JP2002040086A - ケーブルの故障点標定装置 - Google Patents
ケーブルの故障点標定装置Info
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- JP2002040086A JP2002040086A JP2000217802A JP2000217802A JP2002040086A JP 2002040086 A JP2002040086 A JP 2002040086A JP 2000217802 A JP2000217802 A JP 2000217802A JP 2000217802 A JP2000217802 A JP 2000217802A JP 2002040086 A JP2002040086 A JP 2002040086A
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- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
- Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications
- Y04S10/52—Outage or fault management, e.g. fault detection or location
Landscapes
- Locating Faults (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 あらゆる形態の故障点５を標定する。
【解決手段】 高電圧発生回路ＨＶ、第１、第２の充電
回路１０、２０、計測回路３０を設ける。計測回路３０
は、電流変成器ＣＴ1 からの健全相の電流パルスＩ1 を
利用してケーブル３R 、３S 、３T の亘長を測定すると
ともに、電流変成器ＣＴ2 、ＣＴ3 からの健全相、故障
相の各電流パルスＩ2 、Ｉ3 の和、差を利用して故障点
５を標定する。
回路１０、２０、計測回路３０を設ける。計測回路３０
は、電流変成器ＣＴ1 からの健全相の電流パルスＩ1 を
利用してケーブル３R 、３S 、３T の亘長を測定すると
ともに、電流変成器ＣＴ2 、ＣＴ3 からの健全相、故障
相の各電流パルスＩ2 、Ｉ3 の和、差を利用して故障点
５を標定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電力ケーブルに
発生するあらゆる形態の故障を精度よく故障標定するこ
とができるケーブルの故障点標定装置に関する。
発生するあらゆる形態の故障を精度よく故障標定するこ
とができるケーブルの故障点標定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電力ケーブル、殊に地中配電線用ケーブ
ルに発生する故障には、完全地絡、低抵抗地絡、高抵抗
地絡、ギャップ状地絡、芯線断線などがある。
ルに発生する故障には、完全地絡、低抵抗地絡、高抵抗
地絡、ギャップ状地絡、芯線断線などがある。
【０００３】これらの故障を標定するために、従来、各
種の手法が開発され、実用されている。たとえば、完全
地絡、低抵抗地絡に有効なメガー測定法、芯線断線に有
効な静電容量測定法、高抵抗地絡、ギャップ状地絡以外
の故障に有効な低圧・高圧マーレーループ法、分岐線や
クロスボンドがない地中線路において高抵抗地絡、ギャ
ップ状地絡以外の故障に有効な高圧・低圧パルスレーダ
法、ギャップ状地絡のみに有効な放電検出形パルス法、
放電検出形時間差パルスレーダ法などである。
種の手法が開発され、実用されている。たとえば、完全
地絡、低抵抗地絡に有効なメガー測定法、芯線断線に有
効な静電容量測定法、高抵抗地絡、ギャップ状地絡以外
の故障に有効な低圧・高圧マーレーループ法、分岐線や
クロスボンドがない地中線路において高抵抗地絡、ギャ
ップ状地絡以外の故障に有効な高圧・低圧パルスレーダ
法、ギャップ状地絡のみに有効な放電検出形パルス法、
放電検出形時間差パルスレーダ法などである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】かかる従来技術による
ときは、各種の手法は、それぞれ特定の故障に対しての
み有効であって、すべての故障形態に有効なものでない
上、たとえばマーレーループ法、放電検出形時間差パル
スレーダ法は、ケーブルの終端接続が必要であって、標
定作業が煩雑であるという問題があった。
ときは、各種の手法は、それぞれ特定の故障に対しての
み有効であって、すべての故障形態に有効なものでない
上、たとえばマーレーループ法、放電検出形時間差パル
スレーダ法は、ケーブルの終端接続が必要であって、標
定作業が煩雑であるという問題があった。
【０００５】そこで、この発明の目的は、かかる従来技
術の問題に鑑み、高電圧発生回路と、第１、第２の充電
回路と、計測回路とを組み合わせることによって、電力
ケーブルに発生するあらゆる故障形態に有効であり、し
かも、ケーブルの終端接続をすることなく、精度よく故
障標定することができるケーブルの故障点標定装置を提
供することにある。
