絶縁診断システム
【課題】絶縁診断用に直流電源や交流電源を別途用意することなく電力用機器の絶縁診断を行うことができる絶縁診断システムを提供する。
【解決手段】電力系統を停電させて避雷器３および電力ケーブル４の絶縁診断を行うための絶縁診断システムであって、電力系統に設置された力率改善用コンデンサ装置を診断用直流電源１０として利用し、診断用直流電源１０から避雷器３および電力ケーブル４に直流課電する。絶縁診断装置３０は、診断用直流電源１０において測定された第１の直流電圧値Ｖ1および第１の直流電流値Ｉ1と、避雷器３および電力ケーブル４において測定された第２および第３の直流電圧値Ｖ2，Ｖ3および第２および第３の直流電流値Ｉ2，Ｉ3とに基づいて、避雷器３および電力ケーブル４の絶縁診断を行う。
【解決手段】電力系統を停電させて避雷器３および電力ケーブル４の絶縁診断を行うための絶縁診断システムであって、電力系統に設置された力率改善用コンデンサ装置を診断用直流電源１０として利用し、診断用直流電源１０から避雷器３および電力ケーブル４に直流課電する。絶縁診断装置３０は、診断用直流電源１０において測定された第１の直流電圧値Ｖ1および第１の直流電流値Ｉ1と、避雷器３および電力ケーブル４において測定された第２および第３の直流電圧値Ｖ2，Ｖ3および第２および第３の直流電流値Ｉ2，Ｉ3とに基づいて、避雷器３および電力ケーブル４の絶縁診断を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁診断システムに関し、特に、電力系統を停電させて電力用機器の絶縁診断を行うのに好適な絶縁診断システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電力系統を停電させて電力ケーブルの絶縁診断（絶縁劣化判定）を行う方法としては、直流電源から直流電圧を電力ケーブルに印加して電荷を充電したのちに直流電源を開放したときの放電時間を測定することにより電力ケーブルの絶縁劣化を診断する電位減衰法がある。
たとえば、下記の特許文献１に開示された絶縁劣化判定装置では、被測定ケーブルの導体および遮蔽間に直流高圧発生装置によって高圧直流電圧を充電し、この充電電圧が所定の電圧値に達したときに高圧スイッチによって充電回路を開放したのちに、被測定ケーブルの残留電荷を静電電圧計で測定して、高圧スイッチを開放した時点から被測定ケーブルの自己放電により残留電荷が所定値に達した時点までの時間をコンピュータによって測定するとともに、この時間を予め設定した時間と比較することにより被測定ケーブルの絶縁の良否を判定している。
【０００３】
また、ＣＶケーブル（架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブル）の水トリー劣化に対する診断法として、直流課電によって水トリー内部に蓄積された電荷を交流課電によって回復させる過程で流れる直流成分をＣＶケーブルの劣化を示す信号として検出する残留電荷法がある。
たとえば、下記の特許文献２に開示された電力ケーブルの絶縁劣化診断方法では、絶縁劣化診断の信頼性を向上させるために、診断対象となるＣＶケーブルと接地とを含む閉回路内で生じる直流信号を測定器により測定し、ＣＶケーブルと実質的に同一の条件で敷設されている他のＣＶケーブルと接地とを含む閉回路内で生じる直流信号を別の測定器により測定し、これら両測定器により測定した直流信号同士の差動演算を差動演算器により行うことにより前者の測定器が測定した直流信号に含まれる直流ノイズ成分を除去し、この結果得られた直流信号を評価することにより絶縁劣化診断を行うようにしている。
【０００４】
なお、電力系統を停電させずに活線状態のままで電力用機器（電力ケーブル、避雷器、コンデンサおよび変圧器など）の絶縁劣化を診断する方法もある。
たとえば、下記の特許文献３に開示された絶縁劣化診断装置では、電力用機器のアース線にクリップオン式の電流プローブを取り付けて検出した電流位相と高圧線に分圧機などを接続して検出した供給電源の電圧位相とから静電正接（ｔａｎδ）を求めて、求めた静電正接から電力用機器の絶縁劣化を診断している。
【特許文献１】特公平６−５４３４２号公報
【特許文献２】特開２００３−３２９７２３号公報
【特許文献３】特開平１−１１０２６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、電位減衰法による絶縁診断では、電力ケーブルの導体および遮蔽間に直流電圧を充電するための直流電源を別途用意する必要があるという問題がある。
また、残留電荷法による絶縁診断では、電力ケーブルを交流課電するための交流電源を別途用意する必要があるという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、絶縁診断用に直流電源や交流電源を別途用意することなく電力用機器の絶縁診断を行うことができる絶縁診断システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の絶縁診断システムは、電力系統を停電させて電力用機器（３，４）の絶縁診断を行うための絶縁診断システムであって、前記電力系統に設置された電力用蓄電設備を診断用直流電源（１０）として利用して該診断用直流電源から前記電力用機器に直流課電して該電力用機器の絶縁診断を行う絶縁診断手段を具備することを特徴とする。
ここで、前記絶縁診断手段が、前記診断用直流電源において測定された直流電圧値（Ｖ1）および直流電流値（Ｉ1）と、前記電力用機器において測定された他の直流電圧値（Ｖ2，Ｖ3）および他の直流電流値（Ｉ2，Ｉ3）とに基づいて、該電力用機器の絶縁診断を行う絶縁診断装置（３０）を備えてもよい。
前記絶縁診断装置が、前記他の直流電圧値（Ｖ2）および前記他の直流電流値（Ｉ2）に基づいて、該他の直流電圧値が安定したときの電圧−電流特性を求め、該求めた電圧−電流特性に基づいて前記電力用機器の絶縁診断を行ってもよい。
前記絶縁診断装置が、前記診断用直流電源を前記電力系統から切り離したときの前記直流電圧値（Ｖ1）に基づいて該診断用直流電源の初期電荷量（Ｑa0）を測定し、該診断用直流電源から前記電力用機器に直流課電したのち前記直流電圧値（Ｖ1）が安定したときの該診断用直流電源の電荷量（Ｑa）および該電力用機器の電荷量（Ｑb）を求め、該求めた２つの電荷量の総和と前記測定した初期電荷量との差に基づいて、または、前記電力用機器への移動電荷量（Ｑ3）を求め、該求めた移動電荷量の減衰量に基づいて、前記電力用機器の絶縁診断を行ってもよい。
また、本発明の絶縁診断システムは、電力系統を停電させて電力ケーブル（４）の絶縁診断を行うための絶縁診断システムであって、前記電力系統に設置された電力用蓄電設備を診断用直流電源（１０）として利用して該診断用直流電源から前記電力ケーブルに直流課電し、該電力ケーブルを接地したのちに、該電力系統の実系統交流電源（１）を診断用交流電源として利用して該診断用交流電源から該電力ケーブルに交流課電して、該電力ケーブルの絶縁診断を行う絶縁診断手段を具備することを特徴とする。
ここで、前記絶縁診断手段が、前記交流課電の間に前記診断用交流電源から出力される交流電流の直流成分を抽出するための直流フィルタ（４１）と、該直流フィルタによって抽出された前記直流成分の電流値（Ｉ4）を測定するための直流電流計（２２4）と、該直流電流計によって測定された前記直流成分の電流値に基づいて前記電力ケーブルの絶縁診断を行う絶縁診断装置（５０）とを備えてもよい。
