| 【発明の名称】 |
電力ケーブル線路の絶縁破壊区域標定方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】大内 啓一
【氏名】奥山 健
【氏名】山口 正幸
【氏名】遠藤 桓
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| 【要約】 |
【課題】簡素で安価なシステムを実現でき、絶縁破壊区域の標定精度の高い電力ケーブル線路の絶縁破壊区域標定方法を提供する。
【解決手段】×印で絶縁破壊が生じると、その絶縁破壊位置に近いケーブル線路１Ｕ、１Ｖ、１Ｗのシース回路のクロスボンド線４ＵＷあるいはシースアレスタ３１に急峻なサージ性電流が流れる。このサージ性電流を高周波電流変成器３０で検出し、Ｂ．Ｐ．Ｆ３２を介して急峻なサージ性エネルギーの特定の周波数成分により磁鋼片３３を着磁させる。この着磁の強さは、サージ性エネルギー検出点から絶縁破壊位置までの距離に依存した大きさになる。従って、磁鋼片３３をセットした現地において、例えば、ホール効果素子等を用いて着磁の強さあるいは必要に応じて着磁の極性を測定すれば、絶縁破壊区域を求めることができる。その後、着磁した磁鋼片３３を消磁用コイルによって消磁する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】各相のケーブル線路が複数の絶縁接続部によって接続され、各相間の前記絶縁接続部のシースをクロスボンド線によって接続した長距離電力ケーブル線路において、絶縁破壊時に発生したサージ性エネルギーによって前記クロスボンド線に生じるサージ性電圧あるいはサージ性電流から所定の周波数成分を抽出し、抽出された前記所定の周波数成分によって着磁片を着磁させ、前記着磁片から着磁の極性、大きさ等の着磁状態を読み出し、読み出された前記着磁状態に基づいて絶縁破壊区域を標定することを特徴とする電力ケーブル線路の絶縁破壊区域標定方法。
【請求項２】複数の絶縁接続部によって接続され、前記絶縁接続部の絶縁筒の両側のシース間をアレスタ等の保護機器を介して短絡線で短絡した長距離電力ケーブル線路において、絶縁破壊時に発生したサージ性エネルギーによって前記短絡線に生じるサージ性電圧あるいはサージ性電流から所定の周波数成分を抽出し、抽出された前記所定の周波数成分によって着磁片を着磁させ、前記着磁片から着磁の極性、大きさ等の着磁状態を読み出し、読み出された前記着磁状態に基づいて絶縁破壊区域を標定することを特徴とする電力ケーブル線路の絶縁破壊区域標定方法。
【請求項３】絶縁筒によって縁切りされたシースを備えた終端接続部を有し、前記絶縁筒の両側のシース間をアレスタ等の保護機器を介して短絡線で短絡した長距離電力ケーブル線路において、絶縁破壊時に発生したサージ性エネルギーによって前記短絡線に生じるサージ性電圧あるいはサージ性電流から所定の周波数成分を抽出し、抽出された前記所定の周波数成分によって着磁片を着磁させ、前記着磁片から着磁の極性、大きさ等の着磁状態を読み出し、読み出された前記着磁状態に基づいて絶縁破壊区域を標定することを特徴とする電力ケーブル線路の絶縁破壊区域標定方法。
【請求項４】絶縁筒によって縁切りされたシースを備えた終端接続部を有した長距離電力ケーブル線路において、前記絶縁筒の両側のシースに検出電極を設け、絶縁破壊時に発生したサージ性エネルギーによって前記検出電極に生じるサージ性電圧あるいはサージ性電流から所定の周波数成分を抽出し、抽出された前記所定の周波数成分によって着磁片を着磁させ、前記着磁片から着磁の極性、大きさ等の着磁状態を読み出し、読み出された前記着磁状態に基づいて絶縁破壊区域を標定することを特徴とする電力ケーブル線路の絶縁破壊区域標定方法。