術の問題に鑑み、高電圧発生回路と、第１、第２の充電
回路と、計測回路とを組み合わせることによって、電力
ケーブルに発生するあらゆる故障形態に有効であり、し
かも、ケーブルの終端接続をすることなく、精度よく故
障標定することができるケーブルの故障点標定装置を提
供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めのこの発明の構成は、高電圧発生回路と、高電圧発生
回路の出力電圧に基づく計測パルスをケーブルの健全相
に送出する第１の充電回路と、高電圧発生回路の出力電
圧に基づく計測パルスをケーブルの健全相、故障相に同
時に送出する第２の充電回路と、第１の充電回路からの
計測パルスに対応する健全相の電流パルスを利用してケ
ーブルの亘長を測定し、第２の充電回路からの計測パル
スに対応する健全相、故障相の各電流パルスの和、差を
利用して故障点を標定する計測回路とを備えることをそ
の要旨とする。
めのこの発明の構成は、高電圧発生回路と、高電圧発生
回路の出力電圧に基づく計測パルスをケーブルの健全相
に送出する第１の充電回路と、高電圧発生回路の出力電
圧に基づく計測パルスをケーブルの健全相、故障相に同
時に送出する第２の充電回路と、第１の充電回路からの
計測パルスに対応する健全相の電流パルスを利用してケ
ーブルの亘長を測定し、第２の充電回路からの計測パル
スに対応する健全相、故障相の各電流パルスの和、差を
利用して故障点を標定する計測回路とを備えることをそ
の要旨とする。
【０００７】なお、第１の充電回路は、健全相の充電電
荷を放電する際の負パルスを計測パルスとすることがで
き、第２の充電回路は、コンデンサを充電し、コンデン
サの充電電荷を放電する際の負パルスを計測パルスとす
ることができる。
荷を放電する際の負パルスを計測パルスとすることがで
き、第２の充電回路は、コンデンサを充電し、コンデン
サの充電電荷を放電する際の負パルスを計測パルスとす
ることができる。
【０００８】また、高電圧発生回路、第１、第２の充電
回路、計測回路は、同一筐体に一体に収納してもよい。
回路、計測回路は、同一筐体に一体に収納してもよい。
【０００９】なお、計測回路は、健全相、故障相の各電
流パルスの和、差の絶対値がそれぞれ設定値を超えたこ
とを検知する比較回路を備えてもよい。
流パルスの和、差の絶対値がそれぞれ設定値を超えたこ
とを検知する比較回路を備えてもよい。
【００１０】さらに、高電圧発生回路は、故障点の放電
電圧を超える第１電圧と、第１電圧の２倍相当の第２電
圧とを切り換えて出力可能とすることができる。
電圧を超える第１電圧と、第１電圧の２倍相当の第２電
圧とを切り換えて出力可能とすることができる。
【００１１】
【作用】かかる発明の構成によるときは、第１の充電回
路は、高電圧発生回路の出力電圧に基づく計測パルスを
ケーブルの健全相に送出する。そこで、計測回路は、第
１の充電回路からの計測パルスに対応する健全相の電流
パルスを利用して、健全相に送出する計測パルスの発生
から、その反射パルスの到達までの時間差を計測するこ
とにより、ケーブルの亘長を測定することができる。た
だし、このとき得られる亘長は、絶対長さではなく、ケ
ーブル中を伝搬する計測パルス、反射パルスの伝搬速度
に基づく相対長さであるから、それをケーブルの全長
（１００％）とし、それに対する故障点の標定結果の比
を故障点の位置情報として利用することができる。
路は、高電圧発生回路の出力電圧に基づく計測パルスを
ケーブルの健全相に送出する。そこで、計測回路は、第
１の充電回路からの計測パルスに対応する健全相の電流
パルスを利用して、健全相に送出する計測パルスの発生
から、その反射パルスの到達までの時間差を計測するこ
とにより、ケーブルの亘長を測定することができる。た
だし、このとき得られる亘長は、絶対長さではなく、ケ
ーブル中を伝搬する計測パルス、反射パルスの伝搬速度
に基づく相対長さであるから、それをケーブルの全長
（１００％）とし、それに対する故障点の標定結果の比
を故障点の位置情報として利用することができる。
【００１２】一方、計測回路は、第２の充電回路からの
計測パルスに対応する健全相、故障相の各電流パルスの
和、差を利用して、健全相、故障相に同時に送出する計
測パルスの発生から、その反射パルスの到達までの時間
差を計測することにより、あらゆる故障形態の故障点を
標定することができる。各電流パルスの差は、健全相、
故障相によってケーブル定数が異ならない分岐線やクロ
スボンド等からの反射パルスが消去され、故障点からの
反射パルスのみを明瞭に表現するからである。
計測パルスに対応する健全相、故障相の各電流パルスの
和、差を利用して、健全相、故障相に同時に送出する計
測パルスの発生から、その反射パルスの到達までの時間
差を計測することにより、あらゆる故障形態の故障点を
標定することができる。各電流パルスの差は、健全相、
故障相によってケーブル定数が異ならない分岐線やクロ
スボンド等からの反射パルスが消去され、故障点からの
反射パルスのみを明瞭に表現するからである。
【００１３】第１、第２の充電回路は、それぞれ健全相
の充電電荷、コンデンサの充電電荷を放電する際の負パ
