(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーブル導体の周囲を絶縁層により覆い、更にこの絶縁層の周囲を遮蔽層により覆って成る電力ケーブルの絶縁劣化診断を行なうべく、診断対象となる電力ケーブルを構成するケーブル導体と遮蔽層との間に直流電圧を印加し、次いで、この直流電圧の印加を停止すると共にこれらケーブル導体と遮蔽層とを接地し、次いで、これらケーブル導体と遮蔽層との間に交流電圧を印加すると共に、この交流電圧の印加開始時の前後に亙る時間中、上記診断対象となる電力ケーブルと接地とを含む回路内で生じる直流信号を測定し、この測定した直流信号を評価する事により上記診断対象となる電力ケーブルを構成する絶縁層の劣化の程度を診断する電力ケーブルの絶縁劣化診断方法に於いて、上記直流信号を評価するのに先立って、この直流信号と、上記診断対象となる電力ケーブルと実質的に同一の条件で敷設されている他の電力ケーブルと接地とを含む別の回路内で測定した直流信号との、互いの差動演算を行なう事により、上記評価すべき直流信号に含まれる直流ノイズ成分を除去する事を特徴とする電力ケーブルの絶縁劣化診断方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明に係る電力ケーブルの絶縁劣化診断方法は、架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブル（以下「ＣＶケーブル」とする。）の絶縁劣化状態を診断する為に利用する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＶケーブルが浸水状態或は多湿状態で使用される場合に発生する水トリーは、電気トリーに結び付いて絶縁破壊を起こし、送電事故の原因になる。従って、水トリー等によるＣＶケーブルの絶縁の劣化状態を予め知っておく事は、送電線の事故発生を防止する為に重要である。この様な目的でＣＶケーブルの絶縁劣化診断を行なう方法として、本発明の対象となる残留電荷法が、例えば出願人会社が２００１年１０月に発行した「三菱電線工業時報」第９８号等に記載されて、従来から知られている。
【０００３】
図３は、この残留電荷法を実施する場合の回路図を示している。診断対象となるＣＶケーブル１は、ケーブル導体２の周囲を絶縁層３により覆い、更にこの絶縁層３の周囲を遮蔽層４により覆って成る。又、このうちの遮蔽層４は、接地線５により接地している。この様なＣＶケーブル１の絶縁劣化診断を行なう場合には、図３に示す様に、上記ケーブル導体２の端部と接地との間に診断装置１１を接続して、上記ＣＶケーブル１と接地とを含む診断回路を構成する。そして、先ず、スイッチ６の接点をａ点に合わせた状態で、直流電源７により、上記ケーブル導体２と上記遮蔽層４との間（上記絶縁層３）に直流電圧を印加する。これにより、これらケーブル導体２と遮蔽層４との間（上記絶縁層３）に電荷を蓄積させる。
【０００４】
次いで、上記スイッチ６の接点をｂ点に切り換える事で、上記直流電圧の印加を停止すると共に、接地回路８により上記ケーブル導体２を接地する。これにより、このケーブル導体２と上記遮蔽層４との間（上記絶縁層３）に蓄積されている電荷を、上記診断回路を通じて接地側に回復させる。但し、この際、上記絶縁層３に水トリーが発生している場合には、この水トリーに蓄積されている電荷のみが、この水トリーに長時間残留する。尚、この様に水トリー内に残留する電荷（残留電荷）の量は、この水トリーによる上記絶縁層３の劣化度合い（水トリーの成長度合い）が大きい程、多くなる。但し、この水トリー内の残留電荷は、上記絶縁層３に交流電圧を印加する事により、この水トリーから容易に放出させる事ができる。
【０００５】
