JPH0640116B2 - Device for measuring space charge distribution of cable insulators - Google Patents
Device for measuring space charge distribution of cable insulatorsInfo
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- JPH0640116B2 JPH0640116B2 JP2162210A JP16221090A JPH0640116B2 JP H0640116 B2 JPH0640116 B2 JP H0640116B2 JP 2162210 A JP2162210 A JP 2162210A JP 16221090 A JP16221090 A JP 16221090A JP H0640116 B2 JPH0640116 B2 JP H0640116B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、直流電力送電用ケーブル等のケーブル絶縁体
に蓄積された空間電荷分布を測定するケーブル絶縁体の
空間電荷分布測定装置に関し、特にパルス静電応力法を
使用したケーブル絶縁体の空間電荷分布測定装置に関す
る。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a space charge distribution measuring device for a cable insulator, which measures a space charge distribution accumulated in a cable insulator such as a cable for direct-current power transmission, and more particularly, The present invention relates to a space charge distribution measuring device for a cable insulator using a pulse electrostatic stress method.
［従来の技術］ ＣＶケーブル等を直流送電に使用した場合、ケーブル絶
縁体中に蓄積される空間電荷分布が、ケーブルの劣化等
を診断するうえで極めて重要な判断材料となる。このた
め、従来から、ケーブル絶縁体中の空間電荷分布を測定
するための各種の方法が提案されている。[Prior Art] When a CV cable or the like is used for DC power transmission, the space charge distribution accumulated in the cable insulator is a very important judgment material for diagnosing the deterioration of the cable and the like. Therefore, various methods for measuring the space charge distribution in the cable insulator have been conventionally proposed.
絶縁体内部の空間電荷を測定する方法としては、熱刺激
電流法、マクスウェル応力法及び熱パルス法等が知られ
ているが、これらは空間電荷分布を直接求めることがで
きない。また、空間電荷分布を求める方法としては、電
子ビーム法が知られているが、これは破壊検査であり、
一旦測定すると蓄積電荷が喪失されてしまい、電荷分布
の経時変化を求めることができない。このため、これら
の方法はケーブル絶縁体の空間電荷分布測定には適して
いない。Thermal stimulation current method, Maxwell stress method, thermal pulse method and the like are known as methods for measuring the space charge inside the insulator, but these cannot directly determine the space charge distribution. An electron beam method is known as a method for obtaining the space charge distribution, which is a destructive inspection,
Once measured, the accumulated charge is lost, and it is not possible to determine the change over time in the charge distribution. Therefore, these methods are not suitable for measuring the space charge distribution of cable insulation.
一方、絶縁体中の空間電荷分布を定量的に測定する他の
方法として、パルス静電応力法が知られている。この方
法は、空間電荷が蓄積されている絶縁体試料に、高電圧
パルスを印加することにより絶縁体中の電荷に静電力を
作用させて試料に歪みを生じさせ、この歪みによって試
料から発生した弾性波を圧電素子で検出する方法であ
る。この圧電素子の出力信号レベルは、絶縁体内部の空
間電荷量に依存しており、また、高電圧パルスの印加か
ら弾性波が検出されるまでの時間が電荷蓄積位置からの
距離に依存している。このため、これらの信号レベル及
び到達時間から絶縁体内部の電荷分布を定量的に測定す
ることができる。On the other hand, the pulse electrostatic stress method is known as another method for quantitatively measuring the space charge distribution in the insulator. In this method, a high-voltage pulse is applied to an insulator sample in which space charges are accumulated, and an electrostatic force is applied to the charge in the insulator to cause distortion in the sample, which is generated from the sample. This is a method of detecting elastic waves with a piezoelectric element. The output signal level of this piezoelectric element depends on the space charge amount inside the insulator, and the time from the application of the high voltage pulse to the detection of the elastic wave depends on the distance from the charge storage position. There is. Therefore, the charge distribution inside the insulator can be quantitatively measured from these signal levels and arrival times.
