JP2008299498A - 架線切断の検出方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】架線が誤切断や盗難等にあって切断されたときの検出方法である。
【解決手段】上流地点と下流地点の架線において、上流地点の架線にPLC親機を、上流地点より下流の架線にPLC子機を接続して、親機は子機からの信号を受信したときには正常と判断し、受信しないときには上流地点と下流地点の間の架線のいずれかが切断されたと判断する。
【選択図】図1

Description

本発明は、架線が盗難等にあって切断されたときの検出方法に関する。
発電所から変電所等へは超高圧架線が施設してあり、その変電所から高圧架線が施設してある。そして、前記高圧架線からトランスを介して、各家庭へは低圧架線が施設してあり、それらの架線は保安員等によって監視されている。
しかし、工事中であれば工事担当者が誤切断を起こしたことによる緊急対策がとれるが、盗難により架線が切断されたときには、停電が起こり、何れの箇所で切断されたのか、迅速にその場所を特定し、復旧作業を行う必要がある。
尚、ワイヤーケーブルを切断して盗難をするという公知例には、特開2003−288651号公報があり、この公報には、ワーヤーケーブルの端部に抵抗器が取り付けてあり、ワーヤーケーブル間の電圧を測定することによって、ワイヤケーブルが切断されたか否かの検出を行っている。
特開2003−288651号公報
前記公報の盗難防止方法は、下線の下端部に抵抗器を取り付けて、その抵抗器を介する電流値を検出する方法であり、抵抗器を取りつけるという煩わしさがある。
そこで、本発明では、PLC(Power Line Communications)を使用して、架線が切断されたか否かを検出する方法を提供する。
請求項1の架線切断検出方法は、上流地点と下流地点を架線で接続されている電気系統において、前記上流地点の架線にPLC親機を接続し、前記上流地点より下流の架線にPLC子機を接続してある。そして、親機は子機からの信号を受信したときには正常と判断し、受信しないときには上流地点と下流地点の間の架線のいずれかが切断されたと判断する。
又、請求項2の架線切断検出方法は、3相(RST)の架線において、例えば、組合わせたRSとST架線に信号を送受信可能に2台の子機と親機を接続する。この状態で親機と子機の通信を行うと、切断された架線は親機と子機で通信不可の組み合せた架線であり、且つ、子機と接続の共通の架線である。
そこで、例えば、架線Rが切断されたとすると、架線RS、TRを用いる親機と子機の通信は不可であるが、架線STは可能である。そのため、前記通信不可の架線RS、TRの組合せにおいて、共通する架線は、「R」であり、この架線「R」が切断された架線であると判断する。
請求項3の架線切断検出方法は、上流地点と下流地点を3相(RST)の架線で接続されている電気系統において、上流地点の架線にPLCの親機を接続し、前記上流地点より下流の架線にPLCの子機を接続してある。
例えば、3相架線の組合せにおいて、RS、ST間に接続の親機と子機の間で送受信可能に設置すると共に、前記RS、ST間の電圧を測定する電圧測定器を設置してある。この場合、親機と子機との間で、測定したRS、ST間の電圧が異常であるか否かを判定し、異常である架線において、共通する架線が切断されたと判断する。
尚、この場合、例えば、S架線が切断されても、誘導により親機と子機が通信できることがある。この様な状態においは、測定した架線間の電圧が異常であるか否かを判定することによって、いずれか架線が切断されたか判断できる。
又、3相架線において、何れの組合せの架線に対して、親機と子機を接続するか、何れの組あわせの架線の電圧を測定するかは、何れの架線の異常等を検出するかにより適宜選定すればよく、電圧異常の架線により、何れかの架線が切断されたかがわかる。
又、請求項4の架線切断検出方法は、例えば、測定したRS、ST、TR間の電圧が正常であり、親機との通信で不通である子機は故障であると判断する。
請求項1の架線切断検出方法は、親機と子機の通信不可でもって、簡便に架線が切断されたと判断することができる。
又、請求項2の架線切断検出方法は、3相(RST)の架線において、通信不可の架線の組合せにおいて、共通する架線が切断された架線であると判断することによって、簡便に、切断された架線の判断ができる。
請求項3の架線切断検出方法は、架線間の電圧を測定する電圧測定器を設置して、親機と子機との間で、測定した架線間の電圧が異常である架線の組合せにおいて、共通する架線が切断されたと、簡便に判断できる。
