JP3739159B2 - 線路監視データ収集システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微地絡電流が流れた場合の地絡事故区間を検出するもので、特に事故情報や線路情報を伝送するための通信線が施設されていない箇所での利用に適した電力系統における線路監視データ収集システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の微地絡故障区間検出の方式は、高圧配電線路に適宜間隔で複数取り付けた故障区間検出用の各検出装置（子局）が検出した地絡方向データとそれに対応した時刻データをそれぞれ通信回線で取り込み装置（親局）に送信し、それらのデータに基づき取り込み装置（親局）で演算処理して、微地絡故障区間の検出を行なうようにしていた。
【０００３】
すなわち、図１７及び図１６に示すように、高圧配電線１のＰ１において碍子等の亀裂により間欠的に微地絡電流が流れた場合、検出装置（子局）Ａが微地絡電流を検出して演算処理し、事故（発生）が負荷側で起きたものと地絡方向を判定し、その地絡方向データとそれに対応した時刻データｔａ１を通信回線４８により取り込み装置（親局）Ｃに送信する。検出装置（子局）Ｂも同じく微地絡電流を検出して演算処理し、地絡方向を電源側と判定し、該方向データと共に対応する時刻データｔｂ１を同じ通信回線４８により取り込み装置（親局）Ｃに送信する。そして親局側は取り込んだ検出装置（子局）Ａ，Ｂからのデータに基づき演算処理して、微地絡故障区間が区間IIであることを検出（特定）する。
【０００４】
また、Ｐ２において微地絡事故が起これば、検出装置（子局）Ａは電源側を地絡方向と判定し、該方向データとそれに対応した時刻データｔａ２を親局Ｃに送信し、検出装置（子局）Ｂでは電源側を地絡方向と判定し、それに対応した時刻データｔｂ２を親局Ｃに送信し、微地絡故障区間がＩ区間にあることを親局Ｃが検出（特定）する。また、Ｐ３での微地絡事故については、子局Ａは負荷側を地絡方向と判定し、それに対応した時刻データｔａ３を親局Ｃに送信し、子局Ｂでは負荷側を地絡方向と判定したデータとそれに対応した時刻データｔｂ３を親局Ｃに送信し、微地絡故障区間が区間III にあることを親局Ｃが検出（特定）する。以後、高圧配電線路において微地絡電流が流れる度に子局Ａ，Ｂから親局Ｃにそれぞれ子局Ａからみた地絡方向データとそれに対応した時刻ｔａＮと、子局Ｂからみた地絡方向データとそれに対応した時刻データｔｂＮが即時或いは取り込み装置親局）の指令により同装置（親局）に送られ、取り込み装置（親局）で演算処理され、同様にして微地絡故障区間が検出（特定）されるようになっている。
【０００５】
ところで、上記のように微地絡故障区間検出のデータ処理に際しては、時刻データの同時性が必要不可欠である。つまり、図１６に示すように検出装置（子局）Ａの地絡方向の時刻データｔａ１と検出装置（子局）Ｂの時刻データｔｂ１、検出装置（子局）Ａの地絡方向の時刻データｔａ２と検出装置（子局）Ｂの時刻データｔｂ２、検出装置（子局）Ａの地絡方向の時刻データｔａ３と検出装置（子局）Ｂの時刻データｔｂ３の時刻データ、・・・・・検出装置（子局）Ａの地絡方向の時刻データｔａＮと検出装置（子局）Ｂの時刻データｔｂＮの時刻データが時間軸ｔを基準にして一致（対応）していなければならない。しかしながら、検出装置（子局）Ａと、検出装置（子局）Ｂの内部時計同士の時刻のずれがあり、このずれに起因して図１５又は図１４に示すように検出装置（子局）Ａ，Ｂ間でそれぞれ検出した時刻データ同士の間にずれが生じてしまう。
【０００６】
すなわち、図１４では、検出装置（子局）Ｂの時計の方が進んでいるため２番目の時刻データｔｂ２がたまたま検出装置（子局）Ａの１番目の時刻データｔａ１と一致した状態になって、データ比較が無意味な状態になったり、検出装置（子局）Ｂの時刻データｔｂ１と時刻データｔｂＮに対応すべて子局Ｂの時刻データが無い状態になったりして、対応する時刻データ同士の比較ができないため地絡事故区間の検出（特定）が不可能になる。
【０００７】
このため、従来の微地絡故障区間検出方式では、上記時刻データを刻む各検出装置（子局）Ａ，Ｂの内部時計の時刻誤差を取り込み装置（親局）からの基準時刻信号の送信により２０分毎に修正して、比較する時刻データの同時性を確保していた。また、データ送信のための有線による通信回線４８を持たない無線方式の場合では、検出装置（子局）の内部時計の時刻をＧＰＳ（全世界測位システム）で常に修正することで、各検出装置（子局）間の時刻データの同時性を確保していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術の前者の通信線方式にあっては、取り込み装置（親局）から検出装置（子局）に対し２０分に１度の割合で頻繁に基準時刻信号を送って子局内部時計の時刻修正を行うため、そのための装置が必要であることは勿論、基準時刻信号を作るための親局の時計の時間精度を高く保つ必要があり、かつ通信線路が必要なため設備費やそのメンテナンスも当然必要となる。また後者のようにデータ伝送を通信線でなく無線通信方式で行う場合も検出装置（子局）の内部時計をＧＰＳにより一定間隔で常時修正するため、そのための装置を各検出装置（子局）に備える必要がある等、両者共、システムが複雑かつコスト高になると言う問題点があった。また、従来技術では子局と親局を結ぶ有線或いは無線式の通信回線を必要とするため線路長の長い山間地の配電線路や分岐線等への適用は経済的な面で難しいという問題点があつた。
【０００９】
本発明は、これらの問題点を解決できる線路監視データ収集システムを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、第１の発明は、電力線路に適宜間隔で複数取り付けたセンサーにより微地絡電流等の微地絡信号を検出し、それにより微地絡方向を演算検出し、検出した地絡方向を内部時計により計時した時刻情報と共に記憶し、巡回時に無線でそれらの記憶データを取り込み、取り込んだデータの時刻情報を取り込み装置の内部時計等で一旦内部時計の基準時刻に補正した後、補正した複数の収集データを時間軸方向に移動して重ね合わせ、各々の時刻データが最も一致した状態において、各々のデータが示す地絡方向により微地絡区間を検出・特定するようにしたことを特徴とする線路監視データ収集システムである。
【００１１】
また、第２の発明は、電力線路に適宜間隔で複数取り付けたセンサーにより微地絡電流等の微地絡信号を検出し、それにより微地絡方向を演算検出し、検出した地絡方向を内部時計により計時した時刻情報と共に記憶し、巡回時に無線でそれらの記憶データを取り込み、取り込んだデータの時刻情報を取り込み装置の内部時計等で一旦内部時計の基準時刻に補正した後、これら補正後の複数のデータを時間軸を基準にして各々の時刻間の時間差が最も良く一致する状態で比較することにより地絡事故区間を検出・特定するようにしたことを特徴とする線路監視データ収集システムである。
【００１２】
また、第３の発明は、微地絡電流等の微地絡信号を電力線路に取り付けたセンサー部で検出し、検出した電圧成分及び電流成分の立ち上がりの極性により、微地絡電流等の信号の発生した地点の方向を判定すると共にそのときの時刻データを装置内に設けた自立型の時計で検出して上記判定した方向と対応させながらメモリに記憶しておき、さらにこれら記憶データを必要時に無線によって送信できるようにした検出装置を、１つの電力線路の異なる複数箇所に取り付ける一方、上記複数箇所に取り付けられた検出装置の記憶データを無線により取り込み装置に取り込み、而も取り込んだ各データを取り込み装置の内部時計の基準時刻により補正した後これら補正後の複数のデータを時間軸を基準にして各々の時刻データの時刻間の時間差が最も良く一致する状態で比較することにより微地絡事故区間を検出・特定するようにしたことを特徴とする線路監視データ収集システムである。
【００１３】
