JPH0810242B2 - 地中送電線路の故障区間標定システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は地中送電線路の故障区間標定システムに関
し、特に、地絡電流の絶対値（以下、「レベル」とい
う）と位相に基づいて地絡点を標定する地中送電線路の
故障区間標定システムに関する。

〔背景技術〕

地中送電線路の地絡区間を標定するシステムとして、
地絡時のシース回路電流を線路長手方向に適当な間隔で
設けた電流検出装置で検出し、その電流の絶対値ならび
に位相の分布から地絡区間を特定するシステムが提案さ
れている。即ち、ケーブルの絶縁破壊によって導体とシ
ースが短絡した場合に、シースに流れる電流のレベルお
よび位相が地絡点を境にして大きく変化することを利用
して故障区間の標定を行うものであり、その原理を第４
図（ａ），（ｂ）により説明する。これらの図におい
て、導体42が絶縁体42aによって絶縁されてシース43に
挿入されることにより地中送電線路41を形成している。
第４図（ａ）においては、この導体42の両端が電源44に
接続されており、同図（ｂ）において導体42の右端側が
電源44に接続され、左端側が負荷45に接続されている。

正常な状態では、電源44からの送電により電流は導体
42内を矢印47方向に流れている。このようなケーブル41
に地絡が生じると、地絡点46を境にしてその両側では導
体電流47が反転してシース43内を流れるシース電流48が
生じる（同図（ａ））。即ち、地絡点46の左右ではシー
ス43内を流れるシース電流の位相に約180゜のずれを生
じる。一方、同図（ｂ）では地絡点46で導体42内の導体
電流47の大部分がシース電流48,48Aとなって流れる。こ
の場合、地絡点46よりも負荷45側のシース43を流れるシ
ース電流48Aが少なくなる。このため、地絡点46を中心
として電源44側のシース電流48のレベルに比べて負荷45
側のシース電流48Aのレベルが小さくなり、電流値が急
変する。このようなシース電流の位相の反転およびその
電流値の急変は地中送電線路の給電条件などによってい
ずれか一方、または双方が併合して起こる。従って、所
定部位のシース電流のレベル、位相を測定し、その測定
値を他の部位のシース電流、位相と比較することにより
地絡点の評点が可能となる。このシステムでは、区間判
定は電流測定個所単位で行うことになり、そのため線路
全長にわたって適当な間隔で電流検出装置が設けられ
る。それによって、地絡時の電流を複数の個所で同一の
タイミングで測定し、それらを順次比較する。電流測定
個所は通常、クロスボンド線を有するIJB（絶縁接続
箱）等の部分であり、計器用変流器によって検出され
る。検出電流は光信号に変換され、光ファイバによって
処理局に伝送され、各部位の電流の波形再生とともに故
障区間の判定処理がなされる。光信号による伝送は外部
からの遊動障害の影響を回避することができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述したように、故障区間の判定は隣接する各部位に
おける地絡電流のレベルならびに位相の相対比較を順次
行い、変化の大きいところを見いだすようにしているた
め、データ取込みの同時性が要求される。これは、特
に、位相比較の場合に重要になる。複数部位のデータは
多チャンネルからなるメモリレコーダ等に取り込まれる
が、そのタイミングは該当チャンネルのうちいずれか１
つの信号をトリガーとし同時に取り込まれるのが一般で
ある。従って、線路全長の情報を１個所に集めて処理で
きれば問題ないが、実用上は次の問題がある。

情報が膨大となることから、それに対応したコンピュ
ータが必要となり、かつ、処理時間が長くなる。地絡
情報は光ファイバケーブルで伝送されるため、伝送距離
の制約を受ける。換言すれば、許容伝送距離を越える長
さの線路には適用できない。

これらの問題は線路を長さ方向に複数の領域に分割
し、各領域毎にデータを処理する処理局（以下、中間
局」という）を設けることで解決できる。しかしなが
ら、複数の中間局の間で各メモリーレコーダに前述した
同時性をもたせることが非常に難しくなり、中間局毎に
トリガーのタイミングが異なってしまう恐れがある。地
絡電流のレベル、位相とも相対的な比較であるから中間
局単位では判定には支障はないが、必然的に中間局と中
間局の境界では位相が大きく変わってしまう恐れがあ
り、誤判定の要因になるという問題がある。

