(57)【要約】【課題】外気温の変化に伴う影響を受け難く、良好に課通電試験を行うことができる電力ケーブルの課通電試験方法、及びこの試験方法の実施に利用される電力ケーブルの課通電試験システムを提供する。【解決手段】課通電試験システム1は、閉ループ状に配置された供試ケーブル2の導体20に電流を流す導体用CT3と、導体20の温度の測定に利用される導体通電用ダミーケーブル4とを具える。更に、システム1は、温度調整用金属層61を有する金属層通電用ダミーケーブル6を具え、この温度調整用金属層61と、ダミーケーブル4に具える通電用金属層41と、供試ケーブル2の導体20の外周に設けられた金属層21とをリード部62a,62b,62cで接続して閉ループ60Rを形成し、金属層21にも電流を流す構成である。金属層21への通電に伴う発熱により、導体20の温度を上昇することができる。【選択図】図1
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉ループ状に配置された供試ケーブルの導体に所定の電圧を印加した状態で電流を流して、電力ケーブルの性能を評価する電力ケーブルの課通電試験方法であって、
試験時に電流が流されない非通電導体と、この非通電導体の外周に設けられた温度調整用金属層とを有する金属層通電用ダミーケーブルを用意し、
前記温度調整用金属層と前記供試ケーブルの導体の外周に設けられた金属層とを電磁気的に接続し、
前記供試ケーブルの導体への通電時に、前記供試ケーブルの金属層及び前記温度調整用金属層にも電流を流すと共に、前記金属層通電用ダミーケーブルの温度を測定し、この温度に基づいて前記供試ケーブルの金属層が所定の温度になるように、前記供試ケーブルの金属層への電流を調整することを特徴とする電力ケーブルの課通電試験方法。
【請求項２】
前記供試ケーブルの金属層の温度が一定の温度に保持されるように電流を調整することを特徴とする請求項1に記載の電力ケーブルの課通電試験方法。
【請求項３】
閉ループ状に配置された供試ケーブルの導体に所定の電圧を印加した状態で電流を流して、電力ケーブルの性能を評価するときに用いられる電力ケーブルの課通電試験システムであって、
導体の外周に金属層を有する前記供試ケーブルの導体に電流を流す導体用カレントトランスと、
前記供試ケーブルの金属層に電流を流すための金属層用カレントトランスと、
前記供試ケーブルからの電磁誘導により、供試ケーブルの導体と同様の電流が流される温度測定用導体と、この温度測定用導体の外周に設けられ、前記金属層に流れる電流と同様の電流が流される通電用金属層とを有する導体通電用ダミーケーブルと、
試験時に電流が流されない非通電導体と、この非通電導体の外周に設けられ、前記金属層に流れる電流と同様の電流が流される温度調整用金属層とを有する金属層通電用ダミーケーブルと、
前記供試ケーブルの金属層への通電時に前記金属層通電用ダミーケーブルの温度を測定し、この温度に基づいて前記供試ケーブルの金属層が所定の温度になるように、前記供試ケーブルの金属層への電流を調整する制御部とを具えることを特徴とする電力ケーブルの課通電試験システム。
【請求項４】
リード部により前記供試ケーブルの金属層を接続してなり、前記金属層用カレントトランスにより電流が流されるメイン閉ループと、
別のリード部により前記通電用金属層及び前記温度調整用金属層を接続してなるサブ閉ループと、
前記サブ閉ループに、前記メイン閉ループからの誘導電流を流すための金属層用誘導トランスとを具えることを特徴とする請求項3に記載の電力ケーブルの課通電試験システム。
【請求項５】
前記供試ケーブル及び前記両ダミーケーブルは、導体の外周に金属シースを具えるソリッドケーブル、OFケーブル、及びCVケーブルのいずれかであり、前記金属層は、前記金属シースであることを特徴とする請求項3又は4に記載の電力ケーブルの課通電試験システム。
【請求項６】
前記供試ケーブル及び前記両ダミーケーブルは、当該ケーブルの外周に別途金属層が設けられていることを特徴とする請求項3〜5のいずれか1項に記載の電力ケーブルの課通電試験システム。
【請求項７】
前記供試ケーブル及び前記両ダミーケーブルは、直流用ケーブルであることを特徴とする請求項3〜6のいずれか1項に記載の電力ケーブルの課通電試験システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力供給線路に利用される電力ケーブルの課通電試験方法、及びこの試験方法の実施に適した電力ケーブルの課通電試験システムに関するものである。特に、外気温の変化による影響を受け難い課通電試験方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力線路に利用される電力ケーブルの課通電試験方法として、例えば、供試ケーブルの両端を導体部材で短絡して閉ループを形成し、供試ケーブルに所定の電圧を印加すると共に、上記閉ループに電流を流す方法がある。供試ケーブルへの通電には、例えば、カレントトランス(以下、CTと記載する)による誘導電流が利用される。
