JPH10170590A - 架空−地中線路監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】架空−地中線路の日常的な監視ができる、小型
・軽量な架空−地中線路監視装置を提供する。 【解決手段】架空−地中線路の地中ケーブル部の端部付
近の各相にＣＴ６を取付け、各ＣＴ６の２次回路を並列
に空芯型のソレノイドコイル７に接続して相合成により
地絡電流に比例する磁界を発生させる。ソレノイドコイ
ル７の中心には、この発生磁界を検出するための光磁界
センサ８を設置し、その出力を光ファイバー１０により
光検出器１１に伝送する。光検出器１１から常時取り出
される信号を処理することにより、事故点、故障前兆、
事故様相等の監視を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、架空線と地中線が
混在している架空−地中線路の故障前兆、事故点、事故
様相等の監視に用いられる架空−地中線路監視装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】電力ケーブル等の地中ケーブルの監視装
置としては、例えば特開平２−１１９５２６号、特開平
４−２０７９２２号公報等に示されるように、地中ケー
ブルの各相に設置されたＣＴの出力を電気的に相合成し
整流した後、Ｖ−Ｆ変換してＬＥＤにより光伝送し、光
検出器側で復元して故障位置等を判別する装置が知られ
ている。

【０００３】ところが上記の従来の装置は、事故時にお
けるＣＴの出力電流を電源として利用しているため、事
故時以外の日常的な監視等には利用することができず、
拡張性や汎用性に乏しいという問題があった。また屋外
機器として電子回路を設置する必要があるため、耐サー
ジ対策や防湿対策等、機器外装も含めて重装備となると
いう問題があった。更にＣＴは上記のように回路の電源
機能を分担しているうえ、これに接続される検出回路の
負担も大きいためにＣＴが非常に大型となり、地下の狭
い場所では設置スペースの確保が容易ではないという問
題もあった。

【０００４】また実公平７−３３４６号公報には、三相
交流の高圧送電線の各ケーブルにそれぞれ単相用ＣＴを
取付け、別に設けたギャップ付きＣＴの鉄心のギャップ
部分に光磁界センサを配置し、ケーブルの地絡電流を検
出することが記載されている。しかしこの場合にはギャ
ップ付きＣＴが大型化すること、ギャップ付きＣＴの零
相インピーダンスが大きく単相用ＣＴの負担抵抗増とな
り、単相用ＣＴも大型化するという問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
の問題点を解決し、地中ケーブルの事故の監視だけでな
く、架空−地中線路の日常的な監視にも用いることがで
き、しかも装置の小型化、軽量化を図ることができる架
空−地中線路監視装置を提供するためになされたもので
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた第１の発明は、架空線と地中線が混在して
いる架空−地中線路の地中ケーブル部の各相にＣＴを取
付け、各ＣＴの２次回路を極性を合わせて並列にソレノ
イドコイルに接続して相合成により地絡電流に比例する
磁界を発生させ、この発生磁界を検出するための光磁界
センサをこのソレノイドコイルの中心に設置し、その出
力を光ファイバーにより光検出器に伝送するようにした
ことを特徴とするものである。また第２の発明は、架空
線と地中線が混在している架空−地中線路の地中ケーブ
ル部の各相にＣＴを取付け、各ＣＴの２次回路を極性を
合わせて並列にソレノイドコイルに接続して相合成によ
り地絡電流に比例する磁界を発生させ、この発生磁界を
検出するための光磁界センサをこのソレノイドコイルの
中心に設置し、その出力を光ファイバーにより光検出器
を備えた事故様相判別器に伝送し、常時監視される零相
電流波形・その絶対値・発生時間により線路故障時の事
故点及び事故様相を判別することを特徴とするものであ
る。更に第３の発明は、架空線と地中線が混在している
架空−地中線路の地中ケーブル部の各相にＣＴを取付
け、各ＣＴの２次回路を極性を合わせて並列にソレノイ
ドコイルに接続して相合成により地絡電流に比例する磁
界を発生させ、この発生磁界を検出するための光磁界セ
ンサをこのソレノイドコイルの中心に設置し、その出力
を光ファイバーにより光検出器を備えた故障前兆判別器
に伝送し、常時監視される零相電流波形・その絶対値・
発生時間により故障前兆を判別することを特徴とするも
のである。なお、何れの発明でもソレノイドコイルを、
他磁界シールドケース以外には磁路を形成する磁性材料
を使用しない空芯型のソレノイドコイルとすることが好
ましく、光磁界センサを素子厚みにより検出感度が可変
である希土類ガーネット結晶を用いたものとすることが
好ましく、ＣＴを架空−地中線路の地中ケーブル部の端
部に取付けることが好ましい。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に本発明の好ましい実施形態
を示す。図１〜図４は本発明の第１の実施形態を示す図
であり、図１において１、１は鉄塔２、２等に支持され
た３相交流送電用の架空電線、３は中間の地中ケーブル
である。架空電線１と接続される地中ケーブル部の端部
には、図２に示すようなケーブルヘッド５が設置されて
いる。図３に示すように、ケーブルヘッド５の下部の各
相の地中ケーブル３には、それぞれＣＴ６が取付けられ
ている。

