JP7391318B2

JP7391318B2 - 地絡点標定装置、地絡点標定システム、地絡点標定方法

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Publication number: JP7391318B2
Application number: JP2019189255A
Authority: JP
Inventors: 久征大原; 拓也絹村; 秀行瀧澤; 和博小林
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2019-10-16
Filing date: 2019-10-16
Publication date: 2023-12-05
Anticipated expiration: 2039-10-16
Also published as: JP2021063749A

Description

本発明は、地絡点標定装置、地絡点標定システム、地絡点標定方法に関する。

例えば、配電線路（例えば６ｋＶの配電系統）に地絡事故が発生した場合に、配電線路のどの位置に地絡事故が発生したのかを標定する地絡点標定システムが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

この地絡点標定システムは、配電線が架設される支柱に設置される複数の計測端末と、電力会社等に設置される地絡点標定装置と、を含んで構成されている。複数の計測端末は、配電線の電流及び電圧を検出するセンサから得られる零相電流及び零相電圧を示す情報を、ＧＰＳ衛星から得られる現在時刻を示す情報と対応付けて、地絡点標定装置に送信する。一方、地絡点標定装置は、複数の計測端末から得られる零相電流及び零相電圧を示す情報及び現在時刻を示す情報に基づいて、所定の演算を行うことによって地絡点を標定する。

特開２００４－１３２７６２号公報

しかし、配電線路は、配電線の設置環境に応じて、絶縁電線の途中に架空ケーブルや地中ケーブル等の電力ケーブルを接続して構成される場合がある。電力ケーブルの静電容量は、その構造上、絶縁電線の静電容量よりも大きい（例えば数十倍）ことが知られている。そのため、地絡事故が発生したときの絶縁電線及び電力ケーブルのそれぞれにおけるサージ伝搬速度は大きく異なり、換言すると、地絡事故が発生したときの絶縁電線及び電力ケーブルのそれぞれにおける単位長さあたりのサージ到達時間は、電力ケーブルの方が絶縁電線よりも長くなってしまう。特許文献１に開示される地絡点標定システムでは、配電線路に電力ケーブルを含むことを考慮していないため、絶縁電線及び電力ケーブルを含んで構成される配電線路における地絡点を精度よく標定することができなくなる虞があった。

そこで、本発明は、絶縁電線及び電力ケーブルを含んで構成される配電線路において、電力ケーブルを除く絶縁電線の区間（又は支柱を含む絶縁電線の区間とも言う）に地絡事故が発生したときの地絡点を精度よく標定することが可能な、地絡点標定装置、地絡点標定システム、地絡点標定方法を提供することを目的とする。

前述した課題を解決する主たる本発明は、第１及び第２絶縁電線が電力ケーブルを介して接続されている配電線路における、前記第１又は第２絶縁電線に地絡事故が発生したときの地絡点を標定する地絡点標定装置であって、前記地絡事故が発生したときに、前記第１絶縁電線の前記電力ケーブルが接続される側とは反対側の所定位置に設置された第１計測端末から出力される、前記所定位置における零相電流及び零相電圧を現在時刻と対応付けた情報と、前記第１絶縁電線及び前記電力ケーブルの接続位置に設置された第２計測端末から出力される、前記接続位置における零相電流及び零相電圧を現在時刻と対応付けた情報と、前記第２絶縁電線及び前記電力ケーブルの接続位置に設置された第３計測端末から出力される、前記接続位置における零相電流及び零相電圧を現在時刻と対応付けた情報と、前記第２絶縁電線の前記電力ケーブルが接続される側とは反対側の所定位置に設置された第４計測端末から出力される、前記所定位置における零相電流及び零相電圧を現在時刻と対応付けた情報と、を取得する取得部と、前記第１乃至第４計測端末から出力される情報に基づいて、前記第１又は第４計測端末のサージ到達時刻を補正することによって、前記地絡点を標定する標定部と、を備え、前記標定部は、前記第１絶縁電線に前記地絡事故が発生したときに、前記第２及び第４計測端末の間のサージ到達時刻差が前記第３及び第４計測端末の間のサージ到達時刻差と一致するように前記第４計測端末のサージ到達時刻を補正し、前記第１、第２、第４計測端末から出力される情報に基づいて前記地絡点を標定し、前記第２絶縁電線に前記地絡事故が発生したときに、前記第１及び第３計測端末の間のサージ到達時刻差が前記第１及び第２計測端末の間のサージ到達時刻差と一致するように前記第１計測端末のサージ到達時刻を補正し、前記第１、第３、第４計測端末から出力される情報に基づいて前記地絡点を標定する。
本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。

本発明によれば、絶縁電線及び電力ケーブルを含んで構成される配電線路において、電力ケーブルを除く絶縁電線の区間（又は支柱を含む絶縁電線の区間とも言う）に地絡事故が発生したときの地絡点を精度よく標定することが可能となる。

本実施形態に係る地絡点標定システムの全体を示すブロック図である。本実施形態に係る地絡点標定システムに用いられる地絡点標定装置の機能を示すブロック図である。本実施形態に係る地絡点標定システムにおいて、サージ到達時刻を補正する前の様子を示す模式図である。図３の配電線路に対して、サージ到達時刻を補正した後の様子を示す模式図である。図３の配電線路に対して、サージ到達時刻を補正した後の他の様子を示す模式図である。本実施形態に係る地絡点標定システムにおいて、サージ到達時刻を補正する前の他の様子を示す模式図である。図６の配電線路に対して、サージ到達時刻を補正した後の様子を示す模式図である。図６の配電線路に対して、サージ到達時刻を補正した後の他の様子を示す模式図である。図６の配電線路に対して、サージ到達時刻を補正した後の他の様子を示す模式図である。本実施形態に係る地絡点標定システムにおける標定動作を示すフローチャートである。図３の配電線路を対して、サージ到達時刻を補正したときと、サージ到達時刻を補正しないときの双方において、地絡点を標定する様子を示す模式図である。図３の配電線路に対して、サージ到達時刻を補正したときの地絡点の標定結果と、サージ到達時刻を補正していないときの地絡点の標定結果と、を比較した様子を示す表である。