また、第４の発明は、検出装置内に記憶された線路電圧及び線路電流の線路情報や過電流の短絡事故情報がそれらに対応して記憶した時刻データと共に取り込み装置に無線により取り込めるようにしたことを特徴とする請求項１，２又は３に記載の線路監視データ収集システムである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図１乃至図１２に示す車載式データ収集システムに応用した場合の実施例に基づいて説明する。
【００１５】
図１〜図３に示すように２は高圧配電線１に付設したセンサー内蔵の柱上用開閉器であり、この開閉器２には零相電流Ｉ0 を検出するための零相変流器ＺＣＴからなるセンサー３、相電圧（対地から各相をみた電圧）を検出するための電圧検知素子ＰＤや接地変圧器からなるセンサー４、過電流を検出するための変流器ＣＴからなるセンサー５等の各種センサー（検出器）を内蔵している。
【００１６】
６は上記センサーにより検出した信号を取り込み、極性判別して微地絡の発生と地絡事故方向の判定を行ったり、過電流（線路電流）が流れたことを検出（測定）し且つ表示したり、相電圧（線路電圧）を検出したりする検出装置（子局）で、更に、微地絡事故の方向データやそれに対応した時刻データ、つまり微地絡事故の発生した時刻のデータ、線路電流や線路電圧の計測値と計測時刻データ等を演算処理するためのＣＰＵ（中央演算処理装置）等からなる信号処理回路７と、前記データを記憶するメモリ８と、時刻計時用の内部時計９と、メモリ８に蓄積保持（記憶）されたデータを取り込み装置（親局）側の無線機１０からの指令により取り込み装置１１に送出するようにした無線通信手段としての無線機１２と、通信用インターフェース１３と、アンテナ１４とを備えており、上記開閉器２に近接して電柱に設けられる。なお、検出装置（子局）６の駆動用の電源は低圧配電線１５から直接供給を受けたり、線路電流を取り込んで充電したり、太陽電池等により充電する方式の電池式の電源等から供給される。
【００１７】
また、１１は巡視点検用の自動車等の車両１６に車載されるようにしたパソコン等からなるデータの取り込み装置（親局）であり、車両１６の屋根上に設置した無線通信手段としての無線機１０とアンテナ１７と、通信用インターフェース１８とを備えて上記検出装置６（子局）側から送出されたデータ（信号）を無線機１０を介して受信し、これを内蔵のメモリ２０に蓄積（記憶）するようにしたもので、取り込み装置１１には、時間精度±１５０秒／月程度の内部時計（自立型時計）２１を備えている。なお、検出装置（子局）側の無線機１２とデータ取り込み装置（親局）１１側の無線機１０は取り扱い免許を必要としない、２．４ＧＨ帯Ｓ．Ｓ（スペクトラム拡散）式のものを使用したり、或いは特定小電力タイプのものを使用することが好ましい。
【００１８】
次に上記検出装置６（子局）の構成を図２のブロック図でさらに詳細に説明する。
１は非接地或いは高抵抗接地方式の３相架空高圧配電線、４はセンサーとしての相電圧検出用のＰＤ、３は同じくセンサーとしての零相電流検出用変流器ＺＣＴ、５は同じくセンサーとしての線路電流検出用の変流器ＣＴ、２５は線路電圧を測定するためのセンサー兼用の電源トランスで、高圧を低圧に降圧し、電源回路２６の出力は電圧測定回路２８で線路電圧が何Ｖか計測され、計測結果は信号処理回路７に入力され、演算処理されてその電圧値とそれに対応した測定時刻がメモリ８に記憶され、また、さらに電源回路２６からの出力は各回路に駆動用電力として給電される。２９は電源トランス２５の２次巻線と電源回路２６間を接続するリード線である。
【００１９】
なお、上記線路電圧測定データも巡視の際のデータ収集時に無線指令により取り込み装置（親局）１１に取り込まれる。
３０は高周波成分を除去し、商用周波成分をのみを通過させるようにしたフィルターであり、過負荷（過電流）状態などで線路電流Ｉのレベル値が電流レベル検出回路３１の規定値以上になった場合に、その出力信号が信号処理回路７に入力されて演算処理され、短絡（過負荷）事故を判定処理７１され、表示回路３２に出力される。そして、例えば磁気駆動反転板を駆動させたりして事故表示する。３３は線路電流Ｉの値を計測するための電流計測回路であり、線路電流を計測し、その値は同じく次段の信号処理回路７に入力され演算処理されて、計測値及びそれに対応した計測時刻がメモリ８に記憶されるようになっている。尚、この線路電流測定データも上記線路電圧測定のデータと同様に巡視の際のデータ収集時に無線指令により取り込み装置（親局）に取り込まれる。
【００２０】
３５は微地絡電流つまり、零相電流Ｉ0 が流れた場合にその高周波成分、例えば数ｋＨｚ〜数ＭＨｚを取り出すための高域通過フィルターであり、取り出された信号は次段のＩ0 レベル検出回路３６に入力され、零相電流Ｉ0 が規定値以上であればＩ0 レベル検出回路３６の出力が信号処理回路７に入力される。３７は微地絡電流（零相電流Ｉ0 ）の立ち上がりの極性が正か負かを判別するためのＩ0 極性判別回路であり、判別結果が次段の信号処理回路７に入力される。
【００２１】
また、３８ＡはＡ相の相電圧ＶＡの高周波成分を取り出す高域通過フィルターで、その出力は次段の相電圧レベル検出回路３９Ａに入力され、それが規定値以上であればその出力が次段の信号処理回路７に入力される。なお、このことはＢ相、Ｃ相においても同じで、相電圧ＶB ，ＶC はＡ相の場合と同様にそれぞれ高域通過フィルター３８Ｂ，３８Ｃ及び相電圧レベル検出回路３９Ｂ，３９Ｃを経て信号処理回路７に入力される。４０Ａは高域通過フィルター３８Ａよりの信号、すなわち、高周波成分からなる相電圧の立ち上がりの極性が正か負かを判別するための相電圧極性判別回路であり、この相電圧極性判別回路４０Ａの出力は次段の信号処理回路７に入力される。上記において信号処理回路７に入力された微地絡電流Ｉ0 の極性と相電圧の極性により地絡事故方向が演算処理されて判定処理され、その方向データ（電源側か負荷側か）とそれに対応した時刻データｔａＮ，ｔｂＮがメモリ８に記憶され同時に表示回路３２に出力されて地絡方向が表示される。
【００２２】
３２は表示回路で、上記したように地絡方向表示、過電流通過表示等を行うためのものであり、過電流の検出時と地絡方向の検出（判定）時に表示するようになっている。
【００２３】
８は不揮発性のメモリであって、検出（入力）されたデータを記憶保持しておくもので、判別した地絡方向と内部時計により計時され地絡方向データとそれに対応する時刻データとさらに線路電圧の値と線路電流の値とこれらの値を計測したときの時刻等がメモリに記憶される。なお、このメモリ８はデータがオーバーフローになれば、古いデータは順次上書きされるが、上書きでなくメモリ容量がいっぱいになった時点でデータの新たな書き込みを停止させるようにしても良い。
【００２４】
９は例えば、時刻を連続的に刻むようにした自立型のＩＣ時計等の検出装置内蔵の内部時計であり、地絡方向を判定した時の時刻を計時したり、過負荷電流を検出した時の時刻を計時したり、線路電圧や線路電流を計測した時にその時刻を計時するもので、これらの時刻情報は事故データや計測データに対応してメモリ８に記憶保持される。１３は信号処理回路７と無線機１２を相互接続するための通信用インターフェースであり、メモリ８に記憶保持したデータを後述の取り込み装置１１側の無線機１０の指令により送出したりするためのものである。
【００２５】
また、１１は検出装置６側の記憶データを無線機により取り込むようにした取り込み装置としてのパソコンであり、図１及び図４に示すように巡視等に使用する自動車等の車両１６の屋根に付設されたアンテナ１７及び送受信可能な無線機１０を経て上記データを取り込む。１８は無線機１０と取り込み装置１１間を接続するための通信用インターフェースである。なお、パソコン１１には検出装置（子局) 側から取り込んだ各子局の時刻データについて時刻の誤差を基準時刻に補正するための基準となる内部時計を内蔵している。
【００２６】
次に図４によりデータ収集時の検出装置（子局）の動作について説明する。
