(57)【要約】【課題】コンパクト且つ簡素な回路構成により、放電、トラッキングを検出することができる放電トラッキング検出システムを提供する。【解決手段】ケーブル端末装置に内蔵された検電帯とアースとを結ぶ検電帯アース線上の電流又は電圧を検出する検電帯アース線検出手段２Ａと、配電用ケーブルとアースとを結ぶケーブルアース線上の電流又は電圧を検出するケーブルアース線検出手段２Ｂと、電流又は電圧を全波整流し、Ａ／Ｄ変換した後、ハイパスフィルターを通して、商用周波数、高調波、低周波ノイズを除去することにより、放電、トラッキングに対応する電流又は電圧を示す放電トラッキング信号を抽出する放電トラッキング信号抽出手段３Ａと、電流又は電圧を全波整流し、Ａ／Ｄ変換した後、ローパスフィルターを通して、高周波数を除去することにより、商用電流又は商用電圧を示す商用信号を抽出する商用信号抽出手段３Ｂと、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中化機器に直結されたケーブル端末装置を利用して、端末処理が施された配電用ケーブルに発生する放電、トラッキングを検出するシステムであって、
前記ケーブル端末装置に内蔵された検電帯とアースとを結ぶ検電帯アース線上の電流又は電圧を検出する検電帯アース線検出手段と、
前記配電用ケーブルとアースとを結ぶケーブルアース線上の電流又は電圧を検出するケーブルアース線検出手段と、
前記電流又は電圧を全波整流し、Ａ／Ｄ変換した後、ハイパスフィルターを通して、商用周波数、高調波、低周波ノイズを除去することにより、放電、トラッキングに対応する電流又は電圧を示す放電トラッキング信号を抽出する放電トラッキング信号抽出手段と、
前記電流又は電圧を全波整流し、Ａ／Ｄ変換した後、ローパスフィルターを通して、高周波数を除去することにより、商用電流又は商用電圧を示す商用信号を抽出する商用信号抽出手段と、を含み、
前記放電トラッキング信号及び前記商用信号を利用して、前記放電、トラッキングを検出する、
ことを特徴とする放電トラッキング検出システム。
【請求項２】
請求項１記載の放電トラッキング検出システムにおいて、
前記放電トラッキング信号を前記商用信号で除することにより、その比率を示す比率信号を生成する比率信号生成手段と、
前記比率信号が１以上であり、且つ、前記比率信号の周波数が前記商用信号の周波数の２倍であるときには、前記放電、トラッキングを検出したことを示す判別信号を生成する判別信号生成手段と、
を更に含むことを特徴とする放電トラッキング検出システム。
【請求項３】
請求項２記載の放電トラッキング検出システムにおいて、
前記検電帯アース線検出手段により検出された電流又は電圧に基づく前記比率信号の絶対値と、前記ケーブルアース線検出手段により検出された電流又は電圧に基づく前記比率信号の絶対値と、を比較することにより、前記放電、トラッキングが発生している場所に関する情報を含む場所特定信号を生成する場所特定信号生成手段、
を更に含むことを特徴とする放電トラッキング検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中化機器に直結されたケーブル端末装置を利用して、端末処理が施された配電用ケーブルに発生する放電、トラッキングを検出するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
地中化機器に接続された配電用ケーブルには、放電、トラッキング（以下、放電トラッキングともよぶ）が発生することが知られている。なお、トラッキングとは、絶縁体の表面に沿って電気的火花が生じることで、その表面に炭化物を生じ、通電性のトラックを生じさせる現象である。
【０００３】
従来、このような放電トラッキングを検出するシステムは、非常に大規模な装置を用いて、放電電荷を測定することにより行われていた。
【０００４】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
【特許文献１】特開２００２−１４１３６号公報
【非特許文献１】古河電工時報、第１０３号、平成１０年１２月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、従来の放電トラッキングを検出するシステムは、大規模であり、且つ、回路構成が複雑であるため、非常にコスト高であった。また、配電用ケーブルのどの部分で、放電トラッキングが発生しているかもわかりにくかった。
