ケーブル線路の絶縁破壊位置検出法
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ケーブル線路の絶縁破壊位置検出法に関し、特に、絶縁接続部（ＩＪＢ）を使用した長距離ケーブル線路の絶縁破壊位置検出法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のケーブル線路の絶縁破壊位置検出法としては、例えば、実開平４−５９４８３号公報に示されるものがある。このケーブル線路の絶縁破壊位置検出法は、ケーブル線路の両終端に、サージ電流を磁界により検出する光磁界センサを各々設け、これらの光磁界センサを光ファイバケーブルを介して測定器に接続したものである。この測定器は、光源，光電変換素子，Ａ／Ｄ変換器，メモリ回路およびＣＰＵから構成されている。ケーブル線路で絶縁破壊が起きると、絶縁破壊が起きた箇所で発生したサージ電流を両端の光磁界センサで検出し、その検出したサージ電流波形を光ファイバケーブルを介して測定器に送る。光磁界センサかのサージ電流波形は、測定器の光電変換素子に入力され、Ａ／Ｄ変換器でディジタルデータに変換され、メモリ回路に記憶される。メモリ回路に記憶されたディジタルデータのサージ電流波形を基に絶縁破壊位置を検出する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のケーブル線路の絶縁破壊位置検出法によると、サージ電流を検出する光磁界センサがケーブル線路の両端に配置され、光磁界センサの出力は、光ファイバケーブルで伝送された後、サージ電流波形を基に絶縁破壊位置を検出するものであるので、複数の接続部を有する長距離ケーブル線路における正確な絶縁破壊位置を検出するのは、困難であるという問題がある。また、常時、システムを動作状態にしておく必要があるという問題もある。また、絶縁破壊事故が発生すると、その強大なエネルギーによって電磁波障害が生じ、その障害によって測定系の正常な動作が困難になり、誤動作することが多いという問題がある。
【０００４】従って、本発明の目的は、長距離ケーブル線路においても、簡単な構成により、誤動作が少なく、かつ、高精度に絶縁破壊位置を検出することができるケーブル線路の絶縁破壊位置検出法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を達成するため、複数の絶縁接続部によって接続された長距離ケーブル線路において、前記複数の絶縁接続部の絶縁筒の両側のシースの外側に設けた金属箔電極から絶縁破壊時に生じるサージ性電気エネルギーを検出し、前記サージ性電気エネルギーから高周波のサージ性電気エネルギーを抽出して単極性パルス電流に変換し、前記単極性パルス電流を前記複数の絶縁接続部毎に保存可能なエネルギーに変換して記録し、前記複数の絶縁接続部毎に記録されたエネルギーを読み出し、前記読み出したエネルギーの強度に基づいて当該絶縁接続部において絶縁破壊が発生しているか否かを検出するケーブル線路の絶縁破壊位置検出法を提供する。
【０００６】また、本発明は、上記の目的を達成するため、複数の絶縁接続部によって接続され、前記複数の絶縁接続部の絶縁筒の両側のシースの外側に設けた金属箔電極から部分放電エネルギーを検出し、前記部分放電エネルギーを第１の光エネルギーに変換し、前記第１の光エネルギーを光ファイバケーブルによって共通の集中監視所へ伝送する長距離ケーブル線路において、前記金属箔電極から絶縁破壊時に生じるサージ性電気エネルギーを検出し、前記サージ性電気エネルギーから高周波のサージ性電気エネルギーを抽出して単極性パルス電流に変換し、前記単極性パルス電流を前記複数の絶縁接続部毎に保存可能なエネルギーに変換して記録し、前記複数の絶縁接続部毎に前記記録されたエネルギーを読み出して第２の光エネルギーに変換し、前記第２の光エネルギーを前記光ファイバケーブルによって前記共通の集中監視所へ伝送し、前記共通の集中監視所において前記第１の光エネルギーに基づいて当該絶縁接続部での部分放電を検出し、かつ前記第２の光エネルギーの強度に基づいて当該絶縁接続部で絶縁破壊が発生しているか否かを検出することを特徴とするケーブル線路の絶縁破壊位置検出法を提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は、本発明のケーブル線路の絶縁破壊位置検出法が適用された第１の実施の形態に係る絶縁破壊位置検出システムの概略を示す。このシステムは、長距離ケーブル線路１の長さ方向に設けられた複数の絶縁接続部２（２1 ，２2 ，…２n ）に、絶縁破壊検出回路３（３1 ，３2 ，…３n ）をそれぞれ接続し、各絶縁破壊検出回路３を光ファイバケーブル４（４1 ，４2 ，…４n ）によって集中監視所５にそれぞれ接続したものであ。
【０００８】絶縁接続部２は、絶縁筒２ａの両側に位置するシース２ｂの外側に金属箔電極２ｃ，２ｃを設け、金属箔電極２ｃ，２ｃをリード線２ｄ，２ｄによって絶縁破壊検出回路３に接続したものである。
