JP3127768B2 - 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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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変化する。
【０００８】本発明は、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
線の温度を実測することなく、通電電流の検出結果から
電線温度そのものを検出して監視することを目的とす
る。
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
線の温度を実測することなく、通電電流の検出結果から
電線温度そのものを検出して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熱量に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
熱抵抗比を乗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、前記電線内部温度
の推定値と前記電線表面温度の推定値との差から前記監
視線路の電線内部と電線表面との温度差を求め、 気温又
は気温に異常過熱検出の余有定数としての調整値を加算
した値からなる設定値に前記温度差を加算して前記監視
線路の温度を求める。また、請求項２の場合、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 気温，日射強度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前記監視線路の電線表面の各
時刻の発生熱量Ｑｓ n を求め、 Ｑｓ n ＝Ｑｓ R ・ｆ Ｑｓ R ：電線表面発生熱量基準値 ｆは気温θ A 等をパラメータとする補正関数式であり、
気温θ A のみの場合はｆ（θ A ）である。 前記発生熱量Ｑ
ｓ n と熱比抵抗Ｒｈと基づき、つぎの式の演算から前記
監視線路の各時刻の電線表面温度の推定値θｓ n を求
め、 θｓ n ＝Ｑｓ n ・Ｒｈ 前記電線内部温度の推定値θｉ n と前記電線表面温度の
推定値θｓ n との差から前記監視線路の電線内部と電線
表面との温度差を求め、 気温θ A 又は気温θ A に異常過熱
検出の余有定数としての調整値δを加算した値からなる
設定値に前記温度差を加算して前記監視線路の温度を求
める。
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熱量に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
熱抵抗比を乗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、前記電線内部温度
の推定値と前記電線表面温度の推定値との差から前記監
視線路の電線内部と電線表面との温度差を求め、 気温又
は気温に異常過熱検出の余有定数としての調整値を加算
した値からなる設定値に前記温度差を加算して前記監視
線路の温度を求める。また、請求項２の場合、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 気温，日射強度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前記監視線路の電線表面の各
時刻の発生熱量Ｑｓ n を求め、 Ｑｓ n ＝Ｑｓ R ・ｆ Ｑｓ R ：電線表面発生熱量基準値 ｆは気温θ A 等をパラメータとする補正関数式であり、
気温θ A のみの場合はｆ（θ A ）である。 前記発生熱量Ｑ
ｓ n と熱比抵抗Ｒｈと基づき、つぎの式の演算から前記
監視線路の各時刻の電線表面温度の推定値θｓ n を求
め、 θｓ n ＝Ｑｓ n ・Ｒｈ 前記電線内部温度の推定値θｉ n と前記電線表面温度の
推定値θｓ n との差から前記監視線路の電線内部と電線
表面との温度差を求め、 気温θ A 又は気温θ A に異常過熱
検出の余有定数としての調整値δを加算した値からなる
設定値に前記温度差を加算して前記監視線路の温度を求
める。
【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、電線表面温度の気温に応じた設定
値に通電電流から推定された電線内部の温度と気象条件
から推定された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。
値に通電電流から推定された電線内部の温度と気象条件
から推定された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、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、電線表面温度の設定値に前記温度差を加算した
温度からその電線温度が実測することなく求まる。
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、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、電線表面温度の設定値に前記温度差を加算した
温度からその電線温度が実測することなく求まる。
【００１４】そして、この電線温度が気象条件の補正を
加えて推定されるため、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。
加えて推定されるため、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、前記温度差を求めるために監視線
路の電線表面温度を所定値に設定して推定する場合は、
演算等が簡素化し、電線路の温度が簡便に監視される。
路の電線表面温度を所定値に設定して推定する場合は、
演算等が簡素化し、電線路の温度が簡便に監視される。
【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は気温の検出センサ又はこのセンサ及び
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。
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。
【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。
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。
【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、各計器用変流器６の電流
検出に基づく監視線路の通電電流の検出データ及び気象
観測装置７の気象条件の観測データがマルチプレクサ１
２，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、各計器用変流器６の電流
検出に基づく監視線路の通電電流の検出データ及び気象
観測装置７の気象条件の観測データがマルチプレクサ１
２，Ａ／Ｄ変換器１３を介してコンピュータ１４に伝送
される。
【００２４】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、電線温度の演算による検出原理を説明す
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、電線温度の演算による検出原理を説明す
る。
【００２５】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。
【００２６】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、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、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。
【００２７】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。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。
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。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。
【００２８】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。
