JP2014163914A - Accident point orientation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力搬送用地中ケーブルの事故点の標定を行う事故点標定装置に関する。 The present invention relates to an accident point locating device for locating an accident point of a power carrying underground cable.
従来から、電力を地中搬送するために地中ケーブルが利用されている。地中ケーブルは、洞道等に電力ケーブルを敷設し電力を地中搬送するもので、経年変化等による絶縁破壊によってケーブル事故が発生する場合がある。
そこで地中ケーブルの事故が発生した地点(事故点)を標定する機能を持つ事故点標定装置が開発されている。
Conventionally, underground cables have been used to carry electric power underground. The underground cable lays a power cable in a cave or the like and transports the power underground. A cable accident may occur due to dielectric breakdown due to secular change or the like.
Therefore, an accident point locating device having a function of locating a point where the underground cable accident occurs (accident point) has been developed.
従来の事故点標定装置においては、地中ケーブルの両端末部に配設した電流センサによって、地中ケーブルに絶縁破壊(地絡)が生じた際に発生するサージ電流を検出する手法が用いられている。
地中ケーブルに地絡事故が発生すると急峻な立ち上がりを持つサージ電流が事故点から地中ケーブルの両端末部に向かって伝搬していく。このサージ電流は地中ケーブルの構造及び材料から決まる速度で伝搬するため、両端末部に配設した電流センサによってサージ電流を検出することによって、サージ電流が地中ケーブルの両端末部に到達した時刻の差を検出し、事故点位置を標定することができる。
In conventional accident location systems, a technique is used to detect surge currents that are generated when dielectric breakdown (ground fault) occurs in the underground cable by means of current sensors arranged at both ends of the underground cable. ing.
When a ground fault occurs in the underground cable, a surge current having a steep rise propagates from the accident point toward both ends of the underground cable. Since this surge current propagates at a speed determined by the structure and material of the underground cable, the surge current reaches both ends of the underground cable by detecting the surge current with current sensors arranged at both ends. By detecting the time difference, the location of the accident point can be determined.
所定位置(例えば一方の端末部)から事故点までの距離Xは次式によって得られる(非特許文献1参照)。
X=(L−Vs・(T−TL))/2 ・・・・・(1)
但し、Tはサージ電流が地中ケーブルの各端末部に到達するまでの時間差(サージ到達時間差)、Lは地中ケーブルの長さ、Vsは地中ケーブルにおけるサージ電流の伝搬速度、TLは地中ケーブルの両端末部に配設した光電流センサと事故点標定装置を結ぶ両光ファイバの伝送時間の差である。
The distance X from a predetermined position (for example, one terminal part) to the accident point is obtained by the following equation (see Non-Patent Document 1).
X = (L−Vs · (T−T L )) / 2 (1)
Where T is the time difference until the surge current reaches each end of the underground cable (surge arrival time difference), L is the length of the underground cable, Vs is the propagation speed of the surge current in the underground cable, and TL is This is the difference in transmission time between both optical fibers connecting the photocurrent sensor and the accident point locating device arranged at both ends of the underground cable.
サージ電流の到着時刻を正確に検出することが可能であれば上記(1)式を用いて正確な事故点の標定が可能である。しかしながら実際には、地中ケーブル中を伝搬するサージ電流の波形は、伝搬距離が長くなるに従って表皮効果の影響を受けて波形鈍りが生じる。
光電流センサが所定の閾値を超えるサージ電流を検出した時刻をサージ電流の到達時刻(サージ到達時刻)と認識するため、このような波形鈍りが生じるとサージ到達時刻を実際よりも遅れて認識することになり、標定精度が低下するという問題がある。
このような波形鈍りに対処すべくサージ到着時刻をより正確に検出する方法として、2つの閾値とサージ電流との両交点を結んだ直線と、零レベルとの交点をサージ到達時刻とすることによって事故点の標定を行う二電位法がある(特許文献1、非特許文献2参照)。
If it is possible to accurately detect the arrival time of the surge current, it is possible to accurately locate the accident point using the above equation (1). However, in practice, the waveform of the surge current propagating through the underground cable becomes dull due to the influence of the skin effect as the propagation distance increases.
Since the time when the photocurrent sensor detects a surge current exceeding a predetermined threshold is recognized as the surge current arrival time (surge arrival time), when such waveform dullness occurs, the surge arrival time is recognized later than the actual time. As a result, there is a problem that the orientation accuracy is lowered.