【０００９】絶縁破壊検出回路３は、バンドパスフィルタ（Ｂ．Ｐ．Ｆ）３０と、両波検波（整流）器３１と、主にコンデンサから構成された積分回路３２と、磁気ホールド部３３と、消磁回路３４と、磁気抵抗効果素子３５と、発光ダイオード３６と、磁気抵抗効果素子３５および発光ダイオード３６と直列に接続された直流電源３７とを備え、絶縁接続部２の金属箔電極２ｃ間に発生したサージ性電気エネルギー（以下「サージエネルギー」と略す。）を検出するものである。なお、サージエネルギーの検出は、基本的には、微小な部分放電パルスの検出と同じ要領である（勝田，遠藤，他３名：「超高圧長尺ＣＶケーブル線路の活線部分放電検出法の開発」，電学論，Ｖｏｌ．１１１−Ｂ，Ｎｏ．１１，Ｐ１２２３，Ｎｏｖ．，１９９１）。
【００１０】図２は、絶縁破壊検出回路３の詳細を示す。
【００１１】バンドパスフィルタ（Ｂ．Ｐ．Ｆ）３０は、コンデンサ３０ａ，３０ａおよび高周波コイル３０ｂからなる。シース２ｂと金属箔電極２ｃとの間の静電容量、およびＢ．Ｐ．Ｆ．３０によりサージエネルギー中の所定の高周波成分、例えば、３０ＭＨｚ成分を検出するようにしている。絶縁破壊事故が発生すると、例えば、数１００ｍ離れて隣接する他の絶縁接続部２にもサージエネルギーが伝播するが、検出するサージエネルギーの周波数成分を高周波成分のみに限定することにより、高周波成分は急激に減衰するので、隣接の絶縁接続部２に到達するエネルギーが僅かとなるので、絶縁破壊を起こした絶縁接続部２と絶縁破壊を起こしていない正常な絶縁接続部２との識別が容易となり、正確な絶縁破壊位置を検出することができる。
【００１２】磁気ホールド部３３は、磁鋼片３３ａと、磁鋼片３３ａの磁極を閉ループにするヨーク３３ｂと、磁鋼片３３ａを着磁する励磁コイル３３ｃとを備えている。なお、磁鋼片３３ａへの着磁は、雷電流の記録と同じ要領で行うことができる（電気学会：「電気工学ハンドブック」，Ｐ１３０１，昭和６０年２月）。
【００１３】消磁回路３４は、一旦着磁した磁鋼片３３ａを消磁する消磁用コイル３４ａと、消磁信号の入力によって消磁用コイル３４ａを駆動する駆動回路３４ｂとを備えている。
【００１４】磁気抵抗効果素子３５は、磁鋼片３３ａの周上、あるいは磁鋼片３３ａとヨーク３３ｂとの間に挿入配置され、磁界により電気抵抗が増加する特性を有している。
【００１５】集中監視所５は、発光ダイオード３６からの光信号を光ファイバケーブル４を介して受信するホトダイオード５０と、ホトダイオード５０の光電流に応じたサージエネルギー強度を表示するサージエネルギー強度表示部５１と、ホトダイオード５０およびサージエネルギー強度表示部５１と直列に接続された直流電源５２とを備えている。
【００１６】次に、上記第１の実施の形態に係るシステムの動作を説明する。運転中に、例えば、図１の×印で示す絶縁接続部２1 で絶縁破壊事故が発生すると、その絶縁接続部２1 の金属箔電極２ｃ，２ｃ間に、強力な低周波〜高周波の広帯域の周波数成分を含むサージ電圧（サージエネルギー）が発生する。このサージエネルギー中の３０ＭＨｚ成分が、シース２ｂと金属箔電極２ｃとの間の静電容量、およびＢ．Ｐ．Ｆ．３０によって定まる通過帯域に基づいて検出される。検出されたサージエネルギーは、両波検波（整流）器３１によって検波（整流）され、単極性パルス電流に変換される。単極性パルス電流は、積分回路３２である程度緩慢なパルス電流に変化し、励磁コイル３３ｃに流れる。磁鋼片３３ａは、励磁コイル３３ｃに流れるパルス電流の大きさに応じて着磁する。磁気抵抗効果素子３５は、磁鋼片３３ａの着磁の強さに応じた磁界により電気抵抗が増加する。この抵抗増加により、直流電源３７から直流電圧が供給されて発光している発光ダイオード３６の電流が低下し、発光ダイオード３６の発光強度が低下する。発光ダイオード３６は、着磁の強さに比例した光強度の光信号を光ファイバケーブル４を介して集中監視所５に伝送する。集中監視所５のホトダイオード５０は、発光ダイオード３６からの光信号を受信し、直流電源が供給されて所定の輝度で発光しているサージエネルギー強度表示部５１の電流が低下し、輝度が低下して暗くなる。
【００１７】一方、隣接の絶縁接続部２2 にも、絶縁破壊を起こした絶縁接続部２1 からサージエネルギーが減衰しながら伝播し、対応するサージエネルギー強度表示部５１の輝度が同様に低下する。また、絶縁破壊を起こした絶縁接続部２1 から十分に離れた絶縁接続部２n には、サージエネルギーが殆ど伝播せず、対応するサージエネルギー強度表示部５１の輝度は殆ど変化しない。
【００１８】集中監視所５側では、各絶縁接続部２に対応するサージエネルギー強度表示部５１の輝度を比較することにより、最もサージエネルギーの大きかった絶縁接続部２1 、すなわち絶縁破壊発生位置に近い絶縁接続部２1 を特定するとともに、絶縁破壊発生位置を検出する。
【００１９】絶縁破壊発生位置を検出した後は、集中監視所５から各絶縁接続部２に対応する消磁回路３４の駆動回路３４ｂに消磁信号を入力する。駆動回路３４ｂは、消磁用コイル３４ａを駆動し、着磁した磁鋼片３３ａを消磁する。
【００２０】上記第１の実施の形態に係るシステムによれば、以下の効果が得られる。
(イ) 発生したサージエネルギーを磁気エネルギーに変換して磁鋼片３３ａに保持することで、簡単な構成で、信頼度が高く、絶縁破壊事故発生後に電磁波障害を受けないで絶縁破壊位置を検出することができる。
