KR100241314B1 - 교류 4전압 측정에 의한 활선 케이블 절연열화 진단방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

[목적]

고전압 케이블의 절연열화 정도를 활선 운전중에 측정용 전원을 사용하지 않고 진단하는 방법을 제공한다.

[구성]

대상케이블(2)의 차폐단과 대지간에 전환수단(12)에 의하여 선택되는, 값이 다른 제1 및 제2콘덴서(13, 14) 및 값이 다른 제1 및 제2저항(15, 16)으로 이루어지는 4종의 선택측정 접지 임피던스를 삽입하고, 다시 통상 항상 이들의 1개와 병렬로 삽입되는 제3의 콘덴서(17)의 존재하에서 직류전류의 침입을 배제한 교류전압계(19)에 의하여 각 선택측정 접지 임피던스의 1개를 선택했을 때에, 그 접지 임피던스의 양단에 발생하는 실효전압치를 교류 전압계로 측정한다. 이 결과 얻어진 4개의 실측 전압치로부터 측정대상 케이블의 절연체가 가지는 등가중심 잡음주파수에 있어서의 기전류기능을 산출하고, 이 기전류기능의 대소로부터 케이블의 절연열화 정도를 판단한다.

Description

교류 4전압 측정에 의한 활선 케이블 절연열화 진단방법 및 장치

제1도는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 회로 구성도.

제2도는 제1도에 나타낸 본 발명의 실시예의 등가회로도.

제3도는 종래의 절연열화 진단방법을 나타낸 회로 구성도.

제4도는 제3도의 등가 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 고압 모선 2 : 측정대상 케이블

5 : 방식층 절연 불량저항 6 : 방식층 국부 전지

7 : 접지선 12 : 선택스위치

13 : 제1콘덴서 14 : 제2콘덴서

15 : 제1저항 16 : 제2저항

17, 18 : 콘덴서 19 : 교류전압계

21 : 절연열화 진단장치

본 발명은 고압전력 케이블 절연의 열화 정도를 활선 운전중에 측정용 운전을 사용하지 않고 진단하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

종래, 활선 운전중의 고압전력 케이블의 절연열화 정도를 진단하는 방법으로서, 고압계통의 접지용 기기에 접촉할 필요가 없고 또 측정용 신호 전압원을 준비할 필요도 없이 용이하게 실시할 수 있는 방법이 알려져 있다. 이 방법은 측정대상 케이블의 접지선 전류중 직류분을 검출하여, 그 극성, 크기 및 시간 특성을 해석하고, 그로서 케이블 절연체중의 물 트리(트리링)의 유무, 크기, 발생방향을 검지하여, 상기 케이블의 사용 계속의 가부를 결정하는 것이다. 이 진단방법을 제3도 및 제4도를 참조하여 설명한다.

제3도에 있어서, 1은 고압모선, 2는 측정대상 케이블, 3은 측정대상 케이블(2)의 절연체내에 있어서의 관통 물 트리가 발생하였기 때문에 생긴 절연불량 저항으로 그 값은 R_I, 4는 관통 물 트리 발생부에 존재하는 절연층 국부전지이고, 그 전압치는 E_I, 5는 측정대상 케이블(2)의 외장에 발생하고 있는 방식층(防食層) 절연불량 저항으로서 그 값은 R_S, 6은 방식층 절연불량부에 존재하는 방식층 국부전지로서 그 전압치는 E_S, 7은 차폐단을 대지에접속하는 접지선, 8은 접지선(7)의 도중에 설치한 직류분 측정장치로서 직류미소 전류를 측정한다. 제4도는 제3도의 등가회로를 나타낸 것으로, 직류분 측정장치(8)의 내부를 나타내고 있다. 9는 입력저항이고, 그 값은 R_M, 10은 입력저항(9)의 직류전압 강하를 측정하는 증폭기 부착 미소 전압측정기, 11은 교류분 바이패스 콘덴서이다. E_I은 측정대상 케이블이 교류 고전계하에 있고, 또 관통 물 트리가 발생한 상태에서만 뚜렷이 나타나는 직류 기전력이고, 따라서 직류기전력 E_I, 절연불량 저항치 R_I으로 이루어지는 가지(肢)를 기전류기능지(能肢)로 하고, 입력저항치 R_M를 가지고 폐회로를 작성하면, 입력저항치(R_M)에 흐르는 전류(I_M)는 미소전압 측정기(10)에 의한 전압측정치로부터 계산할 수 있으므로, 대상케이블에 관통물 트리가 발생하고 있음을 인식할 수 있는 것이다.

