、例えば、寿命の末期状態を模擬する数ｍｍ程度の水トリー（絶縁耐力の低下をもたらす欠陥）を人工的に発生させる手段である。 As shown in FIG. 1, the reference power cable (reference cable) 1 as a reference is provided with the water tree deterioration progressing means 2 for advancing the deterioration of the water tree. The water tree deterioration progressing means 2 is a means for artificially generating, for example, a water tree (a defect causing a decrease in dielectric strength) of about several mm that simulates the final state of life in a CV cable.
水トリー劣化進展手段２で水トリー劣化が進展した基準ケーブル１は、評価制御手段３で、電力ケーブル４（実際に運用されて水トリー劣化が生じているＣＶケーブル）を評価するための指標を定めるために用いられる。具体的には、パルス印加手段５で、基準ケーブル１、及び、電力ケーブル４に対してパルス電圧が印加される。 The reference cable 1 in which the water tree deterioration has progressed in the water tree deterioration progress means 2 is an index for evaluating the power cable 4 (the CV cable in which the water tree has deteriorated in actual operation) in the evaluation control means 3. Used to determine. Specifically, the pulse applying means 5 applies a pulse voltage to the reference cable 1 and the power cable 4.
パルス電圧が印加されることで、基準ケーブル１の水トリー劣化である基準水トリー劣化６の状況（診断結果）、及び、電力ケーブル４の水トリー劣化である実水トリー劣化７の状況（診断結果）が求められ、これらと基準水トリー劣化６に基づいて、実水トリー劣化７が評価機能８で評価され、電力ケーブル４の劣化具合が判断される。
By applying the pulse voltage, the situation of the reference water tree deterioration 6 (diagnosis result) which is the deterioration of the water tree of the reference cable 1 and the situation of the actual water tree deterioration 7 which is the deterioration of the water tree of the power cable 4 (diagnosis). (Result) is obtained, and based on these and the reference water tree deterioration 6, the actual water tree deterioration 7 is evaluated by the
つまり、評価制御手段３は、実水トリー劣化７の状況（診断結果）、及び、基準水トリー劣化６の状況（診断結果）を比較し、対応する基準水トリー劣化６の大きさに基づいて、電力ケーブル４の水トリー劣化の大きさを評価する評価機能８を有している。評価制御手段３（評価機能８）での具体的な評価の一例は後述する。
That is, the evaluation control means 3 compares the situation of the actual water tree deterioration 7 (diagnosis result) and the situation of the reference water tree deterioration 6 (diagnosis result), and is based on the magnitude of the corresponding reference water tree deterioration 6. It has an
上述した電力ケーブルの水トリー劣化評価システムでは、水トリー劣化進展手段２により基準ケーブル１に水トリー劣化を進展させ、劣化が進展した基準ケーブル１の基準水トリー劣化６の状況（診断結果）と、電力ケーブル４の実水トリー劣化７の状況（診断結果）とを比較し、基準水トリー劣化６の具合をベースにして、実水トリー劣化７に応じた電力ケーブル４の水トリー劣化の具合を評価する。 In the water tree deterioration evaluation system of the power cable described above, the water tree deterioration progress means 2 promotes the water tree deterioration to the reference cable 1, and the state of the reference water tree deterioration 6 (diagnosis result) of the reference cable 1 in which the deterioration progresses. , The condition of the water tree deterioration of the power cable 4 according to the actual water tree deterioration 7 based on the condition of the reference water tree deterioration 6 by comparing with the situation (diagnosis result) of the actual water tree deterioration 7 of the power cable 4. To evaluate.
これにより、電力ケーブル４の水トリー劣化の状態（具合）として、水トリー劣化の大きさ、すなわち、水トリーの長さを評価することが可能になる。 This makes it possible to evaluate the magnitude of water tree deterioration, that is, the length of the water tree, as the state (condition) of water tree deterioration of the power cable 4.
図２に基づいて水トリー劣化進展手段２を具体的に説明する。図２には水トリー劣化進展手段２の概略の構成を示してある。 The water tree deterioration progress means 2 will be specifically described with reference to FIG. FIG. 2 shows a schematic configuration of the water tree deterioration progress means 2.