本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
＝＝＝地絡点標定システム＝＝＝

図１は、本実施形態に係る地絡点標定システムの全体を示すブロック図である。
尚、本実施形態において、地絡点を標定する際に対象となる配電線路１００は、絶縁電線１００Ａと、架空ケーブルや地中ケーブル等の電力ケーブル１００Ｂと、が適宜接続されて構成されることとする。電力ケーブル１００Ｂは、シースを含むことによって絶縁電線１００Ａよりも太い形状を呈し、絶縁電線１００Ａよりも大きい静電容量（例えば数十倍）を有している。そのため、配電線路１００に地絡事故が発生したときの絶縁電線１００Ａ及び電力ケーブル１００Ｂのそれぞれにおける単位長さあたりのサージ到達時間は、電力ケーブル１００Ｂの方が絶縁電線１００Ａよりも長くなる。又、絶縁電線１００Ａ及び電力ケーブル１００Ｂは支柱２００に架設されるが、絶縁電線１００Ａ及び電力ケーブル１００Ｂの境界となる接続位置は、支柱２００の設置位置に一致することとする。

地絡点標定システム３００は、配電線路１００に地絡事故が発生した場合に、配電線路１００のどの位置に地絡事故が発生したのかを標定するシステムである。

地絡点標定システム３００は、地絡点を標定するための手段として、複数のセンサ４００、複数の計測端末５００、地絡点標定装置６００を含んで構成されている。

複数のセンサ４００は、それぞれ支柱２００ごとに設置されている。そして、センサ４００は、配電線路１００に地絡事故が発生した場合に、支柱２００上における配電線路１００の零相電流及び零相電圧を検出する。尚、センサ４００は、センサ４００を保護するために、配電線路１００を接続又は遮断する開閉器が収納される収納箱（不図示）内に収納されていてもよい。

複数の計測端末５００は、それぞれ支柱２００に設置され、例えば無線通信を介して地絡点標定装置６００と接続されている。そして、計測端末５００は、センサ４００から得られる零相電流及び零相電圧を示す情報を、ＧＰＳ衛星７００から得られる現在時刻を示す情報と対応付けて、地絡点標定装置６００に送信する。

地絡点標定装置６００は、地絡点を標定することができるように、無線通信を介して複数の計測端末５００を統括的に管理している。地絡点標定装置６００は、地絡点を挟む２つの計測端末５００の組合せのうち、設置間距離が最短となる２つの計測端末５００（一方の計測端末５００、他方の計測端末５００とも称する）から得られる零相電流及び零相電圧を示す情報と現在時刻を示す情報とに基づいて、所定の演算を行うことによって地絡点を標定する。この際、地絡点標定装置６００は、地絡点を精度よく標定するために、電力ケーブル１００Ｂが存在しないことと等価となるように、地絡点から該当する計測端末５００までのサージ到達時刻を予め補正するが、この補正方法については後述する。

そして、地絡点標定装置６００は、下記の式（１）に従って地絡点から一方の計測端末５００までの距離Ｌ１を算出する。
Ｌ１＝（Ｌ＋（Ｔ１－Ｔ２）ｖ）／２・・・（１）
但し、Ｌ：２つの計測端末５００間の配電線路１００上の距離
Ｌ１：地絡点から一方の計測端末５００までの配電線路１００上の距離
Ｔ１－Ｔ２：サージ到達時刻の差
ｖ：サージ伝搬速度
である。地絡点の標定手法については例えば特許文献１に開示されているため、その詳細については説明を省略する。

尚、複数の計測端末５００及び地絡点標定装置６００は、有線の通信線を介して接続されていてもよい。
＝＝＝地絡点標定装置＝＝＝

図２は、本実施形態に係る地絡点標定システムに用いられる地絡点標定装置の機能を示すブロック図である。

地絡点標定装置６００は、地絡点を標定するための手段として、計測端末５００から出力される零相電流及び零相電圧を現在時刻と対応付けた情報を取得する取得部６１０と、計測端末５００から出力される零相電流及び零相電圧を現在時刻と対応付けた情報に基づいて、電力ケーブル１００Ｂが存在しないことと等価となるように、地絡点から標定のために必要となる何れかの計測端末５００までのサージ到達時刻を補正することによって、地絡点を標定する標定部６２０と、を含んで構成されている。尚、取得部６１０及び標定部６２０の機能は、例えば、マイクロコンピュータのソフトウエア処理によって実現される。
＝＝＝サージ到達時刻の補正＝＝＝

＜実施例１＞
図３は、本実施形態に係る地絡点標定システムにおいて、サージ到達時刻を補正する前の様子を示す模式図である。図４は、図３に対して、サージ到達時刻を補正した後の様子を示す模式図である。図５は、図３に対して、サージ到達時刻を補正した後の他の様子を示す模式図である。

図３において、配電線路１００は、絶縁電線１００Ａの途中に１つの電力ケーブル１００Ｂの区間を含んで構成されている。具体的には、配電線路１００は、絶縁電線１００Ａ１（第１絶縁電線）、絶縁電線１００Ａ２（第２絶縁電線）、絶縁電線１００Ａ１、１００Ａ２の間に接続される電力ケーブル１００Ｂを含んで構成されている。又、４つの計測端末５００Ａ～５００Ｄ（第１乃至第４計測端末）は、配電線路１００の長手方向に沿って設置されている。具体的には、計測端末５００Ａは、絶縁電線１００Ａ１の電力ケーブル１００Ｂが接続される側とは反対側の所定位置Ｐ１（絶縁電線１００Ａ１と電力ケーブル１００Ｂとの接続位置から所定の距離だけ離れた位置Ｐ１）にある支柱２００上に設置されている。計測端末５００Ｂは、絶縁電線１００Ａ１及び電力ケーブル１００Ｂの接続位置Ｐ２にある支柱２００上に設置されている。計測端末５００Ｃは、絶縁電線１００Ａ２及び電力ケーブル１００Ｂの接続位置Ｐ３にある支柱２００上に設置されている。計測端末５００Ｄは、絶縁電線１００Ａ２の電力ケーブル１００Ｂが接続される側とは反対側の所定位置Ｐ４（絶縁電線１００Ａ２と電力ケーブル１００Ｂとの接続位置Ｐ３から所定の距離だけ離れた位置Ｐ４）にある支柱２００上に設置されている。そして、地絡点から計測端末５００Ａ～５００Ｄまでのそれぞれのサージ到達時刻をｔ１～ｔ４とする。尚、サージ到達時刻ｔ１～ｔ４は、例えば、計測端末５００Ａ～５００Ｄが地絡事故に伴う零相電圧の急激な変化を検出したことを契機としてＧＰＳ衛星７００（図１参照）から取得する現在時刻のことである。

