(57)【要約】【課題】送電を停止させることなく、かつ劣化を促進させることなく、さらには絶縁破壊を生じさせることなく、安全かつ確実に内部の欠陥部位の特定を可能すること。  【解決手段】空隙が存在する場合、図１に示す様に交流電圧の課電（Ｖａｐｐ）に従い、空隙に加わる電圧（Ｖｇ）が変化し、当該電圧が部分放電発生電圧（Ｖｐｄ）に到達した場合に部分放電が発生する。従って、部分放電が発生している場合、課電電圧の位相において、最大値を示す領域付近で放射線を照射すれば、部分放電が発生する可能性は低い。本発明では、部分放電の発生を促すことのない電圧波形の位相領域に同期させ、電力ケーブルあるいは付属品に放射線を照射し、電力ケーブルあるいは付属品内部の放射線写真を撮影する。そして、上記撮影された画像より電力ケーブルあるいは付属品内部の欠陥を検出する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線撮影により電力ケーブルあるいは付属品内部の欠陥を活線状態で検出する方法であって、
該電力ケーブルあるいは付属品の部分放電測定により得られた部分放電観測波形において、部分放電の発生を促すことのない電圧波形の位相領域に同期させ、電力ケーブルあるいは付属品に放射線を照射し、
電力ケーブルあるいは付属品内部の放射線写真を撮影し、上記撮影された画像より電力ケーブルあるいは付属品内部の欠陥を検出する
ことを特徴とする電力ケーブルおよび付属品の欠陥検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力の輸送に用いる電力ケーブルあるいは付属品の欠陥検出方法に関し、特に、放射線による内部の欠陥を検出する電力ケーブルあるいは付属品の欠陥位置特定方法である。
【背景技術】
【０００２】
電力ケーブルの絶縁体あるいは、付属品などの異種絶縁体界面などに存在する異物、突起あるいは空隙などの欠陥が存在する場合には、当該箇所において部分放電が発生する。部分放電の発生により、周囲の絶縁体は侵食され、やがては絶縁破壊に至る。
この様な、電力ケーブルおよび付属品の絶縁体中に存在する欠陥を検出する方法として、従来から部分放電測定法がある。
一方、Ｘ綿、γ線等の放射線を診断対象線路（電力ケーブルあるいは付属品）に照射してその放射線による内部観察写真を撮影し、その画像を分析することにより、絶縁体内部の欠陥を検出する技術も提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
また、ＯＦケーブルやＰＯＦケーブルなどの油浸絶縁ケーブルの絶縁診断法としては、絶縁油分析、放射線内部診断、油量・油圧の監視が実施されている。
絶縁油分析は電力ケーブル内部の異常診断手法として広く用いられている。もし、電力ケーブルあるいは付属品内部の欠陥による異常があれば、熱や部分放電により、絶縁油が分解され、これにより、絶縁油内部に本来存在しないガスの発生や、その特性の劣化が現れる。採油による絶縁油分析は、送電を停止させることなく、活線状態で採油が可能な採油コネクタを採用する線路が増えてきているため、活線状態でも絶縁油分析が行えるようになってきた。また、当該手法は、異常の有無は検出可能であるが、異常の存在箇所を特定することはできない。  
【０００４】
放射線内部診断は、傾斜地に電力ケーブルが布設されている場合や、交通量が多く、振動の多い場所に布設されている場合に行われる手法である。この様な特殊な布設環境下において多く用いられる理由は以下の通りである。
傾斜地など、荷重に偏りなどある場合や、振動が加わった場合には、電力ケーブルコアと外装であるアルミ被との相対的な移動が発生し、絶縁紙のずれや損傷、遮蔽層の乱れが生じる。これらが欠陥となり、部分放電が発生し、やがては絶縁破壊に至る。当該手法の適用に際しては、従来、送電を停止した状態で行われている。なお、当該手法においては、異常の発生している箇所を特定することが可能である。
【０００５】
油量・油圧の監視は、ＯＦケーブルの外傷や、金属疲労による金属シースの微小な亀裂などにより発生する漏油の早期発見手段として用いられている。また、油量・油圧の監視は、目視で行うことができるので、送電を停止させることなく、活線中でも行うことができる。しかしながら、当該手法は、絶縁体内あるいは界面で生じる欠陥の検出をすることはできない。
【特許文献１】特開２００３−６５９７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記電力ケーブルあるいは付属品の欠陥検出方法の中で、部分放電測定法は、その得られた結果により電力ケーブルまたは付属品の内部に何らかの異常有無を検知することは可能であるが、その異常箇所が内部のいずれの部位に存在するのかを判別することは困難である。ＯＦあるいはＰＯＦケーブルに関する絶縁油分析や油量・油圧の監視においても同様である。
一方、内部の異常箇所を判別・特定する方法として放射線撮影写真は有効であり、得られる情報量も多いものの、撮影を行う場合は、通常、送電を停止させてから実施することが必要であった。
【０００７】