그러나 상기한 바와 같이 하여 얻어진 직류전류(I_M)의 대소를 가지고 케이블의 절연열화 정도를 진단하는 것은 다음과 같은 문제점이 있었다.

가) 방식층 국부전지의 값(E_S) 및 방식층 절연불량 저항치(R_S)로 이루어지는 또 하나의 기전류기능지의 존재를 무시하고 있으므로 얻어진 전류치(I_M)가 직류기전력(E_I), 절연불량저항치(R_I) 가지내 기인한 것인지, E_S, R_S가지에 기인한 것인지를 구별할 수가 없다. 일반적으로 방식층 국부전지의 전압치(E_S), 방식층 절연불량 저항치(R_S)가지에 기인한 기전류기능의 쪽이, 직류기전력(E_I), 절연불량저항치(R_I) 가지에 기인한 기전류기능 보다 훨씬 크고, 또한 출현빈도도 높기 때문에 때때로 절연 양호 케이블을 불량으로 하는 오판단을 가져온다.

나) 가령 방식층 국부전지 전압이 영(0)이었다고 하여도, 방식층 절연불량 저항치(R_S)에 의한 직류전류(I_M)의 분류(分流)작용을 피할 수 없다. 측정된 직류전류(I_M)는 입력저항치(R_M)와 방식층 절연불량 저항치(R_S)와의 대소 대비결과, 입력저항(9)에 흐르고 있는 것에 불과하다. 일반적으로 입력저항(R_M)의 값은 10㏀~10㏀이고, 방식층 절연불량 저항치(R_S)도 같은 값이므로 R_S가지에의 분류에 의한 오차가 발생한다.

다) 관통 물 트리가 존재하지 않으면, 비록 물 트리량이 대량으로 발생하고 있어도, 직류전류(I_M)라고 하는 계속된 자유전자 전류는 공간 전하전류 등으로는 흐를 수 없으므로 절연불량으로 인지되지 않는다.

본 발명의 목적은 측정용 신호전압 전원을 사용하는 일없이, 가령 방식층 절연불량 저항이나, 방식층 국부전지가 존재해도, 또 관통 물 트리링이 존재하거나 존재하지 아니해도 물 트리등의 절연불량이 발생하고 있으면, 그것을 인지하여 절연열화의 정도를 진단할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 절연열화 진단방법은 값이 다른 제1의 측정콘덴서 및 제2의 측정콘덴서와 값이 다른 제1의 측정저항 및 제2의 측정저항으로 이루어지는 4개의 선택측정접지 임피던스, 그리고 제3의 콘덴서를 활선 전력케이블의 차폐단과 대지간에 각각 병렬로 삽입하는 단계와, 적어도 상기 제1 및 제2의 측정저항을 선택할 때에는 상기 제3의 콘덴서를 활선 전력케이블의 차폐단과 대지간에 접속한 상태에서 상기 4개의 선택측정 접지 임피던스의 하나를 상기 차폐와 대지간에 선택 접속하여 상기 선택측정 접지 임피던스의 양단에 발생하는 교류실효전압을 직류전류의 침입을 배제한 참된 실효치 전압을 표시하는 교류전압계에 의하여 측정하고, 상기 측정을 상기 4개의 선택측정 접지 임피던스에 대하여 각각 행하여 4개의 교류 실효 전압치를 측정하는 단계와, 측정된 4개의 교류실효전압치로부터 상기 활선 케이블의 절연체가 가지는 기본 주파수에 있어서의 제1의 기전류기능 및 기본 주파수의 N배의 등가중심잡음 주파수에 있어서의 제2의 기전류기능을 산출하고, 제2의 기전류기능의 대소로부터 케이블의 절연열화 정도를 판단하는 단계를 포함하고 있다.

