JP3168014U

JP3168014U - 波形記録装置、及び故障点標定システム

Info

Publication number: JP3168014U
Application number: JP2011001280U
Authority: JP
Inventors: 酒井　晃; 晃酒井; 雅富守護; 敬太郎藤井; 祥之窪内; 英一柄崎
Original assignee: Hokkaido Electric Power Co Inc
Current assignee: Hokkaido Electric Power Co Inc
Priority date: 2011-03-09
Filing date: 2011-03-09
Publication date: 2011-05-26
Anticipated expiration: 2021-03-09

Abstract

【課題】最小の標定回数で、信頼性の高い標定結果を得る波形記録装置、及び故障点標定システムを提供する。【解決手段】波形記録装置は、サージ検出部にて基準レベルを超えるサージが検出されることを条件に、短時間ＴＳ分の波形データを記録部に対して記録させる処理と、一定の条件下で長時間の波形データを記録部に対して記録させる第二記録処理を行う。そして、予め設定された長時間は送電区間に設置された保護継電器の時限と同じかそれより長い時間に設定されている。【選択図】図１１

Description

本考案は、送電線路の故障点を標定する技術に関する。

送電線路の故障点を標定する方法の一つに、サージの到達時間差を用いた到達時間差法がある。到達時間差法を利用して故障点を標定する故障点標定システムは、送電区間の両側に設置された波形記録装置と、波形記録装置と通信可能に接続された解析装置と、からシステム構成されている。そして、波形記録装置は、サージの検出をトリガにして、電流や電圧の波形を記録している。一方、解析装置は、系統制御部門から送電線の遮断時刻が通知されると、各波形記録装置に指令を与えて遮断時刻前後に記録された波形を転送させると共に、転送された波形を解析してサージの到達時間差を求めて故障点を標定していた。

特開２００４−２２６２４３号公報

従来の記録波形装置では電流サージ、電圧サージの検出をトリガにして、電圧や電流の波形を数ｍｓ程度の短時間記録する構成であった。そして、故障発生から遮断までの期間内に記録された波形について、全て標定を行っていた。例えば、故障発生から遮断までの期間内に１０個の波形が記録されていた場合には、１０回の標定を行っていた。そのため、標定回数が多くなり、標定に時間がかかるという問題があった。
本考案は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、最小の標定回数で、信頼性の高い標定結果を得ることを目的とする。

本考案は、送電区間の両側に設置されて、故障点標定のため波形データを記録する波形記録装置であって、三相の各送電線から各相の電圧、各相の電流を検出する検出センサと、前記検出センサの検出する各相の電圧、電流の波形データをリングバッファ方式で記憶する波形メモリと、時刻を計時する計時部と、不揮発性の記録部と、前記検出センサにて検出した前記各相の電圧、電流に、サージ検出用の閾値として設定された基準レベルを超えるサージが重畳したかどうかを検出するサージ検出部と、前記サージ検出部にて前記サージが検出された時刻をトリガ時刻と定義したときに、前記サージ検出部にて前記基準レベルを超えるサージが検出されることを条件に、前記トリガ時刻を含むその前後の短時間ＴＳの波形データを前記波形メモリから読み出して、前記記録部に対して記録させる第一記録処理を実行する第一記録制御手段と、前記サージ検出部にて前記基準レベルを超えるサージが検出されることを条件に、前記トリガ時刻前の第一時間帯の前記電圧と前記トリガ時刻後の第二時間帯における前記電圧の振幅差が、三相全て閾値に収まっているか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により、三相のうちいずれか一相でも、振幅差が閾値を超えていると判定されることを条件に、前記トリガ時刻から予め設定された長時間ＴＬの波形データを前記波形メモリから読み出して、前記記録部に対して記録させる第二記録処理を実行する第二記録制御手段とを備えてなると共に、前記予め設定された長時間ＴＬは、前記送電区間に設置された保護継電器の時限と同じか、それより長い時間であるところに特徴を有する。

この考案の波形記録装置は、第一記録処理と第二記録処理の２つの記録パターンを有しており、第一記録処理では、短時間の波形データが記録される（以下、短時間記録と称す）。また、第二記録処理では、長時間の波形データが記録される（以下、長時間記録と称す）。

そのため、長時間記録の波形データから故障の全体像の確認が可能であり、また、波形データに含まれる各サージのレベルを比較できる。そのため、オペレータは、そうした故障の全体像やサージのレベルを参考にして、短時間記録された波形データの中から、故障点に標定に適した波形データを、絞り込むことが可能である。そのため、最小の標定回数で、信頼性の高い標定結果を得ることが可能となる。

