(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水トリー劣化したゴム・プラスチック絶縁ケーブルを超低周波電圧を用いた耐圧試験により診断する方法であって、
超低周波電圧として平均電界で５ｋＶ／ｍｍ以上、２０ｋＶ／ｍｍ以下となる電圧を少なくとも１０分以上、１００分以下課電して絶縁破壊の有無を調べ、
絶縁破壊したケーブルについて、有害水トリーが発生したものと判定し、
絶縁破壊しなかったケーブルについて、有害水トリーが存在せず、上記試験によりＡＣ残存性能が低下していないと判定する
ことを特徴としたゴム・プラスチック絶縁ケーブルの診断方法。
【請求項２】
水トリー劣化したゴム・プラスチック絶縁ケーブルを超低周波電圧を用いた耐圧試験により診断する方法であって、
超低周波電圧として、平均電界で以下の（イ）〜（ニ）の範囲となる電圧を、
（イ）２２ｋＶケーブルの場合：試験電界７ｋＶ／ｍｍ〜９．５ｋＶ／ｍｍ
（ロ）３３ｋＶケーブルの場合：試験電界６ｋＶ／ｍｍ〜１０．４ｋＶ／ｍｍ
（ハ）６６ｋＶケーブルの場合：試験電界８．２ｋＶ／ｍｍ〜１６．７ｋＶ／ｍｍ
（ニ）７７ｋＶケーブルの場合：試験電界８ｋＶ／ｍｍ〜１６ｋＶ／ｍｍ
２２ｋＶ、３３ｋＶ、６６ｋＶもしくは７７ｋＶＣＶケーブルに少なくとも１０分以上、１００分以下課電して、絶縁破壊の有無を調べ、絶縁破壊したケーブルについて、１年から１０年の間にある所望の年数の余寿命が無かったと判定し、絶縁破壊しなかったケーブルについては、１年から１０年の間にある所望の年数の余寿命があり、かつ耐圧試験前後でＡＣ残存性能が低下していないと判定する
ことを特徴としたゴム・プラスチック絶縁ケーブルの診断方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴム・プラスチック絶縁電力ケーブル（線路も含む）の超低周波電圧を用いた耐電圧診断方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水トリー劣化したゴム・プラスチック絶縁電力ケーブル（以下、主にケーブルという）の劣化診断においては、水トリーが絶縁体を貫通していない、いわゆる非貫通水トリーの検出が非常に重要となる。
このような劣化ケーブル中の水トリーを検出するために、超低周波電圧（例えば周波数が０．０１Ｈｚ〜１Ｈｚ程度の交流電圧）を用いた耐圧試験を行い、該ケーブルの破壊の有無により非橋絡水トリーの有無を調べる方法が考案されている。
一方、いわゆる特別高圧クラスのケーブル線路の耐圧試験においては、耐圧試験中に破壊が生じた場合、その区間のみを別のケーブルに置き換え、残りの区間においては、その後も使用する場合が多い。このような線路の運用に対しては、耐圧試験を実施することによってケーブル線路にさらなる劣化を与えないことが重要となるとともに、ケーブル線路の運用に有害な水トリーを確実に見つけることが必要である。
【０００３】
ここで、耐圧試験によってケーブル線路に無用な劣化を与えないためには、試験電圧を低く、試験時間を短くすべきである。一方、ケーブル線路の運用に有害な水トリーを確実に見つけるためには試験電圧を高く、試験時間を長くすべきである。これらは相反した要素であり、両者を満たす試験電圧、試験時間にすることが望ましい。
また、水トリー劣化程度（絶縁体厚に占める水トリーの長さの割合）と破壊電界には図１に示すように密接な関係がある。この図は、各種の水トリー劣化ケーブルを用いた６０分ステップ昇圧の超低周波電圧および商用周波交流（以下、ＡＣと記す）破壊試験から得られたものである。この関係を用いて、どの程度水トリー劣化が進んだものを見つける必要があるかによって耐圧試験値は変わる。
しかしながら、上述の観点から試験電圧範囲、試験時間範囲に関して適切な条件が明確に示されているかどうかはあいまいであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来においては、超低周波電圧を用いた耐圧試験において、ケーブル線路にさらなる劣化を与えず、かつ、有害な水トリーを確実に見つけることができる適切な試験電圧範囲、試験時間範囲の条件が明確に示されていなかった。
一方、上記耐圧試験は計画的に実施されるべきであり、耐圧試験を行う間隔内は、健全な運転が可能であることが保証されることが望ましい。しかしながら、従来においては、余寿命が保証される試験電圧範囲、試験時間範囲の条件が明らかにされておらず、耐圧試験を計画的に運用する上での障害となっていた。