【０００８】各ＣＴ６の２次回路は、３相合成により１
次地絡電流を検出できるように、その２次回路をすべて
極性を合わせて並列にソレノイドコイル７に接続してあ
る。ソレノイドコイル７の中心には、３相合成により地
絡電流に比例する磁界が発生するので、図４のようにフ
ァラディー素子等を用いた光磁界センサ８によって、こ
の発生磁界を光信号に変換する。センサヘッド内に収納
されたソレノイドコイル７は、他磁界シールドケース９
以外には磁路を形成する磁性材料を使用しない空芯型と
してあるため、ＣＴ６の負担は鉄心を使用した従来品に
比較して非常に軽く、ＣＴ６の小型化を図ることができ
る。

【０００９】光磁界センサ８としては、例えば素子厚み
により検出感度が可変である希土類ガーネット結晶（Ｙ
ＩＧ）を用いることができる。この希土類ガーネット結
晶は検出感度の調整が容易であるため、ＣＴ６の小型化
に応じた設計を行い易い利点がある。このようにソレノ
イドコイル７と光磁界センサ８とを組み合わせた構成を
取れば、従来のように電子回路等の能動素子を使用して
いないため、無電源方式とすることができ、部品点数の
少ないシンプルな構成とすることができる。また機器の
小型化と軽量化を図ることができる。

【００１０】図１に示すように、光センサユニットの出
力は光ファイバー１０により光検出器１１に伝送され、
電気信号に戻される。本発明の装置は変電所の地絡リレ
ーの動作条件以下の電流（微地絡電流等）をも無電源方
式により常時検出して監視できるので、地中ケーブル３
を含めた電気設備の事故のみならず、事故の前兆をも監
視することができる。以下に光検出器１１以降の動作に
ついて説明する。

【００１１】〔事故点の監視〕図１に示すように両電源
方式の架空−地中線路の場合、本発明のＣＴ６は地中ケ
ーブル部３の両端部に取り付けられる。このため、図５
に示すように地絡事故が地中ケーブル部３で発生した
か、架空電線１で発生したかによって事故電流の方向が
変化し、地中ケーブル部３の両端部のＣＴ６で事故電流
の方向を監視してそれらを比較することによって、事故
点の監視が可能となる。特に架空−地中線路の場合に
は、事故点が地中ケーブル部３であるか架空電線部１で
あるかを判別することが重要であるため、本発明による
効果は大きい。

【００１２】〔事故様相の監視〕地絡事故が発生した場
合の零相電流波形やその絶対値は、事故原因によって異
なることが知られている。例えば金属による地絡事故の
電流波形は比較的単純な商用周波数の波形となるが、樹
木の接触による地絡事故の電流波形は高周波成分を含ん
だ複雑な波形となり、動物の接触による地絡事故の電流
波形はまた異なる波形となる。そこで例えば図６に示す
フローに従って地絡電流波形の分析を行う事故様相判別
器１２を光検出器１１に接続し、事故発生前後の波形の
スペクトル解析を行えば、事故様相の判別が可能とな
る。

【００１３】〔故障前兆の監視〕また、本発明では事故
が発生しない場合にも微地絡電流等を常時検出できるの
で、例えば図７に示すフローに従って故障前兆判別器１
３により故障前兆の監視が可能である。即ち、検出され
た零相電流から零相循環電流を差し引いて機器微小洩れ
電流値のみを抽出し、その電流値、周波数、発生頻度等
を過去の故障前兆現象と比較し、相関性の有無に基づい
て故障前兆の監視が可能である。なお地絡事故原因に
は、特別高圧ケーブル部、変圧器、開閉器、リアクトル
等の様々な部分の劣化や故障が考えられるが、地中ケー
ブル部３の微地絡電流等からこれらの機器の内部の事故
原因を判定することは必ずしも容易ではない。しかし、
碍子類（磁器碍子、モールド等）の汚損・塵埃付着・氷
雪付着等による絶縁劣化については本発明の装置によっ
て故障前兆の監視が可能であり、故障前兆が認められた
場合には地絡事故発生注意報を出力し、碍子類の保守を
行うことによって事故を未然に防止することができる。

