JP6215992B2 - Power cable insulation degradation position estimation method and estimation system - Google Patents
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Description
本発明は、電力ケーブルにおける絶縁劣化位置を精度よく推定する技術に関する。 The present invention relates to a technique for accurately estimating an insulation deterioration position in a power cable.
屋内外配線用の電力ケーブルとしてCVケーブルが広く用いられている。CVケーブルは、布設および保安管理が容易である一方、絶縁体として用いられている架橋ポリエチレンに水トリーと呼ばれる特有の劣化現象が発生することが知られている。水トリーは、絶縁体に付着した微量の水分等が経時変化により絶縁体内に浸透する現象であり、電力ケーブルの絶縁性能を大きく低下させ絶縁破壊事故の原因となる。 CV cables are widely used as power cables for indoor and outdoor wiring. It is known that a CV cable is easy to lay and secure, while a specific deterioration phenomenon called a water tree occurs in a crosslinked polyethylene used as an insulator. The water tree is a phenomenon in which a minute amount of water or the like adhering to the insulator permeates into the insulator due to a change with time, greatly reducing the insulation performance of the power cable and causing an insulation breakdown accident.
電力ケーブルの絶縁劣化に起因する事故を未然に防止するためには、布設された電力ケーブルを診断し、絶縁劣化が検出された電力ケーブルを取り替えることが必要である。絶縁劣化が検出された電力ケーブルを取り替える際に、全長に亘って取り替えるとすると、多大な時間とコストを要することから、絶縁劣化が生じている位置を推定し、不良箇所のみを取り替えることが好ましい。 In order to prevent an accident caused by insulation deterioration of the power cable, it is necessary to diagnose the installed power cable and replace the power cable in which insulation deterioration is detected. When replacing the power cable in which insulation deterioration is detected, if it is replaced over the entire length, it takes a lot of time and cost, so it is preferable to estimate the position where insulation deterioration occurs and replace only the defective part. .
このため、従来から電力ケーブルの絶縁劣化位置を推定する手法が提案されている。図7は、従来提案されている電力ケーブルの絶縁劣化位置推定手法の一例を示す図である。本図の例では、亘長Lの電力ケーブル200において、一方の端部からXの位置で水トリーによる絶縁劣化が生じているものとする。ここで、電力ケーブル200は、内部導体201、内部導体201を囲う絶縁体202、絶縁体202を囲う外部導体203、外部導体203を囲う保護被膜204で構成されているものとする。
For this reason, conventionally, a method for estimating the insulation deterioration position of the power cable has been proposed. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a conventionally proposed method for estimating an insulation deterioration position of a power cable. In the example of this figure, in the
水トリーが存在する電力ケーブル200の内部導体201に高電圧を印加すると、水トリー発生位置から「キック」と呼ばれる放電が頻繁に発生することが知られている。キックによるパルス状の放電性電流は、外部導体203を課電端側(電路1)および遠端側(電路2)に分流して伝搬する。
It is known that when a high voltage is applied to the
それぞれの放電性電流を検出抵抗320a、320bで検出し、デジタルオシロスコープ330で両波形を取り込むと、電路1と電路2との距離差によってキック波形の到達時間に差が生じる。
When the respective discharge currents are detected by the
デジタルオシロスコープ330で両波形の立ち上がりタイミングを観察することで到達時間差Δtを測定することができ、ケーブル亘長Lと電力ケーブル200における電流の伝搬速度vは既知であるため、
X=(L−vΔt)/2
により絶縁劣化位置Xを求めることができる。
By observing the rising timing of both waveforms with the
X = (L−vΔt) / 2
Thus, the insulation deterioration position X can be obtained.
キック波形の周波数スペクトルは、100MHz以上まで拡がっているが、一般に、電力ケーブルを伝搬するパルスは、高周波成分ほど減衰しやすいことから、伝搬行路が長くなるほど波形の立ち上がりが緩やかになり、不明瞭になる。さらに、電路1、電路2の伝搬行路差が大きい場合には、周波数毎の減衰量に差が生じ、課電側端で観察される波形と遠端側で観察される波形とで相似性が失われてしまう。 The frequency spectrum of the kick waveform extends to 100 MHz or more, but in general, the pulse propagating through the power cable tends to attenuate as the high-frequency component increases. Become. Furthermore, when the propagation path difference between the electric circuit 1 and the electric circuit 2 is large, there is a difference in attenuation amount for each frequency, and there is a similarity between the waveform observed at the power application side end and the waveform observed at the far end side. It will be lost.
