10kVケーブル中継ジョイント故障テストケース

ⅱ.テストプロセス

ステップ1: 故障の性質を特定する

2500Vメガオームメーターを使用して、A、B、Cの3つのケーブル相の絶縁抵抗をテストし、以下の通り故障の性質を決定します：

ステップ2: 故障の事前特定

1. 最初のステップから、ケーブルのC相で高抵抗接地故障が発生し、接地抵抗が低いことがわかります。テスト手順に従い、まず3相ケーブルの全長を波反射計の低電圧パルス法を使用してテストし、ケーブルが断線しているかどうかを確認します。C相の全長は図1に示され、測定された総長は2471mです。

図1 C相の低電圧パルスの全長波形

2. 低電圧パルス法を使用してAB相ケーブルの全長をテストし、C相の全長と比較します。以下の図2に示すように、全長は一致していますが、877mの位置で差異があります。波形から、これが中間ジョイントであることがわかります。C相の絶縁抵抗が低いので、低電圧パルス波形に弱い「低抵抗」反射が見られます。これは故障点と推測されます。

図2 低電圧パルス波形の全長比較

3. 次に、パルス電流法を使用して再テストおよび確認を行います。C相に電圧を加えた後、再度波形テストを行います。以下の図3に示す波形が得られました。故障距離は887mで、低電圧パルスで測定した距離とほぼ一致しています。故障点が約880mの中間ジョイントであることがほぼ確認されました。

図3 相 C パルス電流波形

ステップ3: ケーブルパス検索

ケーブルはリングメインユニットから出て、道路に沿って設置されています。途中に特定の場所でケーブルマンホールがあります。経路情報は明確であり、検索する必要はありません。

図4 経路図

ステップ4: 故障位置を正確に特定する

1. C相に電圧を加えた後、877mの位置で定位を行います。このケーブルがユーザー用のものであるため、変電所からユーザーへの経路は基本的に明確です。ケーブルは道路脇の管に沿って設置されており、一定間隔で観察井戸があります。ユーザーに到達した後の経路情報は不明です。877mの位置を推定した後、近くのケーブルマンホールを探し、確認のために開けます。以下の図5に示すように、近くのすべてのケーブルマンホールはほぼ雨水で満たされており、故障点を確認することはできません。

図5 故障点付近のケーブルマンホール

2. 故障点付近には50mごとにケーブルマンホールがあるため、故障点は中間ジョイントと測定されました。故障箇所を特定するには、中間ジョイントのマンホールを見つける必要があります。ユーザー内の経路は不明確で、約200m離れていますが、距離の推定に誤差があります。この場合、より正確なケーブルマンホールを選択してポンプ作業を開始する必要があります。ジョイントが見つからない場合は、他の近隣のケーブルマンホールに切り替えてポンプ作業を継続します。間違った選択をすると、ポンプ作業の負荷が大きくなります。

3. この時、近くの3つか4つのケーブルマンホールの中で、 シリコングリース ジョイント設置アクセサリーが、ユーザーから約600メートル離れたケーブルマンホールに水中で浮いている状態でした（図6参照）。マンホール内にも雨水が溜まっていましたが、ここにケーブルジョイントがあると推測されました。ここからユーザーまで約600メートル、さらにユーザー内のケーブルは約200メートルあり、これは計測された故障距離877mと一致しました。ここで水を汲み出すことが決定しました。

3. 近接するケーブルマンホールの排水管が相互に接続されており、管口が効果的に閉塞されていなかったため、マンホール内の雨水も相互に接続され、汲み出し作業に大きな負荷がかかりました。数台のポンプと発電機が交換され、約20時間かけてケーブルマンホール内の雨水を汲み出し、ようやくケーブルが見えるようになりました。汲み出しを停止した後も、雨水が逆流していました。このとき、明显的なケーブル継ぎ目が観察され、継ぎ目に明显的な放電痕があったことがわかりました。図7に示す通り、故障箇所が特定されました。

図7 故障箇所 ジョイント

III. 試験のまとめ

1. C相の低電圧パルス波形には「低抵抗」反射波形が疑われます。これは故障したジョイントが水中に浸かっており、水が故障点に入り込み、低抵抗値を引き起こしているためです。しかし、ジョイント内部は依然として閉じており、完全に接地していないため、低抵抗波形の反射振幅は小さいです。この波形だけでは直接的な判断はできません。正常な波形と比較することで故障距離を判断できます；

2. 湿潤や浸水によるケーブルの故障は一般的に測定が困難です。もし故障点の抵抗値が高い場合、通常の波形テストでは難易度が高くなります。低電圧パルス波形には分岐点がなく、パルス電流波形は大抵不規則です。故障点が水中にある場合、音の伝播にも影響を与え、装置の使用にも大きな影響があります；

3. 経路情報は故障の特定において非常に重要です。ケーブルの予備配線、巻き取り、曲げは道路距離の推定に大きな影響を与えるため、注意が必要です。

IV. 故障原因分析

このケーブルは運用開始から5年経過していません。ケーブル継手の製造プロセスに問題があると疑われています。さらに、継手は通常水に浸かっており、内部の欠陥が次第に拡大し、最終的に故障に至っています。

V. ケーブルの運転および保守に関する提案

アクセサリーの取り付けと製造プロセスを改善し、ケーブルジョイントと端子の検査を強化し、従来の耐圧試験に加えてターゲットとした部分放電測定を行い、ジョイントに明らかな隠れた危険がないかを判断します。さらに、日常的なケーブルの運転および保守作業も適時に実施し、ケーブルチャネルやケーブル井戸における標準的なケーブル管理を行います。