JPH02262072A - 地中送電線路の故障区間標定システム - 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
システムに関し、特に、地絡位置を迅速、かつ、正確に
標定可能とした地中送電線路の故障区間標定システムに
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、地中送電線路の信頼性を向上させる技術の
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、二〇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
る単心型カケープル線路に関しては、地絡時にクロスボ
ンド線に流れる電流を電流トランスで検出し、その電流
の絶対値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
の標定に多大な時間と労力を必要とすると共に、地絡点
の抵抗値が高い場合には地絡位置の検出ができないとい
う不都合がある。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。即ち、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
低いものとなっている。

また、電力ケーブルが１回線の送電線路の場合、導体と
シースの電流が逆向きでレベルが略等しいため、電流ト
ランスを使用してもその出力が零となって検出すること
ができない。

従って、本発明の目的は種々の構造の電力ケーブルを有
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シ
ステムを提供することである。

本発明の他の目的は導体電流とシース電流が逆向きでレ
ベルが略等しいときでも計器用変流器によって検出する
ことができる地中送電線路の故障区間標定システムを提
供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は以上述べた目的を実現するため、電力ケーブル
の接続部あるいは接続部を含むケーブル線路のシースに
並列に電流バイパス用導体を接続し、この電流バイパス
用導体に流れるシース電流分流値を計器用変流器によっ
て検出し、複数地点で検出されたシース電流分流値の絶
対値、あるいは位相を比較するようにした地中送電線路
の故障区間標定システムを提供するものである。

即ち、零発°明の地中送電線路の故障区間標定システム
は以下の地中送電線路を対象として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に挿入された電カケーフルで
ある。この電力ケーブルは接続部のシース電流あるいは
接続部を含むケーブル線路のシース電流をバイパスする
ためのバイパス用導体を複数の接続部において有する。

（２）適用される手段 前述した電力ケーブルのバイパス用導体にシース電流を
バイパスさせ、該バイパス導体に取り付けられた変流器
からシース電流分流値を検出し、検出値のレベルあるい
は位相を複数の地点で比較する。

シース電流は電力ケーブルの地絡によって生じるが、１
回線の電力ケーブルでは導体を流れる導体電流とシース
を流れるシース電流は絶対値が同じで、逆向きに流れる
（即ち、位相が反転している）ため、電流トランスなど
によってシース電流を検出しようとすると、これらの合
成電流は零となってしまい検出することができなくなる
。しかし、シース電流をバイパス導体によってバイパス
させることによって、それに取り付けられた変流器によ
ってシース電流のみ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電力ケーブルの前後で絶対値、位
相が大きく変化するため、他の部位におけるシース電流
と比較することにより変位点が得られ、これによって地
絡区間を標定することができる。

〔作用〕

上記構成では、地絡によって生じるシース電流が複数の
接続部のシースに設けられたバイパス用導体を流れ、そ
れに取り付けられた変流器によってそのシース電流が検
出されるため、検出されたシース電流のレベルあるいは
位相を複数の地点で比較することにより変位点が検出で
き、地絡区間の標定を行うことができる。

〔実施例〕 以下、本発明の地中送電線路の故障区間標定システムを
詳細に説明する。

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
を境にして大きく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４図（ａ）、［有］
）により説明する。これらの図において、導体４２が絶
縁体４２ａによって絶縁されてシース４３に挿入されて
地中送電線路４１を形成している。第４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）においては、導体４２の右端側が電源４４
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からの送電により電流は導体４２内
を矢印４７方向に流れている。このようなケーブル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内を流れるシース電
流４８が生じる（同図（ａ））。即ち、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約１８
０°のずれを生じる。一方、同図（５）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流れる。従って、地絡点４６よりも
負荷４５側のシース４３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。このようなシース電
流の位相の反転およびその電流値の急変は地中送電線路
の給電条件などによって何れか一方、または双方が併合
して起こる。このため、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。

以上のような原理を電力ケーブルが１回線である送電線
路に適用する場合、導体電流とシース電流とが逆向きで
、しかもレベルが諮問等となるため、電流トランスを使
用してもその出力は零となって検出することができない
。しかし、本発明はシースに流れるシース電流を一部バ
イパスさせ、そのバイパスさせたシース電流を変流器に
よって検出し、その電流レベルあるいは位相を複数地点
で比較することにより地絡区間を標定するものである。