これは、放射線を照射する対象となる電力ケーブルあるいは付属品において、部分放電が発生している場合、あるいは部分放電が発生し得る欠陥が存在する場合には、放射線を照射することにより、それをエネルギー源として、空隙などに存在する気体が電離し、部分放電の源である電子を供給する他、絶縁体からの電子の放出を促進するなどし、部分放電の発生が促される。つまり、劣化を促進することになり、放射線の照射による撮影中に、絶縁破壊を生じさせる可能性が発生し得る。このことは、電力ケーブルあるいは付属品の健全性の確保のための絶縁劣化診断という目的に反する。また、作業的にも危険を伴うものとなってしまう。
【０００８】
一方、放射線照射による内部観察のために送電を停止させることは、電力の需要先に対して、時に大きな負担を与える場合もあるため、送電を停止した状態での放射線撮影は実施が困難な場合が多い。
従って、放射線照射による絶縁診断に内在した送電を停止させなければならない課題点を克服し、絶縁診断として情報量の多い放射線撮影を実施することができれば、放射線照射による内部観察による診断は、有効な手法となる。
本発明は、放射線照射による内部観察手法において、上述した課題を克服するためになされたものである。すなわち、送電を停止させることなく、かつ当該電力ケーブルあるいは付属品の劣化を促進させることなく、さらには、絶縁破壊を生じさせることなく、安全かつ確実に内部の欠陥部位の特定を可能とする絶縁劣化診断手法の確立を目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述の通り、放射線の照射による問題点は、部分放電の発生を促すことにある。また、部分放電の発生は、課電電圧の位相に対して、全領域において発生しているわけではない。この点に注目すると、部分放電の発生源を供給することなく、かつ部分放電の発生を促進することのない領域に照射線を照射すれば、当該課題点は克服されることになる。
例えば、空隙が存在する場合の部分放電発生の様子は図１に示す様に説明されている。交流電圧の課電（Ｖａｐｐ）に従い、空隙に加わる電圧（Ｖｇ）は同図に示すように変化し、当該電圧が部分放電発生電圧（Ｖｐｄ）に到達した場合に部分放電が発生して、空隙に加わる電圧（Ｖｇ）はＶｇ０まで低下する。部分放電が発生した後には、課電電圧位相の変化に追従する形で空隙に加わる電圧は再び上昇し、当該電圧が部分放電発生電圧に到達した場合に再び部分放電が発生して、空隙に加わる電圧は低下する。
【００１０】
従って、部分放電が発生している場合、図１に示す部分放電発生機構では、課電電圧の位相において、最大値を示す領域付近で放射線を照射すれば、部分放電発生電圧が低下したとしても、部分放電が発生する可能性は低い。
以上に基づき、本発明においては上記課題を次のように解決する。
放射線撮影により電力ケーブルあるいは付属品内部の欠陥を活線状態で検出するに際し、該電力ケーブルあるいは付属品の部分放電測定により得られた部分放電観測波形において、部分放電の発生を促すことのない電圧波形の位相領域に同期させ、電力ケーブルあるいは付属品に放射線を照射し、電力ケーブルあるいは付属品内部の放射線写真を撮影する。そして、上記撮影された画像より電力ケーブルあるいは付属品内部の欠陥を検出する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電力が送電されている状態で、放射線の照射を行い、部分放電の発生およびこれによる劣化の促進をさせることなく、欠陥部位の存在する電力ケーブルあるいは付属品中の欠陥の場所を特定し、絶縁劣化診断をすることが可能となる。このため、絶縁破壊の危険性なしに、活線状態で、安定して設備の診断／保守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】
【００１２】
前述したように、課電電圧の位相において、最大値を示す領域付近で放射線を照射すれば、部分放電発生電圧が低下したとしても、部分放電が発生する可能性は低い。そこで、放射線を任意の位相に、任意の時間幅を持って照射させるための装置が必要となる。
放射線を任意の位相に、任意の時間幅を持って照射させるための装置の形態としては例えば、以下のものを使用する。
放射線発生装置として、例えば、Ｘ線の場合にはパルス状にＸ線を発生できる装置を用意して、電圧位相と同期させる。これにより、任意の時間幅で、任意の電圧位相領域にのみ放射線を照射することができる。
放射線としてγ線などを用いる際には、放射自体が連続的なものしか得られないために、任意の時間幅で、特定の電圧位相領域に照射するためには、何らかのシャッタが必要となる。
【００１３】
ここでは、通常、連続的に放射線を照射することのできる放射線発生装置を用い、放射線を任意の時間幅で、任意の周期にて放射線の照射口が開閉となるシャッタを設け、当該シャッタを任意の電圧位相に同期させて開閉させることにより、特定の位相領域、特定の時間幅にのみ、放射線が照射できる構造とする。
シャッタとして、例えば、照射する時間幅、同期させる電圧の周波数を決めておき、特定の回転数にて回転させた場合に、その時間幅の間のみ、シャッタが開状態となる様に、特定の直径を有する円盤にスリットを設けることにより、これを実現できる。シャッタの他の形態としては、ベルト状の構造のものに、上述と同じ様にスリットを設けてもこれを実現できる。なお、いずれの場合にも、シャッタの材質としては、放射線の透過量が少ないものを用いる必要がある。
