JPH01299477A - 地中送電線路の故障区間標定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は地中送電線路の絶縁破壊によって発生する地絡
事故の故障区間を特定する地中送電線路の故障区間標定
方法に関する。

〔従来の技術］ 電気エネルギーの需要の増大により安定した電力供給が
必要となり、ケーブルをはじめとする地中送電線路の信
頬性に関する技術の開発が行われている。同様に、突発
的な事故に際しては、速やかに故障箇所を標定して適切
な復旧作業を行う必要がある。地中送電線路における事
故としては、絶縁破壊によって導体とシースとが短絡す
る地絡事故が代表的であり、この地絡事故が生じた場合
には地絡区間の特定を早急に行う必要があり、マレ−ル
ープ法、パルスレーダ法、サーチコイル法などの種々の
方法が採用されている。また、これらの方法に対し、ク
ロスボンド接続を有する単心型力ケーブル線路に関して
は、地絡時にクロスポンド線に流れる電流を電流トラン
スで検出し、その電流のレベル並びに電流位相の分布を
解析することで地絡区間を標定することが行われている
。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、前者のマレ−ループ法などの方法では地絡位置
の標定に多大の時間と労力を必要とする共に、地絡点付
近の抵抗値が高い場合には地絡位置の検出ができない不
都合がある。これに対し、後者のクロスボンド線の電流
を検出する方法は、地絡区間の標定を迅速、かつ、正確
に行うことができるが、この方法はクロスボンド接続を
有する単心の電力ケーブルにのみ適用できるものである
。すなわち、３相の導体が単一のシース内に挿入された
３心ケーブルや各相の導体が個々のシース内に挿入され
たトリプレックスケーブルなどのようにクロスボンド線
を備えていない地中送電線路には適用できず、汎用性の
狭いものとなっている。

そこで本発明は、種々の構造の電カケープルを有する地
中送電線路に対して地絡位置を迅速、かつ、正確に標定
することができる地中送電線路の故障区間標定方法を提
供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は３心ケーブルなどのように各相の導体が単一の
シース内に挿入された電力ケーブルからなる送電線路の
地絡位置を検出するため、地絡によってシースに流れる
シース電流を導体電流との合成電流として検出し、この
検出信号を他の部位の合成電流の検出信号と比較するよ
うにしたものである。すなわち、本発明は以下の地中送
電線路を対象とし、次に示す手段を行うものである。

（１）適用対象と地中送電線路 各相の導体が単一のシース内に挿入された電力ケーブル
であり、この電力ケーブルがアース線によって少なくと
も２回線接続された送電線路である。導体が単一のシー
ス内に挿入された電力ケーブルであっても、他の回線と
接続されていない場合は対象とはならない。

本発明は地絡によって一つの回線で生じたシース電流が
アース線によって他の回線に分流されることを利用する
ためである。

（２）適用される手段 上記送電線路の一方の回線の電力ケーブルの所定部位に
おけるシース電流を導体電流との合成電流として検出し
、この検出された合成電流を他の部位における合成電流
と比較することにより故障区間の標定を行う。

シース電流はシースに流れる電流であり、電力ケーブル
の地絡によって生じる。このシース電流を導体電流との
合成電流として検出するため一方の回線の電力ケーブル
には電流トランスなどの検出装置が所定間隔で取り付け
られる。この場合、他方の回線の電力ケーブルは一方の
回線の電力ケーブルとアース線によって接続されている
ため、一方の回線の電力ケーブルの電流トランスにより
、その合成電流を検出することができる。シース電流は
地絡点を境にしてレベルが大きく変化すると共に、他の
回線への分流によってこの変化の割合がさらに大きくな
る。このシース電流と導体電流の合成電流の変位点を検
出することによって故障区間を特定する。

〔作用］ 以上の構成では、一つの回線に生じるシース電流はアー
ス線を介して他の回線に分流されて他の回線にもシース
電流が流れる。これらシース電流は導体電流との合成電
流として各回線で所定間隔ごとに検出される。検出され
た合成電流は地絡点を境として急激に変化する。従って
、検出された合成電流を他の部位における合成電流と比
較することにより変位点を検出することができる。

