JPH05180896A - 直流電力ケーブル用絶縁体の選定方法 - Google Patents
直流電力ケーブル用絶縁体の選定方法Info
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- JPH05180896A JPH05180896A JP17073791A JP17073791A JPH05180896A JP H05180896 A JPH05180896 A JP H05180896A JP 17073791 A JP17073791 A JP 17073791A JP 17073791 A JP17073791 A JP 17073791A JP H05180896 A JPH05180896 A JP H05180896A
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- tsc
- insulator
- cable
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 海底ケーブルなどの高圧直流送電線路に用い
られる直流電力ケーブルを改良する。 【構成】 芯線導体の外周部に高分子からなる絶縁体を
形成した直流電力ケーブルの絶縁体選定方法として、こ
の絶縁体の熱刺激電流が事前に印加するバイアス電圧V
bと逆極性のコレクティングバイアス電圧Vcを印加し
た際に観測される熱刺激電流(TSC)がコレクティン
グバイアス電圧Vcと逆極性側(バイアス電圧Vbと同
極性側)となることを選定基準とする直流電力ケーブル
用絶縁体の選定方法である。
られる直流電力ケーブルを改良する。 【構成】 芯線導体の外周部に高分子からなる絶縁体を
形成した直流電力ケーブルの絶縁体選定方法として、こ
の絶縁体の熱刺激電流が事前に印加するバイアス電圧V
bと逆極性のコレクティングバイアス電圧Vcを印加し
た際に観測される熱刺激電流(TSC)がコレクティン
グバイアス電圧Vcと逆極性側(バイアス電圧Vbと同
極性側)となることを選定基準とする直流電力ケーブル
用絶縁体の選定方法である。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、海底ケーブルなどの
高圧直流送電線路に用いるのに好適な直流電力ケーブル
の材料選定法ならびにその選定法により選定された絶縁
材料により形成された直流ケーブルに関する。
高圧直流送電線路に用いるのに好適な直流電力ケーブル
の材料選定法ならびにその選定法により選定された絶縁
材料により形成された直流ケーブルに関する。
【0002】
【従来の技術】現在、交流送電用電力ケーブルとしては
優れた絶縁特性や保守管理の容易性、防災性の面で多く
の利点を有することからポリエチレンや架橋ポリエチレ
ンを絶縁体とした電力ケーブル、いわゆるCVケーブル
が広く使用されており、近年の製造技術の著しい進歩と
相まって、今日では500kVケーブルとして実用化さ
れるに至っている。
優れた絶縁特性や保守管理の容易性、防災性の面で多く
の利点を有することからポリエチレンや架橋ポリエチレ
ンを絶縁体とした電力ケーブル、いわゆるCVケーブル
が広く使用されており、近年の製造技術の著しい進歩と
相まって、今日では500kVケーブルとして実用化さ
れるに至っている。
【0003】このように、交流ケーブルとしては多くの
優れた特徴と実績を有するCVケーブルであるが、これ
を高圧直流送電用として適用する場合には直流絶縁特有
の問題が顕著に現われ、国内はもとより世界的にみても
未だ実線路への適用例はない。問題点の代表的なものと
して、ケーブルに直流電圧を印加した場合に絶縁体内に
形成される空間電荷の存在があることは一般に知られる
ところである。
優れた特徴と実績を有するCVケーブルであるが、これ
を高圧直流送電用として適用する場合には直流絶縁特有
の問題が顕著に現われ、国内はもとより世界的にみても
未だ実線路への適用例はない。問題点の代表的なものと
して、ケーブルに直流電圧を印加した場合に絶縁体内に
形成される空間電荷の存在があることは一般に知られる
ところである。
【0004】例えば、ケーブルに負の直流電圧を印加す