(ロ) 各絶縁接続部２からの信号を比較することで、長距離ケーブル線路１においても、高精度に絶縁破壊位置を検出することが可能になる。
(ハ) 各絶縁接続部２で発生したサージエネルギーを検出し、その検出信号を集中監視所５に送るようにしているので、各絶縁接続部２からの検出信号を一括集中監視することができる。
(ニ) 一旦着磁した磁鋼片３３ａを消磁する消磁回路３４を設けているので、セットの調整段階あるいは何らかの他の原因で磁鋼片３３ａが着磁しても、絶縁破壊事故後に各光信号の強度を記録し、その後リセットすることでオフセット分を除去して測定精度を高めることが可能になる。
(ホ) 伝播減衰量の大きい高周波成分を利用するので、検出位置精度を高めることができる。
【００２１】上記第１の実施の形態では、金属箔電極２ｃからサージエネルギーを取り込む方法について述べたが、この他にも部分放電検出技術で用いられているその他のサージ性パルス検出法を適用することができる。図３R>３は、このサージ性パルス検出法が適用された第２の実施の形態に係る絶縁破壊位置検出システムの概略を示す。このシステムは、図２のシステムに部分放電検出回路７を付加したものである。この部分放電検出回路７は、部分放電検出インピーダンス６の両端の電位差を入力して絶縁接続部２の部分放電を検出するものである。部分放電検出インピーダンス６は、絶縁接続部２の金属箔電極２ｃと接続され、その電位を検出するように構成されている。
【００２２】部分放電検出回路７で検出された部分放電は、発光ダイオード８によって光信号に変換され、発光ダイオード３６により出力される光信号とともに光ファイバケーブル４によって集中監視所５へ伝送される。集中監視所５は、絶縁破壊位置を検出しないときでも、複数の絶縁接続部２1 ，２2 ，…２n の絶縁体の劣化を検出し、絶縁破壊を未然に防ぐことができる。部分放電測定システムと絶縁破壊位置検出システムの信号伝送系の併用によって低コスト化を図ることができる。
【００２３】なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、種々な実施の形態が可能である。例えば、上記実施の形態では、発生したサージエネルギーを磁気エネルギーに変換して磁鋼片３３ａに保持し、その保持した磁気を磁気抵抗効果素子３５で検出する場合について説明したが、サージエネルギーを一旦何らかの方法で記録し、その記録結果を後から検出する方法として、例えば、以下のものを用いることができる。
(1) 充電法単極性サージ電圧を静電コンデンサに充電し、その直流電圧をピークホールド回路、ポッケルス効果、あるいはカー効果を用いて検出してサージエネルギーの大きさを求める。
(2) 電気化学作用単極性サージ電圧を電解液に加えて電気分解させ、電気分解量を検出してサージエネルギーの大きさを求める。
(3) 機械的変位単極性サージをコイルに通電してその電磁力で機械的変位、例えば板ばねに伸びを与え、その最大変位を保持するメカニズムとして後から変位を測定してサージエネルギーの大きさを求める。また、光弾性効果でサージエネルギーの大きさを求める。
(4) 磁鋼片あるいは磁気テープ類に記録した着磁量をホール効果素子，ファラデー効果素子で検出する。
(5) サージエネルギーを熱的な変化に変え、後からその熱的変化量を検出する。
また、絶縁接続部には、上記実施の形態のようにサージエネルギーの検出が可能なものと不可能な一般の絶縁接続部があるが、一般の絶縁接続部の絶縁破壊事故を標定するには、部分放電測定時の位置標定技術（戸谷，遠藤，他２名：「電力ケーブル線路の部分放電高感度検出技術の開発」電気学会，電線・ケーブル研究会，Ｎｏ．ＥＣ−９４−２１）を用いることが有効である。
【００２４】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、絶縁接続部の両シース間から検出したサージ性電気エネルギーを保持した後、読み出すので、簡単な構成で、信頼度が高く、絶縁破壊事故発生後に絶縁破壊位置を検出することが可能になる。また、伝播減衰量の大きい高周波成分を利用し、各絶縁接続部からのサージ性電気エネルギーを比較することで、長距離ケーブル線路においても、高精度に絶縁破壊位置を検出することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るケーブル線路の絶縁破壊位置検出システムの概略を示す構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る絶縁破壊検出回路の詳細を示す構成図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るケーブル線路の絶縁破壊位置検出システムの概略を示す構成図である。
【符号の説明】
１ 長距離ケーブル線路
２ 絶縁接続部
２ａ 絶縁筒
２ｂ シース
２ｃ 金属箔電極
２ｄ リード線
３ 絶縁破壊検出回路
３０ バンドパスフィルタ（Ｂ．Ｐ．Ｆ）
３０ａ コンデンサ
３０ｂ 高周波コイル
３１ 両波検波（整流）器
３２ 積分回路
