JPH0271169A - 電力系統の故障点標定装置 - 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、電気設備の主回路導体部の故障点標定装置に
係り、特に点検保守部位の細分化と修復材料の準備と保
護動作後の復旧系統操作条件とを提供するのに好適な電
力系統の故障点標定システムに関する。

〔従来の技術〕

従来の電力用変電所は、敷地内に例えば第２図のように
、４本の鉄塔１を正方形状に配置し、各鉄塔上部間に枠
組２を取付けて、機械的強度を増している。各鉄塔頂点
に配置した接地線３は、鉄塔内を経由して接地すること
により、雷の電流を逃すようにしている。各鉄塔内側の
敷地には１例えば、断路器７やしゃ断器８を設置し、主
回路導体５は鉄塔１に固定しつるされた碍子４やしゃ断
器８のブッシング頂部端子や断路器７の絶縁碍子の頂部
端子などに接続しながら負荷端３４に連絡し、３相分の
系統回路構成している。

従来の変電所の電力系統の保護システムは、第５図に示
すように、主回路導体５により予（１ｆｉｌ母線Ｂと使
用母線Ａとの２重母線にて構成し、使用母線Ａと予備母
線Ｂとの間を連絡する連絡用のしゃ断器８Ａと断路器７
とを２個一組で並列配置する６電源端５Ａからの電力は
しゃ断器８および断路器７Ａ、７Ｂを介して使用母線Ａ
に流入し、使用母線Ａより負荷端３４へしゃ断器８Ｂや
変圧器４１を介して送出させる。しゃ断器８の両端側に
は変流器９を備えて保護継電器４０の入力条件としてい
る。

系統運用においては１例えば片側母線Ｂ側の断路器７Ｃ
と７Ｄとを「切」としておくと、矢印の方向に示す正常
電流１１が流れる。この時の保護継電器４０の保護区域
は点線範囲１００Ａをカバーしている。

以上の保護区域監視の時に１例えば蛇などが主回路導体
５を支持している碍子４を渡ったりすると接地短絡に発
展し、短絡点５０には事故電流１２が流れると、変流器
９がその変位を把握するので、保護継電器４０が動作し
て、しゃ断指令はしゃ断器８と８Ａとに与えられて停電
する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし乍ら、この保護システムでは複数個に配置された
変流器９および図示のない変成器との信号を受けて、保
護区域を定めているので、その保護区域内のどこで事故
短絡したのか判らないので、保守作業員が現場に出かけ
て事故点と部位とを探査して確認後、事務所にもどって
該当部名材料などをさがして持参して修復する。

このため、機器の復旧と系統切替操作に多大な時間を要
した。尚、この種の装置としては特開昭６２−２４５９
７７号公報を挙げることができる。

本発明の目的は、保護区域内を細分化セル毎に発音セン
サを取付け、地上の受信判定器により事故点を判定して
目視モニター機を選択指示して、事故点の外観を把え、
機器の復旧を容易にする電力系統の故障点評定システム
を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の電力系統の故障点評定システムは、事故区域の
拡大を防止する保護区域と、この保護区域内を細分化し
た区画毎に設置した発音センサおよびカメラと、変電機
器要素の故障による短絡電流によってカメラに撮映を指
示する制御部と、カメラの映像信号を表示す画像表示装
置とを備えていることにある。

［作用〕 この結果、短絡事故により発音センサは、発音する。発
音は制御部に入力されて、第何番目のカメラを駆動し、
カメラが故障している変電機器要素たとえば支持碍子の
状況を撮映し、この映像信号が画像表示装置に表示され
るので、それを作業員が見れば、すぐに復旧対策を取る
ことができる。

〔実施例〕 次に、本発明の実施例を第１図ないし第６図により説明
する。

第１図ないし第４図に示す変電所構内は、複数個の鉄塔
１を略正方形状の点として配置されている。各鉄塔の上
部間は枠組２を取付けている。各鉄塔頂点に接地線３を
配設し、鉄塔内を経由して大地に接地している。枠組２
には三相の支持碍子４を取付けている。支持碍子４に支
持された三相の主回路導体５は、変電所構内の電圧検出
器および断路器７と遮断器８とに接続し、中間の支持碍
子４Ａに支持されている。支持碍子４Ａに支持された主
回路導体５は、隣接鉄塔の同種４Ａを経由して、左右の
断路器７ａ、７ｂに導かれている。

