(57)【要約】【課題】  電力設備における欠陥の除去率を高め、かつ試験合格品には電気トリーを残さない課電方法を提供することにより、試験合格にも関わらず試験直後に絶縁破壊するといった試験の誤判定や非破壊電気トリーの発生などの悪影響を少なくさせる耐電圧試験方法を提供する。【解決手段】  電力ケーブル、変圧器、発電機、電動機等の電力設備に、第１の試験電圧（Ｖ１）を所定時間課電した後に、第１の試験電圧（Ｖ１）よりも低い第２の試験電圧（Ｖ２）を所定時間課電することによる耐電圧試験方法。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力設備についての耐電圧試験方法において、
前記電力設備に、第１の試験電圧（Ｖ１）を課電した後に、前記第１の試験電圧（Ｖ１）よりも低い第２の試験電圧（Ｖ２）を課電することを特徴とする耐電圧試験方法。
【請求項２】
前記第１の試験電圧（Ｖ１）の課電時間は、予め定めた所定の時間とし、
前記第２の試験電圧（Ｖ２）の課電時間は、前記電力設備に課電される平均電界との関係によって定まる部分放電継続時間以上の時間とすることを特徴とする請求項１に記載の耐電圧試験方法。
【請求項３】
前記第１の試験電圧（Ｖ１）と前記第２の試験電圧（Ｖ２）は、前記第１の試験電圧（Ｖ１）より前記第２の試験電圧（Ｖ２）へ連続降圧的に変化させられることを特徴とする請求項１に記載の耐電圧試験方法。
【請求項４】
前記第１の試験電圧（Ｖ１）と前記第２の試験電圧（Ｖ２）は、前記第１の試験電圧（Ｖ１）より前記第２の試験電圧（Ｖ２）へ段階的に変化させられることを特徴とする請求項１に記載の耐電圧試験方法。
【請求項５】
前記第２の試験電圧（Ｖ２）は、前記第１の試験電圧（Ｖ１）より高い周波数を有することを特徴とする請求項４に記載の耐電圧試験方法。
【請求項６】
前記第１の試験電圧（Ｖ１）と前記第２の試験電圧（Ｖ２）は、１．０１≦Ｖ１／Ｖ２≦２．０の範囲に設定されることを特徴とする請求項１に記載の耐電圧試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力設備の耐電圧試験方法に関し、特に、電力設備の健全性確認試験のために行う確度の高い耐電圧試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力ケーブル等の電力設備の絶縁耐力を確認するため、耐電圧試験が行われている。耐電圧試験とは、万一試験対象試料中に欠陥が存在した場合、通常の運転電圧よりも高い電圧を一定時間課電して、この欠陥から電気トリーを発生・進展させて破壊させることにより、欠陥摘出及び試料の健全性を評価するものである。
【０００３】
現在行われている送変電設備の耐電圧試験として、例えば、電技の解釈第１４条に基づいた試験電圧値を１０分間課電する試験がある（非特許文献１参照）。
【０００４】
また、別の例として、破壊試験データを元に決定した試験電圧を１０分間課電する試験がある（非特許文献２参照）。
【非特許文献１】電気協同研究第５３巻第４号、１５７−１５８頁、第２−１−２表、平成１０年３月発行
【非特許文献２】電気学会電線・ケーブル研究会資料ＥＣ−０２−３、１５−２０頁、２００２年２月発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、非特許文献１や非特許文献２で述べられているような規定又は所定の単一電圧のみを１０分間課電するだけの方法の場合、「課電時間不足」や「耐圧試験終了直前に電気トリーが発生する」などの理由により、欠陥から電気トリーが発生したものの、破壊に至らずにそのまま残ってしまい、試験サンプル中の欠陥の除去が不完全となるのみならず、試験サンプルの劣化を進行させている可能性がある。この場合、耐圧試験は合格したにも関わらず、その後の商用運転電圧印加により電気トリーが進展し、絶縁破壊事故を起こすという事態を招く恐れがある。
