JP2010054300A

JP2010054300A - 検相器

Info

Publication number: JP2010054300A
Application number: JP2008218642A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Hashimoto; 和彦橋本
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2008-08-27
Filing date: 2008-08-27
Publication date: 2010-03-11

Abstract

【課題】２本の電線路を１台の検相器で高精度に検相する。
【解決手段】第１電線路の第１波形及び第２電線路の第２波形を少なくとも１周期分測定する波形測定部５１と、測定された第１波形を同じ周期で繰り返して、第１波形の測定期間後における第１波形を推定する波形推定部５３と、推定された第１波形と測定された第２波形とを比較した結果に基づいて、第１電線路と第２電線路とが同相か否かを判定する同相判定部５５と、を有する検相器。
【選択図】図２

Description

本発明は、検相器に関する。

送配電線路の補修工事等では、送配電線路上の工事区間を電気的に切り離して電線路の取り替える等の工事をした後、配線ミス等を防止すべく検相器を用いて位相比較の対象とする電線路の検相を行った上で工事区間を電気的に再接続している。

例えば、特許文献１には、図７、図８に示される２台の検相器を用いた作業が開示されている。まず、図７に示される作業概要を説明すると、３相３線式の電線路２ａ〜２ｃ、２ａ’〜２ｃ’が碍子３ａ〜３ｃ、３ａ’〜３ｃ’を介して電柱１に張設される場合であって、二人の作業員が検相器１０、１０’を支持する絶縁棒１１、１１’を持って電柱１に上り、検相器１０、１０’の吊金具１２、１２’を検相対象の電線路２ｃ、２ｃ’に吊り下げている。そして、検相器１０、１０’によって電線路２ｃ、２ｃ’がそれぞれ充電中であることを確認した後、検相器１０、１０’間の無線通信によって電線路２ｃ、２ｃ’が同相であるか否かを確認している。尚、検相器１０、１０’との間は通信ケーブルで接続される形態もとられる。つぎに、図８に示される作業概要を説明すると、水平方向に３相３線式の電線路５ａ、５ｂ、５ｃが張設される場合、図７に示される作業と同様に、二人の作業員が検相器１０、１０’の吊金具１２、１２’を検相対象の電線路５ｂ、５ｃに吊り下げて、電線路５ｂ、５ｃの検相を行っている。

また、特許文献２には、１台の検相器を用いて３相交流のＲ相、Ｓ相、Ｔ相の相回転方向を判定する仕組みが開示されている。その仕組みの概要を説明すると、検相器は遠方電界検出部と近接電界検出部とを備え、遠方電界検出部により３相それぞれの成分が混じり合った遠方電界を検出し、近接電界検出部によって３相それぞれの近接電界を検出する。そして、各相の近接電界と基準とする遠方電界との位相差を求めることで、相回転方向を検出する、としている。
実公平２−１３９８３号公報特開２００５−１２１６２０号公報

特許文献１に開示されるように２台の検相器が必要となる場合、二人の作業者の共同作業となるので煩雑であり、また作業場所如何では安定した姿勢での作業が困難となる。また、２台の検相器との間が光ファイバケーブル等の通信ケーブルで接続される場合、検相対象とする２箇所の間の距離や配置如何では通信ケーブルの制約により検相不可となる。尚、一人の作業者が両手を使って２台の検相器を使用する作業形態も考えられるが、作業の安全性がより一層低下する。

また、特許文献２には１台の検相器で検相を行う場合が開示されるが、基準とする遠方電界は３相の成分が混じり合ったものであるため、周囲の環境条件によって遠方電界の検出精度、ひいては検相精度が低下する虞がある。また、３相交流を対象とした仕組みであるため、位相比較の対象とする電線路の配置や距離如何によっては検相不可となる。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、位相比較の対象とする２本の電線路を１台の検相器で高精度に検相することである。

上記課題を解決するための主たる本発明は、第１電線路と当該第１電線路と異なる第２電線路とが同相か否かを検出する検相器であって、前記第１電線路の第１波形及び前記第２電線路の第２波形を少なくとも１周期分測定する波形測定部と、測定された前記第１波形を同じ周期で繰り返して、前記第１波形の測定期間後における前記第１波形を推定する波形推定部と、推定された前記第１波形と測定された前記第２波形とを比較した結果に基づいて、前記第１電線路と前記第２電線路とが同相か否かを判定する同相判定部と、を有することを特徴とする。