そこで次に、上記スイッチ６の接点をｃ点に切り換えた状態で、交流電源９により、上記ケーブル導体２と上記遮蔽層４との間（上記絶縁層３）に交流電圧を印加する。これにより、上記水トリー内の残留電荷をこの水トリーから放出させ、更に上記診断回路を通じて接地側に回復させる。又、上述の様に交流電圧を印加すると共に、この交流電圧の印加開始時の前後に亙る時間中、上記診断回路内で生じる直流信号（直流電流又は直流電圧）を、測定器１０により測定する。これにより、上述の様に接地側に回復してくる残留電荷を、上記直流信号として検出する。この際に検出される残留電荷の量は、測定結果である図４に示す様に、上記直流信号の跳躍成分ΔＱとして現れる。この跳躍成分ΔＱの大きさは、接地側に回復してくる残留電荷の量が多い程、即ち、上記水トリーによる絶縁層３の劣化度合いが大きい程、大きくなる。従って、上記跳躍成分ΔＱの大きさを観察すれば、上記絶縁層３の劣化の程度を（跳躍成分ΔＱが大きい程劣化が進んでいると）診断する事ができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した様な残留電荷法による絶縁劣化診断を実際に行なうと、図５に示す様に、直流信号の測定値に不規則な直流ノイズ成分が含まれ、この直流信号の跳躍成分ΔＱの検出精度が低下する場合がある。この様に跳躍成分ΔＱの検出精度が低下すると、絶縁劣化診断の信頼性を確保する事が難しくなる為、好ましくない。一方、上述の様な直流ノイズ成分の発生原因に就いては種々考えられるが、主な発生原因としては、図３に鎖線で示す様な、接地系統を通じて診断回路内に侵入する、直流迷走電流ΔＩの存在が挙げられる。
本発明の電力ケーブルの絶縁劣化診断方法は、上述の様な事情に鑑み、上記直流信号の測定値に含まれる直流ノイズ成分を除去する事により、信頼性のある絶縁劣化診断を行なえる様にすべく発明したものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の対象となる電力ケーブルは、ケーブル導体の周囲を絶縁層により覆い、更にこの絶縁層の周囲を遮蔽層により覆って成る。そして、本発明の電力ケーブルの絶縁劣化診断方法は、この様な電力ケーブルの絶縁劣化診断を行なうべく、診断対象となる電力ケーブルを構成するケーブル導体と遮蔽層との間に直流電圧を印加する。次いで、この直流電圧の印加を停止すると共に、これらケーブル導体と遮蔽層とを接地する。次いで、これらケーブル導体と遮蔽層との間に交流電圧を印加すると共に、この交流電圧の印加開始時の前後に亙る時間中、上記診断対象となる電力ケーブルと接地とを含む回路内で生じる直流信号を測定する。そして、この測定した直流信号を評価する（直流信号中に現れる跳躍成分の大きさを観測する）事により、上記診断対象となる電力ケーブルを構成する絶縁層の劣化の程度を診断（跳躍成分が大きい程劣化が進んでいると判定）する。
特に、本発明の電力ケーブルの絶縁劣化診断方法に於いては、上記直流信号を評価するのに先立って、この直流信号と、上記診断対象となる電力ケーブルと実質的に同一の条件（環境条件、接地条件等）で敷設されている他の電力ケーブル（例えば、診断対象となる電力ケーブルと共に同一のケーブル線路を構成する他相の電力ケーブル）と接地とを含む別の回路内で測定した直流信号との、互いの差動演算を行なう。これにより、上記評価すべき直流信号（即ち、診断対象となる電力ケーブルと接地とを含む回路内で生じる直流信号）に含まれる直流ノイズ成分を除去する。
【０００８】
【作用】