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述した従来のパルス静電応力法による
測定方法は、シート状の試料については良好な測定結果
が得られているが、これをケーブル絶縁体の空間電荷測
定方法に応用した場合には、以下のような問題があっ
た。即ち、ケーブル絶縁体は円筒状であることから、弾
性波は放射状に拡がる。このため、平面的な圧電素子の
入射面では、位置によって弾性波の入力タイミングが異
なってしまう。また、圧電素子の両面では、入力弾性波
の反射が生じる。従って、検出信号が実際の入力弾性波
の波形を忠実に再現したものとはならない。このため、
ケーブル絶縁体の空間電荷分布を正確に検出するには、
予め個々の圧電センサに生じる反射波の影響を把握して
おかなくてはならず、解析が非常に面倒であるという問
題点がある。[Problems to be Solved by the Invention] However, although the above-mentioned conventional measuring method by the pulse electrostatic stress method has obtained good measurement results for a sheet-shaped sample, When applied to the measurement method, there were the following problems. That is, since the cable insulator has a cylindrical shape, elastic waves spread radially. Therefore, the input timing of the elastic wave varies depending on the position on the plane incident surface of the piezoelectric element. Further, the reflection of the input elastic wave occurs on both surfaces of the piezoelectric element. Therefore, the detection signal does not faithfully reproduce the actual waveform of the input elastic wave. For this reason,
To accurately detect the space charge distribution of cable insulation,
There is a problem that the analysis is very troublesome because it is necessary to grasp the influence of the reflected wave generated in each piezoelectric sensor in advance.
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
入力弾性波の反射の影響を抑制し、空間電荷分布を正確
に測定することができるケーブル絶縁体の空間電荷分布
測定装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of such problems,
An object of the present invention is to provide a device for measuring a space charge distribution of a cable insulator which can suppress the influence of reflection of an input elastic wave and accurately measure the space charge distribution.
［課題を解決するための手段］ 本発明に係るケーブル絶縁体の空間電荷分布測定装置
は、内部導体がケーブル絶縁体で覆われてなる被測定ケ
ーブルの前記内部導体に高電圧パルスを印加する手段
と、前記被測定ケーブルの外周に密着配置され前記高電
圧パルスの印加に伴って前記ケーブル絶縁体から発生さ
れる弾性波を検出する音響センサと、この音響センサの
出力信号に基づいて前記ケーブル絶縁体に蓄積された空
間電荷分布を測定する手段とを有するケーブル絶縁体の
空間電荷分布測定装置において、前記音響センサは、前
記被測定ケーブルの外周に密着する入力電極と、この入
力電極を介して前記被測定ケーブルからの弾性波を電圧
信号に変換する圧電素子と、この圧電素子の前記入力電
極と反対側に装着され前記圧電素子と音響インピーダン
スが略等しい吸収体とを有し、前記被測定ケーブルと前
記入力電極との境界面、前記入力電極と圧電素子との境
界面及び前記圧電素子と前記吸収体との境界面が夫々前
記被測定ケーブルと同軸曲面に形成されていることを特
徴とする。[Means for Solving the Problems] The space charge distribution measuring apparatus for a cable insulator according to the present invention is a means for applying a high voltage pulse to the inner conductor of a cable to be measured in which the inner conductor is covered with the cable insulator. And an acoustic sensor which is disposed in close contact with the outer circumference of the cable to be measured and which detects an elastic wave generated from the cable insulator when the high voltage pulse is applied, and the cable insulation based on an output signal of the acoustic sensor. In a space charge distribution measuring device for a cable insulator having a means for measuring a space charge distribution accumulated in the body, the acoustic sensor has an input electrode that is in close contact with the outer circumference of the cable to be measured, and an input electrode A piezoelectric element that converts an elastic wave from the cable to be measured into a voltage signal, and a piezoelectric element that is mounted on the opposite side of the piezoelectric element from the input electrode. An absorber having substantially the same impedance, and a boundary surface between the cable to be measured and the input electrode, a boundary surface between the input electrode and a piezoelectric element, and a boundary surface between the piezoelectric element and the absorber, respectively. It is characterized in that it is formed on a curved surface coaxial with the measurement cable.