例えば、図４に示すように、計測端末５００Ａ、５００Ｂの間に架設されている絶縁電線１００Ａ１に地絡事故が発生した場合、計測端末５００Ａ～５００Ｄは、それぞれの位置Ｐ１～Ｐ４における零相電流及び零相電圧を現在時刻と対応付けた情報を出力する。ここで、地絡点標定装置６００は、地絡点を精度よく標定する上で、電力ケーブル１００Ｂの存在を見かけ上排除する必要がある。そこで、標定部６２０は、取得部６１０を介して得られる計測端末５００Ａ～５００Ｄからの情報に基づいて、サージ到達時刻ｔ１～ｔ４を特定した後、電力ケーブル１００Ｂが存在しないことと等価となるように、サージ到達時刻ｔ４をｔ４’に補正する。具体的には、標定部６２０は、計測端末５００Ｂ、５００Ｄの間のサージ到達時刻差が計測端末５００Ｃ、５００Ｄの間のサージ到達時刻差と一致するように、サージ到達時刻ｔ４をｔ４’＝ｔ４－ｔ３＋ｔ２に補正する。これによって、図４に示すように、標定部６２０は、電力ケーブル１００Ｂ及び計測端末５００Ｃが存在しないことと見做して、３つの計測端末５００Ａ、５００Ｂ、５００Ｄからの情報に基づいて、地絡点を標定することが可能となる。

又、例えば、図５に示すように、計測端末５００Ｃ、５００Ｄの間に架設されている絶縁電線１００Ａ２に地絡事故が発生した場合、計測端末５００Ａ～５００Ｄは、それぞれの位置Ｐ１～Ｐ４における零相電流及び零相電圧を現在時刻と対応付けた情報を出力する。ここで、地絡点標定装置６００は、地絡点を精度よく標定する上で、電力ケーブル１００Ｂの存在を見かけ上排除する必要がある。そこで、標定部６２０は、取得部６１０を介して得られる計測端末５００Ａ～５００Ｄからの情報に基づいて、サージ到達時刻ｔ１～ｔ４を特定した後、電力ケーブル１００Ｂが存在しないことと等価となるように、サージ到達時刻ｔ１をｔ１’に補正する。具体的には、標定部６２０は、計測端末５００Ａ、５００Ｃの間のサージ到達時刻差が計測端末５００Ａ、５００Ｂの間のサージ到達時刻差と一致するように、サージ到達時刻ｔ１をｔ１’＝ｔ１－ｔ２＋ｔ３に補正する。これによって、図５に示すように、標定部６２０は、電力ケーブル１００Ｂ及び計測端末５００Ｂが存在しないことと見做して、３つの計測端末５００Ａ、５００Ｃ、５００Ｄからの情報に基づいて、地絡点を標定することが可能となる。

＜実施例２＞
図６は、本実施形態に係る地絡点標定システムにおいて、サージ到達時刻を補正する前の他の様子を示す模式図である。図７は、図６に対して、サージ到達時刻を補正した後の様子を示す模式図である。図８は、図６に対して、サージ到達時刻を補正した後の他の様子を示す模式図である。図９は、図６に対して、サージ到達時刻を補正した後の他の様子を示す模式図である。

図６において、配電線路１００は、絶縁電線１００Ａの途中に２つの電力ケーブル１００Ｂの区間を含んで構成されている。具体的には、配電線路１００は、絶縁電線１００Ａ１、１００Ａ２、１００Ａ３、絶縁電線１００Ａ１、１００Ａ２の間に接続される電力ケーブル１００Ｂ１、絶縁電線１００Ａ２、１００Ａ３の間に接続される電力ケーブル１００Ｂ２を含んで構成されている。又、６つの計測端末５００Ａ～５００Ｆは、配電線路１００の長手方向に沿って設置されている。具体的には、計測端末５００Ａは、絶縁電線１００Ａ１の電力ケーブル１００Ｂ１が接続される側とは反対側の所定位置Ｐ１（絶縁電線１００Ａ１と電力ケーブル１００Ｂ１との接続位置から所定の距離だけ離れた位置Ｐ１）にある支柱２００上に設置されている。計測端末５００Ｂは、絶縁電線１００Ａ１及び電力ケーブル１００Ｂ１の接続位置Ｐ２にある支柱２００上に設置されている。計測端末５００Ｃは、絶縁電線１００Ａ２及び電力ケーブル１００Ｂ１の接続位置Ｐ３にある支柱２００上に設置されている。計測端末５００Ｄは、絶縁電線１００Ａ２及び電力ケーブル１００Ｂ２の接続位置Ｐ４にある支柱２００上に設置されている。計測端末５００Ｅは、絶縁電線１００Ａ３及び電力ケーブル１００Ｂ２の接続位置Ｐ５にある支柱２００上に設置されている。計測端末５００Ｆは、絶縁電線１００Ａ３の電力ケーブル１００Ｂ２が接続される側とは反対側の所定位置Ｐ６（絶縁電線１００Ａ３と電力ケーブル１００Ｂ２との接続位置Ｐ５から所定の距離だけ離れた位置Ｐ６）にある支柱２００上に設置されている。そして、地絡点から計測端末５００Ａ～５００Ｆまでのそれぞれのサージ到達時刻をｔ１～ｔ６とする。サージ到達時刻ｔ１～ｔ６は、例えば、計測端末５００Ａ～５００Ｆが地絡事故に伴う零相電圧の急激な変化を検出したことを契機としてＧＰＳ衛星７００（図１参照）から取得する現在時刻のことである。

尚、図６に示す配電線路１００のうち、絶縁電線１００Ａ１、１００Ａ２及び電力ケーブル１００Ｂ１の接続区間と、絶縁電線１００Ａ２、１００Ａ３及び電力ケーブル１００Ｂ２の接続区間とは、それぞれ、図３に示す配電線路１００に相当する。

