JPH0552468B2 - - Google Patents

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JPH0552468B2
JPH0552468B2 JP58095451A JP9545183A JPH0552468B2 JP H0552468 B2 JPH0552468 B2 JP H0552468B2 JP 58095451 A JP58095451 A JP 58095451A JP 9545183 A JP9545183 A JP 9545183A JP H0552468 B2 JPH0552468 B2 JP H0552468B2
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ground fault
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JP58095451A
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JPS59218970A (ja
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Jiro Mizuno
Kyukichi Uchida
Hisanao Araki
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Railway Technical Research Institute
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Railway Technical Research Institute
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、鉄道等における単相二線式高圧配電
線とか、三相高圧配電線とかにおいて地絡事故を
起した場合、送電側から地絡点までの距離を標定
する、いわゆる地絡点標定方法に関し、殊に交流
電圧重畳式の標定方法に関する。
従来の送電線の地絡点標定方法としては、直流
電圧を各送電線と大地間に印加して各線に流れる
電流の大きさから地絡点を標定するようにした方
法がある(特公昭50−17659号公報)。ところで、
配電線には、変圧器等の多くの負荷が接続されて
いる。例えば変圧器は直流的にはインピーダンス
が極めて小さい性質を持つている。そのため、前
記直流電圧印加による標定方法を配電線と大地間
の地絡点の標定に利用する場合、前記変圧器に多
くの電流が流れてしまい、配電線の地絡点標定を
正確に行うことは極めて困難なものとなつてい
た。また、上述のような配電線間に接続された変
圧器の影響を省くために各変圧器に直列にコンデ
ンサを挿入することも考えられるが、非常に手間
であると共に、直流電圧を印加した際に過度現象
が起きる等多くの欠点があつた。
本発明者は、これを改善するために、直流電圧
にかえて交流電圧を印加して行なう交流計測法に
ついて種々の模擬実験を行なつた。そしてその実
験において、各配電線の有効電力を測定し、その
電力比(詳しくは後述する。)を取ることによつ
て、各配電線間に変圧器等の負荷が接続されてい
ても直線性の良い標定曲線を得、正確な地絡点標
定が可能であることを確認した。
本発明はこの模擬実験において採用した方法を
基本的には採用する。しかし、前記模擬実験の方
法を実際の地絡点標定に適用するには次のような
問題点がある。即ち、 地絡故障として例えばアーク放電の場合であ
ると、交流遮断器を遮断して高圧配電線への送
電を停止すればアークが消減してしまい、以後
標定用の交流電圧を印加してもアークが発生し
ないことがある。けだし、アークは多少電圧が
低くても持続させ得るが、一旦消減すると高圧
を印加しないと発生しないという特徴があるか
らである。従つて、アーク放電が消減してしま
うと地絡故障が回復しているのであるから、地
絡点標定が不可能となる。
このような問題を解消するには、遮断器か遮
断する前に各配電線に標定用交流電圧を重畳的
に印加する必要があるが、そうした場合、一時
的ではあるが送電側電源が標定用交流電源を介
して短絡し、極めて高電流が流れるという欠点
がある。
そこで本発明は、上記の問題を解消し、実
際の地絡故障に対しても支障なく標定を行なえる
有用な方法を提供するものである。
次に本発明方法の実施例を説明する。第1図は
本発明方法を実施する構成を示し、R,S,Tは
例えば三相の高圧配電線で、その送電側Nには交
流遮断器1を介して送電用電源2が接続されてい
る。一方、末端側Oには短絡スイツチ3が接続さ
れている。4は標定用の交流電源で、この電源と
いずれか一本の高圧配電線Tとはスイツチ5を介
して、残余の配電線R,Sとはスイツチ6を介し
て送電側Nに接続されている。両スイツチ5,6
の投入タイミングは運動盤7内の回路(後述す
る。)によつて制御されている。PTは前記交流電
源4の電圧EGを変圧して取出し計器用変圧器、
CTは前記電圧EGによつて各配電線R,S,Tに
流れる電流I〓I〓R,I〓S,I〓Tを分流して取出す変流
器、
8はこのPT,CTによつて取出された電圧、電流
から各配電線に供給される有効電力を測定し、各
配電線の有効電力の和と健全線(地絡故障を起し
ていない線をいう。)の有効電力との比から地絡