このため、両波形の立ち上がりタイミングを比較する到達時間差Δtの測定は、立ち上がりタイミングの認定が曖昧となり、誤差が拡大しやすいことから、絶縁劣化位置推定の精度が低下するおそれがある。 For this reason, in the measurement of the arrival time difference Δt for comparing the rising timings of both waveforms, the recognition of the rising timing becomes ambiguous and the error is likely to increase, so that the accuracy of the insulation deterioration position estimation may be lowered.
そこで、本発明は、電力ケーブルにおける絶縁劣化位置の推定精度を高めることを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to improve the estimation accuracy of the insulation deterioration position in the power cable.
上記課題を解決するため、本発明の第1の態様である絶縁劣化位置推定方法は、絶縁体により隔てられた第1導体と第2導体とを有する電力ケーブルの絶縁劣化位置推定方法であって、一方の導体の端部に電圧を印加するステップと、前記電圧に起因して絶縁劣化位置で発生し、他方の導体の両端部方向に伝搬した放電性電流をそれぞれ検出し、特定周波数を抽出する狭帯域バンドパスフィルタを介して波形表示装置に取り込んで表示させるステップと、前記波形表示装置に表示される2つの概正弦波形の特徴点の時間ずれを測定するステップと、前記測定された時間ずれに基づいて、前記電力ケーブルの絶縁劣化位置を推定するステップと、を有することを特徴とする。
ここで、前記電圧を印加するステップに先立ち、前記電力ケーブルの亘長に基づいて、前記狭帯域バンドパスフィルタの中心周波数を複数の候補から選択するステップをさらに有してもよい。
前記選択するステップは、前記電力ケーブルの亘長に基づいて前記放電性電流の最大伝搬行路差を求め、最大伝搬行路差の場合における前記2つの概正弦波形の前記波形表示装置への到達時間差が1周期を超えない条件を満たす周波数候補を中心周波数として選択することとすることができる。
このとき、前記条件を満たす周波数候補のうち、最も高い周波数を中心周波数として選択することができる。
いずれの場合も、前記概正弦波の特徴点は、ゼロクロス点とすることができる。
上記課題を解決するため、本発明の第2の態様である絶縁劣化位置推定システムは、絶縁体により隔てられた第1導体と第2導体とを有する電力ケーブルの絶縁劣化位置推定を支援する絶縁劣化位置推定システムであって、一方の導体の端部に電圧を印加する電圧印加部と、絶縁劣化位置で発生し、他方の導体の電圧印加側端部方向に伝搬した放電性電流を検出し、狭帯域バンドパスフィルタを用いて特定周波数の概正弦波形を抽出する第1電流検出部と、絶縁劣化位置で発生し、他方の導体の他端部方向に伝搬した放電性電流を検出し、狭帯域バンドパスフィルタを用いて特定周波数の概正弦波形を抽出する第2電流検出部と、前記第1電流検出部が抽出した概正弦波形と前記第2電流検出部が抽出した概正弦波形とを取り込んで同一画面に表示する波形表示装置とを備えることを特徴とする。
前記狭帯域バンドパスフィルタは、例えば、セラミックフィルタ、または、表面弾性波フィルタにより構成することができる。
In order to solve the above-described problem, an insulation deterioration position estimation method according to a first aspect of the present invention is an insulation deterioration position estimation method for a power cable having a first conductor and a second conductor separated by an insulator. , Applying a voltage to the end of one conductor, and detecting a discharge current generated at the insulation degradation position due to the voltage and propagating toward both ends of the other conductor to extract a specific frequency Capturing the waveform display device through a narrowband bandpass filter for display, measuring the time difference between the characteristic points of the two approximate sine waveforms displayed on the waveform display device, and measuring the measured time And a step of estimating an insulation deterioration position of the power cable based on the deviation.