前記絶縁診断装置が、前記診断用直流電源から前記電力ケーブルに直流課電し、該電力ケーブルを該診断用直流電源から切り離し、該電力ケーブルを接地したのちに、前記診断用交流電源から該電力ケーブルに交流課電し、該交流課電の間に前記直流電流計によって測定された前記直流成分の電流値に基づいて該電力ケーブルの水トリー部残留電荷量（Ｑ）を測定し、該測定された水トリー部残留電荷量に基づいて最低ライン回帰式を用いて推定交流破壊電界（Ｅ）を算出し、該算出した推定交流破壊電界に基づいて該電力ケーブルの余寿命を評価して絶縁診断を行ってもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の絶縁診断システムは、以下に示す効果を奏する。
（１）電力系統に設置された電力用蓄電設備を診断用直流電源として利用するとともに、実系統交流電源を診断用交流電源として利用するので、絶縁診断用の直流電源や交流電源を別途用意することなく電力用機器の絶縁診断を行うことができ、また、試験容量に制限がないため、電力ケーブルの恒長が長くても試験をすることができる。
（２）停電操作に併せて電力用機器の絶縁診断を行えるので、電力用機器の絶縁診断の信頼度を向上させることができる。
（３）電力系統に直流電圧計および直流電流計を設置するだけで自動的に電力用機器の絶縁診断を行うことができる。
（４）実際の実効値電圧を電力用機器に印加することができるので、正確な漏洩電流を測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
上記の目的を、電力系統に設置された電力用蓄電設備を診断用直流電源として利用してこの診断用直流電源から電力用機器に直流課電して電力用機器の絶縁診断を行うことにより、また、電力系統に設置された電力用蓄電設備を診断用直流電源として利用してこの診断用直流電源から電力ケーブルに直流課電し、電力ケーブルを接地したのちに、電力系統の実系統交流電源を診断用交流電源として利用してこの診断用交流電源から電力ケーブルに交流課電して電力ケーブルの絶縁診断を行うことにより実現した。
【実施例１】
【００１０】
以下、本発明の絶縁診断システムの実施例について図面を参照して説明する。
まず、本発明の第１の実施例による絶縁診断システムについて、図１乃至図４を参照して説明する。
本実施例による絶縁診断システムは、電力系統に設置された電力用蓄電設備の一つである力率改善用コンデンサ装置（スタコン）を診断用直流電源として利用して、力率改善用コンデンサ装置に蓄積された大容量電荷による残留電圧を直流電圧とすることにより電力用機器の絶縁診断を行うことを特徴とする。
【００１１】
以下では、図１に示すように２２ｋＶ母線から分岐された第１の送電線に診断用直流電源１０（力率改善用コンデンサ装置）が設置され、２２ｋＶ母線から分岐された第２の送電線に避雷器３が設置され、２２ｋＶ母線から分岐された第３の送電線に電力ケーブル４（ＣＶケーブル）が接続されている場合を例として、本実施例による絶縁診断システムについて詳細に説明する。
なお、３相電力系統では、診断用直流電源１０、避雷器３および電力ケーブル４は相ごとに設けられている。
【００１２】
絶縁診断システムは、診断用直流電源１０に内蔵された第１の直流電圧計２１1および第１の直流電流計２２1によって測定された第１の送電線の直流電圧値および直流電流値（以下、「第１の直流電圧値Ｖ1」および「第１の直流電流値Ｉ1」と称する。）と、第２の直流電圧計２１2および第２の電流計２２2によって測定された第２の送電線の直流電圧値および直流電流値（以下、「第２の直流電圧値Ｖ2」および「第２の直流電流値Ｉ2」と称する。）と、第３の電圧計２１3および第３の電流計２２3によって測定された第３の送電線（電力ケーブル４）の直流電圧値および直流電流値（以下、「第３の直流電圧値Ｖ3」および「第３の直流電流値Ｉ3」と称する。）とに基づいて、避雷器３および電力ケーブル４の絶縁診断（絶縁劣化判定）を行う絶縁診断装置３０を具備する。
【００１３】
なお、診断用直流電源１０は、電力用コンデンサ１１と並列に接続された、かつ、第１の送電線に設置された第２の遮断器２2が遮断（開放）されたときに電力用コンデンサ１１に蓄積されている電荷を放電するための放電回路１２（直列接続されたスイッチおよび放電抵抗を含む。）を備える。そのため、放電回路１２のスイッチは、常時はオンされているが、絶縁診断を行う際にはオフされる。
【００１４】
次に、本実施例による絶縁診断システムを用いて避雷器３の絶縁診断を行ったのちに電力ケーブル４の絶縁診断を行う方法について、図２および図３に示すフローチャートを参照して説明する。
【００１５】
診断用直流電源１０の放電回路１２のスイッチがオフされたのちに、第１の送電線に設置された第２の遮断器２2がゼロ点近傍で遮断（以下、「ゼロ点遮断」と称する。）され、ほぼ正弦波の最大値の電圧が電力用コンデンサ１１に保持される。（ステップＳ１１）。
このとき、絶縁診断装置３０は、第１の直流電圧値Ｖ1に基づいて電力用コンデンサ１１の電荷量Ｑa（以下、「初期電荷量Ｑa0」と称する。）を測定する（ステップＳ１１）。たとえば、第２の遮断器２2を遮断後の第１の直流電圧値Ｖ1を１７．９ｋＶとするとともに電力用コンデンサ１１の容量値Ｃaを１０μＦとすると、初期電荷量Ｑa0は１７９×１０-3Ｃ（＝１０μＦ×１７．９ｋＶ）となる。
【００１６】
なお、遮断タイミングのずれなどで第１の直流電圧計２１1によって測定される第２の遮断器２2の遮断後の第１の直流電圧値Ｖ1が１７ｋＶ未満である場合には、放電回路１２のスイッチをオンして電力用コンデンサ１１を放電したのち、第２の遮断器２2を投入して電力用コンデンサ１１を充電したのちに放電回路１２のスイッチをオフし第２の遮断器２2をゼロ点遮断する動作が繰り返される（ステップＳ１２）。
【００１７】
第１の直流電圧値Ｖ1が１７ｋＶ以上であると、第２および第３の送電線にそれぞれ設置された第３および第４の遮断器２3，２4が遮断されて、試験対象機器である避雷器３および電力ケーブル４が停電される（ステップＳ１３）。
【００１８】
その後、実系統交流電源１と２２ｋＶ母線との間の送電線に設置された第１の遮断器２1が遮断されて、２２ｋＶ母線が上位系統から分離される（ステップＳ１４）。
【００１９】
その後、第２の遮断器２2が投入されて診断用直流電源１０が空母線に投入されたのち、第３の遮断器２3が投入される（ステップＳ１５）。
【００２０】
絶縁診断装置３０は、第２の直流電圧計２１2から入力される第２の直流電圧値Ｖ2および第２の直流電流計２２2から入力される第２の直流電流値Ｉ2に基づいて、第２の直流電圧値Ｖ2が安定したときの電圧−電流特性（すなわち、避雷器３の内部抵抗）を求める。絶縁診断装置３０は、求めた電圧−電流特性が図４（ａ）に示す「正常」の範囲内に入っていれば、「避雷器３は正常である」と判定し、一方、求めた電圧−電流特性が図４（ａ）に示す「不良」の範囲内に入っていれば、「避雷器３は不良である」と判定する（ステップＳ１６）。
ここでの避雷器３の静電容量は極めて小さいため無視する。
【００２１】
このようにして避雷器３の絶縁診断が終了すると、第３の遮断器２3が遮断される（ステップＳ１７）。
このとき、第１の直流電圧計２１1によって測定される第３の遮断器２3の遮断後の第１の直流電圧値Ｖ1が１７ｋＶ未満である場合には、放電回路１２のスイッチをオンして電力用コンデンサ１１を放電したのち、第１および第２の遮断器２1，２2を投入して電力用コンデンサ１１を充電したのちに放電回路１２のスイッチをオフし第２の遮断器２2をゼロ点遮断する動作が繰り返される（ステップＳ１８，Ｓ１９）。