なお、同図中の幹線ＩＦ，IIＦ，IIIＦには信号伝送用の通信線４８と検出装置６及び取り込み装置Ｃからなる微地絡検出等が可能な従来型の情報収集システムが既に備えられており、本発明の線路監視データ収集システム４５が分岐線ＢＦに対し施設されている。
【００２７】
今、図４で示す高圧配電線路において幹線IIIＦの分岐線ＢＦで碍子亀裂などにより絶縁劣化が生じＦ点で微地絡事故が発生したとする。この場合微地絡電流（零相電流Ｉ0 ）は事故点Ｆに向かって流れる。
【００２８】
したがって各幹線ＩＦ，IIＦ，IIIＦに取り付けた従来形のシステムにおける各検出装置（子局）は幹線ＩＦの各検出装置６，６については、各検出装置が地絡方向が電源側であるとの方向データを変電所４２内の取り込み装置（親局）Ｃに通信回線４８により送信する。また、幹線IIＦに取り付けられた各検出装置６，６も地絡方向が電源側であるとのデータを取り込み装置（親局）Ｃに送信する。また、事故当該幹線IIIＦにあっては、検出装置６1 ，６2 は負荷側に地絡事故有りとする方向データを通信回線４８を介して取り込み装置（親局）Ｃに送信し、検出装置６3 は電源側が地絡方向であるとのデータを通信回線４８により取り込み装置（親局）Ｃに送信する。
【００２９】
なお、これらの各検出装置６の内部時計は取り込み装置（親局）Ｃの指令に基づき例えば２０分に１度の割合で取り込み装置（親局）Ｃの基準時刻に基づき時刻修正されている。したがって上記取り込み装置（親局）に送信される地絡方向データは検出装置（子局）同士の間で同時性が確保されている。そして上記のように親局に送信された地絡方向データを基にして演算処理され、地絡故障区間が幹線IIIＦのIIIＦー３区間であることが検出・特定される。上記区間IIIＦー３には当該区間の途中において分岐する分岐線ＢＦが有り、その分岐線ＢＦには上記のように本発明の検出システムが施設されており、地絡発生が当該分岐線であることも考えられるため、取り込み装置１１を搭載した自動車等の車両１６で現地に赴き、分岐線に取り付けられた各検出装置６Ａ1 ，６Ａ2 ，６Ｂ1 ，６Ｂ2 のデータを同線に沿って走行しながら無線で取り込み装置に順次取り込んで行く。
【００３０】
なお、分岐線ＢＦに取り付けられた上記、各検出装置６Ａ1 ，６Ａ2 ，６Ｂ1 ，６Ｂ2 は何れも図２で説明した検出装置６と同様の構成を備え、次のようにして地絡方向データとそれに対応した時刻データがそのメモリに記憶される。各検出装置のセンサー３は高圧配電線１からこの微地絡電流（零相電流）（Ｉ0 ）を検出し、零相電流Ｉ0 を出力する。またセンサー４は高圧配電線１から３相の相電圧を検出し、相電圧信号を出力する（図２参照）。それらの信号波形の一例は図５（ａ）のＩ0 及びＶA 〜ＶC に示すとおりである。４６〜４９が上記地絡事故に伴う高周波成分（高周波信号）及び基本波成分（低周波信号）である。フィルター３５，３８Ａ〜３８Ｃは上記零相電流信号と相電圧信号の高周波成分ＩOH及びＶAH〜ＶCHのみを出力する。各レベル検出回路３６，３９Ａ〜３９Ｃは上記各信号成分を受けて零相電流の高周波成分４９ａ及び各相電圧の高周波成分４６ａ〜４８ａの絶対値レベルを夫々検出する。又各極性判別回路３７，４０Ａ〜４０Ｃは同様に高周波成分の立ち上がり部分４６ａ〜４９ａの極性を夫々判別する。
【００３１】
信号処理回路７は上記各高周波成分のレベル検出結果及び極性判別結果を受けて図６のフローチャートに示す判別を行う。先ず地絡発生の判別をステップＳ１及びステップＳ２のように行う。即ち、ステップＳ１において零相電流の高周波成分のレベル検出結果を読み込んで、それが規定の設定レベルを超えているかどうかを確認する。次にステップＳ２において３相の相電圧の高周波成分のレベル判別結果を読み込んで全てが所定の設定レベルを超えているかどうかを確認する。それが確認されると地絡発生を示す信号を出力する。
【００３２】
次に信号処理回路７は事故点方向の判別をステップＳ３〜Ｓ５のように行う。即ち、上記地絡発生を示す信号が出力されると、それを受けて先ずステップＳ３において３相の相電圧の高周波成分の極性判別結果を読み込み、その極性が３相とも同極性であることを確認する。この確認は、瞬時地絡事故以外の原因（例えば高圧配電線に高調波等が重畳された場合）で高周波信号が発生した場合は高周波信号の立ち上がり部分が３相共同極性にはならないことがあるため、そのような場合には誤った方向判別を行わぬようにすることによって、事故点の方向判別の信頼性を高める目的で行う。上記同極性を確認すると、次にステップＳ４において零相電流の高周波成分の極性判別結果と相電圧の高周波成分の極性判別結果（これは例えばＡ相を用いるが他の何れの相であっても良い）とを読み込み、それを比較する。次にステップＳ５において上記両者の極性を判別して地絡事故点の方向を示す信号を出力する。例えば事故点Ｆより電源側にある検出装置６Ａ1 ，６Ａ2 は図５（ｂ）のように零相電流の高周波成分４９ａの立ち上がり極性と相電圧の高周波成分４６ａ〜４８ａの立ち上がり極性とが逆極性であるため負荷側に地絡事故が有ると判定し、その判別結果の信号を表示回路３２に出力し、表示する。
【００３３】
一方、事故点Ｆの負荷側に位置して付設した検出装置６Ｂ1 ，６Ｂ2 の動作は次の通りである。上記地絡事故の場合、微地絡電流（零相電流Ｉ0 ）は上記したように流れるので、検出装置６Ｂ1 ，６Ｂ2 の零相電流検出用のセンサー３と相電圧検出用のセンサー４によって夫々検出される零相電流信号Ｉ0 と３相の相電圧信号ＶA 〜ＶC は図５（ｃ）に示すようになり、抽出された高周波成分は図５（ｄ）に示すようになる。即ち零相電流の高周波成分の立ち上がり部分４９ａ’と相電圧の高周波信号の立ち上がり部分４６ａ’〜４８ａ’の極性は同極性となっている。従って上記した検出装置６Ｂ1 ，６Ｂ2 の動作説明から明らかなように、検出装置６Ｂ1 ，６Ｂ2 は、微地絡事故が発生したこと、地絡事故点は検出装置の付設地点に対して反対の電源側にあることを判別し、表示する。
【００３４】
上記検出装置は上述のように地絡データとその時刻データをそれぞれのメモリ８に記憶し、地絡方向を表示した後、引き続き次の微地絡電流を検出し、その方向データとそれに対応した時刻データをメモリに記憶保持する。なお、分岐線に取り付けられた各検出装置６Ａ1 ，６Ａ2 ，６Ｂ1 ，６Ｂ2 も地絡方向が電源側か負荷側かの地絡方向を表示する機能を持っているが、すでに説明したように、表示が今回の地絡によるものか、すでに過去において起こった地絡によって表示したものかが不明であり、発生事故の時刻データの同時性が確保されたものでないため、地絡区間の検出には直接役立ず目安程度のものである。したがって分岐線ＢＦに取り付けられた各検出装置の地絡方向データはそれに対応した時刻と共に取り込み装置１１に取り込まれ、そして取り込み装置１１の内部時計に基づき各検出装置のデータの時刻が補正され、地絡方向データの同時性が確保されるようになっている。
【００３５】
上記各検出装置は上記のようにして地絡方向を表示し、引き続き、微地絡電流を検出し、方向データとそれに対応した時刻データの約１カ月分が各検出装置のメモリに記憶されるようになっており、事故等の調査時或は巡視点検時に、無線指令により取り込み装置１１に取り込まれ、現場でまたは持ち帰ってデータ比較（演算処理）され、地絡故障区間が検出される。この取り込み時、どの検出装置から取り込んだデータなのかを判別するため、各検出装置からはデータと共に各検出装置に割り振りされた固有の符号（識別番号）が取り込み装置に送信されるようになっている。
【００３６】
次に車両の取り込み装置に取り込んだデータの時刻補正について説明する。
