(57)【要約】【課題】コロナ放電に起因するノイズ等を除去し、部分放電に起因する異常のみを検出するためのＯＦケーブル部分放電診断方法を提供する。【解決手段】高周波電流変換器は、ＯＦケーブルのシースアースに取り付けられ、面電流センサは、ＯＦケーブルの付近の導体に取り付けられ、監視装置は、高周波電流変換器および面電流センサに接続され、方法は、面電流センサおよび高周波電流変換器をそれぞれ用いて電流値を測定し、測定した両電流値を監視装置に送信するステップと、監視装置を用いて、高周波電流変換器で検出される電流波形から、面電流センサで検出されるサージと同期している電流波形を除去することで、コロナ放電に起因するノイズを除去するステップと、監視装置を用いて、ノイズ除去後の高周波電流変換器の電流波形を、ＯＦケーブルの部分放電に起因する信号であると判断することにより、ＯＦケーブルの部分放電を検出するステップと、を含む。【選択図】図２
2019164030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波電流変換器、面電流センサおよび監視装置を用いてＯＦケーブルの部分放電を診断するための方法であって、
前記高周波電流変換器は、前記ＯＦケーブルのシースアースに取り付けられ、
前記面電流センサは、前記ＯＦケーブルの付近の導体に取り付けられ、
前記監視装置は、前記高周波電流変換器および前記面電流センサに接続され、
前記方法は、
前記面電流センサおよび前記高周波電流変換器をそれぞれ用いて電流値を測定し、測定した両電流値を監視装置に送信するステップと、
前記監視装置を用いて、前記高周波電流変換器で検出される電流波形から、前記面電流センサで検出されるサージと同期している電流波形を除去することで、コロナ放電に起因するノイズを除去するステップと、
前記監視装置を用いて、前記ノイズ除去後の前記高周波電流変換器の電流波形を、前記ＯＦケーブルの部分放電に起因する信号であると判断することにより、前記ＯＦケーブルの部分放電を検出するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記監視装置を用いて、異常判定を行うステップをさらに含み、
異常判定における判定基準として、波形数もしくは部分放電電荷量を用いる、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
コロナ放電に起因するノイズを除去する前記ステップは、
前記高周波電流変換器および前記面電流センサにより測定された電流波形が、電源位相に同期していれば、前記電流波形をコロナ放電に起因するノイズであると判断するステップを含む、
請求項１または２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＦケーブル部分放電診断方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地中送電に用いられる電力ケーブルとして、電線を架橋ポリエチレンで覆って絶縁するＣＶケーブル（Ｃｒｏｓｓ−ｌｉｎｋｅｄ  ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  ｐｏｌｙ−Ｖｉｎｙｌ−ｃｈｌｏｒｉｄｅ  ｓｈｅａｔｈｅｄ  Ｃａｂｌｅ）と、電線の周りに油をしみこませた紙を巻いて金属パイプの中に納め、すきまに油を満たして絶縁するＯＦケーブル（Ｏｉｌ  Ｆｉｌｌｅｄ  Ｃａｂｌｅ）と、が主に存在する。
これらの電力ケーブルの健全性を確認するために、部分放電診断が広く用いられている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２３０２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＯＦケーブルのシースアースに高周波電流変換器を取り付けて測定を行う場合、ＯＦケーブルの部分放電に起因する異常波形の他、付近の気中絶縁設備のコロナ放電に起因するノイズやその他のノイズも測定してしまう。
そこで、本発明では、コロナ放電に起因するノイズやその他のノイズを除去し、部分放電に起因する異常のみを検出するためのＯＦケーブル部分放電診断方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、高周波電流変換器、面電流センサおよび監視装置を用いてＯＦケーブルの部分放電を診断するための方法であって、
前記高周波電流変換器は、前記ＯＦケーブルのシースアースに取り付けられ、
前記面電流センサは、前記ＯＦケーブルの付近の導体に取り付けられ、
