JPH0382326A - 電力線の劣化判定方法及び装置 - 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、電力線の劣化判定方法及びその装置に係り、
特に電力線の地絡に至る前駆現象をとらえることで電力
線の劣化を予知的に判定する方法及びその装置に関する
。

〔従来の技術〕

電力線、特に配電線は広範囲に多数の電気機器が配置さ
れており、その補修に多大の時間と労力を要することか
ら，劣化を予知し更にはその区間を特定したいという要
望が高いが、実用的な劣化予知手法が得られていないと
いう状況にある。

尚、事故発生後ではあるが，地絡事故区間を特定するも
のとして、特公昭５７　−　２０７７９号「地絡地区表
示装置」が知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術の地絡地区表示装置は配電線の適宜の位置
に設けられ、この地点で検出した地絡信号（零相信号）
の入力回路に設けた高周波濾波器の出力が一定レベル以
上のとき地絡と判断し、この設置位置に地絡表示をさせ
たものであるが、以下の問題点を有する。

１、地線事故後に作動するものであり、地絡の予知がで
きない。

２、設置位置に表示するため，この表示装置が作動した
ことは補修員の巡回による発見を待たねばならず、著る
しく発見までの時間を要する恐れがある。

３、表示装置は，高周波信号が所定レベルを越えたこと
で作動するため、複数の表示装置が作動してしまい、事
故位置を具体的に特定できなくなる恐れがある。

以上のことから，本発明の目的とするところは地絡に至
る前駆現象をとらえて劣化を予知的に判定することにあ
る。

また他の目的は，劣化位置を特定することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では，劣化予知のために、三相電力線で観測され
る零相信号の商用周波数成分の大きさが変動せず、高周
波成分の大きさが変動したことをもって電力線の劣化を
予知したものであり、また三相電力線でａ測される零相
信号に単発的なパルス状信号が含まれることをもって電
力線の劣化を予知したものである。

更に、劣化位置特定のために三相電力線の複数位置で同
時期に零相信号の高周波成分の変動量の大きさを観測し
、その大きさに応じて劣化位置を特定したものである。

〔作用〕

本発明では、劣化の前駆現象をとらえているので地絡の
発生を予知的に判定できる。また、電力線全体として前
駆現象をとらえることで事故位置が特定できる。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例について説明するが、その前に電
力線の地絡事故に至るまでの予兆、つまり前駆現象がい
かなるものであり、かつ従来例に記述された地絡事故現
象と明確に区別されるものであることを説明しておく、
なお、以下の説明においては電力線として配電線を対象
として説明する。

第２図は、変電所で実測された零相電圧ｖＯの称相を示
したものであり、同図（Ｉ）の波形（零相電圧の基本波
にパルスが乗置）が観測されてから相当時間後に同図（
ＩＩ）の同様の波形が観測され、更に、相当時間後に同
図（ＩＩＩ）の同様の波形が観測された。これらの波形
が不定期的に発生したのち、いずれに、本当の地絡事故
に至るものと思われる第２図に於けるパルスの大きさは
時間の経緯とともに増大するといった関係になく、その
発生位相は任意であり、かつ発生周期に周期性は認めら
れない、このように、Ｖｏ波形に含まれるパルス性の前
駆現象波形には高周波成分が多く含まれる。高周波成分
は配電性を伝幡するに従って減衰する事から地絡点の近
くの零相電圧Ｖｏを監視していれば、より早期にパルス
信号の発生が観測されると思われる。

ここでは、劣化の前駆視学の１例として第２図でパルス
性のＶｏ波形を示すが、パルス性のＶ。

発生周期は数サイクルに続いても良し、又、基本周期に
比べて相当の高周波成分波形が短時間重量する事がくり
返されて段々劣化に進展することも考えられる。

第３図（ａ）、（ｂ）は、従来例の特公昭５７−２０７
７９号に記載された地線事故波形（零相電圧と零相電流
）を示しており、高周波が連続発生している。尚、同様
の前ＩＩ現象は零相電流についても認められる。

以上のことから、地絡の前駆現象波形と地絡現象波形と
を比較してみると、以下の関係の存在することが判る。

配電線機器劣化の前兆の一例として、第２図に示すよう
に前駆現象としては単発的パルス波形となる零相信号が
発生する特徴がある。すなわち横軸に周波数、たて軸に
大きさをとって表わした第４図の■に示すように劣化の
前兆時には、商用周波成分の大きさは平常時から変化せ
ず、パルス信号（高周波成分）のみが大きく変化する特
徴があるのに対し、劣化の末期（地絡事故時）には同図
■のように高周波成分も大きくなるが、商用周波成分も
相対的に大きくなっている。このように、機器の劣化に
対する零相信号の商用周波成分と高周波成分の変化の度
合は、概ね下記の様相を示す。

表　　１ また、第２図（ａ）と、（ｂ）（ｃ）を比較すると、劣
化の末期には遠方でも観測されるが、初期には劣化点の
近傍でのみ観測され、このことは高周波はその発生地点
から離れるに従い減衰するという線路特性のあることを
うらづけている。さらに、パルスの発生周期は商用周波
数の周期に比して十分に長いと言える。

本発明は、以上の前駆現象に基づいてなされた。

以下本発明装置の配電線に於ける設置状況を第１図によ
り説明する。同図（ａ）に於いて、Ｔは配電用変圧器、
Ｂは配電用変電所における配電用母線であり、これに配
電線用しゃ断器Ｆ−ＣＢ１〜Ｆ−ＣＢｎが引出し配電線
の数だけ設置される。

