(57)【要約】【課題】絶縁劣化等の診断時に確実に欠陥を顕在化でき、誤判断を防ぐことのできる架空ケーブル接続体の界面欠陥顕在化方法を提供する。【解決手段】線路を生かした状態で、架空ケーブル接続体１に機械的振動を加えることにより欠陥を顕在化することができるため、絶縁性能を的確に把握することができる。また、架空ケーブル接続体１からケーブルを引き抜いて界面を目視観察するといった手間を省くことができ、保守点検に際して線路の送電を停止することなく、かつ診断作業を簡易に行えることによるメンテナンスコストの削減や、診断時間の制約を受けないことによる診断業務の効率化によるコスト削減に寄与する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
架空ケーブル接続体の劣化信号測定を実行する第１の工程と、
前記劣化信号測定の実行中に前記架空ケーブル接続体の所定の部位に外乱を加える第２の工程と、
前記外乱の付与に基づく前記劣化信号測定の信号出力状況を観察する第３の工程とを含むことを特徴とする架空ケーブル接続体の界面欠陥顕在化方法。
【請求項２】
前記第２の工程は、前記所定の部位としてケーブル挿入部に前記外乱を加えることを特徴とする請求項１に記載の架空ケーブル接続体の界面欠陥顕在化方法。
【請求項３】
前記第１の工程は、前記架空ケーブル接続体における部分放電に基づく前記劣化信号測定を行うことを特徴とする請求項１に記載の架空ケーブル接続体の界面欠陥顕在化方法。
【請求項４】
前記第１の工程は、前記架空ケーブル接続体における損失電流変化に基づく前記劣化信号測定を行うことを特徴とする請求項１に記載の架空ケーブル接続体の界面欠陥顕在化方法。
【請求項５】
前記第１の工程は、前記架空ケーブル接続体における接地線電流変化に基づく前記劣化信号測定を行うことを特徴とする請求項１に記載の架空ケーブル接続体の界面欠陥顕在化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力ケーブル、特に配電用の架空ケーブル接続体の界面欠陥顕在化方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
配電用高圧架空ケーブル分岐接続体（以下、「ケーブル分岐接続体」という。）において、絶縁劣化が進行すると、その絶縁劣化部位で部分放電が発生する。そこで、ケーブル分岐接続体における絶縁劣化診断は、その部分放電の発生状態を検出することにより行なわれてきた。
【０００３】
従来のケーブル分岐接続体の絶縁劣化診断方法として、筐体外側に電極を設け、電極の電位変動信号を検出して３相分の信号の差分を取ることにより、ケーブル分岐接続体の絶縁劣化診断を行うものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
特許文献１の方法によると、現地において測定される信号からノイズ成分を除去して部分放電による信号のみを検出するので、絶縁劣化診断を容易かつ正確に行うことができる。
【０００５】
また、現地作業において環境ノイズが大である場合、ケーブル分岐接続体の部分放電を精度よく検出することが難しい。そこで、ケーブルに取り付けた変流器から高周波電流信号を検出し、その波形パターンと周波数スペクトルに基づいて絶縁劣化の度合いを診断するものがある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
特許文献２の方法によると、部分放電信号と環境ノイズのＳ／Ｎ比が向上することによってより小さい部分放電でも精度よく診断することができる。
【０００７】
また、絶縁劣化部位は、乾燥状態と浸潤状態とで部分放電の発生状況に差が生じることが知られている。そのため、絶縁部の電気導電性に基づいて劣化状態を判定する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００８】
特許文献３の方法によると、アース側外部半導電性ゴム嵌合部の電気導電性が低下している場合に絶縁部の劣化が進行していると判定している。
