報告書番号

H11035

タイトル（和文）

CVケーブル絶縁破壊前駆遮断試験における絶縁最弱点箇所位置標定手法の改良

タイトル（英文）

Positioning for the Weakest Point in Electrical Insulation with Pre-breakdown Discharge Detection Test for XLPE Cables

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

都市部での電力供給の根幹を担う設備の一つであるCVケーブルでは高経年運用が増加傾向にあり，適切な維持保守計画の立案に対して経年劣化状況の把握が急務である。当所は電力各社と協力し，22～77kV CVケーブルの経年劣化状況を明らかにすべく，撤去CVケーブルに対して絶縁破壊前駆遮断試験(以下，前駆遮断試験)を実施し，経年による絶縁性能低下や水トリー発生状況等との相関性を統計的に評価している。前駆遮断試験では，最長100mのケーブルに対して絶縁性能を最も低下させる水トリーを10cm程度の精度で位置標定する必要があるが，現状手法では3～6日程度を要することから，今後も多数の撤去CVケーブルに対して前駆遮断試験を行うため，当該試験の更なる効率化が課題となっている。
以上の背景を受け，絶縁性能を最も低下させる水トリーで発生する部分放電(PD)を十分な精度で効率的に位置標定可能な新たなPD信号測定手法を開発し，その適用可能性と効果を確認することを目的として本研究を実施し，以下の成果を得た。
（１）計測システムの構築
PD発生箇所の位置標定をするため，PDパルス信号を複数の測定箇所で測定して各測定点での信号到達時間の差と信号伝搬速度からPD発生箇所を推定する伝搬時間差法を用いることとした。このとき，10cm程度の位置標定精度を得るためサブナノ秒の高時間分解能でPD信号を測定する必要がある(注4)ことから，1GHz以上の周波数帯域を有する汎用ICによる高周波アンプを中心としたPD信号測定システムを試作した。
（２）前駆遮断試験への適用と位置標定精度の検証
試作システムを撤去CVケーブルの前駆遮断試験に適用した結果，開発した手法で標定したPD発生箇所と従来手法による標定箇所が一致することを確認し，当該箇所より絶縁上の最弱点要因である電気トリーを伴う水トリーを検出することに成功した。比較的長尺である100m長のケーブルの場合，開発した手法によりPD発生箇所の位置標定に要する時間は，これまでの手法と比較して1/3程度以下に低減できる。

概要 （英文）

The pre-breakdown discharge detection test is the most effective test for understanding both the withstand voltage and the cause of the breakdown. Therefore, CRIEPI has been adopting the test for the insulation aging property of the field aged XLPE cable. The cable specimen is divided into 4 parts firstly and the section where PD occurs is recognized, which should be divided into two sections to localize the PD source in the conventional method. This method needs a lot of time to locate the PD source, namely around 1 week for a 100-m XLPE cable specimen.
The proposed method aims to reduce the necessary time for location of the PD source. The PD pulse waveform is measured at multiple measuring points with the application of foil electrode technology with wide band amplifies of more than 1 GHz in higher frequency limit. The measurement result reveals the pulse propagation properties such as propagation velocity and propagation delay from the PD source to the measuring points. Thus, the PD source position is calculated by the propagation characteristics of the PD pulse, and the location accuracy is around 10 cm in the cable length. The calculated PD source is almost same position as the section determined by the conventional method, and the water tree with some electrical trees can be found in the section. Therefore, the proposed method is confirmed as a reasonable method for positioning the weakest point in electrical insulation.

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