【０００３】
供試ケーブルに所定の温度履歴を与えて絶縁特性を調べることなどを目的とした試験を行う際、通電時に供試ケーブルの導体の温度を測定する。上記試験方法において導体に高電圧が印加される場合、導体の温度を直接測定することが困難である。そこで、別途、ダミーケーブル及びトランスを用意し、供試ケーブルからの誘導電流により、ダミーケーブルの導体に供試ケーブルの導体に流れる電流と同様の電流を流し、高電圧が印加されていないダミーケーブルにより温度を測定することが行われている(例えば、特許文献1の図1)。この測定した温度に基づいて、通電に伴う導体の温度変化を把握し、導体が所定の温度となるように供試ケーブルに流す電流のON/OFFを制御する。
【０００４】
【特許文献１】特開平05-203690号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の試験方法では、外気温が変化した場合、供試ケーブルに流す電流量を外気温に応じて随時変化させる必要があり、試験の際の運用性がよくない上に、供試ケーブルの温度を精度よく制御することが難しい。
【０００６】
外部環境(屋外や空調設備のない屋内といった温度変化が生じる環境)に供試ケーブルを設置して上記課通電試験を行う場合、外気温の変化により供試ケーブルの周囲温度が変化すると、この変化に伴って導体の温度も変化する。即ち、供試ケーブルがおかれる温度環境が安定しないことから、通電に伴う導体の温度を正確に制御することができなくなる。そこで、外気温の変化による影響を排除して、通電に伴う導体の温度をより正確に制御できるように、ダミーケーブルからの温度情報に基づき、導体の温度が所定の温度環境となるように、供試ケーブルの導体に流す電流量を調整する必要がある。例えば、冬期などで外気温が低いときは、上記電流量を多くする。しかし、供試ケーブルの導体は、通電により温度が上昇していることから、外気温が変化したとき、外気温の変化分を排除して電流量の調整度合いを決めることが容易ではない。外気温は、一日のうちでも変化するため、上記電流量の微調整が頻繁に必要である。このように従来の試験方法では、供試ケーブルの導体温度の制御が煩雑であることから、運用性の改善が望まれる。特に、課通電試験を長期に亘って行う場合、季節、天候によっても外気温が変化することから調整回数が多くなるため、運用性の改善が更に望まれる。
【０００７】
一方、供試ケーブルにおける外気温の変化に伴う影響を低減する方法として、供試ケーブルの外周に保温材を配置することが考えられる。しかし、この場合、供試ケーブルの温度が一旦高くなると、温度が下がり難く、供試ケーブルに所定の温度履歴(温度の変化速度など)を適切に与えられない恐れがある。
【０００８】
他方、直流海底ケーブルといった直流用ケーブルの課通電試験として、一般に、CIGRE  Recommendations(Electra  No.189,2000)が利用されている。この試験では、負荷サイクルを8時間ON-16時間OFFとし、使用最高温度と常温(29℃以下)との間でケーブルの温度を変化させる必要がある。上述のように冬期などで外気温が低い場合、電流値を大きくすることで、導体を所定の温度に到達させることができる。しかし、電流値を大きくすると、導体の外周に設けられた電気絶縁層の導体近傍は温度が高いものの、外周側は温度が低くなり、電気絶縁層の温度分布(温度差)が大きくなる。そのため、電気絶縁層に過度の電界(ストレス)を与えることになり、適切な評価が行えない恐れがある。従って、特に、直流用ケーブルの課通電試験では、外気温の変化に伴う影響を低減することが望まれる。
【０００９】
そこで、本発明の目的の一つは、外気温の変化による影響を受け難く、良好に課通電試験を行うことができる電力ケーブルの課通電試験方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、上記課通電試験方法の実施に好適な電力ケーブルの課通電試験システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、供試ケーブルとして、導体の外周に通電が可能な金属層を有するものを用い、導体に通電しているときに、この金属層にも電流を流す構成とすることで、上記目的を達成する。
【００１１】
