WO2020162325A1 - 断線検知装置 - Google Patents

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清人 由井
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株式会社スマートセキュリティイノベーション
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    • G—PHYSICS
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    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
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    • G—PHYSICS
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    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections

Definitions

  • the present invention relates to a disconnection detecting device, and more particularly to a disconnection detecting device for a power transmission line.
  • Patent Document 1 discloses an electric wire having a function as a disconnection sensor by incorporating a resistor. With this electric wire, when the electric wire is broken, the broken portion can be specified by measuring the electric resistance of the electric wire.
  • Patent Document 1 can identify the disconnection point, if the method disclosed in Patent Document 1 is applied to a power transmission line as it is, a voltage of several thousand V is usually applied to the power transmission line. However, it is difficult to realize it because high voltage transmission of up to approximately 500,000 V is carried out.
  • an object of the present invention is to provide a disconnection detection device that can identify even a disconnection point of a high-voltage transmission line.
  • a disconnection detection device for detecting disconnection points in a first power transmission line (for example, power transmission line S1000 in FIG. 2) and a second power transmission line (for example, power transmission line S1000 in FIG. 2) An ohmmeter (for example, ohmmeter S3200 in FIG. 2) connected to the first power transmission line and the second power transmission line, First and second connection lines (for example, connection line S3105 in FIG. 2) that are respectively connected in parallel to the first power transmission line and the second power transmission line, A plurality of resistance elements (for example, resistance element S3110 in FIG. 2) connected in parallel to the first and second connection lines, respectively, Equipped with Based on the resistance value detected by the resistance meter, the resistance value of each resistance element, and the number of the resistance elements, which of the resistance elements is the electric wire portion is specified.
  • accommodating device S3100 in FIG. 2 It is also possible to provide a plurality of accommodating devices (for example, accommodating device S3100 in FIG. 2) that respectively accommodate the resistance elements.
  • Each of the resistance elements is, for example, as shown in FIG. 2, between the first connection line and the first power transmission line, or between the second connection line and the second power transmission line, May be connected in parallel over any of the above.
  • the respective resistance elements may be connected in parallel to the first or second connection line as shown in FIG. 4, for example.
  • Each of the accommodating devices may include a connecting member that connects the first or second connection line and a resistance element accommodated in the accommodating device.
  • Each of the accommodating devices may include a connecting member (for example, the connecting member S3320 in FIG. 4A) that is connected in parallel to the first or second connecting line and is connected to the resistance element.
  • a connecting member for example, the connecting member S3320 in FIG. 4A
  • FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of a disconnection detection device S3000 according to the first embodiment of the present invention.
  • a power transmission source S2000 such as a power plant owned or managed by an electric power company
  • a power transmission line S1000 having one end connected in parallel to the power transmission source S2000
  • a plurality of power transmission lines suspending each power transmission line S1000.
  • a steel tower S1100, a power transmission destination S2100 such as a substation to which the other end of the power transmission line S1000 is connected, and a disconnection detection device S3000 electrically connected to each power transmission line S1000 are shown.
  • FIG. 1 only conceptually illustrates the disconnection detection device S3000, and actually has a configuration described below.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of the disconnection detection device S3000 shown in FIG.
  • a resistance meter S3200 provided in parallel with each transmission line S1000, a connection line S3105 connected with each resistance meter S3200, and a connection between each transmission line S1000 are shown.
  • a transformer S2200 that converts the voltage of the power transmission target, a plurality of accommodation devices S3100 arranged at appropriate intervals on each power transmission line S1000, a plurality of terminals S3125 that connect each accommodation device S3100 and each power transmission line S1000,
  • a plurality of resistance elements S3110 housed in each housing S3100 and directly connected to each terminal S3125 are provided.
  • transformer S2200 itself is not an essential component of the disconnection detection device S3000. These transformers S2200 are shown for single-phase alternating current, but when the transmission line S1000 is a three-phase three-wire type or a three-phase four-wire type, the number of lines corresponding to these may be used. .. Further, in the case of the direct current method, it is not necessary to provide the transformer S2200.
