JP3035865B2 - Fault location method for multi-branch cable - Google Patents

Fault location method for multi-branch cable

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JP3035865B2
JP3035865B2 JP2258526A JP25852690A JP3035865B2 JP 3035865 B2 JP3035865 B2 JP 3035865B2 JP 2258526 A JP2258526 A JP 2258526A JP 25852690 A JP25852690 A JP 25852690A JP 3035865 B2 JP3035865 B2 JP 3035865B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、分岐線を含む3相ケーブルの事故点を標
定する方法に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for locating a fault point of a three-phase cable including a branch line.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

ケーブルに地絡,断線,或いは相間短絡の事故が発生
したときに、その事故点を早期に標定することはケーブ
ルの復旧工事期間を短縮するために非常に重要な技術で
ある。しかし、従来までは3相ケーブルを任意に分岐し
て結線した多分岐ケーブルの事故点を分岐線の結線状態
で直線標定できる方法がなかった。したがって多分岐ケ
ーブルを各分岐点において一旦開路してすべて分岐毎に
区切られた分岐のないケーブル区間とし、それぞれのケ
ーブル区間について導通検査などの実施することによっ
て事故の生じているケーブル区間を発見し、次にこの事
故を含むケーブル区間について例えばパルスレーダ法な
どを適用することによって事故点の標定がなされてい
た。
In the event of a ground fault, disconnection, or phase-to-phase short-circuit occurring in a cable, locating the point at an early stage is a very important technique for shortening the cable recovery work period. However, until now, there has been no method for straightening the fault point of a multi-branch cable obtained by arbitrarily branching and connecting a three-phase cable in a state where the branch lines are connected. Therefore, the multi-branch cable is opened once at each branch point to make a cable section without any branch that is divided every branch, and a cable section where an accident has occurred is found by conducting a continuity test etc. on each cable section. Then, for the cable section including the accident, for example, the pulse radar method was applied to locate the accident point.

パルスレーダ法というのは、分岐のない3相ケーブル
の一端において事故相導体とこの相を覆う接地シース間
に急峻なパルス電圧を加えるとともに、この電圧印加端
に発生する電圧波形を求める方法である。地絡または断
線の事故点があると、入力されたパルス電圧はこの事故
点において反射し再び電圧印加端に戻って来るので、電
圧印加端において、パルス電圧の入力波形と反射波形と
の時間差tを求める。この時間差tはケーブルの構造に
よって決まる定数(ケーブル単位長あたりの導体のイン
ダクタンスLmおよび導体の対地キャパシタンスCm)と電
圧印加点から事故点までの距離xmとによって決まり、 の関係よりxmを求めることができる。
The pulse radar method is a method in which a steep pulse voltage is applied between a faulty phase conductor and a grounding sheath covering this phase at one end of a three-phase cable having no branch, and a voltage waveform generated at the voltage application end is obtained. . When there is a fault point of ground fault or disconnection, the input pulse voltage is reflected at this fault point and returns to the voltage application terminal again. Therefore, at the voltage application terminal, the time difference t between the input waveform and the reflected waveform of the pulse voltage is reflected. Ask for. The time difference t is determined by a constant (inductance L m of the conductor per unit length of the cable and a capacitance C m of the ground to the conductor) determined by the structure of the cable and a distance x m from the voltage application point to the fault point, It is possible to obtain the x m from the relationship.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、このような方法は、事故時に多分岐ケ
ーブルの分岐点を順次開路しながら事故の生じたケーブ
ル区間を先ず見つけ出さねばならないという非常にやっ
かいな作業が必要であり、そのために多大な時間を要
し、ケーブル復旧工事のネックとなっていた。
However, such a method requires a very troublesome operation of first finding out the cable section where the accident has occurred while sequentially opening the branch points of the multi-branch cable at the time of the accident, which requires a great deal of time. And had been a bottleneck for cable restoration work.

