JPH05164806A - 架空電力線の事故方向検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 簡単な構成で、かつ正確迅速に事故の発生方
向、ひいては事故区間を検出する架空電力線の事故方向
検出方法を提供する。 【構成】 鉄塔１の塔体に電界検出センサ３及び磁界方
向検出センサ２を設置し、上記電界検出センサ３からの
信号を基にサージ電流の極性判別を行い、その結果と、
サージ電流による磁界方向検出センサ２の両者の結果よ
り事故発生方向を判定する架空電力線４の事故方向検出
方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は架空送配線等の架空電力
線の事故方向検出方法に関し、特にサージがどの方向か
ら伝播してきたかを検出することにより事故方向を判定
する架空電力線の事故方向検出方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】架空送
配電線には落雷、鳥害等により地絡、短絡、断線等の種
々の事故が発生する。かかる事故による損傷を最小限に
抑え、迅速に健全状態に復帰するためには、まず事故の
発生区間を検出し、ついで事故区間を切離す等の所要の
処理を施す必要がある。

【０００３】事故区間を検出するための手段として、従
来から種々の方式が提案され、実使用にも供されている
が、どの方式も一長一短がある。例えば変電所設置タイ
プのサージ受信方式やインピーダンス計算方式がある。
この方式は精度が数km程度であり、分岐がある鉄塔では
精度が出ないといった問題がある。

【０００４】又別の方法としては、送配電線路の途中に
直接センサを設置して、事故発生後の続流（商用周波数
の大電流）を検出する方法、例えば近年の光技術を利用
して、少し距離の離れた２地点間の電流信号の位相を比
較したり、電流レベルをもとに、あらかじめ系統を模擬
した予測計算結果に基づいて事故区間を求める方式があ
る。この方式は、予測計算が必要なため、そのための線
路定数を集めたりする手間が大変であり、又線路はそれ
ぞれ系統構成が異なるため個別に実施する必要がある。
さらに、使用できる光ファイバの心数の制約や、システ
ム構築費用の観点、あるいはセンサを設置するために光
ファイバを細切れにすると接続損失により伝送ロスが増
えるため、余り細かくセンサを設置することができず、
精度の向上が困難である。さらに又、架空地線のない線
路には適用できない、事故様相（径間内地絡）によって
は判断が困難といった問題がある。

【０００５】さらに、簡便な方法として、一つの鉄塔の
両側の架空地線に電流検出センサを設置して、続流の位
相比較を行うことにより、自鉄塔かそうでないかを判断
し、事故発生鉄塔を判別する方法があるが、この場合に
はすべての鉄塔に装置を取付けないと判断が出来ない、
又架空地線のない送配電線路には適用できないという問
題がある。もっと簡単なものとして、碍子装置のアーキ
ングホーンにプラスチック製の球を取付けておいて、事
故鉄塔の場合にアーキングホーン間で閃絡が発生し、そ
の時のアークエネルギーで球が破裂して事故鉄塔を特定
する方法があるが、この場合もすべての碍子装置に設置
する必要があり、一つの鉄塔の両側にセンサを設置する
場合よりもさらに手間がかかる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の問題点を
解消し、簡単な構成で、かつ正確迅速に事故の発生方
向、ひいては事故区間を検出する架空電力線の事故方向
検出方法を提供するもので、その特徴は、電力線鉄塔の
塔体に電界検出センサ及び磁界方向検出センサを設置
し、上記電界検出センサからの信号を基にサージ信号の
極性判別を行い、その結果と、サージ電流による磁界方
向検出センサの両者の結果より事故発生方向を判定する
ことにある。

【０００７】

【実施例】図１（イ）は本発明の事故方向検出方法を実
施のための構成図であり、図１（ロ）は電力線と電界検
出センサ及び磁界方向検出センサの位置関係を示す拡大
図である。図面において、１は架空送電線鉄塔、２はサ
ージの磁界方向検出センサ、３は電界検出センサ、４は
架空送配電線等の電力線、５は碍子装置、６はサージ方
向の判別及び表示装置である。磁界方向検出センサ２は
各電力線４からそれぞれ一定の距離をおいて設置してあ
り、電力線４から発生する電線を中心とした円周方向の
磁界を検出するよう配置され、電界検出センサ３も各電
力線４から等距離になるように、かつ各電力線４からの
円周に直角方向の電界を検出するよう設置される。各セ
ンサからの出力は判別表示装置までリードケーブル７で
導かれ、１本の電力線４に対して磁界方向検出センサ２
と電界検出センサが対となるよう取扱われる。なお、リ
ードケーブル７はメタルケーブルでも、光ファイバケー
ブルでもよい。

