JP3127767B2 - 電線路の温度監視方法 - Google Patents
電線路の温度監視方法Info
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- JP3127767B2 JP3127767B2 JP07067089A JP6708995A JP3127767B2 JP 3127767 B2 JP3127767 B2 JP 3127767B2 JP 07067089 A JP07067089 A JP 07067089A JP 6708995 A JP6708995 A JP 6708995A JP 3127767 B2 JP3127767 B2 JP 3127767B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、とくに架空送電線路等
のより線構造の電線路の異常過熱の検出に好適な電線路
の温度監視方法に関する。
のより線構造の電線路の異常過熱の検出に好適な電線路
の温度監視方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、より線構造の架空送電線路等の各
種電線路の温度（電線温度）は、その通電電流により間
接的に検出される。
種電線路の温度（電線温度）は、その通電電流により間
接的に検出される。
【０００３】すなわち、この種電線路の１例である前記
架空送電線路の場合、送電電流の増大に伴う電線の異常
過熱からの保護を図るため、送電線路に設置した電力用
電流変成器（ＣＴ）の２次出力により通電電流が検出さ
れる。そして、通電電流が所定のしきい値に達したとき
に、電流継電器を作動し、遮断器の開放トリップ等によ
り送電を停止する。
架空送電線路の場合、送電電流の増大に伴う電線の異常
過熱からの保護を図るため、送電線路に設置した電力用
電流変成器（ＣＴ）の２次出力により通電電流が検出さ
れる。そして、通電電流が所定のしきい値に達したとき
に、電流継電器を作動し、遮断器の開放トリップ等によ
り送電を停止する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の電線路の温
度監視方法の場合、電線路の通電電流を検出するのみで
あり、実際には電線路の温度を検出することができず、
その現実的な熱的運用状態を監視することができない問
題点がある。
度監視方法の場合、電線路の通電電流を検出するのみで
あり、実際には電線路の温度を検出することができず、
その現実的な熱的運用状態を監視することができない問
題点がある。
【０００５】また、送電停止の基準値となる前記所定の
しきい値は予め設定された一定値であり、その大きさは
保護を確実に行うため、気温が予測される最高温度であ
るとし、その温度にかなりの設計余裕を見込んで設定さ
れる。
しきい値は予め設定された一定値であり、その大きさは
保護を確実に行うため、気温が予測される最高温度であ
るとし、その温度にかなりの設計余裕を見込んで設定さ
れる。
【０００６】この場合、前記予測される最高温度が一般
に４０℃程度とされるため、冬期の電気暖房器等による
電力需要が増える時間帯の気温が予測される最高温度よ
り十分低い５℃であれば、電線路の熱的運用条件から
は、通電電流量が気温差（４０−５＝）３５℃に相当す
る量さらに増大するまで異常過熱なく安全に送電が行え
るにもかかわらず、それ以前に送電が停止する。
に４０℃程度とされるため、冬期の電気暖房器等による
電力需要が増える時間帯の気温が予測される最高温度よ
り十分低い５℃であれば、電線路の熱的運用条件から
は、通電電流量が気温差（４０−５＝）３５℃に相当す
る量さらに増大するまで異常過熱なく安全に送電が行え
るにもかかわらず、それ以前に送電が停止する。
【０００７】そして、電線路が例えば硬銅より線ＨＤＣ
Ｃ１００mm2 又は鋼心アルミより線ＡＣＳＲ１６０mm2
の架空送電線路であれば、前記気温差３５℃に相当する
送電電流量は送電可能な最大電流量の２割増にも達する
のに対し、送電効率が大きく低下している問題点もあ
る。なお、送電可能な最大電流量は気温だけでなく、日
射や風雨等の種々の気象条件によっても変化する。
Ｃ１００mm2 又は鋼心アルミより線ＡＣＳＲ１６０mm2
の架空送電線路であれば、前記気温差３５℃に相当する
送電電流量は送電可能な最大電流量の２割増にも達する
のに対し、送電効率が大きく低下している問題点もあ
る。なお、送電可能な最大電流量は気温だけでなく、日
射や風雨等の種々の気象条件によっても変化する。
【０００８】本発明は、少なくとも過電流による異常過
熱の発生時には通電に伴う電線内部の発生熱量が気象条
件に伴う電線表面の発生熱量より大きくなることに着目
し、とくに熱伝導率が小さく電線内部と電線表面とに温
度差が生じるより線構造の電線路において、電線表面の
温度を実測してその電線温度そのものを監視することを
目的とする。
熱の発生時には通電に伴う電線内部の発生熱量が気象条
件に伴う電線表面の発生熱量より大きくなることに着目
し、とくに熱伝導率が小さく電線内部と電線表面とに温
度差が生じるより線構造の電線路において、電線表面の
温度を実測してその電線温度そのものを監視することを
目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明の電線路の温度監視方法においては、ま
ず、電線路の温度の監視を実際の気象条件を考慮して高
い精度で行う請求項１の場合、監視線路の通電電流の検
出値から求めたｎ時（今回）の監視線路の電線内部の発
生熱量に監視線路の熱比抵抗及び温度変化の時間の指数
関数式を乗算して電線内部の発生熱量に基づく電線内部
の温度上昇を求め、 ｎ−１時（前回）の電線内部の推定
温度にｎ時の電線内部の温度上昇を加算することをくり
返して監視線路の各時刻の電線内部温度の推定値を求
め、基準日射強度での監視線路の電線表面の発生数量に
ｎ時の日射強度の検出値と基準日射強度との比の補正指
数を乗算して求めた熱量から、ｎ−１時の電線表面の推
定発生熱量を減算して日射強度に基づくｎ時の電線表面
の発生熱量を求め、 該発生熱量に風雨，気温等による補
正関数式を乗算して日射強度，気温等の監視線路の周囲
の気象条件に基づくｎ時の監視線路の電線表面の発生熱
量を求め、 ｎ時の監視線路の電線表面の発生熱量に熱抵
抗比及び温度変化の時間の指数関数式を乗算して監視線
路の電線表面の発生熱量に基づく電線表面の温度上昇を
求め、 ｎ−１時の電線表面の推定温度にｎ時の電線表面
の温度上昇を加算することをくり返して監視線路の各時
刻の電線表面温度の推定値を求め、両推定値の差から各
時刻の監視線路の電線内部と電線表面との温度差を求
め、監視線路の電線表面温度の実測値に温度差を加算し
て監視線路の温度を監視するものである。また、請求項
２の場合、監視線路の通電電流から求めた監視線路の電
線内部の発生熱量Ｑｉ n に基づき、つぎの式の演算から
電線内部温度の推定値θｉ n を求め、 θｉ n ＝Ｑｉ n ・Ｒｈ・［１−ｅｘｐ｛−（ｔ n −ｔ n-1 ）
／Ｔｉ｝］＋θｉ n-1 ｔ n ，ｔ n-1 ：ｎ時、ｎ−１時の演算時刻 Ｑｉ n ：ｎ時の電線内部発生熱量 θｉ n ，θｉ n-1 ：ｎ時、ｎ−１時の内部温度 Ｒｈ：熱比抵抗 Ｔｉ：内部温度変化時定数 日射強度，気温等の前記監視線路の周囲の気象条件に基
づき、つぎの式の演算から監視線路の電線表面の発生熱
量Ｑｓ n を求め、 Ｑｓ n ＝［Ｑｓ MAX ・（Ｓｎ／Ｓ MAX ） Ks −Ｑｓ n-1 ］・
ｆ 1 （Ｗｎ，Ｒｎ，θ A ） Ｑｓ n ，Ｑｓ n-1 ：ｎ時，ｎ−１時の電線表面の発生熱量 Ｓｎ：ｎ時の日射強度 Ｓ MAX ：基準日射強度 Ｑｓ MAX ：基準日射強度での電線表面の発生熱量 Ｋｓ：表面発生熱量補正指数 ｆ 1 ：補正関数式であり、式中のＷｎはｎ時の風速，Ｒ
ｎはｎ時の感雨レベル，θ A は気温 発生熱量Ｑｓ n に基づき、つぎの式の演算から監視線路
