(57)【要約】【課題】容易に端末処理を施すことができる電力ケーブルのインパルス試験方法、および電力ケーブルのインパルス試験設備を提供する。【解決手段】中心から外側に向けて、ケーブル導体、内部半導電層、ケーブル絶縁体、外部半導電層、金属遮蔽層、およびケーブルシースを有する電力ケーブルの軸方向の一端から所定の長さだけ金属遮蔽層およびケーブルシースを剥がして外部半導電層を露出させる工程と、地面から鉛直上方向成分を有する方向に電力ケーブルの一端を立ち上げる工程と、外部半導電層の一部を接地しつつ、露出させたケーブル導体の一端に対してインパルス電圧を印加することで、ケーブル絶縁体の性能を評価する工程と、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心から外側に向けて、ケーブル導体、内部半導電層、ケーブル絶縁体、外部半導電層、金属遮蔽層、およびケーブルシースを有する電力ケーブルの軸方向の一端から所定の長さだけ前記ケーブルシースおよび前記金属遮蔽層を剥がして前記外部半導電層を露出させる工程と、
地面から鉛直上方向成分を有する方向に前記電力ケーブルの一端を立ち上げる工程と、
前記外部半導電層の一部を接地しつつ、露出させた前記ケーブル導体の一端に対してインパルス電圧を印加することで、前記ケーブル絶縁体の性能を評価する工程と、
を有する電力ケーブルのインパルス試験方法。
【請求項２】
前記外部半導電層を露出させる工程では、
前記外部半導電層の周囲に絶縁紙を巻き付けずに、大気中に前記外部半導電層を露出させる請求項１に記載の電力ケーブルのインパルス試験方法。
【請求項３】
前記外部半導電層を露出させる工程では、
前記外部半導電層を露出させる前記所定の長さを、前記インパルス電圧を印加したときに前記露出させた前記ケーブル導体の一端が前記外部半導電層の接地箇所と短絡しないような長さとする請求項１又は２に記載の電力ケーブルのインパルス試験方法。
【請求項４】
前記外部半導電層を露出させる工程では、
前記電力ケーブルの公称電圧が６６ｋＶ以上５００ｋＶ以下である場合に、前記外部半導電層を露出させる前記所定の長さを、４ｍ以上１８ｍ以下とする請求項３に記載の電力ケーブルのインパルス試験方法。
【請求項５】
前記一端を立ち上げる工程では、
前記インパルス電圧を印加したときに、前記露出させた前記ケーブル導体の一端が地面と短絡しないように前記電力ケーブルの一端を地面から離隔する請求項１〜４のいずれか１項に記載の電力ケーブルのインパルス試験方法。
【請求項６】
前記一端を立ち上げる工程では、
露出させた前記外部半導電層が直線状になるように、前記電力ケーブルの一端を地面から立ち上げる請求項１〜５のいずれか１項に記載の電力ケーブルのインパルス試験方法。
【請求項７】
中心から外側に向けて、ケーブル導体、内部半導電層、ケーブル絶縁体、外部半導電層、金属遮蔽層、およびケーブルシースを有する電力ケーブルの軸方向の一端から所定の長さだけ前記金属遮蔽層および前記ケーブルシースを剥がして前記外部半導電層を露出させた状態で、地面から鉛直上方向成分を有する方向に前記電力ケーブルの一端を立ち上げるケーブル立ち上げ部と、
前記外部半導電層の一部を接地しつつ、露出させた前記ケーブル導体の一端に対してインパルス電圧を印加することで、前記ケーブル絶縁体の性能を評価するインパルス印加部と、
を有する電力ケーブルのインパルス試験設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力ケーブルのインパルス試験方法、および電力ケーブルのインパルス試験設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力ケーブルは、雷に対して所定値以上の絶縁耐力が要求される。例えば、公称電圧が５００ｋＶ以上の電力ケーブルでは、２０００ｋＶ以上の絶縁耐力が必要とされている。雷に対する電力ケーブルの絶縁耐力は、雷インパルス電圧破壊試験（以下、インパルス試験）によって評価される（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２４３７９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
インパルス試験では、電力ケーブルの端末においても高電圧が印加されるため、電力ケーブルの端末には、電界を緩和するように所定の端末処理が施される。電力ケーブルのケーブル絶縁体の絶縁耐力を適正に試験するためには、電力ケーブルの端末の絶縁耐力が、電力ケーブルのケーブル絶縁体の絶縁耐力よりも高いことが必要とされる。このため、従来のインパルス試験では、電力ケーブルの端末処理が重厚なものとなっており、端末処理には高いスキルが必要とされていた。