又、請求項4の架線切断検出方法は、測定した架線間の電圧が正常であり、親機との通信で不通の子機は故障であることも容易に判断できる。
本発明を図面を参照して説明する。図1は電気系統図であり、変電所(図示略)からの3線(R、S、T)の架線は、主架線5の下流で、第1副架線6aと第2副架線6bに分岐して施設してある。
そして、前記架線が切断されたか否かを判断するために、変電所の母線等の上流地点には、RS間とST間及びTR間に、信号を送受信するPLC(Power Line Communications)親機10と、その親機10と通信可能なPLC子機(後述)が接続してある(尚、PLC親機、PLC子機は、それぞれ、親機、子機ともいう)。又、上流地点には、親電圧測定器30が設置してあり、RS、ST、TR間の電圧が測定されて、親機10に入力される。
そして、親機10では、前記RS、ST、TR間の電圧が予め測定されている正常時の値と比較し、所定範囲内のときには正常であり、範囲外になったとには異常として報知する。尚、この親電圧測定器30が異常が生ずるのは親機10より上流地点における異常である。
前記主架線5の分岐点は、親機10が設置してある上流地点に対し下流定点の分岐点にはRS間のRS主子機20a、ST間のST主子機20b、及びTR間のST主子機20cが、親機10と送受信可能に接続してある。
又、この分岐点における線間電圧を測定する主子機電圧測定器30aが設置してあり、RS、ST、TR間の電圧が測定されて、前記RS主子機20a、ST主子機20b及びST主子機20cに入力される。
そして、前記各子機20(20a、20b、20c)は、それらの線間電圧が正常時の電圧と比較され、所定範囲内のときには正常であり、所定範囲より低いときには異常である旨を親機10に送信する。
尚、これらの線間電圧のデータは、各子機から親機10へ送信される。従って、ある子機が故障していても、他の子機が故障していないので、何れの線間電圧が異常であるか、親機10はいずれかの子機からの通信で知ることができる。
又、親機10が設置してある上流地点に対し、下流定点である前記第1副架線6aの終端には、RS間にRS第1子機21a、ST間にST第1子機21b、及びTR間にTR第1子機21cが送受信可能に接続してある。又、線間電圧を測定する第1子機電圧測定器30bが設置してあり、RS、ST、TR間の電圧が測定されて、RS第1子機21aとST第1子機21b及びTR第1子機21cに入力される。
そして、前記各子機21a〜21cは、前記測定された線間電圧が正常時の電圧と比較され、所定範囲より低いと、例えば、「RS線間電圧が異常、その他の線間電圧は正常である」として親機10に送信する。
また、親機10が設置してある上流地点に対し下流定点である前記第2副架線6bの終端には、RS間にRS第2子機22a、ST間にST第2子機22b、及びTR間にTR第2子機22cが送受信可能に接続してある。
そして、線間電圧を測定する第2子機電圧測定器30cが設置してあり、RS、ST、TR間の電圧が測定されて、RS第2子機22aとST第2子機22b及びTR第2子機22cに入力される。
又、前記各子機22a〜22cは、前記測定された線間電圧が正常時の電圧と比較され、所定範囲より低いと、例えば、RS間電圧が異常、その他の線間電圧は正常であるとして親機10に送信する。
以上のように、各子機21a〜21c、22a〜22cは親機10に対して、線間電圧が異常であるか否かを、親機10に送信するので、親機10は何れの架線が切断されているかを判断することができる。
尚、2本の架線に信号を送受信するPLC方式は、よく知られているので説明を省略する。又、このPLC方式に使用するPLC親機とPLC子機のハードウエアは、CPU、メモリ等を搭載の所謂プロセッサであり、これらのプロセッサで処理するソフトウエアは下記する機能を備えている。
又、このPLC通信は、屋外で450kHz以下の電力線通信搬送波であり、信号伝送方式には、例えば、FDMA方式、2位相変位変調方式、周波数シフトキーング方式等で信号を送受信する。
(実施の形態1)
上流側に設置の親機10と下流側に設置の子機であるRS第1子機21aとST第1子機21b、RS第2子機22aとST第2子機22bとの間の架線RS、STを使用し、親機10と前記各子機との間で行う通信の可否によって、架線が切断されたか否かを検出する方法について説明する。尚、親機10と子機は正常に機能しているとする。