［作用］ 本発明によれば、被測定ケーブルの外周に密着する音響
センサが、ケーブル側から入力電圧、圧電素子及び吸収
体の順に積層された構造を有し、且つ、被測定ケーブル
と入力電極との境界面、入力電極と圧電素子との境界面
及び圧電素子と吸収体との境界面を夫々ケーブルと同軸
曲面にて形成しているので、ケーブル絶縁体から放射状
に出射された弾性波は同一の音響的条件の経路を通って
圧電素子に至る。また、圧電素子と吸収体とは音響的マ
ッチングがとれているので、圧電素子を伝播した弾性波
は、圧伝素子と吸収体との境界面で反射されることなく
吸収体に至り、ここで減衰する。[Operation] According to the present invention, the acoustic sensor that is in close contact with the outer circumference of the cable to be measured has a structure in which the input voltage, the piezoelectric element, and the absorber are laminated in this order from the cable side, and the cable to be measured and the input electrode are arranged. Since the boundary surface between the cable, the boundary surface between the input electrode and the piezoelectric element, and the boundary surface between the piezoelectric element and the absorber are formed by the curved surface coaxial with the cable, the elastic wave radially emitted from the cable insulator is The piezoelectric element is reached through a path having the same acoustic condition. Further, since the piezoelectric element and the absorber are acoustically matched, the elastic wave propagating through the piezoelectric element reaches the absorber without being reflected at the boundary surface between the pressure transmission element and the absorber. Decay.
このため、本発明によれば、圧伝素子からの検出信号
は、反射波の影響がなく、静電応力によって発生した入
力弾性波の波形を忠実に反映したパルス的な信号となる
から、アベレージングによる効果、即ち入力弾性波の推
定が容易で、しかもノイズが多い環境下でも複雑な波形
解析を行なうことなしに、入力弾性波による信号を他の
ノイズと識別することができる効果が得られる。この結
果、ケーブル絶縁体の空間電荷分布を定量的に精度良く
測定することができる。Therefore, according to the present invention, the detection signal from the piezotransmissive element is a pulse-like signal that faithfully reflects the waveform of the input elastic wave generated by electrostatic stress, without the influence of the reflected wave, and thus the average value is obtained. Effect of the input elastic wave, that is, the input elastic wave can be easily estimated, and the signal of the input elastic wave can be distinguished from other noises without complicated waveform analysis even in a noisy environment. . As a result, the space charge distribution of the cable insulator can be quantitatively and accurately measured.
［実施例］ 以下、添付の図面に基づいて本発明の実施例について説
明する。[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
第１図は、本発明の実施例に係るケーブル絶縁体の空間
電荷分布測定装置の構成を示す図で、同図（ａ）は同図
（ｂ）のＡ−Ａ線による断面図、同図（ｂ）は側面図で
ある。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a space charge distribution measuring device for a cable insulator according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 1 (a) is a sectional view taken along line AA in FIG. 1 (b). (B) is a side view.
被測定対象である試料ケーブル１は、内部導体２、内部
半導電層３、ケーブル絶縁体４及び外部半導電層５を中
心から順に同軸配置してなるものである。この試料ケー
ブル１の内部導体２には、抵抗６及びスイッチ７を直列
に介して直流電圧電源８から直流電圧又は接地電位が選
択的に印加できるようになっている。また、この内部導
体２には、スイッチ９及びカップリングコンデンサ１０
を介して、高電圧パルス発生器１１からの高電圧パルス
が選択的に印加できるようになっている。A sample cable 1 to be measured has an inner conductor 2, an inner semiconductive layer 3, a cable insulator 4 and an outer semiconductive layer 5 which are coaxially arranged in order from the center. A DC voltage or a ground potential can be selectively applied to the inner conductor 2 of the sample cable 1 from a DC voltage power source 8 via a resistor 6 and a switch 7 in series. Further, the switch 9 and the coupling capacitor 10 are connected to the inner conductor 2.
