JP6210564B2 - Power cable connection protective tube and partial discharge measuring device - Google Patents
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Description
本発明は、電力ケーブルの接続部における接続部保護管及び部分放電測定装置に関するものである。 The present invention relates to a connection portion protection tube and a partial discharge measuring device in a connection portion of a power cable.
電力ケーブルにおいて、その絶縁体にボイド、異物等が存在する場合、通電時に部分放電が発生し、最終的に絶縁破壊に至るおそれがある。
従来は、絶縁筒を挟んで金属シースが縁切りされた電力ケーブルの接続部における絶縁筒の両側の防食層の各々の外周に一対の金属箔の電極を取り付け、これらの電極には検出インピーダンスを接続していた。
そして、電力ケーブルに電流を流したときにその絶縁体に部分放電が生じると、片側の金属箔の電極の電荷に変化が発生するので、一対の金属箔の電極に接続された検出インピーダンスを介して測定装置により部分放電の発生を検出していた(例えば、特許文献1及び2参照)。
In a power cable, if there are voids, foreign matter, etc. in the insulator, partial discharge may occur during energization, which may eventually lead to dielectric breakdown.
Conventionally, a pair of metal foil electrodes are attached to the outer peripheries of the anticorrosion layers on both sides of the insulation tube at the connection part of the power cable with the metal sheath being cut across the insulation tube, and the detection impedance is connected to these electrodes Was.
If a partial discharge occurs in the insulator when a current is passed through the power cable, a change occurs in the charge of the metal foil electrode on one side, so that the detection impedance connected to the pair of metal foil electrodes Thus, the occurrence of partial discharge was detected by the measuring device (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
しかしながら、上記従来技術では、既設の電力ケーブルの接続部に対して、部分放電の測定の際に、接続部の防食層の表面に金属箔の電極を取り付ける作業を行っていたので、電力ケーブルの接続部の大きさによって使用する金属箔の面積が異なり、また、金属箔を電力ケーブルの接続部の防食層の表面に隙間無く均一に取り付けることが難しいことから、検出される静電容量にバラツキが発生するという問題があった。
特に、金属箔の取り付け作業は、作業者の熟練度に応じて、隙間の有無等、取り付け状況の差異を生じやすく、静電容量のバラツキが生じやすく、作業の標準化と静電容量の検出値の安定化が望まれていた。
However, in the above-described prior art, when measuring the partial discharge for the connection portion of the existing power cable, the work of attaching the metal foil electrode to the surface of the anticorrosion layer of the connection portion is performed. The area of the metal foil used varies depending on the size of the connection part, and it is difficult to attach the metal foil to the surface of the anticorrosion layer of the power cable connection part without any gaps. There was a problem that occurred.
In particular, metal foil installation work is subject to differences in installation conditions, such as the presence or absence of gaps, depending on the level of skill of the operator, and variations in capacitance are likely to occur. Standardization of work and capacitance detection values It was desired to stabilize.
また、金属箔は、測定後、電力ケーブルの接続部から剥離して除去されるが、剥離の際に変形や破損を生じ易く、再利用が殆ど困難で廃棄されていたので、環境保全や省資源の観点からは好ましくなかった。
さらに、部分放電測定のための設置作業は、洞道やマンホール等の中のような狭い環境下で行われ、その設置箇所には、ケーブル支持金物等の作業の妨げとなる障害要因が多いため、作業に時間を要して作業効率が悪く、また、作業負担も大きかった。
In addition, the metal foil is peeled off from the connection portion of the power cable after the measurement, but is easily deformed or damaged at the time of peeling, and it is almost difficult to reuse. It was not preferable from the viewpoint of resources.
In addition, installation work for partial discharge measurement is performed in a narrow environment such as in a cave or manhole, and there are many obstacles that hinder the work of cable support hardware etc. at the installation site. The work required time and the work efficiency was poor, and the work burden was heavy.