発音センサ１０は主回路導体５を鉄塔に支持する支持碍
子４の個々の接続点に設置している。

発音センサ１０の詳細構造は、第３図により説明する。

一部に開口部１１を有する環状リング形状の磁気回路で
ある磁気コア１２は、この内部に主回路導体５を配置し
、半円形状の２個の磁気コア片１２Ａ、１２Ｂより分割
されている。一方の磁気コア片１２Ｂに取付金具１３を
取付けている。

取付金具１３と可動コア１４とはピン１５により取付け
られている。可動コア１４の他端は打撃ハンマー１６を
取付けている。可動コア１４と取付金具１３との間に設
けられたバネ１７は、可動コア１４が磁気回路１２に吸
引されると、可動コア１４および打撃ハンマー１６とは
ピン１５を支点として矢印方向に回動する時に、バネ１
７は引張られて、エネルギーを蓄積すると共に、打撃ハ
ンマー１６が発音体１８を打撃して、発音体１８より発
音１９する。発音１９は吸引力が除去された時に消音さ
へる。

この発音センサ１０の組立方法は、一方の磁気コア片２
Ｂに取付金具１３および可動コア１４を図示しない支持
板に取付けた後、取付金具１３に発音体１９等を取付け
た後、可動コア１４と磁気コア片１２Ｂとの間に形成し
たギャップδを調整して半完成品の発音センサを製作す
る。この半完成品の発音センサを、主回路導体５にセッ
トした後、一方の磁気コア片１２Ｂに他方の磁気コア片
１２Ａを当接し、ネジ２０を締付けて、両磁気コア片１
２Ａ、１２Ｂを一体して、磁気回路である磁気コア１２
を形成する。

このため、ギャップδの調整は予め工場又は安定した場
合で調整できるので、調整作業に手間を要することなく
容易に取付けるが出来ると共に、既存設備に取付けるの
も容易にできる。

そして、発音センサ１０の周辺には、マイク２０および
目視モニター機たとえばカメラ２２が設置されている。

マイク２１は発音センサ１０の真下の変電所敷地内に設
置され、発音センサ１０からの発音１９を集音する。カ
メラ２２は枠組２および鉄塔４に取付け、第１図、第２
図に示すように配置されている。

カメラ２２は鉄塔１と枠組２とより形成された略正方形
状のコナ一部２３Ａ、２３Ｂ、および中間部２３ｃに取
付けられている。このカメラを２２ｘ１および２２Ｘ２
と称する。カメラ２２ｘｚの撮映範囲つまり回動範囲は
、カメラ２２Ｘ２のそれより狭い。そして、カメラ２２
　ｘｌ、　２２　Ｘ２をコナ一部２３Ａ、２３Ｂ、およ
び中間部２３ｃに取付ければ、碍子４．新路器７．遮断
器８等の変電機器要素との絶縁距離を充分取付けるので
、その分変電所の敷地面積つまり一区画を狭まくできる
と共に、変電主機の正面又は裏面より左右の全姿を撮映
することができる。

カメラ２２で変電機器要素の上、下方向を撮映する時に
は、変電機器要素より上側の鉄塔１に取付ける。カメラ
２２の上、下方向への撮映範囲つまり回動範囲は、約７
５°でよい。この理由は、回動範囲は水平面Ｈを基準に
して、上方向に１５゜下方向に６０°に設定する。角度
１５°以上の上側方向にカメラを向ければ、天候の悪い
時に雨。

雪等がレンズに耐着し撮映がしにくい。またカメラの角
度６０°以下になると、カメラが回動出来ない。これを
第４図により説明する。

カメラ２２は保護ケース２３により保護され、保護ケー
ス２３の下端に上部支持金具２４を取付けている。上部
支持金具２４と下部支持金具２５とはピン２６により結
合している。上部支持金具２４はピン２６を支点として
上、下方向に回動する。下部支持金具２５に回転軸２７
を取付け、回転軸２７が固定金具′２８に回転自在に装
着されている。そして、カメラ２２が下側方向に回動す
る時に、角度６０°以上に回動し、ケース２３が下部支
持金具２５に衝突し、６０’以上に回動することができ
ない。したがって、上述の回動範囲は角度６０″になる
。カメラ２２を駆動したり、或いは撮映を指示したりす
るのは、次に説明する制御部３０により行う。