  • the frame of the disconnection detection device S3000 is provided so as to surround the transformer S2200, the resistance meter S3200 on the upper side of the drawing, the connection line S3105, the housing device S3100, the terminal S3125, and the resistance element S3110.
  • members corresponding to these in the lower part of the drawing are also included in the disconnection detection device S3000.
  • connection line S3105 in the frame of the disconnection detection device S3000 in FIG. 2 corresponds to the first connection line in the claims
  • connection line S3105 outside the frame is the second connection line in the claims. It corresponds to a connecting line.
  • other devices such as the accommodation device S3100, the terminal S3125, and the resistance element S3110, those inside the frame of the disconnection detection device S3000 correspond to "first", and those outside the frame correspond to "second”. ..
  • connection line S3105 is suspended and fixed to each power transmission line S1000, so that a large pulling force or a shearing force is not applied, and thus the robustness is maintained. There is.
  • each power transmission line S1000 may be physically prepared by, for example, one long one, and each accommodating device S3100 may be attached thereto, or the accommodating devices S3100 may be relatively short in sequence. You may make it connect.
  • the resistance value detected by the resistance meter S3200 can be expressed by Expression 1.
  • Resistance value of resistance meter S3200 [resistance value of resistance element S3110]/[disconnection at a position corresponding to the third accommodating device S3100 and the fourth accommodating device S3100 with reference to the transformer S2200]
  • the transmission line S1000 is broken due to a large change in the resistance value detected by the resistance meter S3200. Further, regarding the resistance value itself detected by the resistance meter S3200, the number of the accommodating devices S3100, and the resistance value of the resistance element S3110, which of the accommodating devices S3100 the disconnection point occurred in the power transmission line S1000 exists. Can be specified.
  • the corresponding position between the first accommodation device S3100 and the second accommodation device S3100 based on the transformer S2200 (for example, It is possible to specify that the disconnection has occurred at point B).
  • the number of the accommodation devices S3100 can be appropriately determined according to the length of the power transmission line S1000, and in an environment in which the power transmission line S1000 is likely to be disconnected. There is an advantage that you can increase if there is.
  • the connection line S3105 can be extended by further connecting the electric wires to be the connection line S3105 in the same manner as the configuration shown in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the accommodation device S3100 shown in FIG. In addition, here, the configuration in which the accommodation devices S3100 are sequentially connected by the relatively short power transmission line S1000 is illustrated.
  • 3A is a schematic configuration diagram of the main body of the accommodation device S3100
  • FIG. 3B is a perspective view of a housing of the main body of the accommodation device S3100 shown in FIG. 3A.
  • FIG. 3A for example, a resin-made rectangular base S3300, a resin-made columnar support 3310 attached to the base S3300, and a connection line S3105 attached to the upper part of the support 3310 are mutually connected.
  • a substantially arch-shaped connecting member S3320 made of metal such as copper that is electrically connected by a clamp or the like and is also electrically connected to the terminal S3125 is shown.
  • FIG. 3B shows, for example, a first housing part S3330 made of plastic and a second housing part S3340 made of plastic, for example, and the housing device S3100 shown in FIG. In the assembled state, they are coupled by using a coupling tool or the like not shown.
  • Each of the first housing portion S3330 and the second housing portion S3340 is provided with a handle portion S3135 for attaching a member (not shown) for suspending the power transmission line S1000, and further through which a connection line S3105 and the like is passed.
  • a through hole is formed. Note that a packing member or the like may be appropriately attached to each through hole in order to prevent wind and rain from entering the inside of the first housing portion S3330 and the second housing portion S3340.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of the disconnection detection device S3000 according to the second embodiment of the present invention, and corresponds to FIG.
  • the connection line S3105 of FIG. 4 is of a double-line type for simplification, but is electrically equivalent to that of FIG.
  • the disconnection detection device S3000 simply replaces the accommodation device S3100 and the connection line S3105 with respect to the transmission line S1000, instead of connecting the transmission line S1000 and the connection line S3105 at a plurality of locations. It can be fixed with a tie belt or the like, which has the advantage of improving workability.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the accommodation device S3100 related to the disconnection detection device S3000 shown in FIG. 4, and corresponds to FIG. 3A.