【００１４】図８、図９に示す第２の実施形態は、本発
明を既設設備に適用した例を示すものである。即ち、特
開平２−１１９５２６号、特開平４−２０７９２２号公
報等に示されるように、地中ケーブル３の各相に設置さ
れたＣＴ６の出力を電気的に相合成しＶ−Ｆ変換してＬ
ＥＤ１４により光伝送する装置が既設設備として存在す
る場合、ＣＴ６の２次回路を既設の入力変換器１５と直
列に空芯型のソレノイドコイル７に接続すればよい。前
記したように本発明で用いられる空芯型のソレノイドコ
イル７は負担が小さいため、このように既設設備の入力
変換器１５に取り付けても現状設計のＣＴで対応でき、
既設設備にほとんど悪影響はない。

【００１５】

【発明の効果】以上に説明したように、本願各発明によ
れば事故点の監視だけでなく、架空−地中線路の日常的
な監視にも用いることができ、故障前兆、事故様相等の
監視を行うことができる。しかも空芯型のソレノイドコ
イルと光磁界センサの組み合わせにより、無電源方式と
することが可能であり、装置の小型化、軽量化を図るこ
とができる。また本発明は架空−地中線路の事故が架空
電線部と地中ケーブル部の何れで発生したかを的確に判
定する上で効果が大きく、事故への対応を適切に行うこ
とができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態を示す配線系統図である。

【図２】ケーブルヘッド部分の側面図である。

【図３】ＣＴとソレノイドコイル部分の斜視図である。

【図４】ソレノイドコイルと光磁界センサを収納したセ
ンサユニット部分の側面図である。

【図５】事故点と事故電流の方向との関係を示す説明図
である。

【図６】事故様相判別器のフローシートである。

【図７】故障前兆判別器のフローシートである。

【図８】第２の実施形態を示す配線系統図である。

【図９】第２の実施形態におけるＣＴとソレノイドコイ
ル部分の斜視図である。

【符号の説明】

１ 架空電線、２ 鉄塔、３ 地中ケーブル、５ ケー
ブルヘッド、６ ＣＴ、７ ソレノイドコイル、８ 光
磁界センサ、９ 他磁界シールドケース、１０光ファイ
バー、１１ 光検出器、１２ 事故様相判別器、１３
故障前兆判別器、１４ ＬＥＤ、１５ 入力変換器

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 架空線と地中線が混在している架空−地
   中線路の地中ケーブル部の各相にＣＴを取付け、各ＣＴ
   の２次回路を極性を合わせて並列にソレノイドコイルに
   接続して相合成により地絡電流に比例する磁界を発生さ
   せ、この発生磁界を検出するための光磁界センサをこの
   ソレノイドコイルの中心に設置し、その出力を光ファイ
   バーにより光検出器に伝送するようにしたことを特徴と
   する架空−地中線路監視装置。
2. 【請求項２】 架空線と地中線が混在している架空−地
   中線路の地中ケーブル部の各相にＣＴを取付け、各ＣＴ
   の２次回路を極性を合わせて並列にソレノイドコイルに
   接続して相合成により地絡電流に比例する磁界を発生さ
   せ、この発生磁界を検出するための光磁界センサをこの
   ソレノイドコイルの中心に設置し、その出力を光ファイ
   バーにより光検出器を備えた事故様相判別器に伝送し、
   常時監視される零相電流波形・その絶対値・発生時間に
   より線路故障時の事故点及び事故様相を判別することを
   特徴とする架空−地中線路監視装置。
3. 【請求項３】 架空線と地中線が混在している架空−地
   中線路の地中ケーブル部の各相にＣＴを取付け、各ＣＴ
   の２次回路を極性を合わせて並列にソレノイドコイルに
   接続して相合成により地絡電流に比例する磁界を発生さ
   せ、この発生磁界を検出するための光磁界センサをこの
   ソレノイドコイルの中心に設置し、その出力を光ファイ
   バーにより光検出器を備えた故障前兆判別器に伝送し、
   常時監視される零相電流波形・その絶対値・発生時間に
   より故障前兆を判別することを特徴とする架空−地中線
   路監視装置。
4. 【請求項４】 ソレノイドコイルが、他磁界シールドケ
   ース以外には磁路を形成する磁性材料を使用しない空芯
   型のソレノイドコイルである請求項１〜３の何れかに記
   載の架空−地中線路監視装置。
5. 【請求項５】 光磁界センサが素子厚みにより検出感度
   が可変である希土類ガーネット結晶を用いたものである
   請求項１〜４の何れかに記載の架空−地中線路監視装
   置。
6. 【請求項６】 ＣＴを架空−地中線路の地中ケーブル部
   の端部に取付けた請求項１〜５の何れかに記載の架空−
   地中線路監視装置。