JPH0616066B2 - 電力ケ−ブルの絶縁欠陥検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、高電圧電力ケーブル、主に架橋ポリエチレ
ン材料を押出し被覆した電力用ケーブル（以下、ＣＶケ
ーブルという）等の絶縁欠陥検出方法に関する。

［従来の技術］ ＣＶケーブルは乾式絶縁のためその保守管理がきわめて
容易であり、防災上にも優れているために現在では５０
０ＫＶクラスの高電圧用にも使用されるようになってき
た。

ＣＶケーブル絶縁の電気性能が低下する原因としては、
内部，外部静電遮蔽層の電極不整、絶縁体内のボイ
ド，異物、吸湿したケーブルに生じる水トリー等が考
えられている。これらの欠陥があるとその部分の局部的
電界が高くなり、課電圧を高めるとそこから電気トリー
が生じ、それが次第に進展してついには絶縁体全体の破
壊に至ると考えられる。ケーブルの性能向上あるいは絶
縁厚さの低減のためにはこれらの絶縁破壊の発端となる
欠陥を直接確認することができるのが望ましい。

このＣＶケーブルの絶縁破壊を解明する手法として、こ
れまで高速遮断によるケーブル絶縁体の破壊孔の焼損抑
制による残留欠陥部を検知することによって行なわれて
きた。しかし、ケーブル絶縁体が絶縁破壊してしまう
と、どうしても大半の欠陥部分が焼損してしまい欠陥検
出は殆ど不能になってしまい、原因の解明が必ずしも十
分に行なうことができなかった。

［発明が解決しようとする問題点］ このように、従来の技術においては、ケーブル絶縁体の
破壊時の破壊孔部焼損エネルギーを抑制し、極力欠陥部
の焼失を少なくするような条件にしても、ケーブル絶縁
体を絶縁破壊させてしまうある程度の焼損はまぬがれな
いので、あまり小さな欠陥は検出できなかった。また、
破壊前駆放電パルスを検出して欠陥部分を標定する手法
は、これまで確立されていなかった。

したがって、この発明は、このような点に鑑みてなされ
たもので、供試電力用ケーブルの絶縁体に電気トリーが
伸び始め、破壊直前の状態でその部分を検出できればケ
ーブル絶縁体の焼損という問題は殆どなくなり、明確に
その発端となる欠陥を見出すことができることから、ケ
ーブル絶縁体を絶縁破壊直前のある程度劣化させた状態
にし、明らかにその欠陥が有害なものであることを確め
るようにした電力用ケーブル等の新規な絶縁欠陥検出方
法を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段および作用］ この発明では、供試電力用ケーブルに部分放電検出装置
を接続して課電圧試験を行なう際、部分放電によってあ
る程度ケーブル絶縁体を劣化させ、部分放電開始電圧を
低下させ、それによって部分放電のエネルギーを低減さ
せて絶縁破壊の進展を遅らせることにより、この間に部
分放電位置の標定を行なって電力用ケーブルの絶縁欠陥
部をサンプリングして検出する電力用ケーブルの絶縁欠
陥検出方法である。

［実施例］ 以下、図面に基づいてこの発明の電力用ケーブルの絶縁
欠陥検出方法について説明する。

第１図は、この発明の前駆部分放電パルスを検出し、そ
れをもとに電源を遮断して欠陥部にある程度の損傷を加
える装置の電気回路図である。この回路は一般の部分放
電検出測定法に使用される回路とその原理は同じであ
る。

即ち、前駆放電遮断装置は、電力用ケーブル例えば供試
ＣＶケーブル５の両端をケーブル気中端末４とケーブル
ミニクラ終端８とで保持し、上記ケーブル気中端末４に
は電源遮断器１，高圧トランス２および結合コンデンサ
３を介して高電圧が印加されるように接続される。供試
ＣＶケーブル５の中間部には部分放電検出抵抗６が接続
され、この抵抗６の両端部は、部分放電測定器７に接続
され、この測定器７は電源遮断制御装置９に接続されて
上記電源遮断器１を制御するように構成されていて、明
らかに放電が前駆部分放電であることが解った段階で電
源遮断制御装置９に部分放電測定器７からの信号を送
り、自動的に電源を遮断するようになっている。

通常の部分放電と前駆部分放電との相違は、放電電荷量
にある。つまり、通常の部分放電より大きな、あるいは
放電していなかった状態であるときから部分放電が発生
し、その放電が次第に増大するかどうかで判別をするこ
とができる。即ち、時間とともに部分放電が増大すると
きには、前駆部分放電と判断して電源を遮断するのであ
る。

このようにして、供試ＣＶケーブル５の前駆部分放電パ
ルスを検知して電源を電源遮断器１によって遮断したな
らば、次に供試ＣＶケーブル５のどの位置で部分放電が
発生したのかの位置標定が行なわれる。