の電線表面温度の推定値θｓ n を求め、 θｓ n ＝Ｑｓ n ・Ｒｈ・［１−ｅｘｐ｛−（ｔ n −ｔ n-1 ）
／Ｔｓ n ｝］＋θｓ n-1 Ｑｓ n ，ｓ n-1 ：ｎ時，ｎ−１時の表面温度 Ｔｓ n ：ｎ時の表面温度変化時定数であり、Ｔｓ n ＝Ｔｓ
・ｆ 2 （Ｗｎ，Ｒｎ，θａ）の演算から求まり、Ｔｓは
基準温度変化時定数，ｆ 2 は風雨，気温等による補正関
数式 両推定値θｉ n ，θｓ n の差から各時刻の監視線路の
電線内部と電線表面との温度差を求め、 監視線路の電線
表面温度の実測値に温度差を加算して監視線路の温度を
監視するものである。
めに、本発明の電線路の温度監視方法においては、ま
ず、電線路の温度の監視を実際の気象条件を考慮して高
い精度で行う請求項１の場合、監視線路の通電電流の検
出値から求めたｎ時（今回）の監視線路の電線内部の発
生熱量に監視線路の熱比抵抗及び温度変化の時間の指数
関数式を乗算して電線内部の発生熱量に基づく電線内部
の温度上昇を求め、 ｎ−１時（前回）の電線内部の推定
温度にｎ時の電線内部の温度上昇を加算することをくり
返して監視線路の各時刻の電線内部温度の推定値を求
め、基準日射強度での監視線路の電線表面の発生数量に
ｎ時の日射強度の検出値と基準日射強度との比の補正指
数を乗算して求めた熱量から、ｎ−１時の電線表面の推
定発生熱量を減算して日射強度に基づくｎ時の電線表面
の発生熱量を求め、 該発生熱量に風雨，気温等による補
正関数式を乗算して日射強度，気温等の監視線路の周囲
の気象条件に基づくｎ時の監視線路の電線表面の発生熱
量を求め、 ｎ時の監視線路の電線表面の発生熱量に熱抵
抗比及び温度変化の時間の指数関数式を乗算して監視線
路の電線表面の発生熱量に基づく電線表面の温度上昇を
求め、 ｎ−１時の電線表面の推定温度にｎ時の電線表面
の温度上昇を加算することをくり返して監視線路の各時
刻の電線表面温度の推定値を求め、両推定値の差から各
時刻の監視線路の電線内部と電線表面との温度差を求
め、監視線路の電線表面温度の実測値に温度差を加算し
て監視線路の温度を監視するものである。また、請求項
２の場合、監視線路の通電電流から求めた監視線路の電
線内部の発生熱量Ｑｉ n に基づき、つぎの式の演算から
電線内部温度の推定値θｉ n を求め、 θｉ n ＝Ｑｉ n ・Ｒｈ・［１−ｅｘｐ｛−（ｔ n −ｔ n-1 ）
／Ｔｉ｝］＋θｉ n-1 ｔ n ，ｔ n-1 ：ｎ時、ｎ−１時の演算時刻 Ｑｉ n ：ｎ時の電線内部発生熱量 θｉ n ，θｉ n-1 ：ｎ時、ｎ−１時の内部温度 Ｒｈ：熱比抵抗 Ｔｉ：内部温度変化時定数 日射強度，気温等の前記監視線路の周囲の気象条件に基
づき、つぎの式の演算から監視線路の電線表面の発生熱
量Ｑｓ n を求め、 Ｑｓ n ＝［Ｑｓ MAX ・（Ｓｎ／Ｓ MAX ） Ks −Ｑｓ n-1 ］・
ｆ 1 （Ｗｎ，Ｒｎ，θ A ） Ｑｓ n ，Ｑｓ n-1 ：ｎ時，ｎ−１時の電線表面の発生熱量 Ｓｎ：ｎ時の日射強度 Ｓ MAX ：基準日射強度 Ｑｓ MAX ：基準日射強度での電線表面の発生熱量 Ｋｓ：表面発生熱量補正指数 ｆ 1 ：補正関数式であり、式中のＷｎはｎ時の風速，Ｒ
ｎはｎ時の感雨レベル，θ A は気温 発生熱量Ｑｓ n に基づき、つぎの式の演算から監視線路
の電線表面温度の推定値θｓ n を求め、 θｓ n ＝Ｑｓ n ・Ｒｈ・［１−ｅｘｐ｛−（ｔ n −ｔ n-1 ）
／Ｔｓ n ｝］＋θｓ n-1 Ｑｓ n ，ｓ n-1 ：ｎ時，ｎ−１時の表面温度 Ｔｓ n ：ｎ時の表面温度変化時定数であり、Ｔｓ n ＝Ｔｓ
・ｆ 2 （Ｗｎ，Ｒｎ，θａ）の演算から求まり、Ｔｓは
基準温度変化時定数，ｆ 2 は風雨，気温等による補正関
数式 両推定値θｉ n ，θｓ n の差から各時刻の監視線路の
電線内部と電線表面との温度差を求め、 監視線路の電線
表面温度の実測値に温度差を加算して監視線路の温度を
監視するものである。
【００１０】つぎに、電線路の温度の監視をより簡便な
方法で行う請求項３の場合は、監視線路の電線表面温度
の推定値を、監視線路の周囲の気象条件の検出値から演
算して求める代わりに、所定値に設定する。
方法で行う請求項３の場合は、監視線路の電線表面温度
の推定値を、監視線路の周囲の気象条件の検出値から演
算して求める代わりに、所定値に設定する。
【００１１】
【作用】前記のように構成された本発明の電線路の温度
監視方法の場合、監視線路の通電電流からその電線内部
の温度が演算によって推定される。また、気象条件の実
測結果から監視線路の電線表面の温度が演算によって推
定される。
監視方法の場合、監視線路の通電電流からその電線内部
の温度が演算によって推定される。また、気象条件の実
測結果から監視線路の電線表面の温度が演算によって推
定される。
【００１２】そして、電線表面の実測温度に電線内部の
温度と電線表面の温度との温度差が加算され、この加算
により電線表面の実測温度に通電電流に基づく温度上昇
分が気象条件による補正を施して加算される。
温度と電線表面の温度との温度差が加算され、この加算
により電線表面の実測温度に通電電流に基づく温度上昇
分が気象条件による補正を施して加算される。
【００１３】このとき、監視線路がより線構造の電線路
であれば、その電線内部と電線表面とに発生熱量の差に
基づく温度差が生じ、過電流に伴う異常過熱が発生する
ときは、電線内部の発生熱量が電線表面の発生熱量より
大きくなり、電線表面の実測温度に前記温度差を加算し
た温度からその電線温度が求まる。
であれば、その電線内部と電線表面とに発生熱量の差に
基づく温度差が生じ、過電流に伴う異常過熱が発生する
ときは、電線内部の発生熱量が電線表面の発生熱量より
大きくなり、電線表面の実測温度に前記温度差を加算し
た温度からその電線温度が求まる。
【００１４】そして、この電線温度に気象条件の補正が
加えられるため、前記異常過熱の発生時の監視線路の温
度そのものが実際の気象条件を考慮して高い精度で監視
される。
加えられるため、前記異常過熱の発生時の監視線路の温
度そのものが実際の気象条件を考慮して高い精度で監視
される。
【００１５】つぎに、監視線路の電線表面の温度を所定
値に設定した場合は、この電線表面の温度の実測及び推
定演算が省け、電線路の温度がより簡便に監視される。
値に設定した場合は、この電線表面の温度の実測及び推
定演算が省け、電線路の温度がより簡便に監視される。
【００１６】
【実施例】実施例について、図１ないし図７を参照して
説明する。図２は変電所設備を示し、同図において、１
ａ，１ｂは２基の２系統の送り変電所（送りＡ変電所，
送りＢ変電所）、２は変電所１ａ，１ｂの負荷側の２次
変電所であり、変電所１ａ，１ｂから送電されたそれぞ
れ２系統の電力を受電し、複数の変圧器３を介して各負
荷側系統に配電する。
説明する。図２は変電所設備を示し、同図において、１
ａ，１ｂは２基の２系統の送り変電所（送りＡ変電所，
送りＢ変電所）、２は変電所１ａ，１ｂの負荷側の２次
変電所であり、変電所１ａ，１ｂから送電されたそれぞ
れ２系統の電力を受電し、複数の変圧器３を介して各負
荷側系統に配電する。
【００１７】４は変電所１ａ，１ｂの複数の遮断器、５
は変電所２の各所の開閉装置、６は変電所２の各所の計
器用変流器である。
は変電所２の各所の開閉装置、６は変電所２の各所の計
器用変流器である。
【００１８】７は気温，日射等の気象条件の各種検出セ
ンサが設けられた気象観測装置、８は監視制御装置であ
り、変電所２内の送電電流情報としての所要の計器用変
流器６の通電電流の検出情報，各負荷電流情報としての
所要の計器用変流器６の通電電流の検出情報及び気象観
測装置７の検出情報がそれぞれの信号入力部９に供給さ
れる。
ンサが設けられた気象観測装置、８は監視制御装置であ
り、変電所２内の送電電流情報としての所要の計器用変
流器６の通電電流の検出情報，各負荷電流情報としての