この発明の目的は、分岐線の結線した状態で多分岐ケ
ーブルの事故点を標定できる方法を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide a method for locating an accident point of a multi-branch cable in a state where branch lines are connected.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記課題を解決するために、この発明によれば、各相
毎に接地シースで覆われた3相ケーブルを任意に分岐し
て結線した多分岐ケーブルが任意の一個所で地絡,或い
は断線の事故を起こした場合にその事故点を標定する方
法であって、多分岐ケーブルの一端における事故相の導
体と接地シースとの間を電圧印加端とし、この電圧印加
端に電圧波形が急峻に立ち上がる直流電圧を出力する直
流電源,或いは交流電圧を出力しその周波数を変化させ
ることのできる交流電源のいずれか一方の電源を接続
し、この電源の出力電圧が印加されたときに前記電圧印
加端に発生する電圧の複数の共振周波数を測定し、一
方、多分岐ケーブルを分岐毎に区切られたケーブル区間
のそれぞれが直列接続および並列接続されて組み合わさ
れたものと見做すとともに、事故が生じたケーブル区間
を想定し、そのケーブル区間については分岐点から事故
点までの長さを未知数xとしその終端インピーダンスを
地絡のときは地絡抵抗,断線のときは無限大とし、前記
電圧印加端から多分岐ケーブル側を見たときのケーブル
インピーダンスをxの関数として表し、このケーブルイ
ンピーダンスと前記電圧印加端から前記電源側を見たと
きの電源インピーダンスとの和を零とすることによって
xの値を求める計算式を誘導し、この計算式から前記複
数の共振周波数のそれぞれの場合について複数のx値を
求め、得られたxの値が互いに一致するケーブル区間が
事故点であると判断する。または接地シースが相間に介
装されていない3相ケーブルを任意に分岐して結線した
多分岐ケーブルが任意の一個所で相間短絡事故を起こし
た場合にその事故点を標定する方法であって、多分岐ケ
ーブルの一端における短絡相の導体間を電圧印加端と
し、この電圧印加端に電圧波形が急峻に立ち上がる直流
電圧を出力する直流電源,或いは交流電圧を出力しその
周波数を変化させることのできる交流電源のいずれか一
方の電源を接続し、この電源の出力電圧が印加されたと
きに前記電圧印加端に発生する電圧の複数の共振周波数
を測定し、一方、多分岐ケーブルを分岐毎に区切られた
ケーブル区間のそれぞれが直列接続および並列接続され
て組み合わされたものと見做すとともに、事故が生じた
ケーブル区間を想定し、そのケーブル区間については分
岐点から事故点までの長さを未知数xとしその終端イン
ピーダンスを零とし、前記電圧印加端から多分岐ケーブ
ル側を見たときのケーブルインピーダンスをxの関数と
して表し、このケーブルインピーダンスと前記電圧印加
端から前記電源側を見たときの電源インピーダンスとの
和を零とすることによってxの値を求める計算式を誘導
し、この計算式から前記複数の共振周波数のそれぞれの
場合について複数のx値を求め、得られたxの値が互い
に一致するケーブル区間が事故点であると判断するもの
とする。
According to the present invention, a multi-branch cable obtained by arbitrarily branching and connecting a three-phase cable covered with a grounding sheath for each phase and connecting it at an arbitrary location is provided. A method for locating the point of an accident when an accident has occurred. A voltage application end is provided between a conductor in an accident phase at one end of a multi-branch cable and a grounding sheath, and a voltage waveform rises sharply at this voltage application end. One of a DC power supply for outputting a DC voltage and an AC power supply for outputting an AC voltage and changing its frequency is connected, and when the output voltage of this power supply is applied, it is connected to the voltage application terminal. A plurality of resonance frequencies of the generated voltage are measured, and on the other hand, the multi-branch cable is regarded as a combination of the cable sections divided for each branch connected in series and in parallel. Assuming the cable section where the accident occurred, the length from the branch point to the accident point is unknown x for the cable section, and its terminal impedance is ground fault resistance when a ground fault occurs, and infinite when a disconnection occurs, The cable impedance when viewing the multi-branch cable side from the voltage application end is expressed as a function of x, and the sum of this cable impedance and the power supply impedance when viewing the power supply side from the voltage application end is set to zero. A calculation formula for calculating the value of x is derived from the calculation formula, a plurality of x values are obtained for each of the plurality of resonance frequencies from the calculation formula, and a cable section where the obtained values of x match each other is an accident point. Judge. Or a method of locating an accident point in a case where a multi-branch cable obtained by arbitrarily branching and connecting a three-phase cable in which a grounding sheath is not interposed between phases causes an inter-phase short-circuit accident at any one place, The voltage between the short-circuited conductors at one end of the multi-branch cable is defined as a voltage application end, and a DC power supply that outputs a DC voltage whose voltage waveform rises sharply at this voltage application end, or an AC voltage is output and the frequency can be changed. One of the AC power supplies is connected, and when the output voltage of this power supply is applied, a plurality of resonance frequencies of the voltage generated at the voltage application terminal are measured, while the multi-branch cable is divided for each branch. It is considered that each of the cable sections connected is connected in series and in parallel, and the cable section in which the accident occurred is assumed. The length from the branch point to the fault point is an unknown number x, the terminal impedance of which is zero, and the cable impedance when viewing the multi-branch cable side from the voltage application end is expressed as a function of x. A calculation formula for calculating the value of x is derived by setting the sum of the power supply impedance when the power supply side is viewed from the voltage application end to zero, and a plurality of calculation formulas are obtained from the calculation formula for each of the plurality of resonance frequencies. An x value is obtained, and a cable section in which the obtained x values match each other is determined to be an accident point.

〔作用〕[Action]