As a method of more accurately detecting the surge arrival time in order to cope with such waveform dullness, by setting the intersection of the two thresholds and the surge current and the zero level as the surge arrival time. There is a two-potential method for locating an accident point (see
図5は、二電位法を説明するための説明図である。二電位法は図5に示すように、サージ電流104が所定の第1閾値L1を超えた後、そのまま上昇して次の第2閾値L2を超えた場合に、それら2つの閾値L1、L2とサージ電流104との交点K1、K2を結んで直線を引き、当該直線と零レベルとの交点trをサージ到達時刻と判定する方法である。二電位法によれば、第1閾値L1を超えた時刻をサージ到達時刻とするよりも誤差を小さくすることが可能になり、事故点の標定誤差を低減することが可能になる。
尚、非特許文献3には、地絡事故点で発生した方形波電圧が地中ケーブルを伝搬する際の挙動が解説されている。
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the two-potential method. In the two-potential method, as shown in FIG. 5, when the
事故点から地中ケーブルの一方の端末部Aまでの距離と他方の端末部Bまでの距離、即ちサージ電流が事故点から各端末部A、Bまで伝搬する距離は、事故点位置によって異なる。
サージ電流波形の鈍りの程度は伝搬距離に依存するため、図6に示すように両端末部A、Bでのサージ電流波形の鈍りの程度に差が生じると、これによって二電位法で求めた各端末部A、Bでのサージ到達時刻の誤差ε1(=tr1−t1)、ε2(=tr2−t2)の大きさが異なることになる。
The distance from the accident point to one terminal part A of the underground cable and the distance to the other terminal part B, that is, the distance by which the surge current propagates from the accident point to each terminal part A, B differs depending on the accident point position.
Since the degree of bluntness of the surge current waveform depends on the propagation distance, if there is a difference in the degree of blunting of the surge current waveform at both terminals A and B as shown in FIG. The magnitudes of the errors ε1 (= tr1−t1) and ε2 (= tr2−t2) of the surge arrival times at the terminal units A and B are different.
事故点標定を高精度に行うためには、(1)式のサージ到達時間差Tを高精度に検出する必要があるが、次式の(ε2―ε1)が誤差項になる。
T=tr2−tr1=t2−t1+(ε2―ε1) ・・・(2)
ここで、t1は端末部Aへのサージ電流の真の到達時刻、t2は端末部Bへのサージ電流の真の到達時刻、tr1は二電位法によって算出した端末部Aへのサージ電流の到達時刻、tr2は二電位法によって算出した端末部Bへのサージ電流の到達時刻、ε1は二電位法によって算出した端末部Aへのサージ到達時刻に含まれる誤差、ε2は二電位法によって算出した端末部Bへのサージ到達時刻に含まれる誤差である。
In order to perform the fault location with high accuracy, it is necessary to detect the surge arrival time difference T in the equation (1) with high accuracy, but (ε2−ε1) in the following equation becomes an error term.
T = tr2-tr1 = t2-t1 + (ε2-ε1) (2)
Here, t1 is the true arrival time of the surge current to the terminal part A, t2 is the true arrival time of the surge current to the terminal part B, tr1 is the arrival of the surge current to the terminal part A calculated by the two-potential method Time, tr2 is the surge current arrival time to the terminal B calculated by the two-potential method, ε1 is an error included in the surge arrival time to the terminal A calculated by the two-potential method, and ε2 is calculated by the two-potential method It is an error included in the surge arrival time at the terminal unit B.
