(57)【要約】【課題】地中ケーブルに地絡が発生した際に、そのケーブル地絡箇所を比較的短時間に検出が可能なケーブル地絡箇所検出方法およびケーブル地絡箇所検出装置を提供する。【解決手段】所定区間毎にマンホール１２が設けられた管路１３内に布設される地中ケーブル１１において発生した地絡の地絡箇所を検出するものである。各マンホール１２内において地中ケーブル１１の振動を測定し、この測定に基づいて地絡箇所を特定する。【選択図】図１
2011017637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定区間毎にマンホールが設けられた管路内に布設される地中ケーブルにおいて発生した地絡の地絡箇所を検出するケーブル地絡箇所検出方法であって、
各マンホール内において地中ケーブルの振動を測定し、この測定に基づいて地絡箇所を特定することを特徴とするケーブル地絡箇所検出方法。
【請求項２】
所定区間毎にマンホールが設けられた管路内に布設される地中ケーブルにおいて発生した地絡の地絡箇所を検出するケーブル地絡箇所検出方法であって、
各マンホール内において地中ケーブルの振動を測定して、この測定した振動と、地中ケーブルに地絡が発生したときの振動解析データとを比較し、その比較に基づいて地絡箇所を特定することを特徴とするケーブル地絡箇所検出方法。
【請求項３】
所定区間毎にマンホールが設けられた管路内に布設される地中ケーブルにおいて発生した地絡の地絡箇所を検出するケーブル地絡箇所検出装置であって、
各マンホール内において地中ケーブルの振動を測定する振動測定器をマンホール毎に設けたことを特徴とするケーブル地絡箇所検出装置。
【請求項４】
所定区間毎にマンホールが設けられた管路内に布設される地中ケーブルにおいて発生した地絡の地絡箇所を検出するケーブル地絡箇所検出装置であって、
地中ケーブルが絶縁破壊したときの地中ケーブルの振動を記憶する記憶手段と、各マンホール内において地中ケーブルの振動を測定する振動測定器と、記憶手段にて記憶されている振動解析データと振動測定器にて測定した振動を比較してその測定した振動が絶縁破壊に基づくものかを判断する判断手段とを備えたことを特徴とするケーブル地絡箇所検出装置。
【請求項５】
前記振動測定器が加速度センサであることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のケーブル地絡箇所検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーブル地絡箇所検出方法およびケーブル地絡箇所検出装置に関し、特に、地下に埋設した地下ケーブルに地絡が発生した場合に、その地絡箇所を検出することが可能なケーブル地絡箇所検出方法およびケーブル地絡箇所検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地中ケーブル１は、図１０に示すように、所定区間毎にマンホール２が設けられた管路３内に布設される。またマンホール２にはケーブル１を接続するためのケーブル接続箱４が設置されている。このような地中ケーブル１において地絡等の事故が発生した場合、その地絡部位（地絡箇所）を特定する必要がある。
【０００３】
このため、従来から地中ケーブル１の短絡箇所（事故点）を特定する方法が種々提案されている（特許文献１〜特許文献３）。しかしながら、このようなものは、図１０に示すように、地中ケーブル１の端部に測定器５を接続するものである。すなわち、例えば、マンホール２ａ内において事故（地絡）が発生した場合、まず、地中ケーブル１を系統から切り離す。図１０において、６は事故点を示し、７，８の×はケーブル１の切断部を示している。
【０００４】
そして、ケーブル１の一方の端部に測定器５を接続して、この測定器５によって、事故点を検出するものである。このように事故点６が特定できれば、この事故点６のマンホール２ａを開放し、この事故点６の除去・復旧を行うことになる。なお、図１０においては、１ａが復旧したケーブル１の一部を示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１８３４１０号公報
【特許文献２】特開２００２−３３３４６１号公報
