WEKO3
アイテム
油浸紙-油複合絶縁ケーブルの部分放電劣化メカニズム解明と実線路診断技術高度化に関する研究
https://doi.org/10.18997/00007657
https://doi.org/10.18997/00007657b1c6c4ad-60ad-4d04-bc22-917edd6fe765
| 名前 / ファイル | ライセンス | アクション |
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kou_k_470.pdf (3.7 MB)
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| アイテムタイプ | 学位論文 = Thesis or Dissertation(1) | |||||||||
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| 公開日 | 2020-03-11 | |||||||||
| 資源タイプ | ||||||||||
| 資源タイプ識別子 | http://purl.org/coar/resource_type/c_db06 | |||||||||
| 資源タイプ | doctoral thesis | |||||||||
| タイトル | ||||||||||
| タイトル | 油浸紙-油複合絶縁ケーブルの部分放電劣化メカニズム解明と実線路診断技術高度化に関する研究 | |||||||||
| 言語 | ja | |||||||||
| タイトル | ||||||||||
| タイトル | Study on Elucidation of Partial Discharge Deterioration Mechanism of Oil Impregnated Paper Insulation System and Improvement of Actual Underground Transmission Line Diagnostic Technique | |||||||||
| 言語 | en | |||||||||
| 言語 | ||||||||||
| 言語 | jpn | |||||||||
| 著者 |
岩下, 雄宇
× 岩下, 雄宇
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| 抄録 | ||||||||||
| 内容記述タイプ | Abstract | |||||||||
| 内容記述 | 油浸紙-油複合絶縁ケーブル（以下、OFケーブル）は、油浸紙と絶縁油の複合絶縁体であり、油加圧の密閉下で完全ボイドレスな構造になっていることから、部分放電による熱劣化や放電劣化等の自然劣化は生じにくいと考えられてきた。しかし、近年、超高圧OFケーブル地中送電線路において絶縁破壊事故が発生している。これらの、絶縁破壊事故の中には、国内外で広く採用されている「油中ガス分析」での診断では、絶縁破壊に至る劣化兆候を把握できなかった事例もあった。以上の結果より、本研究では、OFケーブルの各種部分放電特性を把握し、劣化メカニズムを解明するとともに、世界で初めて実OFケーブル線路の新たな劣化診断技術として部分放電測定の実用化を行った。第1章は『序論』である。上記のとおり、従来、OFケーブルは部分放電が発生しづらいと考えられていたことから、油量・油圧監視に加え、「油中ガス分析」によるトレンド管理が推奨されてきた。しかしながら、九州電力㈱管内において、平成21年から平成23年の間に立て続けに3件の絶縁破壊事故が発生したことから、本研究で、OFケーブルにおける部分放電測定の実用化に向けた各種研究に取り組むことになった経緯や研究着手時に山積していた各種課題等について述べている。第2章は、『設計電界下での部分放電特性』について検討した。本研究の着手当時には、部分放電測定の劣化診断の実用化に向けては、課題が山積していた。従って、「末期の劣化兆候」を把握することを目的に、油隙欠陥を含む油浸絶縁紙-絶縁油複合絶縁系の試料を用いて、末期の劣化様相を模擬し、275kV級設計電界下の部分放電推移と劣化進展様相を観測した。その結果、設計電界下においては、部分放電の継続による放電エネルギーの蓄積によって、放電痕、炭化痕、開孔、炭化痕の連なり等の状態変化を伴いつつ積層方向に絶縁紙を侵食しながら進行することがわかった。これらの結果から、部分放電の発生と同時に絶縁破壊に至る可能性は低く、連続放電の発生から絶縁破壊までにはある程度のリードタイムが見込めることなどを明らかにした。第3章では、『部分放電進展推移と油隙内部の状態の関係』について検討した。絶縁設計上、OFケーブルは、雷インパルス耐電圧値から絶縁厚を決定しており、通常、開閉サージなどの過電圧が重畳されても部分放電は発生しない。しかし、撤去品調査の結果などから、長期運用に伴い発生するコアずれ・紙ずれに伴う油隙の重なりや絶縁紙や遮蔽層のしわ・乱れ、水分の混入などが従来からOFケーブルの内部欠陥になり得る電界集中要因と考えられてきた。また、最近では、これらに加え、黒色化物（酸化スラッジや硫化銅など）も新たな電界集中の要因となることが報告されている。本章では、これらの電界集中要因（内部欠陥）もしくはこれらの複合要因により、部分放電が発生し油隙内部の絶縁油が劣化した状態を模擬した。