本発明は上記した事情に鑑みなされたものであって、本発明の目的は、ケーブルに無用な劣化を与えず、有害な水トリーを確実に見つけるといった相反する要素を満たすことができ、また、耐圧試験をクリアしたケーブルの余寿命を保証することができるゴム・プラスチック絶縁ケーブルの耐圧診断方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
水トリー劣化ケーブルに超低周波電圧を用いた耐圧試験を行う際の適切な試験条件とは前述したように、さらなる劣化を促進させないこと、有害な水トリーを確実に見つけることが必要である。そこで、適切な試験条件（電圧および時間）として、以下に示す上限、下限を設けた。
電圧および時間の上限としては、さらなる劣化を促進しないことに関して、例えば破壊時に接地トリーを生じさせない等のケーブルの残存絶縁性能を低下させることのない電圧および時間とした。
【０００６】
一方、電圧および時間の下限としては、有害な水トリーを確実に見つけることに関して、最悪の水トリー劣化状態である絶縁体を貫通した水トリーを破壊させることのできる電圧および時間、所望の劣化程度の水トリーを確実に破壊することのできる試験時間とした。
上記試験電圧、試験時間を求めるため、後述するように水トリー劣化したケーブルを用いて種々の検証試験を行い、超低周波耐圧試験における試験電圧、試験時間の上限、下限を求めた。
このようにして定めた上限、下限内の試験条件を用いた超低周波電圧による耐圧試験を行ったところ、所望の劣化程度の水トリーを的確に見つけることができると共に、耐圧試験中に該ケーブルが破壊するような水トリー劣化程度であったとしても、破壊部分以外の箇所のケーブルに無用な劣化を与えることが無く、劣化ケーブルに対する適切な超低周波耐圧試験を行うことが可能となることが明らかとなった。
【０００７】
また、前述したように耐圧試験はケーブル線路の計画的な運用を行うために実施されるべきであり、そのため、ケーブル線路の健全な運用に有害となる水トリーが当面の間存在しない場合は耐圧試験をクリアさせ、ケーブル線路の健全な運用に有害な水トリーは耐圧試験で確実にこれを見つけることが要求される。
このように寿命を判定する試験の場合、耐圧試験を行う間隔内は健全な運転が可能であるか否かを耐圧試験中の破壊の有無により判断することになる。このような寿命判定を行う試験電圧の決め方は、本出願人等が先に提案した特願平９−３５３２５７号等に記載されている。
そこで、適切な超低周波電圧による耐圧試験条件として、前述したように、さらなる劣化を促進させないこと、有害な水トリーを確実に見つけることに加えて、上記特願平９−３５３２５７号等に記載された手法を用いて、寿命年数を１〜１０年程度としたときの超低周波耐圧試験における試験電圧、試験時間の上限、下限を求めた。これにより、１年から１０年の余寿命が保証される超低周波耐圧試験電圧、試験時間が明らかとなった。
【０００８】
以上に基づき、本発明においては、以下の試験条件で超低周波電圧による耐圧試験を行い、ケーブルの劣化診断を行った。
（１）水トリー劣化したゴム・プラスチック絶縁ケーブルの超低周波電圧を用いた耐電圧試験において、試験に用いる超低周波電圧の平均電界を５ｋＶ／ｍｍ以上、２０ｋＶ／ｍｍ以下とし、かつ、試験における超低周波電圧課電時間を１０分以上、１００分以下とする。
（２）上記（１）において、１年から１０年のケーブル余寿命を判定する試験として、試験に用いる超低周波電圧の平均電界を６ｋＶ／ｍｍ以上、１７ｋＶ／ｍｍ以下とし、かつ、試験における超低周波電圧課電時間を１０分以上、１００分以下とする。
（３）水トリー劣化したゴム・プラスチック絶縁ケーブルを超低周波電圧を用いた耐圧試験により診断するに際し、超低周波電圧として平均電界で５ｋＶ／ｍｍ以上、２０ｋＶ／ｍｍ以下となる電圧を少なくとも１０分以上、１００分以下課電して絶縁破壊の有無を調べ、絶縁破壊したケーブルについて、有害水トリーが発生したものと判定する。
（４）水トリー劣化したゴム・プラスチック絶縁ケーブルを超低周波電圧を用いた耐圧試験により診断するに際し、超低周波電圧として平均電界で５ｋＶ／ｍｍ以上、２０ｋＶ／ｍｍ以下となる電圧を少なくとも１０分以上、１００分以下課電して絶縁破壊の有無を調べ、絶縁破壊したケーブルについて、有害水トリーが発生したものと判定し、絶縁破壊しなかったケーブルについて、有害水トリーが存在せず、上記試験によりＡＣ残存性能が低下していないと判定する。