所要の計器用変流器６の通電電流の検出情報及び気象観
測装置７の検出情報がそれぞれの信号入力部９に供給さ
れる。
【００１９】なお、各信号入力部９はそれぞれ入力チャ
ンネル毎に絶縁アンプ１０，ノイズ除去用のローパスフ
ィルタ１１の直列回路が設けられている。
ンネル毎に絶縁アンプ１０，ノイズ除去用のローパスフ
ィルタ１１の直列回路が設けられている。
【００２０】１２は各信号入力部９の出力を選択するマ
ルチプレクサ、１３はマルチプレクサ１２の出力をデジ
タル化するＡ／Ｄ変換器、１４はＡ／Ｄ変換器１３の出
力が与えられるマイクロコンピュータ、１５はコンピュ
ータ１４に接続された操作・設定パネルであり、テンキ
ー等の各種の操作キーを有する。
ルチプレクサ、１３はマルチプレクサ１２の出力をデジ
タル化するＡ／Ｄ変換器、１４はＡ／Ｄ変換器１３の出
力が与えられるマイクロコンピュータ、１５はコンピュ
ータ１４に接続された操作・設定パネルであり、テンキ
ー等の各種の操作キーを有する。
【００２１】１６はコンピュータ１４に接続された負荷
制御接点出力部であり、監視線路の異常過熱の発生時に
所要の系統の開閉装置５を開放トリップして当該系統の
送電を停止する。１７，１８はコンピュータ１４に接続
された状態表示部，記録プリンタである。
制御接点出力部であり、監視線路の異常過熱の発生時に
所要の系統の開閉装置５を開放トリップして当該系統の
送電を停止する。１７，１８はコンピュータ１４に接続
された状態表示部，記録プリンタである。
【００２２】１９はＧＰＩＢ２０を介してコンピュータ
１４に接続されたコンピュータ構成の監視結果の処理装
置であり、コンピュータ１４の監視，制御の各種データ
の保存，加工等を行う。なお、コンピュータ１４には図
示省略された望遠温度計等の赤外線放射温度計測器もマ
ルチプレクサ１２，Ａ／Ｄ変換器１３等を介して接続さ
れている。
１４に接続されたコンピュータ構成の監視結果の処理装
置であり、コンピュータ１４の監視，制御の各種データ
の保存，加工等を行う。なお、コンピュータ１４には図
示省略された望遠温度計等の赤外線放射温度計測器もマ
ルチプレクサ１２，Ａ／Ｄ変換器１３等を介して接続さ
れている。
【００２３】そして、例えば変電所２の架空送電線路構
成の母線を監視線路とすると、この電線路の表面温度が
前記赤外線放射温度計測器により非接触で実際に計測さ
れ、その実測値のデータがマルチプレクサ１２，Ａ／Ｄ
変換器１３を介してコンピュータ１４に伝送される。
成の母線を監視線路とすると、この電線路の表面温度が
前記赤外線放射温度計測器により非接触で実際に計測さ
れ、その実測値のデータがマルチプレクサ１２，Ａ／Ｄ
変換器１３を介してコンピュータ１４に伝送される。
【００２４】また、各計器用変流器６の電流検出に基づ
く監視対象線路の通電電流の検出データ及び気象観測装
置７の気温，日射強度等の気象条件の各観測データもマ
ルチプレクサ１２，Ａ／Ｄ変換器１３を介してコンピュ
ータ１４に伝送される。
く監視対象線路の通電電流の検出データ及び気象観測装
置７の気温，日射強度等の気象条件の各観測データもマ
ルチプレクサ１２，Ａ／Ｄ変換器１３を介してコンピュ
ータ１４に伝送される。
【００２５】さらに、コンピュータ１４は各データに基
づいて監視線路の電線温度を常監視し、当該線路の過電
流の異常過熱の発生時に所要の開閉装置５の開放等の制
御を行う。つぎに、コンピュータ１４の処理について説
明する。まず、電線温度の検出原理を説明する。
づいて監視線路の電線温度を常監視し、当該線路の過電
流の異常過熱の発生時に所要の開閉装置５の開放等の制
御を行う。つぎに、コンピュータ１４の処理について説
明する。まず、電線温度の検出原理を説明する。
【００２６】監視線路が架空送電線路等のより線構造の
電線路の場合、実験によると、その熱伝導率λ［Ｗ／cm
・℃］は同じ材質の中実導体路の１／１０００〜１／５
００と小さく、熱オーム（熱比抵抗）Ｒｈ［℃／Ｗ］は
中実導体路の５００〜１０００倍になる。
電線路の場合、実験によると、その熱伝導率λ［Ｗ／cm
・℃］は同じ材質の中実導体路の１／１０００〜１／５
００と小さく、熱オーム（熱比抵抗）Ｒｈ［℃／Ｗ］は
中実導体路の５００〜１０００倍になる。
【００２７】そのため、この種より線構造の電線路は、
通電による電線内部の単位長さ当りの発生熱量Ｑｉ［Ｗ
／cm］と、日射による輻射熱等に基づく電線表面の単位
長さ当りの発生熱量Ｑｓ［Ｗ／cm］とに差があれば、熱
流ｑ［Ｗ］が前記熱比抵抗Ｒｈを介して電線内部から電
線表面又はその逆に流れる。
通電による電線内部の単位長さ当りの発生熱量Ｑｉ［Ｗ
／cm］と、日射による輻射熱等に基づく電線表面の単位
長さ当りの発生熱量Ｑｓ［Ｗ／cm］とに差があれば、熱
流ｑ［Ｗ］が前記熱比抵抗Ｒｈを介して電線内部から電
線表面又はその逆に流れる。
【００２８】この熱流により電線内部と電線表面とに温
度θ［℃］の差が生じ、この温度差は発生熱量Ｑｉ，Ｑ
ｓの差に比例する。
度θ［℃］の差が生じ、この温度差は発生熱量Ｑｉ，Ｑ
ｓの差に比例する。
【００２９】そして、発生熱量Ｑｉ，Ｑｓに基づく温度
θの差を電気回路の電位に対応した“熱電位”とすれ
ば、熱流ｑ，熱比抵抗Ｒｈは電気回路の電流，抵抗に対
応し、θ＝ｑ・Ｒｈの関係があり、これらの諸量θ，
ｑ，Ｒｈを電気回路の諸量と同様に扱って熱量演算が行
える。
θの差を電気回路の電位に対応した“熱電位”とすれ
ば、熱流ｑ，熱比抵抗Ｒｈは電気回路の電流，抵抗に対
応し、θ＝ｑ・Ｒｈの関係があり、これらの諸量θ，
ｑ，Ｒｈを電気回路の諸量と同様に扱って熱量演算が行
える。
【００３０】さらに、発生熱量Ｑｉ，Ｑｓは、論理的に
は、つぎの数１の式の演算から求まる。ただし、発生熱
量Ｑｓは輻射熱量に対する風雨等の他の気象条件の影響
を無視したものである。
は、つぎの数１の式の演算から求まる。ただし、発生熱
量Ｑｓは輻射熱量に対する風雨等の他の気象条件の影響
を無視したものである。
【００３１】［数１］ Ｑｉ＝Ｉ2 ・Ｒｄｃ・１０-5・｛１＋α（Ｔmax −２
０）｝ Ｑｓ＝η・Ｗｓ・Ｄ なお、式中の各パラメータＩ，Ｒｄｃ，…はつぎの各値
を示す。Ｉは通電電流［Ａ］，Ｒｄｃは２０℃における
電気抵抗［Ω／km］，αは抵抗温度係数［℃-1］，Ｔ
max は最高周囲温度（最高気温）（４０）［℃］，ηは
表面輻射係数比（０．９），Ｗｓは日射強度［Ｗ／cm
2 ］，Ｄは電線外径［cm］ そして、例えばアルミ合金より線ＡＣＳＲ８０mm2 の場
合、数１の式の演算に基づく発生熱量Ｑｉ，Ｑｓは図
３，図４の特性を示す。
０）｝ Ｑｓ＝η・Ｗｓ・Ｄ なお、式中の各パラメータＩ，Ｒｄｃ，…はつぎの各値
を示す。Ｉは通電電流［Ａ］，Ｒｄｃは２０℃における
電気抵抗［Ω／km］，αは抵抗温度係数［℃-1］，Ｔ
max は最高周囲温度（最高気温）（４０）［℃］，ηは
表面輻射係数比（０．９），Ｗｓは日射強度［Ｗ／cm
2 ］，Ｄは電線外径［cm］ そして、例えばアルミ合金より線ＡＣＳＲ８０mm2 の場
合、数１の式の演算に基づく発生熱量Ｑｉ，Ｑｓは図
３，図４の特性を示す。
【００３２】この両図からも明らかなように、公称許容
電流（基準通電電流）の通電による発生熱量Ｑｉはほぼ
０．３［Ｗ／cm］であり、また、昼間の日射強度が例え
ば１［ｋＷ／ｍ2 ］（＝０．１［Ｗ／cm2 ］）と高いと
きの輻射熱による発生熱量Ｑｓはほぼ０．１［Ｗ／cm］
である。
電流（基準通電電流）の通電による発生熱量Ｑｉはほぼ
０．３［Ｗ／cm］であり、また、昼間の日射強度が例え
ば１［ｋＷ／ｍ2 ］（＝０．１［Ｗ／cm2 ］）と高いと
きの輻射熱による発生熱量Ｑｓはほぼ０．１［Ｗ／cm］
である。
【００３３】したがって、発生熱量Ｑｉ，Ｑｓに０．２
［Ｗ／cm］程度の差（Ｑｉ＞Ｑｓ）が生じ、この差によ
り電線内部の温度がその表面温度より高くなる。なお、
風雨等の他の気象条件の影響により発生熱量Ｑｓが小さ
くなるときは、電線内部と電線表面との温度差はさらに
