JP2016217796A - 人工地絡試験方法及び人工地絡試験システム - Google Patents

Abstract

【課題】送配電線路を伝搬する人工サージ信号を測定することが可能な人工地絡試験方法及び人工地絡試験システムを提供する。【解決手段】送配電線路１０と接地３５との間の接続と遮断とを切り換える人工地絡遮断器３１と、送配電線路１０を伝搬する人工サージ信号を測定するサージ信号測定器２０、２１と、基準時刻情報を含む電波を受信して、時刻を計時する第１時刻信号発生部３０ａ及び第２時刻信号発生部３０ｂを有し、第１時刻信号発生部３０ａは、あらかじめ設定された設定時刻に第１時刻信号を人工地絡遮断器３１に出力し、人工地絡遮断器３１は、第１時刻信号Ｖａを取得して送配電線路１０と接地３５との接続を開始し、第２時刻信号発生部３０ｂは、設定時刻に基づく時刻に第２時刻信号Ｖｂをサージ信号測定器２０に出力し、サージ信号測定器２０は、第２時刻信号Ｖｂを取得して人工サージ信号の測定を開始する。【選択図】図１

Description

本発明は、送配電線路を伝搬する人工サージ信号を測定する人工地絡試験方法及び人工地絡試験システムに関する。

電力設備等で、落雷や地絡事故等の発生による被害の拡大を防止するために、最適な絶縁レベルの検討等のサージ対策が行われる。下記特許文献１には、送配電線路において、地絡発生時または人工地絡を発生させた場合などに地絡方向継電器や遮断機が正常に動作したか否かを自動的に判定できる機器自動試験システムが記載されている。

特開２００６−２８００２４号公報

電力設備等において、サージ信号の電圧値に適したサージ対策の設備を設けるためには、地絡発生地点から離れた場所でのサージ信号の波形を測定し、サージ信号の電圧を測定することが望ましい。しかし、サージ信号の伝搬速度は速いため、人工的に地絡を発生させる人工地絡試験において、人工地絡発生地点から離れた電力設備等でどの程度の電圧レベルのサージ信号が伝搬するか測定することは困難である場合がある。特許文献１に記載の機器自動試験システムでは、人工地絡を発生させた場合の地絡方向継電器や遮断機の動作の判定をするものの、長距離離れた地点でのサージ波形の測定については記載されていない。

本発明は、上記課題を解決して、人工地絡試験において、送配電線路を伝搬する人工サージ信号を測定することが可能な人工地絡試験方法及び人工地絡試験システムを提供することを目的とする。

本発明の一態様による人工地絡試験方法は、送配電線路と接地との間の接続と遮断とを切り換える人工地絡遮断器と、前記送配電線路を伝搬する人工サージ信号を測定するサージ信号測定器とを有する人工地絡試験方法であって、基準時刻情報を含む電波を受信して、内部時刻情報を前記基準時刻情報と少なくとも１度一致させて時刻を計時する第１時刻信号発生部が、あらかじめ設定された設定時刻に第１時刻信号を前記人工地絡遮断器に出力し、前記人工地絡遮断器が、前記第１時刻信号を取得して前記送配電線路と前記接地との接続を開始するステップと、前記基準時刻情報を含む電波を受信して、内部時刻情報を前記基準時刻情報と少なくとも１度一致させて時刻を計時する第２時刻信号発生部が、前記設定時刻に基づいた時刻に第２時刻信号を前記サージ信号測定器に出力し、前記サージ信号測定器が、前記第２時刻信号を取得して人工サージ信号の測定を開始するステップとを有する。

これによれば、第１時刻信号発生部及び第２時刻信号発生部は、それぞれの内部時刻情報が基準時刻情報と少なくとも１度一致され、精度のよい内部時刻情報で計時される時刻に基づいて第１時刻信号と第２時刻信号とが出力される。人工地絡遮断器が送配電線路と接地とを接続させることによる、人工サージ信号の発生が、第１時刻信号をトリガとして開始され、人工サージ信号の測定の開始が、第２時刻信号をトリガとして開始される。このため、サージ信号測定器は、送配電線路を伝搬する人工サージ信号を測定することができる。

本発明の望ましい態様として、前記人工地絡遮断器は、前記第１時刻信号を取得した時刻から、所定の切り換え時間を経過したときに、前記送配電線路と前記接地とを接続させ、前記サージ信号測定器は、前記第２時刻信号を取得した時刻から、前記所定の切り換え時間が経過した時刻に、前記人工サージ信号の測定を開始する。これによれば、サージ信号測定器の計測時間が短くなるため、計測されるデータ量が少なくなり、容易に人工サージ信号を測定することができる。

本発明の望ましい態様として、前記サージ信号測定器は、前記第２時刻信号を取得した時刻から、前記人工サージ信号の伝搬時間よりも短い所定の遅延時間が経過した時刻に前記人工サージ信号の測定を開始する。これによれば、人工サージ信号の測定地点が、人工サージ信号の発生地点から離れている場合であっても、人工サージ信号の伝搬時間を考慮した所定の遅延時間が経過した後に、サージ信号測定器の測定が開始される。このため、サージ信号測定器の計測時間が短くなるため、計測されるデータ量が少なくなり、容易に人工サージ信号を測定することができる。