【００２２】
その後、絶縁診断装置３０は、第１の直流電圧値Ｖ1に基づいて初期電荷量Ｑa0を測定する（図３のステップＳ２０）。たとえば、第３の遮断器２3を遮断後の第１の直流電圧値Ｖ1が１７．９ｋＶのままであったとすると、初期電荷量Ｑa0は１７９×１０-3Ｃ（＝１０μＦ×１７．９ｋＶ）のままとなる。
【００２３】
その後、第４の遮断器２4が投入される（ステップＳ２１）。
【００２４】
絶縁診断装置３０は、第４の遮断器２4の投入後に第１の直流電圧計２１1および第１の直流電流計２２1からそれぞれ入力される第１の直流電圧値Ｖ1および第１の直流電流値Ｉ1に基づいて、一定時間後の電力用コンデンサ１１の電荷量Ｑaおよび電力ケーブル４の電荷量Ｑbを求める。絶縁診断装置３０は、求めた電力用コンデンサ１１の電荷量Ｑaおよび電力ケーブル４の電荷量Ｑbの総和Ｑa＋Ｑbと初期電荷量Ｑa0との差（Ｑa＋Ｑb）−Ｑa0が所定の基準値Ｐ（たとえば、初期電荷量Ｑa0の５％）未満であれば、「電力ケーブル４は正常である」と判定し、一方、差（Ｑa＋Ｑb）−Ｑa0が基準値Ｐ以上であれば、「電力ケーブル４は不良である」と判定する。
また、第１の直流電流値Ｉ1により移動電荷量Ｑcを測定し，電力ケーブル４の電荷量Ｑbを引くことで損失電荷を算出してもよい。なお、判定については、第４の遮断器２4を遮断し電力用コンデンサ１１を切り離して、電力ケーブル４単体だけで移動電荷量Ｑcの減衰量（減衰判断）により電力ケーブル４の良否を判定してもよい（以上、ステップＳ２２）。
【００２５】
たとえば、電力ケーブル４の容量値Ｃbを１μＦとすると、図４（ｂ）に示すように第４の遮断器２4を投入してから１時間後に第１の直流電圧値Ｖ1が安定して１６．２ｋＶ（１．７ｋＶ低下）になったときには、電力用コンデンサ１１の電荷量Ｑaは１６２×１０-3Ｃ（＝１０μＦ×１６．２ｋＶ）となり、電力ケーブル４の電荷量Ｑbまたは移動電荷量Ｑcは第３の直流電圧計２１3からの第３の直流電圧値Ｖ3より１６．２×１０-3Ｃ（＝１μＦ×１６．２ｋＶ）となる。その結果、総和Ｑa＋Ｑbは１７８．２×１０-3Ｃ（＝１６２×１０-3Ｃ＋１６．２×１０-3Ｃ）となって、総和Ｑa＋Ｑbと初期電荷量Ｑa0との差は０．８×１０-3Ｃ（＝１７９×１０-3Ｃ−１７８．２×１０-3Ｃ）となり基準値Ｐ（＝１７９×１０-3Ｃ×０．０５≒９×１０-3Ｃ）未満となるため、絶縁診断装置３０は、「電力ケーブル４は正常である」と判定する。
一方、図４（ｂ）に示すように第４の遮断器２4を投入してから１時間後に第１の直流電圧値Ｖ1が安定して１５ｋＶ（２．９ｋＶ低下）になったときには、電力用コンデンサ１１の電荷量Ｑaは１５０×１０-3Ｃ（＝１０μＦ×１５ｋＶ）となり、電力ケーブル４の電荷量Ｑbまたは移動電荷量Ｑcは第３の直流電圧計２１3からの第３の直流電圧値Ｖ3より１５×１０-3Ｃ（＝１μＦ×１５ｋＶ）となる。その結果、総和Ｑa＋Ｑbは１６５×１０-3Ｃ（＝１５０×１０-3Ｃ＋１５×１０-3Ｃ）となって、総和Ｑa＋Ｑbと初期電荷量Ｑa0との差は１４×１０-3Ｃ（＝１７９×１０-3Ｃ−１６５×１０-3Ｃ）となり基準値Ｐ（≒９×１０-3Ｃ）以上となるため、絶縁診断装置３０は、「電力ケーブル４は不良である」と判定する。
上記以外に、電力ケーブル４を電力用コンデンサ１１から切り離し、電力ケーブル４単体で減衰する電荷量（１６．２×１０-3Ｃ→１５×１０-3Ｃ（基準値Ｐ＝０．８×１０-3Ｃ））により電力ケーブル４の良否判定をしてもよい。
また、測定した移動電荷量Ｑ3と（電力ケーブル４の容量Ｃb×第３の直流電圧値Ｖ3）とが同じでない場合は、電力ケーブル４に何らかの異常があると判断する。
さらに、電力ケーブル４の恒長が長く充電のための電荷量が多く必要な場合は、上記のステップＳ１１〜Ｓ２１を繰り返して電力ケーブル４を充電する（電圧を上げる）。
【００２６】
なお、絶縁診断装置３０は、第３の直流電圧計２１3から入力される第３の直流電圧値Ｖ3および第３の直流電流計２２3から入力される第３の直流電流値Ｉ3に基づいて、第３の直流電圧値Ｖ3が安定したときの電圧−電流特性（すなわち、電力ケーブル４の絶縁抵抗）を求めて、求めた電圧−電流特性が「正常」の範囲内に入っていれば「電力ケーブル４は正常である」と判定し、一方、求めた電圧−電流特性が「不良」の範囲内に入っていれば「電力ケーブル４は不良である」と判定する動作を並行して行ってもよい。
【００２７】
以上のようにして避雷器３および電力ケーブル４の絶縁診断が終了すると、放電回路１２のスイッチがオンされるとともに第１乃至第４の遮断器２1〜２4が投入される（ステップＳ２３）。
【実施例２】
【００２８】
次に、本発明の第２の実施例による絶縁診断システムについて、図５および図６を参照して説明する。
本実施例による絶縁診断システムは、上述した第１の実施例による絶縁診断システムと同様にして力率改善用コンデンサ装置を診断用直流電源として利用するとともに、実系統交流電源を診断用交流電源として利用して、残留電荷法により電力ケーブル（ＣＶケーブル）の絶縁診断を行うことを特徴とする。
【００２９】
以下では、上述した第１の実施例による絶縁診断システムと同様に、図５に示すように２２ｋＶ母線から分岐された第１の送電線に診断用直流電源１０（力率改善用コンデンサ装置）が設置され、２２ｋＶ母線から分岐された第２の送電線に避雷器３が設置され、２２ｋＶ母線から分岐された第３の送電線に電力ケーブル４（ＣＶケーブル）が接続されている場合を例として、本実施例による絶縁診断システムについて詳細に説明する。
【００３０】
本実施例による絶縁診断システムは、以下に示す点で、上述した第１の実施例による絶縁診断システムと異なる。
（１）実系統交流電源１と第１の遮断器２1とを接続する送電線に流れる交流電流の直流成分を抽出するための直流フィルタ４１（３相電力系統では相ごとに設けられる。）と、直流フィルタ４１によって抽出された直流成分の電流値を測定するための第４の直流電流計２２4とを具備する。
（２）図１に示した絶縁診断装置３０の代わりに、第１乃至第３の直流電圧値Ｖ1〜Ｖ3、第１乃至第３の直流電流値Ｉ1〜Ｉ3および第４の直流電流計２２4によって測定された直流成分の電流値（以下、「第４の直流電流値Ｉ4」と称する。）に基づいて、電力ケーブル４の絶縁診断（絶縁劣化判定）を行う絶縁診断装置５０を具備する。
【００３１】
次に、本実施例による絶縁診断システムを用いて残留電荷法により電力ケーブル４の絶縁診断を行う方法について、図６に示すフローチャートを参照して説明する。
【００３２】
診断用直流電源１０の放電回路１２のスイッチがオフされたのちに、第１の送電線に設置された第２の遮断器２2がゼロ点近傍で遮断され、ほぼ正弦波の最大値の電圧が電力用コンデンサ１１に保持される（ステップＳ３１）。
このとき、絶縁診断装置５０は、第１の直流電圧値Ｖ1に基づいて電力用コンデンサ１１の初期電荷量Ｑa0を測定する（ステップＳ３１）。
【００３３】
なお、第１の直流電圧計２１1によって測定される第２の遮断器２2の遮断後の第１の直流電圧値Ｖ1が１７ｋＶ未満である場合には、放電回路１２のスイッチをオンして電力用コンデンサ１１を放電したのち、第１および第２の遮断器２1，２2を投入して電力用コンデンサ１１を充電したのちに放電回路１２のスイッチをオフし第２の遮断器２2をゼロ点遮断する動作が繰り返される（ステップＳ３２）。
