JPH06276671A - 非接地系送電線事故区間標定装置 - Google Patents

非接地系送電線事故区間標定装置

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JPH06276671A
JPH06276671A JP6021793A JP6021793A JPH06276671A JP H06276671 A JPH06276671 A JP H06276671A JP 6021793 A JP6021793 A JP 6021793A JP 6021793 A JP6021793 A JP 6021793A JP H06276671 A JPH06276671 A JP H06276671A
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JP
Japan
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zero
current
transmission line
phase current
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Pending
Application number
JP6021793A
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English (en)
Inventor
Makoto Hashimoto
誠 橋本
Koichi Hinokibayashi
弘一 桧林
Yoshikazu Murata
吉和 村田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hokkaido Electric Power Co Inc
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Hokkaido Electric Power Co Inc
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 大地と送電線との間の電圧の検出を不要とす
ることにより、天候に左右されない事故区間の標定装置
を提供する。 【構成】 送電線1上の地点AおよびBに零相電流の大
きさ(I0A,I0B)および零相電流の位相(ψ0A
ψ0B)を検出する検出装置2Aおよび2Bを設け、中央
装置3が検出装置2Aおよび2Bにより検出された零相
電流の大きさおよび零相電流の位相の関係に基づいて地
絡事故の発生区間を標定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、非接地系送電線の事
故区間標定装置に関し、特に事故区間標定のための零相
電圧の検出を不要とすることのできる事故区間標定装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、非接地系の電力系統に、光センサ
を用いて配電線の監視の自動化および負荷の集中制御の
自動化をしたシステムがある。
【0003】図9は、このようなシステムを実現するた
めの配電線の周辺図である。図10は、図9に示した電
圧検出部の等価回路図である。図11は、図9に示した
電流検出部の構成図である。なお、説明を簡単化するた
めに図面では配電線は1本のみを示しているが、実際に
は3本の配電線がある。
【0004】図9、図10および図11を参照して、こ
の事故区間標定装置は、配電線としての絶縁電線11
と、絶縁電線11の電圧を検出する電圧検出部12と、
絶縁電線11に流れる電流を検出する電流検出部13
と、電圧検出部12および電流検出部13により検出さ
れた電圧光信号および電流光信号を信号処理部に送る光
ファイバケーブル14とを備える。
【0005】電圧検出部12および電流検出部13は、
絶縁電線11に簡単に取付けられるように2分割構造に
されている。電圧検出部12は、第1電極20および第
2電極21からなる分圧器14と、ポッケルス素子から
なる電圧センサ16とを含み、絶縁電線11と大地との
間の電位差EをコンデンサC1,C2,C3により分圧
している。そして、電圧センサ16は、分圧された電圧
信号を光信号に変換して光ファイバケーブル14に与え
る。
【0006】電流検出部13は、ギャップ付きの環状鉄
心17、およびファラデー素子からなる磁界センサ18
を含む。電流検出は次のようにして行なわれる。絶縁導
線導体部を流れる電流によって発生する磁界を磁界集束
用の環状鉄心17により集束し、空隙の磁界を磁界セン
サ18により検出する。磁界センサ18は、検出した電
流に対応する光信号を発生する。
【0007】光ファイバケーブル14は、電圧センサ1