ると、導体側近傍には負の空間電荷、逆に遮蔽側近傍に
は正の空間電荷が形成されることが知られている。この
ような場合には、導体電極直上および遮蔽側電極での電
界は緩和される反面、絶縁体内部に局所的高電界を発生
するばかりか、ケーブルの実質的な有効絶縁厚を小なら
しめてしまうこともまた知られるところである。さら
に、このような状態のところに直流と逆極性(この場合
は正)の雷インパルス電圧が侵入したり、直流電圧の極
性を急激に反転すると、空間電荷により緩和されていた
導体電極直上電界が著しく上昇し、予想外の破壊電圧の
低下を招くこととなる。
ると、導体側近傍には負の空間電荷、逆に遮蔽側近傍に
は正の空間電荷が形成されることが知られている。この
ような場合には、導体電極直上および遮蔽側電極での電
界は緩和される反面、絶縁体内部に局所的高電界を発生
するばかりか、ケーブルの実質的な有効絶縁厚を小なら
しめてしまうこともまた知られるところである。さら
に、このような状態のところに直流と逆極性(この場合
は正)の雷インパルス電圧が侵入したり、直流電圧の極
性を急激に反転すると、空間電荷により緩和されていた
導体電極直上電界が著しく上昇し、予想外の破壊電圧の
低下を招くこととなる。
【0005】従って、ポリエチレンや架橋ポリエチレン
を絶縁体としたケーブルを直流用として適用するには、
前記した空間電荷の形成を極力抑制することが必要条件
となり、その抑制策としてこれまでにも種々の提案がな
されている。
を絶縁体としたケーブルを直流用として適用するには、
前記した空間電荷の形成を極力抑制することが必要条件
となり、その抑制策としてこれまでにも種々の提案がな
されている。
【0006】例えば、特公昭57−21805号公報に
示されているように、ポリエチレンに50ミクロン以下
の粒径を有する20〜80重量部の有極性非扁平形状無
機絶縁粉末、即ち、ケイ酸アルミニウム,ケイ酸カルシ
ウム,炭酸カルシウム,酸化マグネシウム等を配合して
架橋した絶縁体とその外周に設けられた遮水層を有する
ケーブルもその一例であり、有極性無機絶縁物の添加に
より空間電荷の蓄積による直流絶縁耐力の低下を防止す
るようにしたものである。
示されているように、ポリエチレンに50ミクロン以下
の粒径を有する20〜80重量部の有極性非扁平形状無
機絶縁粉末、即ち、ケイ酸アルミニウム,ケイ酸カルシ
ウム,炭酸カルシウム,酸化マグネシウム等を配合して
架橋した絶縁体とその外周に設けられた遮水層を有する
ケーブルもその一例であり、有極性無機絶縁物の添加に
より空間電荷の蓄積による直流絶縁耐力の低下を防止す
るようにしたものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このように、直流課電
時に絶縁体内に空間電荷が蓄積されるような絶縁体は直
流ケーブル用絶縁体として好ましくないことは周知であ
るが、どのような材料であれば空間電荷の蓄積を抑止し
うるのかという選定方法は特になかった。
時に絶縁体内に空間電荷が蓄積されるような絶縁体は直
流ケーブル用絶縁体として好ましくないことは周知であ
るが、どのような材料であれば空間電荷の蓄積を抑止し
うるのかという選定方法は特になかった。
【0008】そのため、適用した絶縁体が直流ケーブル
として適正なものであるのかの判断は、実際にケーブル
を製造し、空間電荷の影響を最も受けやすいとされてい
る絶縁厚の比較的厚い領域での直流破壊試験や極性反転
試験あるいは直流・逆極性インパルス重畳破壊試験を実
施してその適性を判定せざるを得なかった。
として適正なものであるのかの判断は、実際にケーブル
を製造し、空間電荷の影響を最も受けやすいとされてい
る絶縁厚の比較的厚い領域での直流破壊試験や極性反転
試験あるいは直流・逆極性インパルス重畳破壊試験を実
施してその適性を判定せざるを得なかった。
【0009】従って、必然的に最適な絶縁材料を見出す
には多くの費用と日数がかかることとなり、さらに簡便
な選定方法が強く望まれていた。
には多くの費用と日数がかかることとなり、さらに簡便
な選定方法が強く望まれていた。
【0010】この発明の目的は上記のような問題点を解
決するためになされたもので、直流ケーブルに適する絶