拡大する。
［Ｗ／cm］程度の差（Ｑｉ＞Ｑｓ）が生じ、この差によ
り電線内部の温度がその表面温度より高くなる。なお、
風雨等の他の気象条件の影響により発生熱量Ｑｓが小さ
くなるときは、電線内部と電線表面との温度差はさらに
拡大する。
【００３４】また、前記のアルミ合金より線ＡＣＳＲ８
０mm2 の場合、風雨等の気象条件の影響を無視すると、
発生熱量Ｑｓ別の表面輻射熱量に対する内部発生熱量差
Ｑｄの特性は図５に示すようになる。
０mm2 の場合、風雨等の気象条件の影響を無視すると、
発生熱量Ｑｓ別の表面輻射熱量に対する内部発生熱量差
Ｑｄの特性は図５に示すようになる。
【００３５】なお、図５の特性曲線ａ，ｂ，ｃ，ｄ，
ｅ，ｆは発生熱量Ｑｓ［ｋＷ／ｍ2 ］が０，０．２，
０．４，０．６，０．８，１．０のときのものである。
ｅ，ｆは発生熱量Ｑｓ［ｋＷ／ｍ2 ］が０，０．２，
０．４，０．６，０．８，１．０のときのものである。
【００３６】すなわち、いわゆる中実導体路であれば熱
伝導率λが大きく、導体内部と導体表面との温度差が小
さいため、その温度（導体温度）は「（気温）＋（輻射
熱による表面上昇温度）＋（通電による内部上昇温
度）」から一義的に求まる。
伝導率λが大きく、導体内部と導体表面との温度差が小
さいため、その温度（導体温度）は「（気温）＋（輻射
熱による表面上昇温度）＋（通電による内部上昇温
度）」から一義的に求まる。
【００３７】一方、架空送電線路のようなより線構造の
電線路の場合は、前述したように熱伝導率λが小さく、
電線内部と電線表面との温度差が大きくなるため、その
いずれか高い方の温度を電線温度として監視する場合、
電線温度は「通電による発生熱量Ｑｉ＞輻射熱量（発生
熱量Ｑｓ）」であれば「（電線表面温度）＋（発生熱量
Ｑｉ，Ｑｓの差に相当する温度差）」から求まり、「通
電による発生熱量Ｑｉ〈輻射熱量（発生熱量Ｑｓ）」で
あれば「（気温）＋（輻射熱による電線表面温度上
昇）」から求まり、発生熱量Ｑｉ，Ｑｓの大小関係によ
って異なる。
電線路の場合は、前述したように熱伝導率λが小さく、
電線内部と電線表面との温度差が大きくなるため、その
いずれか高い方の温度を電線温度として監視する場合、
電線温度は「通電による発生熱量Ｑｉ＞輻射熱量（発生
熱量Ｑｓ）」であれば「（電線表面温度）＋（発生熱量
Ｑｉ，Ｑｓの差に相当する温度差）」から求まり、「通
電による発生熱量Ｑｉ〈輻射熱量（発生熱量Ｑｓ）」で
あれば「（気温）＋（輻射熱による電線表面温度上
昇）」から求まり、発生熱量Ｑｉ，Ｑｓの大小関係によ
って異なる。
【００３８】そして、前述したように発生熱量Ｑｉ，Ｑ
ｓが通常はＱｉ＞Ｑｓの関係を有するため、この種より
線構造の監視線路の電線温度は、「（電線表面温度）＋
（発生熱量Ｑｉ，Ｑｓの差に相当する温度差）」から求
めて検出することができる。
ｓが通常はＱｉ＞Ｑｓの関係を有するため、この種より
線構造の監視線路の電線温度は、「（電線表面温度）＋
（発生熱量Ｑｉ，Ｑｓの差に相当する温度差）」から求
めて検出することができる。
【００３９】これは、この種より線構造の電線路の場
合、その通電電流と気象条件（気象環境）との熱量バラ
ンスによりその電線内部の温度と電線表面の温度とに差
（温度差）が生じるため、赤外線放射温度計測器等によ
り電線表面の温度を非接触計測で実測しても、この実測
値のみからは本当の電線温度が検出できず、電線温度を
検出するためには発生熱量Ｑｉ，Ｑｓの差に相当する温
度を求める必要があることを意味する。
合、その通電電流と気象条件（気象環境）との熱量バラ
ンスによりその電線内部の温度と電線表面の温度とに差
（温度差）が生じるため、赤外線放射温度計測器等によ
り電線表面の温度を非接触計測で実測しても、この実測
値のみからは本当の電線温度が検出できず、電線温度を
検出するためには発生熱量Ｑｉ，Ｑｓの差に相当する温
度を求める必要があることを意味する。
【００４０】そして、電線の熱比抵抗Ｒｈは既知であ
り、通電電流，気象条件は各種センサにより検出するこ
とができるため、これらのセンサの検出値に基づき、数
１の式から発生熱量Ｑｉ，Ｑｓを演算によって推定し、
その差に相当する電線内部と電線表面との温度差を求
め、この温度差を前記実測値に加算すれば、実際に電線
温度を検出して監視することができる。
り、通電電流，気象条件は各種センサにより検出するこ
とができるため、これらのセンサの検出値に基づき、数
１の式から発生熱量Ｑｉ，Ｑｓを演算によって推定し、
その差に相当する電線内部と電線表面との温度差を求
め、この温度差を前記実測値に加算すれば、実際に電線
温度を検出して監視することができる。
【００４１】つぎに、電線内部及び電線表面の発生熱
量，温度の推定方法を説明する。一般に、単位時間ｄｔ
に物体内に発生する熱量（発生熱量）は、物体温度を単
位温度ｄθだけ上昇させる熱量と外部に放出される熱量
との和になり、物体の温度の時間変化は、単位時間内に
物体内で発生する熱量（発生熱量）Ｑ［ＫＷ］，物体の
熱容量Ｃ［ＫＷ秒／℃］及び熱放散係数Ｈ［ＫＷ／℃］
をパラメータとし、温度をθ［℃］，経過時間をｔ
［秒］とすれば、つぎの数２の熱移動式で示される。
量，温度の推定方法を説明する。一般に、単位時間ｄｔ
に物体内に発生する熱量（発生熱量）は、物体温度を単
位温度ｄθだけ上昇させる熱量と外部に放出される熱量
との和になり、物体の温度の時間変化は、単位時間内に
物体内で発生する熱量（発生熱量）Ｑ［ＫＷ］，物体の
熱容量Ｃ［ＫＷ秒／℃］及び熱放散係数Ｈ［ＫＷ／℃］
をパラメータとし、温度をθ［℃］，経過時間をｔ
［秒］とすれば、つぎの数２の熱移動式で示される。
【００４２】［数２］ Ｑ・ｄｔ＝Ｃ・ｄθ＋Ｈ・θ・ｄｔ そして、熱放散係数Ｈは熱比抵抗Ｒｈに相当し、数２の
熱移動式はつぎのようにして解くことができる。
熱移動式はつぎのようにして解くことができる。
【００４３】まず、発生熱量Ｑによる加熱時は、数２の
熱移動式が図６の加熱時の等価回路に基づき、つぎの数
３の式で表わされる。
熱移動式が図６の加熱時の等価回路に基づき、つぎの数
３の式で表わされる。
【００４４】［数３］ Ｃ・（ｄθ／ｄｔ）＋Ｈ・θ＝Ｑ この数３の式の一般解θは、θ＝θc ＋θt （θc は定
常項，θt は過渡項）で示される そして、定常項θc は、ｄθ＝ｄθc ＝０のときの熱移
動式から求まり、つぎの数４の式の上昇飽和温度に相当
する。
常項，θt は過渡項）で示される そして、定常項θc は、ｄθ＝ｄθc ＝０のときの熱移
動式から求まり、つぎの数４の式の上昇飽和温度に相当
する。
【００４５】［数４］ θc ＝Ｑ／Ｈ また、過渡項θｔは図７の放熱時の等価回路に基づき、
Ｑ＝０のときのつぎの数５の熱移動式から求まる。
Ｑ＝０のときのつぎの数５の熱移動式から求まる。
【００４６】［数５］ Ｃ・（ｄθt ／ｄｔ）＋Ｈ・θt ＝０ そして、この数５の式からつぎの数６の式が得られる。
【００４７】［数６］ ∫ｄθt ／θt ＝−（Ｈ／Ｃ）・∫ｄｔ さらに、この数６の式に基づき、つぎの数７の式が得ら
れる。なお、式中のαは定数である。
れる。なお、式中のαは定数である。
【００４８】［数７］ Ｌｏｇθt ＝−（Ｈ／Ｃ）・ｔ＋α この数７の式において、ｅのα乗をＡとし、Ｃ／Ｈ＝Ｔ
とすれば、つぎの数８の式が過渡項Ｑt の式として求ま
る。
とすれば、つぎの数８の式が過渡項Ｑt の式として求ま
る。
【００４９】［数８］ θt ＝Ａ・ｅ-t/T そして、数４，数８の２式に基づき、数２の式の一般解
θはつぎの数９の式で示される。
θはつぎの数９の式で示される。
【００５０】［数９］ θ＝Ｑ／Ｈ＋Ａ・ｅ-t/T また、数２の熱移動式の初期条件は、数９の式におい
て、ｔ＝０のときθ＝０として求まり、つぎの数１０の
式が初期条件の式になる。
て、ｔ＝０のときθ＝０として求まり、つぎの数１０の
式が初期条件の式になる。
【００５１】［数１０］ Ａ＝−Ｑ／Ｈ そして、Ｑ／Ｈ＝θmax とすれば、一般解θはつぎの数