具体的には、本発明の電力ケーブルの課通電試験方法は、閉ループ状に配置された供試ケーブルの導体に所定の電圧を印加した状態で電流を流して、電力ケーブルの性能を評価する方法に関するものである。この試験方法は、当該試験時に電流が流されない非通電導体と、この非通電導体の外周に設けられた温度調整用金属層とを有する金属層通電用ダミーケーブルを用意し、上記温度調整用金属層を上記供試ケーブルの導体の外周に設けられた金属層とを電磁気的に接続する。そして、この試験方法は、上記供試ケーブルの導体への通電時に、この供試ケーブルの金属層及び上記金属層通電用ダミーケーブルの温度調整用金属層にも電流を流すと共に、上記金属層通電用ダミーケーブルの温度調整用金属層の温度を測定し、この測定した温度に基づいて上記供試ケーブルの金属層が所定の温度になるように、上記供試ケーブルの金属層への電流を調整する。
【００１２】
上記構成を具える本発明課通電試験方法は、例えば、以下の本発明課通電試験システムを構築することで、実施することができる。本発明の課通電試験システムは、閉ループ状に配置された供試ケーブルの導体に所定の電圧を印加した状態で電流を流して、電力ケーブルの性能を評価するときに用いられるシステムに係るものである。このシステムは、上記供試ケーブルの導体に電流を流す導体用カレントトランス及びこの供試ケーブルの導体の温度を測定するために用いられる導体通電用ダミーケーブルに加えて、金属層通電用ダミーケーブルと、金属層用カレントトランスと、制御部とを具える。導体通電用ダミーケーブルは、供試ケーブルからの電磁誘導により、供試ケーブルの導体と同様の電流が流される温度測定用導体と、この温度測定用導体の外周に設けられた通電用金属層とを有する。金属層用カレントトランスは、上記供試ケーブルの導体の外周に設けられた金属層に電流を流すための部材である。金属層通電用ダミーケーブルは、当該試験時に電流が流されない非通電導体と、この非通電導体の外周に設けられた温度調整用金属層とを有する。上記導体通電用ダミーケーブルの通電用金属層、及び上記金属層通電用ダミーケーブルの温度調整用金属層は、上記供試ケーブルの金属層に電磁気的に接続されて、供試ケーブルの金属層に流れる電流と同様の電流が流される。制御部は、上記供試ケーブルの金属層への通電時に上記金属層通電用ダミーケーブルの温度を測定し、この温度に基づいて供試ケーブルの金属層が所定の温度になるように、供試ケーブルの金属層への電流を調整するための部材である。
【００１３】
上記構成によれば、供試ケーブルの導体の外周に具える金属層に通電することで、この通電に伴う金属層の発熱により、金属層の内側が温められ、導体の温度が上昇する。そのため、金属層通電用ケーブルの温度に基づき、供試ケーブルの金属層への電流を制御して、この金属層の温度が所定の温度となるようにすれば、外気温に関わらず、試験対象である供試ケーブルがおかれる温度環境を一定に保持したり、所望の模擬環境を構築することができる。特に、上記構成では、供試ケーブルとは別に金属層通電用ダミーケーブルを具えることで、導体への通電に伴う温度変化の影響を受けていない状態にある金属層の温度を適切に測定することができる。そのため、外気温が変化しても、金属層の温度の制御を精度よく行えることから、試験時の供試ケーブルがおかれる温度環境を安定させることができる。また、上記構成によれば、供試ケーブルの外周に保温材を設けないため、供試ケーブルの導体の冷却も、当該ケーブルが有する特性に即して実施することができる。従って、上記構成によれば、正確で安定した温度履歴を供試ケーブルに与えることができ、外気温の変化による影響が少ない、即ち、より正確で信頼性の高い試験結果が得られると期待される。また、上記構成によれば、上述のように金属層通電用ダミーケーブルを具えることで供試ケーブルの金属層の温度の制御を容易に行えるため、供試ケーブルがおかれる温度環境の制御が容易である。以上から、上記構成は、外部環境(特に、外気温)によらず、課通電試験を良好に行える上に、試験時の運用性に優れる。そのため、本発明試験方法や試験システムを直流用ケーブルの課通電試験に利用した場合、電気絶縁層に必要以上の電界(ストレス)を与え難く、適切な評価が行えると期待される。
【００１４】
上記導体通電用ダミーケーブル及び金属層通電用ダミーケーブルは、供試ケーブルと同様の構成のものを利用する。供試ケーブルや上記ダミーケーブルの長さは適宜選択するとよく、ダミーケーブルは、供試ケーブルよりも短くてもよい。
【００１５】
上記金属層通電用ダミーケーブルの温度を測定するにあたり、温度センサといった温度測定手段を温度調整用金属層に直接配置する場合、ケーブルの構成要素とは別に温度調整用金属層を設けることが好ましい。温度調整用金属層の上に防食層といった絶縁層が設けられているダミーケーブルの場合、この絶縁層に温度測定手段を配置すると、試験時の課通電によりダミーケーブルが絶縁破壊などを起こしても、この影響により温度測定手段が破壊され難く、金属層通電用ダミーケーブルの温度を安定して測定することができる。
