JPS5819075B2 - ケ−ブルノジコテンソクテイホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は地中に布設され先革心電カケープル等のケーブ
ル線路におけるケーブルの事故点測定方法の改良に関す
る。

事故点を有する地中ケーブル線路において、測定点から
事故点までの距離を簡便に測定する方法として直流パル
スあるいは衝撃波パルスをケーブル線路に送出し、事故
点より生じる反射パルスを受信して距離を測定するいわ
ゆるパルスレーダ法が広く用いられる。

このパルスレーダ法においては、測定点から事故点まで
の距離は次の三方法の何れかによって算出されている。

すなわち、第１の方法としてケーブル内のパルスの伝搬
速度が既知の場合、事故点までの距離ｔは次式で与えら
れる。

ここにＶ：ケーブル中のパルスの伝搬速度ｔ：測定点と
事故点の間をパルスが往復伝搬する時間 これに対する第２の方法としては、事故を起していない
（あるいは健全相の）ケーブルにおける反射を利用する
ものであって、事故点までの距離ｔは次式で与えられる
。

、ｆｆ＝ＬＸ−・・・・・・・・・・・ （２）ここに
Ｌ：ケーブル全体の長さ Ｔ：ケーブル全長をパルスが往復伝搬する時間 ｔ：測定点と事故点との間をパルスが往復伝搬する時間 上記の三方法のうち、前者の方法はパルス伝搬速度Ｖが
既知でなければならないが、伝搬速度Ｖはケーブルの種
類によって異なるため直ちに適用できるとは限らず、し
たがって後者の全長との比；較により事故点を算出する
方法が多用されている。

ところで、後者の方法においては低抵抗の地絡事故があ
る場合には低電圧のパルスを用いて事故相、健全相の夫
々についてあらかじめ伝搬時間を測定し、高抵抗の地絡
事故がある場合には事故相・のケーブルを低電圧のパル
スを用いてケーブル全長に対する伝搬時間を、高電圧の
パルスを用いて事故点までの伝搬時間を夫々求めるとい
う操作が必要であって手数がか５す、測定時間を要する
欠点がある。

１ 本発明は特に地絡事故点を有する地中型カケープル
の事故点測定に際し上述した二度にわたる操作を省いた
能率的な事故点測定法を提案しようとするもので、その
要旨は事故点を有する長尺ケーブル線路に、事故点にお
ける放電開始電圧以上の１波高値を有する緩波頭衝撃電
圧を印加し、前記緩波頭衝撃電圧の昇圧時に発生する波
頭部の階段状波形よりケーブル全長を、事故点において
放電後に発生する、前記階段状波形とは逆極性の立上り
部を有し交互に極性を反転して減衰するパルス状振動波
形より事故点までの距離を測定するケーブルの事故点測
定方法に存する。

以下図面を用いて本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明の１実施例を示す回路図、第２図は本発
明の他の実施例を示す回路図、第３図は第２図の実施例
の装置の各部の動作を示すタイムチャートである。

第１図において１は緩波頭衝撃波電圧を発生するインパ
ルスゼネレータ、２は事故点Ｐを有する被測定ケーブル
、３は分圧回路、４は微分分圧回路、５はトリガ一式オ
シロスコープである。

インパルスゼネレータ１は高電圧直流電源１１、抵抗１
２、コンデンサ１３、ギャップ１４、放電抵抗１５、限
流抵抗１６から構成されている。

特に本発明に用いるインパルスゼネレータ１は通常の標
準衝撃電圧発生用のゼネレーク吉異なり、コンデンサ１
３の容量が静電容量の大きい長尺の被測定ケーブルの事
故点において更に放電を起させるに充分な電荷を供給す
る必要から、被測定ケーブル１の静電容量に比べて十分
に大きい値に選ばれており、かつ限流抵抗１６は事故点
Ｐでアーク放電を起すのに必要な電流を流し得る範囲で
大きな値が選ばれている。

両者で構成される時定数は極めて大きくされていて、そ
の結果得られる衝撃波の波尾の形状は、例えば第２図に
示すような長い波形を有するものである。

ところで、このような緩波頭衝撃電圧を長尺の被測定ケ
ーブル２に印加したときに得られる波形の波頭部には、
第３図に示すように上昇する階段状部分が表われる。

この階段状部分の高さ、すなわち初期注入電圧の初期値
ｅ。

は、電源電圧Ｅを抵抗１６と被測定ケーブル２のサージ
インピーダンスＺにより分圧したものであり、階段状部
分の長さすなわちパルス持続時間は被測定ケーブル中を
進行波パルスが１往復する時間に等しい。

