JP2020125995A - 地絡事故点探査装置および地絡事故点探査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】地絡事故が発生した事故点を特定することができる地絡事故点探査装置および地絡事故点探査方法を提供することを目的とする。【解決手段】地絡事故点探査装置は、配電線路の対地静電容量を無視することができ、且つ地絡が発生している配電線路に接続された場合に共振が生じ得る大きさの静電容量を有する電源コンデンサと、電源コンデンサに充電する電力を供給する直流電源と、電源コンデンサを地絡が発生している配電線路に接続して課電したときの電源コンデンサの放電電流を取得し、取得した放電電流の極大値の減衰αと振動の周波数ｆ［Ｈｚ］とを求め、求めた極大値の減衰αと振動の周波数ｆとに基づいて、課電地点から地絡が発生している地点までの距離を標定する解析部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、地絡事故点探査装置および地絡事故点探査方法に関する。

配電線で地絡事故が発生した場合には、その配電線を管理する配電自動化システムによって事故区間が特定される。その後、作業者が、この特定された区間に赴いて地絡点を探査する作業が行われる。例えば、作業者が、地絡事故点探査装置を用いて配電線に電圧を印加し、地絡点へ流れる電流の向きに基づいて地絡事故点探査装置に表示される地絡点の方向を参考にしつつ地絡点を探査するといった作業が行われる。

また、このような地絡点の探査手法として、事故区間の電路にパルス電圧を課電し、この電路から放射する電波を地上で受信して事故点の判別を行うことが提案されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載の技術では、パルス電流による放射電波の波形パターンが事故点の様相と検出場所によって相違することから、波形パターンを比較することで事故点の判別を行う。

特開２００６−２７５８３１号公報

しかしながら、上述した地絡事故点探査装置を用いた探査方法は、地絡事故点探査装置に表示される地絡点の方向のみを参考にしつつ地絡点を探査しなければならないため、事故点の特定に時間を要していた。また、特許文献１に記載された技術では、波形パターンに基づいて事故点より手前であるのか遠方であるのかのみを判別している。このため、特許文献１に記載された技術では、事故点を特定するに繰り返し探索を行う必要があり、事故点の特定に時間を要していた。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、地絡事故が発生した事故点を特定することができる地絡事故点探査装置および地絡事故点探査方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る地絡事故点探査装置は、配電線路の対地静電容量を無視することができ、且つ地絡が発生している前記配電線路に接続された場合に共振が生じ得る大きさの静電容量を有する電源コンデンサと、前記電源コンデンサに充電する電力を供給する直流電源と、前記電源コンデンサを地絡が発生している前記配電線路に接続して課電したときの前記電源コンデンサの放電電流を取得し、取得した前記放電電流の極大値の減衰αと振動の周波数ｆ［Ｈｚ］とを求め、求めた前記極大値の減衰αと前記振動の周波数ｆとに基づいて、課電地点から地絡が発生している地点までの距離を標定する解析部と、を備える。

また、本発明の一態様に係る地絡事故点探査装置において、前記解析部は、前記地絡事故点探査装置および地絡が発生している前記配電線路の等価回路が、前記地絡事故点探査装置が有する前記電源コンデンサの静電容量Ｃｓ［Ｆ］と、前記配電線路の抵抗Ｒ［Ω］と、前記地絡事故点探査装置および前記配電線路のインダクタンスＬ［Ｈ］との直列回路として表される場合に、前記配電線路の単位長さあたりの線路インダクタンスがＬ_０であり、前記地絡事故点探査装置のインダクタンスがＬｓであるとすると、求めた前記極大値の減衰α、前記振動の周波数ｆ、および以下の２式を用いて、前記抵抗Ｒと前記インダクタンスＬとを求め、

次式を用いて課電地点から地絡が発生している地点までの距離ｘを標定する、ようにしてもよい。

また、本発明の一態様に係る地絡事故点探査装置において、前記電源コンデンサは、静電容量の異なる複数のコンデンサから構成され、課電の際に前記電源コンデンサを切り替え、課電に用いた前記電源コンデンサの静電容量を前記解析部に出力する制御部を備えるようにしてもよい。

また、本発明の一態様に係る地絡事故点探査装置において、前記解析部は、複数の前記電源コンデンサの前記放電電流毎に前記距離を標定し、標定した前記距離を分類して提示するようにしてもよい。

