(57)【要約】【課題】電力ケーブルの劣化診断を行う際、密閉型開閉装置の開封及び密封作業が不要になり、劣化診断に付帯する手間とコストを大幅に削減することができる電力ケーブルの劣化診断方法を提供する。【解決手段】密閉型開閉装置１４の外部筐体１６の内部に電力ケーブル１０の終端部１２及びこれと接続される機構接地２４が設けられた電力ケーブル１０の劣化診断方法において、前記外部筐体１６から電気的に絶縁された状態で外部に取り出された機構接地２４の接地側と接地電位２８間を切り離して、その接地側と試験電圧発生装置３２を接続し、試験電圧を機構接地２４を介して電力ケーブル１０の導体に印加し、電力ケーブル１０から生じる劣化信号を測定することにより電力ケーブル１０の劣化状態を診断する方法である。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉型開閉装置の外部筐体の内部に電力ケーブルの終端部及びこれと接続される機構接地が設けられた電力ケーブルの劣化診断方法において、前記外部筐体から電気的に絶縁された状態で外部に取り出された機構接地の接地側と接地電位間を切り離して、その接地側と試験電圧発生装置を接続し、試験電圧を機構接地を介して電力ケーブルの導体に印加し、電力ケーブルから生じる劣化信号を測定することにより電力ケーブルの劣化状態を診断することを特徴とする電力ケーブルの劣化診断方法。
【請求項２】
前記外部筐体の内部に終端部と接続され、外部筐体から電気的に絶縁された状態で外部に取り出された電力機器の接地側と接地電位間を切り離して、その接地側と試験電圧発生装置を機構接地の接地側と並列に接続し、試験電圧を機構接地及び電力機器を介して電力ケーブルに印加し、電力ケーブルから生じる劣化信号を測定することにより電力ケーブルの劣化状態を診断することを特徴とする請求項１記載の電力ケーブルの劣化診断方法。
【請求項３】
前記外部筐体の内部に終端部と接続され、外部筐体から電気的に絶縁された状態で外部に取り出された電力機器の接地側と接地電位との間に信号検出器を配置し、試験電圧を機構接地を介して電力ケーブル及び電力機器に印加し、電力ケーブル及び電力機器から生じる信号を検出すると共に、電力機器の接地側と接地電位との間に配置された信号検出器により電力機器から生じる機器信号を検出し、前記電力ケーブル及び電力機器から生じる信号より電力機器から生じる機器信号を差し引いた信号を用いて電力ケーブルの劣化状態を診断することを特徴とする請求項１記載の電力ケーブルの劣化診断方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電力ケーブルの劣化診断方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電力ケーブル（以下、ケーブルと略称する）の重要な性能の一つは絶縁体の絶縁性能である。この絶縁体は油を含浸した紙で構成されるもの、ゴムやポリエチレン等のプラスチックで構成されるもの等が一般的である。ケーブルの使用を続けると、その使用環境や使用条件により、絶縁体を構成する材料が劣化して行き、絶縁性能が低下してくる。この絶縁性能が所望の値を下回ると、ケーブルは絶縁破壊を起こし、電力の送電に甚大な支障をきたす。このため、ケーブルの絶縁体の劣化状態を診断する各種の劣化診断方法が開発されている。
【０００３】
その劣化診断方法としては、ケーブルに直流電圧を印加して絶縁体中を流れる電流を評価する直流漏れ電流法（特許文献１等参照）、ケーブルと無損失標準コンデンサに交流電圧を印加して両者に流れる電流を用いて絶縁体のｔａｎδ（誘電正接）を評価するｔａｎδ法（特許文献２等参照）、あるいは、同様な測定にて絶縁体中を流れる電流中の印加電圧と同相の電流（損失電流）を測定し、その中に含まれる高調波成分を評価する損失電流法（特許文献３等参照）、ケーブルの導体に直流電圧を印加した後に交流電圧を印加して、その際に絶縁体中の劣化部分から放出される電荷を評価する残留電荷法（特許文献４等参照）等がある。
【０００４】
