JPS631980A - 配電系統の故障点標定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 仁の発明は、接地導体が分布配設された架空地線を備え
た配電系統の区間内にある、絶縁が回復した故障点の位
置を標定する装置に関する。

〔従来技術とその問題点〕

近年、電力系統において発生が予測される故障を未然に
防止して電力輸送の信頼性を向上せしめる予防保全の手
法に関する研究が鋭意推進されている。しかしながら、
税実の電力系統の運用に際しては、すべての故障の要因
が未然に把握されるとは限らず、このため、電力系統に
おける故障の絶無を期すことは困難である。従って一旦
電力系統に故障が生じた場合には、故障点を可及的速や
かに復旧して、電力輸送に実質的に障害を住ぜしめない
ことが必要である。

電力系統の故障には、を線の断線、地絡などによる７Ｉ
（久故障と、１！＆への異物の接触や電線を支持する絶
縁物表面の汚損時のように、−旦故障が生じても、再び
絶縁を自己面会する一時故障とがあり、故障発生率とし
ては後者が圧倒的に多い。

しかし、−時故障の場合には、絶縁は回復しても故障点
には多かれ少なかれアークによる損傷を生じ、当面の電
力輸送には支障を生じないとしても、故障点以外の部分
と同等の絶縁強度を回復することは通常困−である。従
って故障点を復旧することなく連転を継続する場合には
、故障発生の如友が増し、電力輸送の信頼性を低下せし
めることとなる。従って故障が発生したときには、司及
的速やかに故障点を発見し、復旧を完了しておくことが
必要である。

従来、故障点の位置を標定する方法としてパルス状の電
圧を用いる方法が送電系統においてすでに実用化され成
果もあげられている。しかし配電系統においては、通常
分岐線が多く、系統構成が送電系統のように単純でない
ため、実用化上程々の問題があった。いま、図面により
、配電系統における故障点標定の困−性を説明する。

纂５図は通常の送電線のように、分岐のない線路上で一
方の区分開閉器１から距離ｐの地点Ｆにおいて地絡故障
を生じた場合を示す。ここで、この地絡故障を永久地絡
とする。３は故障点標定装置であってパルス発生装置を
内蔵し、パルス状の電圧を線路４へ送り出す。この電圧
パルスは線路上を区分開閉器１から区分開閉器２の方向
へ伝播するが、故障点Ｆにおいて地絡故障が生じている
から、ここで負の全反射を生じ、故障点標定装置では第
６図のような波形が観測される。図において、第１の電
圧パルス５はパルス発生装置が線路へ送り出した電圧パ
ルスの波形を示し、第２の電圧パルス６は、故障点Ｆに
到達した第１の電圧パルス５がこの故障点で反射されて
帰ってきた波形を示す。従ってこの両波形の時間間隔Δ
Ｔ１は電圧パルスが長さ形の線路を１往復するのに要し
た時間となり、電圧パルスの伝播速度を８とすれば、第
１の区分開閉器１から故障点Ｆまでの線路１は、として
与えられる。ここで、ａは線路の特性としてあらかじめ
与えられているから、この計算式から故障点の位置を容
易に求めることができる。

しかし、第７図に示されるような通常の配電線のように
、第１．第２の区分開閉器１．２を結ぶ幹線上の地点Ａ
、Ｂ、Ｇ、Ｈから分岐線が引き出され、これらの分岐線
がたとえば地点Ｃ，Ｄ、・・・・・・においてさらに分
岐し、地点りからの分岐線上に故障点Ｆが存在するよう
な場合には、故障点標定装置３内に内蔵されたパルス発
生装置から線路へ送り出された電圧パルスは、まず、分
岐点Ａで反射と透過の現象を生ずる。Ａ点を透過してＢ
点方向へ向かう透過波はＢ点で反射、透過する。Ｂ点で
反射した電圧パルスはＡ点に到達し、ここでふたたび反
射、透過の現象を生じる。この結果Ａ点を透過して区分
開閉器１へ向かう電圧パルスの波形すなわちＢ点で反射
されてきた電圧パルスの波形が故障点標定装置で反射波
７（第８図）として観測される。第８図はこのようにし
て各分岐点からつぎつぎに反射されて帰ってきた電圧パ
ルスの波形の観測例を示す。しかし実際の波形は通常第
８゜図のような単純な波形ではなく、また、波形と波形
との切れ目も明瞭でない場合も多いから、故障点標定装
置で観測された波形中から、故障点Ｆから反射されて帰
ってきた波形として図の８のような明確な波形を識別す
ることは通常不可能である。