縁材料をケーブルでの評価試験を必要とせず、簡便に見
出せる方法を提供することにある。
決するためになされたもので、直流ケーブルに適する絶
縁材料をケーブルでの評価試験を必要とせず、簡便に見
出せる方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明は、前述した直
流ケーブル用絶縁材料の選定方法として、材料の熱刺激
電流(TSC)を測定した際のTSCパターンから判断
するようにしたものであり、具体的にはこの絶縁体の熱
刺激電流(TSC)が事前に印加するバイアス電圧Vb
と逆極性のコレクティングバイアス電圧Vcを印加した
際に観測される熱刺激電流(TSC)がコレクティング
バイアス電圧Vcと逆極性側(バイアス電圧Vbと同極
性側)となることを選定基準としたものである。
流ケーブル用絶縁材料の選定方法として、材料の熱刺激
電流(TSC)を測定した際のTSCパターンから判断
するようにしたものであり、具体的にはこの絶縁体の熱
刺激電流(TSC)が事前に印加するバイアス電圧Vb
と逆極性のコレクティングバイアス電圧Vcを印加した
際に観測される熱刺激電流(TSC)がコレクティング
バイアス電圧Vcと逆極性側(バイアス電圧Vbと同極
性側)となることを選定基準としたものである。
【0012】ここで、選定法として熱刺激電流(TS
C)を取り上げた理由を説明する。熱刺激電流(The
rmally Stimulated Curret)
は絶縁体内の電荷現象を熱刺激(温度上昇)によって生
じる電流であり、絶縁体内の電荷現象、即ち、分極やト
ラップ電荷の挙動を知る上で有効な手段とされている。
C)を取り上げた理由を説明する。熱刺激電流(The
rmally Stimulated Curret)
は絶縁体内の電荷現象を熱刺激(温度上昇)によって生
じる電流であり、絶縁体内の電荷現象、即ち、分極やト
ラップ電荷の挙動を知る上で有効な手段とされている。
【0013】直流絶縁上特に問題となるのは、電極から
の注入,励起,イオントラップ等で絶縁体内にトラップ
された電荷であり、分極は問題とならない。従って、熱
刺激電流(TSC)がトラップ電荷によるものか分極に
よるものかを判別することが重要であり、測定時にはバ
イアス電圧Vbと逆極性のコレクティングバイアス電圧
Vcを印加しているのはその判別を容易に行うためであ
る。ちなみに、このようにして測定した熱刺激電流(T
SC)がコレクティングバイアス電圧Vcと逆極性側
(バイアス電圧Vbと同極性側)となるということは、
分極の挙動を反映するものであり、直流絶縁上問題とな
るトラップ電荷の存在が少ないと判断することができ
る。
の注入,励起,イオントラップ等で絶縁体内にトラップ
された電荷であり、分極は問題とならない。従って、熱
刺激電流(TSC)がトラップ電荷によるものか分極に
よるものかを判別することが重要であり、測定時にはバ
イアス電圧Vbと逆極性のコレクティングバイアス電圧
Vcを印加しているのはその判別を容易に行うためであ
る。ちなみに、このようにして測定した熱刺激電流(T
SC)がコレクティングバイアス電圧Vcと逆極性側
(バイアス電圧Vbと同極性側)となるということは、
分極の挙動を反映するものであり、直流絶縁上問題とな
るトラップ電荷の存在が少ないと判断することができ
る。
【0014】
【実施例】図1および図2にこの発明による絶縁材料選
定評価に使用する熱刺激電流(TSC)測定回路と手順
を示す。図1に示す測定回路は評価しようとする絶縁材
料のシート1を挟む電極2,2′とバイアス電圧Vbを
印加するための直流電源3、コレクティングバイアス電
圧Vcを印加するための直流電源4、これらの電源の切
り替えスイッチ5、そして微小電流計6で構成される。
図示していないが、サンプルを取り付けた電極2、2′
は所定の速度で温度上昇,下降の制御が可能な恒温槽に
収納され、電流とともに温度を記録することができる。
これらは基本的には微小電流の測定であり、例えば、電
極2′はガード電極付であること等、一般的な微小電流
測定技術がそのまま採用することは当然である。
定評価に使用する熱刺激電流(TSC)測定回路と手順
