JPH03199982A - 送電線故障点標定方法 - 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、送電線の故障点標定方式、特に各招電線の電
圧情報を利用して送電線の故障点を標定する送電線故障
点標定方式に関するものである。

［従来の技術］ 送電線は、今日の電力供給業務上必要且つ不可欠な設備
であり、この設備の事故又は故障は高度に電化した現代
社会に極めて重大な影響を及ぼし、場合によってはあら
ゆる方面での社会機能が麻痺することも有り得る。

このため、落雷事故等から送電線を保護するため、架空
地線が敷設され、また閃絡事故を防止すべく極めて信頼
性の高い絶縁支持方法が採用されているが、なお落雷事
故や閃絡事故を全く無くするまでには至っていない。

そこで、万一これらの事故が送電線に発生した場合、そ
の発生位置を速やかに確立することが次善の課題となっ
ている。

送電線の事故発生位置を検出する方法として、従来例え
ばザージ受信方式、パルスレーダ一方式等のいわゆるフ
ォールトロゲータ（ＰＬ）が採用されている。これらは
変電所等の送電線の両端において、故障サージ等の到達
時間を計測し、故障点までの距離を算出するものである
。

また最近では、送電線端で計測した故障直後の電圧、電
流から故障点までのインピータンスを算出して、距離に
換算するいわゆるディジタルＰＬも開発されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところか、これらの従来採用されているＦＬでは、多分
岐線路を有する送電線においては、正確な故障点の標定
か離しいという難点があった。この理由は、変電所等の
送電線の端部で計測し得る情報のみを使用して、構成が
複雑な送電線の途中に発生した故障地点を探知しようと
するためであり、送電線の途中の情報を使用していない
ことに起因している。

本発明の目的は、前記した従来技術の欠点を解消し、複
雑な構成の送電線においても正確な故障位置の標定を可
能とする送電線故障点標定方式を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の送電線故障点標定方式は、送電線に発生する短
絡事故、地絡事故等の発生位置を検出する方式において
、送電線に沿って複数の検出地点を設け、各検出地点に
おいては送電線の各相について故障発生直後の対地電圧
を検出し、送電線路全長に亘る対地電圧の分布を求め、
送電線の両側から各々対地電圧分布を外挿した線の交点
で故障が発生したと判断するものである。

具体的には、複数の検出地点において、各相の電線上に
当該相の対地電圧を検出するセンサを設置し、各センサ
の検出結果を無線又は光ファイバ伝送により大地電位部
に送る構成とすることかできる。

この各相の電線上に設置するセンサについては、その対
地電圧検出精度εを、 ε≦±１／（１６ｘｍ−３） 但し、ｍ：検出地点の間隔を示す鉄塔径間数と設定する
ことにより、故障点を１鉄塔径間以内に特定する構成と
することが好ましい。

［作用］ 本発明の要旨は、送電線路に沿って複数の検出地点を設
け、各検出地点において、故障直後の各相の対地電圧を
計測し、送電線全長に亘る対地電圧の分布図を求め、統
計学の外挿法により、送電線の両側から電圧分布を外挿
して交点を求めることにある。

故障が発生すると、線路インピーダンスによって電源側
から故障点に近づくに従い次第に電圧降下することはよ
く知られているが、故障点のアーク抵抗等未知のパラメ
ータが有り、特定地点のみの電圧、電流情報だけでは故
障点の標定が難しい。

そこで、送電線に沿って複数の検出地点を設けて送電線
路全長に亘る対地電圧の分布を求め、送電線の両側から
各々対地電圧分布を外挿した線の交点で故障が発生した
と判断する。

標定精度は、各相の電線上に設置するセンサの対地電圧
検出精度εと検出地点の間隔を示す鉄塔径間ｍにより決
定ずけられ、 ε≦±１／（１６×ｍ−３） と設定することにより、故障点を１鉄塔径間以内に精度
良く納めることができる。