  • the connection line S3105 is of a double-line type, the resistance element S3110 is connected in parallel so as to correspond to the connection member S3320.
  • the housing of the accommodation device S3100 may have the same configuration as that shown in FIG. 3B.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a main body of a storage device S3100 shown in FIG. 1.
  • FIG. 3B is a perspective view of the housing of the main body of the storage device S3100 shown in FIG. 3A.

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Abstract

【課題】高電圧の送電線の断線箇所をも特定可能な断線検知装置を提供する。 【解決手段】第１の送電線Ｓ１０００及び第２の送電線Ｓ１０００における断線箇所を検知する断線検知装置であって、第１の送電線Ｓ１０００と第２の送電線Ｓ１０００とに対してそれぞれ並列に接続される抵抗計Ｓ３２００と、各抵抗計Ｓ３２００にそれぞれ接続される第１及び第２の接続線Ｓ３１０５と、第１及び第２の接続線Ｓ３１０５にそれぞれ並列接続される複数の抵抗素子Ｓ３１１０と、を備え、抵抗計Ｓ３２００で検出される抵抗値と各抵抗素子Ｓ３１１０の抵抗値と抵抗素子Ｓ３１１０の数とに基づいていずれの抵抗素子Ｓ３１１０間が電線箇所であるかを特定する。

Description

断線検知装置
　本発明は、断線検知装置に関し、特に、送電線の断線検知装置に関する。
　特許文献１には、抵抗を内蔵することにより、断線センサとしての機能を与えた電線が開示されている。この電線は、電線に断線が生じた場合に、電線の電気抵抗を測定することによって、断線箇所を特定できるというものである。
特開２００９－４８３８３号公報
　しかし、特許文献１に開示された電線は、その断線箇所を特定できるというものの、特許文献１に開示されている手法を、そのまま送電線に適用しようとすると、送電線には通常は数千Ｖ，最大で５０万Ｖ近い高電圧の電送がされていることから、その実現が困難である。
　そこで、本発明は、高電圧の送電線の断線箇所をも特定可能な断線検知装置を提供することを課題とする。
　上記課題を解決するために、本発明の断線検知装置は、
　第１の送電線（例えば図２の送電線Ｓ１０００）及び第２の送電線（例えば図２の送電線Ｓ１０００）における断線箇所を検知する断線検知装置であって、
　前記第１の送電線と第２の送電線とに接続される抵抗計（例えば図２の抵抗計Ｓ３２００）と、
　前記第１の送電線及び第２の送電線にそれぞれ並列接続される第１及び第２の接続線（例えば図２の接続線Ｓ３１０５）と、
　前記第１及び第２の接続線にそれぞれ並列接続される複数の抵抗素子（例えば図２の抵抗素子Ｓ３１１０）と、
　を備え、
　前記抵抗計で検出される抵抗値と前記各抵抗素子の抵抗値と前記抵抗素子の数とに基づいていずれの抵抗素子間が電線箇所であるかを特定する。
　前記各抵抗素子を各々収容する複数の収容装置（例えば図２の収容装置Ｓ３１００）を備えることもできる。
　前記各抵抗素子は、例えば図２に示すように、前記第１の接続線と前記第１の送電線との間、又は、前記第２の接続線と前記第２の送電線との間、のいずれかに跨って並列に接続されていてもよい。
　前記各抵抗素子は、例えば図４に示すように、前記第１又は第２の接続線に並列に接続されていてもよい。