6および磁界センサ18により発生された光信号を信号
処理部へ伝達する。信号処理部は、与えられた光信号に
基づいて次のようにして事故区間の標定を行なう。すな
わち、配電線上の1ヶ所の零相電圧および零相電流を測
定し、零相電圧の位相に対し零相電流の位相が90゜遅
れる場合は、事故点は測定点より負荷側にあると判断
し、零相電圧の位相に対し零相電流の位相が90゜進む
場合は事故点は電源側にあると判断している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来のこの配電システ
ムを送電線に適用する場合には、送電線は高圧の裸線よ
り構成されているため、高圧の電線に取付けられる光セ
ンサと地上に取付けられる処理部との間を絶縁しなけれ
ばならない。この絶縁には碍子を用いることになるが、
この碍子を設けることにより、大地と送電線との間の電
圧を分圧した分圧電圧が晴れのときと雨あるいは雪のと
きとは大きく異なり、電圧の検出を安定して行なうこと
ができないという問題があった。
【0009】それゆえに、この発明の目的は、非接地系
送電線事故区間標定装置において、対地分圧電圧の検出
を行なうことを必要とせず、天候に左右されない事故区
間標定装置を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明に係る非接地系
送電線事故区間標定装置は、送電線上の離れた少なくと
も2つの地点A,Bに設置され、各地点で各相の電流を
検出し、この検出した各相の電流により零相電流の大き
さおよび零相電流の位相を求めるための検出手段と、前
記各検出手段により検出された零相電流の大きさおよび
零相電流の位相から事故区間を標定するための標定手段
とを含み、前記標定手段は、求めた零相電流の大きさ
(I0A,I0Bとする)および零相電流の位相(ψ0A,ψ
0Bとする)よりI0AがI0Bより大きくかつψ0Aとψ0B
等しい場合には前記2つの地点間より外であって地点A
側に事故が発生 I0AがI0Bより小さくかつψ0Aとψ0Bが等しい場合には
前記2つの地点間より外であって地点B側に事故が発生 ψ0Aとψ0Bが180゜異なる場合には、前記2つの地点
間内に事故が発生 と標定する。
【0011】
【作用】以上のこの発明では、検出手段により各相の電
流を検出し、この各相の電流から零相電流の大きさおよ
び零相電流の位相を求める。なお、零相電流の大きさは
各相の電流の和を求めることにより行なわれ、零相電流
の位相は各相の電流のうちの1つを基準とし、この基準
とした相の電流と零相電流との位相差を求めることによ
り行なわれる。上記のようにして検出した各地点の零相
電流の大きさおよび零相電流の関係は、事故の発生した
区間によって以下の関係を有する。すなわち、 事故
点が地点Aと地点Bとの外側かつA側に近い位置で発生
した場合には、I0A>I0Bかつψ0A=ψ0B、 事故点
が地点Aと地点Bの間の外側かつB側に近い場合には、
0A<I0Bかつψ0A=ψ0B、 事故点が地点Aと地点
Bとの間に発生した場合には、ψ0Aとψ0Bとが180゜
異なる。
【0012】上記からの関係に基づいて故障点を標
定することにより対地分圧電圧の検出を行なう必要がな
くなり、天候に左右されず事故区間の標定を行なうこと
ができる。
【0013】
【実施例】図1は、この発明に係る非接地系送電線事故
区間標定装置の一実施例を示すブロック図である。この
非接地系送電線事故区間標定装置(以下、標定装置と称
する)は、電源4と負荷5との間に設けられる送電線1
と、送電線1上の地点Aおよび地点Bにそれぞれ設けら
れる電流センサ6Aおよび6Bと、地点AおよびBのそ
れぞれに設けられる検出装置2Aおよび2Bと、検出装
置2Aおよび2Bからのデータに基づいて事故区間の標
定を行なう中央装置3とを備える。
【0014】電流センサ6Aおよび6Bは、3相の送電
線1の各相の電流を検出する。このセンサ6Aおよび6
Bとしてカレントトランス、光電流センサなどを用いる
ことができる。ただし、絶縁性の観点からは光電流セン
サを用いるのが望ましい。検出装置2Aおよび2Bは、
電流センサ6Aおよび6Bにより検出される各相の電流
の和を求めて零相電流の大きさを検出する。また、この
検出装置2Aおよび2Bは、各相の電流のうちの1つの
相を基準とし、この基準とした相と零相電流との位相差
を求める。中央装置3は、検出装置2Aおよび2Bから
の零相電流の大きさおよび位相差を情報として受取り、
事故区間の標定を行なう。
【0015】図2は、図1に示した送電線1上に発生す
る地絡事故の例を示す図である。図3は、図2に示した
a点、b点およびc点で地絡事故が発生した場合の送電
線上の零相電流の大きさと零相電流の位相差を示したグ
ラフである。
【0016】図3を参照して、非接地系において、a点