上記、取り込み装置（親局）の無線指令により各検出装置（子局）から取り込み装置（親局）に取り込まれた時刻データ等は、そのうちの適当な長さ（時間）のデータが抽出され使用される。そして取り込み時に同装置１１の内部時計２１を基準に時刻補正がなされる。したがって継続して時刻を刻んでいる内部時計の現在時刻（取り込み時刻）が取り込まれこれを基準にして各検出装置６（６Ａ〜６Ｂ）より取り込まれた時刻データは補正される。これを、図７により説明すると、取り込み装置は検出装置Ａ，Ｂ（図１参照）のデータを取り込んだとする。そして取り込まれた時刻データは両検出装置Ａ，Ｂの時間間の誤差により図示の状態にあるため、これを一旦取り込み装置の内部時計で補正した後、さらにこれら両データを時間軸ｔを基準にして図８に示すように検出装置Ｂのデータを左に移動させて両データの同時性を確保し、図８の確保した状態で、検出装置Ａの時刻データｔａ１と検出装置Ｂの時刻データｔｂ１のデータ比較を行うと、両データはそれぞれの地絡方向データが電源側であるため、図９にあるように地絡事故区間は区間Ｉであり、同じくｔａ２とｔｂ２では地絡方向が何れも負荷側であるため事故区間は区間III、同じくｔａ３とｔｂ３は検出装置Ａが負荷側、検出装置Ｂが電源側で事故区間は検出装置ＡとＢの間の区間II、さらにｔａ４とｔｂ４では、区間Ｉが事故区間とそれぞれの場合について検出・特定するものである。
【００３７】
つまり、図４において６Ａ2 と６Ｂ1 の両検出装置の時刻データの時刻補正を行って同時性を確保した後、両データの比較をすれば、地絡事故区間が６Ａ2 と６Ｂ1 の間にあると検出できる。
【００３８】
また、上記とは別に、図１０の概略図のように検出装置Ａ，Ｂの時刻データがずれている場合に検出装置Ａ，Ｂ各々の時刻間隔をＴａ１，Ｔａ２，Ｔａ３，Ｔａ４とＴｂ１，Ｔｂ２，Ｔｂ３，Ｔｂ４としてＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の各点で時刻間隔をそれぞれ比較すると、Ｃ１の点では検出装置Ａはなし、検出装置ＢはＴｂ１、Ｃ２点では検出装置ＡはＴａ１、検出装置ＢはＴｂ２、さらにＣ３の点では検出装置ＡはＴａ２、検出装置ＢはＴｂ２、Ｃ４の点では検出装置ＡはＴａ２、検出装置ＢはＴｂ３となり、ほとんどが一致していない。そのため図１１のように検出装置Ｂの時間軸を右に移動させ両者の時刻間隔の一番差が小さい状態に移動し、両データの同時性が確保できた状態で、ａ１とｂ１，ａ２とｂ２，ａ３とｂ３，ａ４とｂ４の地絡方向を比較することでもよい。なお、これら時刻補正からデータの同時性の確保については、取り込み装置により演算処理される。
【００３９】
なお、上述の説明では、微地絡区間の検出・特定について説明したが、微地絡区間の検出と同時に地絡がどの相か判るように地絡相の判別を行なうようにもできる。相電圧の高周波成分は高圧配電線のインダクタンス分（高周波にとっては高抵抗になる）によって減衰する。このインダクタンス分は３相の内地絡点に最も近い地絡相が最も小さくなるため、高周波成分からなる各相の相電圧の絶対量が最も大きい相を地絡相と判定する方式により行うことができる。図１２は上記相電圧の絶対量が最も大きい相を地絡相と判定する方法における地絡相判別のフローを示すものである。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の線路監視データ収集システムは、上記構成からなり、碍子亀裂等の絶縁物の劣化に伴って発生する地絡事故の前兆現象としての微地絡電流を検出して地絡事故区間を検出するため、劣化状態に陥った絶縁物を交換或いは修理する事ができ、突発的に発生する完全地絡事故を未然に防止することができる。
【００４１】
また、いつ発生するか判らない微地絡電流等のデータを常時監視しなくても良いように一定期間、検出装置側において蓄積保持し、これを定期的な巡視点検等の際に例えば、車載するデータ取り込み装置側に無線により取り込むことが可能なため、通信線の無い地域においてデータ収集が昇柱しなくても簡単にでき一段と巡視効率が高められる。
【００４２】
また、分岐線や線路の末端などの特にデータ伝送のための通信線が併設されていない線路に施設すれば地絡や短絡等の事故情報や線路電圧、線路電流等の線路情報が点検・巡視時に無線により収集できるため、現状の線路状況が適格に把握できると同時にメンテナンスが容易になる。
【００４３】
また、本発明のシステムにおいては、各検出装置より取り込み装置に取り込まれた時刻データを、時刻補正するのに際し、例えばパソコンの内部時計を基準に該時計の精度により、各時刻データの補正ができると共に補正したこれら各時刻データを時間軸を基準にして軸方向にずらすことで各データの同時性が確保できるため、各検出装置や取り込み装置の内部時計は従来技術よりラフで良く、安価なシステムでもって簡単かつ素早く行える特徴がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のデータ収集システムの実施例を示す概略図。
【図２】本発明の検出装置の高圧配電線路への接続状態と検出装置の回路構成を示すブロック図。
【図３】取り込み装置のブロック図。
【図４】本発明のデータ収集システムを分岐線に施設した実施例の系統図。
【図５】微地絡事故が発生した高圧配電線の当該事故点に対し電源側に取り付けられた検出装置Ａの検出した波形を示すもので、（ａ）は高周波成分を含んだ状態の零相電流Ｉ0 とＡ相、Ｂ相、Ｃ相の各相の相電圧の波形図、（ｂ）は高周波成分だけの零相電流とＡ相、Ｂ相、Ｃ相の各相の相電圧の波形図、また（ｃ）は同じく負荷側に位置して取り付けた検出装置Ｂの高周波成分を含んだ状態の零相電流Ｉ0 とＡ相、Ｂ相、Ｃ相の各相の相電圧の波形図、（ｄ）は高周波成分だけを零相電流とＡ相、Ｂ相、Ｃ相の各相の相電圧の波形図。
【図６】地絡発生判別及び事故点方向判別のフローチャート。
【図７】本発明のデータ収集システムにおける地絡方向と地絡時刻データの関係を示す時刻補正前の状態図。
【図８】同じく、微地絡方向と時刻データの関係を示すもので、時刻補正後の状態を示す図。
【図９】高圧配電線路の概略図。
【図１０】本発明の他の実施例を示す地絡方向と地絡時刻データの関係を示す時刻補正前の状態図。
【図１１】同じく、微地絡方向と時刻データの関係を示すもので、時刻補正後の状態を示す図。
【図１２】地絡相の判別方法を示すフローチャート。
【図１３】要約書の選択図としての図で、（ａ）は図７と同じ、（ｂ）は図８と同じである。
【図１４】検出装置Ａと検出装置Ｂにおいて、検出装置Ｂ側の時刻が進んだ状態の地絡方向と検出時刻の関係を示すデータ図。
【図１５】検出装置Ａと検出装置Ｂの時刻データがずれた状態を示すデータ図であり、検出装置Ｂ側の時刻が遅れている場合を示す。
【図１６】微地絡方向と検出時刻の関係を示すデータ図であり、検出装置Ａと検出装置Ｂの時刻データが一致した状態（時刻同時性が確保された状態）を示す。
【図１７】微地絡事故区間検出装置の従来例を説明するための高圧配電線路の概略図。
【符号の説明】
１ 高圧配電線
２ 開閉器
３，４，５ センター
６，６Ａ1 ，６Ａ2 ，６Ｂ1 ，６Ｂ2 ，６1 ，６2 ，６3 ，Ａ，Ｂ
検出装置（子局）
１１ 取り込み装置（親局）
１０，１２ 無線機
１６ 車両（自動車）
４５ データ収集システム
ＩＦ，IIＦ，III Ｆ 幹線
ＢＦ 分岐線
Ｉ，II，III 区間
【発明の属する技術分野】
本発明は、微地絡電流が流れた場合の地絡事故区間を検出するもので、特に事故情報や線路情報を伝送するための通信線が施設されていない箇所での利用に適した電力系統における線路監視データ収集システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の微地絡故障区間検出の方式は、高圧配電線路に適宜間隔で複数取り付けた故障区間検出用の各検出装置（子局）が検出した地絡方向データとそれに対応した時刻データをそれぞれ通信回線で取り込み装置（親局）に送信し、それらのデータに基づき取り込み装置（親局）で演算処理して、微地絡故障区間の検出を行なうようにしていた。
【０００３】
すなわち、図１７及び図１６に示すように、高圧配電線１のＰ１において碍子等の亀裂により間欠的に微地絡電流が流れた場合、検出装置（子局）Ａが微地絡電流を検出して演算処理し、事故（発生）が負荷側で起きたものと地絡方向を判定し、その地絡方向データとそれに対応した時刻データｔａ１を通信回線４８により取り込み装置（親局）Ｃに送信する。検出装置（子局）Ｂも同じく微地絡電流を検出して演算処理し、地絡方向を電源側と判定し、該方向データと共に対応する時刻データｔｂ１を同じ通信回線４８により取り込み装置（親局）Ｃに送信する。そして親局側は取り込んだ検出装置（子局）Ａ，Ｂからのデータに基づき演算処理して、微地絡故障区間が区間IIであることを検出（特定）する。