しゃ断器Ｆ−ＣＢの先には樹枝状に引き廻される配電線
Ｆｉｔ、Ｆｔｔ、Ｆｔａ−Ｆｎが、張られている。

すなわち幹線Ｆ１１から必要に応じて支線Ｆ　ｔｉｐＦ
ｔｓ等が図のように張られている。

これ等配電線路上の任意の地点にセンサ１，１′１′　
・・・を図示のように配設し、これ等で導出した零相信
号（零相電圧或いは零相電流を基本とし必要に応じてこ
れを加工又は抽出した電気量）が、情報伝送路２を介し
て判定装置３へ送られてくる。

また、配電用母線にも上記センサ１と同様の機能を有し
たセンサ４を適宜設け、母線で抽出した電気量を判定装
置３へ送信する。

このような構成に於いて、本発明では以下詳細に述べる
如く配電系統の各点に於いて導出される零相信号をｌケ
所に集めて配電線路Ｆｌ〜Ｆｎ上のどの部位に劣化配電
線があるかを推定するものである。

尚、ここで情報を判定装置３へ伝送する手段としての伝
送路２は専用通信線であっても、電力線を利用した搬送
方式によっても、或いは無線等の通信手段を構じてもよ
い。

第１図（ｂ）は、第１図（ａ）のシステムを有線通信路
で結合したときのシステム構成例を示したものであり、
高圧配電線Ｆｚｔ上の開閉器ＳＷごとに零相信号を検出
するセンサ１，１’　、ｌ’・・・機能を内蔵する柱上
子局１０，１０’　、１０’・・・を設置し、各柱上子
局１０と変電所の子局１００（センサ４等を内蔵する）
と例えば営業所に設置される親装置３０（判定装Ｍ３は
この中に含まれるとの間に通信１１Ａ２が形成される。

３０は変復調部３１、送受信部３２．信号母線３９．結
合部３３゜３３′、プリンタ３４．ＣＲＴ３５．キーボ
ード３６、ＣＲＴ操作卓３７．オペレータ、コンソール
３８等で構成され、さらに結合部３３′から配電コンピ
ュータに結合される。このため、柱上子局１０で検知さ
れた情報は親装置３０のコンピュータに入力され、ＣＲ
Ｔ３５．プリンタ３４に出力され、コンピュータ、キー
ボード３６．ＣＲＴ操作卓３７．オペレータコンソール
３８等からの指令は柱上子局１０に伝達されて開閉器Ｓ
Ｗの制御。

所定入力の検出、取込み等が行なわれる。

第１図（Ｑ）は、公知の配電線利用信号伝送方式とする
ときのシステム構成例を示したものであり１通信線２と
して高圧配電線Ｆｉｌを利用する。

このとき柱上では、開閉器ＳＷに対応して、センサ１を
含む遠隔制御子装置１０ａと、絶縁と信号検出のための
高圧結合器１０ｂより成る柱上子局１０を設置する。変
電所には絶、縁と信号検出のための高圧結合器が各配電
線Ｆ１ｘ〜Ｆ、ご４に設けられ中継装置に接続される。

変電所と親装置（判定装置３はこの中に設置される）８
０との間は高速にかつ多量の信号伝送をする必要があり
、有線の通信ケーブルで接続される。親装置３０は伝送
ユニットＴＵ、計算機統括ユニットＣＰＵ、操作パネル
ｏｐ等で構成される遠隔制御装置４０の他に、各種情報
を出力しかつ各種入力を与えるためのＣＲＴ装置４１や
、配電系統の括線状況等を表示するための配電系統盤４
２や、配電コンピュータ等を含む、第１図（ｃ）の装置
４Ｉ威によっても第１図（ｂ）と同様の信号入力２表示
出力、並びに開閉器操作を行ない得る。尚、第１図（ｂ
）と（ｃ）とで親装置１３０の備える機器構成が相違す
るが、これは情報の入力９表示、出力、演算の各機能を
備えるものであればよいことは言うまでもない、以下有
線の通信路による構成で説明する。

第５図（１）は配電線上に分散配置される柱上子局１０
のうちのセンサ１の一実施例であり、高周波成分を含む
零相電圧Ｖｏの波形に着目したものである。つまり、通
常平常時の零相電圧−Ｖｏは商用周波数、或いは、第３
．第５を含む比較的低次の高調数成分を含み、高次周波
数成分はほとんど含んでいないが、微地轄等の異常が発
生すると急岐なるピーク値を有する波形となることに着
目した。すなわち、短時間地絡が発生するとその量大零
相電圧Ｖｏが異常に大きくなり、地絡が回復すると以前
の低いレベルの波形となる。この短時間丈大きくなる零
相電圧波形には多くの高周波成分が含まれているが、機
器の劣化は、その微地絡が継続せず、１回丈で終了し、
又しばらく時間をおいて異常に大きなＶｏをピーク（針
状）として発生することが多い。

この為、高周波成分をフィルタで分離抽出出来ないよう
な１発丈の異常Ｖｏ値のピーク値の高さを保持し、互い
に比較する目的で構成したのが第５図（Ｉ）の例である
。

第５図（１）は配電線上に分散配置されるセンサ１の構
、戒例を示す。

配電ｗＡＦと大地間電圧は分圧するコンデンサーｃｉ、
Ｃｚによって任意の大きさの電圧に夫々変換され、零相
電圧導出回路４でのベクトル和演算によって零相電圧Ｖ
ｏを求める。今、第５図（ＩＩ）（ａ）に示すように時
刻ｔ１において大きさＶｌなるパルス状の零相電圧変化
があった時、減算器２０の一方の入力端にはこの零相電
圧信号Ｖｏをそのまま入力し、他方には基本波並びに低
次高調波を導出するローパスフィルタ（Ｌ　Ｐ　Ｆ）に
よりパルス状の電圧波形を取り除いた第５図（ＩＩ）（
ｂ）のような出力を入力し、零相電圧信号Ｖ。

