(57)【要約】【課題】  信頼性の高い、電力ケーブルの劣化診断方法を提供する。【解決手段】  この電力ケーブルの劣化診断方法は、電力ケーブル１０の導体１１に６ｋＶを印加して漏れ電流ＩＣを検出した後、電力ケーブル１０の導体１１に１０ｋＶを印加して漏れ電流ＩＣを検出し、６ｋＶを印加したときの漏れ電流ＩＣが１０ｋＶを印加したときの漏れ電流ＩＣよりも大きい場合は電力ケーブル１０は劣化していないと診断し、６ｋＶを印加したときの漏れ電流ＩＣが１０ｋＶを印加したときの漏れ電流ＩＣよりも小さい場合は電力ケーブル１０は劣化していると診断する。漏れ電流ＩＣの値から電力ケーブル１０の劣化を診断していた従来に比べ、信頼性の高い劣化診断を行なうことができる。【選択図】        図２
2005195503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力ケーブルが劣化しているか否かを診断する劣化診断方法であって、
前記電力ケーブルの導体に第１の直流高電圧を印加して漏れ電流を検出した後、前記第１の直流高電圧よりも低い第２の直流高電圧を前記第１の直流高電圧に加算した第３の直流高電圧を前記電力ケーブルの導体に印加して漏れ電流を検出し、
前記第１の直流高電圧を印加したときの漏れ電流が前記第３の直流高電圧を印加したときの漏れ電流よりも大きい場合は前記電力ケーブルは劣化していないと診断し、前記第１の直流高電圧を印加したときの漏れ電流が前記第３の直流高電圧を印加したときの漏れ電流よりも小さい場合は前記電力ケーブルは劣化していると診断する電力ケーブルの劣化診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は電力ケーブルの劣化診断方法に関し、特に、電力ケーブルの導体に直流高電圧を印加して漏れ電流を検出し、検出結果に基づいて電力ケーブルが劣化しているか否かを診断する電力ケーブルの劣化診断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、変電所のような電気所では、事故の発生を未然に防止するため電力ケーブルの劣化診断が定期的に実施されている。この劣化診断では、絶縁抵抗測定、シースシールド特性試験、誘電正接試験、直流漏れ電流試験、部分放電試験が実施され、それらの結果に基づいて電力ケーブルの劣化の進行が判定される。
【０００３】
また、誘電正接および直流漏れ電流の検出値に基づいて電力ケーブルの余寿命を推定する方法もある（たとえば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−３０７５６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の劣化診断方法では、「良好」と判定されたにもかかわらず次回の点検までの間に事故が発生したケースや、「要注意」と判定されて点検周期を短縮化したが劣化が進行していないケースが多く、劣化診断の信頼性が低いという問題があった。
【０００５】
それゆえに、この発明の主たる目的は、信頼性が高い電力ケーブルの劣化診断方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る電力ケーブルの劣化診断方法は、電力ケーブルが劣化しているか否かを診断する劣化診断方法であって、電力ケーブルの導体に第１の直流高電圧を印加して漏れ電流を検出した後、第１の直流高電圧よりも低い第２の直流高電圧を第１の直流高電圧に加算した第３の直流高電圧を電力ケーブルの導体に印加して漏れ電流を検出し、第１の直流高電圧を印加したときの漏れ電流が第３の直流高電圧を印加したときの漏れ電流よりも大きい場合は電力ケーブルは劣化していないと診断し、第１の直流高電圧を印加したときの漏れ電流が第３の直流高電圧を印加したときの漏れ電流よりも小さい場合は電力ケーブルは劣化していると診断するものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係る電力ケーブルの劣化診断方法では、電力ケーブルの導体に第１の直流高電圧を印加して漏れ電流を検出した後、第１の直流高電圧よりも低い第２の直流高電圧を第１の直流高電圧に加算した第３の直流高電圧を電力ケーブルの導体に印加して漏れ電流を検出し、第１の直流高電圧を印加したときの漏れ電流が第３の直流高電圧を印加したときの漏れ電流よりも大きい場合は電力ケーブルは劣化していないと診断し、第１の直流高電圧を印加したときの漏れ電流が第３の直流高電圧を印加したときの漏れ電流よりも小さい場合は電力ケーブルは劣化していると診断する。したがって、漏れ電流の値から電力ケーブルの劣化を診断していた従来に比べ、信頼性の高い劣化診断を行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、この発明の一実施の形態による電力ケーブルの劣化診断方法を示す回路ブロック図である。図１において、この劣化診断方法では、直流電源１，２、スイッチ３，４、電流計５およびレコーダ６を備える。直流電源１，２は、それぞれ６ｋＶおよび４ｋＶの直流電圧を出力する。直流電源１の正極はスイッチ３の一方切換端子３ａに接続され、その負極は電流計５を介して接地される。直流電源２の正極はスイッチ３の他方切換端子３ｂに接続され、その負極は直流電源１の正極に接続される。スイッチ４は、スイッチ３の共通端子３ｃと電力ケーブル１０の導体１１との間に直列接続される。電流計５は、直流電源１，２から導体１１に流れる電流ＩＣを検出し、検出した電流ＩＣに応じたレベルの信号をレコーダ６に出力する。レコーダ６は、電流計５の出力信号に従って、電流ＩＣの時間変化を記録する。電力ケーブル１０は、電力を伝達するための導体１１と、導体１１とその周囲を電気的に絶縁するための絶縁体１２とを含み、少なくともその一部が地中に埋設されている。したがって、電力ケーブル１０の導体１１と大地の間にコンデンサが形成されている。なお、電流計５は、スイッチ４と導体１１の間に接続してもよい。
【０００９】
次に、直流漏れ電流の測定方法について説明する。まずスイッチ３の端子３ａと３ｃの間を導通させるとともに、スイッチ４をオフさせておく。次いでスイッチ４をオンさせると、直流電源１からスイッチ３，４を介して電力ケーブル１０の導体１１に電流ＩＣが流入する。この電流ＩＣは、電流計５によって検出されてレコーダ６に記録される。図２は、レコーダ６に記録された電流ＩＣの波形を示す図である。スイッチ４をオンさせると、図２に示すように、導体１１の電圧ＶＣが徐々に上昇し、電流ＩＣは急激に上昇した後に徐々に低下する。導体１１の電圧ＶＣが徐々に上昇している期間に流れる電流ＩＣは導体１１および大地間のコンデンサを充電する電流であり、導体１１の電圧ＶＣが略一定になったときの電流ＩＣが６ｋＶ印加時の直流漏れ電流となる。
【００１０】
次に、スイッチ４をオンさせてから所定時間経過後にスイッチ３を切換えて端子３ｂと３ｃの間を導通させる。これにより、直流電源１，２からスイッチ３，４を介して電力ケーブル１０の導体１１に電流ＩＣが流入する。スイッチ３を切換えると、図２に示すように、導体１１の電圧ＶＣが徐々に上昇し、電流ＩＣは急激に上昇した後に徐々に低下する。導体１１の電圧ＶＣの上昇中の電流ＩＣは導体１１および大地間のコンデンサを充電する電流であり、導体１１の電圧ＶＣが略一定になったときの電流ＩＣが１０ｋＶ印加時の直流漏れ電流となる。
【００１１】
図３は、新品の良好な電力ケーブルの直流漏れ電流の測定結果を示す図である。図３の横軸および縦軸の数値は、電力ケーブルの長さなどによって変化する。図３において、横軸は６ｋＶ印加の場合はスイッチ４のオン後の時間を示し、１０ｋＶ印加の場合はスイッチ３の切換え後の時間を示している。電力ケーブルに不良箇所が無い場合は、導体１１と大地の間はコンデンサと仮定され、導体１１は直流電源の出力電圧と同じ電圧に充電される。スイッチ４をオンさせると、直流電源１の６ｋＶの出力電圧によって導体１１が充電され、さらにスイッチ３を切換えると、直流電源２の４ｋＶの出力電圧によって導体１１がさらに充電される。１０ｋＶ印加時の電流ＩＣは、４ｋＶの差電圧による充電電流であるため、６ｋＶ印加時の電流ＩＣよりも小さい。