上述の様な本発明の電力ケーブルの絶縁劣化診断方法によれば、評価すべき直流信号の測定値に含まれる直流ノイズ成分を除去して、信頼性の高い絶縁劣化診断を行なえる。即ち、前述した様に、直流ノイズ成分の主な発生原因である直流迷走電流は、電力ケーブルと接地とを含む回路内に、この電力ケーブルの接地系統を通じて侵入する。又、それぞれが電力ケーブルと接地とを含んで構成される複数の回路を考えた場合に、これら各回路を構成する電力ケーブルがそれぞれ実質的に同一の条件（環境条件、接地条件等）で敷設されていれば、接地系統を通じて上記各回路内に侵入する直流迷走電流の波形は、それぞれほぼ等しくなる。更に、この直流迷走電流の存在に基づいて上記各回路内で生じる直流ノイズ成分の波形も、それぞれほぼ等しくなる。
【０００９】
従って、本発明の様に、診断対象となる電力ケーブルと接地とを含む回路内で測定した直流信号（残留電荷の回復に基づいて生じる直流信号＋直流迷走電流の存在に基づいて生じる直流ノイズ成分）と、この診断対象となる電力ケーブルと実質的に同一の条件（環境条件、接地条件等）で敷設されている他の電力ケーブルと接地とを含む回路内で測定した直流信号（直流迷走電流の存在に基づいて生じる直流ノイズ成分）との、互いの差動演算を行なえば、これら両直流信号に含まれる直流ノイズ成分を相殺する事ができる。言い換えれば、評価すべき直流信号（診断対象となる電力ケーブルと接地とを含む回路内で生じる直流信号）に含まれる直流ノイズ成分を除去する事ができる。従って、本発明の場合には、信頼性の高い絶縁劣化診断を行なえる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１〜２は、本発明の実施の形態の１例を示している。本例の場合、診断対象となるＣＶケーブル１の絶縁劣化診断を行なう際に、このＣＶケーブル１と共に同一のケーブル線路１２を構成する、他相のＣＶケーブル１ａを使用する。これら各ＣＶケーブル１、１ａを構成する遮蔽層４、４は、それぞれ接地線５により一括して接地している。
【００１１】
診断対象となるＣＶケーブル１の絶縁劣化診断を行なう場合には、前述の図３に示した従来方法の場合と同様、図１に示す様に、診断対象となるＣＶケーブル１を構成するケーブル導体２の端部と接地との間に診断装置１１｛但し、図１には、スイッチ６及び直流電源７及び接地回路８（図３参照）の図示を省略し、交流電源９及び測定器１０のみを図示。｝を接続して、上記ＣＶケーブル１と接地とを含む閉回路（以下「第一の閉回路」とする。）を構成する。これと共に、上記他相のＣＶケーブル１ａを構成するケーブル導体２の端部と接地との間に測定器１０ａを接続して、この他相のＣＶケーブル１ａと接地とを含む閉回路（以下「第二の閉回路」とする。）を構成する。尚、この様に第一、第二の各閉回路を構成した状態で、上記両ＣＶケーブル１、１ａの接地条件が互いに実質的に等しくなる。又、上記測定器１０が測定する、上記第一の閉回路内で生じた直流信号（直流電流は又は直流電圧）と、上記測定器１０ａが測定する、上記第二の閉回路内で生じた直流信号（直流電流は又は直流電圧）とを、それぞれ差動演算器１３に入力自在とする。
【００１２】
上述の図１に示した様な診断回路を構成したならば、次に、前述の図３に示した従来方法の場合と同様、先ず、診断対象となるＣＶケーブル１を構成するケーブル導体２と遮蔽層４との間（絶縁層３）に直流電圧を、上記直流電源７（図３参照）により印加する。これにより、これらケーブル導体２と遮蔽層４との間（絶縁層３）に電荷を蓄積させる。次いで、この直流電圧の印加を停止すると共に、上記ＣＶケーブル１を構成するケーブル導体２を、上記接地回路８（図３参照）により接地する。これにより、このケーブル導体２と上記遮蔽層４との間（絶縁層３）に蓄積されている電荷を、上記第一の閉回路を通じて接地側に回復させる。但し、この際に、上記絶縁層３に発生した水トリー内に蓄積されている電荷がこの水トリー内に長時間残留する事は、前述した通りである。次いで、上記ＣＶケーブル１を構成するケーブル導体２と遮蔽層４との間（絶縁層３）に交流電圧を、上記交流電源９により印加する。これにより、上記水トリー内の残留電荷を、上記第一の閉回路を通じて接地側に回復させる。