본 발명의 절연열화 진단장치는, 상기 활선 케이블 절연열화 진단방법에 사용되는 장치로서, 상기 활선 전력케이블의 차폐단과 대지간에 접속되는 제3의 콘덴서와, 값이 다른 제1의 측정콘덴서 및 제2의 측정콘덴서와 값이 다른 제1의 측정저항 및 제2의 측정저항으로 이루어지는 상기 4개의 선택측정 접지 임피던스와, 상기 4개의 선택측정 접지 임피던스의 하나를 선택하여 상기 활선 케이블의 차폐와 대지와의 사이에 접속함과 동시에 상기 선택된 선택측정 접지 임피던스의 양단을 직류전류 차단용 콘덴서에 직렬로 접속된 상기 교류전압계에 접속하는 전환수단을 구비하고 있다.

실제로 사용되는 기본주파수(상용주파수)의 교류전압 전계에 의하여, 측정대상 케이블의 절연체내에 그 절연불량의 정도에 따라 자연히 발생하는 넓은 주파수에 걸친 잡음전류 기전류기능을 절연열화의 진단에 이용한다. 이 잡음전류 기전류기능을 대표하는 기본주파수의 N배의 등가중심 잡음주파수에 있어서의 제2의 기전류기능을 산출하기 위하여, 대상케이블의 차폐단과 대지간에 전환수단에 의하여 선택되는, 값이 다른 제1 및 제2콘덴서 및 값이 다른 제1 및 제2저항으로 이루어지는 4종의 선택측정 접지 임피던스를 삽입하고, 또 통상 항상적으로 이들의 하나와 병렬로 삽입되는 제3의 콘덴서의 존재하에서, 직류전류의 침입을 배제한 교류전압계에 의하여 각 선택측정 접지 임피던스의 하나를 선택했을 때에, 그 접지 임피던스의 양단에 발생하는 실효 전압치를 교류전압계로 측정한다. 이 결과 얻어진 4개의 실측 전압치로부터 측정대상 케이블의 절연체가 가지는 등가중심 잡음주파수에 있어서의 기전류기능을 산출하고, 이 기전류기능의 대소로부터 케이블의 절연열화 정도를 판단한다.

먼저, 본 발명의 절연열화 진단방법이 성립하는 원리에 대하여 설명한다. 측정대상 케이블의 절연저항을 직류적으로 측정하기 위해서는 측정 가능한도 이하로 절연 저항치가 저하되어 있는 것이 필요하다. 그러나, 근래의 플라스틱 절연전력 케이블에서는 절연체를 관통하는 패스가 발생하고 있지 않으면, 아무리 물 트리가 대량으로 발생하고 있어도 절연저항치는 매우 높고, 그 값을 실측하는 것이 실용적으로 불가능하다. 또 관통 물 트리가 발생하고 있어도 그 실수(實數)가 적으면, 역시 절연저항치가 높아 실측이 곤란하다. 그러므로 본 발명에서는 직류를 사용한 측정방법을 포기하고, 대신 절연열화한 케이블이 그 열화정도에 따라, 기본주파수에 의한 교류전압 전계하에서 자연적으로 발생하는 넓은 주파수에 걸친 잡음전류 기전류기능에 의하여, 측정대상 케이블의 차폐단과 대지간에 삽입한 100㏀이하의 임피던스의 콘덴서 및 저항에 발생하는 교류실효전압을 측정하여, 상기 기전류기능의 실수를 얻고, 그 대소에 의하여 절연열화의 정도를 판단하게 했다. 본 발명은, 종래의 진단방법과 같이 측정용 신호전원을 준비하고, 이것을 고압계통의 접지용기기의 중성점과 대지간에 접속하여 신호전압을 고압계통에 보내는 등의 수고는 전혀 필요 없으며, 단지 대상케이블의 차폐단의 접지선의 도중에 측정회로 1식을 끼워넣기만 함으로써 측정이 실시되어 실행이 매우 용이하다. 그리고 비교적 큰 교류전류 전압을 취급하기 때문에, 사용측정기의 고성능 구비의 요구는 없고, 저임피던스로 직류분을 배제한 교류실효전압의 측정을 행하기 때문에, 절연체에 관통패스가 발생하고 있거나 발생하지 않아도 또 국부전지가 절연체내 또는 방식층에 존재하거나 존재하지 않아도 하등 문제가 되지 않고, 직류를 사용한 종래 기술에서는 인지할 수 없었던 절연열화의 초기부터 검지할 수 있게 되었다.

