JPH0694776A - 故障区間標定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＣＴと位相比較器間に専用の光ファイバを配
設することなく、比較的低速な多重伝送装置を用いて、
異なる地点における位相差を検出し故障区間を標定する
ことができる故障区間標定方法を提供すること。 【構成】 各地点において、送電線の電力線の電界もし
くは磁界を検出し、その出力に基づき、パルス発生器３
ａないし３ｄにより位相比較の基準となるパルス信号を
発生させる。また、パルス発生器４ａないし４ｄは架空
地線電流と同期したパルス信号を発生する。位相判別装
置５ａないし５ｄは上記基準となるパルス信号と架空地
線電流ａ〜ｄに同期したパルス信号との位相差を求め、
多重伝送装置６ａないし６ｄにより中央装置７に伝送す
る。中央装置７は各地点における上記位相差を比較し、
位相差が大きく異なる区間を故障区間と判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、送電線事故時の故障区
間標定方法に関し、特に本発明は、架空地線電流の位相
差に基づき故障区間を標定する故障区間標定方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】異なる地点の架空地線電流の位相差を比
較し、故障区間を標定する方法としては、従来から次の
方法が用いられていた。 数地点の架空地線に設置した電流変成器（以下、Ｃ
Ｔという）の出力信号を光信号に変換し専用の光ファイ
バを用いて一ケ所に伝送して位相比較を行い、各区間に
おける位相比較結果を、さらに、別の光ファイバを用い
て多重化伝送装置により中央装置に伝送して、故障区間
を標定する方法。 架空地線に設置した各地点のＣＴの出力波形信号を
比較的高速な多重化伝送装置により中央装置に伝送し
て、中央装置において、各地点から伝送された架空地線
電流波形信号を比較して位相差を求めることにより、故
障区間を判定する方法。

【０００３】上記、、の方法によれば、中央装置で
各区間の架空地線の位相差を比較し、大きな位相差のあ
る区間もしくは位相差が最大となる区間に事故点がある
ものと標定することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した
の方法においては、多重化伝送装置により伝送する信号
は各地点において求めた位相比較結果だけでよいので、
多重化伝送装置としてはそれほど高速な伝送装置を用い
る必要はないが、各地点におけるＣＴの出力信号を位相
比較器に伝送するための専用の光ファイバを別途必要と
し、使用する光ファイバの量が増えるという欠点があっ
た。

【０００５】また、の方法においては、多重化伝送装
置を介して中央装置と各ＣＴ間に光ファイバを配設すれ
ばよく、上記のようにＣＴと位相比較器間に専用の光
ファイバを配設する必要はないが、ＣＴの出力波形信号
自体を中央装置に伝送する必要があるため、比較的高速
で高価な多重化伝送装置を必要とするという欠点があっ
た。

【０００６】本発明は上記した従来技術の欠点を改善す
るためになされたものであって、ＣＴと位相比較器間に
専用の光ファイバを配設することなく、比較的低速な多
重化伝送装置を用いて、異なる地点における位相差を検
出し故障区間を標定することができる故障区間標定方法
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の請求項１の発明は、異なる地点の架空地線
電流の位相差を比較して、比較結果に基づき送電線の故
障区間の標定を行う故障区間標定方法において、各地点
の電力線より発生する電界もしくは磁界、または、電界
および磁界の位相と各地点の架空地線電流との位相差を
検出し、各地点における上記位相差に基づき故障区間を
標定するようにしたものである。

【０００８】本発明の請求項２の発明は、請求項１の発
明において、事故直前の電力線より発生する電界もしく
は磁界、または、電界および磁界の位相と架空地線電流
との位相差を検出するようにしたものである。本発明の
請求項３の発明は請求項１の発明において、事故直前の
電力線より発生する電界もしくは磁界、または、電界お
よび磁界の位相によりその発生周期が較正される商用周
波数のパルス信号と架空地線電流との位相差を検出する
ようにしたものである。

【０００９】

【作用】本発明の請求項１の発明においては、送電線の
電力線より発生する電界、磁界はどの地点でも同位相で
ある点に着目し、電力線より発生する電界、磁界の位相
と架空地線電流との位相差を各地点で検出し、各地点か
ら伝送された上記位相差に基づき故障区間を標定するよ
うにしているので、各地点から伝送する信号はすでに演
算された位相差であり電流信号自体を伝送する必要がな
い。

