JP2019174343A - 電流検出用センサ、及び地絡点標定システム - Google Patents

Abstract

【課題】各相ごとに電流検出用センサを設置することなく高圧交流負荷開閉器で各相の電流を一括検出可能であり地絡点探査に要求される周波数帯域に対応可能な電流検出用センサを提供すること。【解決手段】３相の高圧配電線を貫通させる環状のコア１１と導体１２とコア１１及び導体１２を収納し３相の高圧配電線２００を貫通させる孔１３１を有する外装構造１３とを有する電流検出用センサ１は外装構造１３の寸法を厚さ５０ｍｍ以下相間１５０ｍｍ以下幅４５０ｍｍ以下縦１５０ｍｍとすることで高圧交流負荷開閉器２０の内に取付可能とし高圧配電線の各相のいずれかに流れるサージ電流を検出し周波数特性が入力周波数が５０Ｈｚ以上８０ｋＨｚ以下である場合のｄＢ換算値が±３ｄＢになり入力周波数が８０ｋＨｚを超え１００ｋＨｚ以下である場合のｄＢ換算値が±５ｄＢになることで上記課題を解決する。【選択図】図１

Description

本発明は、電流検出用センサ、及び地絡点標定システムに関する。さらに詳しくは、高圧交流負荷開閉器（ＬＢＳ／Ｌｏａｄ Ｂｒｅａｋ Ｓｗｉｔｃｈ）の内部に取り付け可能とし、３相の高圧配電線のいずれかに地絡が発生したときにサージ電流を検出する電流検出用センサ、及びその電流検出用センサを含む地絡点標定システムに関する。

高圧配電線で地絡が発生すると、変電所の保護継電器が、地絡が発生した区間を特定し、その区間への送電が遮断される。これにより、地絡が発生した地点（地絡点ともいう）を有する電路を健全な電路から切り離すことができる。ただし、変電所の保護継電器が動作しない地絡や、保護継電器が動作するものの地絡原因が自然消滅して再閉路が成功する地絡（以下、これら微細な地絡を「微地絡」と呼ぶ）が断続的に発生している高圧配電線では、微地絡が発生した区間を特定できない場合がある。このような場合には、微地絡が発生した地点を標定するための地絡点標定システムが利用されている。この地絡点標定システムは、図４に示すように、微地絡が発生したと推定される地域に存在する複数の電柱に電流検出用のセンサを設置し、これらのセンサから得られる検出結果に基づいて地絡点の標定を行う。しかしながら、この地絡点標定システムを利用する場合、微地絡が発生する度に、微地絡が発生したと推定される地域に複数の作業員が赴き、広範囲に存在する複数の電柱に、電流検出用のセンサを取り付けて、数週間程度測定を行うことで微地絡が発生した地点を特定する必要があるので、作業員の多大な労力を要していた。

このような課題に対し、特許文献１では、電力系統において地絡が発生した場合に、地絡が発生した箇所を標定することを目的とした地絡点標定システムが提案されている。特許文献１の地絡点標定システムは、配電系統における複数の箇所に、電流を計測する計測装置を設置し、複数の計測装置によってそれぞれ計測された電流の計測値に基づいて地絡点を標定する、とされるものである。

特開２０１７−１７３２１２号公報

しかしながら、特許文献１の地絡点標定システムは、３相の高圧配電線に使用する場合、電流を検出する電流検出用センサをセンサ箱に収納し、このセンサ箱を各相ごと個別に設置する。これは、３相の高圧配電線は、通常、各相の絶縁を確保するために、各相ごとに一定間隔をあけて配置されているからである。すなわち、特許文献１の地絡点標定システムでは、３相の高圧配電線が、各相ごとに一定間隔をあけて配置されている通常の電柱に電流検出用センサを設置することを前提としている。このため、特許文献１の地絡点標定システムでは、１本の電柱に対し３つの電流検出用センサを設置する必要があるので、電流検出用センサを設置する際に大掛かりな工事が必要となる。さらに、特許文献１の地絡点標定システムは、３相の高圧配電線に流れる電流をベクトル合算した零相電流に基づいて、地絡の発生を検知するものであるため、３つの電流検出用センサのそれぞれに対して均一かつ高いレベルの特性が要求される。このため、３つの電流検出用センサを設置した後も、電流検出用センサとしての特性を均一かつ高いレベルで維持させる必要があり、メンテナンス等のコストがかかる。