水トリー劣化進展手段２は、基準ケーブル１（シース、銅テープ１ａを取り除いた部分）を水１１（水道水）に浸漬する浸漬機能としての浸漬容器１２（金属容器）を備えている。水１１が入れられた浸漬容器１２は、加熱機能としてのヒータ１３で加熱され、水１１に浸漬された基準ケーブル１が所定の温度で加熱される。浸漬容器１２と銅テープ１ａは接続して接地されている。
The water tree deterioration progressing means 2 includes a dipping container 12 (metal container) as a dipping function for immersing the reference cable 1 (the portion from which the sheath and the
基準ケーブル１の温度は温度検出手段１４により検出される。浸漬容器１２の水１１に浸漬された基準ケーブル１には、電圧印加機能としての高周波交流電源（電源）１５が接続され、電源１５により基準ケーブル１に対地電圧（高周波の対地電圧：例えば、５００Ｈｚから３０００Ｈｚ）が印加される。
The temperature of the reference cable 1 is detected by the
ヒータ１３は制御手段２１の指令により動作され、制御手段２１には温度検出手段１４で検出された基準ケーブル１の温度が入力される。制御手段２１により、基準ケーブル１の温度が所定の温度に加熱されるようにヒータ１３の動作が制御される。
The
つまり、基準ケーブル１を水１１に浸漬し、水１１に浸漬された基準ケーブル１を所定の温度で加熱し、水１１に浸漬された基準ケーブル１に高周波（例えば、５００Ｈｚから３０００Ｈｚ）の対地電圧を印加することで、基準ケーブル１に水トリー劣化を進展させるようになっている。
That is, the reference cable 1 is immersed in
水トリー劣化進展手段２での基準ケーブル１は、６０℃から７０℃の温度で所定の日数の間連続して加熱される。例えば、９０日間から３００日間程度連続して加熱される。また、室温から６０℃、もしくは、７０℃までの間のヒートサイクルで加熱される。例えば、３時間加熱し５時間加熱を停止するサイクルを繰り返して加熱される。 The reference cable 1 in the water tree deterioration progress means 2 is continuously heated at a temperature of 60 ° C. to 70 ° C. for a predetermined number of days. For example, it is continuously heated for about 90 to 300 days. Further, it is heated by a heat cycle from room temperature to 60 ° C. or 70 ° C. For example, the heating is repeated by repeating a cycle of heating for 3 hours and stopping heating for 5 hours.
図３に基づいて、累積電圧印加時間と水トリー劣化の大きさ（水トリーの長さ）との関係を説明する。図３には累積電圧印加時間と水トリーの長さの関係を表すグラフを示してある。 The relationship between the cumulative voltage application time and the magnitude of deterioration of the water tree (length of the water tree) will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows a graph showing the relationship between the cumulative voltage application time and the length of the water tree.
図に○印で示すように、基準ケーブル１に、例えば、１２００Ｈｚの対地電圧を印加すると共に、７０℃の連続加熱を行った場合、累積電圧印加時間がＸ日（例えば、１００日）に至るまで、水トリーの長さは長くなり、累積電圧印加時間がＸ日を超えると水トリーの長さは変化しにくくなる。 As shown by a circle in the figure, when a voltage to ground of 1200 Hz is applied to the reference cable 1 and continuous heating is performed at 70 ° C., the cumulative voltage application time reaches X days (for example, 100 days). Until then, the length of the water tree becomes long, and when the cumulative voltage application time exceeds X days, the length of the water tree becomes difficult to change.
図に□印で示すように、基準ケーブル１に、例えば、１２００Ｈｚの対地電圧を印加すると共に、室温から７０℃までの間のヒートサイクルで加熱を行った場合、累積電圧印加時間がＸ日（例えば、１００日）に至るまで、水トリーの長さは長くなり、７０℃の連続加熱の場合に比べて、水トリーの長さは短くなる。また、累積電圧印加時間がＸ日を超えると水トリーの長さは変化しにくくなる。 As shown by □ in the figure, when, for example, a voltage to ground of 1200 Hz is applied to the reference cable 1 and heating is performed in a heat cycle between room temperature and 70 ° C., the cumulative voltage application time is X days ( For example, up to 100 days), the length of the water tree becomes long, and the length of the water tree becomes short as compared with the case of continuous heating at 70 ° C. Further, when the cumulative voltage application time exceeds X days, the length of the water tree becomes difficult to change.