ケーブルの絶縁体の劣化診断方法は、絶縁体の絶縁性能という電気的な特性を把握するという観点から、前記したように、絶縁体に何らかの電圧を加えてその応答を評価する方法が好ましく、そのような診断方法が主に検討されている。従って、基本的には、図４に示すように、試験電圧を発生する試験電圧発生装置１の出力の低圧側を接地電位２とし、出力の高圧側と診断対象であるケーブル３の導体とを電気的に接続し、ケーブル３の遮蔽導体を接地電位２とする回路を構成し、前記試験電圧発生装置１の低圧側と接地電位２との間（図４（ａ）参照）、若しくは、試験電圧発生装置１の高圧側とケーブル３の導体との間（図４（ｂ）参照）、又は、ケーブル３の遮蔽導体と接地電位２との間（図４（ｃ）参照）に信号検出器４を配置し、信号検出器４で検出される劣化信号を測定装置５で測定して評価するといった構成になる。
【０００５】
ケーブル３は一般的に遮蔽導体が多数の地点で接地されているため、図４（ｃ）に示すような遮蔽導体と接地電位２との間に信号検出器４を配置する回路構成の場合、一箇所だけに信号検出器４を配置しただけではケーブル全体の劣化診断を行うことができず、また、すべての箇所に信号検出器４を配置することはコストの観点から現実的ではない。このため、現地劣化診断に適用できる回路構成は、図４（ａ）に示すような試験電圧発生装置１の低圧側と接地電位２との間に信号検出器４を配置する場合、或いは、図４（ｂ）に示すような試験電圧発生装置１の高圧側とケーブル３の導体との間に信号検出器４を配置するものに限定される。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−３０６２４１号公報（特許請求の範囲、発明の詳細な説明の項の段落番号０００３）
【特許文献２】
特開平６−３３９１号公報（発明の詳細な説明の項の段落番号０００２乃至０００３、図２）
【特許文献３】
特開平５−２６４６４２号公報（特許請求の範囲、発明の詳細な説明の項の段落番号０００７乃至０００８、図１）
【特許文献４】
特開平８−６２２８０号公報（特許請求の範囲）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ケーブル３の終端部の種類には、気中終端部、油中終端部、ガス中終端部がある。油中終端部とガス中終端部は密閉される外部筐体（密閉容器）の内部に開閉器及び機構接地が設けられた密閉型開閉装置に収められている。前記従来の劣化診断方法では、診断対象であるケーブル３の導体に試験電圧を印加する必要があるため、少なくともケーブル３のどちらか一方の終端部が気中終端部であることが望ましい。ケーブル３の終端部のどちらも油中終端部又はガス中終端部である場合は、試験電圧を印加するために、どちらか一方の終端部の導体を露出させる必要がある。このため、ケーブルの劣化診断前にその終端部が収められた密閉型開閉装置を開封する作業、劣化診断後に開封箇所を密封する作業が必要となり、診断に付帯する手間とコストが大幅に増加する。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ケーブルの劣化診断を行う際、密閉型開閉装置の開封及び密封作業が不要になり、劣化診断に付帯する手間とコストを大幅に削減することができるケーブルの劣化診断方法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に記載されたケーブルの劣化診断方法は、密閉型開閉装置の外部筐体の内部にケーブルの終端部及びこれと接続される機構接地が設けられた劣化診断方法において、前記外部筐体から電気的に絶縁された状態で外部に取り出された機構接地の接地側と接地電位間を切り離して、その接地側と試験電圧発生装置を接続し、試験電圧を機構接地を介してケーブルの導体に印加し、ケーブルから生じる劣化信号を測定することによりケーブルの劣化状態を診断するものである。
【００１０】
