(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力ケーブルの劣化度合を診断し、診断結果より前記電力ケーブルの残りの寿命を推定する電力ケーブルの寿命推定方法において、
前記電力ケーブルに所定のレベルの電圧を印加して絶縁破壊の有無を確認する耐電圧試験と、前記電力ケーブルへの電圧印加時の劣化信号を検出する劣化信号検出試験を併用するとともに、前記耐電圧試験の実施の前に前記所定のレベルの電圧より低電圧による前記劣化信号検出試験を実施し、
実施した前記劣化信号検出試験において劣化による明確な検出信号が確認されたとき、確認された前記検出信号に基づいて前記電力ケーブルの寿命を推定し、
前記劣化信号検出試験において劣化による明確な検出信号が確認されないとき、前記耐電圧試験を実施することにより前記電力ケーブルの寿命を推定することを特徴とする電力ケーブルの劣化診断方法。
【請求項２】
前記耐電圧試験のステップは、前記所定のレベルの電圧として、商用周波電圧、または商用周波数に近い周波数を有する交流電圧、あるいは超低周波電圧を使用することによって行われることを特徴とする請求項１項記載の電力ケーブルの寿命推定方法。
【請求項３】
前記劣化信号検出試験のステップは、前記耐電圧試験における前記商用周波電圧、または商用周波数に近い周波数を有する交流電圧、あるいは超低周波電圧に合わせるため、損失電流法に基づいて行われることを特徴とする請求項２項記載の電力ケーブルの寿命推定方法。
【請求項４】
前記耐電圧試験のステップは、前記劣化信号検出試験における印加電圧を引き継いだ前記所定のレベルの電圧への昇圧のもとに行われることを特徴とする請求項３項記載の電力ケーブルの寿命推定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力ケーブルの寿命推定方法に関し、特に、重度劣化のケーブルを絶縁破壊させることがなく、しかも、寿命推定を確実に行うことのできる電力ケーブルの寿命推定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
架橋ポリエチレンを絶縁体として有する電力ケーブル（以下、ＣＶケーブルという）は、湿潤雰囲気下での長期使用によりボウタイ状水トリーの発生を原因とした絶縁劣化を起こすことが知られており、この劣化の度合を検知するための診断方法としては、耐電圧試験と劣化信号検出試験とが知られている。
【０００３】
前者の方法は、運転電圧より高い所定の波高値に設定された商用周波電圧、あるいはこれに代替する電圧波形の直流電圧や超低周波電圧をケーブルに印加することによって絶縁破壊試験を行うもので、試験結果の信頼性が高く、また、重度に劣化しているケーブル線路が運転中に破壊事故を起こすのを防ぐ意味において有意義である。
【０００４】
一方、後者の方法は、電圧印加によって生ずる劣化に起因した信号をケーブルより検出し、検出された劣化信号の大小によって劣化の度合を判定するもので、非破壊試験であることによって特徴づけられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のこれらの劣化診断に基づくケーブルの寿命推定方法によると、耐電圧試験に依存する寿命推定の場合には、仮に、３年の寿命予測に基づく耐圧試験を実施したとして、対象ケーブルが残り寿命２年の重度劣化であったとすると、みすみす２年使えるケーブルを絶縁破壊させてしまうという問題を有しており、一方、劣化信号検出試験に依存して寿命推定を行う場合には、生成した水トリー長が絶縁体の厚さに比して小さなとき、劣化信号が微弱のために寿命推定を難しくするという問題を有している。
【０００６】
従って、本発明の目的は、重度劣化のケーブルを絶縁破壊させることがなく、しかも、寿命推定を確実に行うことのできる電力ケーブルの寿命推定方法を提供することにある。
【０００７】
【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、電力ケーブルの劣化度合を診断し、診断結果より前記電力ケーブルの残りの寿命を推定する電力ケーブルの寿命推定方法において、
前記電力ケーブルに所定のレベルの電圧を印可して絶縁破壊の有無を確認する耐電圧試験と、前記電力ケーブルへの電圧印加時の劣化信号を検出する劣化信号検出試験を併用するとともに、前記耐電圧試験の実施の前に前記所定のレベルの電圧より低電圧による前記劣化信号検出試験を実施し、
実施した前記劣化信号検出試験において劣化による明確な検出信号が確認されたとき、確認された検出信号に基づいて前記電力ケーブルの寿命を推定し、
前記劣化信号検出試験において劣化による明確な検出信号が確認されないとき、前記耐電圧試験を実施することにより前記電力ケーブルの寿命を推定することを特徴とする電力ケーブルの寿命推定方法を提供するものである。
【０００８】
上記の耐電圧試験に適用される電圧波形としては、商用周波電圧、または商用周波数に近い周波数を有する交流電圧、あるいは超低周波電圧が好ましく、また、劣化信号検出試験としては、以上の電圧波形による耐電圧試験との併用の関係から、交流電圧を印加した状態で損失電流を測定し、その大小により劣化度合を判定する損失電流法の適用が好ましい。
【０００９】
本発明において、耐電圧試験に適用される電圧としては、商用周波電圧、または商用周波数に近い周波数を有する交流電圧、あるいは超低周波電圧が好ましく、一方、劣化信号検出試験としては、これに合わせる意味合いから、損失電流法の適用が好ましい。
【００１０】
これらの電圧および方法の組合せは、劣化信号検出試験のための印加電圧を引き継ぐ形での耐電圧試験レベルへの電圧上昇を可能とするため、作業の遂行が効率化する。なお、耐電圧試験のための電圧への昇圧は、被験ケーブルが重度に劣化しているときの絶縁破壊を避けるために、段階的に実施することが好ましい。
【００１１】