マイク２１および遮断器８の接地線２９を流れる接地電
流を変流器９とで検出する。これらの検出電流を、増幅
器３１Ａ、３１Ｂに入力する。増幅器３１Ａ、３１Ｂか
らの検出信号は、プリント板より成る入力部３２を介し
て受信判定器３３に入力される。受信判定器３３は、区
画化毎の発音センサ１０の配置と目視モニター機２２の
配置とが関係づけられて記憶、されている。ここで区画
化とは、懸垂碍子４．新路器７．遮断器８および負荷端
３４等の変電機器要素を備えた区画を示すものである。

受信判定器３３の指示により選択開動装置３５を駆動し
てカメラ２２を動作させると共に、撮映を開始する。カ
メラ２２からの映像信号と発音センサ１０とのデータを
送信および受信用通信装置３６Ａ、３６ＢによりＣＲＴ
　（画像表示装置）３７に送り表示され、作業員が理解
する。

次に、故障点評定システムの動作について説明する。

第５図、第６図において、主回路導体５を流れる正常電
流１１は、断路器７Ａ、７Ｂおよびしゃ断器８Ｂを介し
て、負荷３４に流れているにの状態で、碍子４に短絡点
５０を生じると、主回路導体５に短絡電流ｉｚが流れる
。短絡電流１２は変流器９によって検出される。この検
出電流は保護継電器４０に入力される。保護継電器４０
は遮断器８および一方側断路器７Ａ、７Ｂを遮断後、他
方側断路器７Ｃ，７Ｄを投入した後、再びしゃ断器８を
再投入し復旧するまで予備運転を行う。

この間に短絡点５０を除去して正常状態に復旧させるよ
う修理する必要がある。復旧作業は次のようにして行う
。

すなわち、上述の短絡電流ｉｚによって生じた磁束Φは
、第３図の発音センサ１０の磁気回路内を循環し、磁束
Φの磁気吸引力によって、可動コア１４は磁気コア片１
２Ａ、１２Ｂに吸引されると共に、ピン１５を支点とし
て、打撃ハンマ１６が発音体１８を打撃するので、発音
１９を発生する。つまり発音センサ１０で発音する。発
音１９はマイク２１に集音される。この検出音は増幅器
３１Ａ、入力部３２を介して受信判定器３３に入力され
る。受信判定器３３は第Ｘ番目のマイク２１からの発音
１９であるから第Ｙ番号の選択駆動装置３５を駆動して
、第２番目のカメラ２２を動作させて、短絡点５０を撮
映し、この映像を送信および受信用の通信装置３６Ａ、
３６Ｂを介して、ＣＲＴ装置３７に事故状況を表示する
。作業員は事故状況を見れば、復旧作業に必要とする部
品および機材を持って現場に直行できるので、復旧作業
を早くできる。尚、上述で送信および受信用通信装置３
６Ａ、３６Ｂを使用したが、変電設備内に作業員が居る
場合は、必要としない。

一方、この実施例で時間ｔ１では遮断器８と発音センサ
１０との音が混合して、判別できない場合があるので１
次のようにして解決した。

発音体１８は、第６図に示す如くある周波数音Δｆ１で
発音するが、遮断器８の瞬時操作音も周波数ｆｚなる発
音する結果、短絡電流ｉｚの流れている間は周波数音Δ
ｆ１とｆｚとの混合音が発生する。混合音は、マイク２
１が有効な発音周波数Δｆ１を取り込む為には、短絡除
去点５１以降とすればよい。そうすれば、発音体１８は
短絡除去点以降も発音（残音）を続けているので、遮断
器８の操作音と区別することが出来る。具体的には操作
音をマイク２１で集音する。集音は時間ｔ１の間に受信
判定器３３で判定する時に増幅器３１Ａの信号を無視し
、時間ｔ２になったら受信判定器３３で増幅器３１Ａの
信号を取り込み、この信号を選択駆動装置３５へ送信す
るようにすればよい。

また、複数個の発音体１８の発音周波数Δｆｌを長さ形
状などを変えて、マイク２１の受信エリア上部の発音体
１８を複数個ブロック化しておけば、複数個の発音セン
サ１０に対してマイク２１の設置数をへらすことができ
る。

更に、遮断器８や断路器７等の内部事故検出は。

たとえば遮断器８に設けた接地線２９に接地電流が流れ
、この接地電流を変流器９に−より検出し、検出信号は
増幅器３１Ｂを介して、受信判定器３３の入力条件に加
えることによって、内部事故を判別することができる。