例えば、図７に示すように、計測端末５００Ａ、５００Ｂの間に架設されている絶縁電線１００Ａ１に地絡事故が発生した場合、計測端末５００Ａ～５００Ｆは、それぞれの位置Ｐ１～Ｐ６における零相電流及び零相電圧を現在時刻と対応付けた情報を出力する。ここで、地絡点標定装置６００は、地絡点を精度よく標定する上で、電力ケーブル１００Ｂ１、１００Ｂ２の存在を見かけ上排除する必要がある。そこで、標定部６２０は、取得部６１０を介して得られる計測端末５００Ａ～５００Ｆからの情報に基づいて、サージ到達時刻ｔ１～ｔ６を特定した後、電力ケーブル１００Ｂ１、１００Ｂ２が存在しないことと等価となるように、サージ到達時刻ｔ４、ｔ６をそれぞれｔ４’、ｔ６’に補正する。具体的には、標定部６２０は、計測端末５００Ｂ、５００Ｄの間のサージ到達時刻差が計測端末５００Ｃ、５００Ｄの間のサージ到達時刻差と一致するように、サージ到達時刻ｔ４をｔ４’＝ｔ４－ｔ３＋ｔ２に補正し、更に、計測端末５００Ｄ、５００Ｆの間のサージ到達時刻差が計測端末５００Ｅ、５００Ｆの間のサージ到達時刻差と一致するように、サージ到達時刻ｔ６をｔ６’＝ｔ６－ｔ５＋ｔ４－ｔ３＋ｔ２に補正する。これによって、図７に示すように、標定部６２０は、電力ケーブル１００Ｂ１、１００Ｂ２及び計測端末５００Ｃ、５００Ｅが存在しないことと見做して、４つの計測端末５００Ａ、５００Ｂ、５００Ｄ、５００Ｆからの情報に基づいて、地絡点を標定することが可能となる。

又、例えば、図８に示すように、計測端末５００Ｃ、５００Ｄの間に架設されている絶縁電線１００Ａ２に地絡事故が発生した場合、計測端末５００Ａ～５００Ｆは、それぞれの位置Ｐ１～Ｐ６における零相電流及び零相電圧を現在時刻と対応付けた情報を出力する。ここで、地絡点標定装置６００は、地絡点を精度よく標定する上で、電力ケーブル１００Ｂ１、１００Ｂ２の存在を見かけ上排除する必要がある。そこで、標定部６２０は、取得部６１０を介して得られる計測端末５００Ａ～５００Ｆからの情報に基づいて、サージ到達時刻ｔ１～ｔ６を特定した後、電力ケーブル１００Ｂ１、１００Ｂ２が存在しないことと等価となるように、サージ到達時刻ｔ１、ｔ６をそれぞれｔ１’、ｔ６’に補正する。具体的には、標定部６２０は、計測端末５００Ａ、５００Ｃの間のサージ到達時刻差が計測端末５００Ａ、５００Ｂの間のサージ到達時刻差と一致するように、サージ到達時刻ｔ１をｔ１’＝ｔ１－ｔ２＋ｔ３に補正し、更に、計測端末５００Ｄ、５００Ｆの間のサージ到達時刻差が計測端末５００Ｅ、５００Ｆの間のサージ到達時刻差と一致するように、サージ到達時刻ｔ６をｔ６’＝ｔ６－ｔ５＋ｔ４に補正する。これによって、図８に示すように、標定部６２０は、電力ケーブル１００Ｂ１、１００Ｂ２及び計測端末５００Ｂ、５００Ｅが存在しないことと見做して、４つの計測端末５００Ａ、５００Ｃ、５００Ｄ、５００Ｆからの情報に基づいて、地絡点を標定することが可能となる。

又、例えば、図９に示すように、計測端末５００Ｅ、５００Ｆの間に架設されている絶縁電線１００Ａ３に地絡事故が発生した場合、計測端末５００Ａ～５００Ｆは、それぞれの位置Ｐ１～Ｐ６における零相電流及び零相電圧を現在時刻と対応付けた情報を出力する。ここで、地絡点標定装置６００は、地絡点を精度よく標定する上で、電力ケーブル１００Ｂ１、１００Ｂ２の存在を見かけ上排除する必要がある。そこで、標定部６２０は、取得部６１０を介して得られる計測端末５００Ａ～５００Ｆからの情報に基づいて、サージ到達時刻ｔ１～ｔ６を特定した後、電力ケーブル１００Ｂ１、１００Ｂ２が存在しないことと等価となるように、サージ到達時刻ｔ１、ｔ３をそれぞれｔ１’、ｔ３’に補正する。具体的には、標定部６２０は、計測端末５００Ｃ、５００Ｅの間のサージ到達時刻差が計測端末５００Ｃ、５００Ｄの間のサージ到達時刻差と一致するように、サージ到達時刻ｔ３をｔ３’＝ｔ３－ｔ４＋ｔ５に補正し、更に、計測端末５００Ａ、５００Ｃの間のサージ到達時刻差が計測端末５００Ａ、５００Ｂの間のサージ到達時刻差と一致するように、サージ到達時刻ｔ１をｔ１’＝ｔ１－ｔ２＋ｔ３－ｔ４＋ｔ５に補正する。これによって、図９に示すように、標定部６２０は、電力ケーブル１００Ｂ１、１００Ｂ２及び計測端末５００Ｂ、５００Ｄが存在しないことと見做して、４つの計測端末５００Ａ、５００Ｃ、５００Ｅ、５００Ｆからの情報に基づいて、地絡点を標定することが可能となる。
＝＝＝標定部の動作＝＝＝

図１０は、本実施形態に係る地絡点標定システムにおいて、標定部６２０の動作を示すフローチャートである。尚、図６の配電線路１００は図３の配電線路１００を単位として複数含んで構成されているため、説明の便宜上、図４及び図５の補正を行う場合の動作について説明することとする。

先ず、標定部６２０は、絶縁電線１００Ａ１、１００Ａ２の何れか一方に地絡事故が発生したことを契機として、取得部６１０を介して計測端末５００Ａ～５００Ｄから零相電流及び零相電圧を現在時刻と対応付けた情報を取得し、サージ到達時刻ｔ１～ｔ４を特定する（ステップＳ１）。