点標定を行なう標定装置で、通常コンピユータが
用いられる。
前記連動盤7内は第2図に示す回路が設けてあ
り、地絡故障を検出する接地保護継電器9からの
地絡検出信号によつて交流遮断器1、スイツチ
5,6を遮断、投入制御する。図中、R1〜R4
キープリレー、T1〜T3はタイマー、Aはアンド
回路である。キープリレーのS端子に信号が入る
とキープリレーは付勢され、R端子に信号が入る
と解除される。先ず、地絡事故が発生したとする
と接地保護継電器9が第3図aに示すように固有
の時間遅れτをもつて接点を閉じ、地絡検出信号
をタイマーT1とキープリレーR4に入力する。タ
イマーT1は図cに示すようにその時から時間計
上を始め、設定時間t1(≒0.5sec)に達すると遮断
器1をトリツプする。これによつて遮断器1が遮
断する。一方、地絡検出信号がキープリレーR4
に入力されることによつてキープリレーR4が固
有の時間遅れて閉成し(図d参照)、それによつ
てキープリレーR1,R3を付勢し、またタイマー
T2,T3を通電する。キープリレーR3が付勢され
ることによつて標定用交流電源4が電圧EGを発
生し始め、またキープリレーR1が付勢されるこ
とによつてスイツチ5が投入される(図k,e参
照)。この結果、標定用交流電圧EGが一線Tに印
加されるのであるが、キープリレーR4,R1又は
R3の時間遅れよりもタイマーT1の設定時間t1
長くしておけば、遮断器1が遮断されるまでの短
時間、標定用交流電圧EGが送電用電圧と重畳し
て印加されることになる。そして、これによつ
て、地絡故障(アーク放電)を遮断器1が遮断し
た後も維持することができるのである。尚、この
場合、交流電圧EGを印加する線と地絡線とが一
致しなくても、高圧配電線には多くの負荷(変圧
器等)が接続されているので、各負荷を通つて地
絡点Pに所要の電圧をかけることができ、アーク
放電を持続できる。
次に、キープリレーR4の閉成によつて通電さ
れたタイマーT2が設定時間t2を計上すると、アン
ド回路Aに信号を送る。アンド回路Aは遮断器1
の遮断によつてゲートを開いているから、タイマ
ーT2の計上信号はそのままキープリレーR2に加
えられ、該リレーR2を付勢する。この付勢によ
つてスイツチ6が投入され、残余の配電線S,T
に交流電圧EGが印加される。この印加時点はタ
イマーT2の設定時間t2をタイマーT1のそれt1より
も長くすることによつて、遮断器1が遮断された
後になるようにしてある。
最後にキープリレーR4の閉成によつて通電さ
れたタイマーT3が設定時間t3を計上すると、全て
のキープリレーR1〜R4が解除され、運動盤7内
の回路を始期状態に復する。このタイマーT3
設定時間t3が通常5秒程度としている。従つて、
このタイマーT3が時間計上を完了するまでに地
絡点標定が行なわれる。尚、第3図には示してい
ないが、短絡スイツチ3はタイマーT3が時間計
上している間であつて、地絡点標定を開始するま
でに人為的乃至は接地保護継電器の信号に基づい
て投入しておく必要がある。
次に標定装置8によつて行なわれる地絡点標定
法を第4図によつて説明する。送電側Nから地絡
点Pまでの距離をl、地絡抵抗をRg、配電線全
長をDとすると、標定用交流電圧EGによつて各
配電線に流れる電流I〓R,I〓S,I〓TはRgに流れる電流
と、対地容量Cを通じて大地に逃げる電流のベク
トル和であるから、 I〓R=iR+jiRc I〓S=iS+jiSc I〓T=iT+jiTc 但し、 iR,iS,iT…三線に流れる有効電流 iRc,iSc,iTc…三線に流れる無効電流 で表わされる。なお、本発明は交流電圧を印加し
ているため、配電線の各線路間に配置されている
変圧器のインピーダンスは線路インピーダンスに
比べて非常に大きいので、各変圧器に分流する電
流は無視できる。
従つて、各線路を通り、Rgに流れる電流(実
数項)に着目し、その電流による各線路の電圧降
下の関係をみると、今T線の地絡事故の場合、N
−P間の電圧降下とN−P′−O−P間の電圧降下
とは等しいので iTZSl+(iR+iS)Znl (T線のN−P間の電圧降下) =iSZSl+(iR+iT)Znl (S線のN−P′間の電圧降下) +iSZS(D−l)+{iR −(iR+iS)}Zn(D−l) (S線のP′−O間の電圧降下) +(iR+iS)ZS(D−l) −(iR+iS)Zn(D−l) (T線のO−P間の電圧降下) ……(1) 但し、 ZS…各線の単位長当りの自己インピーダンス Zn…単位長当りの相互インピーダンス ここで健全線R,Sの電流は等しいからiR=iS
=iとおき、(1)式を整理すると、 3i/iT+2i=l/D ……(2) これを再びiR,iSを用いた形に書き直すと 1.5(iR+iS)/(iR+iS+iT)=l/D……(3) となる。つまり、(3)式によつて各線路電流の実数
項成分を測定し、その電流比を求めると、l/D
を知ることができる。しかし、線路電流の実数項
成分を測定することは困難なため、(3)式の左辺の
分母、分子にEGを掛けると、 1.5×EG(iR+iS)/EG(iR+iS+iT)=l/D……(
4) となり、対地交流電圧EGと線路電流とによつて
消費される電力(有効電力)を測定すれば、その
電力比から地絡点を標定できることがわかる (4)式は次のように表わすこともできる。