【０００５】
本発明の目的は、容易に端末処理を施すことができる電力ケーブルのインパルス試験方法、および電力ケーブルのインパルス試験設備を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、
中心から外側に向けて、ケーブル導体、内部半導電層、ケーブル絶縁体、外部半導電層、金属遮蔽層、およびケーブルシースを有する電力ケーブルの軸方向の一端から所定の長さだけ前記金属遮蔽層および前記ケーブルシースを剥がして前記外部半導電層を露出させる工程と、
地面から鉛直上方向成分を有する方向に前記電力ケーブルの一端を立ち上げる工程と、
前記外部半導電層の一部を接地しつつ、露出させた前記ケーブル導体の一端に対してインパルス電圧を印加することで、前記ケーブル絶縁体の性能を評価する工程と、
を有する電力ケーブルのインパルス試験方法が提供される。
【０００７】
本発明の他の態様によれば、
中心から外側に向けて、ケーブル導体、内部半導電層、ケーブル絶縁体、外部半導電層、金属遮蔽層、およびケーブルシースを有する電力ケーブルの軸方向の一端から所定の長さだけ前記金属遮蔽層および前記ケーブルシースを剥がして前記外部半導電層を露出させた状態で、地面から鉛直上方向成分を有する方向に前記電力ケーブルの一端を立ち上げるケーブル立ち上げ部と、
前記外部半導電層の一部を接地しつつ、露出させた前記ケーブル導体の一端に対してインパルス電圧を印加することで、前記ケーブル絶縁体の性能を評価するインパルス印加部と、
を有する電力ケーブルのインパルス試験設備が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、容易に端末処理を施すことができる電力ケーブルのインパルス試験方法、および電力ケーブルのインパルス試験設備が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る電力ケーブルを示す軸方向に直交する断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るインパルス試験設備を示す概略構成図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るインパルス試験時におけるインパルス波形を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る電力ケーブルの端末構造、およびインパルス試験時における電位分布を示す概略図である。
【図５】従来のインパルス試験設備を示す概略構成図である。
【図６】従来のインパルス試験時における電力ケーブルの端末処理部を示す軸方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜本発明者の得た知見＞
まず、図５および図６を用い、従来のインパルス試験方法について説明する。図５は、従来のインパルス試験設備を示す概略構成図である。図６は、従来のインパルス試験時における電力ケーブルの端末処理部を示す軸方向断面図である。
【００１１】
従来のインパルス試験では、電力ケーブル１００の端末における電界を緩和するために、電力ケーブル１００に対して、以下のようにして端末処理が施されてきた。
【００１２】
図５に示すように、従来のインパルス試験設備９０では、試験対象となる所定の長さの電力ケーブル１００をドラム３００に巻回させる。
【００１３】
次に、図６に示すように、電力ケーブル１００の軸方向の一端から所定の長さだけ段階的に剥がして、外部半導電層１４０およびケーブル絶縁体１３０を露出させる。次に、電力ケーブル１００の端末を直線状に矯正するために、電力ケーブル１００の端末にガイドパイプ（不図示）を被せ、ヒーターにより加熱する。次に、端末で露出したケーブル絶縁体１３０の外周を覆うように、絶縁紙（油浸紙）９１４を巻き付ける。次に、絶縁紙９１４を巻き付けた部分の外周にベルマウス９１２を取り付ける。次に、ベルマウス９１２の後端側に、外部半導電層１４０の外周を覆うように、カーボン紙（不図示）、アルミ箔（不図示）、および包帯９１６をこの順で巻き付ける。なお、外部半導電層１４０の一部を、接地させる。このようにして、電力ケーブル１００の端末処理部９１０ａが形成される。