尚、上記の検相器であって、測定された前記第１波形及び前記第２波形を保存する波形保存部を有し、前記波形推定部は、保存された前記第１波形を同じ周期で繰り返して、前記第１波形の測定期間後における前記第１波形を推定し、前記同相判定部は、推定された前記第１波形と保存された前記第２波形とを比較した結果に基づいて、前記第１電線路と前記第２電線路とが同相か否かを判定すること、としてもよい。

上記課題を解決するための主たるその他の本発明は、第１電線路と当該第１電線路と異なる第２電線路とが同相か否かを検出する検相器であって、前記第１電線路の第１波形及び前記第２電線路の第２波形を少なくとも１周期分測定する波形測定部と、測定された前記第１波形の所定の第１時刻における第１位相と、前記第１波形の周波数と、に基づいて、測定された前記第２波形の所定の第２時刻における前記第１波形の第３位相を推定する位相推定部と、測定された前記第２波形の前記第２時刻における第２位相と、推定された前記第１波形の前記第２時刻における第３位相と、を比較した結果に基づいて、前記第１電線路と前記第２電線路とが同相か否かを判定する同相判定部と、を有することを特徴とする。

尚、上記の検相器であって、測定された前記第１波形及び前記第２波形を保存する波形保存部を有し、前記位相推定部は、保存された前記第１波形の第１位相と、前記第１波形の周波数と、に基づいて、前記第１波形の第３位相を推定し、前記同相判定部は、保存された前記第２波形の第２位相と、推定された前記第１波形の第３位相と、を比較した結果に基づいて、前記第１電線路と前記第２電線路とが同相か否かを判定すること、としてもよい。

また、上記の検相器であって、前記第１時刻は、前記第１波形の測定期間終了時とし、前記第２時刻は、前記第２波形の測定期間開始時とすること、としてもよい。

また、上記の検相器であって、前記第１電線路及び前記第２電線路は、開閉器を介して接続される３相３線式電線路のいずれか１相の電線路であること、としてもよい。

また、上記の検相器であって、前記第１電線路及び前記第２電線路は、３相３線式電線路のいずれか２相の電線路であり、前記同相判定部の判定結果に基づいて、前記３相３線式電線路の相回転方向を検出する相回転方向検出部を有すること、としてもよい。

その他、本願が開示する課題及びその解決方法は、発明を実施するための最良の形態の欄、及び図面により明らかにされる。

本発明によれば、２本の電線路を１台の検相器で高精度に検相することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

＜＜＜検相器を用いた作業事例＞＞＞
図１は、本発明の実施の形態に係る検相器を用いた作業事例を説明する。
同図に示す作業事例では、変電所３０ａから延設される３相（Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相）３線式の電線路３３ａと、変電所３０ｂから延設される３相（Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相）３線式の電線路３３ｂと、が開閉器３２を介して接続されている場合、間接活線工法の絶縁棒６０の一端に支持された１台の検相器５０を使用して、開閉器３２を介して接続される電線路３３ａと電線路３３ｂとが同相であるか否かをＲ相、Ｓ相、Ｔ相毎に判定する検相を行う場合とする。例えば、電線路３３ｂの改修工事が行われた場合、電線路３３ｂの３相の順番が工事ミスによって入れ替わっていないか否かを確認するための作業として実施される。

具体的には、開閉器３２を遮断した状態で、例えば、Ｔ相の電線路３３ａ上における検相点Ａに、作業者が絶縁棒６０を操作して検相器５０の先端部を接触させることで、検相点Ａの波形（本願請求項の第１波形）を測定する。つぎに、Ｔ相の電線路３３ｂ上における検相点Ｂに、作業者が絶縁棒６０を操作して検相器５０の先端部を接触させることで、検相点Ｂの波形（本願請求項の第２波形）を測定する。ここで、検相点Ａ、Ｂの各波形の測定時期がずれている為、検相点Ａの波形に基づいて、検相点Ｂの波形の測定時期まで拡張した検相点Ａの波形を推定し、その推定した検相点Ａの波形と検相点Ｂの波形との位相差を算定することで、Ｔ相の電線路３３ａ、３３ｂが同相か否かを判定する。尚、Ｒ相、Ｓ相それぞれの電線路３３ａ、３３ｂ間の同相か否かの判定も同様に行う。そして、３相各相の電線路３３ａ、３３ｂが同相と判定された場合には、開閉器３２を投入して作業を終了することになる。