なお、損失電流法のための具体的な検出回路としては、電気学会技術報告６６８号「特別高圧ＣＶケーブル絶縁劣化状態と絶縁診断技術の動向」に示される検出回路が好ましく、また、耐電圧試験と併用が可能な他の劣化信号検出試験としては、直流成分法あるいは直流バイアス法等を挙げることができる。
本発明を利用して、ケーブル線路の中間接続部または終端接続部等の健全性、あるいはケーブルの外傷等を部分放電により点検することは可能である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による電力ケーブルの寿命推定方法の実施の形態を説明する。
まず、本発明において併用される一方の試験である耐電圧試験について述べる。
図１は、成立のベースとなる絶縁破壊電圧と水トリーの関係を示し、実線路で長期間使用された６６ｋＶＣＶケーブルを供試サンプルとした商用周波電圧（５０Ｈｚ）におけるボウタイ状水トリーの長さと絶縁破壊値との関係を示したものである。
【００１３】
この図によれば、水トリー劣化をしたＣＶケーブルの絶縁破壊電圧は、水トリーの長さに関係し、水トリーが長くなるにしたがって破壊電圧が低くなることが示されている。また、２３年間使用されたこのケーブルのボウタイ状水トリーの長さを調査したところ、最大長さは、３０３０μｍであり、従って、その成長速度は、早くて約２００μｍ／年ということが確認された。
【００１４】
そして、以上の結果に基づいて、たとえば、残り寿命５年を判定するのに実施すべき耐電圧試験のための電圧を仮に５０ｋＶに設定し、これを、図１の曲線に当てはめたとすると、試験電圧５０ｋＶで絶縁破壊となる水トリーの長さは、３３００μｍということになる。
【００１５】
一方、この長さ３３００μｍの水トリーを有するＣＶケーブルの運転を電圧４０ｋＶのもとに続行し、それによって水トリーが絶縁破壊まで成長を続けたとすると、絶縁破壊時の水トリー長は、図１によれば、４３００μｍということになる。
【００１６】
従って、以上からいえることは、５０ｋＶの試験電圧に耐え得た水トリー長３３００μｍ未満のケーブルであれば、前述した水トリーの成長速度からして、運転電圧４０ｋＶでの５年以内の使用によって水トリー長が４３００μｍになることはなく、従って、このケーブルが５年以内に絶縁破壊を起こすことはあり得ないということができる。
【００１７】
以上が耐電圧試験の成立する背景であり、データに基づく水トリー長の予測と、この予測に対応した課電圧の設定に基づいて試験が行われ、このとき、絶縁破壊が生じないことをもって余寿命が保証される。
【００１８】
図２は、他方の試験である劣化信号検出試験を示したもので、（ａ）は、印加電圧と検出信号（劣化信号）の実測波形例、（ｂ）は、この実測に適用された損失電流法における検出回路（前述電気学会技術報告での開示回路）を示す。
（ａ）の検出信号の波形は、重度の水トリー劣化を起こしたＣＶケーブルを対象としたときのもので、劣化状態が明確に現れている。従って、波形がこの水準になれば、劣化度合の認定を容易に行うことができる。
【００１９】
この実施の形態においては、以上の２つの試験のうち、まず、耐電圧試験より低い電圧による劣化信号検出試験が行われる。この試験において、図２の（ａ）のように劣化による明確な検出信号が確認されれば、試験は、その時点で終了し、印加電圧が解除されて検出信号の大小に基づくケーブル寿命の推定が行われる。
【００２０】
一方、これに対し、劣化信号検出試験において、寿命推定を行うのに適した明確な検出信号が確認されなければ、引き続き、所定の電圧による耐電圧試験が実施され、実施結果によって余寿命が保証される。なお、このとき、被験ケーブルは、既に、劣化信号検出試験の実施によって重度劣化でないことが確認されているため、耐電圧試験の実施による絶縁破壊の確率は、大きく低下させられている。
【００２１】
以上のように遂行される寿命推定方法によれば、耐電圧試験の前に劣化信号検出試験を実施するため、重度劣化のケーブルは、非破壊試験である劣化信号検出試験の段階で捕捉されることとなり、従って、従来において散発させていた耐電圧試験による重度劣化ケーブルの絶縁破壊を未然に防ぐことができるとともに、劣化信号検出試験のみに依存したときの微弱な検出信号に基づく寿命推定の困難さをも、効果的に解消することができる。
そして、この方法によれば、劣化信号検出試験における明確な劣化信号の検出と、耐電圧試験のいずれかに基づいてケーブルの寿命が推定されるため、高度に確実な寿命推定の実施が可能となる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による電力ケーブルの寿命推定方法によれば、耐電圧試験と劣化信号検出試験とを併用するとともに、耐電圧試験の実施前に耐電圧試験より低電圧による劣化信号検出試験を実施し、この試験において劣化による明確な検出信号が確認されたとき、確認された検出信号に基づいて寿命の推定を行い、一方、劣化信号検出試験において劣化による明確な検出信号が確認されないとき、所定の電圧による耐電圧試験を実施するため、従来のような耐電圧試験による重度劣化ケーブルの絶縁破壊を未然に防ぐことができる。
【００２３】
また、寿命推定が、劣化を示す明確な検出信号が確認されたときの劣化信号検出試験と、試験結果に確実な特質を有する耐電圧試験のいずれかに基づいて行われるため、確度の高い寿命推定結果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＣＶケーブルの耐電圧試験における絶縁破壊電圧と水トリー長との関係を示す説明図。
【図２】ＣＶケーブルの劣化信号検出試験の説明図であり、（ａ）は損失電流における印加電圧と検出信号の実測波形例、（ｂ）は（ａ）の波形実測に適用された損失電流法の検出回路を示す。
【図１】
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【図２】
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