一方、３相の高圧配電線の各相ごと個別に電流検出用センサを設置することなく、地絡の発生を検知する装置は既に存在する。すなわち、電力会社と電力需要者との保安上の責任範囲を分ける点（責任分界点）付近の電柱等に設置される気中開閉器は、零相変流器を内蔵するものがあり、このような零相変流器内蔵型の気中開閉器は、内蔵する零相変流器が、３相の高圧配電線に流れる電流をベクトル合算して地絡の発生を検知するので、３相の高圧配電線の各相ごと個別に電流検出用センサを設置することなく地絡の発生を検知することができる。

しかしながら、従来からある零相変流器内蔵型の気中開閉器に内蔵された零相変流器は、地絡の有無と方向を検知することを目的とするものであり、高周波帯域の信号を検知して地絡点を標定することを目的としたものではない。すなわち、従来からある気中開閉器に内蔵された零相変流器は、地絡点の探査に要求される高い周波数特性を有しない。

本発明の目的は、３相の高圧配電線の各相ごと個別に電流検出用センサを設置することなく、高圧交流負荷開閉器の内部に引き込まれた３相の高圧配電線の各相の電流を一括して検出可能であり、一定の距離を有する配電網の中で発生した地絡の標定に要求される高い周波数特性を有する電流検出用センサを提供することにある。

上記課題を解決するための本発明に係る電流検出用センサは、３相の高圧配電線を貫通させる環状のコアと、前記コアに巻き回された導体と、前記コア及び前記導体を収納し、前記３相の高圧配電線を貫通させる孔を有する外装構造と、を少なくとも有する電流検出用センサであって、前記外装構造の寸法を、厚さ５０ｍｍ以下、相間１５０ｍｍ以下、幅４５０ｍｍ以下、縦１５０ｍｍ以下とすることで高圧交流負荷開閉器の内部に取り付け可能とし、
前記高圧交流負荷開閉器の内部に引き込まれた前記３相の高圧配電線の各相のいずれかにサージ電流が流れると、これを検出し、周波数特性が、入力周波数が５０Ｈｚ以上、８０ｋＨｚ以下である場合のｄＢ（デシベル）換算値が±３ｄＢになり、入力周波数が８０ｋＨｚを超え、１００ｋＨｚ以下である場合のｄＢ（デシベル）換算値が±５ｄＢになる、ことを特徴とする。

この発明によれば、３相の高圧配電線を貫通させる環状のコア、及びコアに巻き回された導体は、３相の高圧配電線を貫通させる孔を有する外装構造に覆われており、その外装構造の寸法は、上記の値の範囲内であり、高圧交流負荷開閉器の内部に取り付け可能とするので、高圧配電線の各相ごと個別に電流検出用センサを設置することなく、高圧交流負荷開閉器の内部に引き込まれた３相の高圧配電線の各相を一括して検出することができる。さらに、入力周波数が５０Ｈｚ以上、８０ｋＨｚ以下である場合のｄＢ（デシベル）換算値が±３ｄＢになり、入力周波数が８０ｋＨｚを超え、１００ｋＨｚ以下である場合のｄＢ（デシベル）換算値が±５ｄＢになる、という高い周波数特性を有するので、一定の距離を有する配電網の中で発生した地絡の標定に要求される高い周波数帯域に対応することができる。

本発明に係る電流検出用センサにおいて、前記コア及び前記外装構造の形状は、水平方向に長い楕円状又は略楕円状であり、前記外装構造に設けられた前記孔は、水平方向に横一列で配列された３つの孔からなり、当該３つの孔のそれぞれが、前記３相の高圧配電線のそれぞれを貫通させる、ことが好ましい。この発明によれば、高圧交流負荷開閉器の内部で水平方向に横一列に配置されている３相の高圧配電線を、電流検出用センサにスムーズかつ安定的に貫通させることができるとともに、高圧交流負荷開閉器の内部に電流検出用センサを容易に取り付けることができる。