本発明は、検出する静電容量のバラつきを抑え、良好な部分放電の検出を行うことをその目的とする。 An object of the present invention is to suppress the variation in the capacitance to be detected and to detect a good partial discharge.
請求項1記載の発明は、電力ケーブルの接続部保護管において、
電力ケーブルの接続部の外周に配置された金属管と、
前記金属管を被覆する防食層とを備え、
絶縁筒を挟んでその両側に一対の前記金属管が設けられ、それぞれの前記金属管に前記部分放電検出用の接続端子として校正用の接続端子と測定用の接続端子が設けられ、
前記防食層に前記接続端子を外部に露出する開口部が設けられ、
前記接続端子を外部から遮蔽する開閉可能な蓋が前記開口部に装備され、
測定用の接続端子と前記校正用の接続端子は、前記金属管の中心軸に垂直な断面の円周上で中心軸に対して同じ側に配置され、
前記開口部は、前記測定用の接続端子と前記校正用の接続端子の両方を外部に露出し、
前記蓋は、前記測定用の接続端子と前記校正用の接続端子の両方を外部から遮蔽することを特徴とする。
The invention according to claim 1 is a connection protective tube for a power cable.
A metal tube arranged on the outer periphery of the connecting portion of the power cable ;
An anticorrosion layer covering the metal tube,
A pair of the metal tubes are provided on both sides of the insulating cylinder, and each of the metal tubes is provided with a connection terminal for calibration and a connection terminal for measurement as the connection terminal for partial discharge detection.
An opening for exposing the connection terminal to the outside is provided in the anticorrosion layer,
An openable / closable lid that shields the connection terminal from the outside is provided in the opening,
The connection terminal for measurement and the connection terminal for calibration are arranged on the same side with respect to the central axis on the circumference of the cross section perpendicular to the central axis of the metal tube,
The opening exposes both the connection terminal for measurement and the connection terminal for calibration to the outside,
The lid shields both the connection terminal for measurement and the connection terminal for calibration from the outside .
請求項2記載の発明は、請求項1に記載の電力ケーブルの接続部保護管と、当該接続部保護管の前記接続端子に接続する部分放電測定用検出部品とを備える部分放電測定装置において、
前記部分放電測定用検出部品は、前記接続端子をインピーダンス検出素子に連結するリード線と、前記リード線の途中に介在するコンデンサーとを備えることを特徴とする。
Invention of Claim 2 is a partial discharge measuring apparatus provided with the connection part protection tube of the electric power cable of Claim 1, and the detection component for partial discharge measurement connected to the connection terminal of the connection part protection tube,
The detection component for partial discharge measurement includes a lead wire connecting the connection terminal to an impedance detection element, and a capacitor interposed in the middle of the lead wire.
本発明は、電力ケーブルの接続部の外周に配置された金属管を備え、当該金属管が部分放電検出用の接続端子を有するので、電力ケーブルの部分放電の測定の際に、接続端子を介してコンデンサーを容易に接続することができ、金属管の外側に金属箔の電極を設けることを不要とすることができる。従って、金属箔のように、電力ケーブルの接続部の大きさによって面積が異なることがなくなり、隙間の不均一の発生も回避できるので、これらに起因する静電容量のバラツキを抑えることができ、作業の標準化と静電容量の値の安定化による検出結果の精度向上を図ることが可能となる。 The present invention includes a metal tube disposed on the outer periphery of the connection portion of the power cable, and the metal tube has a connection terminal for detecting partial discharge. Thus, it is possible to easily connect the capacitor, and it is unnecessary to provide a metal foil electrode outside the metal tube. Therefore, like metal foil, the area does not vary depending on the size of the connecting portion of the power cable, and the occurrence of non-uniform gaps can be avoided, so that variation in capacitance caused by these can be suppressed, It is possible to improve the accuracy of detection results by standardizing work and stabilizing the capacitance value.
