JPH09329640A - 送電線故障電圧検出方法および装置 - Google Patents
送電線故障電圧検出方法および装置Info
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- JPH09329640A JPH09329640A JP9038575A JP3857597A JPH09329640A JP H09329640 A JPH09329640 A JP H09329640A JP 9038575 A JP9038575 A JP 9038575A JP 3857597 A JP3857597 A JP 3857597A JP H09329640 A JPH09329640 A JP H09329640A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】送電線の零相電圧検出用の電圧センサを設置す
る際の調整項目が多く、その作業に熟練と多大な時間お
よび労力を必要とする問題を解決し、設置位置調整を事
実上必要としない電圧センサの故障時および正常時の出
力に基づいて零相電流や故障相電流を検出し、故障種別
の判別もできる送電線故障電流検出方法および装置を提
供すること。 【解決手段】送電線鉄塔内に、送電線の正常時にも出力
を発生するように位置に、少なくとも１つの電圧センサ
を設け、送電線の正常時および事故発生時における各電
圧センサの出力電圧ベクトルの差および／または前記差
の平均値を演算することにより、零相電流や故障相電流
を検出する。また差ベクトルの位相／レベルを、予め準
備された判定基準に照合して故障種別／故障相を判定す
る。
る際の調整項目が多く、その作業に熟練と多大な時間お
よび労力を必要とする問題を解決し、設置位置調整を事
実上必要としない電圧センサの故障時および正常時の出
力に基づいて零相電流や故障相電流を検出し、故障種別
の判別もできる送電線故障電流検出方法および装置を提
供すること。 【解決手段】送電線鉄塔内に、送電線の正常時にも出力
を発生するように位置に、少なくとも１つの電圧センサ
を設け、送電線の正常時および事故発生時における各電
圧センサの出力電圧ベクトルの差および／または前記差
の平均値を演算することにより、零相電流や故障相電流
を検出する。また差ベクトルの位相／レベルを、予め準
備された判定基準に照合して故障種別／故障相を判定す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は送電線故障電圧検出
方法および装置に関し、特に送電線鉄塔に設置した電極
体より構成された電圧センサの出力に基づいて故障時の
零相電圧および故障相電圧などを検出する方法および装
置に関する。
方法および装置に関し、特に送電線鉄塔に設置した電極
体より構成された電圧センサの出力に基づいて故障時の
零相電圧および故障相電圧などを検出する方法および装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】送電線の地絡故障時に発生する零相電圧
を検出する方法としては、従来より送電線鉄塔に設置し
た複数の電極体（各送電線の送電電圧に応じて誘導電圧
のベクトル和を出力する）からなる電圧センサの設置位
置を調整することで零相電圧を得ることが知られてい
る。例えば、本出願人の提案にかかる実開昭６０−４１
８６６号公報では、複数の電極体に生じた電位の合成値
又は単一の電極体の電位が、電力線各相の電圧が等しい
場合に零または微少となるように、各電力線と電極体間
の電気容量や距離を予め調整しておき、送電線に事故が
発生した場合に電極体と大地間に発生する電圧を検出す
ることにより、零相電圧を検出している。
を検出する方法としては、従来より送電線鉄塔に設置し
た複数の電極体（各送電線の送電電圧に応じて誘導電圧
のベクトル和を出力する）からなる電圧センサの設置位
置を調整することで零相電圧を得ることが知られてい
る。例えば、本出願人の提案にかかる実開昭６０−４１
８６６号公報では、複数の電極体に生じた電位の合成値
又は単一の電極体の電位が、電力線各相の電圧が等しい
場合に零または微少となるように、各電力線と電極体間
の電気容量や距離を予め調整しておき、送電線に事故が
発生した場合に電極体と大地間に発生する電圧を検出す
ることにより、零相電圧を検出している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述の電極体の電気容
量の調整による零相電圧検出方法では、複数又は単一の
電極体からなる電圧センサと各送電線からの距離すなわ
ち設置位置を調整して、電圧センサの正常時における合
成出力を零又は極小にする必要があるが、前記合成出力
は送電線を支持している鉄塔の各アーム長やアーム間隔
に依存するため、相互に関連する調整項目が多く、合成
出力を零又は極小にするような設置位置を決定するには
熟練と多大な時間および労力を必要とする。特に、４回
線併架鉄塔等では、被検出回線以外の送電電圧も影響を
及ぼすため合成出力を零にすることが極めて難しいとい
う問題がある。更に、零相電圧のみを検出する様に調整
するため、零相電圧が発生しない短絡故障の場合は電圧
センサの出力は零となり、短絡時に発生する相電圧は検
出することが出来ない等の問題もある。
量の調整による零相電圧検出方法では、複数又は単一の
電極体からなる電圧センサと各送電線からの距離すなわ
ち設置位置を調整して、電圧センサの正常時における合
成出力を零又は極小にする必要があるが、前記合成出力
は送電線を支持している鉄塔の各アーム長やアーム間隔
に依存するため、相互に関連する調整項目が多く、合成
出力を零又は極小にするような設置位置を決定するには
熟練と多大な時間および労力を必要とする。特に、４回
線併架鉄塔等では、被検出回線以外の送電電圧も影響を
及ぼすため合成出力を零にすることが極めて難しいとい
う問題がある。更に、零相電圧のみを検出する様に調整
するため、零相電圧が発生しない短絡故障の場合は電圧
センサの出力は零となり、短絡時に発生する相電圧は検
出することが出来ない等の問題もある。
【０００４】本発明の目的は、送電線の故障電圧を検出
するための送電線鉄塔に設置した電極体からなる電圧セ
ンサを用い、実質上の調整なしで容易に、送電線の地絡
故障時に発生する零相電圧や短絡時に発生する相電圧を
得ることのできる送電線故障電圧検出方法および装置を
提供することにある。
するための送電線鉄塔に設置した電極体からなる電圧セ
ンサを用い、実質上の調整なしで容易に、送電線の地絡
故障時に発生する零相電圧や短絡時に発生する相電圧を
得ることのできる送電線故障電圧検出方法および装置を
提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】送電線鉄塔内の、当該送
電線のある１相に対する感度が他の少なくとも１つの相
に対する感度とは異なるような位置に、当該送電線の正
常時にも出力を発生するように電圧センサを配置して送
電線の各相電圧の関数である各相誘導電圧のベクトル和
に相当する合成電圧ベクトルを検出出力する。出力合成
電圧ベクトルは、地絡故障時には少なくとも近似的に零
相電圧を代表し、短絡時には故障相電圧を代表する。ま
た前記電圧センサの事故発生時の出力と正常時の出力と
の差である減算電圧ベクトルを演算する。前記減算電圧
ベクトルは、送電線の地絡事故時の零相電圧に相当す
る。
電線のある１相に対する感度が他の少なくとも１つの相
に対する感度とは異なるような位置に、当該送電線の正