次に、発音センサ１０の他の実施例を第７図ないし第１
０図により説明する。

第７図は一方の磁気コア片１２Ｂと他方の磁気コア片１
２Ｂ′との端面を、対応しないように、他方の磁気コア
片１２Ｂ′を一方の磁気コア片１２Ｂの磁気路より長く
形成し、両磁気コア間の開口部１１に可動コア１４を配
置し、２個のギャップ８を設けて、吸引力を大きくする
ことにより。

発音を大きくする。

また、磁気コア片１２Ｂ、１２Ｂ’　と可動コア１４を
支持したピン等は、支持板１７Ｂに取付けられている。

この支持板１７Ｂを主回路導体５に装着した後１両磁気
コア片１２Ｂ、１２Ｂ’に一方の磁気コア片１２Ａを当
接し、ネジ２０で両コア片を一体にして、発音センサ１
０を完成すれば。

電力系統に容易に装着できる利点がある。

第８図（Ａ）、（Ｂ）の発音センサ１０は、主回路導体
５を磁気コア片１２Ａ、１２Ｂの中心に配置し、磁気コ
ア片１．２Ａ、１２Ｂを分割し、分割した磁気コア片を
挾持片２８Ａ、２８Ｂに支持し、各挟持片２８Ａ、２８
Ｂを支点ピン１５で支持し、支持ピン１５を支持板２８
に取付けている。

各挟持片２８Ａ、２８Ｂの他端間に配設したバネ２８Ｃ
は、短絡電流が流れ、ギャップδを小さくする時に圧縮
されて、エネルギーを蓄積すると共に、打撃ハンマー１
６が発音体１８を打撃して、発音する。この実施例では
、挾持片２８Ａ、２８Ｂを使用することにより、磁気コ
ア１２の中心に主回路導体５を配置するようにして、磁
束を有効に利用するようにした。

第９図は可動コア１４に設けたマスク板２９Ａが矢印方
向とその反対側に移動すると、ミラー２９Ｂに反射した
光２９Ｇを開閉できるので、図示していない制御部に光
を伝達することができる。

つまり、音以外の他の情報を利用する。

第１０図（Ａ）ないしくＣ）は、支持碍子４によって分
岐した主回路導体５に第１および第２の変流器３１Ａ、
３１Ｂを配設し、各変流器３１Ａ。

３１Ｂの２次巻線間を接続し、環状のループ回路３Ｄを
形成し、ループ回路３Ｄに発音センサ１０を接続してい
る。この回路で主回路導体５に正常電流ｉｌが流れてい
る時には、同図（Ｂ）に示す如く、発音センサ１ｏに各
変流器の２次電流が流れず、発音しない。

しかし、同図（ｃ）に示す如く支持碍子４が損傷し、接
地点が発生し、短絡点５０を生ずる。短絡点５０と発音
センサ１０とに左右より短絡電流１２が流れ込み、発音
センサ１０が動作し、発音する。

第１１図は変電設備以外の送電線鉄塔１に３相の主回路
導体つまり送電線５Ａ、５Ｂ、５Ｃを配設し、各送電線
５Ａ〜５Ｃは支持碍子４に支持されている。支持碍子４
は鉄塔１に取付けられている。鉄塔１は第１図ないし第
５図に示すカメラ２２、マイクロ等を取付けている。

