JPH05219645A - 送配電線の地絡方向検出方法 - Google Patents

送配電線の地絡方向検出方法

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JPH05219645A
JPH05219645A JP4019105A JP1910592A JPH05219645A JP H05219645 A JPH05219645 A JP H05219645A JP 4019105 A JP4019105 A JP 4019105A JP 1910592 A JP1910592 A JP 1910592A JP H05219645 A JPH05219645 A JP H05219645A
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勝広 細江
Norio Abe
則雄 阿部
Hiroyuki Fudo
弘幸 不動
Toru Matsuda
亨 松田
Tadashi Nishiyama
忠 西山
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 送配電線に発生する地絡事故を検出する方法
として、配電線に電流センサのみを取付けてセンサ構造
の簡略化、コスト低減を図ると共に、検出システムを簡
略化して確実に地絡発生方向及び発生区間の特定ができ
る方法を確立する。 【構成】 高圧配電線w(3φ)に光電流センサ1を取
付け、その検出電流を信号処理部2で検出すると共に零
相電流とその位相角を求め、開閉器子局3から送り出し
て中継装置5へこれら情報を集める。中継装置5では併
設された地絡リレー5aから地絡相データを得、これら
を中央装置6へ送る。中央装置6では上記データから位
相差データ∠I0 −VCAを、地絡相データを参照して基
準データと比較し、地絡発生方向及び発生区間を特定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、送配電線経路途中に
発生する地絡事故の発生方向を検出する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】接地系または抵抗接地系の送配電線経路
途中で絶縁低下や断線などによる地絡事故が発生した場
合、事故発生方向を早急に検知する必要が生じる。従来
かかる事故の発生方向の検出方法として、高圧配電線に
適当な間隔(通常は自動開閉器毎)で光電圧・電流セン
サを取り付け、従来より設けられている信号伝送用子局
(開閉器子局)内にセンサ用信号処理部を設置し、光セ
ンサからの情報により信号処理部で地絡事故の発生とそ
の方向を検知すると共に短絡事故、断線欠相事故の検
出、負荷電流の計測を行なうようにした方法が既に公知
である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の方法に用いられている光センサは、光電圧センサと
光電流センサを一体化構造としたものが用いられ、現地
で零相電圧V0 (=1/3・(Va +Vb +Vc ))と
零相電流I0 (=1/3・(Ia +Ib +Ic ))とを
信号処理部で検出し、V0 とI0 との位相差により地絡
の発生方向を検出している。従って、電圧と電流を検出
するセンサであるため構造が複雑となると共に検出回路
自体も複雑となる。しかも、取付箇所が高電圧であるた
め高電圧用の絶縁設計をしたものとする必要があり、コ
ストが高くなる傾向がある。
【0004】この発明は上述した従来の地絡事故の発生
方向の検出方法の問題点に留意して、送配電線に電流セ
ンサのみを取り付け、その信号に基づいて得られる位相
差データと地絡相の情報によって地絡方向及びその発生
区間を特定でき、センサ構造の簡略化、コスト低減を図
りかつ検出システムの簡略化を行なうことのできる地絡
方向の検出方法を提供することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する手段
としてこの発明は、送配電線の各相に電流センサを取付
け、電流センサの信号から零相電流及びその位相を検出
し、また電源用変圧器により電源電圧の位相を検出し、
これら信号から零相電流位相と電源相間電圧位相との位
相差データを得、地絡リレー等の既知の方法によりどの
相が地絡したというデータを照合し、電流センサを取り
付けた箇所での地絡発生方向を判定することから成る送
配電線の地絡方向検出方法としたである。
【0006】上記検出方法において、前記各相の電流セ