１１の式で示される。
１１の式で示される。
【００５２】［数１１］ θ＝θmax ・（１−ｅ-t/T） この数１１の式からも明らかなように、物体の温度θは
その上昇飽和温度θma x （＝Ｑ／Ｈ），時定数Ｔ（＝Ｃ
／Ｈ）を定数とする関数式にしたがい時間ｔに対して指
数関数的に変化する。
その上昇飽和温度θma x （＝Ｑ／Ｈ），時定数Ｔ（＝Ｃ
／Ｈ）を定数とする関数式にしたがい時間ｔに対して指
数関数的に変化する。
【００５３】そして、より線構造の電線路の温度もその
熱量変化により、数１１の式の指数関数特性にしたがっ
て一定の時定数で追従変化する。この時定数はそれ程長
いものではなく、理論上は５〜３０分程度であり、電線
路の温度を常監視するときは、この特性を把握しておく
必要がある。
熱量変化により、数１１の式の指数関数特性にしたがっ
て一定の時定数で追従変化する。この時定数はそれ程長
いものではなく、理論上は５〜３０分程度であり、電線
路の温度を常監視するときは、この特性を把握しておく
必要がある。
【００５４】ところで、架空送電線路等の送電線路にお
いては、その電線温度を、つぎの「論理式演算」又は
「近似式演算」から求めて推定することができる。
いては、その電線温度を、つぎの「論理式演算」又は
「近似式演算」から求めて推定することができる。
【００５５】まず、送電線メーカの電線便覧等の文献に
よると、送電線温度は前記数２の熱移動式（微分方程
式）により求められ、式中のパラメータである発生熱量
Ｑ，熱容量Ｃ及び熱放散係数Ｈは、電線の種類，サイズ
毎のつぎの数１２の各演算式で決定される。
よると、送電線温度は前記数２の熱移動式（微分方程
式）により求められ、式中のパラメータである発生熱量
Ｑ，熱容量Ｃ及び熱放散係数Ｈは、電線の種類，サイズ
毎のつぎの数１２の各演算式で決定される。
【００５６】［数１２］ 単位長さ当りの発生熱量Ｑ［Ｗ／cm］ ：Ｑ＝Ｉ2 ・Ｒac（θ＋Ｔ）・１０-5＋η・Ｗs ・Ｄ 単位長さ当りの熱容量Ｃ［Ｊ／℃・cm］ ：Ｃ＝Ｇ・ｃ・Ａ・１０-2（１＋τ） 単位長さ当りの熱放散係数Ｈ［Ｗ／℃・cm］ ：Ｈ＝π・Ｄ・（ｈw ＋η・ｈr ） なお、式中の各パラメータＩ，θ，…はつぎの各値を示
す。
す。
【００５７】Ｉは通電電流［Ａ］，θは電線温度
［℃］，Ｔは周囲温度［℃］，Ｒac（θ＋Ｔ）は（θ＋
Ｔ）℃における交流電気抵抗［Ω／km］であり、電線諸
元と経験定数による演算値である。
［℃］，Ｔは周囲温度［℃］，Ｒac（θ＋Ｔ）は（θ＋
Ｔ）℃における交流電気抵抗［Ω／km］であり、電線諸
元と経験定数による演算値である。
【００５８】ηは電線表面放射率，Ｗs は日射強度［Ｗ
／cm2 ］，Ｄは電線外径［cm］，Ｇは電線の密度［ｇ／
cm3 ］，ｃは電線の比熱［Ｊ／cm・℃］，Ａは電線の断
面積［mm2 ］，τは電線のより込率，ｈw は単位面積当
りの対流熱放散係数［Ｊ／℃・cm2 ］，ｈr は単位面積
当りの放射熱放散係数［Ｊ／℃・cm2 ］であり、係数ｈ
w ，ｈr はいずれも風速，θ，Ｔ，Ｄ及び経験定数によ
る演算値から求まる。
／cm2 ］，Ｄは電線外径［cm］，Ｇは電線の密度［ｇ／
cm3 ］，ｃは電線の比熱［Ｊ／cm・℃］，Ａは電線の断
面積［mm2 ］，τは電線のより込率，ｈw は単位面積当
りの対流熱放散係数［Ｊ／℃・cm2 ］，ｈr は単位面積
当りの放射熱放散係数［Ｊ／℃・cm2 ］であり、係数ｈ
w ，ｈr はいずれも風速，θ，Ｔ，Ｄ及び経験定数によ
る演算値から求まる。
【００５９】そして、式中のＩ2 ・Ｒac（θ＋Ｔ）・１
０-5の項は通電電流に基づく発生熱量Ｑｉであり、η・
Ｗs ・Ｄの項は日射に基づく発生熱量Ｑｓである。ま
た、式中のＧ・ｃ・Ａ・１０-2（１＋τ）は電線種類及
びそのサイズ別の固定値であり、π・Ｄ・（ｈw ＋η・
ｈr ）は風速によって変わる値である。
０-5の項は通電電流に基づく発生熱量Ｑｉであり、η・
Ｗs ・Ｄの項は日射に基づく発生熱量Ｑｓである。ま
た、式中のＧ・ｃ・Ａ・１０-2（１＋τ）は電線種類及
びそのサイズ別の固定値であり、π・Ｄ・（ｈw ＋η・
ｈr ）は風速によって変わる値である。
【００６０】そして、「論理式演算」の場合は、その時
々の変数要素を含んだ数１２の式の各値θ，Ｃ，Ｈを、
このまま数２の熱移動式に代入し、その高次の微分方程
式を解く温度演算により、電線温度が予測演算されて求
められる。
々の変数要素を含んだ数１２の式の各値θ，Ｃ，Ｈを、
このまま数２の熱移動式に代入し、その高次の微分方程
式を解く温度演算により、電線温度が予測演算されて求
められる。
【００６１】また、「近似式演算」の場合は、数１２の
式のパラメータを、通電電流は電線の連続許容電流で一
定，（θ＋Ｔ）は電線の最高許容温度で一定とする等し
て固定値として扱い、この条件を数２の熱移動式の解に
代入し、単なる指数関数の温度演算により、電線温度が
予測演算されて求められ、この場合、「論理式演算」よ
り演算が容易である。
式のパラメータを、通電電流は電線の連続許容電流で一
定，（θ＋Ｔ）は電線の最高許容温度で一定とする等し
て固定値として扱い、この条件を数２の熱移動式の解に
代入し、単なる指数関数の温度演算により、電線温度が
予測演算されて求められ、この場合、「論理式演算」よ
り演算が容易である。
【００６２】そして、この温度監視においては、通電電
流に基づく電線路の温度上昇と気象条件に基づく電線路
の温度上昇とを個別に推定すればよいため、発生熱量Ｑ
ｉ，Ｑｓそれぞれの変化をそのまま温度変化とみなし、
前記「近似式演算」に基づく指数関数の温度演算から電
線内部の発生熱量Ｑｉ，推定温度θｉ［℃］及び電線表
面の発生熱量Ｑｓ，推定温度θｓ［℃］を個別に演算し
て求める。
流に基づく電線路の温度上昇と気象条件に基づく電線路
の温度上昇とを個別に推定すればよいため、発生熱量Ｑ
ｉ，Ｑｓそれぞれの変化をそのまま温度変化とみなし、
前記「近似式演算」に基づく指数関数の温度演算から電
線内部の発生熱量Ｑｉ，推定温度θｉ［℃］及び電線表
面の発生熱量Ｑｓ，推定温度θｓ［℃］を個別に演算し
て求める。
【００６３】すなわち、各時刻の電線内部の発生熱量Ｑ
ｉ（＝Ｑｉn ），推定温度θｉ（＝θｉn ）は、つぎの
数１３の２式から求める。
ｉ（＝Ｑｉn ），推定温度θｉ（＝θｉn ）は、つぎの
数１３の２式から求める。
【００６４】［数１３］ Ｑｉn＝ＱｉMAX・（Ｉn／ＩMAX）Ki−Ｑｉn-1 θｉn＝Ｑｉn・Ｒｈ・［１−ｅｘｐ｛−（ｔn−ｔn-1）
／Ｔｉ｝］＋θｉn-1
／Ｔｉ｝］＋θｉn-1
【００６５】なお、式中の各パラメータｔn ，ｔn-1 ，
…はつぎの各値である。ｔn ，ｔn-1 はｎ時、ｎ−１時
（ｎ時の一回前）の演算時刻［分］，Ｑｉn ，Ｑｉn-1
はｎ時、ｎ−１時の電線内部発生熱量［Ｗ］，θｉn ，
θｉn-1 はｎ時、ｎ−１時の内部温度［℃］，Ｉn はｎ
時の通電電流［Ａ］である。
…はつぎの各値である。ｔn ，ｔn-1 はｎ時、ｎ−１時
（ｎ時の一回前）の演算時刻［分］，Ｑｉn ，Ｑｉn-1
はｎ時、ｎ−１時の電線内部発生熱量［Ｗ］，θｉn ，
θｉn-1 はｎ時、ｎ−１時の内部温度［℃］，Ｉn はｎ
時の通電電流［Ａ］である。
【００６６】また、ＩMAX は基準電流値（公称許容電流
値）［Ａ］，ＱｉMAX はＩMAX の通電時の電線内部発生
熱量飽和値［Ｗ］，Ｋｉは電流比による内部発生熱量飽
和値補正指数，Ｒｈは熱比抵抗［℃／Ｗ］，Ｔｉは内部
温度変化時定数［分］である。
値）［Ａ］，ＱｉMAX はＩMAX の通電時の電線内部発生
熱量飽和値［Ｗ］，Ｋｉは電流比による内部発生熱量飽
和値補正指数，Ｒｈは熱比抵抗［℃／Ｗ］，Ｔｉは内部
温度変化時定数［分］である。
【００６７】そして、これらのパラメータＩMAX ，Ｑｉ
MAX ，Ｋｉ，Ｒｈ，Ｔｉは電線の種類別の特性設定値で
あり、内部発生熱量Ｑｉによって定まる特性を把握して
設定される。
