(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力ケーブル線路の絶縁体に所定の電圧を印加してその絶縁欠陥箇所から発生する部分放電パルスを検出・処理する部分放電測定装置において、
部分放電検出部、検出信号増幅部、信号処理部を有し、
前記部分放電検出部は、
電力ケーブルの絶縁接続部絶縁筒を挾んで展着接続された双方の箔電極と、
前記双方の箔電極の出力を受ける入力端子間に接続されたアレスタ、前記両入力端子とアース間にそれぞれ接続された２つのアレスタ、及び、ケーブルシース誘起電圧により前記２つのアレスタに過大な電圧がかからないように、当該２つのアレスタにそれぞれ並列に接続された２つの抵抗を含む回路と、
から構成されていることを特徴とする部分放電測定装置。
【請求項２】
前記抵抗の抵抗値は、前記箔電極と前記抵抗とのケーブルシース誘起電圧分担率の周波数依存特性、および前記２つのアレスタの直流耐電圧値により選定されることを特徴とする請求項１記載の部分放電測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は部分放電測定装置に関し、特に、印加電圧による部分放電測定用箔電極に誘起される電圧が測定機器及び部分放電測定に及ぼす影響を抑制するようにした部分放電測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電力ケーブルやその接続部及び終端部の健全性確認手法の一つとして部分放電測定がある。例えば、ＣＶケーブル線路の部分放電を絶縁接続部の絶縁筒間に発生する高周波電圧（数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚ）を測定することにより検出する方法がある。この場合の一般的な部分放電検出部内の構成は、概略、図１０に示すようなものである。部分放電測定対象物（ケーブルや付属品）が地絡などの絶縁破壊を起こした際に発生するサージから測定機器を保護する目的で、プリアンプ入力端子〜ケース間（アレスタ１，２）及び入力端子間（アレスタ３）にサージ保護用アレスタを搭載している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
部分放電測定中は測定対象に電圧を印加するが、電力ケーブルが長い場合などはケーブルシース及び部分放電測定用箔電極に電圧が誘起される（５０ｏｒ６０Ｈｚ）。
【０００４】
箔電極の誘起によるアレスタ放電を抑制するため、従来は直流耐電圧値の高いアレスタを使用していたが、一般に市販されているアレスタの直流耐圧値は約８００ＶＤＣ程度であり、耐圧値に限界がある（ＡＣ電圧では約５６６Ｖｒｍｓ相当）。また高耐圧値のアレスタを使用した場合、アレスタ放電は起こらなくてもプリアンプ基板や入力端子〜ケース間の電圧も同時に上昇するため、プリアンプ自体が破損，故障する可能性がある。
【０００５】
加えて、電力ケーブル線路の超高圧化・長尺化によりシース誘起電圧及び箔電極誘起電圧も上昇する傾向にある。
【０００６】
これらよりアレスタ放電を抑制し、且つ部分放電測定に影響を及ぼさない手法が強く望まれていた。
【０００７】
本発明の目的は部分放電測定用箔電極に誘起される商用周波の電圧が測定機器及び部分放電測定に及ぼす影響を抑制するようにした部分放電測定装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は以上述べた目的を実現するため、電力ケーブル線路の絶縁体に所定の電圧を印加してその絶縁欠陥箇所から発生する部分放電パルスを検出・処理する部分放電測定装置において、部分放電検出部、検出信号増幅部、信号処理部を有し、前記部分放電検出部は、電力ケーブルの絶縁接続部絶縁筒を挾んで展着接続された双方の箔電極と、前記双方の箔電極の出力を受ける入力端子間に接続されたアレスタ、前記両入力端子とアース間にそれぞれ接続された２つのアレスタ、及び、ケーブルシース誘起電圧により前記２つのアレスタに過大な電圧がかからないように、当該２つのアレスタにそれぞれ並列に接続された２つの抵抗を含む回路と、から構成されていることを特徴とする。
【０００９】