본 발명은 잡음전류 기전류기능은 넓은 주파수 범위에 걸쳐져 있으나, 이것을 등가중심 잡음주파수라고 하는 개념을 사용하여, 마치 단일의 주파수의 잡음전류 기전류가 존재하는 것으로 하고, 그 주파수는 기본주파수의 N배인 것으로 한다. 물론 N은 미지수이나, 그 외에도 미지수가 3개 있다. 하나는 측정대상 케이블의 방식층 정전용량(차폐금속 대 대지정전 용량(C_S)이고, 다른 2개는 기본주파수(상용주파수) F_HZ에 있어서의 기전류 기능(x), 등가중심 잡음주파수(NF_HZ)에 있어서의 기전류기능(y)이다. 전자의 기전류기능(y)은 케이블 각상 마다의 절연열화 정도 및 절연층 정전용량에 불균형이 없으면 본래는 영(0)이 되어야 할 것이다. 그러나 실제에는 존재하는 정전용량 불균형과 전자유도 현상 때문에, 얼마간의 값이 존재한다. 그 중에는 각 상의 절연열화 정도의 불균형에 관한 정보도 포함되어 있을 것이다. 다른 요인에 의거하는 것과의 구별이 되지 않기 때문에, 이 값은 참고치로 하는데 그치고, 절연열화 정도를 나타내는 지표로서는 채택하지 않는다. 후자의 기전류기능(y)이 절연열화 정도의 대소를 단적으로 나타내는 중요지표로서 사용된다. N값은 경험에 의하면 절연열화가 진행되면 작아지는 것같이 보여지나, 변화율도 작고, 졀연열화 정도를 나타내는 지표로서 채택하는 것은 지금으로서는 할 수 없고, 역시 참고치이다. 방식층 정전용량(C_S)도 계산의 과정에서 중요하며 값을 알 수도 있으나, 절연열화 정도를 나타내는 지표로는 되지 않는다.

이상 설명한 4개의 미지수를 구한다고 하는 것은 4차원 연립방정식을 세워 그것을 해석한다는 것을 의미하고, 이를 위하여 조건을 바꾼 전압측정을 4회 행할 필요가 있다. 먼저 방식층 정전용량(CS)을 구하기 위하여, 값이 이미 알려져 있으며 또 그 값이 다른 대용량의 콘덴서 C₁및 C₂(각각의 상용주파수에 있어서의임피던스는 100Ω이하로 한다)를, 측정대상 케이블의 차폐단과 대지간에 선택적으로 삽입하여, 각각에 대응하는 콘덴서의 양단교류 실효전압 E_C1및 E_C2를 실측하면, 방식층 정전용량(C_S)은 계산으로 구할 수 있다. 이때, 측정대상 케이블 길이가 극히 짧으면 C_S가 영(0) 혹은 부(-)로 계산되는 경우가 있다. 이대로는 다음의 측정이 무의미하게 되므로, 이것을 피하기 위하여 불필요 용량(dead capacity)로서 Co´를 항상적으로 차폐단과 대지간에 삽입해둔다. 따라서 얻어진 정전용량치를 Co라 하면, Co는 참의 방식층 정전용량이 아니라, Co=Co´+Cs이다. 여기서도 Co가 항상 정전용량 Co´보다 작게 계산되었을 때는 측정대상 케이블이 짧은 경우에 생긴 측정오차의 결과이므로, 이후의 계산에서는 Co=Co´로 하여 대입한다. 항상 정전용량 Co´의 값은 시뮬레이션 결과로는 수 ㎌이면 좋으나, 별도로 Co´를 준비하지 아니해도 C₁또는 C₂를 Co´의 역할도 겸하게 하는 사용법을 하여 부품의 수를 감소시키는 생각도 있다는 것에 언급해 둔다.