を示す。図1に示す測定回路は評価しようとする絶縁材
料のシート1を挟む電極2,2′とバイアス電圧Vbを
印加するための直流電源3、コレクティングバイアス電
圧Vcを印加するための直流電源4、これらの電源の切
り替えスイッチ5、そして微小電流計6で構成される。
図示していないが、サンプルを取り付けた電極2、2′
は所定の速度で温度上昇,下降の制御が可能な恒温槽に
収納され、電流とともに温度を記録することができる。
これらは基本的には微小電流の測定であり、例えば、電
極2′はガード電極付であること等、一般的な微小電流
測定技術がそのまま採用することは当然である。
【0015】次に図2を参照して具体的な測定法につい
て述べる。測定手順として、(1)シートサンプルを電
極2,2′にセットし、測定用チェンバーに入れる。
(2)サンプルを所定のバイアス温度Tb(例えば室温
20℃)にし、スイッチ5をバイアス電圧Vb印加用直
流電源3側に入れ、所定のバイアス電圧Vb(−4k
V)を所定の時間Tb(30分)間印加する。(3)バ
イアス電圧Vb印加状態のまま、チェンバー内に液体窒
素を注入し、温度を−20℃付近まで急冷し、バイアス
電圧Vb印加による電荷を凍結する。(4)スイッチ5
をe側に切り替え、サンプル間電極を短絡する。(5)
スイッチ5をc側に切り替え、コレクティングバイアス
電圧Vc印加用直流電源4に接続し、コレクティングバ
イアス電圧Vc(−180V)を印加する。ここでコレ
クティングバイアス電圧Vcはバイアス電圧Vbと同極
性であり、かつ電圧印加による漏れ電流が無視できるほ
ど小さいことがポイントである。(6)チェンバーのヒ
ータによりサンプルを所定の速度β(1℃/分)で昇温
し、微小電流計6でそのときの電流を測定、記録する
(first run)(7)所定の温度(例えば10
0℃)に達したら、約10分間その温度で保持し、所定
の降温速度(1℃/分)で冷却し、同様に電流を測定す
る。(second run)昇温時の電流(firs
t run)と降温時の電流(second run)
の差が測定しようとする熱刺激電流ITSC となる。
て述べる。測定手順として、(1)シートサンプルを電
極2,2′にセットし、測定用チェンバーに入れる。
(2)サンプルを所定のバイアス温度Tb(例えば室温
20℃)にし、スイッチ5をバイアス電圧Vb印加用直
流電源3側に入れ、所定のバイアス電圧Vb(−4k
V)を所定の時間Tb(30分)間印加する。(3)バ
イアス電圧Vb印加状態のまま、チェンバー内に液体窒
素を注入し、温度を−20℃付近まで急冷し、バイアス
電圧Vb印加による電荷を凍結する。(4)スイッチ5
をe側に切り替え、サンプル間電極を短絡する。(5)
スイッチ5をc側に切り替え、コレクティングバイアス
電圧Vc印加用直流電源4に接続し、コレクティングバ
イアス電圧Vc(−180V)を印加する。ここでコレ
クティングバイアス電圧Vcはバイアス電圧Vbと同極
性であり、かつ電圧印加による漏れ電流が無視できるほ
ど小さいことがポイントである。(6)チェンバーのヒ
ータによりサンプルを所定の速度β(1℃/分)で昇温
し、微小電流計6でそのときの電流を測定、記録する
(first run)(7)所定の温度(例えば10
0℃)に達したら、約10分間その温度で保持し、所定
の降温速度(1℃/分)で冷却し、同様に電流を測定す
る。(second run)昇温時の電流(firs
t run)と降温時の電流(second run)
の差が測定しようとする熱刺激電流ITSC となる。
【0016】前記測定において、(7)のsecond
runの電流はコレクティングバイアス電圧Vcによ
る漏れ電流であるが、例でも示したように、コレクティ
ングバイアス電圧Vcはバイアス電圧Vbに比べて非常
に小さく設定していることから必然的に漏れ電流も小さ
く、通常はfirst runで測定される電流に比
べて無視できる大きさの場合も多い。そのような場合に
はsecond runは省略しても差し支えない。ま
た、上記( )内の数値は一例を示したものでありこれ
に限定されるものではない。
runの電流はコレクティングバイアス電圧Vcによ
る漏れ電流であるが、例でも示したように、コレクティ
