水トリー高圧ケーブルの劣化診断と対策方法

水トリー高圧ケーブルの劣化と対策

水トリー高圧ケーブルの基本的な仕組みと劣化メカニズム

水トリーは、高圧電力ケーブル（CVケーブル）の絶縁体である架橋ポリエチレンに、水と交流電界の影響で小さな亀裂が発生し、それが木の枝のように進行していく現象です。この現象により、ケーブル内部に0.1～1マイクロメートルの無数の水滴の集合体が形成され、周辺の絶縁体と比較して導電性が著しく高くなります。
参考）水トリーとは？発生原因や対策方法｜松定プレシジョン
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高圧ケーブルは、自家用電気工作物において電力会社から送られる高電圧の電気を引き込むために不可欠な設備です。通常、6600Vなどの高電圧を扱うため、水トリーによる絶縁性能の低下は極めて深刻な問題となります。
参考）高圧ケーブルの交換時期の目安について
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水トリーが発生する主な要因は次の3つです。第一に、製造過程で混入した異物や気泡、またはケーブルの外傷や繰り返し応力による隙間の存在です。第二に、ケーブルが水に浸っている状態で絶縁層内に水滴が発生しやすくなる環境です。第三に、回路の開閉サージや雷サージなど、系統に発生する異常電圧による電界の影響です。​
これらの要因が複合的に作用することで、絶縁体の中に発生した隙間に水気や電界が影響を及ぼし、部分放電（コロナ放電）が繰り返されることで絶縁体が侵食されていきます。​

水トリー高圧ケーブルの種類と発生場所の違い

水トリー現象は、発生場所によって3つの主要なタイプに分類されます。それぞれの特徴を理解することは、適切な対策を講じるうえで重要です。​
内導水トリーは、ケーブル内部の導体と絶縁部の間にある半導電層に最初に発生します。そこに生じた突起から外部の絶縁部に向かって侵食が進み、内部の半導電層から木が生えるように枝分かれしながら成長していきます。このタイプは特にケーブルの絶縁性能を大きく低下させる原因となります。
参考）高圧ケーブルの水トリー現象とその対策
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外導水トリーは、ケーブルの外部半導電層に発生し、その突起から内部の絶縁部に向かって侵食していく特徴があります。近年、製造から15年未満の高圧ケーブルに絶縁劣化が発生している主な原因として、独立行政法人製品評価技術基盤機構（NITE）等による調査の結果、この外導水トリーによるものと確認されています。
参考）https://www.meti.go.jp/policy/safety_security/industrial_safety/oshirase/2025/06/20250627.pdf
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ボウタイ状水トリーは、絶縁物中の一点から複数の方向に向かって亀裂が進んでいく様子が蝶ネクタイのような形状を呈することから名付けられました。このタイプの発生原因は、絶縁部である架橋ポリエチレンの製造過程で生じる微小な隙間（ボイド）や異物の混入で、そこから侵食が始まります。​
内導水トリーと外導水トリーは、半導電層のわずかな突起物が起点となって発生し、特に半導電層に導電性テープを用いた場合に発生頻度が高くなります。これは導電性テープを構成する布のけば立ちなどが原因です。​

水トリー高圧ケーブルの劣化診断方法と検査技術

水トリーは目視では確認できないため、専門的な診断技術が必要です。主な検査方法として、直流漏れ電流法と交流重畳法があります。​
直流漏れ電流法は、ケーブル絶縁体に高電圧（通常10000V程度）を印加し、検出される漏れ電流の時間特性から水トリーの有無を判定する方法です。この方法では、階段状の電圧印加法により、測定中の絶縁破壊を防ぎながら安全に測定できます。測定時に「キック現象」と呼ばれる電流の急激な増加が見られた場合は、水トリー劣化の兆候として作業を中断する必要があります。
参考）https://www.kfen.co.jp/wp-content/uploads/2022/07/%E9%AB%98%E5%9C%A7CV%E3%82%B1%E3%83%BC%E3%83%95%E3%82%99%E3%83%AB%E7%B2%BE%E5%AF%86%E8%A8%BA%E6%96%AD%E8%B3%87%E6%96%99.pdf
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交流重畳法は、高圧ケーブルの遮蔽層接地線に商用周波数の2倍＋1Hz（50Vの電圧、101Hzまたは121Hz）を重畳し、水トリー劣化部に流れる1Hzの微小電流（劣化信号）を測定する方法です。この方法の大きな利点は、活線状態で測定できるため、停電の必要がなく、高圧活線作業が伴わず安全に実施できることです。また、局部的な水トリー劣化の検出が可能で、ノイズの影響が小さいという特徴があります。
参考）ケーブル劣化診断
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劣化診断では、遮蔽層抵抗測定とシース絶縁抵抗測定も重要です。遮蔽層抵抗測定では、ケーブルの遮蔽銅テープの破断や腐食を検出でき、シース絶縁抵抗測定では、シース損傷や水分が存在する環境に布設されていないかを確認できます。​
これらの診断は定期的に実施することが推奨されており、劣化の兆候が確認された場合は、更新推奨時期に満たなくても速やかにケーブルを更新する必要があります。​

水トリー高圧ケーブル対策のE-EタイプとE-Tタイプの比較

高圧ケーブルには、外部半導電層の構造によりE-EタイプとE-Tタイプの2種類があり、水トリー対策として重要な選択肢となります。
参考）https://www.hst-cable.co.jp/tech_info/pdf/C-19016.pdf
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E-Eタイプ（押出式外部半導電層）は、内部半導電層、絶縁体、外部半導電層の3層を同時押出法により製造します。この製法により、絶縁体との界面が平滑になり、異物の混入を防ぐことができるため、耐水トリー性能が極めて優れています。電力会社や鉄道会社では1983年頃からE-Eタイプの使用が始まり、現在では主流となっています。JEAC 8011（高圧受電設備規程）2014年版では、波及事故防止のためE-Eタイプの使用が推奨されています。
参考）水トリー対策品　6600V(EE)　CV/CVTケーブル
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一方、E-Tタイプ（テープ式外部半導電層）は、外部半導電層に導電性テープを用いる従来型の構造です。一般民需向けの使用実績が多数あり、高圧ケーブルとして十分な特性を有していますが、導電性テープを構成する布のけば立ちなどが原因で、E-Eタイプに比べて水トリーが発生しやすい傾向があります。
参考）高圧CVケーブルのE-Eタイプとは？？ href="https://webplus.happy-denki.co.jp/useful/ee-et/" target="_blank">https://webplus.happy-denki.co.jp/useful/ee-et/amp;#8211; ウェ…
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端末処理性では、E-Tタイプの方が外導部の除去が容易という利点がありますが、E-