＜＜＜検相器の構成・動作＞＞＞
図２は、検相器５０の構成を示した図である。同図に示す検相器５０は、波形測定部５１、波形保存部５２、波形推定部５３、位相差検出部５４、同相判定部５５、相回転方向検出部５６、通知部５７を有する。尚、波形推定部５３、位相差検出部５４、同相判定部５５、相回転方向検出部５６とともに、それぞれＩＣ（Integrated Circuit）として実現してもよいし、マイクロコンピュータ、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＤＳＰ(Digital Signal Processor)等のソフトウェアとして実現してもよい。

波形測定部５１は、電線路３３ａの検相点Ａの波形Ａと電線路３３ｂの検相点Ｂの波形Ｂとを測定する。波形測定部５１は、例えば、先端部としての電線路３３ａ、３３ｂに吊り下げる吊金具又は電線路３３ａ、３３ｂに直接的に接触させる接触金具と、コンデンサ（不図示）と、を備え、先端部を介して電線路３３ａ、３３ｂに充電された相電圧を当該コンデンサに誘起させて測定する仕組みを採用する。尚、波形測定部５１は、電線路３３ａ、３３ｂの相電圧を一次側電圧とした計器用変圧器を用いてその二次側電圧を検出する仕組み等を採用してもよい。

また、波形測定部５１は、測定開始又は終了を指定する釦を外部インタフェースとして具備してもよい。さらに、波形測定部５１は、アナログデジタル変換器（不図示）を具備し、測定されたアナログ波形データを当該アナログデジタル変換器によって所定のサンプリング周波数に基づきサンプリングしたデジタル波形データに変換し、波形保存部５２に送出する。

波形保存部５２は、波形測定部５１により測定された検相点Ａ、Ｂの波形Ａ、Ｂを測定時期に応じて時系列に保存（記憶又は記録）する。波形保存部５２は、例えば、ＲＡＭやハードディスク等を採用することができる。尚、波形保存部５２は、測定した検相点Ａ、Ｂの波形Ａ、Ｂを保存するか否かの指定をするための釦を具備してもよい。当該釦によって、例えば、測定が上手くいった検相点Ａ、Ｂの波形Ａ、Ｂのみを保存することができる。

波形推定部５３は、波形保存部５２に保存された検相点Ａの波形Ａに基づいて、検相点Ａの測定期間後における検相点Ａの波形Ａ’を推定する。例えば、図３に示されるように、時刻Ｔ０から時刻Ｔ１までの測定期間内で検相点Ａの少なくとも１周期分の波形Ａが測定され、時刻Ｔ１より後の時刻Ｔ２から時刻Ｔ３までの測定期間内で検相点Ｂの波形Ｂが測定される場合とする。この場合、波形推定部５３は、時刻Ｔ０から時刻Ｔ１までの測定期間内での検相点Ａの波形Ａを同一周期で繰り返すことで、時刻Ｔ０から時刻Ｔ１までの測定期間内の波形Ａを仮想的に拡張し、時刻Ｔ１以降の検相点Ａの波形Ａ’を推定する。

尚、波形推定部５３は、波形測定部５１により測定された検相点Ａ、Ｂの波形Ａ、Ｂに基づいて、検相点Ａの測定期間後における検相点Ａの波形Ａ’を推定するようにしてもよい。但し、波形保存部５２を導入することで、検相点Ａの波形Ａの測定後に手間取り、検相点Ａの測定期間終了時の時刻Ｔ１から検相点Ｂの測定期間開始時の時刻Ｔ２までの時間が長期化することになったとしても、時刻Ｔ１以降の検相点Ａの波形を容易に推定することができる。

位相差検出部５４は、波形推定部５３により推定された検相点Ａの波形Ａ’と波形保存部５２に保存された検相点Ｂの波形Ｂとを比較して、両波形の位相差φを検出する。

例えば、図３に示されるように、位相差検出部５４は、検相点Ｂの波形Ｂの測定期間開始時Ｔ２における波形Ａの位相θａ（Ｔ２）及び波形Ｂの位相θｂ（Ｔ２）を波形保存部５２より各々取得し、両位相の差により位相差φ（＝θａ（Ｔ２）−θｂ（Ｔ２））を検出する。尚、波形Ａ及び波形Ｂの位相比較を行う時刻は、波形Ｂの測定期間開始時Ｔ２に限られず、波形Ｂの測定期間内の任意の時刻でよい。ただし、波形Ｂの測定期間開始時Ｔ２とすることで、位相差検出部５４は、波形Ｂを保存してから波形Ａ’が推定された後、速やかに両波形Ａ、Ｂの位相比較を行うことができる。