次に、標定部６２０は、絶縁電線１００Ａ１、１００Ａ２のどちらに地絡事故が発生したのかを判定する（ステップＳ２）。標定部６２０は、例えば、零相電流及び零相電圧の位相情報から算出した事故方向から絶縁電線１００Ａに地絡事故が発生したものと判定することができる。

次に、標定部６２０は、絶縁電線１００Ａ１に地絡事故が発生したものと判定した場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、計測端末５００Ｂ、５００Ｄの間のサージ到達時刻差が計測端末５００Ｃ、５００Ｄの間のサージ到達時刻差と一致するように、サージ到達時刻ｔ４をｔ４’＝ｔ４－ｔ３＋ｔ２に補正する（ステップＳ３）。

次に、標定部６２０は、電力ケーブル１００Ｂが存在しないことと見做された計測端末５００Ｂ、５００Ｄの間における距離とサージ到達時刻差ｔ４’－ｔ２とからサージ伝搬速度ｖを算出し、上記の式（１）に従って地絡点を標定する（ステップＳ４）。

一方、標定部６２０は、絶縁電線１００Ａ２に地絡事故が発生したものと判定した場合（ステップＳ２：ＮＯ）、計測端末５００Ａ、５００Ｃの間のサージ到達時刻差が計測端末５００Ａ、５００Ｂの間のサージ到達時刻差と一致するように、サージ到達時刻ｔ１をｔ１’＝ｔ１－ｔ２＋ｔ３に補正する（ステップＳ５）。

次に、標定部６２０は、電力ケーブル１００Ｂが存在しないことと見做された計測端末５００Ａ、５００Ｂの間における距離とサージ到達時刻差ｔ１’－ｔ３とからサージ伝搬速度ｖを算出し、上記の式（１）に従って地絡点を標定する（ステップＳ６）。
＝＝＝標定結果の比較例＝＝＝

図１１（Ａ）は、図３の配電線路１００のうち絶縁電線１００Ａ１に地絡事故が発生した様子を示す模式図である。図１１（Ｂ）は、図３の配電線路１００のうち絶縁電線１００Ａ１に地絡事故が発生した場合に、サージ到達時刻ｔ４をｔ４’に補正した様子を示す模式図である。図１１（Ｃ）は、図３の配電線路１００のうち絶縁電線１００Ａ１に地絡事故が発生した場合に、サージ到達時刻ｔ４を補正していない様子を示す模式図である。尚、図１１（Ｂ）の配電線路１００には計測端末５００Ｃが存在しないことと見做されるため、図１１（Ｃ）の配電線路１００には計測端末５００Ｃは初めから存在しないこととする。又、絶縁電線１００Ａ１、１００Ａ２のサージ伝搬速度は、一般に光速（３００ｍ／μｓ）に近似するが、支柱２００（例えば電柱）に設置される電力機器（例えば変圧器、碍子、開閉器）の対地静電容量に起因して多少遅くなるため、例えば２５０ｍ／μｓとする。又、電力ケーブル１００Ｂのサージ伝搬速度は、一般に光速の４５～６０％であるため、例えば１２５ｍ／μｓとする。

図１２は、図３の配電線路１００のうち絶縁電線１００Ａ１に地絡事故が発生した場合に、サージ到達時刻ｔ４をｔ４’に補正したときの地絡点の標定結果と、サージ到達時刻ｔ４を補正していないときの地絡点の標定結果と、を比較した様子を示す表である。尚、図１２において、計測端末５００Ａ、５００Ｂの間の距離Ｌ_１２及び計測端末５００Ｂ、５００Ｄの間の距離Ｌ_２３＋Ｌ_３４は、それぞれ例えば３ｋｍとする。又、計測端末５００Ｂ、５００Ｃの間の距離Ｌ_２３は、例えば２００ｍ、５００ｍ、１０００ｍ、２０００ｍの４種類とする。つまり、計測端末５００Ｃ、５００Ｄの間の距離Ｌ_３４は、計測端末５００Ｂ、５００Ｃの間の距離Ｌ_２３に応じて変更される。又、地絡事故の発生位置（地絡点）は、計測端末５００Ａから１０００ｍ、２０００ｍの２種類とする。よって、図１２には、８種類のケース１～８が列挙されている。以下、ケース１～８について具体的に説明する。
＜＜ケース１＞＞

計測端末５００Ｂ、５００Ｃの間の距離Ｌ_２３＝２００ｍ、計測端末５００Ａから地絡点までの距離Ｘ＝１０００ｍ、サージ到達時刻ｔ１＝４μｓ、サージ到達時刻ｔ２＝８μｓ、サージ到達時刻ｔ３＝９．３３３３３３３３μｓ、サージ到達時刻ｔ４＝２０．５３３３３３３３μｓの場合である。

先ず、サージ到達時刻ｔ４をｔ４’に補正した場合について説明する。
サージ到達時刻ｔ４’は、
ｔ４’＝ｔ４－ｔ３＋ｔ２
＝２０．５３３３３３３３－９．３３３３３３３３＋８＝１９．２μｓ
と算出される。

サージ伝搬速度ｖは、
ｖ＝Ｌ_３４／（ｔ４’－ｔ２）
＝２８００／（１９．２－８）＝２５０ｍ／μｓ
と算出される。

計測端末５００Ａから地絡点までの距離Ｘは、上記の式（１）を用いて、
Ｘ＝（Ｌ_１２＋（ｔ１－ｔ２）ｖ）／２
＝（３０００＋（４－８）・２５０）／２＝１０００ｍ
と算出される。

このように、電力ケーブル１００Ｂ及び計測端末５００Ｃが存在しないことと見做されるように、サージ到達時刻ｔ４をｔ４’に補正することによって、地絡点を正しく標定することが可能となる。

次に、サージ到達時刻ｔ４を補正しない場合について説明する。
サージ伝搬速度ｖは、
ｖ＝（Ｌ_２３＋Ｌ_３４）／（ｔ４－ｔ２）
＝（２００＋２８００）／（２０．５３３３３３３３－８）＝２３９．４ｍ／μｓ
と算出される。

計測端末５００Ａから地絡点までの距離Ｘは、上記の式（１）を用いて、
Ｘ＝（Ｌ_１２＋（ｔ１－ｔ２）ｖ）／２
＝（３０００＋（４－８）・２３９．４）／２＝１０２１ｍ
と算出される。