ングバイアス電圧Vcはバイアス電圧Vbに比べて非常
に小さく設定していることから必然的に漏れ電流も小さ
く、通常はfirst runで測定される電流に比
べて無視できる大きさの場合も多い。そのような場合に
はsecond runは省略しても差し支えない。ま
た、上記( )内の数値は一例を示したものでありこれ
に限定されるものではない。
【0017】図3はケーブルとした場合、空間電荷の蓄
積が多く直流絶縁上の問題が多いことが周知である通常
の架橋ポリエチレンの厚さ0.1mmのシートを作成
し、前記した測定法で熱刺激電流(TSC)を測定した
結果である。測定条件は前述の( )内に示すとおりで
あるが、コレクティングバイアス電圧Vcは比較のた
め、−180V,0V,+180Vの3条件で測定して
いる。これより明らかなように、通常の架橋ポリエチレ
ンの熱刺激電流(TSC)の出力パターンはコレクティ
ングバイアス電圧Vcに大きく依存しており、コレクテ
ィングバイアス電圧Vcがプラスの場合には熱刺激電流
(TSC)はプラス側に、コレクティングバイアス電圧
Vcがマイナスの場合には熱刺激電流(TSC)はマイ
ナス側に、コレクティングバイアス電圧Vcが0の場合
には熱刺激電流(TSC)の大きなピークは示していな
い。このように観測される熱刺激電流(TSC)がコレ
クティングバイアス電圧Vcに大きく依存するのは、熱
刺激電流(TSC)の起源が絶縁体中に注入、トラップ
された電荷であることを示すものといわれている。
積が多く直流絶縁上の問題が多いことが周知である通常
の架橋ポリエチレンの厚さ0.1mmのシートを作成
し、前記した測定法で熱刺激電流(TSC)を測定した
結果である。測定条件は前述の( )内に示すとおりで
あるが、コレクティングバイアス電圧Vcは比較のた
め、−180V,0V,+180Vの3条件で測定して
いる。これより明らかなように、通常の架橋ポリエチレ
ンの熱刺激電流(TSC)の出力パターンはコレクティ
ングバイアス電圧Vcに大きく依存しており、コレクテ
ィングバイアス電圧Vcがプラスの場合には熱刺激電流
(TSC)はプラス側に、コレクティングバイアス電圧
Vcがマイナスの場合には熱刺激電流(TSC)はマイ
ナス側に、コレクティングバイアス電圧Vcが0の場合
には熱刺激電流(TSC)の大きなピークは示していな
い。このように観測される熱刺激電流(TSC)がコレ
クティングバイアス電圧Vcに大きく依存するのは、熱
刺激電流(TSC)の起源が絶縁体中に注入、トラップ
された電荷であることを示すものといわれている。
【0018】一方、図4は直流破壊特性が良好で、極性
反転や直流・逆極性インパルス重畳破壊特性の試験結果
から、空間電荷の蓄積が少ないとされている特許公昭5
7−21805号記載の有極性無機絶縁粉末を添加した
架橋ポリエチレンの熱刺激電流(TSC)を同様に測定
した結果である。前記した通常の架橋ポリエチレンとは
異なり、熱刺激電流(TSC)はコレクティングバイア
ス電圧Vcの極性に全く依存せず、いずれもバイアス電
圧Vbの放電方向電流であるプラス側に表われているこ
とが特徴的である。これは熱刺激電流(TSC)の起源
が絶縁体中に注入、トラップされている電荷ではなく、
有極性無機絶縁粉末の極性基の影響、即ち、脱分極(双
極子配向の戻り)が反映された結果であり、分極電荷に
よるものといわれている。
反転や直流・逆極性インパルス重畳破壊特性の試験結果
から、空間電荷の蓄積が少ないとされている特許公昭5
7−21805号記載の有極性無機絶縁粉末を添加した
架橋ポリエチレンの熱刺激電流(TSC)を同様に測定
した結果である。前記した通常の架橋ポリエチレンとは
異なり、熱刺激電流(TSC)はコレクティングバイア
ス電圧Vcの極性に全く依存せず、いずれもバイアス電
圧Vbの放電方向電流であるプラス側に表われているこ
とが特徴的である。これは熱刺激電流(TSC)の起源
が絶縁体中に注入、トラップされている電荷ではなく、
有極性無機絶縁粉末の極性基の影響、即ち、脱分極(双
極子配向の戻り)が反映された結果であり、分極電荷に
よるものといわれている。
【0019】図3と図4の比較から明らかなように、バ