３３ 磁気ホールド部
３３ａ 磁鋼片
３３ｂ ヨーク
３３ｃ 励磁コイル
３４ 消磁回路
３４ａ 消磁用コイル
３４ｂ 駆動回路
３５ 磁気抵抗効果素子
３６ 発光ダイオード
３７ 直流電源３７
４ 光ファイバケーブル
５ 集中監視所
５０ ホトダイオード
５１ サージエネルギー強度表示部
５２ 直流電源
６ 部分放電検出インピーダンス
７ 部分放電検出回路
８ 発光ダイオード
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ケーブル線路の絶縁破壊位置検出法に関し、特に、絶縁接続部（ＩＪＢ）を使用した長距離ケーブル線路の絶縁破壊位置検出法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のケーブル線路の絶縁破壊位置検出法としては、例えば、実開平４−５９４８３号公報に示されるものがある。このケーブル線路の絶縁破壊位置検出法は、ケーブル線路の両終端に、サージ電流を磁界により検出する光磁界センサを各々設け、これらの光磁界センサを光ファイバケーブルを介して測定器に接続したものである。この測定器は、光源，光電変換素子，Ａ／Ｄ変換器，メモリ回路およびＣＰＵから構成されている。ケーブル線路で絶縁破壊が起きると、絶縁破壊が起きた箇所で発生したサージ電流を両端の光磁界センサで検出し、その検出したサージ電流波形を光ファイバケーブルを介して測定器に送る。光磁界センサかのサージ電流波形は、測定器の光電変換素子に入力され、Ａ／Ｄ変換器でディジタルデータに変換され、メモリ回路に記憶される。メモリ回路に記憶されたディジタルデータのサージ電流波形を基に絶縁破壊位置を検出する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のケーブル線路の絶縁破壊位置検出法によると、サージ電流を検出する光磁界センサがケーブル線路の両端に配置され、光磁界センサの出力は、光ファイバケーブルで伝送された後、サージ電流波形を基に絶縁破壊位置を検出するものであるので、複数の接続部を有する長距離ケーブル線路における正確な絶縁破壊位置を検出するのは、困難であるという問題がある。また、常時、システムを動作状態にしておく必要があるという問題もある。また、絶縁破壊事故が発生すると、その強大なエネルギーによって電磁波障害が生じ、その障害によって測定系の正常な動作が困難になり、誤動作することが多いという問題がある。
【０００４】従って、本発明の目的は、長距離ケーブル線路においても、簡単な構成により、誤動作が少なく、かつ、高精度に絶縁破壊位置を検出することができるケーブル線路の絶縁破壊位置検出法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を達成するため、複数の絶縁接続部によって接続された長距離ケーブル線路において、前記複数の絶縁接続部の絶縁筒の両側のシースの外側に設けた金属箔電極から絶縁破壊時に生じるサージ性電気エネルギーを検出し、前記サージ性電気エネルギーから高周波のサージ性電気エネルギーを抽出して単極性パルス電流に変換し、前記単極性パルス電流を前記複数の絶縁接続部毎に保存可能なエネルギーに変換して記録し、前記複数の絶縁接続部毎に記録されたエネルギーを読み出し、前記読み出したエネルギーの強度に基づいて当該絶縁接続部において絶縁破壊が発生しているか否かを検出するケーブル線路の絶縁破壊位置検出法を提供する。
【０００６】また、本発明は、上記の目的を達成するため、複数の絶縁接続部によって接続され、前記複数の絶縁接続部の絶縁筒の両側のシースの外側に設けた金属箔電極から部分放電エネルギーを検出し、前記部分放電エネルギーを第１の光エネルギーに変換し、前記第１の光エネルギーを光ファイバケーブルによって共通の集中監視所へ伝送する長距離ケーブル線路において、前記金属箔電極から絶縁破壊時に生じるサージ性電気エネルギーを検出し、前記サージ性電気エネルギーから高周波のサージ性電気エネルギーを抽出して単極性パルス電流に変換し、前記単極性パルス電流を前記複数の絶縁接続部毎に保存可能なエネルギーに変換して記録し、前記複数の絶縁接続部毎に前記記録されたエネルギーを読み出して第２の光エネルギーに変換し、前記第２の光エネルギーを前記光ファイバケーブルによって前記共通の集中監視所へ伝送し、前記共通の集中監視所において前記第１の光エネルギーに基づいて当該絶縁接続部での部分放電を検出し、かつ前記第２の光エネルギーの強度に基づいて当該絶縁接続部で絶縁破壊が発生しているか否かを検出することを特徴とするケーブル線路の絶縁破壊位置検出法を提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は、本発明のケーブル線路の絶縁破壊位置検出法が適用された第１の実施の形態に係る絶縁破壊位置検出システムの概略を示す。このシステムは、長距離ケーブル線路１の長さ方向に設けられた複数の絶縁接続部２（２1 ，２2 ，…２n ）に、絶縁破壊検出回路３（３1 ，３2 ，…３n ）をそれぞれ接続し、各絶縁破壊検出回路３を光ファイバケーブル４（４1 ，４2 ，…４n ）によって集中監視所５にそれぞれ接続したものであ。
