JP3305815B2 - Power cable fault point detection method and device - Google Patents

Power cable fault point detection method and device

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JP3305815B2
JP3305815B2 JP17894893A JP17894893A JP3305815B2 JP 3305815 B2 JP3305815 B2 JP 3305815B2 JP 17894893 A JP17894893 A JP 17894893A JP 17894893 A JP17894893 A JP 17894893A JP 3305815 B2 JP3305815 B2 JP 3305815B2
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東京電力株式会社
日立電線株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電力ケーブルの長手方
向の温度分布を測定して、その測定を基に電力ケーブル
の故障点を検知する方法及び装置に係り、特に、故障以
外の要因による誤検知をなくする電力ケーブル故障点検
出方法及びその装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for measuring a temperature distribution in a longitudinal direction of a power cable and detecting a fault point of the power cable based on the measurement. The present invention relates to a power cable fault point detection method and device for eliminating erroneous detection.

【0002】[0002]

【従来の技術】電力ケーブルにあっては、落雷による衝
撃電圧が印加されたり、電力ケーブルを構成する絶縁体
が劣化したり、或いは外傷を受けたりして電力ケーブル
が損傷すると、この損傷部分で絶縁破壊が生じて接地系
に大電流が流れ、ひいては電力ケーブルが大破するとい
ういわゆる地絡事故(故障)が起きることがある。例え
ば、図6に示すように送電を行うための地中ケーブル6
1は洞道62内に布設されているが、地絡事故によって
接地系に大電流が流れて大破することがある。
2. Description of the Related Art In a power cable, when an impact voltage due to a lightning strike is applied, an insulator constituting the power cable is deteriorated, or the power cable is damaged due to an external injury, the damaged portion of the power cable is damaged. A so-called ground fault (failure) may occur in which a large current flows through the grounding system due to dielectric breakdown, and the power cable is severely damaged. For example, as shown in FIG.
Although the cable 1 is laid in the tunnel 62, a large current flows through the grounding system due to a ground fault, which may cause heavy damage.

【0003】電気所63では系統電流の監視により故障
発生を検知し、故障が発生したとき、継電器等を自動遮
断する。また、故障の発生場所を検出することも行われ
る。これを故障点の標定という。故障点の標定には、マ
レーループ法やパルスレーダ法が用いられている。マレ
ーループ法は、ブリッジの原理を用い、故障ケーブルの
心線をブリッジの一辺として故障点までの抵抗を測定す
ることによって標定するものである。パルスレーダ法
は、故障点からの電気的なパルスの反射を捕らえるもの
である。
[0003] In the electric station 63, the occurrence of a failure is detected by monitoring the system current, and when a failure occurs, the relay and the like are automatically shut off. Further, the location where the failure occurs is also detected. This is called fault location. The Murray loop method or the pulse radar method is used for locating a fault point. The Murray loop method is based on the principle of the bridge, and uses the core of the failed cable as one side of the bridge to measure the resistance up to the failure point. The pulse radar method captures reflection of an electric pulse from a failure point.

【0004】近年では、電力ケーブル内或いはその表面
に多数の光ファイバを配置し、地絡時に生じるアークエ
ネルギで断線した光ファイバ破断位置をOTDRの手法
で測定し、この破断点から故障点を標定する方法が考え
られている。
[0004] In recent years, a large number of optical fibers are arranged in or on a power cable, the broken position of the optical fiber broken by the arc energy generated at the time of the ground fault is measured by the OTDR method, and the fault point is located from the broken point. There is a way to do that.

【0005】また、電力ケーブルに沿わせて光ファイバ
を布設しておき、温度分布測定装置を用いて光ファイバ
の長手方向の温度分布を測定し、この温度分布の変化か
ら地絡時に生じる温度上昇を検知して故障点を標定する
方法が考えられている。
An optical fiber is laid along a power cable, and a temperature distribution in a longitudinal direction of the optical fiber is measured by using a temperature distribution measuring device. A method of locating a failure point by detecting a failure has been considered.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】マレーループ法やパル
スレーダ法では、故障が発生したことが分かってからで
ないと測定装置を設置できないため、故障発生後、故障
点を標定するまでに時間がかかる。さらに、故障点標定
の位置精度が悪く、標定を行った後に巡回点検を行って
故障点を見極める必要がある。従って、これらの方法を
用いたのでは、故障復旧が遅くなる。
In the Murray loop method or the pulse radar method, a measuring device cannot be installed until it is known that a failure has occurred. Therefore, it takes time to locate a failure point after a failure has occurred. . In addition, the location accuracy of the fault location is poor, and it is necessary to perform a cyclic inspection after the location has been performed to determine the fault location. Therefore, when these methods are used, failure recovery is delayed.