また、この考案では、トリガ時刻前の第一時間帯の電圧とトリガ時刻後の第二時間帯における電圧の振幅差が、三相全て閾値に収まっているか否かを判定し、三相のうちいずれか一相でも、振幅差が閾値を超えていると判定される場合に限って、長時間記録を行うようにしている。振幅差が閾値を超えるのは、送電区間に故障に至るような何らかの異常が発生している場合である。そのため、振幅差が閾値を超えている場合に限って、長時間記録を行うことが可能であり、それ以外のタイミングで長時間記録がされることはない。そのため、データとして残したい故障時間を狙って、長時間記録を行うことが可能となる。

この考案の実施態様として、以下の構成が好ましい。
・前記第二記録処理では記憶する波形データの解像度を、前記第一記録処理にて記憶する波形データの解像度に比べて下げる。この構成では、長時間記録の解像度を短時間記録の解像度と同じにする場合に比べて、記録部の容量を小さくすることが可能となり、また、解析装置との間にて行う通信時間が短縮できる。

尚、本考案の波形記録装置は、故障点標定システムに使用することが可能である。

本考案によれば、最小の標定回数で、信頼性の高い標定結果を得ることが可能となる。

本発明の実施形態１に適用された故障点標定システムの電気的構成を示すブロック図波形記録部の電気的構成を示すブロック図サージ検出部の構成を示すブロック図サージ検出部によるサージの検出原理を示す図零相検出部の構成を示すブロック図零相検出部による零相信号の検出原理を示す図振幅変動検出部の構成を示すブロック図振幅変動検出による振幅変動の検出原理を示す図二次記録装置に記録される波形データ（短時間記録）を示す図判定処理の説明図二次記録装置に記録される波形データ（長間記録）を示す図検出信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の出力パターンについて長時間記録の可否をまとめた図表故発生時における故障の除去手順や波形の記録処理を模式的に示した図各波形データについて、検出信号の出力パターンと長時間記録の可否をまとめた図モニタの表示内容（受信結果一覧が表示された状態を示す）モニタの表示内容（受信結果一覧から波形を選択する状態を示す）モニタの表示内容（波形データの表示状態を示す）サージ波形を示す図故障点の標定原理を示す図

＜実施形態１＞
本考案の実施形態１を図１ないし図１９によって説明する。
１．故障点標定システムＳＴのシステム構成
故障点標定システムＳＴは、三相の送電線１Ｒ、１Ｓ、１Ｔ（総称して１）により構成された送電線路Ｕにおいて、送電区間Ａ−Ｂにおける故障点の標定を行うものであり、一対の波形記録装置２０Ａ、２０Ｂ（総称して２０）と解析装置１００とからシステム構成されている。

波形記録装置２０Ａ、２０Ｂは送電区間Ａ−Ｂの両側にそれぞれ配置されており、検出センサ３０と、波形記録部４０と、ＧＰＳアンテナ３７と、通信部３９と、を備えている。検出センサ３０は、各送電線１Ｒ、１Ｓ、１Ｔの電圧（対地電圧）を非接触で検出する各電界センサ３１Ｒ、３１Ｓ、３１Ｔ（総称して３１）と、各送電線１Ｒ、１Ｓ、１Ｔに流れる各相の電流を非接触で検出する磁界センサ３５Ｒ、３５Ｓ、３５Ｔ（総称して３５）とから構成されている。

波形記録部４０は、図２に示すように、信号処理部４１、波形メモリ４３、変化検出部６０、トリガ制御部５５、ＧＰＳ時計部（本考案の「計時部」に相当）５３、不揮発性の二次記録装置（本考案の「記録部」に相当）４５、及びＣＰＵ（本考案の「第一記録制御手段」、「判定手段」、「第二記録制御手段」に相当）５０とから構成されている。

信号処理部４１は、電界センサ３１、磁界センサ３５から出力される出力信号を信号処理するものであり、６つのセンサに対応して６つの積分器と６つのＡ／Ｄ変換器とを備える。各電界センサ３１Ｒ、３１Ｓ、３１Ｔの出力信号、各磁界センサ３５Ｒ、３５Ｓ、３５Ｔの出力信号は、積分器で積分されると共に、Ａ／Ｄ変換器でアナログ信号からディジタル信号に変換され、波形メモリ４３に入力される。