本発明の望ましい態様として、前記サージ信号測定器は、前記人工サージ信号の波形に関する情報をサージ信号記憶部に記憶する。これによれば、人工サージ信号の波形に関する情報から電圧値等の情報を取得できる。また、第２時刻信号をトリガとして、人工サージ信号の測定を開始するため、適切な記憶容量のサージ信号記憶部を用いて人工サージ信号を測定することができ、測定に係るコストを低減することができる。

本発明の望ましい態様として、前記第１時刻信号発生部及び前記第２時刻信号発生部は電波時計である。これによれば、第１時刻信号発生部及び第２時刻信号発生部のそれぞれの内部時刻情報が、標準電波の基準時刻情報と少なくとも１度一致し、精度よく時刻を計時する。また、電波時計を用いることにより第１時刻信号及び第２時刻信号を外部に出力することが容易である。

本発明の一態様による人工地絡試験システムは、送配電線路と接地との間の接続と遮断とを切り換える人工地絡遮断器と、前記送配電線路を伝搬する人工サージ信号を測定するサージ信号測定器と、基準時刻情報を含む電波を受信して、内部時刻情報を前記基準時刻情報と少なくとも１度一致させて時刻を計時する第１時刻信号発生部と、前記基準時刻情報を含む電波を受信して、内部時刻情報を前記基準時刻情報と少なくとも１度一致させて時刻を計時する第２時刻信号発生部とを有し、前記第１時刻信号発生部は、あらかじめ設定された設定時刻に第１時刻信号を前記人工地絡遮断器に出力し、前記人工地絡遮断器は、前記第１時刻信号を取得して前記送配電線路と前記接地との接続を開始し、前記第２時刻信号発生部は、前記設定時刻に基づく時刻に第２時刻信号を前記サージ信号測定器に出力し、前記サージ信号測定器は、前記第２時刻信号を取得して前記人工サージ信号の測定を開始する。

これによれば、第１時刻信号発生部及び第２時刻信号発生部は、それぞれの内部時刻情報が基準時刻情報と少なくとも１度一致され、精度のよい内部時刻情報で計時される時刻に基づいて第１時刻信号と第２時刻信号とが出力される。人工地絡遮断器が送配電線路を接地に接続させることによる、人工サージ信号の発生が、第１時刻信号をトリガとして開始され、人工サージ信号の測定の開始が、第２時刻信号をトリガとして開始される。このため、サージ信号測定器は、送配電線路を伝搬する人工サージ信号を測定することができる。

本発明の一態様による人工地絡試験方法及び人工地絡試験システムによれば、人工地絡試験において、送配電線路を伝搬する人工サージ信号を測定することが可能である。

図１は、実施形態に係る人工地絡試験システムの構成を示す模式図である。 図２は、サージ信号測定器の構成を示すブロック図である。 図３は、実施形態に係る人工地絡試験システムの人工地絡試験方法を説明するためのフローチャートである。 図４は、人工地絡試験方法を説明するためのタイミングチャートである。 図５は、第１変形例に係る人工地絡試験方法を説明するためのタイミングチャートである。 図６は、第２変形例に係る人工地絡試験方法を説明するためのタイミングチャートである。 図７は、第３変形例に係る人工地絡試験方法を説明するためのタイミングチャートである。

以下、本発明に係る人工地絡試験方法及び人工地絡試験システムの実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施形態の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。また、この実施形態に記載された方法、装置及び変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。

（人工地絡試験システム）
図１は、実施形態に係る人工地絡試験システムの構成を示す模式図である。本実施形態の人工地絡試験システム１は、送配電線路１０の第１分岐点１０ａに接続された人工地絡遮断器３１と、送配電線路１０の第２分岐点１０ｂに接続された第１サージ信号測定器２０と、送配電線路１０の第３分岐点１０ｃに接続された第２サージ信号測定器２１とを備える。人工地絡試験システム１はさらに、人工地絡遮断器３１、第１サージ信号測定器２０及び第２サージ信号測定器２１にそれぞれ時刻信号を出力する第１電波時計３０ａ、第２電波時計３０ｂ及び第３電波時計３０ｃを備える。

本実施形態において、送配電線路１０は、送電線や配電線等の電線路を含む。人工地絡遮断器３１が設けられた人工地絡発生地点Ａ、第１サージ信号測定器２０が設けられた第１測定地点Ｂ、第２サージ信号測定器２１が設けられた第２測定地点Ｃは、それぞれ、例えば電力会社の発電所、変電所等や、送電線を支持する鉄塔等の電力施設であってもよい。人工地絡発生地点Ａ、第１測定地点Ｂ及び第２測定地点Ｃは、互いに長距離（例えば数ｋｍから数１０ｋｍ以上）離れた位置に設けられている。

人工地絡遮断器３１は、送配電線路１０と接地（グラウンド）３５との間に設けられ、送配電線路１０と接地（グラウンド）３５との間の接続と遮断とを切り換る。人工地絡遮断器３１は、第１遮断器３２と、第２遮断器３３と、開閉駆動部３４とを備える。第２遮断器３３がＯＮ（閉）になると、開閉駆動部３４が第１遮断器３２をＯＮ（閉）にする駆動を行う。開閉駆動部３４は、例えば電磁力により第１遮断器３２のＯＮ（閉）とＯＦＦ（開）とを切り換える、ソレノイドコイルを用いることができる。なお、開閉駆動部３４は、これに限定されるものではなく、機械的に第１遮断器３２のＯＮ（閉）とＯＦＦ（開）とを切り換えるものであってもよい。