このような診断方法によると、密閉型開閉装置の外部筐体の内部に、感電事故防止等の安全機構として、外部からの操作によりケーブルの終端部に接続される高圧母線を接地電位に短絡させる目的で設けられている前記機構接地の接地側が、外部筐体から電気的に絶縁された状態で外部に取り出されているのを利用し、試験電圧発生装置から試験電圧を前記機構接地を介してケーブルの導体に印加し、ケーブルの劣化状態を診断することが可能になる。従って、従来のようなケーブルの劣化診断前にその導体を外部に露出させるために密閉型開閉装置を開封したり、劣化診断後にその封箇所を密封したりする密閉型開閉装置の開封及び密封作業が不要になり、ケーブルの劣化診断に付帯する手間とコストを大幅に削減することができる。
【００１１】
本発明の請求項２に記載されたケーブルの劣化診断方法は、請求項１記載の診断方法において、前記外部筐体の内部に終端部と接続され、外部筐体から電気的に絶縁された状態で外部に取り出された電力機器の接地側と接地電位間を切り離して、その接地側と試験電圧発生装置を機構接地の接地側と並列に接続し、試験電圧を機構接地及び電力機器を介してケーブルに印加し、ケーブルから生じる劣化信号を測定することによりケーブルの劣化状態を診断するものである。
【００１２】
このような診断方法によると、計器用変圧器や避雷器等の電力機器の高圧側と低圧側にも試験電圧が印加されるため、電力機器の高圧母線に接続される高圧側と接地電位に接続される接地側が同電位になって電位差が生じなくなり、測定回路中に前記電力機器が含まれないのと等価な回路構成になる。従って、電力機器の影響を受けることなくケーブルの劣化状態を診断することが可能になり、前記請求項１記載の発明が奏する効果に加えて、ケーブルの劣化診断の精度を向上させることができる。また、電力機器の影響を受けないようにするために、劣化診断前に密閉型開閉装置を開封し、電力機器を高圧母線から外して外部に取り出したり、劣化診断後に電力機器を高圧母線に取り付け、開封箇所を密封したりする作業が不要になるので、診断作業能率を向上させることができる。更に、試験電圧として直流電圧を用いてケーブルの劣化診断を行うことができ、劣化診断方法の適用幅を広げることができる。
【００１３】
本発明の請求項３に記載されたケーブルの劣化診断方法は、請求項１記載の診断方法において、前記外部筐体の内部に終端部と接続され、外部筐体から電気的に絶縁された状態で外部に取り出された電力機器の接地側と接地電位との間に信号検出器を配置し、試験電圧を機構接地を介して電力ケーブル及び電力機器に印加し、電力ケーブル及び電力機器から生じる信号を検出すると共に、電力機器の接地側と接地電位との間に配置された信号検出器により電力機器から生じる機器信号を検出し、前記電力ケーブル及び電力機器から生じる信号より電力機器から生じる機器信号を差し引いた信号を用いて電力ケーブルの劣化状態を診断するものである。
【００１４】
このような診断方法によると、ケーブル及び電力機器から生じる信号の中に含まれる電力機器から生じる機器信号が取り除かれて、ケーブルから生じる真の劣化信号だけを求めることが可能になる。従って、前記請求項１記載の発明が奏する効果に加えて、ケーブルの劣化状態を精度よく診断することができる。また、電力機器の影響を受けないようにするために、劣化診断前に密閉型開閉装置を開封し、電力機器を高圧母線から外して外部に取り出したり、劣化診断後に電力機器を高圧母線に取り付け、開封箇所を密封したりする作業が不要になり、電力機器を密閉型開閉装置内に保持した状態でケーブルの劣化診断を行えるので、診断作業能率を向上させることができる
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の第１実施形態に係るケーブル１０の劣化診断方法を実施するための測定回路図である。同図において、診断対象であるケーブル１０の終端部１２は密閉型開閉装置１４を構成する外部筐体１６の内部に設けられている。また、外部筐体１６の内部には、前記終端部１２のほかに、例えば、計器用変圧器２０及び避雷器２２からなる電力機器１８、機構接地２４、更に、ケーブル１０を送配電設備等（図示せず）から遮断するための開閉器２６が設けられ、前記終端部１２と高圧母線２７で接続される。なお、本実施形態では、電力機器１８が計器用変圧器２０及び避雷器２２からなるが、両者のいずれか一方、又は、両者若しくはいずれか一方に他の内部機器を組み合わせたものでもよく、更に、電力機器１８が無い場合もある。
【００１６】