(1)主架線5
親機10からRS主子機20aとST主子機20bに、RS間とST間を介して信号を送信する。この送信信号に対し、RS主子機20aとST主子機20bは、それぞれ、予め決められた返信信号をRS、ST架線を介して親機10に返信し、親機10がそれらの信号を受信したときには主架線(R、S、T)は正常である。
(2)第1副架線6a
親機10とRS第1子機21a及びST第1子機21bとの間の通信が正常であるときには、第1副架線6aは正常である。
(3)第2副架線6b
親機10とRS第2子機22a及びST第2子機22bとの間の通信が正常であるときには、第2副架線6bは正常である。
(4)第2副架線6bの切断
親機10とRS主子機20aとST主子機20bからの受信状況から、主架線が正常である。
そして、親機10とRS第2子機22aは通信可能であるが、ST第2子機22bとの間が不通のときには、第2副架線6bが切断されたと判断し、且つ、共通の架線「T」が切断されたと判断する(図2、ケース2)。
又、親機10とRS第2子機22aは不通で、ST第2子機22bとの間は通信可能であるときには、第2副架線6bが切断されたと判断し、且つ、共通の架線「R」が切断されたと判断する(図2、ケース3)。
又、親機10とRS第2子機22aとST第2子機22bとの間が、共に不通のときには、第2副架線6bが切断されたと判断し、且つ、共通の架線「S」、又は「RとT」が同時に、又は「R、S、T」が同時に切断されたと判断する(図2、ケース3)。
(5)第1副架線6aの切断
この第1副架線6aが切断されたか否かは、前記第2副架線6bと同様に、RS第1子機21aとST第1子機21bとの間の通信の可否によって判断できる(図2、ケース5〜7)。
(6)主架線5の切断
この主架線5の切断の有無も、親機10とRS主子機20a及びST主子機20bとの間の通信の可否によって判断できる(図2、ケース8〜10)。
以上のように、図2において通信できた架線には「○」を、不通のときには「×」を附すことによって、少なくとも主架線5、第1副架線6a、第2副架線6bの何れかが切断される。又、各線間の電圧を測定することによって、架線「R」、「S」、「T」の何れが切断されたかを判断することができる。
即ち、架線の上流に親機10を設置し、架線の分岐点に子機20a〜20bを設置し、架線の下流に第1子機21a〜21b、第2子機22a〜22bを設置して、親機10と主子機、第1子機、第2子機との間で通信を行う。
そして、これらの相互の通信が正常であるときには、架線の切断はないと判断できるし、親機10と子機20、21、22との間の通信状況及び主架線と第1副架線及び第2副架線の系統によって、何れかの子機との通信ができないときには、主架線と第1副架線及び第2副架線の少なくとも何れかが切断されたか判断できる。
尚、子機の設置は、親機との間の架線状況を知るために設置するものであるので、その目的の箇所に設置すればよい。
又、前記親機10と子機20、21、22は、架線RS、STを使用するものであるが、架線RS、ST、TRの3つの組合せを使用する親機と子機であってもよい。
(実施の形態2)
本実施の形態は、前記実施の形態1と同じ系統架線に対するものであり、架線が切断されたか、子機が故障であるかの判断を可能にするもので図1、図3を参照して説明する。
尚、親機10は、架線RS、ST、及びTRを使用して送受信し、主子機はRS主子機20a、ST主子機20b及びTR主子機20cを使用すると共に、第1子機電圧測定器30bを用いる。
又、第1副架線6aには、RS第1子機21a、ST第1子機21b及びTR第1子機21cと第1子機電圧測定器30bを設置し、第2副架線6bにはRS第2子機22a、ST第2子機22b及びTR第2子機22cと第2子機電圧測定器30cを設置する。
尚、前記各子機20a〜20c、21a〜21c、22a〜22cは、RS、ST、TR間の電圧が正常であるか異常であるか、同じ信号を親機10に送信する。従って、親機10は、同じ場所に設置の3台の子機のうち、少なくとも1台の子機と通信が可能であると、架線「RST」の線間電圧が異常であるか否かの判断ができる。
図3に、架線(子機)に対して通信が不通であるか否かと、線間電圧が正常であるか否かを示し、これらの結果を表示する。
(1)親機10と全ての子機の間で、送受信が可能であるときには、全架線において正常である(ケース1)。
(2)主架線の「R」が切断されたとき