【請求項５】外部シースを接地線によって接地した終端接続部を有した長距離電力ケーブル線路において、 絶縁破壊時に発生したサージ性エネルギーによって前記接地線に生じるサージ性電圧あるいはサージ性電流から所定の周波数成分を抽出し、抽出された前記所定の周波数成分によって着磁片を着磁させ、前記着磁片から着磁の極性、大きさ等の着磁状態を読み出し、読み出された前記着磁状態に基づいて絶縁破壊区域を標定することを特徴とする電力ケーブル線路の絶縁破壊区域標定方法。
【請求項６】前記着磁状態の読み出しは、前記着磁片の磁界中にホール素子を配置し、前記ホール素子の出力電圧の極性を検出し、前記絶縁破壊区域の標定は、絶縁破壊時の課電圧の極性と前記ホール素子の出力電圧の極性に基づいて前記絶縁破壊区域が地中線路側か架空線路側かを標定する構成の請求項３、４または５項記載の電力ケーブル線路の絶縁破壊区域標定方法。
【請求項７】前記着磁状態の読み出しは、前記着磁状態を読み出した後、前記着磁片を消磁する構成の請求項１、２、３、４、５または６項記載の電力ケーブル線路の絶縁破壊区域標定方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力ケーブル線路の絶縁破壊区域標定方法に関し、特に、着磁片を用いて電力ケーブル線路の絶縁破壊区域を標定する電力ケーブル線路の絶縁破壊区域標定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電力ケーブル線路のある位置で絶縁破壊が生じた場合、変電所等では絶縁破壊した課電相の検出が可能であるが、どの位置で生じたかを調べるには、従来より次の絶縁破壊位置標定（ＦＬ：Ｆａｕｌｔ Ｌｏｃａｔｉｏｎ）法により行っている。
（１）光磁界センサを用いる方法（２）光出力ＣＴを用いる方法（３）着磁片を用いる方法【０００３】上記（１）の光磁界センサを用いる方法は、ファラデー素子を用いた光磁界センサを絶縁接続部に配置し、光磁界センサによって地絡電流値／地絡点両端の電流位相差を検出する方法である。この方法は、判定ソフトが比較的容易であり、各相、回線毎の検知ができる等の利点がある。
【０００４】上記（２）の光出力ＣＴを用いる方法は、光磁界センサを鉄心コアの空隙部に配置して光出力ＣＴを構成し、地絡零相電流値／地絡点両端の電流位相差を検出する方法である。この方法は、電源が不要であり、システムが比較的安価である等の利点がある。
【０００５】上記（３）の着磁片を用いる方法は、絶縁接続部に着磁片を接続し、絶縁破壊によって生じたサージ性エネルギーで着磁片を着磁させ、この着磁の強さを自動的に読み出して電気信号に変換し、この電気信号をさらに電気／光変換して光ファイバを介して一つの親局に伝送する方法である。親局では、複数位置からの信号の強度を同時に比較し、その比較結果からケーブル線路の絶縁破壊区域を標定する。この方法は、親局において絶縁破壊区域を瞬時に標定することができる等の利点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記（１）の光磁界センサを用いる方法によると、他相の磁界の影響を受けて誤動作する場合があり、光磁界センサや光ファイバの線心数が多数であるので、システムが複雑で高価となる等の欠点がある。また、上記（２）の光出力ＣＴを用いる方法によると、判定ソフトが高度で、回線別判定が不可能であり、システムが複雑で高価となる等の欠点がある。さらに、上記（１）および（２）の方法は、ケーブル線路の正常運転においても、万一の絶縁破壊に備えて装置を動作状態にしておく必要があるという欠点がある。また、上記（３）の着磁片を用いる方法によると、各検出点からの信号を光ファイバで伝送するため、システムが複雑で高価となり、故障する可能性もある等の欠点がある。