波形メモリ４３はいわゆるリングバッファであり、入力されたデータを先頭から末尾に順次書き込み、末尾の次は先頭に戻る記録処理（すなわち、入力データを更新しながら記録する記録処理）を行う。以上のことから、各電界センサ３１Ｒ〜３１Ｔにて検出された各相Ｒ、Ｓ、Ｔの電圧、各磁界センサ３５Ｒ〜３５Ｔにて検出された各相Ｒ、Ｓ、Ｔの電流が、波形メモリ４３に一定時間（この例では、１２秒間）記録される。

変化検出部６０は、図２に示すように、サージ検出部６１と、零相検出部７１と、振幅変動検出部８１の３つの検出部６１、７２、８１から構成されている。サージ検出部６１は、各電界センサ３１Ｒ〜３１Ｔ、各磁界センサ３５Ｒ〜３５Ｔごとにそれぞれ設けられている。すなわち、各相の電圧用として３回路と、各相の電流用として３回路の合計６回路設けられている。

各サージ検出部６１は、図３に示すように高域フィルタ６３と比較器６５とから構成されている。高域フィルタ６３は、入力信号から低周波成分を除去して、サージ信号を取りだす機能を果たすものである。また、比較器６５は、サージ信号をサージ検出用の閾値として設定された第一基準レベルＪ１と比較して、第一基準レベルＪ１を超えるレベルのサージ信号が入力された場合に限り、サージ検出信号Ｓ１を出力する機能を果たす。

以上のことから、各電界センサ３１にて検出された各相の電圧、各磁界センサ３５にて検出された各相の電流に対して第一基準レベルＪ１を超えるレベルのサージが重畳している場合には、各サージ検出部６１からトリガ制御部５５に対してサージ検出信号Ｓ１が出力される構成となっている。尚、サージ検出信号Ｓ１は、サージ信号が第一基準レベルＪ１を超えた時刻（本考案のトリガ時刻に相当）Ｔに出力される（図４参照）。

零相検出部７１は、電圧用と電流用で２回路設けられており、図５に示すように乗算器７２と、加算器７３と、高域フィルタ７４と、比較器７５と、から構成されている。乗算器７２は、零相検出部７１の入力段にあって、三相の各入力信号（電圧信号、電流信号）に所定の加算比率で乗算する演算処理を行う。加算器７３は、乗算処理後の信号を加算することにより、三相の入力信号から零相信号、すなわち零相電圧と零相電流を求める機能を担う。高域フィルタ７４は、零相信号から低周波成分（ＤＣ成分）を除去する機能を果たす。比較器７５は、零相信号を零相信号検出用の閾値として設定された第二基準レベルＪ２と比較して、第二基準レベルＪ２を超えるレベルの零相信号が入力された場合に、零相検出信号Ｓ２を出力する機能を果たす。

以上のことから、零相信号（零相電流、零相電圧）のレベルが第二基準レベルＪ２を超える場合には、零相検出部７１からトリガ制御部５５に対して零相検出信号Ｓ２が出力される。尚、零相検出信号Ｓ２は、零相信号が第二基準レベルＪ２を超えた時刻Ｔに、出力される（図６参照）

振幅変動検出部８１は、サージ検出部６１と同様に、各相の電圧用として３回路と、各相の電流用として３回路の合計６回路設けられている。各振幅変動検出部８１は、図７に示すように、全波整流回路８３と、微分回路８５と、比較器８７とから構成されている。全波整流回路は、入力信号を全波整流して、波高値信号（整流信号）を出力する。微分回路８５は、波高値信号を微分して波高値微分信号を出力する。また、比較器８７は、波高値微分信号を、振幅変動検出用の閾値として設定された第三基準レベルＪ３と比較して、第三基準レベルＪ３を超えるレベルの波高値微分信号が入力された場合に限り、振幅変動検出信号Ｓ３を出力する機能を果たす。

以上のことから、各電界センサ３１にて検出された各相の電圧の振幅変化率、各磁界センサ３５にて検出された各相の電流の振幅変化率が第八閾値を超える場合には、各振幅変動検出部８１からトリガ制御部５５に対して振幅変動検出信号Ｓ３が出力される。尚、振幅変動検出信号Ｓ３は、波高値微分信号が第三基準レベルＪ３を超えた時刻Ｔに、出力される（図６参照）

トリガ制御部５５には、各サージ検出部６１の出力するサージ検出信号Ｓ１と、各零相検出部７１の出力する零相検出信号Ｓ２と、各振幅変動検出部８１の出力する振幅変動検出信号Ｓ３と、ＧＰＳ時計部５３にて計時される時刻情報Ｓ４が入力される構成となっている。