（５）水トリー劣化したゴム・プラスチック絶縁ケーブルを超低周波電圧を用いた耐圧試験により診断するに際し、超低周波電圧として平均電界で６ｋＶ／ｍｍ以上、１７ｋＶ／ｍｍ以下となる電圧を少なくとも１０分以上、１００分以下課電して絶縁破壊の有無を調べ、絶縁破壊したケーブルについて、１年から１０年の余寿命が無かったと判定し、絶縁破壊しなかったケーブルについては、１年から１０年の余寿命があり、かつ耐圧試験前後でＡＣ残存性能が低下していないと判定する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について説明する。
Ａ．劣化を促進させずに有害な水トリーを確実に見つけることができる試験条件の検証
（１）実施例１
上述した試験電圧および試験時間の範囲を定めるために、水トリー劣化をしたケーブルを用いて実際に試験を行う必要がある。そこで、７７ｋＶクラス以下のＣＶケーブルをサンプルとして、実際に撤去したケーブルおよび、さらにこれらのケーブルを７０°Ｃの温水中でＡＣ課電することによりさらに水トリー劣化を進行させたケーブルを用いて各種の検証試験を実施した。
【００１０】
(a) 試験電圧の上限値の検証
まず、電圧の上限を明らかにするために、上述した水トリー劣化したケーブルの一部を選び出し、これらをまず２等分した。そして、一方にＡＣ破壊試験を行い、該ケーブルのＡＣ破壊電圧を調査した。
また、残りの一方に６０分ステップの超低周波電圧破壊試験を行い、この破壊試験後にケーブルの一部を解体調査することにより、水トリーから接地トリーが発生していないか見ると共に、破壊試験後の残ケーブルにＡＣ破壊試験を行い、ＡＣ破壊電圧が低下しているか否かをみた。
ここでは、水トリー劣化状態などにより破壊電圧が異なるため、ＡＣ破壊試験のみを行った試料のＡＣ破壊値を１として、超低周波破壊試験後のＡＣ破壊値の相対値を見ることとした。以後、ＡＣ残存性能と示す場合は、このようなケーブルの超低周波試験後のＡＣ破壊値の相対値を指す。
【００１１】
また、超低周波電圧破壊値も該ケーブルの絶縁厚さで割ることにより破壊電界に換算した。このような試験を種々のケーブルを用いて行った結果、図２に示す超低周波破壊電界（ｋＶ／ｍｍ）と接地トリーの発生率（％）、図３に示す超低周波破壊電界（ｋＶ／ｍｍ）とＡＣ残存性能の関係を得た。
図２より、超低周波破壊電界が２０ｋＶ／ｍｍを越えると、接地トリーの発生が見られるようになり、かつ図３に見られるように超低周波破壊電界が２０ｋＶ／ｍｍを越えるとＡＣ残存性能の低下が見られるようになる。したがって、超低周波耐圧試験を行うことによってケーブル線路に無用な劣化を与えない試験電界は、接地トリーを発生させない電界およびＡＣ残存性能を低下させない電界であり、これらを満たす超低周波試験電界は、２０ｋＶ／ｍｍ以下であることが判った。
【００１２】
(b) 試験時間の上限値の検証
次に、超低周波耐圧試験時間の上限を明らかにするために、上述した水トリー劣化したケーブルの一部を選び出し、これらを２等分し、一方にＡＣ破壊試験を行い、該ケーブルのＡＣ破壊電圧を調査した。
残りの一方に、１０ｋＶ／ｍｍの超低周波電圧を用いた耐圧試験を行い、耐圧試験後にケーブルの一部を切り取り解体調査を行い、試験後の水トリー先端部を観察すると共に、ＡＣ破壊試験を行いＡＣ破壊電圧を調査した。このような試験を種々の劣化ケーブルおよび種々の耐圧試験時間にて行った結果、図４に示す超低周波電圧課電時間（分）とＡＣ残存性能の関係を得た。
この結果から、耐圧試験を行うことによってケーブル線路に無用な劣化を与えない試験時間は、ＡＣ残存性能を低下させない試験時間であり、これを満たす試験時間は、図４より、１００分以下とすればよいことが判る。
【００１３】
また、耐圧試験後の解体、材料調査結果から、１００分以下の耐圧試験を行ったケーブルには、特に水トリー先端の変質は認められなく、水トリーから電気トリーを誘発してはいなかったが、１００分を越える耐圧試験を行ったものには水トリー先端形状が変化、変質した様に観測された試料がみられ、また水トリー先端から電気トリーを誘発している場合があった。
以上のことからも、水トリー劣化ケーブルにさらなる劣化を与えないためには、試験時間を１００分以下とすることが望ましい。
【００１４】
(c) 試験電圧の下限値の検証
次に、試験電圧の下限を明らかにするために、上述した種々の劣化ケーブルにあらかじめ直流漏れ電流測定を行い、絶縁体を橋絡した水トリーの存在するケーブルを１００試料選び出した。これらの劣化ケーブルに６０分間の超低周波耐圧試験を行った。その結果、図５に示すように、超低周波試験電界（ｋＶ／ｍｍ）と橋絡水トリーの破壊確率（％）の関係を得た。
図５より、最悪の劣化ケースである橋絡水トリーを確実に破壊することのできる超低周波破壊電界は５ｋＶ／ｍｍ以上とすればよく、この電界以上ならば有害水トリーを確実に検出できる。