The high voltage pulse from the high voltage pulse generator 11 can be selectively applied via the.
一方、板状の支持台１２及び上部電極１３とが、それら
の四隅において、柱１４を介して締結されている。支持
台１２の上には、音響センサ１５が設置されている。そ
して、この音響センサ１５の上面と上部電極１３の下面
とで試料ケーブル１が挟持されている。On the other hand, the plate-shaped support base 12 and the upper electrode 13 are fastened via pillars 14 at their four corners. An acoustic sensor 15 is installed on the support 12. The sample cable 1 is sandwiched between the upper surface of the acoustic sensor 15 and the lower surface of the upper electrode 13.
音響センサ１５は、真鍮製のシールド容器２０の内部
に、入力電極２１、圧電素子２２、吸収体２３、取出し
電極２４及び絶縁体２５からなる積層構造体を収容して
構成されている。入力電極２１は、その上端面が試料ケ
ーブル１の外周に密着するように試料ケーブル１の外径
と同一曲率半径の曲面からなり、その下端面がそれより
も大きな曲率半径で試料ケーブル１と同軸的な曲面から
なり、その側面が上方から下方にかけて幅が広がるよう
に傾斜したものである。また、この入力電極２１の側面
下端部には、水平に延びるフランジ２６が形成されてお
り、このフランジ２６でシールド容器２０の上部開口を
閉塞するようになっている。圧電素子２２は、ポリフッ
化ビニリデン（PVdF）からなるフィルムの上下面に夫々
アルミニウム製の電極を蒸着してなるものであり、入力
電極２１の下面に密着したものとなっている。吸収体２
３は、圧電素子２２と音響インピーダンスが略等しいも
ので、圧電素子２２としてPVdFを使用した場合、例えば
ポリメチルメタアクリレート（PMMA）等が使用される。
この吸収体２３は、その上面がフィルム状の圧電素子２
２を介して入力電極２１の下面と密着し得るように、試
料ケーブル１と同軸曲面にて形成される。取出し電極２
４は、吸収体２３の下面と絶縁体２５との間に装着され
ている。そして、圧電素子２２の下面電極と取出し電極
２４とは、例えば両端がこれら電極と吸収体２３との間
に夫々挟着された、すず箔２７を介して電気的に接続さ
れている。更に、取出し電極２４からシールド容器２０
の外部へは、容器２０の取出し部２８を介してリード線
２９が引き出されており、このリード線２９から検出信
号が取り出されるようになっている。The acoustic sensor 15 is configured by accommodating a laminated structure including an input electrode 21, a piezoelectric element 22, an absorber 23, an extraction electrode 24, and an insulator 25 inside a brass shield container 20. The input electrode 21 is formed of a curved surface having the same radius of curvature as the outer diameter of the sample cable 1 so that its upper end surface is in close contact with the outer periphery of the sample cable 1, and its lower end surface is coaxial with the sample cable 1 with a larger radius of curvature. The curved surface has a side surface that is inclined so that the width thereof increases from the upper side to the lower side. Further, a horizontally extending flange 26 is formed at the lower end of the side surface of the input electrode 21, and the flange 26 closes the upper opening of the shield container 20. The piezoelectric element 22 is formed by vapor-depositing aluminum electrodes on the upper and lower surfaces of a film made of polyvinylidene fluoride (PVdF), and is in close contact with the lower surface of the input electrode 21. Absorber 2
No. 3 has substantially the same acoustic impedance as that of the piezoelectric element 22, and when PVdF is used as the piezoelectric element 22, for example, polymethylmethacrylate (PMMA) or the like is used.