また、使い捨てとなる金属箔の電極を不要とするので、廃棄物の発生を抑え、環境を保護し、省資源化を図ることが可能となる。
さらに、金属箔の設置作業を不要とし、電極にリード線及びコンデンサーを取り付ける作業により測定が可能となるので、洞道やマンホール等の中のような狭い環境或いは周囲にケーブル支持金物等の障害要因が多い環境下であっても、作業を容易且つ迅速に行うことが可能となり、また、作業負担の低減も実現することが可能となる。
In addition, since a disposable metal foil electrode is not required, generation of waste can be suppressed, the environment can be protected, and resource saving can be achieved.
In addition, it eliminates the need for metal foil installation work and enables measurement by attaching lead wires and capacitors to the electrodes. Therefore, obstruction factors such as cable support hardware in narrow environments such as in caves and manholes, etc. Even in an environment with a large amount of work, the work can be performed easily and quickly, and the work load can be reduced.
[発明の実施形態の概要]
本発明の実施の形態を図1〜図7に基づいて説明する。図1は本実施形態である電力ケーブルの接続部保護管10の正面図、図2は図1のV−V線に沿った断面図である。
上記接続部保護管10は、電力ケーブル100の接続部としての中間接続部110に設けられ、部分放電測定装置40によって行われる電力ケーブル100の部分放電の検出に好適な構造を備えている。
[Outline of Embodiments of the Invention]
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a front view of a connecting
The connection
電力ケーブル100は、主に、内側から順番に導体101、絶縁層、遮蔽層(図示略)、防食層が形成されている。
そして、電力ケーブル100と電力ケーブル100とを接続する中間接続部110は、図1及び図2に示すように、二本の電力ケーブル100の導体101同士を接続した図示しない導体接続部と、その周囲に形成された補強絶縁層102と、補強絶縁層102の外周に設けられ、二本の電力ケーブル100の遮蔽層を絶縁する絶縁筒103とを備えており、補強絶縁層102の外周には接続部保護管10が装備されている。
In the
And the
[接続部保護管]
接続部保護管10は、絶縁筒103を挟んでその両側で補強絶縁層102の外周を覆う一対の金属管としての銅管20と、各銅管20の表面全体を被覆する防食層30とを備えている。
[Protection tube for connection part]
The connection
図3は接続部保護管10の防食層30を除いた状態を図示している。
図示のように、電力ケーブル100の中間接続部110の補強絶縁層102は、ケーブル長手方向に沿った円筒状であり、その両端部は徐々に縮径した円錐状となっている。そして、補強絶縁層102の外周の中央部には円環状の絶縁筒103が形成されている。
FIG. 3 illustrates a state where the
As illustrated, the reinforcing
そして、接続部保護管10の二つの銅管20は、絶縁筒103の両側で補強絶縁層102の外周面に個別に設けられている。これらの銅管20は、補強絶縁層102の外部形状に対応した形状となっている。
即ち、各銅管20は、全長に渡って貫通した内部中空の管状であり、その一端部は補強絶縁層102と同様に徐々に縮径した円錐状、他端部は内径及び外径が一定の円筒状に形成されている。
この形状により、各銅管20はその内面が、補強絶縁層102の外周面に対向した状態で当該補強絶縁層102に装着される。
なお、金属管としての銅管20は、銅に限らず、良導体であればよい。
The two
That is, each
With this shape, each
The
また、各銅管20には、いずれも、その外周面上に二つの部分放電検出用の接続端子21,22が近接した状態で立設されている。