常時にも出力を発生するように電圧センサを配置して送
電線の各相電圧の関数である各相誘導電圧のベクトル和
に相当する合成電圧ベクトルを検出出力する。出力合成
電圧ベクトルは、地絡故障時には少なくとも近似的に零
相電圧を代表し、短絡時には故障相電圧を代表する。ま
た前記電圧センサの事故発生時の出力と正常時の出力と
の差である減算電圧ベクトルを演算する。前記減算電圧
ベクトルは、送電線の地絡事故時の零相電圧に相当す
る。
【０００６】また前記電圧センサを送電線鉄塔内の複数
位置に装備してそれぞれ合成電圧ベクトルを検出し、各
電圧センサごとの事故発生時出力と正常時出力との差ベ
クトルの平均電圧ベクトルを演算すると、前記平均ベク
トルで地絡故障時のゼロ相電圧を実質的に代表させるこ
とができる。前記平均電圧ベクトルは、少なくとも２つ
の前記電圧センサの、当該送電線の正常時における出力
と故障発生時における出力との差である減算電圧ベクト
ルをそれぞれ演算し、その平均ベクトルを求めることに
よって得られる。
位置に装備してそれぞれ合成電圧ベクトルを検出し、各
電圧センサごとの事故発生時出力と正常時出力との差ベ
クトルの平均電圧ベクトルを演算すると、前記平均ベク
トルで地絡故障時のゼロ相電圧を実質的に代表させるこ
とができる。前記平均電圧ベクトルは、少なくとも２つ
の前記電圧センサの、当該送電線の正常時における出力
と故障発生時における出力との差である減算電圧ベクト
ルをそれぞれ演算し、その平均ベクトルを求めることに
よって得られる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の１
実施例を説明する。図１は平行２回線同相配列の標準的
な送電鉄塔に本発明を適用した場合の電圧センサ取付状
態の１例を示す概略図である。鉄塔１のそれぞれのアー
ムに碍子を介して２回線の３相電力線Ａ１、Ｂ１、Ｃ
１、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２が吊されている。電極体で構成さ
れ、各電力線からの誘導電圧を検出する上部および下部
電圧センサ２ｕ、２ｄがほぼ電力線Ａ１、Ａ２を結んだ
線および電力線Ｃ１、Ｃ２を結んだ線上にそれぞれ設置
されている。
実施例を説明する。図１は平行２回線同相配列の標準的
な送電鉄塔に本発明を適用した場合の電圧センサ取付状
態の１例を示す概略図である。鉄塔１のそれぞれのアー
ムに碍子を介して２回線の３相電力線Ａ１、Ｂ１、Ｃ
１、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２が吊されている。電極体で構成さ
れ、各電力線からの誘導電圧を検出する上部および下部
電圧センサ２ｕ、２ｄがほぼ電力線Ａ１、Ａ２を結んだ
線および電力線Ｃ１、Ｃ２を結んだ線上にそれぞれ設置
されている。
【０００８】この場合、上部および下部電圧センサ２
ｕ、２ｄでそれぞれ得られる誘導（出力）電圧は電力線
からの距離の逆数に比例する。そこで、上部電圧センサ
２ｕの各相電力線に対する感度の比を１：０．４：０．
２と仮定した場合の電圧ベクトル図を図２に示す。ベク
トルＶA 、ＶB 、ＶC は、電力線Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ａ
２、Ｂ２、Ｃ２に平衡な三相電圧が印加されており、全
ての電力線がＡ１の位置にある（すなわち、各電力線と
センサ２ｕとの距離がすべて等しい）と仮定した場合の
電圧センサ２ｕに及ぼすＡ、Ｂ、Ｃ相電圧成分を示す。
ｕ、２ｄでそれぞれ得られる誘導（出力）電圧は電力線
からの距離の逆数に比例する。そこで、上部電圧センサ
２ｕの各相電力線に対する感度の比を１：０．４：０．
２と仮定した場合の電圧ベクトル図を図２に示す。ベク
トルＶA 、ＶB 、ＶC は、電力線Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ａ
２、Ｂ２、Ｃ２に平衡な三相電圧が印加されており、全
ての電力線がＡ１の位置にある（すなわち、各電力線と
センサ２ｕとの距離がすべて等しい）と仮定した場合の
電圧センサ２ｕに及ぼすＡ、Ｂ、Ｃ相電圧成分を示す。
【０００９】正常時に上部電圧センサ２ｕに誘導される
電圧成分は、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相の感度比が前述のように
１：０．４：０．２であることを考慮すると、図２
（Ａ）に示すように、ＶUA：ＶUB：ＶUC＝１．０：０．
４：０．２となる。そして上部電圧センサ２ｕの出力電
圧ＶU は前記各電圧成分ＶUA、ＶUB、ＶUCの合成ベクト
ルであるから、式（１）で表される。なお本明細書にお
いて、符号＊は乗算を表わす。
電圧成分は、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相の感度比が前述のように
１：０．４：０．２であることを考慮すると、図２
（Ａ）に示すように、ＶUA：ＶUB：ＶUC＝１．０：０．
４：０．２となる。そして上部電圧センサ２ｕの出力電
圧ＶU は前記各電圧成分ＶUA、ＶUB、ＶUCの合成ベクト
ルであるから、式（１）で表される。なお本明細書にお
いて、符号＊は乗算を表わす。
【００１０】 ＶU ＝１．０＊ＶA ＋０．４＊ＶB ＋０．２＊ＶC ＝ＶUA＋ＶUB＋ＶUC ……（１） Ａ相で１線地絡故障が発生したと仮定すると、同図
（Ｂ）のように、各相の電圧はＶAG＝０、ＶBG、ＶCGと
なるので、零相電圧Ｖo は式（２）で表される。 Ｖo ＝ＶAG＋ＶBG＋ＶCG ＝０＋（ＶB −ＶA ）＋（ＶC −ＶA ）＝−３ＶA ……（２） 上部電圧センサ２ｕに誘導されるＡ相、Ｂ相、Ｃ相の電
圧成分は、前記感度比を考慮するとＶUAG 、ＶUBG 、Ｖ
UCG となるので、上部電圧センサ２ｕの出力電圧ＶUGは
これらの合成ベクトルとなり、式（３）で表される。
（Ｂ）のように、各相の電圧はＶAG＝０、ＶBG、ＶCGと
なるので、零相電圧Ｖo は式（２）で表される。 Ｖo ＝ＶAG＋ＶBG＋ＶCG ＝０＋（ＶB −ＶA ）＋（ＶC −ＶA ）＝−３ＶA ……（２） 上部電圧センサ２ｕに誘導されるＡ相、Ｂ相、Ｃ相の電
圧成分は、前記感度比を考慮するとＶUAG 、ＶUBG 、Ｖ
UCG となるので、上部電圧センサ２ｕの出力電圧ＶUGは
これらの合成ベクトルとなり、式（３）で表される。
【００１１】 ＶUG＝１．０＊ＶAG＋０．４＊ＶBG＋０．２＊ＶCG ＝ＶUAG ＋ＶUBG ＋ＶUCG ＝（ＶA −ＶA ）＋０．４＊（ＶB −ＶA ）＋０．２＊（ＶC −ＶA ） ＝−０．６＊ＶA ＋０．４＊ＶB ＋０．２＊ＶC ……（３） 前記出力電圧ＶUGは各電力線に対するセンサ感度が各相
で異なるため零相電圧Ｖo からずれている。しかし、こ
のずれは前記出力電圧ＶUGから平常時の出力電圧ＶU
（図２のＡ）を減算することによって補正でき、図２
（Ｂ）の零相成分ＶUoが算出される。これをＡ相地絡の
場合について示すと、前記の式（１）〜（３）を用いて
次のように表わされる。
で異なるため零相電圧Ｖo からずれている。しかし、こ
のずれは前記出力電圧ＶUGから平常時の出力電圧ＶU
（図２のＡ）を減算することによって補正でき、図２
（Ｂ）の零相成分ＶUoが算出される。これをＡ相地絡の
場合について示すと、前記の式（１）〜（３）を用いて
次のように表わされる。