【０００８】絶縁接続部２は、絶縁筒２ａの両側に位置するシース２ｂの外側に金属箔電極２ｃ，２ｃを設け、金属箔電極２ｃ，２ｃをリード線２ｄ，２ｄによって絶縁破壊検出回路３に接続したものである。
【０００９】絶縁破壊検出回路３は、バンドパスフィルタ（Ｂ．Ｐ．Ｆ）３０と、両波検波（整流）器３１と、主にコンデンサから構成された積分回路３２と、磁気ホールド部３３と、消磁回路３４と、磁気抵抗効果素子３５と、発光ダイオード３６と、磁気抵抗効果素子３５および発光ダイオード３６と直列に接続された直流電源３７とを備え、絶縁接続部２の金属箔電極２ｃ間に発生したサージ性電気エネルギー（以下「サージエネルギー」と略す。）を検出するものである。なお、サージエネルギーの検出は、基本的には、微小な部分放電パルスの検出と同じ要領である（勝田，遠藤，他３名：「超高圧長尺ＣＶケーブル線路の活線部分放電検出法の開発」，電学論，Ｖｏｌ．１１１−Ｂ，Ｎｏ．１１，Ｐ１２２３，Ｎｏｖ．，１９９１）。
【００１０】図２は、絶縁破壊検出回路３の詳細を示す。
【００１１】バンドパスフィルタ（Ｂ．Ｐ．Ｆ）３０は、コンデンサ３０ａ，３０ａおよび高周波コイル３０ｂからなる。シース２ｂと金属箔電極２ｃとの間の静電容量、およびＢ．Ｐ．Ｆ．３０によりサージエネルギー中の所定の高周波成分、例えば、３０ＭＨｚ成分を検出するようにしている。絶縁破壊事故が発生すると、例えば、数１００ｍ離れて隣接する他の絶縁接続部２にもサージエネルギーが伝播するが、検出するサージエネルギーの周波数成分を高周波成分のみに限定することにより、高周波成分は急激に減衰するので、隣接の絶縁接続部２に到達するエネルギーが僅かとなるので、絶縁破壊を起こした絶縁接続部２と絶縁破壊を起こしていない正常な絶縁接続部２との識別が容易となり、正確な絶縁破壊位置を検出することができる。
【００１２】磁気ホールド部３３は、磁鋼片３３ａと、磁鋼片３３ａの磁極を閉ループにするヨーク３３ｂと、磁鋼片３３ａを着磁する励磁コイル３３ｃとを備えている。なお、磁鋼片３３ａへの着磁は、雷電流の記録と同じ要領で行うことができる（電気学会：「電気工学ハンドブック」，Ｐ１３０１，昭和６０年２月）。
【００１３】消磁回路３４は、一旦着磁した磁鋼片３３ａを消磁する消磁用コイル３４ａと、消磁信号の入力によって消磁用コイル３４ａを駆動する駆動回路３４ｂとを備えている。
【００１４】磁気抵抗効果素子３５は、磁鋼片３３ａの周上、あるいは磁鋼片３３ａとヨーク３３ｂとの間に挿入配置され、磁界により電気抵抗が増加する特性を有している。
【００１５】集中監視所５は、発光ダイオード３６からの光信号を光ファイバケーブル４を介して受信するホトダイオード５０と、ホトダイオード５０の光電流に応じたサージエネルギー強度を表示するサージエネルギー強度表示部５１と、ホトダイオード５０およびサージエネルギー強度表示部５１と直列に接続された直流電源５２とを備えている。
【００１６】次に、上記第１の実施の形態に係るシステムの動作を説明する。運転中に、例えば、図１の×印で示す絶縁接続部２1 で絶縁破壊事故が発生すると、その絶縁接続部２1 の金属箔電極２ｃ，２ｃ間に、強力な低周波〜高周波の広帯域の周波数成分を含むサージ電圧（サージエネルギー）が発生する。このサージエネルギー中の３０ＭＨｚ成分が、シース２ｂと金属箔電極２ｃとの間の静電容量、およびＢ．Ｐ．Ｆ．３０によって定まる通過帯域に基づいて検出される。検出されたサージエネルギーは、両波検波（整流）器３１によって検波（整流）され、単極性パルス電流に変換される。単極性パルス電流は、積分回路３２である程度緩慢なパルス電流に変化し、励磁コイル３３ｃに流れる。磁鋼片３３ａは、励磁コイル３３ｃに流れるパルス電流の大きさに応じて着磁する。磁気抵抗効果素子３５は、磁鋼片３３ａの着磁の強さに応じた磁界により電気抵抗が増加する。この抵抗増加により、直流電源３７から直流電圧が供給されて発光している発光ダイオード３６の電流が低下し、発光ダイオード３６の発光強度が低下する。発光ダイオード３６は、着磁の強さに比例した光強度の光信号を光ファイバケーブル４を介して集中監視所５に伝送する。集中監視所５のホトダイオード５０は、発光ダイオード３６からの光信号を受信し、直流電源が供給されて所定の輝度で発光しているサージエネルギー強度表示部５１の電流が低下し、輝度が低下して暗くなる。
【００１７】一方、隣接の絶縁接続部２2 にも、絶縁破壊を起こした絶縁接続部２1 からサージエネルギーが減衰しながら伝播し、対応するサージエネルギー強度表示部５１の輝度が同様に低下する。また、絶縁破壊を起こした絶縁接続部２1 から十分に離れた絶縁接続部２n には、サージエネルギーが殆ど伝播せず、対応するサージエネルギー強度表示部５１の輝度は殆ど変化しない。
【００１８】集中監視所５側では、各絶縁接続部２に対応するサージエネルギー強度表示部５１の輝度を比較することにより、最もサージエネルギーの大きかった絶縁接続部２1 、すなわち絶縁破壊発生位置に近い絶縁接続部２1 を特定するとともに、絶縁破壊発生位置を検出する。