から低次周波分（基本波並びに低次高調渡分を取り除く
ことにより第５図（ＩＩ）（ｃ）に示すようにパルス状
の電圧変化分ｖ１のみが減算器２０の出力として得られ
る。パルス状の電圧変化の大きさｖｌはアナログ−デジ
タル変換器（Ａ／Ｄ）で数値化するためピーク値保持器
２１．２２で第５図（ｎ）（ｄ）に示すように電圧変化
の大きさＶｌがホールドされる。

パルス状の電圧変化は、正の場合、負の場合があるので
ピーク値保持器２１で正側の変化分を導出し、ピーク値
保持器２２で負側の変化分を導出する。起動検出器５は
ピーク値保持器の出力が。

起動検出器５内部に設定した検出レベル以上になった時
にＣＰＵに対し、第５図（ＩＩ）（ｅ）に示すように起
動信号を出力する。ＣＰＵでは、この起動信号によりＡ
／Ｄ変換を行ない、電圧変化の大きさｖｌに比例した数
値を取り込み記憶し、一定時間後の時刻ｔｚにリセット
信号によりピーク値保持器を初期状態にリセットする。

ＣＰＵに取り込まれたデータは検出したセンサに固有の
番号。

検出時刻等とともに通信部６、通信路２を介して親装置
３０内の判定装置３へ伝送される。

本実施例においては、ＣＰＵがＡ／Ｄ変換を行なうタイ
ミングは、起動検出器５の出力により起動するよう構成
したが、起動検出器５に関係なく、一定周期毎にＡ／Ｄ
変換を行ってもよく、また、通信路２９通信部６を介し
て他所から起動信号を受信してもよい。

更に、多地点に於けるデータの同時性の確保を行なうこ
とは、ＣＰＵ内部に時計機能をもたせ入力データに入力
した時の時刻情報も同時に付加して記憶することにより
実現することができる。同時性の確保については、特願
平１−８２４６号「配電系統情報収集方式」によるのが
最も効果的であるがもちろん他の手法によってもよい事
は明白である。

第５図はパルス状電圧波形のピーク値の高さに注目した
実施例であるが、高周波成分に着目したのが第６図に示
す別の実施例である。第６図はセンサ１の他の構成例を
示す。

大地間電圧を分圧して取出す為には第５図のようにコン
デンサーとコンデンサーでもよいが、本実施例の発明を
最も効果的にするために第６図の如くコンデンサーＣ１
と抵抗Ｒからなる微分特性を有する分圧回路構成とする
のがよい、導出された零相電圧信号Ｖｏに含まれる高周
波成分を抽出するバイパスフィルターＨＰＦの後には、
任意の周波数帯域成分のみを抽出するバンドパス特性を
有するバンドパスフィルターＢＰＦ１．ＢＰＦ２・・・
を必要数設け、これ等の出力の大きさが夫々Ａ／Ｄ及び
デジタル変換の後ＣＰＵ部へ取込まれる。

取込まれたデータは通信部６、通信線路２を介して親装
置３０内の判定装置３へ必要な時に必要なデータを伝送
する。ここに各データの取込むタイミングは第５図に設
けた起動検出器５を設けてもよく、又他所での起動信号
を通信線路２を介して受信して決定してもよい。

次に、第７図（ａ）により、配電線上に分散配置する上
で工夫されたセンサ１の他の実施例について説明する。

センサ１は、配電線から大地間電圧を分圧して取り出す
分圧回路を２組実装し、第７図（ａ）に示すように配電
線上のフィーダＦ１とフィーダＦ２とを接続又は切り離
すための開閉器ＳＷの両側へ分圧回路を接続して零相電
圧導出回路４及び４′によりフィーダＦ１及びＦ２の零
相電圧を得るように構成している。電圧変化検出回路２
３及び２３′は第５図にて説明したローパスフィルター
ＬＰＦと減算器２０とから構成されており、急岐な電圧
変化分のみを出力するようになっている。データ処理部
２５は第５図にて説明したピーク値保持器２１、及び２
２とこれを入力としてＡ／Ｄ変換器により数値化し、Ｃ
ＰＵにその値を取り込む部分から構成されている。差動
検出器２４は電圧変化検出回路２３と２３′の出力を入
力し、２つの入力の差分を求め、データ処理部２５の内
にあるＣＰＵヘデータを取り込む。取り込んだデータは
第５図にて説明したと同様な手順により、通信部６２通
信路２を介して判定装置３へ伝送される。本実施例に於
いて、開閉ｇＢｓｗがｒ入」の時と「切」の時について
その作用を以下述べる。