ルスを計測パルスとすることにより、配線の浮遊容量等
に起因して計測パルスに重畳される有害な高周波ノイズ
を最少に抑制することができる。
の充電電荷、コンデンサの充電電荷を放電する際の負パ
ルスを計測パルスとすることにより、配線の浮遊容量等
に起因して計測パルスに重畳される有害な高周波ノイズ
を最少に抑制することができる。
【００１４】高電圧発生回路から計測回路に至る一連の
回路を同一筐体に収納すれば、全体をコンパクトにまと
めることができ、現場作業に極めて便利である。
回路を同一筐体に収納すれば、全体をコンパクトにまと
めることができ、現場作業に極めて便利である。
【００１５】比較回路を備える計測回路は、計測パルス
の極性、故障点からの反射パルスの極性に拘らず、計測
パルスの発生から、反射パルスの到達までの時間差を確
実に検知することができる。比較回路は、健全相、故障
相からの各電流パルスの和、差について、それぞれの絶
対値が設定値を超えたことを検知することにより、計測
パルス、反射パルスの極性がそれぞれ正負のいずれであ
っても、計測パルスの発生、反射パルスの到達を適確に
検知することができるからである。
の極性、故障点からの反射パルスの極性に拘らず、計測
パルスの発生から、反射パルスの到達までの時間差を確
実に検知することができる。比較回路は、健全相、故障
相からの各電流パルスの和、差について、それぞれの絶
対値が設定値を超えたことを検知することにより、計測
パルス、反射パルスの極性がそれぞれ正負のいずれであ
っても、計測パルスの発生、反射パルスの到達を適確に
検知することができるからである。
【００１６】高電圧発生回路は、第１電圧と、第１電圧
の２倍相当の第２電圧とを切り換えて出力することによ
り、低抵抗地絡、高抵抗地絡や、ギャップ状地絡を故障
標定する際の標定計算を極めて簡単にすることができ
る。
の２倍相当の第２電圧とを切り換えて出力することによ
り、低抵抗地絡、高抵抗地絡や、ギャップ状地絡を故障
標定する際の標定計算を極めて簡単にすることができ
る。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、図面を以って発明の実施の
形態を説明する。
形態を説明する。
【００１８】ケーブルの故障点標定装置は、高電圧発生
回路ＨＶ、第１、第２の充電回路１０、２０、計測回路
３０を同一の筐体４１に一体に収納してなる（図１）。
回路ＨＶ、第１、第２の充電回路１０、２０、計測回路
３０を同一の筐体４１に一体に収納してなる（図１）。
【００１９】高電圧発生回路ＨＶの出力は、第１、第２
の充電回路１０、２０に並列接続されている。すなわ
ち、高電圧発生回路ＨＶの出力は、第１の充電回路１０
を介して端子Ｔ1 、Ｔ4 に引き出され、第２の充電回路
２０を介して端子Ｔ2 、Ｔ4 、Ｔ3 、Ｔ4 に引き出され
ている。
の充電回路１０、２０に並列接続されている。すなわ
ち、高電圧発生回路ＨＶの出力は、第１の充電回路１０
を介して端子Ｔ1 、Ｔ4 に引き出され、第２の充電回路
２０を介して端子Ｔ2 、Ｔ4 、Ｔ3 、Ｔ4 に引き出され
ている。
【００２０】第１の充電回路１０は、抵抗Ｒ1 、電流変
成器ＣＴ1 を介して高電圧発生回路ＨＶの高電位側を端
子Ｔ1 に接続するとともに、抵抗Ｒ1 の端子Ｔ1 側に抵
抗Ｒ2 、スイッチＳＷ1 の直列回路を接続して構成され
ている。第２の充電回路２０は、抵抗Ｒ3 、コンデンサ
Ｃ1 、電流変成器ＣＴ2 、ＣＴ3 を介して高電圧発生回
路ＨＶの高電位側を端子Ｔ2 に接続するとともに、抵抗
Ｒ3 、コンデンサＣ1の接続点に電圧計ＶＭ、スイッチ
ＳＷ2 の並列回路を接続し、コンデンサＣ1 の端子Ｔ2
側に抵抗Ｒ4 を接続して構成されている。なお、端子Ｔ
2 側の電流変成器ＣＴ3 の一次側は、電流変成器ＣＴ2
側において分岐され、電流変成器ＣＴ3を逆方向に通し
て端子Ｔ3 に接続されている。また、電流変成器ＣＴ1
、ＣＴ2、ＣＴ3 の各二次側は、それぞれ計測回路３０
の比較回路３１の入力端子Ａ、Ｃ、Ｅに接続されてお
り、高電圧発生回路ＨＶの低電位側は、共通の接地端子
Ｇ、端子Ｔ4 、Ｔ4 …に接続されている。
成器ＣＴ1 を介して高電圧発生回路ＨＶの高電位側を端
子Ｔ1 に接続するとともに、抵抗Ｒ1 の端子Ｔ1 側に抵
抗Ｒ2 、スイッチＳＷ1 の直列回路を接続して構成され
ている。第２の充電回路２０は、抵抗Ｒ3 、コンデンサ
Ｃ1 、電流変成器ＣＴ2 、ＣＴ3 を介して高電圧発生回
路ＨＶの高電位側を端子Ｔ2 に接続するとともに、抵抗
Ｒ3 、コンデンサＣ1の接続点に電圧計ＶＭ、スイッチ
ＳＷ2 の並列回路を接続し、コンデンサＣ1 の端子Ｔ2
側に抵抗Ｒ4 を接続して構成されている。なお、端子Ｔ
2 側の電流変成器ＣＴ3 の一次側は、電流変成器ＣＴ2
側において分岐され、電流変成器ＣＴ3を逆方向に通し
て端子Ｔ3 に接続されている。また、電流変成器ＣＴ1
、ＣＴ2、ＣＴ3 の各二次側は、それぞれ計測回路３０
の比較回路３１の入力端子Ａ、Ｃ、Ｅに接続されてお
り、高電圧発生回路ＨＶの低電位側は、共通の接地端子
Ｇ、端子Ｔ4 、Ｔ4 …に接続されている。
【００２１】計測回路３０は、比較回路３１の他、フリ