この発明の方法によれば、各相毎に接地シースで覆わ
れた3相ケーブルを任意に分岐した多分岐ケーブルにお
いては、多分岐ケーブルが地絡或いは断線事故を起こし
た場合に、多分岐ケーブルの一端に急峻に立ち上がる直
流電圧或いは周波数の変化する交流電圧を印加すること
によってこの電圧印加端に発生する電圧の複数の共振周
波数を測定し、一方、多分岐ケーブルを分岐毎に区切ら
れたケーブル区間のそれぞれが直列接続および並列接続
されて組み合わされたものと見做すとともに、事故が生
じたケーブル区間を想定し、そのケーブル区間について
は分岐点から事故点までの長さを未知数xとしその終端
インピーダンスを地絡のときは地絡抵抗,断線のときは
無限大とし、前記電圧印加端から多分岐ケーブル側を見
たときのケーブルインピーダンスをxの関数として表
し、このケーブルインピーダンスと前記電圧印加端から
前記電源側を見たときの電源インピーダンスとの和を零
とすることによって電圧印加端における電圧の共振条件
が得られるので、この共振条件におけるxの値を求める
計算式を誘導し、この計算式に前記複数の測定された共
振周波数をそれぞれ代入することによって複数のxの値
を求め、そのxの値が互いに異なればさらに別のケーブ
ル区間が事故を起こしたものと想定し直して前述と同様
の計算を実行し、得られる複数のxの値が互いに一致す
るまでそれぞれのケーブル区間について計算を繰り返し
実行し、得られる複数のxの値が互いに一致するケーブ
ル区間が事故点であると判断する。
According to the method of the present invention, in a multi-branch cable obtained by arbitrarily branching a three-phase cable covered with a grounding sheath for each phase, the multi-branch cable is connected to the multi-branch cable when a ground fault or disconnection accident occurs. A plurality of resonance frequencies of a voltage generated at this voltage application terminal are measured by applying a steeply rising DC voltage or an AC voltage having a changing frequency to one end of the multi-branch cable. Each section is considered to be connected in series connection and parallel connection, and the cable section in which the accident has occurred is assumed. For the cable section, the length from the branch point to the accident point is defined as unknown x. The terminating impedance is set to ground fault resistance when there is a ground fault, and to infinity when there is a break, and the cable impedance when the multi-branch cable side is viewed from the voltage application end. By expressing the impedance as a function of x and setting the sum of the cable impedance and the power supply impedance when viewing the power supply side from the voltage application terminal to zero, the voltage resonance condition at the voltage application terminal can be obtained. A calculation formula for calculating the value of x under the resonance condition is derived, and a plurality of values of x are obtained by substituting the plurality of measured resonance frequencies into the calculation formula. The same calculation is performed as described above, again assuming that the cable section has caused an accident, and the calculation is repeatedly performed for each cable section until the obtained values of x match each other. It is determined that a cable section where the values of x match each other is an accident point.

また、接地シースが介装されていない3相ケーブルを
任意に分岐して結線した多分岐ケーブルにおいては、多
分岐ケーブルが短絡事故を起こした場合に、多分岐ケー
ブルの一端の導体間に急峻に立ち上がる直流電圧或いは
周波数の変化する交流電圧を印加することによってこの
電圧印加端に発生する電圧の複数の共振周波数を測定
し、一方、多分岐ケーブルを分岐毎に区切られたケーブ
ル区間のそれぞれが直列接続および並列接続されて組み
合わされたものと見做すとともに、事故が生じたケーブ
ル区間を想定し、そのケーブル区間については分岐点か
ら事故点までの長さ未知数xとしその数端インピーダン
スを零とし、前記電圧印加端から多分岐ケーブル側を見
たときのケーブルインピーダンスをxの関数として表
し、このケーブルインピーダンスと前記電圧印加端から
前記電源側を見たときの電源インピーダンスとの和を零
とすることによって電圧印加端における電圧の共振条件
が得られるので、この共振条件におけるxの値を求める
計算式を誘導し、この計算式に前記複数の測定された共
振周波数をそれぞれ代入することによって複数のxの値
を求め、そのxの値が互いに異なればさらに別のケーブ
ル区間が事故を起こしたものと想定し直して前述と同様
の計算を実行し、得られる複数のxの値が互いに一致す
るまでそれぞれのケーブル区間について計算を繰り返し
実行し、得られる複数のxの値が互いに一致するケーブ
ル区間が事故点であると判断する。
Also, in a multi-branch cable obtained by arbitrarily branching and connecting a three-phase cable in which a grounding sheath is not interposed, when a multi-branch cable causes a short circuit accident, the multi-branch cable has a steep connection between one end conductors. A plurality of resonance frequencies of a voltage generated at the voltage application terminal are measured by applying a rising DC voltage or an AC voltage having a changing frequency, while each of the multi-branch cables is connected in series with each of the divided cable sections. It is assumed that the cable section is connected and connected in parallel, and the cable section where the accident has occurred is assumed.The length of the cable section from the branch point to the accident point is unknown x, and the impedance at the end of the cable section is assumed to be zero. The cable impedance when the multi-branch cable side is viewed from the voltage application end is expressed as a function of x. Since the resonance condition of the voltage at the voltage application terminal is obtained by setting the sum of the dance and the power supply impedance when the power supply side is viewed from the voltage application terminal to be zero, a calculation formula for obtaining the value of x under this resonance condition Is calculated, and a plurality of values of x are obtained by substituting the plurality of measured resonance frequencies into the calculation formula. If the values of x are different from each other, it is considered that another cable section has caused an accident. Assuming the above, the same calculation as described above is performed, and the calculation is repeatedly performed for each cable section until the obtained plural values of x match each other. Judge as the accident point.

〔実施例〕〔Example〕

以下この発明を実施例に基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention will be described based on examples.