다음에 값이 이미 알려져 있으며 또 그 값이 다른 저항 R₁및 R₂(각각 그 값은 100Ω이하로 한다)를, 측정대상 케이블의 차폐단과 대지간에 선택적으로 삽입하고, 각각에 대응하는 저항의 양단의 교류실효전압 E_R1및 E_R2를 실측한다. 이 결과, 4개의 전압실측치 E_C1,E_C2, E_R1, E_R2를 얻으면 연립방정식을 풀어 Co(알고 싶으면 Co-Co´가 방식층 정전용량 CS로서 얻어진다), 등가중심 잡음주파수의 기본주파수에 대한 배율(N), 기본주파수(F_HZ)에 있어서의 기전류기능(x)의 4개의 미지수를 구할 수가 있다. 연립방정식을 푸는 과정에서 N의 값이 1 또는 부(-)가 되는 근(root)은 버린다. N=0는 받아들인다.

상기한 중에서 중요한 것은 전압실측치 E_R1및 E_R2를 측정하는 경우에 반드시 정전용량 요소가 저항 R₁또는 R₂에 병렬로 접속되어 있을 것이 필요하고, 만일 이것이 없으면 E_R1/E_R2=R₁/R₂가 될 뿐으로, 주파수 요소가 개입되지 않고, 따라서 해답을 얻을 수는 없다. 이 때문에 항상 정전용량(Co´)를 삽입하고 있다. 계산에 의하여 얻어진 등가중심 잡음주파수에 있어서의 기전류기능(y)의 대소로부터 케이블의 절연열화 정도를 판단하고, 처치를 결정한다. 당분간, 11KV, CV 케이블에 대하여 다음과 같은 판단기준을 제공한다.

[표 1]

다음에 제1도에 따라 본 발명의 실시예를 설명한다. 1은 고압모선, 2는 측정대상 케이블, 5는 측정대상 케이블(2)에 존재하는 방식층 절연불량 저항으로서 그 값은 R_S, 6은 방식층 국부전지로서 그 기전력은 E_S이다.