【０００８】図２（イ）は磁界方向検出センサ２の配置
図、図２（ロ）はその構成図、図２（ハ）はその出力図
である。磁界方向検出センサ２は、空心のコイル又は鉄
心上にコイル３が巻いてあり、その一端を接地し、他端
との間に抵抗Ｒが挿入されている。そして、上述のよう
に、電力線４から発生する電線を中心とした円周方向の
磁界８を検出するよう配置される。この時、図２（ロ）
において実線で示す方向にパルス状の磁界８（図のＡ方
向の電流による）がコイルに印加されると、出力ＯＵＴ
には（＋）のパルス電圧が誘起される。逆にＢ方向のパ
ルス電流が流れた場合には、図の破線の方向の磁界が発
生し、出力ＯＵＴには（−）のパルス電圧が誘起され
る。従って、このコイルの出力の極性を監視することに
より、サージ電流の方向が判定できる。ただし、今述べ
たのは、サージ電流の極性を考慮していない（＋の場合
のみ考慮）場合の例であり、実際にはサージ電流には極
性が伴うため、これを考慮する必要がある。

【０００９】上記サージ電流の極性を判別するために、
電界検出センサ３を使用する。図３（イ）は電界検出機
構の構成図、図３（ロ）はサージ電流の極性を示す図、
図３（ハ）は電界検出センサの出力図である。図３
（イ）においては、電界検出センサ３の最も簡単な例と
してコンデンサを使用している。電力線４の発生する電
界に直角方向に平行平板を設けて片端を接地している。
そして、この平板間の電位差を利用して、例えばトラン
ジスタのベース電位を制御することにより極性判別を行
う。即ち、一方はｎｐｎトランジスタのコレクタ側に抵
抗を介して（＋）電圧を印加しておいてベースに（＋）
電圧が加えられることにより出力ａを（＋）から０に変
化させ、もう一方はｐｎｐトランジスタのコレクタを抵
抗を介して（−）電圧を印加しておいてベースに（−）
電圧を与えることにより、出力ｂを（−）から０に変化
させることが出来る。

【００１０】以上の説明では基本的な考え方のみ述べた
ため、保護回路等は省略しており、実際の回路はもう少
し複雑になる。又磁界方向検出センサ、電界検出センサ
として最も簡単なコイル及び平板電極による場合を例示
したが、磁気光学効果や電気光学効果を利用した光方式
のセンサを使用してもこの方式は達成できるが、回路構
成がやや複雑になり、価格的に高価となる。

【００１１】図４は上述の磁界方向の検出及びサージ電
流の極性を判別する考え方をまとめた本発明のサージ方
向を検出するための回路ブロック図である。磁界方向検
出センサの出力を入力サージの波形成形を目的とした１
ショット回路10に入力し、それをそのままの場合と、反
転増幅を通した後の結果に分け、もう一方の電界センサ
からの入力信号を同じく１ショット回路10を通した結果
とを、それぞれＡＮＤ回路13を通すことにより、図５に
示す４種類の場合分けを行う。そしてそれぞれに対して
ＯＲ回路14によりサージ進行方向に分類することによ
り、最終出力（ｃ）（ｄ）に分けて出力する。なお、図
において、11はＮＡＮＤ回路、12はアンプ回路である。

【００１２】図６は上記図４の回路にサージ電流が入力
された場合のタイミングチャートである。この例ではサ
ージの進行方向は同じで、サージ電流の極性が異なる場
合について示しており、実線が（＋）極性、破線が
（−）極性のサージを示している。