本発明に係る地絡点標定システムは、高圧交流負荷開閉器の内部に取り付けられた電流検出用センサと、計測端末と、地絡点標定装置と、を含む地絡点標定システムであって、前記電流検出用センサは、３相の高圧配電線を貫通させるコアと、前記コアに巻き回された導体と、前記コア及び前記導体を収納し、前記３相の高圧配電線を貫通させる孔を有する外装構造と、を少なくとも有し、前記外装構造の寸法を、厚さ５０ｍｍ以下、相間１５０ｍｍ以下、幅４５０ｍｍ以下、縦１５０ｍｍ以下とすることで高圧交流負荷開閉器の内部に取り付け可能とし、前記高圧交流負荷開閉器の内部に引き込まれた前記３相の高圧配電線の各相のいずれかに電流が流れると、これを検出し、周波数特性が、入力周波数が５０Ｈｚ以上、８０ｋＨｚ以下である場合のｄＢ（デシベル）換算値が±３ｄＢになり、入力周波数が８０ｋＨｚを超え１００ｋＨｚ以下である場合のｄＢ（デシベル）換算値が±５ｄＢになり、前記計測端末は、前記電流検出用センサにより検出された前記サージ電流の波形データを計測し、当該波形データを少なくとも含む前記サージ電流に関する情報を前記地絡点標定装置に送信し、前記地絡点標定装置は、前記計測端末から送信されてきた前記サージ電流に関する情報に基づいて、前記サージ電流が検出される原因となった地絡の発生地点を標定する、ことを特徴とする。

この発明によれば、微地絡が発生した際、高圧交流負荷開閉器の内部に設置された電流検出用センサがサージ電流を検出し、計測端末がサージ電流の波形データを計測し、この波形データを少なくとも含む前記サージ電流に関する情報を地絡点標定装置に送信し、地絡点標定装置が、サージ電流に関する情報に基づいて、地絡の発生地点を標定するので、３相の高圧配電線の各相ごと個別に電流検出用センサを設置することなく、地絡点を容易に標定することができる。

本発明に係る地絡点標定システムにおいて、前記サージ電流に関する情報には、さらに、前記波形データの計測時刻が含まれる、ことが好ましい。この発明によれば、サージ電流に関する情報には、さらに、波形データの計測時刻が含まれるので、地絡点標定装置は、波形データと、この波形データの計測時刻に基づいて地絡点を標定することができる。

本発明に係る地絡点標定システムにおいて、地絡点標定装置は、前記サージ電流に関する情報に含まれる前記波形データと、前記波形データから推定される、前記波形データの計測時刻とに基づいて、前記サージ電流が検出される原因となった地絡の発生地点を標定する、ことが好ましい。この発明によれば、地絡点標定装置は、送信されてきた波形データから、この波形データの計測時刻を推定するので、計測端末から送信されてきたサージ電流に関する情報に波形データの計測時刻が含まれていなくても、自身が推定した計測時刻に基づいて地絡点を標定することができる。

本発明によれば、高圧配電線の各相ごと個別に電流検出用センサ設置することなく、高圧交流負荷開閉器の内部に引き込まれた３相の高圧配電線の各相を一括して検出することができる。さらに、周波数特性が、入力周波数が５０Ｈｚ以上、８０ｋＨｚ以下である場合のｄＢ（デシベル）換算値が±３ｄＢになり、入力周波数が８０ｋＨｚを超え、１００ｋＨｚ以下である場合のｄＢ（デシベル）換算値が±５ｄＢになるため、一定の距離を有する配電網の中で発生した地絡の標定に要求される周波数帯域に対応することができる。

本発明に係る電流検出用センサの構造形態を示す図であり、（Ａ）は電流検出用センサの正面図、（Ｂ）は電流検出用センサの上面図、（Ｃ）は電流検出用センサの側面図である。 図１の電流検出用センサを備える地絡点標定システムの構成を示す図である。 図１の電流検出用センサの特性を示すインダクタンスと、自己共振周波数との関係を示すグラフである。縦軸はインダクタンスの値を示し、横軸は周波数の値を示している。 従来の手法を用いて地絡点を特定する作業を行っている様子を示す図である。