ップフロップ３２、発振器３３、表示器３７を備えてい
る。比較回路３１の出力端子Ｂは、アンドゲート３４に
接続されており、比較回路３１の出力端子Ｄ、Ｆは、そ
れぞれフリップフロップ３２のセット端子Ｓ、リセット
端子Ｒに接続されている。また、フリップフロップ３２
の出力端子Ｑは、アンドゲート３５に接続されている。
発振器３３の出力は、アンドゲート３４、３５に分岐接
続されており、アンドゲート３４、３５の出力は、オア
ゲート３６を介してカウンタ機能付きの表示器３７に接
続されている。
ップフロップ３２、発振器３３、表示器３７を備えてい
る。比較回路３１の出力端子Ｂは、アンドゲート３４に
接続されており、比較回路３１の出力端子Ｄ、Ｆは、そ
れぞれフリップフロップ３２のセット端子Ｓ、リセット
端子Ｒに接続されている。また、フリップフロップ３２
の出力端子Ｑは、アンドゲート３５に接続されている。
発振器３３の出力は、アンドゲート３４、３５に分岐接
続されており、アンドゲート３４、３５の出力は、オア
ゲート３６を介してカウンタ機能付きの表示器３７に接
続されている。
【００２２】比較回路３１の入力端子Ａ、出力端子Ｂの
間には、たとえば図２（Ａ）の回路が形成されている。
すなわち、入力端子Ａからの電流Ｉa が抵抗Ｒa 、Ｒb
に流れて発生する電圧Ｖa は、比較器３１ａにおいて設
定値Ｖo と比較され、したがって、比較器３１ａは、電
流Ｉa が設定値Ｖo に対応する設定値Ｉo を超えたとき
にのみ出力端子Ｂを高レベルにする。ただし、Ｉa ≧
０、Ｉo ＞０である。
間には、たとえば図２（Ａ）の回路が形成されている。
すなわち、入力端子Ａからの電流Ｉa が抵抗Ｒa 、Ｒb
に流れて発生する電圧Ｖa は、比較器３１ａにおいて設
定値Ｖo と比較され、したがって、比較器３１ａは、電
流Ｉa が設定値Ｖo に対応する設定値Ｉo を超えたとき
にのみ出力端子Ｂを高レベルにする。ただし、Ｉa ≧
０、Ｉo ＞０である。
【００２３】一方、比較回路３１の入力端子Ｃ、出力端
子Ｄの間には、同図（Ｂ）の回路が形成されている。す
なわち、入力端子Ｃからの電流Ｉa によって発生する電
圧Ｖa は、比較器３１ａ、３１ｂを介し、それぞれＶa
＞Ｖo1、｜Ｖa ｜＞｜Ｖo2｜が検出され、オアゲート３
１ｃを介して出力端子Ｄに出力される。ただし、比較器
３１ａ、３１ｂは、それぞれＶa ≧０、Ｖa ≦０のとき
にのみ作動し、Ｖo1＞０、Ｖo2＜０である。そこで、比
較器３１ａ、３１ｂは、電流Ｉa の極性に拘らず、電流
Ｉa の絶対値が正方向に設定値Ｖo1に対応する設定値Ｉ
o1を超え、または負方向に設定値Ｖo2に対応する設定値
Ｉo2を超えたときにのみ出力端子Ｄを高レベルにするこ
とができる。
子Ｄの間には、同図（Ｂ）の回路が形成されている。す
なわち、入力端子Ｃからの電流Ｉa によって発生する電
圧Ｖa は、比較器３１ａ、３１ｂを介し、それぞれＶa
＞Ｖo1、｜Ｖa ｜＞｜Ｖo2｜が検出され、オアゲート３
１ｃを介して出力端子Ｄに出力される。ただし、比較器
３１ａ、３１ｂは、それぞれＶa ≧０、Ｖa ≦０のとき
にのみ作動し、Ｖo1＞０、Ｖo2＜０である。そこで、比
較器３１ａ、３１ｂは、電流Ｉa の極性に拘らず、電流
Ｉa の絶対値が正方向に設定値Ｖo1に対応する設定値Ｉ
o1を超え、または負方向に設定値Ｖo2に対応する設定値
Ｉo2を超えたときにのみ出力端子Ｄを高レベルにするこ
とができる。
【００２４】なお、比較回路３１の入力端子Ｅ、出力端
子Ｆの間にも、図２（Ｂ）の回路が形成されている。ま
た、図２（Ｂ）において、Ｖo1＝｜Ｖo2｜＝Ｖo として
もよく、したがって、Ｉo1＝｜Ｉo2｜＝Ｉo としてもよ
い。
子Ｆの間にも、図２（Ｂ）の回路が形成されている。ま
た、図２（Ｂ）において、Ｖo1＝｜Ｖo2｜＝Ｖo として
もよく、したがって、Ｉo1＝｜Ｉo2｜＝Ｉo としてもよ
い。
【００２５】故障点標定装置は、端子Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3
に対し、３相配電線用の各相のケーブル３R 、３S 、３
T の芯線４R 、４S 、４T を接続するとともに（図
１）、端子Ｔ4 、Ｔ4 …にケーブル３R 、３S 、３T の
接地状態のシースを接続し、接地端子Ｇを接地して使用
する。ただし、ケーブル３R 、３S 、３T は、たとえば
電気所１、２間を接続する地中配電線ケーブルであって
（図３）、ケーブル３R 、３S は健全相であり、ケーブ
ル３T は、内部に故障点５を有する故障相である。な
お、ケーブル３R 、３S 、３T は、故障点標定装置に接
続するとき、終端開放のままでよい（図１）。
に対し、３相配電線用の各相のケーブル３R 、３S 、３
T の芯線４R 、４S 、４T を接続するとともに（図
１）、端子Ｔ4 、Ｔ4 …にケーブル３R 、３S 、３T の
接地状態のシースを接続し、接地端子Ｇを接地して使用
する。ただし、ケーブル３R 、３S 、３T は、たとえば
電気所１、２間を接続する地中配電線ケーブルであって
（図３）、ケーブル３R 、３S は健全相であり、ケーブ
ル３T は、内部に故障点５を有する故障相である。な