接続端子21,22は、いずれも四角いブリッジ状であり、その下部に貫通孔が形成されている。
これらの接続端子21,22は銅で形成され、銅管20の表面に一体となって形成されている。
これらの接続端子21,22は、電力ケーブル100における部分放電検出のために使用される。一方の接続端子21は測定用の接続端子であり、もう一方の接続端子22は校正用の接続端子である。なお、これらの接続端子21,22の用途の詳細については後述する。
Each
Each of the
These
These
防食層30は、銅管20の外周面全体を被覆して、銅管20を防食するためのものである。防食層30としては、絶縁性材料であることが望ましく、例えば、塩化ビニル樹脂が使用される。
The
また、上記防食層30には、銅管20の接続端子21,22を被覆しないように円形に開口部31が形成され、接続端子21,22は露出した状態となっている。
そして、この開口部31はその周囲が円筒状に立ち上げられており、当該開口部31の上から円形の蓋32が装着されている。この蓋32は、取り外し可能であり、取り外すと開口部31の内側の接続端子21,22が露出し、外部から後述する部分放電測定用検出部品50を接続することができる。
The
The periphery of the
蓋32と開口部31との間には、相互間の隙間を水密及び気密にシールするシール材(例えば、Oリング)が装備されている。また、蓋32と開口部31との間にネジ構造を設け、蓋32の回転操作により着脱可能としても良い。
なお、蓋32の内径が開口部31の外径に略一致して、蓋32に円筒状の開口部31を挿入して開口部31を閉塞する構造としているが、逆に、開口部31に蓋32を挿入して開口部31を閉塞する構造としてもよい。
A sealing material (for example, an O-ring) that seals the gap between the
The inner diameter of the
[部分放電測定装置]
図4は部分放電測定装置40の概略構成を示すブロック図である。
部分放電測定装置40は、接続部保護管10を電極として利用することにより電力ケーブルの部分放電の検出を行う。
即ち、部分放電測定装置40は、接続部保護管10の一対の銅管20に設けられた測定用の接続端子21に部分放電測定用検出部品50を介して接続されたインピーダンス検出素子41と、インピーダンス検出素子41の両端部の電位差を測定して部分放電検出信号を検出する測定装置42と、一対の銅管20に設けられた校正用の接続端子22に接続されたパルスジェネレータ43とを備えている。なお、図4では接続端子21,22の図示は省略している。
[Partial discharge measuring device]
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of the partial
The partial
That is, the partial
図5は測定用の接続端子21をインピーダンス検出素子41に連結する部分放電測定用検出部品50の断面図、図6はその接続状態を示している。
部分放電測定用検出部品50は、検出用の接続端子21とインピーダンス検出素子41とを電気的に接続するリード線51と、リード線51の途中に介挿されたコンデンサー52と、リード線51の一端部に設けられ、接続端子21を把持することが可能な導電性のクリップ53と、コンデンサー52を格納する保護用のケース54とを備えている。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a partial discharge
The
保護用のケース54は絶縁性材料、例えば、プラスチック製のケースであり、内部は水分の侵入を抑えるようシールされている。
クリップ53は、図6に示すように、接続端子21を把持してリード線51と導通する。
コンデンサー52はその種類は問わないが、その静電容量は既知(例えば、1000pF程度)であるものが使用される。
なお、接続端子22とパルスジェネレータ43とは、コンデンサー52及びケース54を除いた構成の部分放電測定用検出部品によって連結される。
The
As shown in FIG. 6, the
The type of the
The
図7は電力ケーブルの中間接続部110と接続部保護管10の銅管20の等価回路である。
二本の電力ケーブル100は、いずれも、導体101と銅管20の間が絶縁されているので、導体101に電気が流れると、導体101と銅管20の間に電荷を蓄えることができる。即ち、図示のように、各ケーブル100の導体101と一対の銅管20のそれぞれとその間の絶縁領域とを静電容量C1,C2のコンデンサーとみなすことができる。