［実施例コ 以下、本発明の送電線故障点標定方式を、実施例を示す
図を用いて詳細に説明する。

第１図において、送電線１のＲ，Ｓ、Ｔ各相には、故障
標定用のセンサ２が、電線１に沿って所定の間隔を隔て
て、複数個設置されている。これらのセンサ２は、故障
直後の対地電圧の商用周波成分を検出し得るセンサであ
り、その電圧情報を無で７により大地電位部の受信装置
４に送信する機能を有する。受信装置４で受信された電
圧情報は、アプローチ光ケーブル５により鉄塔３の上部
まで伝送され、更に光ファイバ複合架空地線（ＯＰＧＷ
）６中の光ファイバを通して、遠隔地点の図示しない故
障点標定装置まで光伝送される。

いま、第１図中の下相のＰ点に地絡故障が発生した場合
、この故障相の等価回路は第２図で示され、また下相の
各点の電圧Ｖｘは、送電線インピーダンスＺと故障電流
ＩＵによって電圧降下する。

単位長さ当たりの送電線インピーダンスが一定であれば
、この電圧降下は第３図に示すように線路の長手方向に
直線的に低下する。即ち、故障点までの各点の電圧Ｖｘ
は次式で示される。

ｖｘ　＝Ｖｏ−ＩＱ　　（Ｒｎ　−Ｒａ　十ｊｘ”、Ｚ
）但し、ＶＯは電源電圧、Ｒｎは中性点接地インピーダ
ンス、Ｒａは故障点のアーク抵抗、ｊｘは電源インピー
ダンス、２は送電線インピーダンスである。

また、電源とは反対側から故障点までは次式で示される
。

しかし、故障点のアーク抵抗Ｒａ等未知のパラメータが
有り、特定地点のみの電圧、電流情報だけでは、故障点
の標定が難しい。そこで、送電線に沿って複数の検出地
点を設けて送電線路全長に亘る対地電圧の分布を求め、
送電線の両側から各々対地電圧分布を外挿した線の交点
を、故障か発生した点と判断する。

第１図に示す例では、Ａ、Ｂ及びＣのサンプ２が計測す
る対地電圧が、それぞれ第３図に示すＶｌ、Ｖ２及びｖ
３となる。従って、これらの点を電源側及び反対側から
外挿すれば、第３図に示す通り交点Ｐとして故障点が求
められる。

第４図は、上記送電線故障点標定方式に使用するセンサ
２の具体例である。

２１はセンサ・ケースであり、電線取付は金具２２及び
絶縁スペーサ２３によって電線１に取り付けられている
。このセンサ・ケース２１内には、センサ・ケース２１
の大地に対する浮遊容量Ｃｘに流入する充電電流Ｉｘを
計測する充電電流検出回路２４と、該充電電流検出回路
で計測されな充電電流Ｉｘを電圧値に換算し対地電圧と
する対地電圧変換回路２５とが設けられている。またセ
ンサ・ケース２１内には、対地電圧変換回路２５によっ
て計測された対地電圧を送信するための無線送信機２６
及び送信アンテナ２７が設けられている。

センサ・ケース２１内部の各構成回路の電源は、送電線
１に装着した電源用電流トランス２８及びこれに接続さ
れたセンサ・ケース２１内の直流電源回路２つにより、
送電線１に流れる常時の負荷電流から取得している。直
流電源回路２つは蓄電池を内蔵しており、これに充電し
ながらケース内の各構成回路へ給電しているなめ、電池
交換等の保守は不要となっている。

センサ・ケース２１の大地に対する浮遊容量Ｃｘに流入
する充電電流ｌｘは充電電流検出回路２４によって計測
され、対地電圧変換回路２５によって対地電圧値に換算
される。この電圧情報は、無線送信機２６及び送信アン
テナ２７によって第１図に示す鉄塔３に取り付けられた
受信装置４に伝送され、更にアプローチ光ケーブル５及
び光ファイバ複合架空地線（ＯＰＧＷ）６中の光ファイ
バを通して、遠隔地点の図示しない故障点標定装置に光
伝送するものである。

