(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低圧ケーブルに直流電圧を印加して印加開始直後における絶縁抵抗の変化を計測し、絶縁被覆が劣化している場合に生ずる複数の脈動の一つの脈動ごとに下記の式により定義される放電脈動率を算出し、それらのうち最大の放電脈動率が１％を超えたときに劣化と判断することを特徴とする低圧ケーブルの劣化診断方法。
放電脈動率＝（絶縁抵抗の極大値−絶縁抵抗の極小値）／絶縁抵抗の極大値
【請求項２】
印加する直流電圧を５００Ｖ以上とすることを特徴とする請求項１記載の低圧ケーブルの劣化診断方法。
【請求項３】
絶縁抵抗の変化を、電圧印加開始後２０〜６０秒の間で計測することを特徴とする請求項１記載の低圧ケーブルの劣化診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工場内の各種設備に電力を供給するために用いられている６００Ｖ以下用の低圧ケーブルの劣化を診断する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記のような低圧ケーブルとしては、導体の周囲をゴム絶縁被覆及びビニル絶縁被覆により覆った構造のものが使用されているが、長期間使用する間に絶縁被覆が劣化して亀裂が発生し、絶縁破壊を起こして地絡事故等の原因となることがある。そのため、定期的にその劣化状態を診断して劣化時には低圧ケーブルを取り替える等事故の発生を未然に防止する対策が必要である。
【０００３】
低圧ケーブルの診断方法としては、絶縁抵抗を測定し、電気設備技術基準に準拠して測定した絶縁抵抗の絶対値により劣化を判定する方法が一般的に実施されている。ところが低圧ケーブルは絶縁被覆に亀裂が発生していても基準値以上の高い絶縁抵抗値を示すことが多く、劣化を正確に検出することができないという問題があった。また、運転中に回路の充電電流に含まれる直流成分によりオンラインで診断する方法も実施されているが、この方法でも絶縁抵抗が高い状態での亀裂の発生を検出することはできなかった。
【０００４】
さらに特許文献１には、電線・低圧ケーブル表面の絶縁体またはシースの表面電気抵抗を測定し、その表面電気抵抗の変化から当該電線・低圧ケーブルの劣化の度合いを診断する方法が提案されている。しかしこの方法では低圧ケーブルの長さ方向に適当な間隔をおいて電極を設ける必要があり、長い低圧ケーブルを全長に亘り診断することは困難であった。
【０００５】
なお、高圧ケーブルの劣化状態を診断する方法としては、診断対象の高圧ケーブルに直流高電圧を印加して行なう漏れ電流試験が知られている。しかしこの方法はケーブル離線が必要であるうえ２０分程度の長時間を要するため、管理レベルの高い高圧ケーブルでは必要な試験であるものの、管理レベルの低い低圧ケーブルの診断に適用することは実用的ではない。
【特許文献１】特開平８−２３３８９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記した従来の問題点を解決し、低圧ケーブルの亀裂発生等の劣化状態を、短時間内に簡便かつ正確に判断することができる低圧ケーブルの劣化診断方法を提供するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するためになされた本発明の低圧ケーブルの劣化診断方法は、低圧ケーブルに直流電圧を印加して印加開始直後における絶縁抵抗の変化を計測し、絶縁被覆が劣化している場合に生ずる複数の脈動の一つの脈動ごとに放電脈動率＝（絶縁抵抗の極大値−絶縁抵抗の極小値）／絶縁抵抗の極大値の式により定義される定義される放電脈動率を算出し、それらのうち最大の放電脈動率が１％を超えたときに劣化と判断することを特徴とするものである。なお、印加する直流電圧を５００Ｖ以上とすることが好ましく、絶縁抵抗の変化を、電圧印加開始後２０〜６０秒の間で計測することが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の低圧ケーブルの劣化診断方法によれば、従来のような絶縁抵抗の絶対値ではなく、劣化した低圧ケーブルに発生する固有の放電脈動率により劣化を検出するので、絶縁抵抗が高い状態での亀裂の発生による劣化も確実に検出することができる利点がある。また、劣化診断に当たっては、従来の絶縁抵抗測定と同様に診断対象となる低圧ケーブルに診断装置を接続して電圧を印加するだけでよく、短時間で簡便に診断できるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、本発明を実施するための最良の形態について、図を参照しながら具体的に説明する。
図１は本発明の低圧ケーブルの劣化診断方法を実施する際の診断対象である低圧ケーブル１と診断装置２の接続を示しており、低圧ケーブル１の導線３が診断装置２に接続されている。診断装置２は基本的には低圧ケーブル１の導線３の対地間絶縁抵抗を測定して低圧ケーブルの劣化を診断するものであり、診断装置２の一極は大地に接続される。