第1図はこの発明の実施例にかかる多分岐ケーブルの
事故点標定方法を説明する回路接続図であり、多分岐ケ
ーブルが幹線ABと分岐点P1,P2から分岐した分岐線P1C,P
2Dとによって構成され、多分岐ケーブルの一端であるA
点には直流電源1と電圧波形解析装置2とが接続されて
いる。多分岐ケーブルは図示されていない接地シースに
よって覆われており、端部B,C,Dはすべて開放状態と
し、分岐毎に区切られた5個のケーブル区間AP1,CP1,P1
P2,P2D,P2Bの長さをそれぞれl1,l2,l3,l4,l5とする。一
方、直流電源1は直流電荷の充電されている充電コンデ
ンサC1,投入スイッチS,直列抵抗R0,並列コンデンサC2,
直列リアクトルL0より構成され、投入スイッチSの閉路
によって急峻に立ち上がる直流電圧がA点と接地の間に
出力される。電圧波形解析装置2は、A点と接地の間に
発生する電圧波形を取り込み、フーリエ解析することに
よって各周波数の電圧成分を求めて出力するものであ
り、この装置によって共振周波数を求めることができ
る。
FIG. 1 is a circuit connection diagram illustrating a method for locating an accident point of a multi-branch cable according to an embodiment of the present invention. The multi-branch cable has a trunk line AB and branch lines P 1 C branched from branch points P 1 and P 2. , P
It is constituted by a 2 D, which is one end of a multi-branch cable A
A DC power supply 1 and a voltage waveform analyzer 2 are connected to the points. The multi-branch cable is covered by a grounding sheath (not shown), all ends B, C, and D are left open, and five cable sections AP 1 , CP 1 , and P 1 are divided for each branch.
The lengths of P 2 , P 2 D, and P 2 B are defined as l 1 , l 2 , l 3 , l 4 , and l 5 , respectively. On the other hand, the DC power supply 1 has a charging capacitor C 1 charged with DC charge, a closing switch S, a series resistor R 0 , a parallel capacitor C 2 ,
Is composed of series reactor L 0, the DC voltage rises sharply by closing the start switch S is output between the ground and the point A. The voltage waveform analysis device 2 captures a voltage waveform generated between the point A and the ground, and obtains and outputs voltage components of each frequency by performing Fourier analysis. The resonance frequency can be obtained by this device. .

一般に、接地シースで覆われ途中に分岐点のないケー
ブル区間の一端からケーブル側を見たインピーダンスZS
と表すことができる。ここで、 l:ケーブル区間長 ZG:他端側における終端インピーダンス とし、ケーブル単位長あたりの導体抵抗をR,導体のイン
ダクタンスをL,導体の対地キャパシタンスをC,導体の対
地漏れコンダクタンスをGとし、印加電圧の角周波数を
ω(=2π)とする(は周波数)。
In general, the impedance Z S when viewed from one end of a cable section covered with a grounding sheath and having no branch point on the cable side.
Is It can be expressed as. Where: l: Cable section length Z G : Termination impedance at the other end Where R is the conductor resistance per unit length of the cable, L is the inductance of the conductor, C is the capacitance of the conductor to ground, G is the conductance of the conductor to ground, and ω is the angular frequency of the applied voltage (= 2π). ).

分布定数のケーブルを一端から見るとそのインピーダ
ンスがZSになるということは、そのケーブルがZSの集中
インピーダンスを有するインピーダンス素子と等価であ
ることを意味する。したがって、直列接続されたケーブ
ルの場合は、後段側に接続された側のケーブルのインピ
ーダンスをZS1とし、(1)式のZGにZS1を代入すること
によって直列接続されたケーブルのトータルのインピー
ダンスを求めることができる。また、並列接続されたケ
ーブルの場合は、接続点からそれぞれのケーブルを見た
インピーダンスをZ1,Z2とすると、並列接続されたケー
ブルのトータルインピーダンスはそれらの並列値Z1・Z2
/(Z1+Z2)となる。ケーブルの終端部が分岐点でなく
開放になっているときの終端インピーダンスZGは無限大
とする。このようにすることにより、ケーブルを任意に
分岐して構成された多分岐ケーブルの一端からケーブル
側を見たインピーダンスは各ケーブル区間のインピーダ
ンスがそれぞれ直列接続および並列接続されたものと見
做すことによって容易に求めることができる。
Looking at the cable of the distributed constant from one end that its impedance is Z S means that the cable is equivalent to the impedance element having a concentration impedance Z S. Therefore, in the case of a cable connected in series, the impedance of the cable connected to the subsequent stage is set to Z S1, and Z S1 is substituted for Z G in the equation (1) to obtain the total of the cables connected in series. The impedance can be determined. In the case of parallel-connected cable, the impedance viewed respective cable from the connection point to Z 1, Z 2, of which the total impedance of the parallel connected cable parallel value Z 1 · Z 2
/ (Z 1 + Z 2 ). The terminating impedance Z G when the end of the cable is not a branch point but is open is assumed to be infinite. By doing so, the impedance when the cable side is viewed from one end of the multi-branch cable configured by arbitrarily branching the cable is regarded as the impedance of each cable section being connected in series and in parallel, respectively. Can be easily obtained by

また、事故の生じているケーブル区間のインピーダン
スも(1)を用いることができ、(1)式においてケー
ブル区間長lを分岐点から事故点までの長さxとし、終
端インピーダンスZGを地絡のときはその地絡抵抗値、断
線のときは無限大とする。
In addition, the impedance of the cable section where the accident has occurred can also use (1). In equation (1), the cable section length 1 is the length x from the branch point to the accident point, and the terminal impedance Z G is the ground fault. In the case of, the ground fault resistance value is used, and in the case of disconnection, the value is infinite.