【００１０】したがって、低速な伝送装置により各地点
から位相差信号を伝送することができ、また、全地点で
電界もしくは磁界、または、電界および磁界の位相を基
準として位相比較を行うので、精度の高い位相比較を行
うことができる。本発明の請求項２の発明においては、
請求項１の発明において、事故直前の電力線より発生す
る電界もしくは磁界、または、電界および磁界の位相と
架空地線電流との位相差を検出するようにしているの
で、送電線事故により電力線の電流位相がずれても、各
地点において事故による影響を受けることなく、正確な
位相差を得ることができる。

【００１１】本発明の請求項３の発明においては、請求
項１の発明において、事故直前の電力線より発生する電
界もしくは磁界、または、電界および磁界の位相により
その発生周期が較正される商用周波数のパルス信号と架
空地線電流との位相差を検出するようにしているので、
請求項２は発明と同様、事故による影響を受けることな
く、正確な位相差を得ることができる。

【００１２】

【実施例】図１は本発明の実施例を示す図であり、同図
において、１は送電系統、１ａないし１ｉは送電線の鉄
塔を示し、同図においては、鉄塔１ａ，１ｅ，１ｇ，１
ｉに故障区間標定装置が設置されている。また、Ｆは事
故点、ａ，ｂ，ｃ，ｄはそれぞれ、鉄塔１ａ，１ｅ，１
ｇ，１ｉの架空地線に設けられたＣＴにより検出された
電流波形、ｅは鉄塔に設けられた電界もしくは磁界を検
出するセンサの出力を示している。

【００１３】２ａないし２ｄは鉄塔に取り付けた故障区
間標定装置、３ａないし３ｄは鉄塔に取り付けられた電
界もしくは磁界を検出するセンサの出力に基づき電源周
波数に相当した周波数のパルス信号を出力する第１のパ
ルス発生器、４ａないし４ｄは各鉄塔１ａ，１ｅ，１
ｇ，１ｉにおいて検出された電流信号ａ，ｂ，ｃ，ｄの
位相に相当したパルスを発生する第２のパルス発生器で
あり、例えば、電流信号ａ，ｂ，ｃ，ｄが負から正にな
るときにパルス信号を発生する。

【００１４】５ａないし５ｄは第１のパルス発生器３ａ
ないし３ｄが出力するパルス信号と第２のパルス発生器
４ａないし４ｄが出力するパルス信号の位相差を求める
位相判別装置、６ａないし６ｄは位相判別装置５ａない
し５ｄにより判別された位相差を多重伝送する多重化伝
送装置、７は多重化伝送装置６ａないし６ｄより伝送さ
れた位相差を比較し故障区間を標定する、例えば中央処
理装置等から構成される中央装置である。

【００１５】図２は図１に示した鉄塔１ａ，１ｅ，１
ｇ，１ｉに設置された故障区間標定装置２ａないし２ｄ
の設置状態を示す図であり、同図において、３，４，５
は図１に示した第１，第２のパルス発生器および位相判
別装置、６は多重化伝送装置、１１は架空地線３０に流
れる電流を検出するＣＴ、１５は電界もしくは磁界セン
サ、３０は架空地線、３１は鉄塔であり、同図の第１，
第２のパルス発生器および位相判別装置３，４，５およ
び多重化伝送装置６で図１の故障区間標定装置を示して
いる。

【００１６】同図において、電界もしくは磁界センサ１
５は図示しない電力線に流れる電流により生ずる電界も
しくは磁界を検出し、パルス発生器３に出力する。ま
た、ＣＴ１１により検出された架空地線１１に流れる電
流信号は、直接もしくは、光ファイバを介して第２のパ
ルス発生器および位相判別装置４，５に伝送され、電界
もしくは磁界センサ１５により検出された電界もしくは
磁界に基づくパルス信号と位相比較される。

【００１７】架空地線３０中には光ファイバが設けられ
ており、位相判別装置５における位相比較結果は多重化
伝送装置６に送られ、架空地線３０中の光ファイバを介
して、図１に示す中央装置７に伝送される。図３は本実
施例における故障区間標定原理を示す図であり、同図
（ａ）は鉄塔１ａ，１ｅ，１ｇ，１ｉに取り付けられた
電界もしくは磁界センサ１５の出力、（ｂ）はＣＴ１１
により検出された架空地線に流れる電流の波形、（ｃ）
は位相判別装置５により求めた（ａ）に示した電界もし
くは磁界センサ１５の出力から生成された基準信号と
（ｂ）に示した電流信号との位相差、（ｄ）は中央装置
７において求めた隣接地点での位相比較結果、（ｅ）は
位相比較結果に基づく故障区間の判定結果である。