〔発明の効果〕

このように１本発明によれば、事故の復旧作業を早急に
出来るばかりでなく、また確実に短絡事故を検出するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はおよび第２図は本発明の実施例の変電所設備の
概略説明図、第３図および第４図は第１図、第２図で使
用した発音センサおよびカメラの側断面図、第５図は第
１図、第２図の等価回路図、第６図は第１図ないし第３
図に使用した遮断器および発音センサの特性図、第７図
ないし第１０図（Ａ）〜（Ｃ）は発音センサの別の実施
例を示す説明図、第１１図は本発明の送電線鉄塔に実施
した場合の説明図である。 １・・・鉄塔、４・・・支持碍子、５・・・主回路導体
、６゜９・・・変流器、７・・・断路器、８・・・遮断
器、１０・・・発音センサ、２２・・・カメラ、３０・
・・制御部。 ａ＼ ′２−〜τ 第１図 ２′Ｌ−一一力ｔつ 第２−図 帛３日 光４−図 第！５日 第６図 Ｓ。 光 図 う］Ａ ｚ ６Ａ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、変電機器要素を接続した電力系統と、この電力系統
   の事故区域の拡大を防止する保護区域と、この保護区域
   内を細分化した区画毎に設置した発音センサおよび目視
   モニターとを備え、変電機器要素の故障に応じて動作す
   る発音センサからの発音により区画を判定し、目視モニ
   ターを駆動して変電機器要素をモニターすることを特徴
   とする電力系統の故障点評定システム。 ２、変電機器要素を接続した電力系統と、この電力系統
   の事故区域の拡大を防止する保護区域と、この保護区域
   内を細分化した区画毎に設置した変電機器要素の故障に
   応じて発音する発音センサおよび目視モニターと、発音
   センサからの発音により目視モニターを駆動させる制御
   部と、目視モニターでモニターした変電機器要素を表示
   する画像表示装置とを備えたことを特徴とする電力系統
   の故障点評定システム。 ３、変電機器要素を接続した電力系統と、この電力系統
   の事故区域の拡大を防止する保護区域と、この保護区域
   内に設置した発音センサおよび目視モニターとを備え、
   変電機器要素の故障に応じて動作する発音センサからの
   発音により、目視モニターを駆動して変電機器要素をモ
   ニターすることを特徴とする電力系統の故障点評定シス
   テム。 ４、変電機器要素を接続した電力系統と、この電力系統
   の事故区域の拡大を防止する保護区域と、この保護区域
   内に設置した変電機器要素の故障に応じて発音センサお
   よび目視モニターと、発音センサからの発音により目視
   モニターを駆動させる制御部と、目視モニターでモニタ
   ーした変電機器要素を表示する画像表示装置とを備えた
   ことを特徴とする電力系統の故障点評定システム。 ５、上記変電機器要素に遮断器を使用した電力系統にお
   いて、遮断器の開閉動作後に発音センサからの発音信号
   を制御部で取込み、この取込信号によつて目視モニター
   を動作させることを特徴とする特許請求の範囲第１項な
   いし第４項記載の電力系統の故障点評定システム。 ６、上記複数の発音センサは、発音センサの周波数を変
   えて設置することを特徴とする特許請求の範囲第１項又
   は第２項記載の電力系統の故障点評定システム。 ７、上記発音センサは、内部に電力系統の主回路導体を
   配置した磁気コアと、磁気コアの一部に設けた開口部と
   、開口部に配置された磁気コアの磁束により回動する可
   動コアと、回動コアの回動によつて発音する発音体とを
   備えたことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第
   ６項記載の電力系統の故障点評定システム。 ８、上記可動コアの回動に応じて、光路を開閉して情報
   を伝達することを特徴とする特許請求の範囲第７項記載
   の電力系統の故障点評定システム。 ９、上記電力系統で支持碍子を介して主回路導体を左右
   に分岐し、分岐した主回路導体に変流器の１次側を接続
   し、各変流器の２次側間を接続してループ回路を形成し
   、ループ回路に並列に上記発音センサを接続することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第４項記載の電
   力系統の故障点評定装置。 １０、変電機器要素を接続した電力系統と、この電力系
   統の事故区域の拡大を防止する保護区域と、この保護区
   域内を細分化した区画毎に設置した発音センサおよび目
   視モニターとを備え、変電機器要素の故障に応じて情報
   を発する情報検出手段からの情報により区画を判定し、
   目視モニターを駆動して変電機器要素をモニターするこ
   とを特徴とする電力系統の故障点評定システム。 １１、変電機器要素を接続した電力系統と、この電力系
   統の事故区域の拡大を防止する保護区域と、この保護区
   域内を細分化した区画毎に設置した変電機器要素の故障
   に応じて情報を発する情報検出手段および目視モニター
   と、情報検出手段からの情報により目視モニターを駆動
   させる制御部と、目視モニターでモニターした変電機器
   要素を表示する表示装置とを備えたことを特徴とする電
   力系統の故障点評定システム。 １２、変電機器要素を接続した電力系統と、この電力系
   統の事故区域の拡大を防止する保護区域と、この保護区
   域内に設置した情報検出手段および目視モニターとを備
   え、変電機器要素の故障に応じて動作する情報検出手段
   からの情報により、目視モニターを駆動して変電機器要
   素をモニターすることを特徴とする電力系統の故障点評
   定システム。 １３、変電機器要素を接続した電力系統と、この電力系
   統の事故区域の拡大を防止する保護区域と、この保護区
   域内に設置した変電機器要素の故障に応じて情報を発す
   る情報検出手段および目視モニターと、情報検出手段か
   らの情報により目視モニターに駆動させる制御部と、目
   視モニターでモニターした変電機器要素を表示する表示
   装置とを備えたことを特徴とする電力系統の故障点評定
   システム。