【００１５】
(d) 試験時間の下限値の検証
さらに、試験時間の下限を明らかにするために、上述した水トリー劣化したケーブルの一部を切り取り解体調査して、水トリーが絶縁体中の７割以上に伸長しているケーブルを選び出した。このような水トリー劣化をしたケーブルは、図１に示す６０分ステップ破壊試験における水トリー長／絶縁体厚さと破壊電界の関係より、試験電界１０ｋＶ／ｍｍかつ試験時間６０分の場合、該ケーブルを確実に破壊することができる。
該ケーブルを２等分し、一方に交流ＡＣ破壊試験を行い、該ケーブルのＡＣ破壊電圧を調査した。残りの一方に、１０ｋＶ／ｍｍの超低周波電圧を用いた耐圧試験を行い、破壊確率を調べた。このような試験を種々の耐圧試験時間にて行った結果、図６に示す超低周波電圧試験時間（分）と破壊確率（％）の関係が得られた。
図６より、試験時間が１０分を下回る場合は、該ケーブルの水トリーを確実に破壊することができないことが判る。したがって、所望の劣化程度の水トリーを確実に検出するための試験時間の下限は１０分とすることが望ましい。
【００１６】
(e) まとめ
以上の結果より、水トリー劣化ケーブルに超低周波電圧を用いた耐圧試験を行った場合、試験時間を６０分とした場合、さらなる劣化を促進させない試験電界は２０ｋＶ／ｍｍ以下であることが示された。
また、最も有害な絶縁体を橋絡した水トリーを確実に見つけることの可能な試験電界は、試験時間を６０分とした場合、５ｋＶ／ｍｍ以上であることが示された。
一方、１０ｋＶ／ｍｍの超低周波電圧を用いた耐圧試験を行った場合、さらなる劣化を促進させない試験時間は１００分以下であることが示された。
また、所望の劣化程度の水トリーを確実に破壊させることのできる試験時間は１０分以上であることが示された。
【００１７】
（２）実施例２
実施例１で得た試験時間範囲１０分から１００分は、試験電界が１０ｋＶ／ｍｍでの試験条件であり、試験電界範囲５ｋＶ／ｍｍから２０ｋＶ／ｍｍは、試験時間を６０分とした場合の計験条件である。そこで、実施例２では、試験条件範囲をさらに詳細に検討した。
一方、耐圧試験では、耐圧試験中に破壊が生じた場合と破壊が生じない（耐圧試験をクリアする）場合があり、このような破壊の有無にて、ＡＣ残存性能に与える影響が異なると考えられる。そこで、実施例２では、まず超低周波耐圧試験を行う線路に有害な劣化があり、それを確実に破壊させられるか否かを検証した。さらに、該ケーブルの有害部分を破壊させた場合、他の部分のＡＣ残存性能を低下させないか否かを検証した。
【００１８】
実験に際し、実際にフィールドより撤去してきた水トリー劣化ケーブルおよび、さらに該ケーブルを加速劣化させたケーブルを用意した。これらのケーブルの一部を解体し、絶縁体厚さに占める水トリー長さを調査することにより、水トリー劣化程度を把握した。
その結果を基に、代表的な水トリー劣化として、絶縁体貫通している、絶縁体の２／３以上水トリーが伸展している、絶縁体の半分以上水トリーが伸展している状態を想定し、以下に示す４種類の劣化程度に分類した。
▲１▼水トリー長／絶縁厚＝１
▲２▼水トリー長／絶縁厚＝０．６５〜１
▲３▼水トリー長／絶縁厚＝０．５〜０．６５
▲４▼水トリー長／絶縁厚＝０〜０．５
【００１９】
上述のようにして得られたケーブルを３等分し、１本の試料についてはＡＣ破壊電圧を調査した。残りの２本の試料は超低周波耐圧試験を行い、破壊しなかった試料についてはＡＣ破壊試験を行うことにより、ＡＣ残存性能の変化を調査することとした。図７に試験の流れの概要を示す。同図に示すように、劣化程度の異なるケーブルを三等分し、１本の試料についてはＡＣ破壊電圧を調査した。また、劣化程度の大きいケーブル１，２及び、それより劣化程度の小さいケーブル３を本実施例に供試した。さらに、劣化程度の小さなケーブルの残りの一本を後述する実施例３に供試した。
【００２０】
本実施例において、超低周波耐圧試験は図８に示すような試料形態にて行った。すなわち、ケーブル１およびケーブル２には、図７に示した劣化程度の等しいケーブルを用いて超低周波耐圧試験で破壊させるべき劣化程度のケーブルとし、これを確実に破壊することができるか否かを調査することとした。
また、ケーブル３には、ケーブル１およびケーブル２よりも劣化程度の小さいケーブルを用いて、超低周波耐圧試験により破壊が生じた場合にＡＣ残存性能を低下させないかを見ることとした。
上記ケーブル１，２，３を図８に示すように直列に接続し、超低周波電圧（Ｈ．Ｖ）を印加して、後述する試験条件で試験を行った。
ケーブル１，２，３の組み合わせとしては、図８に示すような３種類の試料形態（試料形態Ａ、試科形態Ｂ，試料形態Ｃ）を用いた。