イアス電圧Vbと逆極性のコレクティングバイアス電圧
Vcを印加した場合には、いずれの場合も熱刺激電流
(TSC)は同じ極性側に現われ、両者の違いを識別す
ることはできない。しかしながら、バイアス電圧Vbと
同極性のコレクティングバイアス電圧Vcを印加する
と、空間電荷の蓄積がある場合にはコレクティングバイ
アス電圧Vcの極性側に、分極電荷の場合にはコレクテ
ィングバイアス電圧Vcの極性と反対側に熱刺激電流
(TSC)が現われ、両者の差を容易に識別することが
可能となる。
イアス電圧Vbと逆極性のコレクティングバイアス電圧
Vcを印加した場合には、いずれの場合も熱刺激電流
(TSC)は同じ極性側に現われ、両者の違いを識別す
ることはできない。しかしながら、バイアス電圧Vbと
同極性のコレクティングバイアス電圧Vcを印加する
と、空間電荷の蓄積がある場合にはコレクティングバイ
アス電圧Vcの極性側に、分極電荷の場合にはコレクテ
ィングバイアス電圧Vcの極性と反対側に熱刺激電流
(TSC)が現われ、両者の差を容易に識別することが
可能となる。
【0020】なお、コレクティングバイアス電圧Vcを
印加しない場合には、空間電荷の蓄積がある場合でも熱
刺激電流(TSC)のピークは小さくなり識別が難しく
なる。熱刺激電流(TSC)測定時のコレクティングバ
イアス電圧Vcをバイアス電圧Vbと同極性の電圧とし
たのは以上のような理由からである。
印加しない場合には、空間電荷の蓄積がある場合でも熱
刺激電流(TSC)のピークは小さくなり識別が難しく
なる。熱刺激電流(TSC)測定時のコレクティングバ
イアス電圧Vcをバイアス電圧Vbと同極性の電圧とし
たのは以上のような理由からである。
【0021】第1表はこの発明によるケーブル絶縁体の
選定の妥当性を確認するために、種々の絶縁材料の熱刺
激電流(TSC)判定結果と同じ絶縁体で製造したケー
ブル(絶縁厚3.5mm,導体サイズ60mm2 )の温
度90℃での直流破壊電圧,直流・逆極性インパルス重
畳破壊試験から得たバーダ係数Kを整理したものであ
る。
選定の妥当性を確認するために、種々の絶縁材料の熱刺
激電流(TSC)判定結果と同じ絶縁体で製造したケー
ブル(絶縁厚3.5mm,導体サイズ60mm2 )の温
度90℃での直流破壊電圧,直流・逆極性インパルス重
畳破壊試験から得たバーダ係数Kを整理したものであ
る。
【0022】ここで、熱刺激電流(TSC)判定におい
て、Sと表記してあるのはバイアス電圧Vbと同極性の
コレクティングバイアス電圧Vcを印加した際の熱刺激
電流(TSC)がコレクティングバイアス電圧Vcと同
じ極性(same polarity)であったことを
示し、0と表記してあるのは同条件において、熱刺激電
流(TSC)がコレクティングバイアス電圧Vcと反対
の極性(opposite polarity)であっ
たことを示している。
て、Sと表記してあるのはバイアス電圧Vbと同極性の
コレクティングバイアス電圧Vcを印加した際の熱刺激
電流(TSC)がコレクティングバイアス電圧Vcと同
じ極性(same polarity)であったことを
示し、0と表記してあるのは同条件において、熱刺激電
流(TSC)がコレクティングバイアス電圧Vcと反対
の極性(opposite polarity)であっ
たことを示している。
【0023】また、バータ係数Kはケーブルの直流・逆
極性インパルス重畳破壊試験、即ち、ケーブルに直流電
圧を印加した状態で、直流電圧と逆極性のインパルス電
圧を重畳して印加した際のインパルス破壊電圧から次式
により求めたものである。
極性インパルス重畳破壊試験、即ち、ケーブルに直流電
圧を印加した状態で、直流電圧と逆極性のインパルス電
圧を重畳して印加した際のインパルス破壊電圧から次式
により求めたものである。
【0024】
【数1】
【0025】ここで、
【0026】Vimp :ケーブルのインパルス単独の破壊
電圧(Vdc=0)
電圧(Vdc=0)
【0027】Vr :直流電圧に重畳した際のインパル
ス破壊電圧(対地)
ス破壊電圧(対地)
【0028】Vdc:直流印加電圧
【0029】上式から分かるように、バーダ係数Kはイ
ンパルス破壊電圧が直流電圧印加の影響度合いを示すも