【００１６】
上記電流の調整は、電流値自体を増減してもよいし、電流のON/OFF制御により行ってもよい。ON/OFF制御は、実用的で好適に利用することができる。より具体的には、必要な熱量が確保できる電流値を設定し、この電流値の電流を流すにあたり、測定した温度に基づいてON/OFF制御を行い、金属層の温度を制御する。
【００１７】
上記供試ケーブルの金属層の温度が、試験の間、予め設定した一定の温度に保持されるように上記電流の調整を行ってもよいし、所望の擬似環境が実現できるように試験時に適宜温度を変更させて、設定した各温度になるように上記電流の調整を行ってもよい。上記金属層の温度を適宜変更することで、例えば、ある季節の日間の温度変化や、年間の温度変化を模擬した試験を行うことができる。
【００１８】
上記ダミーケーブルの通電用金属層及び温度調整用金属層は、上記供試ケーブルの金属層にリード部を介して接続されて一つの閉ループを構成してもよいし、上記供試ケーブルの金属層がつくる閉ループと別の閉ループを構成してもよい。前者一つの閉ループを具える形態とする場合、上記通電用金属層及び温度調整用金属層には、上記供試ケーブルの金属層と同様に、金属層用カレントトランスからの電流が流される。後者別々の閉ループを具える形態とする場合、リード部により供試ケーブルの金属層を接続してメイン閉ループを構成し、別のリード部により通電用金属層及び温度調整用金属層を接続してサブ閉ループを構成する。そして、金属層用誘導トランスを具えておき、上記金属層用カレントトランスからの電流が流されるメイン閉ループからの誘導電流をこの誘導トランスによりサブ閉ループに流す構成とするとよい。課通電がなされる供試ケーブルの金属層とは別の閉ループに金属層通電用ダミーケーブルを組み込むことで、試験時に供試ケーブルに絶縁破壊が生じても、この影響により温度調整用金属層にサージが入ることがない。そのため、サブ閉ループを具える構成は、温度調整用金属層に温度測定手段を設けていても、温度測定手段がサージなどにより破壊されることを防止することができ、金属層通電用ダミーケーブルの温度を安定して測定することができる。
【００１９】
本発明において試験対象となる電力ケーブルは、種々の構造のケーブルが採用でき、直流用ケーブルでも交流用ケーブルでもいずれでもよい。また、導体の外周に、ケーブルの構成要素としての金属層を具えていないケーブルでも、ケーブルの構成要素としての金属層を具えるケーブルでもよい。前者金属層を具えていないケーブルとしては、例えば、導体の外周に架橋ポリエチレンからなる絶縁層を具えるCVケーブルが挙げられる。金属層を具えるケーブルとしては、例えば、導体の外周に油浸絶縁層を具え、この油浸絶縁層の外周に金属シースを具えるソリッドケーブルやOFケーブル、その他、一部のCVケーブルなどが挙げられる。金属シースは、鉛からなるもの(海底ケーブル)、アルミニウムからなるもの(OFケーブル)が代表的である。CVケーブルの中には、金属層に利用できる波付きステンレス被やアルミニウム被を具えるものがある。これら金属層を具えるケーブルを供試ケーブルとする場合、この金属層に電流を流してもよいし、別途、金属層を設けてもよい。金属層を具えていないケーブルに対しては、別途、金属層を設けることで、供試ケーブルに利用することができる。金属層は、例えば、押し出しにより設けたり、導体の外周に金属管を配置することで設けられる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明電力ケーブルの課通電試験方法によれば、外気温の影響を受け難く、良好に課通電試験を行うことができる。また、本発明電力ケーブルの課通電試験システムによれば、上記課通電試験の実施に好適に利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
(実施形態1)
図1は、本発明課通電試験システムの概略を示す模式図である。以下、図において同一符号は同一物を示す。課通電試験システム1は、閉ループ状に配置された供試ケーブル2の導体20に所定の電圧を印加した状態で電流を流して、供試ケーブル2と同様の構成の電力ケーブルの性能を評価する課通電試験に利用される。システム1のより具体的な構成は、供試ケーブル2の導体20に誘導により電流を流す導体用CT3と、この導体20の温度を測定するために利用される導体通電用ダミーケーブル4と、導体通電用ダミーケーブル4に具える導体(温度測定用導体40)に誘導により電流を流す導体用誘導トランス5とを具える。このシステム1の特徴とするところは、導体通電用ダミーケーブル4に加えて、金属層通電用ダミーケーブル6を具え、供試ケーブル2に具える金属層21にも通電可能な構成としている点にある。以下、各構成部材をより詳細に説明する。