【特許文献２】特開２００７−１７０９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ケーブル端末部に測定器を接続する作業を行うには、その接続前に変電所において変圧器等の機器操作を必要としている。そのため、実際の測定に取り掛かるまでの時間が大となっていた。しかも、事故標定の精度を上げるために、ケーブルの両方の端部側において測定する場合が多い。このため、事故復旧までに長時間費やすことになる。
【０００７】
そこで、本発明は斯かる実情に鑑み、地中ケーブルに地絡が発生した際に、そのケーブル地絡箇所を比較的短時間に検出が可能なケーブル地絡箇所検出方法およびケーブル地絡箇所検出装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１のケーブル地絡箇所検出方法は、所定区間毎にマンホールが設けられた管路内に布設される地中ケーブルにおいて発生した地絡の地絡箇所を検出するケーブル地絡箇所検出方法であって、各マンホール内において地中ケーブルの振動を測定し、この測定に基づいて地絡箇所を特定するものである。
【０００９】
地中ケーブルにおいて、地絡が生じれば、この地絡によって地絡電流が発生する。この地絡電流が発生すれば、内圧上昇が起き、これによって振動が伝播する。すなわち、地中ケーブルに振動が発生すれば、地絡が生じていることになる。そこで、本発明の第１のケーブル地絡箇所検出方法のように、各マンホール内において地中ケーブルの振動を測定できるようにすれば、地中ケーブルの振動の測定（検出）によって、振動が測定されたマンホール内乃至その近傍において地絡が発生していることを検知することができる。これによって、地絡箇所の特定が可能となる。
【００１０】
本発明の第２のケーブル地絡箇所検出方法は、所定区間毎にマンホールが設けられた管路内に布設される地中ケーブルにおいて発生した地絡の地絡箇所を検出するケーブル地絡箇所検出方法であって、各マンホール内において地中ケーブルの振動を測定して、この測定した振動と、地中ケーブルに地絡が発生したときの振動解析データとを比較し、その比較に基づいて地絡箇所を特定するものである。すなわち、地中ケーブルを破壊させ、その振動レベルを計測しておく。この振動レベルは、破壊時電圧と破壊時電流から得られる破壊時のエネルギー、破壊点（事故点）と振動計（振動測定器）との距離伝搬、地中ケーブルの絶縁体の厚さによる距離減衰等から解析する。そして、地中ケーブルに対するこれまで得られたこの解析データを前記振動解析データとする。
【００１１】
本発明の第２のケーブル地絡箇所検出方法によれば、地中ケーブルのこれまで得られたデータ（振動解析データ）から類推してこの絶縁破壊したレベル以上の振動があれば絶縁破壊しているものと認識できる。
【００１２】
このため、本発明の第１及び第２の地絡箇所検出方法によれば、「ケーブルを系統から切り離して、その端部に測定器を接続する」ことなく、地絡箇所の特定が可能となる。
【００１３】
本発明の第１のケーブル地絡箇所検出装置は、ホールが設けられた管路内に布設される地中ケーブルにおいて発生した地絡の地絡箇所を検出するケーブル地絡箇所検出装置であって、各マンホール内において地中ケーブルの振動を測定する振動測定器をマンホール毎に設けたものである。
【００１４】
本発明の第１のケーブル地絡箇所検出装置によれば、振動測定器にて、各マンホール内において地中ケーブルの振動を測定することができる。このように、地中ケーブルの振動を測定できれば、振動が測定されたマンホール内乃至その近傍において地絡が発生していることになる。これによって、「ケーブルを系統から切り離して、その端部に測定器を接続する」ことなく、地絡箇所の特定が可能となる。
【００１５】
本発明の第２のケーブル地絡箇所検出装置は、所定区間毎にマンホールが設けられた管路内に布設される地中ケーブルにおいて発生した地絡の地絡箇所を検出するケーブル地絡箇所検出装置であって、地中ケーブルが絶縁破壊したときの地中ケーブルの振動解析データを記憶する記憶手段と、各マンホール内において地中ケーブルの振動を測定する振動測定器と、記憶手段にて記憶されている振動解析データと振動測定器にて測定した振動を比較してその測定した振動が絶縁破壊に基づくものかを判断する判断手段とを備えたものである。
