JPH02103478A - 故障点標定装置 - 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］ 本発明は送電線路の故障点標定装置に係り、特に、架空
地線電流を監視する形式の故障点標定装置に関する。

［従来の技術］ 送電線で故障が発生したとぎは、迅速に復旧させる必要
性から、故障点を短時間で標定することが重要である。

この点で、超高圧系統には、サージ受信方式やパルスレ
ーダ方式等の故障点標定￥Ａ置（Ｆ、　Ｌ）が設置され
て効果を上げている。

ここで、サージ受信方式とは、故障発生時のサージ波を
送電線路両端で受信し、両名の受信時刻差が故障点から
のサージの伝搬時間差に一致することを利用して、故障
点を標定するものである。

またパルスレーダ方式とは、故障発生時にパルスを送電
端より送り、故障点からのパルス反射時間差が、故障点
までの距離に比例することを利用して、故障点を標定す
るものである。

いずれの方式もサージ波やパルス波等の高周波を対象と
しているため、商用周波成分は、結合装置等で除去して
いる。

しかし、上述した従来の方式では次のような欠点があっ
た。

（１）　　いずれの方式も電力線等の高電圧部の電圧情
報を検出し処理する必要があるため、高電圧部に高価な
計器用変圧器（ＰＴ）や分圧器（ＰＤ）を設置しな【ノ
ればならず、経済的ではなかった。

（２）　　かかるＰＴやＰＤは、実用上送電線路両端あ
るいは片端の送変電所近傍に設置できるのみで、途中の
分岐点等には設置できないため、標定される対象となる
区間距離が相当、長距離となり、精度上問題があった。

（３〕　　従来のサージ受信方式では、受信した高周波
信号をすべて故障サージと判断し、その判断に基づき故
障点を標定していた。このため、無関係な場所への落雷
等で発生ずる誘導サージと区別することが困難であって
、これが誤標定の原因となっていた。

＋４＋　　−ｈ、従来のパルスレーダ方式では、電力線
の金相にブロッキングコイル（ＢＣ）や結合コンデンサ
゛（ＣＣ）を設置する必要があり、これまた高価であっ
て経済的ではなく、また、線路が複雑な系統構成をとっ
ている場合には、分岐点等での反射の影響を受けたりし
て栓定精瓜が低下し、事実上適用できなかった。

［発明が解決しようとする課題１ このように、従来のサージ受信方式あるいはパルス受信
方式では、極めて高圧化、複雑化した今日の送電線路へ
の適用には明らかに限界がある。

そこで、新たに、送電線路において電力線に併設されて
いる架空地線を流れる電流を所定間隔離れて検出し、そ
の到達時間差により事故点を標定しようとする方式が既
に提案されている（特開昭０１−２７８７６９号公報）
。

かかる方式によれば、架空地線に簡易な検出器を設置す
ればよく、高価なＰＴやＰＤを高゛電圧部に設置する必
要がないため経済的であり、また設置箇所も送電線路の
両端あるいは片端に限定されないため、高精度の事故点
標定をなしうる可能性を含んでいる。

しかしながら、単純に架空地線を流れる電流を検出した
だけでは十分ではない。前述のとおり、故障サージの他
に誘導サージも混同して検出してしまい誤標定を招くか
らである。

本発明の目的は、かかる問題を解決することのできた新
規な故障点標定装置を提供することにあり、架空地線電
流を常時監視し、この電流の商用周波成分から故障を検
知することにより、故障点サージを確実に記録し、この
記録波形に基づいて故障点を標定することによって、前
記した従来技術の欠点を解消し、信頼性の高い故障点標
定装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の故障点標定装置は、架空地線電流から商用周波
成分とサージ成分とを取り出す手段と、商用周波成分の
変化から故障発生時刻を検知する検知手段と、故障発生
時刻前後のサージ成分波形を記憶させる記憶手段と、記
憶手段に記憶させたり“−ジ成分波形から故障点を標定
する手段とを備えて構成されたものである。

そして、上記装置は、送電線路の標定すべき区間の両端
に設置され、各端の架空地線に流れる電流をそれぞれ検
出する電流センサと、これら電流センサで検出したセン
サ電流情報を光信号として伝送するセンサ情報伝送路と
、このセンサ情報伝送路より伝送されて来る伝送電流情
報から商用周波成分とサージ成分とを取り出すフィルタ
と、故障時に発生する商用周波成分の変化を検出して、
この変化情報から故障後一定時間経過後にトリガを発生
するトリガ発生器と、上記サージ成分の波形を常時読み
込んで常に新しい波形を記憶すると共に、この読み込み
を上記トリガによって停止され、メモリ内に故障時刻を
含むこの時刻前後の各端のサージ電流波形を残存するメ
モリと、故障時刻前後の各端のサージ成分の発生時刻差
を上記メモリから読み出して、これより故障距離を演惇
する演算部とを備えて構成することが好ましい。