【００１９】絶縁破壊発生位置を検出した後は、集中監視所５から各絶縁接続部２に対応する消磁回路３４の駆動回路３４ｂに消磁信号を入力する。駆動回路３４ｂは、消磁用コイル３４ａを駆動し、着磁した磁鋼片３３ａを消磁する。
【００２０】上記第１の実施の形態に係るシステムによれば、以下の効果が得られる。
(イ) 発生したサージエネルギーを磁気エネルギーに変換して磁鋼片３３ａに保持することで、簡単な構成で、信頼度が高く、絶縁破壊事故発生後に電磁波障害を受けないで絶縁破壊位置を検出することができる。
(ロ) 各絶縁接続部２からの信号を比較することで、長距離ケーブル線路１においても、高精度に絶縁破壊位置を検出することが可能になる。
(ハ) 各絶縁接続部２で発生したサージエネルギーを検出し、その検出信号を集中監視所５に送るようにしているので、各絶縁接続部２からの検出信号を一括集中監視することができる。
(ニ) 一旦着磁した磁鋼片３３ａを消磁する消磁回路３４を設けているので、セットの調整段階あるいは何らかの他の原因で磁鋼片３３ａが着磁しても、絶縁破壊事故後に各光信号の強度を記録し、その後リセットすることでオフセット分を除去して測定精度を高めることが可能になる。
(ホ) 伝播減衰量の大きい高周波成分を利用するので、検出位置精度を高めることができる。
【００２１】上記第１の実施の形態では、金属箔電極２ｃからサージエネルギーを取り込む方法について述べたが、この他にも部分放電検出技術で用いられているその他のサージ性パルス検出法を適用することができる。図３R>３は、このサージ性パルス検出法が適用された第２の実施の形態に係る絶縁破壊位置検出システムの概略を示す。このシステムは、図２のシステムに部分放電検出回路７を付加したものである。この部分放電検出回路７は、部分放電検出インピーダンス６の両端の電位差を入力して絶縁接続部２の部分放電を検出するものである。部分放電検出インピーダンス６は、絶縁接続部２の金属箔電極２ｃと接続され、その電位を検出するように構成されている。
【００２２】部分放電検出回路７で検出された部分放電は、発光ダイオード８によって光信号に変換され、発光ダイオード３６により出力される光信号とともに光ファイバケーブル４によって集中監視所５へ伝送される。集中監視所５は、絶縁破壊位置を検出しないときでも、複数の絶縁接続部２1 ，２2 ，…２n の絶縁体の劣化を検出し、絶縁破壊を未然に防ぐことができる。部分放電測定システムと絶縁破壊位置検出システムの信号伝送系の併用によって低コスト化を図ることができる。
【００２３】なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、種々な実施の形態が可能である。例えば、上記実施の形態では、発生したサージエネルギーを磁気エネルギーに変換して磁鋼片３３ａに保持し、その保持した磁気を磁気抵抗効果素子３５で検出する場合について説明したが、サージエネルギーを一旦何らかの方法で記録し、その記録結果を後から検出する方法として、例えば、以下のものを用いることができる。
(1) 充電法単極性サージ電圧を静電コンデンサに充電し、その直流電圧をピークホールド回路、ポッケルス効果、あるいはカー効果を用いて検出してサージエネルギーの大きさを求める。
(2) 電気化学作用単極性サージ電圧を電解液に加えて電気分解させ、電気分解量を検出してサージエネルギーの大きさを求める。
(3) 機械的変位単極性サージをコイルに通電してその電磁力で機械的変位、例えば板ばねに伸びを与え、その最大変位を保持するメカニズムとして後から変位を測定してサージエネルギーの大きさを求める。また、光弾性効果でサージエネルギーの大きさを求める。
(4) 磁鋼片あるいは磁気テープ類に記録した着磁量をホール効果素子，ファラデー効果素子で検出する。
(5) サージエネルギーを熱的な変化に変え、後からその熱的変化量を検出する。
また、絶縁接続部には、上記実施の形態のようにサージエネルギーの検出が可能なものと不可能な一般の絶縁接続部があるが、一般の絶縁接続部の絶縁破壊事故を標定するには、部分放電測定時の位置標定技術（戸谷，遠藤，他２名：「電力ケーブル線路の部分放電高感度検出技術の開発」電気学会，電線・ケーブル研究会，Ｎｏ．ＥＣ−９４−２１）を用いることが有効である。
【００２４】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、絶縁接続部の両シース間から検出したサージ性電気エネルギーを保持した後、読み出すので、簡単な構成で、信頼度が高く、絶縁破壊事故発生後に絶縁破壊位置を検出することが可能になる。また、伝播減衰量の大きい高周波成分を利用し、各絶縁接続部からのサージ性電気エネルギーを比較することで、長距離ケーブル線路においても、高精度に絶縁破壊位置を検出することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るケーブル線路の絶縁破壊位置検出システムの概略を示す構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る絶縁破壊検出回路の詳細を示す構成図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るケーブル線路の絶縁破壊位置検出システムの概略を示す構成図である。