【００１３】
又、本例の場合には、上述の様に交流電圧を印加すると共に、この交流電圧の印加開始時の前後に亙る時間中、上記測定器１０により上記第一の閉回路内で生じた直流信号を、上記測定器１０ａにより上記第二の閉回路内で生じた直流信号を、それぞれ測定する。そして、これら両測定器１０、１０ａにより測定した直流信号を、それぞれ差動演算器１３に入力する。そして、この差動演算器１３により、これら両直流信号同士の差動演算を行ない、その結果を出力する。
【００１４】
本例の場合、上記測定器１０により測定される（上記第一の閉回路内で生じる）直流信号は、前述の図３に示した従来方法の場合と同様、診断対象となるＣＶケーブル１を構成するケーブル導体２と遮蔽層４との間（絶縁層３）に蓄積された電荷が接地側に回復する事に基づいて生じる直流信号と、上記第一の閉回路内に接地系統を通じて侵入する直流迷走電流ΔＩの存在に基づいて生じる直流ノイズ成分との合成信号となり、図２に実線αで示す様になる。これに対し、上記測定器１０ａにより測定される（上記第二の閉回路内で生じる）直流信号は、この第二の閉回路内に接地系統を通じて侵入する直流迷走電流ΔＩ′の存在に基づいて生じる直流ノイズ成分のみとなり、図２に破線βで示す様になる。又、本例の場合、上記第一、第二の各閉回路を構成する各ＣＶケーブル１、１ａは、互いに実質的に同一の条件（環境条件、接地条件等）で敷設されている。この為、これら第一、第二の各閉回路内に接地系統を通じて侵入する直流迷走電流ΔＩ、ΔＩ′の波形は、互いにほぼ等しく（ΔＩ≒ΔＩ′）なり、更にこれら各直流迷走電流ΔＩ、ΔＩ′の存在に基づいて生じる直流ノイズ成分の波形も、互いにほぼ等しくなる。
【００１５】
従って、前述した様に、上記測定器１０により測定した（上記第一の閉回路内で生じた）直流信号と、上記測定器１０ａにより測定した（上記第二の閉回路内で生じた）直流信号との差動演算を、前記差動演算器１３により行なえば、これら両直流信号に含まれる直流ノイズ成分を相殺する事ができる。言い換えれば、上記測定器１０により測定した（上記第一の閉回路内で生じた）直流信号に含まれる直流ノイズ成分を除去する事ができる。この結果、上記差動演算器１３の出力として、図２に実線γで示す様な、直流ノイズ成分が含まれていない直流信号｛診断対象となるＣＶケーブル１を構成するケーブル導体２と遮蔽層４との間（絶縁層３）に蓄積された電荷が接地側に回復する事に基づいて生じる直流信号｝を得る事ができる。この様にして得た直流信号には、上記絶縁層３の劣化の程度を評価する際の指標となる跳躍成分ΔＱが明瞭に現れる。この為、本例の場合には、信頼性の高い絶縁劣化診断を行なえる。
【００１６】
【発明の効果】
以上に述べた様に、本発明の電力ケーブルの絶縁劣化診断方法によれば、評価すべき直流信号の測定値に含まれる直流ノイズ成分を除去して、信頼性の高い絶縁劣化診断を行なえる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１例を示す診断回路図。
【図２】直流信号の測定結果を示す線図。
【図３】従来の残留電荷法を実施する場合の診断回路図。
【図４】直流信号の測定結果を示す線図。
【図５】直流ノイズ成分を含む直流信号の測定結果を示す線図。
【符号の説明】
１、１ａ  ＣＶケーブル
２    ケーブル導体
３    絶縁層
４    遮蔽層
５    接地線
６    スイッチ
７    直流電源
８    接地回路
９    交流電源
１０、１０ａ  測定器
１１    診断装置
１２    ケーブル線路
１３    差動演算器
【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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