JP2002350489A - 高圧配電線路の故障点位置標定方法と装置 - Google Patents

高圧配電線路の故障点位置標定方法と装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 反射波を計測するときのS/N比を向上させ
る。パルス注入電源のコンデンサを減らして装置を小型
・軽量にする。 【解決手段】 直流電源11の電圧を昇圧回路12で高
電圧にし、コンデンサ14を15kVに充電する。スイ
ッチ16を閉じ、制限抵抗15を通じて高電圧パルスを
接続線3A,3B,3Cを介して停電高圧配電線路1に
注入する。印加した高圧で故障点イのギャップGに放電
が発生する。放電持続中にスイッチ17を閉じて抵抗1
8を制限抵抗15に並列接続して、線路に標定用パルス
を注入する。変流器4〜6を介して注入パルスと反射波
を測定器7に取り込み、健全相と故障相の信号の差を求
め、反射パルスの戻り時間から故障点までの距離を標定
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はパルス方式を用いた
高圧配電線路の故障点位置標定方法と装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】高圧配電線路での地絡故障時に、速やか
な故障復旧を図るために停電区間に高電圧パルスを注入
し、注入点と故障点の間に流れる電流を、アンテナ式の
電流検出器或いは電線へ引っ掛けて検出する携帯式の電
流検出器を用いて高電圧パルス注入箇所から故障点に至
るまで順番に検知を繰り返す故障点探査方法が従来から
行われている。
【0003】上記故障点探査のために使用される装置
は、普段は電力会社の営業所或いは電力会社より委託を
受けた工事会社等の営業所等に常備されていて、上記作
業の際に工事用車両に積載して作業現場まで運搬し、作
業現場の電柱等に仮設して使用されている。
【0004】この探査方法では故障点に達するまでに時
間と人手を要する欠点があるため、パルスレーダ法を用
い停電区間の一部より高電圧パルスを注入し、注入した
パルス波と故障点からの反射波との時間差を計測し、そ
の時間差より故障点までの距離を標定する方法が考えら
れているが、故障点の抵抗が高く、放電性の場合には故
障点での放電時間遅れが発生し、それにより標定位置の
誤差が大となる欠点が残されていた。
【0005】放電性の故障点に対する放電時間遅れによ
る標定位置誤差を無くすために、最初に故障点に放電を
起こさせる高電圧パルスを注入して故障点で放電を起こ
させ、次に該放電状態持続中に位置標定用パルスを注入
して前記故障点で反射した波形の戻り時間から故障点位
置を求める方法が提案されている(特開平11−218
555)。
【0006】このものは、図4に示すように、パルス発
生器2に設けた放電用高電圧パルス発生回路2aのコン
デンサに充電した高電圧を、スイッチ2bを閉じて、接
続線3A,3B,3Cを介して、高圧配電線路1のR,
S,T相に注入して、T相の故障点イのギャップで放電
させ、放電が継続している間にスイッチ2dを閉じて、
位置標定用低電圧パルス発生回路2cから、位置標定用
パルスを高圧配電線路1に注入する。そして、接続線3
A,3B,3Cに結合させた変流器4,5,6を介して
位置標定用パルスと線路1からの反射波を測定器7に取
り込んで故障の標定を行うようになっている。そして、
パルス発生回路2aに設けた前記コンデンサの他に、パ
ルス発生回路2cに標定用パルス注入用の電圧を充電す
るための別のコンデンサを備えていた。この別のコンデ
ンサは低電圧パルスを発生するためのものとはいえ、2
kVという高い電圧を充電する。なお、パルス発生回路
2aのコンデンサは50kV用のものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】図4で説明した従来の
技術では、放電用高圧パルスと位置標定用低電圧パルス
の2つのパルス発生用電源が必要で、両電源に夫々高耐
圧のコンデンサを備えているため、装置の小型軽量化、
低コスト化が図れないという問題点があった。
【0008】そこで本発明は、1箇所からの測定で故障
点位置を正確に標定できるパルスレーダ法を用いて、放
電時間遅れによる標定誤差をなくし、故障点位置標定を
正確に行い、しかも小型軽量で持ち運びしやすい、安価
な故障点標定方法と装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明は、故障停電区間の1箇所より故障
点に放電を起こさせるための高電圧パルスを注入して故
障点で放電を起こさせ、該放電状態の持続中にパルス発
生器出力端に設けた停電高圧配電線路への流入電流を制
限する制限抵抗を小さい抵抗値に変化させることにより
位置標定用パルスを注入し、接続線の一端に設けた変流
器より健全相と故障相の電流波形を求め、両者の差分を
求めることにより、該位置標定用パルスの前記故障点で
の反射波の装置までの戻り時間差を判定し、装置から故