【００３４】
第１の直流電圧値Ｖ1が１７ｋＶ以上であると、第３および第４の遮断器２3，２4が遮断されて避雷器３および電力ケーブル４が停電されたのち、第１の遮断器２1が遮断されて２２ｋＶ母線が上位系統から分離される（ステップＳ３３）。
【００３５】
その後、第２の遮断器２2が投入されて診断用直流電源１０が空母線に投入されたのち、第４の遮断器２4が投入される（ステップＳ３４）。
【００３６】
絶縁診断装置５０は、第４の遮断器２4の投入後の第１の直流電圧値Ｖ1を監視し、第１の直流電圧値Ｖ1が安定したか否かをチェックする（ステップＳ３５，Ｓ３６）。
【００３７】
第１の直流電圧値Ｖ1が安定すると、第２および第４の遮断器２2，２4が遮断されて電力ケーブル４が診断用直流電源１０から切り離されたのち、第３の送電線に甲アース６０が取り付けられて電力ケーブル４が接地される（ステップＳ３７）。
【００３８】
その後、第１の遮断器２1が短時間（たとえば、数秒間）だけ１〜２分間隔で３回ほど投入されたのち数分間投入されることにより、電力ケーブル４が実系統交流電源１によって交流課電される（ステップＳ３８）。
【００３９】
絶縁診断装置５０は、電力ケーブル４が実系統交流電源１によって交流課電されている間に直流フィルタ４１を通った第４の直流電流計２２4から入力される第４の直流電流値Ｉ4に基づいて電力ケーブル４の水トリー部残留電荷量Ｑ（単位はｎＣ／１０ｍ）を測定する。
絶縁診断装置５０は、測定された水トリー部残留電荷量Ｑに基づいて、（１）式に一例を荷と交流破壊電圧との関係の最低ライン回帰式を用いて推定交流破壊電界Ｅを算出し、算出した推定交流破壊電界Ｅに基づいて電力ケーブル４の余寿命を評価して絶縁診断を行う（ステップＳ３９）。
Ｅ＝｛６３．００５×Ｑ-0.2879｝／Ｔ （１）
ここで、Ｔ＝電力ケーブル４の絶縁体厚（単位はｍｍ）
【００４０】
以上のようにして電力ケーブル４の絶縁診断が終了すると、放電回路１２のスイッチがオンされるとともに第１乃至第４の遮断器２1〜２4が投入される（ステップＳ４０）。
【００４１】
なお、本実施例による絶縁診断システムにおいても、図１に示した絶縁診断システムと同様にして診断用直流電源１０を用いて避雷器３および電力ケーブル４の絶縁診断を行うこともできる。
また、絶縁診断装置５０として給電用オシロ装置を用いることができる。
【００４２】
以上の説明では、診断用直流電源１０として力率改善用コンデンサ装置を利用したが、電力系統に設置されているその他の電力用蓄電設備（たとえば、コンデンサ型計器用変圧器や電力ケーブルなど）を利用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１の実施例による絶縁診断システムの構成について説明するための図である。
【図２】図１に示した絶縁診断システムを用いて避雷器３の絶縁診断を行ったのちに電力ケーブル４の絶縁診断を行う方法について説明するためのフローチャートである。
【図３】図１に示した絶縁診断システムを用いて避雷器３の絶縁診断を行ったのちに電力ケーブル４の絶縁診断を行う方法について説明するためのフローチャートである。
【図４】図１に示した絶縁診断装置３０における絶縁診断方法について説明するためのグラフであり、（ａ）は避雷器３の絶縁診断方法について説明するためのグラフであり、（ｂ）は電力ケーブル４の絶縁診断方法について説明するためのグラフである。
【図５】本発明の第２の実施例による絶縁診断システムの構成について説明するための図である。
【図６】図５に示した絶縁診断システムを用いて残留電荷法により電力ケーブル４の絶縁診断を行う方法について説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００４４】
１ 実系統交流電源
２1〜２4 第１乃至第４の遮断器
３ 避雷器
４ 電力ケーブル
１０ 診断用直流電源
１１ 電力用コンデンサ
１２ 放電回路
２１1〜２１3 第１乃至第３の直流電圧計
２２1〜２２4 第１乃至第４の直流電流計
３０，５０ 絶縁診断装置
４１ 直流フィルタ
６０ 甲アース
Ｖ1〜Ｖ3 第１乃至第３の直流電圧値
Ｉ1〜Ｉ4 第１乃至第４の直流電流値
Ｃa，Ｃb 容量値
Ｅ 推定交流破壊電界
Ｐ 基準値
Ｑa，Ｑb 電荷量
Ｑa0 初期電荷量
Ｑ3 移動電荷量
Ｑ 水トリー部残留電荷量
Ｓ１１〜Ｓ２３，Ｓ３１〜Ｓ４０ ステップ
Ｔ 絶縁体厚
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁診断システムに関し、特に、電力系統を停電させて電力用機器の絶縁診断を行うのに好適な絶縁診断システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電力系統を停電させて電力ケーブルの絶縁診断（絶縁劣化判定）を行う方法としては、直流電源から直流電圧を電力ケーブルに印加して電荷を充電したのちに直流電源を開放したときの放電時間を測定することにより電力ケーブルの絶縁劣化を診断する電位減衰法がある。
たとえば、下記の特許文献１に開示された絶縁劣化判定装置では、被測定ケーブルの導体および遮蔽間に直流高圧発生装置によって高圧直流電圧を充電し、この充電電圧が所定の電圧値に達したときに高圧スイッチによって充電回路を開放したのちに、被測定ケーブルの残留電荷を静電電圧計で測定して、高圧スイッチを開放した時点から被測定ケーブルの自己放電により残留電荷が所定値に達した時点までの時間をコンピュータによって測定するとともに、この時間を予め設定した時間と比較することにより被測定ケーブルの絶縁の良否を判定している。
【０００３】
また、ＣＶケーブル（架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブル）の水トリー劣化に対する診断法として、直流課電によって水トリー内部に蓄積された電荷を交流課電によって回復させる過程で流れる直流成分をＣＶケーブルの劣化を示す信号として検出する残留電荷法がある。
たとえば、下記の特許文献２に開示された電力ケーブルの絶縁劣化診断方法では、絶縁劣化診断の信頼性を向上させるために、診断対象となるＣＶケーブルと接地とを含む閉回路内で生じる直流信号を測定器により測定し、ＣＶケーブルと実質的に同一の条件で敷設されている他のＣＶケーブルと接地とを含む閉回路内で生じる直流信号を別の測定器により測定し、これら両測定器により測定した直流信号同士の差動演算を差動演算器により行うことにより前者の測定器が測定した直流信号に含まれる直流ノイズ成分を除去し、この結果得られた直流信号を評価することにより絶縁劣化診断を行うようにしている。
【０００４】
なお、電力系統を停電させずに活線状態のままで電力用機器（電力ケーブル、避雷器、コンデンサおよび変圧器など）の絶縁劣化を診断する方法もある。
たとえば、下記の特許文献３に開示された絶縁劣化診断装置では、電力用機器のアース線にクリップオン式の電流プローブを取り付けて検出した電流位相と高圧線に分圧機などを接続して検出した供給電源の電圧位相とから静電正接（ｔａｎδ）を求めて、求めた静電正接から電力用機器の絶縁劣化を診断している。
【特許文献１】特公平６−５４３４２号公報
【特許文献２】特開２００３−３２９７２３号公報
