JPS6358272A - 三相高圧配電線路の地絡点標定方法 - 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】 皮呈上■剋■分夏 本発明は、鉄道等における三相高圧配電線路において一
線地絡事故が起こった場合、送電側から地絡点までの距
離を標定するいわゆる地絡点標定方法に関する。

征−】すｙと」Ｌ二帆 従来の地絡点標定方法としては、直流電圧を各配電線と
大地間に印加して各線に流れる電流の大きさから地絡点
を標定する方法がある（特公昭５０−１７６５９公報）
。しかし、この方法では、配電線間に設けられた変圧器
の影響を除くために各変圧器に直列コンデンサを挿入し
なければならず、非常に手間であるし、直流電圧を印加
した際に生じる過渡現象によって正確な標定か困難であ
る等多くの欠点があった。このため、直流電圧にかえて
交流電圧を各配電線と大地間に印加し、各配電線の有効
電力を測定してその電力比を取ることによって、地絡点
標定を行う方法が提案されている（特開昭５９−２３０
１７６号公報）。この地絡点標定方法は、各線に流れる
有効電流による各線路の電圧降下の関係から、全ての配
電線の有効電力の和と健全線だけの有効電力の和との比
、及び配電線の全長と一線地絡事故の地絡点までの距離
の比の関係式を求め、もって各線の有効電力を測定する
ことにより、−線地絡事故の地絡点の標定を行うように
したものであり、三相高圧配電線路シこ適用する場合、
三和全ての線路と大地間に電圧をかけて地絡点標定を行
うようになっている。

介１か五火旦圭文上工Ａ町■尭 しかしながら、上記のような方法では、有効電流による
各線路の電圧低下を、線路の単位長さ当たりの相互イン
ダクタンスが等しいものとして計算式を成り立たせてい
るため、三相高圧配電線路において適用するには配電線
路かねん架されて、全長にわたる磁束鎮交数が均一化さ
れていることが必要であった。しかるに、鉄道等におけ
る三相高圧配電線路は一般にねん架されていないため、
このような三相高圧配電線路に前記のような方法を適用
すると、各相毎のインピーダンスの相違により正確な地
絡点を標定することができないという問題があった。

光」Ｌ公」し煎 本発明は上記のような事情に鑑みなされたものであって
、ねん架されていない三相高圧配電線路においても各相
間において誤差を生じることなく正る′αに地絡点を標
定することができる三相高圧配電線路の地絡点標定方法
を提供することを目的としている。

、Ａ野点を解決するための手段 本発明は、三相高圧配電線路に地絡事故が起こった際、
高圧配電線路の地絡相を判別するとともに、末端を短絡
してこの地絡相を含む２相の配電線と大地間にそれぞれ
標定用交流電圧を印加し、この電圧と〜、この電圧の印
加によって生じた各配電線に流れる電流とから、各線の
有効電力を測定し、もって前記２相の配電線の有効電力
の和と、２相のうちの健全線の有効電力との比から一線
地絡事故の地絡点の標定を行うようにしたことを特徴と
する三相高圧配電線路の地絡点標定方法を要旨としてい
る。

実施例 以下、本発明を図示した実施例に基づいて詳細に説明す
る。第１図は本発明方法を実施するための構成図、第２
図は第１図の構成図のフローチャート図、第３図は同じ
くタイミングチセート図である。

第１図において、Ｒ，Ｓ、Ｔは三相高圧配電線路で、そ
の送電側Ｎには交流遮断器ｌを介して送電用電源２が接
続されている。一方、末端側Ｏには短絡スイッチ３が接
続されている。４は標定器盤であって、この標定器盤４
には標定用交流電圧源４１及びこの標定用交流電圧を源
４１が発生する電圧を高圧配電線路へ供給することを制
御する開閉器制御部４２が内蔵されるとともに、外的条
件、例えば前記交流遮断器１が三相高圧配電線路を遮断
しているかどうか等の条件が揃うことにより標定を開始
するようにしたり、前記標定用交流電圧源４１の電圧印
加時間を制’＜１１することができるよう構成されてい
る。また、標定器盤４には、入力変成部５１及び標定部
５２も内蔵されている。入力変成部５１は標定部５２に
おける演算を可能ならしめるよう、標定器盤４に入力さ
れた電圧、電流（地絡事故時の零相電圧、零相電流、及
び標定時の各相の電圧。