【００１６】
本発明の第２のケーブル地絡箇所検出装置によれば、地中ケーブルに地絡等によって絶縁破壊が生じた場合、地中ケーブルに振動が発生することになる。そして、その振動を振動測定器にて測定することができる。このように振動測定器にて振動が測定されれば、判断手段にてその振動が絶縁破壊に基づくものか判断できる。これによって、地中ケーブルに絶縁破壊が生じているかが判断され、しかも各マンホール内においてその判断が可能であるので、「ケーブルを系統から切り離して、その端部に測定器を接続する」ことなく、地絡箇所を検出することができる。
【００１７】
振動測定器を加速度センサにて構成できる。ここで、加速度センサは、ばね定数ｋのばねに支えられた質量ｍのおもりを使って、ばねの変位量ｘを基に加速度ａを検出するセンサである。つまり、ｋｍ＝ｍａが成立するので、ａ＝ｋｘ／ｍと置き換えることで加速度ａを検出することになる。このため、このような加速度センサを用いれば、地中ケーブルの振動を検出(測定)することができる。また、変位量ｘを計測する方式には、ひずみゲージ、圧電素子、あるいは静電容量を計測する方式がある。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の地絡箇所検出方法および地絡箇所検出装置によれば、「ケーブルを系統から切り離して、その端部に測定器を接続する」ことなく、地絡箇所の特定が可能となる。このため、地絡箇所の検出作業の短時間化を達成でき、効率的に事故箇所除去作業及び復旧作業を行うことができる。しかも、地中ケーブルが布設されている地上において車両等が通行しても、その通行による地中ケーブルの振動レベルは低く、この車両等の通行による振動を地絡に基づく振動と誤認することがなく、高精度に地絡箇所を検出することができる。
【００１９】
特に、地中ケーブルのこれまで得られたデータ（振動解析データ）から類推してこの絶縁破壊したレベル以上の振動があれば絶縁破壊しているものと認識できるものでは、絶縁破壊が発生した際には、直ぐにその発生とその発生箇所を検出することができ、事故箇所除去作業及び復旧作業の迅速化を図ることができる。
【００２０】
振動測定器を加速度センサにて構成するようにすれば、市販のものを用いることができ、低コスト化を図ることができる。しかも、市販の加速度センサには種々のタイプがあり、地中ケーブルやマンホールの環境等にあったものを選択して用いることができ、振動の測定が安定する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態を示す地絡検出装置を用いた地中ケーブル布設状態を示す簡略図である。
【図２】前記地絡検出装置の制御部の簡略ブロック図である。
【図３】絶縁体内で電気トリーが進展している状態の地中ケーブルの簡略斜視図である。
【図４】絶縁体内の電気トリーが導体とシースとの間を導通している状態の地中ケーブルの簡略斜視図である。
【図５】地絡電流が流れて絶縁物が気化している状態の地中ケーブルの簡略斜視図である。
【図６】絶縁体の外側に圧力ガスが発生し、絶縁体とシースとの間を圧力が伝播している状態の簡略斜視図である。
【図７】圧力ガスがシースを貫通している状態の簡略斜視図である。
【図８】加速度センサにて振動を検出している状態の簡略斜視図である。
【図９】検出した加速度を示すグラフ図である。
【図１０】従来の地絡検出装置を用いた地中ケーブル布設状態を示す簡略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下本発明の実施の形態を図１〜図９に基づいて説明する。
【００２３】
図１に地中に配置される管路１３内に地中ケーブル１１が布設されている状態を示す。管路１３は、端部孔部１５、１６と、この端部孔部１５、１６を連結する管路本体１７と、この管路本体１７は所定区間毎に設けられるマンホール１２を備える。なお、図例では、簡略化のためにマンホール１２の数を３個としているが、もちろん３個に限るものではない。
【００２４】