このように、サージ到達時刻ｔ４を補正しないと、実際の地絡点から２１ｍの誤差を生じることとなる。
＜＜ケース２＞＞

計測端末５００Ｂ、５００Ｃの間の距離Ｌ_２３＝５００ｍ、計測端末５００Ａから地絡点までの距離Ｘ＝１０００ｍ、サージ到達時刻ｔ１＝４μｓ、サージ到達時刻ｔ２＝８μｓ、サージ到達時刻ｔ３＝１１．３３３３３３３３μｓ、サージ到達時刻ｔ４＝２１．３３３３３３３３μｓの場合である。

サージ到達時刻ｔ４をｔ４’に補正した場合、ケース１と同様の演算によって、計測端末５００Ａから地絡点までの距離Ｘ＝１０００ｍと算出される。このように、電力ケーブル１００Ｂ及び計測端末５００Ｃが存在しないことと見做されるように、サージ到達時刻ｔ４をｔ４’に補正することによって、地絡点を正しく標定することが可能となる。

一方、サージ到達時刻ｔ４を補正しない場合、ケース１と同様の演算によって、計測端末５００Ａから地絡点までの距離Ｘ＝１０５０ｍと算出される。このように、サージ到達時刻ｔ４を補正しないと、実際の地絡点から５０ｍの誤差を生じることとなる。
＜＜ケース３＞＞

計測端末５００Ｂ、５００Ｃの間の距離Ｌ_２３＝１０００ｍ、計測端末５００Ａから地絡点までの距離Ｘ＝１０００ｍ、サージ到達時刻ｔ１＝４μｓ、サージ到達時刻ｔ２＝８μｓ、サージ到達時刻ｔ３＝１４．６６６６６６６７μｓ、サージ到達時刻ｔ４＝２２．６６６６６６６７μｓの場合である。

一方、サージ到達時刻ｔ４を補正しない場合、ケース１と同様の演算によって、計測端末５００Ａから地絡点までの距離Ｘ＝１０９１ｍと算出される。このように、サージ到達時刻ｔ４を補正しないと、実際の地絡点から９１ｍの誤差を生じることとなる。
＜＜ケース４＞＞

計測端末５００Ｂ、５００Ｃの間の距離Ｌ_２３＝２０００ｍ、計測端末５００Ａから地絡点までの距離Ｘ＝１０００ｍ、サージ到達時刻ｔ１＝４μｓ、サージ到達時刻ｔ２＝８μｓ、サージ到達時刻ｔ３＝２１．３３３３３３３３μｓ、サージ到達時刻ｔ４＝２５．３３３３３３３３μｓの場合である。

一方、サージ到達時刻ｔ４を補正しない場合、ケース１と同様の演算によって、計測端末５００Ａから地絡点までの距離Ｘ＝１１５４ｍと算出される。このように、サージ到達時刻ｔ４を補正しないと、実際の地絡点から１５４ｍの誤差を生じることとなる。
＜＜ケース５＞＞

計測端末５００Ｂ、５００Ｃの間の距離Ｌ_２３＝２００ｍ、計測端末５００Ａから地絡点までの距離Ｘ＝２０００ｍ、サージ到達時刻ｔ１＝８μｓ、サージ到達時刻ｔ２＝４μｓ、サージ到達時刻ｔ３＝５．３３３３３３３３μｓ、サージ到達時刻ｔ４＝１６．５３３３３３３３μｓの場合である。

サージ到達時刻ｔ４をｔ４’に補正した場合、ケース１と同様の演算によって、計測端末５００Ａから地絡点までの距離Ｘ＝２０００ｍと算出される。このように、電力ケーブル１００Ｂ及び計測端末５００Ｃが存在しないことと見做されるように、サージ到達時刻ｔ４をｔ４’に補正することによって、地絡点を正しく標定することが可能となる。

一方、サージ到達時刻ｔ４を補正しない場合、ケース１と同様の演算によって、計測端末５００Ａから地絡点までの距離Ｘ＝１９７９ｍと算出される。このように、サージ到達時刻ｔ４を補正しないと、実際の地絡点から２１ｍの誤差を生じることとなる。
＜＜ケース６＞＞

計測端末５００Ｂ、５００Ｃの間の距離Ｌ_２３＝５００ｍ、計測端末５００Ａから地絡点までの距離Ｘ＝２０００ｍ、サージ到達時刻ｔ１＝８μｓ、サージ到達時刻ｔ２＝４μｓ、サージ到達時刻ｔ３＝７．３３３３３３３３μｓ、サージ到達時刻ｔ４＝１７．５３３３３３３３μｓの場合である。

一方、サージ到達時刻ｔ４を補正しない場合、ケース１と同様の演算によって、計測端末５００Ａから地絡点までの距離Ｘ＝１９５０ｍと算出される。このように、サージ到達時刻ｔ４を補正しないと、実際の地絡点から５０ｍの誤差を生じることとなる。
＜＜ケース７＞＞

計測端末５００Ｂ、５００Ｃの間の距離Ｌ_２３＝１０００ｍ、計測端末５００Ａから地絡点までの距離Ｘ＝２０００ｍ、サージ到達時刻ｔ１＝８μｓ、サージ到達時刻ｔ２＝４μｓ、サージ到達時刻ｔ３＝１０．６６６６６６６７μｓ、サージ到達時刻ｔ４＝１８．６６６６６６６７μｓの場合である。

一方、サージ到達時刻ｔ４を補正しない場合、ケース１と同様の演算によって、計測端末５００Ａから地絡点までの距離Ｘ＝１９０９ｍと算出される。このように、サージ到達時刻ｔ４を補正しないと、実際の地絡点から９１ｍの誤差を生じることとなる。
＜＜ケース８＞＞

計測端末５００Ｂ、５００Ｃの間の距離Ｌ_２３＝２０００ｍ、計測端末５００Ａから地絡点までの距離Ｘ＝２０００ｍ、サージ到達時刻ｔ１＝８μｓ、サージ到達時刻ｔ２＝４μｓ、サージ到達時刻ｔ３＝１７．３３３３３３３３μｓ、サージ到達時刻ｔ４＝２１．３３３３３３３３μｓの場合である。