【０００４】
また、Ｐ２において微地絡事故が起これば、検出装置（子局）Ａは電源側を地絡方向と判定し、該方向データとそれに対応した時刻データｔａ２を親局Ｃに送信し、検出装置（子局）Ｂでは電源側を地絡方向と判定し、それに対応した時刻データｔｂ２を親局Ｃに送信し、微地絡故障区間がＩ区間にあることを親局Ｃが検出（特定）する。また、Ｐ３での微地絡事故については、子局Ａは負荷側を地絡方向と判定し、それに対応した時刻データｔａ３を親局Ｃに送信し、子局Ｂでは負荷側を地絡方向と判定したデータとそれに対応した時刻データｔｂ３を親局Ｃに送信し、微地絡故障区間が区間III にあることを親局Ｃが検出（特定）する。以後、高圧配電線路において微地絡電流が流れる度に子局Ａ，Ｂから親局Ｃにそれぞれ子局Ａからみた地絡方向データとそれに対応した時刻ｔａＮと、子局Ｂからみた地絡方向データとそれに対応した時刻データｔｂＮが即時或いは取り込み装置親局）の指令により同装置（親局）に送られ、取り込み装置（親局）で演算処理され、同様にして微地絡故障区間が検出（特定）されるようになっている。
【０００５】
ところで、上記のように微地絡故障区間検出のデータ処理に際しては、時刻データの同時性が必要不可欠である。つまり、図１６に示すように検出装置（子局）Ａの地絡方向の時刻データｔａ１と検出装置（子局）Ｂの時刻データｔｂ１、検出装置（子局）Ａの地絡方向の時刻データｔａ２と検出装置（子局）Ｂの時刻データｔｂ２、検出装置（子局）Ａの地絡方向の時刻データｔａ３と検出装置（子局）Ｂの時刻データｔｂ３の時刻データ、・・・・・検出装置（子局）Ａの地絡方向の時刻データｔａＮと検出装置（子局）Ｂの時刻データｔｂＮの時刻データが時間軸ｔを基準にして一致（対応）していなければならない。しかしながら、検出装置（子局）Ａと、検出装置（子局）Ｂの内部時計同士の時刻のずれがあり、このずれに起因して図１５又は図１４に示すように検出装置（子局）Ａ，Ｂ間でそれぞれ検出した時刻データ同士の間にずれが生じてしまう。
【０００６】
すなわち、図１４では、検出装置（子局）Ｂの時計の方が進んでいるため２番目の時刻データｔｂ２がたまたま検出装置（子局）Ａの１番目の時刻データｔａ１と一致した状態になって、データ比較が無意味な状態になったり、検出装置（子局）Ｂの時刻データｔｂ１と時刻データｔｂＮに対応すべて子局Ｂの時刻データが無い状態になったりして、対応する時刻データ同士の比較ができないため地絡事故区間の検出（特定）が不可能になる。
【０００７】
このため、従来の微地絡故障区間検出方式では、上記時刻データを刻む各検出装置（子局）Ａ，Ｂの内部時計の時刻誤差を取り込み装置（親局）からの基準時刻信号の送信により２０分毎に修正して、比較する時刻データの同時性を確保していた。また、データ送信のための有線による通信回線４８を持たない無線方式の場合では、検出装置（子局）の内部時計の時刻をＧＰＳ（全世界測位システム）で常に修正することで、各検出装置（子局）間の時刻データの同時性を確保していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術の前者の通信線方式にあっては、取り込み装置（親局）から検出装置（子局）に対し２０分に１度の割合で頻繁に基準時刻信号を送って子局内部時計の時刻修正を行うため、そのための装置が必要であることは勿論、基準時刻信号を作るための親局の時計の時間精度を高く保つ必要があり、かつ通信線路が必要なため設備費やそのメンテナンスも当然必要となる。また後者のようにデータ伝送を通信線でなく無線通信方式で行う場合も検出装置（子局）の内部時計をＧＰＳにより一定間隔で常時修正するため、そのための装置を各検出装置（子局）に備える必要がある等、両者共、システムが複雑かつコスト高になると言う問題点があった。また、従来技術では子局と親局を結ぶ有線或いは無線式の通信回線を必要とするため線路長の長い山間地の配電線路や分岐線等への適用は経済的な面で難しいという問題点があつた。
【０００９】
本発明は、これらの問題点を解決できる線路監視データ収集システムを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、第１の発明は、電力線路に適宜間隔で複数取り付けたセンサーにより微地絡電流等の微地絡信号を検出し、それにより微地絡方向を演算検出し、検出した地絡方向を内部時計により計時した時刻情報と共に記憶し、巡回時に無線でそれらの記憶データを取り込み、取り込んだデータの時刻情報を取り込み装置の内部時計等で一旦内部時計の基準時刻に補正した後、補正した複数の収集データを時間軸方向に移動して重ね合わせ、各々の時刻データが最も一致した状態において、各々のデータが示す地絡方向により微地絡区間を検出・特定するようにしたことを特徴とする線路監視データ収集システムである。
【００１１】
また、第２の発明は、電力線路に適宜間隔で複数取り付けたセンサーにより微地絡電流等の微地絡信号を検出し、それにより微地絡方向を演算検出し、検出した地絡方向を内部時計により計時した時刻情報と共に記憶し、巡回時に無線でそれらの記憶データを取り込み、取り込んだデータの時刻情報を取り込み装置の内部時計等で一旦内部時計の基準時刻に補正した後、これら補正後の複数のデータを時間軸を基準にして各々の時刻間の時間差が最も良く一致する状態で比較することにより地絡事故区間を検出・特定するようにしたことを特徴とする線路監視データ収集システムである。
【００１２】
また、第３の発明は、微地絡電流等の微地絡信号を電力線路に取り付けたセンサー部で検出し、検出した電圧成分及び電流成分の立ち上がりの極性により、微地絡電流等の信号の発生した地点の方向を判定すると共にそのときの時刻データを装置内に設けた自立型の時計で検出して上記判定した方向と対応させながらメモリに記憶しておき、さらにこれら記憶データを必要時に無線によって送信できるようにした検出装置を、１つの電力線路の異なる複数箇所に取り付ける一方、上記複数箇所に取り付けられた検出装置の記憶データを無線により取り込み装置に取り込み、而も取り込んだ各データを取り込み装置の内部時計の基準時刻により補正した後これら補正後の複数のデータを時間軸を基準にして各々の時刻データの時刻間の時間差が最も良く一致する状態で比較することにより微地絡事故区間を検出・特定するようにしたことを特徴とする線路監視データ収集システムである。
【００１３】
また、第４の発明は、検出装置内に記憶された線路電圧及び線路電流の線路情報や過電流の短絡事故情報がそれらに対応して記憶した時刻データと共に取り込み装置に無線により取り込めるようにしたことを特徴とする請求項１，２又は３に記載の線路監視データ収集システムである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図１乃至図１２に示す車載式データ収集システムに応用した場合の実施例に基づいて説明する。
【００１５】
図１〜図３に示すように２は高圧配電線１に付設したセンサー内蔵の柱上用開閉器であり、この開閉器２には零相電流Ｉ0 を検出するための零相変流器ＺＣＴからなるセンサー３、相電圧（対地から各相をみた電圧）を検出するための電圧検知素子ＰＤや接地変圧器からなるセンサー４、過電流を検出するための変流器ＣＴからなるセンサー５等の各種センサー（検出器）を内蔵している。
【００１６】