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る地絡事故点探査方法は、配電線路の対地静電容量を無視することができ、且つ地絡が発生している前記配電線路に接続された場合に共振が生じ得る大きさの静電容量を有する電源コンデンサを充電するステップと、前記電源コンデンサを地絡が発生している前記配電線路に接続して課電したときの前記電源コンデンサの放電電流を取得するステップと、取得した前記放電電流の極大値の減衰αと振動の周波数ｆ［Ｈｚ］とを求めるステップと、求めた前記極大値の減衰αと前記振動の周波数ｆとに基づいて、課電地点から地絡が発生している地点までの距離を標定するステップと、を含む。

本発明によれば、地絡事故が発生した事故点を特定することができる。

本実施形態に係る地絡事故点探査装置と配電線路の例を示す図である。 本実施形態に係る事故点の標定で用いるＲＬＣ直列回路による地絡事故点探査装置１および配電線路の等価回路例を示す図である。 本実施形態に係る地絡事故点探査装置の具体的な構成例を示すブロック図である。 本実施形態に係る標定の実験に用いた設備を示す図である。 電源コンデンサの放電電流の経時変化を示す図である。 事故点までの距離が１０８［ｍ］の放電電流を示す図である。 減衰αの求め方を説明するための図である。 振動の周波数ｆを求めた結果を示す図である。 事故点毎の標定結果を示す図である。 本実施形態に係る事故点の標定の処理手順例のフローチャートである。 本実施形態に係る課電部の変形例を示す図である。 本実施形態の変形例における事故点の標定の処理手順例のフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。

＜配電線路＞
まず、事故点の標定を行う配電線路の例を、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る地絡事故点探査装置と配電線路の例を示す図である。図１の配電線路は、地絡が発生していない配電線路である。図１の配電線路は、π型のＲＬＣの等価回路で表すことができ、線路抵抗Ｒ_１，Ｒ_２，Ｒ_３，…と、線路インダクタンスＬ_１，Ｌ_２，Ｌ_３，…と、対地静電容量Ｃｇとによって表すことができる。なお、線路抵抗の総和（Ｒ_１＋Ｒ_２＋Ｒ_３＋…）［Ω］、および、線路インダクタンスの総和（Ｌ_１＋Ｌ_２＋Ｌ_３＋…）［Ｈ］は、未知の値である。ただし、配電線路の単位長さあたりのインダクタンスＬ_０（以下、線路インダクタンスＬ_０という）は既知である。対地静電容量Ｃｇは、配電線路と地面との間の静電容量であり、未知の値である。なお、点Ａについては後述する。

＜地絡事故点探査装置＞
次に、地絡事故点探査装置１の構成例を、図１を用いて説明する。図１に示す通り、地絡事故点探査装置１は、直流電源１０１１、スイッチＳＷ１、電源コンデンサＣ１１、スイッチＳＷ２、インダクタＬｓ、電圧取得部１０３、電流取得部１０４、解析部１０６、および表示部１０７を備える。

直流電源１０１１は、電源コンデンサＣ１１に充電する電力を供給する電源であり、その電圧値はＥである。電源コンデンサＣ１１は、配電線路に地絡が発生した場合に配電線路に接続され、配電線路とともに直列共振回路を構成するものである。電源コンデンサＣ１１の静電容量はＣｓ［Ｆ］である。ここで、電源コンデンサＣ１１の静電容量Ｃｓは、Ｃｓ＞＞Ｃｇの関係を満たす大きさ、すなわち対地静電容量Ｃｇ［Ｆ］を無視できる大きさである。また、電源コンデンサの静電容量Ｃｓは、地絡が発生している配電線路に接続された場合に共振が生じ得る大きさである。電源コンデンサＣ１１が充電された場合における電圧はＶｃ［Ｖ］である。なお、インダクタＬｓのインダクタンス値［Ｈ］（以下、インダクタンスＬｓ［Ｈ］という）は、予め測定された既知の値である。

直流電源１０１１は、正極がスイッチＳＷ１の一端に接続され、負極が接地されている。スイッチＳＷ１の他端は、電源コンデンサＣ１１の一方の電極およびスイッチＳＷ２の一端に接続されている。電源コンデンサＣ１１の他方の電極は、接地されている。スイッチＳＷ２の他端は、インダクタＬｓの一端に接続されている。インダクタＬｓの他端は、地絡の標定時に配電線路に対して接続される接続部１１１に接続されている。