RS主子機20aとTR間のTR主子機20cから親機10へは不通、ST主子機20bから親機10へは、線間電圧RS、TRが異常で、STが正常である旨の信号を送信する。従って、この情報から、架線「R」が切断されていると判断できる(ケース2)。
(3)主架線の「S」が切断されたとき
RS主子機20aとST主子機20bから親機10へは不通である。又、TR主子機20cから親機10へは線間電圧RS、STが異常で、TRが正常である旨の信号を送信する。従って、TR主子機20cから「TR」が正常であることが判り、架線「S」が切断されたと判断できる(ケース3)。
(4)主架線の「T」が切断されたとき
ST主子機20bとTR主子機20cから親機10へは不通である。又、RS主子機20aから親機10へは線間電圧TR、STが異常で、RSが正常である旨の信号を送信する。従って、RS主子機20aから「RS」が正常であることが判り、架線「T」が切断されたと判断できる(ケース4)。
(5)RS主子機20aが故障の場合
RS主子機20aから親機10へは不通である。又、ST主子機20bとTR主子機20cから親機10へは、線間電圧RS、ST、TRが正常である旨の信号を送信する。従って、線間電圧の全てが正常であるので、不通のRS主子機20aが故障していることが判断できる(ケース5)。
以下、ST主子機20bが故障の場合(ケース6)、TR主子機20cが故障の場合(ケース7)の判断は前記と同じ要領で行う。
又、第1副架線6aにおける第1子機21(図3、ケース8)、第2副架線6bにおける第2子機22についても、同様に行う。
以上のように、親機10と子機との間でRS、ST、TRの間の線間電圧と通信を実施することによって、R、S、T架線のいずれが切断されたか、又、何れの子機が故障したかの判断ができる。
尚、前記例(図3)では、RS、ST、TRの間の通信が可能な3台の子機を用いているが、例えば、RS、ST間の通信が可能な2台の子機とRS、ST、TRの間の線間電圧を測定し、前記子機から前記線間電圧の全てを親機と通信することによって、欠如する情報があり図3とは異なるが、有用な判断をすることができるシステムを構築することができる。
即ち、いずれの線間で通信するか、いずれの線間電圧を測定するかによって、子機と親機の通信情報によって、架線の切断と子機の故障を判断できる。
(実施の形態3)
この実施の形態では、例えば、3相(RST)架線において、S相が断線しても、誘導信号が発生して、親機と子機の送受信が可能になる場合について説明する。
図4は、3相(RST)のうち、S相が断線した状態を示し、親機110はRT、ST相で送受信する。又、架線の下流には、RT相の送受信が可能のRT第1子機121aとST相の相受信が可能なST第1子機121bが設置してある。また、RT相とST相間の電圧を測定する第1子機電圧測定器130bが設置してある。
そして、第1子機電圧測定器130bで測定した値は、RT第1子機121aとST第1子機121bに送り、RT第1子機121aとST第1子機121bは同じデータを親機110の送信する。
架線RSTが正常であり、且つ、各子機のRT第1子機121aとST第1子機121bが正常であるときには、親機110は前記子機とRT、ST相を介して信号を受信する。
ここで、S相が断線したとき、親機110はRT第1子機121aと送受信できるが、ST第1子機121bとの送受信が可能であるか否かが問題になる。
しかし、ST第1子機121bは、S相(架線)の切断地点まで相当の距離があると、S相の信号は誘導されてT相(又はR相)に誘起される。この誘起によって、信号は、例えば、20dB程度低下すると考えられる。そして、更に、前記T相(又はR相)に誘起された信号は、再び、S相に誘導されて、ST相で、親機110が受信できる。尚、このT相(又はR相)からS相への誘起された信号は、例えば、20dB程度低下する。
以上のように、ある架線が断線しても、PLC通信においては誘導波が発生するので、切断されていない架線に誘導されて通信が可能になる場合があるが、その信号レベルは相当低くなる。
従って、その低レベルの信号を検知して、何れの架線が切断されたかを推定する方法もあるが、より明確に判断するために、ここでは親機と子機の送受信の信号で、「相間電圧」の情報(信号)をもって判断する。
図5は、RT、ST間の親機110とRT第1子機121a及びST第1子機121bとの通信の可否、第1子機電圧測定器130bで測定した電圧が正常であるか否かに対する判断である。
(ケース1)
全架線(RST)が正常であるときには、RT、ST相間電圧は正常であり、親機110は前記子機とRT、ST相を介して、RT、ST相間電圧が正常である信号を受信する。