送配電線路１０の第１分岐点１０ａには、支線１１を介して、第１遮断器３２、抵抗３６及び接地（グラウンド）３５が接続されている。人工地絡遮断器３１がＯＮ（閉）になると、第１遮断器３２がＯＮ（閉）になり、送配電線路１０と接地（グラウンド）３５とが接続される。これにより、送配電線路１０が接地され、人工的に地絡が発生する。送配電線路１０を接地させた際に、過渡的な人工サージ信号が送配電線路１０に発生する。

第１サージ信号測定器２０及び第２サージ信号測定器２１は、送配電線路１０を伝搬する人工サージ信号を測定する。第１サージ信号測定器２０は、送配電線路１０の第２分岐点１０ｂに接続された支線１２に、変圧器１５を介して接続される。第２サージ信号測定器２１は、送配電線路１０の第３分岐点１０ｃに接続された支線１３に、変圧器１６を介して接続される。第１サージ信号測定器２０及び第２サージ信号測定器２１は、例えば、オシロスコープやデータロガーを用いることができる。

図２は、サージ信号測定器の構成を示すブロック図である。第１サージ信号測定器２０は、フィルタ回路２０Ａ、サージ信号検出部２０Ｂ、サージ信号記憶部２０Ｃ及び制御部２０Ｄを有する。なお、図２は、第１サージ信号測定器２０の構成を例示しているが、第２サージ信号測定器２１も同様の構成とすることができる。

フィルタ回路２０Ａは、第１サージ信号測定器２０に入力された信号のうち、人工サージ信号以外の不要な周波信号成分等を除去し、人工サージ信号のみを通過させる。サージ信号検出部２０Ｂは、入力された信号の電圧値が所定の値以上となった場合に、人工サージ信号の入力があったと判断する。サージ信号検出部２０Ｂは、例えば、人工サージ信号が入力された時刻情報を制御部２０Ｄに出力する。サージ信号記憶部２０Ｃは、フィルタ回路２０Ａを通過した人工サージ信号を、Ａ／Ｄ変換器（図示しない）等によって、所定のサンプリング周期（例えば０．５μｓ以上、１．０μｓ以下）でデジタルデータに変換して、人工サージ信号の波形を記憶する。サージ信号記憶部２０Ｃは、ハードディスク、ＲＡＭ、ＲＯＭなどである。

制御部２０Ｄは、サージ信号記憶部２０Ｃの記憶動作の開始及び停止を制御する。制御部２０Ｄは、第２電波時計３０ｂの第２時刻信号Ｖｂを取得して、第２時刻信号Ｖｂをトリガとして、サージ信号記憶部２０Ｃに人工サージ信号の波形の記憶を開始させる。また、制御部２０Ｄは、サージ信号検出部２０Ｂから入力された時刻情報に基づいて、人工サージ信号が入力された時刻から所定の時間が経過した後に、サージ信号記憶部２０Ｃの記憶動作を停止させてもよい。

第１電波時計３０ａ、第２電波時計３０ｂ及び第３電波時計３０ｃは、それぞれ、アンテナ（図示しない）で、基準時刻情報を含む電波を受信して、内部時刻情報を基準時刻情報に一致させる補正を行い、時刻を計時する。基準時刻情報を含む電波は、長波標準電波（長波帯ＪＪＹ：東日本の４０ｋＨｚ長波標準電波、西日本の６０ｋＨｚ長波標準電波）である。第１電波時計３０ａ、第２電波時計３０ｂ及び第３電波時計３０ｃは、長波標準電波を受信して、長波標準電波に重畳され、コード化された基準時刻情報をデコードして時刻情報を生成し、デコードされた時刻情報に基づいてそれぞれの内部時刻情報を補正する。この内部時刻情報の補正は、例えば、１日に１〜２回行われる。内部時刻情報の補正は、人工地絡試験の実施前に、都度行ってもよい。内部時刻情報は、第１電波時計３０ａ、第２電波時計３０ｂ及び第３電波時計３０ｃのそれぞれが内蔵する水晶発振回路などのいわゆるクオーツ時計で計時される時刻情報である。

第１電波時計３０ａ、第２電波時計３０ｂ及び第３電波時計３０ｃは、それぞれ、時刻を計時する計時部（図示しない）と、あらかじめ設定された設定時刻を記憶する設定時刻記憶部（図示しない）と、設定時刻記憶部に記憶された設定時刻に時刻信号を出力する時刻信号出力部（図示しない）とを有する。設定時刻に時刻信号を出力するアラーム機能を利用して、第１電波時計３０ａ、第２電波時計３０ｂ及び第３電波時計３０ｃは、それぞれ、第１時刻信号Ｖａ、第２時刻信号Ｖｂ、及び第３時刻信号Ｖｃを、あらかじめ設定された時刻に出力する。

第１電波時計３０ａは、第１時刻信号Ｖａを人工地絡遮断器３１に出力し、人工地絡遮断器３１は、第１時刻信号Ｖａを取得し、第１遮断器３２をＯＮ（閉）にする動作を開始する。第２電波時計３０ｂは、第２時刻信号Ｖｂを第１サージ信号測定器２０に出力し、第１サージ信号測定器２０は第２時刻信号Ｖｂをトリガとして、人工サージ信号の測定を開始する。第３電波時計３０ｃは、第３時刻信号Ｖｃを第２サージ信号測定器２１に出力し、第２サージ信号測定器２１は第３時刻信号Ｖｃをトリガとして、人工サージ信号の測定を開始する。

