| 研究課題/領域番号 |
15560235
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| 研究機関 | 秋田大学 |
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研究代表者 |
鈴木 雅史 秋田大学, 工学資源学部, 助教授 (60226553)
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| 研究分担者 |
吉村 昇 秋田大学, 工学資源学部, 教授 (60006674)
伊藤 淳 福島工業高等専門学校, 電気工学科, 講師 (70193472)
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| キーワード | 等価回路解祈 / 水トリー / 損失電流 / CVケーブル |
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| 研究概要 |
高度成長期に設置した架橋ポリエチレンケーブル(CVケーブル)は既に設計寿命の30年を経過し、更新期を迎えつつある。ケーブル事故の3分の1は水トリー劣化によるものであり、この水トリー劣化を診断する手法として交流課電下における損失電流波形を測定する手法の開発が進んでいる。損失波形には歪みが見られ、歪をもたらす高調波のうち最大である第三高調波電流と水トリー寸法、交流破壊電圧等との間には相関関係が見られ、非貫通水トリーでも検出できる有効な劣化診断方法として考えられている。これを理論的に解析を行う際、水トリーの寸法を考慮したモデル化はされているが、水トリーの形状を考慮したモデル化はされていない。
そこで本研究ではまず、水トリーの形状及び長さを考慮したモデルを作製し、このモデルを用いて水トリー検出に有効な様々なデータをPSpiceにより求めることを目的とした。具体的には、水トリー部の面積が同じでも形状が異なる場合、また水トリーの寸法が同じでも形状が異なる場合には損失電流波形には差異が見られる事を確認した。そして水トリー劣化試料において劣化部に対する未劣化部の面積比を変化させたときの損失電流波形の観察、また水トリーの検出における影響を検討した。その結果、以下のような知見が得られた。
・水トリー部の面積が同じでも形状が異なる場合、また水トリーの寸法が同じでも形状が異なる場合には損失電流波形にも差異が見られることが分かった。差異が見られる理由としては、水トリー形状が異なる場合には、基本波に対する高調波成分も異なるからであると考えられる。また、基本波に対する高調波成分の比率が大きい程損失電流波形の歪みの度合いも大きくなると考えられる。
・損失電流の歪から水トリーの検知を行う際には加える電圧、周波数により第3高調波の比率が異なる、つまり波形の歪み具合が異なる事が分かった。また、水トリーの進展状態によっても条件は異なり、水トリー検知においては加える電圧波形の最適化が必要であると思われる。
・貫通水トリーの形状と併せた電圧-電流特性が得られた。未貫通水トリー形状と併せた損失電流波形のデータが得られ、水トリー形状によって損失電流波形の大きさが異なることが確認された。このデータはシミュレーションで求められた損失電流の妥当性を検討する上で極めて有用となる。
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