［作　用］ 本発明の故障点標定装置において、送電線路に故障が発
生ずると、その時点で架空地線電流にサージ成分が現わ
れ、また商用周波成分は大きく変化する。この大きく変
化した商用周波成分は検知手段に導かれ、その変化から
故障発生時刻が検知される。故障発生時刻が検知される
と、記憶手段に読み込まれるサージ成分波形は、その故
障発生時刻前後の必要時間幅だけ記憶される。故障発生
時刻とその前後のサージ成分波形記録とに基づいて標定
手段により故障点の距離が求められる。

また、好ましい構成の故障点標定装置において、送電線
路の標定すべき区間の両端における架空地線に流れる電
流は、電流センサでセンサ電流情報として常時検出され
、センサ情報伝送路を光の形で通ってフィルタに伝送さ
れる。伝送されて来た伝送電流情報は、フィルタで商用
周波成分とサージ成分とに分けられ、商用周波成分はト
リガ発生器に脣かれる。またサージ成分は新情報として
電流波形の形でメモリに読み込まれて記憶され、その代
わり古い情報は次々にメモリから消え去り、メモリ内に
は常に新しい情報が記憶される。

今、標定すべき区間内で送電線路の故障があったとする
と、メモリに読み込まれる両電流波形に５サージ変化が
生じることになるが、同じくトリガ発生器に導かれる商
用周波成分が大きく変化する。こうして商用周波成分の
大きな変化情報に基づいて故障後一定時間経過後に１−
リガが発生し、トリガ発生器からメモリに加えられる。

トリガがメモリに加えられると、サージ成分波形の読み
込みが停止されるため、メモリ内には故障時刻前後の各
端のサージ波形が残存する。

そして、これらのサージ波形は演算部に導かれ、両端で
の発生時刻差から故障距離が演ｎされる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を第１図〜第４図を用いて説明す
る。

第２図は本発明の故障点標定装置例を、標定すべぎ区間
Ｊｉｏに取り付けたシステム構成図を示す。

基本原理はサージ伝搬時間と故障距離の相関を利用した
従来のサージ受信方式をそのまま採用している。したが
って、金相にブロッキングコイル等の結合装置が不要と
なり、分岐等の影響を受けない。

同図において、鉄塔３．３間に架設された送電線路１の
全長を標定すべき区間Ｊｉｏとしている。

なお４．４は変電所である。上記区間ｊＯの両端には架
空地Ｉ２２の地線の各端に流れる電流を検出する電流セ
ンサ５１．６１がそれぞれ設置されている。

標定すべき区間ｐＯは図示例のように鉄塔３゜３間に限
定されるものではなく、標定精度を向上させるためにＪ
ｏよりも狭い区間、すなわち−の鉄塔３と鉄塔３．３間
の任意の中間部との間、または送電線路１の任意の区間
であってもよい。これらの場合も同様にセンサが設置さ
れる。

標定装置は、一方の電流センサ５１を含む子局５と他方
の電流セン＋ｊ６１を含む親局６とから主に構成される
。

子局５は子局内の電流センサ５１で検出したセンサ電流
情報をＥ１０変換器５２により光信号に変換して光ファ
イバ１２を介して親局６に送る。この場合、架空地線２
を光ファイバ複合架空地線（ＯＰＧＷ）でもって構成し
ておＧプば、内蔵されている光ファイバをモのまま利用
することができ、別途光フアイバケーブルを布設する必
要がないため便宜である。もっとも、そうではなくして
架空地線２に別途添架された光フアイバケーブルを利用
する等してもよいことは言うまでもない。光ファイバを
利用することによって伝送途中での電気的誘導が排除さ
れる。

親局６に送られた子局側の光信号を親局内で再び０／［
変換器６４により電気信号に変換して標定回路６５へ導
く。親局６の側でも同様に親局内の電流センサ６１で検
出したセンサ電流情報をＥ１０変換器６２により光信号
に変換し光ファイバ６３を介して標定回路６５へ導く。

標定回路６５へは電気信号として導くために前段に設け
た０／Ｅ変換器６４によって光信号を再び電気信号に変
換している。電流センサ６１から標定回路６５までの距
離が短い場合には、親局６内で用いている光ファイバ６
３及びこの両端に設けたＥｌｏ、　０／Ｅ変換器６２．
６４を省略することもできる。なお、ここでは、電流セ
ンサ５１．６１から検出する架空地線電流情報をアナロ
グ伝送的に扱っているが、ディジタル伝送的に扱うこと
もできる。