(ケース2)
例えば、S相が切断したときには、RT間の電圧は正常であるが、ST間の電圧は異常である。そこで、RT第1子機121aはRT相を介して、RT間の電圧は正常である旨と、ST間の電圧は異常である旨を親機110に送信する。
尚、ST第1子機121bはST相を介して親機110に送信するが、S相が切断状態であるので送信不可であるが、前記したような誘導信号が生ずると、親機110はST相を介して受信できることがある。
しかし、親機110は、RT第1子機121aから、「ST間の電圧は異常、RT間の電圧は正常である」旨の信号を受信しているので、「S相」が切断されたと判断できる。
この様に、RSTの3線において、例え、1架線が切断されても、通信信号は他の架線に誘導されて、子機と親機は通信可能であるので、親機と子機の通信の可否をもって、架線が正常か否かを判断するのは正確さを欠くこととなる。そこで、架線が切断されたという明確な判断は相間電圧の信号が必要である。
又、ケース3は「R相」が切断されたときであり、前記「S相」の切断と同じように考えることができる。
また、ケース4は、第1子機の共通の「T相」が切断されたときである。
親機110は信号レベルが低下した信号の受信か可能であると、相間電圧の信号を得ることができるので、「T相」が切断されたことを推定できる。或いは、前記の例示はRTとST相に、2台の子機が設置してあるが、更に、RS相に子機を設けることによって、RT相子機、ST相子機からの信号を受信できない場合でも、「T相」が切断されたことが明確に判る。
以上のように、図5のケース2〜4においては、親機110と子機の間の架線が切断されたと判断できる。
尚、RS、ST、RT相間の電圧が正常で、子機の1台と通信が不可の場合には、その子機は故障であると判断できる。又、1線が切断されたときには、必ず、2つの相間電圧が異常となることから、電圧異常が1つの相間のみ送信されてきたときには、電圧測定器の故障と判断できる。
尚、本願発明は、架線の系統を考慮して子機を設け、親機と子機の間の架線が切断されたという段階の情報、何れの架線が切断されたという段階の情報、何れかの子機が故障したという段階の情報、電圧測定器の故障等、何れの情報を得るかによって、ある地点における子機の設置数と、何れの相間電圧を測定するかによって構築し、前記実施の形態に限定されないことはいうまでもない。
電気系統図である。 実施の形態1を説明する図である。 実施の形態2を説明する図である。 実施の形態3の電気系統図である。 実施の形態3を説明する図である。
符号の説明
5 主架線
6a 第1副架線
6b 第2副架線
10、110 親機
20(20a〜20c) 主子機
21(21a〜21c) 第1子機
22(22a〜22c) 第2子機
30(30a、30b、30c) 電圧測定器
121(121a〜121b) 第1子機

Claims (4)

  1. 上流地点と下流地点を架線で接続されている電気系統において、
    前記上流地点の架線にPLC親機を接続し、前記上流地点より下流の架線にPLC子機を接続し、前記親機は子機からの信号を受信したときには正常と判断し、受信しないときには上流地点と下流地点の間の架線のいずれかで切断されたと判断することを特徴とする架線切断検出方法。
  2. 3相(RST)の架線において、組合わせた2つの架線に信号を送受信可能に子機と親機を接続し、切断された架線は前記親機と子機で通信不可の組み合せた架線で、且つ、共通の架線であることを特徴とする請求項1の架線切断検出方法。
  3. 上流地点と最終地点を3相(RST)の架線で接続されている電気系統において、
    前記上流地点の架線にPLCの親機を接続し、前記上流地点より下流の架線にPLCの子機を接続し、
    前記3相架線の何れかの組合せの架線に、親機と子機の間で送受信可能に設置すると共に、前記3相架線の何れかの組合せの架線電圧を測定する電圧測定器を設置し、
    親機と子機との間で、前記測定した組合せの架線間電圧が異常であるか否かを判定し、異常である架線の組合せにおいて、共通する架線が切断されたと判断することを特徴とする架線切断検出方法。
  4. 測定した組合せの架線間電圧が正常であるとき、親機との通信で不通の子機は故障であると判断することを特徴とする請求項3の架線切断検出方法。
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