機構接地２４は感電事故防止等の安全機構として、外部からの操作により、例えば、計器用変圧器２０及び避雷器２２からなる電力機器１８等が終端部１２に接続される高圧母線２７を接地電位２８に短絡させる目的で設けられているものである。電力機器１８の計器用変圧器２０及び避雷器２２、更に、機構接地２４（ケーブル１０の劣化診断時を除く）の低圧側、即ち、接地側は、接地側配線３０により前記外部筐体１６から電気的に絶縁された状態で外部に取り出され、接地電位２８と接続されて同電位とされる。また、試験電圧を発生する試験電圧発生装置３２の低圧側は接地電位２８と同電位とされ、高圧側はこれと機構接地２４との間に配置された信号検出器３４及び密閉型開閉装置１４内の機構接地２４を介して、ケーブル１０の導体と電気的に接続され、ケーブル１０の遮蔽導体は接地電位２８と同電位とされる。本実施形態の劣化診断方法を実施するための測定回路は以上のような構成になっている。
【００１７】
次に、上記測定回路を用いて、本実施形態に係るケーブル１０の劣化診断方法を説明すると、先ず、前記密閉型開閉装置１４の外部筐体１６から電気的に絶縁された状態で外部に取り出された機構接地２４の接地側と接地電位２８間を切り離して、その接地側と試験電圧発生装置３２を電気的に接続する。具体的には、機構接地２４の接地側の端子（図示せず）から機構接地２４と接地電位２８を接続している接地側配線３０を取り外して、その端子に高圧配線３３を介して試験電圧発生装置３２を接続するか、又は、機構接地２４と接地電位２８との間に回路切換スイッチ（図示せず）を設け、回路切換スイッチの切換え操作により機構接地２４の接続を接地電位２８側から試験電圧発生装置３２側に切り換える。
【００１８】
次に、試験電圧発生装置３２からケーブル１０の劣化診断方法に適応する試験電圧を機構接地２４を介してケーブル１０の導体に印加し、ケーブル１０の絶縁体から生じる劣化信号を信号検出器３４で検出し、測定装置３６により測定解析してケーブルの劣化状態を診断する。この機構接地２４の接地側が外部筐体１６の外側に取り出されたインターフェース部分の絶縁性能は直流１０ｋＶ程度が期待されるので、その電圧レベル相当の試験電圧にて測定を行うことができる。
【００１９】
このようなケーブル１０の劣化診断方法によると、密閉型開閉装置１４の外部筐体１６の内部に設けられている前記機構接地２４の接地側が外部筐体１６から電気的に絶縁された状態で外部に取り出されているのを利用し、試験電圧発生装置３２から試験電圧を前記機構接地２４を介してケーブル１０の導体に印加し、ケーブル１０の劣化状態を診断することが可能になる。従って、従来のようなケーブル１０の劣化診断前にその導体を外部に露出させるために密閉型開閉装置１４を開封したり、劣化診断後に開封箇所を密封したりする密閉型開閉装置１４の開封及び密封作業が不要になり、ケーブル１０の劣化診断に付帯する手間とコストを大幅に削減することができる。
【００２０】
図２は本発明の第２実施形態に係るケーブル１０の劣化診断方法を実施するための測定回路図である。本実施形態の劣化診断方法は、同図に示すように、機構接地２４と接地電位２８間を前記したような方法で切り離して、機構接地２４の接地側と試験電圧発生装置３２を接続すると共に、電力機器１８が、例えば、計器用変圧器２０及び避雷器２２からなる場合、これら計器用変圧器２０及び避雷器２２の各接地側と接地電位間２８も同様な方法で切り離して、これら接地側と試験電圧発生装置３２を機構接地２４の接地側と並列に接続する。
【００２１】
次に、試験電圧発生装置３２から試験電圧を機構接地２４、電力機器１８の計器用変圧器２０及び避雷器２２を介してケーブル１０の導体に印加し、ケーブル１０の絶縁体から生じる劣化信号を試験電圧発生装置３２の高圧側と機構接地２４との間に配置された信号検出器３４で検出し、測定装置３６により測定解析してケーブル１０の劣化状態を診断する。その他の構成は第１実施形態と同一である。
【００２２】