【００１４】
次に、図５に示すように、電力ケーブル１００の端末処理部９１０ａを、インパルス試験設備９０の専用容器９２２内に挿入して密閉する。次に、専用容器９２２内を真空引きし、専用容器９２２内に絶縁油を充填する。このようにして、電力ケーブル１００の端末処理が完了する。
【００１５】
専用容器９２２内では、電力ケーブル１００の端末処理部９１０ａの先端に露出したケーブル導体１１０が導体引出棒９２６に接続される。導体引出棒９２６は、専用容器９２２から鉛直上方向に立設しており、導体引出棒９２６の外周には、碍子９２４が設けられる。導体引出棒９２６の鉛直上方向の先端には、課電リード線５２０を介して、インパルス印加部５００が接続される。
【００１６】
なお、電力ケーブル１００の他端においても、電力ケーブル１００の一端と同様の端末処理が施され、端末処理部９１０ｂが形成される。電力ケーブル１００の軸方向の他端は、電気的に開放される。
【００１７】
しかしながら、上記のような従来のインパルス試験方法では、以下のような課題が生じていた。
【００１８】
従来のインパルス試験方法における端末処理では、ケーブル絶縁体１３０の外周に絶縁紙９１４を巻き付ける作業が重要となる。数百層の絶縁紙９１４の各層間や、絶縁紙９１４とケーブル絶縁体１３０との間において、わずかな空隙が生じると、端末処理部９１０ａの絶縁耐力が著しく低下する可能性があった。一方、これらの部分に空隙を生じさせないように絶縁紙９１４を強く巻き付け過ぎると、絶縁紙９１４のシワや裂けが発生し、絶縁紙９１４のシワや裂けが空隙となるため、上記と同様にして端末処理部９１０ａの絶縁耐力が著しく低下する可能性があった。このため、端末処理における絶縁紙９１４を巻き付ける作業は、作業者のスキルに大きく依存し、高いスキルを必要としていた。また、端末処理に係る作業時間が長くかかっていた。さらには、作業の管理が難しく、再現性を確保することが困難であった。
【００１９】
本発明は、本発明者が見出した上記知見に基づくものである。
【００２０】
＜本発明の一実施形態＞
（１）インパルス試験設備
図１および図２を用い、本発明の一実施形態に係るインパルス試験設備１０について説明する。図１は、本実施形態に係る電力ケーブルを示す軸方向に直交する断面図である。図２は、本実施形態に係るインパルス試験設備を示す概略構成図である。図４は、本実施形態に係る電力ケーブルの端末構造、およびインパルス試験時における電位分布を示す概略図である。
【００２１】
なお、本実施形態において、電力ケーブル１００の「軸方向」とは、電力ケーブル１００の長手方向のことをいう。
【００２２】
（電力ケーブル）
図１に示すように、インパルス試験が適用される電力ケーブル１００は、中心から外側に向けて、ケーブル導体１１０、内部半導電層１２０、ケーブル絶縁体１３０、外部半導電層１４０、金属遮蔽層１５０、およびケーブルシース１６０を有している。ケーブル導体１１０は、例えば、純銅（Ｃｕ）、銅合金、純アルミ（Ａｌ）、アルミ合金等からなる複数の芯線を撚り合わせた導体として構成されている。内部半導電層１２０は、例えば、架橋ポリエチレンおよびカーボンブラックを含んでおり、導電性を有している。ケーブル絶縁体１３０は、例えば、架橋ポリエチレンを含んでいる。ケーブル絶縁体１３０の絶縁耐力がインパルス試験によって評価される。
【００２３】
外部半導電層１４０は、例えば、内部半導電層１２０と同様に、架橋ポリエチレンおよびカーボンブラックを含んでおり、導電性を有している。外部半導電層１４０の抵抗はケーブル導体１１０の抵抗よりも高く、外部半導電層１４０は均一に所定の抵抗を有している。例えば、外部半導電層１４０の体積抵抗率は、数Ω・ｍ（１〜１０Ω・ｍ）程度である。
【００２４】
また、金属遮蔽層１５０は、例えば金属被として構成されている。具体的には、金属遮蔽層１５０は、例えば、アルミ、鉛またはステンレスからなっており、金属遮蔽層１５０の外周面は、例えば、波形となっている。ケーブルシース１６０は、例えば、ポリ塩化ビニル等を含んでいる。
【００２５】
（インパルス試験設備）
図２に示すように、本実施形態のインパルス試験設備１０には、ドラム３００が設けられている。ドラム３００には、試験対象となる所定の長さの電力ケーブル１００が巻回されている。
【００２６】
電力ケーブル１００の軸方向の一端Ａから所定の長さＬだけ金属遮蔽層１５０およびケーブルシース１６０が剥がされ、外部半導電層１４０が露出されている。
【００２７】