開閉器ＳＷが「入」の場合。

電圧変化検出回路２３と２３′の出力は同じ大きさであ
るため、差動検出器２４の差分出力は零となる。

しかし、２回路からなる系統の異常データ取込み回路の
いずれかに不具合があると差動検出器２４の出力を生じ
るため両取込み回路の常時監視が可能となる。

開閉器ＳＷが「切」の場合。

電圧変化検出回路２３と２３′の出力は夫々独立で、劣
化が発生していない時は両方とも出力はほとんど無しで
ある。今いずれかのフィーダのみに微地絡等が発生した
時には、その変化分のみを効率良く導出する事が出来る
。特に常時のノイズ（例えば遠雷等のノイズ）に対して
は再記電線に入るため差動出力としては導出されず、い
ずれかの配電線の微地絡に対してのみ出力を高感度で得
る事が出来る。この場合配電線Ｆ１とＦ２は同一系統（
同一バンク）でも別系統であってもよい。

次に第７図（ｂ）により配電線上に分散配置する上で工
夫された他の実施例について説明する。

センサ１の構成において第７図（ａ）との違いは、差分
回路２６と検出器２７でありその他は同じ動作をするも
のである。

開閉器ＳＷ切のとき、差分回路２６は零相電圧導出回路
４と４′の出力を入力し、この２つの入力の差分を求め
検出器２７へ出力する。検出器２７では、電圧変化検出
回路２３と同じようにローパスフィルターＬＰＦと減算
器により低次周波分を取り除いた電圧変化分のみとして
信号を出力するようにしである０本実施例においては、
フィーダＦ１とＦ２が同じバンクであれば、零相電圧導
出回路４と４′の出力において、低次周波分は全く等し
いため、差分回路２６の出力は劣化による電圧変化分の
みが出力されるため、起動の検出レベルを小さくするこ
とができ、感度の高い検出器とすることができる。

このことは零相キャリヤ伝送方式等の低周波信号を利用
した電力線搬送方式を適用した系統に於いても零相キャ
リヤ信号に左右されない高感度検出器とする事が出来る
事を示している。尚、第５図から第７図において、大地
間電圧を分圧して取出すために、第５図では各相ごとに
コンデンサを設置し、第６図と第７図では各相ごとにコ
ンデンサと可変抵抗の直列回路としたが、これは以下の
ようにしてもよい。つまり、この構成は各相ごとにコン
デンサの直列回路を形成するとともに、大地側コンデン
サＣに並列に可変抵抗Ｒを設置する。

モしてＣ／Ｒとすることにより、高周波成分に対しては
直列コンデンサ回路として作動し、比較的低周波成分に
対してはＣ＋Ｒ回路として作動させることができる。

以上、第５図から第７図を用いて配電線上に設置される
センサ１の構成について示したが、このうち第６図並び
に第７図（ｂ）では零相電圧信号Ｖｏに含まれるパルス
状成分を導出するためにフィルターＨＰＦ、ＢＰＦを使
用しているが、これらフィルターの検出する周波数帯域
は配電線の周囲環境に存在する他の周波数成分を除外す
るものである必要がある。つまり、本発明では、配電線
機器の劣化に伴なう微少な信号を検出するものであるた
めに、配電線周囲環境に存在する各種電波ノイズ等を検
出するものであってはならない。

第１５図（ａ）は、従来より放送あるいは通信に使用さ
れている周波数帯域を示したものであり、これによれば
、３００ＫＨｚ〜ｌＯ１番Ｈｚ位の所がこのために使用
され、これらの範囲に本発明のフィルターの周波数帯域
を設定することは、これらのノイズと区別する上で得策
でない。ＩＱ１４Ｈｚ以上の領域は使用可能であるが、
配電線上に設けるための簡便なフィルターとしては適さ
ない。

このため、実用上は３００ＫＨｚ以下とならざるを得な
いが、この範囲を第１５図（ｂ）に示すように、実際に
は更に限定される。つまり、同図において２００ＫＨｚ
〜３００ＫＨｚは電力線搬送方式の保護継電装置のキャ
リヤとして使用される帯域であり、２００ＫＨｚ以下の
領域に設定されるべきである。また下限については、５
ＫＨｚ以下では配置！線のノイズが多くなるので、本発
明の周波数帯域は５ＫＨｚ〜２００　Ｋ　Ｈｚに設定さ
れるべきである。尚、フィルター後段の増幅器は３０Ｋ
Ｈｚを越えると簡便なる製作が困難となるため、これら
の事情も考え併せると、更に望ましくは５〜３０ＫＨｚ
とすべきである。

第７図（ａ）、（ｂ）では分圧回路を２つ実装し、どち
らのフィーダに劣化が発生しているかを判定することを
説明したが、第５図、または第６図の構成のものを開閉
器ＳＷの両端に２つ実装してセンサを構成しても同様に
、どちらのフィーダに劣化が発生しているかを判定する
ことができることは明白である。

尚、第７図（ａ）及び（ｂ）で２４及び２７の検出部は
アナログ量のままＡ／Ｄ変換して、２５ヘデータ量とし
て取込んでもよく又、成る一定量以上となった事を検出
して、劣化信号取込みのトリガー（起動）信号としても
よい。

すなわち、配電系統の末端に近い電源系統突合せ個所の
開閉器の所のいずれかで劣化信号を高感度で検出出来れ
ば、これによって各センサから一斉にデータを収集する
事が出来る。

第８図は、第５図〜第７図の方法で取込まれたデータか
ら配電線の劣化ゾーンを判断する判定装置３での判断ア
ルゴリズムについて示す。

横軸は配電線上の各センサの取付場所の庫離関係を示し
、縦軸は、各センサの検出値（大きさ）のデータを示す
。

劣化点から発生する高周波成分を主体とする零相電圧は
高周波領域ではり、Ｃ分布回路と見做される配電線上を
伝播するが徐々に減衰する事となる。この為、第８図の
如く、劣化点に最も近い点１０のデータ値が最大であり
、離れるに従って徐々に小さくなる事明白である。