【００２２】
[供試ケーブル]
供試ケーブル2は、導体20と、導体20の外周に設けられた金属層21とを具える。ここでは、中心から順に、導体、油浸絶縁層(内部半導電層、主絶縁層、外部半導電層)、鉛被(金属層)と、防食層とを具えるソリッドケーブルを利用している。図1のケーブルはいずれも、導体及び金属層のみを示す。
【００２３】
供試ケーブル2の両端部には、端末部(図示せず)が設けられ、金属層21の両端部には、絶縁筒21cが設けられている。導体20の両端は、導体部材22を介して接続されている。導体部材22で短絡されることで、供試ケーブル2の導体20は閉ループ20Rを形成する。
【００２４】
上記導体20には、導体用CT3が配置され、試験時、電磁誘導により所定の電流が流される。また、導体20には、課電装置(図示せず)により、試験時、所定の電圧が印加される。
【００２５】
[温度測定用閉ループ]
供試ケーブル2の導体20に高電圧が印加される場合、導体20の温度を直接測定することが難しいため、システム1では、導体通電用ダミーケーブル4の導体(温度測定用導体40)を利用して、供試ケーブル2の導体20の温度を測定する。導体通電用ダミーケーブル4は、上記温度測定用導体40と、この導体40の外周に設けられた金属層(通電用金属層)41とを具えており、供試ケーブル2と同様の構成である。ここでは、上述したソリッドケーブルを短く切断したものを用いている。なお、導体通電用ダミーケーブル4の外周には、保温材を配置していない。
【００２６】
導体通電用ダミーケーブル4の温度測定用導体40は、その両端がリード部42により接続されて、閉ループ40Rを形成する。また、導体通電用ダミーケーブル4の両端部の通電用金属層41には、後述するリード部62a,62cを取り付ける端子部43が設けられている。
【００２７】
上記リード部42と供試ケーブル2の導体20とに導体用誘導トランス5が配置されている。この導体用誘導トランス5を介して、供試ケーブル2の導体20からの電磁誘導により、この導体20と同様の電流(誘導電流)がリード部42に流される。即ち、上記誘導電流がリード部42に接続される温度測定用導体40に流される。温度測定用導体40及びリード部42を具える閉ループ40Rには、課電装置により高電圧が印加されないことから、温度測定用導体40の中央部に配置された温度測定手段44により、導体40の温度を測定することができる。また、測定した温度は、供試ケーブル2の導体20の温度とみなすことができる。
【００２８】
[CT(カレントトランス)、誘導トランス]
ここでは、課通電試験に用いられる一般的なCTや誘導トランスを利用している。図1に示すCT、誘導トランスの個数は例示であり、導体用CT3や導体用誘導トランス5、後述する金属層用CT7の個数は、供試ケーブル2の導体20(閉ループ20R)、温度測定用導体40(閉ループ40R)、後述する温度調整用金属層61(閉ループ60R)に所定の電流が流れるように適宜選択するとよい。
【００２９】
[金属層通電用閉ループ]
このシステム1では、試験時、供試ケーブル2の導体20だけでなく、導体20の外周に具える金属層21にも電流を流し、この通電により金属層21を発熱させて供試ケーブル2の温度を調整し(上昇させ)、外気温の変化に伴って供試ケーブル2がおかれる温度環境が変化することを低減する。そこで、システム1では、上記金属層21を有する閉ループ60Rと、この閉ループ60Rに電流を流すための金属層用CT7を具えると共に、供試ケーブル2の導体20への通電に関わらず、供試ケーブル2の温度環境を所定の温度にするために金属層21への電流の調整が容易に行えるように、別途、金属層通電用ダミーケーブル6を具える。
【００３０】
金属層通電用ダミーケーブル6は、試験時に電流が流されない非通電導体60と、この導体60の外周に設けられた金属層(温度調整用金属層)61とを具えており、供試ケーブル2と同様の構成である。ここでは、上述したソリッドケーブルを短く切断したものを用いている。金属層通電用ダミーケーブル6の両端部の温度調整用金属層61には、後述するリード部62a,62bを取り付ける端子部63が設けられている。また、ここでは、金属層通電用ダミーケーブル6の外周(防食層の上)に温度センサといった温度測定手段64を配置し、更にその上に、日光や風などの影響を受け難くするために、保護テープを巻回している。供試ケーブル2,及びダミーケーブル4,6の外周に別途金属管を配置させた構成とする場合、金属層通電用ダミーケーブル6に設けられた金属管に直接温度測定手段64を配置して温度を測定してもよい。なお、金属層通電用ダミーケーブル6の外周には、保温材を配置していない。