以下、本発明に係る電流検出用センサ、及び地絡点標定システムについて図面を参照しつつ説明する。なお、本発明は図示の実施形態に限定されるものではない。

［電流検出用センサ］
本発明に係る電流検出用センサ１は、高圧交流負荷開閉器２０の内部に設置されるセンサであって、図１に示すように、コア１１と、導体１２とを少なくとも有する。なお、「少なくとも」としたのは、それ以外の構成要素が含まれていてもよいことを意味する。例えば、後述する計測端末２の構成要素の一部が電流検出用センサ１に含まれていてもよい。電流検出用センサ１は、高圧交流負荷開閉器２０の内部に引き込まれた３相の高圧配電線を貫通させた状態で取り付けられるので、３相の高圧配電線のいずれかにサージ電流が流れると、これを検出する。電流検出用センサ１を設置する高圧交流負荷開閉器２０の種類は特に限定されない。例えば、高圧交流気中負荷開閉器（ＡＳ）、高圧交流真空負荷開閉器（ＶＳ）、及び高圧交流ガス負荷開閉器（ＧＳ）は、いずれも高圧交流負荷開閉器２０の一例である。なお、図１は、コア１１及び導体１２が、外装構造１３に収納された状態を示す図であるため、図１におけるコア１１及び導体１２は破線で示している。

以下、電流検出用センサ１の各構成要素を詳しく説明する。

（コア）
コア１１は、３相の高圧配電線を貫通させるコアである。コア１１は、コア１１に巻き回された導体１２とともに、後述する外装構造１３内に収納されている。コア１１の大きさは、高圧交流負荷開閉器２０の内部において、３相の高圧配電線を貫通させることができる大きさであれば特に限定されない。コア１１の形状は、特に限定されないが、本実施形態では、高圧交流負荷開閉器２０の内部で水平又は略水平に横一列に配置された３相の高圧配電線に合わせて、水平方向に長い楕円環状、又は略楕円環状としている。これにより、３相の高圧配電線を省スペースで貫通させることができる。コア１１の材質は、特に限定されず、パーマロイ（登録商標）、ファインメット（登録商標）等、コアの素材として一般的に用いられるものを採用することができる。なお、本実施形態におけるコア１１は、パーマロイの薄板をフープ状に積層させたコアとしている。

（導体）
導体１２は、コア１１に巻き回される導体である。コア１１に貫通された３相の高圧配電線のいずれかにサージ電流が流れると、導体１２には、３相の高圧配電線にそれぞれ流れる電流をベクトル合算した電流に対応した電流が流れる。例えば導体１２の巻き数（ターン数ともいう）が１０００ターンである場合には、ベクトル合算された電流の１０００分の１の大きさの電流が流れる。ここで、３相の高圧配電線に流れる電流は、それぞれ位相が１２０°ずつずれた３相交流となっている。このため、正常時において、三相電流を合成すると０（ゼロ）Ａ（アンペア）となる。つまり、導体１２は、３つのベクトルがつり合った状態（各相を流れる電流をベクトル合算した電流の大きさが０（ゼロ）である状態）ではなくなったときに電流を流す。このため、導体１２は、正常時は電流を流さないが、３相の高圧配電線のうち少なくとも一相に地絡が発生すると、３相の高圧配電線に流れる電流のバランスが崩れるので、導体１２は電流を流す。これにより、電流検出用センサ１は、サージ電流を検出することができる。なお、導体１２の材質は特に限定されず、導体として一般的に用いられる絶縁被覆銅線等を用いることができる。

（外装構造）
本実施形態における外装構造１３は、図１に示すように、コア１１及び導体１２を内部に収納する楕円状又は略楕円状の筐体からなる外装構造である。外装構造１３は、３相の高圧配電線を各相ごとに貫通させる３つの孔１３１と高圧交流負荷開閉器２０に接続するための接続端子１３２とを有する。このため、高圧交流負荷開閉器２０の内部で水平方向に横一列に配置されている３相の高圧配電線を、電流検出用センサ１にスムーズかつ安定的に貫通させることができる。なお、外装構造１３は、必ずしも３相の高圧配電線を各相ごとに貫通させる３つの孔１３１を有している必要はなく、３相の高圧配電線を、電流検出用センサ１にスムーズに貫通させることができればよい。このため、外装構造１３は、３相の高圧配電線を貫通させるための孔を１つ又は２つ有するのみであってもよい。外装構造１３の内部には、導体１２の表面を覆う程度に注形材１３３が充填されていてもよい。注形材１３３の材質は特に限定されず、例えばウレタン樹脂を用いることができる。なお、外装構造１３は、必ずしも図１に示す本実施形態のような筐体である必要はなく、例えば絶縁性を有するテープや樹脂でコア１１及び導体１２を巻いたものであってもよい。テープや樹脂でコア１１及び導体１２を巻いたものである場合、筐体である場合に比べて耐久性や美観性を有しないが、コンパクト化を図ることができる。