【００１２】 ＶUo＝ＶUG−ＶU ＝｛−０．６＊ＶA ＋０．４＊ＶB ＋０．２＊ＶC ｝ −（１．０＊ＶA ＋０．４＊ＶB ＋０．２＊ＶC ） ＝−１．６＊ＶA ＝（−１．６／−３）Ｖo ＝０．５３Ｖo ……（４） なお、ＶA を基準ベクトルとし、時計回りを負とした場
合のＶU 、ＶUG、Ｖo、ＶUoの大きさおよび向きはつぎ
のようになる。 ＶU ＝０．７２（−１４゜） ＶUG＝０．９２（−１６９゜） Ｖo ＝３．０（１８０゜） ＶUo＝１．６（１８０゜） すなわち、Ａ相地絡の場合のセンサ２ｕの出力と正常時
の同出力とのベクトル差であるＶUoは、Ａ相地絡の場合
の零相電圧Ｖo に比例した電圧となる。
合のＶU 、ＶUG、Ｖo、ＶUoの大きさおよび向きはつぎ
のようになる。 ＶU ＝０．７２（−１４゜） ＶUG＝０．９２（−１６９゜） Ｖo ＝３．０（１８０゜） ＶUo＝１．６（１８０゜） すなわち、Ａ相地絡の場合のセンサ２ｕの出力と正常時
の同出力とのベクトル差であるＶUoは、Ａ相地絡の場合
の零相電圧Ｖo に比例した電圧となる。
【００１３】次に下部電圧センサ２ｄの出力電圧につい
て説明する。図３には下部電圧センサ２ｄの各電力線Ａ
〜Ｃに対する感度の比を０．３：０．５：１とした場合
の電圧ベクトル図を示す。正常時に下部電圧センサ２ｄ
に誘導されるＡ相、Ｂ相、Ｃ相の電圧成分は、同図
（Ａ）に示すように、感度比０．３：０．５：１．０を
考慮するとＶLA、ＶLB、ＶLCとなる。下部電圧センサ２
ｄの出力電圧ＶL は前記ベクトルＶLA、ＶLB、ＶLCの合
成であるから、上部電圧センサの場合と同様の演算によ
り、式（５）で表される。
て説明する。図３には下部電圧センサ２ｄの各電力線Ａ
〜Ｃに対する感度の比を０．３：０．５：１とした場合
の電圧ベクトル図を示す。正常時に下部電圧センサ２ｄ
に誘導されるＡ相、Ｂ相、Ｃ相の電圧成分は、同図
（Ａ）に示すように、感度比０．３：０．５：１．０を
考慮するとＶLA、ＶLB、ＶLCとなる。下部電圧センサ２
ｄの出力電圧ＶL は前記ベクトルＶLA、ＶLB、ＶLCの合
成であるから、上部電圧センサの場合と同様の演算によ
り、式（５）で表される。
【００１４】 ＶL ＝０．３＊ＶA ＋０．５＊ＶB ＋１．０＊ＶC ＝ＶLA＋ＶLB＋ＶLC ……（５） Ａ相で１線地絡故障が発生すると、図３（Ｂ）に示すよ
うに、各相の電圧はＶAG＝０、ＶBG、ＶCGとなり、下部
電圧センサ２ｄに誘導されるＡ相、Ｂ相、Ｃ相の電圧成
分は前記感度比を考慮すると、ＶLAG 、ＶLBG ＶLCG と
なる。下部電圧センサ２ｄの出力電圧ＶLGはこれらの合
成であるから、式（６）で表される。 ＶLG＝０．３＊ＶAG＋０．５＊ＶBG＋１．０＊ＶCG ＝ＶLAG ＋ＶLBG ＋ＶLCG ＝０．３＊（ＶA −ＶA ） ＋０．５＊（ＶB −ＶA ）＋１．０＊（ＶC −ＶA ） ＝−１．５＊ＶA ＋０．５＊ＶB ＋ＶC …… （６） 前記出力電圧ＶLGは、上部電圧センサ２ｕの場合と同様
に、感度が各相で異なるため零相電圧Ｖo からずれてい
るが、つぎの式（７）に示すように、出力電圧ＶLGから
平常時の出力電圧ＶL を減算した電圧ＶLoは零相電圧Ｖ
o に比例したものとなる。
うに、各相の電圧はＶAG＝０、ＶBG、ＶCGとなり、下部
電圧センサ２ｄに誘導されるＡ相、Ｂ相、Ｃ相の電圧成
分は前記感度比を考慮すると、ＶLAG 、ＶLBG ＶLCG と
なる。下部電圧センサ２ｄの出力電圧ＶLGはこれらの合
成であるから、式（６）で表される。 ＶLG＝０．３＊ＶAG＋０．５＊ＶBG＋１．０＊ＶCG ＝ＶLAG ＋ＶLBG ＋ＶLCG ＝０．３＊（ＶA −ＶA ） ＋０．５＊（ＶB −ＶA ）＋１．０＊（ＶC −ＶA ） ＝−１．５＊ＶA ＋０．５＊ＶB ＋ＶC …… （６） 前記出力電圧ＶLGは、上部電圧センサ２ｕの場合と同様
に、感度が各相で異なるため零相電圧Ｖo からずれてい
るが、つぎの式（７）に示すように、出力電圧ＶLGから
平常時の出力電圧ＶL を減算した電圧ＶLoは零相電圧Ｖ
o に比例したものとなる。
【００１５】 ＶLo＝ＶLG−ＶL ＝｛−１．５＊ＶA ＋０．５＊ＶB ＋１．０＊ＶC ｝ −（０．３＊ＶA ＋０．５＊ＶB ＋１．０＊ＶC ） ＝−１．８＊ＶA ＝（−１．８／−３）Ｖo ＝０．６Ｖo ……（７） 上述のように、各電力線への相対感度が異なる上部電圧
センサ２ｕと下部電圧センサ２ｄの、それぞれの故障時
の出力電圧ベクトルから正常時の出力電圧ベクトルを減
算して得られるＶUoとＶLoはほぼ同じ電圧ベクトルとな
る。
センサ２ｕと下部電圧センサ２ｄの、それぞれの故障時
の出力電圧ベクトルから正常時の出力電圧ベクトルを減
算して得られるＶUoとＶLoはほぼ同じ電圧ベクトルとな
る。
【００１６】また一般的に、電圧センサの各電力線に対
する感度をα、β、γとすると、正常時に電圧センサか
ら出力される電圧ＶN は式（８）で表わされる。 ＶN ＝α＊ＶA ＋β＊ＶB ＋γ＊ＶC ……（８） Ａ相で地絡が発生した場合に電圧センサから出力される
電圧ＶG は式（９）で表わされる。
する感度をα、β、γとすると、正常時に電圧センサか
ら出力される電圧ＶN は式（８）で表わされる。 ＶN ＝α＊ＶA ＋β＊ＶB ＋γ＊ＶC ……（８） Ａ相で地絡が発生した場合に電圧センサから出力される
電圧ＶG は式（９）で表わされる。
【００１７】 ＶG ＝α＊（ＶA −ＶA ）＋β＊（ＶB −ＶA ）＋γ＊（ＶC −ＶA ） ＝−（β＋γ）＊ＶA ＋β＊ＶB ＋γ＊ＶC …… （９） 地絡時の出力電圧ＶG から正常時の出力電圧ＶN を減算
したＶo ’は式（１０）となる。 Ｖo ’＝ＶG −ＶN ＝−（β＋γ）＊ＶA ＋β＊ＶB ＋γ＊ＶC −（α＊ＶA ＋β＊ＶB ＋γ＊ＶC ） ＝（α＋β＋γ）＊ＶA ＝−（α＋β＋γ）＊１／３＊Ｖo ……（１０） 式（１０）から、地絡時のセンサの電圧出力ベクトルか
ら正常時の電圧出力ベクトルを減算することにより、電
圧センサの各電力線への感度の相違とは無関係に零相電
圧Ｖo に比例した電圧を得ることが出来ることが解る。
更に、図２（Ａ）から分かるように、正常時の上部電圧
センサ２ｕの出力電圧ベクトルＶU の位相はＡ相電圧
（一般的には、センサ感度の最も大きい相の電圧）のそ
れに近いので、正常時の上部電圧センサ２ｕの出力電圧
ベクトルＶU の位相を基準とし、減算して得られた電圧
ベクトルＶUoの位相を計測することで、Ｖo の位相角を
近似的に算出することが出来る。
したＶo ’は式（１０）となる。 Ｖo ’＝ＶG −ＶN ＝−（β＋γ）＊ＶA ＋β＊ＶB ＋γ＊ＶC −（α＊ＶA ＋β＊ＶB ＋γ＊ＶC ） ＝（α＋β＋γ）＊ＶA ＝−（α＋β＋γ）＊１／３＊Ｖo ……（１０） 式（１０）から、地絡時のセンサの電圧出力ベクトルか
ら正常時の電圧出力ベクトルを減算することにより、電
圧センサの各電力線への感度の相違とは無関係に零相電
圧Ｖo に比例した電圧を得ることが出来ることが解る。
更に、図２（Ａ）から分かるように、正常時の上部電圧
センサ２ｕの出力電圧ベクトルＶU の位相はＡ相電圧
（一般的には、センサ感度の最も大きい相の電圧）のそ
れに近いので、正常時の上部電圧センサ２ｕの出力電圧
ベクトルＶU の位相を基準とし、減算して得られた電圧
ベクトルＶUoの位相を計測することで、Ｖo の位相角を
近似的に算出することが出来る。
【００１８】上記のように、減算することで各電圧セン
サの電力線に対する相対感度に依存せず零相電圧Ｖo に
比例した電力電圧を得ることができるので、電圧センサ
の取付位置の調整は不要となる。又、４回線の場合も同
様に他の回線の影響によらず零相電圧に比例した電圧を