地絡が発生している箇所を標定するため、本実施形態では、図１のように地絡事故点探査装置１の接続部１１１が配電線路に接続される。標定の際、地絡事故点探査装置１は、まずスイッチＳＷ１をオン状態かつスイッチＳＷ２をオフ状態にして、直流電源１０１１により電源コンデンサＣ１１を充電する。電源コンデンサＣ１１の充電後、地絡事故点探査装置１は、スイッチＳＷ１をオフ状態かつスイッチＳＷ２をオン状態にして、電源コンデンサＣ１１から配電線路に放電電流ｉを流す。次に、解析部１０６は、電圧取得部１０３が取得した電源コンデンサＣ１１の充電電圧Ｖｃと、電流取得部１０４が取得した電源コンデンサＣ１１から配電線路への放電電流ｉとに基づいて、地絡が発生している地点までの距離（以下、標定距離という）を標定する。解析部１０６は、標定した結果を表示部１０７に表示させる。

＜地絡事故点探査装置１および配電線路の等価回路例＞
次に、配電線路に地絡が発生した場合の地絡事故点探査装置１および配電線路の等価回路例を、図２を用いて説明する。上述した通り、電源コンデンサＣ１１の静電容量Ｃｓは、Ｃｓ＞＞Ｃｇの関係を満たす大きさであり、配電線路の対地静電容量Ｃｇを無視することができる。このため、地絡が発生した場合における地絡事故点探査装置１および配電線路の等価回路は図２のように表される。図２は、本実施形態に係る事故点の標定で用いるＲＬＣ直列回路による地絡事故点探査装置１および配電線路の等価回路例を示す図である。なお、図２に示す等価回路例は、図１の点Ａで地絡が発生した場合のものである。

図２（Ａ）に示す通り、地絡事故点探査装置１および配電線路の等価回路は、線路抵抗Ｒ_１，Ｒ_２、線路インダクタンスＬ_１，Ｌ_２、抵抗Ｒｇ、電源コンデンサＣ１１、およびインダクタＬｓで表される。なお、符号Ｐ１が付された図形は、地絡が発生していることを表すものである。また、抵抗Ｒｇは、線路と地面との間の抵抗である。

図２（Ａ）に示した等価回路を、さらに簡素化すると、図２（Ｂ）のように表すことができる。つまり、地絡事故点探査装置１および配電線路の等価回路は、線路抵抗Ｒ_１，Ｒ_２および抵抗Ｒｇをまとめて表した抵抗Ｒと、インダクタＬｓおよび線路インダクタンスＬ_１，Ｌ_２をまとめて表したインダクタンスＬと、電源コンデンサＣ１１との直列回路で表すことができる。

＜解析に用いる関係式＞
次に、解析部１０６が事故点の標定に用いる関係式について、図２（Ｂ）を参照しつつ説明する。図２において、電源コンデンサＣ１１からの放電電流ｉ（ｔ）は、次式（１）の条件において、次式（２）で表される。

式（１）において、Ｃｓ＞＞Ｃｇなる関係式は、電源コンデンサＣ１１の静電容量Ｃｓの大きさが、配電線路の対地静電容量Ｃｇを無視できるほど大きいことを意味する。また、（１）式において、４Ｌ／Ｃｓ＞Ｒ^２なる関係式は、地絡が発生している配電線路に電源コンデンサＣ１１が接続された場合に、共振が生じ得る条件（静電容量の大きさ）を示している。なお、式（１）の４Ｌ／Ｃｓ＞Ｒ^２なる関係式が成立する場合には、後述する式（４）の分子が正になる。また、式（２）において、αは放電電流ｉ（ｔ）の極大値の減衰であり、次式（３）で表される。また、ω［ｒａｄ／ｓ］は振動の角周波数であり、次式（４）で表される。

本実施形態では、実測した放電電流ｉ（ｔ）から、極大値の減衰αと振動の周波数ｆ［Ｈｚ］を求める。そして、本実施形態では、求めた極大値の減衰αおよび振動の周波数ｆを式（３）および式（４）に代入して、未知数である抵抗ＲとインダクタンスＬとを求める。さらに、本実施形態では、線路インダクタンスＬ_０は次式（５）から求める。

式（５）において、μ_０は真空の透磁率（４π×１０^−７［Ｈ／ｍ］）であり、Ｄは配電線路の地上高さ［ｍ］、ｒは配電線路の半径［ｍ］である。
このように求めたインダクタンスＬ、地絡事故点探査装置１のインダクタンスＬｓ、および線路インダクタンスＬ_０を用いて、次式（６）により標定距離ｘ［ｍ］を標定ことができる。