ンサを送配電線に適当な間隔で複数組取り付け、各セン
サの取付箇所での前記方法により検出した地絡発生方向
のデータの分布から地絡発生区間を特定するようにして
もよい。
【0007】
【作用】この発明による検出方法では、任意の位置に取
り付けた1組の電流センサからの信号のみで地絡方向が
検出される。電流センサからの信号に基づいて零相電流
の位相が検出され、同時に電源用変圧器により電源電圧
の相間電圧の位相が検出され、その位相差データ∠I0
−VCAが得られる。上記位相差データは中央装置へ送ら
れると共に、例えば変電所等に設けられる地絡リレーに
より検出される地絡相データ、即ち3相のうちいずれの
相に地絡が発生しているかについての情報を中央装置へ
送る。
【0008】中央装置では、送られて来た位相差データ
をメモリに記憶された基準データと比較する。この時、
地絡相の情報を参照すると、地絡が発生している相での
位相差データが基準データと比較され、確実に地絡の発
生方向が判定される。電流センサ及び信号処理部を複数
箇所設けるようにすると、上記位相差データはそれぞれ
の検出点から送られてくる。従って、中央装置ではそれ
ぞれの検出点からのデータに基づいて上記データの比
較、判定をすることにより各点での地絡発生方向を判定
できると共に、地絡発生区間も特定できる。
【0009】
【実施例】以下この発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1に本発明の方法を実施する検出装置の
概略図を示す。1は3相の送配電線のそれぞれに取付け
られる光電流センサ、2は光電流センサの信号を演算処
理する信号処理部、3は送配電線に適宜間隔で設けられ
る開閉器子局である。4は信号伝送路、5は変電所内に
置かれた中継装置、5aは変電所内に併設された地絡リ
レー(64φ)、6は中央装置である。
【0010】光電流センサ1は、例えば空隙付き環状鉄
心を絶縁電線の周囲に取付け、周囲の磁界を集束して空
隙に発生した磁界をファラデー効果を利用して計測し負
荷電流を算出する形式のものとすることができる。この
光電流センサ1は、通常は開閉器子局と同じ位置に設け
られる。
【0011】信号処理部2、開閉器子局3の詳細につい
ては図2にそのブロック図を示す。図示のように、信号
処理部2は光電流センサ1からの光信号Ia 、Ib 、I
c を光・電気変換部21で電気信号に変換し、これらの
信号を加算器部22で加算して零相電流I0 =1/3・
(Ia +Ib +Ic )を算出し、上記それぞれの信号を
演算処理部23に送り、そこで電流計測及び零相電流I
0 の位相、電圧信号VCAの位相から位相差、∠I0 −V
CAの検出、過電流検出、断線欠相検出などを行なう。
【0012】開閉器子局3は、信号処理部2で検出され
た上記それぞれの検出信号を子局インタフェースを介し
て子局CPU31へ送り、その指示によってモデム32
で変調して送り出す。上記伝送信号は信号伝送路4を介
して中継装置5へ送られ、ここで変電所の地絡リレー6
4φからの地絡相情報とが集収され、中央装置6へと送
られる。67Gは地絡検出用である。中央装置6は通常
営業所単位で設置されている。
【0013】中央装置6では送られて来た電流計測デー
タ、位相差検出信号∠I0 −VCA、地絡相情報とから、
予め用意されている地絡方向判定用のマップメモリと位
相差を照合して地絡方向の判定、断線欠相検出、短絡検
出等が行なわれる。図1の1組の検出装置は、図3に示
すように、送配電線の任意の位置の自動開閉器に併設さ
れ、それぞれの検出装置による信号は信号伝送路4によ
り変電所の中継装置5へ送られ、さらにこの変電所から
営業所の親局コンピュータによる中央装置6へと送られ
る。
【0014】以上のように構成された実施例の検出装置
では次のようにして地絡事故の発生方向を検出する。
【0015】図4に非接地配電系統の高圧配電線のある
変電所区間における1線地絡事故時(A相地絡)の等価
回路を示す。図において、EA 、EB 、EC は変電所か
ら送られてくるA、B、C各相の電圧、VCA、VBC、V
ABは各相間電圧、CA 、CB、CC は各相の対地間静電
容量、RA 、RB 、RC は各相の対地間絶縁抵抗、rは
GPT(接地変圧器)の制動抵抗、Rgは地絡抵抗であ
る。
【0016】この等価回路において、3相の対地間イン
ピーダンスが平衡してい場合は、これを図5のように簡
略化できる(負荷側=2側地絡の場合)。Cは対地間静
電容量(=CA =CB =CC )、Rは対地間抵抗
(RA 、RB 、RC 、rの合成値)、RG 地絡抵抗(=