電流等）を変成する部分である。また、標定部５２は入
力変成部５１を介して入力した電圧、電流値を基にして
地絡相の判定及び地絡点の標定を行う部分であり、通常
コンピュータが用いられる。′５は計器用変成部であっ
て、標定時の電圧、電流を計器用変圧器や変流器により
所定の比率に変成し、前記標定器盤４の入力変成部５１
に制御線１０１を介して送出している。前記標定用交流
電圧源４１を電源とする標定用電源線１０２．１０２′
は前記計器用変成器部５０２次側で２分岐され、それぞ
れ開閉器制御部４２によって開閉を制御される開閉器４
２ＤＲ。

４２ＤＴを介して前記高圧配電線路Ｒ，Ｓもしくは高圧
配電線路Ｓ、Ｔに接続されている。即ち、前記標定用交
流電圧源４１の発生する電圧は、開閉器４２ＤＲが閉じ
た時には高圧配電線路）マ及びＳと大地間にそれぞれ印
加され、開閉ＲＬ１２ＤＴが閉した時には高圧配電線路
Ｓ及びＴと大地間にそれぞれ印加されることとなる。尚
、６は前記短絡スイッチ３の開閉を制御する制御部であ
って、地絡点標定演算を開始する迄に地絡継電器の信号
等に基づいて短絡スイッチ３を閉じるよう制でゴ■して
いる。

次に、以上のような構成において行われる三和高圧配電
線路の地絡点標定方法を第２図及び第３図に参照して説
明する。

まず、第２図に示すフローチャートにおけるステップ８
１では、通常時における各相の電圧のデータが入力され
、このデータが順次メモリされている。そしてステップ
８２において地絡継電器が動作し、第３図（ａｌに示す
ような地絡検出信号が発生すると、ステップ８３でこの
時の健全線の電圧と地絡相の電圧（零相電圧）のデータ
を確保し、ステップ８４で地絡した相を判定する判定演
算を行う。このステップ８４における地絡相の判定演算
は、前述したように、入力変成部５１を介して入力され
た零相電圧あるいは零相電流等に基づいて行われ、第３
図（ｂｌはその演算時間を示している。こうして演算し
た結果地絡相が判定されると、ステップ８５で地絡相の
和表示を行い、次いでステップ８６で標定器盤４の開閉
器制御部４２に対して、開閉器４２ＤＲ。