この事は高周波成分の大きさ（第５図）でもそのピーク
値（第６図）でも同様であると云える。

第９図は、高周波成分を周波数帯毎にその大きさと減衰
の状況を示したものでいずれの周波数帯のデータ群をと
っても、ピーク値は劣化点に近い点１０が最大値となる
。一般に高周波領域でり。

Ｃ分布定数回路となる配電線に於いては高い周波数にな
るほどその減衰が大きくなるため、第９図に示すように
比較的に低い周波数帯のデータＶ。

（ＨＦＬ）は、高い周波数帯のデータＶｏ（ＨＦｏ）よ
りも、なだらかに減衰する。

第１０図は、劣化信号として零相電圧波形に含まれる高
周波成分の割合を示すパターン図である。

図に於いて、横軸は、周波数、縦軸は、信号レベルを示
す。

劣化のパターンによって大別して３つが考えられる。即
ち、全ての周波数を同じ割合で含む（イ）のパターンと
、低周波成分を多く含み、高周波領域に行くに従ってそ
の割合が低下する（口）のパターンと、低周波成分では
少なく、高周波域に行くに従って段々増加する（ハ）の
パターンである。

具体的にどのようなパターンがどの様な機材の劣化時に
相当するのかは今後フィールド又は実験レベルでの学習
を経る必要がある。

第１１図は（イ）、（ロ）、（ハ）のパターン劣化現象
が発生したとき、第９図で示した、距離と大きさのデー
タ分布はどのようになるかを示す概念図で、各（イ）、
（ロ）、（ハ）について示す。即ち、劣化点ＩＯではい
ずれの場合でも、各周波数帯のデータ共最大値を示すが
、その大きさは（イ）ではほぼ同一　（ロ）では、低周
波域が大きく、（ハ）では逆に高周波域が大きい。

これ等の事から、判定装置３では学習する事によってど
の辺でどのような劣化が生じているかを判定する事が可
能となる。

以下、親装置３０内の判定装置３での処理について、第
５図のピーク検出するセンサの場合について説明する。

配電線を監視する判定装置３は、随時または定時に配電
線上に設置した第５図の全てのピーク検出センサ１と通
信を行い、各センサから零相信号に含まれる高周波成分
のピーク値を収集し、当該配電線の劣化ゾーンを判定す
る。

第１２図（ａ）に判定装置３の概略処理手順を示す。判
定装置３は、変電所引出口から該配電線末端に散在設置
したセンサ１〜Ｎに対し、順番に零相信号に含まれる高
周波成分のピーク値Ｖｏｕを収集する為の通信を行う。

該通信結果により配電線に分布する零相信号に含まれる
高周波成分のピーク値ＶＯＨの大きさの状況を第１２図
（ｂ）の様にセンサごとに把握し、本図の例では、最大
値を示したセンサ１０付近に劣化の徴候があと判定する
。

次に、第６図の異なる周波数帯域の複数の周波数成分を
センサ１で検出する場合の判定装置３の処理について説
明すると、配電線を監視する判定装置３は、随時または
、定時に配電線上に散在設置した全てのセンサと通信を
行い、各センサから、零相信号の高次高調波成分を収集
し、当該配電線の劣化ゾーンを判定する。

第１３図（ａ）に判定装置の概略処理手順を示す０判定
装置は、変電所引出口から該配電線末端に散在設置した
センサ１〜Ｎに対し、順番に零相信号に含まれる複数の
帯域の周波数成分Ｖ　ｏ　ｘ　Ｈを収集する為の通信を
行う。該通信結果により、配電線に分布するＶ　ｏ　ｘ
　ｏの大きさの状況を各周波数帯域の信号に分けて第１
１図の様に把握し、本図の例では、センサ１０付近に劣
化の徴候があると判定する。ここで劣化点から発生する
高周波成分を主体とする零相信号は、高周波領域ではり
、Ｃ分布回路と見倣される配電線上を伝播するため徐徐
に減衰する事となる。また、この減衰度合は高次になれ
ばなる程大きくなるため、例えば２種類Ｖｏｚｏｔｐ　
Ｖｏｔｏｚの高調波成分を収集するならば、第１３図（
ｂ）の様になり、劣化ゾーンをより確実に判定する事が
出来る。