【０００７】従って、本発明の目的は、簡素で安価なシステムを実現でき、絶縁破壊区域の標定精度の高い電力ケーブル線路の絶縁破壊区域標定方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達成するため、各相のケーブル線路が複数の絶縁接続部によって接続され、各相間の前記絶縁接続部のシースをクロスボンド線によって接続した長距離電力ケーブル線路において、絶縁破壊時に発生したサージ性エネルギーによって前記クロスボンド線に生じるサージ性電圧あるいはサージ性電流から所定の周波数成分を抽出し、抽出された前記所定の周波数成分によって着磁片を着磁させ、前記着磁片から着磁の極性、大きさ等の着磁状態を読み出し、読み出された前記着磁状態に基づいて絶縁破壊区域を標定することを特徴とする電力ケーブル線路の絶縁破壊区域標定方法を提供する。
【０００９】また、本発明は、上記目的を達成するため、複数の絶縁接続部によって接続され、前記絶縁接続部の絶縁筒の両側のシース間をアレスタ等の保護機器を介して短絡線で短絡した長距離電力ケーブル線路において、絶縁破壊時に発生したサージ性エネルギーによって前記短絡線に生じるサージ性電圧あるいはサージ性電流から所定の周波数成分を抽出し、抽出された前記所定の周波数成分によって着磁片を着磁させ、前記着磁片から着磁の極性、大きさ等の着磁状態を読み出し、読み出された前記着磁状態に基づいて絶縁破壊区域を標定することを特徴とする電力ケーブル線路の絶縁破壊区域標定方法を提供する。
【００１０】また、本発明は、上記目的を達成するため、絶縁筒によって縁切りされたシースを備えた終端接続部を有し、前記絶縁筒の両側のシース間をアレスタ等の保護機器を介して短絡線で短絡した長距離電力ケーブル線路において、絶縁破壊時に発生したサージ性エネルギーによって前記短絡線に生じるサージ性電圧あるいはサージ性電流から所定の周波数成分を抽出し、抽出された前記所定の周波数成分によって着磁片を着磁させ、前記着磁片から着磁の極性、大きさ等の着磁状態を読み出し、読み出された前記着磁状態に基づいて絶縁破壊区域を標定することを特徴とする電力ケーブル線路の絶縁破壊区域標定方法を提供する。
【００１１】また、本発明は、上記目的を達成するため、絶縁筒によって縁切りされたシースを備えた終端接続部を有した長距離電力ケーブル線路において、前記絶縁筒の両側のシースに検出電極を設け、絶縁破壊時に発生したサージ性エネルギーによって前記検出電極に生じるサージ性電圧あるいはサージ性電流から所定の周波数成分を抽出し、抽出された前記所定の周波数成分によって着磁片を着磁させ、前記着磁片から着磁の極性、大きさ等の着磁状態を読み出し、読み出された前記着磁状態に基づいて絶縁破壊区域を標定することを特徴とする電力ケーブル線路の絶縁破壊区域標定方法を提供する。
【００１２】また、本発明は、上記目的を達成するため、外部シースを接地線によって接地した終端接続部を有した長距離電力ケーブル線路において、絶縁破壊時に発生したサージ性エネルギーによって前記接地線に生じるサージ性電圧あるいはサージ性電流から所定の周波数成分を抽出し、抽出された前記所定の周波数成分によって着磁片を着磁させ、前記着磁片から着磁の極性、大きさ等の着磁状態を読み出し、読み出された前記着磁状態に基づいて絶縁破壊区域を標定することを特徴とする電力ケーブル線路の絶縁破壊区域標定方法を提供する。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電力ケーブル線路の絶縁破壊区域標定方法を適用した絶縁破壊区域標定システムを示す。このシステムは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相のケーブル線路１Ｕ、１Ｖ、１Ｗからなる長距離電力ケーブル線路の絶縁破壊区域を標定するものであり、各ケーブル線路１Ｕ、１Ｖ、１Ｗの長手方向にそれぞれ設けられた複数の絶縁接続部（同図では長手方向に一つのみ示す。）２Ｕ、２Ｖ、２Ｗと、Ｗ相のケーブル１Ｗの絶縁接続部２Ｗに接続された絶縁破壊検出回路３とを有する。
【００１４】絶縁接続部２Ｕ、２Ｖ、２Ｗは、絶縁筒２ａの両側にシース端子２ｂを備え、各相間のシース端子２ｂは、クロスボンド線４ＵＷ、４ＵＶ、４ＶＷによって接続されている。Ｗ相の絶縁接続部２Ｗは、シース端子２ｂ間を短絡線２ｃによって短絡させている。