両端末部A、Bで波形鈍りが相違することによって二電位法で生じるサージ電流到達時間差Tの誤差と事故点位置との関係及びサージ電流到達時間差Tの誤差が標定精度へ与える影響を図7に示す。
同図に示すように事故点が地中ケーブル102の端末部A近傍の場合、サージ電流波形の鈍りの程度は端末部A(A端)では小さいが、他方の端末部B(B端)では大きくなる。このため二電位法によって求められるサージ到達時間差Tにはプラス誤差が生じ、(1)式から標定距離にはマイナス誤差が生じる。
FIG. 7 shows the relationship between the error of the surge current arrival time difference T generated by the two-potential method and the fault point position due to the difference in waveform blunting at both terminals A and B, and the influence of the error of the surge current arrival time difference T on the orientation accuracy. Shown in
As shown in the figure, when the accident point is in the vicinity of the terminal portion A of the
一方、事故点が地中ケーブル102の端末部B近傍の場合には、サージ電流波形の鈍りの程度は端末部Aでは大きくなるが端末部Bでは小さい。このため二電位法によって求められる到達時間差Tにはマイナス誤差が生じ、標定距離にプラス誤差が生じ、(1)式から標定距離にはプラス誤差が生じる。
事故点が地中ケーブル102の中央近傍の場合には、サージ電流波形の鈍りの程度は両端末部A、Bとも同程度である。このため、二電位法によって求められる到達時間差Tへの影響は相殺されて標定距離の誤差は小さい。
On the other hand, when the accident point is in the vicinity of the terminal part B of the
When the accident point is in the vicinity of the center of the
本発明は、地中ケーブル102の端末部A、Bから事故点までの距離に応じて地中ケーブル102の両端末部A、Bにおけるサージ電流波形の鈍りの程度が異なることに着目して成されたもので、事故点を標定する際に二電位法によって生じる誤差(標定誤差)を低減するように補正することにより、高精度な事故点標定を可能にすることを課題としている。
The present invention is made by paying attention to the fact that the degree of blunting of the surge current waveform at both terminal portions A and B of the
本発明によれば、地中ケーブルの一方の端末部で検出したサージ波が2つの異なる閾値をともに超えたとき、前記サージ波と各閾値との交点を通る直線と零レベルとの交点を前記一方の端末部へ前記サージ波が到達した時刻と近似する第1サージ到達時刻検出部と、前記地中ケーブルの他方の端末部で検出したサージ波が2つの異なる閾値をともに超えたとき、前記サージ波と各閾値との交点を通る直線と零レベルとの交点を前記他方の端末部へ前記サージ波が到達した時刻と近似する第2サージ到達時刻検出部と、前記第1サージ到達時刻検出部によって近似して得られたサージ波の到達時刻と前記第2サージ到達時刻検出部によって近似して得られたサージ波の到達時刻との差及び前記地中ケーブルにおけるサージ波の伝搬速度を用いて事故点位置を算出すると共に、前記算出した事故点位置と所定位置の距離に応じた補正処理を行うことによって事故点位置を標定する事故点標定部とを備えて成ることを特徴とする事故点標定装置が提供される。 According to the present invention, when the surge wave detected at one end of the underground cable exceeds two different thresholds, the intersection of the straight line passing through the intersection of the surge wave and each threshold and the zero level is When the first surge arrival time detection unit that approximates the time when the surge wave reaches one terminal unit and the surge wave detected by the other terminal unit of the underground cable both exceed two different thresholds, A second surge arrival time detection unit that approximates the point of time when the surge wave arrives at the other terminal unit, and the first surge arrival time detection; The difference between the arrival time of the surge wave obtained by approximation by the section and the arrival time of the surge wave obtained by approximation by the second surge arrival time detection section and the propagation speed of the surge wave in the underground cable are used. The Accident point characterized by comprising an accident point locating unit for calculating the dead point position and locating the accident point position by performing correction processing according to the distance between the calculated accident point position and the predetermined position An orientation device is provided.
本発明に係る事故点標定装置によれば、二電位法によって生じる標定誤差を低減して、高精度な事故点標定が可能になる。 According to the accident point locating apparatus according to the present invention, it is possible to reduce the locating error caused by the two-potential method, and to perform highly accurate accident point locating.
図1は、本発明の実施の形態に係る事故点標定装置のブロック図である。
図1において、発電機101の電力を搬送する電力搬送用ケーブルは、地中ケーブル102、地中ケーブル102の両側に接続された外部ケーブル103によって構成されている。