４２ＤＴのいずれを閉じるかの相選択信号を、前記判定
演算の結果に基づいて、第１図に示す選択信号線１０３
を介して送出する。即ち、高圧配電線路ＲもしくはＳの
いずれかに地絡事故が生じた場合は、第３図（Ｃ）に示
す相選択信号■を送出して開閉器４２ＤＩ？を閉じるよ
うにし、高圧配電線路Ｔに地絡事故が生じた場合は、第
３図（ｄ＋に示す相選択信号Ｈを送出して開閉器４２Ｄ
Ｔを閉じるようにする。前記開閉器側ｆｆｆ１１部４２
は相選択信号を受けると、交流遮断器１が送電用電源２
を遮断していること等を条件として、やや遅延時間をお
いた後、開閉器４２ＤＲもしくは４２ＤＴを閉じ、開閉
器４２ＤＲを閉じた場合には高圧配電線路Ｒ及びＳと大
地間に、また開閉器４２ＤＴを閉じた場合には高圧配電
線路Ｓ及びＴと大地間にそれぞれ標定用交流電圧源４１
の発生する電圧を印加する。このように開閉器４２ＤＲ
もしくは４２ＤＴが閉じると、これら開閉器４２ＤＲ，
４２ＤＴの補助接点を利用すること等により、第３図ｔ
ｅｌに示すような開閉器４２ＤＲ開成信号２もしくは第
３図（［１に示すような開閉器４２ＤＴ閉成信号が発生
し、これによってステップ８７で第３図（ｈｌに示すよ
うな起動信号が、第１図に示す起動信号線１０４を介し
て標定器盤４の標定部５２に送出される。この起動信号
を受けた標定部５２ではステップ８８で約２秒程度の遅
延時間を持たせた後、ステップ８９で地絡標定現象、即
ち標定時の標定電圧、各高圧配電線路の電流及び地絡電
流等のデータをメモリし、次いでステップ９０で標定値
の演算を行う。第３図（υはこの標定値演算の演算時間
を示している。尚、上記ステップ８８で遅延時間を持た
せるのは、標定用交流電圧を印加後、地絡点におけるア
ークが安定するのを待つためである。また、第３図（ｇ
）は短絡スイッチ３の開成時間を示し、この短絡スイッ
チ３は前記第３図（１１）に示す起動信号の立ち上がり
後、第３図（ｉｌに示す標定値演算時間の立ち上がり迄
に閉成するとともに、送電用電源２の電圧が三相高圧配
電線路Ｒ，Ｓ、Ｔに印加されているときは閉成すること
がないよう制御部６において独自に制御されている。ス
テップ９０における標定値演算が終了すると、ステップ
９１においてこの演算結果が正常であるか判定される。

これは即ち、対地容量充電電流程度の標定電流値にもか
かわらず電流が遅れているとき等を演算結果が異常であ
ると判定するもので、このステップ９１で演算結果が正
常であると判定された場合には、ステップ９２で標定値
がセットされ、次いでステップ９３で第３図（ｊ）に示
すタイミングでその標定値が表示される。そして前記ス
テップ９１で？Ａ算結果が正常でないと判定された場合
にはステップ９４で、その演算結果が異常表示のデータ
としてセットされるのである。

次に、上記ステップ９０で、標定器盤４の標定部５２に
おいて行われる標定値演算を説明する。第４図において
送電側Ｎから地絡点Ｐまでの距離をり、地絡抵抗をＲｇ
、配電線全長をＤとし、標定用交流電圧源４１の発生す
る電圧をＥｇとする。今仮に、前記ステップ８４におけ
る地絡相の判定演算で配電線路Ｓが地絡相であると判定
された場合を考えると、標定用交流電圧源４１の電圧Ｅ
ｇは高圧配電線路Ｒ及びＳと大地間に印加されるから、
第４図からも明らかなように、電圧Ｅｇによって各高圧
配電線路に流れる電流１＊、Ｉｓ、は地絡抵抗Ｒｇに流
れる電流と、対地容量Ｃを通じて大地に逃げる電流のベ
クトル和となり、 ＩＲ−ｉ＊　　＋　ｊ　　！Ｒｃ １３　　＝　ｉｓ　　”　ｊ　　ｌｓｃ但し、ｉｌ＋１
３・・・各線に流れる有効電流’　Ｒｅ＋　　’　ＳＣ
−・−各線に流れる無効電流で表される。したがって、
各高圧配電線路を通り地絡抵抗Ｒｇに流れる電流（実数
項）に着目し、その電流による各高圧配電線路の電圧降
下の関係をみると、Ｎ−Ｐ間の電圧降下とＮ　　ＯＰ間
の電圧降下とは等しいので、 ｉ、２．ｊ２　（Ｓ線Ｎ−Ｐ間の電圧降下〕＝ｉＲＺ　
ｓ　Ｄ　ＣＲ線Ｎ−０間の電圧降下〕＋ｉ、　ｚｓ　　
（Ｄ−ｆ）　　（Ｓ線０−Ｐ間の電圧降下〕　　　　・
・・　（１） 但し、２．・・−各線路の単位長さ当たりの自己インピ
ーダンス 上記（１１式を整理すると、 となる。つまり、この（２）式によって各線路電流の実
数項成分を測定し、その電流比を求めると、ｌ／Ｄを知
ることができる。しかし、線路電流の実数項成分を直接
ヨ１１定することは困難であるので、（２）式左辺の分
母、分子に標定用交流電圧源４１の電圧Ｅｇを乗じると
、 となり、電圧Ｅｇと高圧配電線路の線路電流とによって
消費される電力（有効電力）を測定すれば、その電力比
から地絡点を標定できることがわかる。