第２図は、供試ＣＶケーブル５の絶縁体の損傷を受けた
部分を標定するため、続いて低い電圧を再課電し、軽度
の部分放電を発生して調べるための部分放電パルス極性
判別装置の電気回路図である。即ち、供試ＣＶケーブル
５はその外部半導電層上の金属遮蔽層が中央部において
分割部１１により縁切りされており、この金属遮蔽層か
らなるシース側電極１０，１０′はパルストランス１２
の一次側の巻線にそれぞれ接続され、その中心は接地さ
れる。また上記パルストランス１２の二次側巻線は極性
判別装置１３に接続される。また、ケーブル気中端末４
には、結合コンデンサ１４と分圧コンデンサ１５の直列
回路が接続されて電源端子に接続される。そして、この
結合コンデンサ１４と分圧コンデンサ１５の接続端は上
記極性判別装置１３の入力端に接続している。

ここで電気トリーが発生した絶縁欠陥部を含む供試ＣＶ
ケーブル５に交流電圧を再課電すると、上記電気トリー
部において部分放電が発生する。この部分放電は電気ト
リー発生前の部分放電や放電開始電圧よりもかなり低い
のが一般的である。この部分放電の再発生した状態で電
源電圧の位相を分圧コンデンサ１５をもとに観察し、ま
た部分放電パルスの極性を調べることになる。このパル
ス極性は、一方の電極部で発生する場合と他方の片半部
の電極部から発生する場合とでは極性が反転するため、
部分放電がどちらの電極部分で発生したのか判別でき
る。部分放電している片半部が判別できたら、その部分
をさらに２等分して、再び部分放電の発生部分を調べる
ことになる。このような操作を数回ないし１０数回繰り
返し行なって部分放電発生部分の長さを次第にせばめて
行くことにより、最終的に供試ＣＶケーブル５の絶縁体
に電気トリーの発生した欠陥部の位置が標定することが
できる。以後はこの欠陥部分を切り出して顕微鏡観察を
行ない、破壊直前となっている電気トリー発生部の原因
が何によるのかを正確に検出することが可能になる。

この部分放電パルス極性判別装置のパルストランス１２
の代わりに検出抵抗Ｒｄ，Ｒｄ′を接続し、その両端電
圧を差動増幅してもパルス極性を判別することができ
る。

また、最初の部分放電が発生して、電気トリーの進展が
速いような場合には、電源の高速遮断を適用してもよ
い。

そして、外部雑音が多く、供試ＣＶケーブル５からの部
分放電と識別が困難な場合には、通常の部分放電判別方
法を用いて識別するのもよいことである。

上記第２図に示される部分放電パルス極性判別装置によ
り供試ＣＶケーブルの部分放電している範囲が限定され
てきたならば、高速遮断法によって絶縁破壊させてもよ
い。課電電圧が低い状態で破壊できるため、供試ＣＶケ
ーブル絶縁体の焼損を少なくすることができ、その欠陥
の原因もある程度検出可能になる。

また、限定された範囲のみで供試ＣＶケーブルを切断
し、再び破壊試験を行なえば試料長が短いため焼損も少
なくできる。

なお、上記実施例は主にＣＶケーブルについて説明した
が、ＣＶケーブル以外の電力用ケーブルや高電圧絶縁系
統等の絶縁欠陥の検出に適用できることは勿論である。

［発明の効果］ 従来の部分放電検出方法は、単に部分放電を測定してい
るのみで、はたしてそれが有害であるのかどうか、また
はその部分放電部分を非常に限られた範囲に標定するこ
とができなかった。

この発明の絶縁欠陥検出方法によれば、 (1) 絶縁破壊に至るような高電圧を印加し、破壊に至る
前駆部分放電を検出して遮断するので、明らかに有害な
部分放電のみを検出することができる。

(2) 前駆部分放電により絶縁体がある程度損傷を受けた
状態で前回より低い電圧値を再課電するので、課電圧が
低い割に大きな部分放電が検出でき、しかも、それによ
る損傷の再進展は少ないので比較的安定に損傷位置の標
定をすることが可能となる。

(3) 測定中に絶縁破壊の可能性が少なく、また、絶縁破
壊したとしても課電圧自身が低いため測定器の損傷が少
なく、高級な測定器で測定することが可能となり、より
正確な検出ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の電力ケーブルの絶縁欠陥検出方法
に使用する前駆部分放電を検出し、それをもとに電源を
遮断して、欠陥部にある程度の損傷を加える装置の電気
回路図、 第２図は、損傷を受けた供試電力用ケーブルの欠陥部分
を標定するため低い電圧を再課電し、軽度の部分放電を
発生するための部分放電パルス極性判別装置の電気回路
図である。 ５……供試電力用ケーブル ６……部分放電検出抵抗 ７……部分放電測定器 １０，１０′……シース側電極 １２……パルストランス １３……極性判別装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電力用ケーブルに高電圧を課電して絶縁体
   に電気トリーを発生させて課電劣化を起させ、これによ
   り部分放電パルスを検出し、次に課電を継続させること
   により部分放電が次第に大きくなり、上記電気トリーが
   上記電力用ケーブルの絶縁体を伸びてそのまま課電を継
   続すると絶縁破壊に至ることが解った時点で電源を遮断
   し、さらに再度低電圧から課電を始め、次第に昇圧して
   部分放電パルスを発生させ、その発生位置の標定作業を
   行ない、上記電気トリーが生じている欠陥部分を摘出し
   て、当該箇所の絶縁欠陥部分を検出するようにしたこと
   を特徴とする電力ケーブルの絶縁欠陥検出方法。