1.5WR+WS/WR+WS+WT=l/D ……(5) 但し、 WR…R相で消費される電力 WS…S相で消費される電力 WT…T相で消費される電力 又、R相が地絡した場合は同様にして、 1.5WS+WT/WR+WS+WT=l/D ……(6) S相が地絡した場合は、 1.5WR+WT/WR+WS+WT=l/D ……(7) によつて地絡点標定ができる。但し、実際の地絡
事故では、(5)、(6)、(7)のいずれの式を適用すべき
か選択する必要がある。この選択は、地絡線に流
れる電流が、他の健全線に流れる電流に比べて大
きいところから電流の大小を比べることによつて
行なえる。従つて、標定装置8内にこの選択を行
なう回路を挿入しておけば、常に適切な地絡点標
定を行なうことができる。
尚、上記実施例は全て三相高圧配電線の地絡事
故を対象としているが、単相二線式配電線にも適
用できるものである。その場合は、地絡標定の式
は次の如くなる。R線が地絡した場合、 2WS/WR+WS=l/D ……(8) S線が地絡した場合 2WR/WR+WS=l/D ……(9) 以上説明したように本発明に係る交流電圧重畳
式高圧配電線地絡点標定方法は、高圧配電線に地
絡故障が起つた際、送電側の遮断器が遮断する直
前に標定用交流電圧を高圧配電線のいずれか一本
と大地との間に印加し、前記遮断器が遮断して
後、残余の高圧配電線と大地の間に標定用交流電
圧を印加すると共に、全ての配電線の末端を相互
に短絡し、しかる後、標定用交流電圧と配電線に
流れる電流とから各配電線に供給される有効電力
を測定し、各配電線の有効電力の和と健全線の有
効電力の和との比から地絡点標定を行なうように
したものであるから次のような効果がある。
送電側の遮断器が遮断する前に標定用交流電
圧が重畳されるので、アーク放電のような地絡
故障であつても遮断器の遮断後も回復すること
なくその故障状態が維持できる。従つて、遮断
器の遮断後に行なう地絡点標定が不可能になる
といつたことがない。しかも、この場合標定用
交流電圧は高圧配電線の任意の一線についてだ
け送電用電圧に重畳されるので、送電用電源を
短絡するおそれがなく、安全な状態で地絡故障
を維持できるのである。
(4)〜(7)式から明らかなように、電力比は配電
線の線路間に接続される変圧器等の負荷の影響
を受けることなく、地絡点までの距離lと線形
比例の関係にあるので、標定曲線が直線とな
り、地絡点の標定を正確に行なうことができ
る。
地絡事故にはRg=Oのような完全地絡から
アーク放電による地絡のようにRgの値の大き
な地絡まで種々あるが、(4)〜(7)式にはRgが含
まれていないため、本発明方法は地絡抵抗Rg
の大きさに関係なく常に正確に地絡点を標定で
きるといえる。
配電線はその長さに比例した大きさの対地容
量をもつているが、本発明方法は有効電力を測
定するため、対地容量による無効電力の影響を
全く受けることがない。従つて、対地容量の大
きさは地絡点標定に何等誤差とはならないので
ある。
配電線路には変圧器等の負荷が接続されてい
るが、EGが交流電圧のため負荷を含めた変圧
器のインピーダンスが線路のインピーダンスに
比べて非常に高く、故障点標定計算ではこれを
無視することができる。従つて、従来の直流計
測法のようにコンデンサを各変圧器に直列に挿
入するといつた手間なことを行なわずとも、変
圧器等の多くの負荷が接続されていても、それ
らを実質的に無視できようになり、従つて、正
確な地絡点標定を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法を実施するための全体構成
を示す図、第2図は遮断器1、スイツチ5,6の
投入順序を制御する回路、第3図は第2図の回路
の動作を示すシーケンス図、第4図は本発明方法
の地絡点標定法の原理を説明する図である。 1……遮断器、R,S,T……高圧配電線、N
……送電側、O……末端側、P……地絡点、P′…
…健全線の地絡点Pと同一距離点、EG……標定
用交流電圧。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 高圧配電線に地絡故障が起つた際、送電側の
    遮断器が遮断する直前に標定用交流電圧を高圧配
    電線のいずれか一本と大地との間に印加し、その
    次に前記遮断器を遮断させた後、残余の高圧配電
    線と大地間に標定用交流電圧を印加すると共に、
    配電線の末端で三線を短絡し、しかる後、標定用
    交流電圧と配電線に流れる電流とから各配電線に
    供給される有効電力を測定し、全配電線の有効電
    力の和と健全線の有効電力の和との比から地絡点
    標定を行なうようにしたことを特徴とする交流電
    圧重畳式高圧配電線地絡点標定方法。
JP9545183A 1983-05-28 1983-05-28 交流電圧重畳式高圧配電線地絡点標定方法 Granted JPS59218970A (ja)

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JP9545183A JPS59218970A (ja) 1983-05-28 1983-05-28 交流電圧重畳式高圧配電線地絡点標定方法

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JPS59218970A JPS59218970A (ja) 1984-12-10
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