【００２９】［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。
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。
【００３０】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］，
Ｔmax 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］である。
ける電気抵抗［Ω／km］，αは抵抗温度係数［℃-1］，
Ｔmax 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］である。
【００３１】そして、例えばアルミ合金より線ＡＣＳＲ
８０mm2 の場合、数１の式の演算に基づく発生熱量Ｑ
ｉ，Ｑｓは図３，図４の特性を示し、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Ｑ
ｓはほぼ０．１［Ｗ／cm］である。
８０mm2 の場合、数１の式の演算に基づく発生熱量Ｑ
ｉ，Ｑｓは図３，図４の特性を示し、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Ｑ
ｓはほぼ０．１［Ｗ／cm］である。
【００３２】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。
【００３３】また、前記のアルミ合金より線ＡＣＳＲ８
０mm2 の場合、風雨等の影響を無視すると、発生熱量Ｑ
ｓ別の表面輻射熱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。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。
０mm2 の場合、風雨等の影響を無視すると、発生熱量Ｑ
ｓ別の表面輻射熱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。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。
【００３４】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。
【００３５】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。
【００３６】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。
【００３７】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。
【００３８】ところで、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
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
ることができる。
【００３９】そして、電線表面温度を気温に応じた設定
値（固定値）とし、この設定値に前記温度差を加算すれ
ば、電線表面の温度を望遠温度計等の高価な赤外線放射
温度計測器等を用いて非接触計測することなく、簡易な
手法で監視線路の電線温度を検出して監視することがで
きる。
値（固定値）とし、この設定値に前記温度差を加算すれ
ば、電線表面の温度を望遠温度計等の高価な赤外線放射
温度計測器等を用いて非接触計測することなく、簡易な
手法で監視線路の電線温度を検出して監視することがで
きる。
【００４０】つぎに、電線内部及び電線表面の発生熱量
及び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。
及び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。
【００４１】［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。まず、
発生熱量Ｑによる過熱時は、数１の熱移動式が図６の過
熱時の等価回路に基づき、つぎの数３の式で表わされ
る。
熱移動式はつぎのようにして解くことができる。まず、
発生熱量Ｑによる過熱時は、数１の熱移動式が図６の過
熱時の等価回路に基づき、つぎの数３の式で表わされ
る。
【００４２】［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。
【００４３】［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。
【００４４】［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。
【００４５】［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。
【００４６】［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θt の式として求ま
る。
とすれば、つぎの数８の式が過渡項θt の式として求ま
る。
【００４７】［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。
【００４８】［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。
【００４９】［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。
【００５０】［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。
【００５１】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。
【００５２】ところで、架空送電線路等の送電線路にお
いては、その電線温度は、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。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。
いては、その電線温度は、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。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。
【００５３】［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。
【００５４】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。
【００５５】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。
【００５６】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。
【００５７】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Ｑ，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Ｑ，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。
【００５８】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。
【００５９】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［℃］を演算して
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［℃］を演算して
求める。
【００６０】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。
【００６１】［数１３］ Ｑｉn＝ＱｉMAX・（Ｉn／ＩMAX）Ki−Ｑｉn-1 θｉn＝Ｑｉn・Ｒｈ・［１−ｅｘｐ｛−（ｔn−ｔn-1）
／Ｔｉ｝］＋θｉn-1 なお、式中の各パラメータｔn ，ｔn-1，…はつぎの各
値である。
／Ｔｉ｝］＋θｉn-1 なお、式中の各パラメータｔn ，ｔn-1，…はつぎの各
値である。
【００６２】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時の電線内部温度［℃］，Ｉn はｎ時の通
電電流［Ａ］である。
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時の電線内部温度［℃］，Ｉn はｎ時の通
電電流［Ａ］である。