FIG. 1 is a block diagram of an accident point locating device according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 1, a power carrying cable for carrying the power of the
地中ケーブル102の両端末部A、B(地中ケーブル102のシースの両端末部に相当する。)からその長さ方向所定距離内側の位置には、1対の光電流センサ105、106が地中ケーブル102を周回するように配設されている。
各光電流センサ105、106は、ファラデー効果を利用して地中ケーブル102に流れる電流を検出するセンサである。
A pair of
Each of the
地中ケーブル102の一方の端末部Aのシースには接地線107の一端が接続され、接地線107の他端は光電流センサ105の内側を通って接地されている。
地中ケーブル102の他方の端末部Bのシースには接地線108の一端が接続され、接地線108の他端は光電流センサ106の内側を通って接地されている。
このように、各光電流センサ105、106には、当該光電流センサ105、106が周回する地中ケーブル102の端末部A、Bに一端が接続されると共に他端が接地された接地線107、108が通されている。
One end of the
One end of the ground wire 108 is connected to the sheath of the other end portion B of the
In this way, each of the
光電流センサ105、106は各々、光ファイバ伝送路109、110を介して、事故点標定装置本体100に接続されている。
事故点標定装置本体100は、第1光電変換部(0/E)111、第2光電変換部112、第1閾値部115、第2閾値部116、第1サージ到達時刻検出部113、第2サージ到達時刻検出部114、事故点標定部117を備えている。
The
The accident point locator
複数の光電流センサ105、106、複数の光電流センサ105、106の出力信号を導く複数の光ファイバ伝送路109、110、及び、複数の光ファイバ伝送路109、110を介して入力される複数の光電流センサ105、106の出力信号に基づいて事故点の標定を行う事故点標定装置本体100によって事故点標定装置が構成されている。
光電流センサ105、106は、地中ケーブル102や接地線107、108に流れる電流を検出し、前記電流の大きさを表す光信号を出力する機能を有している。地中ケーブル102に地絡事故が発生した場合、光電流センサ105、106は、サージ電流104を検出し、対応する光信号に変換して光ファイバ伝送路109、110に出力する。
A plurality of optical
The
接地線107、108の引き戻し(端末部の接地線を光電流センサの内側を通して接地すること)効果により、接地線107、108に流れる電流を光電流センサ105、106によって検出できるため、光電流センサ105と端末部A間や、光電流センサ106と端末部B間のサージ電流や地絡電流を検出することが可能である。
光電流センサ105、106は、端末部A、B近傍に配設され又接地線107、108も短いため実質的に端末部A、Bに配設された構成となっている。これにより、光電流センサ105、106は端末部A、Bに配設され、地中ケーブル102全長に亘る電流検出が可能な構成となっている。
Since the current flowing through the
The
第1光電変換部111は、光ファイバ伝送路109を介して光電流センサ105の光出力信号を受け取り、前記光出力信号に対応する電気信号に変換して出力する機能を有している。第2光電変換部112は、光ファイバ伝送路110を介して光電流センサ106の光出力信号を受け取り、前記光出力信号に対応する電気信号に変換して出力する機能を有している。
第1閾値部115は、サージ電流104を検出する第1の基準レベルである第1閾値L1を記憶しており、第1閾値L1をサージ到達時刻検出部113、114に出力する機能を有している。第2閾値部116は、サージ電流104を検出する第2の基準レベルであり前記第1閾値L1よりも高い第2閾値L2を記憶しており、第2閾値L2をサージ到達時刻検出部113、114に出力する機能を有している。
The first photoelectric conversion unit 111 has a function of receiving an optical output signal of the
The
第1サージ到達時刻検出部113は、光電流センサ105が検出したサージ電流104が端末部Aに到達した時刻(サージ到達時刻)を2つの閾値L1、L2に基づいて二電位法によって算出する機能を有している。即ち、第1サージ到達時刻検出部113は、地中ケーブル102の一方の端末部Aで検出したサージ波104が2つの異なる閾値L1、L2をともに超えたとき、サージ波104と各閾値L1、L2の交点を通る直線と零レベルとの交点を一方の端末部Aへサージ波104が到達した時刻と近似する機能を有している。
The first surge arrival time detector 113 calculates the time (surge arrival time) when the surge current 104 detected by the
第2サージ到達時刻検出部114は、光電流センサ106が検出したサージ電流104が端末部Bに到達したサージ到達時刻を2つの閾値L1、L2に基づいて二電位法によって算出する機能を有している。即ち、第2サージ到達時刻検出部114は、地中ケーブル102の他方の端末部Bで検出したサージ波104が2つの異なる閾値L1、L2をともに超えたとき、サージ波104と各閾値L1、L2の交点を通る直線と零レベルとの交点を他方の端末部Bへサージ波104が到達した時刻と近似する機能を有している。
The second surge arrival time detection unit 114 has a function of calculating the surge arrival time when the surge current 104 detected by the
事故点標定部117は、第1サージ到達時刻検出部113及び第2サージ到達時刻検出部114によって近似して得られたサージ到達時刻の差及び地中ケーブル102におけるサージ電流104の伝搬速度に基づいて所定位置(本実施の形態では端末部A)を基準とする事故点位置を算出すると共に、前記算出した事故点位置と所定位置(例えば、地中ケーブル102の中央位置あるいは一方の端末部A又はB)の距離に応じた補正処理を行うことによって事故点位置を標定する機能を有している。
尚、第1、第2サージ到達時刻検出部113、114、第1、第2閾値部115、116及び事故点標定部117は、中央処理装置(CPU)、記憶部及びソフトウェアによって構成することができる。
The accident
The first and second surge arrival time detection units 113 and 114, the first and
上記のように構成された事故点標定装置が事故点位置を標定する原理を説明する。
先ず、二電位法によって求められるサージ到達時間差Tの誤差項(前記(2)式の(ε2−ε1)と事故点位置との関係を解析する。
(1)サージ電流波形解析
地絡事故点で発生した方形波電圧Eが図2に示すように、導線とシースとによって構成された同軸ケーブル中をX(m)伝搬した後の電圧eは次式となる(非特許文献3参照)。
但し、eは方形波電圧EがX(m)伝搬した後の電圧進行波の電圧値、Eは方形波電圧進行波の電圧値、vは進行波の伝搬速度、tは時間(但し、t>X/v)、erfは誤差関数である。
The principle by which the accident point locating apparatus configured as described above locates the accident point position will be described.