　前記各収容装置は、前記第１又は第２の接続線と当該収容装置に収容される抵抗素子とを接続する接続部材を備えてもよい。
　前記各収容装置は、前記第１又は第２の接続線に並列に接続され、かつ、前記抵抗素子に接続される接続部材（例えば図４（ａ）の連結部材Ｓ３３２０）を備えることもできる。
発明の実施の形態
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
　（実施形態１）
　図１は、本発明の実施形態１の断線検知装置Ｓ３０００に関する概要説明図である。図１には、電力会社が所有乃至管理する発電所などの送電元Ｓ２０００と、送電元Ｓ２０００に対して並列に一端が接続されている送電線Ｓ１０００と、各送電線Ｓ１０００を懸架する複数の送電鉄塔Ｓ１１００と、送電線Ｓ１０００の他端が接続される変電所などの送電先Ｓ２１００と、各送電線Ｓ１０００に電気的に接続される断線検知装置Ｓ３０００とを示している。
　なお、ここでは単相交流を意図して２本の送電線Ｓ１０００を示しているが、交流三相３線式、交流三相４線式、直流式などであっても、断線検知装置Ｓ３０００を適用することができる。また、図１には、断線検知装置Ｓ３０００を概念的に図示しただけであって、実際には、以下説明するような構成とされている。
　図２は、図１に示す断線検知装置Ｓ３０００の説明図である。図２には、各送電線Ｓ１０００に対してそれぞれ並列に設けられている抵抗計Ｓ３２００と、各抵抗計Ｓ３２００に対してそれぞれ接続される接続線Ｓ３１０５と、各送電線Ｓ１０００間に接続されていて送電対象の電圧を変換する変圧器Ｓ２２００と、各送電線Ｓ１０００に適当な間隔で配される複数の収容装置Ｓ３１００と、各収容装置Ｓ３１００と各送電線Ｓ１０００とを接続する複数の端子Ｓ３１２５と、各収容装置Ｓ３１００に収容されていて各端子Ｓ３１２５に直接接続される複数の抵抗素子Ｓ３１１０とを備えている。
　なお、変圧器Ｓ２２００自体は、断線検知装置Ｓ３０００の必須の構成要素ではないことに留意されたい。これらの変圧器Ｓ２２００は、単相交流用のものを示しているが、送電線Ｓ１０００が三相３線式、三相４線式の場合は、これらに応じた線数のものにすればよい。また、直流方式の場合には、変圧器Ｓ２２００を設ける必要はない。
　また、図２では、説明の都合上、変圧器Ｓ２２００と、図面上側の抵抗計Ｓ３２００、接続線Ｓ３１０５、収容装置Ｓ３１００、端子Ｓ３１２５、及び、抵抗素子Ｓ３１１０とを囲うように断線検知装置Ｓ３０００の枠を示しているが、実際には、これらに対応する図面下側の部材も断線検知装置Ｓ３０００に含まれる。
　さらに、例えば、図２における断線検知装置Ｓ３０００の枠内の接続線Ｓ３１０５は特許請求の範囲における第１の接続線に相当するものであり、枠外の接続線Ｓ３１０５は特許請求の範囲における第２の接続線に相当するものである。同様に、他の部材である、収容装置Ｓ３１００、端子Ｓ３１２５、及び、抵抗素子Ｓ３１１０についても、断線検知装置Ｓ３０００の枠内のものは「第１」、枠外のものは「第２」に相当する。
　また、通常時であれば、各接続線Ｓ３１０５は各送電線Ｓ１０００にそれぞれ懸架し固定することによって、大きな引っ張り力やせん断力などが加わらず、これによって堅牢性
が維持されるように工夫している。
　さらに、各送電線Ｓ１０００は、物理的には、例えば一本の長いものを用意して、これに各収容装置Ｓ３１００を取り付けてもよいし、各収容装置Ｓ３１００間を相対的に短いもので順次連結するようにしてもよい。
　つぎに、図２に示す断線検知装置Ｓ３０００の動作原理について説明する。まず、各送電線Ｓ１０００と各接続線Ｓ３１０５とが導通している場合には、実際上は、各送電線Ｓ１０００及び各接続線Ｓ３１０５の電気抵抗が僅かにあるため、抵抗計Ｓ３２００で検出される抵抗値は、この僅かな電気抵抗値を示すことになる。
　しかし、理論上は、各接続線Ｓ３１０５は、各送電線Ｓ１０００に接地されることから、抵抗計Ｓ３２００で検出される抵抗値はほぼゼロであり、説明の理解容易のために、以下、当該抵抗値がゼロであるとして扱う。