【００１２】
図４は、定期点検を行なった後に事故が発生した電力ケーブルの定期点検時における直流漏れ電流の測定結果を示す図である。図４の横軸および縦軸の数値は、電力ケーブルの長さなどによって変化する。図４において、横軸は６ｋＶ印加の場合はスイッチ４のオン後の時間を示し、１０ｋＶ印加の場合はスイッチ３の切換え後の時間を示している。この場合は、図３で示した場合と異なり、１０ｋＶ印加時の電流ＩＣは、現在の良否判定基準値（たとえば０．１μＡ）よりも小さいが、６ｋＶ印加時の電流ＩＣよりも大きくなっていた。この理由は、以下のように推察される。
【００１３】
図５は、不良な電力ケーブルの等価回路を示す回路図である。図５において、電力ケーブルの絶縁体１２の正常な部分は、直列接続された複数（図では２つ）のコンデンサ２１，２２で表わされる。一方、電力ケーブルの絶縁体１２の不良な部分は、直列接続されたコンデンサ２３および抵抗素子（Ｒ）２４で表わされる。抵抗素子２４は、大地から絶縁体１２に水が浸入した、いわゆる水トリーなどの不良箇所を示している。水トリーなどにより絶縁体１２の絶縁破壊電圧が低下している。コンデンサ２１，２２の経路には充電電流Ｉ１が流れ、コンデンサ２３および抵抗素子２４の経路には漏れ電流Ｉ２が流れる。この漏れ電流Ｉ２は、導体１１への印加電圧が高いほど、大きくなる。導体１１に流入する電流ＩＣは、図６に示すように、充電電流Ｉ１と漏れ電流Ｉ２の和である。以上より、電力ケーブルの絶縁体１２に不良箇所があり、抵抗分が多い場合は、導体１１への印加電圧が高いほど電流ＩＣが大きくなり、１０ｋＶ印加時の電流ＩＣは６ｋＶ印加時の電流ＩＣよりも大きくなるものと考えられる。
【００１４】
そこで、この電力ケーブルの劣化診断方法では、電力ケーブル１０の導体１１に６ｋＶを印加して漏れ電流ＩＣを検出した後、６ｋＶよりも低い４ｋＶを６ｋＶに加算した１０ｋＶを電圧低下させることなく電力ケーブル１０の導体１１に印加して漏れ電流ＩＣを検出し、６ｋＶを印加したときの漏れ電流ＩＣが１０ｋＶを印加したときの漏れ電流ＩＣよりも大きい場合は電力ケーブル１０は劣化していないと診断し、６ｋＶを印加したときの漏れ電流ＩＣが１０ｋＶを印加したときの漏れ電流ＩＣよりも小さい場合は電力ケーブル１０は劣化していると診断する。したがって、漏れ電流ＩＣの値から電力ケーブル１０の劣化を診断していた従来に比べ、信頼性の高い劣化診断を行なうことができる。
【００１５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の一実施の形態による電力ケーブルの劣化診断方法を示す回路ブロック図である。
【図２】図１に示したレコーダに記録された電流波形を示す図である。
【図３】正常な電力ケーブルの電流測定結果を示す図である。
【図４】劣化した電力ケーブルの電流測定結果を示す図である。
【図５】劣化した電力ケーブルの絶縁体の等価回路を示す図である。
【図６】図５に示した充電電流Ｉ１、漏れ電流Ｉ２およびそれらを加算した電流ＩＣを示す図である。
【符号の説明】
【００１７】
１，２  直流電源、３，４  スイッチ、５  電流計、６  レコーダ、１０  電力ケーブル、１１  導体、１２  絶縁体、２１〜２３  コンデンサ、２４  抵抗素子。
【図１】
2005195503.tif 000003
【図２】
2005195503.tif 000004
【図３】
2005195503.tif 000005
【図４】
2005195503.tif 000006
【図５】
2005195503.tif 000007
【図６】
2005195503.tif 000008