The upper surface of the absorber 23 is a film-shaped piezoelectric element 2
It is formed of a curved surface coaxial with the sample cable 1 so as to be able to come into close contact with the lower surface of the input electrode 21 via the electrode 2. Extraction electrode 2
4 is mounted between the lower surface of the absorber 23 and the insulator 25. Then, the lower surface electrode of the piezoelectric element 22 and the extraction electrode 24 are electrically connected to each other, for example, through tin foil 27 whose both ends are sandwiched between these electrodes and the absorber 23, respectively. Furthermore, from the extraction electrode 24 to the shield container 20
A lead wire 29 is drawn to the outside of the container via the take-out portion 28 of the container 20, and a detection signal is taken out from the lead wire 29.
リード線２９から取り出された検出信号は、広帯域アン
プ３１に入力されている。広帯域アンプ３１の出力は、
アベレージング処理等を行なう信号処理回路３２に入力
されている。この信号処理回路３２の出力は、コンピュ
ータ３３に入力され、ここで空間電荷分布が算出される
ようになっている。なお、これらの検出系は、２重シー
ルドをした同軸ケーブルで接続され、アンプの入力抵抗
が１ＭΩのみで、他は全て５０Ωのマッチングをとって
いる。The detection signal extracted from the lead wire 29 is input to the wide band amplifier 31. The output of the broadband amplifier 31 is
It is input to a signal processing circuit 32 that performs averaging processing and the like. The output of the signal processing circuit 32 is input to the computer 33, where the space charge distribution is calculated. In addition, these detection systems are connected by a double shielded coaxial cable, the input resistance of the amplifier is only 1 MΩ, and the other parts are matched with 50Ω.
次に、このように構成された本実施例に係るケーブル絶
縁体の空間電荷分布測定装置による空間電荷分布の測定
方法について説明する。Next, a method of measuring the space charge distribution by the space charge distribution measuring device for the cable insulator according to the present embodiment having the above-described configuration will be described.
先ず、入力電極２１及びシールド容器２０を接地した状
態で、スイッチ７を直流電圧電源８側に接続し、内部導
体２に、例えば20kVの高電圧を印加すると、内部導体２
に電荷が蓄積される。この状態で、スイッチ９を閉じ、
高電圧パルス発生回路１１から第３図に示すような例え
ば-1kV、90nsの高電圧パルスを内部導体２に印加する
と、第２図に示すように、ケーブル絶縁体４の両半導電
層３，５の界面に夫々誘起されていた誘導電荷に静電力
が生じ、ケーブル絶縁体４の内部に歪みが生じる。これ
により、弾性波４１が放射状に発生する。この弾性波４
１は、第３図に示すように、高電圧パルスの印加直後の
負極性パルス４１ａと、それよりもやや遅れて到達する
正極性パルス４１ｂからなる。前者のパルス４１ａは、
ケーブル絶縁体４の外周側に分布するマイナス電荷によ
って生じた弾性波、後者のパルス４１ｂは、ケーブル絶
縁体の内周側に分布するプラス電荷によって生じた弾性
波であり、両者の到達時間は電荷の存在位置を示してい
る。この弾性波４１は、入力電極２１において同一の音
響インピーダンスを同距離だけ通って圧電素子２２に到
達する。First, with the input electrode 21 and the shield container 20 grounded, the switch 7 is connected to the DC voltage power source 8 side, and when a high voltage of, for example, 20 kV is applied to the inner conductor 2, the inner conductor 2
The charge is accumulated in. In this state, close the switch 9,
When a high voltage pulse of, for example, -1 kV, 90 ns as shown in FIG. 3 is applied to the inner conductor 2 from the high voltage pulse generating circuit 11, as shown in FIG. An electrostatic force is generated in the induced charges that have been respectively induced at the interface of the cable 5, and distortion occurs inside the cable insulator 4. As a result, elastic waves 41 are radially generated. This elastic wave 4
As shown in FIG. 3, 1 includes a negative pulse 41a immediately after the application of the high voltage pulse and a positive pulse 41b arriving slightly later than the negative pulse 41a. The former pulse 41a is
The elastic wave generated by the negative charge distributed on the outer peripheral side of the cable insulator 4, the latter pulse 41b is the elastic wave generated by the positive charge distributed on the inner peripheral side of the cable insulator, and the arrival time of both is equal to the charge. Indicates the existence position of. The elastic wave 41 reaches the piezoelectric element 22 through the same acoustic impedance in the input electrode 21 for the same distance.