各マンホール１２には接続箱１４が配設される。すなわち、地中ケーブル１１は、複数のケーブル１１ａが接続箱１４を介して接続されることによって形成される。また、地中ケーブル１１の端部には、夫々、終端接続部１８，１９が接続されている。
【００２５】
地中ケーブル１１を構成する各ケーブル１１ａは、例えば、図３〜図８に示すように、導体２０と、この導体２０を被覆する絶縁体２１と、この絶縁体２１を被覆する外皮シース２２とからなる。
【００２６】
図３では、絶縁体２１内で電気トリーが進展している状態の地中ケーブル１１を示し、図４では、絶縁体２１内の電気トリーが導体２０とシース２２との間を導通している状態の地中ケーブル１１を示し、図５では、地絡電流が流れて絶縁体２１の絶縁物が気化している状態の地中ケーブル１１を示し、図６では、絶縁体２１の外側に圧力ガスが発生し、絶縁体２１とシース２２との間を圧力が伝播している状態の地中ケーブル１１を示し、図７では、圧力ガスがシース２２を貫通している状態の地中ケーブル１１を示している。
【００２７】
本発明に係る地絡検出装置は、ケーブル１１の振動を測定する振動測定手段としての振動測定器２５を備えている。振動測定器２５は振動センサであって、加速度センサ（３軸加速度センサ）にて構成することができる。そして、この加速度センサは、各マンホール１２内の地中ケーブル１１に付設される。加速度センサは、ばね定数ｋのばねに支えられた質量ｍのおもりを使って、ばねの変位量ｘを基に加速度ａを検出するセンサである。つまり、ｋｍ＝ｍａが成立するので、ａ＝ｋｘ／ｍと置き換えることで加速度ａを検出することになる。このため、このような加速度センサを用いれば、地中ケーブルの振動を検出(測定)することができる。また、変位量ｘを計測する方式には、ひずみゲージ、圧電素子、あるいは静電容量を計測する方式がある。このため、この加速度センサを地中ケーブル１１に付設することによって、地中ケーブル１１の振動を測定することができる。
【００２８】
また、地中ケーブル１１の振動を測定できれば、地中ケーブル１１が地絡しているかを判断することができる。すなわち、図３〜図７に示すように、地中ケーブル１１が地絡した際には、地絡電流が流れ、この地絡電流によって内圧上昇が生じ、これによって、振動が発生するからである。このため、地中ケーブル１１にこの加速度センサが付設されていれば、図８に示すように、絶縁破壊が生じて内圧が上昇すれば、絶縁体２１とシース２２との間を圧力が伝播する。このため、この加速度センサによって、圧力伝播、つまり振動を検出（測定）できる。
【００２９】
本発明に係る地絡検出装置では、たとえば、図１の一のマンホール１２（１２ａ）内の加速度センサが振動を検出すれば、マンホール１２ａのケーブル１１乃至その近傍のケーブル１１に地絡が生じていることがわかる。すなわち、地絡検出装置を用いた地絡検出方法では、「ケーブルを系統から切り離して、その端部に測定器を接続する」ことなく、地絡箇所の特定が可能となる。このため、このマンホール１２ａの蓋部材を開放して、この地絡が生じている箇所（事故箇所）の除去作業及び復旧作業を行うことができる。
【００３０】
ところで、前記実施形態では、加速度センサによって振動を検出（測定）して、これに基づいて地絡箇所の特定を可能としているが、地絡検出装置の制御部として、図２に示すように、地中ケーブル１１が絶縁破壊したときの地中ケーブル１１の過去の振動解析データを記憶する記憶手段２６と、各マンホール内において地中ケーブルの振動を測定する前記振動測定器２５と、記憶手段２６にて記憶されている振動と振動測定器にて測定した振動を比較してその測定した振動が絶縁破壊に基づくものかを判断する判断手段２７とを備えたものであってもよい。
【００３１】
前記記憶手段２６は、例えば、市販のカード式メモリ、ディスク式メモリ等を用いることができる。また、判断手段２７としては、マイクロコンピュータ等にて構成することができる。
【００３２】
このような制御部を有する場合の地絡箇所検出方法を説明する。この場合、まず、地中ケーブル１１を破壊させ、その振動レベルを計測する。この振動レベルを、破壊時電圧と破壊時電流から得られる破壊時のエネルギー、破壊点（事故点）と振動計（振動測定器２５）との距離伝搬、絶縁体２１の厚さによる距離減衰等から解析する。そして、地中ケーブル１１に対する解析データを記憶手段２６に記憶しておく。図９は、３本（Ｎo,１〜Ｎo,３）の地中ケーブルを破壊させたときの振動を計測したデータである。図９において、ＡがＮo,１のケーブルの加速度を示し、ＢがＮo,２のケーブルの加速度を示し、ＣがＮo,３のケーブルの加速度を示している。