MAX ，Ｋｉ，Ｒｈ，Ｔｉは電線の種類別の特性設定値で
あり、内部発生熱量Ｑｉによって定まる特性を把握して
設定される。
【００６８】また、気温，日射強度，風速，感雨レベル
等の気象条件の観測値に基づき、風雨等による影響を補
正した各時刻の発生熱量Ｑｓ（＝Ｑｓn ）及び発生熱量
Ｑｉを零としたときの電線表面の推定温度θｓ（＝θｓ
n ）も数１３の式と同様のつぎの数１４の式から求め
る。
等の気象条件の観測値に基づき、風雨等による影響を補
正した各時刻の発生熱量Ｑｓ（＝Ｑｓn ）及び発生熱量
Ｑｉを零としたときの電線表面の推定温度θｓ（＝θｓ
n ）も数１３の式と同様のつぎの数１４の式から求め
る。
【００６９】［数１４］ Ｑｓn＝［ＱｓMAX・（Ｓｎ／ＳMAX）Ks−Ｑｓn-1］・ｆ
1（Ｗｎ，Ｒｎ，θA） θｓn＝Ｑｓn・Ｒｈ・［１−ｅｘｐ｛−（ｔn−ｔn-1）
／Ｔｓ n ｝］＋θｓn-1 なお、式中の各パラメータのうち数１３の式のパラメー
タと同一のものは同一の値であり、異なるものはつぎの
各値である。
1（Ｗｎ，Ｒｎ，θA） θｓn＝Ｑｓn・Ｒｈ・［１−ｅｘｐ｛−（ｔn−ｔn-1）
／Ｔｓ n ｝］＋θｓn-1 なお、式中の各パラメータのうち数１３の式のパラメー
タと同一のものは同一の値であり、異なるものはつぎの
各値である。
【００７０】Ｑｓn ，Ｑｓn-1 はｎ時，ｎ−１時の電線
表面発生熱量［Ｗ］，θｉ，θｉn- 1はｎ時，ｎ−１時
の表面温度［℃］，Ｓｎはｎ時の日射強度，ＳMAX は基
準日射強度，ＱｓMAX は基準日射強度での電線表面発生
熱量［Ｗ］，Ｋｓは日射比による表面発生熱量補正指
数，Ｔｓn はｎ時の表面温度変化時定数，Ｔｓは基準表
面温度変化時定数，ｆ1 は風雨，気温等による補正関数
式，Ｗｎはｎ時の風速，Ｒｎはｎ時の感雨レベル，θA
は気温である。また、時定数Ｔｓn は風雨等の影響を考
慮してつぎの数１５の式から求める。
表面発生熱量［Ｗ］，θｉ，θｉn- 1はｎ時，ｎ−１時
の表面温度［℃］，Ｓｎはｎ時の日射強度，ＳMAX は基
準日射強度，ＱｓMAX は基準日射強度での電線表面発生
熱量［Ｗ］，Ｋｓは日射比による表面発生熱量補正指
数，Ｔｓn はｎ時の表面温度変化時定数，Ｔｓは基準表
面温度変化時定数，ｆ1 は風雨，気温等による補正関数
式，Ｗｎはｎ時の風速，Ｒｎはｎ時の感雨レベル，θA
は気温である。また、時定数Ｔｓn は風雨等の影響を考
慮してつぎの数１５の式から求める。
【００７１】［数１５］ Ｔｓn ＝Ｔｓ・ｆ2 （Ｗｎ，Ｒｎ，θａ） なお、ｆ2 は風雨，気温等による補正関数である。そし
て、「論理式演算」の推定温度と「近似式演算」の推定
温度とにつき、「論理式演算」については例えば１分間
隔での４次のルンゲ・クッタ法を用いてシミュレーショ
ンして比較した結果、両推定温度に大差はなく、「近似
式演算」の簡便な演算で十分な精度が得られた。
て、「論理式演算」の推定温度と「近似式演算」の推定
温度とにつき、「論理式演算」については例えば１分間
隔での４次のルンゲ・クッタ法を用いてシミュレーショ
ンして比較した結果、両推定温度に大差はなく、「近似
式演算」の簡便な演算で十分な精度が得られた。
【００７２】つぎに、コンピュータ１４の具体的な処理
動作を説明する。コンピュータ１４は設定されたサンプ
リング・制御時間の間隔△ｔ（＝ｔn −ｔn-1 ）で電線
温度を検出，監視するため、図１に示すように動作す
る。
動作を説明する。コンピュータ１４は設定されたサンプ
リング・制御時間の間隔△ｔ（＝ｔn −ｔn-1 ）で電線
温度を検出，監視するため、図１に示すように動作す
る。
【００７３】すなわち、操作・設定パネル１５からスタ
ートが通知されると、最初にステップ［ｉ］の「初期設
定」により、事前に設定された数１３〜数１５の式のパ
ラメータＩMAX ，ＱｉMAX ，Ｋｉ，Ｔｉ，ＳMAX ，Ｑｓ
MAX ，Ｋｓ，Ｔｓ，Ｒｈ，ｆ1，ｆ2，△ｔ及び初期判定
除外時間Ｎを除く、通電電流Ｉｎ，日射強度Ｓｎ，風速
Ｗｎ，感雨レベルＲｎ，気温θA ，電線表面の非接触計
測温度（実測温度）θB 等の実測又は演算で求まる各パ
ラメータの内容を零にリセットする。
ートが通知されると、最初にステップ［ｉ］の「初期設
定」により、事前に設定された数１３〜数１５の式のパ
ラメータＩMAX ，ＱｉMAX ，Ｋｉ，Ｔｉ，ＳMAX ，Ｑｓ
MAX ，Ｋｓ，Ｔｓ，Ｒｈ，ｆ1，ｆ2，△ｔ及び初期判定
除外時間Ｎを除く、通電電流Ｉｎ，日射強度Ｓｎ，風速
Ｗｎ，感雨レベルＲｎ，気温θA ，電線表面の非接触計
測温度（実測温度）θB 等の実測又は演算で求まる各パ
ラメータの内容を零にリセットする。
【００７４】つぎに、ステップ［ii］の「タイムカウン
ト」により間隔△ｔを計数し、△ｔ経過後にステップ
［iii］ の「データサンプリング」により通電電流Ｉｎ
の検出データ，気象条件の各種観測データ及び電線表面
の実測温度θB のデータをサンプリングして取込む。
ト」により間隔△ｔを計数し、△ｔ経過後にステップ
［iii］ の「データサンプリング」により通電電流Ｉｎ
の検出データ，気象条件の各種観測データ及び電線表面
の実測温度θB のデータをサンプリングして取込む。
【００７５】なお、種々の気象条件の影響を考慮して精
度よく電線表面の温度を推定するため、気象条件の観測
データとして、この実施例では日射強度Ｓｎ，風速Ｗ
ｎ，感雨レベルＲｎ，気温θA のデータをサンプリング
する。
度よく電線表面の温度を推定するため、気象条件の観測
データとして、この実施例では日射強度Ｓｎ，風速Ｗ
ｎ，感雨レベルＲｎ，気温θA のデータをサンプリング
する。
【００７６】そして、ステップ［iv］の「発生熱量，表
面温度変化時定数の演算」により、数１３，数１４，数
１５の式からそのときの発生熱量Ｑｉ（＝Ｑｉn ），Ｑ
ｓ（＝Ｑｓn ）及び表面温度変化時定数Ｔｓn を求め
る。
面温度変化時定数の演算」により、数１３，数１４，数
１５の式からそのときの発生熱量Ｑｉ（＝Ｑｉn ），Ｑ
ｓ（＝Ｑｓn ）及び表面温度変化時定数Ｔｓn を求め
る。
【００７７】このとき、電線表面の発生熱量Ｑｓn 及び
時定数Ｔｓn は、日射に基づく本来の値が風雨，気温等
の他の気象条件に基づく所定の補正関数ｆ1 ，ｆ2 によ
り補正されて精度よく求められる。
時定数Ｔｓn は、日射に基づく本来の値が風雨，気温等
の他の気象条件に基づく所定の補正関数ｆ1 ，ｆ2 によ
り補正されて精度よく求められる。
【００７８】さらに、ステップ［ｖ］の「電線内部及び
電線表面の推定温度の演算」により、ステップ［iv］で
求めた発生熱量Ｑｉ，Ｑｓに基づき数１３，数１４の式
から電線内部温度，電線表面温度の推定値，すなわち推
定温度θｉn ，θｓn を演算して求める。
電線表面の推定温度の演算」により、ステップ［iv］で
求めた発生熱量Ｑｉ，Ｑｓに基づき数１３，数１４の式
から電線内部温度，電線表面温度の推定値，すなわち推
定温度θｉn ，θｓn を演算して求める。
【００７９】つぎに、ステップ［vi］の判断により発生
熱量Ｑｉ，ＱｓがＱｉ＞Ｑｓか否かを判断し、Ｑｉ＞Ｑ
ｓの通常時はこのステップ［vi］を肯定（ＹＥＳ）で通
過してステップ［vii］ の「電線温度の推定」に移る。
熱量Ｑｉ，ＱｓがＱｉ＞Ｑｓか否かを判断し、Ｑｉ＞Ｑ
ｓの通常時はこのステップ［vi］を肯定（ＹＥＳ）で通
過してステップ［vii］ の「電線温度の推定」に移る。
【００８０】そして、このステップ［vi］の「電線温度
の演算」によりつぎの数１６の式の演算を実行し、電線
表面温度の実測値θ B に推定温度θｉn，θｓnの温度差
θｉn−θｓnを加算し、監視線路の電線温度θｎを求め
て検出する。
の演算」によりつぎの数１６の式の演算を実行し、電線
表面温度の実測値θ B に推定温度θｉn，θｓnの温度差
θｉn−θｓnを加算し、監視線路の電線温度θｎを求め
て検出する。
【００８１】［数１６］ θｎ＝θB ＋（θｉn −θｓn ）＋（δ） なお、δは電線内部の温度を演算値より高くし、電線温