20은 측정대상 케이블(2)의 방식층 정전용량으로서 그 값은 C_S이다. 그 수치는 후기하는 측정결과를 판명하기 위하여 미리 알 필요는 없다. 7은 측정대상 케이블(2)의 차폐단을 대지에 접속하는 접지선이다. 이 접지선(7)은 절연진단의 측정에 있어서는 절연열화 진단장치(21)의 선택스위치(12) 및 콘덴서(17, 18)의 각 일단에 접속된다. 선택스위치(12)는 도면에서는 랩기구를 가지는 회동식 전환스위치로 나타냈으나, 동일한 전환기능을 가지면 어떠한 것이라도 좋다. 선택스위치(12)의 선택위치로서는, 항상 직접 접지의 E위치, 제1콘덴서(13)를 선택하는 PC₁위치, 제2콘덴서(14)를 선택하는 PC₂위치, 제1저항(15)을 선택하는 PR₁위치, 제2저항(16)을 선택하는 PR₂위치가 있다. 이들 제1 및 제2콘덴서(13, 14), 그리고 제1 및 제2저항(15, 16)으로 이루어지는 4종류의 접지 임피던스의 각 타단은 일괄하여 접지되어 있다. 콘덴서(17)는 선택스위치(12)의 선택위치와는 관계없이, 항상 측정대상 케이블(2)의 차폐단과 대지간에 삽입된다. 콘덴서(17)는 제1저항(15) 또는 제2저항(6)을 선택하여 측정할 때에 그들과 병렬로 존재하는 것이 필수적이나, 제1콘덴서(13) 혹은 제2콘덴서(14)를 선택했을 때에는 그 존재는 필수적이지는 않다. 그러나 여분의 기구를 필요로 하는 점에서 콘덴서(17)를 일부러 제거하는 것도 바람직하지 않기 때문에 항상 삽입되어 있다. 침입할 가능성이 있는 직류분을 차단하기 위하여 콘덴서(18)를 직렬 접속한 교류전압계(19)가 측정대상 케이블(2)의 차폐단 대 대지간의 교류실효치 전압을 측정하기 위하여 접지선(7)과 대지간에 접속되어 있다. 교류전압계(19)의 측정대상은 기본주파수 전압만이 아니고, 고주파 성분을 포함하는 왜곡 파형 전압이기 때문에, 소위 참의 실효치 전압을 측정할 수 있는 타입의 것이 정확한 측정결과를 얻기 위하여 필수적이다. 평균치를 측정하여 이것을 정현파로 간주한 실효치로 환산지시하는 타입의 전압계는 채용할 수 없다.

제2도는 제1도의 실시예의 등가회로를 나타낸 것이다. 제2도에 있어서 상기한 2개의 기전류기능 가지(肢)되어 있다. 하나는 기본주파수(상용주파수) F_HZ에 있어서의 기전력기능(x)을 가지는 제1의 기전류기능 가지, 다른 하나가 기본주파수의 N배의 주파수 즉 NF_HZ에 있어서의 기전류기능(y)을 가지는 제2의 기전류기능 가지이다. 어느 기전류기능 가지도 외부회로의 임피턴스의 변화에 실용적으로 관계하지 않고 일정한 전류를 송출시키므로 동적(動的)으로는 내부저항 무한대의 정전류 발전기와 등가이다. Co는 제1도에서 나타낸 콘덴서(17, 20)의 합계 정전용량치, 즉 Co´+Cs를 나타낸다. 방식층 국부전지의 기전력(E_S), 방식층 절연불량 저항치(R_S)로 이루어지는 직류 잡음 기전류기능 가지로부터 송출되는 전류는 콘덴서(18)에 의하여 차단되고, 교류전압계(19)에 의하여 측정되는 PC₁위치 선택시의 측정전압(E_C1), PC₂위치 선택시의 측정전압(E_C2), PR₁위치선택시의 측정전압(ER₁), PR₂위치선택시의 측정전압(E_R2)에 영향을 미치지 않는다. 또한, 측정대상 케이블(2)의 절연체 내부에 직류 기전력(E₁), 절연불량 저항치(R₁)로 이루어지는 직류잡음 기전류기능 가지가 또 있다해도, 그 영향은 측정치에 나타나지 않는다.

다음에 실제의 측정수순을 설명한다. 먼저 측정대상 케이블(2)의 차폐단의 접지선(7)의 도중에 절연열화 진단장치(21)를 개입시켜 접속한다. 이때 선택스위치(12)의 선택위치를 E위치, 즉 직접접지의 위치에 미리 설정한다. 이어서 PC₁위치, PC₂위치, PR₁위치, PR₂위치의 각각을 선택(선택의 순서는 이 순서에 구애받지 않고 임의이면 좋다)했을 때의 교류 실효치 전압 E_C1, E_C2, E_R1, E_R2를 각각 측정한다. 절연진단 측정장치(21)의 회로에는 직류적으로는 큰 시정수가 존재하나 교류전압의 측정에는 관계없이, 측정은 단시간내에 실시할 수 있다. 4개의 위치에 있어서의 측정이 종료되면 절연열화 진단장치(21)를 접지선(7)으로부터 떼고, 다른 측정대상 케이블의 측정으로 옮겨간다.