例えば第１図においてケーブル２に同軸ケーブル５Ｃ−
２Ｖ、４００ｍを用いた場合、ケーブルのパルス伝搬速
度が２００ ｍ／μＳであるとき、往復８００ｍの伝搬
時間は４μｓである。

第１図において、抵抗１６がケーブルのサージインピー
ダンスＺに比べて太きければ、初期注入電圧ｅ。

は、コンデンサー１３の充電々圧すなわち直流電源１１
の電圧Ｅよりも小さくでき、衝撃電圧の波高値がコンデ
ンサー１３の充電々圧あるいは事故点の放電々圧に達す
るまでに数度にわたる進行波の反射の影響を受けて、波
頭部の電圧は階段状に上昇する。

したがって事故点の特性、すなわち絶縁破壊電圧に応じ
て適当な印加電圧Ｅを選定すれは、第３図に示す進行波
による階段状の電圧変化を必ず得るこ吉ができる。

このことは事故点の抵抗が高い場合のみならず、低抵抗
である場合においてもケーブルの絶縁破壊電圧が初期注
入電圧（以上であれば、波頭部に少くとも１往復以上の
進行波による階段状電圧を形成させることができる。

以上に説明したこの階段状電圧における進行波伝搬時間
Ｔは、ケーブルがその事故点で放電を起す以前に近端遠
端間を往復伝搬する距離に対応するものであり、これは
従来のこの種測定法において被測定ケープ／ｌ／線路の
健全相について求めたパルス往復伝搬時間と同じもので
ある。

したがって、事故相ケーブルを用いても事故点における
放電開始以前に健全時の全長りを知ることができる。

第４図はケーブル２において事故点Ｐで放電を生じた場
合におけるケーブル近端における電圧波形、第５図は同
じ場合における微分電圧波形を示すグラフである。

図において電圧の波頭部は上述したように階段状に電圧
が上昇した後、ケーブル事故点Ｐに生じた放電により事
故点は短絡状態となり、事故点に・よる反射波すなわち
、階段状波形の立上りとは逆の極性を有し近端へ向う進
行波を生じる。

この進行波はケーブルの近端において同極性で反射され
、再び事故点に達した後事故点において逆極性の反射波
となり再び近端に帰ってくる。

上記のように進行波は往復反射をくり返しつＳ減衰する
。

すなわち電圧波形は放電後、その極性を交互に反転しつ
５、進行波が消滅するまで接続する。

したがって、放電開始後のパルス状振動波形の繰返し接
続時間ｔより近端と事故点間の進行波の往復伝搬時（間
が得られる。

以上の説明より明らかなように、第１図の実施例におい
ては事故点における放電開始電圧以上の電圧を有する直
流電源を備えた緩波頭衝撃電圧発生器と、トリが一式オ
シロスコープとを用いてケ−プル２に電圧を印加したと
きに生じる第４図、あるいは第５図の波形測定から得ら
れた時間Ｔおよびｔと、概知であるケーブル線路の長さ
しとを用いて前出の（２）式から近端と事故点との間の
距離ｔを直ちに測定することができる。

以上詳述した実施例は、トリガ一式オシロスコープを用
いて時間Ｔ、ｔを測定するものであるが、この場合ブラ
ウン管の時間軸の精度、あるいは読取り誤差等のために
ある程度の誤差（±３％）を含むことは避けられない。

この欠点を除いたディジタル式測定技術を用いた本発明
の他の実施例について図面を用いて説明する。

第６図は本発明の他の実施例の構成を示す配線図、第７
図は第６図の実施例の各部の動作関係を示すタイムチャ
ートである。

図において１はインパルスゼネレータ、２は事故点を有
するケーブル、３は分圧器、４は微分分圧器、５は監視
用のオシロスコープ、６がケーブル事故点測定装置６は
波形弁別回路２１、時間測定回路２２ 、２３、データ
処理装置４０からなる。

以下本実施例におけるケーブル事故点測定装置の動作に
ついて説明する。

第５図又は第７図ａに示すように、観測波形を微分した
波形において負のパルス列およびそれに続（正負交互に
繰返すパルス列は波形弁別回路２１により分離される。

波形弁別回路２１は負極性のパルスを通過させるダイオ
ード３１、正極性のパルスを通過させるダイオード３２
．３３、遅延回路３４、ゲート回路３５，３６から構成
されている。