度を高目にとって通電による異常過熱を早目に検出する
ときに加えられる調整定数であり、事前の設定に基づ
き、必要に応じて所望の大きさに設定して加算される。
度を高目にとって通電による異常過熱を早目に検出する
ときに加えられる調整定数であり、事前の設定に基づ
き、必要に応じて所望の大きさに設定して加算される。
【００８２】また、Ｑｉ≦Ｑｓとなるときは、ステップ
［vi］を否定（ＮＯ）で通過してステップ［viii］に移
行し、このとき、電線表面温度が極めて高温になってい
るため、θｎ＝θB ＋（δ’）の式の演算により、前記
温度差θｉn −θｓn を加算することなく、電線表面温
度の実測値を電線温度θｎとして検出する。なお、δ’
は数１６の式の定数δと同様の調整定数である。
［vi］を否定（ＮＯ）で通過してステップ［viii］に移
行し、このとき、電線表面温度が極めて高温になってい
るため、θｎ＝θB ＋（δ’）の式の演算により、前記
温度差θｉn −θｓn を加算することなく、電線表面温
度の実測値を電線温度θｎとして検出する。なお、δ’
は数１６の式の定数δと同様の調整定数である。
【００８３】ところで、スタートの通知からの一定の初
期時間には、ｎ−１時のデータの不足等により、各演算
結果が不正確になる。そこで、ステップ［vii］ 又は
［viii］のつぎのステップ［ix］の判断を実行し、スタ
ートの通知から△ｔ・Ｎ経過するまでは電線温度θｎを
無効とし、△ｔ・Ｎ経過後から電線温度θｎを有効とし
て異常過熱の監視に用いる。
期時間には、ｎ−１時のデータの不足等により、各演算
結果が不正確になる。そこで、ステップ［vii］ 又は
［viii］のつぎのステップ［ix］の判断を実行し、スタ
ートの通知から△ｔ・Ｎ経過するまでは電線温度θｎを
無効とし、△ｔ・Ｎ経過後から電線温度θｎを有効とし
て異常過熱の監視に用いる。
【００８４】そして、ステップ［ix］からステップ
［ｘ］に移行し、電線温度θｎにより監視線路の通電に
よる異常過熱の発生をその電線温度から常監視し、監視
結果に基づき、負荷制御接点出力部１６等への監視制御
指令の出力及び状態表示部１７，記録プリンタ１８，処
理装置１９等への監視結果の保守情報の出力等を行う。
［ｘ］に移行し、電線温度θｎにより監視線路の通電に
よる異常過熱の発生をその電線温度から常監視し、監視
結果に基づき、負荷制御接点出力部１６等への監視制御
指令の出力及び状態表示部１７，記録プリンタ１８，処
理装置１９等への監視結果の保守情報の出力等を行う。
【００８５】この場合、監視線路の異常過熱の発生がそ
の電線温度そのものから監視されるため、その現実的な
熱的運用状態が正確に監視され、異常過熱の発生が精度
よく検出される。
の電線温度そのものから監視されるため、その現実的な
熱的運用状態が正確に監視され、異常過熱の発生が精度
よく検出される。
【００８６】そして、電線表面の温度が実測され、この
実測温度θB を用いて電線温度が求められるとともに、
温度差θｉn −θｓn の演算に必要な電線表面の推定温
度θｓn がその周囲の種々の気象条件を考慮して求めら
れるため、異常過熱の発生をその気温等を考慮して検出
することができ、この結果、送電電流量が気温等の気象
条件に応じた送電可能な最大電流量に達するまで送電を
継続することが可能になり、送電効率が大幅に向上す
る。
実測温度θB を用いて電線温度が求められるとともに、
温度差θｉn −θｓn の演算に必要な電線表面の推定温
度θｓn がその周囲の種々の気象条件を考慮して求めら
れるため、異常過熱の発生をその気温等を考慮して検出
することができ、この結果、送電電流量が気温等の気象
条件に応じた送電可能な最大電流量に達するまで送電を
継続することが可能になり、送電効率が大幅に向上す
る。
【００８７】また、調整定数δ，δ’を加算することに
より、安全面等からの余裕度を所望の大きさに自在に設
定することができる。さらに、発生熱量Ｑｉn ，Ｑｓn
及び推定温度θｉn ，θｓn を「近似式演算」から求め
るため、比較的容易な演算で迅速に温度監視が行える利
点もある。
より、安全面等からの余裕度を所望の大きさに自在に設
定することができる。さらに、発生熱量Ｑｉn ，Ｑｓn
及び推定温度θｉn ，θｓn を「近似式演算」から求め
るため、比較的容易な演算で迅速に温度監視が行える利
点もある。
【００８８】ところで、気象条件の各観測内容は実施例
に限定されるものでなく、実施例よりさらに多数の項目
の観測内容に基づいて発生熱量Ｑｓn ，推定温度θｓn
を求めてもよく、逆に、実施例より少ない項目の観測内
容に基づいて発生熱量Ｑｓn，推定温度θｓn を求めて
もよく、例えば補正関数式ｆ1 ，ｆ2 の演算を省いても
よい。
に限定されるものでなく、実施例よりさらに多数の項目
の観測内容に基づいて発生熱量Ｑｓn ，推定温度θｓn
を求めてもよく、逆に、実施例より少ない項目の観測内
容に基づいて発生熱量Ｑｓn，推定温度θｓn を求めて
もよく、例えば補正関数式ｆ1 ，ｆ2 の演算を省いても
よい。
【００８９】つぎに、演算処理及び設備の簡素化等を図
るときは、図２の気象観測装置７等を省き、数１４，数
１５の式の演算を行わずに、推定温度θｓn を予め零を
含む適当な所定値に設定し、推定温度θｓn を固定して
電線温度θｎを求めてもよい。
るときは、図２の気象観測装置７等を省き、数１４，数
１５の式の演算を行わずに、推定温度θｓn を予め零を
含む適当な所定値に設定し、推定温度θｓn を固定して
電線温度θｎを求めてもよい。
【００９０】そして、この場合も電線路の異常過熱の発
生がその電線温度そのものから監視されるため、前記実
施例と同様の効果が得られる。なお、コンピュータ１４
の演算プロセス等は実施例に限定されるものではなく、
例えば図１のステップ［vi］，［viii］を省いて監視す
るようにしてもよい。
生がその電線温度そのものから監視されるため、前記実
施例と同様の効果が得られる。なお、コンピュータ１４
の演算プロセス等は実施例に限定されるものではなく、
例えば図１のステップ［vi］，［viii］を省いて監視す
るようにしてもよい。
【００９１】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているため、以下に記載する効果を奏する。電線表面の
実測温度に演算によって推定された電線内部の温度と電
線表面の温度との温度差が加算され、この加算により電
線表面の実測温度に通電電流に基づく温度上昇分が気象
条件による補正を施して加算される。
ているため、以下に記載する効果を奏する。電線表面の
実測温度に演算によって推定された電線内部の温度と電
線表面の温度との温度差が加算され、この加算により電
線表面の実測温度に通電電流に基づく温度上昇分が気象
条件による補正を施して加算される。
【００９２】そして、監視線路がより線構造の電線路で
あれば、その電線内部と電線表面とに発生熱量の差に基
づく温度差が生じ、過電流に伴う異常過熱の発生時は電
線内部の発生熱量が電線表面の発生熱量より大きくな
り、電線表面の実測温度に前記温度差を加算した温度か
らその電線温度が求まるため、電線表面の温度を実測し
て精度よく架空送電線路等のより線構造の電線路の温度
そのものを監視することができる。
あれば、その電線内部と電線表面とに発生熱量の差に基
づく温度差が生じ、過電流に伴う異常過熱の発生時は電
線内部の発生熱量が電線表面の発生熱量より大きくな
り、電線表面の実測温度に前記温度差を加算した温度か
らその電線温度が求まるため、電線表面の温度を実測し
て精度よく架空送電線路等のより線構造の電線路の温度
そのものを監視することができる。
【００９３】しかも、前記電線温度が気象条件の補正を
加えて求められるため、監視線路の温度を実際の気象条
件を考慮して一層高い精度で監視することができ、この
監視に基づき、例えば実際の気象条件に即した送電可能