６は上記センサーにより検出した信号を取り込み、極性判別して微地絡の発生と地絡事故方向の判定を行ったり、過電流（線路電流）が流れたことを検出（測定）し且つ表示したり、相電圧（線路電圧）を検出したりする検出装置（子局）で、更に、微地絡事故の方向データやそれに対応した時刻データ、つまり微地絡事故の発生した時刻のデータ、線路電流や線路電圧の計測値と計測時刻データ等を演算処理するためのＣＰＵ（中央演算処理装置）等からなる信号処理回路７と、前記データを記憶するメモリ８と、時刻計時用の内部時計９と、メモリ８に蓄積保持（記憶）されたデータを取り込み装置（親局）側の無線機１０からの指令により取り込み装置１１に送出するようにした無線通信手段としての無線機１２と、通信用インターフェース１３と、アンテナ１４とを備えており、上記開閉器２に近接して電柱に設けられる。なお、検出装置（子局）６の駆動用の電源は低圧配電線１５から直接供給を受けたり、線路電流を取り込んで充電したり、太陽電池等により充電する方式の電池式の電源等から供給される。
【００１７】
また、１１は巡視点検用の自動車等の車両１６に車載されるようにしたパソコン等からなるデータの取り込み装置（親局）であり、車両１６の屋根上に設置した無線通信手段としての無線機１０とアンテナ１７と、通信用インターフェース１８とを備えて上記検出装置６（子局）側から送出されたデータ（信号）を無線機１０を介して受信し、これを内蔵のメモリ２０に蓄積（記憶）するようにしたもので、取り込み装置１１には、時間精度±１５０秒／月程度の内部時計（自立型時計）２１を備えている。なお、検出装置（子局）側の無線機１２とデータ取り込み装置（親局）１１側の無線機１０は取り扱い免許を必要としない、２．４ＧＨ帯Ｓ．Ｓ（スペクトラム拡散）式のものを使用したり、或いは特定小電力タイプのものを使用することが好ましい。
【００１８】
次に上記検出装置６（子局）の構成を図２のブロック図でさらに詳細に説明する。
１は非接地或いは高抵抗接地方式の３相架空高圧配電線、４はセンサーとしての相電圧検出用のＰＤ、３は同じくセンサーとしての零相電流検出用変流器ＺＣＴ、５は同じくセンサーとしての線路電流検出用の変流器ＣＴ、２５は線路電圧を測定するためのセンサー兼用の電源トランスで、高圧を低圧に降圧し、電源回路２６の出力は電圧測定回路２８で線路電圧が何Ｖか計測され、計測結果は信号処理回路７に入力され、演算処理されてその電圧値とそれに対応した測定時刻がメモリ８に記憶され、また、さらに電源回路２６からの出力は各回路に駆動用電力として給電される。２９は電源トランス２５の２次巻線と電源回路２６間を接続するリード線である。
【００１９】
なお、上記線路電圧測定データも巡視の際のデータ収集時に無線指令により取り込み装置（親局）１１に取り込まれる。
３０は高周波成分を除去し、商用周波成分をのみを通過させるようにしたフィルターであり、過負荷（過電流）状態などで線路電流Ｉのレベル値が電流レベル検出回路３１の規定値以上になった場合に、その出力信号が信号処理回路７に入力されて演算処理され、短絡（過負荷）事故を判定処理７１され、表示回路３２に出力される。そして、例えば磁気駆動反転板を駆動させたりして事故表示する。３３は線路電流Ｉの値を計測するための電流計測回路であり、線路電流を計測し、その値は同じく次段の信号処理回路７に入力され演算処理されて、計測値及びそれに対応した計測時刻がメモリ８に記憶されるようになっている。尚、この線路電流測定データも上記線路電圧測定のデータと同様に巡視の際のデータ収集時に無線指令により取り込み装置（親局）に取り込まれる。
【００２０】
３５は微地絡電流つまり、零相電流Ｉ0 が流れた場合にその高周波成分、例えば数ｋＨｚ〜数ＭＨｚを取り出すための高域通過フィルターであり、取り出された信号は次段のＩ0 レベル検出回路３６に入力され、零相電流Ｉ0 が規定値以上であればＩ0 レベル検出回路３６の出力が信号処理回路７に入力される。３７は微地絡電流（零相電流Ｉ0 ）の立ち上がりの極性が正か負かを判別するためのＩ0 極性判別回路であり、判別結果が次段の信号処理回路７に入力される。
【００２１】
また、３８ＡはＡ相の相電圧ＶＡの高周波成分を取り出す高域通過フィルターで、その出力は次段の相電圧レベル検出回路３９Ａに入力され、それが規定値以上であればその出力が次段の信号処理回路７に入力される。なお、このことはＢ相、Ｃ相においても同じで、相電圧ＶB ，ＶC はＡ相の場合と同様にそれぞれ高域通過フィルター３８Ｂ，３８Ｃ及び相電圧レベル検出回路３９Ｂ，３９Ｃを経て信号処理回路７に入力される。４０Ａは高域通過フィルター３８Ａよりの信号、すなわち、高周波成分からなる相電圧の立ち上がりの極性が正か負かを判別するための相電圧極性判別回路であり、この相電圧極性判別回路４０Ａの出力は次段の信号処理回路７に入力される。上記において信号処理回路７に入力された微地絡電流Ｉ0 の極性と相電圧の極性により地絡事故方向が演算処理されて判定処理され、その方向データ（電源側か負荷側か）とそれに対応した時刻データｔａＮ，ｔｂＮがメモリ８に記憶され同時に表示回路３２に出力されて地絡方向が表示される。
【００２２】
３２は表示回路で、上記したように地絡方向表示、過電流通過表示等を行うためのものであり、過電流の検出時と地絡方向の検出（判定）時に表示するようになっている。
【００２３】
８は不揮発性のメモリであって、検出（入力）されたデータを記憶保持しておくもので、判別した地絡方向と内部時計により計時され地絡方向データとそれに対応する時刻データとさらに線路電圧の値と線路電流の値とこれらの値を計測したときの時刻等がメモリに記憶される。なお、このメモリ８はデータがオーバーフローになれば、古いデータは順次上書きされるが、上書きでなくメモリ容量がいっぱいになった時点でデータの新たな書き込みを停止させるようにしても良い。
【００２４】
９は例えば、時刻を連続的に刻むようにした自立型のＩＣ時計等の検出装置内蔵の内部時計であり、地絡方向を判定した時の時刻を計時したり、過負荷電流を検出した時の時刻を計時したり、線路電圧や線路電流を計測した時にその時刻を計時するもので、これらの時刻情報は事故データや計測データに対応してメモリ８に記憶保持される。１３は信号処理回路７と無線機１２を相互接続するための通信用インターフェースであり、メモリ８に記憶保持したデータを後述の取り込み装置１１側の無線機１０の指令により送出したりするためのものである。
【００２５】
また、１１は検出装置６側の記憶データを無線機により取り込むようにした取り込み装置としてのパソコンであり、図１及び図４に示すように巡視等に使用する自動車等の車両１６の屋根に付設されたアンテナ１７及び送受信可能な無線機１０を経て上記データを取り込む。１８は無線機１０と取り込み装置１１間を接続するための通信用インターフェースである。なお、パソコン１１には検出装置（子局) 側から取り込んだ各子局の時刻データについて時刻の誤差を基準時刻に補正するための基準となる内部時計を内蔵している。
【００２６】
次に図４によりデータ収集時の検出装置（子局）の動作について説明する。
なお、同図中の幹線ＩＦ，IIＦ，IIIＦには信号伝送用の通信線４８と検出装置６及び取り込み装置Ｃからなる微地絡検出等が可能な従来型の情報収集システムが既に備えられており、本発明の線路監視データ収集システム４５が分岐線ＢＦに対し施設されている。
【００２７】
今、図４で示す高圧配電線路において幹線IIIＦの分岐線ＢＦで碍子亀裂などにより絶縁劣化が生じＦ点で微地絡事故が発生したとする。この場合微地絡電流（零相電流Ｉ0 ）は事故点Ｆに向かって流れる。
【００２８】
したがって各幹線ＩＦ，IIＦ，IIIＦに取り付けた従来形のシステムにおける各検出装置（子局）は幹線ＩＦの各検出装置６，６については、各検出装置が地絡方向が電源側であるとの方向データを変電所４２内の取り込み装置（親局）Ｃに通信回線４８により送信する。また、幹線IIＦに取り付けられた各検出装置６，６も地絡方向が電源側であるとのデータを取り込み装置（親局）Ｃに送信する。また、事故当該幹線IIIＦにあっては、検出装置６1 ，６2 は負荷側に地絡事故有りとする方向データを通信回線４８を介して取り込み装置（親局）Ｃに送信し、検出装置６3 は電源側が地絡方向であるとのデータを通信回線４８により取り込み装置（親局）Ｃに送信する。
【００２９】