従って、本発明の目的は複数の中間局間の同時性を確
保することができ、それによって判定の信頼性および精
度を向上させる地中送電線路の故障区間標定システムを
提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記の目的を達成するため、地中送電線路を
複数の故障区間判定領域に分割し、各領域の境界に接地
される電流検出装置の地絡電流信号をその境界の隣接す
る両領域に対応する両中間局に供給するという概念の地
中送電線路の故障区間標定システムを提供する。

本発明の地中線路の故障区間標定システムにおいて
は、地中送電線路が長さ方向に複数の故障区間判定領域
に分割され、各領域に対応して中間局が設けられてい
る。各領域には、適当な間隔で電流検出装置が設けられ
る。電流検出装置が検出する地絡電流は、必要に応じて
整流され、然る後光信号に変換される。この光信号は光
ファイバーケーブルを介してその領域に対応する中間局
へ伝送される。ここで、各領域の境界に設置される電流
検出装置の地絡電流信号はその境界に隣接する両領域に
対応する両中間局に同時に、かつ、レベルおよび位相を
変化させることなく供給される。従って、その境界の地
絡電流信号をトリガーとすれば、伝送されてくるデータ
は複数の中間局の間で同時性を有した状態でメモリーレ
コーダに格納される。この場合、各領域の境界で検出さ
れた地絡電流信号に基づいて、唯一１個の発光ダイオー
ドを発光させ、この発光ダイオードの発光をオプチカル
・カプラーで二等分させることで、レベルおよび位相が
等しい二つの光信号を得る。この得られた光信号が、望
ましくは、長さが等しくされた２本の光ファイバーケー
ブルを介して両中間局へ伝送される。この光信号が両中
間局において、同時性を与えるトリガー信号として利用
される。当然、データとしての処理も受けることにな
る。尚、本発明では、本発明では、親局は必ずしも必要
ではなく、中間局の一つが親局として機能しても良い。

〔実施例〕

以下、本発明の地中送電線路の故障区間標定システム
を詳細に説明すると、第１図は本発明システムの概念を
示したもので、電力ケーブル線路100の長手方向にシー
ス回路電流を測定するための変流器200,300が適当な間
隔で設けられている。変流器200,300の取付け位置は、
例えば、単心ケーブルのIJB（絶縁接続箱）におけるク
ロスボンド線であり、その場合には、３相分一括合成さ
れていることが望ましい。

変流器200,300の出力は各々電気／光変換器400で各々
の中間局500に送られる。中間局500は変流器200,300の
電流情報を厚め、それをもとに故障区間を判定する。電
力ケーブル線路100は区間A,B,Cに分割されており、それ
に対応して中間局A500,B500,C500が設けられている。こ
こで、区間A,B,Cの境界にある変流器300は隣接する中間
局500のために、地絡電流を検出する。例えば、区間A,B
の境界の変流器300は中間局A500と中間局B500のために
地絡電流を検出し、区間B,Cの境界の変流器300は中間局
B500と中間局C500のために地絡電流を検出する。中間局
A500,B500,C500は親局600に接続されている。

第２図は境界の変流器300に接続される電気／光変換
器400の部分の回路図である。回路構成を説明すると、
ボンド線310等に流れる電流を検出変流器300と、その電
流を光信号に変換する電気／光変換回路400とから構成
されている。電気／光変換開路400は整流用抵抗R1,R2と
整流用ダイオードD1〜D4で構成された整流回路とこの整
流用開路に連絡された１つの発光ダイオードPDおよび発
光ダイオードPDに直列に挿入された抵抗R3から構成され
ている。発光ダイオードPDは電気信号を光信号に変換す
るものであり、電気信号のレベルに見合った強度の光を
検出する。この唯一１個の発光ダイオードPDに対してオ
プチカル・カプラー340を設け、発光ダイオードPDの発
光を二等分する。二等分された光を各々光ファイバケー
ブル330で隣接する２個所の中間局A500,B500に送るよう
にした。

