JP2003172758A - 送電線故障区間検出システムによる雷撃検知区間標定方法 - Google Patents

送電線故障区間検出システムによる雷撃検知区間標定方法

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JP2003172758A
JP2003172758A JP2001371469A JP2001371469A JP2003172758A JP 2003172758 A JP2003172758 A JP 2003172758A JP 2001371469 A JP2001371469 A JP 2001371469A JP 2001371469 A JP2001371469 A JP 2001371469A JP 2003172758 A JP2003172758 A JP 2003172758A
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Taku Kondo
近藤  卓
Tomohisa Matsushita
友久 松下
Takashi Sakurai
敬志 桜井
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 事故に至らない雷撃電流波形を検出し、雷撃
区間をセンサ区間で評定する送電線故障区間検出システ
ムによる雷撃検知区間標定方法を提供する。 【解決手段】 鉄塔T1〜T4には架空地線に数基間隔
で電流センサCT1〜CT4を配置し、事故に至らない
雷撃による雷サージは、検出回路において商用周波数に
近い成分を抽出することにより雷サージに含まれる1k
Hz以下の低周波減衰波形として出力し、この波形をA
/D変換することで検出した電流値と位相を判別し、雷
撃波形と事故波形とを判別する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、送電線故障区間
検出システムによる雷撃検知区間標定方法に関し、特
に、主として架空送電線のような送電設備にセンサを取
付け、送電線事故時の検出電流情報をもとに事故区間を
評定する送電線故障区間検出システムのうち、事故に至
らない雷撃電流波形を検出し、雷撃区間をセンサ区間で
標定する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】架空送電線は、鉄塔・木柱・コンクリー
ト柱などに電線を敷設し、電力を空中搬送するものであ
る。厳しい自然環境下で運用されている架空送電線は、
電気事故が皆無という状況には至っておらず、万一事故
が発生した場合には、事故点の特定を迅速かつ効率的に
行うことは重要な課題である。
【0003】しかし、送電設備は長距離に亘って敷設さ
れていることから、事故点の発見は容易でないことが多
い。そこで、送電線設備に各種センサを取付け、送電線
のどの区間で事故が発生したかを瞬時に判定する送電線
故障区間標定システムが実用化されており、このシステ
ムで事故点を絞り込むことができ設備の早期復旧に役立
っている。
【0004】しかし一方で、近年では送電設備自体に避
雷碍子を取付けて事故を起こり難くするなどの工夫も適
用されている。このような場合には、鉄塔もしくは架空
地線に雷が落ちても、電機事故に至らないために、送電
線の保守員は、設備の巡視には出向かない。つまり、雷
撃によりたとえば架空地線の素線切れなどの設備被害が
あっても、事故にならなければ、早期発見は難しい。
【0005】送配電線事故点標定システムとして、特許
番号1927441号は、送配電系統の架空地線の所定
間隔離れた少なくとも3点に電流検出手段を設け、その
手段の両側に設けられた2個の手段で検出された検出点
の2点の電流と、位相差とを検出して、事故点の評定を
行うことを特徴としている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の特許で
は、事故電流を検出するために架空地線に流れる電流を
検出し、常時誘導電流からの電流変化と事故電流の継続
サイクルを監視しており、事故時と事故に至らない雷撃
とでは検出波形が異なるために評定ができず、雷撃を検
出できないという問題がある。
【0007】それゆえに、この発明の主たる目的は、事
故に至らない雷撃電流波形を検出し、雷撃区間をセンサ
区間で評定する送電線故障区間検出システムによる雷撃
検知区間標定方法を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明は、送電線の架
空地線に電流検知センサを取付けた送電線故障区間検出
システムにおいて、事故に至らない雷撃を検出し、セン
サ区間を判定区間として、雷撃区間を検出する。
【0009】これにより、既存の故障区間標定システム
を流用して事故に至らない雷撃を検出し、センサ区間を
判定区間として、雷撃区間を検出することができる。
【0010】また、電流センサは、数〜1kHzのバン
ドパスフィルタ回路を含む。また、バンドパスフィルタ
回路を通過した波形において2.5サイクル以上事故電
流が流れた場合は、送電線故障であると判断し、2.5
サイクル未満の場合は雷撃であると判断する。さらに、
バンドパスフィルタ回路を通過した波形において2.5