제2도의 등가회로로부터 실측된 4개의 교류실효전압은 다음의 4식으로 표시된다.

실측된 교류실효전압치를 상기 식에 대입하여 연립방정식을 풀면, 합계 정전용량치(Co), 배수(N), 기전류기능(x) 및 (y)의 값을 얻을 수 있다. 기전류기능(y)을 제외한 3개의 값은 참고치로서 보유하고 기본주파수의 N배의 주파수에 있어서의 기전류기능(y)을 사용하여 그 대소에 의하여 절연열화도를 진단하여 측정대상 케이블의 처치를 결정한다. 합계 정전용량치(Co)가 항상 정전용량치(Co´)보다 작게 계산되었을 때는 Co=Co´로 한다. N이 1 또는 부(-)로 얻어진 근(root)은 무효로 하고 다른 근을 찾는다. N=0은 유효로 한다. 또 PC₁위치에 있어서의 정전용량치(C₁), PC₂위치에 있어서의 정전용량치(C₂), PR₁에 있어서의 저항치(R₁), PR₂에 있어서의 저항치(R₂)의 구체적인 값은 그것이 측정대상 케이블의 4개의 접지 임피던스가 되는 것으로부터 기술기준상에서는 안전면에서도 100Ω이하의 값일 것이 필요하다. 구체적인 예를 들면, C₁=80㎌, C₂=240㎌, R₁=51Ω, R2=24Ω와 같이 된다.

다음에 본 발명을 실사용중인 11KV, CV 케이블 선로에 적용한 구체예에 대하여 제2도에 나타낸다. 4개의 접지 임피던수는 상기 구체적 예로 들은 수치를 사용하고 있다. 기타 기본주파수(F)로서 F=60Hz, 항상 정전용량치로서 Co´3.45㎌이다.

[표 2]

한편, 이들의 케이블을 활선하에서 직류 50V를 교류전계에 중첩시켜 절연저항을 측정하는 종래 기술에 의하여 조사한 결과는 표 3에 나타내는 것과 같다.

[표 3]

표 2와 표 3의 결과를 총합해 보면, 피이더 1은 종래의 기술로도 겨우 절연층저항 불량의 존재를 인식할 수 있으나, 본 발명의 방법에서는 명확하게 인식되고 있다. 피이더 2는 종래의 기술에서는 양호하다고 판정되고, 마찬가지로 양호로 판정되고 있는 피이더 3과의 구별이 되지 않으나, 본 발명의 방법에서는 피이더 3과의 차가 명확하다. 아마도 피이더 2는 절연층을 관통하는 패스가 없거나, 혹은 있어도 그 수가 극히 적기 때문에 절연저항치로서는 극히 높기 때문에 인식이 곤란한 절연열화의 초기상태의 케이블이라고 생각된다. 즉, 직류에 의한 종래의 기술보다도 본 발명의 방법 쪽이 예민하게, 절연층 관통패스가 없거나 혹은 수가 적은 절연열화의 초기상태의 인식에 위력을 발휘하는 것을 알 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 활성 케이블 절연열화 진단방법 및 장치는 다음의 잇점이 있다. 즉,

가) 고압계통의 접지용 기기에 접촉할 필요나 측정용신호 전압전원을 특별히 준비할 필요가 없고, 경제적으로 저렴하고, 또한 기술적으로도 용이하고 안전하게 언제라도 절연열화의 진단을 실시할 수 있다.

나) 측정대상 케이블의 길이의 대소를 묻지 않는다.

다) 측정대상 케이블의 절연층내의 국부전지, 방식층내의 국부전지의 유무를 묻지 않는다.

라) 절연층을 관통하는 패스의 유무를 묻지 않는다. 따라서 절연층 절연저항이 종래의 기술에서는 실측 불가능한 정도로 높은 상태에 있어서의 절연층의 열화정도의 추이를 인지할 수 있다.