【０００６】
よって本発明は、上述した現状に鑑み、コンパクト且つ簡素な回路構成により、放電トラッキングを検出することができる放電トラッキング検出システムを提供することを課題とする。また、放電トラッキングが発生している場所に関する情報も得ることができる放電トラッキング検出システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の放電トラッキング検出システムは、図１の基本構成図に示すように、地中化機器に直結されたケーブル端末装置を利用して、端末処理が施された配電用ケーブルに発生する放電、トラッキングを検出するシステムであって、前記ケーブル端末装置に内蔵された検電帯とアースとを結ぶ検電帯アース線上の電流又は電圧を検出する検電帯アース線検出手段２Ａと、前記配電用ケーブルとアースとを結ぶケーブルアース線上の電流又は電圧を検出するケーブルアース線検出手段２Ｂと、前記電流又は電圧を全波整流し、Ａ／Ｄ変換した後、ハイパスフィルターを通して、商用周波数、高調波、低周波ノイズを除去することにより、放電、トラッキングに対応する電流又は電圧を示す放電トラッキング信号を抽出する放電トラッキング信号抽出手段３Ａと、前記電流又は電圧を全波整流し、Ａ／Ｄ変換した後、ローパスフィルターを通して、高周波数を除去することにより、商用電流又は商用電圧を示す商用信号を抽出する商用信号抽出手段３Ｂと、を含み、前記放電トラッキング信号及び前記商用信号を利用して、前記放電、トラッキングを検出する、ことを特徴とする。
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、ケーブル端末装置に内蔵された検電帯とアースとを結ぶ検電帯アース線上及び配電用ケーブルとアースとを結ぶケーブルアース線上の電流又は電圧を全波整流し、Ａ／Ｄ変換した後、ハイパスフィルターを通して、商用周波数、高調波、低周波ノイズを除去することにより、放電、トラッキングに対応する電流又は電圧を示す放電トラッキング信号を抽出する。また、同電流又は電圧を全波整流し、Ａ／Ｄ変換した後、ローパスフィルターを通して、高周波数を除去することにより、商用電流又は商用電圧を示す商用信号を抽出する。そして、これら放電トラッキング信号及び商用信号を利用して、放電、トラッキングを検出する。
【０００９】
上記課題を解決するためになされた請求項２記載の放電トラッキング検出システムは、図１の基本構成図に示すように、請求項１記載の放電トラッキング検出システムにおいて、前記放電トラッキング信号を前記商用信号で除することにより、その比率を示す比率信号を生成する比率信号生成手段３Ｃと、前記比率信号が１以上であり、且つ、前記比率信号の周波数が前記商用信号の周波数の２倍であるときには、前記放電、トラッキングを検出したことを示す判別信号を生成する判別信号生成手段３Ｄと、を更に含むことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、放電トラッキング信号を商用信号で除することにより、その比率を示す比率信号を生成し、この比率信号が１以上であり、且つ、比率信号の周波数が前記商用信号の周波数の２倍であるときには、放電、トラッキングを検出したことを示す判別信号を生成する。
【００１１】
上記課題を解決するためになされた請求項３記載の放電トラッキング検出システムは、図１の基本構成図に示すように、請求項２記載の放電トラッキング検出システムにおいて、前記検電帯アース線検出手段２Ａにより検出された電流又は電圧に基づく前記比率信号の絶対値と、前記ケーブルアース線検出手段２Ｂにより検出された電流又は電圧に基づく前記比率信号の絶対値と、を比較することにより、前記放電、トラッキングが発生している場所に関する情報を含む場所特定信号を生成する場所特定信号生成手段３Ｅ、を更に含むことを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明によれば、検電帯アース線上の電流又は電圧に基づく比率信号の絶対値と、ケーブルアース線上の電流又は電圧に基づく比率信号の絶対値と、を比較することにより、放電、トラッキングが発生している場所に関する情報を含む場所特定信号を生成する。