【００３１】
金属層通電用ダミーケーブル6の一端側の端子部63と、導体通電用ダミーケーブル4の一端側の端子部43とがリード部62aで接続され、金属層通電用ダミーケーブル6の他端側の端子部63と供試ケーブル2の一端側の金属層21に設けられた端子部23とがリード部62bで接続され、導体通電用ダミーケーブル4の他端側の端子部43と供試ケーブル2の他端側の金属層21に設けられた端子部23とがリード部62cで接続されて、閉ループ60Rを形成する。
【００３２】
試験時、リード部62cに配置された金属層用CT7により、金属層通電用ダミーケーブル6の温度調整用金属層61に電流を流す(非通電導体60には電流が流されない)。このとき、供試ケーブル2の金属層21にも同様の電流が流されて、供試ケーブル2の内側の温度を上昇させることができる。この構成により、温度調整用金属層61は、供試ケーブル2の導体20の通電に伴う導体発生熱の影響を受けず、金属層通電用ダミーケーブル6の温度を温度測定手段64により測定することができる。この温度は、温度調整用金属層61の温度に相当する、即ち、供試ケーブル2の金属層21に相当する。この金属層21の温度が所定の温度となるように、制御部(図示せず)により金属層用CT7のON/OFFを制御して、閉ループ60Rに流れる電流を調整する。この電流の調整により、供試ケーブル2がおかれる温度環境を所定の温度環境に安定させることができる。
【００３３】
なお、ここでは、金属層用CT7をリード部62cに配置させているが、リード部62a,62bでもよく、金属層用CT7の配置箇所は問わない。また、リード部62a,62b,62cにより供試ケーブル2の金属層21を短絡するにあたり、閉ループ60Rの構成要素、即ち、リード部62a,62b,62c、供試ケーブル2の金属層21、及びダミーケーブル4,6の通電用金属層41,温度調整用金属層61をできるだけ近接して、閉ループ60Rの断面積が小さくなるように配置すると、導体電流と金属層電流との相互の干渉を低減できて好ましい。例えば、リード部62a,62b,62cを金属層21にできるだけ近付けて配置すると、供試ケーブル2の導体20に電流を流したとき、金属層21に誘導される電流を小さくできる。
【００３４】
[試験の手順]
上記構成を具えるシステム1を外部環境(例えば、屋外)に構築して、課通電試験を行うときの手順を以下に説明する。
【００３５】
供試ケーブル2の導体20がおかれる温度環境の基準温度を予め設定しておく(例えば、30℃)。冬期や夜間、早朝、雨天などで、導体20の温度が所定の基準温度よりも低い場合、金属層用CT7により金属層21,41,61及びリード部62a,62b,62cを具える閉ループ60Rに電流を流し、この通電による金属層21の発熱により、導体20の温度を上昇させる。温度測定手段64により、金属層通電用ダミーケーブル6の温度を測定し、測定した温度に基づき、金属層21の温度が所定の温度となるように、制御部によりON/OFF制御を行い、金属層21への電流を調整する。温度測定手段64により測定した温度は、導体20が非通電状態である場合の供試ケーブル2の金属層21の温度に相当することから、この温度に基づいて、供試ケーブル2がおかれる環境温度が基準温度以下にならない条件(電流値ななど)を設定することができる。なお、供試ケーブル2の導体20が基準温度であるか否かは、導体通電用ダミーケーブル4の温度測定手段44により確認することができる。
【００３６】
供試ケーブル2の導体20に、課電装置(図示せず)により所定の電圧を印加し、導体用CT3により電流を流して、課通電試験を行う。このとき、導体用誘導トランス5による電磁誘導により、導体通電用ダミーケーブル4を具える閉ループ40Rには、供試ケーブル2の導体20に流れる電流と同じ大きさの電流が流れる。この状態で、温度測定用導体40の温度を温度測定手段44により測定する。このとき測定した温度は、供試ケーブル2の導体20の温度に相当する。そこで、供試ケーブル2の導体20に所定の温度履歴が与えられるように、随時、温度測定手段44により温度測定用導体40の温度、即ち、供試ケーブル2の導体20の温度を測定し、この測定結果に基づき、導体用CT3のON/OFF制御を行う。
【００３７】
上記課通電試験時、上述したように金属層用CT7により閉ループ60Rにも電流を流し、供試ケーブル2の金属層21の温度が所定の温度になるようにする。この構成により、試験時、経時的に外気温が変化した場合であっても、供試ケーブル2がおかれる温度環境を安定させることができる。或いは、金属層21の温度を適宜調整することで、供試ケーブル2がおかれる温度環境を所望の擬似環境にすることができる。なお、課通電試験では、例えば、所定の温度履歴を与えた場合におけるケーブルの健全性を評価する。