そして、トリガ制御部５５は、各検出信号Ｓ１〜Ｓ３のＯＲ条件（論理和条件）に従って、波形記録を指示するトリガ信号Ｓ５をＣＰＵ５０に出力する。具体的には、各検出信号Ｓ１〜Ｓ３の立ち上がりを検出して、ＣＰＵ５０に対して波形記録を指示するトリガ信号Ｓ５を出力する。

また、トリガ制御部５５は、ＣＰＵ５０に対してトリガ信号Ｓ５を出力する時に、ＧＰＳ時計部５３から各検出信号Ｓ１〜Ｓ３の立ち上がり時刻Ｔの情報を取得して、ＣＰＵ５０に対して出力する。

これにより、例えば、サージ検出部６１からサージ検出信号Ｓ１が出力された場合には、トリガ制御部５５からＣＰＵ５０に対してトリガ信号Ｓ５と共に、サージ検出信号Ｓ１の立ち上がり時刻（サージ信号が第一基準レベルＪ１を超えた時刻）Ｔの情報が出力されることとなる。また、零相検出部７１から零相検出信号Ｓ２が出力された場合には、トリガ制御部５５からＣＰＵ５０に対してトリガ信号Ｓ５と共に、零相検出信号Ｓ２の立ち上がり時刻（零相信号が第二基準レベルＪ２を超えた時刻）Ｔの情報が出力されることとなる。また、振幅変動検出部８１から振幅変動検出信号Ｓ３が出力された場合には、トリガ制御部５５からＣＰＵ５０に対してトリガ信号Ｓ５と共に、振幅変動検出信号Ｓ３の立ち上がり時刻（波高値微分信号が第三基準レベルＪ３を超えた時刻）Ｔの情報が出力されることとなる。

ＣＰＵ５０は、波形記録装置２０の全体を制御するものであり、以下に説明する短時間記録処理、判定処理、長時間記録処理、通信処理の３つの処理を行う。

（１）短時間記録処理（本発明の「第一記録処理」に相当）
短時間記録は、トリガ信号Ｓ５の入力を条件に、電界センサ３１で検出した各相Ｒ、Ｓ、Ｔの電圧波形、磁界センサ３５で検出した各相Ｒ、Ｓ、Ｔの電流波形を二次記録装置４５に記録させるものである。

具体的には、ＣＰＵ５０はトリガ信号Ｓ５が入力されると、まず、波形メモリ４３にアクセスする。そして、ＣＰＵ５０は、波形メモリ４３から必要な時間帯の波形データを読み出す。すなわち、トリガ信号Ｓ５に付加された立ち上がり時刻（以下、トリガ時刻とも言う）Ｔを含む前後短時間ＴＳ（具体的には、前１２０ｍｓ、後２４０ｍｓ、合計で３６０ｍｓ）分の電圧波形のデータ（三相全て）、電流波形のデータ（三相全て）をそれぞれ読み出す（図９参照）。

そして、ＣＰＵ５０は、読み出した波形データ（電圧波形、電流波形のデータ）を、トリガ信号Ｓ５に付加されたトリガ時刻Ｔの情報と共に二次記録装置４５に記録させる。尚、ＣＰＵ５０が行う波形記録処理により、本考案の「第一記録制御手段」の果たす処理機能が実現されている。

また、短時間記録処理において、波形データの記録時間を３６０ｍｓ（商用周波数の電圧波形サイクルに換算すると約１８サイクル）に設定しているのは、波形データとして１８サイクル程度記録すれば、サージ波形の全体を確実に記録することが出来るので、サージ波形の立ち上がり時刻を正確に求めることが可能となるからである。尚、本明細書を通じて短時間記録とは目安として商用周波数の電圧波形で、２０サイクル以下を意味する。また、図９はサージ波形と短時間記録の時間枠を誇張して表した図となっており、実際には時間枠内に１８サイクル分の波形が記憶されることになる。

（２）判定処理
判定処理は、トリガ信号Ｓ５がＣＰＵ５０に入力されることを条件（短時間記録処理が実行されることを条件）に、ＣＰＵ５０にて実行される。

判定処理では、トリガ時刻Ｔの前後で電圧の振幅に変動がないか、判定される。具体的に説明すると、ＣＰＵ５０は、トリガ時刻前の数サイクル分の第一時間帯（ただし直近の１サイクルを除く）ＴＡの電圧波形のデータと、トリガ時刻Ｔ後の数サイクル分の第二時間帯（ただし直近の１サイクル（２０ｍｍｓ）は除く）ＴＢの電圧波形のデータを波形メモリ４３より取得する（図１０参照）。尚、直近の１サイクルを除くのは、サージ波形が影響し、正確な振幅の判定が困難であるからである。