図４に示すように、露出させた外部半導電層１４０の基端Ｃ付近には、外部半導電層１４０および金属遮蔽層１５０を電気的に接続するように、アルミ箔２１２ａが巻回されている。アルミ箔２１２ａの外周には、銅線２１４ａが巻回され、接地されている。これにより、露出させた外部半導電層１４０の基端Ｃだけでなく、ドラム３００に巻回された電力ケーブル１００における金属遮蔽層１５０も接地されている。
【００２８】
また、露出させた外部半導電層１４０の基端Ｃ付近には、電力ケーブル１００から径方向に所定距離だけ離間した位置で電力ケーブル１００を囲むように、（下部）シールドリング２２０ａが設けられている。シールドリング２４０は、上端がアルミ箔２１２ａの上端と重なり、且つ、上端がアルミ箔２１２ａの上端よりも高くなるように配置されている。アルミ箔２１２ａとシールドリング２２０ａとは、銅線２１４ａにより、電気的に接続されている。これにより、シールドリング２２０ａは、露出させた外部半導電層１４０の基端Ｃとともに、接地されている。このように、露出させた外部半導電層１４０の基端Ｃ付近にシールドリング２２０ａが設けられていることにより、露出させた外部半導電層１４０の基端Ｃ周辺の電界が緩和されている。
【００２９】
図２に示すように、電力ケーブル１００の一端Ａ付近には、絶縁ロープ４２０ａが巻き付けられている。絶縁ロープ４２０ａは、天井に設けられたケーブル立ち上げ部４００ａに連結されている。ケーブル立ち上げ部４００ａは、例えば、ホイスト式のクレーンとして構成されている。ケーブル立ち上げ部４００ａが絶縁ロープ４２０ａを引き上げることにより、電力ケーブル１００の一端Ａは、地面から鉛直上方向成分を有する方向に立ち上げられている。ここでは、例えば、電力ケーブル１００の一端Ａは、地面から鉛直上方向に立ち上げられている。また、露出させた外部半導電層１４０は、直線状に立設している。このように電力ケーブル１００の一端Ａが立ち上げられていることにより、電力ケーブル１００の端末での絶縁破壊を抑制することができる。この点について、詳細を後述する。
【００３０】
電力ケーブル１００の一端Ａには、ケーブル導体１１０の一端Ａ’が露出されている。ケーブル導体１１０の一端には、課電リード線５２０を介して、インパルス印加部５００が接続されている。インパルス印加部５００は、外部半導電層１４０の一部を接地しつつ、露出させたケーブル導体１１０の一端Ａ’に対してインパルス電圧を印加することで、ケーブル絶縁体１３０の性能（絶縁耐力）を評価するよう構成されている。
【００３１】
図４に示すように、電力ケーブル１００の一端Ａ付近には、外部半導電層１４０の外周を囲むように、アルミ箔２３２ａが巻回されている。アルミ箔２３２ａの外周には、銅線２３４ａが巻回されている。アルミ箔２３２ａとケーブル導体１１０の一端Ａ’とは、銅線２３４ａにより、電気的に接続されている。これにより、外部半導電層１４０の一端側（アルミ箔２３２ａが巻回された部分）は、ケーブル導体１１０の一端Ａ’と等電位となっている。
【００３２】
また、電力ケーブル１００の一端Ａ付近には、電力ケーブル１００から径方向に所定距離だけ離間した位置で電力ケーブル１００を囲むように、（上部）シールドリング２４０ａが設けられている。シールドリング２４０は、上端がケーブル導体１１０の一端Ａ’よりも高くなるように配置されている。アルミ箔２３２ａとシールドリング２４０ａとは、銅線２３４ａにより、電気的に接続されている。これにより、シールドリング２２０ａは、ケーブル導体１１０の一端Ａ’と等電位となっている。このように、電力ケーブル１００の一端Ａ付近にシールドリング２４０ａが設けられていることにより、電力ケーブル１００の一端Ａ周辺の電界が緩和されている。
【００３３】
なお、電力ケーブル１００の他端Ｂにおいても、電力ケーブル１００の一端Ａと同様の端末処理が施されている。すなわち、電力ケーブル１００の軸方向の他端Ｂから所定の長さ（Ｌ）だけ金属遮蔽層１５０およびケーブルシース１６０が剥がされ、外部半導電層１４０が露出されている。電力ケーブル１００の他端Ｂは、ケーブル立ち上げ部４００ｂにより、地面から鉛直上方向成分を有する方向に立ち上げられている。露出させた外部半導電層１４０の基端Ｄ付近には、シールドリング２２０ｂが設けられ、電力ケーブル１００の他端Ｂ付近には、シールドリング２４０ｂが設けられている。
【００３４】
電力ケーブル１００の他端Ｂにおいて、ケーブル導体１１０の他端Ｂ’は、電気的に開放されている。これにより、インパルス試験時にケーブル導体１１０の一端Ａ’に対してインパルス電圧を印加したときに、ドラム３００に巻回された電力ケーブル１００のケーブル絶縁体１３０に対してインパルス電圧が印加され、ケーブル絶縁体１３０の絶縁耐力が評価される。