【００１５】絶縁破壊検出回路３は、短絡線２ｃに結合された高周波電流変成器（以下「ＣＴ」という。）３０と、短絡線２ｃに介装されたシースアレスタ３１と、絶縁破壊時に発生したサージ性エネルギーによって短絡線２ｃに生じるサージ性電圧あるいはサージ性電流から所定の周波数成分を抽出するバンドパスフィルタ（Ｂ．Ｐ．Ｆ）３２と、Ｂ．Ｐ．Ｆ３２により抽出された所定の周波数成分によって着磁する磁鋼片３３と、着磁した磁鋼片３３を消磁する消磁用コイル（図示せず）を備える。ここで、「所定の周波数成分」は、部分放電パルス検出法の場合と同様に、サージ性エネルギーの減衰が絶縁破壊発生点からサージ性エネルギーの検出位置までの距離に依存することから、最長距離で生じたサージ性エネルギーで着磁でき、しかも検出点で生じたサージ性エネルギーでも着磁量が大き過ぎて飽和しない範囲になるように設定される。また、「部分放電検出法」とは、高感度検出技術（ＨＴＥＸ法）であって、部分放電検出信号中に誘導している外部ノイズの周波数スペクトルからＳ／Ｎ比の高い周波数を選択し測定する方法である。
【００１６】次に、第１の実施の形態の動作を説明する図１のＷ相のケーブル１Ｗの×印で絶縁破壊が生じたとする。図１の×印で絶縁破壊が生じると、その絶縁破壊位置に近いケーブル線路１Ｕ、１Ｖ、１Ｗのシース回路のクロスボンド線４ＵＷあるいはシースアレスタ３１に急峻なサージ性電流が流れる。この高周波サージエネルギーによる電圧をＣＴ３０で検出し、Ｂ．Ｐ．Ｆ３２を介して急峻なサージ性エネルギーの特定の周波数成分により磁鋼片３３を着磁させる。この着磁の強さは、サージ性エネルギー検出点から絶縁破壊位置までの距離に依存した大きさになる。従って、磁鋼片３３をセットした現地において、例えば、ホール効果素子等を用いて着磁の強さあるいは必要に応じて着磁の極性を測定すれば、絶縁破壊区域を求めることができる。その後、着磁した磁鋼片３３を消磁用コイルによって消磁する。
【００１７】上記第１の実施の形態によれば、万一の絶縁破壊による破壊区域標定法として受動素子のみで構成し、しかもシステムが単純で絶縁破壊に近い区域のみにおいて絶縁破壊状態を示す磁鋼片３３への着磁を行っているので、その磁鋼片３３の着磁の強さを調べるだけで、簡便、確実に破壊区域を特定できる。また、このシステムは、受動素子のみでその大サージエネルギーを直接記録するため、基本的にサージの影響を受け難く、構成が簡素で、信号を伝送しないので、コスト低減が図れる。
【００１８】図２は、本発明の第２の実施の形態に係る電力ケーブル線路の絶縁破壊区域標定方法を適用した絶縁破壊区域標定システムを示す。このシステムは、主幹ケーブル１Ａの終端接続部２′からのサージ性エネルギーによって絶縁破壊区域を標定するものであり、絶縁筒２ａの両側のシース端子２ｂ間を短絡線２ｃで短絡し、短絡線２ｃにシースアレスタ３１およびＣＴ３０を介装するとともに、シース端子２ｂから導出した接地線２ｄにＣＴ３０を介装し、各ＣＴ３０および絶縁筒２ａの両側の金属箔電極２ｅにそれぞれＢ．Ｐ．Ｆ３２および磁鋼片３３を接続している。なお、同図において、５はケース、６はＥＰＧエポキシ碍管、７はエポキシベルマウス、８は補強絶縁層、９は絶縁テープ、１０は引き出し導体、１１は絶縁体、１２は絶縁補強体、１３はシールド層である。
【００１９】この第２の実施の形態によれば、絶縁破壊によって終端接続部２′から生じるサージ性エネルギーによってサージ性電流が接地線２ｄあるいはシースアレスタ３１を流れ、これをＣＴ３０あるいは金属箔電極２ｅにより検出し、磁鋼片３３を着磁させることができるので、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００２０】図３は、上述した終端接続部２′に係る第２の実施の形態において、絶縁破壊が地中ケーブル２０および架空ケーブル２１のいずれの側に発生したかを標定するための絶縁破壊区域標定方法を示したものである。図３において、ケーブル導体２０ａ、ケーブル絶縁体２０ｂおよびケーブルシース２０ｃによって構成される地中ケーブル２０は、図２の主幹ケーブル１Ａに相当し、一方、架空ケーブル２１は、図２の引き出し導体１０に接続されている。