Here, prior to the step of applying the voltage, a step of selecting a center frequency of the narrowband bandpass filter from a plurality of candidates based on a length of the power cable may be further included.
In the selecting step, a maximum propagation path difference of the dischargeable current is obtained based on a length of the power cable, and an arrival time difference of the two approximate sine waveforms to the waveform display device in the case of the maximum propagation path difference is determined. A frequency candidate that satisfies a condition not exceeding one period can be selected as the center frequency.
At this time, the highest frequency among the frequency candidates satisfying the condition can be selected as the center frequency.
In either case, the characteristic point of the approximate sine wave can be a zero cross point.
In order to solve the above problems, an insulation degradation position estimation system according to a second aspect of the present invention is an insulation that supports estimation of insulation degradation position of a power cable having a first conductor and a second conductor separated by an insulator. A degradation position estimation system that detects a discharge current that is generated at the insulation degradation position and propagates toward the voltage application side end of the other conductor. A first current detector that extracts an approximate sine waveform of a specific frequency using a narrow band-pass filter, and a discharge current that is generated at an insulation deterioration position and propagates toward the other end of the other conductor; A second current detector for extracting an approximate sine waveform of a specific frequency using a narrow band-pass filter; an approximate sine waveform extracted by the first current detector; and an approximate sine waveform extracted by the second current detector; Same screen Characterized in that it comprises a waveform display device for displaying.
The narrow-band bandpass filter can be constituted by, for example, a ceramic filter or a surface acoustic wave filter.
本発明によれば、キック波形を特定周波数の概正弦波信号に成形し、概正弦波形の特徴点の時間差を測定するため、キック波形の原波形の立ち上がりタイミングを判定する必要が無くなる。概正弦波形では、特徴点を明確に認定することができるため、到達時間差測定の際の誤差を低減でき、電力ケーブルにおける絶縁劣化位置の推定精度を高めることができる。 According to the present invention, since the kick waveform is formed into an approximate sine wave signal having a specific frequency and the time difference between the characteristic points of the approximate sine waveform is measured, it is not necessary to determine the rising timing of the original waveform of the kick waveform. In the approximate sine waveform, the feature point can be clearly identified, so that the error in the arrival time difference measurement can be reduced, and the estimation accuracy of the insulation deterioration position in the power cable can be increased.
本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図1は、本実施形態に係る電力ケーブル絶縁劣化位置推定システム100の構成を示す図である。本例においても、検査対象の電力ケーブル200は、内部導体201、絶縁体202、外部導体203、保護被膜204で構成されているものとし、亘長Lの電力ケーブル200において、一方の端部からXの位置で水トリーによる絶縁劣化が生じているものとする。
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a power cable insulation deterioration
電力ケーブル200は、例えば、CVケーブルとするが、異なる導体を絶縁体で隔てている電力ケーブルであれば検査対象として用いることができる。また、絶縁劣化は水トリーに限られず、高電圧印加により劣化箇所で部分放電が発生する絶縁不良であれば位置を推定することができる。
The
電力ケーブル絶縁劣化位置推定システム100は、高電圧印加部110、第1電流検出部120、第2電流検出部130、デジタルオシロスコープ140、ブロッキングコイル150を備えている。
The power cable insulation degradation