【特許文献１】特開平６−１２３７５６号公報
【特許文献２】特開２０００−２７４３号公報
【特許文献３】特開平７−１０４０２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、従来のケーブル分岐接続体の絶縁劣化診断によると、診断時に必ずしも欠陥に応じた劣化信号が発生しているとは限らないため、欠陥を有するにもかかわらず劣化信号が発生していない場合には絶縁特性の良否について正しく判断できないという問題がある。
【００１０】
配電用の高圧ケーブル線路は運転電界が比較的低いことから、絶縁劣化の進行が遅く、通常は定期的に劣化信号を測定し、その大きさを判定基準と比較して絶縁特性の良否を判断している。しかし、欠陥部から発生する劣化信号は、連続的に発生しているわけではなく、発生・停止を繰り返しながら徐々に大になる傾向を示すことから、従来の定期診断方法では試験中に劣化信号が停止している場合も考えられる。
【００１１】
このように、測定タイミングで偶然に劣化信号が停止していた場合、欠陥を生じていながらも「健全品」と誤判断されてしまう欠点があった。この他に実線路では測定対象物の周囲にも高電圧が印加されている設備が多数あり、これら測定対象物の周囲機器で発生している劣化信号が誘導して検出されてしまうことも懸念される。
【００１２】
従って、本発明の目的は、絶縁劣化等の診断時に確実に欠陥を顕在化でき、誤判断を防ぐことのできる架空ケーブル接続体の界面欠陥顕在化方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は上記目的を達成するため、架空ケーブル接続体の劣化信号測定を実行する第１の工程と、前記劣化信号測定の実行中に前記架空ケーブル接続体の所定の部位に外乱を加える第２の工程と、前記外乱の付与に基づく前記劣化信号測定の信号出力状況を観察する第３の工程とを含む架空ケーブル接続体の界面欠陥顕在化方法を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、絶縁劣化等の診断時に確実に欠陥を顕在化でき、誤判断を防ぐことができる。
【００１５】
測定対象物である架空ケーブル接続体に間欠的に劣化信号が発生する場合、外乱として機械的振動を加えることで劣化信号の発生様相が変化（増加傾向又は減少傾向）する。このことから、架空ケーブル接続体もしくはその周辺機器で発生し、架空ケーブル接続体に誘導して検出されるノイズ等の被疑的な劣化信号か、真の劣化信号かを判別でき、欠陥の存在を顕在化することができる。被疑的な劣化信号の場合、機械的振動を加えても検出信号に変化を生じないからである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本発明の実施の形態に係る部分放電検出回路と診断対象の架空ケーブル接続体を示す図である。
【００１７】
この架空ケーブル接続体１は、幹線ケーブルから分岐ケーブルを分岐させるために設けられるものであり、アルミニウムによって構成されて部分放電信号を検出するための検電部１００を有する金属ケース１０と、金属ケース１０内に収容される接続体本体１１で構成されている。
【００１８】
接続体本体１１は、幹線側に設けられる幹線ケーブル挿入部１２０から挿入される図示しない幹線ケーブルの導体と接続される中心導体スリーブ１２１と、中心導体スリーブ１２１とチューリップコンタクト１２２を介して接続される導体分岐部１２３と、導体分岐部１２３の分岐側に接続される分岐ケーブル挿入部１２５とを有し、外部半導電層１１１，絶縁層１１２，内部半導電層１１３からなるゴムユニット１１０によって覆われて金属ケース１０内に収容された構成を有する。
【００１９】
検電部１００は、ゴムユニット１１０の絶縁層１１２に接触するように設けられる金属端子である検電端子１０１と、検電端子１０１を外部環境から保護する開閉自在な保護カバー１０２とを有し、保護カバー１０２は金属ケース１０に軸１０４を介して回転自在に支持されている。
【００２０】