得ることができることは、前述と同じ解析と演算によっ
て容易に証明できる。
サの電力線に対する相対感度に依存せず零相電圧Ｖo に
比例した電力電圧を得ることができるので、電圧センサ
の取付位置の調整は不要となる。又、４回線の場合も同
様に他の回線の影響によらず零相電圧に比例した電圧を
得ることができることは、前述と同じ解析と演算によっ
て容易に証明できる。
【００１９】次に２線地絡の場合について説明する。図
４はＡ、Ｂ相地絡の故障点における電圧ベクトル図であ
り、同図の（Ａ）は上部電圧センサ２ｕに関するもの、
（Ｂ）は下部電圧センサ２ｄに関するものである。Ａ、
Ｂの２相が地絡した場合の零相電圧Ｖo はＶCGとなり、
ＶC の１．５倍となることが知られており、Ａ相地絡の
場合と同様に、各電力線に対するセンサ感度の差を考慮
した上部電圧センサ２ｕの出力電圧ＶUABGは式（１１）
で表される。
４はＡ、Ｂ相地絡の故障点における電圧ベクトル図であ
り、同図の（Ａ）は上部電圧センサ２ｕに関するもの、
（Ｂ）は下部電圧センサ２ｄに関するものである。Ａ、
Ｂの２相が地絡した場合の零相電圧Ｖo はＶCGとなり、
ＶC の１．５倍となることが知られており、Ａ相地絡の
場合と同様に、各電力線に対するセンサ感度の差を考慮
した上部電圧センサ２ｕの出力電圧ＶUABGは式（１１）
で表される。
【００２０】 ＶUABG＝０．２＊ＶCG＝０．２＊１．５＊ＶC ＝０．３＊ＶC またＶo ＝ＶAG＋ＶBG＋ＶCG＝ＶCG＝１．５ＶC 、 かつ（ＶAG＝ＶBG＝０）であるから、 ＶUABG＝０．２＊Ｖo …… （１１） このＶUABG から、式（１）で表わされる正常時の電圧
ＶU を減算して得られる電圧ＶUoは式（１２）で表され
る。
ＶU を減算して得られる電圧ＶUoは式（１２）で表され
る。
【００２１】 ＶUo＝ＶUABG−ＶU ＝０．３＊ＶC −（１．０＊ＶA ＋０．４＊ＶB ＋０．２＊ＶC ） （ＶA ＋ＶB ＋ＶC ＝０であるから） ＝−０．６＊ＶA ＋（１/ ３）＊Ｖo ……（１２） Ａ、Ｂ相地絡の場合はＣ相電圧しか生じていないため、
前記の減算では、電圧ＶU が余分に補正してしまい、零
相電圧Ｖo から位相がずれてしまう結果となる。
前記の減算では、電圧ＶU が余分に補正してしまい、零
相電圧Ｖo から位相がずれてしまう結果となる。
【００２２】一方、下部電圧センサ２ｄの出力電圧ＶLA
BGから、式（５）で表わされる正常時の電圧ＶL を減算
した電圧ＶLoは下記の式（１３）で表わされ、上部セン
サの場合の電圧ＶUoと同様に零相電圧Ｖo からずれてし
まう。 ＶLo＝ＶLABG−ＶL ＝１．５＊ＶC −（０．３＊ＶA ＋０．５＊ＶB ＋ＶC ） ＝０．２＊ＶA ＋（２/ ３）＊Ｖo ……（１３） しかし、図４（Ａ）および（Ｂ）の対比から分るよう
に、前記２つの電圧ベクトルＶUoとＶLoは零相電圧Ｖo
を挟んで、互いに反対側へずれるから、電圧ＶUoとＶLo
の平均をとれば零相電圧Ｖo に近似した平均電圧ベクト
ルＶULo を算出することが可能となる。
BGから、式（５）で表わされる正常時の電圧ＶL を減算
した電圧ＶLoは下記の式（１３）で表わされ、上部セン
サの場合の電圧ＶUoと同様に零相電圧Ｖo からずれてし
まう。 ＶLo＝ＶLABG−ＶL ＝１．５＊ＶC −（０．３＊ＶA ＋０．５＊ＶB ＋ＶC ） ＝０．２＊ＶA ＋（２/ ３）＊Ｖo ……（１３） しかし、図４（Ａ）および（Ｂ）の対比から分るよう
に、前記２つの電圧ベクトルＶUoとＶLoは零相電圧Ｖo
を挟んで、互いに反対側へずれるから、電圧ＶUoとＶLo
の平均をとれば零相電圧Ｖo に近似した平均電圧ベクト
ルＶULo を算出することが可能となる。
【００２３】上述したところから分かるように、ベクト
ルＶULo を正確にゼロ相電圧Ｖo に一致させるために
は、式（１２）と式（１３）の第１項の係数の絶対値を
等しくする必要がある。式（１２）の第１の項の係数
０．６は上部電圧センサ２ｕのＡ相に対する感度１から
Ｂ相に対する感度０．４を引いた値であり、式（１３）
の第１項の係数０．２は下部電圧センサ２ｄのＢ相に対
する感度０．５からＡ相に対する感度０．３を引いた値
である。
ルＶULo を正確にゼロ相電圧Ｖo に一致させるために
は、式（１２）と式（１３）の第１項の係数の絶対値を
等しくする必要がある。式（１２）の第１の項の係数
０．６は上部電圧センサ２ｕのＡ相に対する感度１から
Ｂ相に対する感度０．４を引いた値であり、式（１３）
の第１項の係数０．２は下部電圧センサ２ｄのＢ相に対
する感度０．５からＡ相に対する感度０．３を引いた値
である。
【００２４】それ故に、上部電圧センサ２ｕのＡ〜Ｃ相
電力線に対する感度をα１、β１、γ１、下部センサ２
ｄのＡ〜Ｃ相電力線に対する感度をα２、β２、γ２と
すると、ＡＢ相地絡の場合にＶUoとＶLoの平均をとるこ
とによって零相電圧Ｖo に比例した電圧ベクトルを得る
ため、すなわち式（１２）および式（１３）の第１項の
係数の絶対値を等しくするための各電圧センサ２ｕ、２
ｄの設置位置は、 α１−β１＝β２−α２ を満足する位置となる。また、ＢＣ相地絡やＣＡ相地絡
の場合に零相電圧Ｖo に比例した電圧ベクトルを得るた
めの上部下部の電圧センサの設置位置は、それぞれつぎ
のようになる。
電力線に対する感度をα１、β１、γ１、下部センサ２
ｄのＡ〜Ｃ相電力線に対する感度をα２、β２、γ２と
すると、ＡＢ相地絡の場合にＶUoとＶLoの平均をとるこ
とによって零相電圧Ｖo に比例した電圧ベクトルを得る
ため、すなわち式（１２）および式（１３）の第１項の
係数の絶対値を等しくするための各電圧センサ２ｕ、２
ｄの設置位置は、 α１−β１＝β２−α２ を満足する位置となる。また、ＢＣ相地絡やＣＡ相地絡
の場合に零相電圧Ｖo に比例した電圧ベクトルを得るた
めの上部下部の電圧センサの設置位置は、それぞれつぎ
のようになる。
【００２５】 β１−γ１＝γ２−β２（ＢＣ地絡の場合の条件） γ１−α１＝α２−γ２（ＣＡ地絡の場合の条件） 以上の解析より、次式の条件を満足する位置に上部およ
び下部センサ２ｕ、２ｄを配置すればよいことが分る。 α１＋α２＝β１＋β２＝γ１＋γ２ つまり、どの２線地絡の場合でも誘導電圧を検出する上
部および下部電圧センサ２ｕ、２ｄを、鉄塔内の異なる
任意の箇所に２個設置し、各センサの出力電圧波形の平
均をとることによって零相電圧に（近似的に）比例した
電圧波形を得ることが出来る。したがって、本発明によ
れば電圧センサの取付位置の調整が不要、または実質上
不要な程度まで簡略化することができる。
び下部センサ２ｕ、２ｄを配置すればよいことが分る。 α１＋α２＝β１＋β２＝γ１＋γ２ つまり、どの２線地絡の場合でも誘導電圧を検出する上
部および下部電圧センサ２ｕ、２ｄを、鉄塔内の異なる
任意の箇所に２個設置し、各センサの出力電圧波形の平
均をとることによって零相電圧に（近似的に）比例した
電圧波形を得ることが出来る。したがって、本発明によ
れば電圧センサの取付位置の調整が不要、または実質上
不要な程度まで簡略化することができる。
【００２６】図４において、ＶA を基準ベクトルとし、
時計回りを負とした場合の前記各ベクトルＶo 、ＶU 、
ＶUABG、ＶUo、ＶL 、ＶLABG、ＶLo、ＶULo の大きさお
よび位相角はつぎの通りになる。前述のように、ベクト
ルＶU の位相角はＡ相電圧のそれに近いので、下記の位
相角は近似的にベクトルＶU を基準とする位相角とみる
ことができる。このような位相角を予め判定基準として
準備しておくことにより、故障時に得られた位相角に基