このようなケーブル１０の劣化診断方法によると、電力機器１８を構成する計器用変圧器２０及び避雷器２２の高圧側と低圧側にも試験電圧が印加されるため、前記高圧母線２７に接続される高圧側と接地側が同電位になって電位差が生じなくなり、測定回路中に電力機器１８、即ち、前記計器用変圧器２０及び避雷器２２が含まれないのと等価な回路構成になる。従って、電力機器１８の影響を受けることなくケーブル１０の劣化状態を診断することが可能になり、診断の精度を向上させることができる。
【００２３】
また、前記電力機器１８の影響を受けないようにするために、劣化診断前に密閉型開閉装置１４を開封し、前記電力機器１８を高圧母線２７から外して外部に取り出したり、劣化診断後に前記電力機器１８を高圧母線２７に取り付け、開封箇所を密封したりする作業が不要になるので、診断作業能率を向上させることができる。更に、試験電圧として直流電圧を用いてケーブル１０の劣化診断を行うことができる。
【００２４】
図３は本発明の第３実施形態に係るケーブル１０の劣化診断方法を実施するための測定回路図である。本実施形態の劣化診断方法は、同図に示すように、機構接地２４と接地電位２８間を前記したような方法で切り離して、機構接地２４の接地側と試験電圧発生装置３２を接続すると共に、外部筐体１６から電気的に絶縁された状態で外部に取り出された電力機器１８を構成する、例えば、計器用変圧器２０及び避雷器２２の各接地側と接地電位との間に信号検出器３５を配置する。
【００２５】
次に、試験電圧発生装置３２から試験電圧を機構接地２４を介してケーブル１０の導体及び電力機器１８に印加し、ケーブル１０及び電力機器から生じる信号を試験電圧発生装置３２の高圧側と機構接地２４との間に配置された信号検出器３４で検出する。また、前記計器用変圧器２０及び避雷器２２の各接地側と接地電位２８との間に配置された信号検出器３５によりこれら計器用変圧器２０及び避雷器２２から生じる機器信号を検出し、差動増幅器３８により、前記ケーブル１０及び電力機器１８から生じる信号より計器用変圧器２０及び避雷器２２から各々生じる機器信号を差し引いた信号を求め、これを測定装置３６により測定解析してケーブル１０の劣化状態を診断する。その他の構成は第１実施形態と同一である。
【００２６】
このような診断方法によると、ケーブル１０及び電力機器１８（計器用変圧器２０及び避雷器２２）から生じる信号の中に含まれる前記電力機器１８から生じる機器信号が取り除かれて、ケーブル１０から生じる真の劣化信号だけを求めることが可能になる。従って、第２実施形態の診断方法と同様に、ケーブル１０の劣化状態を精度よく診断することができる。また、電力機器１８を密閉型開閉装置１４内に保持した状態でケーブル１０の劣化診断を行えるので、診断作業能率を向上させることができる。
【００２７】
なお、前記各実施形態の劣化診断方法では、試験電圧発生装置３２の高圧側と機構接地２４との間に配置された信号検出器３４でケーブル１０から生じる劣化信号を検出するようにしたが、試験電圧発生装置３２の低圧側と接地電位２８との間に配置された信号検出器３４で検出するようにしてもよい。また、ケーブル１０の反対側の終端部１２が密閉型開閉装置１４の内部に設けられている場合には、試験電圧発生装置から出力される試験電圧を、該終端部１２を内蔵する密閉型開閉装置１４の機構接地２４を介してケーブル１０の導体に印加し、ケーブル１０の劣化診断を行うようにしてもよいことは勿論である。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のケーブルの劣化診断方法によると、密閉型開閉装置の外部筐体から電気的に絶縁された状態で外部に取り出された機構接地の接地側と接地電位間を切り離して、その接地側と試験電圧発生装置を接続し、試験電圧を機構接地を介してケーブルの導体に印加し、ケーブルから生じる劣化信号を測定することによりケーブルの劣化状態を診断するようにしたので、試験電圧発生装置から試験電圧を前記機構接地を介してケーブルの導体に印加し、ケーブルの劣化状態を診断することが可能になる。従って、従来のようなケーブルの劣化診断前にその導体を外部に露出させるために密閉型開閉装置を開封したり、劣化診断後に開封箇所を密封したりする密閉型開閉装置の開封及び密封作業が不要になり、ケーブルの劣化診断に付帯する手間とコストを大幅に削減することができる。
【００２９】