高電圧印加部110は、電力ケーブル200の一方の端部の内部導体201に接続され、直流高電圧を印加する。電力ケーブル200において、直流高電圧が印加される側を課電端側と称し、反対側を遠端側と称する。
The high
第1電流検出部120は、外部導体203の課電端側から流れる電流を検出する回路であり、検出抵抗121、アンプ122、狭帯域バンドパス(BP)フィルタ123を備えている。検出抵抗121で生じた電圧はアンプ122で増幅され、狭帯域バンドパスフィルタ123で濾波されて、デジタルオシロスコープ140の第1チャネル(Ch1)に入力される。
The first
第2電流検出部130は、外部導体203の遠端側から流れる電流を検出する回路であり、検出抵抗131、アンプ132、狭帯域バンドパス(BP)フィルタ133を備えている。アンプ132、狭帯域バンドパスフィルタ133の特性は、第1電流検出部120のアンプ122、狭帯域バンドパスフィルタ123の特性と等しくする。検出抵抗131で生じた電圧はアンプ132で増幅され、狭帯域バンドパスフィルタ133で濾波されて、デジタルオシロスコープ140の第2チャネル(Ch2)に入力される。
The second
デジタルオシロスコープ140は、ストレージ機能を有する波形表示装置であり、第1チャネル、第2チャネルから入力した波形を同画面に重ねて表示し、拡大縮小観察可能となっている。デジタルオシロスコープ140は、波形取り込み装置、表示装置等の複数の装置で構成してもよい。
The
ブロッキングコイル150は、検出抵抗121および検出抵抗131と接地線との間に接続され、接地線から混入するコモンモードノイズを低減するために用いられている。
The
本図の例では、説明を簡単にするため、外部導体203の課電端側からデジタルオシロスコープ140までの電気長と、外部導体203の遠端側からデジタルオシロスコープ140までの電気長とが等しくなるように配線を行なっている。このため、第1電流検出部120と第2電流検出部130とにおけるキック波形の到達時間差Δtが得られると、
X=(L−vΔt)/2 (式1)
により、絶縁劣化位置Xを推定することができる。
In the example of this figure, in order to simplify the description, the electrical length from the charging end side of the
X = (L−vΔt) / 2 (Formula 1)
Thus, the insulation deterioration position X can be estimated.
実フィールドにおいては、他の健全なケーブル250の導体部を利用して遠端部のキック波形を課電端側に伝搬させて、課電端側に配置されたデジタルオシロスコープ140で測定を行なうことになる。この場合、他のケーブル250の亘長をLcとすると、
X=(L+Lc−vΔt)/2 (式2)
により、絶縁劣化位置Xを推定することができる。他のケーブル250は、電力ケーブル200が3相ケーブルを構成している場合は、他の相の電力ケーブルの内部導体あるいは外部導体を用いることができる。この場合、L+Lc=2Lとすることができる。
In the actual field, the kick waveform at the far end is propagated to the charging end side using the conductor portion of another
X = (L + Lc−vΔt) / 2 (Formula 2)
Thus, the insulation deterioration position X can be estimated. When the
図1の説明に戻って、狭帯域バンドパスフィルタ123、狭帯域バンドパスフィルタ133は、キック波形から特定の周波数を抽出し、キック波形をほぼ単一周波数の正弦波バースト信号に成形する。このため、狭帯域バンドパスフィルタ123、狭帯域バンドパスフィルタ133は、尖鋭度Qの非常に高いフィルタを選択する。
Returning to the description of FIG. 1, the
尖鋭度Qの非常に高いフィルタは、セラミックフィルタ、表面弾性波フィルタ(SAWフィルタ:Surface Acoustic Wave filter)等を用いて実現することができる。例えば、汎用的な中心周波数455kHzのセラミックフィルタを用いることができる。ただし、後述するように、中心周波数の異なる複数種のセラミックフィルタを用意しておき、電力ケーブル200の亘長Lに基づく到達時間差Δtの最大値に応じて選択することが望ましい。
A filter having a very high sharpness Q can be realized by using a ceramic filter, a surface acoustic wave filter (SAW filter) or the like. For example, a general-purpose ceramic filter having a center frequency of 455 kHz can be used. However, as will be described later, it is desirable to prepare a plurality of types of ceramic filters having different center frequencies and select them according to the maximum value of the arrival time difference Δt based on the length L of the
図3は、キック発生の際に、狭帯域バンドパスフィルタ123、狭帯域バンドパスフィルタ133を通過して、デジタルオシロスコープ140で観測される波形の例を示している。課電端側のCh1波形と遠端側のCh2波形とを同じ時間軸上に重畳して表示しており、図3(a)は、略全体図、図3(b)は区間Aの拡大図である。パルス状の信号が入力された場合、セラミックフィルタの出力波形は、図3(a)に示すように正弦波の包絡線が穏やかな紡錘型を描く。
FIG. 3 shows an example of a waveform observed by the
Ch1の波形とCh2の波形の位相差は、課電端側の波形と遠端側の波形との到達時間差を表すことになる。このため、図3(b)に示すように、Ch1の波形とCh2の波形の特徴点、例えば、ゼロクロス点の時間ずれを読み取ることで到達時間差Δtを測定することができる。すなわち、到達時間差Δtの測定に際して、キック波形の原波形の立ち上がりタイミングを判定する必要が無くなる。 The phase difference between the waveform of Ch1 and the waveform of Ch2 represents the arrival time difference between the waveform on the charging end side and the waveform on the far end side. Therefore, as shown in FIG. 3B, the arrival time difference Δt can be measured by reading the time difference between the characteristic points of the Ch1 waveform and the Ch2 waveform, for example, the zero cross point. That is, it is not necessary to determine the rising timing of the original waveform of the kick waveform when measuring the arrival time difference Δt.