＜地絡事故点探査装置１の構成例＞
次に、地絡事故点探査装置１の具体的な構成例を説明する。図３は、本実施形態に係る地絡事故点探査装置１の具体的な構成例を示すブロック図である。図３に示す通り、地絡事故点探査装置１は、課電部１０１、操作部１０２、電圧取得部１０３、電流取得部１０４、記憶部１０５、解析部１０６、表示部１０７、および制御部１０８を備える。

課電部１０１は、電池１０１０、直流電源１０１１、電源コンデンサＣ１１、スイッチＳＷ１、およびスイッチＳＷ２（図１）を備える。課電部１０１は、制御部１０８の制御に応じて電源コンデンサＣ１１への充電、配電線路への課電の開始、および課電の終了を制御する。操作部１０２は、例えば表示部１０７上に設けられているタッチパネルセンサーであり、利用者が操作した操作結果を検出し、検出した操作結果を解析部１０６および制御部１０８に出力する。操作結果には、例えば解析に用いる定数、解析の開始指示等が含まれる。

電圧取得部１０３は、電圧プローブと電圧計とを含む。電圧取得部１０３は取得した電圧値を解析部１０６に出力する。電流取得部１０４は、電流プローブと電流計１０４１（図４）とを含む。電流取得部１０４は取得した電流の変化（放電電流）を解析部１０６に出力する。

記憶部１０５は、上述した式（３）、式（４）、後述する式（６）、および解析に用いる定数を記憶する。

解析部１０６は、電圧取得部１０３が出力する電圧値と、電流取得部１０４が出力する放電電流とを取得する。解析部１０６は、取得した情報と、上述した式（２）および解析に用いる定数とを用いて、地絡が発生している事故点を標定する。解析部１０６は、解析結果を表示部１０７に出力する。

表示部１０７は、例えば液晶表示装置、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示装置等である。表示部１０７は、解析部１０６が出力する解析結果を表示する。制御部１０８は、操作部１０２が出力する操作結果に応じて、電源コンデンサＣ１１への充電、課電の開始、および課電の終了を制御する。

＜事故点の標定例＞
次に、事故点の標定例を説明する。図４は、本実施形態に係る標定の実験に用いた設備を示す図である。符号１０３１は電圧計であり、符号１０４１は電流計である。また、地絡事故点探査装置１において、印加線は、断面積が１４［ｍｍ^２］で長さが２５［ｍ］であり、接地線は、断面積が３８［ｍｍ^２］で長さが２０［ｍ］である。

図４に示す通り、地絡事故点探査装置１から末端に向かって順に電柱Ｎｏ.１、電柱Ｎｏ.２、電柱Ｎｏ.３、電柱Ｎｏ.４、及び電柱Ｎｏ.５が配置されており、これら電柱に、配電線路が架線されている。電柱Ｎｏ.１と電柱Ｎｏ.２との間隔は２０［ｍ］である。電柱Ｎｏ.２と電柱Ｎｏ.３との間隔は２０ｍ［ｍ］ある。電柱Ｎｏ.３と電柱Ｎｏ.４との間隔は３４［ｍ］である。電柱Ｎｏ.４と電柱Ｎｏ.５との間隔は３４［ｍ］である。各電柱に架線されている配線路の断面積は１２０［ｍｍ^２］である。また、各電柱に架線されている配電線路と地面との間隔は１２［ｍ］である。

図４に示す通り、地絡事故を再現するためにスイッチＳＷ１０１〜ＳＷ１０４と、直径が２．６［ｍｍ］の接地線とを用いた。これにより、電柱Ｎｏ.２の地点において、配電線路は、スイッチＳＷ１０１を介して接地線で接地されている。電柱Ｎｏ.３の地点において、配電線路は、スイッチＳＷ１０２を介して接地線で接地されている。電柱Ｎｏ.４の地点において、配電線路は、スイッチＳＷ１０３を介して接地線で接地されている。電柱Ｎｏ.５の地点において、配電線路は、スイッチＳＷ１０４を介して接地線で接地されている。

また、地絡事故点探査装置１において、電源コンデンサＣ１１の静電容量Ｃｓは４７０［ｎＦ］であり、直流電源１０１１の電圧Ｅは１００［Ｖ］である。また、インダクタンスＬｓは７４［μＨ］である。さらに、配電線路において、単位長さあたりの線路インダクタンスＬ_０は１．６５［μＨ／ｍ］である。