そして、第一時間帯ＴＡにおける電圧の振幅と第二時間帯ＴＢにおける電圧の振幅を比較し、三相全てについて、振幅差が閾値Ｈ内に収まっていれば、ＹＥＳと判定する。一方、振幅差が閾値を超える相が一つでもあれば、ＮＯ判定する。この判定処理を行うことでサージの原因を判別できる。すなわち、判定ＹＥＳの場合（振幅差が閾値Ｈ内の場合）であれば、送電区間に故障に至らない誘導雷が発生したことによるサージと判断できる。一方、判定ＮＯの場合（振幅差が閾値Ｈを超えている場合）には、送電区間Ａ−Ｂに故障に至るような何らかの異常があり、その異常に起因するサージと判断できる。尚、故障に至る何らかの異常とは、例えば、雷によるフラッシュオーバーや樹木・鳥獣の接触による地絡故障、または暴風による送電線同士の接触による短絡故障が想定される。

尚、閾値Ｈは、図１０にて示すように、健全時の電圧に対してマイナス１０％〜プラス１０％の電圧値に設定することが好ましい。というのも、系統に故障が起きていなければ、両時間帯ＴＡ、ＴＢにおける電圧の振幅は同じであり、振幅差はゼロになるので、閾値Ｈを健全時の電圧に対して１％〜３％程度に設定することも考えられる。しかし、そうした設定にすると、検出センサ３０側で計測誤差があった場合に、本来であれば、ＹＥＳと判定するべきところ、ＮＯと誤判定をする恐れがあるが、本設定にしておけば、そのような誤判定を回避できる。

（３）長時間記録処理（本発明の「第二記録処理」に相当）
長時間記録は、トリガ信号Ｓ５の入力があった場合（短時間記録処理が実行された場合）において、次に説明する実行条件を満たす場合にのみ行われるものである。この長時間記録は、トリガ時刻Ｔの前１２０ｍＳと、トリガ時刻Ｔから予め設定された長時間ＴＬ分の波形データ（各相の電圧波形、各相の電流波形）を、波形メモリ４３から読み出して、二次記録装置４５に記録させるものである（図１１参照）。尚、図１１は、故障相の電圧波形を示している。

予め設定された長時間「ＴＬ」は、送電区間に設置された保護継電器（図略）の時限と同じかそれより長い時間である。この実施例では、保護継電器（図略）の時限が３秒であることから、「ＴＬ」は３秒以上に設定する必要があり、約４秒に設定している。尚、保護継電器とは、電流値、電圧値や周波数の変動を検出することにより送電区間における故障を検出して、遮断器を動作させることにより、故障区間を送電系統から切り離すものである。また、時限とは、保護継電器が、故障を検出してから、遮断器にトリップ信号（遮断器を動作させる指令となる信号）を出力するまでの時間のことである。尚、遮断器はトリップ信号を受けると、数十ミリ秒で動作して線路を開放するから、保護継電器が故障を検出してから線路が開放されるまでの時間と、保護継電器の時限は概ね同じであると考えてよい。

また、長時間記録により記録される波形データは、短時間記録により記録される波形データに比べて、解像度が低く設定されている。具体的には、ＣＰＵ５０が波形メモリ４３からデータを読み出すときのサンプリング周波数を、短時間記録時に比べて下げることで解像度を下げている。このように解像度に差を設けるのは、短時間記録は、故障点標定に使用されるので細かいデータが必要であるのに対して、長時間記録の波形データは、故障の全体像等を把握するための使用されるので、それほど細かいデータは必要がないからである。

次に、長時間記録の実行条件について説明する。
（ケース１・・・図１２の番号１に該当する場合）
サージ検出部６１からトリガ制御部５５に対してサージ検出信号Ｓ１が出力されてトリガがかかった場合（ただし、零相検出信号Ｓ２と振幅変動検出信号Ｓ３はいずれも出力がない場合）には、上記した判定処理の判定結果に基づいて、長時間記録を実行するかどうか決定される。

具体的には、図１２に示すように、判定処理でＮＯ判定（送電区間に故障に至るような何らの異常が発生している場合）されることを条件に長時間記録が実行される。一方、判定処理でＹＥＳ判定（故障に至らない誘導雷の場合）された場合には、長時間記録は実行されない。このように、判定処理でＮＯ判定された場合にだけ長時間記録を実行することで、故障発生時を狙って長時間記録を行うことが可能となる。

尚、長時間記録中に、トリガ信号Ｓ５の入力があった場合、短時間記録は通常通り行われる。また、長時間記録中に、再度、長時間記録を行う実行条件が整ったとしても、長時間記録は行われない。

