JP2794237B2 - 電力ケーブル線路の事故区間検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電力ケーブル線路に
おける地絡事故区間の検出方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３に示す次の方法が知られている（特
開昭６２−２６５５７８号公報参照）。同図において、
１０はケーブル、１６は電源側の終端部、１８は負荷側
の終端部である。Ｎ１，Ｎ２，−−−−は普通接続箱を
示す。以下煩雑を避けるため、普通接続箱Ｎ１，Ｎ２な
どと書くべきところを、単にＮ１，Ｎ２などと書くこと
にする。ＮはＮＪのＮである。普通接続箱を総称すると
きはＮＪで示す。２０は接地線である。また、Ｉ１，Ｉ
２，−−−−は絶縁接続箱を示す。これも、絶縁接続箱
Ｉ１，Ｉ２などと書くべきところを、単にＩ１，Ｉ２な
どと書くことにする。ＩはＩＪのＩである。絶縁接続箱
を総称するときはＩＪで示す。２２はボンド線である。

【０００３】各ＮＪの接地線２０に電流センサ３０を取
り付ける。また、負荷側の各相の終端部１８に、それぞ
れケーブル導体電流測定用の電流センサ３２を設ける。

【０００４】たとえば、図３のように、Ｒ相のＡ区間
（Ｎ２とＩ５との間）で、地絡事故が発生したとする。
まず、電源側（左側）に流れる事故電流Ｉは、Ｎ２の接
地線２０で分流する。Ｒ相の電流センサ３０が検出する
事故電流は、大きさがたとえばほぼ2/3Ｉ（線路インピ
ーダンスにより変わる）で、方向は右向きである。な
お、左右は図面についていう。また、Ｓ相とＴ相の電流
センサ３０が検出する事故電流は、大きさがたとえばほ
ぼ1/3Ｉで、方向は左向きである。

【０００５】一方、負荷側に流れる事故電流Ｉ’は、ボ
ンド線２２、Ｓ相のＢ区間、Ｔ相のＣ区間を通り、Ｎ３
の接地線２０で分流する。そしてＴ相の電流センサ３０
が検出する電流は、大きさがたとえばほぼ2/3Ｉ’で、
方向は右向きである。また、Ｓ相とＲ相の電流センサ３
０が検出する電流は、大きさがたとえばほぼ1/3Ｉ’
で、方向は左向きである。

【０００６】なお、Ｓ相のＢ、Ｔ相のＣの各区間で地絡
事故が生じたとしても、Ｎ２，Ｎ３において上記同様の
事故電流が検出される。

【０００７】そこで、地絡事故が発生したとき、各ＮＪ
の電流センサ３０の記録を調べ、 上記のように、３相のうち、１相だけ電流値が大きく
かつ方向が反対のものを見つけることにより、事故電流
の流れる区間を知り、 電流センサ３２により、事故相を知ると、 事故の発生した普通接続箱区間が分かる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の方法を
実施したとき、地絡がＮＪのごく近く（区間長により異
なるが数m〜数10m以内）で発生すると、下記のように区
間を間違える恐れがあった。

【０００９】例えば図４のように、Ｄ区間（Ｒ相のＩ４
〜Ｎ２間）のＮ２のすぐ左側で地絡が起きたとする。す
ると、負荷側に向かって非常に大きな電流Ｉ’が流れ
る。その例えばほぼ２／３はＮ２の接地線２０に流れる
が、他の例えはほぼ１／３は上記のＡ，Ｂ，Ｃの各区間
を流れ、Ｎ３のＴ相を流れ、電流センサ３０により検出
される。このＴ相の接地線２０に流れる事故電流は、分
流してＮ３のＲ相とＳ相の各電流センサ３０で検出され
る。Ｒ相，Ｓ相の各電流センサ３０で検出される電流は
Ｔ相の電流センサ３０で検出される電流より小さい。こ
の事故電力のパターンは上記の図３の場合と同じなの
で、Ａ区間で事故が起きたと間違えることがある。ある
いはＡ区間かＤ区間か分からないことがある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記のように各ＮＪの各
接地線を流れる事故電流の大きさと方向並びにケーブル
導体電流の大きさの組合せパターンから事故の発生した
普通接続箱区間と事故相とを推定した後、さらに前記事
故相と他の相との前記接地線電流の相間位相差の大きさ
を測定する。

【００１１】相間位相差は、上記の各ＮＪの電流センサ
３０の記録から図１のように位相差測定器４０により測
定する。なお、位相差測定器４０は他のＮＪにも取り付
けるが、図示は省略してある。上記の方法により、たと
えば事故がＡ区間と推定されたとき、あるいはＡ区間か
Ｄ区間か不明なとき、相間位相差の測定はＮ１（電源側
に一つだけ近いＮＪ）で行う。