【００２１】
すなわち、試料形態Ａは、ケーブル１，２として、水トリー劣化程度が貫通水トリーのもの（同図▲１▼）を用い、ケーブル３としては水トリー劣化程度が０．６５〜１のもの（同図▲２▼）を用いた。
試料形態Ｂは、ケーブル１，２として、水トリー劣化程度が０．６５〜１のもの（同図▲２▼）を用い、ケーブル３としては水トリー劣化程度が０．５〜０．６５（同図▲３▼）のものを用いた。
試料形態Ｃは、ケーブル１，２として、水トリー劣化程度が０．５〜０．６５（同図▲３▼）のものを用い、ケーブル３としては水トリー劣化程度が０〜０．５（同図▲４▼）のものを用いた。
一方、どの程度劣化した水トリーを破壊させるべきかは耐圧試験の目的により異なる。ここでは、図１に示す６０分ステップ超低周波破壊試験により得られたた水トリー長／絶縁体厚さと、破壊電界の関係より、所望の劣化程度のケーブルを破壊させることのできる最低破壊電界を試験電界の目安とした。
【００２２】
図１より、▲１▼の劣化状態のケーブルを確実に破壊できる最低電界は５ｋＶ／ｍｍとなる。同様に、▲２▼の劣化程度のケーブルを確実に破壊させうる最低電界は、１２．５ｋＶ／ｍｍ、▲３▼の劣化程度のケーブルを確実に破壊させうる最低電界は２０ｋＶ／ｍｍとなる。この試験電界を目安として、試験電界および試験時間を変化させた耐圧試験を行うこととした。
試験条件は上述の検討を踏まえ、超低周波試験電界を３ｋＶ／ｍｍ，５ｋＶ／ｍｍ，１２．５ｋＶ／ｍｍ，２０ｋＶ／ｍｍおよび２２ｋＶ／ｍｍの５条件、試験時間は、５分、１０分、６０分、１００分、１２０分の５条件とし、計２５条件とした。このような超低周波耐圧試験を１条件につき２０試料ずつ行った。
超低周波耐圧試験終了後に破壊しなかったケーブルのＡＣ破壊試験を行いＡＣ残存性能を調査した。なお、超低周波耐圧試験中に破壊する場合は３本のケーブルの内、１本が破壊する。例えばケーブル１が破壊した場合、ケーブル２およびケーブル３が残る。
【００２３】
ここで、試験の目的から破壊したケーブル１より劣化程度の低いケーブル３のＡＣ残存性能について検証すればよいが、破壊したケーブル１と劣化程度の等しいケーブル２のＡＣ残存性能を調査することによって、超低周波耐圧試験中の破壊により、破壊をしなかったケーブル線路に劣化を与えるか否かがより明確になる。
超低周波耐圧試験結果を図９に示す。図９においては、試料が破壊した場合は全てケーブル１またはケーブル２であり、ケーブル３が破壊することは無かった。
【００２４】
図９を所望の水トリーを確実に破壊することができたか否かの観点から見る。まず、試験電界が３ｋＶ／ｍｍ場合は、試験時間５分から１２０分の全ての条件において所望の劣化程度の水トリー（ここでは、最悪の劣化ケースである貫通水トリー）を有するケーブルを超低周波耐圧試験で確実には破壊できないことが判る。
一方、試験時間が５分の場合は、試験電界３ｋＶ／ｍｍから２２ｋＶ／ｍｍ全ての場合において、所望の劣化程度の水トリーを有するケーブルを超低周波耐圧試験で確実に破壊できていないことが判る。これに対し、試験電界を５ｋＶ／ｍｍ以上かつ試験時間を１０分以上とした場合は、全ての条件において所望の劣化程度の水トリーを有するケーブルを超低周波耐圧試験で確実に破壊させることができた。
以上の結果により、所望の劣化程度の水トリーを有するケーブルを超低周波耐圧試験にて確実に破壊させる為には、超低周波試験電界を５ｋＶ／ｍｍ以上，超低周波試験値を１０分以上とすることが適切であることが示された。
【００２５】
次に、超低周波耐圧試験中に破壊が生じた場合の残りのケーブルのＡＣ残存性能について調べた。
図１０は、超低周波試験電界３ｋＶ／ｍｍとした場合、図１１は５ｋＶ／ｍｍとした場合、図１２は１２．５ｋＶ／ｍｍとした場合、図１３は２０ｋＶ／ｍｍとした場合、図１４は２２ｋＶ／ｍｍとした場合の超低周波試験時間とＡＣ残存性能の関係を示す図である。なお、同図中には、２種類の劣化程度のケーブル（図１０、図１１は▲１▼，▲２▼、図１２は▲２▼，▲３▼、図１３、図１４は▲３▼，▲４▼）についてＡＣ残存性能を調査した結果について示している。
【００２６】
図１０、図１１、図１２および図１３より、超低周波試験電界３ｋＶ／ｍｍから２０ｋＶ／ｍｍの場合、その試験時間５分から１００分の場合は、ばらつきの範囲でＡＣ残存性能が変化していないことが判る。これに対し、超低周波試験時間１２０分とした場合、ばらつきの範囲を超えて残存性能の低下した試料があることが判る。