【０００６】
即ち、従来の耐圧試験法によれば、通常の運転電圧よりも高い試験電圧を所定時間印加するようにしているため、試験終了直前に電気トリーが発生し、試験終了時に破壊に至らない電力設備、例えば、電力ケーブルを耐圧不良品として抽出することができなかった。
【０００７】
従って、本発明の目的は、試験サンプル中の欠陥の除去率を高め、かつ試験合格品には電気トリーを残さない課電方法を提供することにより、試験合格にも関わらず試験直後に絶縁破壊するといった試験の誤判定や非破壊電気トリーの発生などの悪影響を少なくさせる耐電圧試験方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するため、電力設備についての電力設備の耐電圧試験方法において、前記電力設備に、第１の試験電圧（Ｖ１）を課電した後に、前記第１の試験電圧（Ｖ１）よりも低い第２の試験電圧（Ｖ２）を課電することを特徴とする耐電圧試験方法を提供する。
【０００９】
本発明において、電力設備とは、例えば、電力ケーブル、変圧器、発電機、電動機であり、本発明の好ましい態様においては、前記第１の試験電圧（Ｖ１）の課電時間は、予め定めた所定の時間とし、前記第２の試験電圧（Ｖ２）の課電時間は、前記電力設備に課電される平均電界との関係によって定まる部分放電継続時間以上の時間とすることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様においては、前記第１の試験電圧（Ｖ１）と前記第２の試験電圧（Ｖ２）は、前記第１の試験電圧（Ｖ１）より前記第２の試験電圧（Ｖ２）へ連続降圧的に変化させられることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様においては、前記第１の試験電圧（Ｖ１）と前記第２の試験電圧（Ｖ２）は、前記第１の試験電圧（Ｖ１）より前記第２の試験電圧（Ｖ２）へ段階的に変化させられることを特徴とする。このとき、本発明の好ましい態様においては、前記第２の試験電圧（Ｖ２）は、前記第１の試験電圧（Ｖ１）より高い周波数を有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様においては、前記第１の試験電圧（Ｖ１）と前記第２の試験電圧（Ｖ２）は、１．０１≦Ｖ１／Ｖ２≦２．０の範囲に設定されることを特徴とする。
【００１３】
本発明の上記構成によれば、第１の試験電圧（Ｖ１）を課電した後に、Ｖ１よりも低い第２の試験電圧（Ｖ２）を電力設備に課電したことにより、その欠陥から電気トリーを発生させた後、絶縁破壊に至らしめ、欠陥を除去できるため、誤判定の少ない確度の高い耐圧試験方法の提供が可能となる。
【００１４】
また、本発明の上記構成によれば、試験終了直前に電気トリーが発生するという事態も防げるため、非破壊電気トリーの発生などの悪影響を与えることのない耐圧試験方法の提供が可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の耐電圧試験方法によれば、絶縁性能不良の測定対象物の除去率を高め、合格した測定対象物の絶縁性能に悪影響を与えることもないため、確度の高い健全性確認試験を提供することができるという優れた効果が発揮される。
【００１６】
また、本発明の課電パターンによる耐圧試験を実施することにより、部分放電測定をしなくても、電気トリーの発生の有無が把握できるため、初期欠陥のない設備(経年使用により、ボイドなどの初期欠陥がスクリーニングされた物)の健全性確認が部分放電測定を省略した安価な試験で達成できる。また、tanδや直流漏れ電流、損失電流測定などの非破壊絶縁診断を実施しなくても、電圧印加だけにより安価に健全性確認試験を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態における課電パターンを示している。この課電パターンでの耐電圧試験は次のように行う。