【００２１】絶縁筒２ａによって縁切りされた左右のシース２０ｃ間を接続した短絡線２ｃには、ＣＴ３０とシースアレスタ３１とが組み込まれている。ＣＴ３０には、絶縁破壊時のサージ性エネルギーによって発生するサージ性電圧あるいはサージ性電流から所定の周波数成分を抽出するためのＢ．Ｐ．Ｆ３２が接続されており、このＢ．Ｐ．Ｆ３２から伸びる着磁用コイル３４には、磁鋼片３３がセットされている。２２は磁鋼片３３の着磁極性を読み出すために設けられたホール素子、ＶH はその出力電圧を示す。
【００２２】以上の構成において、仮りに、地中ケーブル２０側のいずれかの箇所で絶縁破壊Ａが発生したとすると、ケーブルシース２０ｃには、ケーブル導体２０ａ、絶縁体２０ｂおよびケーブルシース２０ｃによって形成される静電容量Ｃ1 ，Ｃ2に基づいたサージ性電流Ｂが矢印で示すように流れる。そして、このサージ性電流は、シースアレスタ３１を流れ、ＣＴ３０によって検出され、Ｂ．Ｐ．Ｆ３２によって所定の周波数成分を抽出される。着磁用コイル３４は、この抽出された成分に基づいて磁鋼片３３を着磁させ、その着磁の極性がホール素子２２によって検出される。
【００２３】このとき、ホール素子２２は、もし、絶縁破壊時におけるケーブル導体２０ａへの課電圧が正極であれば、正極の着磁極性を検出することになり、これに応じた出力電圧ＶH を出力する。これら絶縁破壊時におけるケーブル導体２０ａへの課電圧極性と、磁鋼片３３の着磁極性、および絶縁破壊方向の間には明確な相関関係があり、その関係は表１のようにまとめることができる。
【００２４】
【表１】
【００２５】図３の実施の形態は、このように、絶縁破壊時のケーブル導体２０ａへの課電圧極性と、磁鋼片３３における着磁の極性とに基づいて、地中ケーブル２０および架空ケーブル２１のいずれの側に絶縁破壊が発生したかを捉えることができるものであり、従って、電力ケーブル線路の絶縁破壊区域を標定するうえにおいて実際的であり、有用である。
【００２６】本発明は、上記実施の形態に限定されず、種々な実施の形態が可能である。例えば、第１の実施の形態のシステムと第２の実施の形態のシステムとを組み合わせて、電力ケーブル線路を構成するケーブル線路１Ｕ、１Ｖ、１Ｗの終端接続部に図２に示す構成を付加してもよい。
【００２７】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、絶縁破壊時に発生したサージ性エネルギーによってクロスボンド線、接地線あるいは高周波電流変成器に生じるサージ性電圧あるいはサージ性電流から所定の周波数成分を抽出し、その周波数成分によって着磁片を着磁させ、その着磁状態に基づいて絶縁破壊区域を標定するので、簡素で安価なシステムを実現でき、絶縁破壊区域の標定精度の高い電力ケーブル線路の絶縁破壊区域標定方法を提供することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５１２０
【氏名又は名称】日立電線株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）４月２３日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】平田 忠雄
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１８３５５５ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）７月９日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−１１３５６３ |
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