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１記載の発明によれば、ケーブル端末装置に内蔵された検電帯とアースとを結ぶ検電帯アース線上及び配電用ケーブルとアースとを結ぶケーブルアース線上の電流又は電圧を全波整流し、Ａ／Ｄ変換した後、ハイパスフィルターを通して、商用周波数、高調波、低周波ノイズを除去することにより、放電、トラッキングに対応する電流又は電圧を示す放電トラッキング信号を抽出する。また、同電流又は電圧を全波整流し、Ａ／Ｄ変換した後、ローパスフィルターを通して、高周波数を除去することにより、商用電流又は商用電圧を示す商用信号を抽出する。そして、これら放電トラッキング信号及び商用信号を利用して、放電、トラッキングを検出する。したがって、コンパクト且つ簡素な回路構成により、放電、トラッキングを検出することができる。
【００１４】
請求項２記載の発明によれば、放電トラッキング信号を商用信号で除することにより、その比率を示す比率信号を生成し、この比率信号が１以上であり、且つ、比率信号の周波数が前記商用信号の周波数の２倍であるときには、放電、トラッキングを検出したことを示す判別信号を生成する。したがって、非常に明確に、放電、トラッキングを検出することができる。
【００１５】
請求項３記載の発明によれば、検電帯アース線上の電流又は電圧に基づく比率信号の絶対値と、ケーブルアース線上の電流又は電圧に基づく比率信号の絶対値と、を比較することにより、放電、トラッキングが発生している場所に関する情報を含む場所特定信号を生成する。したがって、放電、トラッキングが発生している場所に関する情報も得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。まず、図２〜図４を参照して、本発明の実施形態に係るハードウエア構成について説明する。図２は、本発明の一実施形態に係るケーブル端末装置を概略的に示す正面図である。図３は、本発明の一実施形態にシステム全体の構成を概略的に示す説明図である。図４は、図３の放電トラッキング検出装置の構成を示すブロック図である。
【００１７】
図２に示すケーブル端末装置１は、開閉器塔や変圧器塔等の地中化機器内で使用される。ケーブル端末装置１は、筒状をしており、側面に半導電層からなる検電部１１が設けられている。ケーブル端末装置１の図中下部には、図３に示すように、地中配電ケーブル（単に、ケーブルともよぶ）１３が取り付けられる。また、検電部１１には、電極を有する検電帯１２が取り付けられている。
【００１８】
図３に示すように、この放電トラッキング検出システムは、上記ケーブル端末装置１、検電帯ケーブルアース線検出部２、ケーブルアース線検出部２′、放電トラッキング検出装置３を含んで構成される。
【００１９】
ケーブル端末装置１に取り付けられたケーブル１３には、所定の端末処理が施されて、その芯線には検電部１１、検電帯１２を介して、検電帯アース線２Ｌが接続され、そのアース線には、ケーブルアース線２Ｌ′が接続されている。実際的には、検電部１１はＴ型の絶縁筒が取り付けられて検電帯アース線２Ｌが接続され、ケーブルアース線２Ｌ′は絶縁テープが巻回されてケーブル端末装置１に固定されている。なお、この装置１の構成及び端末処理は、周知であり、上記非特許文献１にも示されている。
【００２０】
検電帯アース線２Ｌは、上記検電帯１２とアースとを結ぶ。検電帯アース線２Ｌ上には、この線２Ｌ上の電流又は電圧を検出する検電帯ケーブルアース線検出部２が介接されている。また、ケーブルアース線２Ｌ′は、上記ケーブル１３とアースとを結ぶ。ケーブルアース線２Ｌ′上には、この線２Ｌ′上の電流又は電圧を検出するケーブルアース線検出部２′が介接されている。検電帯ケーブルアース線検出部２及びケーブルアース線検出部２′は同等の構成をしており、例えば、コンデンサ（放電電流検出用）、微少抵抗（電圧検出用）、ホールＩＣ（電圧検出用）、ＣＴクランプ（電流検出用）、ＰＴ（電流検出用）、トランス（電圧検出用）等で構成される。検電帯ケーブルアース線検出部２及びケーブルアース線検出部２′はそれぞれ、請求項中の検電帯アース線検出手段及びケーブルアース線検出手段に対応する。