前記監視装置は、前記高周波電流変換器および前記面電流センサに接続され、
前記方法は、
前記面電流センサおよび前記高周波電流変換器をそれぞれ用いて電流値を測定し、測定した両電流値を監視装置に送信するステップと、
前記監視装置を用いて、前記高周波電流変換器で検出される電流波形から、前記面電流センサで検出されるサージと同期している電流波形を除去することで、コロナ放電に起因するノイズを除去するステップと、
前記ノイズ除去後の前記高周波電流変換器の電流波形を、前記ＯＦケーブルの部分放電に起因する信号であると判断することにより、前記ＯＦケーブルの部分放電を検出するステップと、
を含む。
【０００６】
本発明は、前記監視装置を用いて、異常判定を行うステップをさらに含み、
異常判定における判定基準として、波形数もしくは部分放電電荷量を用いる、
ことが好ましい。
【０００７】
本発明では、コロナ放電に起因するノイズを除去する前記ステップは、
前記高周波電流変換器および前記面電流センサにより測定された電流波形が、電源位相に同期していれば、前記電流波形をコロナ放電に起因するノイズであると判断するステップを含む、
ことが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明のＯＦケーブル部分放電診断方法に用いられる装置構成例の全体図である。
【図２】本発明のＯＦケーブル部分放電診断方法のフローチャートである。
【図３】電源位相のグラフである。
【図４】コロナ放電に起因するノイズを説明するための図である。
【図５】オシロスコープによる波形を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、本発明のＯＦケーブル部分放電診断方法に用いられる装置構成例の全体図である。
第１のＯＦケーブルＯＦ１は、Ｒ相のＯＦケーブルであり、地中から露出した後、図中では省略されているが、第１のケーブルヘッドＣＨ１の上部に接続されるリード線を介して、変圧器等の機器や他の送電線に接続される。その他にも、リード線を介さず直接変圧器等の機器に接続される場合もある。第１のＯＦケーブルＯＦ１のシースアースは、第１の高周波電流変換器ＣＴ１に取り付けられ、第１の高周波電流変換器ＣＴ１によって電流が測定される。第１の高周波電流変換器ＣＴ１により測定された電流値は、監視装置Ｍに送信される。監視装置Ｍは、監視装置本体（ＰＸＩ）、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）および無停電電源装置（ＵＰＳ）等を有する。
第２のＯＦケーブルＯＦ２は、Ｓ相のＯＦケーブルであり、第３のＯＦケーブルＯＦ３は、Ｔ相のＯＦケーブルであり、ともに、第１のＯＦケーブルＯＦ１と同様の構造を有し、それぞれ、第２の高周波電流変換器ＣＴ２または第３の高周波電流変換器ＣＴ３に接続されている。
第１〜第３のＯＦケーブルＯＦ１〜ＯＦ３は、鋼材からなるハウジングＨによって覆われている。ハウジングＨには、ノイズを検出するための面電流センサＳが取り付けられ、面電流センサＳにより測定された電流値は、監視装置Ｍに送信される。
以下、第１〜第３の高周波電流変換器ＣＴ１〜ＣＴ３のうち、第１の高周波電流変換器ＣＴ１のみについて説明するが、第２、第３の高周波電流変換器ＣＴ２、ＣＴ３も同様の測定を行う。
【００１０】
図２は、本発明のＯＦケーブル部分放電診断方法のフローチャートである。
ステップＳ１において、面電流センサＳは、バックグラウンドノイズを測定する。
ステップＳ２において、面電流センサＳおよび第１の高周波電流変換器ＣＴ１をそれぞれ用いて、電流値を測定し、測定した電流値を監視装置Ｍに送信する。ここで、測定は、商用周波数（５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）で２０サイクル行うことが好ましい。
ステップＳ３において、監視装置Ｍは、面電流センサＳおよび第１の高周波電流変換器ＣＴ１から受信した電流値を用いて、図３に示すような電源位相のグラフを作成する。図３は、縦軸が第１の高周波電流変換器ＣＴ１の出力であり、横軸が電源位相である。測定は、２０サイクル行ったため、グラフは、その測定値を重ね合わせて表示している。
【００１１】
ステップＳ４において、監視装置Ｍを用いて、測定した電流値に基づき、コロナ放電に起因するノイズを除去する。上述したように、第１のＯＦケーブルＯＦ１の付近に気中絶縁設備がある場合には、この気中絶縁設備の接続部位などからコロナ放電が発生していることがある。コロナ放電は、異常ではない（すなわちケーブル内部の部分放電ではない）ため、除去する必要がある。ここで、図４を用いてコロナ放電に起因するノイズを説明する。