【0007】光ファイバの断線位置をOTDR法で検出
する方式では、地絡エネルギが小さい場合、光ファイバ
が断線しないために標定ができないことがある。また、
地絡の起きた方向が光ファイバの配置されていない方向
である場合には、光ファイバの受ける地絡エネルギの影
響が少ない。この場合も光ファイバが断線しないため標
定ができない。地絡方向や地絡エネルギに左右されない
で故障点標定を行うには極力多数の光ファイバを電力ケ
ーブル内部に配置することが必要になるが、実用上これ
は困難である。
In the method of detecting the broken position of the optical fiber by the OTDR method, if the ground fault energy is small, the orientation cannot be performed because the optical fiber is not broken. Also,
When the direction in which the ground fault occurs is a direction in which the optical fiber is not disposed, the influence of the ground fault energy on the optical fiber is small. Also in this case, since the optical fiber does not break, orientation cannot be performed. It is necessary to arrange as many optical fibers as possible in a power cable in order to locate a fault without being influenced by the ground fault direction or ground fault energy, but this is practically difficult.

【0008】長手方向の温度分布から故障点標定を行う
方法は上記の方法に比べて優れたものであるが、地絡時
に生じる温度上昇と、それ以外の温度変動、例えば洞道
内気温の変化、換気扇運転による温度変化等と区別がつ
きにくく、悪くすれば誤った箇所を故障点として標定し
てしまう場合もある。
[0008] The method of locating a fault from the longitudinal temperature distribution is superior to the above-mentioned method. However, the temperature rise caused by a ground fault and other temperature fluctuations, such as a change in air temperature in a sinus road, It is difficult to distinguish from a temperature change or the like due to the ventilation fan operation, and if it is worse, an erroneous part may be located as a failure point.

【0009】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、故障以外の要因による誤検知をなくする電力ケーブ
ル故障点検出方法及びその装置を提供することにある。
It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems and to provide a power cable fault point detecting method and apparatus for eliminating erroneous detection due to factors other than a fault.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、電力ケーブル或いはその電力ケーブルの布
設されている洞道又は管路に沿わせて光ファイバを布設
し、この光ファイバの一端から光を入射してその後方散
乱光分布から光ファイバの長手方向の温度分布を測定
し、その温度分布から電力ケーブルの故障点を検出する
電力ケーブル故障点検出方法において、測定した温度情
報を保持し、過去の平均温度に対する温度差が所定量よ
り大きい点を故障候補点として抽出し、その候補点での
温度の立上がり時間が他の要因による温度の立上がり時
間に比べて短い候補点を故障点として検知するものであ
る。
According to the present invention, an optical fiber is laid along a power cable or a sinus or a conduit in which the power cable is laid. In the power cable failure point detection method of measuring the temperature distribution in the longitudinal direction of the optical fiber from the backscattered light distribution from the incident light from one end and detecting the failure point of the power cable from the temperature distribution, the measured temperature information is Hold, and extract a point at which the temperature difference with respect to the past average temperature is larger than a predetermined amount as a failure candidate point.
Temperature rise time due to other factors
A candidate point shorter than the intermediate point is detected as a failure point .

【0011】上記故障候補点の抽出を行うために、まず
電力ケーブルのトリップ信号を受信し、このトリップ信
号の受信後直ちに温度分布を測定し、トリップ信号受信
前後での温度分布の変化量を求めるようにしてもよい。
In order to extract the above-mentioned fault candidate points, a trip signal of a power cable is first received, a temperature distribution is measured immediately after receiving the trip signal, and a change amount of the temperature distribution before and after the trip signal is received is obtained. You may do so.

【0012】電力ケーブル故障点検出装置は、電力ケー
ブル或いはその電力ケーブルの布設されている洞道又は
管路に沿わせた光ファイバと、この光ファイバの一端か
ら入射した光の後方散乱光分布から光ファイバの長手方
向の温度分布を測定する温度分布測定装置とを有する電
力ケーブル故障点検出装置において、測定した温度情報
を保持し、温度の時間的変化量が大きい順に故障候補点
を抽出する抽出手段と、その抽出された候補点での温度
データを時間順に並べた経時データと予め地絡によって
発生する温度変化を設定した経時データとを比較して地
絡時の特徴を有しているかどうかをチェックし、かつ
該候補点を含む長手方向の温度分布データと予め地絡に
よって発生する長手方向の温度分布を設定した分布デー
タとを比較して地絡時の特徴を有しているかどうかをチ
ェックし、経時データによる比較においても分布データ
による比較においても当該候補点が故障点であると標定
された候補点を故障点として検知する故障点検知手段と
を備えたものである。
[0012] The power cable failure point detecting device is a power cable or a cave where the power cable is laid.
In a power cable fault point detection device having an optical fiber along a pipeline and a temperature distribution measuring device for measuring a temperature distribution in a longitudinal direction of the optical fiber from a backscattered light distribution of light incident from one end of the optical fiber. Extracting means for holding the measured temperature information and extracting the failure candidate points in descending order of the temperature temporal change amount, and the temperature at the extracted candidate points.
Time-sequential data arranged in chronological order and ground faults in advance
Compared to the time-lapse data that sets the temperature change that occurs,
Check whether it has the characteristics of fault occurs, and those
Pre-ground fault with longitudinal temperature distribution data including the candidate point
Therefore, the distribution data that sets the longitudinal temperature distribution that occurs
To determine if it has the characteristics of a ground fault.
Check and distribution data even when comparing with time-lapse data.
The candidate point is a failure point
Failure point detecting means for detecting the candidate point thus determined as a failure point.