さらに、前記抵抗の抵抗値は、前記箔電極と前記抵抗とのケーブルシース誘起電圧分担率の周波数依存特性、および前記２つのアレスタの直流耐電圧値により選定されることを特徴とする。
【００１０】
上記構成により、挿入抵抗と箔電極の静電容量によりケーブルシース誘起電圧を分圧し、アレスタに過大な電圧がかからないようにする。また、サージ等の高周波電圧に対しては抵抗挿入の影響は非常に小さいので、この抵抗は、アレスタ本来の動作性能（サージ等からの測定機器の保護）の妨げとならない。
【００１１】
さらに、最適な抵抗値を選定することにより、部分放電信号検出に影響を与えない。
【００１２】
尚、本発明は、一般的な部分放電測定装置の部分放電検出部（箔電極を使用しない）に対して適応できるものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明に係る部分放電測定装置の部分放電検出部の実施形態を示す説明図であるが、先ず部分放電測定装置全体の概要について説明する。図２に測定装置例のブロック図を示す。図２において、商用周波の所定の電圧を供試ケーブル１０に印加され、供試ケーブル１０の絶縁接続部（ＩＪ）の絶縁筒１２の両側端部に箔電極１１，１１を供試ケーブル１０のシースに展着接続し、この箔電極１１，１１に接続した検出インピーダンス（Ｚ）１３により部分放電信号を検出する。検出インピーダンス（Ｚ）１３にはプリアンプ１４を介して減衰器（ＡＴＴ）１５が接続されており、検出された部分放電パルスを減衰させる。減衰器１５には同調増幅器１６が接続されており、減衰器１５を通過した部分放電パルスを測定に十分なまでに同調・検波した波形を増幅する。同調増幅器１６にはデータレコーダ１７及びオシロスコープ１８が接続されており、パルス電圧の大きさ、発生ひん度などを測定するようになっている。
【００１４】
本発明の特徴としている部分放電検出部は、上記箔電極１１と検出インピーダンス１３とから構成されている部分である。
【００１５】
図１は本発明請求項１に係る実施形態を示す説明図である。図１において、電力ケーブル１０のシースに展着接続した双方の箔電極１１，１１の出力を受ける入力端子Ｔ1 ，Ｔ1 の間にアレスタ３を接続し、かつ各々の入力端子Ｔ1 ，Ｔ1 とアース端子Ｔ2 間にアスレタ５と抵抗１とを並列接続している。なお、この実施形態では検出インピーダンス１３はプリアンプ１４のケース７内に収容されている。
【００１６】
次に、上記構成の部分放電検出部の作用効果について説明する。
【００１７】
図１において、双方の箔電極１１，１１の静電容量は通常ほぼ等しいので、端子Ｔ1 ，Ｔ1 点の電位がほぼ等しいことを考慮して、図１の等価回路を図３（ａ）に表し、従来の図１０（抵抗がない場合）の等価回路を図３（ｂ）に表すことができる。
【００１８】
ここで
Ｖ1 ：ケーブル線路課電によるシース誘起電圧（ケーブル遮蔽層に誘起される電圧）
Ｖ2 ：箔電極出力端子〜アース間電圧（アレスタにかかる電圧）
Ｃ1 ：箔電極の静電容量
Ｃ2 ：アレスタ５の静電容量および大地との浮遊容量
Ｃ3 ：アレスタ３の静電容量
Ｒ  ：アレスタ放電抑制用抵抗
先ず、図３（ａ）の等価回路からアレスタと並列に抵抗を挿入することにより、アレスタ放電が抑制できることを計算により確認する。
【００１９】
（１）抵抗がない場合の計算結果を図４に示す。アレスタにかかる電圧Ｖ2 は、Ｖ1 を１００（％）とすると図に示すようにシース誘起電圧周波数に関係なく約９５％で一定である。すなわちサージ等の高周波電圧のみならず、シース誘起電圧（商用周波５０ｏｒ６０Ｈｚ）に対しても、その殆どの電圧がアレスタにかかることになる。つまり、シース誘起電圧に対し、アレスタが放電しやすい。
【００２０】
（２）抵抗がある場合の計算結果を図５に示す。アレスタにかかる電圧Ｖ2 は、Ｖ1 を１００（％）とするとシース誘起電圧周波数変化に伴い図のように変化する（挿入抵抗値をパラメータとする）。例えば抵抗値１００ｋΩに注目すると、サージ等の高周波電圧に対しては、その電圧を殆どアレスタで吸収し、シース誘起電圧（５０ｏｒ６０Ｈｚ）に対しては約２．５％程度しかアレスタに電圧がかからないことになる。
【００２１】
従ってアレスタ放電抑制抵抗を挿入することにより、アレスタはサージに対して正常に動作し、シース誘起電圧に対して放電しにくくなることが分かる。