第１図は本発明の要部となる標定回路６５の一例を示す
。親局内に伝送されて０バ変換器６４゜６４により電気
信号に変換された標定区間１０両端における２つの架空
地線電流を標定回路６５に導く。標定回路６５に導かれ
た各電流をサージ用フィルタ６５１，６５１に入力して
サージ成分を取り出すと共に、親局側の架空地線電流を
商用周波用フィルタ６５２に入ツノして商用周波成分を
取り山号。

２つのサージ成分をメモリ６５６に読み込み連続的にそ
れらの波形を記憶させる。この波形記憶は新しい波形が
入る毎に古い波形が押し出されていくように常に最新の
サージ成分波形がメモリ容量分記憶される。

また、商用周波成分をトリガ発生器６５０に供給する。

トリガ発生器６５０では商用周波成分を平滑回路６５３
で平滑にして、トリガレベル回路６５４から出力される
トリガレベルと共に比較器６５５に加える。平滑された
商用周波成分がトリガレベルよりも高いと比較器６５５
より出力される１へリガ信号をメしり６５６と演算部６
５７に加える。トリガ信号を加えられたメモリ６５６は
、［・リガ信号光生峙刻から所定１１）間後、その記憶
を停止する。記憶が停止してメモリ６５６内に残存した
電流波形をトリガ信号に同期させて演算部６５７に読み
出し、その波形に阜づいて後述するように故障点を標定
し、その標定結果を出力装置６５８に供給づる。

以上のように標定回路６５は構成される。ところで、こ
の回路例では子局５側の電流情報を親局６内に伝送して
からサージ成分を取り出すようにしているが、子局５内
にサージ用フィルタ６５１を設けて、ここでサージ成分
を取り出してから親局６へ伝送することも可能である。

また、商用周波の信号処理として、商用周波用フィルタ
６５２と平滑回路６５３とを用いているが、平滑回路６
５３の時定数を、商用周波数の周期と同程度に選定すれ
ば、商用周波用フィルタ６５２を省略することができる
。

さて次に、上記のような機能を有する標定装置の作用を
第３図、第４図を用いて説明する。第３図は故障前後の
架空地線ｍ原波形を示したもので、第３図（ａ）は原波
形を示している。この原波形を標定回路６５の商用周波
用フィルタ６５２（第１図）に入力すると、第３図（ｂ
）のように商用周波成分のみの波形となり、故障後は故
障電流の影響で電流Ｉｉｇは大きくなる。これを平滑回
路６５３に加えると、第３図（ｄ）のように故障後のレ
ベルは高くなる。このレベルがトリガレベル回路６５４
の出力であるトリガレベルより高くなると、比較器６５
５が作動する。したがって、トリガレベル回路６５４の
出力を適正な値に設定することにより、故障時に比較器
６５５を必ず作動させることが可能となる。

一方、標定すべき区間Ｊｏの両端で検出して種々変換伝
送されて来た地Ｉ！電流をサージ用フィルタ６５１に入
力すると、第３図（Ｃ）に示すようにサージ成分のみが
取り出される。これを親局６、子局５別に描くと第４図
に示す通りとなる。即ら、第４図（ａ）は親局６側の電
流センサ６１で検出された親局側波形であり、第４図（
ｂ）は子局５側の電流センサ５１で検出された子局側波
形である。

また、第４図（Ｃ）は子局側波形（第４図（ｂ））を光
ファイバ１２で伝送後、親局内で再現した子局側再現波
形である。したがって、親局６内では第４図（ａ）、　
（Ｃ）に示す波形が検出されることになる。

ここで、第４図をもとにして第２図に示す故障点までの
距１ｌｌ１１ｘを求めてみる。

親局側波形、子局側波形および子局側再現波形のサージ
到達時刻をそれぞれｔｆａ、ｔｆｂ、”ｆｂとすると、
第１図との関連で、これらの間には次の関係が成立する
。

時間系では 但し、Δｔ　、Δｔｂは故障発生後サージが電流センサ
６１，５１に到達するまでの時間、Δｔ　は小局側波形
を光ファイバー２で親局側へ伝送するのに要する時間で
ある。

また、距離系では 但し、Ｖ、Ｖ、はそれぞれ光フアイバ中の光伝搬速度（
≦２×１０８　ｍ／Ｓ　（ガラス））、架空地線上のサ
ージ伝搬速度（＞３Ｘ　１０１８ｍ／Ｓ　）であり、１
　′は光ファイバの長さである。

（４１、＋２１式をまとめると、故障点までの距ｌｌ１
ｌｌｘは、８＝２０゜（■　弓　＋ｖ　−，１２′）０
　　　　０　　　　　Ｓ　　　　　０■ 一−Ｌ ２　　”’ｆｂ−ｔｆａ）（３１ として求まる。ここで光ファイバ長が区間距離に等しい
、づなわち、１　　＝Ｊ　　’　　と仮定すると、（３
）式は ■０＋ｖｓ　　　　■ Ｘ−□・ｆＩＯ−二 ２Ｖｏ　　　　　　　２　　（ｊ’ｆｂ　　”ｆａ）（
４）と表わすことかできる。