【0013】[0013]

【作用】上記構成により、光ファイバの長手方向の温度
分布が検知される。温度分布が時間的に変化すれば、光
ファイバに沿った温度の時間的変化量が分かる。ある点
において過去の平均温度に対する温度差が所定量より大
きいとき、その点で故障が起きている可能性があるの
で、これを故障候補点として抽出する。候補点において
は、その点での温度の立上がり時間を調べる。地絡時に
生じる温度上昇は他の要因による温度上昇に比べて立上
がりが速いので、候補点での温度上昇が速ければこの候
補点が故障点であるという標定ができる。また、地絡時
に生じる温度上昇は他の要因による温度上昇に比べて局
所的に起きるので、候補点の前後の狭い範囲に温度上昇
が現れていれば、この候補点が故障点であるという標定
ができる。それぞれの標定結果を複合的に用いれば信頼
のおける標定が得られる。例えば、温度変化による標定
で候補点を1点に絞り込み、温度分布による標定で確認
を行う。
According to the above arrangement, the temperature distribution in the longitudinal direction of the optical fiber is detected. If the temperature distribution changes over time, the amount of change over time in the temperature along the optical fiber can be known. If the temperature difference with respect to the past average temperature at a certain point is larger than a predetermined amount, there is a possibility that a failure has occurred at that point, and this is extracted as a failure candidate point. At the candidate point, the temperature rise time at that point is examined. Since the rise in temperature at the time of ground fault rises faster than the rise in temperature due to other factors, if the rise in temperature at a candidate point is faster, it can be determined that this candidate point is a failure point. In addition, since the temperature rise that occurs during a ground fault occurs more locally than the temperature rise due to other factors, if the temperature rise appears in a narrow range before and after the candidate point, the candidate point is determined to be a failure point. Can be. A reliable orientation can be obtained by using each orientation result in combination. For example, candidate points are narrowed down to one point by orientation based on temperature change, and confirmation is performed by orientation based on temperature distribution.

【0014】地絡時に電力ケーブルに生じるトリップ信
号を受信するようにしておけば、トリップ信号の受信を
もって電力ケーブルのどこかで地絡が発生したことが分
かる。この時点から温度分布の測定を行うと、地絡時前
後での温度変化を捕らえることができるので、上記候補
点の抽出、故障点の標定が迅速かつ精度よく行える。
If a trip signal generated in the power cable at the time of the ground fault is received, it is known that a ground fault has occurred somewhere in the power cable upon receiving the trip signal. If the temperature distribution is measured from this point, the temperature change before and after the ground fault can be captured, so that the candidate points can be extracted and the fault points can be located quickly and accurately.

【0015】また、候補点の抽出は、温度の時間的変化
量の大きい順に行ってもよい。当該候補点での温度の時
間的変化から故障点の標定を行うには、予め地絡によっ
て発生する温度変化或いはその特徴量を経時データとし
て設定しておき、実測値と経時データとを比較するとよ
い。当該候補点の前後での温度分布から故障点の標定を
行うには、予め地絡によって発生する温度分布或いはそ
の特徴量を分布データとして設定しておき、実測値と分
布データと比較するとよい。それぞれの標定結果を複合
的に用いれば信頼のおける標定が得られる。例えば、温
度変化による標定と、温度分布による標定とが一致した
ときのみ、その候補点を故障点とする。
The extraction of candidate points may be performed in descending order of the temporal change in temperature . In order to locate a failure point from a temporal change in temperature at the candidate point, a temperature change caused by a ground fault or its characteristic amount is set in advance as temporal data, and an actual measurement value is compared with temporal data. Good. In order to locate a failure point from the temperature distribution before and after the candidate point, a temperature distribution generated by a ground fault or its characteristic amount is set in advance as distribution data, and the measured value and the distribution data may be compared. A reliable orientation can be obtained by using each orientation result in combination. For example, only when the orientation based on the temperature change coincides with the orientation based on the temperature distribution, the candidate point is regarded as a failure point.

【0016】[0016]

【実施例】以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて
詳述する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0017】図1に示されるように、電力ケーブル故障
点検出システムは、主に、電力ケーブル1や洞道、管路
等のケーブル布設設備に沿わせて布設され、温度分布を
検知するための光を伝送する光ファイバ2、光ファイバ
2からの検知光に基づきその長手方向の温度分布を測定
する温度分布測定装置3、地絡発生時に電力ケーブル1
に流れるトリップ信号を検出して標定開始用のトリガ信
号を発生するトリガ信号発生器4、測定された温度分布
を基に故障点を標定する故障点標定装置5から構成され
る。
As shown in FIG. 1, the power cable fault point detection system is mainly laid along the power cable 1 or cable laying facilities such as a cave, a pipe, etc., for detecting a temperature distribution. An optical fiber 2 for transmitting light, a temperature distribution measuring device 3 for measuring a temperature distribution in a longitudinal direction based on detection light from the optical fiber 2, a power cable 1 when a ground fault occurs
A trigger signal generator 4 for detecting a trip signal flowing through the apparatus and generating a trigger signal for starting the location, and a fault point locating device 5 for locating a fault point based on the measured temperature distribution.