【００２１】
放電トラッキング検出装置３は、上記検電帯ケーブルアース線検出部２、ケーブルアース線検出部２′にて検出された電流又は電圧を利用して、放電トラッキングを検出したことを示す判別信号を生成出力したり、放電トラッキングが発生している場所に関する情報を含む場所特定信号を生成出力したりする。
【００２２】
放電トラッキング検出装置３は、詳しくは、図４に示すように、電流電圧変換回路３１、全波整流回路３２、Ａ／Ｄ（アナログデジタル）変換回路３３、ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）３４、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）３５、μＣＯＭ（マイクロコンピュータ）３６、記憶回路３７を含んで構成される。
【００２３】
電流電圧変換回路３１は、上記検電帯ケーブルアース線検出部２、ケーブルアース線検出部２′にて検出された電流を電圧に変換して、全波整流回路３２に出力する。検電帯ケーブルアース線検出部２、ケーブルアース線検出部２′が電圧を検出したときには、その電圧を全波整流回路３２に出力する。全波整流回路３２は、与えられた電圧を全波整流して、Ａ／Ｄ変換回路３３に出力する。
【００２４】
Ａ／Ｄ変換回路３３は、与えられた信号を所定のサンプリング周波数でサンプリングする。Ａ／Ｄ変換回路３３のサンプリング周波数は、２０ｋＨｚまでが望ましく、例えば、５ｋＨｚとする。ＨＰＦ３４は、商用周波数、高調波、低周波ノイズを除去することにより、放電、トラッキングに対応する電流又は電圧を示す放電トラッキング信号Ｓ１（以下、単に、信号Ｓ１ともよぶ）を抽出する。ＨＰＦ３４は、例えば、１ｋＨｚ以下の信号をカットするように設定する。ＬＰＦ３５は、高周波数を除去することにより、商用電流又は商用電圧を示す商用信号Ｓ２（以下、単に、信号Ｓ２ともよぶ）を抽出する。ＬＰＦ３５は、例えば、１００Ｈｚ以下の信号をカットするように設定する。
【００２５】
なお、電流電圧変換回路３１、全波整流回路３２、Ａ／Ｄ変換回路３３、ＨＰＦ３４は、請求項中の放電トラッキング信号抽出手段に対応し、電流電圧変換回路３１、全波整流回路３２、Ａ／Ｄ変換回路３３、ＬＰＦ３５は、請求項中の商用信号抽出手段に対応する。
【００２６】
μＣＯＭ３６は、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ（読み出し専用メモリー）、及びＲＡＭ（随時書き込み読み出しメモリー）を含み、ＣＰＵはＲＯＭに記憶されている制御プログラムにしたがって後述の本実施形態に係る制御を含む各種の処理を実行する。ＲＡＭには、ＣＰＵが各種の処理を実行するうえにおいて必要なデータ、プログラム等が適宜記憶される。すなわち、μＣＯＭ３６は、記憶回路３７に予め記憶される判別信号及び場所特定信号を生成するための判定情報を参照しつつ、上記信号Ｓ１及び信号２に基づいて、放電トラッキングを検出したことを示す判別信号を生成出力したり、放電トラッキングが発生している場所に関する情報を含む場所特定信号を生成出力したりする。
【００２７】
このμＣＯＭ３６の行う本発明の実施形態に係る処理手順を、図５及び図６を参照して説明する。図５は、本発明の一実施形態に係り、放電トラッキングの判別に係る処理手順を示すフローチャートである。図６は、本発明の他実施形態に係り、放電トラッキングの場所特定に係る処理手順を示すフローチャートである。
【００２８】
図５のステップＰ１０１及びステップＰ１０２においてはそれぞれ、上述のようにして生成した信号Ｓ１及び信号Ｓ２を取り込む。次に、ステップＰ１０３において、信号Ｓ１を信号Ｓ２で除することにより、信号Ｓ３を生成する。ステップＰ１０３は、請求項中の比率信号生成手段に対応する。
【００２９】
次に、ステップＰ１０４においては、記憶回路３７に格納される判定情報を参照しつつ、比率信号Ｓ３が１以上であるか否かを判定し、ステップＰ１０５においては、比率信号Ｓ３の周波数ｆ３が信号Ｓ２の周波数ｆ２の２倍であるか否かを判定する。ステップＰ１０４において、比率信号Ｓ３が１以上であると判定され（ステップＰ１０４のＹ）、且つ、ステップＰ１０５において、比率信号Ｓ３の周波数ｆ３が信号Ｓ２の周波数ｆ２の２倍であると判定されると（ステップＰ１０５のＹ）、ステップＰ１０６に進んで、判別信号に「放電トラッキング有」をセットする。