なお、これらの各検出装置６の内部時計は取り込み装置（親局）Ｃの指令に基づき例えば２０分に１度の割合で取り込み装置（親局）Ｃの基準時刻に基づき時刻修正されている。したがって上記取り込み装置（親局）に送信される地絡方向データは検出装置（子局）同士の間で同時性が確保されている。そして上記のように親局に送信された地絡方向データを基にして演算処理され、地絡故障区間が幹線IIIＦのIIIＦー３区間であることが検出・特定される。上記区間IIIＦー３には当該区間の途中において分岐する分岐線ＢＦが有り、その分岐線ＢＦには上記のように本発明の検出システムが施設されており、地絡発生が当該分岐線であることも考えられるため、取り込み装置１１を搭載した自動車等の車両１６で現地に赴き、分岐線に取り付けられた各検出装置６Ａ1 ，６Ａ2 ，６Ｂ1 ，６Ｂ2 のデータを同線に沿って走行しながら無線で取り込み装置に順次取り込んで行く。
【００３０】
なお、分岐線ＢＦに取り付けられた上記、各検出装置６Ａ1 ，６Ａ2 ，６Ｂ1 ，６Ｂ2 は何れも図２で説明した検出装置６と同様の構成を備え、次のようにして地絡方向データとそれに対応した時刻データがそのメモリに記憶される。各検出装置のセンサー３は高圧配電線１からこの微地絡電流（零相電流）（Ｉ0 ）を検出し、零相電流Ｉ0 を出力する。またセンサー４は高圧配電線１から３相の相電圧を検出し、相電圧信号を出力する（図２参照）。それらの信号波形の一例は図５（ａ）のＩ0 及びＶA 〜ＶC に示すとおりである。４６〜４９が上記地絡事故に伴う高周波成分（高周波信号）及び基本波成分（低周波信号）である。フィルター３５，３８Ａ〜３８Ｃは上記零相電流信号と相電圧信号の高周波成分ＩOH及びＶAH〜ＶCHのみを出力する。各レベル検出回路３６，３９Ａ〜３９Ｃは上記各信号成分を受けて零相電流の高周波成分４９ａ及び各相電圧の高周波成分４６ａ〜４８ａの絶対値レベルを夫々検出する。又各極性判別回路３７，４０Ａ〜４０Ｃは同様に高周波成分の立ち上がり部分４６ａ〜４９ａの極性を夫々判別する。
【００３１】
信号処理回路７は上記各高周波成分のレベル検出結果及び極性判別結果を受けて図６のフローチャートに示す判別を行う。先ず地絡発生の判別をステップＳ１及びステップＳ２のように行う。即ち、ステップＳ１において零相電流の高周波成分のレベル検出結果を読み込んで、それが規定の設定レベルを超えているかどうかを確認する。次にステップＳ２において３相の相電圧の高周波成分のレベル判別結果を読み込んで全てが所定の設定レベルを超えているかどうかを確認する。それが確認されると地絡発生を示す信号を出力する。
【００３２】
次に信号処理回路７は事故点方向の判別をステップＳ３〜Ｓ５のように行う。即ち、上記地絡発生を示す信号が出力されると、それを受けて先ずステップＳ３において３相の相電圧の高周波成分の極性判別結果を読み込み、その極性が３相とも同極性であることを確認する。この確認は、瞬時地絡事故以外の原因（例えば高圧配電線に高調波等が重畳された場合）で高周波信号が発生した場合は高周波信号の立ち上がり部分が３相共同極性にはならないことがあるため、そのような場合には誤った方向判別を行わぬようにすることによって、事故点の方向判別の信頼性を高める目的で行う。上記同極性を確認すると、次にステップＳ４において零相電流の高周波成分の極性判別結果と相電圧の高周波成分の極性判別結果（これは例えばＡ相を用いるが他の何れの相であっても良い）とを読み込み、それを比較する。次にステップＳ５において上記両者の極性を判別して地絡事故点の方向を示す信号を出力する。例えば事故点Ｆより電源側にある検出装置６Ａ1 ，６Ａ2 は図５（ｂ）のように零相電流の高周波成分４９ａの立ち上がり極性と相電圧の高周波成分４６ａ〜４８ａの立ち上がり極性とが逆極性であるため負荷側に地絡事故が有ると判定し、その判別結果の信号を表示回路３２に出力し、表示する。
【００３３】
一方、事故点Ｆの負荷側に位置して付設した検出装置６Ｂ1 ，６Ｂ2 の動作は次の通りである。上記地絡事故の場合、微地絡電流（零相電流Ｉ0 ）は上記したように流れるので、検出装置６Ｂ1 ，６Ｂ2 の零相電流検出用のセンサー３と相電圧検出用のセンサー４によって夫々検出される零相電流信号Ｉ0 と３相の相電圧信号ＶA 〜ＶC は図５（ｃ）に示すようになり、抽出された高周波成分は図５（ｄ）に示すようになる。即ち零相電流の高周波成分の立ち上がり部分４９ａ’と相電圧の高周波信号の立ち上がり部分４６ａ’〜４８ａ’の極性は同極性となっている。従って上記した検出装置６Ｂ1 ，６Ｂ2 の動作説明から明らかなように、検出装置６Ｂ1 ，６Ｂ2 は、微地絡事故が発生したこと、地絡事故点は検出装置の付設地点に対して反対の電源側にあることを判別し、表示する。
【００３４】
上記検出装置は上述のように地絡データとその時刻データをそれぞれのメモリ８に記憶し、地絡方向を表示した後、引き続き次の微地絡電流を検出し、その方向データとそれに対応した時刻データをメモリに記憶保持する。なお、分岐線に取り付けられた各検出装置６Ａ1 ，６Ａ2 ，６Ｂ1 ，６Ｂ2 も地絡方向が電源側か負荷側かの地絡方向を表示する機能を持っているが、すでに説明したように、表示が今回の地絡によるものか、すでに過去において起こった地絡によって表示したものかが不明であり、発生事故の時刻データの同時性が確保されたものでないため、地絡区間の検出には直接役立ず目安程度のものである。したがって分岐線ＢＦに取り付けられた各検出装置の地絡方向データはそれに対応した時刻と共に取り込み装置１１に取り込まれ、そして取り込み装置１１の内部時計に基づき各検出装置のデータの時刻が補正され、地絡方向データの同時性が確保されるようになっている。
【００３５】
上記各検出装置は上記のようにして地絡方向を表示し、引き続き、微地絡電流を検出し、方向データとそれに対応した時刻データの約１カ月分が各検出装置のメモリに記憶されるようになっており、事故等の調査時或は巡視点検時に、無線指令により取り込み装置１１に取り込まれ、現場でまたは持ち帰ってデータ比較（演算処理）され、地絡故障区間が検出される。この取り込み時、どの検出装置から取り込んだデータなのかを判別するため、各検出装置からはデータと共に各検出装置に割り振りされた固有の符号（識別番号）が取り込み装置に送信されるようになっている。
【００３６】
次に車両の取り込み装置に取り込んだデータの時刻補正について説明する。
上記、取り込み装置（親局）の無線指令により各検出装置（子局）から取り込み装置（親局）に取り込まれた時刻データ等は、そのうちの適当な長さ（時間）のデータが抽出され使用される。そして取り込み時に同装置１１の内部時計２１を基準に時刻補正がなされる。したがって継続して時刻を刻んでいる内部時計の現在時刻（取り込み時刻）が取り込まれこれを基準にして各検出装置６（６Ａ〜６Ｂ）より取り込まれた時刻データは補正される。これを、図７により説明すると、取り込み装置は検出装置Ａ，Ｂ（図１参照）のデータを取り込んだとする。そして取り込まれた時刻データは両検出装置Ａ，Ｂの時間間の誤差により図示の状態にあるため、これを一旦取り込み装置の内部時計で補正した後、さらにこれら両データを時間軸ｔを基準にして図８に示すように検出装置Ｂのデータを左に移動させて両データの同時性を確保し、図８の確保した状態で、検出装置Ａの時刻データｔａ１と検出装置Ｂの時刻データｔｂ１のデータ比較を行うと、両データはそれぞれの地絡方向データが電源側であるため、図９にあるように地絡事故区間は区間Ｉであり、同じくｔａ２とｔｂ２では地絡方向が何れも負荷側であるため事故区間は区間III、同じくｔａ３とｔｂ３は検出装置Ａが負荷側、検出装置Ｂが電源側で事故区間は検出装置ＡとＢの間の区間II、さらにｔａ４とｔｂ４では、区間Ｉが事故区間とそれぞれの場合について検出・特定するものである。
【００３７】
つまり、図４において６Ａ2 と６Ｂ1 の両検出装置の時刻データの時刻補正を行って同時性を確保した後、両データの比較をすれば、地絡事故区間が６Ａ2 と６Ｂ1 の間にあると検出できる。
【００３８】
