JPS63204167A - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、故障が発生して電源から切り離された配電
線に沿う適宜の１点にパルス状電圧を印加し、故障点か
ら反射してくる前記パルス状電圧を検出して、このパル
ス状電圧の印加時点と検出時点との差から故障点位置を
標定する故障点標定装置に関する。

〔従来の技術〕

近年、電力系統において発生が予測される故障を未然に
防雨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、
現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生ぜしめない
ことが必要である。

電力系統の故障には、電線の断線１地絡などによる永久
故障と、電線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、−月故障が生じても、再び絶縁を
自己回復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、一時故障の場合には、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難である。従
って故障点を復旧することなく運転を継続する場合には
、故障発生の頻度が増し、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、可及
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
圧を用いる方法がすでに実用化され成果もあげられてい
る。この方法は通常の送電線のように、標定対象区間内
に分岐のない線路の場合に特に効果的な標定か可能とな
るもので、その標定原理はつぎの通りである。

第４図に、一方の区分開閉器１から距離ｌ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イン
パルス電圧発生装置を内蔵し、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−Ｌ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５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はインパルス電圧発
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△′１゛１　　は、電圧
パルスが長さβ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ａとすれば、第１の区分開
閉器１から故障点Ｆまでの線路長βは、 △Ｔ１ β−ａ・−−□（１） として与えられろ。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。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、第６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、Ｅ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においてさらに分岐し、この分岐線上に故
障点りが存在するような場合には、故障点標定装置３内
に内蔵されたインパルス電圧発生装置から線路へ送り出
された電圧パルスは、まず、分岐点へで反射と透過の現
象を生ずる。Δ点を透過してＢ点方向へ向かう透過波は
８点４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７図）とし
て観測される。

第７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例を示す。しかし実
際の波形は通常第７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、故障点りから
反射されて帰ってきた波形として図の８のような明瞭な
波形を識別することは通常不可能である。

本発明の目的は、前記従来の標定方法における問題点を
解決し、分岐線の多い配電系統においても、パルス状電
圧の印加時点と、このパルス状電圧が故障点で反射され
て帰ってきた時点との差を明確に求めうる標定方法を可
能ならしめる標定装置を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明によれば、故障が発
生して電源から切り離された配電線に沿う適宜の１点に
パルス状電圧を印加し、故障点から反射してくる前記パ
ルス状電圧を検出して、このパルス状電圧の印加時点と
検出時点との差から故障点位置を標定する故障点標定装
置を、前記パルス状電圧を発生ずるインパルス電圧発生
装置と、このインパルス電圧発生装置から前記電源から
切り離された配電線の２相に同時にインパルス電圧を印
加せしめる同期手段とを用いて構成し、前記インパルス
電圧発生装置から前記配電線の２相に同時にかつ同大同
波形のインパルス電圧を印加して該２相のそれぞれに現
れる電圧を差動検出し、前記インパルス電圧の印加時点
から最初に電圧波形が検出されるまでの時間から故障点
位置を標定するものとする。

〔作用〕

このように、配電線の２相に同時にかつ同大同波形のイ
ンパルス電圧を印加すると、それぞれの相の線路、には
、第３図に示すように、印加波形５０と、各分岐点から
反射されて帰ってくる反射波形５１、５２．５３と、故
障を生じていないＡ相線路のさらに先方の分岐点から反
射されて帰ってくる反射波形５４と、故障を生じている
Ｂ相の故障点から反射されて帰ってくる反射波形６０な
どの波形が現れる。ここで、波形５１ないし５３はそれ
ぞれ同一分岐点から反射されて帰ってきた波形であるか
ら、互いに全く同一波形であり、この波形を差動検出す
れば、故障点からの反射波形６０が現れはじめるまでの
時間△ｔの間は波形が全く検出されず、反射波形６０が
現れはじめて以降にこの反射波形とＡ相線路の反射波形
５４との差の波形が検出される。このたメ、パルス状電
圧の印加時点と、このパルス状電圧が故障点で反射され
て帰ってきた時点との差が著しく明確に求まることにな
る。

なお、本発明による故障点標定方法を、配電線の３相中
、２相の選び方を変えて適用すれば、インパルス電圧印
加位置から故障点までの距離を明確に求めうるのみでな
く、故障がいずれの相に生じたかの特定も可能になる。

また、故障点が永久故障ではなく、一時故障であって自
己回復している場合には、配電線の２相に印加するイン
パルス電圧をあげ、この電圧が故障点に到達したときに
再び絶縁破壊が生じるようにすれば、永久故障と同様に
故障点の標定か可能になる。

