JP6129719B2 - 送電線雷故障位置標定方法及びシステム - Google Patents
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Description
図3の送電線故障位置標定システムV10では、落雷により生じるサージは、故障点PF0から送電線Lに沿って伝搬し、送電線Lの一端に存在する変電所E1と他端に存在する変電所E2に到達し、各変電所E1、E2内のサージ受信装置FL1、FL2で受信され、検出される。
送電線故障位置標定装置100は、両変電所E1、E2におけるサージ受信時刻の差から、到達時間差法によりサージ発生位置すなわち故障位置を標定する。具体的には、送電線故障位置標定装置100は、送電線L上の仮定した故障位置から各変電所E1、E2までの送電線の長さを求め、該長さに基づき、サージの伝搬速度が一定と仮定し、上記仮定した故障位置から各変電所E1、E2までの伝搬時間を求め、その伝搬時間の差が、検出されたサージ受信時刻の差に一致する送電線L上の故障位置を探索的に求める。
図4の落雷位置標定システムV20では、雷電磁波は、落雷地点PL0から大地に沿って伝搬し、雷電磁波受信装置LLS1〜LLS3に到達する。雷電磁波受信装置LLS1〜LLS3は、雷から放射されたものと判別される雷電磁波の受信時刻と到来方位や強さ等を検出する。
検出された雷電磁波の受信時刻は、雷電磁波受信装置LLS1〜LLS3から通信回線Iを介して落雷位置標定装置200に伝送される。
落雷位置標定装置200は、各雷電磁波受信装置LLS1〜LLS3で測定された雷電磁波の受信時刻の差から、到達時間差法により雷電磁波の放射位置すなわち落雷位置を標定する。具体的には、落雷位置標定装置200は、仮定した落雷位置から各雷電磁波受信装置LLS1〜LLS3までの伝搬時間を求め、その伝搬時間の差が、検出された雷電磁波受信時刻の差に一致する地表の位置を探索的に求める(例えば、特許文献1参照)。
しかし、サージ受信装置の近傍で落雷による故障が発生した場合、過大なサージのためにサージ受信時刻を正しく検出できない。
その場合、故障から遠い側のサージ受信装置でサージ受信時刻を検出できても、故障位置を標定できない。
しかし、雷電磁波受信装置の近傍で落雷が発生した場合、過大な雷電磁波のために雷電磁波を正しく解析できず、雷電磁波の受信時刻を検出できない。その場合、落雷から遠い2箇所または1箇所の雷電磁波受信装置で雷電磁波を受信し、それらの受信時刻を検出できても、落雷の位置を標定できない。したがって、サージ受信時刻に基づいて標定した故障位置が落雷によるものであるか判定することができない。
図1の送電線雷故障位置標定システムV1は、送電線Lの両端の変電所E1、E2それぞれに設けられたサージ受信装置FL1、FL2と、複数の雷電磁波受信装置LLS1〜LLS3と、送電線雷故障位置標定装置1とを備える。
雷電磁波受信装置LLS1〜LLS3は、雷により発生した電磁波を検出し、雷電磁波受信時刻を検出し、該雷電磁波受信時刻を通信回線Iを介して送電線雷故障位置標定装置1に送信する。
送電線雷故障位置標定装置1は、サージ受信装置FL1、FL2と雷電磁波受信装置LLS1〜LLS3から通信回線Iを介して受信したサージ受信時刻及び雷電磁波受信時刻をもとに送電線故障位置を標定する。
送電線雷故障位置標定装置1は、標定した送電線故障位置を、ディスプレイ等の出力装置に出力する。送電線故障位置と共に、雷故障の発生時刻を出力するようにしてもよい。
鉄塔の位置の探索的な推定方法の具体例は後述する。
図2の送電線雷故障位置標定装置1は、データ受信部11と、標定計算部12と、標定位置出力部13と、CPU14と、データ記録部15とを備える。
CPU14は、送電線雷故障位置標定装置1の全体を制御する。
データ記録部15は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、HDD(Hard Disk Drive)等から成り、CPU14でのデータ処理によるデータや、標定計算部12での計算結果等を記憶する。
TSiはi番目のサージ受信装置が検出したサージの受信時刻、