圧電素子２２に入力された弾性波４１は、ここで電圧信
号に変換され、その下面の電極、すず箔２７、取出し電
極２４及びリード線２９を介して検出信号として外部に
取り出される。また、圧電素子２２と吸収体２３との界
面に達した弾性波４１は、反射されることなしに音響的
整合がとれた吸収体２３に入力され、この吸収体２３で
減衰される。このセンサ１５においては、弾性波４１が
反射されずに吸収体２３に吸収されるので、検出される
検出信号は、反射波の影響がなく、第３図に示すよう
に、入力弾性波４１の波形を忠実に反映したパルス状の
信号となる。The elastic wave 41 input to the piezoelectric element 22 is converted into a voltage signal here, and is extracted to the outside as a detection signal via the electrode on the lower surface thereof, the tin foil 27, the extraction electrode 24, and the lead wire 29. Further, the elastic wave 41 reaching the interface between the piezoelectric element 22 and the absorber 23 is input to the absorber 23 that is acoustically matched without being reflected, and is attenuated by the absorber 23. In this sensor 15, the elastic wave 41 is not reflected but is absorbed by the absorber 23, so that the detection signal detected is not affected by the reflected wave, and as shown in FIG. It becomes a pulsed signal that faithfully reflects the waveform.
一方、第３図に示すように、音響センサ１５の検出信号
には、多少の電気的ノイズが含まれているが、弾性波に
よる信号４２はパルス状の信号であり、また、電気的ノ
イズ４３は振動波形であるため、両者を波形状ではっき
りと区別することができる。この音響センサ１５の出力
信号は、広帯域アンプ３１で増幅され、信号処理回路３
２に入力される。信号処理回路３２では、例えば高電圧
パルスをトリガとして、検出信号を繰り返し重ね合わせ
るアベレージング処理を行なうことにより、ランダムノ
イズが除去された検出信号が得られる。この信号は、検
出データとしてコンピュータ３３に入力されている。コ
ンピュータ３３では、入力されたデータを電荷量に換算
することにより、試料ケーブル１の空間電荷分布を算出
する。On the other hand, as shown in FIG. 3, the detection signal of the acoustic sensor 15 contains some electrical noise, but the elastic wave signal 42 is a pulse-shaped signal, and the electrical noise 43 is also present. Since is a vibration waveform, both can be clearly distinguished by the wave shape. The output signal of the acoustic sensor 15 is amplified by the wide band amplifier 31, and the signal processing circuit 3
Entered in 2. In the signal processing circuit 32, for example, a detection signal from which random noise is removed is obtained by performing an averaging process in which detection signals are repeatedly overlapped with a high voltage pulse as a trigger. This signal is input to the computer 33 as detection data. The computer 33 calculates the space charge distribution of the sample cable 1 by converting the input data into a charge amount.
このように、本実施例の装置によれば、圧電素子２２を
PVdFフィルムにて形成して、入力電極２１、圧電素子２
２及び吸収体２３の各境界面を試料ケーブル１と同軸曲
面にすると共に、圧電素子２１の下面にこれと音響的マ
ッチングがとれた吸収体２３を配置したので、試料ケー
ブル１から伝播される弾性波を反射波に影響されずに観
測することができる。このため、パルス静電応力法を使
用したケーブル絶縁体の空間電荷分布測定を精度良く行
なうことができる。したがって、この測定装置を使用し
て、水トリーの発生原因の探求等の絶縁体の評価及び撤
去ケーブルの調査等を行なうことができる。Thus, according to the device of this embodiment, the piezoelectric element 22 is
Input electrode 21 and piezoelectric element 2 made of PVdF film
Since the boundary surfaces of 2 and the absorber 23 are made to be coaxial curved surfaces with the sample cable 1, and the absorber 23 acoustically matched with this is arranged on the lower surface of the piezoelectric element 21, the elasticity propagated from the sample cable 1 Waves can be observed without being affected by reflected waves. Therefore, it is possible to accurately measure the space charge distribution of the cable insulator using the pulse electrostatic stress method. Therefore, this measuring device can be used to evaluate the insulator such as the search for the cause of the water tree and to investigate the removed cable.