〔実施例〕

第１図に本発明に基づく故障点標定装置の第１の実施例
を示す。故障が発生した配電線の３相中の適宜の２相、
ここでは中相と乙相の区分開閉器１１、１２の配電線側
端子に、インパルス電圧発生装置３０を構成する。イン
パルス電圧発生回路と電圧計測装置とを内蔵したインパ
ルス発生計測器３１゜３２の出力端子をそれぞれ接続す
るとともに、この出力端子を配電線に現れる電圧を計測
するための分圧器３３．３４の高圧側端子にもそれぞれ
接続する。

分圧器３３を構成する高圧側コンデンサＣＨと低圧側コ
ンデンサＣ５との接続点に現れた配電線の電圧は電圧計
測装置３１ｂ、３２ｂに人力され、ここで中相、６相に
現れる電圧波形が第３図のように計測される。また、３
７は前記電圧計測装置３１ｂ、３２ｂで計測される波形
の差の波形を得るための差動検出器であり、３８はイン
パルス電圧発生計測器３１゜３２を同時に作動させるた
めの同期手段である。

以上のように構成された故障点標定装置による故障点の
標定はつぎのように行われる。まず、インパルス電圧発
生回路３１ａ、３２ａの低圧側から昇圧変圧器ＴＩ、Ｔ
２）充電抵抗Ｒ，，Ｒ２）ダイオードＤ、、　　Ｄ２を
介して同一・静電容量のコンデンサＫを同一電圧に充電
する。つぎに、同期手段３８からインパルス電圧発生回
路の放電ギャップＧ１．Ｇ２に始動パルスを並列に供給
して同時に放電させる。

ここで、インパルス電圧発生回路３１ａ、３２ａの出力
側に接続された放電抵抗Ｗは同一のものを用いているか
ら、配電線の中相と６相には波高値が全く同一でかつ波
形も全く等しいインパルス電圧が印加される。この電圧
はそれぞれ中相線路と６相線路とを伝播し各分岐点で反
射しながら区分開閉器１１．１２の線路側端子に第３図
のような波形の電圧を生ずる。この電圧は電圧計測装置
３１ｂ、３２ｂにより計測されるとともに、この両電圧
の差の波形が差動検出器３７により計測される。なお、
差動検出器３７における始動位置ｔ。は、ここには特に
図示しないが、同期手段３８から出力される同期パルス
を利用してマークする。

すでに述べたように、電圧計測装置３１ｂ、３２ｂによ
り計測される電圧波形は、故障点からの反射波が到達す
るまでは互いに全く同一の波形であるから、差動検出器
３７には電圧波形は現れない。しかし、故障点からの反
射波が到達すると、その波形は健全相（ここでは中相）
に現れる波形とは異なるから、ここで初めて差動検出器
に電圧波形が現れ、この現れた時点ｔ、を明確に捉える
ことができる。実際には、計測される相の線路導体の３
相中の位置すなわち計測される線路導体が３相中外側に
配されているか、中央に配されているかにより計測され
た波形に微小な差を生ずるが、この差は、計測された両
波形が全く同一と見做しうる程度に小さいものであり、
故障点からの反射波の到達時点の確認には何らの支障も
与えない。

なお、以−Ｌのような標定作業を異なる２相についても
実施すれば、故障がいずれの相に生じたかの特定も可能
になる。

また、故障点の絶縁が自己回復しているときには、イン
パルス電圧発生回路３１ａ、３２ａの充電電圧をあげ、
故障点の絶縁を再破壊して差動検出を行えば故障点の標
定か可能である。

このようにして、インパルス電圧印加点から故障点まで
の距離が求められると、インパルス電圧印加点からこの
距離を与える地点を配電線に沿って求める。配電線には
分岐線があるから、この地点は通常複数存在する。この
地点数が２，３個所であれば、その地点へ点検車を走ら
せ、その地点が真に故障点であるか否かを確認する。地
点数がさらに多いときには、故障点標定装置を調査対象
系統区間内の別の地点に移動し、この地点から故障点ま
での距離を求め、この両方の距離を満足する地点を配電
線経路−Ｌに求めて点検を行う。このようにすれば、点
検地点が２，３個所のわずかな地点に絞られるから、故
障点を短時間に発見して復旧することができる。

第２図に本発明に基づいて構成される故障点標定装置の
第２の実施例を示す。この例は、第１の実施例における
インパルス電圧発生装置が２個のインパルス電圧発生回
路を備えていたのに対し、１個のインパルス電圧発生回
路を用いるものであって、その出力端子には、互いに大
きさが等しい同種のインピーダンスＺが並列に接続され
、この両インピーダンスの他端はそれぞれ配電線の被計
測２相に接続されている。このインピーダンスにはたと
えば純抵抗あるいは抵抗とコンデンサとの並列回路を用
いる。このように、両インピーダンスは同人同種のイン
ピーダンスであるから、放電ギャップＧの放電によりイ
ンパルス電圧発生回路４１から出力されたインパルス電
圧は同時にかつ同じ大きさに２分されて配電線に到達す
る。従って両インピーダンス２はインパルス電圧を配電
線の２相に同時に印加せしめるための同期手段を形成す
る。ここで、インパルス電圧発生回路４１の出力端子を
直゛接配電線の２相に接続しない理由は、インパルス電
圧発生回路４１から配電線に至る２本の、通常かなり長
い接続線のインピーダンス特性の差が直接、印加時点の
同時性やインパルス電圧の被印加相への按分のされ方に
影響を与えるおそれがあるためであり、前記同期手段４
２は、このインピーダンス特性の差を吸収する役割を果
たしている。