で地絡事故が生じた場合には、零相電流は図3の(1)
に示すような分布となる。また、b点で地絡事故が生じ
た場合には、零相電流は図3の(2)に示すようなグラ
フとなる。さらに、c点で地絡事故が生じた場合には、
零相電流は図3の(3)に示すような分布となる。すな
わち、零相電流の分布の特徴は 大きさは事故点を境にして山形の分布となり、送電
線1の両端から事故点に向けて単調増加する。
【0017】 位相は事故点を境に180゜異なる。
となる。
【0018】したがって、電流センサを各相に対して設
け、各電流センサからの検出信号を合成して零相電流を
求める検出装置を送電線上の2ヶ所に設置することによ
って、地絡発生区間の標定を行なうことができる。この
標定は次のようにして行なう。1ヶ所の零相電流の大き
さ(I0A,I0B)、位相ψ0A,ψ0Bを求めることによ
り、I0A>I0Bかつψ0A=ψ0Bであれば電源4と地点A
との間で地絡事故が発生していると判断することができ
る。
【0019】また、I0A<I0Bかつψ0A=ψ0B、であれ
ば、負荷5と地点Bとの間で地絡事故が発生していると
判断することができる。
【0020】さらにψ0Aとψ0Bとが180゜異なる場合
には、地点AおよびBとの間で地絡事故が発生している
と判断することができる。
【0021】図4は、図1に示した電流センサの取付構
造を説明するための図である。図5は、図1および図4
に示した標定装置を送電線に結合する一例を示す図であ
る。
【0022】図4および図5を参照して、電流センサ6
は、図11に示した環状の磁界センサと同様な構造であ
り、環状の中心を挿通するように送電線1が設けられ
る。電流センサ6と検出装置2との間に光ファイバケー
ブル8が設けられ、この光ファイバケーブル8は碍子7
によりカバーされる。検出装置2は、バッテリ10を電
源とし、このバッテリ10は昼間にソーラーセル9によ
り充電されるので、電池の寿命などを考慮する必要がな
い。
【0023】また、電流センサ6は、大地との間の浮遊
容量を考慮する必要がないので、電流センサにより対地
分圧電圧の検出を行なうのと比較して天候に左右される
ないという利点がある。この結果、事故区間の標定を安
定して行なうことができる。
【0024】図6は、図1に示した検出装置の一例を示
すブロック図である。図6を参照して、この検出装置
は、O/E変換器21a、21bおよび21c、3相合
成部22、フィルタ部23、および判定部24を含む。
なお、この検出装置は、電流センサが光センサである場
合を例としている。
【0025】O/E変換器21a、21および21c
は、送電線1の各相に結合された電流センサ6からの光
信号を電気信号に変換して3相合成部22に与える。3
相合成部22は、与えられた各相の電気信号の和を求
め、これをフィルタ部23に与える。フィルタ部23
は、3相合成部22により検出された零相電流から高周
波電源成分などのノイズを除去して零相電流のみを抽出
する。判定部24は、フィルタ部23からの零相電流の
レベルと所定レベルとを比較し、零相電流のレベルが所
定レベルを越えている場合には地絡事故が発生している
と判定する。また、この判定部24は、零相電流と各相
の電流のうちの1つの相(図6ではO/E変換器21c
の出力)との位相差を求める。そして、地絡事故が発生
していると判定した場合には、零相電流の大きさおよび
位相に関する情報とともに、各相の電流を検出した時刻
を情報として中央装置3に伝達する。
【0026】図7は、図1に示した標定装置を33KV
の非設定系送電線に適用した場合を示す図である。図8
は、検出装置から中央装置に情報を伝える方法を示す図
である。
【0027】図7を参照して、電源側に設けられる変電
所71と負荷側に設けられる変電所74との間に変電所
72および73が配置される。また、検出装置2Aおよ
び2Bは、変電所71と74との区間をほぼ3等分する
ように配置される。この3等分した区間をそれぞれ区間
、区間、区間とする。
【0028】次に、このような配置構成をした理由を説
明する。一般的に33KVクラスでは送電線は鉄塔では
なく鉄柱により懸下され、送電線の地上高は10m前後
である。このような線路構成において地絡事故が発生し
た場合に流れる零相電流は、地絡点の抵抗を無視すると
1km当り0.08A程度減衰する。零相電流の検出能
力は、現在のところ0.4Aであるため、地点Aおよび
Bにおける零相電流の大きさの差を0.4A以上にする
には、図7に示した区間およびの距離は5km以
上にしなければならない。このことを考慮すると、図7
に示すように線路をほぼ3等分するように配置するのが
最も効果的であることが分かる。ちなみに、図7におい
て区間またはで地絡事故が発生した場合の地点Aと
地点Bとの零相電流の大きさの差は、0.08×12.