づいて１線地絡か２線地絡かの識別、および地絡した相
の特定をすることができる。 Ｖo ＝１．５（１２０゜） ＶU ＝０．７２（−１４゜） ＶUABG＝０．３（１２０゜） ＶUo＝０．９５（１５３゜） ＶL ＝０．６２（１３８゜） ＶLo＝０．９２（１０９゜） ＶLABG＝１．５（１２０゜） ＶULo ＝０．９４（１３１゜） 次に、短絡故障の場合について説明する。図５にＡＢ相
短絡の場合の故障点における電圧ベクトル図を示す。同
図（Ａ）は上部電圧センサ２ｕに関するもの、（Ｂ）は
下部センサ２ｄに関するものである。ＡＢ相短絡が発生
すると、相電圧ＶAS 、ＶBS は同じベクトルとなり、
ＶCSは逆方向でＶASの２倍の大きさを持つベクトルとな
る。このため、上部および下部電圧センサ２ｕ、２ｄの
各電力線に対する感度が等しければ、電圧センサの出力
電圧は零となるが、本発明では、一般的に、前記両電圧
センサの各電力線に対する感度は等しくならないから、
出力電圧は零とならない。
時計回りを負とした場合の前記各ベクトルＶo 、ＶU 、
ＶUABG、ＶUo、ＶL 、ＶLABG、ＶLo、ＶULo の大きさお
よび位相角はつぎの通りになる。前述のように、ベクト
ルＶU の位相角はＡ相電圧のそれに近いので、下記の位
相角は近似的にベクトルＶU を基準とする位相角とみる
ことができる。このような位相角を予め判定基準として
準備しておくことにより、故障時に得られた位相角に基
づいて１線地絡か２線地絡かの識別、および地絡した相
の特定をすることができる。 Ｖo ＝１．５（１２０゜） ＶU ＝０．７２（−１４゜） ＶUABG＝０．３（１２０゜） ＶUo＝０．９５（１５３゜） ＶL ＝０．６２（１３８゜） ＶLo＝０．９２（１０９゜） ＶLABG＝１．５（１２０゜） ＶULo ＝０．９４（１３１゜） 次に、短絡故障の場合について説明する。図５にＡＢ相
短絡の場合の故障点における電圧ベクトル図を示す。同
図（Ａ）は上部電圧センサ２ｕに関するもの、（Ｂ）は
下部センサ２ｄに関するものである。ＡＢ相短絡が発生
すると、相電圧ＶAS 、ＶBS は同じベクトルとなり、
ＶCSは逆方向でＶASの２倍の大きさを持つベクトルとな
る。このため、上部および下部電圧センサ２ｕ、２ｄの
各電力線に対する感度が等しければ、電圧センサの出力
電圧は零となるが、本発明では、一般的に、前記両電圧
センサの各電力線に対する感度は等しくならないから、
出力電圧は零とならない。
【００２７】ここでは上述のように、上部電圧センサ２
ｕの感度比を１：０．４：０．２、下部電圧センサ２ｄ
の感度比を０．３：０．５：１と仮定しているから、上
部電圧センサ２ｕの出力電圧ＶUAB 、下部電圧センサ２
ｄの出力電圧ＶLAB は式（１４）で表わされる。 ＶUAB ＝ＶAS＋０．４＊ＶBS＋０．２＊ＶCS （−ＶCS＝２ＶAS＝２ＶBSであるから） ＝−０．５＊ＶCS＝−０．５＊ＶC ＶLAB ＝０．３＊ＶAS＋０．５＊ＶBS＋ＶCS ＝０．６＊ＶCS＝０．６＊ＶC ＝−１．２＊ＶUAB …… （１４） 図５の（Ａ）および（Ｂ）からも分るように、ＶUAB は
ＶASと同方向のベクトルとなり、ＶLAB はＶC と同方向
のベクトルとなる。すなわち、短絡故障の場合も故障時
の相電圧と同方向の電圧波形を、前記センサ出力に基づ
いて得ることが出来る。
ｕの感度比を１：０．４：０．２、下部電圧センサ２ｄ
の感度比を０．３：０．５：１と仮定しているから、上
部電圧センサ２ｕの出力電圧ＶUAB 、下部電圧センサ２
ｄの出力電圧ＶLAB は式（１４）で表わされる。 ＶUAB ＝ＶAS＋０．４＊ＶBS＋０．２＊ＶCS （−ＶCS＝２ＶAS＝２ＶBSであるから） ＝−０．５＊ＶCS＝−０．５＊ＶC ＶLAB ＝０．３＊ＶAS＋０．５＊ＶBS＋ＶCS ＝０．６＊ＶCS＝０．６＊ＶC ＝−１．２＊ＶUAB …… （１４） 図５の（Ａ）および（Ｂ）からも分るように、ＶUAB は
ＶASと同方向のベクトルとなり、ＶLAB はＶC と同方向
のベクトルとなる。すなわち、短絡故障の場合も故障時
の相電圧と同方向の電圧波形を、前記センサ出力に基づ
いて得ることが出来る。
【００２８】また、上部および下部電圧センサ２ｕ、２
ｄの出力電圧ベクトルＶUAB とＶLAB は互いに逆相とな
っており、正常時の各センサ出力を減算して得られる電
圧ベクトルＶUSとＶLSも逆相となる。これらの電圧ベク
トルはつぎの式（１５）で表される。 ＶUS＝ＶUAB −ＶU ＝−０．５＊ＶC −（１．０＊ＶA ＋０．４＊ＶB ＋０．２＊ＶC ） ＝０．３＊（２＊ＶB ＋ＶC ） ＶLS＝ＶLAB −ＶL ＝０．６＊ＶC −（０．３＊ＶA ＋０．５＊ＶB ＋ＶC ） ＝−０．１＊（２＊ＶB ＋ＶC ） ＝−（１/ ３）＊ＶUAB ……（１５） 以上のように、本発明では、正常時に上部および下部電
圧センサ２ｕ、２ｄから出力電圧が得られるように前記
両センサを配置しておき、演算処理によって故障時の零
相電圧を算出するようにしているため、短絡故障の場合
には相電圧と同方向の電圧波形を得ることができるよう
になる。
ｄの出力電圧ベクトルＶUAB とＶLAB は互いに逆相とな
っており、正常時の各センサ出力を減算して得られる電
圧ベクトルＶUSとＶLSも逆相となる。これらの電圧ベク
トルはつぎの式（１５）で表される。 ＶUS＝ＶUAB −ＶU ＝−０．５＊ＶC −（１．０＊ＶA ＋０．４＊ＶB ＋０．２＊ＶC ） ＝０．３＊（２＊ＶB ＋ＶC ） ＶLS＝ＶLAB −ＶL ＝０．６＊ＶC −（０．３＊ＶA ＋０．５＊ＶB ＋ＶC ） ＝−０．１＊（２＊ＶB ＋ＶC ） ＝−（１/ ３）＊ＶUAB ……（１５） 以上のように、本発明では、正常時に上部および下部電
圧センサ２ｕ、２ｄから出力電圧が得られるように前記
両センサを配置しておき、演算処理によって故障時の零
相電圧を算出するようにしているため、短絡故障の場合
には相電圧と同方向の電圧波形を得ることができるよう
になる。
【００２９】３個の電圧センサを各相の電力線Ａ、Ｂ、
Ｃの横にそれぞれ設置する場合も、以上に述べたのと同
様の解析により、Ｂ相の横に設置した電圧センサ（図示
せず）については、各電力線に対する感度をＡ相：Ｂ
相：Ｃ相＝０．５：１：０．５と仮定すると、減算電圧
ベクトルＶMoは下式（１６）で表わされる。 ＶMo＝１．５＊０．５＊ＶC −（０．５＊ＶA ＋１＊ＶB ＋０．５＊ＶC ） ＝０．５＊ＶA ＋（２／３）＊Ｖo ……（１６） また前述のように、ＡおよびＣ相電力線の横に設置した
電圧センサ２ｕ、２ｄの故障時の出力電圧から正常時の
電圧を減算した差電圧ベクトルは式（１２）、（１３）
で示される。式（１６）の第１項の係数（絶対値）は式
（１２）の値より小さく式（１３）の値より大きい値と
なり、３つの減算電圧ベクトルＶUo、ＶLo、ＶMoの平均
電圧ベクトルを求めることで零相電圧に比例した電圧を
得ることが出来る。
Ｃの横にそれぞれ設置する場合も、以上に述べたのと同
様の解析により、Ｂ相の横に設置した電圧センサ（図示
せず）については、各電力線に対する感度をＡ相：Ｂ
相：Ｃ相＝０．５：１：０．５と仮定すると、減算電圧
ベクトルＶMoは下式（１６）で表わされる。 ＶMo＝１．５＊０．５＊ＶC −（０．５＊ＶA ＋１＊ＶB ＋０．５＊ＶC ） ＝０．５＊ＶA ＋（２／３）＊Ｖo ……（１６） また前述のように、ＡおよびＣ相電力線の横に設置した
電圧センサ２ｕ、２ｄの故障時の出力電圧から正常時の
電圧を減算した差電圧ベクトルは式（１２）、（１３）
で示される。式（１６）の第１項の係数（絶対値）は式