第１図は本発明が適用される地中送電線路を示し・電力
ケーブル１が接続箱２によって接続されている。電力ケ
ーブル１は第２図に示すように、３相の各導体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
構成されている。ただし、内外の半導電層等の図示は省
略した。

この場合、シース６は鉛、もしくはアルミニウム等の導
電性金属が使用され、絶縁破壊により何れかの導体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
。前記接続箱２はこのような電力ケーブル１と基本的構
成は同一であり、最外側はシース６と同質の導電性金属
によって覆われて内部保護が図られている。このような
接続箱２は電力ケーブル１を長手方向に接続するように
複数段けられ、これにより所定長さの送電線路が形成さ
れる。そして、この接続箱２の両端に一対の端子７が設
けられる。この端子７間にはシース電流をバイパスする
バイパス用導体８が接続されており、バイパス用導体８
にはそこに流れるシース′ｒ！１＠分流値に比例した電
流を発生する変流器９が取り付けられている。変流器９
は電気／光変換器１１に接続されており、変流器９の出
力を光信号に変化する。電気／光変換器１１から出力さ
れた光信号は光ファイバ１２によってコンピュータ等の
中央判定装置（図示せず）に伝送される。以上のような
構成は接続箱２毎に設けられており、中央判定装置では
各接続箱２から伝送される光信号を電流のレベルおよび
位相の信号に変換してメモリし、メモリされた信号を比
較演算する。当然ながら、ここで検出される電流は地絡
電流の一部であり、地絡電流そのものではない。しかし
ながら、バイパス導体に流れる電流はケーブル導体とシ
ース問およびケーブル導体とバイパス導体間のインピー
ダンス比によって定まることから、これらの諸量を予め
知ることによって地絡電流を求めることができる。但し
、故障区間の標定は各点における相対的な電流値あるい
は電流位相の比較で行われることから、必ずしも地絡電
流そのものを知る必要はない。既述のように地絡点の前
後ではシース電流の絶対値および位相が変化するため、
得られたシース電流を複数の地点（接続箱２）ごとに比
較することにより変位点を求めることができる。そして
、この変位点に対応する部位を地絡区間と判定すること
ができる。その際、対象となる地中送電線路が第４図（
ａ）の給電パターンであるか、第４図し）の給電パター
ンであるかは事前に知ることができるものであり、よっ
て地中送電線路の長さ方向におけるシース電流のレベル
分布、位相を検出することにより容易に地絡点を標定す
ることができる。

第３図は本発明が適用される他の実施例を示し、一対の
端子７が接続箱２を含む両側の電力ケーブル１のシース
６の所定の箇所に設けている。本発明の目的は地絡によ
る事故区間の標定であり、このように電力ケーブルエの
シースに端子７を設けても同様に標定か可能である。こ
の方法によると、接続箱２にバイパス導体を接続できな
い時に有効である。

〔発明の効果〕

以上説明した通り、本発明の地中送電線路の故障区間標
定システムによると、電力ケーブルの接続部シースある
いは接続部を含む電力ケーブルのシースに電流バイパス
用導体を接続し、この電流バイパス用導体に流れるシー
ス電流分流値を計器用変流器によって検出し、複数地点
で検出されたシース電流の絶対値、あるいは位相を比較
するようにしたため、以下の効果を奏することができる
。

（１）種々の構造の電力ケーブル（例えば、３心ケーブ
ル）を有する地中送電線路に対してシース電流情報を得
ることができると共に地絡位置を迅速、かつ、正確に標
定することができる。

（２）変流器をバイパス導体に設置するため、電流検出
部の形状をコンパクトにするとことができる。

（３）変流器の出力により電気／光変換器を駆動させる
ため、無電源化が可能となる。

（４）バイパス用導体を取り付けるだけで良いので既設
線路に容易に適用することができる。

【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
図は本発明の他の実施例を示す概略図、第４図（ａ）、
（′ｂ）は本発明の基本原理を示す概略図。 符号の説明

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ３相の導体が単一のシースに挿入された電力ケーブルの
   故障位置を標定する地中送電線路の故障区間標定システ
   ムにおいて、 前記電力ケーブルの複数の接続部に電流バイパス用導体
   をそれぞれ並列に接続し、この電流バイパス用導体に流
   れるシース電流分流値を計器用変流器によって検出し、 前記計器用変流器によって検出された複数の前記シース
   電流分流値のレベル、あるいは位相を比較して故障区間
   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
   標定システム。