DSiは仮定した雷故障位置からi番目のサージ受信装置までの送電線の距離、
vSはサージの伝搬速度、
TS0は仮定したサージ発生時刻、
TLjはj番目の雷電磁波受信装置が検出した雷電磁波の受信時刻、
DLjは仮定した雷故障位置からj番目の雷電磁波受信装置までの距離、
vLは雷電磁波の伝搬速度、
TL0は仮定した雷電磁波発生時刻、
ΔtSiはi番目のサージ受信装置が受信したサージの受信時刻からサージの伝搬時間を差し引いた時刻すなわちサージ発生時刻の、仮定したサージ発生時刻からの差、
mは標定に使われるサージ受信装置の個数、
σSはΔtSiの標準偏差、
ΔtLjはj番目の雷電磁波受信装置が受信した雷電磁波の受信時刻から雷電磁波の伝搬時間を差し引いた時刻すなわち雷電磁波発生時刻の、仮定した雷発生時刻からの差、
nは標定に使われる雷電磁波受信装置の個数、
σLはΔtLjの標準偏差、
である。
サージの伝搬速度vSと雷電磁波の伝搬速度vLは、いずれもわずかに光速より遅いので実測に基づいた速度を用いる。
ある送電線において雷による故障が発生し、片端の変電所のサージ受信時刻と、1箇所の雷電磁波受信装置の雷電磁波受信時刻から標定した雷故障位置が、巡視点検により確認された雷故障位置と略一致した事例を以下に示す。
このときの、仮定した雷による故障位置の鉄塔の番号と式1の指標χ2を表1に示す。なお、巡視点検により確認された実際の雷故障位置に最寄りの鉄塔の番号は5である。
Claims (2)
- 送電線の両端に位置するサージ受信装置のうちの少なくとも1のサージ受信装置で、前記送電線に発生したサージの受信時刻を検出するステップと、
3以上存在する雷電磁波受信装置のうちの少なくとも1の雷電磁波受信装置で落雷から放射される雷電磁波の受信時刻を検出するステップと、
前記少なくとも1のサージ受信装置で検出されたサージの受信時刻と前記少なくとも1の雷電磁波受信装置で検出された雷電磁波の受信時刻とに基づいて、サージの発生源且つ雷電磁波の放射源である前記送電線上の鉄塔の位置を雷による送電線の故障位置として標定するステップとを含み、
該標定するステップは、i番目のサージ受信装置が検出したサージの受信時刻をT Si 、仮定した雷故障位置からi番目のサージ受信装置までの送電線の距離をD Si 、サージの伝搬速度をv S 、仮定したサージ発生時刻をT S0 、j番目の雷電磁波受信装置が検出した雷電磁波の受信時刻をT Lj 、仮定した雷故障位置からj番目の雷電磁波受信装置までの距離をD Lj 、雷電磁波の伝搬速度をv L 、仮定した雷電磁波発生時刻をT L0 、標定に使われるサージ受信装置の個数をm、以下のΔt Si の標準偏差をσ S 、標定に使われる雷電磁波受信装置の個数をn、以下のΔt Lj の標準偏差をσ L 、としたときに、
- 送電線の両端に位置し、前記送電線に発生したサージの受信時刻を検出するサージ受信装置と、
落雷から放射される雷電磁波の受信時刻を検出する複数の雷電磁波受信装置と、
少なくとも1の前記サージ受信装置から受信した前記サージの受信時刻と、少なくとも1の前記雷電磁波受信装置から受信した前記雷電磁波の受信時刻とに基づいて、サージの発生源且つ雷電磁波の放射源である前記送電線上の鉄塔の位置を雷による送電線の故障位置と標定する送電線雷故障位置標定装置とを備え、
該送電線雷故障位置標定装置は、i番目のサージ受信装置が検出したサージの受信時刻をT Si 、仮定した雷故障位置からi番目のサージ受信装置までの送電線の距離をD Si 、サージの伝搬速度をv S 、仮定したサージ発生時刻をT S0 、j番目の雷電磁波受信装置が検出した雷電磁波の受信時刻をT Lj 、仮定した雷故障位置からj番目の雷電磁波受信装置までの距離をD Lj 、雷電磁波の伝搬速度をv L 、仮定した雷電磁波発生時刻をT L0 、標定に使われるサージ受信装置の個数をm、以下のΔt Si の標準偏差をσ S 、標定に使われる雷電磁波受信装置の個数をn、以下のΔt Lj の標準偏差をσ L 、としたときに、
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