（１２）の値より小さく式（１３）の値より大きい値と
なり、３つの減算電圧ベクトルＶUo、ＶLo、ＶMoの平均
電圧ベクトルを求めることで零相電圧に比例した電圧を
得ることが出来る。
【００３０】図１０に本発明を適用した送電線故障電圧
検出装置の１実施例のブロック図を示す。なお電圧セン
サ２ｕおよび２ｄの出力処理は、各系列別に同じように
行なわれるので、図では、繁雑化を避けるために、電圧
センサの出力処理系列については電圧センサ２ｕに関す
る構成のみを示し、電圧センサ２ｄに関する構成は図示
を省略している。３以上の電圧センサが使用される場合
も同様である。上部電圧センサ２ｕの出力は遅延回路３
１および減算回路３２に供給される。減算回路３２には
遅延回路３１の出力も転送され、上部電圧センサ２ｕの
出力から遅延回路３１の出力が減ぜられ、得られた差信
号は故障成分メモリ４１に供給される。前記差信号は、
明らかなように、正常値からの変動分として現れる故障
成分に相当する故障成分波形データである。遅延回路３
１の出力は正常波形メモリ４２に保存される。
検出装置の１実施例のブロック図を示す。なお電圧セン
サ２ｕおよび２ｄの出力処理は、各系列別に同じように
行なわれるので、図では、繁雑化を避けるために、電圧
センサの出力処理系列については電圧センサ２ｕに関す
る構成のみを示し、電圧センサ２ｄに関する構成は図示
を省略している。３以上の電圧センサが使用される場合
も同様である。上部電圧センサ２ｕの出力は遅延回路３
１および減算回路３２に供給される。減算回路３２には
遅延回路３１の出力も転送され、上部電圧センサ２ｕの
出力から遅延回路３１の出力が減ぜられ、得られた差信
号は故障成分メモリ４１に供給される。前記差信号は、
明らかなように、正常値からの変動分として現れる故障
成分に相当する故障成分波形データである。遅延回路３
１の出力は正常波形メモリ４２に保存される。
【００３１】故障発生検出器４４は、公知のどのような
ものでもよく、故障判定のために予め設定された設定値
（レベル）４３と前記故障成分波形データとを比較し、
後者が前者を設定数サイクルの間以上継続して超えたと
きは故障信号４６を発生する。これに応答して、前記故
障成分波形データが故障成分メモリ４１に、また演算処
理前の検出電圧波形データ（すなわち、故障発生前の正
常時デ−タ）が正常波形メモリ４２にそれぞれ記憶され
る。前記各メモリとしては、例えばＦＩＦＯ(First-In-
First-Out)メモリが利用できる。また、故障成分波形デ
ータは減算回路の出力から直接取り込んでもよい。この
場合、メモリ４２への前記検出電圧波形データの記憶量
をメモリ４１への前記故障成分波形データの記憶量の２
倍程度にするのが望ましい。例えば、前記故障成分波形
データを５サイクル分、前記検出電圧波形データを１０
サイクル分記憶するのが好都合である。なお、前記正常
時波形データとしては、平常時の各センサの検出電圧波
形データを（半）固定的に記憶したものを用いてもよ
い。
ものでもよく、故障判定のために予め設定された設定値
（レベル）４３と前記故障成分波形データとを比較し、
後者が前者を設定数サイクルの間以上継続して超えたと
きは故障信号４６を発生する。これに応答して、前記故
障成分波形データが故障成分メモリ４１に、また演算処
理前の検出電圧波形データ（すなわち、故障発生前の正
常時デ−タ）が正常波形メモリ４２にそれぞれ記憶され
る。前記各メモリとしては、例えばＦＩＦＯ(First-In-
First-Out)メモリが利用できる。また、故障成分波形デ
ータは減算回路の出力から直接取り込んでもよい。この
場合、メモリ４２への前記検出電圧波形データの記憶量
をメモリ４１への前記故障成分波形データの記憶量の２
倍程度にするのが望ましい。例えば、前記故障成分波形
データを５サイクル分、前記検出電圧波形データを１０
サイクル分記憶するのが好都合である。なお、前記正常
時波形データとしては、平常時の各センサの検出電圧波
形データを（半）固定的に記憶したものを用いてもよ
い。
【００３２】ピークレベル検出器５１は、前記故障成分
メモリ４１に記憶された故障成分波形データを供給され
てそのピーク値を検出する。位相計測器５２は、故障成
分メモリ４１から転送される故障成分波形データの前記
正常波形メモリ４２からの信号に対する位相差、すなわ
ち電圧センサの正常時の電圧波形データを基準にした故
障成分波形データの位相を計測する。前記ピーク値およ
び位相差によって減算電圧ベクトルが表わされる。故障
種別判別部６０は、地絡／短絡故障判定のためのそれぞ
れの設定値６３を供給され、前記ピークレベル検出器５
１および／または位相計測器５２からの出力信号を各設
定値と対比して、前述のような故障種別を判定し決定す
る。１対の電圧センサ２ｕ、２ｄの出力に対応する減算
電圧ベクトルの平均値を求めるときは、両電圧センサの
処理系列の減算回路出力または故障成分メモリに記憶さ
れた故障成分波形データの平均値を求めるための演算回
路を図１０の回路に追加すれば良い。
メモリ４１に記憶された故障成分波形データを供給され
てそのピーク値を検出する。位相計測器５２は、故障成
分メモリ４１から転送される故障成分波形データの前記
正常波形メモリ４２からの信号に対する位相差、すなわ
ち電圧センサの正常時の電圧波形データを基準にした故
障成分波形データの位相を計測する。前記ピーク値およ
び位相差によって減算電圧ベクトルが表わされる。故障
種別判別部６０は、地絡／短絡故障判定のためのそれぞ
れの設定値６３を供給され、前記ピークレベル検出器５
１および／または位相計測器５２からの出力信号を各設
定値と対比して、前述のような故障種別を判定し決定す
る。１対の電圧センサ２ｕ、２ｄの出力に対応する減算
電圧ベクトルの平均値を求めるときは、両電圧センサの
処理系列の減算回路出力または故障成分メモリに記憶さ
れた故障成分波形データの平均値を求めるための演算回
路を図１０の回路に追加すれば良い。
【００３３】図６〜９は本発明を種々の形式の送電線鉄
塔に適用した場合の電圧センサの配置例を示すもので、
図６は水平配列送電線の場合、図７は１回線垂直配列送
電線の場合、図８は三角配列送電線の場合、図９は４回
線装架鉄塔の場合である。いずれの場合も、ある１つの
相に対する電圧センサの感度が、他の相に対する感度よ
りも大きくなるように、少なくとも１つの電圧センサを
設置すれば、送電線の故障時における電圧センサの出力
電圧波形から正常時の出力電圧波形を減算することで、
零相電圧を検出できるし、減算した波形同士の位相比
較、予め設定された位相に対する位相比較や予め設定さ
れたレベルに対するレベル比較を、前述と同様に行なう
ことによって、送電線の故障種別又は故障相の判別が可
能となる。
塔に適用した場合の電圧センサの配置例を示すもので、
図６は水平配列送電線の場合、図７は１回線垂直配列送
電線の場合、図８は三角配列送電線の場合、図９は４回
線装架鉄塔の場合である。いずれの場合も、ある１つの
相に対する電圧センサの感度が、他の相に対する感度よ
りも大きくなるように、少なくとも１つの電圧センサを
設置すれば、送電線の故障時における電圧センサの出力
電圧波形から正常時の出力電圧波形を減算することで、
零相電圧を検出できるし、減算した波形同士の位相比
較、予め設定された位相に対する位相比較や予め設定さ
れたレベルに対するレベル比較を、前述と同様に行なう
ことによって、送電線の故障種別又は故障相の判別が可
能となる。
【００３４】なお、前記電圧センサ２ｕ、２ｄは特定の