サイクル未満かつ商用周波数でなく1kHz以下の周波
数の場合を雷撃であると判断する。このように周波数を
監視することにより事故と雷撃とを区別できる。
【0011】
【発明の実施の形態】図1はこの発明の一実施形態の構
成を示す図である。図1において、図示しない架空地線
には一定間隔で電流センサCT1〜CT5が取付けられ
ている。各電流センサCT1〜CT5の検出出力は、電
流の変化を光信号に変換するためのV/F・E/O変換
回路11〜15に与えられる。各V/F・E/O変換回
路11〜15はそれぞれ電源を内蔵している。電流セン
サCT1〜CT5からの光信号は光ファイバを介して光
合波器21〜24で合波されて鉄塔局3に入力される。
【0012】鉄塔局3にはO/E・F/V変換回路31
とA/D変換回路32と判定部33と伝送装置34とが
設けられている。O/E・F/V変換回路31は光信号
を電気信号に変換して、A/D変換回路32に与える。
A/D変換回路32はアナログの光信号をデジタル信号
に変換する。このデジタル信号は判定部33に与えられ
る。判定部33では架空地線に流れる電流をモニタし、
送電線事故検出時には事故と判断し、雷撃波形検知時に
は雷と判断し、判定結果を伝送装置34を介して電力所
の中央表示装置40に伝送する。図1に示した構成は、
既存の送電線故障区間検出システムがそのまま用いられ
る。
【0013】その他に判定結果をOPGW,携帯電話,
PHSなどの通信媒体を介して送電線の保守担当箇所に
伝送,表示してもよい。
【0014】なお、鉄塔局3にはバッテリ35および太
陽電池36が設けられていて電力が供給される。また、
判定部33は電力所の中央表示装置40に内蔵するよう
にしてもよい。
【0015】図2はこの発明の一実施形態の雷撃検出の
原理を説明するための図である。図2に示すように、鉄
塔T1,T2,T3,T4の片側には架空地線に数基間
隔で電流センサCT1,CT2,CT3,CT4が配置
されている。雷撃時に架空地線を伝搬する雷サージは数
径間で減衰する。この雷サージを電流センサCT1,C
T2,CT3,CT4で検出する。事故に至らない雷撃
による雷サージは、バンドパスフィルタ回路を設けた検
出回路において、商用周波数に近い成分(数Hz〜1k
Hz成分)を抽出することにより、雷サージに含まれる
1kHz以下の低周波減衰波形として出力される。この
波形をA/D変換することで、各電流センサCT1〜C
T5で検出した電流値・位相を判別する。
【0016】このように波形を検出して比較するので、
事故時には検出回路は事故電流による誘導電流波形を出
力するため、雷撃波形か事故波形かの区別ができる。す
なわち、トリップに至る事故時に流れる事故電流は、遮
断器が動作するまでの時間であり、商用周波数が2.5
サイクル以上継続する。一方、バンドパスフィルタを通
過した雷撃波形は2.5サイクル未満となる。よって、
周波数を監視することにより、事故と雷撃とを区別でき
る。
【0017】事故時の波形は、商用周波数(50Hz,
60Hz)である。一方、雷撃はバンドパスフィルタを
通過した波形であるが、50Hz,60Hzとならず、
1kHz以下の波形となる。よって、周波数を監視する
ことにより区別できる。
【0018】送電線の架空地線には、電力線からの誘導
により常時誘導電流が流れている。架空地線に雷撃が落
ちると、雷サージ(インパルス波形)が落雷地点から若
番側と老番側に伝搬する。雷サージは上述の通り、検出
回路で低周波減衰波形に変換されるので、各電流センサ
CTの検出波形の大小関係および位相(極性)を比較す
ることで雷撃区間を評定する。
【0019】隣り合う電流センサCT間で極性の違う雷
電流を検出すると、雷撃は隣接する電流センサCT間に
あったと判断する。また、各電流センサCTの検出電流
を比較することで、隣り合う電流センサCTのうち、ど
ちらの電流センサCTに近い場所に雷撃があったのかの
評定も可能になる。これらをまとめると、図3に示す表
のようになる。
【0020】図3において、検出パターン1では電流セ
ンサCT2と電流センサCT3での雷サージが大であり
かつ極性の異なることが検出されており、しかも電流セ
ンサCT2と電流センサCT3との検出電流の位相差が
あることが判別されているので、電流センサCT2と電
流センサCT3との間で雷撃があったと標定される。検
出パターン2では電流センサCT2でのみ雷サージが大
であることが検出され、いずれの電流センサCTも検出
電流の位相差のないことが判別されており、電流センサ
CT2近傍で雷撃があったと判定される。検出パターン
3では電流センサCT3でのみ雷サージが大であること
が検出され、いずれの電流センサCTも検出電流の位相
差のないことが判別されており、電流センサCT3近傍
で雷撃があったと判定される。
【0021】検出パターン4では電流センサCT2と電
流センサCT3での雷サージが大でありかつ極性の異な
ることが検出されており、電流センサCT1での雷サー
ジが小であると検出され、しかも電流センサCT2と電
流センサCT3との検出電流の位相差があることが判別
されているので、電流センサCT2と電流センサCT3
との間でかつ電流センサCT2の近傍で雷撃があったと
標定される。検出パターン5では電流センサCT2と電
流センサCT3での雷サージが大でありかつ極性の異な