お、ケーブル３R 、３S 、３T は、故障点標定装置に接
続するとき、終端開放のままでよい（図１）。
【００２６】図１において、スイッチＳＷ1 、ＳＷ2 を
開いて高電圧発生回路ＨＶを作動させると、第１の充電
回路１０は、抵抗Ｒ1 を介して高電圧発生回路ＨＶの直
流の出力電圧Ｖをケーブル３R に印加して健全相を充電
する。また、第２の充電回路２０は、抵抗Ｒ3 、Ｒ4 を
介して高電圧発生回路ＨＶの出力電圧ＶをコンデンサＣ
1 に印加し、コンデンサＣ1 を充電する。
開いて高電圧発生回路ＨＶを作動させると、第１の充電
回路１０は、抵抗Ｒ1 を介して高電圧発生回路ＨＶの直
流の出力電圧Ｖをケーブル３R に印加して健全相を充電
する。また、第２の充電回路２０は、抵抗Ｒ3 、Ｒ4 を
介して高電圧発生回路ＨＶの出力電圧ＶをコンデンサＣ
1 に印加し、コンデンサＣ1 を充電する。
【００２７】そこで、第１の充電回路１０のスイッチＳ
Ｗ1 を投入すると、ケーブル３R すなわち健全相の充電
電荷が抵抗Ｒ2 を介して放電され、第１の充電回路１０
は、健全相の充電電荷を放電する際の負パルスを計測パ
ルスとして健全相に送出することができる。また、この
ようにして送出された計測パルスは、ケーブル３R の終
端において反射され、逆極性の反射パルスとなるから、
このときの電流変成器ＣＴ1 は、計測パルスの発生から
反射パルスの到達までの時間差２τo 相当の電流パルス
Ｉ1 を検出することができる（図４（Ａ））。
Ｗ1 を投入すると、ケーブル３R すなわち健全相の充電
電荷が抵抗Ｒ2 を介して放電され、第１の充電回路１０
は、健全相の充電電荷を放電する際の負パルスを計測パ
ルスとして健全相に送出することができる。また、この
ようにして送出された計測パルスは、ケーブル３R の終
端において反射され、逆極性の反射パルスとなるから、
このときの電流変成器ＣＴ1 は、計測パルスの発生から
反射パルスの到達までの時間差２τo 相当の電流パルス
Ｉ1 を検出することができる（図４（Ａ））。
【００２８】一方、比較回路３１は、入力端子Ａ、出力
端子Ｂ間において電流パルスＩ1 を波形整形してゲート
信号Ｓ1 を作り、アンドゲート３４は、ゲート信号Ｓ1
のパルス幅相当の期間だけオアゲート３６を介して発振
器３３からのクロック信号Ｓc を計数信号Ｓ4 として表
示器３７に送出する。そこで、表示器３７は、計数信号
Ｓ4 を計数することにより、計測パルスの発生から、そ
の反射パルスの到達までの時間差２τo をケーブル３
R 、３S 、３T の亘長として外部に表示することができ
る。ただし、ここで得られる亘長は、実際亘長の２倍で
ある。
端子Ｂ間において電流パルスＩ1 を波形整形してゲート
信号Ｓ1 を作り、アンドゲート３４は、ゲート信号Ｓ1
のパルス幅相当の期間だけオアゲート３６を介して発振
器３３からのクロック信号Ｓc を計数信号Ｓ4 として表
示器３７に送出する。そこで、表示器３７は、計数信号
Ｓ4 を計数することにより、計測パルスの発生から、そ
の反射パルスの到達までの時間差２τo をケーブル３
R 、３S 、３T の亘長として外部に表示することができ
る。ただし、ここで得られる亘長は、実際亘長の２倍で
ある。
【００２９】なお、図４（Ａ）において、Ｉo は、比較
回路３１の入力端子Ａ、出力端子Ｂ間の比較器３１ａ用
の設定値Ｖo に対応する設定値である。また、τo は、
計測パルスまたは反射パルスがケーブル３R の全長を伝
搬するに要する時間である。ここで、ケーブル３R 、３
S 、３T に図示しない短い分岐線や、クロスボンドがあ
るとき、電流パルスＩ1 は、たとえば図４（Ｂ）のよう
に時間差２τo 内において大きさが変動することがある
が、時間差２τo 自体は、何ら変動することがない。
回路３１の入力端子Ａ、出力端子Ｂ間の比較器３１ａ用
の設定値Ｖo に対応する設定値である。また、τo は、
計測パルスまたは反射パルスがケーブル３R の全長を伝
搬するに要する時間である。ここで、ケーブル３R 、３
S 、３T に図示しない短い分岐線や、クロスボンドがあ
るとき、電流パルスＩ1 は、たとえば図４（Ｂ）のよう
に時間差２τo 内において大きさが変動することがある
が、時間差２τo 自体は、何ら変動することがない。
【００３０】次に、第２の充電回路２０のスイッチＳＷ
2 を投入すると、第２の充電回路２０は、コンデンサＣ
1 の充電電荷が抵抗Ｒ4 を介して放電する際の負パルス
を計測パルスとしてケーブル３S 、３T すなわち健全
相、故障相に同時に送出する。このとき、電流変成器Ｃ
Ｔ2 は健全相、故障相の電流の和を検出し、電流変成器
ＣＴ3 は健全相、故障相の電流の差を検出する。
2 を投入すると、第２の充電回路２０は、コンデンサＣ
1 の充電電荷が抵抗Ｒ4 を介して放電する際の負パルス
を計測パルスとしてケーブル３S 、３T すなわち健全
相、故障相に同時に送出する。このとき、電流変成器Ｃ
Ｔ2 は健全相、故障相の電流の和を検出し、電流変成器
ＣＴ3 は健全相、故障相の電流の差を検出する。
【００３１】そこで、ケーブル３T の故障点５が完全地
絡である場合、時間差２τ＜２τoの後に故障点５から
