中電圧 (MV) ケーブルの三重診断テスト

中電圧 (MV) 配電ケーブル (通常定格は 6 kV ～ 35 kV) は、都市および産業用電力ネットワークのバックボーンを形成します。これらのケーブルは何十年にもわたって埋設され、接続され、運用されるため、絶縁劣化は避けられません。単一のテストでは全体像を明らかにすることはできません。AC 耐圧は強度を証明し、誘電損失測定はバルク経年劣化を明らかにし、部分放電調査は個別の欠陥を特定します。 「トリプル診断」アプローチは、3 つすべてを組み合わせて、単純な合否判定から真の状態評価に移行します。

トリプル診断の原則: それぞれの方法を最適な方法で使用します。 VLF は絶縁耐力を証明し、タンデルタはバルク絶縁品質を定量化し、部分放電は欠陥の正確な位置と性質を特定します。

超低周波試験では、AC 正弦波電圧を 0.1 Hz (IEEE 400.2 に準拠) で印加し、規定の保持期間 (通常は 2 ～ 3 U₀ で 15 ～ 60 分間) の間ケーブル絶縁にストレスを与えます。 DC テストと比較して、VLF は XLPE 絶縁を損傷する有害な空間電荷の蓄積を回避します。 50/60 Hz と比較して、周波数が低いため、無効電力需要とハードウェア サイズが現場で管理しやすくなります。

何が見つかるか:水トリー、ボイド、故障にまでは至っていない重大な機械的損傷などの重大な欠陥を検出します。

合否判定:合格すると、ケーブルが故障することなく過電圧ストレスに耐えられることが確認されます。障害が発生すると、ケーブルがすでに寿命に達していることがわかります。

規格:IEEE 400.2、IEC 60502、およびほとんどのユーティリティ仕様では、MV XLPE ケーブルの試運転およびメンテナンス耐性テストとして VLF AC を義務付けています。

VLFはスクリーニング検査です。 「合格」は、ケーブルに欠陥がないことを意味するものではなく、存在する欠陥が、加えられた応力下で破壊にまで成長しなかったことを意味するだけです。

2. タンデルタ (散逸率) の診断

タンデルタ (散逸率または誘電損失とも呼ばれます) は、絶縁体内の抵抗 (損失) 電流と容量性電流の比を測定します。健全で乾燥した XLPE ケーブルの損失係数は非常に低くなります (通常は 0.1% をはるかに下回ります)。湿度の上昇、汚染、熱老化、水トリーの成長はすべて損失を増加させ、曲線をシフトさせます。測定は比較的なものであるため、その値は傾向にあります。絶対値はケーブルによって異なりますが、時間の経過に伴う変化は高度な診断に役立ちます。

以下に敏感です:大量の湿気の侵入と絶縁体の濡れは、MV ケーブルの故障の主な原因の 1 つです。

また、次のことも明らかになります。XLPE コンパウンドと汚染された付属品の熱的および化学的老化。

方法：IEEE 400.2 および IEC 60250 の方法論に従って、良好な絶縁をイオン化損失から分離するために、テスト電圧 (チップアップ) の関数として測定されます。

単一の Tan Delta 測定値はスナップショットです。安定した傾向線が診断です。チップアップ曲線の上昇は、多くの場合、耐久性テストが不合格となるずっと前にイオン化の開始を示します。

3. 部分放電 (PD) 試験

部分放電は、導体間の絶縁をブリッジしない、局所的な不完全な絶縁破壊です。 PD を放置すると、完全に故障するまで絶縁が内部から侵食されます。 PD テストは、通常、位相分解 (PRPD) 解析を備えた IEC 60270 メソッドを使用して、VLF または電源周波数源の下で実行され、これらの弱点を検出、特定し、特徴付けします。多くの場合、停電が発生する数年前に行われます。

欠陥の種類:ボイド、層間剥離、突起、浮き電極、接合部や端子の欠陥。

豊富な診断:大きさ（pC）、開始電圧と消滅電圧、PRPD パターンの形状により、欠陥の位置と物理的性質の両方が特定されます。

価値：3 つのツールの中で最も精度が高く、回路全体を非難するのではなく、修理担当者に注意が必要な接続部分やセクションを正確に指摘します。

PD はケーブル診断の「早期警告システム」です。漠然とした劣化の疑いを、具体的で実行可能な修復目標に変換します。

4. トリプル診断比較表

3 つの方法は相互に補完し合うものであり、競合するものではありません。以下の表は、完全な MV ケーブル状態評価にそれぞれがどのように寄与するかをまとめたものです。

組み合わせたワークフロー: 最初に VLF を実行して強度を確認し、タンデルタを実行して全体の絶縁状態を評価し、次に PD を実行して、残っている欠陥を特定して特性評価します。これらを組み合わせることで、MV ケーブルの健全性について完全かつ非破壊的な判定を行うことができます。