報告書番号

H07014

タイトル（和文）

CVケーブル絶縁診断への減衰振動高電圧の適用可能性の検討

タイトル（英文）

Investigation on Applicability of Dumping Oscillating High Voltage to Insulation Diagnosis of XLPE Cables

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

22～77kV CVケーブルでは，水トリーが主要な経年劣化要因であり，その劣化度合いや絶縁耐力の実力値を現地診断する手法が求められている。ここで，減衰振動高電圧(OWHV)は高電圧課電時間が短いため，被診断CVケーブルの絶縁耐力への影響を小さくできる可能性がある上，長距離線路のような大きな負荷に対しても比較的コンパクトな電源が実現可能である。このため当所では，現地診断を視野に入れ，水トリー劣化したCVケーブルに対するOWHVによる絶縁診断への適用可能性の検討を開始した。
本報告では，水トリー劣化したCVケーブルの絶縁診断に対するOWHVの適用可能性を検討することを目的とし，以下の成果を得た。
1. DOHV課電試験のCVケーブル絶縁診断への適用可能性
水トリー劣化させたCVケーブルにDOHVを課電し，PDを検出できることを確認した。CVケーブル等の固体絶縁物内部で発生するPDは絶縁破壊の前駆現象であるため，高電圧が短時間のみ課電されるDOHV課電時のPD測定により，DOHVによるCVケーブルの絶縁診断の可能性を示した。
2. DOHVの繰り返し課電によるCVケーブル絶縁耐力低下への影響
前出の水トリー劣化CVケーブルにPD発生を伴うDOHVを繰り返し課電した。この結果，繰り返し課電前後でPD最大放電電荷量と課電電圧との相関性に変化がなく，絶縁耐力低下への影響は小さいことを明らかにした。
3. PD信号の伝搬時間差測定によるPD源位置標定の可能性
PD信号はケーブル内を伝搬し解放端で反射するため，直接波と反射波の時間差よりPD源の位置標定が可能である。本手法により気中PD源によるPDパルスの高時間分解測定を行い，20m程度の精度での位置標定の可能性を明らかにした。
以上より，水トリー劣化したCVケーブルに対する絶縁耐力の現地診断手法として，PD測定を併用したDOHV課電手法の適用が期待できることを明らかにした。

概要 （英文）

Water trees are considered to be one of dominant causes of a failure in 22 to 77 kV class XLPE cables. Therefore, status of water-tree degradation is important for estimation of residual lifetime of an aged XLPE cable and its replacement time, in which on-site measuring and analyzing methods are desirable. CRIEPI has been focusing on a dumping oscillating high voltage (DOHV) that can realize compact power source compared to those in commercial power frequency, and has been investigating the applicability to the insulation diagnosis of water tree degraded XLPE cables applying the empirical techniques on pre-breakdown testing for removed XLPE cables.
This report firstly investigates on the possibility of generation of water tree induced partial discharge (PD) under DOHV application, which is an important phenomenon for estimation of insulation strength of XLPE cable. As a result, PD is certainly obtained from the water tree degraded 6.6 kV XLPE cable under DOHV application. Then, DOHV is applied repeatedly to the water tree degraded 6.6 kV XLPE cable in order to investigate the influence of repetitive DOHV application to the insulation layer on its insulation strength, i.e. PD generation and growth of electrical trees. As a result, little influence of repetitive application can be found on the PD charge characteristics. Finally, possibility of PD source location is investigated and the required datum for the insulation diagnosis of XLPE cables are discussed and depicted clearly in order to estimate the longest water tree length and breakdown stress for commercial ac stress. From these investigations, DOHV is concluded to be one of major candidates for the insulation diagnosis for XLPE cables.

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