【００３８】
[効果]
上記課通電試験システム1は、試験時、供試ケーブル2の導体20に加えて、金属層21にも通電する構成であることから、外気温が変化しても、金属層21の通電による発熱を利用して、供試ケーブル2の表面温度や金属層21の温度を所定の温度にすることができる。そのため、システム1は、供試ケーブル2がおかれた温度環境を一定の状態に保持したり、所望の温度状態に制御することができる。また、このシステム1は、供試ケーブル2の外周に保温材を配置していないため、供試ケーブル2への通電を停止した後、導体20の温度の低下が遅延することもない。従って、外気温の変化に伴って導体用CT3を調整して、供試ケーブル2の導体20への電流量を変化させる従来の方法や保温材を配置する方法と比較して、このシステム1は、正確で安定した温度履歴を供試ケーブルに課すことができ、信頼性の高い試験結果を得ることができると期待される。例えば、直流用ケーブルにこのシステム1を適用した課通電試験を行うと、電気絶縁層に必要以上の電界(ストレス)を与えることが無いことから、信頼性の高い試験結果が得られると期待される。また、システム1は、導体通電用ダミーケーブル4に加えて、金属層通電用ダミーケーブル6を具え、当該ダミーケーブル6に具える導体(非通電導体60)に通電しない構成とすることで、当該ダミーケーブル6に具える温度調整用金属層61は、導体の通電に伴う影響を実質的に受けない。従って、金属層通電用ダミーケーブル6により、導体の通電に伴う影響を受けない温度を測定することができ、この温度を供試ケーブルの周囲環境の温度として取り扱える。また、金属層通電用ダミーケーブル6により測定した温度に基づいて、温度調整用金属層61への電流値の設定や制御が容易に行えることから、このシステム1は、試験時の運用性に優れる。
【００３９】
[試験例]
図1に示す課通電試験システムを実際に構築し、上述した手順に則り、課通電試験を行った。その結果を図2に示す。
【００４０】
上述の手順に従って、制御部によりON/OFF制御を行って、金属層通電用ダミーケーブルの温度調整用金属層への電流を調整し、金属層通電用ダミーケーブルの温度を一定に保持することで、図2に示すように経時的に外気温が変化した場合であっても、供試ケーブルの導体は、上記外気温の変化に伴う影響を実質的に受けず、供試ケーブルの導体に所定の温度履歴を与えることができることが分かる。また、導体通電用ダミーケーブルの通電用金属層にも通電することで、図2に示すように、供試ケーブルの導体及び金属層の温度を監視することができる。また、図1に示す課通電試験システムでは、上述のように非通電導体を有する金属層通電用ダミーケーブルを具え、このダミーケーブルの温度を測定することで、図2に示すように導体の通電に伴う影響を実質的に受けていない状態の金属層の温度を把握することができる。そのため、金属層通電用ダミーケーブルの測定温度に基づき、金属層への電流を適切に制御することができ、この結果、供試ケーブルがおかれる温度環境を一定の状態にすることができる。従って、所定の温度履歴を与えた場合に図2に示すような信頼性の高い試験環境(条件)を、従来の方法と比較して導体の温度制御(電流制御)の調整の煩雑さを低減して容易に構築することができる。
【００４１】
(実施形態2)
図3は、別の本発明課通電試験システムの概略を示す模式図である。課通電システム10は、実施形態1のシステム1と同様に、閉ループ状に配置された供試ケーブル2の導体20に所定の電圧を印加した状態で電流を流して、供試ケーブル2と同様の構成の電力ケーブルの性能を評価する課通電試験に利用される。また、システム10は、実施形態1のシステム1と同様に、供試ケーブル2,導体用CT3,導体通電用ダミーケーブル4,導体用誘導トランス5,金属層通電用ダミーケーブル6を具える。実施形態1のシステム1では、供試ケーブル2の金属層21と、両ダミーケーブル4,6の金属層41,61とを具える閉ループを一つとしていた。これに対して、システム10は、供試ケーブル2の金属層21を具える閉ループ(メイン閉ループ60Rm)と、両ダミーケーブルの金属層41,61を具える閉ループ(サブ閉ループ60Rs)とをそれぞれ別個に具える。以下、この相違点を中心に説明し、その他の構成などは、実施形態1と共通するため、説明を省略する。
【００４２】
[メイン閉ループ]
供試ケーブル2の一端側の端子部23と他端側の端子部23とがリード部62dにより接続されて、メイン閉ループ60Rmを形成する。リード部62dの中間部に金属層用CT7が配置されている。この構成により、供試ケーブル2の金属層21には、金属層CT7により電流が流される。なお、金属層21に流れる電流の向き(白矢印)は、リード部62dに流れる電流の向き(黒矢印)と逆である。
