JPH01287480A - 配電線の故障区間検出装置 - 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〕 本発明は配電系統中における故障区間の位置を検出する
装置に関する。

〔従来の技術〕

第６図は従来における故障区間検出機能を備えた配電系
統（オーム社刊　保護継電器ハンドブック３９２〜３９
５頁）を示す模式図であり、図中Ｂは配電変電所の母線
、ＤＦは配電線を示している。配電線叶には母線Ｂから
の分岐点近傍に遮断器ＣＢが介装され、またここから末
端側に向けて所定距離毎に区分開閉器１，２．３・・・
ｎが介装され、配電域が区間Ｓ、、Ｓ、・・・Ｓ、％の
如く区分され、各区間Ｓ　Ｉ　＋　Ｓ　Ｒ＋・・・Ｓ７
において配電線叶に接続されている図示しない給電線に
対し給電制御を行うようになっている。ＲＹは配電線Ｄ
Ｆに故障が発生したとき動作して前記遮断器ＣＢを開放
する継電器、ＲＦＣは開放された遮断器ＣＢを再投入す
る再閉路装置を示している。

継電器ＲＹは変圧器ＰＴを介在させて母線Ｂに、また配
電線叶の分岐点と遮断器ＣＢとの間の配電線に介在させ
た変流器ＣＴに夫々接続されると共に、前記遮断器ＣＢ
に連繋せしめられており、配電ｗＡＤＦに故障が生じた
とき作動して遮断器ＣＢを自動的に開放せしめるように
なっている。

また再閉路装置ＲＥＣは前記変圧器ＰＴを介在させて母
線Ｂに接続されると共に、前記遮断器ＣＢに連繋せしめ
られており、開放された遮断器ＣＢを所定時間（約１分
程度）後自動的に再投入するようになっている。

而してこのような配電系統で発生した故障区間の位置の
検出過程を第６．７図に示すタイムチャートに従って説
明する。

いま区間Ｓアにおける配電線叶のＦ点で、例えば配電線
叶に木の技が接触する等に起因する故障が発生したとす
ると〔第７図（イ）〕、継電器ＲＹが動作して〔第７図
（ロ）〕遮断器ＣＢが開放され〔第７図（ハ）〕、その
直後に各区分開閉器１゜２．３・・・ｎも開放される〔
第７図（二〜ト）〕。

前記遮断器ＣＢの開放時点をｔｌとすると、これからＴ
８時間（約１分程度）後の時点ｔｚで再閉路装置ＲＥＣ
が動作して遮断器ＣＢが自動的に再投入される〔第７図
（ハ）〕。遮断器ＣＢの再投入によってそれからＴ２時
間（約１０秒）後の時点ｔ、で先ず区分開閉器１が自動
的に再投入される〔第７図（ニ）〕、この時点では区分
開閉器１と故障点Ｆとの間には別の区分開閉器２が開放
状態で存在しており、遮断器ＣＢが継電器ＲＹにて自動
的に開放されることはない。

次いで区分開閉器１が再投入された時点ｔ、から時間Ｔ
、（約１０秒）後の時点ｔ４で区分開閉器２が自動的に
再投入される〔第７図（ホ）〕。

区分開閉器２が再投入されると故障点Ｆに通電されるこ
ととなるが、この時点で既に故障原因が解消されている
状態（−時的故障）であれば遮断器ＣＢは開放されず、
以後所定時間毎に区分開閉器３．４・・・が順次的に再
投入されて最後の区分開閉器ｎも再投入される〔第７図
（へ〜ト）〕。

しかし故障点Ｆでの故障原因がそのまま継続してしてい
る状態（永久故障）のときは故障区間Ｓ２に通電された
とき、再び遮断器ＣＢは継電器ＲＹにて自動的に開放さ
れ、故障発生時と同様に各区分開閉器１．２も再び開放
される〔第８図（ハルト）〕。

従って遮断器ＣＢを再投入した後、再び自動開放される
迄の時間を検出することにより、故障点Ｆがどの区間内
かを検出し得ることとなる。

なお遮断器ＣＢを再投入した後、再び自動的に開放され
たときは、故障点Ｆの点検９回復作業が済むまで遮断器
ＣＢが再々投入されることはない。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで上述した如き従来装置にあっては配電線叶にお
ける故障の発生で遮断器ＣＢが開放されたときは所定時
間（Ｔ＋）後に遮断器ＣＢを再投入し、この再導入後、
再開放される迄の時間に基づいて故障点Ｆを含む区間Ｓ
２を検出するから、次のような問題が生じていた。

即ち ■　永久故障の場合には遮断器ＣＢの再投入後の再度の
開放によって健全区間内に２度の停電が生ずる。

■　遮断器ＣＢが故障発生で開放された後、再投入−再
度の開放が繰り返されてはじめて故障発生区間が検出さ
れることとなり、故障区間の検出に比較的長い時間を必
要とする。