すなわち、実設備でも発生し得る開閉サージ相当のインパルス電圧を商用周波交流電圧へ繰返し重畳させ、初期から末期の劣化状態までの部分放電進展推移を観察した。同時に、接地側電極に透明電極を用いた試料とCCDカメラを用いた実験装置を構築し、油隙内部の状態を観察した。これらの実験環境を利用して油隙内部の状態と部分放電進展推移との相関性評価を行った。また、前章と本章で得られた部分放電特性を踏まえ、OFケーブルの部分放電劣化メカニズムを推定した。第4章は、『OFケーブル部分放電測定の実用化』について記述する。実際のOFケーブル線路は各マンホールや洞道内において、接続箱によりケーブル同士を接続している。長亘長の単心OFケーブルでは、シース回路損を抑制するため、3区間毎に接地を行うクロスボンド接地方式が採用されており、部分放電信号がクロスボンドの影響で大きく減衰する可能性が懸念される。そこで、部分放電の発生を模擬したパルス電圧を実線路の気中終端接続部から印加し、入力端と遠方端の終端接続部の接地線および線路途中の接続部のクロスボンド線に設置した高周波CTによって高周波電流信号を検出するパルス伝搬特性試験を行った。この結果から、部分放電信号の減衰率を推定し、実線路における測定可能範囲、測定周波数帯域、測定方法等について提案した。また、OFケーブル線路マンホールへの入孔作業時の作業員の安全確保方法への適用方法等についても提案した。第5章は、『総括』として本研究で得られた学術的成果、工学的成果を取りまとめ、本論文を総括した。学術的成果としては、OFケーブルの各種部分放電特性を把握し、得られた成果から、OFケーブルの部分放電劣化メカニズムを解明した。工学的成果としては、実線路でのパルス伝搬特性試験などを通じて、世界で初めて実線路OFケーブル線路において、部分放電測定を実用化したことが本研究の成果である。 | |||||||||
| 言語 | ja | |||||||||
| 目次 | ||||||||||
| 内容記述タイプ | TableOfContents | |||||||||
| 内容記述 | 第1章 序論||第2章 設計電界下での部分放電特性||第3章 部分放電進展推移と油隙内部の状態の関係||第4章 OFケーブル部分放電測定の実用化||第5章 総括 | |||||||||
| 備考 | ||||||||||
| 内容記述タイプ | Other | |||||||||
| 内容記述 | 九州工業大学博士学位論文 学位記番号：工博甲第470号 学位授与年月日：平成31年3月25日 | |||||||||
| キーワード | ||||||||||
| 主題Scheme | Other | |||||||||
| 主題 | OFケーブル | |||||||||
| キーワード | ||||||||||
| 主題Scheme | Other | |||||||||
| 主題 | 部分放電 | |||||||||
| キーワード | ||||||||||
| 主題Scheme | Other | |||||||||
| 主題 | 劣化メカニズム | |||||||||
| キーワード | ||||||||||
| 主題Scheme | Other | |||||||||
| 主題 | 劣化診断 | |||||||||
| キーワード | ||||||||||
| 主題Scheme | Other | |||||||||
| 主題 | 開閉サージ | |||||||||
| キーワード | ||||||||||
| 主題Scheme | Other | |||||||||
| 主題 | 油浸紙 | |||||||||
| アドバイザー | ||||||||||
| 匹田, 政幸 | ||||||||||
| 学位授与番号 | ||||||||||
| 学位授与番号 | 甲第470号 | |||||||||
| 学位名 | ||||||||||
| 学位名 | 博士（工学） | |||||||||
| 学位授与年月日 | ||||||||||
| 学位授与年月日 | 2019-03-25 | |||||||||
| 学位授与機関 | ||||||||||
| 学位授与機関識別子Scheme | kakenhi | |||||||||
| 学位授与機関識別子 | 17104 | |||||||||
| 学位授与機関名 | 九州工業大学 | |||||||||
| 学位授与年度 | ||||||||||
| 内容記述タイプ | Other | |||||||||
| 内容記述 | 平成30年度 | |||||||||
| 出版タイプ | ||||||||||
| 出版タイプ | VoR | |||||||||
| 出版タイプResource | http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85 | |||||||||
| アクセス権 | ||||||||||
| アクセス権 | open access | |||||||||
| アクセス権URI | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 | |||||||||
| ID登録 | ||||||||||
| ID登録 | 10.18997/00007657 | |||||||||
| ID登録タイプ | JaLC | |||||||||