82=0.98Aである。
【0029】したがって、検出装置2Aおよび2Bは、
このデータを中央装置3に転送し、中央装置3において
前述した図3の論理に従って故障点標定を行なうことに
より、区間およびのいずれの区間で地絡事故が発
生したかを判別することができる。
【0030】この故障点標定の際、検出装置2Aおよび
2Bの検出データの対応付けが必要となるが、検出装置
2Aおよび2Bはともに時刻情報を保持することができ
るため、地絡事故の発生時刻が分かる。したがって、中
央装置がこの検出時間を確認することによって検出装置
2Aおよび2Bのデータの対応付けを行なうことができ
る。
【0031】なお、検出装置2Aおよび2Bから中央装
置3への伝送方法は、図8に示すように、電話回線また
は無線による方法が考えられる。また、検出装置2Aお
よび2Bに保持したデータを巡視員が携帯用のコンピュ
ータにより収集するようにしてもよい。
【0032】
【発明の効果】以上のこの発明に係る標定装置であれ
ば、事故の発生した区間によって零相電流の大きさおよ
び零相電流の位相が所定の関係を有することに着目し、
これらの関係に基づいて故障点を標定することができる
ので、対地分圧電圧の検出を行なう必要がなくなり、天
候に左右されることなく事故区間の標定を行なうことが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る非接地系送電線事故区間標定装
置の一実施例を示すブロック図である。
【図2】図1に示した送電線の地絡事故の例を示す図で
ある。
【図3】図2に示した地絡事故が発生した場合の零相電
流の大きさおよび零相電流の位相を示したグラフであ
る。
【図4】図1に示した電流センサの取付構造を説明する
ための図である。
【図5】図1および図4に示した標定装置を送電線に結
合する例を示す図である。
【図6】図1に示した検出装置の一例を示すブロック図
である。
【図7】図1に示した評定装置を33KVの非接地系送
電線に適用した場合を示す図である。
【図8】検出装置から中央装置に情報を伝送する方法を
示す図である。
【図9】従来の非接地系配電線の事故区間標定装置にお
ける配電線の周辺図である。
【図10】図9に示した電圧検出部の等価回路図であ
る。
【図11】図9に示した電流検出部の構成図である。
【符号の説明】
1 送電線 2A,2B 検出装置 3 中央装置 4 電源 5 負荷 6A,6B 電流センサ 7 碍子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村田 吉和 大阪市此花区島屋一丁目1番3号 住友電 気工業株式会社大阪製作所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 送電線上の離れた少なくとも2つの地点
    A,Bに設置され、各地点で各相の電流を検出し、この
    検出した各相の電流により零相電流の大きさおよび零相
    電流の位相を求めるための検出手段と、 前記各検出手段により検出された零相電流の大きさおよ
    び零相電流の位相から事故区間を標定するための標定手
    段とを含み、 前記標定手段は、求めた零相電流の大きさ(I0A,I0B
    とする)および零相電流の位相(ψ0A,ψ0Bとする)よ
    りI0AがI0Bより大きくかつψ0Aとψ0Bが等しい場合に
    は前記2つの地点間より外であって地点A側に事故が発
    生 I0AがI0Bより小さくかつψ0Aとψ0Bが等しい場合には
    前記2つの地点間より外であって地点B側に事故が発生 ψ0Aとψ0Bが180゜異なる場合には、前記2つの地点
    間内に事故が発生 と標定する非接地系送電線事故区間標定装置。
JP6021793A 1993-03-19 1993-03-19 非接地系送電線事故区間標定装置 Pending JPH06276671A (ja)

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Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20021119