Ch1の波形とCh2の波形は、狭帯域バンドパスフィルタ123、狭帯域バンドパスフィルタ133により、概正弦波と見なすことができるため、明確にゼロクロス点を認定することができる。このため、到達時間差Δt測定の誤差を低減でき、絶縁劣化位置推定の精度を高めることができる。逆いえば、狭帯域バンドパスフィルタ123、狭帯域バンドパスフィルタ133は、明確にゼロクロス点を認定できる程度の概正弦波を抽出可能な尖鋭度Qを有するものを用いるものとする。
Since the waveform of Ch1 and the waveform of Ch2 can be regarded as an approximate sine wave by the
なお、到達時間差Δtを測定する特徴点は、負から正へのゼロクロス点に限られない。例えば、正から負へのゼロクロス点としたり、極大点、極小点等としてもよい。また、両波形とも同じ単一周波数の正弦波と見なせるため、時間差測定に用いる区間は、任意に定めることができるが、区間Aのように、振幅が大きい部分の方が、SN比的に有利である。 The feature point for measuring the arrival time difference Δt is not limited to the zero cross point from negative to positive. For example, it may be a zero cross point from positive to negative, or may be a maximum point or a minimum point. Since both waveforms can be regarded as sine waves having the same single frequency, the section used for time difference measurement can be arbitrarily determined. However, as in section A, a portion with a large amplitude is advantageous in terms of the SN ratio. It is.
次に、本実施形態における絶縁劣化位置推定手順について図4のフローチャートを参照して説明する。ここでは、狭帯域バンドパスフィルタ123、狭帯域バンドパスフィルタ133として、中心周波数が異なる複数種類のセラミックフィルタが用意されている場合を例とする。中心周波数が異なる複数種類のセラミックフィルタを用意せず、セラミックフィルタの選択を行なわない場合は、処理(S12)は省くことができる。
Next, the insulation degradation position estimation procedure in this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. Here, as an example, a plurality of types of ceramic filters having different center frequencies are prepared as the
まず、検査対象の電力ケーブル200の特性を取得する(S11)。取得する特性は、亘長Lと伝搬速度vが含まれるものとする。図2に示すように、他のケーブル250を用いて遠端側から課電端側へのキック波形の伝搬を行なう場合には、他のケーブル250の亘長Lcも取得する。伝搬速度vは、一般に、電力ケーブル200の種類により特定することができる。
First, the characteristics of the
そして、狭帯域バンドパスフィルタ123、狭帯域バンドパスフィルタ133として用いるセラミックフィルタの中心周波数を設定する(S12)。ここで、中心周波数の設定処理(S12)について詳細に説明する。図3(b)の拡大波形図において、Ch1の波形とCh2の波形の位相差が2π以上であると、ゼロクロス点のずれに基づいて読み取った時間差と実際の到達時間差Δtとが一致しなくなり、波形周期の整数倍の誤差が生じる。
And the center frequency of the ceramic filter used as the narrow-band
電力ケーブル200において、到達時間差Δtが最も大きくなるのは、課電端側キック波形と遠端側キック波形との伝搬行路差が最大となる場合である。最大伝搬行路差をDLmaxとすると、図1の場合は、電力ケーブル200のいずれかの端部でキックが発生した場合に、最大伝搬行路差DLmax=Lとなる。また、図2の場合は、電力ケーブル200の課電端部でキックが発生した場合に、最大伝搬行路差DLmax=L+L1となる。
In the
Ch1の波形とCh2の波形の位相差が2π以上にならないようにするためには、最大伝搬行路差DLmaxの場合にも、最大到達時間差(=最大伝搬行路差DLmax/伝搬速度v)が1周期(=1/f)を超えない周波数fを中心周波数f0として設定すればよいことになる。 In order to prevent the phase difference between the waveform of Ch1 and the waveform of Ch2 from exceeding 2π, the maximum arrival time difference (= maximum propagation path difference DLmax / propagation speed v) is one cycle even in the case of the maximum propagation path difference DLmax. The frequency f not exceeding (= 1 / f) may be set as the center frequency f0.