【００３５】
（２）インパルス試験方法
次に、図２および図３を用い、本実施形態に係るインパルス試験方法について説明する。図３は、本実施形態に係るインパルス試験時におけるインパルス波形を示す図である。
【００３６】
（端末処理工程）
本実施形態のインパルス試験設備１０において、試験対象となる所定の長さの電力ケーブル１００をドラム３００に巻回する。試験対象となる電力ケーブル１００の長さを、例えば、６ｍ以上とする。
【００３７】
次に、電力ケーブル１００の軸方向の一端Ａから所定の長さＬだけ金属遮蔽層１５０およびケーブルシース１６０を剥がして、外部半導電層１４０を露出させる。このとき、外部半導電層１４０の周囲に絶縁紙を巻き付けずに、大気中に外部半導電層１４０を露出させる。
【００３８】
また、このとき、外部半導電層１４０が露出された所定の長さＬを、ケーブル導体１１０の一端Ａ’に対してインパルス電圧を印加したときに、露出させたケーブル導体１１０の一端Ａ’が外部半導電層１４０の接地箇所と短絡しないような長さとする。具体的には、電力ケーブル１００の公称電圧に応じて、外部半導電層１４０を露出させる所定の長さＬを調整する。電力ケーブル１００の公称電圧が６６ｋＶ以上５００ｋＶ以下である場合では、試験時におけるインパルス電圧のピーク電圧値を４８５ｋＶ以上２１３５ｋＶ以下とするため、外部半導電層１４０を露出させる所定の長さＬを４ｍ以上１８ｍ以下とする。所定の長さＬを４ｍ未満とすると、露出させた外部半導電層１４０の周囲における電界の勾配が急峻となり、露出させたケーブル導体１１０の一端Ａ’が外部半導電層１４０の接地箇所と短絡する可能性がある。これに対して、所定の長さＬを４ｍ以上とすることにより、露出させた外部半導電層１４０の周囲における電界の勾配が緩やかとなり、上記したインパルス電圧のピーク電圧値において、露出させたケーブル導体１１０の一端Ａ’が外部半導電層１４０の接地箇所と短絡することを抑制することができる。一方、所定の長さＬを１８ｍ超とすると、電力ケーブル１００の一端Ａを立ち上げる高さを高くする必要があり、インパルス試験設備１０が大型化する可能性がある。これに対して、所定の長さＬを１８ｍ以下とすることにより、電力ケーブル１００の一端Ａを立ち上げる高さを所定範囲内とすることができ、インパルス試験設備１０が大型化することを抑制することができる。
【００３９】
次に、露出させた外部半導電層１４０の基端Ｃ側を、接地させる。露出させた外部半導電層１４０の基端Ｃ付近に、シールドリング２２０ａを設け、電力ケーブル１００の一端Ａ付近に、シールドリング２４０ａを設ける。
【００４０】
次に、ケーブル立ち上げ部４００ａによって絶縁ロープ４２０ａを引き上げることにより、電力ケーブル１００の一端Ａを、地面から鉛直上方向成分を有する方向に立ち上げる。このとき、露出させたケーブル導体１１０の一端Ａ’に対してインパルス電圧を印加したときに、露出させたケーブル導体１１０の一端Ａ’が地面と短絡しないように、電力ケーブル１００の一端Ａを地面から離隔する。さらに、露出させた外部半導電層１４０（の一端側から基端Ｃまでの部分）が直線状になるように、電力ケーブル１００の一端Ａを地面から立ち上げる。
【００４１】
次に、ケーブル導体１１０の一端Ａ’に、課電リード線５２０を介して、インパルス印加部５００を接続する。
【００４２】
なお、電力ケーブル１００の他端Ｂにおいても、電力ケーブル１００の一端Ａと同様の端末処理を施す。このとき、ケーブル導体１１０の他端Ｂ’を、電気的に開放する。
【００４３】
（インパルス試験工程）
次に、外部半導電層１４０の一部を接地しつつ、露出させたケーブル導体１１０の一端Ａ’に対してインパルス電圧を印加することで、ケーブル絶縁体１３０の性能（絶縁耐力）を評価する。
【００４４】
例えば、図３に示すように、露出させたケーブル導体１１０の一端Ａ’に対してインパルス電圧を印加する。電力ケーブル１００の公称電圧が６６ｋＶ以上５００ｋＶ以下である場合では、上述のように、インパルス電圧の（１００％）ピーク電圧値を４８５ｋＶ以上２１３５ｋＶ以下とする。ここでは、例えば、インパルス電圧のピーク電圧値を２１００ｋＶ程度とする。また、インパルス電圧が３０％から９０％までに至る時間ｔ1を、例えば、１μｓ以上５μｓ以下とする。また、インパルス電圧がピークを過ぎて５０％となるまでの時間ｔ２を、例えば、４０μｓ以上６０μｓ以下とする。
