(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電圧が課電される電力ケーブルの高電圧パルスを検出する高電圧放電形パルスレーダーにおける高電圧パルス検出法において、
前記電力ケーブルのケーブルヘッドの導体引出端子に直流高電圧を課電するステップと、
前記ケーブルヘッドの遮蔽層を有しない位置の絶縁体の周囲に外部電極を設け、前記電力ケーブルの絶縁破壊点から反射する高電圧パルスを前記ケーブルヘッドに設けた前記外部電極によって検出するステップとから構成されることを特徴とする高電圧放電形パルスレーダーにおける高電圧パルス検出法。
【請求項２】
前記高電圧パルスを前記外部電極によって検出するステップは、
前記電力ケーブルの中を伝搬し、前記絶縁破壊点で反射した前記高電圧パルスを、前記ケーブルヘッドの前記遮蔽層を有しない前記絶縁体の周囲に位置し、前記電力ケーブルの導体と静電結合した金属箔あるいは金属テープからなる前記外部電極によって捉えた後、
前記高電圧パルスを前記外部電極に接続されたリード線と結線されたオッシロスコープにより検出するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の高電圧放電形パルスレーダーにおける高電圧パルス検出法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高電圧パルス検出法、特に、高電圧用検出器を用いないで高電圧パルスの検出が可能な高電圧放電形パルスレーダーにおける高電圧パルス検出法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来の高電圧パルスレーダー法による測定システムを示している。
このシステムは、直流高電圧発生装置１の出力リード線２と、オッシロスコープ３が結線４された高電圧パルス検出器６のリード線７を、それぞれ、電力ケーブル９のケーブルヘッド１０に設けられた導体引出端子１１に接続して測定回路が構成されており、高電圧パルス検出器６からパルス信号を入力してオシロスコープ３により測定している。この場合、電力ケーブル９に或る直流電圧で放電が発生した場合、パルス検出器６として、直流電圧の約２倍の電圧に対応できる高電圧用のパルス検出器、又は設定が必要になる。
【０００３】
図６は、従来の高電圧パルスレーダー法の測定システム（図５）による試験測定結果の波形を示している。
この測定試験例は、長さ６４０ｍの電力ケーブル（図５の９）で実施し、絶縁破壊点から反射した高電圧パルスを高電圧パルス検出器（図５の６）で検出した波形である。
一方、パルスの間隔が７．４６μｓ、電力ケーブル長が６４０ｍであるため、電力ケーブル９内のパルスの伝搬スピード（Ｓ）は、つぎの数式（１）により事前に１７１（μｓ／ｍ）として求められる。
【０００４】
【数１】
0004438245.tif 000002
【０００５】
図６のように、７．４６μｓのパルス間隔が得られたとき、事前に求めた伝搬速度１７１（μｓ／ｍ）に基づいて、つぎの演算式（２）から事故点までの距離（ｌ）を算出する。その結果、ｌ＝６４０ｍが得られ、事故点が電力ケーブル９の終端にあることが判明する。
【０００６】
【数２】
0004438245.tif 000003
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の高電圧パルスレーダー法による測定システムによると、高電圧パルス検出器をケーブルヘッドの導体引出端子にリード線で接続しているため、高電圧パルス検出器が高電圧に耐える必要があり、コストアップを生じ、また測定回路を破損させる恐れがあるという問題があった。
【０００８】
従って、本発明の目的は、高電圧が課電されている電力ケーブルの場合に於いても高電圧用のパルス検出器を用いることなく、簡易な測定システムにより高電圧パルスを正確に検出することが可能な高電圧放電形パルスレーダーにおける高電圧パルス検出法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、高電圧が課電される電力ケーブルの高電圧パルスを検出する高電圧放電形パルスレーダーにおける高電圧パルス検出法において、
前記電力ケーブルのケーブルヘッドの導体引出端子に直流高電圧を課電するステップと、
前記ケーブルヘッドの遮蔽層を有しない位置の絶縁体の周囲に外部電極を設け、前記電力ケーブルの絶縁破壊点から反射する高電圧パルスを前記ケーブルヘッドに設けた前記外部電極によって検出するステップとから構成されることを特徴とする高電圧放電形パルスレーダーにおける高電圧パルス検出法を提供する。