また、図１４より、超低周波試験電界を２２ｋＶ／ｍｍとすると破壊したケーブルと同等の劣化をしたケーブルの残存性能は試験時間によらず、ばらつきを越えてＡＣ残存性能が低下している。また、破壊したケーブルより劣化程度が小さいケーブルにおいてもばらつきの範囲を超えてＡＣ残存性能が低下した試料が見られた。
これらの結果より、超低周波耐圧試験中に生じた破壊により、ケーブルの他の部分のＡＣ残存性能を低下させることのない超低周波耐圧試験条件は、試験電界２０ｋＶ／ｍｍ以下、試験時間１００分以下とすることが望ましいと言える。
【００２７】
（３）実施例３
実施例２では、超低周波耐圧試験を行う線路に有害な劣化があり、それを確実に破壊させられるか否かおよび、該ケーブルの有害部分を破壊させた場合、他の部分のＡＣ残存性能を低下させないか否かを検証した。
これに対して、実施例３では超低周波耐圧試験において試験をクリアしたケーブルのＡＣ残存性能を低下させることがあるか否かを調査した。
図７に示すように実施例２で切り分けたケーブルの残りのケーブル（図中に実施例３と記したケーブル）について超低周波耐圧試験を行った。その後、超低周波耐圧試験をクリアしたケーブルのＡＣ破壊試験を行い、超低周波耐圧試験後のＡＣ残存性能を調べた。なお、超低周波耐圧試験を行わないケーブルのＡＣ破壊電圧は実施例２において予め得られているため、超低周波耐圧試験後のＡＣ残存性能はこれと比較した。
【００２８】
超低周波耐圧試験条件は、実施例２と同様に、超低周波試験電界を３ｋＶ／ｍｍ，５ｋＶ／ｍｍ、１２．５ｋＶ／ｍｍ、２０ｋＶ／ｍｍおよび２２ｋＶ／ｍｍの５条件、超低周波試験時間は５分、１０分、６０分、１００分、１２０分の５条件とし、計２５条件とした。このような超低周波耐圧試験を１条件につき２０試料ずつ行った。
超低周波耐圧試験結果を図１５に示す。本試験条件においては、該ケーブルの９割以上が耐圧試験にクリアし、これらについてＡＣ破壊試験を行いＡＣ残存性能を調査した。
図１６は、超低周波試験電界３ｋＶ／ｍｍとした場合、図１７は５ｋＶ／ｍｍとした場合、図１８は１２．５ｋＶ／ｍｍとした場合、図１９は２０ｋＶ／ｍｍとした場合、図２０は２２ｋＶ／ｍｍとした場合の超低周波耐圧試験クリア後の超低周波試験時間とＡＣ残存性能の関係について示す図である。
【００２９】
これらの図より、超低周波耐圧試験電界が３ｋＶ／ｍｍから２２ｋＶ／ｍｍにおいて、いずれの条件においても超低周波試験時間が５分から１００分の場合は超低周波耐圧試験後のＡＣ残存性能はばらつきの範囲内で超低周波耐圧試験前のＡＣ残存性能を保っていたことが判る。
一方、超低周波耐圧試験時間を１２０分とした場合は、試験電界によらずＡＣ残存性能がばらつきの範囲を超えて低下した試料が見られた。
以上の結果より、超低周波耐圧試験において、これをクリアしたケーブルのＡＣ残存性能が低下しない条件、すなわち劣化を促進させない条件として、試験時間を１００分以下にすることが望ましいと言える。
【００３０】
（４）実施例２および実施例３のまとめ
以上、実施例２および実施例３の２５条件の超低周波耐圧試験条件における試験結果を図２１にまとめた。図中の○はＡＣ残存性能を低下させない、あるいは、所望の水トリーを確実に破壊できたことを示しており、図中の×はＡＣ残存性能が低下したあるいは、所望の水トリーを確実に破壊できなかったことを示している。
耐圧試験においては、耐圧試験中の破壊の有無に係わらず、試験ケーブルのＡＣ残存性能を低下させないことおよび、試験ケーブル中に有害な水トリーがあればこれを確実に破壊させることが必要である。
【００３１】
図２１より、ＡＣ残存性能を低下させずにかつ有害な水トリーを確実に破壊させることのできる試験電界および試験時間条件番号は、７，８，９，１２，１３１４，１７，１８および１９となり、これ以外の試験条件では、所望の劣化程度の水トリーを確実に破壊できない場合やＡＣ残存性能を低下させてしまう場合があることが判る。
これらの結果を図２２に示す試験時間および試験電界の関係にまとめた。図中の○は、ＡＣ残存性能を低下させることなく、所望の劣化程度の水トリーを確実に破壊させることのできる試験条件について示しており、×はＡＣ残存性能を低下させないこと、あるいは所望の劣化程度の水トリーを確実に破壊させることができることのいずれかを満たしていない試験条件を示す。
【００３２】
図２２より、斜線内部の試験条件、すなわち、試験時間１０分から１００分、試験電界５ｋＶ／ｍｍから２０ｋＶ／ｍｍの超低周波耐圧試験とすることにすることにより、水トリー劣化ケーブルに無用な劣化を与えず、かつ線路の運用に有害な水トリーはこれを確実に破壊させることが可能であるといった最適な超低周波耐圧試験を行えるが、この範囲をはずれると適切な耐圧試験が行えない場合のあることが示された。