図４には、第１〜第３の高周波電流変換器ＣＴ１〜ＣＴ３および面電流センサＳにより測定された電流波形と、電源位相と、が示されている。第１〜第３の高周波電流変換器ＣＴ１〜ＣＴ３および面電流センサＳにより、電源位相に同期した電流波形が測定される。面電流センサＳは、コロナ放電に起因するノイズを検出し、部分放電に起因する異常を検出しない。それゆえ、第１〜第３の高周波電流変換器ＣＴ１〜ＣＴ３で検出される電流波形のうち、面電流センサＳで検出されるサージと同期している電流波形は、コロナ放電に起因するノイズと判断することができる。そこで、高周波電流変換器ＣＴ１〜３で検出される電流波形から、面電流センサＳで検出されるサージと同期している電流波形を除去することで、コロナ放電に起因するノイズを除去することができる。なお、コロナ放電に起因する波形は減衰波形となるため、検出値のピークよりしばらくの期間の波形を除去する必要があり、この除去期間は０．５ｍｓ±０．１ｍｓであることが好ましい。
なお、第１〜第３のＯＦケーブルＯＦ１〜ＯＦ３を流れる電流は、位相が１２０度ずれているため、第１〜第３の高周波電流変換器ＣＴ１〜ＣＴ３により測定された電流波形は、実際は、ずれている。ただし、ロゴスキーコイルを用いて３つの電流波形の位相をそろえて、図４のように表示している。
図３において一点鎖線の楕円Ａに示すように、コロナ放電は、電源位相が９０°、２７０°のところに、第１の高周波電流変換器ＣＴ１により測定された点として表示される。この測定値をコロナ放電に起因するノイズであると判断し、除去する。
なお、ステップＳ３とステップＳ４はどちらのステップを先に行ってもよい。
【００１２】
ステップＳ５において、監視装置Ｍを用いて、ノイズ除去後の第１の高周波電流変換器ＣＴ１の電流波形を、第１のＯＦケーブルＯＦ１の部分放電に起因する信号であると判断することにより、第１のＯＦケーブルＯＦ１の部分放電を検出する。
ケーブル内部にて部分放電が発生していた場合、図３において、一点鎖線の長方形Ｂに示すように、電源位相が０°、１８０°、３６０°（ゼロクロス付近）のところに、第１の高周波電流変換器ＣＴ１により測定された部分放電波形の出力値が複数記録される。次に、波形数、周波数、出力値およびピーク値を検出する。
測定は、２０サイクル行ったため、２０サイクルのうちゼロクロス付近の波形数を検出する。これを示したのが、図３の直線である。なお、１サイクルに２回ゼロクロスが存在する。
面電流センサＳおよび第１の高周波電流変換器ＣＴ１による電流値を周波数に変換する。図５は、オシロスコープによる波形を示す図であり、横軸が周波数である。第１の高周波電流変換器ＣＴ１による電流値の周波数成分のピークと次のピークとの間隔が、１．７８ＭＨｚであり、このピークに対応する、面電流センサＳによる電流値の周波数成分のピークと次のピークとの間隔が、２．７０ＭＨｚである。このようにして、周波数を検出する。
【００１３】
ステップＳ６において、監視装置Ｍを用いて、異常判定を行う。判定基準として、例えば、表１に示すように、波形数（第１の高周波電流変換器ＣＴ１により測定された波形の数）、もしくは、部分放電電荷量（第１の高周波電流変換器ＣＴ１により測定された電流値を表２に基づき電荷量に換算したもの）を用いる。これらの判定基準をすべて満たすと、部分放電が異常であると判定してもよいし、これらの判定基準の少なくとも１つを満たすと、部分放電が異常であると判定してもよい。これらの判定基準をいずれも満たさないと、部分放電があるものの、異常ではないと判定してもよい。
【００１４】
【表１】
2019164030.tif 000003
【００１５】
【表２】
2019164030.tif 000004
【００１６】
本発明により、コロナ放電に起因するノイズやその他のノイズを除去し、部分放電に起因する異常のみを検出することができる。
【００１７】
本発明は、上述した例に限定されるものではなく、さまざまな変形が可能である。
例えば、面電流センサは、ＯＦケーブルの付近（例えば、ＯＦケーブルから数メートル以内）の導体に取り付けられていればよく、例えば、ＯＦケーブルのケーブルヘッド下部導体に取り付けられていてもよい。
【図１】
2019164030.tif 000005
【図２】
2019164030.tif 000006
【図３】
2019164030.tif 000007
【図４】
2019164030.tif 000008
【図５】
2019164030.tif 000009