また、上記とは別に、図１０の概略図のように検出装置Ａ，Ｂの時刻データがずれている場合に検出装置Ａ，Ｂ各々の時刻間隔をＴａ１，Ｔａ２，Ｔａ３，Ｔａ４とＴｂ１，Ｔｂ２，Ｔｂ３，Ｔｂ４としてＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の各点で時刻間隔をそれぞれ比較すると、Ｃ１の点では検出装置Ａはなし、検出装置ＢはＴｂ１、Ｃ２点では検出装置ＡはＴａ１、検出装置ＢはＴｂ２、さらにＣ３の点では検出装置ＡはＴａ２、検出装置ＢはＴｂ２、Ｃ４の点では検出装置ＡはＴａ２、検出装置ＢはＴｂ３となり、ほとんどが一致していない。そのため図１１のように検出装置Ｂの時間軸を右に移動させ両者の時刻間隔の一番差が小さい状態に移動し、両データの同時性が確保できた状態で、ａ１とｂ１，ａ２とｂ２，ａ３とｂ３，ａ４とｂ４の地絡方向を比較することでもよい。なお、これら時刻補正からデータの同時性の確保については、取り込み装置により演算処理される。
【００３９】
なお、上述の説明では、微地絡区間の検出・特定について説明したが、微地絡区間の検出と同時に地絡がどの相か判るように地絡相の判別を行なうようにもできる。相電圧の高周波成分は高圧配電線のインダクタンス分（高周波にとっては高抵抗になる）によって減衰する。このインダクタンス分は３相の内地絡点に最も近い地絡相が最も小さくなるため、高周波成分からなる各相の相電圧の絶対量が最も大きい相を地絡相と判定する方式により行うことができる。図１２は上記相電圧の絶対量が最も大きい相を地絡相と判定する方法における地絡相判別のフローを示すものである。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の線路監視データ収集システムは、上記構成からなり、碍子亀裂等の絶縁物の劣化に伴って発生する地絡事故の前兆現象としての微地絡電流を検出して地絡事故区間を検出するため、劣化状態に陥った絶縁物を交換或いは修理する事ができ、突発的に発生する完全地絡事故を未然に防止することができる。
【００４１】
また、いつ発生するか判らない微地絡電流等のデータを常時監視しなくても良いように一定期間、検出装置側において蓄積保持し、これを定期的な巡視点検等の際に例えば、車載するデータ取り込み装置側に無線により取り込むことが可能なため、通信線の無い地域においてデータ収集が昇柱しなくても簡単にでき一段と巡視効率が高められる。
【００４２】
また、分岐線や線路の末端などの特にデータ伝送のための通信線が併設されていない線路に施設すれば地絡や短絡等の事故情報や線路電圧、線路電流等の線路情報が点検・巡視時に無線により収集できるため、現状の線路状況が適格に把握できると同時にメンテナンスが容易になる。
【００４３】
また、本発明のシステムにおいては、各検出装置より取り込み装置に取り込まれた時刻データを、時刻補正するのに際し、例えばパソコンの内部時計を基準に該時計の精度により、各時刻データの補正ができると共に補正したこれら各時刻データを時間軸を基準にして軸方向にずらすことで各データの同時性が確保できるため、各検出装置や取り込み装置の内部時計は従来技術よりラフで良く、安価なシステムでもって簡単かつ素早く行える特徴がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のデータ収集システムの実施例を示す概略図。
【図２】本発明の検出装置の高圧配電線路への接続状態と検出装置の回路構成を示すブロック図。
【図３】取り込み装置のブロック図。
【図４】本発明のデータ収集システムを分岐線に施設した実施例の系統図。
【図５】微地絡事故が発生した高圧配電線の当該事故点に対し電源側に取り付けられた検出装置Ａの検出した波形を示すもので、（ａ）は高周波成分を含んだ状態の零相電流Ｉ0 とＡ相、Ｂ相、Ｃ相の各相の相電圧の波形図、（ｂ）は高周波成分だけの零相電流とＡ相、Ｂ相、Ｃ相の各相の相電圧の波形図、また（ｃ）は同じく負荷側に位置して取り付けた検出装置Ｂの高周波成分を含んだ状態の零相電流Ｉ0 とＡ相、Ｂ相、Ｃ相の各相の相電圧の波形図、（ｄ）は高周波成分だけを零相電流とＡ相、Ｂ相、Ｃ相の各相の相電圧の波形図。
【図６】地絡発生判別及び事故点方向判別のフローチャート。
【図７】本発明のデータ収集システムにおける地絡方向と地絡時刻データの関係を示す時刻補正前の状態図。
【図８】同じく、微地絡方向と時刻データの関係を示すもので、時刻補正後の状態を示す図。
【図９】高圧配電線路の概略図。
【図１０】本発明の他の実施例を示す地絡方向と地絡時刻データの関係を示す時刻補正前の状態図。
【図１１】同じく、微地絡方向と時刻データの関係を示すもので、時刻補正後の状態を示す図。
【図１２】地絡相の判別方法を示すフローチャート。
【図１３】要約書の選択図としての図で、（ａ）は図７と同じ、（ｂ）は図８と同じである。
【図１４】検出装置Ａと検出装置Ｂにおいて、検出装置Ｂ側の時刻が進んだ状態の地絡方向と検出時刻の関係を示すデータ図。
【図１５】検出装置Ａと検出装置Ｂの時刻データがずれた状態を示すデータ図であり、検出装置Ｂ側の時刻が遅れている場合を示す。
【図１６】微地絡方向と検出時刻の関係を示すデータ図であり、検出装置Ａと検出装置Ｂの時刻データが一致した状態（時刻同時性が確保された状態）を示す。
【図１７】微地絡事故区間検出装置の従来例を説明するための高圧配電線路の概略図。
【符号の説明】
１ 高圧配電線
２ 開閉器
３，４，５ センター
６，６Ａ1 ，６Ａ2 ，６Ｂ1 ，６Ｂ2 ，６1 ，６2 ，６3 ，Ａ，Ｂ
検出装置（子局）
１１ 取り込み装置（親局）
１０，１２ 無線機
１６ 車両（自動車）
４５ データ収集システム
ＩＦ，IIＦ，III Ｆ 幹線
ＢＦ 分岐線
Ｉ，II，III 区間
Claims (4)
- 電力線路に適宜間隔で複数取り付けたセンサーにより微地絡電流等の微地絡信号を検出し、それにより微地絡方向を演算検出し、検出した地絡方向を内部時計により計時した時刻情報と共に記憶し、巡回時に無線でそれらの記憶データを取り込み、取り込んだデータの時刻情報を取り込み装置の内部時計等で一旦内部時計の基準時刻に補正した後、補正した複数の収集データを時間軸方向に移動して重ね合わせ、各々の時刻データが最も一致した状態において、各々のデータが示す地絡方向により微地絡区間を検出・特定するようにしたことを特徴とする線路監視データ収集システム。
- 電力線路に適宜間隔で複数取り付けたセンサーにより微地絡電流等の微地絡信号を検出し、それにより微地絡方向を演算検出し、検出した地絡方向を内部時計により計時した時刻情報と共に記憶し、巡回時に無線でそれらの記憶データを取り込み、取り込んだデータの時刻情報を取り込み装置の内部時計等で一旦内部時計の基準時刻に補正した後、これら補正後の複数のデータを時間軸を基準にして各々の時刻間の時間差が最も良く一致する状態で比較することにより地絡事故区間を検出・特定するようにしたことを特徴とする線路監視データ収集システム。
- 微地絡電流等の微地絡信号を電力線路に取り付けたセンサー部で検出し、検出した電圧成分及び電流成分の立ち上がりの極性により、微地絡電流等の信号の発生した地点の方向を判定すると共にそのときの時刻データを装置内に設けた自立型の時計で検出して上記判定した方向と対応させながらメモリに記憶しておき、さらにこれら記憶データを必要時に無線によって送信できるようにした検出装置を、１つの電力線路の異なる複数箇所に取り付ける一方、上記複数箇所に取り付けられた検出装置の記憶データを無線により取り込み装置に取り込み、而も取り込んだ各データを取り込み装置の内部時計の基準時刻により補正した後これら補正後の複数のデータを時間軸を基準にして各々の時刻データの時刻間の時間差が最も良く一致する状態で比較することにより微地絡事故区間を検出・特定するようにしたことを特徴とする線路監視データ収集システム。
- 検出装置内に記憶された線路電圧及び線路電流の線路情報や過電流の短絡事故情報がそれらに対応して記憶した時刻データと共に取り込み装置に無線により取り込めるようにしたことを特徴とする請求項１，２又は３記載の線路監視データ収集システム。
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