障点までの位置を求めることを特徴とする高圧配電線路
の故障点位置標定方法である。
【0010】請求項2の発明は、高圧配電線路の停電区
間の一部から故障点に放電を起こさせる高電圧パルスを
注入して故障点で放電を起こさせ、該放電状態持続中に
更に位置標定用パルスを注入し、健全相と故障相の電流
波形を検出し、その差分を求め、該位置標定用パルスに
よる前記故障点での反射波のみを取り出し、該反射波が
故障点から装置に戻ってくるまでの時間差を判定し、装
置から故障点までの距離を求める高圧配電線のパルス方
式による故障点位置標定装置において、該放電状態持続
中に、停電高圧配電線路への流入電流を制限する制限抵
抗を小さい値に切り替えることによって流入電流値を小
電流から大電流に変化させるようにしたパルス発生装置
を設けたことを特徴とする高圧配電線路の故障点位置標
定装置である。
【0011】請求項3の発明は、請求項2の発明におい
て、故障点に放電を起こさせるための高電圧パルス注入
時の制限抵抗に対して、位置標定用パルスを注入する並
列回路を接続することを特徴とする高圧配電線路の故障
点位置標定装置である。
【0012】請求項4の発明は、請求項2又は3の発明
において、故障点に放電を起こさせる高電圧パルスを注
入するためと、位置標定用パルスを注入するためのコン
デンサを両パルス注入用に共通に唯一箇所具備したこと
を特徴とする高圧配電線路の故障点位置標定装置であ
る。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
用いて説明する。
【0014】図1(a)は本発明を実施するための構成
図を示し、1は地絡事故が発生して図示されていない保
護継電装置により事故区間の切り離しが行われた三相の
停電高圧配電線路、2は停電高圧配電線路1に高電圧パ
ルスを発生させるためのパルス発生器で、停電高圧配電
線路1の一端と接地との間に挿入接続されている。パル
ス発生器2の出力端子はそれぞれ接続線3A,3B,3
Cを介して前記停電高圧配電線路のR相、S相、T相に
接続されている。
【0015】4,5,6はそれぞれ接続線3A,3B,
3Cに接続された変流器で、各接続線3A,3B,3C
を流れる電流を検出して測定器7に伝える。測定器7で
は変流器からの信号の差分を求め、故障点からの反射波
の戻り時間を判定し、故障点までの距離を求め、表示す
る。イはT相に発生した地絡故障点で図1(b)に示す
ようにギャップGと地絡抵抗Rの直列等価回路からな
る。なお、R相、S等は健全相である。
【0016】図1(c)にパルス発生器2の実施例を示
す。直流電源11、該直流電源11から給電されて高電
圧を発生する昇圧回路12、ダイオード13、昇圧回路
12で発生した高電圧を蓄電する静電容量約2μFのコ
ンデンサ14、パルス発生器2から停電高圧配電線路1
への流入電流を制限する制限抵抗15、コンデンサ14
に蓄電した高電圧を制限抵抗15を介して停電高圧配線
線路1の各相へ印加するスイッチ16、高電圧パルス注
入後、放電状態持続中に抵抗18を制限抵抗15に並列
接続させて停電高圧配電線路1の各相へ位置標定用パル
スを印加するスイッチ17、前記出力端子20A及び接
地端子20Bを接続して構成してある。
【0017】標定に際しては、パルス発生器2を接続線
3を介して停電高圧配電線路1に接続し、コンデンサ1
4を15kVに蓄電した後、スイッチ16を閉じ、放電
用高電圧パルスP1を制限抵抗15を介して停電高圧配
電線路1に注入する。
【0018】故障点イにおいては高電圧パルスP1によ
り放電が生じる。故障点イに放電が発生すると、しばら
くの間は放電状態が持続した状態になるため、放電時の
減衰高周波振動が十分減衰収束する時間(約1〜3m
s)後にスイッチ17を閉じる。
【0019】スイッチ17を閉じることにより、抵抗1
8に制限抵抗15を並列接続させた状態となり、合成抵
抗値の変化に応じた位置標定用パルスP2が停電高圧配
電線路1に注入される。
【0020】図2に健全相及び故障相の測定例を示す。
横軸は時間、縦軸は電流を示す。
【0021】ロは放電用高電圧パルスP1注入による波
形変化、ハは該放電用高電圧パルスP1による故障点か
ら反射波形であり、該放電用高電圧パルスP1により故
障点で放電が発生したことを顕している。尚、ハの戻り
時間には故障点の放電遅れによる誤差を含んでいる。
【0022】ニはスイッチ17を閉じ、抵抗18に制限
抵抗15を並列接続させたことにより合成抵抗値を小さ
い値に変化させて発生させた位置標定用パルスP2の注
入波形である。制限抵抗15とスイッチ17とで標定パ
ルス注入用の並列回路を構成する。位置標定用パルス送
出時点では放電用高電圧パルスによる高周波過度現象は
減衰収束している。こうして、1個のコンデンサ14で
両パルスを供給する。
【0023】ニの波形部の時間を拡大したものを図3に
示す。
【0024】ホは位置標定用パルスP2の注入波形、ヘ
は位置標定用パルスP2の故障点からの反射波形であ
る。