【0018】本実施例では、電力ケーブルは3つの導体
を有し、電源部より3相の電力を供給されている。光フ
ァイバ2、温度分布測定装置3は公知のものでよい。ト
リガ信号発生器4は、各相の導体に取付けたCT(電流
変換コイル)6から電力ケーブル1のトリップ信号を受
信する受信手段として構成され、トリップ信号を受信す
ると即座に、測定途中であっても温度分布測定装置3を
リセットして測定を再開させるべくトリガ信号を発生す
ることができる。
In this embodiment, the power cable has three conductors, and three-phase power is supplied from the power supply unit. The optical fiber 2 and the temperature distribution measuring device 3 may be known ones. The trigger signal generator 4 is configured as a receiving means for receiving a trip signal of the power cable 1 from a CT (current conversion coil) 6 attached to a conductor of each phase. Also, a trigger signal can be generated to reset the temperature distribution measuring device 3 and restart the measurement.

【0019】本システムの具体的な動作について説明す
る。
The specific operation of the present system will be described.

【0020】本システムの動作は大きく2つに分かれ
る。まず、第1は故障が発生する以前の動作であり、第
2は故障が発生した後の動作である。
The operation of this system is roughly divided into two. First, the operation before the failure occurs, and the second operation after the failure occurs.

【0021】故障が発生する以前の第1の動作におい
て、本システムは電力ケーブル設備の運転状況の監視を
行うことができる。すなわち、電力ケーブル表面及び各
種電力設備の温度を測定することにより送電線路運転時
の異常温度監視、並びに洞道内の火災発見等の常時監視
を行える。具体的には、温度分布測定装置3により送電
線路の温度分布を測定し、測定された線路の各点の温度
データを故障点標定装置5に転送する。故障点標定装置
5では予め各点についての異常温度を設定しておき、こ
れを越えた点を異常点として表示・警報を発生する。な
お、異常をいちはやく検出するためには、温度分布測定
装置3の測定時間ができるだけ短いほうが望ましく、本
システムの場合は測定時間を数十秒とした。また、故障
点標定装置5では送られた温度データをもとにして、各
点の平均温度値を求めておき、この平均温度値と1回の
測定値とを比較して異常温度の検出を行う。平均温度値
を用いたのは測定温度値の測定誤差の影響を小さくし異
常温度検出を精度良く行うためである。本システムで
は、平均を行う時間幅を電力設備温度の日変動時間より
かなり小さくするため、数十分とした。
In a first operation before a failure occurs, the system can monitor the operation status of the power cable facility. In other words, by measuring the temperature of the power cable surface and various power facilities, it is possible to monitor abnormal temperatures during the operation of the transmission line, and to constantly monitor, for example, the detection of a fire in a tunnel. Specifically, the temperature distribution of the transmission line is measured by the temperature distribution measuring device 3, and the measured temperature data of each point of the line is transferred to the fault point locating device 5. The fault point locating device 5 sets an abnormal temperature for each point in advance, and generates a display / warning at a point exceeding the temperature as an abnormal point. In order to detect an abnormality as quickly as possible, it is desirable that the measurement time of the temperature distribution measuring device 3 be as short as possible. In the case of this system, the measurement time is set to several tens of seconds. Further, the fault point locating device 5 obtains an average temperature value of each point based on the transmitted temperature data, and compares the average temperature value with one measured value to detect an abnormal temperature. Do. The reason for using the average temperature value is to reduce the influence of the measurement error of the measured temperature value and accurately detect the abnormal temperature. In this system, the averaging time is set to several tens of minutes to make it much smaller than the daily fluctuation time of the power equipment temperature.

【0022】故障が発生した場合の第2の動作におい
て、トリップ信号がトリガ信号発生器4で検出される。
この場合、トリガ信号発生器4としては、簡単な部品で
構成できるCT6を用いることが好ましい。さて、トリ
ガ信号発生器4は、トリガ信号を温度分布測定装置3に
入力し、これより故障点の標定が開始される。温度分布
測定装置3は、トリガ信号により即座にそれまでの測定
途中の温度分布測定データをリセットし測定を再開す
る。地絡発生時刻と温度分布測定装置3の測定開始時刻
が同時になるので、地絡時の温度上昇をより正確にかつ
効率良く測定することができる。
In the second operation when a failure occurs, a trip signal is detected by the trigger signal generator 4.
In this case, as the trigger signal generator 4, it is preferable to use CT6 which can be constituted by simple components. Now, the trigger signal generator 4 inputs the trigger signal to the temperature distribution measuring device 3, and the localization of the fault point is started. The temperature distribution measuring device 3 immediately resets the temperature distribution measurement data in the course of the measurement by the trigger signal and restarts the measurement. Since the ground fault occurrence time and the measurement start time of the temperature distribution measuring device 3 are simultaneous, the temperature rise at the time of the ground fault can be measured more accurately and efficiently.