な最大電流量の送電が可能になり、送電効率を著しく向
上することができる。
加えて求められるため、監視線路の温度を実際の気象条
件を考慮して一層高い精度で監視することができ、この
監視に基づき、例えば実際の気象条件に即した送電可能
な最大電流量の送電が可能になり、送電効率を著しく向
上することができる。
【００９４】また、監視線路の電線表面の温度を所定値
に設定した場合は、電線表面の温度の実測及び推定演算
が省け、電線路の温度を簡便に監視することができる。
に設定した場合は、電線表面の温度の実測及び推定演算
が省け、電線路の温度を簡便に監視することができる。
【図１】本発明の１実施例の処理説明用のフローチャー
トである。
トである。
【図２】図１の処理を行う監視制御装置が設けられた変
電所設備のブロック図である。
電所設備のブロック図である。
【図３】通電電流に基づく電線内部の発生熱量の１例の
特性図である。
特性図である。
【図４】日射強度に基づく電線表面の発生熱量の１例の
特性図である。
特性図である。
【図５】日射強度別の電線内部の発生熱量の１例の特性
図である。
図である。
【図６】図１の演算原理説明用の第１の等価回路図であ
る。
る。
【図７】図１の演算原理説明用の第２の等価回路図であ
る。
る。
１ａ，１ｂ，２ 変電所 ７ 気象観測装置 ８ 監視制御装置 ９ 信号入力部 １２ マルチプレクサ １３ Ａ／Ｄ変換器 １４ マイクロコンピュータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02H 5/04 H02H 6/00
Claims (3)
- 【請求項１】 監視対象の電線路（以下監視線路とい
う）の通電電流の検出値から求めたｎ時（今回）の前記
監視線路の電線内部の発生熱量に前記監視線路の熱比抵
抗及び温度変化の時間の指数関数式を乗算して前記電線
内部の発生熱量に基づく前記電線内部の温度上昇を求
め、 ｎ−１時（前回）の前記電線内部の推定温度にｎ時の前
記電線内部の温度上昇を加算することをくり返して前記
監視線路の各時刻の 電線内部温度の推定値を求め、基準日射強度での前記監視線路の電線表面の発生数量に
ｎ時の日射強度の検出値と基準日射強度との比の補正指
数を乗算して求めた熱量から、ｎ−１時の前記電線表面
の推定発生熱量を減算して日射強度に基づくｎ時の前記
電線表面の発生熱量を求め、 該発生熱量に風雨，気温等による補正関数式を乗算して
日射強度，気温等の前記監視線路の周囲の気象条件に基
づくｎ時の前記監視線路の電線表面の発生熱量を求め、 ｎ時の前記監視線路の電線表面の発生熱量に前記熱抵抗
比及び温度変化の時間の指数関数式を乗算して前記監視
線路の電線表面の発生熱量に基づく前記電線表面の温度
上昇を求め、 ｎ−１時の前記電線表面の推定温度にｎ時の前記電線表
面の温度上昇を加算することをくり返して前記監視線路
の各時刻の 電線表面温度の推定値を求め、 前記両推定値の差から各時刻の前記監視線路の電線内部
と電線表面との温度差を求め、 前記監視線路の電線表面温度の実測値に前記温度差を加
算して前記監視線路の温度を監視することを特徴とする
電線路の温度監視方法。 - 【請求項２】 監視対象の電線路（以下監視線路とい
う）の通電電流から求めた前記監視線路の電線内部の発
生熱量Ｑｉ n に基づき、つぎの数１の式の演算から電線
内部温度の推定値θｉ n を求め、 ［数１］ θｉ n ＝Ｑｉ n ・Ｒｈ・［１−ｅｘｐ｛−（ｔ n −ｔ n-1 ）
／Ｔｉ｝］＋θｉ n-1 ｔ n ，ｔ n-1 ：ｎ時、ｎ−１時の演算時刻 Ｑｉ n ：ｎ時の電線内部発生熱量 θｉ n ，θｉ n-1 ：ｎ時、ｎ−１時の内部温度 Ｒｈ：熱比抵抗 Ｔｉ：内部温度変化時定数 日射強度，気温等の前記監視線路の周囲の気象条件に基
づき、つぎの数２の式の演算から前記監視線路の電線表
面の発生熱量Ｑｓ n を求め、 ［数２］ Ｑｓ n ＝［Ｑｓ MAX ・（Ｓｎ／Ｓ MAX ） Ks −Ｑｓ n-1 ］・
ｆ 1 （Ｗｎ，Ｒｎ，θ A ） Ｑｓ n ，Ｑｓ n-1 ：ｎ時，ｎ−１時の電線表面の発生熱量 Ｓｎ：ｎ時の日射強度 Ｓ MAX ：基準日射強度 Ｑｓ MAX ：基準日射強度での電線表面の発生熱量 Ｋｓ：表面発生熱量補正指数 ｆ 1 ：補正関数式であり、式中のＷｎはｎ時の風速，Ｒ
ｎはｎ時の感雨レベル，θ A は気温 前記発生熱量Ｑｓ n に基づき、つぎの数３の式の演算か
ら前記監視線路の電線表面温度の推定値θｓ n を求め、 ［数３］ θｓ n ＝Ｑｓ n ・Ｒｈ・［１−ｅｘｐ｛−（ｔ n −ｔ n-1 ）
／Ｔｓ n ｝］＋θｓ n-1 Ｑｓ n ，ｓ n-1 ：ｎ時，ｎ−１時の表面温度 Ｔｓ n ：ｎ時の表面温度変化時定数であり、Ｔｓ n ＝Ｔｓ
・ｆ 2 （Ｗｎ，Ｒｎ，θａ）の演算から求まり、Ｔｓは
基準温度変化時定数，ｆ 2 は風雨，気温等による補正関
数式 前記両推定値θｉ n ，θｓ n の差から各時刻の前記監
視線路の電線内部と電線表面との温度差を求め、 前記監視線路の電線表面温度の実測値に前記温度差を加
算して前記監視線路の 温度を監視する ことを特徴とする
電線路の温度監視方法。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２の電線路の温度監
視方法において、監視線路の電線表面温度の推定値を、
前記監視線路の周囲の気象条件から演算して求める代わ
りに、所定値に設定する ことを特徴とする電線路の温度
監視方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07067089A JP3127767B2 (ja) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | 電線路の温度監視方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07067089A JP3127767B2 (ja) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | 電線路の温度監視方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08242534A JPH08242534A (ja) | 1996-09-17 |
| JP3127767B2 true JP3127767B2 (ja) | 2001-01-29 |
Family
ID=13334819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07067089A Expired - Fee Related JP3127767B2 (ja) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | 電線路の温度監視方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3127767B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5901387B2 (ja) * | 2012-03-29 | 2016-04-06 | 古河電気工業株式会社 | 電線保護装置及び電線保護方法 |
| WO2024062672A1 (ja) * | 2022-09-22 | 2024-03-28 | 住友電気工業株式会社 | 送電線管理装置、送電線温度推定方法および送電線温度推定プログラム |
-
1995
- 1995-02-28 JP JP07067089A patent/JP3127767B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08242534A (ja) | 1996-09-17 |
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