以上のように、本実施形態の人工地絡試験システム１は、送配電線路１０と接地（グラウンド）３５との間の接続と遮断とを切り換える人工地絡遮断器３１と、送配電線路１０を伝搬する人工サージ信号を測定する第１サージ信号測定器２０及び第２サージ信号測定器２１と、基準時刻情報を含む電波を受信して、内部時刻情報を基準時刻情報と少なくとも１度一致させて時刻を計時する第１時刻信号発生部（第１電波時計３０ａ）と、基準時刻情報を含む電波を受信して、内部時刻情報を基準時刻情報と少なくとも１度一致させて時刻を計時する第２時刻信号発生部（第２電波時計３０ｂ及び第３電波時計３０ｃ）とを有する。第１時刻信号発生部（第１電波時計３０ａ）は、あらかじめ設定された設定時刻に第１時刻信号Ｖａを人工地絡遮断器３１に出力する。第２時刻信号発生部（第２電波時計３０ｂ及び第３電波時計３０ｃ）は、設定時刻に基づく時刻に、第２時刻信号Ｖｂ及び第３時刻信号Ｖｃを第１サージ信号測定器２０及び第２サージ信号測定器２１にそれぞれ出力する。人工地絡遮断器３１は、第１時刻信号Ｖａを取得して送配電線路１０と接地（グラウンド）３５との接続を開始し、第１サージ信号測定器２０及び第２サージ信号測定器２１は、第２時刻信号Ｖｂ及び第３時刻信号Ｖｃをそれぞれ取得して、人工サージ信号の測定を開始する。

本実施形態の人工地絡試験システム１は、基準時刻情報を有する電波を受信して、内部時刻情報を基準時刻情報に少なくとも１度一致させて時刻を計時する時刻信号発生部として第１電波時計３０ａ、第２電波時計３０ｂ及び第３電波時計３０ｃを用いている。このため、精度のよい内部時刻情報で計時される時刻に基づいて、第１時刻信号Ｖａ、第２時刻信号Ｖｂ、及び第３時刻信号Ｖｃを出力することが可能である。人工地絡遮断器３１が送配電線路１０を接地（グラウンド）３５に接続させることによる、人工サージ信号の発生が、第１時刻信号Ｖａをトリガとして開始される。また、人工サージ信号の測定が、第２時刻信号Ｖｂ及び第３時刻信号Ｖｃをトリガとして開始される。このため、人工地絡発生地点Ａと第１測定地点Ｂとの距離、人工地絡発生地点Ａと第２測定地点Ｃとの距離が、長距離（例えば数ｋｍから数１０ｋｍ以上）離れている場合であっても、第１サージ信号測定器２０及び第２サージ信号測定器２１は、送配電線路を伝搬する人工サージ信号を測定することができる。

人工サージ信号の伝搬速度は速いため、第１サージ信号測定器２０及び第２サージ信号測定器２１の測定開始のトリガに、第２時刻信号Ｖｂ、及び第３時刻信号Ｖｃを用いない場合、人工地絡発生時刻の前後で長時間にわたって測定を行い、人工サージ信号を確実に測定する。上述のように、人工サージ信号の波形を取得するためのサンプリング周期は０．５μｓ以上、１．０μｓ以下程度であり、測定時間が長くなるとサージ信号記憶部２０Ｃ（図２参照）に記憶されるデータ量が増大する。

本実施形態の人工地絡試験システム１によれば、精度のよい内部時刻情報で計時される時刻に基づいて、第１時刻信号Ｖａ、第２時刻信号Ｖｂ、及び第３時刻信号Ｖｃが出力される。第１時刻信号Ｖａをトリガとして、人工地絡遮断器３１により人工サージ信号が発生する。また、第２時刻信号Ｖｂ及び第３時刻信号Ｖをトリガとして、第１サージ信号測定器２０及び第２サージ信号測定器２１の測定が開始する。したがって、第１サージ信号測定器２０及び第２サージ信号測定器２１の測定時間が長くなることが抑制される。このため、記憶容量の増大を抑制することができ、人工地絡試験システム１のコストの増大が抑制される。また、測定されるデータ量の増大が抑制されるため、データ処理に要する時間やコストが低減される。

なお、本実施形態において、人工サージ信号の測定箇所として、第１測定地点Ｂ及び第２測定地点Ｃの２箇所が設けられているが、これに限定されず、１箇所の測定地点であってもよく、若しくは３箇所以上の測定地点を設けてもよい。

（人工地絡試験方法）
次に、実施形態に係る人工地絡試験システム１の人工地絡試験方法について説明する。図３は、実施形態に係る人工地絡試験システムの人工地絡試験方法を説明するためのフローチャートである。図４は、人工地絡試験方法を説明するためのタイミングチャートである。