【0023】次に、故障点標定装置5の動作を説明す
る。
Next, the operation of the fault locating device 5 will be described.

【0024】故障点標定装置5ではトリガ信号を受けた
後、まず、(1)光ファイバが断線したかどうかをチェ
ックし、次に(2)地絡点の候補点を抽出し、(3)候
補点の中から温度上昇立上がり時間及び(4)候補点近
傍の温度上昇の拡がりをもとに、地絡点を標定する。こ
れで標定できなかったときには、候補点の再抽出を行
い、(3)(4)と同様の処理により地絡点を標定す
る。
After receiving the trigger signal, the fault point locating device 5 first checks (1) whether or not the optical fiber is disconnected, and (2) extracts a candidate point of a ground fault point, and (3) From the candidate points, the ground fault point is located based on the temperature rise time and (4) the spread of the temperature rise near the candidate point. If the location cannot be determined, candidate points are re-extracted, and the ground fault point is located by the same processing as in (3) and (4).

【0025】以下に、各項目について説明する。Hereinafter, each item will be described.

【0026】(1)光ファイバの断線点の検出 光ファイバ2が断線した場合、温度分布測定装置3に
は、図3(a)に示すように、断線点以降の点で温度が
大きく変動しているような測定結果が得られる。この変
動を検出するために予め温度差を設定(Taとする:例
として数十〜数百度)しておく。即ち、トリップ信号発
生前後で光ファイバ2上の各点の温度差(過去の平均温
度と現在の温度との差)を求め、この温度差の絶対値が
設定値Ta以上になった場合、地絡により光ファイバ2
が断線したものと判断して、温度分布測定装置3側の近
端を地絡点として標定する。
(1) Detection of breakage point of optical fiber When the optical fiber 2 breaks, the temperature distribution measuring device 3 causes the temperature to fluctuate greatly at points after the breakage point as shown in FIG. A measurement result as shown in FIG. In order to detect this variation, a temperature difference is set in advance (Ta: several tens to several hundred degrees as an example). That is, the temperature difference between each point on the optical fiber 2 before and after the trip signal is generated (the difference between the past average temperature and the present temperature) is determined. When the absolute value of this temperature difference is equal to or greater than the set value Ta, Optical fiber 2
Is determined to be disconnected, and the near end on the temperature distribution measuring device 3 side is located as a ground fault point.

【0027】(2)候補点の抽出 光ファイバ2が断線していない場合、図3(b)に示す
ように、地絡点としての候補点を抽出する。これには予
め地絡時に発生する上昇温度値を設定(Tbとする:例
として数十度)しておく。上記(1)で求めたトリップ
信号発生以前の平均温度分布と発生後の温度差が設定温
度値Tbを越えた点を候補点としてピックアップする。
ここで設定温度値Tbについては、地絡以外の種々の要
因による温度上昇と区別するために、初めは数十度に設
定する。この設定を越える点がなければ、設定値を徐々
に下げていき、候補点を抽出するまでこれを繰り返す。
なお、最終的に候補点が見付からない場合には、候補点
なしという標定を下す。
(2) Extraction of Candidate Points When the optical fiber 2 is not disconnected, candidate points as ground fault points are extracted as shown in FIG. For this, a temperature rise value generated at the time of a ground fault is set in advance (Tb: several tens degrees as an example). A point at which the average temperature distribution obtained before the occurrence of the trip signal and the temperature difference after the generation exceeds the set temperature value Tb obtained in (1) above is picked up as a candidate point.
Here, the set temperature value Tb is initially set to several tens of degrees in order to distinguish from a temperature rise due to various factors other than the ground fault. If there is no point exceeding this setting, the set value is gradually lowered, and this is repeated until a candidate point is extracted.
If no candidate point is finally found, a standard is set indicating no candidate point.

【0028】(3)候補点の温度の時間特性の評価 候補点について、温度上昇の経時変化を求め、その立上
がり時間を求める。図3(c)に示されるように、地絡
による温度上昇の立上がり時間は、他の要因による温度
上昇(洞道内気温変化や換気扇運転による温度変動等)
に比べて短くなるため、これを判断基準として候補点を
絞り込む。
(3) Evaluation of Temporal Characteristics of Temperature at Candidate Point With respect to the candidate point, a time-dependent change in temperature rise is determined, and its rise time is determined. As shown in FIG. 3 (c), the rise time of the temperature rise due to the ground fault is caused by the temperature rise due to other factors (temperature change in the tunnel, temperature fluctuation due to ventilation fan operation, etc.).
Therefore, candidate points are narrowed using this as a criterion.