なお、この試験は、課電履歴がある試料ケーブル１に対
し、スイッチ７を開放状態にして測定しても、また、ス
イッチ７を閉じて直流電圧を印加したまま測定しても良
い。また、この試験は非破壊で行なわれるので、課電劣
化試験中の空間電荷分布の経時変化の測定のみならず、
活線劣化診断技術にも応用することが可能である。In this test, the switch 7 may be opened for the sample cable 1 having a history of voltage application, or the switch 7 may be closed and the DC voltage may be applied. Also, since this test is performed non-destructively, not only the change over time of the space charge distribution during the voltage degradation test, but also
It can also be applied to hot-line deterioration diagnosis technology.
［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、圧電素子からの検
出信号は、反射波の影響がなく、静電応力によって発生
した入力弾性波の波形を忠実に反映したパルス的な信号
となるから、入力弾性波の推定が容易で、しかもノイズ
が多い環境下でも複雑な波形解析を行なうことなしに、
入力弾性波による信号を他のノイズと識別することが可
能になる。この結果、ケーブル絶縁体の空間電荷分布を
定量的に精度良く測定することができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the detection signal from the piezoelectric element is not affected by the reflected wave and is a pulse-like signal that faithfully reflects the waveform of the input elastic wave generated by electrostatic stress. Since this is a simple signal, it is easy to estimate the input elastic wave, and without complicated waveform analysis even in a noisy environment,
It is possible to distinguish the signal due to the input elastic wave from other noises. As a result, the space charge distribution of the cable insulator can be quantitatively and accurately measured.
第１図は本発明の実施例に係るケーブル絶縁体の空間電
荷分布測定装置を示す図で、同図（ａ）は同図（ｂ）の
Ａ−Ａ線による断面図、同図（ｂ）は側面図、第２図は
同装置の動作を説明するための模式図、第３図は同じく
その波形図である。 １；試料ケーブル、２；内部導体、３；内部半導電層、
４；ケーブル絶縁体、５；外部半導電層、６；抵抗、
７，９；スイッチ、８；直流電圧電源、１０；カップリ
ングコンデンサ、１１；高電圧パルス発生器、１２；支
持台、１３；上部電極、１４；柱、１５；音響センサ、
２０；シールド容器、２１；入力電極、２２；圧電素
子、２３；吸収体、２４；取出し電極、２５；絶縁体、
２６；フランジ、２７；すず箔、２８；取出し部、２
９；リード線、３１；広帯域アンプ、３２；信号処理回
路、３３；コンピュータFIG. 1 is a diagram showing a space charge distribution measuring device for a cable insulator according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 (a) is a sectional view taken along the line AA in FIG. 1 (b), and FIG. 1 (b). Is a side view, FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the operation of the apparatus, and FIG. 3 is a waveform diagram thereof. 1; sample cable, 2; inner conductor, 3; inner semiconductive layer,
4; cable insulator, 5; outer semiconductive layer, 6; resistor,
7, 9; Switch, 8; DC voltage power supply, 10; Coupling capacitor, 11; High-voltage pulse generator, 12; Support base, 13; Upper electrode, 14; Pillar, 15; Acoustic sensor,
20; Shield container, 21; Input electrode, 22; Piezoelectric element, 23; Absorber, 24; Extraction electrode, 25; Insulator,
26; Flange, 27; Tin foil, 28; Take-out part, 2
9: Lead wire, 31; Wideband amplifier, 32; Signal processing circuit, 33; Computer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 昭太郎 東京都江東区木場１丁目５番１号 藤倉電 線株式会社内 (72)発明者 高田 達雄 東京都町田市小川３丁目13番15号 (72)発明者 杉森 正巳 神奈川県横浜市緑区白山町1399番地４ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shotaro Yoshida 1-5-1, Kiba, Koto-ku, Tokyo Fujikura Electric Wire Co., Ltd. (72) Inventor Tatsuo Takada 3-13-15 Ogawa, Machida, Tokyo ( 72) Inventor Masami Sugimori 1399-4 Shirayama-cho, Midori-ku, Yokohama-shi, Kanagawa
Claims (2)
被測定ケーブルの前記内部導体に高電圧パルスを印加す