また、本実施例の装置では、故障点標定の目的に対し、
直接的には必要としない電圧計測装置３１ｂ。

３２ｂ（第１図）を省略し、差動検出器３７のみを電圧
波形検出手段として残している。装置をこのように構成
すれば、インパルス電圧発生回路４１の出力電圧が第１
の実施例（第１図）におけるインパルス電圧発生回路３
１ａ、３２ａの約２倍になるのみで、装置の構成が著し
く簡素化されるメリットがある。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、本発明によれば、故障が発生して
電源から切り離された配電線に沿う適宜の１点にパルス
状電圧を印加し、故障点から反射してくる前記パルス状
電圧を検出して、このパルス状電圧の印加時点と検出時
点との差から故障点位置を標定する故障点標定装置を、
前記パルス状電圧を発生するインパルス電圧発生装置と
、このインパルス電圧発生装置から前記電源から切り離
された配電線の２相に同時にインパルス電圧を印加せし
める同期手段とを用いて構成し、前記インパルス電圧発
生装置から前記配電線の２相に同時にかつ同大同波形の
インパルス電圧を印加して該２相のそれぞれに現れる電
圧を差動検出し、前記インパルス電圧の印加時点から最
初に電圧波形が検出されるまでの時間から故障点位置を
標定するようにしたので、この最初の電圧波形すなわち
故障点から反射してくるインパルス電圧波形のインパル
ス電圧印加点への到達時点を極めて明瞭に把えることが
でき、故障点の標定か著しく容易にかつ信頼性高く行わ
れるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例による故障点標定装置の
回路構成図、第２図は同じく第２の実施例による故障点
標定装置の回路構成図、第３図は本発明による故障点標
定方法の原理を説明する電圧波形図、第４図、第５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、第
４図はその回路図、第５図は波形図である。第６図、第
７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６図はその回路図、第７図は波形図である。 １、　２．１１．１２．２］、　２２　　区分開閉器、
３　故障点標定装置、４　配電線、３ｏ　　インパルス
電圧発生装置、３１ａ、　３２ａ、　４１　　インパル
ス電圧発生回路、３８．、４２　　同期手段、甲、乙、
丙　配電線の各相、Ｚ　インピーダンス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）故障が発生して電源から切り離された配電線に沿う
   適宜の１点にパルス状電圧を印加し、故障点から反射し
   てくる前記パルス状電圧を検出して、このパルス状電圧
   の印加時点と検出時点との差から故障点位置を標定する
   故障点標定装置において、前記パルス状電圧を発生する
   インパルス電圧発生装置と、このインパルス電圧発生装
   置から前記電源から切り離された配電線の２相に同時に
   インパルス電圧を印加せしめる同期手段とを備え、前記
   インパルス電圧発生装置から前記配電線の２相に同時に
   かつ同大同波形のインパルス電圧を印加して該２相のそ
   れぞれに現れる電圧を差動検出し、前記インパルス電圧
   の印加時点から最初に電圧波形が検出されるまでの時間
   から故障点位置を標定することを特徴とする配電系統の
   故障点標定装置。 ２）特許請求の範囲第１項記載の装置において、電源か
   ら切り離された配電線の２相にインパルス電のそれぞれ
   にそれぞれ同大同波形のインパルス電圧を出力しうる２
   個のインパルス電圧発生回路を備えるとともに、該２個
   のインパルス電圧発生回路からのインパルス電圧を前記
   配電線の２相に同時に印加せしめる同期手段は該２個の
   インパルス電圧発生回路に同時に始動信号を出力する同
   期信号発生装置であることを特徴とする配電系統の故障
   点標定装置。 ３）特許請求の範囲第１項記載の装置において、電源か
   ら切り離された配電線の２相にインパルス電圧を印加す
   るインパルス電圧発生装置は１個のインパルス電圧発生
   回路からなるとともに該インパルス電圧発生回路からの
   インパルス電圧を前記配電線の２相に同時に印加せしめ
   る同期手段は前記インパルス電圧発生回路の出力端子と
   前記配電線の２相のそれぞれとの間に接続される、互い
   に大きさの等しい同種のインピーダンスからなることを
   特徴とする配電系統の故障点標定装置。