のであり、K=1では直流電圧印加分だけインパルス破
壊電圧が低下していること、逆にK=0の場合には直流
電圧印加による低下が全くないことを意味している。直
流電圧印加によるインパルス破壊電圧の低下はケーブル
絶縁体内に形成される空間電荷の影響であるといわれて
おり、このため、バーダ係数Kは空間電荷の影響を示す
指標とされている。なお、一連の実験はVdc=100
kVの条件で実施されたものである。
ンパルス破壊電圧が直流電圧印加の影響度合いを示すも
のであり、K=1では直流電圧印加分だけインパルス破
壊電圧が低下していること、逆にK=0の場合には直流
電圧印加による低下が全くないことを意味している。直
流電圧印加によるインパルス破壊電圧の低下はケーブル
絶縁体内に形成される空間電荷の影響であるといわれて
おり、このため、バーダ係数Kは空間電荷の影響を示す
指標とされている。なお、一連の実験はVdc=100
kVの条件で実施されたものである。
【0030】調査した絶縁材料は次のとおりである。こ
こで、C,Dは充填剤の種類が異なるものである。
こで、C,Dは充填剤の種類が異なるものである。
【0031】A:架橋ポリエチレン
【0032】B:低密度ポリエチレン(非架橋)
【0033】C:有極性無機充填剤入架橋ポリエチレン
(1)
(1)
【0034】D:有極性無機充填剤入架橋ポリエチレン
(2)
(2)
【0035】E:有極性ポリマーブレンド架橋ポリエチ
レン
レン
【0036】
【表1】
【0037】第1表に示したように、熱刺激電流(TS
C)判定において、S、即ち直流ケーブル用絶縁体とし
て不適と判定されたのは5試料中A,Bの2試料であ
り、逆に熱刺激電流(TSC)判定において適とされた
のは試料C,D,Eの3試料である。
C)判定において、S、即ち直流ケーブル用絶縁体とし
て不適と判定されたのは5試料中A,Bの2試料であ
り、逆に熱刺激電流(TSC)判定において適とされた
のは試料C,D,Eの3試料である。
【0038】これらをケーブルの直流破壊電圧およびバ
ーダ係数Kと対応させてみると、不適と判定された試料
A,Bは他の3者の相対比較において、直流破壊電圧が
低く、特に空間電荷の蓄積の指標となるバーダ係数Kが
1以上であることが確認された。一方、C,D,Eの3
試料は直流破壊電圧も高く、バーダ係数Kは0.4から
0.7となっており、直流ケーブル材料として良好な特
性を有していることが確認された。
ーダ係数Kと対応させてみると、不適と判定された試料
A,Bは他の3者の相対比較において、直流破壊電圧が
低く、特に空間電荷の蓄積の指標となるバーダ係数Kが
1以上であることが確認された。一方、C,D,Eの3
試料は直流破壊電圧も高く、バーダ係数Kは0.4から
0.7となっており、直流ケーブル材料として良好な特
性を有していることが確認された。
【0039】
【発明の効果】以上説明したとおり、この発明による直
流ケーブル用絶縁体の選定法によれば、従来その適正を
判断するため不可欠であった比較的絶縁厚の大きいケー
ブルでの直流破壊試験や直流・逆極性インパルス破壊試
験による評価を行うことなく、シート試験で適正が判断
できるため、評価試験に要する費用や時間の大幅な節減
が可能となることから幅広い種類の絶縁体から最適な材
料の選定を可能とした。
流ケーブル用絶縁体の選定法によれば、従来その適正を
判断するため不可欠であった比較的絶縁厚の大きいケー
ブルでの直流破壊試験や直流・逆極性インパルス破壊試
験による評価を行うことなく、シート試験で適正が判断
できるため、評価試験に要する費用や時間の大幅な節減
が可能となることから幅広い種類の絶縁体から最適な材
料の選定を可能とした。
【0040】また、このようにして選定した絶縁材料を
絶縁体とした直流ケーブルとすることにより、直流諸特
性に悪影響を及ぼす絶縁体内の空間電荷の蓄積を低減で
きるケーブルができ、これによってケーブルの直流絶縁
特性の安定化、ケーブルの小型化および軽量化を図るこ
とができる。
絶縁体とした直流ケーブルとすることにより、直流諸特
性に悪影響を及ぼす絶縁体内の空間電荷の蓄積を低減で
きるケーブルができ、これによってケーブルの直流絶縁
特性の安定化、ケーブルの小型化および軽量化を図るこ
