JPS638571A

JPS638571A - 電力ケ−ブル接続部の劣化診断方法

Info

Publication number: JPS638571A
Application number: JP15286886A
Authority: JP
Inventors: Hiroyasu Onishi; 博康大西; Fumihiro Urano; 浦野　文宏; Toshiyuki Mochizuki; 俊幸望月; Toshio Kasahara; 敏夫笠原; Mitsugi Aihara; 相原　貢; Yasutaka Fujiwara; 藤原　靖隆; Yasumitsu Ebinuma; 康光海老沼; Nobuhiro Sasaki; 伸洋佐々木; Jiro Kawai; 二郎川井
Original assignee: Tokyo Electric Power Co Inc; Showa Electric Wire and Cable Co
Current assignee: Tokyo Electric Power Co Holdings Inc; SWCC Corp
Priority date: 1986-06-30
Filing date: 1986-06-30
Publication date: 1988-01-14

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（発明の技術分野）本発明は、電力ケーブル接続部の劣化を診断する方法に
関する。

（発明の技術的背慎）電力ケーブルの接続部内に部分的な欠陥が存在すると、
この欠陥部で部分放電が発生するので、接続部が劣化し
て絶縁破壊してしまう。このため、従来は電力ケーブル
接続部に発生する部分放電を各種の電気的な検出手段に
て定期的又は不定期的に測定し接続部における絶縁劣化
状態を診断していた。　しかるに、従来の部分放電検出
方式では、いずれも送電線路をしゃ断する必要があるた
め、その作業に手間を要するだけでなく、需要者側への
電力の供給が中断されてしまうことから、需要者に不便
をかけてしまう。

そこで、最近では、部分放電の発生に伴って超音波が生
じることに看目し、圧電素子の如き超音波検出センサを
電力ケーブルの接続部周面に直接取付け、活線状態で該
センサにより接続部に発生した部分放電を超音波の形態
で検出し、この検出信号を測定回路側に送出して接続部
の絶縁劣化を診断することが行われている。

（背景技術の問題点）しかし、超音波検出センサを接続部周面に直接取付Ｃプ
るだけでは、該センサからの検出信号が微弱なため、測
定回路側で正確に部分放電を検出できないという欠点が
あった。

また、電力ケーブルの接続部近傍に音源が存在すると、
この音源からのノイズ超音波が超音波検出センサに侵ノ
してしまい、正確に部分放電を検出することができない
という欠点があった。

（発明の目的）本発明の目的は、ノイズ超音波の影響を受けることなく
超音波を確実に検出して正確に部分放電の発生を検知す
ることができる電力ケーブルの接続部の劣化診断方法を
提供することにある。

（発明の概要）本発明は、電力ケーブル接続部の周面にホーンを介して
超音波検出センサを取付け、接続部で生じた超音波を、
ホーン内を伝搬させることにより振幅を大きくして超音
波検出センサに入力することを特徴とする。

（発明の実施例）以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。

第１図には劣化診断すべき電力ケーブルの接続部（１）
が示されており、この接続部（１）の周面にはホーン（
２）が取付けられている。このホーン（２）は第２図に
示すように先端側から後端側に向って縮径する円錐状体
にすることが望ましい。この場合は、ホーン（２）の大
径側が接続部（１）の周面に固定され、小径側が圧電素
子から成る足音液検出センサ（３）に取付けられる。し
かして、この超音波検出センサ（３）にはインピーダン
ス変換増幅器（４）及びバンドパスフィルター（５）が
接続され、このバンドパスフィルター（５）にはプリア
ンプ（６）が接続されている。

プリアンプ（６）の出力側にはノイズを除去するための
雑音除去回路（７）があり、スイッチ（Ｓ）を介して周
波数変換回路（８）が接続され、周波数変換回路（８）
の出力側には位相検波回路（９）が接続されている。そ
して、位相検波回路（９）には検出信号を表示するため
の表示回路（１０）が接続されている。