【００４５】
このようなインパルス電圧を印加することによって、電力ケーブル１００のケーブル絶縁体１３０が耐えることができたか否かを評価する。
【００４６】
（３）電力ケーブルの端末の電位分布
次に、図４を用い、本実施形態のインパルス試験時における電力ケーブル１００の端末の電位分布について説明する。図４において、点線は、等電位線を示している。
【００４７】
図４に示すように、本実施形態では、電力ケーブル１００の一端Ａから所定の長さＬだけ金属遮蔽層１５０およびケーブルシース１６０が剥がされ、外部半導電層１４０が大気中に露出されている。このため、露出させたケーブル導体１１０の一端Ａ’に対してインパルス電圧を印加したとき、露出させた外部半導電層１４０の周囲には等電位線が放射状に形成される。このとき、露出させたケーブル導体１１０の一端Ａの電位が高く、接地された外部半導電層１４０の基端Ｃの電位が徐々に低くなっている。また、上述のように、外部半導電層１４０は、均一に所定の体積抵抗率を有しているため、外部半導電層１４０の周囲における等電位線は、一端Ａ側から基端Ｃ側に向かって軸方向に均等な間隔で分布している。つまり、外部半導電層１４０の周囲には等電位線の間隔が局所的に狭い部分が形成されておらず、電界が集中することが抑制されている。
【００４８】
また、露出させた外部半導電層１４０は、直線状に立設している。露出させた外部半導電層１４０が曲がっていると、露出させた外部半導電層１４０の屈曲部分の内側において、等電位線が密となり、電界の勾配が急峻となるため、短絡が生じ易くなる。これに対して、本実施形態では、露出させた外部半導電層１４０が直線状であることにより、等電位線が均等となり、電界の勾配が緩やかとなるため、短絡を抑制することができる。
【００４９】
また、外部半導電層１４０を露出させる所定の長さＬが長いほど、外部半導電層１４０の周囲に形成される等電位線の間隔が広くなり、電界の勾配が緩やかとなる。これにより、露出させたケーブル導体１１０の一端Ａ’が外部半導電層１４０の接地箇所と短絡することを抑制することができる。
【００５０】
また、露出させた外部半導電層１４０の基端Ｃ付近には、シールドリング２２０ａが設けられている。シールドリング２２０ａは、露出させた外部半導電層１４０の基端Ｃとともに、接地されている。露出させた外部半導電層の基端付近にシールドリングが設けられていない場合、露出させた外部半導電層の基端と金属遮蔽層との間で等電位線が密に形成され、電界の勾配が急峻となる。これに対して、本実施形態では、露出させた外部半導電層１４０の基端Ｃ付近にシールドリング２２０ａが設けられていることにより、露出させた外部半導電層１４０の基端Ｃ付近におけるシールドリング２２０ａを囲む周辺領域が等電位となっている。その結果、露出させた外部半導電層１４０の基端Ｃ周辺の電界を緩和することができる。
【００５１】
また、電力ケーブル１００の一端Ａ付近には、シールドリング２４０ａが設けられている。シールドリング２２０ａは、ケーブル導体１１０の一端Ａ’と等電位となっている。電力ケーブルの一端付近にシールドリングが設けられていない場合、ケーブル導体の一端と外部半導電層の一端との間で等電位線が密に形成され、電界の勾配が急峻となる。これに対して、本実施形態では、電力ケーブル１００の一端Ａ付近にシールドリング２４０ａが設けられていることにより、電力ケーブル１００の一端Ａ付近におけるシールドリング２４０ａを囲む周辺領域が等電位となっている。その結果、電力ケーブル１００の一端Ａ周辺の電界を緩和することができる。なお、シールドリング２４０の上端がケーブル導体１１０の一端Ａ’よりも高くなっていることにより、シールドリング２４０ａ周辺の等電位領域からケーブル導体１１０の一端Ａ’が突出することを抑制することができる。
【００５２】
以上のように、本実施形態では、電力ケーブル１００の端末における絶縁耐力を確保することができ、電力ケーブル１００の端末での絶縁破壊を抑制することができる。
【００５３】
（４）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下に示す１つ又は複数の効果を奏する。
【００５４】