すなわち、
f<v/DLmax
を満たす周波数fを中心周波数f0として設定すればよい。
That is,
f <v / DLmax
The frequency f satisfying the above may be set as the center frequency f0.
例えば、簡単のため、図2においてLc=Lとして、最大伝搬行路差DLmax=2Lとすると、455kHzのセラミックフィルタを用いた場合は、亘長198m未満の電力ケーブル200であれば、位相差が2π未満となる。なお、キックの伝搬速度を1.80×108m/sとしている。また、45kHzのセラミックフィルタを用いた場合には、亘長2km未満の電力ケーブル200であれば、位相差が2π未満となる。
For example, for the sake of simplicity, assuming that Lc = L and the maximum propagation path difference DLmax = 2L in FIG. 2, when a 455 kHz ceramic filter is used, if the
このように、セラミックフィルタの中心周波数を低くすることで、より長い亘長の電力ケーブル200に対応することができるようになる。
As described above, by lowering the center frequency of the ceramic filter, it becomes possible to cope with the
一方で、セラミックフィルタの中心周波数を低くすると、抽出される波長が長くなり、波形が時間軸方向に引き延ばされることから、測定時間を長くしなければならない。デジタルオシロスコープ140のサンプリング周期がそのままであるとデータ量が過大となるため、サンプリング周期を長くして測定分解能を落とす必要があり、推定位置の範囲(位置分解能)が粗くなることになる。このため、測定分解能の観点からは、セラミックフィルタの中心周波数は高い方が好ましい。
On the other hand, if the center frequency of the ceramic filter is lowered, the extracted wavelength becomes longer and the waveform is extended in the time axis direction, so the measurement time must be lengthened. If the sampling period of the
そこで、本実施形態では、図5のフローチャートに示すような手順で中心周波数を設定する。まず、処理(S11)で取得した最大伝搬行路差DLmaxと伝搬速度vとから位相差が2πとなる周波数fを算出する(S121)。最大伝搬行路差DLmaxは、図1の場合には亘長L、図2の場合には亘長L+亘長L1で算出することができ、周波数fは、f=v/DLmaxにより算出することができる。 Therefore, in this embodiment, the center frequency is set according to the procedure shown in the flowchart of FIG. First, the frequency f at which the phase difference is 2π is calculated from the maximum propagation path difference DLmax and the propagation velocity v acquired in the process (S11) (S121). The maximum propagation path difference DLmax can be calculated by the length L in the case of FIG. 1, the length L + the length L1 in the case of FIG. 2, and the frequency f can be calculated by f = v / DLmax. it can.
そして、中心周波数が異なる複数種類のセラミックフィルタのうち、中心周波数が、算出された周波数f以下で、最大のセラミックフィルタを選択する(S122)。これにより、Ch1の波形とCh2の波形の位相差が2π以上になるのを防ぎつつ、なるべく高い測定分解能で絶縁劣化位置の推定を行なうことができる。ただし、周辺環境等により、特定の周波数帯のノイズ成分が混入することが明らかである場合には、その周波数帯を中心周波数とすることは避けるようにする。 Then, among the plurality of types of ceramic filters having different center frequencies, the largest ceramic filter having a center frequency equal to or less than the calculated frequency f is selected (S122). Thereby, it is possible to estimate the insulation deterioration position with as high a measurement resolution as possible while preventing the phase difference between the waveform of Ch1 and the waveform of Ch2 from becoming 2π or more. However, if it is clear that noise components in a specific frequency band are mixed in due to the surrounding environment or the like, avoid using that frequency band as the center frequency.