次に、電柱Ｎｏ．２〜電柱Ｎｏ.５の各々の地点で地絡させた場合の標定例を、図４を参照しつつ図５を用いて説明する。電柱Ｎｏ．２の地点で地絡させる場合には、スイッチＳＷ１０１をオン状態とし、スイッチＳＷ１０２〜ＳＷ１０４をオフ状態にする。この場合の地絡事故点探査装置１の接続点から事故点までの距離は２０［ｍ］である。電柱Ｎｏ．３の地点で地絡させる場合には、スイッチＳＷ１０２をオン状態とし、スイッチＳＷ１０１，ＳＷ１０３，ＳＷ１０４をオフ状態にする。この場合の地絡事故点探査装置１の接続点から事故点までの距離は４０［ｍ］である。

電柱Ｎｏ．４の地点で地絡させる場合には、スイッチＳＷ１０３をオン状態とし、スイッチＳＷ１０１，ＳＷ１０２，ＳＷ１０４をオフ状態にする。この場合の地絡事故点探査装置１の接続点から事故点までの距離は７４［ｍ］である。電柱Ｎｏ．５の地点で地絡させる場合には、スイッチＳＷ１０４をオン状態とし、スイッチＳＷ１０１〜ＳＷ１０３をオフ状態にする。この場合の地絡事故点探査装置１の接続点から事故点までの距離は１０８［ｍ］である。

図５は、電源コンデンサの放電電流の経時変化を示す図である。図５において横軸は時刻［μｓ］であり、縦軸は電源コンデンサＣ１１の放電電流［Ａ］である。また、図５において、時刻０［μｓ］のとき、スイッチＳＷ２がオン状態に制御されている。符号ｇ１１は、事故点までの距離が２０［ｍ］であるときの放電電流である。符号ｇ１２は、事故点までの距離が４０［ｍ］であるときの放電電流である。符号ｇ１３は、事故点までの距離が７４［ｍ］であるときの放電電流である。符号ｇ１４は、事故点までの距離が１０８［ｍ］であるときの放電電流である。図５に示す通り、地絡が発生している事故点までの距離に応じて、放電電流の減衰特性や共振周波数が変化する。このため、本実施形態では、地絡事故点探査装置１が、この放電電流を取得し、取得した電流波形に基づいて、以下のように事故点までの標定距離を標定する。

図６は、事故点までの距離が１０８［ｍ］の放電電流を示す図である。図６において、横軸と縦軸は図５と同じである。地絡事故点探査装置１の解析部１０６（図３）は、電流取得部１０４（図３）によって、例えば図６に例示される放電電流を取得する。解析部１０６は、図７に示すように、放電電流のカーブｇ２０１に対して極大値を結ぶ近似線を算出して減衰αを求める。この例では、求めた減衰αが８７６０であった。図７は、減衰αの求め方を説明するための図である。

また、解析部１０６は、取得した放電電流の振動の周波数ｆを、例えば取得した放電電流に対してフーリエ変換を行って算出する。図８は、振動の周波数ｆを求めた結果を示す図である。図８において、横軸は周波数であり、縦軸はパワースペクトル［任意単位］である。図８に示す通り、パワースペクトルが最大になる振動の周波数ｆは、１４．５［ｋＨｚ］であった。

続けて、解析部１０６は、上述した式（３）、式（４）に減衰α＝８７６０と振動の周波数ｆ＝１４．５［ｋＨｚ］とを代入して解くことで、抵抗Ｒ＝４．５［Ω］、インダクタンスＬ＝２５３［μＨ］を求める。続けて、解析部１０６は、標定距離ｘを式（６）を用いて標定する。

解析部１０６が式（６）を用いて標定距離を標定した結果は１０８．５［ｍ］であった。上述したように、標定する距離の真値は１０８．０［ｍ］であるため、誤差率は約０．４６％（＝（１０８．５−１０８）／１０８×１００）であった。この標定距離は、地絡事故点探査装置１の接続点の電柱Ｎｏ.１から地絡が発生している電柱Ｎｏ.５の地点までの距離である。解析部１０６は、標定距離を示す画像を表示部１０７上に表示させる。なお、地絡事故点探査装置１の接続点の電柱から各電柱までの距離を記憶部１０５が記憶している場合、解析部１０６は、記憶部１０５が記憶している情報を参照して、地絡が発生している電柱を標定し、標定した結果を表示部１０７上に表示させるようにしてもよい。