【００１０】
また、本発明は、上記の目的を達成するため、前記高電圧パルスを前記外部電極によって検出するステップは、
前記電力ケーブルの中を伝搬し、前記絶縁破壊点で反射した前記高電圧パルスを、前記ケーブルヘッドの前記遮蔽層を有しない前記絶縁体の周囲に位置し、前記電力ケーブルの導体と静電結合した金属箔あるいは金属テープからなる前記外部電極によって捉えた後、
前記高電圧パルスを前記外部電極に接続されたリード線と結線されたオッシロスコープにより検出するステップを含むことを特徴とする高電圧放電形パルスレーダーにおける高電圧パルス検出法を提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態による高電圧パルス検出法に用いる測定システムを示している。
このシステムは、直流高電圧発生装置１の出力リード線７を、電力ケーブル９のケーブルヘッド１０の導体引出端子１１に接続して、直流高電圧を課電する。
ケーブルヘッド１０の遮蔽層を有しない位置の絶縁体の周囲には、外部電極８（詳細は図２）が設けられている。
外部電極８には、リード線７により接続されたパルス検出抵抗５と結線４されたオッシロスコープ３を有してパルス検出回路が形成されている。
【００１２】
図１のシステムによると、電力ケーブル９の絶縁破壊点（図示省略）から反射する高電圧パルスは、ケーブルヘッド１０に設けた外部電極８によって検出される。外部電極８によって捉えらた高電圧パルスは、外部電極８に接続されたリード線７とパルス検出抵抗５に結線４されたオッシロスコープ３により検出して評定される。
【００１３】
図２は、本発明の実施の形態によるＣＶケーブル（６６００Ｖ）のケーブルヘッドに外部電極を取り付けた場合を示しており、外部電極の下に遮蔽層が無いケーブルヘッドの縦断説明図である。
図２において、ケーブルヘッド１０の遮蔽層１５を有しない位置の絶縁体１３の周囲に、外部電極８が設けられている。この外部電極８は、絶縁体１３とギャップが生じないように、しかも、電力ケーブル９の導体１２と外部電極８の間の静電容量が数１０ｐＦ〜数１００ｐＦになるように銅の金属箔あるいは金属テープによって形成されている。
【００１４】
図３は、本発明の高電圧パルス検出法の実施の形態（外部電極の下に遮蔽層が無い場合）による測定結果の波形を示している。
この測定は、長さ６４０ｍの電力ケーブル（図１の９）で実施し、絶縁破壊点を、外部電極（図１の８）に接続されたリード線（図１の７）とパルス検出抵抗（図１の５）に結線されたオッシロスコープ（図１の３）により形成されるパルス検出回路の端末から６４０ｍとした際に検出した波形である。
【００１５】
図３の波形（外部電極の下に遮蔽層が無い場合）によると、パルスとパルスの間隔は、７．４８μｓである。
パルスの伝搬スピード（Ｓ）は、数式（１）で説明したように、１７１（μｓ／ｍ）である。
絶縁破壊点までの距離（ｌ）は、つぎの数式（３）より計算して６３９．５（ｍ）と求められる。
図３の測定によると、設定した絶縁破壊点６４０ｍに対し、測定結果は６３９．５ｍであり、絶縁破壊点の位置を正確に評定可能であることが分かる。
【００１６】
【数３】
0004438245.tif 000004
【００１７】
図４は、外部電極の下に遮蔽層を有するケーブルヘッドに取り付けた場合の測定結果の波形を示している。
図４の測定は、図３の場合と同じ長さ６４０ｍの電力ケーブル（図１の９）で行い、絶縁破壊点も、図３の場合と同じように外部電極（図１の８）に接続されたリード線（図１の７）とパルス検出抵抗（図１の５）に結線されたオッシロスコープ（図１の３）により形成されるパルス検出回路の端末から６４０ｍとした際に検出した波形である。
【００１８】
図４の波形（外部電極の下に遮蔽層を有する場合）においては、本来、図３の場合と同じ長さ６４０ｍの電力ケーブルであるから、パルスとパルスの間隔は、図３の場合と同じ７．４６μｓを示す筈である。
パルスの伝搬スピード（Ｓ）は、数式（１）で説明したように、１７１（μｓ／ｍ）である。
しかし、図４の波形によると、パルス検出抵抗（図１の５の検出端）と絶縁破壊点を往復した時間（パルスが電力ケーブルの中を往復する時間）は、パルスとパルスの間隔の波形最大値が３．７μｓ（図４の波形）を示している。
この３．７μｓを用いて、絶縁破壊点までの距離（ｌ）を、つぎの数式（４）より計算すると、３１６（ｍ）と求められる。
このように、外部電極の下に遮蔽層を有する場合は、電力ケーブル長が６４０ｍの往復であるにも拘わらず、数式（４）により算出した絶縁破壊点までの距離（ｌ）は、３１６（ｍ）と異なる距離（ｌ）を示すことが分かる。