まず、第１電波時計３０ａ、第２電波時計３０ｂ及び第３電波時計３０ｃは、長波標準電波を受信して、長波標準電波に含まれる基準時刻情報（時刻情報）を取得する（ステップＳ１１）。第１電波時計３０ａ、第２電波時計３０ｂ及び第３電波時計３０ｃは、内部時刻情報を基準時刻情報に一致させる補正を行う。これにより、第１電波時計３０ａ、第２電波時計３０ｂ及び第３電波時計３０ｃのそれぞれの内部時刻情報が同期する（ステップＳ１２）。

第１電波時計３０ａ、第２電波時計３０ｂ及び第３電波時計３０ｃは、第１時刻信号Ｖａ、第２時刻信号Ｖｂ、及び第３時刻信号Ｖｃを出力する時刻ｔ_ａがあらかじめ設定されており、時刻ｔ_ａの情報がそれぞれの設定時刻記憶部（図示しない）に記憶される。このように、本実施形態において時刻ｔ_ａが上述した設定時刻である。第１電波時計３０ａは、アラーム機能を用いて、あらかじめ設定された時刻ｔ_ａに、第１時刻信号Ｖａを人工地絡遮断器３１に出力する。第２電波時計３０ｂは、時刻ｔ_ａに、第１時刻信号Ｖａと同期された第２時刻信号Ｖｂを第１サージ信号測定器２０に出力する。また、第３電波時計３０ｃは、時刻ｔ_ａに、第１時刻信号Ｖａと同期された第３時刻信号Ｖｃを第２サージ信号測定器２１に出力する（ステップＳ１３）。図４に示すように、第１時刻信号Ｖａ、第２時刻信号Ｖｂ、及び第３時刻信号Ｖｃは、あらかじめ設定された時刻ｔ_ａに同時に出力される。

図１に示す人工地絡遮断器３１は、第２遮断器３３に第１時刻信号Ｖａが入力されるとＯＮ（閉）の状態になり、開閉駆動部３４の駆動動作が開始する。開閉駆動部３４の駆動動作により第１遮断器３２がＯＮ（閉）の状態になり、送配電線路１０の第１分岐点１０ａが接地（グラウンド）３５に電気的に接続される（図３、ステップＳ１４）。これにより、送配電線路１０が接地され人工的に地絡が発生した状態となり、送配電線路１０が接地した際に過渡的な人工サージ信号が送配電線路１０に発生する。

ここで、図４に示すように、人工地絡遮断器３１は、時刻ｔ_ａに第１時刻信号Ｖａが入力された場合、時刻ｔ_ａから時間Δｔ_１が経過した時刻ｔ_ｂに、第１遮断器３２（図１参照）がＯＮ（閉）となり送配電線路１０が接地される。時間Δｔ_１（＝ｔ_ｂ−ｔ_ａ）は、開閉駆動部３４、第１遮断器３２及び第２遮断器３３の切り換え動作に要する切り換え時間である。人工地絡遮断器３１の切り換え時間Δｔ_１は、人工地絡遮断器３１の遮断方法や駆動方法により定められる時間であり、例えば３０μｓ以上、１００μｓ以下程度である。

切り換え時間Δｔ_１の情報は、人工地絡試験の開始前にあらかじめ第１サージ信号測定器２０及び第２サージ信号測定器２１に入力され、制御部２０Ｄが有する記憶部（図示しない）に記憶される。第１サージ信号測定器２０は、第２時刻信号Ｖｂが入力されると、第２時刻信号Ｖｂが入力された時刻ｔ_ａから、人工地絡遮断器３１の切り換え時間Δｔ_１が経過した時刻ｔ_ｂに、人工サージ信号の測定を開始する。同様に、第２サージ信号測定器２１は、第３時刻信号Ｖｃが入力されると、第３時刻信号Ｖｃが入力された時刻ｔ_ａから、人工地絡遮断器３１の切り換え時間Δｔ_１が経過した時刻ｔ_ｂに、人工サージ信号の測定を開始する（図３、ステップＳ１５）。なお、図４において、第１サージ信号測定器２０がＯＮの場合、サージ信号記憶部２０Ｃ（図２参照）が、入力された信号の記憶を実行している状態を示し、ＯＦＦの場合、信号の記憶を停止している状態を示す。第２サージ信号測定器２１についても同様に、ＯＮの場合、信号の記憶を実行している状態を示し、ＯＦＦの場合、信号の記憶を停止している状態を示す。

人工地絡発生地点Ａ（図１参照）で時刻ｔ_ｂに発生した人工サージ信号は、送配電線路１０を伝搬して第２分岐点１０ｂから第１サージ信号測定器２０に入力され、サージ信号記憶部２０Ｃに人工サージ信号の波形が記憶される（図３、ステップＳ１６）。人工サージ信号の波形は、上述のように、人工サージ信号が所定のサンプリング周期でデジタルデータ化されて記憶される。

同様に、送配電線路１０を伝搬する人工サージ信号は、第３分岐点１０ｃから第２サージ信号測定器２１に入力され、サージ信号記憶部（図示しない）に人工サージ信号の波形が記憶される。

サージ信号検出部２０Ｂ（図２参照）は、入力された信号の電圧値が所定の値以上となった場合に、人工サージ信号の入力があったと判断する。サージ信号検出部２０Ｂは、人工サージ信号の入力があった時刻の情報を制御部２０Ｄに出力し、制御部２０Ｄは、人工サージ信号の入力時刻から所定の時間が経過した後、サージ信号記憶部２０Ｃに停止信号を出力する。サージ信号記憶部２０Ｃは、停止信号を受け取ると、人工サージ信号の記憶を停止して、人工サージ信号の測定を終了する（図３、ステップＳ１７）。

