報告書番号

H10013

タイトル（和文）

電力用CVケーブルにおける水トリー人工劣化手法の提案

タイトル（英文）

Proposal of Artificial Water Tree Degradation Method for XLPE Power Cables

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

本研究では，水トリー発生，進展，絶縁破壊の過程の中で発生と進展過程に注目し，20～60kV級CVケーブルにおいて寿命末期状態を模擬する数mm程度の水トリーを人工的に発生させる手法を提案した。水トリー発生にはその核となる欠陥が必要であり，まずその欠陥条件を決定するため，ケーブル試料の外導側絶縁層表面に粗面，針状突起，線状亀裂といった欠陥を形成し，水トリーを発生させた。その結果，水トリーは針状突起と線状亀裂から発生して数mmに達する一方，粗面の場合には発生しなかった。次に，温度条件を決定するため，室温・ヒートサイクル・連続加熱条件下で架橋ポリエチレンシート試料とケーブル試料に水トリーを発生させた。その結果，室温での水トリーが最も進展し，実ケーブルのものに近いことを確認した。以上の結果より，欠陥条件として針状突起と線状亀裂，温度条件として室温を選定し，CVケーブルに対する人工的な水トリー劣化手法として外導側絶縁層表面から水トリーを発生させる手法を提案した。劣化条件として表１に示す針状突起を用いた手法を22kV CVケーブルに適用し，水トリーは目標とする数mmに到達し，交流絶縁破壊電圧は初期値の約35%（120kVrms）に低下する劣化を実現できた。以上より，本手法は20～60kV級CVケーブルの水トリー人工劣化手法として劣化判定基準の構築に活用できる。

概要 （英文）

In this study, we have proposed a method that can produce water trees of a few millimeters in length in XLPE cables at 20 to 60 classes with consideration of water tree generation and growth. Firstly, in order to select defect types that are necessary for water tree generation, surface roughness, a needle protrusion and a line crack were formed on XLPE insulation surface of 6.6kV cables. As a result, water tree grew up to a few millimeters in length from a needle protrusion and a line crack, but no water tree was observed from surface roughness. Secondly, in order to select a thermal condition for water tree degradation, water trees were generated in XLPE sheet and cable samples at room temperature and under heat cycle and continuous heating conditions. As a result, water trees grew furthest and were most similar to ones in retrieved XLPE cables at room temperature. Finally, from these results, we selected a needle protrusion and a line crack as defects and room temperature as a thermal condition, and proposed an artificial water tree degradation method to produce water trees on outer insulation surface of XLPE cables. This method was applied with a needle protrusion to an XLPE cable at 22 kV class, and we found that water tree length reached a few millimeters and ac breakdown voltage decreased down to about 35% of the initial value. From these results, this method is useful as an artificial water degradation method to establish the criteria of degradation condition.

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