また、図7において静電容量C3,C4で示したコンデンサーは、各銅管20の接続端子21に接続された部分放電測定用検出部品50のコンデンサー52である(静電容量C3,C4は同値である)。
FIG. 7 is an equivalent circuit of the
Since the two
7 is a
そして、例えば、一方の電力ケーブル100(図7において右側)の絶縁層にボイド等が存在する場合、電力ケーブル100に電圧がかかると電圧が一定値より高くなった場合に、周期的にボイドから部分放電Pが生じ、放電パルスが発生する。 部分放電測定装置40は、上記放電パルスが発生すると、銅管20に接続されたインピーダンス検出素子41の両端部に電位差が発生するので、これを測定装置42により検出する。
なお、このインピーダンス検出素子41は、例えば、抵抗素子等が使用される。
For example, when a void or the like exists in the insulating layer of one power cable 100 (on the right side in FIG. 7), when the voltage is higher than a certain value when the voltage is applied to the
As the
[部分放電測定作業]
接続部保護管10は、銅管20と防食層30と各接続端子21,22と開口部31と蓋32とが予め工場で一体化した状態で製造される。そして、この接続部保護管10のそれぞれの銅管20は、中間接続部110の形成時に、接続を行う二本の電力ケーブル100のそれぞれの外周に取り付けられる。
[Partial discharge measurement work]
The connection
電力ケーブル100に対する部分放電測定作業の際には、図1及び図2に示すように、電力ケーブルの中間接続部110に予め設けられた接続部保護管10の二つの蓋32を開口部31から外して、内部の接続端子21,22を露出させる。
次に、両側の接続端子21を部分放電測定用検出部品50のクリップ53で挟持して、これらの接続端子21をコンデンサー52を介して部分放電測定装置40のインピーダンス検出素子41の一端部と他端部とに個別に接続する。
また同様に、両側の接続端子22を、部分放電測定用検出部品を介してパルスジェネレータ43に接続する。
そして、部分放電測定装置40の測定装置42により、部分放電に固有の放電パルスの発生の有無を測定する。
放電パルスの発生の有無を測定後は、接続端子21に接続されていた部分放電測定用検出部品50及び接続端子22に接続されていた部分放電測定用検出部品を取り外す。
さらに、各開口部31に対して蓋32を装着して開口部31の内側を密閉して測定作業を完了する。
When performing the partial discharge measurement operation on the
Next, the
Similarly, the
And the presence or absence of generation | occurrence | production of the discharge pulse intrinsic | native to partial discharge is measured by the measuring
After measuring whether or not the discharge pulse is generated, the partial discharge
Further, a
[接続部保護管の技術的効果]
上記接続部保護管10は、電力ケーブルの中間接続部110の外周に配置された一対の銅管20を備え、各銅管20が防食層30の外部に露出して設けられた部分放電検出用の接続端子21,22を有するので、電力ケーブル100の部分放電の測定の際に、銅管20に対するコンデンサー52の取り付けが容易に行われ、金属箔の電極を不要とすることができる。従って、金属箔のように、電力ケーブルの中間接続部110の大きさによって面積が異なることがなくなり、隙間の不均一の発生も回避できるので、これらに起因する静電容量のバラツキを抑えることができ、作業の標準化と静電容量の値の安定化による検出結果の精度向上を図ることが可能となる。
また、金属箔が不要となるので、廃棄物の発生を抑え、環境を保護し、省資源化を図ることが可能となる。
[Technical effect of protective pipe for connection part]
The connection
Further, since no metal foil is required, it is possible to suppress the generation of waste, protect the environment, and save resources.