図に△印で示すように、基準ケーブル１に、例えば、１２００Ｈｚの対地電圧を印加すると共に、６０℃の連続加熱を行った場合、累積電圧印加時間がＸ日（例えば、１００日）に至るまで、水トリーの長さは長くなり、７０℃の連続加熱の場合、及び、室温から７０℃までの間のヒートサイクルで加熱を行った場合に比べて、水トリーの長さは短くなる。また、累積電圧印加時間がＸ日を超えると水トリーの長さは変化しにくくなる。 As shown by a triangle in the figure, when, for example, a voltage to ground of 1200 Hz is applied to the reference cable 1 and continuous heating at 60 ° C. is performed, the cumulative voltage application time reaches X days (for example, 100 days). Up to, the length of the water tree becomes longer, and the length of the water tree becomes shorter than in the case of continuous heating at 70 ° C. and in the case of heating in a heat cycle between room temperature and 70 ° C. Further, when the cumulative voltage application time exceeds X days, the length of the water tree becomes difficult to change.
図から判るように、制御手段２１により、基準ケーブル１を水１１に浸漬し、水１１に浸漬された基準ケーブル１の温度を６０℃、７０℃に制御し、連続加熱、室温からのヒートサイクルでの加熱を行うと共に、高周波（例えば、５００Ｈｚから３０００Ｈｚ）の対地電圧を印加することで、基準ケーブル１に水トリー劣化（基準水トリー劣化６：図１参照）を進展させることができる。
As can be seen from the figure, the reference cable 1 is immersed in
図４に基づいてパルス印加手段５の一例を説明する。図４（ａ）にはパルス印加手段５でのパルス電圧の印加状況を説明するグラフ、図４（ｂ）には電圧を印加した時の電流の状況（パルス継続時間）を説明するグラフを示してある。 An example of the pulse applying means 5 will be described with reference to FIG. FIG. 4A shows a graph explaining the application state of the pulse voltage by the pulse applying means 5, and FIG. 4B shows a graph explaining the current state (pulse duration) when the voltage is applied. There is.
図４（ａ）に示すように、ケーブルに第１パルス電圧を印加して電荷を蓄積し、接地により蓄積された電荷を放出させる（第１電圧印加機能）。そして、電荷が放出された後のケーブルに、第２パルス電圧を印加して残留電荷を放出させる（第２電圧印加機能）。 As shown in FIG. 4A, a first pulse voltage is applied to the cable to accumulate electric charges, and the electric charges accumulated by grounding are discharged (first voltage application function). Then, a second pulse voltage is applied to the cable after the charge is released to release the residual charge (second voltage application function).
第１パルス電圧を印加して電荷を蓄積し、接地により蓄積された電荷を放出させ、第２パルス電圧を印加して残留電荷を放出させることで、図４（ｂ）に示すように、基準ケーブル１のパルス電圧を印加した時の基準ケーブルパルス電流の状況（パルス継続時間Ｔ）、及び、電力ケーブル４のパルス電圧を印加した時のパルス電流である実ケーブルパルス電流の状況（パルス継続時間Ｔａ）を検出する。 By applying the first pulse voltage to accumulate the electric charge, releasing the accumulated charge by grounding, and applying the second pulse voltage to release the residual charge, as shown in FIG. 4 (b), the reference The status of the reference cable pulse current when the pulse voltage of the cable 1 is applied (pulse duration T), and the status of the actual cable pulse current which is the pulse current when the pulse voltage of the power cable 4 is applied (pulse duration). Ta) is detected.
尚、パルス印加手段５でのパルス電圧の印加は、図４に示した例に限らず、種々のプロセスで電圧を印加して、パルス電流のパルス継続時間を検出することができる。 The application of the pulse voltage by the pulse application means 5 is not limited to the example shown in FIG. 4, and the pulse duration of the pulse current can be detected by applying the voltage in various processes.
図５に基づいて電力ケーブルの劣化具合の評価の具体的な流れの一例を説明する。図５には電力ケーブルの水トリーの劣化具合の評価の流れの状況を示してある。 An example of a specific flow of evaluation of the degree of deterioration of the power cable will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows the flow of evaluation of the degree of deterioration of the water tree of the power cable.