しかも、故障点の絶縁が回復しているときには、故障点
は反射点を形成しないから、単なる従来方法では故障点
の標定は全く不可能であった。

〔発明の目的〕

この発明は、故障点の絶縁が回復していても標定か可能
であり、かつ複雑な反舛波の波形とは無関係に故障点位
置を標定することが可能な故障点標定装置を提供するこ
とを目的とする。

〔発明の要点〕

この発明は、配電系統の故障が通常配電線と接地導体と
の間に生ずることに着目し、接地導体が分布配設された
架空地線を備えた配電系統の区間内にある、絶縁が回復
した故障点の位置を標定する装置として、前記区間内の
配電線に電圧を印加して前記故障点を絶縁破壊させる電
圧源と、この絶縁破壊によって前記それぞれの接地導体
に分流する電流を計測する電流計測手段と、この電流計
測手段により計測された電流から得られる信号を送出す
る信号送出手段と、この信号を受信して前記計測された
電流が最大となる接地導体を判別する判別手段とを、備
えたものとし、前記判別された接地導体の位置から故障
点を標定するようにして前記の目的を達成しようとする
ものである。

〔発明の実施例〕

第１図に本発明に基づく故障点標定＠置の実施例を示す
。周知のように、配電線は、通常、大地から垂直に立設
された木柱、コンクリート柱あるいは鋼板組鉄柱などの
支柱に鋼材からなる腕木を水平に設け、この腕木に支持
碍子を介して取り付けられている。また、配を線を′匡
から連蔽する架空地線は、支柱が木柱およびコンクリー
ト柱の場合には、これら支柱の先端に取り付けられ鉛直
上方に延びた鋼棒の上端に導電的にＪｉＫり付けられ、
この＠棒と前記配電線を支持する腕木とは、ともに共通
の接地導体を介して大地と接続されている。

支柱が鋼板組鉄柱の場合には、架空地線は鉄柱頂部に直
接、あるいは木柱、コンク１１−ト柱の場合と同様、鋼
棒を鉄柱ｙ４部に取り付け、その上端に導電的に取り付
けられる。ただしこの場合には鉄柱自体が接地導体の役
目を果たすから、必ずしも特別に接地導体を必要としな
い。以下第１図により本装置の構成と作用とにつき説明
する。

を源から切り離された調査対象配電系統区間内にある配
電線の適当な地点を選び、この地点で配置ｔｓを導体を
用いて三相短絡状態に一括するとともにこの導体を電圧
源１４の出力端子に接続する。

電圧源１４はたとえば第３図のように、−次備がスイッ
チ３１を介して高周波低電圧電源Ｑｌに接続され二次側
に可変の高電圧を発生する昇圧変圧器Ｔｌであってもよ
く、また、第４図のよう正こ、二次側に可変の高電圧を
発生する昇圧変圧器Ｔ、の二次側にダイオードＤ２とコ
ンデンサＣ２とを備え、このコンデンサＣ２に充電され
た電荷を、始動電極付き放電ギヤ、１Ｇ２を作動させて
高抵抗Ｒ２の端子間に直流電圧を発生せしめる直流電圧
源であってもよい。

つぎに、たとえば第３図のスイッチＳ１を閉じ、あるい
は第４図の放電ギヤ、１Ｇ２を導体を用いて短絡し、昇
圧変圧器Ｔ’工、Ｔ’ｇの出力電圧を徐々に上げて行く
と、この電圧が配電線を介して故障点Ｆにかかり、故障
点Ｆがふたたび絶縁破壊する。

これにより故障点Ｆの絶縁耐力が求められるから、こん
どは、昇圧変圧器Ｔｌ、Ｔ２の出力電圧を、故障点Ｆの
絶縁耐力より余裕をもって高い値に設定する。これは故
障点の絶縁耐力がある幅をもってばらつき、この故障点
を再度絶縁破壊させようとしても、印加電圧に余裕が小
さいと必ずしも絶縁破壊を生じないことがあるからであ
る。

このようにして昇圧変圧器’Ｉ’ｌ、Ｔ２の出力電圧が
設定されると、第３図のスイッチＳ１を閉じ、あるいは
短絡導体が取り外された放電キャップＧ２を作動させて
配電線に電圧を印加する。この印加電圧は配電線を介し
て故障点Ｆへ伝達され、故障点はふたたび絶縁破壊され
る。この絶縁破壊は通常配電線を腕木から絶縁支持する
支持碍子の表面に沿って生ずるから、電圧源１４　（第
１図）から出力された電流は接地導体１８ａに流入し、
この流入点から架空地線１０の方向と大地方向とに分流
する。