【００１８】次に図１ないし図３により事故発生時にお
ける故障区間判定動作について説明する。図１の送電系
統１において、鉄塔１ａ，１ｅ，１ｇ，１ｉの電界もし
くは磁界センサ１５は図示しない電力線に流れる電流に
より生ずる電界もしくは磁界を検出して図３（ａ）に示
す出力を発生している。図１に示す第１のパルス発生器
３ａないし３ｄは電界もしくは磁界センサ１５の出力を
基準として位相比較の基準となるパルス信号を発生す
る。

【００１９】なお、送電線事故時には送電線に流れる電
流位相が変化し、それに伴い上記電界もしくは磁界セン
サ１５の出力の位相がずれる可能性があるので、図１に
示した第１のパルス発生器３ａないし３ｄは後述するよ
うに、送電線正常時の電流位相を少なくとも数サイクル
分程度保持している。ここで、Ｆ点で地絡事故が発生す
ると、事故電流は鉄塔を介して架空地線に流れ込み、鉄
塔１ａ，１ｅ，１ｇ，１ｉで検出される架空地線の電流
位相は図１のａ，ｂ，ｃ，ｄ、あるいは図３（ｂ）に示
すように、事故点Ｆの両側で大きく異なった値となる。

【００２０】位相判別装置５ａないし５ｄは図３（ａ）
に示す電界もしくは磁界センサ１５の出力を基準として
生成された基準パルス信号と、図３（ｂ）に示す電流信
号より生成されたパルス信号の位相を比較して、各地点
における位相差を求め、図３（ｃ）に示す位相差を多重
化伝送装置６ａないし６ｄを介して中央装置７に伝送す
る。

【００２１】中央装置７は多重化伝送装置６ａないし６
ｄを介して伝送された位相差信号より図３（ｄ）に示す
ように隣合った地点の位相差信号の差を求め、図３
（ｅ）に示すように、隣合った地点の位相差が最も大き
く異なった区間（図３においては、鉄塔１ｅと鉄塔１ｇ
の区間）に故障区間が含まれると判定する。図４
（ａ），（ｂ）は鉄塔に設置した故障区間標定装置２の
具体的実施例を示す図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）
に示した実施例の変形例を示している。

【００２２】同図において、１１は架空地線の電流を検
出するＣＴ、１２はＣＴにより検出された電気信号を光
信号に変換する電気光変換器、１３は光信号を電気信号
に変換する光電気変換器、１４はフィルタ、１５は電界
もしくは磁界センサ、１６は電界もしくは磁界センサの
出力が負から正に変わるときパルス信号を発生するパル
ス発生器、１７は遅延回路であり、パルス発生器１６の
出力パルスを５ないし１０サイクル遅延させることによ
り、送電線事故時に送電線電流位相がずれても、送電線
正常時の電流位相を５ないし１０サイクル程度の期間保
持する。

【００２３】４は図１の示した第２のパルス発生器であ
り、ＣＴの出力が負から正に変わるときパルス信号を発
生する。５は図１に示した位相判別装置、６は多重化伝
送装置、７は図１に示した中央装置、８はメモリであ
る。同図において、ＣＴ１１により検出された架空地線
の電流は、電気光変換器１２により光信号に変換され、
光ファイバを介して位相判別装置５の近傍に配置された
光電気変換器１３に伝送されて電気信号に変換される。
フィルタ１４は光電気変換器１３が出力する架空地線の
電流信号より雷サージなどによる波形歪みを補正してパ
ルス発生器４に与える。

【００２４】パルス発生器４はフィルタ１４が出力する
電流信号が負から正に変化するとき、パルス信号を発生
し、位相判別装置５に出力する。一方、電力線に流れる
電流により生じる電界もしくは磁界はセンサ１５により
検出され、パルス発生器１６は電界もしくは磁界センサ
１５の出力が負から正に変わる０クロス点、あるいは、
その出力のピーク値などの特徴的な時間にパルスを発生
する。遅延回路１７はパルス発生器１６が発生するパル
スを５ないし１０サイクル遅延させる。すなわち、送電
線の事故発生後も５ないし１０パルスだけ送電線正常時
の電界もしくは磁界センサ１５の出力に基づく周期のパ
ルスを発生する。

【００２５】位相判別装置５はパルス発生器４が出力す
るパルス信号の位相と、遅延回路１７が出力するパルス
信号の位相を比較してその位相差を求め、例えば８ビッ
トのデジタル信号として多重化伝送装置６に出力する。
多重化伝送装置６は前鉄塔から伝送された信号の後ろに
自鉄塔で求めた位相比較結果を付加して次の鉄塔の多重
化伝送装置に送る。