図９は、事故点毎の標定結果を示す図である。図９に示す通り、事故点までの距離が２０［ｍ］であるときの標定結果は、抵抗Ｒが７．１［Ω］、インダクタンスＬと地絡事故点探査装置１のインダクタンスＬｓとの差分（Ｌ−Ｌｓ）が３０［μＨ］、標定距離が１８．２［ｍ］（＝（Ｌ−Ｌｓ）／Ｌ_０）、標定誤差が−１．８［ｍ］、標定誤差率が９．０％であった。また、事故点までの距離が４０［ｍ］であるときの標定結果は、抵抗Ｒが１０．７［Ω］、（Ｌ−Ｌｓ）が７１［μＨ］、標定距離が４２．７［ｍ］、標定誤差が２．７［ｍ］、標定誤差率が６．８％であった。

事故点までの距離が７４［ｍ］であるときの標定結果は、抵抗Ｒが６．９［Ω］、（Ｌ−Ｌｓ）が１２４［μＨ］、標定距離が７５．１［ｍ］、標定誤差が１．１［ｍ］、標定誤差率が１．５％であった。また、事故点までの距離が１０８［ｍ］であるときの標定結果は、抵抗Ｒが４．４［Ω］、（Ｌ−Ｌｓ）が１７９［μＨ］、標定距離が１０８．５［ｍ］、標定誤差が０．５［ｍ］、標定誤差率が０．５％であった。

なお、図９において、抵抗Ｒの抵抗値がばらついている理由は、事故点ごとの接地抵抗のばらつきによるものであると考えられる。以上のように、事故点（地絡点）を標定した結果、標定誤差率は、約１〜１０％程度であった。

＜事故点の標定の処理手順例＞
次に、事故点の標定の処理手順例を説明する。
図１０は、本実施形態に係る事故点の標定の処理手順例のフローチャートである。

（ステップＳ１）解析部１０６は、操作部１０２から標定条件を取得する。標定条件には、真空の透磁率、配電線路の地上高、配電線路の半径、電源コンデンサＣ１１の静電容量Ｃｓ、インダクタンスＬｓが含まれる。解析部１０６は、取得した標定条件を記憶部１０５に記憶させる。続けて、解析部１０６は、電源コンデンサＣ１１の静電容量Ｃｓと対地静電容量Ｃｇとの関係がＣｓ＞＞Ｃｇとなるような十分に静電容量の大きい電源コンデンサＣ１１を選択する。ここで、解析部１０６は、地絡が発生している配電線路に電源コンデンサＣ１１が接続された場合に共振が生じ得る静電容量を有する電源コンデンサＣ１１を選択する。なお、初期状態では、スイッチＳＷ１、ＳＷ２（図１）ともにオフ状態に制御されている。

（ステップＳ２）制御部１０８は、操作部１０２の操作結果に応じて、スイッチＳＷ１をオン状態に制御して電源コンデンサＣ１１への充電を開始する。

（ステップＳ３）制御部１０８は、電源コンデンサＣ１１への充電終了後、スイッチＳＷ１をオフ状態、スイッチＳＷ２をオン状態に制御して、配電線路への課電を開始する。なお、電源コンデンサＣ１１への充電終了後を確認するため、制御部１０８は、コンデンサの充電（Ｅ＝Ｖｃ）を確認する。

（ステップＳ４）解析部１０６は、放電電流を取得する。

（ステップＳ５）解析部１０６は、放電電流の極大値の減衰αを求める。
（ステップＳ６）解析部１０６は、放電電流に対してフーリエ変換を行って振動の周波数ｆを求める。

（ステップＳ７）解析部１０６は、求めた減衰αと振動の周波数ｆを記憶部１０５が記憶する式（３）と式（４）を用いて、地絡が発生している標定距離を求める。
（ステップＳ８）解析部１０６は、求めた標定距離を表示部１０７に表示させる。
なお、標定後、制御部１０８は、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２をオフ状態に制御する。

以上のように、本実施形態では、課電部１０１の電源コンデンサＣ１１の静電容量Ｃｓを、対地静電容量Ｃｇを無視することができる程度に大きくした（例えばＣｇの単位長さあたりの静電容量が１０ｐＦ、Ｃｓが４７０ｎＦ）。そして、本実施形態では、この電源コンデンサＣ１１から配電線路に課電したときの放電電流を取得し、取得した放電電流から減衰αと振動の周波数ｆとを求めるようにした。そして、本実施形態では、求めた減衰αと振動の周波数ｆとを用いて標定距離を求めるようにした。