（ａ）本実施形態によれば、インパルス試験の端末処理において、電力ケーブル１００の一端Ａから所定の長さＬだけ外部半導電層１４０を露出させる。外部半導電層１４０の周囲に絶縁紙を巻き付けずに、大気中に外部半導電層１４０を露出させる。このような簡単な端末処理だけで、電力ケーブル１００の端末での絶縁破壊を抑制することができる。従来の電力ケーブル１００の端末処理に比較して、本実施形態では、作業者の高いスキルを必要とせず、容易に端末処理を施すことができる。また、電力ケーブル１００の金属遮蔽層１５０およびケーブルシース１６０を剥がすだけであるため、端末処理にかかる作業時間を短くすることができる。
【００５５】
（ｂ）本実施形態によれば、外部半導電層１４０を露出させる所定の長さＬを管理すれば、電力ケーブル１００の端末における所定の絶縁耐力を安定的に確保することができる。従来の端末処理における絶縁紙９１４の巻き付け作業では、作業の管理が難しく、再現性を確保することが困難であったのに対して、本実施形態では、このような絶縁紙の巻き付け作業を省略することができる。したがって、本実施形態では、作業の再現性を向上させることができ、端末における絶縁耐力の信頼性を向上させることができる。
【００５６】
（ｃ）従来では、試験電圧値や電力ケーブル１００のサイズに応じて、電力ケーブル１００の端末処理部９１０ａの大きさを変更し、専用の付属部品（絶縁紙９１４およびベルマウス９１２）が必要となっていたのに対して、本実施形態では、試験電圧値や電力ケーブル１００のサイズに応じて、外部半導電層１４０を露出する所定の長さＬを変更するだけでよい。したがって、本実施形態では、端末処理において専用の付属品を必要としないため、インパルス試験のコストを削減することができる。
【００５７】
＜本発明の他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００５８】
上述の実施形態では、ドラム３００に所定の長さ巻回された電力ケーブル１００を試験対象としてインパルス試験を実施する場合について説明したが、必要長だけ切り出した短尺状の電力ケーブルを試験対象としてインパルス試験を実施しても良い。
【００５９】
上述の実施形態では、インパルス試験が適用される電力ケーブル１００が金属遮蔽層１５０として金属被を有している場合について説明したが、インパルス試験が適用される電力ケーブルは、金属被の代わりに、複数の軟銅線等の導電素線が被覆されたワイヤシールドや、複数巻回された軟銅テープからなる金属遮蔽層を有していても良い。
【００６０】
上述の実施形態では、天井に設けられたケーブル立ち上げ部４００ａが絶縁ロープ４２０ａを引き上げることにより、電力ケーブル１００の一端Ａを地面から立ち上げる場合について説明したが、電力ケーブルの一端を鉛直下側から支持して立ち上げても良い。
【００６１】
上述の実施形態では、電力ケーブル１００の立ち上げ方向が鉛直上方向である場合を図示して説明したが、電力ケーブルの立ち上げ方向は、厳密な鉛直上方向でなくてもよく、斜め方向であってもよい。
【００６２】
上述の実施形態では、露出させた外部半導電層１４０が直線状に立設している場合を図示して説明したが、露出させた外部半導電層は短絡が生じない程度に曲がっていても良い。なお、露出させた外部半導電層が直線状である方が、等電位線が均等となり、電界の勾配が緩やかとなるため、好ましい。
【００６３】
上述の実施形態では、端末処理工程の後に、シールドリング２２０ａおよび２４０ａを設け、電力ケーブル１００の一端Ａを立ち上げ、ケーブル導体１１０の一端Ａ’にインパルス印加部５００を接続する場合について説明したが、これらの工程の順番を入れ替えても良い。
【実施例】
【００６４】
次に、本発明に係る実施例について説明する。
【００６５】
（１）電力ケーブル
以下のように、インパルス試験を適用する電力ケーブル１００を準備した。
実施例１：公称電圧６６ｋＶ
実施例２：公称電圧１５４ｋＶ
実施例３：公称電圧５００ｋＶ
【００６６】
（２）端末処理
各実施例において、外部半導電層１４０を露出する所定の長さＬを以下のような長さとした。
実施例１のＬ：４ｍ
実施例２のＬ：８ｍ
実施例３のＬ：１８ｍ
【００６７】
（３）インパルス試験
上述の実施形態におけるインパルス試験設備１０により、各実施例のケーブル絶縁体１３０の絶縁耐力を評価した。このとき、印加したインパルス電圧のピーク電圧値を以下のように設定した。
実施例１におけるピーク電圧値：４８５ｋＶ
実施例２におけるピーク電圧値：１０３５ｋＶ
実施例３におけるピーク電圧値：２１３５ｋＶ
【００６８】
（４）結果
上記した条件で各実施例の電力ケーブル１００に対してインパルス試験を行ったところ、各実施例の電力ケーブル１００の端末処理された部分では、絶縁破壊を起こすことはなかった。各実施例の電力ケーブル１００において、試験対象となるケーブル絶縁体１３０の絶縁耐力を適正に評価することができたことを確認した。