【００１０】
診断装置２は一定の電圧を発生して導線３と大地の間に電圧を印加する直流電源装置４と、導線３に流れる電流を検出する電流検出器５と、低圧ケーブル１の絶縁破壊時に診断装置２を保護する過電流保護装置６と、直流電源装置４の出力電圧値と電流検出器５により検出される導線３に流れる電流とから絶縁抵抗の値を算出する演算装置７と、該演算装置７により算出された絶縁抵抗の値を時系列的に記憶する記憶装置８と、記憶装置８に記憶されたデータを解析する解析装置９と、判定装置１０とから構成されている。
【００１１】
解析装置９は、放電脈動率を算出する機能を有するものである。本発明では放電脈動率として、
放電脈動率＝（絶縁抵抗の極大値−絶縁抵抗の極小値）／絶縁抵抗の極大値の式により定義された値を用いる。また、判定装置１０は解析装置により求められた放電脈動率を基準値と比較し、放電脈動率が基準値を超えたときに劣化と判定する判定信号を出力する機能を有するものとなっており、出力される判定信号により警報表示等をすることができる。なお、図中１１は低圧ケーブルの絶縁被覆である。
【００１２】
前記のように低圧ケーブル１と診断装置２を配置し、直流電源装置４を作動させて導線３に直流電圧を印加すると、導線３と大地の間の静電容量を充電する充電電流と絶縁被覆１１の吸収電流が流れ、それに絶縁被覆１１の漏れ電流が流れる。この電流は電流検出器５により検出され、演算装置７により充電電流等も含めて絶縁抵抗として算出されることとなり、算出された絶縁抵抗はその値が時系列的に記憶装置８に記憶される。
【００１３】
図２は電圧印加開始直後における絶縁抵抗の変化を示すグラフである。健全な低圧ケーブル１の導線３に直流電圧を印加して絶縁抵抗測定をするとき、これに流れる電流は電圧印加開始後に時間とともに減少し、やがて一定の値になる。この電流は絶縁被覆１１を含む静電容量を充電するために電圧を印加した直後に流れる変位電流と、絶縁被覆１１が吸収する緩慢に減少しながら流れる分極電流と、時間の経過に関係なくほぼ一定の漏れ電流とが加え合わされたものであり、この電流から絶縁抵抗を求めると絶縁抵抗はＡに示すように徐々に増加して漏れ電流により定まる一定の値に漸近するような変化をすることが知られている。
【００１４】
これに対し絶縁被覆１１が劣化している場合には、絶縁抵抗はＢに示すように絶縁抵抗が時間の経過に伴って増加から減少に転じ、その後再び増加するというように脈動するように変化する。これは絶縁被覆１１の亀裂内部における微小放電などの影響と想定される。この放電脈動現象による絶縁抵抗の値の脈動は複数現れることがあり、図２は２個の脈動が現れた状態を示している。解析装置９は一つの脈動ごとに前記した放電脈動率を算出し、複数算出した場合にはそのうち最大のものを判定装置１０に与える。判定装置１０は解析装置から与えられた放電脈動率を基準値と比較し、放電脈動率が基準値である１％を超えれば判定信号を出力する。これにより、低圧ケーブル１が劣化していることを知ることができる。
【００１５】
本発明においては、低圧ケーブル１に印加する直流電圧は５００Ｖ以上とするのが好ましい。５００Ｖ未満では放電脈動が発生しない可能性があるためである。また絶縁抵抗の変化の解析は電圧印加後の分極電流が収束する２０秒後から６０秒後までの間で行なうのが好ましい。この時間帯において放電脈動を最も明確に検出できるからである。このようにごく短時間で診断を完了することができるのが、本発明の大きな利点である。
【実施例】
【００１６】
劣化状態が様々に異なる天井クレーン用低圧ケーブルを対象として、本発明方法による劣化診断と絶縁破壊電圧の測定とを行なった。その結果は表１に示す通りであり、前述の放電脈動率が１％を超えたときに劣化と判断する本発明の方法が、目視により確認された低圧ケーブルの実際の劣化状態と正確に対応することが確認された。また絶縁抵抗の絶対値は、亀裂の程度と必ずしも一致しないことも分かる。
【００１７】
【表１】
0004681391.tif 000002
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】低圧ケーブルと診断装置の配置を示す図である。
【図２】時間に対する絶縁抵抗値の変化の例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００１９】
１  低圧ケーブル
２  診断装置
３  導線
４  直流電源装置
５  電流検出器
６  過電流保護装置
７  演算装置
８  記憶装置
９  解析装置
１０  判定装置
１１  絶縁被覆
【図１】
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【図２】
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