【００１９】
【数４】
0004438245.tif 000005
【００２０】
図４から判明したことは、外部電極の下に遮蔽層を有する構成の場合、設定した絶縁破壊点６４０ｍに対し、測定結果は３１６ｍであって、明らかに値が異なり、正しい絶縁破壊点の位置評定が出来ないことが分かる。
これは、検出信号にノイズが入ることによって、どのパルスが測定したいパルスなのかが判らなくなるためである。この結果、絶縁破壊点の正確な位置検出を誤らせることになる。
【００２１】
本発明の実施の形態において、電力ケーブルの絶縁破壊点から反射する高電圧パルスを前記ケーブルヘッドに設けた外部電極によって検出するときは、高電圧パルスが電力ケーブルの中を伝搬し、絶縁破壊点で反射して往復したのちの高電圧パルスを、ケーブルヘッドの遮蔽層を有しない位置の絶縁体の周囲に絶縁体とギャップが生じない様に設けた銅などの金属箔あるいは金属テープからなる外部電極によって捉えた後、高電圧パルスをリード線を介して外部電極に結線されたパルス検出抵抗とオッシロスコープにより検出するものである。高電圧パルスを銅などの金属箔あるいは金属テープから成る外部電極によって捉えると、電力ケーブルの絶縁破壊点の位置を正確に評定することができる。
【００２２】
本発明の実施の形態において、ケーブルヘッドに設ける外部電極は、ケーブルヘッドの遮蔽層を有しない絶縁体の周囲に位置して電力ケーブルの導体と静電結合させる場合、絶縁体とギャップが生じない様に銅などの金属箔あるいは金属テープによって外部電極を形成することが重要である。
さらに、電力ケーブルの導体と外部電極間の静電容量は、数１０ｐＦ〜数１００ｐＦになるように形成することが望まれる。この静電容量を数１０ｐＦ〜数１００ｐＦに維持すると、ケーブルヘッドの導体引出端子に課電されている高電圧によるパルス検出回路への影響、例えば、パルス検出回路の故障の発生、パルス検出感度の低下、誤差の増大などを防止でき、パルス検出の感度を向上させることができる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の高電圧放電形パルスレーダーにおける高電圧パルス検出法によると、高電圧パルスを検出する金属箔あるいは金属テープからなる外部電極は、ケーブルヘッドの遮蔽層を有しない絶縁体の周囲に位置して電力ケーブルの導体と静電結合して設けられ、外部電極にリード線を介して結線されたパルス検出抵抗とオッシロスコープも、高電圧が課電されるケーブルヘッドの導体引出端子から完全に分離されて高電圧が印課されない構成であるから、直流高電圧発生装置の直流高電圧による影響、例えば、パルス検出回路の故障の発生、パルスの検出感度の低下、誤差の増大などを防止できるという効果がある。
【００２４】
この結果、電力ケーブルの絶縁破壊点から反射する高電圧パルスを検出する際に、高電圧に耐えるパルス検出器を用いることなく、簡易な測定システムにより高電圧パルスを正確に検出することが可能となる。勿論、絶縁破壊が発生した場合の急を要する復旧作業のために、調査に必要な測定システムの現地への搬送も容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による高電圧パルス検出法に用いる測定システムを示す説明図である。
【図２】本発明の実施の形態によるケーブルヘッドへの外部電極の取付例を示し、外部電極の下に遮蔽層が無い場合の縦断説明図である。
【図３】本発明の高電圧パルス検出法の実施の形態による測定結果を示す波形の説明図である。
【図４】外部電極の下に遮蔽層を有するケーブルヘッドへの取付例における高電圧パルス検出法による測定結果を示す波形の説明図である。
【図５】従来の高電圧パルスレーダー法による測定システムを示す説明図である。
【図６】従来の高電圧パルスレーダー法の測定システムによる試験測定結果の波形を示す説明図である。
【符号の説明】
１  直流高電圧発生装置
２  出力リード線
３  オッシロスコープ
４  結線
５  パルス検出抵抗
６  高電圧パルス検出器
７  リード線
８  外部電極（金属箔）
９  電力ケーブル
１０  ケーブルヘッド
１１  導体引出端子
１２  導体
１３  絶縁体
１４  絶縁テープ
１５  遮蔽層
１６  ケーブルシース
【図１】
0004438245.tif 000006
【図２】
0004438245.tif 000007
【図３】
0004438245.tif 000008
【図４】
0004438245.tif 000009
【図５】
0004438245.tif 000010
【図６】
0004438245.tif 000011