る手段と、前記被測定ケーブルの外周に密着配置され前
記高電圧パルスの印加に伴って前記ケーブル絶縁体から
発生される弾性波を検出する音響センサと、この音響セ
ンサの出力信号に基づいて前記ケーブル絶縁体に蓄積さ
れた空間電荷分布を測定する手段とを有するケーブル絶
縁体の空間電荷分布測定装置において、前記音響センサ
は、前記被測定ケーブルの外周に密着する入力電極と、
この入力電極を介して前記被測定ケーブルからの弾性波
を電圧信号に変換する圧電素子と、この圧電素子の前記
入力電極と反対側に装着され前記圧電素子と音響インピ
ーダンスが略等しい吸収体とを有し、前記被測定ケーブ
ルと前記入力電極との境界面、前記入力電極と圧電素子
との境界面及び前記圧電素子と前記吸収体との境界面が
夫々前記被測定ケーブルと同軸曲面に形成されているこ
とを特徴とするケーブル絶縁体の空間電荷分布測定装
置。1. A means for applying a high-voltage pulse to the inner conductor of a cable to be measured in which the inner conductor is covered with a cable insulator, and a means for closely applying the high-voltage pulse to the outer circumference of the cable to be measured. Accompanied by an acoustic sensor for detecting elastic waves generated from the cable insulator, and a means for measuring a space charge distribution accumulated in the cable insulator based on an output signal of the acoustic sensor In the space charge distribution measuring device, the acoustic sensor, an input electrode that is in close contact with the outer circumference of the cable to be measured,
A piezoelectric element for converting an elastic wave from the cable to be measured into a voltage signal via the input electrode, and an absorber mounted on the opposite side of the piezoelectric element from the input electrode and having an acoustic impedance substantially equal to that of the piezoelectric element. A boundary surface between the cable to be measured and the input electrode, a boundary surface between the input electrode and a piezoelectric element, and a boundary surface between the piezoelectric element and the absorber are respectively formed on the curved surface coaxial with the cable to be measured. A space charge distribution measuring device for cable insulators.
らなるフィルム状の素子であることを特徴とする請求項
１に記載のケーブル絶縁体の空間電荷分布測定装置。2. The apparatus for measuring a space charge distribution of a cable insulator according to claim 1, wherein the piezoelectric element is a film-shaped element made of polyvinylidene fluoride.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2162210A JPH0640116B2 (en) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | Device for measuring space charge distribution of cable insulators |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2162210A JPH0640116B2 (en) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | Device for measuring space charge distribution of cable insulators |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0452566A JPH0452566A (en) | 1992-02-20 |
| JPH0640116B2 true JPH0640116B2 (en) | 1994-05-25 |
Family
ID=15750062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2162210A Expired - Lifetime JPH0640116B2 (en) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | Device for measuring space charge distribution of cable insulators |
Country Status (1)
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| JP (1) | JPH0640116B2 (en) |
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-
1990
- 1990-06-20 JP JP2162210A patent/JPH0640116B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0452566A (en) | 1992-02-20 |
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