【００１３】

【作用】上述した本発明の事故方向検出方法において
は、一つの鉄塔に配置された磁界方向検出センサと電界
検出センサは、事故地点で発生した電力線あるいは架空
地線を進行するサージ信号を検出し、個々のセンサで検
出されたサージ信号は、その極性を判断する回路に導か
れ、どちらの方向から（＋）又は（−）のサージ信号が
到来したかが判断される。このサージの電界の極性判定
回路は一方は判定出力を出し、もう一方は何も判断結果
を出力しない。一方が出力を出さない理由は、サージの
有する電荷はその時の事故様相で決まるため、サージが
伝播してくる途中（反射等が起こらない時間範囲の間）
では常に減衰はしても、極性は変化しないと考えられる
からである。

【００１４】サージ検出用のセンサを１個所に設置する
ことにより、信号を比較するための鉄塔間のような長距
離伝送路が不要で、システムが簡略化でき、又間に伝送
路がないため、不必要な信号の減衰やノイズの混入もな
い。さらにセンサ設置間距離が長いと、信号自身の減衰
や変歪が大きくなり、同じ信号と思って比較しようとす
ると間違った信号を比較することになるが、本発明の場
合にはセンサ設置場所のみのデータでサージの進行方向
が分るため有利である。

【００１５】サージ検出センサの検出感度を樹木による
径間内での地絡事故や、クレーン等による接触地絡事故
に設定しておくことにより、従来の架空地線へのＣＴ取
付け方式等で事故として最も検出しにくい（事故電流が
小さく、鉄塔を介することなく直接大地に事故電流が流
れ込むため、事故点から少し離れると事故電流が検出で
きない）事故に対して対応できるようになる。

【００１６】又本発明の事故点検出方法と、続流検出方
式あるいはサージ到達時間判別方式の結果を組合せるこ
とにより、事故には至らないが鉄塔あるいは架空地線に
落雷したことによる架空地線を伝播するサージ電流によ
る誤動作を防ぐことが出来る。さらに、判別表示装置に
時計機能及びメモリー機能をもたせることにより、サー
ジが連続して発生しても、事故発生時刻（変電所等の情
報で分かる）に対応した事故区間が判定可能となる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の事故方向
検出方法によれば、一つの地点でサージ電流の伝播方向
を知ることが出来るため、送配電線で発生した事故によ
るサージ電流を基に事故発生方向を検出することが可能
となる。又この検出機構を線路方向に分散して設置する
ことにより、事故区間を特定することも出来る。従っ
て、本発明の検出方法を用いることにより、事故後の点
検のスピードアップ、設備保全の効率化、ひいては電力
の安定供給に大いに貢献することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（イ）は本発明の事故方向検出方法を実施
するための構成図である。図１（ロ）は電力線と電界検
出センサ及び磁界方向検出センサの位置関係を示す拡大
図である。

【図２】図２（イ）は磁界方向検出センサの配置図、図
２（ロ）はその構成図、図２（ハ）はその出力図であ
る。

【図３】図３（イ）は電界検出機構の構成図、図３
（ロ）はサージ電流の極性を示す図、図３（ハ）は電界
検出センサの出力図である。

【図４】本発明の事故方向検出方法の検出機構の回路の
ブロック図である。

【図５】図４の検出回路による４種類の場合分け図であ
る。

【図６】図４の検出回路にサージ電流が入力された場合
のタイミングチャートである。

【符号の説明】

１ 鉄塔 ２ 磁界方向検出センサ ３ 電界検出センサ ４ 電力線 ５ 碍子装置 ６ 判別表示装置 ７ リードケーブル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電力線鉄塔の塔体に電界検出センサ及び
   磁界方向検出センサを設置し、上記電界検出センサから
   の信号を基にサージ信号の極性判別を行い、その結果
   と、サージ電流による磁界方向検出センサの出力の両者
   の結果より事故発生方向を判定することを特徴とする架
   空電力線の事故方向検出方法。
2. 【請求項２】 上記サージによる事故判定機能と、事故
   直後に電力線を流れる続流の検出機能あるいはサージ到
   達順序判別機能を組合せ、両者ほぼ時刻を同じくして働
   いたときのみ事故発生として処理することを特徴とする
   請求項１記載の架空電力線の事故方向検出方法。