g )、I0 =1/3(IA +IB +IC )、V0 =1
/3・(VA +VB +VC )である。
【0017】図5においてRが充分大きいとすると、R
G →0のとき図5の回路ではCのみとなり、位相差、∠
0 −EA →90°となる。RG →∞のときは回路では
G が支配的となり、位相差∠I0 −EA →0°とな
る。
【0018】従って、位相差∠I0 −EA の範囲は0〜
90°である。ここで、EA は図6に示すようにVCA
り210°進んでいるため、VCAを基準としてこれとI
0 の位相差∠I0 −VCAは、上記位相差より210°進
みの位相角となり210°〜300°である(2側地
絡)。反対に1側地絡の時はこれと180°回転した位
相となるから、結局位相差∠I0 −VCAは、 210°〜300°:2側地絡(負荷側) 30°〜120°:1側地絡(電源側) となる(図7(a)参照)。
【0019】上記と同様にしてB相が地絡の時、VCA
基準として位相差∠I0 −VCAを求めると、図7(b)
のようになり、C相地絡の時は図7(c)のようになる
(各相の位相の遅れ分ずれる)。こうして得られる地絡
事故発生方向を判定する位相差に対する基準データは中
央装置6のマップメモリに記憶されている。その詳細に
ついては後で説明する。
【0020】上述したマップメモリの基準データと位相
差データを比較して地絡発生方向を判定するため、電流
センサ1のそれぞれで各相の電流Ia 、Ib 、Ic を表
わす信号が検知され信号処理部2へ送られて零相電流I
0 =1/3(Ia +Ib +Ic )が測定される。
【0021】一方、信号処理部2、開閉器子局3のAC
電源がVCAであるから、その電圧信号VCAを信号処理部
2へ送り、I0 とVCAの位相を比較し、位相差∠I0
CAのデータを得る。この位相差データを中央装置に送
り前述した基準データと比較し、かつ3相のうちいずれ
の相に地絡が発生しているかの地絡相についての情報が
あれば、地絡の発生点が検出点よりも電源側であるか、
負荷側であるかを判別することができる。
【0022】上記位相差データを検出点から送る場合、
∠I0 −VCAの位相角データは、例えば4ビットで伝送
するものとして360°を図8のように16分割し、そ
のうちのいずれの位相角データのブロックNoが送られ
てきたかを表1のマップメモリと照合して、ブロックN
oによって地絡方向の判定をする。
【0023】
【表1】
【0024】なお、表1中の不感帯とは地絡が発生して
いないと判定することを意味する。
【0025】上記判定をする際に地絡相の情報が必要で
あるが、光電流センサ1の取付地点では電流及びVCA
情報だけであるから地絡相が3相のうちのいずれにある
かは分らない。そこで位相差データ∠I0 −VCAを開閉
器子局3により変電所へ伝送するか、変電所には中継装
置5が設けられており、ここに多数箇所の位相差データ
∠I0 −VCAと、変電所の地絡リレー(64φ)で検出
された地絡相情報とが収集される。
【0026】さらに営業所単位で設置された中央装置6
では、複数の中継装置6からの上記種々のデータが集め
られ、各検出点ごとに位相差データ∠I0 −VCAと地ら
く相データから地絡発生方向の判定を行ない、地絡点が
検出点よりも電源側か負荷側かの判定をする。又、検出
点を複数箇所組合せた地絡方向の判定結果により地絡発
生区間の特定をすることもできる。なお、上記説明では
位相差データとして相間電圧VCAとI0 を用いるとした
が、相間電圧としてはVCA以外のVBC、VABを用いても
よいことは言うまでもない。ただし、同一系統内で用い
る相は同一でなければならない。
【0027】また、電流センサとしては光電流センサ以
外に、従来より使用されている計器用変流器や、空隙付
磁性コアーとホール素子又は磁気抵抗素子との組合せな
どの電流検出素子を用いても差し支えない。
【0028】図9、図10に他の実施例の概略を示す。
この実施例は現地表示型の例であり、作業員が現地を巡
回することによって地絡方向を検出する方法である。光
電流センサ1からの信号を信号処理部2へ送るまでは第
一実施例と同じであるが、開閉器子局内には表示器7が
設けられ、信号処理部2で得た位相差データ∠I0 −V
CAを表示器7に表示するだけで、中央装置への伝送を行
なわない点で第一実施例と異なっている。
【0029】この実施例では、作業員が現地を巡回して
それぞれの検出装置の設置位置で表示器7に表示された
位相差データ∠I0 −VCAの内容を確認し、そのデータ
を読取る。今、仮りに図10に示すように、A地点とB