【００３３】
このように、振動解析データを記憶しておき、布設された地中ケーブル１１に対して、マンホール毎に振動測定器２５を付設する。したがって、この布設された地中ケーブル１１に地絡が発生すれば、各振動測定器２５が振動を測定することができる。
【００３４】
そして、判断手段２７にて、前記記憶しておいた振動解析データと、測定したデータとを比較して、この測定したデータが記憶しておいたデータ以上であれば、絶縁破壊していると判定して、その破壊点（事故点）を特定するものである。
【００３５】
ところで、図９において、Ｄの波形はマンホール１２の挙動を示し、マンホール内の振動は、地絡が生じた際の波形に比べて低レベルである。このため、地中ケーブル１１が布設されている地上において車両等が通行しても、その通行による地中ケーブル１１の振動レベルは低く、この車両等の通行による振動を地絡に基づく振動と誤認することがない。
【００３６】
地絡に基づく振動は、地絡発生点（事故発生点）から数ｍ程度離れていても、伝播するため測定できる。このため、地中ケーブル１１に対してマンホール１２内のいずれかの部位に加速度センサに付設すればよい。
【００３７】
このように振動測定器２５にて振動が測定されれば、判断手段２７にてその振動が絶縁破壊に基づくものか判断できる。これによって、地中ケーブル１１に絶縁破壊が生じているかが判断され、しかも各マンホール１２内においてその判断が可能であるので、地絡箇所を検出することができる。すなわち、地中ケーブル１１のこれまで得られたデータ（振動解析データ）から類推してこの絶縁破壊したレベル以上の振動があれば絶縁破壊しているものと認識できるものでは、絶縁破壊が発生した際には、直ぐにその発生とその発生箇所を検出することができ、事故箇所除去作業及び復旧作業の迅速化を図ることができる。
【００３８】
振動測定器２５を加速度センサにて構成するようにすれば、市販のものを用いることができ、低コスト化を図ることができる。しかも、市販の加速度センサには種々のタイプがあり、地中ケーブル１１やマンホール１２の環境等にあったものを選択して用いることができ、振動の測定が安定する。
【００３９】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、管路１３のマンホール１２の数及び配設ピッチ（所定区間）を規格されている範囲に任意に設定できる。また、各マンホール１２内での加速度センサの付設位置も任意に設定できる。振動の測定手段としては、加速度センサに限るものではなく、他の振動センサであってもよい。
【００４０】
地絡が検出される地中ケーブル１１として、前記実施形態では、単芯であったが、２芯、３芯等であってもよい。また、地中ケーブル１１としては、ＯＦケーブル、高圧架橋ポリエチレン電力ケーブル、架橋ポリエチレン電力ケーブル、コルゲートケーブル等の地中電線路用の種々のものに対応することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１１   地中ケーブル
１２   マンホール
１３   管路
２５   振動測定器
２６   記憶手段
２７   判断手段
【図１】
2011017637.tif 000003
【図２】
2011017637.tif 000004
【図３】
2011017637.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2011017637.tif 000008
【図７】
2011017637.tif 000009
【図８】
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【図９】
2011017637.tif 000011
【図１０】
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