【００１８】
最初に第１の試験電圧である最高試験電圧(Ｖ１)を課電し、残存寿命短い有害欠陥からの電気トリーを発生させる。この後に若干電圧を下げて第２の試験電圧である長時間試験電圧(Ｖ２)を課電する。一旦電気トリーが発生すると、部分放電開始電圧は極端に低下するため、少々電圧が降下しても部分放電は継続して発生し、絶縁破壊に至る。電圧Ｖ１，Ｖ２は、商用運転電圧Ｖ０より大である（以下、同じ）。
【００１９】
また、電圧Ｖ１印加後に、それより低いＶ２電圧を課電する手法は、試験終了直前の電気トリーの発生を抑制している。なぜならば、最初にＶ１電圧で課電しているため、この電圧で電気トリーが発生しなければ、その直後にそれより低いＶ２電圧を印加しても電気トリーが発生する確率が桁違いに小さくすることができるからである。このため、課電終了時間直前(Ｖ２電圧課電中)に新たに電気トリーが発生することを抑制することができる。
【００２０】
より具体的に説明すると、最初に課電するＶ１電圧と、その後に印加するＶ２電圧の関係は、次の考えに基づいて決定する。
（１)Ｖ１／Ｖ２の電圧比が大きいと、折角発生した電気トリーの進展が止まる恐れがあるため、Ｖ１/Ｖ２比は部分放電の発生消滅比とする必要がある。
ここでいう発生消滅比とは、発生させた電気トリーの進展が止まらない程度のＶ１/Ｖ２の電圧比をいう。Ｖ１は部分放電（電気トリー）を発生させる電圧に設定し、Ｖ２は発生した電気トリーを維持・進展させる電圧に設定することが好ましい。
【００２１】
（２)また、例えば電力ケーブル中の有害水トリーの除去を目的とした場合、課電開始から部分放電(電気トリー発生)までの時間は、おおよそ電圧比(Ｖ１/Ｖ２)の１５乗に比例するとされている。このため、Ｖ１／Ｖ２の電圧比が小さ過ぎると、その１５乗した値も１．０に近くなってしまう事から、Ｖ２電圧印加時に新たに電気トリーが発生する確率が高くなる。このため、Ｖ１/Ｖ２比は「部分放電の発生消滅比」の範囲内で、大きめの値を選択するのが望ましい。すなわち、Ｖ１/Ｖ２比は、おおよそ１．０１〜２．０の範囲内が適切である。
【００２２】
一方、Ｖ１課電時間（ｔ１）は、課電開始から部分放電発生までの「部分放電(若しくは電気トリー)発生遅れ時間」以上が望ましい。また、Ｖ２課電時間（ｔ２）は、部分放電発生から破壊までの時間、いわゆる「部分放電継続時間」以上とする必要がある。
【００２３】
例えば、ケーブルの欠陥のスクリーニングを目的とした場合には、図２及び図３に示されるように、耐圧試験サンプルのケーブル絶縁厚、課電電圧から求まる電界を計算し、その電界相当の課電時間以上の課電を要する。図２及び図３は、電気学会技術報告Ｎｏ．６９５号より抜粋した「部分放電継続時間の電界依存性グラフ」、及び「課電開始から破壊までの時間の電界依存性のグラフ」である。
【００２４】
図２は、ＰＤ（部分放電）発生からＢＤ（絶縁破壊）に至るまでの時間ＴBDと電力ケーブルに印加される平均電界Ｅ（ｋＶ／ｍｍ）の関係を示し、時間ＴBDが平均電界Ｅに反比例することを示している。
【００２５】
図１の時間ｔ１、例えば１０分間に渡って印加される第１の電圧Ｖ１は、電力ケーブルに欠陥があったときにその欠陥から電気トリーを発生させる電圧に設定され、第２の電圧Ｖ２を印加する時間ｔ２は、図２より定まる時間ＴBD以上の所定の時間に設定される。
【００２６】
図３は、課電開始からＢＤ（絶縁破壊）に至るまでの時間Ｔ'BDと電力ケーブルに印加される平均電界Ｅ（ｋＶ／ｍｍ）の関係を示し、時間Ｔ'BDが平均電界Ｅに反比例することを示している。例えば、電力ケーブルに３．５ｋＶ／ｍｍの平均電界に相当する第２の電圧Ｖ２を印加するとき、第２の電圧Ｖ２を印加する時間ｔ２は約２４時間以上である必要がある。