評価制御手段３では、基準水トリー劣化が進展した状態の基準ケーブルにパルス電圧を印加して基準ケーブルパルス電流の状況を検出する一方、電力ケーブルにパルス電圧を印加して実ケーブルパルス電流の状況を検出し、基準ケーブルパルス電流の状況と実ケーブルパルス電流の状況を比較し、基準ケーブルパルス電流の状況と基準水トリー劣化の大きさから、実ケーブルパルス電流の状況に基づいて水トリー劣化の大きさを推定し、電力ケーブルの水トリー劣化の具合を評価する。 In the evaluation control means 3, the pulse voltage is applied to the reference cable in the state where the deterioration of the reference water tree has progressed to detect the status of the reference cable pulse current, while the pulse voltage is applied to the power cable to detect the status of the actual cable pulse current. Is detected, the status of the reference cable pulse current and the status of the actual cable pulse current are compared, and from the status of the reference cable pulse current and the magnitude of the reference water tree deterioration, the water tree deterioration is based on the status of the actual cable pulse current. Estimate the size and evaluate the degree of deterioration of the water tree of the power cable.
即ち、図５（ａ）に示すように、基準ケーブル１に水トリー劣化を進展させ、水トリー劣化の大きさである水トリーの長さ（Ｌ）を把握する。例えば、水トリー劣化進展装置の加熱条件等から導き出したり、直接観察したりして、人工的に伸展させた水トリーの長さ（Ｌ）を把握する。また、基準ケーブル１にパルス電圧を印加し、水トリーの長さ（Ｌ）に対するパルス電流の状況（基準ケーブルパルス電流の継続時間Ｔ）を把握する。 That is, as shown in FIG. 5A, the deterioration of the water tree is advanced on the reference cable 1, and the length (L) of the water tree, which is the magnitude of the deterioration of the water tree, is grasped. For example, the length (L) of the artificially extended water tree is grasped by deriving from the heating conditions of the water tree deterioration progressing device or by directly observing it. Further, a pulse voltage is applied to the reference cable 1 to grasp the state of the pulse current with respect to the length (L) of the water tree (duration time T of the reference cable pulse current).
そして、図５（ｂ）に示すように、水トリー劣化が生じている（水トリーの長さは不明）電力ケーブル４にパルス電圧を印加し、パルス電流の状況（実ケーブルパルス電流の継続時間Ｔａ）を把握する。基準ケーブル１に人工的に伸展させた水トリーの長さ（Ｌ）、及び、基準ケーブル１の基準ケーブルパルス電流の継続時間Ｔと、電力ケーブル４の実ケーブルパルス電流の継続時間Ｔａとに基づいて、不明であった水トリーの長さ（Ｌａ）を推定する。 Then, as shown in FIG. 5B, a pulse voltage is applied to the power cable 4 in which the water tree has deteriorated (the length of the water tree is unknown), and the state of the pulse current (duration of the actual cable pulse current). Grasp Ta). Based on the length (L) of the water tree artificially extended to the reference cable 1, the duration T of the reference cable pulse current of the reference cable 1, and the duration Ta of the actual cable pulse current of the power cable 4. The length (La) of the water tree, which was unknown, is estimated.
つまり、基準ケーブル１にパルス電圧を印加して、予め把握されている水トリー劣化の大きさ（伸展させた水トリーの長さＬ）による基準ケーブルパルス電流の状況（パルス継続時間Ｔ）を検出する。そして、電力ケーブル４にパルス電圧を印加して、水トリー劣化に応じた実ケーブルパルス電流の状況（パルス継続時間Ｔａ）を検出し、進展させた水トリー劣化の大きさ（水トリーの長さＬ）に対応した基準ケーブルパルス電流の状況（パルス継続時間Ｔ）と、実ケーブルパルス電流の状況（パルス継続時間Ｔａ）を比較する。比較の結果により実際の水トリー劣化の大きさ（水トリーの長さＬａ）を推定し、実際の水トリー劣化の具合を評価している。 That is, a pulse voltage is applied to the reference cable 1 to detect the state of the reference cable pulse current (pulse duration T) based on the magnitude of water tree deterioration (length L of the extended water tree) grasped in advance. do. Then, a pulse voltage is applied to the power cable 4, the state of the actual cable pulse current (pulse duration Ta) according to the deterioration of the water tree is detected, and the magnitude of the deterioration of the water tree (length of the water tree) is advanced. The status of the reference cable pulse current corresponding to L) (pulse duration T) and the status of the actual cable pulse current (pulse duration Ta) are compared. The actual magnitude of water tree deterioration (length La of the water tree) is estimated from the comparison results, and the actual degree of water tree deterioration is evaluated.