以上のように、本実施形態の人工地絡試験方法において、基準時刻情報を含む電波を受信して内部時刻情報を基準時刻情報に少なくとも１度一致させて時刻を計時する第１電波時計３０ａは、あらかじめ設定された時刻ｔ_ａに第１時刻信号Ｖａを人工地絡遮断器３１に出力する。人工地絡遮断器３１は、第１時刻信号Ｖａを取得して送配電線路１０と接地（グラウンド）３５との接続を開始し、人工地絡遮断器３１をＯＮ（閉）にする（ステップＳ１４）。基準時刻情報を含む電波を受信して内部時刻情報を基準時刻情報に少なくとも１度一致させて時刻を計時する第２電波時計３０ｂは、あらかじめ設定された時刻ｔ_ａに第２時刻信号Ｖｂを第１サージ信号測定器２０に出力する。第１サージ信号測定器２０は、第２時刻信号Ｖｂを取得して、人工サージ信号の測定を開始する（ステップＳ１５）。また、第３電波時計３０ｃは、第３時刻信号Ｖｃを第２サージ信号測定器２１に出力する。第２サージ信号測定器２１は、第３時刻信号Ｖｃを取得して、人工サージ信号の測定を開始する。

これによれば、第１電波時計３０ａ、第２電波時計３０ｂ及び第３電波時計３０ｃは、それぞれの内部時刻情報が基準時刻情報と少なくとも１度一致され、精度のよい内部時刻情報で計時される時刻ｔ_ａ（設定時刻）に基づいて第１時刻信号Ｖａ、第２時刻信号Ｖｂ及び第３時刻信号Ｖｃが出力される。第１時刻信号Ｖａをトリガとして、人工地絡遮断器３１が送配電線路１０と接地（グラウンド）３５とを接続させて、人工サージ信号が発生する。また、第２時刻信号Ｖｂ及び第３時刻信号Ｖｃをトリガとして、人工サージ信号の測定が開始される。このため、第１サージ信号測定器２０及び第２サージ信号測定器２１は、送配電線路１０を伝搬する人工サージ信号を確実に測定することができる。

本実施形態の人工地絡試験方法において、人工地絡遮断器３１は、第１時刻信号Ｖａを取得した時刻ｔ_ａから、所定の切り換え時間Δｔ_１が経過した時刻ｔ_ｂに、送配電線路１０と接地（グラウンド）３５とを接続させる。第１サージ信号測定器２０は、第２時刻信号Ｖｂが入力された時刻ｔ_ａから所定の切り換え時間Δｔ_１が経過した時刻ｔ_ｂに、人工サージ信号の測定を開始する。同様に、第２サージ信号測定器２１は、第３時刻信号Ｖｃが入力された時刻ｔ_ａから、所定の切り換え時間Δｔ_１が経過した時刻ｔ_ｂに、人工サージ信号の測定を開始する。

これによれば、送配電線路１０と接地（グラウンド）３５とが接続され人工サージ信号が発生した時刻時刻ｔ_ｂから、測定が開始される。よって、第２時刻信号Ｖｂが入力された時刻ｔ_ａから測定を開始する場合に比べて、第１サージ信号測定器２０および第２サージ信号測定器２１の計測時間が、所定の切り換え時間Δｔ_１だけ短くなる。このため、計測されるデータ量が少なくなり、サージ信号記憶部２０Ｃの記憶容量を小さくすることができる。また、測定されるデータ量が抑制されるため、人工サージ信号の波形の解析が容易になり、データの処理に要する時間やコストが低減される。よって、容易に人工サージ信号を測定することができる。

また、第２サージ信号測定器２１が設けられた第２測定地点Ｃは、第１測定地点Ｂよりも人工地絡発生地点Ａから離れた位置に設けられている。このため、第２測定地点Ｃに伝搬する人工サージ信号の電圧値は、人工地絡発生地点Ａ及び第１測定地点Ｂよりも低減する可能性がある。本実施形態の人工地絡試験方法及び人工地絡試験システム１により、低減された人工サージ信号を測定することにより、例えば電力会社の発電所、変電所や、鉄塔等の電力施設において、測定されたサージ信号の電圧値に対して適切なサージ対策用設備とすることができる。よって、サージ対策のために過剰な設備を設ける必要がなく、電力施設におけるサージ対策に要するコストを低減することができる。

（第１変形例）
図５は、第１変形例に係る人工地絡試験方法を説明するためのタイミングチャートである。図４に示す人工地絡試験のタイミングチャートでは、第１サージ信号測定器２０及び第２サージ信号測定器２１が、同じ時刻ｔ_ｂから測定を開始しているのに対し、第１変形例の人工地絡試験方法は、第１サージ信号測定器２０及び第２サージ信号測定器２１が、それぞれ異なる時刻で人工サージ信号の測定を開始する点で異なっている。

図５に示すように、第１サージ信号測定器２０は、人工地絡遮断器３１がＯＮ（閉）になった時刻ｔ_ｂから、遅延時間Δｔ_２が経過した時刻ｔ_ｃに測定を開始する。第２サージ信号測定器２１は、第１サージ信号測定器２０が測定を開始する時刻ｔ_ｃから、さらに遅延時間Δｔ_３が経過した時刻ｔ_ｄに測定を開始する。