上記（３）式は次のように表すことができる。

ＷＲ＋ＷＳ　　　　　Ｄ 但し、ＷＲ・−Ｒ相で消費される電力 ｗ、　−ｓ相で消費される電力 尚、高圧配電線路Ｒにおいて地絡事故が生じた場合も上
記と同様にして また、高圧配電線路Ｔにおいて地絡事故が生じた場合に
は によって地絡点標定ができる。

衾」Ｌ旦」Ｌ果 以上の説明から明らかなように、本発明による三相高圧
配電線路の地絡点標定方法によれば、−線地絡事故が起
こった際に、標定用交流電圧源の発生する電圧を地絡事
故が生じている相を含む２相の配電線と大地間に印加す
るようにしたから、例え三相高圧配電線路かねん架され
ておらないために、三線全てに電圧を印加した場合の磁
束鎖交数が均一化されていなくともそれには影害されな
い。したがって、各相において標定結果に誤差が生じる
ことがなく、いづれの相でも均一な地絡点標定を行うこ
とができるという効果を奏する。しかも、従来例として
示した特開昭５９−２３０１７６号の場合と同様、■電
力比が地絡点までの距離ｌと線形比例の関係にあるので
標定曲線が直線となり、地絡点の標定が正確に行われ、
■地絡抵抗Ｒｇ＝Ｏのような完全地絡からアーク放電に
よる地絡のように地絡抵抗Ｒｇの値が大きな地絡まで、
種々の地絡事故に対しても、地絡抵抗Ｒｇを含まない式
の下に標定値演算を行っているため、その大きさに関係
なく常に正確に地絡点を標定でき、■有効電力を測定す
ることによって地絡点を標定しているから、対地容量に
よる無効電力の影響を受けることがな（、対地容量が変
化しても地絡点の標定に何重誤差が生じることがなく、
■標定用電圧源が交流であるため、変圧器を含めた負荷
のインピーダンスが線路のインピーダンスに比べて非常
に高く、これを無視することができ、したがって、直流
計測法のようにコンデンサを各変圧器に直列に挿入する
といった手間なことを行わずともそのままの状態で正確
に地絡点標定を行うことができる、等の効果もそのまま
維持しているものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するための構成図、第２図は
第１図の構成図のフローチャート図、第３図は同じくタ
イミングチャート図、第４図は本発明方法における地絡
点標定演算の原理を説明する図である。 Ｒ，Ｓ、　Ｔ　　・・・　三相高圧配電線路３・・・短
絡スイッチ　　　４１−標定用交流電圧源４２ＤＲ，４
２ＤＴ−−・開閉器 ５２−標定部 Ｎ・−・送電側　０・・・末端側 Ｐ−・−地絡点

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）三相高圧配電線路に地絡事故が起こった際、高圧
   配電線路の地絡相を判別するとともに、末端を短絡して
   この地絡相を含む２相の配電線と大地間にそれぞれ標定
   用交流電圧を印加し、この電圧と、この電圧の印加によ
   って生じた各配電線に流れる電流とから、各線の有効電
   力を測定し、もって前記２相の配電線の有効電力の和と
   、２相のうちの健全線の有効電力との比から一線地絡事
   故の地絡点の標定を行うようにしたことを特徴とする三
   相高圧配電線路の地絡点標定方法。