第１図中の演ｎ部６５７では（４）式に基づいて故障点
が標定される。

なお、Ｊ）　　’ｌ　　’　とならない場合、例えば情
報伝送路として架空地線添架光り゛−プルを使用するこ
とによりＪＪ　　＜Ｊ）　　’　　となった場合には、
ｐ　′を含む（３）式に基づき標定を行うようにすれば
よい。

次に、第４図に示すサージ波形のメモリへの記憶時間に
ついて説明する。前述したように故障が発生すると、比
較器６５５により、メモリ６５６にトリガ信号が入力す
るが、この時刻は第４図（ａｌ中のｔｆａに相当し、こ
れよりΔｔ□７時間後に読み込みを停止すれば、全記憶
時間ΔｔＩｏとの差から故障前の記憶時間Δｔ　が定ま
る。Δｔ　、Δｔを余裕を持った長さに設定しておけば
、比較器６５５の出力時刻と、ｔｆａの時刻とに誤差が
生じたとしても、故障サージ波形を確実に記憶させるこ
とができる。

このように本実滴例では、架空地線に流れる電流の商用
周波成分から、故障発生時刻を検出できるため、この時
刻前後のサージ波形を標定に必要な時間幅だけメモリに
記憶させることができる。

その結果、故障発生時に瞬時に処理する必要に迫られる
ことがなく、故障発生後十分な時間をかけて精度の高い
故障点の標定を行うことができる。

また、故障サージのみを確実に記録するので、従来装置
の誤動作の最大要因であった誘導サージの影響を受けな
い。

なお、上記実施例では分岐のない送電線路を標定区間と
して述べたが、分岐のある送電線路であっても、分岐部
に電流センサを設置すれば、分岐部のサージ反射の彰冑
を受けることなく、標定することが可能である。

［発明の効果］ 本発明は、上述のとおり構成されているので、次に記載
する効果を奏する。

請求項１の故障点標定装置においては、送電線路故障時
に大幅に変動する商用周波成分から故障発生時刻を検知
して、記憶手段に記憶されるサージ成分波形を故障時刻
の前後に亘って確実に記憶するため、誘導サージに惑わ
されることなく、故障サージを確実に把握でき、したが
って、信頼性の高い故障点の標定ができる。また、大地
電位とほぼ同一電位にある架空地線に流れる電流を故障
情報として活用しているため、高電圧部の情報が不要で
あり、したがって高価な高電圧部情報処理装置が不要と
なる。

請求項２の装置においては、センサ電流情報を光信号と
して伝送するため、電気的誘導障害を受けず、また標定
すべき区間の両端のサージ成分の発生時刻差から故障距
離を求めるようにしたので、標定の信頼性を一層向上す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る故障点標定装置の要部例を示すブ
ロック構成図、第２図は本発；１の故障点標定装置の一
実施例を示すシステム構成図、第３図は故障発生時の架
空地ｔｌＡ電流波形及びその処理波形を示す波形図、第
４図は架空地線電流に含まれるサージ成分を示す波形図
である。 図中、１２はセンサ情報伝送路としての光ファイバ、５
１．６１は電流センサ、６５０は検知手段としてのトリ
ガ発生器、６５１．　６５２は取出手段であって、６５
１はサージ用フィルタ、６５２は商用周波用フィルタ、
６５６はメモリ、６５７は標定手段である演算部である
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、架空地線電流から商用周波成分とサージ成分とを取
   り出す手段と、商用周波成分の変化から故障発生時刻を
   検知する検知手段と、故障発生時刻前後のサージ成分波
   形を記憶させる記憶手段と、記憶手段に記憶させたサー
   ジ成分波形から故障点を標定する手段とを備えたことを
   特徴とする故障点標定装置。 ２、送電線路の標定すべき区間の両端に設置され、各端
   の架空地線に流れる電流をそれぞれ検出する電流センサ
   と、これら電流センサで検出したセンサ電流情報を光信
   号として伝送するセンサ情報伝送路と、このセンサ情報
   伝送路より伝送されて来る伝送電流情報から商用周波成
   分とサージ成分とを取り出すフィルタと、故障時に発生
   する商用周波成分の変化を検出して、この変化情報から
   故障後一定時間経過後にトリガを発生するトリガ発生器
   と、上記サージ成分の波形を常時読み込んで常に新しい
   波形を記憶すると共に、この読み込みを上記トリガによ
   って停止され、メモリ内に故障時刻を含むこの時刻前後
   の各端のサージ電流波形を残存するメモリと、故障時刻
   前後の各端のサージ成分の発生時刻差を上記メモリから
   読み出して、これより故障距離を演算する演算部とを備
   えたことを特徴とする故障点標定装置。