【００６３】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。そして、これらのパラメ
ータＩMAX ，ＱｉMAX ，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。
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。そして、これらのパラメ
ータＩMAX ，ＱｉMAX ，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。
【００６４】なお、「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。
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。
【００６５】一方、通電による異常過熱の発生を安全性
高く監視する場合、電線表面の推定温度θｓ［℃］は、
実測しなくてもよく、発生熱量Ｑｓを気温条件に応じて
設定し、電線内部の発生熱量Ｑｉより相対的に小さめに
推定し、その推定値に熱比抵抗Ｒｈを乗算して求めるこ
とができる。
高く監視する場合、電線表面の推定温度θｓ［℃］は、
実測しなくてもよく、発生熱量Ｑｓを気温条件に応じて
設定し、電線内部の発生熱量Ｑｉより相対的に小さめに
推定し、その推定値に熱比抵抗Ｒｈを乗算して求めるこ
とができる。
【００６６】そこで、各時刻の電線表面の発生熱量Ｑｓ
（＝Ｑｓn ），推定温度θｓ（＝θｓn ）は、気象条件
を最も簡単に気温θA ［℃］のみとした場合、つぎの数
１４の２式から求める。
（＝Ｑｓn ），推定温度θｓ（＝θｓn ）は、気象条件
を最も簡単に気温θA ［℃］のみとした場合、つぎの数
１４の２式から求める。
【００６７】［数１４］ Ｑｓn ＝ＱｓR ・ｆ（θA ） θｓn ＝Ｑｓn ・Ｒｈ なお、式中のＱｓR は電線表面発生熱量基準値，ｆは気
温θA による補正関数である。
温θA による補正関数である。
【００６８】そして、通電による異常過熱の発生時は、
発生熱量Ｑｉが発生熱量Ｑｓより十分大きくなるため、
数１３，数１４の式から求めた推定温度θｉ，θｓの温
度差は実際の温度差とほぼ同じになる。
発生熱量Ｑｉが発生熱量Ｑｓより十分大きくなるため、
数１３，数１４の式から求めた推定温度θｉ，θｓの温
度差は実際の温度差とほぼ同じになる。
【００６９】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。
【００７０】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１４の式のパ
ラメータＩMAX ，ＱｉMAX ，Ｋｉ，Ｔｉ，ＱｓR ，Ｒ
ｈ，ｆ，△ｔ及び初期判定除外時間Ｎを除く、通電電流
Ｉn ，気温θａ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１４の式のパ
ラメータＩMAX ，ＱｉMAX ，Ｋｉ，Ｔｉ，ＱｓR ，Ｒ
ｈ，ｆ，△ｔ及び初期判定除外時間Ｎを除く、通電電流
Ｉn ，気温θａ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。
【００７１】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，気温θA の観測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，気温θA の観測データをサンプリングし
て取込む。
【００７２】そして、ステップ［iv］の「発生熱量の演
算」により、数１３，数１４の式からそのときの発生熱
量Ｑｉ（＝Ｑｉn ），Ｑｓ（＝Ｑｓn ）を求める。
算」により、数１３，数１４の式からそのときの発生熱
量Ｑｉ（＝Ｑｉn ），Ｑｓ（＝Ｑｓn ）を求める。
【００７３】このとき、電線表面の発生熱量Ｑｓn は気
温θA に応じて変化し、実測することなく精度よく求め
られる。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。
温θA に応じて変化し、実測することなく精度よく求め
られる。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。
【００７４】つぎにステップ［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、気温θA
又は気温θA に調整値δを加算した値，すなわち電線表
面温度の設定値に推定温度θｉn ，θｓn の温度差θｉ
n −θｓn を加算し、監視線路の電線温度θｎを求めて
検出する。
算」によりつぎの数１６の式の演算を実行し、気温θA
又は気温θA に調整値δを加算した値，すなわち電線表
面温度の設定値に推定温度θｉn ，θｓn の温度差θｉ
n −θｓn を加算し、監視線路の電線温度θｎを求めて
検出する。
【００７５】［数１６］ θｎ＝θA ＋（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（余裕定数）であり、夜間の
放射冷却による表面温度低下等を考慮した適当な大きさ
に設定される。
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（余裕定数）であり、夜間の
放射冷却による表面温度低下等を考慮した適当な大きさ
に設定される。
【００７６】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］ により
スタートの通知から△ｔ・Ｎ経過するまでは電線温度θ
ｎ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］ により
スタートの通知から△ｔ・Ｎ経過するまでは電線温度θ
ｎ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。
【００７７】そして、ステップ［vii］ からステップ
［viii］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。
［viii］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。
【００７８】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。
【００７９】そして、電線表面の温度が実測することな
く推定されて求められるとともに、温度差θｉn −θｓ
n の演算に必要な電線表面の推定温度θｓn が気温を考
慮して求められるため、異常過熱の発生をその気温を考
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
まで送電を維持することが可能になり、送電効率が大幅
に向上する。
く推定されて求められるとともに、温度差θｉn −θｓ
n の演算に必要な電線表面の推定温度θｓn が気温を考
慮して求められるため、異常過熱の発生をその気温を考
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
まで送電を維持することが可能になり、送電効率が大幅
に向上する。
【００８０】また、調整定数δを加算すると、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
きる利点がある。
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
きる利点がある。
【００８１】さらに、発生熱量Ｑｉn 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。
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。
【００８２】ところで、前記実施例では気象条件として
気温のみを考慮して電線表面温度を推定したが、気温の
他、日射強度，風雨等を考慮して推定してもよく、この
場合、数１４の補正関数式のパラメータは増加するが、
一層精度よく温度差θｉ−θｓが求められて電線温度の
検出精度が向上する。
気温のみを考慮して電線表面温度を推定したが、気温の
他、日射強度，風雨等を考慮して推定してもよく、この
場合、数１４の補正関数式のパラメータは増加するが、
一層精度よく温度差θｉ−θｓが求められて電線温度の
検出精度が向上する。
【００８３】また、前記実施例では気温に応じた電線表
面温度の設定値を気温θA 又は気温θA に調整定数δを
加算した値として説明したが、例えばこれらの値に前述
の放射冷却の温度低下等を加味した値を電線表面温度の
設定値としてもよい。
面温度の設定値を気温θA 又は気温θA に調整定数δを