周波数変換回路（８）は周波数混合回路（１１）とこの
周波数混合回路（１１）に接続されている局部発振回路
（１２）とから成る。局部発振回路（１２）は本実施例
では、周波数混合回路（１１）に５０５ＫＨｚの光振信
号を出力する。周波数混合回路（１１）には中間周波増
幅回路（１３）が接続されている。この中間周波増幅回
路（１３）は４４５ＫＨｚ　〜４６５ＫＨｚの信号成分
のみを老幅する双峰特性を有する。中間周波増幅回路（
１３）の出力側には検波回路（１４）が接続されている
。この検波回路（１４）は中間周波増幅回路（１３）よ
り増幅されてくる中間周波信号から放電検出信号及びノ
イズ信号を含む低周波信号を取出す。しかして、低周波
増幅回路（１５）で増幅されたこれらの信号は、検出信
号の出ている位相のみを通過させる位相検波回路（９）
に導かれる。位相検波回路（９）で検波された信号は、
表示回路（１０）に出力される。表示回路（１ｏ）は、
例えば、メータ、記録計、イヤホン等から構成される。

（１６）は、例えば接続部（１）に取り付けられた外部
雑音検出センサを示している。外部からの雑音信号はこ
の外部雑音検出センサ（１６）にも侵入するが、雑音信
号の侵入と同時に雑音除去回路（７）が作動して周波数
変換回路（８）に接続されているスイッチ（Ｓ）を切離
する。

次に本発明に係る電力ケーブル接続部の劣化診断のｇ様
を説明する。　電力ケーブルに商用周波数（５０Ｈｚ　
＞の交流電圧を印加した場合において；接続部（１）に
部分的な欠陥が存在すると、この欠陥部で部分放電が発
生して超音波が生じ、この超音波がホーン（２）内を伝
搬して超音波検出センサ（３）に入力される。ところで
、ホーン（２）が円錐形状体の場合は、超音波はホーン
（２）内を大径側から小径側に向って伝搬するので、そ
の振動エネルギーは小面積に集中することになる。従っ
て、接続部で生じた超音波はホーン（２）を伝搬する間
に大きな振幅となって超音波検出センサ（３）に入力さ
れる。よって、超音波検出センサ（３）からはレベルの
大きな検出信号が出力され、この検出信号がインピーダ
ンス変換増幅器（４）及びバンドパスフィルタ（５）を
介してプリアンプ（６）に入力される。　尚、上記ホー
ン（２）は強度的に優れ、かつ超音波の減衰係数が小さ
く被測定物と略同等の固有音響インピーダンスを有する
材料例えばポリメチルメタクリレートで形成することが
好ましい。

ここで、超音波の振幅比が２＠になるように設計した円
錐形状のホーン（２）を雷カケープル接続部（１）に取
付け、部分放電電荷ｆｆ１（ｐＣ）に対する超音波検出
センサからの検出信号レベルを測定したのでこの結果を
第２図に・で示す。比較のために、電力ケーブル接続部
に超音波検出センサ（３）を直接取付け、部分放電型荷
吊（ｐＣ）に対する検出信号レベルを測定した結果を同
図にＯで示す。この第３図から明らかなように、ホーン
（２）を用いた場合には信号レベルが２〜４ｄＢ大きい
ことが判る。

一方、接続部（１）の近傍に音源が存在すると、この音
源からのノイズ超音波が超音波検出センサ（３）に侵入
する。従って、超音波検出センサ（３）からは放電検出
＠号及びノイズ信号を含む出力信号が出力される。

この超音波検出センサ（３）からの出力信号はプリアン
プ（６）にて増幅され、周波数混合回路（１１）に入力
される。周波数混合回路（１１）には局部発振回路（１
２ンから５０５　Ｋ　）ｔ　ｚの発振信号が入力されて
いるので、周波数混合回路（１１）からはセンサ（３）
からの出力信号の周波数と発振信号の周波数（５０５Ｋ
Ｈｚ　）との差を有する信号が出力される。即ち、放電
検出信号は、１００ＫＨｚ程度までの周波数成分を含ん
でいるので、該検出信号を基準とすると、４５５ＫＨｚ
を中心周波数とする＠号が得ら札る。