外装構造１３の寸法は、高圧交流負荷開閉器２０の内部に設置することができる範囲であれば特に限定されない。例えば、一般的に流通している高圧交流負荷開閉器２０の内部に設置する場合には、厚さ（ｈ）が５０ｍｍ以下、相間（ｓ）が１５０ｍｍ以下、幅（ｗ）が４５０ｍｍ以下、縦（ｔ）が１５０ｍｍ以下であり、かつ、それぞれの寸法の最低値は、厚さ（ｈ）が１５ｍｍ、相間（ｓ）が５０ｍｍ、幅（ｗ）が１７０がｍｍ、縦（ｔ）が７５ｍｍ程度であることが好ましい。なお、縦（ｔ）の寸法は、外装構造１３の中央上部に配置されている端子部分を除いた部分の寸法である。しかしながら、高圧交流負荷開閉器２０は、用途や設置条件等に対応させた様々なサイズのものが存在するため、外装構造１３は、様々なサイズの高圧交流負荷開閉器２０に適合させるべく、様々なサイズで構成させることができる。

３つの孔１３１の形状と寸法は、３相の高圧配電線を各相ごとに省スペースで貫通させることができれば特に限定されないが、３相の高圧配電線の形状と太さ（寸法）は、通常は各相とも円形であり、３相ともに同じ太さであるため、３つの孔１３１の形状は、いずれも円形であることが好ましい。３つの孔１３１の径は、様々なサイズの高圧交流負荷開閉器２０に適合させるべく、様々なサイズで構成させることができる。例えば、３つの孔１３１の径（ｄ）をいずれもφ７２±０．５ｍｍとすることもできる。ただし、３相の高圧配電線の形状は、円形以外（例えば矩形）である場合もあり得るので、３つの孔１３１の形状は、矩形等あらゆる形状とすることができる。３つの孔１３１は、各孔が水平方向に横一列で均等又は略均等間隔で配置されている。外装構造１３を上記のような構成とすることにより、高圧交流負荷開閉器２０の内部に、電流検出用センサ１をコンパクトに取り付けることができる。高圧交流負荷開閉器２０、零相電流を検知する零相変流器と、相電流を測定する変流器とを備える必要があるが、電流検出用センサ１は、零相電流やサージ電流を検知する機能と、相電流を測定する機能を兼ね備えている。これにより、高圧交流負荷開閉器２０内に零相変流器と変流器とを収納する必要がなくなるので、高圧交流負荷開閉器２０を小型化することも可能となる。

（周波数特性）
従来からある気中開閉器に内蔵された零相変流器は、地絡の有無と方向を検知することを目的とするものであり、高周波帯域の信号を検知して地絡点を探査することを目的としたものではない。具体的には、従来からある気中開閉器に内蔵された零相変流器の周波数特性は、５０Ｈｚ〜１０ｋＨｚであるものが一般的である。地絡の有無と方向を検知するためだけであれば、１０ｋＨｚ程度の周波数特性で十分であるとされているが、電流検出用センサ１のように、高周波帯域の信号を検知して地絡点を標定するためには、１０ｋＨｚ程度の周波数特性では不十分であり、入力周波数が５０Ｈｚ以上、８０ｋＨｚ以下である場合のｄＢ（デシベル）換算値が±３ｄＢになり、入力周波数が８０ｋＨｚを超え、１００ｋＨｚ以下である場合のｄＢ（デシベル）換算値が±５ｄＢになる、という高い周波数特性が要求される。つまり、電流検出用センサ１の周波数特性の高周波化を図る必要がある。