本発明の請求項２に記載されたケーブルの劣化診断方法によると、前記外部筐体の内部に終端部と接続され、外部筐体から電気的に絶縁された状態で外部に取り出された電力機器の接地側と接地電位間を切り離して、その接地側と試験電圧発生装置を機構接地の接地側と並列に接続し、試験電圧を機構接地及び電力機器を介してケーブルに印加し、ケーブルから生じる劣化信号を測定することによりケーブルの劣化状態を診断するようにしたので、計器用変圧器や避雷器等の電力機器の高圧側と低圧側にも試験電圧が印加され、測定回路中に前記電力機器が含まれないのと等価な回路構成になって、電力機器の影響を受けることなくケーブルの劣化状態を診断することが可能になり、前記請求項１記載の発明が奏する効果に加えて、ケーブルの劣化診断の精度を向上させることができる。
【００３０】
また、電力機器の影響を受けないようにするために、劣化診断前に密閉型開閉装置を開封し、電力機器を高圧母線から外して外部に取り出したり、劣化診断後に電力機器を高圧母線に取り付け、開封箇所を密封したりする作業が不要になるので、診断作業能率を向上させることができる。更に、試験電圧として直流電圧を用いてケーブルの劣化診断を行うことができ、劣化診断方法の適用幅を広げることができる。
【００３１】
本発明の請求項３に記載されたケーブルの劣化診断方法によると、前記外部筐体の内部に終端部と接続され、外部筐体から電気的に絶縁された状態で外部に取り出された電力機器の接地側と接地電位との間に信号検出器を配置し、試験電圧を機構接地を介してケーブル及び電力機器に印加し、ケーブル及び電力機器から生じる信号を検出すると共に、電力機器の接地側と接地電位との間に配置された信号検出器により電力機器から生じる機器信号を検出し、前記ケーブル及び電力機器から生じる信号より電力機器から生じる機器信号を差し引いた信号を用いてケーブルの劣化状態を診断するようにしたので、ケーブル及び電力機器から生じる信号の中に含まれる電力機器から生じる機器信号が取り除かれて、ケーブルから生じる真の劣化信号だけを求めることが可能になる。従って、前記請求項１記載の発明が奏する効果に加えて、ケーブルの劣化状態を精度よく診断することができる。
【００３２】
また、電力機器の影響を受けないようにするために、劣化診断前に密閉型開閉装置を開封し、電力機器を高圧母線から外して外部に取り出したり、劣化診断後に電力機器を高圧母線に取り付け、開封箇所を密封したりする作業が不要になり、電力機器を密閉型開閉装置内に保持した状態でケーブルの劣化診断を行えるので、診断作業能率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るケーブルの劣化診断方法を実施するための測定回路図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係るケーブルの劣化診断方法を実施するための測定回路図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係るケーブルの劣化診断方法を実施するための測定回路図である。
【図４】従来のケーブルの劣化診断方法に用いる測定回路図で、（ａ）は信号検出器を試験電圧発生装置の低圧側と接地電位との間に、（ｂ）は信号検出器を試験電圧発生装置の高圧側とケーブルの導体との間に、（ｃ）は信号検出器をケーブルの遮蔽導体と接地電位との間）に配置したものである。
【符号の説明】
１０    ケーブル
１２    終端部
１４    密閉型開閉装置
１６    外部筐体
１８    電力機器
２０    計器用変圧器
２２    避雷器
２４    機構接地
２６    開閉器
２７    高圧母線
２８    接地電位
３０    接地側配線
３２    試験電圧発生装置
３３    高圧配線
３４    信号検出器
３５    信号検出器
３６    測定装置
３８    差動増幅器
【図１】
2004361293.tif 000003
【図２】
2004361293.tif 000004
【図３】
2004361293.tif 000005
【図４】
2004361293.tif 000006