（ケース２・・・図１２の番号２〜番号６に該当する場合）
零相検出部７１からトリガ制御部５５に対して零相検出信号Ｓ２が出力されてトリガがかかった場合と、振幅変動検出部８１からトリガ制御部５５に対して振幅変動検出信号Ｓ３が出力されてトリガがかかった場合は、判定結果に関係なく、長時間記録が実行される。

尚、ケース２の場合もケース１の場合と同様に、長時間記録中に、トリガ信号Ｓ５の入力があった場合、短時間記録は通常通り行う。また、長時間記録中に、再度、長時間記録を行う実行条件が整ったとしても、長時間記録は行われない。また、ＣＰＵ５０が行う長時間記録により、本考案の「第二記録制御手段」の果たす処理機能が実現されている。

（４）通信処理
通信処理は次に説明する解析装置１００との間にて必要なデータを送受信する処理である。通信処理は、次に説明する解析装置１００の説明と合わせて行う。

解析装置１００は、図１に示すように演算制御部（本発明の「表示制御手段」に相当）１１０と、通信部１１５と、モニタ１２０と、キーボード等の入力操作部（本発明の「選択手段」に相当）１２５から構成されている。解析装置１００は、波形記録装置２０Ａと波形記録装置２０Ｂから転送される波形データやトリガ時刻Ｔの情報に基づいて、送電区間Ａ−Ｂにおける故障点の標定を行うものである。

以下、具体的な事例を挙げて、故障点の標定手順を説明する。
今、非接地系送電系統の送電区間Ａ−Ｂにて送電線に樹木が接触し、１１時５９分００秒から１２時００分００秒の間に樹木を介した地絡が発生し、１２時００分００秒の時点で遮断器が作動して送電が一時遮断され、１２時００分３０秒にて再閉路されたとする（図１３参照）。

この間、送電線路Ｕには樹木接触によるサージが多数入り込み、樹木を介した地絡時には地絡電流が流れる。また、遮断器の入り切りにより、電圧が変動する。そのため、各波形記録装置２０Ａ、２０Ｂには、多数の波形データが記録されることになる。この例では、１１時５９分００秒から１２時０１分００秒までの間に、トリガ制御部５５からＣＰＵ５０に対して合計１３回のトリガ信号Ｓ５が出力され、各波形記録装置２０Ａ、２０Ｂにて、ＤＳ１〜ＤＳ１３の１３個の波形データ（短時間記録による波形データ）がそれぞれ記録されたものとする。

また、各波形データＤＳ１〜ＤＳ１３について行われた判定結果は、図１４の表に示す通りであり、トリガ時刻Ｔ３の波形データＤＳ３と、トリガ時刻Ｔ１２の波形データＤＳ１２で、長時間記録の実行条件が成立した。そのため、トリガ時刻Ｔ３から約４秒間の波形データＤＬ１と、トリガ時刻Ｔ１２から約４秒間の波形データＤＬ２がそれぞれ長時間記録された。

さて、送電が遮断されると、系統制御部門から解析装置１００に遮断時刻の情報（この例では、１２時００分００秒）が、通知される。すると、解析装置１００は、通信網を介して、各波形記録装置２０Ａ、２０Ｂに、遮断時刻である１２時００分００秒の前後一分間に二次記録装置４５に記録されたデータの転送を指示する。

各波形記録装置２０Ａ、２０ＢのＣＰＵ５０は、解析装置１００側からデータの転送指令を受けると、それに応答して遮断時刻である１２時００分００秒の前後一分間に、二次記録装置４５に記録されたデータをトリガ時刻Ｔの情報と共に、解析装置１００に転送する。

この例では、遮断時刻である１２時００分００秒の前後一分間に、ＤＳ１〜ＤＳ１３の１３個の波形データ（短時間記録による波形データ）と、ＤＬ１とＤＬ２の２個の波形データ（長時間記録による波形データ）が記録されている。従って、各波形記録装置２０Ａ、２０Ｂから解析装置１００に対して、１３個の波形データ（短時間記録による波形データ）と、２個の波形データ（長時間記録による波形データ）と、トリガ時刻Ｔの情報が送信される。

解析装置１００は各波形記録装置２０Ａ、２０Ｂからデータを受信すると、図１５に示すように受信結果一覧をモニタ１２０に表示する。そのため、オペレータは、解析装置１００のモニタ１２０に表示された受信結果一覧から、各波形記録装置２０Ａ、２０Ｂからどれぐらいの数、波形データが転送されたのか、容易に把握できる。