これにより、本実施形態によれば、図２（Ｂ）に示したように地絡事故点探査装置１と地絡が発生している配電線路を、抵抗Ｒ、インダクタンスＬ、電源コンデンサＣ１１から構成されるＲＬＣ回路の等価回路として簡略化して、電源コンデンサＣ１１からの放電電流を実測し、放電電流の減衰αと振動の周波数ｆを求めることで事故点までの距離である標定距離を標定することができる。

なお、上述した例では、課電部１０１が１つの電源コンデンサＣ１１を備える例を説明したが、これに限らない。図１１に示すように、課電部１０１は、静電容量の異なる複数の電源コンデンサＣ１１ａ〜Ｃ１１ｃを備えていてもよい。図１１は、本実施形態に係る課電部１０１の変形例を示す図である。この場合、課電部１０１は、電源コンデンサＣ１１ａ〜Ｃ１１ｃとスイッチＳＷ３とを備える。スイッチＳＷ３は、電源コンデンサＣ１１ａ〜Ｃ１１ｃに接続されたスイッチＳＷ３ａ〜ＳＷ３ｃを備える。

電源コンデンサＣ１１ａ〜Ｃ１１ｃの静電容量の大小関係は、例えばＣ１１ａの静電容量＞Ｃ１１ｂの静電容量＞Ｃ１１ｃの静電容量である。制御部１０８は、スイッチＳＷ３ａ〜ＳＷ３ｃのオン状態とオフ状態とを切り替え、どのスイッチがオン状態であるかを示す情報を解析部１０６に出力する（図３の鎖線参照）。解析部１０６は、電源コンデンサの静電容量毎に放電電流を取得して減衰αと振動の周波数ｆとを求めるようにしてもよい。そして、解析部１０６は、電源コンデンサの静電容量毎に標定距離を表示部１０７に表示させるようにしてもよい。

例えば、地絡が発生した位置を電源コンデンサＣ１１ａで標定した場合の標定誤差より、他の静電容量の電源コンデンサで標定した標定距離の方が、標定誤差が少ない場合もありえる。このような場合、地絡点を検査する作業者は、表示部１０７に表示された複数の標定距離を見て、より迅速に地絡点を見つけることができる。例えば、真値が１０８［ｍ］であり、電源コンデンサＣ１１ａによる標定距離が１０９［ｍ］であり、電源コンデンサＣ１１ｂによる標定距離が１０８．６ｍであり、電源コンデンサＣ１１ｃによる標定距離が１０８．５［ｍ］であった場合、標定距離同士が近い１０８．６［ｍ］または１０８．５［ｍ］を地絡点であると作業者が判断することができる。

なお、解析部１０６は、このように複数の異なる静電容量の電源コンデンサの解析結果を周知の手法でグループ分けして表示するようにしてもよい。上述した例では、電源コンデンサＣ１１ａによる標定距離が第１グループであり、電源コンデンサＣ１１ｂ、Ｃ１１ｃによる標定距離が第２グループであるように解析部１０６が分類するようにしてもよい。

＜変形例＞
なお、上述した例では、取得した放電電流に基づいて減衰αと振動の周波数ｆとを求めて標定距離を標定する例を説明したが、これに限らない。取得した放電電流に基づいて振動の周波数ｆを求めて標定距離を標定するようにしてもよい。
ここで、式（４）に着目する。式（４）において、４Ｌ／Ｃｓ＞＞Ｒ^２であれば、式（４）は次式（７）のように近似できる。

記憶部１０５は、式（７）を記憶する。
解析部１０６は、振動の周波数ｆを式（７）に代入して、インダクタンスＬを求める。
図１２は、本実施形態の変形例における事故点の標定の処理手順例のフローチャートである。なお、図１０と同様の処理については、同じ符号を用いて説明を省略する。

（ステップＳ１０１）解析部１０６は、操作部１０２から標定条件を取得する。標定条件には、真空の透磁率、配電線路の地上高、配電線路の半径、電源コンデンサＣ１１の静電容量Ｃｓ、地絡事故点探査装置１のインダクタンスＬｓが含まれる。解析部１０６は、取得した標定条件を記憶部１０５に記憶させる。続けて、解析部１０６は、電源コンデンサの静電容量Ｃｓと対地静電容量Ｃｇとの関係がＣｓ＞＞Ｃｇとなるような十分に静電容量の大きい電源コンデンサを選択する。

地絡事故点探査装置１は、ステップＳ１０１の処理後、ステップＳ２〜Ｓ４の処理を実行する。解析部１０６は、ステップＳ４の処理後、ステップＳ６の処理を行い、ステップＳ６の処理後、ステップＳ１０２の処理に進める。