【００４３】
[サブ閉ループ]
金属層通電用ダミーケーブル6の一端側の端子部63と、導体通電用ダミーケーブル4の一端側の端子部43とがリード部62aで接続され、金属層通電用ダミーケーブル6の他端側の端子部63と導体通電用ダミーケーブル4の他端側の端子部43とがリード部62eで接続されて、サブ閉ループ60Rsを形成する。そして、リード部62eの一部と、メイン閉ループ60Rmを構成するリード部62dの一部とに金属層用誘導トランス8が配置されている。この構成により、サブ閉ループ60Rsを構成する金属層41,61には、金属層用誘導トランス8を介して、メイン閉ループ60Rm(リード部62d)からの電磁誘導により、供試ケーブル2の金属層21に流れる電流と同様の電流(誘導電流)が流される。
【００４４】
供試ケーブル2,ダミーケーブル4,6は、いずれも実施形態1と同様のソリッドケーブルである。金属層通電用ダミーケーブル6の温度を測定するにあたり、温度測定手段64は、実施形態1と同様に鉛被(温度調整用金属層61)の外周に設けられた防食層に取り付けてもよいし、鉛被に取り付けてもよい。
【００４５】
[効果]
上記構成を具えるシステム10は、実施形態1のシステム1と同様に、課通電試験時、供試ケーブル2の導体20に加えて金属層21にも通電することで、供試ケーブル2がおかれる温度環境を安定させられる上に、金属層通電用ダミーケーブル6を具えることで、金属層21の温度制御を容易に行えて運用性に優れる。かつ、このシステム10は、供試ケーブル2の金属層21が属するメイン閉ループ60Rmと、供試ケーブル2がおかれている温度環境を制御するために用いられる金属層通電用ダミーケーブル6の温度調整用金属層61が属するサブ閉ループ60Rsとをリード部で直接接続する構成とせずに別々に存在させると共に、メイン閉ループ60Rmからの誘導電流をサブ閉ループ60Rsに流す構成としている。この構成により、サブ閉ループ60Rsは、導体電流の影響を低減することができる。例えば、試験時に供試ケーブル2に絶縁破壊が生じても、この影響により温度調整用金属層61にサージが入ることがないため、温度調整用金属層61に温度測定手段64を取り付けた場合であっても、温度測定手段64が破壊されず、金属層通電用ダミーケーブル6の温度を安定して測定することができる。
【００４６】
なお、上述した実施の形態は、本発明の要旨を逸脱することなく、適宜変更することが可能であり、上述した構成に限定されるものではない。例えば、供試ケーブルは、OFケーブルやCVケーブルとすることができる。ケーブルの構成要素として金属層を有していないCVケーブルの場合、押出などにより金属層を設ける。また、通電電流は、上記形態のように交流電流としてもよいが、直流電流としてもよい。直流電流を用いても、金属層に電流を流すことで、外気温の変化による影響を受け難くして、良好に課通電試験を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明電力ケーブルの課通電試験方法は、電力供給線路に利用される電力ケーブルの課通電試験に好適に利用することができる。本発明電力ケーブルの課通電試験システムは、上記本発明課通電試験方法の実施に好適に利用することができる。特に、本発明試験方法や試験システムは、直流用ケーブルに好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施形態1に示す電力ケーブルの課通電試験システムの概略を示す模式図である。
【図２】実施形態に示す課通電試験システムを用いて課通電試験を行ったときの導体通電用ダミーケーブルの導体の温度及び金属層の温度、金属層通電用ケーブルの温度の経時的変化を示すグラフである。
【図３】実施形態2に示す電力ケーブルの課通電試験システムの概略を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４９】
1,10  課通電試験システム  2  供試ケーブル  20  導体
20R,40R,60R,60Rm,60Rs  閉ループ  21  金属層  21c  絶縁筒
22  導体部材  23,43,63  端子部  3  導体用CT
4  導体通電用ダミーケーブル  40  温度測定用導体  41  通電用金属層
42,62a,62b,62c,62d,62e  リード部  44,64  温度測定手段
5  導体用誘導トランス  6  金属層通電用ダミーケーブル
60  非通電導体  61  温度調整用金属層  7  金属層用CT
8  金属層用誘導トランス
【図１】
2010122029.tif 000003
【図２】
2010122029.tif 000004
【図３】
2010122029.tif 000005