また、このものでは、モニタ１２０に表示された受信結果一覧を利用して、転送された波形データを選択表示できる（そのような表示制御機能が発揮されるように、演算制御部１１０がプログラミングされている）。

例えば、オペレータが入力操作部１２５を使って、受信結果一覧から波形データＤＳ２を選択すると、モニタ１２０の表示が切り替わってＤＳ２の波形データが表示される。また波形データＤＬ１を選択すると、モニタ１２０にＤＬ１の波形データが表示される（図１６、図１７参照）。尚、図１７は、送電線のうち、故障相の電圧波形である。

そして、解析装置１００のモニタ１２０に表示された長時間記録の波形データを参考にすることで、ＤＳ１〜ＤＳ１３の１３個の波形データから故障点の標定に適した波形データをオペレータが絞り込める。

すなわち、故障点の標定精度を高めるには、小さなサージよりも大きなサージで標定を行うことが好ましい。また、同じレベルのサージであれば、故障発生時や遮断時に近い時刻に発生したサージで標定することが好ましい。

長時間記録の波形データは、故障発生の少し前から遮断までの全体像を示すものであり、オペレータは長時間記録の波形データを参考にすることで、故障発生時や遮断時に近い時刻に発生した大きなサージを把握できる。特にこのものでは、図１７に示すように長時間記録の波形データの中に、短時間記録された箇所を枠（一点鎖線枠）で表示させており、故障のどの過程で、どのようなサージが入って短時間記録がされたのか容易に把握できる。

そして図１７の例であれば、波形データＤＳ９のサージが最も大きく、また遮断時に近い。そのため、故障点の標定に適した波形データは波形データ「ＤＳ９」であると絞りこめる。

標定対象の波形データＤＳ９が決まり、入力操作部１２５を通じて波形データＤＳ９が標定対象に選択されると、あとは、解析装置の演算制御部１１０が次の手順に従って演算を行って故障点を自動標定する。すなわち、まず、演算制御部１１０は両波形記録装置２０Ａ、２０Ｂの波形データＤＳ９を、ハイパスフィルタに通してサージ波形をそれぞれ抽出する。そして、各サージ波形の立ち上がり時刻（基準レベルを横切る時刻）ｔａ、ｔｂを求める(図１８）。

そして、各サージ波形の立ち上がり時刻ｔａ、ｔｂの値を、下記の（１）式に代入してサージの到達時間差Δｔを求め、それを（２）式に代入することで、波形記録装置２０Ａから故障点Ｇまでの距離Ｌａを求める（図１９参照）。

Δｔ＝ｔｂ−ｔａ・・・・・・・・・・（１）
Ｌａ＝１／２（Ｌ−Ｖ×Δｔ）・・・・（２）
Ｌは波形記録装置間の距離であり、Ｖはサージの伝搬速度である。

これにて、故障点Ｇの標定（波形記録装置２０Ａから故障点Ｇまでの距離Ｌａを求めること）が完了し、その結果が、モニタ１２０に表示される。尚、波形データには、電圧波形と電流波形の２種があるが、標定はより大きなサージが含まれている側で行えばよい。また、より大きなサージで標定を行うのが好ましい理由は、大きなサージの方が、立ちあがり時刻を正確に特定できるからである。

２．効果説明
以上説明したように、本実施形態では、長時間記録の波形データから故障の全体像の確認が可能であり、また、波形データに含まれるサージのレベルを比較できる。そのため、オペレータは、そうした故障の全体像やサージのレベルを参考にして、短時間記録された波形データの中から故障点に標定に適した波形データを絞り込むことが可能である。そのため、最小の標定回数で、信頼性の高い標定結果を得ることが可能となる。

また、長時間記録の波形データは、短時間記録の波形データに対して解像度を落としてある。そのため、長時間記録の解像度を短時間記録の解像度と同じにする場合に比べて、二次記録装置４５の容量を小さくすることが可能（言い方を変えれば、同じ容量でより多くの波形データを記憶できる）となり、また解析装置１００との間にて行う通信時間が短縮できる。

また、このものでは、サージ検出信号Ｓ１が出力されてトリガがかかった場合（ただし零相検出信号Ｓ２と振幅変動検出信号Ｓ３はいずれも出力がない）には、判定処理でＮＯ判定された場合に限り、長時間記録を行うようにしている。そのため、故障発生時（判定ＮＯの場合には送電区間に故障に至るような何らかの異常が発生している可能性が高い）を狙って長時間記録を行うことが可能となる。