遅延時間Δｔ_２及び遅延時間Δｔ_３は、人工サージ信号が、図１に示す送配電線路１０を伝搬する時間に対応して設定される。送配電線路１０の第１分岐点１０ａから第２分岐点１０ｂまでの距離をＬ１とし、第２分岐点１０ｂから第３分岐点１０ｃまでの距離をＬ２とし、人工サージ信号の伝搬速度をｖとする。第１分岐点１０ａから第２分岐点１０ｂまでの人工サージ信号の伝搬時間Δｔ_ｓ１は、Δｔ_ｓ１＝Ｌ１／ｖであり、第２分岐点１０ｂから第３分岐点１０ｃまでの人工サージ信号の伝搬時間Δｔ_ｓ２は、Δｔ_ｓ２＝Ｌ２／ｖである。

図５に示す、遅延時間Δｔ_２は、伝搬時間Δｔ_ｓ１よりも短い時間が設定され、かつ、遅延時間Δｔ_３は、伝搬時間Δｔ_ｓ２よりも短い時間が設定される。このように、第１サージ信号測定器２０は、第２時刻信号Ｖｂが入力された時刻ｔ_ａから、人工地絡遮断器３１の切り換え時間Δｔ_１が経過し、かつ、伝搬時間Δｔ_ｓ１よりも短い所定の遅延時間Δｔ_２が経過した時刻ｔ_ｃに人工サージ信号の測定を開始する。また、第２サージ信号測定器２１は、第３時刻信号Ｖｃが入力された時刻ｔ_ａから、人工地絡遮断器３１の切り換え時間Δｔ_１と、所定の遅延時間Δｔ_２と、所定の遅延時間Δｔ_３とが経過した時刻ｔ_ｄに人工サージ信号の測定を開始する。

なお、遅延時間Δｔ_２及び遅延時間Δｔ_３は、送配電線路１０の線路長と、人工サージ信号の伝搬速度から計算された伝搬時間に基づいてあらかじめ設定された時間であり、第１サージ信号測定器２０及び第２サージ信号測定器２１にそれぞれ入力される。

本変形例の人工地絡試験方法によれば、人工サージ信号が送配電線路１０を伝搬する時間を考慮して、第１サージ信号測定器２０及び第２サージ信号測定器２１の計測時間を短くすることができる。したがって、第１サージ信号測定器２０で測定されるデータ量が、遅延時間Δｔ_２の分だけ少なくなり、第２サージ信号測定器２１で測定されるデータ量が、遅延時間Δｔ_２と遅延時間Δｔ_３の合計時間の分だけ少なくなる。したがって、第１サージ信号測定器２０及び第２サージ信号測定器２１の記憶容量を小さくすることができる。また、記憶された人工サージ信号のデータの処理も容易である。よって、容易に人工サージ信号を測定することができる。

（第２変形例）
図６は、第２変形例に係る人工地絡試験方法を説明するためのタイミングチャートである。図６に示す第２変形例に係る人工地絡試験方法は、第１サージ信号測定器２０及び第２サージ信号測定器２１が遅延時間を設けず測定を開始する。第１サージ信号測定器２０は第２時刻信号Ｖｂが入力された時刻ｔ_ａに測定を開始するとともに、第２サージ信号測定器２１は第３時刻信号Ｖｃが入力された時刻ｔ_ａに測定を開始する。

この場合、計測されるデータ量は多くなるものの、人工地絡遮断器３１の切り換え時間Δｔ_１の誤差や、上述した人工サージ信号が送配電線路１０を伝搬する伝搬時間Δｔ_ｓ１、Δｔ_ｓ２の誤差が発生した場合であっても、確実に第１サージ信号測定器２０及び第２サージ信号測定器２１が、人工サージ信号を測定することが可能である。

（第３変形例）
図７は、第３変形例に係る人工地絡試験方法を説明するためのタイミングチャートである。図７に示す第３変形例に係る人工地絡試験方法は、第１時刻信号Ｖａと第２時刻信号Ｖｂと第３時刻信号Ｖｃとが、異なる時刻に出力される点で異なる。

第１電波時計３０ａは、第１時刻信号Ｖａを出力する時刻ｔ_ａがあらかじめ設定されており、時刻ｔ_ａの情報が設定時刻記憶部（図示しない）に記憶される。第２電波時計３０ｂは、第２時刻信号Ｖｂを出力する時刻ｔ_ｃがあらかじめ設定されており、時刻ｔ_ｃの情報が設定時刻記憶部（図示しない）に記憶される。第３電波時計３０ｃは、第３時刻信号Ｖｃを出力する時刻ｔ_ｄがあらかじめ設定されており、時刻ｔ_ｄの情報が設定時刻記憶部（図示しない）に記憶される。

第２電波時計３０ｂは、時刻ｔ_ａを基準として、あらかじめ設定された切り換え時間Δｔ_１及び遅延時間Δｔ_２が経過した時刻ｔ_ｃに、第２時刻信号Ｖｂを出力する。第３電波時計３０ｃは、時刻ｔ_ａを基準として、あらかじめ設定された切り換え時間Δｔ_１、遅延時間Δｔ_２及び遅延時間Δｔ_３が経過した時刻ｔ_ｄに、第３時刻信号Ｖｃを出力する。