【符号の説明】
１ 長距離ケーブル線路
２ 絶縁接続部
２ａ 絶縁筒
２ｂ シース
２ｃ 金属箔電極
２ｄ リード線
３ 絶縁破壊検出回路
３０ バンドパスフィルタ（Ｂ．Ｐ．Ｆ）
３０ａ コンデンサ
３０ｂ 高周波コイル
３１ 両波検波（整流）器
３２ 積分回路
３３ 磁気ホールド部
３３ａ 磁鋼片
３３ｂ ヨーク
３３ｃ 励磁コイル
３４ 消磁回路
３４ａ 消磁用コイル
３４ｂ 駆動回路
３５ 磁気抵抗効果素子
３６ 発光ダイオード
３７ 直流電源３７
４ 光ファイバケーブル
５ 集中監視所
５０ ホトダイオード
５１ サージエネルギー強度表示部
５２ 直流電源
６ 部分放電検出インピーダンス
７ 部分放電検出回路
８ 発光ダイオード
【特許請求の範囲】
【請求項１】複数の絶縁接続部によって接続された長距離ケーブル線路において、前記複数の絶縁接続部の絶縁筒の両側のシースの外側に設けた金属箔電極から絶縁破壊時に生じるサージ性電気エネルギーを検出し、前記サージ性電気エネルギーから高周波のサージ性電気エネルギーを抽出して単極性パルス電流に変換し、前記単極性パルス電流を前記複数の絶縁接続部毎に保存可能なエネルギーに変換して記録し、前記複数の絶縁接続部毎に記録されたエネルギーを読み出し、前記読み出したエネルギーの強度に基づいて当該絶縁接続部において絶縁破壊が発生しているか否かを検出するケーブル線路の絶縁破壊位置検出法。
【請求項２】前記抽出する高周波のサージ性電気エネルギーは、１〜５０ＭＨｚの範囲の周波数であることを特徴とする請求項１記載のケーブル線路の絶縁破壊位置検出法。
【請求項３】前記保存可能なエネルギーは、磁気エネルギーであることを特徴とする請求項１記載のケーブル線路の絶縁破壊位置検出法。
【請求項４】前記磁気エネルギーは、硬質強磁性体に記録されることを特徴とする請求項３記載のケーブル線路の絶縁破壊位置検出法。
【請求項５】前記磁気エネルギーは、磁気抵抗効果素子に記録されることを特徴とする請求項３記載のケーブル線路の絶縁破壊位置検出法。
【請求項６】前記磁気エネルギーは、磁鋼片に着磁された後、消磁回路によって消磁されることを特徴とする請求項３記載のケーブル線路の絶縁破壊位置検出法。
【請求項７】前記保存可能なエネルギーは、コンデンサに記録される静電エネルギーであることを特徴とする請求項１記載のケーブル線路の絶縁破壊位置検出法。
【請求項８】前記保存可能なエネルギーは、電解液に記録される電気化学エネルギーであることを特徴とする請求項１記載のケーブル線路の絶縁破壊位置検出法。
【請求項９】前記保存可能なエネルギーは、機械的変位の形態で記録される機械エネルギーであることを特徴とする請求項１記載のケーブル線路の絶縁破壊位置検出法。
【請求項１０】前記保存可能なエネルギーは、熱的変化量の形態で記録される熱エネルギーであることを特徴とする請求項１記載のケーブル線路の絶縁破壊位置検出法。
【請求項１１】前記記録されたエネルギーの読み出しは、前記複数の絶縁接続部毎に記録されたエネルギーを光信号に変換し、前記光信号を光ファイバケーブルを介して共通の集中監視所で受光する構成を有する請求項１記載のケーブル線路の絶縁破壊位置検出法。
【請求項１２】複数の絶縁接続部によって接続され、前記複数の絶縁接続部の絶縁筒の両側のシースの外側に設けた金属箔電極から部分放電エネルギーを検出し、前記部分放電エネルギーを第１の光エネルギーに変換し、前記第１の光エネルギーを光ファイバケーブルによって共通の集中監視所へ伝送する長距離ケーブル線路において、前記金属箔電極から絶縁破壊時に生じるサージ性電気エネルギーを検出し、前記サージ性電気エネルギーから高周波のサージ性電気エネルギーを抽出して単極性パルス電流に変換し、前記単極性パルス電流を前記複数の絶縁接続部毎に保存可能なエネルギーに変換して記録し、前記複数の絶縁接続部毎に前記記録されたエネルギーを読み出して第２の光エネルギーに変換し、前記第２の光エネルギーを前記光ファイバケーブルによって前記共通の集中監視所へ伝送し、前記共通の集中監視所において前記第１の光エネルギーに基づいて当該絶縁接続部での部分放電を検出し、かつ前記第２の光エネルギーの強度に基づいて当該絶縁接続部で絶縁破壊が発生しているか否かを検出することを特徴とするケーブル線路の絶縁破壊位置検出法。
【請求項１】複数の絶縁接続部によって接続された長距離ケーブル線路において、前記複数の絶縁接続部の絶縁筒の両側のシースの外側に設けた金属箔電極から絶縁破壊時に生じるサージ性電気エネルギーを検出し、前記サージ性電気エネルギーから高周波のサージ性電気エネルギーを抽出して単極性パルス電流に変換し、前記単極性パルス電流を前記複数の絶縁接続部毎に保存可能なエネルギーに変換して記録し、前記複数の絶縁接続部毎に記録されたエネルギーを読み出し、前記読み出したエネルギーの強度に基づいて当該絶縁接続部において絶縁破壊が発生しているか否かを検出するケーブル線路の絶縁破壊位置検出法。
【請求項２】前記抽出する高周波のサージ性電気エネルギーは、１〜５０ＭＨｚの範囲の周波数であることを特徴とする請求項１記載のケーブル線路の絶縁破壊位置検出法。