First, the relationship between the error term of the surge arrival time difference T obtained by the two-potential method ((ε2−ε1) in the equation (2) and the accident point position is analyzed.
(1) Surge current waveform analysis As shown in FIG. 2, the voltage e after propagating X (m) through the coaxial cable composed of the conducting wire and the sheath is as follows. (See Non-Patent Document 3).
Where e is the voltage value of the traveling wave after the square wave voltage E has propagated X (m), E is the voltage value of the traveling wave of the square wave voltage, v is the propagation speed of the traveling wave, and t is the time (however, t > X / v), erf is the error function.
また、変歪定数σは次式となる。
但し、Zはサージインピーダンス、aは導線半径(m)、hは導線の地上高(m)、σcは導線の固有抵抗(Ω・m)、σeはシースの固有抵抗(Ω・m)、μcは導線の透磁率(μc=1)、μeはシースの透磁率(μe=1)である。
Further, the distortion constant σ is expressed by the following equation.
Where Z is the surge impedance, a is the conductor radius (m), h is the ground clearance (m), σc is the conductor resistivity (Ω · m), σe is the sheath resistivity (Ω · m), μc Is the magnetic permeability of the conducting wire (μc = 1), and μe is the magnetic permeability of the sheath (μe = 1).
(3)式は、進行波がX点に到達した時刻(t=X/v)を起点にした経過時間をt’とすると次式となる。
また、電流進行波の電流値iはサージインピーダンスZで(3)式の電圧eを除して次式となる。
さらに、E/Zを電流値I(=E/Z)に置き換えると、次式となる。
同様に、電流iはサージインピーダンスZで(5)式の電圧eを除して次式となる。
(9)式から所定距離伝搬後のサージ電流波形が得られる。伝搬距離が長くなるに従って、サージ電流波形の立ち上がりの鈍りの程度が大きくなる。尚、変歪定数σは、地中ケーブルの構造及び材料によって決まる定数であり、例えば275kV単心CVケーブル(2000sq)の場合、構造や材料から、(4)式により、6.93×10−8とすることができる。 The surge current waveform after propagation for a predetermined distance can be obtained from the equation (9). As the propagation distance increases, the degree of the dull rise of the surge current waveform increases. The distortion constant σ is a constant determined by the structure and material of the underground cable. For example, in the case of a 275 kV single-core CV cable (2000 sq), from the structure and material, 6.93 × 10 − 8 can be used.
(2)二電位法による到達時刻誤差の解析
事故点から両端末部A、Bまでの伝搬距離の相違によって二電位法により得られる各端末部A、Bにおける到達時刻の誤差ε1、ε2が異なる。
X(m)伝搬後のサージ電流波形が閾値Lに到達するまでの時間tは次式で表すことができる。但し、erf−1はerfの逆関数である。
(2) Analysis of arrival time error by the two-potential method The arrival time errors ε1 and ε2 at the terminal portions A and B obtained by the two-potential method differ depending on the difference in propagation distance from the accident point to both terminal portions A and B. .
The time t until the surge current waveform after propagation of X (m) reaches the threshold value L can be expressed by the following equation. However, erf −1 is an inverse function of erf.
ここで、2つの閾値をL1、L2(L1<L2)とすると、サージ電流が閾値L1、L2に到達するまでの時間tL1、tL2は次式により表すことができる。
よって、2つの閾値L1、L2とサージ波形との交点(L1,tL1),(L2,tL2)を通る直線は次式で表すことができる。
i=P・t+Q ・・・・(13)
但し、傾きPと切片Qは次式で表される。
P=(L2−L1)/(tL2−tL1)
Q=L2−P・tL2
Therefore, a straight line passing through the intersections (L1, t L1 ) and (L2, t L2 ) of the two threshold values L1, L2 and the surge waveform can be expressed by the following equation.
i = P · t + Q (13)
However, the slope P and the intercept Q are expressed by the following equations.