具体的には、図３のグラフに示すように、電流検出用センサ１の特性を示すインダクタンスＬは、周波数ｆが自己共振周波数ｆ_０となるポイントＴで最大となり、それより右の領域では、インダクタンスＬではなくなり、コンデンサのような取り扱いとなる。このため、自己共振周波数ｆ_０及びポイントＴをグラフの右方向（高周波の領域）にスライドさせることにより、グラフ上のフラットな部分Ｘの長さを右方向に延ばす。なお、縦軸（インダクタンスＬ）は上に行くにしたがって大きい値を示し、横軸（周波数ｆ）は右に行くにしたがって大きい値を示している。

電流検出用センサ１自体の特性を示すインダクタンスをＬ、コア１１の性能を示す透磁率をμ、導体１２の巻き数（ターン数ともいう）をＮ、コア１１の断面積をＳ、コア１１の長さ（磁路長）をｌ、自己共振周波数をｆ_０、浮遊容量、寄生容量など意図しない静電容量をＣ、円周率をπとしたとき、一般的には、次式（１）及び式（２）が成り立つ。

このため、電流検出用センサ１の周波数特性を高周波化させるには、上記の式（１）における自己共振周波数ｆ_０を大きくすればよいので、インダクタンスＬを小さくするか、又は、浮遊容量、寄生容量など意図しない静電容量Ｃの値を小さくする必要がある。電流検出用センサ１は、インダクタンスＬがほとんどであり、浮遊容量又は寄生容量など意図しない静電容量Ｃは存在しないに等しいので、自己共振周波数ｆ_０を大きくするためには、インダクタンスＬの値を小さくする必要がある。ここで、インダクタンスＬの値を小さくするには、上記の式（２）におけるインダクタンスＬの値を小さくすればよいので、導体１２のターン数Ｎを少なくするか、又はコア１１の断面積Ｓを小さくする必要がある。なお、透磁率μ及び磁路長ｌは、コア１１の材質や高圧交流負荷開閉器２０に引き込まれる３相の高圧配電線の径によってある程度決まってしまうものであるため、インダクタンスＬの値を変動させるパラメータとして、導体１２のターン数Ｎと、コア１１の断面積Ｓとを採用した。

［試験１］
（内容）
電流検出用センサ１の周波数特性を高周波化させるため、周波数特性が５０Ｈｚ〜１０ｋＨｚである電流検出用センサ１の導体１２のターン数Ｎを、２０００ターンから１０００ターンに減らした。

（結果）
インダクタンスＬの値が小さくなるとともに、周波数特性が、５０Ｈｚ〜１０ｋＨｚから、５０Ｈｚ〜８０ｋＨｚに伸びた。つまり、上記の式（１）及び式（２）に沿った内容の試験結果となった。

［試験２］
（内容）
上記の試験１を行った後、小さくなったインダクタンスＬの値を大きくするために、周波数特性が５０Ｈｚ〜８０ｋＨｚである電流検出用センサ１のコア１１の断面積Ｓを広くした。

（結果）
コア１１の断面積Ｓを広くしたので、インダクタンスＬの値が大きくなった。つまり、上記の式（２）に沿った内容の試験結果となった。しかし、インダクタンスＬの値が大きくなったにも関わらず、周波数特性は、５０Ｈｚ〜８０ｋＨｚの状態が維持された。つまり、上記の式（１）に沿った内容の試験結果にならなかったが、導体１２のターン数Ｎを減らすとともに、コア１１の断面積Ｓを広くすることで、結果的に、電流検出用センサ１自体の特性（インダクタンスＬ）を維持しながら、周波数特性の高周波化を図ることができることがわかった。

［地絡点標定システム］
地絡点標定システム１００は、図２に示すように、高圧交流負荷開閉器２０の内部に取り付けられた電流検出用センサ１と、電流検出用センサ１により検出されたサージ電流の計測を行い、その計測値とサージ電流の検出時刻とを地絡点標定装置３に送信する計測端末２と、計測端末２から送信されてきた計測値とサージ電流の検出時刻とに基づいて、サージ電流が検出される原因となった地絡の発生地点（地絡点）Ｐを標定する地絡点標定装置３とを少なくとも含むシステムである。地絡点標定システム１００は、これらの装置や機器が通信線３００による有線通信手段や、無線通信手段を介して相互に接続されることで構成され、これらの装置や機器は、ＧＰＳ等によって高精度に時刻の同期がなされている。なお、「少なくとも」としたのは、それ以外の構成要素が含まれていてもよいことを意味する。例えば、地絡点標定システム１００には、保護継電器（図示せず）や遮断器（図示せず）が含まれていてもよい。なお、図２において、３相の高圧配電線２００は、記載を簡略化させるために、３本ではなく１本で示している。