とができる。
【図1】この発明による絶縁材料選定方法である熱刺激
電流(TSC)の測定回路図、
電流(TSC)の測定回路図、
【図2】この発明による絶縁材料選定方法である熱刺激
電流(TSC)の測定手順を示す波形図、
電流(TSC)の測定手順を示す波形図、
【図3】通常の架橋ポリエチレンシートの熱刺激電流
(TSC)の測定データの一例を示すグラフ、
(TSC)の測定データの一例を示すグラフ、
【図4】有極性無機絶縁体を充填した充填剤入架橋ポリ
エチレンシートの熱刺激電流(TSC)の測定データの
一例を示すグラフである。
エチレンシートの熱刺激電流(TSC)の測定データの
一例を示すグラフである。
1 シートサンプル 2,2′ 電極 3 バイアス電圧印加用直流電源 4 コレクティングバイアス電圧印加用直流電源 5 切換スイッチ
Claims (2)
- 【請求項1】 芯線導体の外周部に高分子からなる絶縁
体を形成した直流電力ケーブルの絶縁体選定方法とし
て、この絶縁体の熱刺激電流が事前に印加するバイアス
電圧Vbと逆極性のコレクティングバイアス電圧Vcを
印加した際に観測される熱刺激電流(TSC)がコレク
ティングバイアス電圧Vcと逆極性側(バイアス電圧V
bと同極性側)となることを選定基準とする直流電力ケ
ーブル用絶縁体の選定方法。 - 【請求項2】 「請求項1」記載の選定方法により選定
された絶縁体を使用したことを特徴とする直流電力ケー
ブル。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17073791A JPH05180896A (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | 直流電力ケーブル用絶縁体の選定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17073791A JPH05180896A (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | 直流電力ケーブル用絶縁体の選定方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05180896A true JPH05180896A (ja) | 1993-07-23 |
Family
ID=15910454
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17073791A Pending JPH05180896A (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | 直流電力ケーブル用絶縁体の選定方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05180896A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2164604A1 (es) * | 2000-05-17 | 2002-02-16 | Univ Catalunya Politecnica | Horno cilindrico para medidas de corrientes estimuladas termicamente en recubrimientos aislantes. |
-
1991
- 1991-06-14 JP JP17073791A patent/JPH05180896A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2164604A1 (es) * | 2000-05-17 | 2002-02-16 | Univ Catalunya Politecnica | Horno cilindrico para medidas de corrientes estimuladas termicamente en recubrimientos aislantes. |
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