　この状態で、仮に、図２に示すＡ点で送電線Ｓ１０００に断線が生じたとする。この場合には、オームの法則に従い、抵抗計Ｓ３２００で検出される抵抗値は、数式１で表すことができる。
　抵抗計Ｓ３２００の抵抗値＝［抵抗素子Ｓ３１１０の抵抗値］／［変圧器Ｓ２２００を基準として、３番目の収容装置Ｓ３１００と４番目の収容装置Ｓ３１００との間に対応する位置で断線］
　したがって、仮に、全ての抵抗素子Ｓ３１１０が１００ｋΩのものであるとして、これを数式１に代入すると、数式２に示す結果が得られることになる。
　抵抗計Ｓ３２００の抵抗値＝［１００ｋΩ］／［３］≒３３．３ｋΩ
　この原理によれば、まず、抵抗計Ｓ３２００で検出される抵抗値が大きく変化したことによって、送電線Ｓ１０００に断線が生じたことを検知できる。また、抵抗計Ｓ３２００で検出される抵抗値自体と、収容装置Ｓ３１００の数と、抵抗素子Ｓ３１１０の抵抗値とによって、送電線Ｓ１０００に生じた断線箇所がいずれの収容装置Ｓ３１００間に存在するかについて特定することができる。
　ここで、数式１は、数式３のように一般化できる。
　［断線箇所（変圧器Ｓ２２００を基準として、ｎ番目の収容装置Ｓ３１００とｎ＋１番目の収容装置Ｓ３１００との間に対応する位置）］＝［抵抗素子Ｓ３１１０の抵抗値］／［抵抗計Ｓ３２００の抵抗値］
　例えば、収容装置Ｓ３１００の数が図２に示すように４つであり、各抵抗素子Ｓ３１１０の抵抗値が全て１００ｋΩである、という上記と同じ条件のもとで、抵抗計Ｓ３２００で検出される抵抗値自体が約０Ωから約１００ｋΩに変化したとする。これらの条件を数式３に代入すると、数式４のようになる。
　断線箇所＝［１００ｋΩ］／［１００ｋΩ］＝１
　つまり、抵抗計Ｓ３２００で検出される抵抗値が上記のように変化した場合には、変圧器Ｓ２２００を基準として１番目の収容装置Ｓ３１００と２番目の収容装置Ｓ３１００との間に対応する位置（例えばＢ点）で断線が発生したということを特定することができる。
　なお、図２に示す断線検知装置Ｓ３０００の構成によれば、収容装置Ｓ３１００の数量は、送電線Ｓ１０００の長さに応じて適宜決定することができるし、送電線Ｓ１０００に断線が生じやすい環境であれば増やすこともできるという利点がある。また、接続線Ｓ３１０５は、更に接続線Ｓ３１０５となる電線を図２に示す構成と同様の態様で接続することによって継ぎ足せば、延長することもできる。
　図３は、図１に示す収容装置Ｓ３１００の模式的な構成図である。なお、ここでは各収容装置Ｓ３１００間を相対的に短い送電線Ｓ１０００で順次連結する場合の構成を例示している。図３Ａは収容装置Ｓ３１００本体の模式的な構成図であり、図３Ｂは図３Ａに示す収容装置Ｓ３１００本体の筐体の斜視図である。
　図３Ａには、例えば樹脂製で長方形状の基台Ｓ３３００と、基台Ｓ３３００に取り付けられた例えば樹脂製で円柱状の支柱３３１０と、支柱３３１０の上部に取り付けられていて接続線Ｓ３１０５を相互にクランプなどで電気的に接続するとともに端子Ｓ３１２５とも電気的に接続される銅などの金属製で略アーチ形状の連結部材Ｓ３３２０と、を示している。
　図３Ｂには、例えばプラスチック製の第１の筐体部Ｓ３３３０と、例えばプラスチック製の第２の筐体部Ｓ３３４０とを示しており、これらはその内部に図３Ａに示す収容装置Ｓ３１００本体が収容された状態で図示しない結合具などを用いて結合される。
　第１の筐体部Ｓ３３３０及び第２の筐体部Ｓ３３４０には、それぞれ、送電線Ｓ１０００に懸架するための図示しない部材を取り付けるための取手部Ｓ３１３５が設けられ、さらに、接続線Ｓ３１０５等を通す貫通孔が形成されている。なお、各貫通孔には、第１の筐体部Ｓ３３３０及び第２の筐体部Ｓ３３４０の内部に風雨などが入ることを防止するために、適宜パッキン部材などを取り付けるとよい。
　（実施形態２）