【0025】図1の配電線路1に接続されている分岐線
の分岐点からの反射は健全相と故障相とも同じであり、
健全相には故障点の電流を含んでいないため、健全相と
故障相とで差をとることにより故障点による電流のみを
取り出すことができる。このことは、図4の従来技術と
同じである。
【0026】この様にして得られた波形には、当然放電
遅れ時間の影響は入っていない。なぜならば先に述べた
ように放電用高電圧パルスによって故障点は放電破壊
し、安定な直流電流が流れている状態(放電状態が持続
中の状態)で位置標定用パルスを送出したからである。
故障点で反射した波形の戻り時間(図3のホとヘの時間
差)に伝送速度を乗じることにより、故障点までの距離
を知ることができる。このことも図4の従来技術と同じ
である。なお、抵抗18の抵抗値が小さい程標定用パル
スの電流値を大きくできるので、その抵抗値は零であっ
てもよい。
【0027】
【発明の効果】請求項1,2の発明では、放電用高圧パ
ルス注入後の故障点での放電状態持続中に出力端に設け
た停電高圧配電線路への流入電流を制限する制限抵抗を
直列から並列に切り替えることによって位置標定用パル
スを注入することができ、故障相と健全相の波形を差分
処理することにより故障点からの反射波だけを取り出し
てその戻り時間差を判定するため、放電遅れ時間による
標定誤差を無くした精度の良い故障点の位置標定が1つ
のパルス発生回路で行うことができるため、小型軽量及
び安価な装置とすることができる。標定作業の労力を軽
減できる。
【0028】なお、請求項3の放電を起こさせる高電圧
パルス注入時の直列に入る前記制限抵抗値に対して、並
列接続時の合成抵抗値を小さくすることにより、位置標
定用パルス電流を大きくすることができるため、反射波
を計測するに当ってのS/N比を向上させることがで
き、故障点の位置標定を精度良く行える利点がある。そ
して請求項4では、装置の大型化、重量増大のもとであ
るコンデンサを1個にしたため、小型・軽量化に直接役
立つ。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の請求項1による実施例の電気
的接続を示す略図、(b)は地絡故障点の等価回路、
(c)はパルス発生器の電気回路図である。
【図2】図1の実施例における健全相及び故障相の測定
電流波形例である。
【図3】図2の一部分の拡大波形である。
【図4】従来の実施例に係る電気的接続を示す略図であ
る。
【符号の説明】
1 停電高圧配電線路 2 パルス発生器 3 接続線 4,5,6 変流器 7 測定器 R相,S相 健全相 T相 故障相 イ 故障点

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 故障停電区間の1箇所より故障点に放電
    を起こさせるための高電圧パルスを注入して故障点で放
    電を起こさせ、該放電状態の持続中にパルス発生器出力
    端に設けた停電高圧配電線路への流入電流を制限する制
    限抵抗を小さい抵抗値に変化させることにより位置標定
    用パルスを注入し、接続線の一端に設けた変流器より健
    全相と故障相の電流波形を求め、両者の差分を求めるこ
    とにより、該位置標定用パルスの前記故障点での反射波
    の装置までの戻り時間差を判定し、装置から故障点まで
    の位置を求めることを特徴とする高圧配電線路の故障点
    位置標定方法。
  2. 【請求項2】 高圧配電線路の停電区間の一部から故障
    点に放電を起こさせる高電圧パルスを注入して故障点で
    放電を起こさせ、該放電状態持続中に更に位置標定用パ
    ルスを注入し、健全相と故障相の電流波形を検出し、そ
    の差分を求め、該位置標定用パルスによる前記故障点で
    の反射波のみを取り出し、該反射波が故障点から装置に
    戻ってくるまでの時間差を判定し、装置から故障点まで
    の距離を求める高圧配電線のパルス方式による故障点位
    置標定装置において、 該放電状態持続中に、停電高圧配電線路への流入電流を
    制限する制限抵抗を小さい値に切り替えることによって
    流入電流値を小電流から大電流に変化させるようにした
    パルス発生装置を設けたことを特徴とする高圧配電線路
    の故障点位置標定装置。
  3. 【請求項3】 故障点に放電を起こさせるための高電圧
    パルス注入時の制限抵抗に対して、位置標定用パルスを
    注入する並列回路を接続することを特徴とする請求項2
    記載の高圧配電線路の故障点位置標定装置。
  4. 【請求項4】 故障点に放電を起こさせる高電圧パルス
    を注入するためと、位置標定用パルスを注入するための
    コンデンサを両パルス注入用に共通に唯一箇所具備した
    ことを特徴とする請求項2又は3記載の高圧配電線路の
    故障点位置標定装置。
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