（ステップＳ１０２）解析部１０６は、求めた振動の周波数ｆを記憶部１０５が記憶する式（７）、式（４）を用いて、地絡が発生している標定距離を標定する。解析部１０６は、処理後、ステップＳ８の処理を実行する。

ここで、インダクタンスＬと抵抗Ｒは未知数であるため、４Ｌ／Ｃｓ＞＞Ｒ^２の条件を満たす電源コンデンサＣ１１の静電容量を適切に設定できない場合が発生する場合もありえる。このような場合であっても、図１１に示したように、静電容量の異なる複数の電源コンデンサＣ１１を課電部１０１が備え、制御部１０８が切り替えて課電することで、４Ｌ／Ｃｓ＞＞Ｒ^２の条件を満たす電源コンデンサＣ１１の静電容量を適切に設定することができる。

なお、本発明における地絡事故点探査装置１の機能の全てまたは一部を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより地絡事故点探査装置１が行う処理の全てまたは一部を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形および置換を加えることができる。

１…地絡事故点探査装置、１０１…課電部、１０２…操作部、１０３…電圧取得部、１０４…電流取得部、１０５…記憶部、１０６…解析部、１０７…表示部、１０８…制御部、１０１１…直流電源、Ｃ１１，Ｃ１１ａ、Ｃ１１ｂ，Ｃ１１ｃ…電源コンデンサ、ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ３ａ，ＳＷ３ｂ，ＳＷ３ｃ…スイッチ、Ｒ…抵抗、Ｌ…インダクタンス、Ｌｓ…地絡事故点探査装置のインダクタ、Ｃｓ…地絡事故点探査装置が備える電源コンデンサの静電容量、Ｃｇ…対地静電容量、ｘ…標定距離

Claims (5)

1. 配電線路の対地静電容量を無視することができ、且つ地絡が発生している前記配電線路に接続された場合に共振が生じ得る大きさの静電容量を有する電源コンデンサと、
   前記電源コンデンサに充電する電力を供給する直流電源と、
   前記電源コンデンサを地絡が発生している前記配電線路に接続して課電したときの前記電源コンデンサの放電電流を取得し、取得した前記放電電流の極大値の減衰αと振動の周波数ｆ［Ｈｚ］とを求め、求めた前記極大値の減衰αと前記振動の周波数ｆとに基づいて、課電地点から地絡が発生している地点までの距離を標定する解析部と、
   を備える地絡事故点探査装置。
2. 前記解析部は、
   前記地絡事故点探査装置および地絡が発生している前記配電線路の等価回路が、前記地絡事故点探査装置が有する前記電源コンデンサの静電容量Ｃｓ［Ｆ］と、前記配電線路の抵抗Ｒ［Ω］と、前記地絡事故点探査装置および前記配電線路のインダクタンスＬ［Ｈ］との直列回路として表される場合に、前記配電線路の単位長さあたりの線路インダクタンスがＬ_０であり、前記地絡事故点探査装置のインダクタンスがＬｓであるとすると、
   求めた前記極大値の減衰α、前記振動の周波数ｆ、および以下の２式を用いて、前記抵抗Ｒと前記インダクタンスＬとを求め、
   

   

   

   次式を用いて課電地点から地絡が発生している地点までの距離ｘを標定する、
   

   

   請求項１に記載の地絡事故点探査装置。
3. 前記電源コンデンサは、静電容量の異なる複数のコンデンサから構成され、
   課電の際に前記電源コンデンサを切り替え、課電に用いた前記電源コンデンサの静電容量を前記解析部に出力する制御部を備える、請求項１または請求項２に記載の地絡事故点探査装置。
4. 前記解析部は、複数の前記電源コンデンサの前記放電電流毎に前記距離を標定し、標定した前記距離を分類して提示する、請求項３に記載の地絡事故点探査装置。
5. 配電線路の対地静電容量を無視することができ、且つ地絡が発生している前記配電線路に接続された場合に共振が生じ得る大きさの静電容量を有する電源コンデンサを充電するステップと、
   前記電源コンデンサを地絡が発生している前記配電線路に接続して課電したときの前記電源コンデンサの放電電流を取得するステップと、
   取得した前記放電電流の極大値の減衰αと振動の周波数ｆ［Ｈｚ］とを求めるステップと、
   求めた前記極大値の減衰αと前記振動の周波数ｆとに基づいて、課電地点から地絡が発生している地点までの距離を標定するステップと、
   を含む地絡事故点探査方法。

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