このようにして、水トリー劣化進展手段２によって水トリー（絶縁耐力の低下をもたらす欠陥）を人工的に発生させ、人工的に発生させて長さが把握された水トリーの劣化状況（パルス電流の継続時間Ｔ）を求め、実際に用いられている電力ケーブル４のパルス電流（実ケーブルパルス電流の継続時間Ｔａ）を求めて、電力ケーブル４の水トリーの長さ（Ｌａ）を推定することができる。 In this way, the water tree deterioration progress means 2 artificially generates a water tree (a defect that causes a decrease in the dielectric strength), and the deterioration state (pulse current) of the water tree whose length is grasped by artificially generating the water tree. The length (La) of the water tree of the power cable 4 is estimated by obtaining the pulse current (duration Ta of the actual cable pulse current) of the power cable 4 actually used. Can be done.
このため、推定された電力ケーブル４の水トリーの長さ（Ｌａ）の情報を基にして、電力ケーブル４の劣化具合を評価することができる。これにより、電力ケーブル４の水トリー劣化の基準等を構築することができ、電力ケーブルのメンテナンスを有効に実施することが可能になる。 Therefore, the degree of deterioration of the power cable 4 can be evaluated based on the information on the estimated length (La) of the water tree of the power cable 4. As a result, it is possible to establish a standard for deterioration of the water tree of the power cable 4, and it is possible to effectively carry out maintenance of the power cable.
本発明は、電力ケーブルの水トリー劣化の評価を行う水トリー劣化評価システムの産業分野で利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in the industrial field of a water tree deterioration evaluation system for evaluating water tree deterioration of a power cable.
１ 基準電力ケーブル（基準ケーブル）
２ 水トリー劣化進展手段
３ 評価制御手段
４ 電力ケーブル
５ パルス印加手段
６ 基準水トリー劣化
７ 実水トリー劣化
１１ 水
１２ 浸漬容器
１３ ヒータ
１４ 温度検出手段
１５ 高周波交流電源（電源）
２１ 制御手段
1 Reference power cable (reference cable)
2 Water tree deterioration progress means 3 Evaluation control means 4 Power cable 5 Pulse application means 6 Reference water tree deterioration 7 Actual
21 Control means
Claims (5)
前記水トリー劣化進展手段で得られた前記基準ケーブルの水トリー劣化の状況である基準水トリー劣化の状況としての水トリーの長さＬ、及び、電力ケーブルの水トリー劣化の状況である実水トリー劣化の状況としての水トリーの長さＬａに基づいて、前記電力ケーブルの水トリー劣化に対する評価を行う評価制御手段とを備え、
前記評価制御手段は、
前記基準水トリー劣化の大きさを予め把握しておき、対応する前記基準水トリー劣化の状況、及び、前記電力ケーブルの水トリー劣化の状況を比較し、前記電力ケーブルの水トリー劣化の状態を評価する評価機能を有し、
前記評価制御手段の前記評価機能は、
前記基準水トリー劣化が進展した状態の前記基準ケーブルにパルス電圧を印加して基準ケーブルパルス電流の状況としてパルス継続時間Ｔを検出する一方、前記電力ケーブルにパルス電圧を印加して実ケーブルパルス電流の状況としてパルス継続時間Ｔａを検出し、
基準ケーブルパルス電流の状況であるパルス継続時間Ｔと前記実ケーブルパルス電流の状況であるパルス継続時間Ｔａを比較し、
基準ケーブルパルス電流の状況であるパルス継続時間Ｔと前記基準水トリー劣化としての水トリーの長さＬの大きさから、前記実ケーブルパルス電流の状況であるパルス継続時間Ｔａに基づいて実水トリー劣化としての水トリーの長さＬａの大きさを推定し、
前記電力ケーブルの水トリー劣化の具合を評価する
ことを特徴とする電力ケーブルの水トリー劣化評価システム。 Water tree deterioration progress means for advancing water tree deterioration to the reference reference cable,
The length L of the water tree as the state of deterioration of the reference water tree, which is the state of deterioration of the water tree of the reference cable obtained by the means for progressing deterioration of the water tree, and the actual water, which is the state of deterioration of the water tree of the power cable. based on the length La of the water tree as status of tree degradation, Bei example an evaluation control means for evaluation of water tree degradation of the power cable,
The evaluation control means
The magnitude of the deterioration of the reference water tree is grasped in advance, the corresponding state of deterioration of the reference water tree is compared with the state of deterioration of the water tree of the power cable, and the state of deterioration of the water tree of the power cable is checked. Has an evaluation function to evaluate
The evaluation function of the evaluation control means is
A pulse voltage is applied to the reference cable in a state where the deterioration of the reference water tree has progressed to detect the pulse duration T as a state of the reference cable pulse current, while a pulse voltage is applied to the power cable to detect the actual cable pulse current. The pulse duration Ta is detected as the situation of
Comparing the pulse duration T, which is the status of the reference cable pulse current, with the pulse duration Ta, which is the status of the actual cable pulse current.