【００１２】

【作用】Ｎ１における事故電流の相間位相差は、Ｄおよ
びＡ区間内の地絡位置により変化する。これは、地絡位
置が変化すると、それに応じてシース帰路インピーダン
スが違ってくるためである。このことを、図５について
簡単に説明すると、次のとおりである。図５では、Ｉ３
〜Ｉ５は特に図示せず、Ｎ１〜Ｉ３〜Ｉ４〜Ｎ２〜Ｉ５
間の各インピーダンスを、それぞれＺ１，Ｚ２，Ｚ３，
Ｚ４で示した。事故がＤ区間で起きたとする。Ｄの区間
長を１とし、Ｎ２から事故点までをｘとする（例えば、
区間長が６００ｍでｘが０．０１なら、事故はＮ２から
６ｍということになる）。ここで、Ｒ相とＳ相の位相差
を求める場合を考える。Ｓ相の電流センサー３０に流れ
る事故電流は図５（ａ）の点線で示した経路を通って来
る。この場合の電流経路のインピーダス値は、Ｚ１＋Ｚ
２＋（１−ｘ）Ｚ３であり、これによりＳ相電流の位相
が決まる。また、Ｒ相の電流センサー３０に流れる事故
電流は図５（ｂ）の点線で示した経路を通って来る。こ
の場合の電流経路のインピーダス値は、Ｚ１＋Ｚ２＋
（１＋ｘ）Ｚ３であり、これによりＲ相電流の位相が決
まる。これら両者の差が、ＲＳ相間の位相差になる。こ
こで、ｘの値が変わると、それぞれのリアクタンス値が
変わってＲ，Ｓ相の位相も変わり、位相差も変わってく
る。これに対して、同図（ｃ）のように、事故がＡ区間
で起きたときは、次のようになる。この場合は、Ｄの区
間長を１とし、Ｎ２から事故点までをｙとする。Ｓ相の
電流センサー３０に流れる事故電流は波線で示した経路
を通って来る。この場合の電流経路のインピーダス値
は、Ｚ１＋Ｚ２＋Ｚ３＋ｙＺ４である。また、Ｒ相の電
流センサー３０に流れる事故電流は点線で示した経路を
通って 来る。したがって、この場合は、ｙの値が変わっ
ても、ＲＳ相間の位相差は変わらない。

【００１３】ＤおよびＡ区間内の地絡位置とＮ１におけ
る事故電流の相間位相差との関係は、実際のケーブル線
路について、例えば、公知の計算方式プログラムのＥＭ
ＴＰ（米国Ｂｏｎｎｅｖｉｌｌｅ Ｐｏｗｅｒ Ａｄｍ
ｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ開発のＥｌｅｃｔｏｒｏ Ｍａ
ｎｅｔｉｃ Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ Ｐｒｏｇｒａｍ）を
使って、予め求めておくことができる。上記プログラム
を使って求めた一例として、Ａ（負荷側）又はＤ（電源
厠）区間で地絡した場合における、Ｎ２から事故点まで
の距離とＮ１におけるＲ相とＳ相間の事故電流位相差
（単位：度）との関係を、表１に示し、また表１の関係
をグラフにして図２に示した。

【００１４】

【表１】 ただしこの場合、 Ｎ１〜Ｉ３間は557m、 Ｉ３〜Ｉ４間は639m、 Ｉ４〜Ｎ２間は621m、 Ｎ２〜Ｉ５間は683m、 Ｉ５〜Ｉ６間は647m、 Ｉ６〜Ｎ３間は577m、 である。

【００１５】表１から、位相差が約3度以上の場合、事
故点は、Ｎ２から左側（電源側）のＤ区間と判断でき
る。また約3度以下の場合は、Ｎ２から右側のＡ区間と
判断できる。

【００１６】Ｎ２以外のＮＪについても、上記と同様に
行うことができる。

【００１７】

【発明の効果】各ＮＪの各接地線を流れる事故電流の大
きさと方向ならびにケーブル導体電流の大きさの組合せ
パターンから事故区間を推定した後、さらに事故相と他
の相との前記接地線電流の相間位相差の大きさを測定す
るので、地絡がＮＪのごく近く（数m〜数10m以内）で発
生した場合でも、上記のように事故区間を正しく検出す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の方法を説明するための説明
図。

【図２】接地線事故電流の相間位相差の一例を示す図
表。

【図３】従来技術の説明図。

【図４】本発明の解決すべき課題の説明図。

【図５】事故電流の位相が事故発生位置により変わるこ
との説明図。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 普通接続箱の両側に２個ずつの絶縁接続
   箱がクロスボンドされている３相電力ケーブル線路にお
   いて、 前記各普通接続箱の接地線を流れる電流の大きさと方向
   とを、各相ごとに常時測定しておき、またケーブル導体
   電流の大きさを各相ごとに常時測定しておき、 地絡事故が発生したとき、前記各普通接続箱の各接地線
   を流れる事故電流の大きさと方向並びに前記ケーブル導
   体電流の大きさの組合せパターンから、事故の発生した
   普通接続箱区間と事故相とを推定し、 さらに前記事故相と他の相との前記事故電流の相間位相
   差を測定して、事故の発生が、普通接続箱より電源側か
   又は負荷側かを確定する、電力ケーブル線路の事故区間
   検出方法。