【００１４】
放射線としてＸ線を、シャッタとして円盤を用いた場合の構成例を図２、図３に示す。同図において、１は円盤状シャッタであり、図３に示すように円周に沿って開口部１ａが設けられる。２は円盤状シャッタ１を回転させるモータ、３は放射線源であり、上記開口部１ａを介して、対象物４に放射線を照射する。
５は赤外線センサであり、赤外線送信部５ａ、赤外線受信部５ｂから構成される。
円盤状シャッタ１を回転させることによるシャッタの開閉の情報は、円盤シャッタ１に垂直に設けた上記赤外線センサ５により検出する構成となっている。
円盤シャッタ１を回転させた際のシャッタの開閉情報は、図４に示す様に、赤外線センサ３のＯＮ／ＯＦＦ出力として得ることができ、このＯＮ／ＯＦＦのタイミングを課電電圧位相に同期させ、所定の電圧位相でシャッタをＯＮ／ＯＦＦする。
【００１５】
本実施例では、上記装置を用い、以下のような実験を行なった。
図５に示すように、架橋ポリエチレン１０のブロックに、針１１を挿入した後に、若干引き抜き、針先端部に空隙１２が生じる様に作成した電極をモデル電極とした。
当該モデル電極においては、予め交流電圧を課電することにより部分放電が発生することを確認した後に、前記交流電圧を、部分放電が消滅する電圧まで降圧した状態で、Ｘ線を全ての位相において照射し、照射により部分放電の発生が促されることを確認した。
その後、Ｘ線を照射しない状態で、任意の電圧位相（θ１）にてシャッタの開状態が開始される様に調整をした後に、Ｘ線を照射して部分放電の発生の有無を観測する。
電圧位相（θ１）における条件の観測を完了した後に、Ｘ線の照射を止め、シャッタ開状態の開始位相を前記位相（θ１）からずらし、次の条件である位相（θ２）にてシャッタの開状態が開始される様に調整をした後に、Ｘ線を照射し、部分放電の発生の有無を観測する。以下同様に、シャッタの開始となる位相をずらしながら、シャッタの開状態の開始位相と部分放電の発生の有無を観測した。
【００１６】
一例として、部分放電が発生した領域と部分放電が発生していない領域における観測例を図６、７に示す。
図６は、課電電圧の周期をＴとすれば、シャッタ開状態の開始位相が０．１４２Ｔの場合、図７は同位相が０．３６１Ｔの場合である。
シャッタの開状態の電圧位相との関係と、各位相における部分放電の発生の有無の関係を図８および表１にまとめる。
【００１７】
【表１】
2007187553.tif 000003
【００１８】
図８は、課電電圧位相の半周期分を図示している。図８に示す様に０．１４２Ｔ〜０．３０４Ｔ間にＸ線を照射すれば、部分放電を発生しえる欠陥が存在した場合においても、部分放電の発生が促されることがないことが確認できる。課電電圧の他の半周期も同様であるので、０．６４２Ｔ〜０．８０４Ｔ間にＸ線を照射すれば、部分放電を発生しえる欠陥が存在した場合においても、部分放電の発生が促されることがない
すなわち、課電電圧の位相が０．１４Ｔ〜０．３０Ｔ間および０．６４Ｔ〜０．８０Ｔ間にＸ線を照射すれば、部分放電の発生が促されることはない。したがって、この間に、電力ケーブルあるいは付属品内部の放射線写真を撮影し、上記撮影された画像より電力ケーブルあるいは付属品内部の欠陥を検出すれば、絶縁破壊の危険性なしに、活線状態で、安定して設備の診断／保守を行なうことができる。
なお、この位相領域は、空隙における部分放電発生機構を示した図１において、部分放電が促進されないと予想された位相領域と整合するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】空隙が存在する絶縁体における部分放電発生の様子を示す図である。
【図２】放射線をパルス状に照射させるための装置構成を示す図である。
【図３】図２に示す円盤状シャッタの概略図である。
【図４】シャッタの開閉と課電電圧位相の関係を示す図である。
【図５】本発明の実施例で使用したモデル電極の概略図である。
【図６】Ｘ線照射による部分放電の発生状態（部分放電が発生していない状態）を示す図である。
【図７】Ｘ線照射による部分放電の発生状態（部分放電が発生している状態）を示す図である。
【図８】Ｘ線照射と部分放電発生の有無を示す図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  円盤状シャッタ
２  モータ
３  放射線源
４  対象物
５  赤外線センサ
【図１】
2007187553.tif 000004
【図２】
2007187553.tif 000005
【図３】
2007187553.tif 000006
【図４】
2007187553.tif 000007
【図５】
2007187553.tif 000008
【図６】
2007187553.tif 000009
【図７】
2007187553.tif 000010
【図８】
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