第1図の多分岐ケーブルについて事故点を標定する手
順を次に説明する。
The procedure for locating the fault point in the multi-branch cable of FIG. 1 will be described below.

まず、直流電源1の投入スイッチSを閉路することに
よって、A点に急峻に立ち上がる直流電圧を印加し、そ
のときのA点における対地電圧の共振周波数(i=
1,2,…)を電圧波形解析装置2によってi個求める。
First, the closing switch S of the DC power supply 1 is closed to apply a steeply rising DC voltage to the point A, and the resonance frequency i (i =
1, 2,...) Are obtained by the voltage waveform analyzer 2.

次に、多分岐ケーブルの任意の区間、例えばケーブル
区間P2DにおけるX点(分岐点P2からxの距離)で地絡
事故が発生したものと仮定し、多分岐ケーブルのA点か
らケーブル側を見たインピーダンスZAを前述の方法にし
たがって求め、ZAを未知数xの関数として表す。
Next, it is assumed that a ground fault has occurred at an arbitrary section of the multi-branch cable, for example, at a point X (distance x from the branch point P 2 ) in the cable section P 2 D. The side looking impedance Z A is determined according to the method described above, and Z A is represented as a function of the unknown x.

一方、A点から電源側を見たときの電源インピーダン
スZ0を求める。第1図の構成において、 C1=C2=1(μF) R0=10(Ω) L0=100(μH) とすると、周波数がキロヘルツオーダ以上の高周波の場
合は簡単な式となり大略、 Z0=jωL0 (4) となる。
On the other hand, the power supply impedance Z 0 when the power supply side is viewed from the point A is obtained. In the configuration of FIG. 1, if C 1 = C 2 = 1 (μF) R 0 = 10 (Ω) L 0 = 100 (μH), a simple equation is obtained for a high frequency of the order of kilohertz or more, Z 0 = jωL 0 (4)

次に直流電源1が無負荷のときの出力電圧をV0とする
と、A点に発生する電圧VAなので、(5)式の分母が零、すなわち、 S0+ZA=0 (6) が共振条件となる。例えば、第1図における多分岐ケー
ブルのインピーダンスZAを求め、(4),(6)式より
xの値を求めると、 x=β-1tan-1〔{K tan(βl3)−1}/ {K tan(βl3)tan(βl5)−tan(βl5) −tan(βl3)−K}〕 (7) ここで、 K=tan(βl2)+{ωL0tan(βl1)−Z}/ {ωL0+Ztan(βl1)} (8) とし、γ,Zは(2),(3)式において、すべてのケー
ブル区間について同じ常数を持ち、かつ、R=0
(Ω),G=0(1/Ω)であり、γ=jω(LC)1/2=j
β,Z=(L/C)1/2と表すことができるものとする。ま
た、X点での地絡抵抗は0(Ω)としている。
Next, assuming that the output voltage when the DC power supply 1 is not loaded is V 0 , the voltage V A generated at the point A is Therefore, the denominator of equation (5) is zero, that is, S 0 + Z A = 0 (6) is the resonance condition. For example, when the impedance Z A of the multi-branch cable in FIG. 1 is obtained and the value of x is obtained from the equations (4) and (6), x = β −1 tan −1 [{K tan (βl 3 ) −1 } / {K tan (βl 3 ) tan (βl 5 ) −tan (βl 5 ) −tan (βl 3 ) −K} (7) where K = tan (βl 2 ) + {ωL 0 tan (βl 1 ) −Z} / {ωL 0 + Ztan (βl 1 )} (8) where γ and Z have the same constant for all cable sections in equations (2) and (3), and R = 0.
(Ω), G = 0 (1 / Ω), and γ = jω (LC) 1/2 = j
β, Z = (L / C) 1/2 . The ground fault resistance at the point X is set to 0 (Ω).

(7)式のω(=2π)に測定された共振周波数
を代入すると、i個のx値(xi,i=1,2,…)が求まる
ので、このxi値が互いに一致すれば、そのケーブル区間
が事故点と判断することができる。
Resonance frequency measured at ω (= 2π) in equation (7)
When i is substituted, i x values (x i , i = 1, 2,...) are obtained. If the x i values match each other, the cable section can be determined as an accident point.

この場合、得られたxiの値が互いに異なればさらに別
のケーブル区間が事故を起こしたものと想定し直して前
述と同様の計算を実行し、得られる複数のxの値が互い
に一致するまでそれぞれのケーブル区間について計算を
繰り返して実行する。
In this case, if the obtained values of x i are different from each other, it is assumed that another cable section has caused an accident, and the same calculation as described above is performed, and the obtained values of x match each other. The calculation is repeated for each cable section up to and including.

第1図の回路接続図において、多分岐ケーブルを導体
断面積60mm2の6.6kVCVTケーブルとし、地絡点がケーブ
ル区間P2DにおけるX点と仮定し、直流電源1の投入ス
イッチSを投入した場合にA点に発生する電圧波形をコ
ンピュータによって解析的に算出し得られた共振周波数
から事故点Xを標定できるか否かの検討を行った。
In the circuit connection diagram of FIG. 1, the multi-branch cable is a 6.6 kVCVT cable having a conductor cross-sectional area of 60 mm 2 , the ground fault point is assumed to be the X point in the cable section P 2 D, and the switch S of the DC power supply 1 is turned on. In this case, it was examined whether or not the fault point X can be located from the resonance frequency obtained by analytically calculating the voltage waveform generated at the point A by a computer.