相電圧を取り出すため、特定相の影響が最も強くなる
（特定相に対する検出感度が最も大きくなる）ような位
置に置かれる。本実施例では、Ａ相及びＣ相電力線の間
にそれぞれ設置し、電圧センサ２ｕ、２ｄの出力電圧と
しては、ほぼＡ相又はＣ相の電圧に比例した電圧が得ら
れるようにしているが、Ｂ相電力線の間に置いてもかま
わない。また各電圧センサの設置位置は、鉄塔１の両側
の対応相位置にある１対の電線（Ａ１とＡ２又はＢ１と
Ｂ２など）を結ぶ線上であればどこでもよい。なお前述
のように、各電圧センサの出力は各別に独立に処理され
ることができ、その場合は個々の出力に基づいて故障判
断を行なうことができる。
相電圧を取り出すため、特定相の影響が最も強くなる
（特定相に対する検出感度が最も大きくなる）ような位
置に置かれる。本実施例では、Ａ相及びＣ相電力線の間
にそれぞれ設置し、電圧センサ２ｕ、２ｄの出力電圧と
しては、ほぼＡ相又はＣ相の電圧に比例した電圧が得ら
れるようにしているが、Ｂ相電力線の間に置いてもかま
わない。また各電圧センサの設置位置は、鉄塔１の両側
の対応相位置にある１対の電線（Ａ１とＡ２又はＢ１と
Ｂ２など）を結ぶ線上であればどこでもよい。なお前述
のように、各電圧センサの出力は各別に独立に処理され
ることができ、その場合は個々の出力に基づいて故障判
断を行なうことができる。
【００３５】電圧センサ２ｕ（２ｄ）では、地絡時には
上および下センサの両方共零相電圧が得られ、短絡時は
最も影響が大きい相（すなわち、感度が最も高い相；本
実施例では、それぞれＡ相およびＣ相）の電圧に比例し
た波形が得られる。電圧センサ２ｕ、２ｄの故障成分と
して現れる地絡時の零相電圧と短絡時の短絡電圧とで
は、零相電圧の方が短絡電圧より大きいので、電圧セン
サ２ｕ、２ｄの故障成分が予定の設定レベル以下であれ
ば短絡故障と判定し、反対にその設定レベル以上であれ
ば地絡故障と判定することができる。
上および下センサの両方共零相電圧が得られ、短絡時は
最も影響が大きい相（すなわち、感度が最も高い相；本
実施例では、それぞれＡ相およびＣ相）の電圧に比例し
た波形が得られる。電圧センサ２ｕ、２ｄの故障成分と
して現れる地絡時の零相電圧と短絡時の短絡電圧とで
は、零相電圧の方が短絡電圧より大きいので、電圧セン
サ２ｕ、２ｄの故障成分が予定の設定レベル以下であれ
ば短絡故障と判定し、反対にその設定レベル以上であれ
ば地絡故障と判定することができる。
【００３６】なお、図示例のように電圧センサが複数個
設置されている場合は、複数個のすべての電圧センサの
故障成分として、地絡故障の場合には零相電圧が、また
短絡故障の場合には、各センサが最も影響を受ける相電
圧が現れる。このため、短絡故障の場合の複数個の電圧
センサの故障成分の位相差を事前に計算して設定値を決
めておき、この設定値より複数個の上記電圧センサの故
障成分の位相差が小さい場合は地絡故障、大きい場合は
短絡故障と判別することができる。
設置されている場合は、複数個のすべての電圧センサの
故障成分として、地絡故障の場合には零相電圧が、また
短絡故障の場合には、各センサが最も影響を受ける相電
圧が現れる。このため、短絡故障の場合の複数個の電圧
センサの故障成分の位相差を事前に計算して設定値を決
めておき、この設定値より複数個の上記電圧センサの故
障成分の位相差が小さい場合は地絡故障、大きい場合は
短絡故障と判別することができる。
【００３７】また、電圧センサの検出波形の特定相から
の位相ずれを算出し、そのずれ分によって故障成分の位
相を補正し、その位相に基づいて故障種別を判別する方
法も可能である。すなわち、上部電圧センサ２ｕからは
Ａ相に近い位相の出力電圧ベクトルが検出され、また前
記上部電圧センサ２ｕの出力電圧のＡ相からのずれ角
（補正分）は算出することができるので、故障時の出力
電圧ベクトルから正常時の出力電圧ベクトルを減算して
得られる減算電圧ベクトルの、正常時の出力電圧ベクト
ル位相を基準とした位相ずれを計測した後補正して零相
電圧の位相角を求める。零相電圧の位相角は、１線地絡
の場合は６０°、１８０°、３００°に近く、２線地絡
の場合は０°、１２０°、２４０°に近いことが知られ
ているので、前記位相角から故障種別を判別することが
できる。
の位相ずれを算出し、そのずれ分によって故障成分の位
相を補正し、その位相に基づいて故障種別を判別する方
法も可能である。すなわち、上部電圧センサ２ｕからは
Ａ相に近い位相の出力電圧ベクトルが検出され、また前
記上部電圧センサ２ｕの出力電圧のＡ相からのずれ角
（補正分）は算出することができるので、故障時の出力
電圧ベクトルから正常時の出力電圧ベクトルを減算して
得られる減算電圧ベクトルの、正常時の出力電圧ベクト
ル位相を基準とした位相ずれを計測した後補正して零相
電圧の位相角を求める。零相電圧の位相角は、１線地絡
の場合は６０°、１８０°、３００°に近く、２線地絡
の場合は０°、１２０°、２４０°に近いことが知られ
ているので、前記位相角から故障種別を判別することが
できる。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、送電線路の任意の箇所
の鉄塔に電圧センサを取付ける際の設置位置や感度調整
を簡単化（場合によっては、不要化）して所要時間や労
力、熟練度を少なくすることができ、演算処理によって
容易に零相電圧やセンサ出力の故障成分を得ることがで
きるため、各種センサの設計の余裕度が増し、コスト低
減も容易である。また、短絡故障時も電圧センサによっ
て相電圧を検出できるので、電圧センサの演算処理前後
の波形やレベルを比較することによって、故障種別又は
故障相が容易に判別できるようになる。
の鉄塔に電圧センサを取付ける際の設置位置や感度調整
を簡単化（場合によっては、不要化）して所要時間や労
力、熟練度を少なくすることができ、演算処理によって
容易に零相電圧やセンサ出力の故障成分を得ることがで
きるため、各種センサの設計の余裕度が増し、コスト低
減も容易である。また、短絡故障時も電圧センサによっ
て相電圧を検出できるので、電圧センサの演算処理前後
の波形やレベルを比較することによって、故障種別又は
故障相が容易に判別できるようになる。
【図１】本発明を平行２回線同相配列の標準的な送電線
鉄塔に適用した第１実施例における電圧センサの配置例
を示す概略側面図である。
鉄塔に適用した第１実施例における電圧センサの配置例
を示す概略側面図である。
【図２】図１における上部電圧センサの出力を示す電圧
ベクトル図であり、（Ａ）は正常時、（Ｂ）はＡ相地絡
故障時を示す。
ベクトル図であり、（Ａ）は正常時、（Ｂ）はＡ相地絡
故障時を示す。
【図３】図１における下部電圧センサの出力を示す電圧
ベクトル図であり、（Ａ）は正常時、（Ｂ）はＡ相地絡
故障時を示す。
ベクトル図であり、（Ａ）は正常時、（Ｂ）はＡ相地絡
故障時を示す。
【図４】図１におけるＡ、Ｂ相地絡時の電圧ベクトル図
であり、（Ａ）は上部電圧センサの出力、（Ｂ）は下部
電圧センサの出力を示す。
であり、（Ａ）は上部電圧センサの出力、（Ｂ）は下部
電圧センサの出力を示す。
【図５】図１におけるＡＢ相短絡時の電圧ベクトル図で
あり、（Ａ）は上部電圧センサの出力、（Ｂ）は下部電
圧センサの出力を示す。
あり、（Ａ）は上部電圧センサの出力、（Ｂ）は下部電
圧センサの出力を示す。
【図６】本発明を水平配列送電線鉄塔に適用した他の実
施例における電圧センサの配置例を示す概略側面図であ
る。
施例における電圧センサの配置例を示す概略側面図であ
る。