さらに、金属箔の設置作業を不要とし、各接続端子21,22にリード線51及びコンデンサー52からなる部分放電測定用検出部品50を取り付ける作業により測定が可能となるので、洞道やマンホール等の中のような狭い環境或いは周囲にケーブル支持金物等の障害要因が多い環境下であっても、作業を容易且つ迅速に行うことが可能となり、また、作業負担の低減も実現することが可能となる。
Furthermore, the installation work of the metal foil is not required, and the measurement can be performed by attaching the
また、接続部保護管10の各銅管20は、いずれも、校正用の接続端子22と測定用の接続端子21とを備えているので、校正用の金属箔の設置作業も不要とし、校正作業も容易に行うことができ、作業負担の低減しつつ、検出結果の精度向上を図ることが可能となる。
Moreover, since each
また、接続部保護管10の各防食層30は、接続端子を外部から遮蔽する開閉可能な蓋32を備えているので、測定時には蓋32を開くことにより各接続端子21,22を外部に露出させることができ、非測定時には各接続端子21,22を外部から密閉して保護することができる。従って、部分放電の測定作業の容易性を確保しつつも各接続端子21,22の耐久性を高めることが可能となる。
さらに、各蓋32は、円筒状の開口部31に設けたので、蓋32の取付構造を簡易化し、接続部保護管10の製造を容易に行うことが可能となる。
In addition, each
Furthermore, since each
また、接続部保護管10は絶縁筒103を挟んでその両側に一対の銅管20を配置したので、当該一対の銅管20の相互間の電位差から部分放電を検出することができる。
Further, since the pair of
また、接続部保護管10の接続端子21をインピーダンス検出素子41に接続する部分放電測定用検出部品50がリード線51の途中に静電容量が既知であるコンデンサー52を備えるので、金属箔のように静電容量の値が不安定とならず、測定精度の向上を図ることが可能となる。
In addition, since the partial discharge
[その他]
銅管20に設ける接続端子21,22は、部分放電測定用検出部品50を接続可能であれば、その形状は矩形ブリッジ状に限定されない。
図8に示すように、丸棒のピン状の接続端子21Bを銅管20に設けてもよい。また、ブリッジ状とする場合でも、矩形に限らず、図9示す三角形のループ状の接続端子21Cや図10に示す半長円状のループ状の接続端子21Dを銅管20に設けてもよい。また、接続端子22についても接続端子21B〜21Dと同形状としてもよい。
[Others]
The
As shown in FIG. 8, a round bar pin-shaped
10 接続部保護管
20 銅管(金属管)
21 測定用の接続端子
22 校正用の接続端子
30 防食層
31 開口部
32 蓋
40 部分放電測定装置
41 インピーダンス検出素子
50 部分放電測定用検出部品
51 リード線
52 コンデンサー
100 電力ケーブル
103 絶縁筒
110 中間接続部(接続部)
10
21 Connection terminal for
Claims (2)
前記金属管を被覆する防食層とを備え、
絶縁筒を挟んでその両側に一対の前記金属管が設けられ、それぞれの前記金属管に部分放電検出用の接続端子として校正用の接続端子と測定用の接続端子が設けられ、
前記防食層に前記接続端子を外部に露出する開口部が設けられ、
前記接続端子を外部から遮蔽する開閉可能な蓋が前記開口部に装備され、
前記測定用の接続端子と前記校正用の接続端子は、前記金属管の中心軸に垂直な断面の円周上で中心軸に対して同じ側に配置され、
前記開口部は、前記測定用の接続端子と前記校正用の接続端子の両方を外部に露出し、
前記蓋は、前記測定用の接続端子と前記校正用の接続端子の両方を外部から遮蔽することを特徴とする電力ケーブルの接続部保護管。 A metal tube arranged on the outer periphery of the connecting portion of the power cable ;
An anticorrosion layer covering the metal tube,
A pair of the metal tubes are provided on both sides of the insulating cylinder, and each of the metal tubes is provided with a connection terminal for calibration and a connection terminal for measurement as a connection terminal for partial discharge detection.
An opening for exposing the connection terminal to the outside is provided in the anticorrosion layer,
An openable / closable lid that shields the connection terminal from the outside is provided in the opening,
The connection terminal for measurement and the connection terminal for calibration are arranged on the same side with respect to the central axis on the circumference of a cross section perpendicular to the central axis of the metal tube,
The opening exposes both the connection terminal for measurement and the connection terminal for calibration to the outside,
The lid covers the connection terminal for measurement and the connection terminal for calibration from the outside .
前記部分放電測定用検出部品は、前記接続端子をインピーダンス検出素子に連結するリード線と、前記リード線の途中に介在するコンデンサーとを備えることを特徴とする部分放電測定装置。 Includes a connecting portion protection tube power cable; and a partial discharge measurement detection components connected to the connection terminals of the connection portion protection tube in claim 1,
The partial discharge measurement detection component, a lead wire for connecting the connection terminals to the impedance detection device, partial discharge measuring device, characterized in that it comprises a capacitor interposed in the middle of the lead wire.
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