計算に用いた数値は以下とする。ケーブル区間長l1
いしl5は第1図に示したとおりであり、事故点xは100
(m)、地絡抵抗は0(Ω)とした。CVTケーブルの定
数は、 R=0(Ω) G=0(1/Ω) C=0.37×10-9(F/m) L=1.74×10-7(H/m) とした。
The numerical values used for the calculation are as follows. The cable section lengths l 1 to l 5 are as shown in FIG.
(M), and the ground fault resistance was 0 (Ω). The constants of the CVT cable were as follows: R = 0 (Ω) G = 0 (1 / Ω) C = 0.37 × 10 −9 (F / m) L = 1.74 × 10 −7 (H / m)

第2図は第1図のA点に発生する電圧成分の周波数特
性線図であり、コンピュータによってA点の電圧波形を
計算し、横軸が周波数、縦軸が電圧成分よりなる周波数
スペクトルにしたものである。X点が事故点の場合、共
振周波数が図に示されたように4個発生した。
FIG. 2 is a frequency characteristic diagram of a voltage component generated at the point A in FIG. 1. The voltage waveform at the point A is calculated by a computer, and the horizontal axis represents the frequency, and the vertical axis represents the frequency spectrum including the voltage component. Things. When the point X was an accident point, four resonance frequencies i occurred as shown in the figure.

実際の事故点標定においては、地絡の生じたケーブル
区間が不明なので、それぞれのケーブル区間において地
絡が生じたものと想定し、各ケーブル区間に対応するxi
値を第2図の値から計算してみる。
In the actual accident point location, since the cable section where the ground fault occurred is unknown, it is assumed that a ground fault has occurred in each cable section, and x i corresponding to each cable section
The value is calculated from the i value in FIG.

第1表は、各ケーブル区間について地絡が生じたもの
と想定し計算されたxiの値を示す特性表であり、共振周
波数は実際には測定値なので必ず測定誤差を伴うた
め、測定誤差Δに対して±0.05kHzの幅があ
ると想定し事故点xの標定誤差範囲を示した。第1表に
おいて、 xが負になったり、ケーブル区間の全長を越える場合が
あるが、その場合のは推定幅が広くなり誤差が大き
いので、他の値から事故点を判断する。
Table 1 is a characteristic table showing the value of x i calculated assuming that a ground fault has occurred in each cable section. Since the resonance frequency i is actually a measured value, it always involves a measurement error. error delta i showed orientation error range of the assumed fault point x and there is a range of ± 0.05KHz respect i. In Table 1, In some cases, x becomes negative or exceeds the total length of the cable section. In this case, since the estimated width of i is large and the error is large, the accident point is determined from other i values.

第1表の結果より、ケーブル区間P2−Dを除いたケー
ブル区間はxiの範囲が互いに重なることがなく、互いに
まちまちの範囲となっている。ケーブル区間P2−Dはxi
の範囲が互いに重なっており、は推定精度は悪い
が、2,3,の値からxの範囲は47〜127(m)と
推定され、事故点の想定位置であるx=100mにほぼ一致
するとともに事故のケーブル区間はP2−D間であること
が判る。
From the results of Table 1, the cable section excluding the cable section P 2 -D is without the range of x i overlap each other, has a mixed range together. Cable section P 2 -D is x i
Are overlapped with each other. Although i has poor estimation accuracy, the range of x is estimated to be 47 to 127 (m) from the values of 2 , 3 , and 4 , which is almost equal to the assumed position of the accident point, x = 100 m. accidents cable sections with matches is found to be between P 2 -D.

上記の実施例は地絡事故の場合を示したが、断線事故
の場合もケーブル区間P2−DのX点において終端インピ
ーダンスを無限大にすることによって、地絡事故の場合
と同様に位置標定を行うことができる。さらに、接地シ
ースが相間に介装されていない3相ケーブルによる多分
岐ケーブルが短絡事故を起こした場合にも、短絡相の一
方の導体を接地シースの代わりと考えることにより、前
述の各相が接地シースで覆われた3相ケーブルの事故点
標定方法とまったく同様の方法で事故点を標定すること
が可能である。
The above embodiment shows the case where the ground fault, by a terminating impedance to infinity in the X point of the cable section P 2 -D in the case of accidental disconnection, as well as position location in the case of earth fault It can be performed. Furthermore, even when a multi-branch cable with a three-phase cable in which the grounding sheath is not interposed between the phases causes a short-circuit accident, by considering one conductor of the short-circuiting phase as a substitute for the grounding sheath, each of the above-mentioned phases is reduced. The fault point can be located in exactly the same way as the fault point location method of the three-phase cable covered with the grounding sheath.

また、電圧印加点に印加する電源として、周波数可変
の交流電源を用いることもできる。すなわち、印加電圧
の周波数を変えて電圧印加点に発生する電圧を求めるこ
とにより共振周波数を知ることができるとともに、
電源側のインピーダンスZ0をインダクタンスとキャパシ
タンスとで構成される等価回路に置き換えることによっ
て求めることができる。
Further, as a power supply applied to the voltage application point, an AC power supply with variable frequency can be used. That is, the resonance frequency i can be known by changing the frequency of the applied voltage and obtaining the voltage generated at the voltage application point.
The impedance Z 0 of the power supply side can be determined by replacing an equivalent circuit composed of the inductance and capacitance.