【００６９】
＜本発明の好ましい態様＞
以下、本発明の好ましい態様について付記する。
【００７０】
（付記１）
本発明の一態様によれば、
中心から外側に向けて、ケーブル導体、内部半導電層、ケーブル絶縁体、外部半導電層、金属遮蔽層、およびケーブルシースを有する電力ケーブルの軸方向の一端から所定の長さだけ前記金属遮蔽層および前記ケーブルシースを剥がして前記外部半導電層を露出させる工程と、
地面から鉛直上方向成分を有する方向に前記電力ケーブルの一端を立ち上げる工程と、
前記外部半導電層の一部を接地しつつ、露出させた前記ケーブル導体の一端に対してインパルス電圧を印加することで、前記ケーブル絶縁体の性能を評価する工程と、
を有する電力ケーブルのインパルス試験方法が提供される。
【００７１】
（付記２）
好ましくは、付記１に記載の電力ケーブルのインパルス試験方法であって、
前記外部半導電層を露出させる工程では、
前記外部半導電層の周囲に絶縁紙を巻き付けずに、大気中に前記外部半導電層を露出させる。
【００７２】
（付記３）
好ましくは、付記１又は２に記載の電力ケーブルのインパルス試験方法であって、
前記外部半導電層を露出させる工程では、
前記外部半導電層を露出させる前記所定の長さを、前記インパルス電圧を印加したときに前記露出させた前記ケーブル導体の一端が前記外部半導電層の接地箇所と短絡しないような長さとする。
【００７３】
（付記４）
好ましくは、付記３に記載の電力ケーブルのインパルス試験方法であって、
前記外部半導電層を露出させる工程では、
前記電力ケーブルの公称電圧が６６ｋＶ以上５００ｋＶ以下である場合に、前記外部半導電層を露出させる前記所定の長さを、４ｍ以上１８ｍ以下とする。
【００７４】
（付記５）
好ましくは、付記１〜４のいずれかに記載の電力ケーブルのインパルス試験方法であって、
前記一端を立ち上げる工程では、
前記インパルス電圧を印加したときに、前記露出させた前記ケーブル導体の一端が地面と短絡しないように前記電力ケーブルの一端を地面から離隔する。
【００７５】
（付記６）
好ましくは、付記１〜５のいずれかに記載の電力ケーブルのインパルス試験方法であって、
前記一端を立ち上げる工程では、
露出させた前記外部半導電層が直線状になるように、前記電力ケーブルの一端を地面から立ち上げる。
【００７６】
（付記７）
好ましくは、付記１〜６のいずれかに記載の電力ケーブルのインパルス試験方法であって、
前記ケーブル絶縁体の性能を評価する工程の前に、露出させた前記外部半導電層の基端付近にシールドリングを設ける工程を有する。
【００７７】
（付記８）
好ましくは、付記１〜７のいずれかに記載の電力ケーブルのインパルス試験方法であって、
前記電力ケーブルの軸方向の他端から所定の長さだけ前記ケーブルシースを剥がして前記外部半導電層を露出させる工程と、
地面から鉛直上方向成分を有する方向に前記電力ケーブルの他端を立ち上げる工程と、
を有する。
【００７８】
（付記９）
本発明の他の態様によれば、
中心から外側に向けて、ケーブル導体、内部半導電層、ケーブル絶縁体、外部半導電層、金属遮蔽層、およびケーブルシースを有する電力ケーブルの軸方向の一端から所定の長さだけ前記金属遮蔽層および前記ケーブルシースを剥がして前記外部半導電層を露出させた状態で、地面から鉛直上方向成分を有する方向に前記電力ケーブルの一端を立ち上げるケーブル立ち上げ部と、
前記外部半導電層の一部を接地しつつ、露出させた前記ケーブル導体の一端に対してインパルス電圧を印加することで、前記ケーブル絶縁体の性能を評価するインパルス印加部と、
を有する電力ケーブルのインパルス試験設備が提供される。
【符号の説明】
【００７９】
１０  インパルス試験設備
１００  電力ケーブル
１１０  ケーブル導体
１２０  内部半導電層
１３０  ケーブル絶縁体
１４０  外部半導電層
１５０  金属被
１６０  ケーブルシース
２２０ａ，２２０ｂ，２４０ａ，２４０ｂ  シールドリング
３００  ドラム
４００ａ，４００ｂ  ケーブル立ち上げ部
４２０ａ，４２０ｂ  絶縁ロープ
５００  インパルス印加部
５２０  ケーブル
【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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