【0029】 (4)候補点を含む長手方向の温度上昇の拡がり(距離
特性と呼ぶ)の評価 絞り込んだ候補点について、候補点を含む長手方向の温
度分布から温度上昇の拡がり(温度上昇が起きている点
の連続する距離)を評価し、地絡点としての確認を行
う。図3(d)に示されるように、地絡点における温度
上昇の拡がりは、他の要因によるものに比べて狭いこと
を利用する。
(4) Evaluation of the spread of the temperature rise in the longitudinal direction including the candidate points (referred to as distance characteristics) For the narrowed candidate points, the temperature in the longitudinal direction including the candidate points
Extent of the temperature rise from the degree distribution (the point at which the temperature rise is happening
Is evaluated ) and confirmed as a ground fault point. As shown in FIG. 3D, the fact that the spread of the temperature rise at the ground fault point is smaller than that due to other factors is used.

【0030】次に本発明の他の実施例を説明する。Next, another embodiment of the present invention will be described.

【0031】図2に示したように、故障点検出装置20
は、図1と同様の光ファイバ2及び温度分布測定装置3
を用いるシステムであり、温度分布測定装置3で測定さ
れた温度分布情報を保持する温度保持回路21、保持さ
れた温度分布情報の所定時間での差を求め、差が現れて
いる点の温度差と位置情報とを検出する温度差検出回路
22、温度差の大きい順に位置情報を並べ換える並べ換
え回路23、地絡条件をチェックする地絡条件チェック
回路24、及び標定結果を表示する標定結果表示装置2
5から構成される。
As shown in FIG. 2, the fault point detecting device 20
Is an optical fiber 2 and a temperature distribution measuring device 3 similar to FIG.
A temperature holding circuit 21 for holding temperature distribution information measured by the temperature distribution measuring device 3, obtaining a difference of the held temperature distribution information at a predetermined time, and calculating a temperature difference at a point where the difference appears. Temperature difference detection circuit 22 for detecting position and position information, a rearrangement circuit 23 for rearranging position information in descending order of temperature difference, a ground fault condition check circuit 24 for checking a ground fault condition, and an orientation result display device for displaying an orientation result 2
5 is comprised.

【0032】温度保持回路21と温度差検出回路22と
並べ換え回路23は、温度の変化量が大きい順に故障候
補点を抽出する抽出手段7である。地絡条件チェック回
路24は、抽出された候補点での温度の時間的変化を予
め設定した経時データと比較し、かつ当該候補点の前後
での温度分布を予め設定した分布データと比較して当該
候補点が故障点であるか否かを検知する故障点検知手段
8である。
The temperature holding circuit 21, the temperature difference detecting circuit 22, and the rearranging circuit 23 are the extracting means 7 for extracting candidate failure points in descending order of the amount of change in temperature. The ground fault condition check circuit 24 compares the temporal change of the temperature at the extracted candidate point with the preset aging data, and compares the temperature distribution before and after the candidate point with the preset distribution data. The failure point detection means 8 detects whether or not the candidate point is a failure point.

【0033】図2において、光ファイバ2を1m単位で
区切った点での温度分布データが1分毎に入力される。
温度保持回路21では各点での温度変化を検知するため
にこれらのデータを保持する。温度差検出回路22では
各点での1分毎の温度変化量を算出する。温度差の大き
い点は故障点である可能性が高いので、並べ換え回路2
3で温度差の大きい順に位置情報を並べ換える。このよ
うに候補点が1箇所とは限らないから、標定を行う順序
を決めなければならないが、変化量の大きい順に行うの
がよい。
In FIG. 2, temperature distribution data at points where the optical fiber 2 is divided in units of 1 m are input every minute.
The temperature holding circuit 21 holds these data in order to detect a temperature change at each point. The temperature difference detection circuit 22 calculates the amount of change in temperature at each point every minute. Since a point with a large temperature difference is likely to be a failure point, the rearranging circuit 2
In step 3, the position information is rearranged in descending order of the temperature difference. As described above, since the number of candidate points is not limited to one, it is necessary to determine the order in which the orientations are performed.

【0034】地絡条件チェック回路24では、並べ換え
回路23で並べた順に、当該候補点を含む長手方向の温
度分布データ予め地絡によって発生する長手方向の温
度分布を設定した分布データと比較する。即ち、長手方
向の温度分布において温度上昇の拡がりが狭いという
絡時の特徴を有しているかどうかをチェックする。地絡
時の特徴がある場合には、当該候補点での温度データを
時間順に並べた経時データ予め地絡によって発生する
温度変化を設定した経時データと比較する。即ち、温度
保持回路21の保持している温度分布情報の中から当該
候補点のデータを時間順に並べる。そして、当該候補点
において温度上昇が速いという地絡時の特徴を有してい
るかどうかをチェックする。温度分布の特徴と時間的変
化の特徴とがいずれも地絡時の特徴を有しているとき、
標定結果表示装置25に故障点の標定結果を表示する。
In the ground fault condition check circuit 24, the temperature in the longitudinal direction including the candidate point in the order
Temperature distribution data generated in advance in the longitudinal direction
The distribution is compared with the set distribution data . That is, the longitudinal direction
It is checked whether the characteristic of the ground fault that the spread of the temperature rise is narrow in the temperature distribution of the direction is small . If there is a ground fault characteristic, the temperature data at the candidate point
Time-sequential data arranged in chronological order is generated in advance by ground fault
The temperature change is compared with the set aging data . That is, the data of the candidate points are arranged in time order from the temperature distribution information held by the temperature holding circuit 21. And the candidate point
It is checked whether or not there is a feature at the time of ground fault that the temperature rise is fast . When both the characteristics of the temperature distribution and the characteristics of the temporal change have the characteristics at the time of ground fault,
The orientation result display device 25 displays the orientation result of the fault point.