また、この発明による手法ではxの値の計算式が
(7)式の例のように非常に複雑ではあるが、この程度
の式の計算は市販のパソコンで容易に実行可能であり、
繰り返し計算もあらかじめプログラムしておくことによ
りすぐに計算結果を得ることができる。
Further, in the method according to the present invention, although the calculation formula of the value of x is very complicated like the example of the formula (7), the calculation of the formula of this degree can be easily executed by a commercially available personal computer.
The calculation result can be obtained immediately by programming the repetition calculation in advance.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

この発明は前述のように、接地シースを備えた3相ケ
ーブルによる多分岐ケーブルが地絡、或いは断線事故を
起こしたときに、多分岐ケーブルの一端に急峻に立ち上
がる直流電源或いは周波数可変の交流電源を接続して複
数の共振周波数を測定し、一方事故の生じたケーブル区
間を想定しその位置xを未知数とし、回路の共振条件か
ら複数の共振周波数に対して得られるxの値が互いに一
致するケーブル区間が事故点であると判断するようにし
たので、従来は、多分岐ケーブルの場合、事故点標定が
不可能であったのが可能となり、ケーブルを分岐点にお
いていちいち開路する必要のない方法を提供することが
できる。
As described above, the present invention provides a DC power supply or a frequency-variable AC power supply that rises steeply at one end of a multi-branch cable when a multi-branch cable including a three-phase cable having a grounding sheath causes a ground fault or a disconnection accident. To measure a plurality of resonance frequencies, while assuming a cable section in which an accident has occurred, its position x is unknown, and the values of x obtained for a plurality of resonance frequencies from the resonance condition of the circuit match each other. Since the cable section was determined to be an accident point, it was possible to locate the accident point in the case of the conventional multi-branch cable. Can be provided.

従って、この発明の方法によれば任意に分岐した多分
岐ケーブル全体を一度に標定できるので、標定に必要な
時間も少なくなりケーブル復旧時間を短くすることがで
きるという利点も得られる。
Therefore, according to the method of the present invention, since the entire multi-branched cable arbitrarily branched can be located at a time, there is an advantage that the time required for the orientation is reduced and the cable recovery time can be shortened.

さらに、接地シースが相間に介装されていない3相ケ
ーブルの短絡事故が生じたときも、短絡相の一方の導体
を前記の接地シースを備えた3相ケーブルの事故点標定
方法の接地シースに代えることにより同様に事故点標定
することができるという利点もある。
Further, even when a short-circuit accident of a three-phase cable in which the grounding sheath is not interposed between the phases occurs, one conductor of the short-circuiting phase is connected to the grounding sheath of the three-phase cable fault point locating method including the grounding sheath. There is also an advantage that the accident point can be similarly located by substituting.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図はこの発明の実施例にかかる多分岐ケーブルの事
故点標定方法を説明する開路接続図、第2図は第1図の
A点に発生する電圧成分の周波数特性線図である。 1:直流電源、2:電圧波形解析装置、A,B,C,D:ケーブルの
端部、P1,P2:ケーブルの分岐点、l1ないしl5:ケーブル
区間長、ないし5:共振周波数、C1:充電コンデン
サ、C2:並列コンデンサ、L0:直列リアクトル、R0:直列
抵抗、S:投入スイッチ、X:地絡点。
FIG. 1 is an open-circuit connection diagram illustrating a method for locating an accident point of a multi-branch cable according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a frequency characteristic diagram of a voltage component generated at a point A in FIG. 1: DC power supply, 2: Voltage waveform analyzer, A, B, C, D: end of the cable, P 1, P 2: the branch point of the cable, l 1 to l 5: cable section length, 1 to 5: the resonant frequency, C 1: the charge capacitor, C 2: parallel capacitor, L 0: series reactor, R 0: series resistance, S: start switch, X: earth絡点.