以上の結果より、超低周波電圧を平均電界で５ｋＶ／ｍｍ〜２０ｋＶ／ｍｍとなる電圧とすること、かつ超低周波課電時間を１０分〜１００分とすることの２条件を満足した超低周波耐圧試験条件が望ましいことが明らかとなった。
【００３３】
Ｂ．ケーブルの余寿命を保証することができる試験条件の検証
以上の実施例により、さらなる劣化を促進させずに、有害な水トリーを確実に見つけることができる適切な試験条件が明らかとなったが、ケーブル線路の計画的運用を考えると、余寿命を保証できる試験条件を明らかにすることが望まれる。ここで、ケーブルの余寿命を耐圧試験により判定する場合、ケーブル線路の計画的運用を考えると、判定すべき寿命年致は実質的に１年から１０年程度の間にあると考えられる。
これらは、線路の重要度等様々な要因で決められるもので一律に判定すべき年数を決めることはできない。特願平９−３５３２５７号等から、２２ｋＶ〜７７ｋＶＣＶケーブルの寿命判定年数を１年から１０年とした場合、超低周波耐圧試験値の関係を求めると以下のようになる。
▲１▼２２ｋＶＣＶ：試験電圧４２ｋＶ〜５７ｋＶ
▲２▼３３ｋＶＣＶ：試験電圧４８ｋＶ〜８３ｋＶ
▲３▼６６ｋＶＣＶ：試験電圧７４ｋＶ〜１５０ｋＶ
▲４▼７７ｋＶＣＶ：試験電圧８８ｋＶ〜１７６ｋＶ
【００３４】
これらの試験電圧をケーブルの絶縁厚さで除すると試験電界となる。
▲１▼２２ｋＶＣＶ：試験電界７ｋＶ／ｍｍ〜９．５ｋＶ／ｍｍ
▲２▼３３ｋＶＣＶ：試験電界６ｋＶ／ｍｍ〜１０．４ｋＶ／ｍｍ
▲３▼６６ｋＶＣＶ：試験電界８．２ｋＶ／ｍｍ〜１６．７ｋＶ／ｍｍ
▲４▼７７ｋＶＣＶ：試験電界８ｋＶ／ｍｍ〜１６ｋＶ／ｍｍ
これらの試験電界と実施例１から３で求めた超低周波耐圧試験条件を組み合わせることで、ケーブルの寿命判定を行うことが可能であることに加えて、ケーブル線路にさらなる劣化を与えず、有害な水トリーを確実に見つけることのできる試験条件となる。
【００３５】
上述したような超低周波耐圧試験による寿命判定を行う場合、２２ｋＶクラスから７７ｋＶクラス劣化ＣＶケーブルの耐圧試験条件は寿命判定を１年−１０年とした場合、試験電界６ｋＶ／ｍｍ〜１６．７ｋＶ／ｍｍ、試験時間１０分〜１００分となる。
このような超低周波耐圧試験による寿命判定を行う場合、耐圧試験にクリアしたケーブルについては、寿命判定を行う年数内にケーブル線路の健全な運転を妨げるような有害な水トリーが存在せず、かつ耐圧試験で無用な劣化を与えていないと判定される。
【００３６】
一方、耐圧試験で破壊した場合は、寿命判定を行う年数内にケーブル線路の健全な運転を妨げるような有害な水トリーが存在していたと判定される。
この試験条件内では実施例１〜３において有害な水トリーを確実に破壊できかつ耐圧試験前後でＡＣ残存性能の低下を招いていないことが示されている。一方、寿命判定試験については、試験電圧（電界）条件は特願平９−３５３２５７号等に記載されている。ここでは、試験電界、時間の下限および上限での試験として、実施例４および実施例５に寿命判定試験の実施例を示す。
【００３７】
（５）実施例４
３３ｋＶＣＶケーブルで１年の寿命があることを判定するための超低周波試験電圧は４８ｋＶ（試験電界６ｋＶ／ｍｍ）である。
そこで、水トリー劣化した３３ｋＶＣＶケーブル２０ｍを１０本用意し、超低周波４８ｋＶ、１０分間の耐圧試験を行った。
その結果、３本が超低周波耐圧試験により破壊し、７本は超低周波破壊試験で破壊しなかった。試験電界６ｋＶ／ｍｍ、試験時間１０分の超低周波耐圧試験においては、耐圧試験前後でＡＣ残存性能を低下させない条件であることは、既に実施例１〜３で示した。
そこで、超低周波耐圧試験で破壊したケーブルについては破壊点を取り除いて、破壊しなかったケーブルはそのまま３３ｋＶＣＶケーブルの運転電圧（対地電圧１９．１ｋＶ）にて長期課電試験を行った。その結果、超低周波破壊試験で破壊したケーブルから破壊点を取り除いた３本のケーブルは全て１年以内に破壊したが、超低周波耐圧試験をクリアしたケ一ブルは１年以内に破壊しなかった。
【００３８】
この結果より、１年の余寿命を判定する試験とした試験電界６ｋＶ／ｍｍ、試験時間１０分の超低周波耐圧試験において、耐圧試験をクリアしたケーブルについては１年以内にケーブル線路の健全な運転を妨げる様な水トリーが存在せず、かつ耐圧試験前後でＡＣ残存性能が低下していないと判定されることが示された。また、耐圧試験で破壊したケーブルについては１年以内にケーブル線路の健全な運用に有害な水トリーが存在していたと判定できると言える。
【００３９】
（６）実施例５