以下、地絡点標定システム１００の各構成要素を詳しく説明する。なお、電流検出用センサ１の構成要素については、すでに説明したため、ここではその説明を省略する。

（計測端末）
計測端末２は、電流検出用センサ１により検出されたサージ電流の波形データを計測し、計測した波形データを少なくとも含むサージ電流に関する情報を地絡点標定装置３に送信する端末である。なお、「少なくとも」としたのは、それ以外の情報が含まれていてもよいことを意味する。例えば、サージ電流に関する情報には、波形データが計測された時刻が含まれていてもよい。サージ電流に関する情報に波形データの計測時刻が含まれている場合、後述する地絡点標定装置３は、送信されてきたサージ電流の波形データと、この波形データの計測時刻とに基づいて地絡点Ｐを標定することができる。なお、図２において、計測端末２は３台表示されているが、この台数は例示であり、３台よりも少ない場合もあれば３台よりも多い場合もある。

（地絡点標定装置）
地絡点標定装置３は、計測端末２から送信されてきたサージ電流の計測値とサージ電流の検出時刻とに基づいて、地絡点Ｐを標定する装置である。３相の高圧配電線２００の各所（電柱）には、高圧交流負荷開閉器２０が設置されている。地絡点標定システム１００では、高圧交流負荷開閉器２０の内部に設置された電流検出用センサ１が、サージ電流を検出し、計測端末２が、電流検出用センサ１により検出されたサージ電流の波形データを計測し、この波形データを少なくとも含むサージ電流に関する情報を前記地絡点標定装置３に送信し、地絡点標定装置３が、計測端末２から送信されてきたサージ電流に関する情報に基づいて、サージ電流が検出される原因となった地絡の発生地点（地絡点Ｐ）を標定する。具体的には、地絡点標定装置３は、複数の電流検出用センサ１によって検出されたサージ電流の波形データの検出時刻の差から地絡が発生した箇所を演算する。このとき、サージ電流に関する情報に波形データの計測時刻が含まれる場合には、地絡点標定装置３は、サージ電流の波形データと、この波形データの計測時刻とに基づいて地絡点Ｐを標定する。一方、サージ電流に関する情報に波形データの計測時刻が含まれない場合には、地絡点標定装置３は、波形データと、この波形データから推定される、波形データの計測時刻とに基づいて、サージ電流が検出される原因となった地絡の発生地点（地絡点Ｐ）を標定する。すなわち、地絡点標定装置３は、送信されてきた波形データから、この波形データの計測時刻を推定するので、計測端末２から送信されてきたサージ電流に関する情報に波形データの計測時刻が含まれていなくても、自身が推定した計測時刻に基づいて地絡点Ｐを標定することができる。

すなわち、地絡点Ｐは、以下のような具体的手法によって標定されることができる。計測端末２によってサージ波形が検出され、タイムスタンプによる記録が行われた場合には、そのサージ波形は、サージ波形データとして地絡点標定装置３に送信される。地絡点標定装置３によってサージ波形データが受信されると、受信された波形データからサージ到達時刻が検出されて地絡点Ｐが標定される。一方、計測端末２によってサージ電流が到達した時刻が検出され、検出時刻に基づく時刻データのみが地絡点標定装置３に送信された場合には、地絡点標定装置３によって受信された時刻データから地絡点Ｐが標定される。

以上説明したように、高圧配電線のいずれかの地点で、地絡（微地絡を含む）が生じた場合であっても、地絡点標定システム１００によれば、高圧交流負荷開閉器２０の内部に取り付けられた電流検出用センサ１がサージ電流を検出し、計測端末２が、電流検出用センサ１により検出されたサージ電流の波形データを計測し、この波形データを少なくとも含むサージ電流に関する情報を地絡点標定装置３に送信し、地絡点標定装置３が、計測端末２から送信されてきたサージ電流に関する情報に基づいて、サージ電流が検出される原因となった地絡の発生地点（地絡点Ｐ）を標定するので、高圧配電線の複数の箇所で、３相の高圧配電線２００の各相ごと個別に電流検出用センサ１を設置することなく、地絡点Ｐを容易に標定することができる。