同極性の反射パルスが戻るので、電流変成器ＣＴ2 、Ｃ
Ｔ3は、それぞれ図５の電流パルスＩ2 、Ｉ3 を検出す
る。ただし、τ＜τo は、計測パルスまたは反射パルス
がケーブル３T の故障点５までの距離を伝搬するに要す
る時間である。
絡である場合、時間差２τ＜２τoの後に故障点５から
同極性の反射パルスが戻るので、電流変成器ＣＴ2 、Ｃ
Ｔ3は、それぞれ図５の電流パルスＩ2 、Ｉ3 を検出す
る。ただし、τ＜τo は、計測パルスまたは反射パルス
がケーブル３T の故障点５までの距離を伝搬するに要す
る時間である。
【００３２】一方、比較回路３１は、入力端子Ｃ、出力
端子Ｄ間、入力端子Ｅ、出力端子Ｆ間において、それぞ
れ電流パルスＩ2 、Ｉ3 を波形整形し、セット信号Ｓ2
s、リセット信号Ｓ2rとしてフリップフロップ３２に送
出するから、フリップフロップ３２は、時間差２τ相当
のパルス幅のゲート信号Ｓ3 を出力端子Ｑに発生する。
よって、アンドゲート３５は、オアゲート３６を介し、
ゲート信号Ｓ3 のパルス幅相当の期間だけ発振器３３か
らのクロック信号Ｓc を計数信号Ｓ4 として表示器３７
に送出し、表示器３７は、故障点５の標定結果２τを外
部に表示することができる。
端子Ｄ間、入力端子Ｅ、出力端子Ｆ間において、それぞ
れ電流パルスＩ2 、Ｉ3 を波形整形し、セット信号Ｓ2
s、リセット信号Ｓ2rとしてフリップフロップ３２に送
出するから、フリップフロップ３２は、時間差２τ相当
のパルス幅のゲート信号Ｓ3 を出力端子Ｑに発生する。
よって、アンドゲート３５は、オアゲート３６を介し、
ゲート信号Ｓ3 のパルス幅相当の期間だけ発振器３３か
らのクロック信号Ｓc を計数信号Ｓ4 として表示器３７
に送出し、表示器３７は、故障点５の標定結果２τを外
部に表示することができる。
【００３３】なお、故障点５までの実距離は、先きに測
定したケーブル３R 、３S 、３T の亘長を１００％と
し、それに対する故障点５の標定結果２τの比として算
出すればよい。そこで、発振器３３からのクロック信号
Ｓc のパルス周波数を可変し、ケーブル３R 、３S 、３
T の亘長を表示器３７上に１００％として表示させると
ともに、そのパルス周波数を維持して故障点５を標定す
ることにより、故障点５までの実距離（％）を表示器３
７から直読することができる。
定したケーブル３R 、３S 、３T の亘長を１００％と
し、それに対する故障点５の標定結果２τの比として算
出すればよい。そこで、発振器３３からのクロック信号
Ｓc のパルス周波数を可変し、ケーブル３R 、３S 、３
T の亘長を表示器３７上に１００％として表示させると
ともに、そのパルス周波数を維持して故障点５を標定す
ることにより、故障点５までの実距離（％）を表示器３
７から直読することができる。
【００３４】ケーブル３T の故障点５が芯線断線である
場合、故障点５からの反射パルスは、計測パルスと逆極
性である。しかしながら、比較回路３１は、入力端子
Ｅ、出力端子Ｆ間において、電流パルスＩ3 の絶対値が
正方向、負方向に設定値Ｉo を超えたことを検知するか
ら、フリップフロップ３２からのゲート信号Ｓ3 は、完
全地絡の場合と全く変わらない。すなわち、表示器３７
は、芯線断線の場合であっても、故障点５の標定結果２
τを正しく表示することができる。
場合、故障点５からの反射パルスは、計測パルスと逆極
性である。しかしながら、比較回路３１は、入力端子
Ｅ、出力端子Ｆ間において、電流パルスＩ3 の絶対値が
正方向、負方向に設定値Ｉo を超えたことを検知するか
ら、フリップフロップ３２からのゲート信号Ｓ3 は、完
全地絡の場合と全く変わらない。すなわち、表示器３７
は、芯線断線の場合であっても、故障点５の標定結果２
τを正しく表示することができる。
【００３５】故障点５が低抵抗地絡や高抵抗地絡、ギャ
ップ状地絡である場合、故障点５における放電特性は、
いわゆるＶ−ｔ特性として知られている放電遅れを伴
う。そこで、この場合は、高電圧発生回路ＨＶの出力電
圧Ｖ＝Ｖ1 ＞Ｖd 、Ｖ＝Ｖ2 ＝２Ｖ1 として２回の故障
標定を実施し、第１電圧Ｖ1 ＞Ｖd 、第２電圧Ｖ2 ＝２
Ｖ1 における放電遅れ時間Ｔ1 、Ｔ2 を標定計算によっ
て消去する（図６）。ただし、図６は、故障点５のＶ−
ｔ特性の一例であり、その横軸は、時間ｔを示し、縦軸
は、出力電圧Ｖを示す。また、同図において、Ｖd は、
故障点５の放電電圧である。
ップ状地絡である場合、故障点５における放電特性は、
いわゆるＶ−ｔ特性として知られている放電遅れを伴
う。そこで、この場合は、高電圧発生回路ＨＶの出力電
圧Ｖ＝Ｖ1 ＞Ｖd 、Ｖ＝Ｖ2 ＝２Ｖ1 として２回の故障
標定を実施し、第１電圧Ｖ1 ＞Ｖd 、第２電圧Ｖ2 ＝２
Ｖ1 における放電遅れ時間Ｔ1 、Ｔ2 を標定計算によっ
て消去する（図６）。ただし、図６は、故障点５のＶ−
ｔ特性の一例であり、その横軸は、時間ｔを示し、縦軸
は、出力電圧Ｖを示す。また、同図において、Ｖd は、
故障点５の放電電圧である。
【００３６】いま、出力電圧Ｖ＝Ｖ1 、Ｖ＝Ｖ2 におけ
る標定結果ｔ1 、ｔ2 とすると、標定結果ｔ1 、ｔ2 に