ることが検出されており、電流センサCT4での雷サー
ジが小であると検出され、しかも電流センサCT2と電
流センサCT3との検出電流位相差のあることが判別さ
れているので、電流センサCT2と電流センサCT3と
の間でかつ電流センサCT3の近傍で雷撃があったと標
定される。
【0022】図3の表は鉄塔T1〜T4の片側に電流セ
ンサを取付けた例であり、図4に示すように鉄塔T1〜
T4の両側にセンサを取付けた場合は、図5に示す表の
ようになる。
【0023】図4に示すように、区間2の鉄塔T2の両
側には電流センサCT1A,CT1Bが配置され、鉄塔
T3の両側には電流センサCT2A,CT2Bが配置さ
れている。図5の表に示すように、検出パターン1では
電流センサCT1B,CT2Aの雷サージが大であり、
電流センサCT1A,CT2Bの雷サージが小であると
検出され、電流センサCT1BとCT2Aとの検出電流
の位相差のあることが判別されているので、区間2で雷
撃があったと判定される。
【0024】検出パターン2では電流センサCT1Bの
雷サージが大であり、電流センサCT1Aの雷サージが
小であると検出され、検出電流の位相差のないことが判
別され、区間2で雷撃のあったことが判定される。検出
パターン3では電流センサCT1Aの雷サージが大であ
り、電流センサCT1Bの雷サージが小であると検出さ
れ、検出電流の位相差のないことが判別され、区間1で
雷撃のあったことが判定される。検出パターン4では電
流センサCT2Aの雷サージが大であり、電流センサC
T2Bの雷サージが小であると検出され、検出電流の位
相差のないことが判別され、区間2で雷撃のあったこと
が判定される。検出パターン5では電流センサCT2B
の雷サージが大であり、電流センサCT2Aの雷サージ
が小であると検出され、検出電流の位相差のないことが
判別され、区間3で雷撃のあったことが判定される。
【0025】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
【0026】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、既存
の故障区間標定システムを流用して事故に至らない雷撃
を検出し、センサ区間を判定区間として、雷撃区間を検
出するようにしたので、保守担当区間において自動的に
雷検知履歴を記録することができ、保守員は定期巡視時
に履歴を確認することで重点巡視区間を絞って巡視業務
が可能となり、効率的に設備被害箇所を早期発見できる
だけでなく、経費節減にも寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施形態の構成を示す図であ
る。
【図2】 この発明の一実施形態の雷撃検出の原理を説
明するための図である。
【図3】 隣り合う電流センサCTのうち、どちらの電
流センサCTに近い場所に雷撃があったのかの評定を表
に示した図である。
【図4】 鉄塔の両側にセンサを取付けた実施形態を示
す図である。
【図5】 図4の実施形態で電流センサCTに近い場所
に雷撃があったのかの評定を表に示した図である。
【符号の説明】
CT1〜CT5 電流センサ、3 鉄塔局、11〜15
V/F・E/O変換回路、21〜24 光合波器、3
1 O/E・F/V変換回路、32 A/D変換回路、
33 判定部、34 伝送装置、35 バッテリ、36
太陽電池、40 中央表示装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桜井 敬志 大阪市此花区島屋一丁目1番3号 住友電 気工業株式会社大阪製作所内 Fターム(参考) 2G033 AA01 AB02 AC06 AD18 AD21 AF01 AF03 AF04 AG14

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 送電線の架空地線に電流検知センサを取
    付けた送電線故障区間検出システムにおいて、 事故に至らない雷撃を検出し、センサ区間を判定区間と
    して、雷撃区間を検出することを特徴とする、雷撃検知
    区間標定方法。
  2. 【請求項2】 前記電流センサは、数〜1kHzのバン
    ドパスフィルタ回路を含むことを特徴とする、請求項1
    に記載の雷撃検知区間標定方法。
  3. 【請求項3】 前記バンドパスフィルタ回路を通過した
    波形において2.5サイクル以上事故電流が流れた場合
    は、送電線故障であると判断し、2.5サイクル未満の
    場合は雷撃であると判断することを特徴とする、請求項
    2に記載の雷撃検知区間標定方法。
  4. 【請求項4】 前記バンドパスフィルタ回路を通過した
    波形において2.5サイクル未満かつ商用周波数でなく
    1kHz以下の周波数の場合を雷撃であると判断するこ
    とを特徴とする、請求項2に記載の雷撃検知区間標定方
    法。
JP2001371469A 2001-12-05 2001-12-05 送電線故障区間検出システムによる雷撃検知区間標定方法 Withdrawn JP2003172758A (ja)

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