마) 선택측정 접지 임피던스가 극히 작기 때문에, 방식층 절연저항의 대소에 영향받지 않는다.

바) 절연열화 진단장치는 직류 시정수의 영향을 받지 않으므로 측정 소요시간이 극히 짧다.

상기한 잇점은 현재 기술로 인지되는 케이블 절연열화 상태 보다 더 앞의 절연열화의 진행상태를 검출하는데 적합하고, 특히 현재 확고한 절연열화 진단기술이 확립되어 있지 않은 특별 고압용 플라스틱 절연케이블의 열화진단에 가장 적합하다.

Claims (2)

1. 값이 다른 제1의 측정콘덴서 및 제2의 측정콘덴서와 값이 다른 제1의 측정저항 및 제2의 측정저항으로 이루어진 4개의 선택측정 접지 임피던스, 그리고 제3의 콘덴서를 활선 전력케이블의 차폐단과 대지간에 각각 병렬로 삽입하는 단계와, 적어도 상기 제1 및 제2의 측정저항을 선택할 때에는 상기 제3의 콘덴서를 활선 전력케이블의 차폐단과 대지간에 접속한 상태에 있어서, 상기 4개의 선택측정 접지 임피던스의 하나를 상기 차폐와 대지간에 선택접속하여 그 선택측정 접지 임피던스의 양단에 발생하는 교류실효전압을 직류전류의 침입을 배제한 참의 실효치 전압을 표시하는 교류전압계에 의하여 측정하고, 그 측정을 상기 4개의 선택측정 접지 임피던스에 대하여 각각 행하여 4개의 교류실효전압치를 측정하는 단계와, 측정된 4개의 교류실효전압치로부터 상기 활선 케이블의 절연체가 가지는 기본 주파수에 있어서의 제1의 기전류기능 및 기본 주파수의 N배의 등가중심 잡음주파수에 있어서의 제2의 기전류기능을 산출하고, 제2의 기전류기능의 대소로부터 케이블의 절연열화 정도를 판단하는 단계를 포함하는, 교류 4전압 측정에 의한 활선 케이블 절연열화 진단방법.
2. 적어도 제1 및 제2의 측정저항을 선택할 때에는 제3의 콘덴서를 활선 전력케이블의 차폐단과 대지간에 접속한 상태에 있어서, 4개의 선택측정 접지 임피던스의 하나를 선택하여 차폐와 대지간에 선택 접속하고, 상기 선택측정 접지 임피던스의 양단에 발생하는 교류실효전압을 직류전류의 침입을 배제한 참의 실효치 전압을 표시하는 교류전압계에 의하여 측정하고, 그 측정을 상기 4개의 선택측정 접지 임피던스에 대하여 각각 행하여 4개의 교류실효전압치를 측정하고, 측정된 4개의 교류실효전압치로부터 상기 활선 케이블의 절연체가 가지는 기본주파수에 있어서의 제1의 기전류기능 및 기본 주파수의 N배의 등가중심 잡음주파수에 있어서의 제2의 기전류기능을 산출하고, 제2의 기전류기능의 대소로부터 케이블의 절연열화 정도를 판단하는 활선 케이블 절연열화 진단에 사용되는 절연열화 진단장치에 있어서, 상기 활선 전력케이블의 차폐단과 대지간에 접속되는 상기 제3의 콘덴서와, 값이 다른 제1의 측정콘덴서 및 제2의 측정콘덴서와, 값이 다른 상기 제1의 측정저항 및 제2의 측정저항으로 이루어진 상기 4개의 선택측정 접지 임피던스와, 상기 4개의 선택측정 접지 임피던스의 하나를 선택하여 상기 활선케이블의 차폐와 대지와의 사이에 접속함과 동시에 그 선택된 선택측정 접지 임피던스의 양단을 직류전류차단용의 콘덴서에 직렬로 접속된 상기 교류 전압계에 접속하는 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 절연열화 진단장치.