部分放電測定回路は、分岐ケーブル挿入部１２５に接続され、供試品に電圧を印加する課電トランス２と、架空ケーブル接続体１の検電端子１０１と金属ケース１０に信号線４，５を介して電気的に接続される検出インピーダンス６と、検出インピーダンス６に接続される同調増幅器７と、同調増幅器７の出力信号に基づく可視表示を行う表示部を備えた波形モニタ８を有する。
【００２１】
図２は、図１に示す架空ケーブル接続体での部分放電測定動作を示すフローチャートである。
【００２２】
まず、検電部１００の保護カバー１０２を開けて検電端子１０１に信号線４を接続し、金属ケース１０に信号線５を接続するとともに、分岐ケーブル挿入部１２５に課電トランス２と接続された分岐ケーブルを挿入して（Ｓ１０１）部分放電の測定を開始する（Ｓ１０２）。
【００２３】
次に、部分放電測定工程として、課電トランス２を稼働させて幹線ケーブルに課電する（Ｓ１０３）。
【００２４】
次に、外乱付与工程として、分岐ケーブル挿入部１２５に挿入されている分岐ケーブルの根元に梃子の原理を利用して、外乱としての機械的振動を加える（Ｓ１０４）。
【００２５】
このようにして部分放電を測定しながら課電することにより、部分放電の発生状況に応じた検出信号が出力される。同調増幅器７は、選択された測定周波数で同調増幅する。増幅された検出信号は波形モニタ８に出力される。オペレータは、波形モニタ８に表示される信号波形を監視することにより絶縁劣化の発生状況を観察する（Ｓ１０５）。絶縁劣化の観察を開始してから一定時間が経過するまで観察を継続し（Ｓ１０６：Ｎｏ）、経過後に終了する（Ｓ１０６：Ｙｅｓ）。
【００２６】
図３は、図１に示す分岐ケーブル挿入部を示す部分拡大図である。図示するように金属ケース１０に分岐ケーブル２０が挿入された状態で、分岐ケーブル２０に矢印で示すように外力２１を加えると、分岐ケーブル挿入部１２５を支点として金属ケース１０全体に機械的振動が伝わる。
【００２７】
図４は、架空ケーブル接続体のゴムユニットと、幹線ケーブル挿入部,分岐ケーブル挿入部に挿入されているケーブルの絶縁体表面との界面に欠陥を有する場合の部分放電測定時における観測波形を示し、（ａ）は機械的振動を加えないときの波形、（ｂ）は機械的振動を加えたときの波形である。なお、同図においては、モニタ表示画面５０に課電電圧５１、参考データとしての漏れ電流５２、検電端子から得られた部分放電検出信号５３の波形を示している。
【００２８】
架空ケーブル接続体１の絶縁破壊は、ケーブルとの界面破壊が多くを占めており、その原因となるのは異物の挟みこみや部品の細りによって欠陥（界面ギャップ）を生じることである。そのため、界面に欠陥を生じている場合には、界面を刺激することによって欠陥を顕在化させることができ、さらにその方法として、打撃による機械的振動を外乱として測定対象物に加えることが、簡便かつ有効であることが本発明者によって確認された。
【００２９】
機械的振動を加えない状態では、図４（ａ）に示すように欠陥を有しながらも、部分放電信号が検出されない場合があるが、図３に示すように分岐ケーブル２０に機械的振動を加えた場合には、図４（ｂ）に示すように部分放電検出信号５３にパルス状信号５３Ｐが現れており、機械的振動を加えることによって界面の欠陥が顕在化していることがわかる。
【００３０】
図５は、架空ケーブル接続体のゴムユニットと、幹線ケーブル挿入部，分岐ケーブル挿入部に挿入されているケーブルの絶縁体表面との界面が正常の場合の部分放電測定時における観測波形を示し、（ａ）は機械的振動を加えないときの波形、（ｂ）は機械的振動を加えたときの波形である。
【００３１】
図５に示すように、界面の状態が正常であるときは機械的振動の有無にかかわらずパルス状信号は検出されず、良好なケーブル接続状態であることがわかる。このことから、ケーブル中心導体と、架空ケーブル接続体１の設置電位間の絶縁抵抗を測定しながら、測定対象に外乱を加えることにより、絶縁抵抗測定値の変化の有無を観察し、そのことによって劣化点や故障（破壊）点を特定することも可能である。