〔実施例〕

以下、本発明を添付図面により具体的に説明する。

本発明は絶縁破壊によって導体とシースとが短絡した場
合に、シースに流れる電流のレベルおよび位相が地絡点
を境にして急激に変化することを利用して故障区間の標
定を行うものであり、その原理を第５図（ａ）、（１）
）により説明する。これらの図において、導体４２が絶
縁体４２ａによって絶縁され、シース４３に挿入されて
電力ケーブル４１が形成されている。第５図（ａ）にお
いては、この導体４２の両端が電源４４に接続されてお
り、同図（ｂ）におい°ζは導体４２の右端側が電源４
４に接続され、左端側が負荷４５に接続されている。正
常な状態では電源４４からの給電により電流は導体４２
内を矢印４７方向に流れている。ケーブル４１に地絡が
生じると、地絡点４６を境にしてその両側では導体電流
４７が反転してシース４３内を反対方向に向かって流れ
るシース電流４８が生じる（同図（ａ））。すなわち、
地絡点４６の左右ではシース４３内を流れるシース電流
の位相に１８０°のずれを生じる。一方、同図（ｂ）で
は地絡点４６で導体４２内の導体電流４７の大部分がシ
ース電流４８となって反対方向に戻る。従って、地絡点
４６よりも負荷４５側の導体に供給される電流が少なく
なり、この負荷側のシースを流れるシース電流が少なく
なる。このため、地絡点４６を中心として電源４４側の
シース電流のレベルに比べて負荷４５側のシース電流の
レベルが小さくなり、電流値が急変する。以上述べたシ
ース電流の位相の反転およびその電流値の急変は給電条
件などによっていずれか一方、または双方が併合して起
こるものであり、所定部位のシース電流を測定し、その
測定値を他の部位のシース電流と比較することにより地
絡点の標定が可能となる。

第１図は本発明の一実施例の概念図を示し、２回線の電
力ケーブル１．２が地中に埋設されている。電力ケーブ
ル１．２は３相交流を送電するものであり、右端側が電
源に接続されるケーブルペンド３となっている。電力ケ
ーブル１．２はいずれも３相の各導体が１本のシース内
に挿入された３心ケーブルであり、第２図のように各相
の導体４が絶縁体５にそれぞれ被覆されてケーブルコア
が形成され、このケーブルコアの３条が単一のシース６
内に挿入されて構成される。この場合、シース６は鉛あ
るいはアルミニウムなどの導電性金属が使用され、絶縁
破壊によりいずれかの導体４とシース６とが短絡すると
シース６にシース電流が流れる。各電力ケーブル１．２
は接続部８により多数本が軸方向に接続されて各回線の
送電線路１０．１１が形成されている。

そして、各回線１０．１１の対応した接続部８はアース
線９によってアースに接続されている。

さらに、このような２回線からなる送電線路の一方の回
線１０には所定間隔で複数の電流トランス２１．２２．
２３．２４．２５．２６は電力ケーブル１の各接続部８
の近傍に設けられており、これら電流トランス２１．２
２．２３．２４．２５．２６は電力ケーブル１のシース
６を流れるシース電流を導体電流との合成電流として検
出する。

そして、各電流トランス２１．２２．２３．２４．２５
．２６は信号線によってメモリ装置３０に接続されて、
検出された電流信号がメモリ装置３０に出力される。メ
モリ装置３０はコンピュータ３１に接続されており、メ
モリ装置３０からの電流信号の読み出しがコンピュータ
３１によって行われると共に、電流トランス２１．２２
．２３．２４．２５．２６からの電流信号の比較が行わ
れて地絡区間の標定が行われる。この場合、電流信号は
電流トランスで検出された信号をそのままメモリ装置３
０に送出しても良く、また、光信号に変換してメモリ装
置３０に送出しても良い。

なお、送電線路の他方の回線１１はケーブルヘッド３側
にのみ電流トランス２７が設けられ、他の部位には電流
トランスが取り付けられないが、これは後述するように
回線１０側の電流トランスにより回線１１に流れるシー
ス電流を検出することができるためである。従って、電
流トランス２７は不要の場合には省略することができる
。