【0035】上記実施例では、故障点の標定を常時行う
ようにしたが、トリップ信号によって地絡の発生を検知
した後、故障点の標定を行ってもよい。また、並べ換え
回路23においてケーブル全長に亘って点を並べ換える
のではなく、温度差の大きい方から必要な個数だけ並べ
換えるようにしてもよい。
In the above embodiment, the fault point is always located. However, the fault point may be located after the occurrence of the ground fault is detected by the trip signal. Further, instead of rearranging the points over the entire length of the cable in the rearranging circuit 23, the required number may be rearranged in descending order of the temperature difference.

【0036】次に、他の実施例について述べる。Next, another embodiment will be described.

【0037】地絡時に発生するエネルギにおいては、単
に地絡のアークエネルギによる発熱即ち温度上昇だけで
なく、電力ケーブルに布設した光ファイバに何らかのテ
ンション(例えばケーブル接続部の膨脹による)がかか
ることもある。テンションによって、光ファイバにマイ
クロベンドが発生し、結果的に光ファイバの伝送損失が
地絡発生箇所で変化することが考えられる。
In the energy generated at the time of ground fault, not only the heat, that is, the temperature rise due to the arc energy of the ground fault, but also any tension (for example, expansion of the cable connection portion) is applied to the optical fiber laid in the power cable. is there. It is conceivable that microbending occurs in the optical fiber due to the tension, and consequently the transmission loss of the optical fiber changes at the place where the ground fault occurs.

【0038】この結果、マイクロベンド発生箇所以降で
の伝送損失には変化が生じる。図4に示される伝送損失
測定結果を見ると、温度を求めるための散乱光AとSの
2種類において共に変化している。これを温度に換算し
た場合には図5のように地絡点以降の点の温度が地絡点
までに比べ変化することになる。図5のように温度が低
くなる場合もあれば逆に高くなる場合もある。そこで標
定の手順の中で光ファイバの断線チェック時に温度値
の絶対値を基準とする方法と、光ファイバの伝送損失
を毎回チェックする方法等が挙げられる。この方法は温
度上昇値が小さい地絡条件時の検出に有効である。
As a result, a change occurs in the transmission loss after the micro-bend occurs. Looking at the transmission loss measurement results shown in FIG. 4, both of the two types of scattered light A and S for obtaining the temperature change. When this is converted into a temperature, the temperature at a point after the ground fault point changes as compared to that at the ground fault point as shown in FIG. In some cases, the temperature decreases as shown in FIG. 5, and in other cases, the temperature increases. Therefore, in the orientation procedure, there are a method based on the absolute value of the temperature value when checking the optical fiber for disconnection, and a method for checking the transmission loss of the optical fiber every time. This method is effective for detecting a ground fault condition where the temperature rise value is small.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。
The present invention exhibits the following excellent effects.

【0040】(1)地絡以外の温度変動は地絡の温度変
動と区別され、地絡点のみが正確に標定される。
(1) Temperature fluctuations other than the ground fault are distinguished from the temperature fluctuations of the ground fault, and only the ground fault point is accurately located.

【0041】(2)故障点の標定が正確かつ瞬時にでき
るので、故障復旧が迅速にできるようになる。
(2) Since the fault point can be accurately and instantaneously located, the fault can be quickly recovered.

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

【図1】本発明の一実施例を示す電力ケーブル故障点検
出システムのブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of a power cable fault point detection system according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の他の実施例を示す故障点検出装置のブ
ロック図である。
FIG. 2 is a block diagram of a fault point detection device showing another embodiment of the present invention.

【図3】故障点標定装置の動作を説明するためのグラフ
である。
FIG. 3 is a graph for explaining the operation of the fault locating device.

【図4】マイクロベンド発生による伝送損失変化を示す
グラフである。
FIG. 4 is a graph showing a change in transmission loss due to the occurrence of microbending.

【図5】マイクロベンド発生時の温度分布測定結果を示
すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing a temperature distribution measurement result when microbending occurs.