更に、各地点から零相信号波形そのものを判定装置３へ
伝送する時は次のような方法によっても。

効果的に劣化点を判定する事が出来る。

すなわち、配電線を監視する判定装置３は１周期的に当
該配電線の連なる変電所母線に於ける零相信号をセンサ
４からと配電線上に散在設置したセンサ１，１’　、１
’・・・からの零相信号とを比較し同時刻の瞬時値の差
動分により、当該配電線の劣化ゾーンを判定する。すな
わち、劣化点から発生する高周波成分を主体とする零相
信号（単発的なパルス状Ｖｏ電圧のピーク値の大きさで
もよいが以下は高周波成分で述べる。）は、高周波領域
ではり、Ｃ分布回路と見倣される配電線上を伝播するた
め徐々に減衰する事となる。従って、劣化点に最も近い
場所に設置したセンサの零相信号に高周波成分が最も含
まれる事になる。つまり、同一配電線系統の２地点に於
ける同時刻の零相信号の差分を導出する事により、高周
波分を瞬時値として検出する事となり、その大きさの分
布から劣化ゾーンが判定可能となる。この場合の、判定
装置３の概略処理手順の一例を第１４図に示す。判定装
置３は、劣化状況を監視する時刻Ｔを決め、当該時刻Ｔ
での変電所母線に於ける零相信号を収集し格納する。そ
の後、各センサとの通信により時刻Ｔでの零相信号の大
きさを収集する。ここで、変電所母線とセンサからの零
相信号の大きさを比較減算する事により、高周波成分の
大きさの差異を検出する。前述の様に劣化点から遠ざか
れば遠ざかる程、高周波成分は減衰する故、全てのセン
サからの零相信号について上記比較演算を実施する事に
より、劣化の有無、劣化ゾーンの判定が可能となる。尚
、本処理によれば、収集した零相信号をそのまま用いて
、比較演算を行う故、零相電圧を信号分とする電力線搬
送による伝送（例えば零相キャリヤ伝送方式）を実施中
であっても伝送信号自身は低周波であるため差引かれる
為、何ん等影響を受ける事なく、劣化ゾーンの判定が可
能である。

以上、配電線に分散設置したセンサからの零相信号によ
り、劣化ゾーンを特定化する判定手段３について第１２
図から第１４図に記したが、この判定手段３は常時又は
定時に収集する各センサからの情報により判定した劣化
ゾーンについて、その都度出力する。具体的には第１図
（ｂ）（ｃ）の親装置において出力形式として、フロッ
ピー４３゜プリンター、３４２画面表示（ＣＲＴ３５）
、ランプ表示（配電系統盤４２）等が挙げられるが、出
力した内容は判定装置に記憶され、劣化ゾーンとして判
定した回数並びに間隔さらにその他の有意の情報等をも
、前記出力処理時に、併せて出力する。

つまり、検出されたパルス信号の存在は、前記予知信号
としてのもののほかに、アレスターなどの配電線保護設
備が動作した時や、襲雷サージなどによる一過性のノイ
ズあるいは、各種の信号ノイズ等の時にも存在し、劣化
ゾーンを見誤る様な状況が発生し得ることから、その他
の有意の情報として （１）検出時刻の天候（襲雷時９台風ｅｔｃ）（２）当
該ゾーンが１〜数回短時間検出され、長期に亘っでは、
劣化ゾーンと検出されない。

（３）劣化ゾーンが移動する（自動車ノイズ）等につい
ても出力し、運転員が劣化とは異なるという判断をしや
すくする。

換言すると。

ｒ同一の付近が、ある程度の時間的間隔を置いて何回か
発生する。Ｊ という状況により、配電線に劣化が発生している事を人
為的に判断し易くしてやり、劣化ゾーンの探索に当たる
に必要な、監視結果を出力するという事である。尚１例
えば、同じゾーンをＮ回検出したら出力する、或いは、
Ｔ時間（日２月の間隔でも良い）以内に、２回以上検出
したゾーンについて出力する等の条件を加える事は、本
発明の単なる応用例にすぎない。

更に、判定装置３に配電線の各部位の特徴を登録する事
により、前述の有意な情報の出力を充実させる事ができ
る。

すなわち、 （イ）樹木接触の可能性の有る地区の表示。

（ロ）重塩害地区 （ハ）・配電設備（柱上Ｔｒ　、柱上開閉器、カットア
ウトＳＷなど） （ニ）配電線の太さ （ホ）地絡事故発生来歴有り 等を入力する事により、ＣＲＴ４１の出力等に入力した
コメントを付加し、運転員の判断を助成可能とする。

将来、この種の情報を判定装置が自動的に駆使する（い
わゆるＡＴ機能）ようにしていくのも本発明の単なる応
用にすぎない。

尚、本発明は単に劣化を予知しその区域を特定し出力す
るというに止まらず、この結果に基づき例えば親装置３
０からの指示により以下の配電線運用をすることが有効
である。

その１つは、配電線の常開点を劣化検出点の付近に移動
しておくことであり、これにより劣化検出点をより具体
的に特定でき、さらには劣化部の修復以前に地絡事故が
発生した場合に、フィーダーのしゃ断器トリップによる
停電区間を縮少できるという効果がある。第１６図は、
通常の配電線を示しており、ｙＨ開閉器Ｗ１〜１２まで
が母線Ｂｌから給電され、開閉器２０〜３０が母１１Ａ
　Ｂ　ｚから給電されている。常開点は開閉器５Ｗ−Ｏ
であり、フィーダーＦ１とＦ２を切り離している。ここ
で、ここに示した開閉器ＳＷは保護機能付きのものであ
り、センサがこの単位ごとに付加されるものとする。そ
して、この開閉器間の距離は通常ｌ〜３ｋｍである。さ
らに、その上これらの開閉器間には多数の手動の開閉器
が設置されている。

このため、仮りに開閉器５Ｗ−１０に設置したセンサか
らの信号により、この点が微地絡を発生していると判定
できたとしても、具体的にどこかとなると、その周辺を
調査する必要がある。このため、実際には、５Ｗ−９〜
ＳＷＩ　１の間ということになる。ところで、上記のよ
うに常開点を５ｗ−１０に移して（ＳＷ−０を閉じ、５
Ｗ−１０を切る）おけば、次に発生した微地絡パルス信
号の最大値が５Ｗ−９で観測されたとすると、これは５
ｗ−１ｏと５Ｗ−９の間（ＳＷ−９と５Ｗ−１０を含ま
ず）と言え、劣化推定範囲を更に限定できる。またその
直後に地絡が発生したとしてもｓｗ−ｉｏ−ｓｗ−ｏの
間の停電が防止できる。