１ 電流検出用センサ
２ 計測端末
３ 地絡点標定装置
１１ コア
１２ 導体
１３ 外装構造
２０ 高圧交流負荷開閉器
１３１ 外装構造に設けられた孔
１３２ 接続端子
１３３ 注形材
２００ ３相の高圧配電線
３００ 通信線
ｆ 周波数
ｆ_０ 自己共振周波数
Ｐ 地絡点
Ｔ グラフ上のポイント
Ｘ グラフ上のフラットな部分（周波数特性の範囲）
ｄ 外装構造の孔の径
ｈ 外装構造の厚さ
ｓ 外装構造の相間
ｔ 外装構造の縦
ｗ 外装構造の幅

Claims (5)

1. ３相の高圧配電線を貫通させるコアと、前記コアに巻き回された導体と、前記コア及び前記導体を収納し、前記３相の高圧配電線を貫通させる孔を有する外装構造と、を少なくとも有する電流検出用センサであって、
   前記外装構造の寸法を、厚さ５０ｍｍ以下、相間１５０ｍｍ以下、幅４５０ｍｍ以下、縦１５０ｍｍ以下とすることで高圧交流負荷開閉器の内部に取り付け可能とし、
   前記高圧交流負荷開閉器の内部に引き込まれた前記３相の高圧配電線の各相のいずれかにサージ電流が流れると、これを検出し、周波数特性が、入力周波数が５０Ｈｚ以上、８０ｋＨｚ以下である場合のｄＢ（デシベル）換算値が±３ｄＢになり、入力周波数が８０ｋＨｚを超え、１００ｋＨｚ以下である場合のｄＢ（デシベル）換算値が±５ｄＢになる、
   ことを特徴とする電流検出用センサ。
2. 前記コア及び前記外装構造の形状は、水平方向に長い楕円状又は略楕円状であり、前記外装構造に設けられた前記孔は、水平方向に横一列で配列された３つの孔からなり、当該３つの孔のそれぞれが、前記３相の高圧配電線のそれぞれを貫通させる、請求項１に記載の電流検出用センサ。
3. 高圧交流負荷開閉器の内部に取り付けられた電流検出用センサと、計測端末と、地絡点標定装置と、を少なくとも含む地絡点標定システムであって、
   前記電流検出用センサは、３相の高圧配電線を貫通させる環状のコアと、前記コアに巻き回された導体と、前記コア及び前記導体を収納し、前記３相の高圧配電線を貫通させる孔を有する外装構造と、を少なくとも有し、前記外装構造の寸法を、厚さ５０ｍｍ以下、相間１５０ｍｍ以下、幅４５０ｍｍ以下、縦１５０ｍｍ以下とすることで高圧交流負荷開閉器の内部に取り付け可能とし、前記高圧交流負荷開閉器の内部に引き込まれた前記３相の高圧配電線の各相にサージ電流が流れると、これを検出し、周波数特性が、入力周波数が５０Ｈｚ以上、８０ｋＨｚ以下である場合のｄＢ（デシベル）換算値が±３ｄＢになり、入力周波数が８０ｋＨｚを超え１００ｋＨｚ以下である場合のｄＢ（デシベル）換算値が±５ｄＢになり、
   前記計測端末は、前記電流検出用センサにより検出された前記サージ電流の波形データを計測し、当該波形データを少なくとも含む前記サージ電流に関する情報を前記地絡点標定装置に送信し、
   前記地絡点標定装置は、前記計測端末から送信されてきた前記サージ電流に関する情報に基づいて、前記サージ電流が検出される原因となった地絡の発生地点を標定する、
   ことを特徴とする地絡点標定システム。
4. 前記サージ電流に関する情報には、さらに、前記波形データの計測時刻が含まれる、
   請求項３に記載の地絡点標定システム。
5. 前記地絡点標定装置は、前記サージ電流に関する情報に含まれる前記波形データと、当該波形データから推定される、当該波形データの計測時刻とに基づいて、前記サージ電流が検出される原因となった地絡の発生地点を標定する、
   請求項３に記載の地絡点標定システム。
   
   

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