【特許文献３】特開平１−１１０２６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、電位減衰法による絶縁診断では、電力ケーブルの導体および遮蔽間に直流電圧を充電するための直流電源を別途用意する必要があるという問題がある。
また、残留電荷法による絶縁診断では、電力ケーブルを交流課電するための交流電源を別途用意する必要があるという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、絶縁診断用に直流電源や交流電源を別途用意することなく電力用機器の絶縁診断を行うことができる絶縁診断システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の絶縁診断システムは、電力系統を停電させて電力用機器（３，４）の絶縁診断を行うための絶縁診断システムであって、前記電力系統に設置された電力用蓄電設備を診断用直流電源（１０）として利用して該診断用直流電源から前記電力用機器に直流課電して該電力用機器の絶縁診断を行う絶縁診断手段を具備することを特徴とする。
ここで、前記絶縁診断手段が、前記診断用直流電源において測定された直流電圧値（Ｖ1）および直流電流値（Ｉ1）と、前記電力用機器において測定された他の直流電圧値（Ｖ2，Ｖ3）および他の直流電流値（Ｉ2，Ｉ3）とに基づいて、該電力用機器の絶縁診断を行う絶縁診断装置（３０）を備えてもよい。
前記絶縁診断装置が、前記他の直流電圧値（Ｖ2）および前記他の直流電流値（Ｉ2）に基づいて、該他の直流電圧値が安定したときの電圧−電流特性を求め、該求めた電圧−電流特性に基づいて前記電力用機器の絶縁診断を行ってもよい。
前記絶縁診断装置が、前記診断用直流電源を前記電力系統から切り離したときの前記直流電圧値（Ｖ1）に基づいて該診断用直流電源の初期電荷量（Ｑa0）を測定し、該診断用直流電源から前記電力用機器に直流課電したのち前記直流電圧値（Ｖ1）が安定したときの該診断用直流電源の電荷量（Ｑa）および該電力用機器の電荷量（Ｑb）を求め、該求めた２つの電荷量の総和と前記測定した初期電荷量との差に基づいて、または、前記電力用機器への移動電荷量（Ｑ3）を求め、該求めた移動電荷量の減衰量に基づいて、前記電力用機器の絶縁診断を行ってもよい。
また、本発明の絶縁診断システムは、電力系統を停電させて電力ケーブル（４）の絶縁診断を行うための絶縁診断システムであって、前記電力系統に設置された電力用蓄電設備を診断用直流電源（１０）として利用して該診断用直流電源から前記電力ケーブルに直流課電し、該電力ケーブルを接地したのちに、該電力系統の実系統交流電源（１）を診断用交流電源として利用して該診断用交流電源から該電力ケーブルに交流課電して、該電力ケーブルの絶縁診断を行う絶縁診断手段を具備することを特徴とする。
ここで、前記絶縁診断手段が、前記交流課電の間に前記診断用交流電源から出力される交流電流の直流成分を抽出するための直流フィルタ（４１）と、該直流フィルタによって抽出された前記直流成分の電流値（Ｉ4）を測定するための直流電流計（２２4）と、該直流電流計によって測定された前記直流成分の電流値に基づいて前記電力ケーブルの絶縁診断を行う絶縁診断装置（５０）とを備えてもよい。
前記絶縁診断装置が、前記診断用直流電源から前記電力ケーブルに直流課電し、該電力ケーブルを該診断用直流電源から切り離し、該電力ケーブルを接地したのちに、前記診断用交流電源から該電力ケーブルに交流課電し、該交流課電の間に前記直流電流計によって測定された前記直流成分の電流値に基づいて該電力ケーブルの水トリー部残留電荷量（Ｑ）を測定し、該測定された水トリー部残留電荷量に基づいて最低ライン回帰式を用いて推定交流破壊電界（Ｅ）を算出し、該算出した推定交流破壊電界に基づいて該電力ケーブルの余寿命を評価して絶縁診断を行ってもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の絶縁診断システムは、以下に示す効果を奏する。
（１）電力系統に設置された電力用蓄電設備を診断用直流電源として利用するとともに、実系統交流電源を診断用交流電源として利用するので、絶縁診断用の直流電源や交流電源を別途用意することなく電力用機器の絶縁診断を行うことができ、また、試験容量に制限がないため、電力ケーブルの恒長が長くても試験をすることができる。
（２）停電操作に併せて電力用機器の絶縁診断を行えるので、電力用機器の絶縁診断の信頼度を向上させることができる。
（３）電力系統に直流電圧計および直流電流計を設置するだけで自動的に電力用機器の絶縁診断を行うことができる。
（４）実際の実効値電圧を電力用機器に印加することができるので、正確な漏洩電流を測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
上記の目的を、電力系統に設置された電力用蓄電設備を診断用直流電源として利用してこの診断用直流電源から電力用機器に直流課電して電力用機器の絶縁診断を行うことにより、また、電力系統に設置された電力用蓄電設備を診断用直流電源として利用してこの診断用直流電源から電力ケーブルに直流課電し、電力ケーブルを接地したのちに、電力系統の実系統交流電源を診断用交流電源として利用してこの診断用交流電源から電力ケーブルに交流課電して電力ケーブルの絶縁診断を行うことにより実現した。
【実施例１】
【００１０】
以下、本発明の絶縁診断システムの実施例について図面を参照して説明する。
まず、本発明の第１の実施例による絶縁診断システムについて、図１乃至図４を参照して説明する。
本実施例による絶縁診断システムは、電力系統に設置された電力用蓄電設備の一つである力率改善用コンデンサ装置（スタコン）を診断用直流電源として利用して、力率改善用コンデンサ装置に蓄積された大容量電荷による残留電圧を直流電圧とすることにより電力用機器の絶縁診断を行うことを特徴とする。
【００１１】
以下では、図１に示すように２２ｋＶ母線から分岐された第１の送電線に診断用直流電源１０（力率改善用コンデンサ装置）が設置され、２２ｋＶ母線から分岐された第２の送電線に避雷器３が設置され、２２ｋＶ母線から分岐された第３の送電線に電力ケーブル４（ＣＶケーブル）が接続されている場合を例として、本実施例による絶縁診断システムについて詳細に説明する。
なお、３相電力系統では、診断用直流電源１０、避雷器３および電力ケーブル４は相ごとに設けられている。
【００１２】
絶縁診断システムは、診断用直流電源１０に内蔵された第１の直流電圧計２１1および第１の直流電流計２２1によって測定された第１の送電線の直流電圧値および直流電流値（以下、「第１の直流電圧値Ｖ1」および「第１の直流電流値Ｉ1」と称する。）と、第２の直流電圧計２１2および第２の電流計２２2によって測定された第２の送電線の直流電圧値および直流電流値（以下、「第２の直流電圧値Ｖ2」および「第２の直流電流値Ｉ2」と称する。）と、第３の電圧計２１3および第３の電流計２２3によって測定された第３の送電線（電力ケーブル４）の直流電圧値および直流電流値（以下、「第３の直流電圧値Ｖ3」および「第３の直流電流値Ｉ3」と称する。）とに基づいて、避雷器３および電力ケーブル４の絶縁診断（絶縁劣化判定）を行う絶縁診断装置３０を具備する。
【００１３】
なお、診断用直流電源１０は、電力用コンデンサ１１と並列に接続された、かつ、第１の送電線に設置された第２の遮断器２2が遮断（開放）されたときに電力用コンデンサ１１に蓄積されている電荷を放電するための放電回路１２（直列接続されたスイッチおよび放電抵抗を含む。）を備える。そのため、放電回路１２のスイッチは、常時はオンされているが、絶縁診断を行う際にはオフされる。