そして、このようにして劣化区間が特定できたときは、
この区間の配電線や各種機器を全て交換してしまうとい
うのも有効である。尚、常開点の切替え（現在常開点と
なっている開閉器を一旦投入し、センサ１０付近の開閉
器を開放する）は、時的に配電系統をループさせる事に
なり、保護上、上記ループ状態は出来るだけ短時間にと
どめる必要がある。具体的な手段としては、 （１）現在の常開点とセンサ１０付近の開閉器設置場所
に、作業者を夫々配置し、無線等で連絡をとり合い乍ら
、「常開点の投入」→「センサ１０付近の開閉器開放」
を迅速に行う。

（２）開閉器制御について、遠制化（有線方式であろう
と搬送方式であろうと構わない）されていれば、営業所
（遠制親装置）から常開点の切替えを行う。

等があるが、当面は上述の操作を運転員の判断により実
施する。何んとなれば、常開点の切替えは系統の運用状
態を変える事であり、配電線の各部での負荷電流状態を
把握し、負荷融通の可否等を意識した上で実施する必要
があるからである０本件については、配電自動化システ
ムとして全ての開閉器が遠制化され、負荷分布、負荷融
通処理。

工事作業計画等を組込んだシステムが構築されたならば
、記録を残し乍ら自動的に実施する事は可能である。尚
、常開点の切替時にループ運用する際のループ運用時間
の短縮化については、本発明の本質とは異なる故、本発
明では課題として挙げるだけに屈めておく。

吸１本発明の上記説明は、零相信号として、零相電圧を
例にとり説明したが、零相電流を用いても同様に行ない
得ることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、劣化による零相信号に含まれる高周波
成分の変動をセンサが検出し、該センサ情報を判定装置
が収集する構成としているので。

劣化ゾーンを特定化することができる。

従って、従来は系統事故発生後、運転員が直接現地の配
電線を地上から巡視し、事故点を探索し膨大な時間と費
用を要していたのが、 １、事故発生以前に劣化現象を検出する。