一方、サージ到達時刻ｔ４を補正しない場合、ケース１と同様の演算によって、計測端末５００Ａから地絡点までの距離Ｘ＝１８４６ｍと算出される。このように、サージ到達時刻ｔ４を補正しないと、実際の地絡点から１５４ｍの誤差を生じることとなる。
＝＝＝まとめ＝＝＝

例えば、図３に示すように、絶縁電線１００Ａ１、１００Ａ２が電力ケーブル１００Ｂを介して接続されている配電線路１００における、絶縁電線１００Ａ１、１００Ａ２の何れか一方に地絡事故が発生したときの地絡点を標定する地絡点標定システム３００であって、絶縁電線１００Ａ１の電力ケーブル１００Ｂが接続される側とは反対側の所定位置Ｐ１に設置され、地絡事故が発生したときに、所定位置Ｐ１における零相電流及び零相電圧を現在時刻と対応付けた情報を出力する計測端末５００Ａと、絶縁電線１００Ａ１及び電力ケーブル１００Ｂの接続位置Ｐ２に設置され、地絡事故が発生したときに、接続位置Ｐ２における零相電流及び零相電圧を現在時刻と対応付けた情報を出力する計測端末５００Ｂと、絶縁電線１００Ａ２及び電力ケーブル１００Ｂの接続位置Ｐ３に設置され、地絡事故が発生したときに、接続位置Ｐ３における零相電流及び零相電圧を現在時刻と対応付けた情報を出力する計測端末５００Ｃと、絶縁電線１００Ａ２の電力ケーブル１００Ｂが接続される側とは反対側の所定位置Ｐ４に設置され、地絡事故が発生したときに、所定位置Ｐ４における零相電流及び零相電圧を現在時刻と対応付けた情報を出力する計測端末５００Ｄと、計測端末５００Ａ～５００Ｄから出力される情報に基づいて、地絡点を標定する地絡点標定装置６００と、を備え、地絡点標定装置６００は、地絡事故が発生したときに、電力ケーブル１００Ｂが存在しないことと等価となるように計測端末５００Ａ又は計測端末５００Ｄのサージ到達時刻を補正することによって、地絡点を標定する。

詳述すると、地絡点標定装置６００は、絶縁電線１００Ａ１に地絡事故が発生したときに、計測端末５００Ｂ、５００Ｄの間のサージ到達時刻差ｔ４－ｔ２が計測端末５００Ｃ、５００Ｄの間のサージ到達時刻差ｔ４－ｔ３と一致するように計測端末５００Ｄのサージ到達時刻ｔ４をｔ４’＝ｔ４－ｔ３＋ｔ２に補正し、電力ケーブル１００Ｂ及び第３端末５００Ｃを存在しないものと見做して３つの計測端末５００Ａ、５００Ｂ、５００Ｄから出力される情報に基づいて地絡点を標定する。一方、地絡点標定装置６００は、絶縁電線１００Ａ２に地絡事故が発生したときに、計測端末５００Ａ、５００Ｃの間のサージ到達時刻差ｔ１－ｔ３が計測端末５００Ａ、５００Ｂの間のサージ到達時刻差ｔ１－ｔ２と一致するように計測端末５００Ａのサージ到達時刻ｔ１をｔ１’＝ｔ１－ｔ２＋ｔ３に補正し、電力ケーブル１００Ｂ及び計測端末５００Ｂを存在しないものと見做して計測端末５００Ａ、５００Ｃ、５００Ｄから出力される情報に基づいて地絡点を標定する。

そして、本実施形態によれば、絶縁電線１００Ａ１、１００Ａ２及び電力ケーブル１００Ｂを含んで構成される配電線路１００に地絡事故が発生したときの地絡点を精度よく標定することが可能となる。

尚、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。

１００配電線路
１００Ａ、１００Ａ１、１００Ａ２、１００Ａ３絶縁電線
１００Ｂ、１００Ｂ１、１００Ｂ２電力ケーブル
２００支柱
３００地絡点標定システム
４００センサ
５００、５００Ａ、５００Ｂ、５００Ｃ、５００Ｄ、５００Ｅ、５００Ｆ計測端末
６００地絡点標定装置
６１０取得部
６２０標定部
７００ＧＰＳ衛星