は、放電遅れ時間Ｔ1 、Ｔ2 が含まれる。すなわち、 ｔ1 ＝２τ＋Ｔ1 ｔ2 ＝２τ＋Ｔ2 ……（１） であり、したがって、標定結果ｔ1 、ｔ2 の差Ｚは、 Ｚ＝ｔ1 −ｔ2 ＝Ｔ1 −Ｔ2 ……（２） である。
る標定結果ｔ1 、ｔ2 とすると、標定結果ｔ1 、ｔ2 に
は、放電遅れ時間Ｔ1 、Ｔ2 が含まれる。すなわち、 ｔ1 ＝２τ＋Ｔ1 ｔ2 ＝２τ＋Ｔ2 ……（１） であり、したがって、標定結果ｔ1 、ｔ2 の差Ｚは、 Ｚ＝ｔ1 −ｔ2 ＝Ｔ1 −Ｔ2 ……（２） である。
【００３７】一方、図６のＶ−ｔ特性から、 Ｔ1 ／Ｔ2 ＝Ｖ2 ／Ｖ1 ＝ｋ ……（３） が成立することが明らかである。ただし、ｋ＝Ｖ2 ／Ｖ
1 ＝２である。よって、（３）、（２）式より Ｔ1 ＝ｋＴ2 Ｚ＝Ｔ1 −Ｔ2 ＝（ｋ−１）Ｔ2 ……（４） となり、（４）式を（１）式に代入して、 ２τ＝ｔ2 −Ｔ2 ＝ｔ2 −Ｚ／（ｋ−１） ＝ｔ2 −Ｚ ……（５） を得る。すなわち、故障点５の正しい標定結果２τは、
出力電圧Ｖ＝Ｖ2 による標定結果ｔ2 から、出力電圧Ｖ
＝Ｖ1 、Ｖ＝Ｖ2 ＝２Ｖ1 による標定結果ｔ1 、ｔ2 の
差Ｚ＝ｔ1 −ｔ2 を差し引くことにより、簡単に算出す
ることができる。
1 ＝２である。よって、（３）、（２）式より Ｔ1 ＝ｋＴ2 Ｚ＝Ｔ1 −Ｔ2 ＝（ｋ−１）Ｔ2 ……（４） となり、（４）式を（１）式に代入して、 ２τ＝ｔ2 −Ｔ2 ＝ｔ2 −Ｚ／（ｋ−１） ＝ｔ2 −Ｚ ……（５） を得る。すなわち、故障点５の正しい標定結果２τは、
出力電圧Ｖ＝Ｖ2 による標定結果ｔ2 から、出力電圧Ｖ
＝Ｖ1 、Ｖ＝Ｖ2 ＝２Ｖ1 による標定結果ｔ1 、ｔ2 の
差Ｚ＝ｔ1 −ｔ2 を差し引くことにより、簡単に算出す
ることができる。
【００３８】なお、たとえば故障点５が針電極のギャッ
プ状地絡の様相を呈し、計測パルスの極性によって放電
電圧Ｖd が大きく異なることが想定される場合などにお
いて、出力電圧Ｖに基づく計測パルス、反射パルスの極
性を反転させて故障点５を繰返し標定することがあり得
るが、このような場合であっても、図１、図２の比較回
路３１は、何ら支障なく正常に作動することができる。
比較回路３１は、入力端子Ｃ、出力端子Ｄの間、入力端
子Ｅ、出力端子Ｆの間において、それぞれ電流変成器Ｃ
Ｔ2 、ＣＴ3 からの電流パルスＩ2 、Ｉ3 の極性に拘ら
ず、電流パルスＩ2 、Ｉ3 の絶対値が設定値Ｉo を超え
たことを検知するからである。
プ状地絡の様相を呈し、計測パルスの極性によって放電
電圧Ｖd が大きく異なることが想定される場合などにお
いて、出力電圧Ｖに基づく計測パルス、反射パルスの極
性を反転させて故障点５を繰返し標定することがあり得
るが、このような場合であっても、図１、図２の比較回
路３１は、何ら支障なく正常に作動することができる。
比較回路３１は、入力端子Ｃ、出力端子Ｄの間、入力端
子Ｅ、出力端子Ｆの間において、それぞれ電流変成器Ｃ
Ｔ2 、ＣＴ3 からの電流パルスＩ2 、Ｉ3 の極性に拘ら
ず、電流パルスＩ2 、Ｉ3 の絶対値が設定値Ｉo を超え
たことを検知するからである。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、高電圧発生回路と、第１、第２の充電回路と、計測
回路とを設けることによって、計測回路は、第１の充電
回路からの計測パルスに対応する健全相の電流パルスを
利用してケーブルの亘長を測定し、第２の充電回路から
の計測パルスに対応する健全相、故障相の各電流パルス
の和、差を利用してあらゆる形態の故障点を標定するこ
とができるから、ケーブルの亘長や、ケーブル中の計測
パルス、反射パルスの伝搬速度が不明であっても、あら
ゆる故障形態に有効に対応することができる上、ケーブ
ルの終端接続をする必要がなく、少人数で安全に精度よ
く故障標定して早期の送電再開を実現することができる
という優れた効果がある。
ば、高電圧発生回路と、第１、第２の充電回路と、計測
回路とを設けることによって、計測回路は、第１の充電
回路からの計測パルスに対応する健全相の電流パルスを
利用してケーブルの亘長を測定し、第２の充電回路から
の計測パルスに対応する健全相、故障相の各電流パルス
の和、差を利用してあらゆる形態の故障点を標定するこ
とができるから、ケーブルの亘長や、ケーブル中の計測
パルス、反射パルスの伝搬速度が不明であっても、あら
ゆる故障形態に有効に対応することができる上、ケーブ
ルの終端接続をする必要がなく、少人数で安全に精度よ
く故障標定して早期の送電再開を実現することができる
という優れた効果がある。
【図１】 全体構成ブロック系統説明図
【図２】 要部詳細ブロック系統説明図
【図３】 配電線系統の構成説明図
【図４】 動作説明線図（１）
【図５】 動作説明線図（２）
【図６】 動作説明線図（３）
ＨＶ…高電圧発生回路 Ｃ1 …コンデンサ Ｖ…出力電圧 Ｖ1 …第１電圧 Ｖ2 …第２電圧 Ｖd …放電電圧 Ｉ1 、Ｉ2 、Ｉ3 …電流パルス Ｉo …設定値 ３R 、３S 、３T …ケーブル ５…故障点 １０…第１の充電回路 ２０…第２の充電回路 ３０…計測回路 ４１…筐体 特許出願人 中部電力株式会社株式会社 北