２、劣化ゾーンを特定化するので、劣化部１機材を改修
する事により事故防止を可能とする。

３、突発的な事故であっても、事故点の範囲を特定化し
、改修作業・事故再発防止に多大な効率向上を可能とす
る。

更に、零相信号の高周波成分の瞬時変化を検出する方式
であるので、負荷の影響を何ん等受ける事がなく、また
電力線搬送による信号伝送システムとも独立したシステ
ムとして運用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の概略構成を示す図、第２図は本発明
の地絡前駆現象を説明するための図、第３図は地絡事故
時の零相信号を示す図、第４図は前関現象と事故現象を
比較する図、第５図から第７図はセンサの一例を示す図
、第８図から第１１図は劣化点特定の考え方を示す図、
第１２図から第１４図は判定装置の処理を示す図、第１
５図は本発明のフィルターで使用可能な周波数帯域を示
す図。 第１６図は常開点の切替説明図である。 １・・・センサ。 ２・・・通信線路、 ３・・・判定装置、 ４・・・ 第 図 （ａ） 第 図 （ａ） 第 図 商用周波 高周波 周波数 第 図 第 図 第 図（ａ） 第 図（ｂ） 第 図 第 図 第１０図 ＨＰ。 ＨＦ雪 ＨＦ。 第１１ｒｊｊ！Ｊ Ｏ） （ロ） （ハ） 第１２図（ａｙ 第１２図（ｂ） 第 図 （ａ） 第 図 第１６＠ （ａ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電力線において観測される零相信号に単発的なパル
   ス信号が含まれることをもつて、電力線の劣化を検出す
   る電力線の劣化判定方法。 ２、電力線において観測される零相信号の商用周波数成
   分の大きさが変動せず、高周波成分の大きさが変動した
   ことをもつて、電力線の劣化を検出する電力線の劣化判
   定方法。 ３、電力線において観測される零相信号に含まれるパル
   ス信号の周期が、零相信号の商用周波数成分の周期に比
   して十分長いものであることをもつて、電力線の劣化を
   検出する電力線の劣化判定方法。 ４、電力線の複数地点において零相信号に含まれるパル
   ス信号の大きさを観測し、その大きさに応じて劣化位置
   を特定する電力線の劣化位置判定方法。 ５、電力線の複数地点において零相信号に含まれる特定
   周波数の高周波信号の大きさを観測し、その大きさに応
   じて劣化位置を特定する電力線の劣化位置判定方法。 ６、第５項記載の電力線の劣化位置判定方法において、
   特定周波数の高周波信号を５ｋＨ乃至２００ｋＨの範囲
   内に設定したことを特徴とする電力線の劣化位置判定方
   法。 ７、線路上に複数の開閉器を配置した電力線において、
   電力線の複数地点において零相信号に含まれるパルス信
   号の大きさを観測し、その大きさに応じて劣化位置が特
   定されたときにこの位置の近傍の一つの開閉器を開放し
   、この開閉器で分離された両端の電力線に夫々給電する
   電力線の運用方法。 ８、線路上に複数の開閉器を配置した電力線において、
   電力線の複数地点において零相信号に含まれる特定周波
   数の高周波信号の大きさを観測し、その大きさに応じて
   劣化位置が特定されたときにこの位置の近傍の一つの開
   閉器を開放し、この開閉器で分離された両端の電力線に
   夫々給電する電力線の運用方法。 ９、電力線の複数地点において零相信号に含まれるパル
   ス信号の大きさを観測し、その大きさに応じて劣化位置
   が特定されたときにこの位置の近傍の電力線並びに電気
   機器を交換することを特徴とする電力線の交換方法。 １０、電力線の複数地点において零相信号に含まれる特
   定周波数の高周波信号の大きさを観測し、その大きさに
   応じて劣化位置が特定されたときにこの位置の近傍の電
   力線並びに電気機器を交換することを特徴とする電力線
   の運用方法。 １１、電力線の複数地点において零相信号に含まれるパ
   ルス信号の大きさを観測し、その大きさに応じて劣化位
   置が特定されたときに、この特定された観測位置の前後
   の観測点間の電力線並びに電気機器を交換することを特
   徴とする電力線の運用方法。 １２、電力線の複数地点において零相信号に含まれる特
   定周波数の高周波信号の大きさを観測し、その大きさに
   応じて劣化位置が特定されたときに、この特定された観
   測位置の前後の観測点間の電力線並びに電気機器を交換
   することを特徴とする電力線の運用方法。 １３、電力線で観測された零相信号に含まれるパルス信
   号に応じて電力線の劣化又はその劣化位置を出力すると
   ともに、パルス信号発生の原因に関するその他の情報を
   も併せて出力することを特徴とする電力線劣化情報出力
   方法。 １４、電力線の零相信号を検出する零相信号検出手段、
   該零相信号検出手段の出力に含まれる単発的なパルス信
   号を導出するパルス信号導出手段、該パルス信号導出手
   段の出力に応じて電力線の劣化を判定する劣化判定手段
   とから構成される電力線の劣化判定装置。 １５、電力線の零相信号を検出する零相信号検出手段、
   該零相信号検出手段の出力から商用周波数成分と低次高
   調波成分を導出する信号導出手段、該信号導出手段の出
   力と前記零相信号検出手段の出力の出力差を求める差分
   導出手段、該差分導出手段の出力に応じて劣化が生じて
   いることを判定する劣化判定手段とから構成される電力
   線の劣化判定装置。 １６、電力線の複数地点に配置され、その地点での零相
   信号を検出してこれに含まれるパルス信号の大きさを観
   測する複数のセンサ、該複数のセンサからのパルス信号
   のうち最も大きな値を示したセンサの設置位置の近傍に
   劣化位置が存在すると判定する判定装置から構成される
   電力線の劣化位置判定装置。 １７、電力線の複数地点に配置され、その地点での零相
   信号を検出してこれに含まれるパルス信号の大きさを観
   測する複数のセンサ、該複数のセンサからのパルス信号
   のうち最も大きな値を示したセンサの設置位置の近傍に
   劣化位置が存在すると判定する判定装置、複数のセンサ
   と判定装置の間に設置され、複数のセンサで求めたパル
   ス信号の大きさを伝送するための信号伝送手段から構成
   される電力線の劣化位置判定装置。 １８、電力線の複数地点に配置され、その地点での零相
   信号を検出してこれに含まれる特定周波数の高周波信号
   の大きさを観測する複数のセンサ、該複数のセンサから
   の特定周波数の高周波信号の大きさのうち最も大きな値
   を示したセンサの設置位置の近傍に劣化位置が存在する
   と判定する判定装置から構成される電力線の劣化位置判
   定装置。 １９、電力線の複数地点に配置され、その地点での零相
   信号を検出してこれに含まれる特定周波数の高周波信号
   の大きさを観測する複数のセンサ、該複数のセンサから
   の特定周波数の高周波信号の大きさのうち最も大きな値
   を示したセンサの設置位置の近傍に劣化位置が存在する
   と判定する判定装置、複数のセンサと判定装置の間に設
   置され、複数のセンサで求めた特定周波数の高周波信号
   の大きさを伝送するための信号伝送手段から構成される
   電力線の劣化位置判定装置。 ２０、電力線の複数地点に配置され、その地点での零相
   信号を検出してこれに含まれる５ｋＨｚ乃至２００ｋＨ
   ｚの範囲内の高周波信号の大きさを観測する複数のセン
   サ、該複数のセンサからの１０ｋＨｚ乃至２００ｋＨｚ
   の範囲内の高周波信号の大きさのうち最も大きな値を示
   したセンサの設置位置の近傍に劣化位置が存在すると判
   定する判定装置から構成される電力線の劣化位置判定装
   置。 ２１、三相電力線の零相信号を検出し、これに含まれる
   高周波分を導出して劣化を検出するためのセンサに使用
   される信号検出回路であつて、三相電力線の各相と大地
   間に設けられるためのコンデンサと抵抗よりなる直列回
   路と、コンデンサと抵抗間に設けられ信号導出するため
   の端子とを含む信号検出回路。 ２２、三相電力線、該三相電力線の各所に設けられた開
   閉器、該開閉器設置位置に設けられ、この点における零
   相信号を検出し、これに含まれるパルス信号を導出する
   複数のセンサ、複数のセンサに共通に設けられた判定装
   置、判定装置と前記複数のセンサ間で信号伝送を行わせ
   るための信号伝送装置、同時刻に発生したパルス信号の
   大きさを前記信号伝送装置を介して判定装置に収集する
   ための手段とから構成され、 判定装置は、複数のパルス信号の大きさから三相電力線
   の劣化位置を特定して出力する手段と、開閉器の操作信
   号を与える手段とを含み、複数のセンサは夫々受信した
   開閉器の操作信号に応じて当該の開閉器を操作する手段
   を有する、ことを特徴とする電力線システム。