【００２２】
次に、アレスタと並列に抵抗を挿入することにより、アレスタ放電が抑制できることを実験により確認する。
【００２３】
（１）抵抗がない場合
図６に示す試験回路によりシース誘起電圧を模擬してＡＣ５０Ｈｚの電圧を印加し、アレスタ（直流耐電圧値：１４５Ｖ）の放電開始電圧（シース誘起電圧Ｖ1 ）を求めた。その結果を図７に示す。シース誘起電圧Ｖ1 ＝約１０８Ｖｒｍｓで放電を開始している。
【００２４】
（２）抵抗がある場合
図６の試験回路により、アレスタ（直流耐電圧値：１４５Ｖ）と並列に純抵抗：１００ｋΩを挿入し、放電開始シース誘起電圧Ｖ1 を求めた。その結果、シース誘起電圧：約６００Ｖｒｍｓ印加しても放電は発生せず、放電抑制効果が確認された（図８参照）。
【００２５】
なお、アレスタ放電開始シース誘起電圧Ｖ1 の挿入抵抗値依存性について実験結果と計算結果の比較を図９に示す。図より挿入抵抗が１００ｋΩの場合、シース誘起電圧が約４ｋＶ程度まで上昇しなければアレスタ放電は発生しないことが分かる。
【００２６】
ケーブル実線路の部分放電測定では、一般的に約１ＭＨｚ〜５０ＭＨｚ程度の周波数帯で測定が行われている。
【００２７】
一方、図５のように同一周波数でも挿入抵抗値によりアレスタにかかる電圧比率が変化する。従って、▲１▼部分放電測定（１ＭＨｚ〜５０ＭＨｚ）に影響及ぼさない▲２▼サージ等に対して、アレスタが正常に動作する▲３▼アレスタ放電を抑制するを行うためには、測定機器の周波数特性，搭載アレスタの直流耐電圧値、シース誘起電圧を考慮することにより、最適な挿入抵抗値を選定することが重要である。
【００２８】
今回の場合、約１００ｋΩ程度の抵抗をアレスタと並列に挿入することが効果的である。
【００２９】
以上より、入力端子〜アース間アレスタと並列に最適な抵抗を挿入することにより、部分放電測定に影響なく、且つアレスタ本来の性能を低下させることなくアレスタ放電を抑制できる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明の部分放電測定装置によると、下記の効果を奏する。
【００３１】
（１）部分放電測定用プリアンプの耐圧特性向上が図れる。
【００３２】
（２）ケーブルシース誘起電圧によるアレスタ放電を抑制できる。
【００３３】
（３）抵抗を挿入しても、部分放電測定に影響なく、且つサージ等に対してアレスタが正常に動作する。
【００３４】
（４）アレスタ放電の抑制により、部分放電信号との誤認が減少し測定の信頼性向上に繋がる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る部分放電測定装置の部分放電検出部の実施形態を示す説明図である。
【図２】部分放電測定装置例の全体の概要を示すブロック図である。
【図３】（ａ）は図１の等価回路図であって、（ｂ）は抵抗がない場合（図１０）の等価回路図である。
【図４】図３（ｂ）の抵抗がない場合のアレスタにかかる電圧と、シース誘起電圧の周波数との関係（計算値）を示すグラフである。
【図５】図３（ａ）の抵抗がある場合のアレスタにかかる電圧と、シース誘起電圧の周波数との関係（計算値）を挿入抵抗値をパラメータとして示すグラフである。
【図６】本発明に係る、抵抗を挿入することによりアレスタ放電が抑制できることを確認するための試験回路のブロック図である。
【図７】図６の試験回路により測定した抵抗がない場合のアレスタ放電信号を示すチャートである。
【図８】図６の試験回路により測定した抵抗がある場合のアレスタ放電信号（無）を示すチャートである。
【図９】本発明に係る、アレスタ放電開始シース誘起電圧の挿入抵抗値依存性を表すグラフである。
【図１０】従来技術を説明する部分放電検出部の回路ブロック図である。
【符号の説明】
１  抵抗
３，５  アレスタ
１０  電力ケーブル
１１  箔電極
１２  絶縁筒
１３  検出インピーダンス
１４，１６  増幅器
１５  減衰器
１７  データレコーダ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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