【００１４】
次に、本実施例による絶縁診断システムを用いて避雷器３の絶縁診断を行ったのちに電力ケーブル４の絶縁診断を行う方法について、図２および図３に示すフローチャートを参照して説明する。
【００１５】
診断用直流電源１０の放電回路１２のスイッチがオフされたのちに、第１の送電線に設置された第２の遮断器２2がゼロ点近傍で遮断（以下、「ゼロ点遮断」と称する。）され、ほぼ正弦波の最大値の電圧が電力用コンデンサ１１に保持される。（ステップＳ１１）。
このとき、絶縁診断装置３０は、第１の直流電圧値Ｖ1に基づいて電力用コンデンサ１１の電荷量Ｑa（以下、「初期電荷量Ｑa0」と称する。）を測定する（ステップＳ１１）。たとえば、第２の遮断器２2を遮断後の第１の直流電圧値Ｖ1を１７．９ｋＶとするとともに電力用コンデンサ１１の容量値Ｃaを１０μＦとすると、初期電荷量Ｑa0は１７９×１０-3Ｃ（＝１０μＦ×１７．９ｋＶ）となる。
【００１６】
なお、遮断タイミングのずれなどで第１の直流電圧計２１1によって測定される第２の遮断器２2の遮断後の第１の直流電圧値Ｖ1が１７ｋＶ未満である場合には、放電回路１２のスイッチをオンして電力用コンデンサ１１を放電したのち、第２の遮断器２2を投入して電力用コンデンサ１１を充電したのちに放電回路１２のスイッチをオフし第２の遮断器２2をゼロ点遮断する動作が繰り返される（ステップＳ１２）。
【００１７】
第１の直流電圧値Ｖ1が１７ｋＶ以上であると、第２および第３の送電線にそれぞれ設置された第３および第４の遮断器２3，２4が遮断されて、試験対象機器である避雷器３および電力ケーブル４が停電される（ステップＳ１３）。
【００１８】
その後、実系統交流電源１と２２ｋＶ母線との間の送電線に設置された第１の遮断器２1が遮断されて、２２ｋＶ母線が上位系統から分離される（ステップＳ１４）。
【００１９】
その後、第２の遮断器２2が投入されて診断用直流電源１０が空母線に投入されたのち、第３の遮断器２3が投入される（ステップＳ１５）。
【００２０】
絶縁診断装置３０は、第２の直流電圧計２１2から入力される第２の直流電圧値Ｖ2および第２の直流電流計２２2から入力される第２の直流電流値Ｉ2に基づいて、第２の直流電圧値Ｖ2が安定したときの電圧−電流特性（すなわち、避雷器３の内部抵抗）を求める。絶縁診断装置３０は、求めた電圧−電流特性が図４（ａ）に示す「正常」の範囲内に入っていれば、「避雷器３は正常である」と判定し、一方、求めた電圧−電流特性が図４（ａ）に示す「不良」の範囲内に入っていれば、「避雷器３は不良である」と判定する（ステップＳ１６）。
ここでの避雷器３の静電容量は極めて小さいため無視する。
【００２１】
このようにして避雷器３の絶縁診断が終了すると、第３の遮断器２3が遮断される（ステップＳ１７）。
このとき、第１の直流電圧計２１1によって測定される第３の遮断器２3の遮断後の第１の直流電圧値Ｖ1が１７ｋＶ未満である場合には、放電回路１２のスイッチをオンして電力用コンデンサ１１を放電したのち、第１および第２の遮断器２1，２2を投入して電力用コンデンサ１１を充電したのちに放電回路１２のスイッチをオフし第２の遮断器２2をゼロ点遮断する動作が繰り返される（ステップＳ１８，Ｓ１９）。
【００２２】
その後、絶縁診断装置３０は、第１の直流電圧値Ｖ1に基づいて初期電荷量Ｑa0を測定する（図３のステップＳ２０）。たとえば、第３の遮断器２3を遮断後の第１の直流電圧値Ｖ1が１７．９ｋＶのままであったとすると、初期電荷量Ｑa0は１７９×１０-3Ｃ（＝１０μＦ×１７．９ｋＶ）のままとなる。
【００２３】
その後、第４の遮断器２4が投入される（ステップＳ２１）。
【００２４】
絶縁診断装置３０は、第４の遮断器２4の投入後に第１の直流電圧計２１1および第１の直流電流計２２1からそれぞれ入力される第１の直流電圧値Ｖ1および第１の直流電流値Ｉ1に基づいて、一定時間後の電力用コンデンサ１１の電荷量Ｑaおよび電力ケーブル４の電荷量Ｑbを求める。絶縁診断装置３０は、求めた電力用コンデンサ１１の電荷量Ｑaおよび電力ケーブル４の電荷量Ｑbの総和Ｑa＋Ｑbと初期電荷量Ｑa0との差（Ｑa＋Ｑb）−Ｑa0が所定の基準値Ｐ（たとえば、初期電荷量Ｑa0の５％）未満であれば、「電力ケーブル４は正常である」と判定し、一方、差（Ｑa＋Ｑb）−Ｑa0が基準値Ｐ以上であれば、「電力ケーブル４は不良である」と判定する。
また、第１の直流電流値Ｉ1により移動電荷量Ｑcを測定し，電力ケーブル４の電荷量Ｑbを引くことで損失電荷を算出してもよい。なお、判定については、第４の遮断器２4を遮断し電力用コンデンサ１１を切り離して、電力ケーブル４単体だけで移動電荷量Ｑcの減衰量（減衰判断）により電力ケーブル４の良否を判定してもよい（以上、ステップＳ２２）。
【００２５】
たとえば、電力ケーブル４の容量値Ｃbを１μＦとすると、図４（ｂ）に示すように第４の遮断器２4を投入してから１時間後に第１の直流電圧値Ｖ1が安定して１６．２ｋＶ（１．７ｋＶ低下）になったときには、電力用コンデンサ１１の電荷量Ｑaは１６２×１０-3Ｃ（＝１０μＦ×１６．２ｋＶ）となり、電力ケーブル４の電荷量Ｑbまたは移動電荷量Ｑcは第３の直流電圧計２１3からの第３の直流電圧値Ｖ3より１６．２×１０-3Ｃ（＝１μＦ×１６．２ｋＶ）となる。その結果、総和Ｑa＋Ｑbは１７８．２×１０-3Ｃ（＝１６２×１０-3Ｃ＋１６．２×１０-3Ｃ）となって、総和Ｑa＋Ｑbと初期電荷量Ｑa0との差は０．８×１０-3Ｃ（＝１７９×１０-3Ｃ−１７８．２×１０-3Ｃ）となり基準値Ｐ（＝１７９×１０-3Ｃ×０．０５≒９×１０-3Ｃ）未満となるため、絶縁診断装置３０は、「電力ケーブル４は正常である」と判定する。
一方、図４（ｂ）に示すように第４の遮断器２4を投入してから１時間後に第１の直流電圧値Ｖ1が安定して１５ｋＶ（２．９ｋＶ低下）になったときには、電力用コンデンサ１１の電荷量Ｑaは１５０×１０-3Ｃ（＝１０μＦ×１５ｋＶ）となり、電力ケーブル４の電荷量Ｑbまたは移動電荷量Ｑcは第３の直流電圧計２１3からの第３の直流電圧値Ｖ3より１５×１０-3Ｃ（＝１μＦ×１５ｋＶ）となる。その結果、総和Ｑa＋Ｑbは１６５×１０-3Ｃ（＝１５０×１０-3Ｃ＋１５×１０-3Ｃ）となって、総和Ｑa＋Ｑbと初期電荷量Ｑa0との差は１４×１０-3Ｃ（＝１７９×１０-3Ｃ−１６５×１０-3Ｃ）となり基準値Ｐ（≒９×１０-3Ｃ）以上となるため、絶縁診断装置３０は、「電力ケーブル４は不良である」と判定する。
上記以外に、電力ケーブル４を電力用コンデンサ１１から切り離し、電力ケーブル４単体で減衰する電荷量（１６．２×１０-3Ｃ→１５×１０-3Ｃ（基準値Ｐ＝０．８×１０-3Ｃ））により電力ケーブル４の良否判定をしてもよい。
また、測定した移動電荷量Ｑ3と（電力ケーブル４の容量Ｃb×第３の直流電圧値Ｖ3）とが同じでない場合は、電力ケーブル４に何らかの異常があると判断する。
さらに、電力ケーブル４の恒長が長く充電のための電荷量が多く必要な場合は、上記のステップＳ１１〜Ｓ２１を繰り返して電力ケーブル４を充電する（電圧を上げる）。
【００２６】
なお、絶縁診断装置３０は、第３の直流電圧計２１3から入力される第３の直流電圧値Ｖ3および第３の直流電流計２２3から入力される第３の直流電流値Ｉ3に基づいて、第３の直流電圧値Ｖ3が安定したときの電圧−電流特性（すなわち、電力ケーブル４の絶縁抵抗）を求めて、求めた電圧−電流特性が「正常」の範囲内に入っていれば「電力ケーブル４は正常である」と判定し、一方、求めた電圧−電流特性が「不良」の範囲内に入っていれば「電力ケーブル４は不良である」と判定する動作を並行して行ってもよい。