このときの電流波形は、電圧源が１＠３図のような高周
波交流電源の場合には高周波の交流波形となり、第４図
のような直流電源の場合ｔこは急速に減衰するパルス状
の振動波形となる。

このようにして、前記流入点から架空地１Ｉｉ１１０へ
向かった電流ＩＩＩは、図のように、架空地線を介して
さらにつぎの接地導体に順次分流しｂｌｌｌ＋Ｉ３．・
・・・・・などの接地導体電流となる。ここで、流入点
から直接大地へ向かう分流電流■１の経路には、流入点
から大地までの比較的短い接地導体のインピーダンスと
、この接地導体が大地に接する位置に生ずる接地抵抗Ｒ
ｇｌとが存在するのみであり、他方、ｌｌ以外の接地導
体電流は長い架空地線（隣り合った接地導体の間隔は通
常２００〜３００　ｆｆｉである）を介して流れるから
、接地導体電流中の最大値は流入点から直接大地へ向か
う接地導体に現われる。この場合、接地導体電流は前述
のように高周波の振動波形を有するから、各接地導体１
１流の大小関係は実質的に架空地線のリアクタンスのみ
によってきまり、接地抵抗Ｋｇ１．−２゜・・・・・・
にばらつきがあっても、このばらつきによって大小関係
が左右されることはない。第２図に各接地導体に流れる
接地導体電流の最大波高値の分布ちζす・ 各接地導体に流れる接地導体ＴＬ流は、各接地導体に配
された電流計測手段１６により計測され、この計測され
た電流は信号送出手段１７に入力されて記録されるとと
もに、この記録結果は各接地導体に付された導体番号の
順序に従って時系列的に時間差をもって判別手段１５へ
伝送される。伝送路には高周波同軸ケーブルまたは光ケ
ーブルを用いる。

判別手段１５では伝送された接地導体電流の最大波高値
を相互番こ比較し、この最大波高値が最大となる接地導
体を判別する。

〔発明の効果〕

以上の説明からも明らかなように５本発明によれば、架
空地線を備えた配電系統の区間内にあって絶縁が回復し
た故障点の位置を標定するのに、従来のような、配電系
統に電圧パルスを送り込み、分岐点や故障点から反射さ
れて戻ってきた複雑な波形の中から故障点を職別する方
法でなく１分岐点があっても電圧が低減されることなく
故障点に伝達される電圧源を用いて故障点をＳ＊破壊さ
せ、このときに流れる個々の微地導体１Ｌ流を計測して
、この計測された電流の最大波高値を比較することによ
り故障点を標定するようにしたので、故障点の標定が信
頼度高く行なわれ、故障点を短時間内に復旧することが
できて電力輸送の信頼性を向上させることができる。な
お、配電線番こ電圧を印加する電圧源として、高周波交
流電源やコンデンサを用いた直流電源を用いれば、分岐
点があっても、故障点まで電圧を減衰なく伝達すること
ができるから、電圧源が小形ですみ、従来のように電圧
パルスを用いる場合に比して標定装置自体が小形化され
、故障点標定時に運搬が容易であるなどの付帯的効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

駆１図は本発明の故障点標定装置の実施例による＃４成
説明図、第２図は本発明に基づく故障点標定時の接地導
体電流最大波高値の分布を示す棒グラフ、第３図は本発
明の故障点標定装置を構成する電圧源のＭｌの実施例に
よる回路構成図、第４図は同じく第２の実施例（こよる
回路構成図、Ｉ＠５図、第６図は従来の故障点標定方法
の原理を説明する図であって、＠５図はその回路図、１
ｇ６図は波形図である。第７図、第８図は従来の故障点
標定方法を分岐線を有する配電系統に適用した場合の標
定方法の原理を説明する図であって、第７図はその回路
図、第８図は波形図である。 ３・・・故障点標定装置、４・・・配電線、１０・・・
架空地線、１１　、１２　、１３・・・配を線、１４・
・・電圧源、１５・・・判別手段、１６・・・電流計測
手段、１７・・・信号送出手段。 ￥（ミ土亡線 第１図 弔３図 第５図 第６図 弔８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）接地導体が分布配設された架空地線を備えた配電系
   統の区間内にある、絶縁が回復した故障点の位置を標定
   する装置であって、前記区間内の配電線に電圧を印加し
   て前記故障点を絶縁破壊させる電圧源と、この絶縁破壊
   によって前記それぞれの接地導体に分流する電流を計測
   する電流計測手段により計測された電流から得られる信
   号を送出する信号送出手段と、この信号を受信して前記
   計測された電流が最大となる接地導体を判別する判別手
   段とを備えたことを特徴とする配電系統の故障点標定装
   置。