加算した値として説明したが、例えばこれらの値に前述
の放射冷却の温度低下等を加味した値を電線表面温度の
設定値としてもよい。
【００８４】つぎに、演算処理の一層の簡素化等を図る
ときは、数１４の式の演算を行わず、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。
ときは、数１４の式の演算を行わず、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。
【００８５】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い。
生がその電線温度そのものから監視されるため、前記と
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い。
【００８６】
【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。電線表面温
度の気温に応じた設定値に通電電流から推定された電線
内部の温度と気象条件から推定された電線表面の温度と
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。電線表面温
度の気温に応じた設定値に通電電流から推定された電線
内部の温度と気象条件から推定された電線表面の温度と
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。
【００８７】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
づく温度が生じ、過電流に伴う異常過熱が発生すると、
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、電線表面温度の設定値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
することなく、精度よく架空送電線路等のより線構造の
電線路の温度（電線温度）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
づく温度が生じ、過電流に伴う異常過熱が発生すると、
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、電線表面温度の設定値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
することなく、精度よく架空送電線路等のより線構造の
電線路の温度（電線温度）そのものを監視することがで
きる。
【００８８】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。
【００８９】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、電線表面の温度の推定演算が省け、
電線路の温度を一層簡便に監視することができる。
に設定した場合は、電線表面の温度の推定演算が省け、
電線路の温度を一層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る。
電所設備のブロック図でる。
【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熱量に
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
比を乗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、前記電線内部温度の推定値と前記電線表面温度の推定値
との差から前記監視線路の電線内部と電線表面との温度
差を求め、 気温又は気温に異常過熱検出の余有定数としての調整値
を加算した値からなる 設定値に前記温度差を加算して前
記監視線路の温度を求め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 気温，日射強度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
面の各時刻の発生熱量Ｑｓ n を求め、 ［数２］ Ｑｓ n ＝Ｑｓ R ・ｆ Ｑｓ R ：電線表面発生熱量基準値 ｆは気温θ A 等をパラメータとする補正関数式であり、
気温θ A のみの場合はｆ（θ A ）である。 前記発生熱量Ｑｓ n と熱比抵抗Ｒｈと基づき、つぎの数
３の式の演算から前記監視線路の各時刻の電線表面温度
の推定値θｓ n を求め、 ［数３］ θｓ n ＝Ｑｓ n ・Ｒｈ 前記電線内部温度の推定値θｉ n と前記電線表面温度の
推定値θｓ n との差から前記監視線路の電線内部と電線
表面との温度差を求め、 気温θ A 又は気温θ A に異常過熱検出の余有定数としての
調整値δを加算した値からなる 設定値に前記温度差を加
算して前記監視線路の温度を求め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、監視線路の各時刻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 |
|---|---|---|---|
| JP07067090A JP3127768B2 (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 |
|---|---|---|---|
| JP07067090A JP3127768B2 (ja) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | 電線路の温度監視方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08242533A JPH08242533A (ja) | 1996-09-17 |
| JP3127768B2 true JP3127768B2 (ja) | 2001-01-29 |
Family
ID=13334849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07067090A Expired - Fee Related JP3127768B2 (ja) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | 電線路の温度監視方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3127768B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4762044B2 (ja) * | 2006-04-27 | 2011-08-31 | 矢崎総業株式会社 | 負荷回路の保護装置 |
| JP4624400B2 (ja) | 2007-11-19 | 2011-02-02 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 車両用の電線保護方法および電線保護装置 |
| JP5055177B2 (ja) * | 2008-03-24 | 2012-10-24 | 矢崎総業株式会社 | 負荷回路の保護装置 |
| JP5055182B2 (ja) | 2008-03-28 | 2012-10-24 | 矢崎総業株式会社 | 負荷回路の保護装置 |
| JP2009261088A (ja) * | 2008-04-15 | 2009-11-05 | Yazaki Corp | 負荷回路の保護装置 |
| US8437110B2 (en) | 2008-04-15 | 2013-05-07 | Yazaki Corporation | Protection apparatus of load circuit |
| JP5271619B2 (ja) * | 2008-06-30 | 2013-08-21 | 矢崎総業株式会社 | 負荷回路の保護装置 |
| JP6882023B2 (ja) * | 2017-03-13 | 2021-06-02 | 矢崎総業株式会社 | 電線保護装置 |
| CN111895478A (zh) * | 2020-06-23 | 2020-11-06 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种蓄热式电采暖监控终端和方法 |
-
1995
- 1995-02-28 JP JP07067090A patent/JP3127768B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08242533A (ja) | 1996-09-17 |
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