【図6】電力ケーブルの説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a power cable.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電力ケーブル 2 光ファイバ 3 温度分布測定装置 4 トリガ信号発生器 5 故障点標定装置 7 抽出手段 8 故障点検知手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power cable 2 Optical fiber 3 Temperature distribution measuring device 4 Trigger signal generator 5 Fault point locating device 7 Extraction means 8 Fault point detecting means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯田 俊一 東京都千代田区内幸町一丁目1番3号 東京電力株式会社内 (72)発明者 横山 万暢 東京都千代田区内幸町一丁目1番3号 東京電力株式会社内 (72)発明者 宮田 康弘 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日 立電線株式会社オプトロシステム研究所 内 (72)発明者 伊地知 良雄 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日 立電線株式会社オプトロシステム研究所 内 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 31/08 H02H 7/26 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Shunichi Iida 1-3-1 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Tokyo Electric Power Co., Inc. (72) Inventor Mannobu Yokoyama 1-3-1 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Tokyo Within Electric Power Company (72) Inventor Yasuhiro Miyata 5-1-1, Hidaka-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Within Nippon Electric Cable Co., Ltd. Optro System Research Laboratories (72) Inventor Yoshio Ichi, 5 Hidaka-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture No.1-1, Nippon Electric Cable Co., Ltd. Optosystem Research Laboratory (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01R 31/08 H02H 7/26

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 電力ケーブル或いはその電力ケーブルの
布設されている洞道又は管路に沿わせて光ファイバを布
設し、この光ファイバの一端から光を入射してその後方
散乱光分布から光ファイバの長手方向の温度分布を測定
し、その温度分布から電力ケーブルの故障点を検出する
電力ケーブル故障点検出方法において、測定した温度情
報を保持し、過去の平均温度に対する温度差が所定量よ
り大きい点を故障候補点として抽出し、その候補点での
温度の立上がり時間が他の要因による温度の立上がり時
間に比べて短い候補点を故障点として検知することを特
徴とする電力ケーブル故障点検出方法。
An optical fiber is laid along a power cable or a sinus or a conduit in which the power cable is laid, light is incident from one end of the optical fiber, and an optical fiber is obtained from the backscattered light distribution. In the power cable fault point detection method of measuring the temperature distribution in the longitudinal direction of the power cable and detecting the fault point of the power cable from the temperature distribution, the measured temperature information is held, and the temperature difference with respect to the past average temperature is larger than a predetermined amount. A point is extracted as a failure candidate point, and the
Temperature rise time due to other factors
A method for detecting a fault point of a power cable, wherein a candidate point shorter than the intermediate point is detected as a fault point.
【請求項2】 上記故障候補点の抽出を行うために、ま
ず電力ケーブルのトリップ信号を受信し、このトリップ
信号の受信後直ちに温度分布を測定し、トリップ信号受
信前後での温度分布の変化量を求めるようにしたことを
特徴とする請求項1記載の電力ケーブル故障点検出方
法。
2. In order to extract the fault candidate point, first, a trip signal of a power cable is received, a temperature distribution is measured immediately after receiving the trip signal, and a change amount of the temperature distribution before and after the trip signal is received. 2. The power cable fault point detection method according to claim 1, wherein
【請求項3】 電力ケーブル或いはその電力ケーブルの
布設されている洞道又は管路に沿わせた光ファイバと、
この光ファイバの一端から入射した光の後方散乱光分布
から光ファイバの長手方向の温度分布を測定する温度分
布測定装置とを有する電力ケーブル故障点検出装置にお
いて、測定した温度情報を保持し、温度の時間的変化量
が大きい順に故障候補点を抽出する抽出手段と、その抽
出された候補点での温度データを時間順に並べた経時デ
ータと予め地絡によって発生する温度変化を設定した経
時データと比較して地絡時の特徴を有しているかどうか
をチェックし、かつ当該候補点を含む長手方向の温度分
布データと予め地絡によって発生する長手方向の温度分
布を設定した分布データと比較して地絡時の特徴を有し
ているかどうかをチェックし、経時データによる比較に
おいても分布データによる比較においても当該候補点が
故障点であると標定された候補点を故障点として検知す
故障点検知手段とを備えたことを特徴とする電力ケー
ブル故障点検出装置。
3. An optical fiber along a power cable or a sinus or conduit in which the power cable is laid.
In a power cable failure point detection device having a temperature distribution measurement device that measures the temperature distribution in the longitudinal direction of the optical fiber from the backscattered light distribution of light incident from one end of the optical fiber, the measured temperature information is held. Extraction means for extracting candidate failure points in descending order of time variation of the temperature, and time-lapse data in which temperature data at the extracted candidate points are arranged in time order.
Data and the temperature change caused by a ground fault in advance.
Whether it has the characteristics at the time of ground fault compared with the time data
Is checked, and the temperature in the longitudinal direction including the candidate point is checked.
Cloth data and the longitudinal temperature component generated in advance by ground fault
Compared with the distribution data set with cloth, it has the feature at the time of ground fault
To check if they are
The candidate point in both the comparison and the distribution data
Detect candidate points identified as failure points as failure points
Power cable fault point detecting apparatus characterized by comprising a failure point detecting means that.
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