Claims

第１及び第２絶縁電線が電力ケーブルを介して接続されている配電線路における、前記第１又は第２絶縁電線に地絡事故が発生したときの地絡点を標定する地絡点標定装置であって、
前記地絡事故が発生したときに、
前記第１絶縁電線の前記電力ケーブルが接続される側とは反対側の所定位置に設置された第１計測端末から出力される、前記所定位置における零相電流及び零相電圧を現在時刻と対応付けた情報と、
前記第１絶縁電線及び前記電力ケーブルの接続位置に設置された第２計測端末から出力される、前記接続位置における零相電流及び零相電圧を現在時刻と対応付けた情報と、
前記第２絶縁電線及び前記電力ケーブルの接続位置に設置された第３計測端末から出力される、前記接続位置における零相電流及び零相電圧を現在時刻と対応付けた情報と、
前記第２絶縁電線の前記電力ケーブルが接続される側とは反対側の所定位置に設置された第４計測端末から出力される、前記所定位置における零相電流及び零相電圧を現在時刻と対応付けた情報と、を取得する取得部と、
前記第１乃至第４計測端末から出力される情報に基づいて、前記第１又は第４計測端末のサージ到達時刻を補正することによって、前記地絡点を標定する標定部と、を備え、
前記標定部は、
前記第１絶縁電線に前記地絡事故が発生したときに、前記第２及び第４計測端末の間のサージ到達時刻差が前記第３及び第４計測端末の間のサージ到達時刻差と一致するように前記第４計測端末のサージ到達時刻を補正し、前記第１、第２、第４計測端末から出力される情報に基づいて前記地絡点を標定し、
前記第２絶縁電線に前記地絡事故が発生したときに、前記第１及び第３計測端末の間のサージ到達時刻差が前記第１及び第２計測端末の間のサージ到達時刻差と一致するように前記第１計測端末のサージ到達時刻を補正し、前記第１、第３、第４計測端末から出力される情報に基づいて前記地絡点を標定する
ことを特徴とする地絡点標定装置。
前記電力ケーブルは、架空ケーブル又は地中ケーブルである
ことを特徴とする請求項１に記載の地絡点標定装置。
第１及び第２絶縁電線が電力ケーブルを介して接続されている配電線路における、前記第１又は第２絶縁電線に地絡事故が発生したときの地絡点を標定する地絡点標定システムであって、
前記第１絶縁電線の前記電力ケーブルが接続される側とは反対側の所定位置に設置され、前記地絡事故が発生したときに、前記所定位置における零相電流及び零相電圧を現在時刻と対応付けた情報を出力する第１計測端末と、
前記第１絶縁電線及び前記電力ケーブルの接続位置に設置され、前記地絡事故が発生したときに、前記接続位置における零相電流及び零相電圧を現在時刻と対応付けた情報を出力する第２計測端末と、
前記第２絶縁電線及び前記電力ケーブルの接続位置に設置され、前記地絡事故が発生したときに、前記接続位置における零相電流及び零相電圧を現在時刻と対応付けた情報を出力する第３計測端末と、
前記第２絶縁電線の前記電力ケーブルが接続される側とは反対側の所定位置に設置され
、前記地絡事故が発生したときに、前記所定位置における零相電流及び零相電圧を現在時刻と対応付けた情報を出力する第４計測端末と、
前記地絡事故が発生したときに、前記第１乃至第４計測端末から出力される情報に基づいて、前記第１又は第４計測端末のサージ到達時刻を補正することによって、前記地絡点を標定する地絡点標定装置と、
を備え、
前記地絡点標定装置は、
前記第１絶縁電線に前記地絡事故が発生したときに、前記第２及び第４計測端末の間のサージ到達時刻差が前記第３及び第４計測端末の間のサージ到達時刻差と一致するように前記第４計測端末のサージ到達時刻を補正し、前記第１、第２、第４計測端末から出力される情報に基づいて前記地絡点を標定し、
前記第２絶縁電線に前記地絡事故が発生したときに、前記第１及び第３計測端末の間のサージ到達時刻差が前記第１及び第２計測端末の間のサージ到達時刻差と一致するように前記第１計測端末のサージ到達時刻を補正し、前記第１、第３、第４計測端末から出力される情報に基づいて前記地絡点を標定する
ことを特徴とする地絡点標定システム。
前記電力ケーブルは、架空ケーブル又は地中ケーブルである
ことを特徴とする請求項３に記載の地絡点標定システム。
第１及び第２絶縁電線が電力ケーブルを介して接続されている配電線路における、前記第１又は第２絶縁電線に地絡事故が発生したときの地絡点を標定する地絡点標定方法であって、
前記地絡事故が発生したときに、
前記第１絶縁電線の前記電力ケーブルが接続される側とは反対側の所定位置に設置された第１計測端末から出力される、前記所定位置における零相電流及び零相電圧を現在時刻と対応付けた情報と、
前記第１絶縁電線及び前記電力ケーブルの接続位置に設置された第２計測端末から出力される、前記接続位置における零相電流及び零相電圧を現在時刻と対応付けた情報と、
前記第２絶縁電線及び前記電力ケーブルの接続位置に設置された第３計測端末から出力される、前記接続位置における零相電流及び零相電圧を現在時刻と対応付けた情報と、
前記第２絶縁電線の前記電力ケーブルが接続される側とは反対側の所定位置に設置された第４計測端末から出力される、前記所定位置における零相電流及び零相電圧を現在時刻と対応付けた情報と、を取得し、
前記第１絶縁電線に前記地絡事故が発生したときに、前記第２及び第４計測端末の間のサージ到達時刻差が前記第３及び第４計測端末の間のサージ到達時刻差と一致するように前記第４計測端末のサージ到達時刻を補正し、前記第１、第２、第４計測端末から出力される情報に基づいて前記地絡点を標定し、
前記第２絶縁電線に前記地絡事故が発生したときに、前記第１及び第３計測端末の間のサージ到達時刻差が前記第１及び第２計測端末の間のサージ到達時刻差と一致するように前記第１計測端末のサージ到達時刻を補正し、前記第１、第３、第４計測端末から出力される情報に基づいて前記地絡点を標定する
ことを特徴とする地絡点標定方法。
第１及び第２絶縁電線が電力ケーブルを介して接続されている配電線路における、前記第１又は第２絶縁電線に地絡事故が発生したときの地絡点を標定する地絡点標定方法であって、
前記第１絶縁電線の前記電力ケーブルが接続される側とは反対側の所定位置に、前記地絡事故が発生したときに前記所定位置における零相電流及び零相電圧を現在時刻と対応付けた情報を出力する第１計測端末を設置し、
前記第１絶縁電線及び前記電力ケーブルの接続位置に、前記地絡事故が発生したときに前記接続位置における零相電流及び零相電圧を現在時刻と対応付けた情報を出力する第２計測端末を設置し、
前記第２絶縁電線及び前記電力ケーブルの接続位置に、前記地絡事故が発生したときに前記接続位置における零相電流及び零相電圧を現在時刻と対応付けた情報を出力する第３計測端末を設置し、
前記第２絶縁電線の前記電力ケーブルが接続される側とは反対側の所定位置に、前記地絡事故が発生したときに前記所定位置における零相電流及び零相電圧を現在時刻と対応付けた情報を出力する第４計測端末を設置し、
前記第１乃至第４計測端末から出力される情報に基づいて地絡点を標定する地絡点標定装置を設置し、
前記地絡点標定装置は、
前記第１絶縁電線に前記地絡事故が発生したときに、前記第２及び第４計測端末の間のサージ到達時刻差が前記第３及び第４計測端末の間のサージ到達時刻差と一致するように前記第４計測端末のサージ到達時刻を補正し、前記第１、第２、第４計測端末から出力される情報に基づいて前記地絡点を標定し、
前記第２絶縁電線に前記地絡事故が発生したときに、前記第１及び第３計測端末の間のサージ到達時刻差が前記第１及び第２計測端末の間のサージ到達時刻差と一致するように前記第１計測端末のサージ到達時刻を補正し、前記第１、第３、第４計測端末から出力される情報に基づいて前記地絡点を標定する
ことを特徴とする地絡点標定方法。