なお、位相差が2π以上の場合により生じる到達時間差Δtの誤差は、上述のように波形周期の整数倍となることから、セラミックフィルタ中心周波数を選択しない場合でも、複数位置を候補とした絶縁劣化位置の推定が可能である。 Note that the error in the arrival time difference Δt that occurs when the phase difference is 2π or more is an integral multiple of the waveform period as described above. Therefore, even when the ceramic filter center frequency is not selected, the insulation deterioration with a plurality of positions as candidates is possible. Position estimation is possible.
図4のフローチャートの説明に戻って、セラミックフィルタの中心周波数を設定すると(S12)、設定されたセラミックフィルタを狭帯域バンドパスフィルタ123、狭帯域バンドパスフィルタ133として用いて、高電圧印加部110から電力ケーブル200の外部導体203に直流高電圧を印加する(S13)。これにより、水トリー等の絶縁劣化部分でキック現象が発生する。
Returning to the description of the flowchart of FIG. 4, when the center frequency of the ceramic filter is set (S12), the set ceramic filter is used as the
発生したキック波形は、電力ケーブル200の外部導体203を両端部方向に伝搬し、第1電流検出部120、第2電流検出部130で検出され、デジタルオシロスコープ140に取り込まれて、画面に表示される(S14)。なお、本例では、内部導体201に直流高電圧を印加し、外部導体203がキック電流を伝搬するようにしていたが、外部導体203に直流高電圧を印加し、内部導体201がキック電流を伝搬するようにしてもよい。
The generated kick waveform propagates in the direction of both ends of the
そして、測定者が表示された波形を拡大観察して、到達時間差Δtを測定し(S15)、上述の(式1)あるいは(式2)にしたがって、絶縁劣化位置Xを推定する(S16)。デジタルオシロスコープ140に、両波形のゼロクロス点を自動認識し、到達時間差Δtを測定し、絶縁劣化位置Xを算出する機能を付加してもよい。
Then, the measured person enlarges and observes the displayed waveform, measures the arrival time difference Δt (S15), and estimates the insulation deterioration position X according to the above (Equation 1) or (Equation 2) (S16). The
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限られず、種々の変形を行なうことができる。例えば、図1に示した例では、それぞれの電流検出部を検出抵抗、アンプ、狭帯域バンドパスフィルタで構成していたが、図6に示すように、第1電流検出部120を、検出抵抗121、プリアンプ124、狭帯域バンドパスフィルタ125、メインアンプ126、狭帯域バンドパスフィルタ127で構成し、第2電流検出部130を、検出抵抗131、プリアンプ134、狭帯域バンドパスフィルタ135、メインアンプ136、狭帯域バンドパスフィルタ137で構成してもよい。ここで、後段に配置された狭帯域バンドパスフィルタ127、狭帯域バンドパスフィルタ137は、主として内部雑音低減のために用いている。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not restricted to these embodiment, A various deformation | transformation can be performed. For example, in the example illustrated in FIG. 1, each current detection unit is configured by a detection resistor, an amplifier, and a narrow-band bandpass filter. However, as illustrated in FIG. 6, the first
この場合、狭帯域バンドパスフィルタ125、狭帯域バンドパスフィルタ127、狭帯域バンドパスフィルタ135、狭帯域バンドパスフィルタ137は、すべて同一の特性とする。また、増幅時に両波形の位相がずれないように、プリアンプ124とプリアンプ134の特性を同一にし、メインアンプ126とメインアンプ136の特性を同一にする。
In this case, the
100…電力ケーブル絶縁劣化位置推定システム
110…高電圧印加部
120…第1電流検出部
121…検出抵抗
122…アンプ
123…狭帯域バンドパスフィルタ
124…プリアンプ
125…狭帯域バンドパスフィルタ
126…メインアンプ
127…狭帯域バンドパスフィルタ
130…第2電流検出部
131…検出抵抗
132…アンプ
133…狭帯域バンドパスフィルタ
134…プリアンプ
135…狭帯域バンドパスフィルタ
136…メインアンプ
137…狭帯域バンドパスフィルタ
140…デジタルオシロスコープ
150…ブロッキングコイル
200…電力ケーブル
201…内部導体
202…絶縁体
203…外部導体
204…保護被膜
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記電力ケーブルの亘長に基づいて、特定周波数を抽出する狭帯域バンドパスフィルタの中心周波数を複数の候補から選択するステップと、
一方の導体の端部に電圧を印加するステップと、
前記電圧に起因して絶縁劣化位置で発生し、他方の導体の両端部方向に伝搬した放電性電流をそれぞれ検出し、選択された中心周波数の前記狭帯域バンドパスフィルタを介して波形表示装置に取り込んで表示させるステップと、
前記波形表示装置に表示される2つの概正弦波形の特徴点の時間ずれを測定するステップと、
前記測定された時間ずれに基づいて、前記電力ケーブルの絶縁劣化位置を推定するステップと、
を有することを特徴とする絶縁劣化位置推定方法。 A method for estimating an insulation deterioration position of a power cable having a first conductor and a second conductor separated by an insulator,