第１サージ信号測定器２０は、第２時刻信号Ｖｂが入力された時刻ｔ_ｃから測定を開始し、第２サージ信号測定器２１は、第３時刻信号Ｖｃが入力された時刻ｔ_ｄから測定を開始する。

これによれば、第１サージ信号測定器２０及び第２サージ信号測定器２１が測定を開始するまでの、切り換え時間Δｔ_１、遅延時間Δｔ_２及び遅延時間Δｔ_３が、第２電波時計３０ｂ及び第３電波時計３０ｃ側で制御される。したがって、第１サージ信号測定器２０及び第２サージ信号測定器２１のタイマー等の誤差による測定開始時刻のずれの発生を抑制し、確実に人工サージ信号を測定することができる。

以上説明した実施形態及び各変形例は、適宜変更することが可能である。例えば、時刻信号を発生する時刻信号発生装置として、電波時計を例示したが、これに限らずＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）時計を用いてもよい。ＧＰＳ時計は、グローバル・ポジショニング・システムの衛星からの信号（ＧＰＳ信号）を受信するアンテナ、ＧＰＳ信号に含まれる時刻情報に基づいてデジタル時計回路が計時する現在時刻を補正する時刻補正部、及びあらかじめ設定された時刻に時刻信号を出力する時刻信号出力部等を有する。

１ 人工地絡試験システム
１０ 送配電線路
１０ａ 第１分岐点
１０ｂ 第２分岐点
１０ｃ 第３分岐点
１１、１２、１３ 支線
１５、１６ 変圧器
２０ 第１サージ信号測定器
２０Ａ フィルタ回路
２０Ｂ サージ信号検出部
２０Ｃ サージ信号記憶部
２０Ｄ 制御部
２１ 第２サージ信号測定器
３０ａ 第１電波時計
３０ｂ 第２電波時計
３０ｃ 第３電波時計
３１ 人工地絡遮断器
３２ 第１遮断器
３３ 第２遮断器
３４ 開閉駆動部
３５ 接地（グラウンド）
３６ 抵抗
Ａ 人工地絡発生地点
Ｂ 第１測定地点
Ｃ 第２測定地点
Ｖａ 第１時刻信号
Ｖｂ 第２時刻信号
Ｖｃ 第３時刻信号

Claims (6)

1. 送配電線路と接地との間の接続と遮断とを切り換える人工地絡遮断器と、前記送配電線路を伝搬する人工サージ信号を測定するサージ信号測定器とを有する人工地絡試験方法であって、
   基準時刻情報を含む電波を受信して、内部時刻情報を前記基準時刻情報と少なくとも１度一致させて時刻を計時する第１時刻信号発生部が、あらかじめ設定された設定時刻に第１時刻信号を前記人工地絡遮断器に出力し、前記人工地絡遮断器が、前記第１時刻信号を取得して前記送配電線路と前記接地との接続を開始するステップと、
   前記基準時刻情報を含む電波を受信して、内部時刻情報を前記基準時刻情報と少なくとも１度一致させて時刻を計時する第２時刻信号発生部が、前記設定時刻に基づいた時刻に第２時刻信号を前記サージ信号測定器に出力し、前記サージ信号測定器が、前記第２時刻信号を取得して人工サージ信号の測定を開始するステップとを有する人工地絡試験方法。
2. 前記人工地絡遮断器は、前記第１時刻信号を取得した時刻から、所定の切り換え時間を経過したときに、前記送配電線路と前記接地とを接続させ、
   前記サージ信号測定器は、前記第２時刻信号を取得した時刻から、前記所定の切り換え時間が経過した時刻に、前記人工サージ信号の測定を開始する請求項１に記載の人工地絡試験方法。
3. 前記サージ信号測定器は、前記第２時刻信号を取得した時刻から、前記人工サージ信号の伝搬時間よりも短い所定の遅延時間が経過した時刻に前記人工サージ信号の測定を開始する請求項１または請求項２に記載の人工地絡試験方法。
4. 前記サージ信号測定器は、前記人工サージ信号の波形に関する情報をサージ信号記憶部に記憶する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の人工地絡試験方法。
5. 前記第１時刻信号発生部及び前記第２時刻信号発生部は電波時計である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の人工地絡試験方法。
6. 送配電線路と接地との間の接続と遮断とを切り換える人工地絡遮断器と、
   前記送配電線路を伝搬する人工サージ信号を測定するサージ信号測定器と、
   基準時刻情報を含む電波を受信して、内部時刻情報を前記基準時刻情報と少なくとも１度一致させて時刻を計時する第１時刻信号発生部と、
   前記基準時刻情報を含む電波を受信して、内部時刻情報を前記基準時刻情報と少なくとも１度一致させて時刻を計時する第２時刻信号発生部とを有し、
   前記第１時刻信号発生部は、あらかじめ設定された設定時刻に第１時刻信号を前記人工地絡遮断器に出力し、前記人工地絡遮断器は、前記第１時刻信号を取得して前記送配電線路と前記接地との接続を開始し、
   前記第２時刻信号発生部は、前記設定時刻に基づく時刻に第２時刻信号を前記サージ信号測定器に出力し、前記サージ信号測定器は、前記第２時刻信号を取得して前記人工サージ信号の測定を開始する人工地絡試験システム。

Images