　図４は、本発明の実施形態２の断線検知装置Ｓ３０００の説明図であり、図２に対応するものである。図４のものは、簡素化するため接続線Ｓ３１０５を複線式としているが、図２のものと電気的に等価である。図４に示す構成を採用すると、断線検知装置Ｓ３０００は、送電線Ｓ１０００と接続線Ｓ３１０５とを複数個所で接続することに代えて、送電線Ｓ１０００に対して、単に収容装置Ｓ３１００及び接続線Ｓ３１０５をタイベルトなどによって固定すればよくなり、作業性が向上するという利点がある。
　図５は、図４に示す断線検知装置Ｓ３０００に係る収容装置Ｓ３１００の模式的な構成図であり、図３Ａに対応するものである。図５では、接続線Ｓ３１０５を複線式としているため、これに対応して連結部材Ｓ３３２０相互に跨る態様で抵抗素子Ｓ３１１０が並列接続されている。収容装置Ｓ３１００の筐体については、図３Ｂに示すものと同様の構成にすればよい。
本発明の実施形態１の断線検知装置Ｓ３０００に関する概要説明図である。 図１に示す断線検知装置Ｓ３０００の説明図である。 図１に示す収容装置Ｓ３１００本体の模式的な構成図である。 図３Ａに示す収容装置Ｓ３１００本体の筐体の斜視図である。 本発明の実施形態２の断線検知装置Ｓ３０００の説明図である。 図４に示す断線検知装置Ｓ３０００に係る収容装置Ｓ３１００の模式的な構成図である。
　Ｓ２０００　送電元
　Ｓ１０００　送電線
　Ｓ１１００　送電鉄塔
　Ｓ２１００　送電先
　Ｓ２２００　変圧器
　Ｓ３０００　断線検知装置
　Ｓ３１０５　接続線
　Ｓ３２００　抵抗計
　Ｓ３１００　収容装置
　Ｓ３１２５　端子
　Ｓ３１１０　抵抗素子
　Ｓ３３００　基台
　Ｓ３３１０　支柱
　Ｓ３３２０　連結部材

Claims (6)

  1. 　第１の送電線及び第２の送電線における断線箇所を検知する断線検知装置であって、
    　前記第１の送電線と第２の送電線とに対してそれぞれ並列に接続される抵抗計と、
    　前記各抵抗計に対してそれぞれ接続される第１及び第２の接続線と、
    　前記第１及び第２の接続線にそれぞれ並列接続される複数の抵抗素子と、
    　を備え、
    　前記抵抗計で検出される抵抗値と前記各抵抗素子の抵抗値と前記抵抗素子の数とに基づいていずれの抵抗素子間が電線箇所であるかを特定する断線検知装置。
  2. 　前記各抵抗素子を各々収容する複数の収容装置を備える、請求項１記載の断線検知装置。
  3. 　前記各抵抗素子は、前記第１の接続線と前記第１の送電線との間、又は、前記第２の接続線と前記第２の送電線との間、のいずれかに跨って並列に接続されている、請求項１記載の断線検知装置。
  4. 　前記各抵抗素子は、前記第１又は第２の接続線に並列に接続されている、請求項１記載の断線検知装置。
  5. 　前記各収容装置は、前記第１又は第２の接続線と当該収容装置に収容される抵抗素子とを接続する接続部材を備える、請求項２記載の断線検知装置。
  6. 　前記各収容装置は、前記第１又は第２の接続線に並列に接続され、かつ、前記抵抗素子に接続される接続部材を備える、請求項２記載の断線検知装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS4921180U (ja) * 1972-05-29 1974-02-22
JPS5679966A (en) * 1979-12-06 1981-06-30 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Simple method of measuring disconnection of inter-station cable
JP2009043203A (ja) * 2007-08-11 2009-02-26 Kiyoto Yui Ｎ個接続した断線センサーの作動箇所を識別する警報装置

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