第５図はセンサ２の対地電圧計測精度と標定精度の関係
を示した図である。各センサ２の対地電圧計測誤差を一
定±εとした場合、センシング間隔が長くなるほど、即
ち、鉄塔径間数ｍが多くなるほど標定誤差は大きくなる
こと、及び、センシング間隔がｍ径間のとき、Ａのセン
サ２の対地電圧計測値はＶｌ（１±ε）、Ｂのセンサ２
の対地電圧計測値はｖ２（１±ε）であることを示して
いる。センシング間隔を示す径間数ｍが増えても、第５
図の右側に示すように、計測誤差±εのとき標定誤差が
１径間以内に収まるためには、ε≦±１／（１６ｘｍ−
３） の関係を満足する必要がある。

第６図は、上記の標定誤差が１径間以内に収まるための
センシング間隔〈鉄塔径間数ｍ）と計測誤差ε（±％）
の関係を示したものである。径間０ 数ｍが１のとき各センサ２に許容される対地電圧計測誤
差は最大であり、径間数ｍが増えるに従って、より高精
度なセンサか要求されることが判る。

従って、本実施例においては、センシング間隔を４径間
とし、センサ２の対地電圧計測誤差を１．５％以内とす
ることにより、１径間以内の標定精度を達成している６ 以上説明した実施例では、センサ２がら受信装置４まで
の間を無線によりデータ伝送したが、これは送電線１は
常時高電圧に充電されているなめ、金属の信号線による
伝送ができないなめである。

従って、無線伝送の代わりに光ファイバを使用した光デ
ータ伝送も勿論適用可能である。

［発明の効果］ 以上説明した通り、本発明の送電線故障点標定方式によ
れば、送電線の途中に検出センサを設置し、故障情報を
きめ細かく入手可能であり、しがも送電線の各相電線上
に直接検出センサを設置しているために、従来採用され
ているＰＬでは正確な故障点の標定か難しい多分岐線路
を有する送電１ 線においても、正確な標定か可能であるという極めて顕
著な効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の送電線故障点標定方式の一実施例を示
す構成図、第２図は故障相の等価回路図、第３図は本発
明の説明に供する故障相の電圧分布の説明図、第４図は
本発明に使用可能なセンサの一具体例を示す構成図、第
５図は標定精度とセンサの計測誤差との関係を示ず説明
図、第６図は標定精度を１径間以内に達成するためのセ
ンシング間隔と計測誤差の関係を示す説明図である。 図中、１は電線、２は故障標定センサ、３は鉄塔、４は
受信装置、５はアプローチ光ケーブル、６は光ファイバ
複合架空地線、２１はセンサ・ケース、２２は電線取付
は金具、２３は絶縁スペーサ、２４は充電電流検出回路
、２５は対地電圧換算回路、２６は無線送信機、２７は
送信アンテナ、２８は電源用電流トランス、２９は直流
電源回路を示す。 ２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、送電線に発生する短絡事故、地絡事故等の発生位置
   を検出する方式において、送電線に沿って複数の検出地
   点を設け、各検出地点においては送電線の各相について
   故障発生直後の対地電圧を検出し、送電線路全長に亘る
   対地電圧の分布を求め、送電線の両側から各々対地電圧
   分布を外挿した線の交点で故障が発生したと判断するこ
   とを特徴とする送電線故障点標定方式。 ２、複数の検出地点において、各相の電線上に当該相の
   対地電圧を検出するセンサを設置し、各センサの検出結
   果を無線又は光ファイバ伝送により大地電位部に送るこ
   とを特徴とする請求項１記載の送電線故障点標定方式。 ３、各相の電線上に設置するセンサの対地電圧検出精度
   εを、 ε≦±１／（１６×ｍ−３） 但し、ｍ：検出地点の間隔を示す鉄塔径間数と設定する
   ことにより、故障点を１鉄塔径間以内に特定することを
   特徴とする請求項２記載の送電線故障点標定方式。