【００３０】
一方、ステップＰ１０４においては、記憶回路３７に格納される判定情報を参照しつつ、比率信号Ｓ３が１以上でないと判定されるか（ステップＰ１０４のＮ）、又は、ステップＰ１０５において、比率信号Ｓ３の周波数ｆ３が信号Ｓ２の周波数ｆ２の２倍ではないと判定されると（ステップＰ１０５のＮ）、ステップＰ１０７に進んで、判別信号に「正常」をセットする。ステップＰ１０６、ステップＰ１０７は、請求項中の判別信号生成手段に対応する。
【００３１】
そして、ステップＰ１０８において、「放電トラッキング有」又は「正常」がセットされた判別信号を出力する。なお、このような判別信号は、警告表示、ブザー鳴動、回路遮断等の異常処理を指令する図示しない制御回路に与えられる。
【００３２】
なお、ステップＰ１０１及びステップＰ１０２において取り込む信号Ｓ１及び信号Ｓ２は、上記検出部２による検出信号又は検出部２′による検出信号のいずれを利用したものであってもよい。
【００３３】
図５に示すような処理手順により、非常に明確に、放電トラッキングを検出することができる。
【００３４】
また、図６のステップＰ２０１においては、検出部２の検出信号を利用して上述のようにして信号Ｓ３を生成し、ステップＰ２０２においては、検出部２′の検出信号を利用して上述のようにして信号Ｓ３′を生成する。
【００３５】
次に、ステップＰ２０３において、信号Ｓ３の絶対値と、信号Ｓ３′の絶対値と、を比較判定する。ステップＰ２０３において、信号Ｓ３の絶対値が信号Ｓ３′の絶対値よりも大きければ、ステップＰ２０４に進んで、検電帯アース線２Ｌの近傍で放電トラッキングが発生した可能性を示す「２Ｌ」を場所特定信号にセットし、さもなければ、ステップＰ２０５に進んで、ケーブルアース線２Ｌ′の近傍で放電トラッキングが発生した可能性を示す「２Ｌ′」を場所特定信号にセットする。ステップＰ２０３〜ステップＰ２０５は、請求項中の場所特定信号生成手段に対応する。
【００３６】
そして、ステップＰ２０６において、「２Ｌ」又は「２Ｌ′」がセットされた場所特定信号を出力する。なお、このような場所特定信号は、場所識別情報を表示指令したり、信号Ｓ３、信号Ｓ３′の大きさを表示指令する図示しない制御回路に与えられる。
【００３７】
図６に示すような処理手順により、放電トラッキングが発生している場所に関する情報も得ることができる。
【００３８】
以上のように、本発明の実施形態によれば、コンパクト且つ簡素な回路構成により、放電トラッキングを検出したり、その発生場所に関する情報を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の放電トラッキング検出システムの基本構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るケーブル端末装置を概略的に示す正面図である。
【図３】本発明の一実施形態にシステム全体の構成を概略的に示す説明図である。
【図４】図３の放電トラッキング検出装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態に係り、放電トラッキングの判別に係る処理手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の他実施形態に係り、放電トラッキングの場所特定に係る処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４０】
１  ケーブル端末装置
２  検電帯ケーブルアース線検出部
２′  ケーブルアース線検出部
２Ｌ  検電帯アース線
２Ｌ′  ケーブルアース線
３  放電トラッキング検出装置
１１  検電部
１２  検電帯
１３  ケーブル
【図１】
2006064424.tif 000003
【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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