同相判定部５５は、位相差検出部５４によって検出された位相差φを所定の閾値と比較し、位相差φが所定の閾値を下回る場合には電線路３３ａ、３３ｂは同相と判定し、位相差φが所定の閾値を上回る場合には電線路３３ａ、３３ｂは異相と判定する。尚、図４には、位相差φが０°のために同相と判定される検相点Ｂの波形Ｂ１と、位相差φが１８０°のために異相と判定される検相点Ｂの波形Ｂ２と、が示される。

相回転方向検出部５６は、例えば、電線路３３ａの３相中２相の組み合わせ（Ｒ相とＳ相、Ｓ相とＴ相、Ｔ相とＲ相）毎に位相差検出部５４によって位相差φを検出し、検出された各位相差φを比較することで、電線路３３ａの相回転方向を検出する。尚、電線路３３ｂの相回転方向の検出も同様に行うことができる。また、相回転方向検出部５６は、電線路３３ａ及び電線路３３ｂ各々の相回転方向の検出結果に基づいて、電線路３３ａと電線路３３ｂの相回転方向とが同一であるか否かの判定を行うようにしてもよい。

通知部５７は、同相判定部５５の判定結果と、相回転方向検出部５６の検出結果と、を外部通知する。尚、外部通知とは、例えば、表示ランプによる点灯・点滅表示、スピーカからの音声メッセージの再生等を採用することができる。

以上のような検相器５０によれば、位相比較の対象とする２本の電線路を１台の検相器５０で検相することができるようになったため、一人の作業者によって検相作業を行うことが可能となり、検相作業の効率化と検相作業の安全性の向上が図られる。また、検相器５０の先端部を２本の電線路に接触することで２本の電線路に充電された相電圧を直接的に測定し、これらの測定結果のみを利用して検相を行う仕組みとするため、検相精度が向上する。

さらに、２本の電線路が同相か否かの判定に加えて、３相３線式電線路の相回転方向（例えば、Ｒ相→Ｓ相→Ｔ相）の検出も併せて行うことができる。具体的には、相回転方向検出部５６によって、電線路３３ａの３相中２相間の組み合わせ毎に位相差検出部５４によって位相差φを検出し、検出された各位相差φを比較することで、電線路３３ａの相回転方向を検出することができる。また、電線路３３ｂの相回転方向の検出も同様に行うことができるので、これらの結果を用いることで、電線路３３ａと電線路３３ｂの相回転方向が一致しているか否かの判定も行うことができる。

＜＜＜その他の実施形態＞＞＞
図５は、本発明のその他の実施形態に係る検相器７０の構成を示した図である。尚、検相器７０は、図２に示した検相器５０と相違する点は、波形推定部５３が位相推定部７２に置き換わった点と、位相差検出部５４、７４の機能が若干異なるのみである。そこで、以下では、位相推定部７２、位相差検出部７４について説明し、その他の構成要素については図２に示したものと同一の符号を付して説明を省略する。

位相推定部７３は、波形保存部５２に保存された少なくとも１周期分の検相点Ａの波形Ａに基づいて、この検相点Ａの波形Ａの測定期間のうち任意の時刻ｔｐにおける位相θａ（ｔｐ）を特定する。そして、位相推定部７３は、位相θａ（ｔｐ）と、波形Ａの周波数、とに基づいて、波形保存部５２に保存された少なくとも１周期分の検相点Ｂの波形Ｂの測定期間内の任意の時刻ｔｑにおける波形Ａの位相θａ’（ｔｑ）を推定し、位相差検出部７４に出力する。

例えば、波形Ａが６０Ｈｚ、時刻ｔｐの波形Ａの位相θａ（ｔｐ）が“９０°”、時刻ｔｐから時刻ｔｑまでの時間が“５分（１÷７２０）秒”とすれば、“９０°＋（１÷７２０）÷（１÷６０）×３６０°”により、時刻Ｔｑの波形Ａ’の位相θａ（ｔｑ）は“１２０°”と推定される。尚、図６には、位相θａ（ｔｐ）より位相θａ’（ｔｑ）が直接的に推定されることを模式的に示している。

位相差検出部７４は、位相推定部７３から波形Ａの位相θａ’（ｔｑ）が入力されるとともに、波形保存部５２に保存された波形Ｂより時刻ｔｑにおける位相θｂ（ｔｑ）を取得する。そして、位相差検出部７４は、両位相θａ’（ｔｑ）、θｂ（ｔｑ）の差を求めることで、位相差φ（＝θａ’（ｔｑ）−θｂ（ｔｑ））を検出する。