【請求項３】前記保存可能なエネルギーは、磁気エネルギーであることを特徴とする請求項１記載のケーブル線路の絶縁破壊位置検出法。
【請求項４】前記磁気エネルギーは、硬質強磁性体に記録されることを特徴とする請求項３記載のケーブル線路の絶縁破壊位置検出法。
【請求項５】前記磁気エネルギーは、磁気抵抗効果素子に記録されることを特徴とする請求項３記載のケーブル線路の絶縁破壊位置検出法。
【請求項６】前記磁気エネルギーは、磁鋼片に着磁された後、消磁回路によって消磁されることを特徴とする請求項３記載のケーブル線路の絶縁破壊位置検出法。
【請求項７】前記保存可能なエネルギーは、コンデンサに記録される静電エネルギーであることを特徴とする請求項１記載のケーブル線路の絶縁破壊位置検出法。
【請求項８】前記保存可能なエネルギーは、電解液に記録される電気化学エネルギーであることを特徴とする請求項１記載のケーブル線路の絶縁破壊位置検出法。
【請求項９】前記保存可能なエネルギーは、機械的変位の形態で記録される機械エネルギーであることを特徴とする請求項１記載のケーブル線路の絶縁破壊位置検出法。
【請求項１０】前記保存可能なエネルギーは、熱的変化量の形態で記録される熱エネルギーであることを特徴とする請求項１記載のケーブル線路の絶縁破壊位置検出法。
【請求項１１】前記記録されたエネルギーの読み出しは、前記複数の絶縁接続部毎に記録されたエネルギーを光信号に変換し、前記光信号を光ファイバケーブルを介して共通の集中監視所で受光する構成を有する請求項１記載のケーブル線路の絶縁破壊位置検出法。
【請求項１２】複数の絶縁接続部によって接続され、前記複数の絶縁接続部の絶縁筒の両側のシースの外側に設けた金属箔電極から部分放電エネルギーを検出し、前記部分放電エネルギーを第１の光エネルギーに変換し、前記第１の光エネルギーを光ファイバケーブルによって共通の集中監視所へ伝送する長距離ケーブル線路において、前記金属箔電極から絶縁破壊時に生じるサージ性電気エネルギーを検出し、前記サージ性電気エネルギーから高周波のサージ性電気エネルギーを抽出して単極性パルス電流に変換し、前記単極性パルス電流を前記複数の絶縁接続部毎に保存可能なエネルギーに変換して記録し、前記複数の絶縁接続部毎に前記記録されたエネルギーを読み出して第２の光エネルギーに変換し、前記第２の光エネルギーを前記光ファイバケーブルによって前記共通の集中監視所へ伝送し、前記共通の集中監視所において前記第１の光エネルギーに基づいて当該絶縁接続部での部分放電を検出し、かつ前記第２の光エネルギーの強度に基づいて当該絶縁接続部で絶縁破壊が発生しているか否かを検出することを特徴とするケーブル線路の絶縁破壊位置検出法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【特許番号】特許第３４６８０１２号（Ｐ３４６８０１２）
【登録日】平成１５年９月５日（２００３．９．５）
【発行日】平成１５年１１月１７日（２００３．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平９−５０２６８
【出願日】平成９年３月５日（１９９７．３．５）
【公開番号】特開平１０−２４６７４９
【公開日】平成１０年９月１４日（１９９８．９．１４）
【審査請求日】平成１３年５月９日（２００１．５．９）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【参考文献】
【文献】特開 昭６２−２６１０７８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平６−３３１６９１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平２−２１０２７７（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開 平４−５９４８３（ＪＰ，Ｕ）
【登録日】平成１５年９月５日（２００３．９．５）
【発行日】平成１５年１１月１７日（２００３．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成９年３月５日（１９９７．３．５）
【公開番号】特開平１０−２４６７４９
【公開日】平成１０年９月１４日（１９９８．９．１４）
【審査請求日】平成１３年５月９日（２００１．５．９）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【参考文献】
【文献】特開 昭６２−２６１０７８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平６−３３１６９１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平２−２１０２７７（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開 平４−５９４８３（ＪＰ，Ｕ）
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