P = (L2-L1) / (t L2 -t L1)
Q = L2-P · t L2
この直線の零レベルとの交点が二電位法によって求められるサージ電流到達時刻の誤差εであり、次式となる。
(14)式により地中ケーブルの端末部A、Bにおける各サージ電流の到達時刻の誤差ε1、ε2を求めると以下となる。
尚、地中ケーブル長=L(m)において、上記(15)式のt1L1、t1L2は、事故点から端末部Aまでの距離をX(m)として、前記(11)式、(12)式により求めたものである。また、(16)式のt2L1、t2L2は、事故点から端末部Bまでの距離を(L−X)(m)として、(11)式、(12)式により求めたものである。 In the case of underground cable length = L (m), t1 L1 and t1 L2 in the above formula (15) are the above formulas (11), (12), where the distance from the accident point to the terminal portion A is X (m). ). Further, t2 L1 and t2 L2 in the equation (16) are obtained from the equations (11) and (12), where the distance from the accident point to the terminal part B is (L−X) (m).
よって、サージ到達時間差Tの誤差分εTは次式となる。
(17)式の誤差分εTを用いると(1)式の事故点距離Xは次式となり、(−Vs・εT/2)が二電位法に起因した誤差項になる。
図3は、端末部Aからの事故点距離Xと標定誤差項(−Vs・εT/2)の関係を示す一例である。同図に示した例は、ケーブル長20km、2000sqの各種CVケーブルにおける事故点距離と標定誤差項(−Vs・εT/2)の関係を示している。
図3に示すように二電位法による標定誤差は、地中ケーブル中央点から事故点までの距離に比例する。
FIG. 3 is an example showing the relationship between the accident point distance X from the terminal part A and the orientation error term (−Vs · εT / 2). The example shown in the figure shows the relationship between the accident point distance and the orientation error term (−Vs · εT / 2) in various CV cables having a cable length of 20 km and 2000 sq.
As shown in FIG. 3, the orientation error by the two-potential method is proportional to the distance from the center point of the underground cable to the accident point.
したがって、図4に示すように、従来の二電位法によって得られた事故点位置の地中ケーブル中央位置からの距離に応じたサージ波形鈍りによって生じる二電位法の誤差を相殺するような補正値(標定誤差)を、前記事故点距離に加算することにより、高精度な事故点標定が可能になる。
即ち、事故点が中央よりも端末部A寄りの場合には、前記事故点距離に応じた補正値を加算(プラス補正)することにより標定誤差を低減することができる。また、事故点が中央よりも端末部B寄りの場合には、前記事故点距離に応じた補正値を減算(マイナス補正)することにより標定誤差を低減することが可能になる。
Therefore, as shown in FIG. 4, a correction value that cancels out the error of the two-potential method caused by the blunting of the surge waveform according to the distance from the center position of the underground cable at the accident point position obtained by the conventional two-potential method. By adding (location error) to the accident point distance, highly accurate accident point location becomes possible.
That is, when the accident point is closer to the terminal part A than the center, the orientation error can be reduced by adding a correction value corresponding to the accident point distance (plus correction). In addition, when the accident point is closer to the terminal part B than the center, it is possible to reduce the orientation error by subtracting (minus correction) the correction value corresponding to the accident point distance.