【００２７】
以上のようにして避雷器３および電力ケーブル４の絶縁診断が終了すると、放電回路１２のスイッチがオンされるとともに第１乃至第４の遮断器２1〜２4が投入される（ステップＳ２３）。
【実施例２】
【００２８】
次に、本発明の第２の実施例による絶縁診断システムについて、図５および図６を参照して説明する。
本実施例による絶縁診断システムは、上述した第１の実施例による絶縁診断システムと同様にして力率改善用コンデンサ装置を診断用直流電源として利用するとともに、実系統交流電源を診断用交流電源として利用して、残留電荷法により電力ケーブル（ＣＶケーブル）の絶縁診断を行うことを特徴とする。
【００２９】
以下では、上述した第１の実施例による絶縁診断システムと同様に、図５に示すように２２ｋＶ母線から分岐された第１の送電線に診断用直流電源１０（力率改善用コンデンサ装置）が設置され、２２ｋＶ母線から分岐された第２の送電線に避雷器３が設置され、２２ｋＶ母線から分岐された第３の送電線に電力ケーブル４（ＣＶケーブル）が接続されている場合を例として、本実施例による絶縁診断システムについて詳細に説明する。
【００３０】
本実施例による絶縁診断システムは、以下に示す点で、上述した第１の実施例による絶縁診断システムと異なる。
（１）実系統交流電源１と第１の遮断器２1とを接続する送電線に流れる交流電流の直流成分を抽出するための直流フィルタ４１（３相電力系統では相ごとに設けられる。）と、直流フィルタ４１によって抽出された直流成分の電流値を測定するための第４の直流電流計２２4とを具備する。
（２）図１に示した絶縁診断装置３０の代わりに、第１乃至第３の直流電圧値Ｖ1〜Ｖ3、第１乃至第３の直流電流値Ｉ1〜Ｉ3および第４の直流電流計２２4によって測定された直流成分の電流値（以下、「第４の直流電流値Ｉ4」と称する。）に基づいて、電力ケーブル４の絶縁診断（絶縁劣化判定）を行う絶縁診断装置５０を具備する。
【００３１】
次に、本実施例による絶縁診断システムを用いて残留電荷法により電力ケーブル４の絶縁診断を行う方法について、図６に示すフローチャートを参照して説明する。
【００３２】
診断用直流電源１０の放電回路１２のスイッチがオフされたのちに、第１の送電線に設置された第２の遮断器２2がゼロ点近傍で遮断され、ほぼ正弦波の最大値の電圧が電力用コンデンサ１１に保持される（ステップＳ３１）。
このとき、絶縁診断装置５０は、第１の直流電圧値Ｖ1に基づいて電力用コンデンサ１１の初期電荷量Ｑa0を測定する（ステップＳ３１）。
【００３３】
なお、第１の直流電圧計２１1によって測定される第２の遮断器２2の遮断後の第１の直流電圧値Ｖ1が１７ｋＶ未満である場合には、放電回路１２のスイッチをオンして電力用コンデンサ１１を放電したのち、第１および第２の遮断器２1，２2を投入して電力用コンデンサ１１を充電したのちに放電回路１２のスイッチをオフし第２の遮断器２2をゼロ点遮断する動作が繰り返される（ステップＳ３２）。
【００３４】
第１の直流電圧値Ｖ1が１７ｋＶ以上であると、第３および第４の遮断器２3，２4が遮断されて避雷器３および電力ケーブル４が停電されたのち、第１の遮断器２1が遮断されて２２ｋＶ母線が上位系統から分離される（ステップＳ３３）。
【００３５】
その後、第２の遮断器２2が投入されて診断用直流電源１０が空母線に投入されたのち、第４の遮断器２4が投入される（ステップＳ３４）。
【００３６】
絶縁診断装置５０は、第４の遮断器２4の投入後の第１の直流電圧値Ｖ1を監視し、第１の直流電圧値Ｖ1が安定したか否かをチェックする（ステップＳ３５，Ｓ３６）。
【００３７】
第１の直流電圧値Ｖ1が安定すると、第２および第４の遮断器２2，２4が遮断されて電力ケーブル４が診断用直流電源１０から切り離されたのち、第３の送電線に甲アース６０が取り付けられて電力ケーブル４が接地される（ステップＳ３７）。
【００３８】
その後、第１の遮断器２1が短時間（たとえば、数秒間）だけ１〜２分間隔で３回ほど投入されたのち数分間投入されることにより、電力ケーブル４が実系統交流電源１によって交流課電される（ステップＳ３８）。
【００３９】
絶縁診断装置５０は、電力ケーブル４が実系統交流電源１によって交流課電されている間に直流フィルタ４１を通った第４の直流電流計２２4から入力される第４の直流電流値Ｉ4に基づいて電力ケーブル４の水トリー部残留電荷量Ｑ（単位はｎＣ／１０ｍ）を測定する。
絶縁診断装置５０は、測定された水トリー部残留電荷量Ｑに基づいて、（１）式に一例を荷と交流破壊電圧との関係の最低ライン回帰式を用いて推定交流破壊電界Ｅを算出し、算出した推定交流破壊電界Ｅに基づいて電力ケーブル４の余寿命を評価して絶縁診断を行う（ステップＳ３９）。
Ｅ＝｛６３．００５×Ｑ-0.2879｝／Ｔ （１）
ここで、Ｔ＝電力ケーブル４の絶縁体厚（単位はｍｍ）
【００４０】
以上のようにして電力ケーブル４の絶縁診断が終了すると、放電回路１２のスイッチがオンされるとともに第１乃至第４の遮断器２1〜２4が投入される（ステップＳ４０）。
【００４１】
なお、本実施例による絶縁診断システムにおいても、図１に示した絶縁診断システムと同様にして診断用直流電源１０を用いて避雷器３および電力ケーブル４の絶縁診断を行うこともできる。
また、絶縁診断装置５０として給電用オシロ装置を用いることができる。
【００４２】
以上の説明では、診断用直流電源１０として力率改善用コンデンサ装置を利用したが、電力系統に設置されているその他の電力用蓄電設備（たとえば、コンデンサ型計器用変圧器や電力ケーブルなど）を利用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１の実施例による絶縁診断システムの構成について説明するための図である。
【図２】図１に示した絶縁診断システムを用いて避雷器３の絶縁診断を行ったのちに電力ケーブル４の絶縁診断を行う方法について説明するためのフローチャートである。
【図３】図１に示した絶縁診断システムを用いて避雷器３の絶縁診断を行ったのちに電力ケーブル４の絶縁診断を行う方法について説明するためのフローチャートである。
【図４】図１に示した絶縁診断装置３０における絶縁診断方法について説明するためのグラフであり、（ａ）は避雷器３の絶縁診断方法について説明するためのグラフであり、（ｂ）は電力ケーブル４の絶縁診断方法について説明するためのグラフである。
【図５】本発明の第２の実施例による絶縁診断システムの構成について説明するための図である。
【図６】図５に示した絶縁診断システムを用いて残留電荷法により電力ケーブル４の絶縁診断を行う方法について説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００４４】
１ 実系統交流電源
２1〜２4 第１乃至第４の遮断器
３ 避雷器
４ 電力ケーブル
１０ 診断用直流電源
１１ 電力用コンデンサ
１２ 放電回路
２１1〜２１3 第１乃至第３の直流電圧計
２２1〜２２4 第１乃至第４の直流電流計
３０，５０ 絶縁診断装置
４１ 直流フィルタ
６０ 甲アース
Ｖ1〜Ｖ3 第１乃至第３の直流電圧値
Ｉ1〜Ｉ4 第１乃至第４の直流電流値
Ｃa，Ｃb 容量値
Ｅ 推定交流破壊電界
Ｐ 基準値
Ｑa，Ｑb 電荷量
Ｑa0 初期電荷量
Ｑ3 移動電荷量