ゲート回路３５は第７図すに示すように常時は開放され
ており、負極性のパルスのみを通過させるが事故点で発
生したパルスに基づく正極性のパルスがダイオード３２
を通って印加されると閉となり、以後、後続するパルス
を遮断する。

ゲート回路３６はゲート回路３５とは反対に常時非導通
であるが、事故点で発生したパルスに基づく正極性パル
スがダイオード３３を経て印加されると第７図りに示す
ように導通し、第７図ｉに示すように遅延回路３４を通
って来た正極性のパルスに始まる正負交互に連続するパ
ルス列を通過させる。

絶対値回路３７は第７図１に示すような正負交互にくり
返すパルスを第７図」に示すようにパルス間隔の等しい
負のパルス列に変換する。

健全時の時間測定回路２２および事故時の時間測定回路
２３は全く同じ構成からなるもので、対応する部分番号
は同じとし、サフイクスＡ、Ｂをつけて区別している。

波形弁別回路２１から送られる負のパルス列は、第７図
Ｃに示すように整形回路４１Ａで一定振幅にされた後二
分され、一方は直ちにフリップフロップ４２Ａに、他方
は遅延回路４３Ａを経てＡＮＤゲート４４に印加される
。

フリップフロップ４２Ａの出力、遅延回路４３Ａの出力
、ＡＮＤゲ゛−ト４４Ａ、ノリツブフロップ４５Ａの出
力関係は第７図ｄ、ｅ、−ｆ２ｇに夫々示す通りである
。

パルスゼ゛ネレータ２４の出力と７リツプ７０ツブ４５
Ａの出力により第２のＡＮＤゲートは導通し、期間Ｔの
長さがパルス数として計数される。

事故点の放電開始以降に発生した第７図」に示すパルス
列も、前出の計数回路２２と同様に構成された計数回路
２３の各部、すなわちフリップフロップ４２Ｂ、遅延回
路４３Ｂ、ＡＮＤゲート４４Ｂ、フリップフロップ４５
Ｂの働らき（各部は第７図に、ｌ、ｍ、ｎに夫々示すと
おりに動作する）と、ゲート４６Ｂの動作により時間ｔ
の長さがパルス数として計数される。

以上のようにして時間Ｔおよびｔ内に計数されたパルス
数はメモリー付計数器２５Ａ、２５Ｂにより記憶される
と同時に表示器２６Ａ、２６Ｂに数字表示される。

メモリー付計数器２５Ａ、２５Ｂからの出力は除算回路
２７にてｔ／Ｔの値が求められ、ケーブル長設定器２７
により設定された長さＬと乗算されて、その結果が発光
文字板３０に表示される。

以上第６図に示した実施例の装置は、ケーブルの健全時
および事故時における長さの測定を第４図もしくは第５
図に示した波形の夫々第１の波形から測定できるように
したものであるが、夫々第２の波形から測定してもよい
場合、遅延回路４３Ａ。

４３Ｂは省略することができる。

以上詳述した本発明の事故点測定方法は、事故点が高抵
抗地絡であろうと低抵抗地絡であろうと、１回の緩波頭
衝撃電圧の印加だけで健全時のケーブル全長と事故点ま
での距離とを同時に求めることができるもので、従来の
ように２回に分けて夫々の距離を測定する、あるいは印
加電源の種類を更えて測定する等の煩わしさを除き、事
故点測定の迅速化、省力化をもたらす優れた効果を生じ
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示す配線図、第２図および
第３図は本発明において使用する緩波頭衝撃電圧の波形
を示すグラフ、第４図は事故点を有するケーブルに緩波
頭衝撃電圧を印加したときに生じる波形を示すグラフ、
第５図は第４図の微分波形を示すグラフ、第６図は本発
明の他の実施例を示す配線図、第７図は第６図の装置に
おける各部の動作を示すタイムチャートである。 図において１は緩波頭衝撃電圧発生装置、２は被測定ケ
ーブル、３は分圧回路、４は微分分圧回路、５はトリガ
一式オシロスコープ、６はディジタル式ケーブル事故点
測定回路である。 図において同一番号は同一部分又は対応する部分を示す
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 事故点を有する長尺ケーブル線路に、事故点におけ
   る放電開始電圧以上の波高値を有する緩波頭衝撃電圧を
   印加し、前記緩波頭衝撃電圧の昇圧時に発生する波頭部
   の階段状波形よりケーブル全長を、事故点において放電
   後に発生する、前記階段状波形とは逆極性の立上り部を
   有し交互に極性を反転して減衰するパルス状振動波形よ
   り事故点までの距離を測定することを特徴とするケーブ
   ルの事故点測定方法。