以上のように、時刻Ｔ１以後の波形Ａそのものを推定せずに（波形Ａを拡張せずに）、時刻ｔｐにおける波形Ａの位相θａ（ｔｐ）より時刻ｔｑにおける波形Ａの位相θａ（ｔｑ）を直接的に推定することにより、波形保存部５２の保存量が抑えられるとともに、両波形Ａ、Ｂの位相比較を高速に行うことができる。

尚、時刻ｔｐは波形保存部５２に保存された波形Ａの測定期間終了時Ｔ１とし、時刻ｔｑは波形保存部５２に保存された波形Ｂの測定期間開始時Ｔ２とすることが好ましい。これにより、位相差検出部７４が両波形Ａ、Ｂの位相を高速に取得することが可能となり、その後の位相差検出や同相か否かの判定が高速に行えるようになる。

以上、本発明を実施するための最良の形態について説明したが、上記実施の形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。

本発明の実施の形態に係る検相の事例を示した図である。本発明の実施の形態に係る検相器の構成を示した図である。本発明の実施の形態に係る波形推定部の動作を説明するための図である。本発明の実施の形態に係る同相判定部の動作を説明するための図である。本発明のその他の実施の形態に係る検相器の構成を示した図である。本発明のその他の実施の形態に係る位相推定部の動作を説明するための図である。従来の検相器の使用事例を示した図である。従来の検相器のその他の使用事例を示した図である。

符号の説明

３２開閉器
５０、７０検相器
５１波形測定部
５２波形保存部
５３波形推定部
５４、７４位相差検出部
５５同相判定部
５６相回転方向検出部
７２位相推定部

Claims

第１電線路と当該第１電線路と異なる第２電線路とが同相か否かを検出する検相器であって、
前記第１電線路の第１波形及び前記第２電線路の第２波形を少なくとも１周期分測定する波形測定部と、
測定された前記第１波形を同じ周期で繰り返して、前記第１波形の測定期間後における前記第１波形を推定する波形推定部と、
推定された前記第１波形と測定された前記第２波形とを比較した結果に基づいて、前記第１電線路と前記第２電線路とが同相か否かを判定する同相判定部と、
を有することを特徴とする検相器。
請求項１に記載の検相器であって、
測定された前記第１波形及び前記第２波形を保存する波形保存部を有し、
前記波形推定部は、保存された前記第１波形を同じ周期で繰り返して、前記第１波形の測定期間後における前記第１波形を推定し、
前記同相判定部は、推定された前記第１波形と保存された前記第２波形とを比較した結果に基づいて、前記第１電線路と前記第２電線路とが同相か否かを判定すること、
を特徴とする検相器。
第１電線路と当該第１電線路と異なる第２電線路とが同相か否かを検出する検相器であって、
前記第１電線路の第１波形及び前記第２電線路の第２波形を少なくとも１周期分測定する波形測定部と、
測定された前記第１波形の所定の第１時刻における第１位相と、前記第１波形の周波数と、に基づいて、測定された前記第２波形の所定の第２時刻における前記第１波形の第３位相を推定する位相推定部と、
測定された前記第２波形の前記第２時刻における第２位相と、推定された前記第１波形の前記第２時刻における第３位相と、を比較した結果に基づいて、前記第１電線路と前記第２電線路とが同相か否かを判定する同相判定部と、
を有することを特徴とする検相器。
請求項３に記載の検相器であって、
測定された前記第１波形及び前記第２波形を保存する波形保存部を有し、
前記位相推定部は、保存された前記第１波形の第１位相と、前記第１波形の周波数と、に基づいて、前記第１波形の第３位相を推定し、
前記同相判定部は、保存された前記第２波形の第２位相と、推定された前記第１波形の第３位相と、を比較した結果に基づいて、前記第１電線路と前記第２電線路とが同相か否かを判定すること、
を特徴とする検相器。
請求項３又は４に記載の検相器であって、
前記第１時刻は、前記第１波形の測定期間終了時とし、
前記第２時刻は、前記第２波形の測定期間開始時とすること、
を特徴とする検相器。
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の検相器であって、
前記第１電線路及び前記第２電線路は、開閉器を介して接続される３相３線式電線路のいずれか１相の電線路であること、
を特徴とする検相器。
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の検相器であって、
前記第１電線路及び前記第２電線路は、３相３線式電線路のいずれか２相の電線路であり、
前記同相判定部の判定結果に基づいて、前記３相３線式電線路の相回転方向を検出する相回転方向検出部を有すること、
を特徴とする検相器。