フロントページの続き (72)発明者 岩上 守彦 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 (72)発明者 長山 克也 東京都調布市西つつじヶ丘2丁目4番1 号 東京電力株式会社技術研究所内 (72)発明者 松浦 達吉 東京都調布市西つつじヶ丘2丁目4番1 号 東京電力株式会社技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭52−45034(JP,A) 実開 昭59−152473(JP,U)Continued on the front page (72) Inventor Morihiko Iwagami 1-1-1, Tanabe-shinden, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Inside Fuji Electric Co., Ltd. (72) Inventor Katsuya Nagayama 2-4-1, Nishi-Atsujigaoka, Nishifutsu-shi, Tokyo Tokyo Electric Power Company Technical Research Institute (72) Inventor Tatsuyoshi Matsuura 2-4-1 Nishi-Atsujigaoka, Chofu City, Tokyo Tokyo Electric Power Company Technical Research Institute (56) References JP-A-52-45034 (JP, A) ) Shokai Sho 59-152473 (JP, U)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】各相毎に接地シースで覆われた3相ケーブ
ルを任意に分岐して結線した多分岐ケーブルが任意の一
個所で地絡,或いは断線の事故を起こした場合にその事
故点を標定する方法であって、多分岐ケーブルの一端に
おける事故相の導体と接地シースとの間を電圧印加端と
し、この電圧印加端に電圧波形が急峻に立ち上がる直流
電圧を出力する直流電源,或いは交流電圧を出力しその
周波数を変化させることのできる交流電源のいずれか一
方の電源を接続し、この電源の出力電圧が印加されたと
きに前記電圧印加端に発生する電圧の複数の共振周波数
を測定し、一方、多分岐ケーブルを分岐毎に区切られた
ケーブル区間のそれぞれが直列接続および並列接続され
て組み合わされたものと見做すとともに、事故が生じた
ケーブル区間を想定し、そのケーブル区間については分
岐点から事故点までの長さを未知数xとしその終端イン
ピーダンスを地絡のときは地絡抵抗,断線のときは無限
大とし、前記電圧印加端から多分岐ケーブル側を見たと
きのケーブルインピーダンスをxの関数として表し、こ
のケーブルインピーダンスと前記電圧印加端から前記電
源側を見たときの電源インピーダンスとの和を零とする
ことによってxの値を求める計算式を誘導し、この計算
式から前記複数の共振周波数のそれぞれの場合について
複数のx値を求め、得られたxの値が互いに一致するケ
ーブル区間が事故点であると判断することを特徴とする
多分岐ケーブルの事故点標定方法。
1. A multi-branch cable obtained by arbitrarily branching and connecting a three-phase cable covered with a grounding sheath for each phase and causing a ground fault or disconnection accident at an arbitrary point. A DC power supply that outputs a DC voltage at which a voltage waveform rises sharply at a voltage application terminal between the conductor in the accident phase at one end of the multi-branch cable and the grounding sheath, or at the voltage application terminal, or Connects any one of the AC power supplies that can output an AC voltage and change its frequency, and adjusts a plurality of resonance frequencies of a voltage generated at the voltage application terminal when an output voltage of the power supply is applied. On the other hand, the multi-branch cable is regarded as a combination of the cable sections divided for each branch connected in series and in parallel, and the cable section in which the accident has occurred is considered. For the cable section, the length from the branch point to the fault point is an unknown number x, and its terminal impedance is ground resistance when there is a ground fault, infinite when it is broken, and the multi-branch cable side from the voltage application end. Is expressed as a function of x, and a calculation formula for obtaining the value of x is obtained by setting the sum of the cable impedance and the power supply impedance when viewing the power supply side from the voltage application end to zero. And calculating a plurality of x values for each of the plurality of resonance frequencies from the calculation formula, and determining that a cable section in which the obtained x values coincide with each other is an accident point. Method for locating the accident point of a branch cable.
【請求項2】接地シースが相間に介装されていない3相
ケーブルを任意に分岐して結線した多分岐ケーブルが任
意の一個所で相間短絡事故を起こした場合にその事故点
を標定する方法であって、多分岐ケーブルの一端におけ
る短絡相の導体間を電圧印加端とし、この電圧印加端に
電圧波形が急峻に立ち上がる直流電圧を出力する直流電
源,或いは交流電圧を出力しその周波数を変化させるこ
とのできる交流電源のいずれか一方の電源を接続し、こ
の電源の出力電圧が印加されたときに前記電圧印加端に
発生する電圧の複数の共振周波数を測定し、一方、多分
岐ケーブルを分岐毎に区切られたケーブル区間のそれぞ
れが直列接続および並列接続されて組み合わされたもの
と見做すとともに、事故が生じたケーブル区間を想定
し、そのケーブル区間については分岐点から事故点まで
の長さを未知数xとしその終端インピーダンスを零と
し、前記電圧印加端から多分岐ケーブル側を見たときの
ケーブルインピーダンスをxの関数として表し、このケ
ーブルインピーダンスと前記電圧印加端から前記電源側
を見たときの電源インピーダンスとの和を零とすること
によってxの値を求める計算式を誘導し、この計算式か
ら前記複数の共振周波数のそれぞれの場合について複数
のx値を求め、得られたxの値が互いに一致するケーブ
ル区間が事故点であると判断することを特徴とする多分
岐ケーブルの事故点標定方法。
2. A method for locating an accidental short-circuit at an arbitrary point in a multi-branch cable obtained by arbitrarily branching and connecting a three-phase cable in which a grounding sheath is not interposed between phases. The voltage application terminal is formed between the conductors of the short-circuit phase at one end of the multi-branch cable, and a DC power supply that outputs a DC voltage whose voltage waveform rises steeply at this voltage application terminal, or outputs an AC voltage and changes its frequency One of the AC power supplies that can be connected to the power supply is connected, and when the output voltage of this power supply is applied, a plurality of resonance frequencies of a voltage generated at the voltage application terminal are measured, while the multi-branch cable is connected. Each of the cable sections divided for each branch is considered to be connected in series and in parallel and combined, and the cable section in which an accident has occurred is assumed. The length from the branch point to the accident point is an unknown number x, the terminal impedance of which is zero, and the cable impedance when viewing the multi-branch cable side from the voltage application end is expressed as a function of x. A calculation formula for obtaining the value of x is derived by setting the sum of the power supply impedance when the power supply side is viewed from the voltage application end to zero, and a plurality of calculation formulas are obtained for each of the plurality of resonance frequencies from the calculation formula. A method for locating a fault in a multi-branch cable, comprising determining an x value and determining that a cable section in which the obtained values of x match each other is a fault point.
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