計工業代理人 弁理士 松 田 忠 秋
計工業代理人 弁理士 松 田 忠 秋
フロントページの続き (72)発明者 水谷 紀昭 愛知県名古屋市東区東新町１番地 中部電 力株式会社内 (72)発明者 加納 功 愛知県名古屋市東区東新町１番地 中部電 力株式会社内 (72)発明者 福井 信孝 石川県松任市福留南１丁目231番地 Ｆターム(参考） 2G033 AA02 AB01 AD07 AD20 AD25 AE02 AF01 AF02 AG14
Claims (6)
- 【請求項１】 高電圧発生回路と、該高電圧発生回路の
出力電圧に基づく計測パルスをケーブルの健全相に送出
する第１の充電回路と、前記高電圧発生回路の出力電圧
に基づく計測パルスをケーブルの健全相、故障相に同時
に送出する第２の充電回路と、前記第１の充電回路から
の計測パルスに対応する健全相の電流パルスを利用して
ケーブルの亘長を測定し、前記第２の充電回路からの計
測パルスに対応する健全相、故障相の各電流パルスの
和、差を利用して故障点を標定する計測回路とを備えて
なるケーブルの故障点標定装置。 - 【請求項２】 前記第１の充電回路は、健全相の充電電
荷を放電する際の負パルスを計測パルスとすることを特
徴とする請求項１記載のケーブルの故障点標定装置。 - 【請求項３】 前記第２の充電回路は、コンデンサを充
電し、該コンデンサの充電電荷を放電する際の負パルス
を計測パルスとすることを特徴とする請求項１または請
求項２記載のケーブルの故障点標定装置。 - 【請求項４】 前記高電圧発生回路、第１、第２の充電
回路、計測回路は、同一筐体に一体に収納することを特
徴とする請求項２または請求項３記載のケーブルの故障
点標定装置。 - 【請求項５】 前記計測回路は、健全相、故障相の各電
流パルスの和、差の絶対値がそれぞれ設定値を超えたこ
とを検知する比較回路を備えることを特徴とする請求項
１ないし請求項４のいずれか記載のケーブルの故障点標
定装置。 - 【請求項６】 前記高電圧発生回路は、故障点の放電電
圧を超える第１電圧と、第１電圧の２倍相当の第２電圧
とを切り換えて出力可能であることを特徴とする請求項
１ないし請求項５のいずれか記載のケーブルの故障点標
定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000217802A JP2002040086A (ja) | 2000-07-18 | 2000-07-18 | ケーブルの故障点標定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000217802A JP2002040086A (ja) | 2000-07-18 | 2000-07-18 | ケーブルの故障点標定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002040086A true JP2002040086A (ja) | 2002-02-06 |
Family
ID=18712858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000217802A Pending JP2002040086A (ja) | 2000-07-18 | 2000-07-18 | ケーブルの故障点標定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002040086A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009186334A (ja) * | 2008-02-06 | 2009-08-20 | Chubu Electric Power Co Inc | 電力ケーブルの劣化位置標定方法及びその装置 |
| JP2018031718A (ja) * | 2016-08-26 | 2018-03-01 | 関西電力株式会社 | 架空配電系統探査システムおよび架空配電系統探査方法 |
| CN111164443A (zh) * | 2017-08-11 | 2020-05-15 | 开利公司 | 接地故障定位 |
-
2000
- 2000-07-18 JP JP2000217802A patent/JP2002040086A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009186334A (ja) * | 2008-02-06 | 2009-08-20 | Chubu Electric Power Co Inc | 電力ケーブルの劣化位置標定方法及びその装置 |
| JP2018031718A (ja) * | 2016-08-26 | 2018-03-01 | 関西電力株式会社 | 架空配電系統探査システムおよび架空配電系統探査方法 |
| CN111164443A (zh) * | 2017-08-11 | 2020-05-15 | 开利公司 | 接地故障定位 |
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