【図７】本発明を垂直配列送電線鉄塔に適用したさらに
他の実施例における電圧センサの配置例を示す概略側面
図である。
他の実施例における電圧センサの配置例を示す概略側面
図である。
【図８】本発明を三角配列送電線鉄塔に適用した別の実
施例における電圧センサの配置例を示す概略側面図であ
る。
施例における電圧センサの配置例を示す概略側面図であ
る。
【図９】本発明を４回線送電線鉄塔に適用したさらに別
の実施例における電圧センサの配置例を示す概略側面図
である。
の実施例における電圧センサの配置例を示す概略側面図
である。
【図１０】本発明の１実施例のブロック図である。
１…送電鉄塔 ２ｕ、ｄ…上部、下部電圧センサ ３１
…遅延回路 ３２…減算回路 ４１…故障成分メモリ
４２…正常波形メモリ ４４…故障発生検出器 ４３…設定値 ５１…ピークレベル検出器 ５２…位相
計測器 ６０…故障種別判別部 ＶA 、ＶB 、ＶC …相
電圧ベクトル Ｖo …零相電圧ベクトル ＶU、ＶL …
上部および下部電圧センサの正常時の出力電圧ベクトル
ＶUo、ＶLo、ＶUS、ＶLS…減算電圧ベクトル
…遅延回路 ３２…減算回路 ４１…故障成分メモリ
４２…正常波形メモリ ４４…故障発生検出器 ４３…設定値 ５１…ピークレベル検出器 ５２…位相
計測器 ６０…故障種別判別部 ＶA 、ＶB 、ＶC …相
電圧ベクトル Ｖo …零相電圧ベクトル ＶU、ＶL …
上部および下部電圧センサの正常時の出力電圧ベクトル
ＶUo、ＶLo、ＶUS、ＶLS…減算電圧ベクトル
Claims (7)
- 【請求項１】送電線鉄塔内の、当該送電線のある１相に
対する感度が他の少なくとも１つの相に対する感度とは
異なるような位置に装備された電圧センサで、当該送電
線の各相電圧の関数である誘導電圧の合成ベクトルを検
出する段階を含み、 前記合成ベクトルは、地絡故障時には少なくとも近似的
に零相電圧を代表し、短絡時には故障相電圧を代表する
ことを特徴とする送電線故障電圧検出方法。 - 【請求項２】送電線鉄塔内の、当該送電線のある１相に
対する感度が他の少なくとも１つの相に対する感度とは
異なるような位置に装備された電圧センサで、当該送電
線の各相電圧の関数である誘導電圧の合成ベクトルを検
出する段階と、 前記電圧センサの事故発生時出力と正常時出力との差を
演算して減算電圧ベクトルを得る段階とを含み、 前記減算電圧ベクトルは、地絡故障時には少なくとも近
似的に零相電圧を代表することを特徴とする送電線故障
電圧検出方法。 - 【請求項３】送電線鉄塔内の異なる箇所の、当該送電線
のある１相に対する感度が他の少なくとも１つの相に対
する感度とは異なるような位置に設けられた複数個の電
圧センサで、当該送電線の各相電圧の関数である誘導電
圧の合成ベクトルをそれぞれ検出する段階と、 各電圧センサごとの事故発生時出力と正常時出力との差
ベクトルの平均電圧ベクトルを演算する段階とを含み、 前記平均電圧ベクトルは、地絡故障時には零相電圧を実
質的に代表することを特徴とする送電線故障電圧検出方
法。 - 【請求項４】前記平均電圧ベクトルを演算する段階は、
各電圧センサごとに、事故発生時出力と正常時出力との
差を演算して減算電圧ベクトルを得る段階と、 前記電圧センサごとの減算電圧ベクトルの平均電圧ベク
トルを演算する段階とよりなることを特徴とする請求項
３に記載の送電線故障電圧検出方法。 - 【請求項５】送電線鉄塔内の、当該送電線のある１相に
対する感度が他の少なくとも１つの相に対する感度とは
異なるような位置に装備され、当該送電線に平衡多相電
圧が印加されている正常時にも出力を発生する電圧セン
サと、 前記電圧センサの、当該送電線の正常時における出力と
故障発生時における出力との差である減算電圧ベクトル
を演算する演算手段とを具備した送電線故障電圧検出装
置。 - 【請求項６】送電線鉄塔内の、当該送電線のある１相に
対する感度が他の少なくとも１つの相に対する感度とは
異なるような複数の位置に装備され、当該送電線に平衡
多相電圧が印加されている正常時にも出力を発生する複
数の電圧センサと、 各電圧センサごとの事故発生時出力と正常時出力との差
ベクトルの平均電圧ベクトルを演算する手段とを具備し
た送電線故障電圧検出装置。 - 【請求項７】前記平均電圧ベクトルを演算する手段は、
少なくとも２つの前記電圧センサの、当該送電線の正常
時における出力と故障発生時における出力との差である
減算電圧ベクトルをそれぞれ演算する演算手段と、 前記各減算ベクトルの平均ベクトルを求める手段とを具
備した請求項６に記載の送電線故障電圧検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03857597A JP3274616B2 (ja) | 1997-02-07 | 1997-02-07 | 送電線故障電圧検出方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03857597A JP3274616B2 (ja) | 1997-02-07 | 1997-02-07 | 送電線故障電圧検出方法および装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16867296A Division JP3274607B2 (ja) | 1996-06-10 | 1996-06-10 | 送電線故障監視方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09329640A true JPH09329640A (ja) | 1997-12-22 |
| JP3274616B2 JP3274616B2 (ja) | 2002-04-15 |
Family
ID=12529096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03857597A Expired - Lifetime JP3274616B2 (ja) | 1997-02-07 | 1997-02-07 | 送電線故障電圧検出方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3274616B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020209242A1 (ja) * | 2019-04-09 | 2020-10-15 | 株式会社和田電業社 | 装置及びプログラム |
| JP2020173242A (ja) * | 2019-04-09 | 2020-10-22 | 株式会社和田電業社 | 装置及びプログラム |
-
1997
- 1997-02-07 JP JP03857597A patent/JP3274616B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020209242A1 (ja) * | 2019-04-09 | 2020-10-15 | 株式会社和田電業社 | 装置及びプログラム |
| JP2020173242A (ja) * | 2019-04-09 | 2020-10-22 | 株式会社和田電業社 | 装置及びプログラム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3274616B2 (ja) | 2002-04-15 |
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