また、補正処理は(18)式の標定誤差項(−Vs・εT/2)を低減(好ましくは零に)する処理であるが、サージ電流104の速度Vsは地中ケーブルの構造及び材料によって決まる定数であり、又、εTは(17)式にも示すように2つの閾値L1、L2に関係する値である。したがって、標定誤差を低減するための前記補正処理は、地中ケーブル102の構造及び材料によって決まる定数と2つの異なる閾値L1、L2とに基づいて行うことになる。
The correction process is a process for reducing (preferably zero) the orientation error term (−Vs · εT / 2) in the equation (18), but the speed Vs of the surge current 104 depends on the structure and material of the underground cable. Further, εT is a value related to the two threshold values L1 and L2, as shown in the equation (17). Therefore, the correction processing for reducing the orientation error is performed based on a constant determined by the structure and material of the
尚、前記補正値は、図4に示すように、地中ケーブル中央距離から事故点までの距離を複数の区間に区分すると共に各区分に対応する補正値を予め事故点標定部117内の記憶部に記憶しておき、二電位法によって算出した事故点位置に該当する区間の補正値を求め、当該補正値を前記事故点位置に加算又は減算することにより、当該補正値で前記事故点位置を補正(段階補正)するように構成してもよい。また、二電位法によって算出した事故点距離と補正値とを関係付けた関係式(例えば図3の直線の式)を事故点標定部117内の記憶部に予め記憶しておき、二電位法によって得られた事故点位置に対応する補正値を前記式を用いて算出し、当該補正値を前記事故点位置に加算又は減算することにより、当該補正値で前記事故点位置を補正するように構成してもよい。
As shown in FIG. 4, the correction value divides the distance from the underground cable center distance to the accident point into a plurality of sections and stores correction values corresponding to the respective sections in the accident
上述した事故点標定処理を本発明の実施の形態に係る事故点標定装置が行う際の動作を図1に従って説明する。
図1において、地中ケーブル102において地絡事故が発生すると、事故点から両端末部A、Bに向かってサージ電流104が進行する。
サージ電流104は、両端末部A、Bに配設された光電流センサ105、106によって検出される。光電流センサ105、106は、サージ電流104の大きさを表す光信号を光出力信号として出力する。
The operation when the accident point locating process described above is performed by the accident point locating apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In FIG. 1, when a ground fault occurs in the
The surge current 104 is detected by
第1光電変換部111は、光ファイバ伝送路109を介して光電流センサ105からの光出力信号を受け取り、前記光出力信号に対応する電気信号に変換して出力する。
第2光電変換部112は、光ファイバ伝送路110を介して光電流センサ106からの光出力信号を受け取り、前記光出力信号に対応する電気信号に変換して出力する。
The first photoelectric conversion unit 111 receives an optical output signal from the
The second photoelectric conversion unit 112 receives the optical output signal from the
第1サージ到達時刻検出部113は、図5、図6に示すように、サージ電流104の端末部Aへのサージ到達時刻を第1閾値L1及び第2閾値L2に基づいて二電位法によって近似し、サージ到達時刻tr1を得る。即ち、第1サージ到達時刻検出部113は、光電流センサ105が検出したサージ電流104と第1閾値L1、第2閾値L2との交点K1、K2を求め、交点K1、K2を通る直線と零レベルとの交点をサージ到達時刻tr1として算出する。
As shown in FIG. 5 and FIG. 6, the first surge arrival time detection unit 113 approximates the surge arrival time of the surge current 104 to the terminal part A by the two-potential method based on the first threshold value L1 and the second threshold value L2. The surge arrival time tr1 is obtained. That is, the first surge arrival time detection unit 113 obtains the intersections K1 and K2 between the surge current 104 detected by the
また、第2サージ到達時刻検出部114も同様にして、サージ電流104の端末部Bへのサージ到達時刻を第1閾値L1及び第2閾値L2に基づいて二電位法によって近似し、サージ到達時刻tr2を得る。即ち、第2サージ到達時刻検出部114は、光電流センサ106が検出したサージ電流104と第1閾値L1、第2閾値L2との交点K1、K2を求め、交点K1、K2を通る直線と零レベルとの交点をサージ到達時刻tr2として算出する。
Similarly, the second surge arrival time detection unit 114 approximates the surge arrival time of the surge current 104 to the terminal portion B by the two-potential method based on the first threshold value L1 and the second threshold value L2, and the surge arrival time. Obtain tr2. That is, the second surge arrival time detection unit 114 obtains the intersections K1 and K2 between the surge current 104 detected by the
事故点標定部117は、第1サージ到達時刻検出部113及び第2サージ到達時刻検出部114によって近似して得られたサージ到達時刻tr1、tr2の差及び前記地中ケーブル102におけるサージ電流104の伝搬速度に基づいて所定位置(例えば一方の端末部A)を基準とする事故点位置を算出すると共に、前記サージ到達時刻の時間差及びサージ電流104の伝搬速度に基づいて前記事故点位置を算出すると共に、予めその内部に記憶されている補正用データ(例えば図4の段階的な補正値、あるいは、補正用の関係式)を用いて、算出した事故点位置と所定位置(例えば地中ケーブル102の中央位置)の距離に応じた補正処理を行うことによって事故点位置を標定する。事故点標定部117は、事故点位置を表す情報を事故点情報として、表示装置あるいはリレー等に出力する。これにより、サージ電流の伝送距離に応じた波形鈍りに起因する標定誤差が低減される。
The accident