Based on the magnitude of the pulse duration T, which is the status of the reference cable pulse current, and the length L of the water tree as the deterioration of the reference water tree, the actual water tree is based on the pulse duration Ta, which is the status of the actual cable pulse current. Estimate the size of the length La of the water tree as deterioration,
A water tree deterioration evaluation system for a power cable, which evaluates the degree of deterioration of the water tree of the power cable.
前記水トリー劣化進展手段は、
前記基準ケーブルを水に浸漬する浸漬機能と、
前記浸漬機能により水に浸漬された前記基準ケーブルを所定の温度で加熱する加熱機能と、
前記浸漬機能により水に浸漬された前記基準ケーブルに対地電圧を印加する電圧印加機能とを有する
ことを特徴とする電力ケーブルの水トリー劣化評価システム。 In the water tree deterioration evaluation system for the power cable according to claim 1.
The means for progressing deterioration of the water tree is
Immersion function for immersing the reference cable in water and
A heating function that heats the reference cable immersed in water by the immersion function at a predetermined temperature, and
A water tree deterioration evaluation system for a power cable, which has a voltage application function of applying a voltage to the ground to the reference cable immersed in water by the immersion function.
前記水トリー劣化進展手段における前記加熱機能は、
前記基準ケーブルを６０℃から７０℃の温度で連続加熱する機能である
ことを特徴とする電力ケーブルの水トリー劣化評価システム。 In the water tree deterioration evaluation system for the power cable according to claim 2.
The heating function in the water tree deterioration progressing means is
A water tree deterioration evaluation system for electric power cables, which has a function of continuously heating the reference cable at a temperature of 60 ° C. to 70 ° C.
前記水トリー劣化進展手段における前記加熱機能は、
前記基準ケーブルを室温から６０℃、もしくは、７０℃までの間のヒートサイクルで加
熱する機能である
ことを特徴とする電力ケーブルの水トリー劣化評価システム。 In the water tree deterioration evaluation system for the power cable according to claim 2.
The heating function in the water tree deterioration progressing means is
A water tree deterioration evaluation system for an electric power cable, which has a function of heating the reference cable in a heat cycle between room temperature and 60 ° C. or 70 ° C.
パルス電圧を印加する手段は、
ケーブルに第１パルス電圧を印加して電荷を蓄積し、接地により蓄積された電荷を放出させる第１電圧印加機能と、
前記第１電圧印加機能により電荷が放出された後の前記ケーブルに、第２パルス電圧を印加して残留電荷を放出させる第２電圧印加機能とを有する
ことを特徴とする電力ケーブルの水トリー劣化評価システム。 In the water tree deterioration evaluation system for the power cable according to any one of claims 1 to 4.
The means for applying the pulse voltage is
The first voltage application function that applies the first pulse voltage to the cable to accumulate the electric charge and discharge the electric charge accumulated by grounding.
Water tree deterioration of a power cable, which has a second voltage application function of applying a second pulse voltage to the cable after the charge is discharged by the first voltage application function to release residual charge. Evaluation system.
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