６６ｋＶＣＶケーブルで１０年の寿命があることを判定するための超低周波試験電圧は１５０ｋＶ（試験電界１６．７ｋＶ／ｍｍ）である。
そこで、水トリー劣化した６６ｋＶＣＶケーブル２０ｍを１０本用意し、超低周波１５０ｋＶ、１００分間の耐圧試験を行った。その結果、６本が超低周波耐圧試験により破壊し、４本は超低周波耐圧試験で破壊しなかった。試験電界１６．７ｋＶ／ｍｍ、試験時間１００分の超低周波耐圧試験においては、耐圧試験前後でＡＣ残存性能を低下させないことは既に実施例１〜３で示した。
そこで、超低周波耐圧試験で破壊したケーブルについては破壊点を取り除いて、破壊しなかったケーブルはそのまま６６ｋＶＣＶケーブルの運転電圧（対地電圧３８ｋＶ）にて長期課電試験を行った。その結果、超低周波破壊試験で破壊したケーブルから破壊点を取り除いた６本のケーブルは全て等価１０年以内に破壊したが、超低周波耐圧試験をクリアしたケーブルは、等価１０年以内に破壊しなかった。
【００４０】
この結果より、１０年の余寿命を判定する試験とした試験電界１６．７ｋＶ／ｍｍ、試験時間１００分の超低周波耐圧試験において、耐圧試験をクリアしたケーブルについて１０年以内にケーブル線路の健全な運転を妨げる様な水トリーが存在せず、かつ耐圧試験前後でＡＣ残存性能が低下してないと判定されることが示された。また、耐圧試験で破壊したケーブルについては１０年以内にケーブル線路の健全な運用に有害な水トリーが存在していたと判定することができることが証明された。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に示した超低周波電圧による耐圧試験を実施することにより、有害な水トリーを確実に検出でき、かつ、万一耐圧試験中に破壊が生じたとしても、それ以外のケーブル線路に無用な劣化を与えないことが保証され、ケーブルの耐圧試験の信頼性を確保することが可能となった。
また、耐圧試験をクリアしたケーブルの余寿命を保証することができ、ケーブルの耐圧試験の計画的運用が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】６０分ステップ破壊試験による水トリー劣化程度とＡＣおよび超低周波破壊電界の関係を示す図である。
【図２】６０分ステップ破壊試験による超低周波破壊電界と接地水トリー発生率の関係を示す図である。
【図３】６０分ステップ破壊試験による超低周波破壊電界と試験後の残ケーブルのＡＣ残存性能の関係を示す図である。
【図４】１０ｋＶ／ｍｍの超低周波耐圧試験における超低周波課電時間と試験後のケーブルのＡＣ残存性能の関係を示す図である。
【図５】６０分耐圧試験における橋絡トリー劣化ケーブルの試験電界と破壊確率の関係を示す図である。
【図６】試験電界１０ｋＶ／ｍｍの場合の試験時間と破壊確率の関係を示す図である。
【図７】実施例２の試験の流れの概要を示す図である。
【図８】供試試料形態と試験の概要を示す図である。
【図９】各試験条件下での耐圧試験結果を示す図である。
【図１０】試験電界３ｋＶ／ｍｍの場合の試験時間とＡＣ残存性能の関係を示す図である（破壊を伴う場合）。
【図１１】試験電界５ｋＶ／ｍｍの場合の試験時間とＡＣ残存性能の関係を示す図である（破壊を伴う場合）。
【図１２】試験電界１２．５ｋＶ／ｍｍの場合の試験時間とＡＣ残存性能の関係を示す図である（破壊を伴う場合）。
【図１３】試験電界２０ｋＶ／ｍｍの場合の試験時間とＡＣ残存性能の関係を示す図である（破壊を伴う場合）。
【図１４】試験電界２２ｋＶ／ｍｍの場合の試験時間とＡＣ残存性能の関係を示す図である（破壊を伴う場合）。
【図１５】各試験条件下での耐圧試験結果を示す図である。
【図１６】試験電界３ｋＶ／ｍｍの場合の試験時間とＡＣ残存性能の関係を示す図である（破壊を伴わない場合）。
【図１７】試験電界５ｋＶ／ｍｍの場合の試験時間とＡＣ残存性能の関係を示す図である（破壊を伴わない場合）。
【図１８】試験電界１２．５ｋＶ／ｍｍの場合の試験時間とＡＣ残存性能の関係を示す図である（破壊を伴わない場合）。
【図１９】試験電界２０ｋＶ／ｍｍの場合の試験時間とＡＣ残存性能の関係を示す図である（破壊を伴わない場合）。
【図２０】試験電界２２ｋＶ／ｍｍの場合の試験時間とＡＣ残存性能の関係を示す図である（破壊を伴わない場合）。
【図２１】各条件下における試験結果を示す図である。
【図２２】超低周波耐圧試験における試験時間と試験電界の関係を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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