次に本実施例の動作を第３図により説明する。

正常状態では各回線１０．１１の３相を流れる導体電流
は平衡状態となっているため、シースにはシース電流が
流れず、電流トランスの電流検出が行われない。今、回
線１０の電流トランス２３．２４の間で１相の導体に地
絡３３が生じた場合、同回線１０の３相の導体電流が不
平衡になると共に、地絡した相の導体からシースにシー
ス電流が流れる。このシース電流３４．３５は第３図の
ように、電力ケーブル１では地絡点３３を境にして逆向
きに流れる（位相が反転する）。このとき、電源に近い
電流トランス２４側のシース電流３４は大きく、地絡点
３３より遠端となる電流トランス２３側のシース電流３
５は小さい。電流トランス２４ばシース電流３４を導体
電流との合成電流として検出して、その電流信号を出力
する。一方、電流トランス２３側に流れるシース電流３
５は接続部８でアース線９により分流されて、さらに絶
対値が小さ（なった後、電流トランス３３によって導体
電流との合成電流として検出される。このようにして得
られた電流信号はコンピュータ３１によって比較される
。このとき、電流トランス２４．２５．２６からの電流
信号に対し、電流トランス２３．２２．２１からの電流
信号のレベルが小さくなっている。これにより電流トラ
ンス２３および２４の間における電力ケーブルＩに地絡
が生じたことが判明し早急な事後処理が可能となる。

同様に回線１１の対応した部位に地絡３６を生じた場合
、電力ケーブル２のシースには地絡点３６を境にして逆
向きのシース電流が流れ、各シース電流はアース線によ
り電力ケーブル１側に分流して電流トランス２３．２５
によりその分流電流が導体電流との合成電流として検出
される。この場合、アース線９が接続される接続部８よ
り遠端側の電流トランス２４には分流電流が流れないた
め、その検出値は零またはこれに近似した値となるにの
に対し、電流トランス２５は所定の分流電流を検出する
。

従って、これらを比較することにより電流トランス２３
．２４の間における回線１１が地絡したことが判明する
。

第４図（ａ）、（ｂ）は以上の構成を７７ｋＶ、　　３
　ｘ３２５　ｍｍ”のＯＦ　ａ心ケーブルの２回線から
なる送電線路に適用した場合の電流分布の計算例を示す
。この場合、ケーブルの片側が電源、他側が負荷に接続
されており、検出電流が大きく変化する電流トランスＣ
Ｔ　−Ｎａ　２とＣＴＮｏ、　３との間が地絡区画であ
ることをか判明する。

このように本発明は、各相の導体４が１本のシース６内
に挿入された電力ケーブル１．２がアース線９によって
複数回線接続された送電線路に対して好適に適用するこ
とができる。ここで、回線がアース線により接続されて
いない電力ケーブルの場合には、地絡が生じても導体電
流とシース電流の絶対値が同じであり、しかも位相が１
８０°ずれて生じるため、相互に打ち消し合って電流ト
ランスで検出することができず、この場合には適用でき
ないものである。

なお、シース電流検出手段としては電流トランスに限ら
れるものではなく、他の手段、例えば、電流によって生
じる磁界の強度に応じて光の偏光面が回転する、いわゆ
るファラデー効果を利用した手段でも良い。また、本発
明は他の回線へのシース電流の分流を検出するものであ
り、回線は２回線以上であれば、特に限定されない。さ
らに、併設される複数の回線はシースのインピーダンス
に幾分の相違があっても、本発明を適用することができ
る。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明は、アース線によってシース
電流を他の回線へ分流させ、このシース電流と導体電流
との合成電流を所定間隔で検出し、検出された合成電流
を比較して故障区間の標定を行うため、各相の導体が単
一のシースに挿入された送電線路であっても、その故障
区間の標定を瞬時、かつ、正確に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される地中送電線路の構成を示す
概略図、第２図はその電力ケーブルを示す断面図、第３
図は作動を説明する図、第４図は電流信号を示す特性図
、第５図は本発明の基本原理を示す概略図。 符号の説明 １．２−・−・−−−−一一一電力ケーブル３−−−−
−−・−ケーブルヘッド ４−・−＝−・−導体　　　　　５−・・−・−・−絶
縁体６−・−一−−−−−−−シース　　　　８−・−
〜−−−接続部９−・−−一−−−アース線　　　１０
．１１−一・−・−回線２１．２２．２３．２４．２５
．２６．２７−・・−・−電流トランス ３０−・−一−〜−−−−−メモリ装置３］・・−−−
−−−−−コンピュータ３３．３６−−−−−−−−地
絡箇所 ３４．３５−・・−・・−シース電流

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 各相の導体が単一のシースに挿入された電 力ケーブルがアース線によって少なくとも２回線接続さ
   れた地中送電線路の故障区間標定方法において、 一方の回線の電力ケーブルの複数の地点の 所定部位における導体とシースの合成電流を検出し、 検出された合成電流を複数の地点で比較し て故障区間の標定を行うことを特徴とする地中送電線路
   の故障区間標定方法。