Selecting a center frequency of a narrowband bandpass filter for extracting a specific frequency from a plurality of candidates based on the length of the power cable;
Applying a voltage to the end of one conductor;
The discharge current generated at the insulation degradation position due to the voltage and propagating in the direction of both ends of the other conductor is detected, and the waveform display device passes through the narrow-band bandpass filter of the selected center frequency. Steps to capture and display,
Measuring a time lag between feature points of two approximate sine waveforms displayed on the waveform display device;
Estimating an insulation deterioration position of the power cable based on the measured time difference; and
An insulation degradation position estimation method characterized by comprising:
前記電力ケーブルの亘長に基づいて前記放電性電流の最大伝搬行路差を求め、
最大伝搬行路差の場合における前記2つの概正弦波形の前記波形表示装置への到達時間差が1周期を超えない条件を満たす周波数候補を中心周波数として選択することを特徴とする請求項1に記載の絶縁劣化位置推定方法。 The step of selecting includes
Find the maximum propagation path difference of the discharge current based on the length of the power cable,
According to claim 1, the arrival time difference to the waveform display device of the two approximate sinusoidal waveforms in the case of maximum propagation path difference and selecting a center frequency satisfying candidate frequencies not exceeding 1 cycle Insulation degradation position estimation method.
前記電力ケーブルの亘長に基づいて、中心周波数の異なる複数の狭帯域バンドパスフィルタから狭帯域バンドパスフィルタを選択する選択部と、
一方の導体の端部に電圧を印加する電圧印加部と、
絶縁劣化位置で発生し、他方の導体の電圧印加側端部方向に伝搬した放電性電流を検出し、選択された前記狭帯域バンドパスフィルタを用いて特定周波数の概正弦波形を抽出する第1電流検出部と、
絶縁劣化位置で発生し、他方の導体の他端部方向に伝搬した放電性電流を検出し、選択された前記狭帯域バンドパスフィルタを用いて特定周波数の概正弦波形を抽出する第2電流検出部と、
前記第1電流検出部が抽出した概正弦波形と前記第2電流検出部が抽出した概正弦波形とを取り込んで同一画面に表示する波形表示装置と、
を備えることを特徴とする絶縁劣化位置推定システム。 An insulation deterioration position estimation system that supports estimation of an insulation deterioration position of a power cable having a first conductor and a second conductor separated by an insulator,
A selection unit that selects a narrowband bandpass filter from a plurality of narrowband bandpass filters having different center frequencies based on the length of the power cable;
A voltage application unit for applying a voltage to the end of one conductor;
A discharge current generated at the insulation degradation position and propagated toward the voltage application side end of the other conductor is detected, and an approximate sine waveform of a specific frequency is extracted using the selected narrow-band bandpass filter. A current detector;
Second current detection for detecting a discharge current generated at the insulation degradation position and propagating toward the other end of the other conductor, and extracting an approximate sine waveform of a specific frequency using the selected narrow-band bandpass filter And
A waveform display device that captures the approximate sine waveform extracted by the first current detection unit and the approximate sine waveform extracted by the second current detection unit and displays them on the same screen;
An insulation deterioration position estimation system comprising:
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