【００３２】
なお、上記した欠陥の顕在化方法は、複数の架空ケーブル接続体１が接続されている線路に対しても適用することが可能である。
【００３３】
その応用例としては、例えば、複数の架空ケーブル接続体１が接続されている線路において、試験対象線路の部分放電信号や損失電流等の劣化信号を測定しながら電圧印加し、各架空ケーブル接続体１に外乱として機械的振動を順次加えていく。この作業中に、監視している検出信号の挙動が変化したときに機械的振動を加えている架空ケーブル接続体に欠陥が生じているものと判定することができる。
【００３４】
また、外乱の付与方法についても、上記した機械的振動を測定対象物に加えるものに限定されず、例えば、測定対象物を加熱又は冷却することによる外乱であってもよい。この場合には、測定対象物の温度変化に基づいて架空ケーブル接続体１のゴムユニット１１０とケーブルの絶縁体表面との界面ギャップを変化させることに基づいて欠陥を顕在化させる。機械的振動を加える部位についても、上記した分岐ケーブルの根元に限定されず、金属ケース１０等の他の場所であってもよい。
【００３５】
上記した本発明の実施の形態によると、線路を生かした状態で、架空ケーブル接続体１に機械的振動を加えることにより欠陥を顕在化することができるため、絶縁性能を的確に把握することができる。また、架空ケーブル接続体１からケーブルを引き抜いて界面を目視観察するといった手間を省くことができ、保守点検に際して線路の送電を停止することなく、かつ診断作業を簡易に行えることによるメンテナンスコストの削減や、診断時間の制約を受けないことによる診断業務の効率化によるコスト削減に寄与する。
【００３６】
なお、上記した実施の形態では、架空ケーブル接続体１における部分放電測定時に外乱を加える方法を説明したが、部分放電測定に限定されず、損失電流変化についての測定時や、接地線電流変化についての測定時に外乱を加える場合についても、欠陥を顕在化させるとともに正しい劣化診断を可能にする方法として有効である。
【００３７】
また、図１には、線路とは別に課電トランス２を用意する場合について説明したが、例えば、実線路に設けられている商用トランスを用いた活線作業も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、第１の実施の形態に係る部分放電検出回路と診断対象の架空ケーブル接続体を示す図である。
【図２】図２は、図１に示す架空ケーブル接続体での部分放電測定動作を示すフローチャートである。
【図３】図３は、図１に示す分岐ケーブル挿入部を示す部分拡大図である。
【図４】図４は、架空ケーブル接続体のゴムユニットと、幹線ケーブル挿入部,分岐ケーブル挿入部に挿入されているケーブルの絶縁体表面との界面に欠陥を有する場合の部分放電測定動作における観測波形を示し、（ａ）は機械的振動を加えないときの波形、（ｂ）は機械的振動を加えたときの波形である。
【図５】図５は、架空ケーブル接続体のゴムユニットと、幹線ケーブル挿入部，分岐ケーブル挿入部に挿入されているケーブルの絶縁体表面との界面が正常の場合の部分放電測定動作における観測波形を示し、（ａ）は機械的振動を加えないときの波形、（ｂ）は機械的振動を加えたときの波形である。
【符号の説明】
【００３９】
１…架空ケーブル接続体、２…課電トランス、４，５…信号線、６…検出インピーダンス、７…同調増幅器、８…波形モニタ、１０…金属ケース、１１…架空ケーブル接続体、２０…分岐ケーブル、２１…外力、１００…検電部、１０１…検電端子、１０２…保護カバー、１０４…軸、１１０…ゴムユニット、１１１…外部半導電層、１１２…絶縁層、１１３…内部半導電層、１２０…幹線ケーブル挿入部、１２１…中心導体スリーブ、１２２…チューリップコンタクト、１２３…導体分岐部、１２５…分岐ケーブル挿入部
【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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