従って、区間A,Bの境界に位置する変流器300が地絡電
流を検出すると、検出抵抗Rdの両端に電圧信号として表
れる。この電圧信号が抵抗R1,R2およびダイオードD1〜D
4よりなる整流回路で整流される。このようにして整流
された電圧が発光ダイオードPDおよび抵抗R3の直列回路
に加えられる。これによって発光ダイオードPDが駆動さ
れ、駆動電流に基づいて発光する。発光による光はオプ
チカル・カプラー340で二等分され、同一レベル（強
度）、同一位相の２つの光信号をつくり出す。二等分さ
れた２つの光信号は各々光ファイバーケーブル330を介
して伝送され、２つの中間局A500,B500で受光され、そ
こで光電変換される。このため、この信号をトリガーと
して変流器200から伝送されてくる信号をメモリーレコ
ーダに格納すると、格納されたデータは中間局A500,B50
0の間で同時性を有することになる。従って、同時性を
有するデータを処理することによって信頼性の高い故障
点の標定が得られる。

〔発明の効果〕

以上説明した通り、本発明の地中送電線路の故障区間
標定システムによれば、隣接する領域の境界に設けた電
流検出部から入力した故障電流信号に基づいて光信号を
前記境界に隣接するそれぞれ２つの中間データ局へ出力
するものとしたことで、中間局間のトリガー時間のズレ
による位相差を解消でき、故障区間判定の信頼性、確度
を向上させるという所期の目的は十分に達成できるのは
勿論、電気／光変換部では発光ダイオードを１個とし、
その発光ダイオードの光をオプチカル・カプラーで二等
分させ、二等分された光を光ファイバーケーブルで隣接
する２つの中間データ処理局へ伝送するようにしたの
で、境界点で２個の発光ダイオードを必要としていた従
来例に対して、長尺の線路における多数個所で設ける発
光ダイオードの数を大幅に減らすことができるものであ
る。境界点での電気・光変換部の発光ダイオードを隣接
する領域に対して唯一１個で対応して光源を共通化し、
オプチカル・カプラーで二等分としたことは、隣接する
中間局に対して提供する２つの光信号の同一レベル、位
相に関する同時性をより確実にすることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による地中送電線路の故障区間標定シス
テムの概念を示す系統図、第２図は本発明のシステムで
使われる電気／光変換部の回路図、第３図（ａ），
（ｂ）は地中送電線路の故障区間標定システムの原理を
説明する説明図。 符号の説明 100:ケーブル線路 200,300:変流器 310:ボンド線 340:オプチカル・カプラー 400:電気／光変換部 500:中間局 600:親局 PD:発光ダイオード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 宏資 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社電線研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−150177（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】地中送電線路の長さ方向に区分された複数
   の領域に対応して設けられた複数の中間データ処理局
   と、 前記複数の領域およびその境界にそれぞれ設けられ、故
   障電流に応じた故障電流信号を出力する複数の電流検出
   部と、 前記故障電流信号を光信号に変換し、光ファイバケーブ
   ルを介して対応する前記中間データ処理局へ伝送する電
   気／光変換部と、 前記複数の中間データ処理局のデータ処理結果に基づい
   て前記地中送電線路の故障区間を標定する中央データ処
   理局とを備えてなる地中送電線路の故障区間標定システ
   ムにおいて、 前記境界に設けられた前記電流検出部から入力した前記
   故障電流信号に基づいて前記光信号を前記境界に隣接す
   る２つの中間データ処理局へそれぞれ出力する電気／光
   変換部においては、発光ダイオードを１個とし、その１
   個の発光ダイオードの光をオプチカル・カプラーで二等
   分させ、二等分された光を光ファイバケーブルで前記境
   界に隣接する２つの中間データ処理局へそれぞれ伝送す
   ることをとする地中送電線路の故障区間標定システム。