また、本実施形態では、サージ検出部６１に加えて零相検出部７１、振幅変動検出部８１を設けてある。そのため、各相の電圧、電流が動揺したり、不平衡になった場合（故障発生時刻付近では電圧、電流が動揺し易く、また不平衡になり易い）には、零相検出部７１、振幅変動検出部８１がそれを検出してトリガがかかり、波形が記録（短時間記録）される。従って、故障発生時刻に近い時間帯において、サージ検出部６１だけのトリガでは取りこぼしてしまうタイミングで波形（それに含まれるサージ）を記録することが可能となる。

＜他の実施形態＞
本考案は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本考案の技術的範囲に含まれる。

（１）上記実施形態では、変化検出部６０を、サージ検出部６１と、零相検出部７１と、振幅変動検出部８１と、から構成したが、零相検出部７１と振幅変動検出部８１を廃止して、サージ検出部６１だけにすることも可能である。この場合、サージ検出部６１にてサージが検出され、かつ判定処理でＮＯ判定されることを条件に長時間記録を行うようにすればよい。

２０Ａ、２０Ｂ・・・波形記録装置
４０・・・波形記録部
３１・・・電界センサ（本考案の「検出センサ」に相当）
３５・・・磁界センサ（本考案の「検出センサ」に相当）
４１・・・信号処理部
４３・・・波形メモリ
４５・・・二次記録装置（本考案の「記録部」に相当）
５０・・・ＣＰＵ（本考案の「第一記録制御手段」、「判定手段」、「第二記録制御手段」に相当）
５３・・・ＧＰＳ時計部（本考案の「計時部」に相当）
５５・・・トリガ制御部
６０・・・変化検出部
６１・・・サージ検出部
７１・・・零相検出部
８１・・・振幅変動検出部
１００・・・解析装置
１１０・・・演算制御部（本発明の「表示制御手段」に相当）
１２０・・・モニタ
１２５・・・入力操作部（本発明の「選択手段」に相当）
ＳＴ・・・故障点標定システム
Ｓ１・・・サージ検出信号
Ｓ２・・・零相検出信号
Ｓ３・・・振幅変動検出信号
Ｓ５・・・トリガ信号
Ｔ・・・トリガ時刻

Claims

送電区間の両側に設置されて、故障点標定のため波形データを記録する波形記録装置であって、
三相の各送電線から各相の電圧、各相の電流を検出する検出センサと、
前記検出センサの検出する各相の電圧、電流の波形データをリングバッファ方式で記憶する波形メモリと、
時刻を計時する計時部と、
不揮発性の記録部と、
前記検出センサにて検出した前記各相の電圧、電流に、サージ検出用の閾値として設定された基準レベルを超えるサージが重畳したかどうかを検出するサージ検出部と、
前記サージ検出部にて前記サージが検出された時刻をトリガ時刻と定義したときに、
前記サージ検出部にて前記基準レベルを超えるサージが検出されることを条件に、前記トリガ時刻を含むその前後の短時間ＴＳの波形データを前記波形メモリから読み出して、前記記録部に対して記録させる第一記録処理を実行する第一記録制御手段と、
前記サージ検出部にて前記基準レベルを超えるサージが検出されることを条件に、前記トリガ時刻前の第一時間帯の前記電圧と前記トリガ時刻後の第二時間帯における前記電圧の振幅差が、三相全て閾値に収まっているか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により、三相のうちいずれか一相でも、振幅差が前記閾値を超えていると判定されることを条件に、前記トリガ時刻から予め設定された長時間ＴＬの波形データを前記波形メモリから読み出して、前記記録部に対して記録させる第二記録処理を実行する第二記録制御手段とを備えてなると共に、
前記予め設定された長時間ＴＬは、前記送電区間に設置された保護継電器の時限と同じか、それより長い時間である、ことを特徴とする波形記録装置。
前記第二記録処理では記憶する波形データの解像度を、前記第一記録処理にて記憶する波形データの解像度に比べて下げることを特徴とする請求項１に記載の波形記録装置。
送電区間の両側に設置された請求項１又は請求項２に記載の波形記録装置と、
前記各波形記録装置と通信可能に接続された解析装置と、からなる故障点標定システムであって、
前記各波形記録装置は、前記解析装置からの要求に応じて、前記記録部に記録された前記短時間ＴＳの波形データと、前記長時間ＴＬの波形データを前記解析装置に転送し、
前記解析装置は、前記長時間ＴＬの波形データをモニタに表示させる表示制御手段と、前記短時間ＴＳの波形データの中から特定の短時間ＴＳ波形データを選択する選択手段と、を備え、前記選択手段により選択された短時間ＴＳの波形データに基づいて、前記送電区間内における故障点の位置を標定することを特徴とする故障点標定システム。