【００２６】中央装置７は各鉄塔から伝送された位相差
をメモリ８に格納し、各鉄塔から伝送された位相差を比
較して、隣合った地点の位相差が最も大きく異なる区間
に故障区間が含まれると判定する。図４（ｂ）は電界も
しくは磁界センサ１５の出力に基づき基準となるパルス
を発生する回路の変形例であり、同図において、２０は
同図（ａ）に示したパルス発生器１６と同様の電界もし
くは磁界センサの出力が負から正に変わる０クロス点な
どにパルス信号を発生するパルス発生器、２１は電源周
波数に略等しい周波数のパルス信号を出力するパルス発
振器であり、送電線正常時におけるパルス発生器２０が
出力するパルス信号により発生周期が較正される。

【００２７】図４（ｂ）に示す変形例においては、パル
ス発振器２１が発生するパルス信号の周期を、送電線正
常時におけるパルス発生器２０の出力により較正してい
るので、事故発生後においても、パルス発振器２１は位
相比較の基準となるパルス信号を発生することができ
る。なお、図４（ａ），（ｂ）に示した実施例において
は、電界もしくは磁界センサ１５の出力により生成した
パルス信号を遅延回路１７もしくはパルス発生器２１に
与えて基準となるパルス信号を得ているが、電界もしく
は磁界センサ１５の設置箇所を適切に選定すれば、パル
ス発生器１６もしくは２０の出力をそのまま位相比較の
ための基準信号として用いることもできる。

【００２８】すなわち、一相地絡等の場合には、電界も
しくは磁界の位相は事故電流にあまり影響されず、パル
ス発生器１６もしくは２０の出力パルス位相は正常時の
位相とはあまり変わらないので、遅延回路１７もしくは
パルス発振器２１を設けずに位相比較を行うことができ
る。また、上記実施例においては、電界センサあるいは
磁界センサのいずれかの出力により位相比較の基準とな
るパルス信号を得ているが、電界センサと磁界センサを
両方設け、その２つのセンサの出力により基準となる信
号を得ることもできる。

【００２９】さらに、上記実施例においては、光ファイ
バを介して多重化伝送装置より中央装置に位相差信号を
伝送する例を示したが、各鉄塔において求めた位相差信
号を例えば、自動車電話等のような無線信号により中央
装置に伝送することもできる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明においては、送電線の電力線より発生する電界、
磁界はどの地点でも同位相である点に着目し、各地点の
電力線より発生する電界、磁界の位相と各地点の架空地
線電流との位相差を検出し、各地点における上記位相差
に基づき故障区間を標定するようにしているので、ＣＴ
と位相比較器間に専用の光ファイバを配設することな
く、精度の高い位相比較を行うことができるとともに、
中央装置に伝送する信号は各鉄塔において求めた位相差
信号であるので、電流波形を伝送する場合のように高速
で高価な多重化伝送装置を用いることなく、送電線の故
障区間を標定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す図である。

【図２】故障区間標定装置の鉄塔への設置状態を示す図
である。

【図３】本発明における故障区間標定原理を示す図であ
る。

【図４】各鉄塔に設置した故障区間標定装置の具体的実
施例を示す図である。

【符号の説明】

１ 送電系統 １ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ，１
ｉ，３１送電線鉄塔 ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ， 故障区間標定装置 ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，４，４ａ，４ｂ，４ｃ，４
ｄ，１６，２０パルス発生器 ５，５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ 位相判別装置 ６，６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ， 多重伝送装置 ７ 中央装置 ８ メモリ １１ ＣＴ １２ 電気光変換器 １３ 光電気変換器 １４ フィルタ １５ 電界もしくは磁界セン
サ １７ 遅延回路 ３０ 架空地線

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 異なる地点の架空地線電流の位相差を比
   較して、比較結果に基づき送電線の故障区間の標定を行
   う故障区間標定方法において、 各地点の電力線より発生する電界もしくは磁界、また
   は、電界および磁界の位相と各地点の架空地線電流との
   位相差を検出し、各地点における上記位相差に基づき故
   障区間を標定することを特徴とする故障区間標定方法。
2. 【請求項２】 事故直前の電力線より発生する電界もし
   くは磁界、または、電界および磁界の位相と架空地線電
   流との位相差を検出することを特徴とする請求項１の故
   障区間標定方法。
3. 【請求項３】 事故直前の電力線より発生する電界もし
   くは磁界、または、電界および磁界の位相によりその発
   生周期が較正される商用周波数のパルス信号と架空地線
   電流との位相差を検出することを特徴とする請求項１の
   故障区間標定方法。