以上述べたように本発明の実施の形態に係る事故点標定装置は、地中ケーブル102の一方の端末部Aで検出したサージ波104が2つの異なる閾値L1、L2をともに超えたとき、サージ波104と各閾値L1、L2との交点を通る直線と零レベルとの交点を一方の端末部Aへサージ波104が到達した時刻tr1と近似する第1サージ到達時刻検出部113と、地中ケーブル102の他方の端末部Bで検出したサージ波104が2つの異なる閾値L1、L2をともに超えたとき、サージ波104と各閾値L1、L2との交点を通る直線と零レベルとの交点を他方の端末部Bへサージ波104が到達した時刻tr2と近似する第2サージ到達時刻検出部114と、第1サージ到達時刻検出部113によって近似して得られたサージ波104の到達時刻tr1と第2サージ到達時刻検出部114によって近似して得られたサージ波104の到達時刻tr2との差及び地中ケーブル102におけるサージ波104の伝搬速度Vsを用いて事故点位置を算出すると共に、前記算出した事故点位置と所定位置(例えば、地中ケーブル102の中央位置又は端末部)の距離に応じた補正処理を行うことによって事故点位置を標定することを特徴としている。
ここで、前記補正処理は、地中ケーブル102の構造及び材料によって決まる定数と前記2つの異なる閾値L1、L2に基づいて得られるサージ波形の鈍りにより生じる誤差を相殺する補正値によって行う処理であるように構成することができる。
As described above, the accident point locating device according to the embodiment of the present invention is capable of generating a surge when the
Here, the correction process is a process performed by a correction value that cancels out an error caused by a bluntness of a surge waveform obtained based on a constant determined by the structure and material of the
このように、本発明の実施の形態に係る事故点標定装置は、地中ケーブル102の端末部A、Bから事故点までの距離に応じて地中ケーブル102の両端末部A、Bにおけるサージ電流104波形の鈍りの程度が異なることに着目して、事故点を標定する際に二電位法によって生じる標定誤差を低減するように補正しているので、高精度な事故点標定が可能になる。
尚、本実施の形態ではサージ波としてサージ電流の例を説明したが、サージ電圧の場合も同様に補正処理することによって高精度な事故点標定が可能になる。
As described above, the accident point locating device according to the embodiment of the present invention has a surge in both terminal portions A and B of the
In the present embodiment, an example of a surge current as a surge wave has been described. However, in the case of a surge voltage as well, highly accurate accident location can be performed by performing correction processing in the same manner.
地中ケーブルの事故点位置を二電位法によって標定する事故点標定装置に適用可能である。 The present invention is applicable to an accident point locating device for locating an accident point position of an underground cable by a two-potential method.
100・・・事故点標定装置本体
101・・・発電機
102・・・地中ケーブル
103・・・外部ケーブル
104・・・サージ電流
105、106・・・光電流センサ
107、108・・・接地線
109、110・・・光ファイバ伝送路
111・・・第1光電変換部
112・・・第2光電変換部
113・・・第1サージ到達時刻検出部
114・・・第2サージ到達時刻検出部
115・・・第1閾値部
116・・・第2閾値部
117・・・事故点標定部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記地中ケーブルの他方の端末部で検出したサージ波が2つの異なる閾値をともに超えたとき、前記サージ波と各閾値との交点を通る直線と零レベルとの交点を前記他方の端末部へ前記サージ波が到達した時刻と近似する第2サージ到達時刻検出部と、
前記第1サージ到達時刻検出部によって近似して得られたサージ波の到達時刻と前記第2サージ到達時刻検出部によって近似して得られたサージ波の到達時刻との差及び前記地中ケーブルにおけるサージ波の伝搬速度を用いて事故点位置を算出すると共に、前記算出した事故点位置と所定位置の距離に応じた補正処理を行うことによって事故点位置を標定する事故点標定部とを備えて成ることを特徴とする事故点標定装置。 When the surge wave detected at one terminal part of the underground cable exceeds both two different threshold values, the intersection of the straight line passing through the intersection of the surge wave and each threshold value and the zero level is sent to the one terminal part. A first surge arrival time detector that approximates the time when the surge wave arrives;
When the surge wave detected at the other end of the underground cable exceeds two different thresholds, the intersection of the straight line passing through the intersection of the surge wave and each threshold and the zero level is sent to the other end. A second surge arrival time detector that approximates the time at which the surge wave arrives;
The difference between the arrival time of the surge wave obtained by approximation by the first surge arrival time detection unit and the arrival time of the surge wave obtained by approximation by the second surge arrival time detection unit, and the underground cable An accident point position is calculated by calculating the accident point position using the propagation speed of the surge wave, and performing the correction process according to the distance between the calculated accident point position and the predetermined position. Accident location device characterized by comprising.
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