この信号は、次に中間周波増幅回路（１３）に入力され
る。中間周波増幅回路（１３）はその双峰特性が４４５
Ｋ）−１ｚ　〜４６５Ｋ）−１ｚになるように設定され
ている。従って、中間周波増幅回路（１３）からは、第
４図に示すように、４４５ＫＨ２〜４６５ＫＨｚの帯域
幅の中間周波信号成分のみが増幅されて出力される。と
ころで、放電検出信号は特定の周波数帯域でピーク値を
示すので、この帯域のみを増幅する場合には放電検出信
号の検出栃高感度で行うことができる。そこで、このピ
ーク値が５０ＫＨｚ近傍の帯域に存在すると仮定すると
、上述したように、４４５　ＫＨｚ〜４６５ＫＨ２の帯
域幅の中間周波信号成分のみを増幅すると、放電検出信
号のピーク値近傍の帯域、即ち、４０ＫＨｚ〜６０ＫＨ
ｚの帯域のみを増幅したことになる。

このように、放電検出信号のピーク値近傍の帯域に対応
する中間周波信号成分のみを増幅した後には、この中間
周波信号成分は検波回路（１４）に入力される。中間周
波信号成分には、放電検出信号のピーク値近傍の帯域成
分及びノイズ信号が含まれているので、検波回路（１４
）からはこれら帯域成分及びノイズ信号から成る低周波
信号が出力され、これらの信号が低周波増幅回路（１５
）によって増幅される。

ところで、電力ケーブルには５０Ｈｚの商用周波数交流
電圧が印加されているので、接続部（１）内では、第５
図に示すように、部分放電ａが一周期（２０ｎ５ｅｃ）
に２度生じ、即ち、部分放電ａが一秒間に１００回発生
する。従って、部分放電による超音波も一秒間に１００
回生じることから、超音波検出センサ（３）からは１０
０Ｈｚの周波数で放電検出信号が出力される。よって、
上述したように、放電検出信号のピーク値近傍の帯域成
分（１００Ｈｚの周波数を有する）及びノイズ信号から
成る低周波信号をＨ＃定位相のみ取り出す位相検波回路
（９）に入力すると、この位相検波回路（９）からは放
電検出信号のピーク値近傍の帯域成分のみが出力され、
ノイズ信号は除去される。

放電検出信号のピーク値近傍の帯域成分は、検出信号と
して表示回路（１０）に出力される。従って、表示回路
（１０）がメータの場合にはデジタル的又はアナログ的
に部分放電の発生が表示され、記録計の場合には部分放
電が記録され、又イヤホンの場合には部分放電の発生が
音として出力される。

上記実施例では、局部発振回路（１２）から５０５ＫＨ
ｚの発振信号を出力しているが、これより高い周波数又
は低い周波数の発振信号を出力するようにしてもよいの
は勿論である。

尚、本発明ＨＡは接地線コロナ検出法にも用いることが
できる。

（見間の効果）本発明によれば、ホーンの先端側を電力ケーブル接続部
に取付けると共にホーンの後端側に超音波検出センサを
取付けたことで、接ＦＡ部で生じた超音波をその振幅を
大きくして超音波検出センサに入力することができる。

従って、超音波検出センサよりレベルの大きな検出信う
を測定回路側に送出すことができるので、部分放電の発
生を正確に検出することができる。よって、電力ケーブ
ルの接続部における絶縁劣化状態を高蹟度で診断するこ
とが可能である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電力ケーブルの接続部内で発生する部分放電によ
り生じる超音波を超音波検出センサにて検出し、該検出
センサからの検出信号を測定回路側に送出して前記接続
部の劣化を診断する方法であって、ホーンの先端側を前
記接続部の周面に取付け、該ホーンの後端側に前記超音
波検出センサを取付けたことを特徴とする電力ケーブル
接続部の劣化診断方法。
（２）ホーンが先端側から後端側に向つて縮径する円錐
状体であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の電力ケーブル接続部の劣化診断方法。
（３）電力ケーブルの接続部内で発生する部分放電によ
り生じる超音波を超音波検出センサにて検出し、該検出
センサからの検出信号を測定回路側に送出して前記接続
部の劣化を診断する方法であって、超音波検出センサか
らの放電検出信号及びノイズ信号を含む出力信号のうち
放電検出信号のピーク値近傍の帯域に対応する帯域のみ
を周波数変換回路により中間周波信号に変換し、この中
間周波信号を、中間周波増幅回路にて増幅し、かつ検波
して前記帯域の放電検出信号及びノイズ信号を含む低周
波信号を取り出すことを特徴とする電力ケーブル接続部
の劣化診断方法。