Ｑ 水トリー部残留電荷量
Ｓ１１〜Ｓ２３，Ｓ３１〜Ｓ４０ ステップ
Ｔ 絶縁体厚
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統を停電させて電力用機器（３，４）の絶縁診断を行うための絶縁診断システムであって、前記電力系統に設置された電力用蓄電設備を診断用直流電源（１０）として利用して該診断用直流電源から前記電力用機器に直流課電して該電力用機器の絶縁診断を行う絶縁診断手段を具備することを特徴とする、絶縁診断システム。
【請求項２】
前記絶縁診断手段が、前記診断用直流電源において測定された直流電圧値（Ｖ1）および直流電流値（Ｉ1）と、前記電力用機器において測定された他の直流電圧値（Ｖ2，Ｖ3）および他の直流電流値（Ｉ2，Ｉ3）とに基づいて、該電力用機器の絶縁診断を行う絶縁診断装置（３０）を備えることを特徴とする、請求項１記載の絶縁診断システム。
【請求項３】
前記絶縁診断装置が、前記他の直流電圧値（Ｖ2）および前記他の直流電流値（Ｉ2）に基づいて、該他の直流電圧値が安定したときの電圧−電流特性を求め、該求めた電圧−電流特性に基づいて前記電力用機器の絶縁診断を行うことを特徴とする、請求項２記載の絶縁診断システム。
【請求項４】
前記絶縁診断装置が、前記診断用直流電源を前記電力系統から切り離したときの前記直流電圧値（Ｖ1）に基づいて該診断用直流電源の初期電荷量（Ｑa0）を測定し、該診断用直流電源から前記電力用機器に直流課電したのち前記直流電圧値（Ｖ1）が安定したときの該診断用直流電源の電荷量（Ｑa）および該電力用機器の電荷量（Ｑb）を求め、該求めた２つの電荷量の総和と前記測定した初期電荷量との差に基づいて、または、該求めた移動電荷量の減衰量に基づいて、前記電力用機器の絶縁診断を行うことを特徴とする、請求項２または３記載の絶縁診断システム。
【請求項５】
電力系統を停電させて電力ケーブル（４）の絶縁診断を行うための絶縁診断システムであって、前記電力系統に設置された電力用蓄電設備を診断用直流電源（１０）として利用して該診断用直流電源から前記電力ケーブルに直流課電し、該電力ケーブルを接地したのちに、該電力系統の実系統交流電源（１）を診断用交流電源として利用して該診断用交流電源から該電力ケーブルに交流課電して、該電力ケーブルの絶縁診断を行う絶縁診断手段を具備することを特徴とする、絶縁診断システム。
【請求項６】
前記絶縁診断手段が、
前記交流課電の間に前記診断用交流電源から出力される交流電流の直流成分を抽出するための直流フィルタ（４１）と、
該直流フィルタによって抽出された前記直流成分の電流値（Ｉ4）を測定するための直流電流計（２２4）と、
該直流電流計によって測定された前記直流成分の電流値に基づいて前記電力ケーブルの絶縁診断を行う絶縁診断装置（５０）と、
を備えることを特徴とする、請求項５記載の絶縁診断システム。
【請求項７】
前記絶縁診断装置が、前記診断用直流電源から前記電力ケーブルに直流課電し、該電力ケーブルを該診断用直流電源から切り離し、該電力ケーブルを接地したのちに、前記診断用交流電源から該電力ケーブルに交流課電し、該交流課電の間に前記直流電流計によって測定された前記直流成分の電流値に基づいて該電力ケーブルの水トリー部残留電荷量（Ｑ）を測定し、該測定された水トリー部残留電荷量に基づいて最低ライン回帰式を用いて推定交流破壊電界（Ｅ）を算出し、該算出した推定交流破壊電界に基づいて該電力ケーブルの余寿命を評価して絶縁診断を行うことを特徴とする、請求項６記載の絶縁診断システム。
【請求項１】
電力系統を停電させて電力用機器（３，４）の絶縁診断を行うための絶縁診断システムであって、前記電力系統に設置された電力用蓄電設備を診断用直流電源（１０）として利用して該診断用直流電源から前記電力用機器に直流課電して該電力用機器の絶縁診断を行う絶縁診断手段を具備することを特徴とする、絶縁診断システム。
【請求項２】
前記絶縁診断手段が、前記診断用直流電源において測定された直流電圧値（Ｖ1）および直流電流値（Ｉ1）と、前記電力用機器において測定された他の直流電圧値（Ｖ2，Ｖ3）および他の直流電流値（Ｉ2，Ｉ3）とに基づいて、該電力用機器の絶縁診断を行う絶縁診断装置（３０）を備えることを特徴とする、請求項１記載の絶縁診断システム。
【請求項３】
前記絶縁診断装置が、前記他の直流電圧値（Ｖ2）および前記他の直流電流値（Ｉ2）に基づいて、該他の直流電圧値が安定したときの電圧−電流特性を求め、該求めた電圧−電流特性に基づいて前記電力用機器の絶縁診断を行うことを特徴とする、請求項２記載の絶縁診断システム。
【請求項４】
前記絶縁診断装置が、前記診断用直流電源を前記電力系統から切り離したときの前記直流電圧値（Ｖ1）に基づいて該診断用直流電源の初期電荷量（Ｑa0）を測定し、該診断用直流電源から前記電力用機器に直流課電したのち前記直流電圧値（Ｖ1）が安定したときの該診断用直流電源の電荷量（Ｑa）および該電力用機器の電荷量（Ｑb）を求め、該求めた２つの電荷量の総和と前記測定した初期電荷量との差に基づいて、または、該求めた移動電荷量の減衰量に基づいて、前記電力用機器の絶縁診断を行うことを特徴とする、請求項２または３記載の絶縁診断システム。
【請求項５】
電力系統を停電させて電力ケーブル（４）の絶縁診断を行うための絶縁診断システムであって、前記電力系統に設置された電力用蓄電設備を診断用直流電源（１０）として利用して該診断用直流電源から前記電力ケーブルに直流課電し、該電力ケーブルを接地したのちに、該電力系統の実系統交流電源（１）を診断用交流電源として利用して該診断用交流電源から該電力ケーブルに交流課電して、該電力ケーブルの絶縁診断を行う絶縁診断手段を具備することを特徴とする、絶縁診断システム。
【請求項６】
前記絶縁診断手段が、
前記交流課電の間に前記診断用交流電源から出力される交流電流の直流成分を抽出するための直流フィルタ（４１）と、
該直流フィルタによって抽出された前記直流成分の電流値（Ｉ4）を測定するための直流電流計（２２4）と、
該直流電流計によって測定された前記直流成分の電流値に基づいて前記電力ケーブルの絶縁診断を行う絶縁診断装置（５０）と、
を備えることを特徴とする、請求項５記載の絶縁診断システム。
【請求項７】
前記絶縁診断装置が、前記診断用直流電源から前記電力ケーブルに直流課電し、該電力ケーブルを該診断用直流電源から切り離し、該電力ケーブルを接地したのちに、前記診断用交流電源から該電力ケーブルに交流課電し、該交流課電の間に前記直流電流計によって測定された前記直流成分の電流値に基づいて該電力ケーブルの水トリー部残留電荷量（Ｑ）を測定し、該測定された水トリー部残留電荷量に基づいて最低ライン回帰式を用いて推定交流破壊電界（Ｅ）を算出し、該算出した推定交流破壊電界に基づいて該電力ケーブルの余寿命を評価して絶縁診断を行うことを特徴とする、請求項６記載の絶縁診断システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１５１５７６（Ｐ２０１０−１５１５７６Ａ）
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２９２１１（Ｐ２００８−３２９２１１）
【出願日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【Ｆターム（参考）】
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