地点の間で地絡事故が発生していたとすると、A地点と
B地点での位相差データに180°近い差異が生じてい
るはずであり、このような差異があればA地点とB地点
の間で事故が発生していることになる。殆んど差がなけ
ればA−B間の外の区間で事故が発生していることが分
る。そして、この場合も変電所の地絡リレー64φによ
る地絡相情報が分かっていれば、前述した図7による基
準データと比較することにより各点で事故発生方向が電
源側か負荷側であるかを判定できる。
【0030】
【効果】以上詳細に説明したように、この発明による地
絡事故の発生方向検出方法では送配電線の任意の位置に
取付けた1組の電流センサからの信号に基づいて零相電
流の位相と電源電圧の相間電圧の位相からその位相差デ
ータを得、地絡リレー等の既知の方法によりどの相が地
絡したかというデータを照合して電流センサを取り付け
た箇所での地絡発生方向を判定するようにしたから、従
来必要であった電圧センサを用いる必要がなく、従って
検出系統が全体として極めてシンプルとなり検出センサ
の構造が簡易となるためコストが減少し、しかも地絡事
故の発生方向が確実に検出できる。さらに複数組の電流
センサを適宜間隔で設ければ、地絡発生区間も特定でき
るなど種々の利点が得られる。
【0031】かかる検出方法は、高圧配電線、非接地系
送電線、抵抗接地系送電線に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の地絡発生方向の検知装置の概略図
【図2】信号処理部と開閉器子局のブロック図
【図3】地絡発生方向検知システムの全体ブロック図
【図4】非接地配電系統の1線地絡事故時の等価回路
【図5】同上の簡略化した等価回路
【図6】電源電圧各相と相間電圧の関係を示す図
【図7】A、B、C各相の地絡判定用位相図
【図8】同上のデータ化した位相図
【図9】他の実施例の検知装置の概略図
【図10】同上の検知システムの全体ブロック図
【符号の説明】
1 光電流センサ 2 信号処理部 3 開閉器子局 4 伝送路 5 中継装置 5a 地絡リレー 6 中央装置 7 表示器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 不動 弘幸 大阪市北区中之島3丁目3番22号 関西電 力株式会社内 (72)発明者 松田 亨 大阪市北区中之島3丁目3番22号 関西電 力株式会社内 (72)発明者 西山 忠 大阪市北区中之島3丁目3番22号 関西電 力株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 送配電線の各相に電流センサを取付け、
    電流センサの信号から零相電流及びその位相を検出し、
    また電源用変圧器により電源電圧の位相を検出し、これ
    ら信号から零相電流位相と電源相間電圧位相との位相差
    データを得、地絡リレー等の既知の方法によりどの相が
    地絡したというデータを照合し、電流センサを取り付け
    た箇所での地絡発生方向を判定することから成る送配電
    線の地絡方向検出方法。
  2. 【請求項2】 前記各相の電流センサを送配電線に適当
    な間隔で複数組取り付け、各センサの取付箇所での前記
    方法により検出した地絡発生方向のデータの分布から地
    絡発生区間を特定することを特徴とする請求項1に記載
    の送配電線の地絡方向検出方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007159318A (ja) * 2005-12-07 2007-06-21 Hokuriku Electric Power Co Inc:The 地絡方向検出装置
JP2014207850A (ja) * 2013-04-10 2014-10-30 三菱電機株式会社 非接地配電系統の障害の位置を特定する方法およびシステム

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JP2007159318A (ja) * 2005-12-07 2007-06-21 Hokuriku Electric Power Co Inc:The 地絡方向検出装置
JP2014207850A (ja) * 2013-04-10 2014-10-30 三菱電機株式会社 非接地配電系統の障害の位置を特定する方法およびシステム

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