【００２７】
図４は、本発明の第２の実施の形態における課電パターンを示している。この課電パターンでの耐電圧試験は次のように行う。
【００２８】
第１の試験電圧Ｖ１から第２の試験電圧Ｖ２まで連続降圧しながら課電する。課電時間ｔ３は、ｔ１＋ｔ２であることが望ましい。これにより、第１の実施の形態における課電パターンの場合と同等の効果が得られる。
【００２９】
図５は、本発明の第３の実施の形態における課電パターンを示している。この課電パターンでの耐電圧試験は次のように行う。
【００３０】
第１の試験電圧Ｖ１印加時の周波数(ｆ１)に対して、第２の試験電圧Ｖ２印加時の周波数(ｆ２)を高くして、電気トリー進展速度を加速させる事により、Ｖ２電圧課電時間ｔ５を短縮化する課電パターンである。これにより試験時間の短縮化が図られ、かつ第１の実施の形態における課電パターンの場合と同等の効果が得られる。
【実施例】
【００３１】
以下、本発明の実施例について比較例と対比して説明する。
【００３２】
工場内で、絶縁厚さ６ｍｍのＣＶケーブルに４ｍｍ深さの水針(試験用トリー針をケーブル絶縁体に刺し、それを水中で抜く事により、水を充填した針抜き傷を作成)による模擬欠陥を設けたサンプルで実験を行った。水針欠陥はケーブルサンプル１本中に４本作成した。
【００３３】
今回の発明効果を確認するために、実施例と比較例ともに４サンプルずつ行い、その結果を比較した。
〔実施例１〕
部分放電を測定しながら２ｋＶ/１０分ステップで課電電圧を昇圧し部分放電発生電圧(Ｖi)及びＶiに昇圧してから放電開始までの時間を求める。Ｖi電圧にて１０分間課電した時点で課電電圧をＶiの９０％値まで下げ、この９０％電圧値で３時間課電した。なお、課電中に欠陥部が絶縁破壊を起こしたサンプルについては、破壊部を除去・修理した後に残存時間の課電を行なった。課電終了後の欠陥部は、解体して非破壊水針からの電気トリーの有無を観察した。実験結果を表１に示す。
【００３４】
〔比較例１〕
部分放電を測定しながら２ｋＶ/１０分ステップで課電電圧を昇圧し部分放電発生電圧(Ｖi)及びＶiに昇圧してから放電開始までの時間を求める。Ｖi電圧にて１０分間課電した時点で課電を中止した。なお、課電中に欠陥部が絶縁破壊を起こしたサンプルについては、破壊部を除去・修理した後に残存時間の課電を行なった。課電終了後の欠陥部は、解体して非破壊水針からの電気トリーの有無を観察した。実験結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
従来法を想定した比較例１の場合、非破壊水針からの電気トリーが観察される場合があったが、本発明を想定した実施例１では非破壊水針からの電気トリーが見られなかった。この結果から、本発明の有効性が確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は本発明の第１の実施の形態における課電電圧パターンの概念図である。
【図２】図２は放電継続時間とケーブル平均電界の関係を示す図である。
【図３】図３は模擬欠陥入りケーブルのケーブル平均電界と破壊までの時間の関係を示す図である。
【図４】図４は本発明の第２の実施の形態における課電電圧パターンの概念図である。
【図５】図５は本発明の第３の実施の形態における課電電圧パターンの概念図である。
【符号の説明】
【００３８】
Ｖ１：最高試験電圧値  Ｖ２：長時間試験電圧値  Ｖ０：商用運転電圧値
ｔ１，ｔ４：Ｖ１電圧課電時間  ｔ２，ｔ５：Ｖ２電圧課電時間
ｔ３：Ｖ１→Ｖ２電圧課電時間
ｆ１：Ｖ１電圧課電周波数  ｆ２：Ｖ２電圧課電周波数
【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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