■　永久故障、−時故障の如何にかかわらず所定の時間
停電が生ずる。

■　遮断器ＣＢの再投入によって故障発生点の状態が悪
化、或いは故障規模が拡大される場合がある。

本発明はかかる事情に鑑みなされたものであってその目
的とするところは遮断器、区分開閉器の一連の自動的な
順次的投入操作に依存することなく、短時間に故障発生
区間を検出し得る故障区間検出装置を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る配電線の故障区間検出装置は、親局と、該
親局に接続された制御線と、前記各区間毎に前記配電線
と前記制御線とに接続された複数の子局とを有し、前記
親局は制御線に通電するための電源と、制御線の電気的
変化を検出する手段とを備え、また各子局は配電線の故
障発生位置が当該子局が接続されている区間よりも上流
側か又は下流側かを判別して記憶する手段と、前記親局
から制御線に給電されたとき、前記記憶手段と共働して
制御線を短絡すべ（動作する手段とを備える。

〔作用〕

本発明装置にあってはこれによっての制御線を通じての
親局から子局に対する探査によって、配電線が停電状態
にある場合においても故障区間の検出が可能となる。

〔実施例〕

以下本発明を図面に基づき具体的に説明する。

第１図は本発明に係る配電線の故障検出装置（以下本発
明装置という）の模式図であり、図中Ｂは配電用変電所
の母線、ＤＦは母線Ｂから分岐された配電線、ＣＢは遮
断器、１．２．３・・・ｎは区分開閉器を示している。

配電線ＤＦは遮断器ＣＢを介在させて配電用変電所の母
線Ｂから分岐されており、各配電線ＤＦには夫々所定の
間隔で区分開閉器１，２．３・・・ｎが介装され、配電
線ＤＦの配電域が夫々区間Ｓｏ、Ｓｔ　、Ｓｔ・・・Ｓ
。

に区分された状態となっている。

そしてこの配電線ＯＦにはこれに沿って制御線（例えば
専用のペア線）Ｌが配設されており、この制御線りには
親局Ｏが接続されると共に、この制御線りと配電線ＤＦ
との間には各区分開閉器１，２・・・ｎで区分された区
間Ｓｏ、Ｓｔ　、Ｓｔ・・・Ｓ＋ｓ−１毎に子局に、、
に、・・・Ｋ７が介装されている。

第２図は親局０の詳細図であり、図中３１は交流電源を
示している。この交流電源３１には、制御検出処理部３
５と並列に制限抵抗３３と電圧低下検出部３４との直列
回路を接続すると共に、これをスイッチ３２を介して接
続されている。

そして前記電圧低下検出部３４の両側入力端に制御線り
の線Ｌａ、Ｌｂの各一端が接続されている。このような
親局Ｏにあっては交流電源３１から制御線りに所定の電
圧を印加し、制御線りの線Ｌａ、Ｌｂ間に生じた電圧低
下を電圧低下検出部３４で検出し、その検出信号を制御
検出処理部３５で読み取って交流電線３１による電圧印
加開始後、換言すればスイッチ３２を閉成したときから
電圧低下が生じるまでの時間に基づき故障区間を判定す
るようになっている。

各子局に、、に、・・・Ｋｆｉそれ自体の構造は実質的
に同じであり、例えば子局に＋についてみると第３図に
示す如くである。第３図は子局に１の詳細図であり、４
１は故障検出リレーを示している。故障検出リレー４１
は区間Ｓ０内であって区間開閉器１近傍において配電線
ＯＦに変流器ＣＴを、またそれよりも僅かに母線Ｂ側寄
りの位置に変圧器ＰＴを夫々介在させて接続されると共
に、常開接点４３に連繋せしめられたラッチリレー４２
に接続されている。

Ｔはタイマリレーであって制御線りの線Ｌａ、Ｌｂ間に
わたして接続されており、またこのタイマリレーＴの常
開接点４４と前記常閉接点４３とは相互に直列接続され
た状態で前記タイマリレーＴに対して並列に接続せしめ
られている。

他の子局に２〜に７は夫々各区間ｓ、、Ｓ２・・・５ｌ
ｌ−１において配電線ＯＦに接続されている点、及びタ
イマリレーＴの時限が異なる以外は実質的に同じである
。

このような子局に、は配電線ＤＦに対する接続点よりも
下流の区間で配電線ＯＦに故障が生じたときは故障検出
リレー４１がこれを検出してラッチリレー４２に信号を
出力し、ラッチリレー４２によって常開接点４３を閉鎖
保持し、当該子局に、よりも下流側で故障が発生したこ
とを記憶しておき、その後にタイマリレーＴが限時によ
って動作し、常開接点４４が閉成されると制御ｉＬの線
Ｌａ、Ｌｂを短絡するようになっている。

なお各子局に１〜に７は配電線ＯＦに対する接続点より
も上流、即ち母線Ｂ側寄りの区間Ｓｏ、Ｓｔ・・・５ｎ
−１で故障が生じたときはラッチリレー４２へ信号が出
力されることはない。

各子局に、〜に７のタイマリレーＴは配電線ＯＦの末端
の子局に７における限時が最小時間（例えば１秒）に設
定され、逆に母ｖＡＢに最も近く位置する子局に１の限
時が最大時間に設定され中間の子局に２〜Ｋｎ−１は末
端の子局側から母線Ｂにより近く位置する子局となるに
従って１又は数秒単位で限時が長くなるように設定され
ている。

而していま区間Ｓ２においてＦ点で配電線ＤＦに故障が
生じたときにはそれよりも上流側の区間Ｓ０゜Ｓ、にお
ける子局に、に、の故障検出リレー４１が動作してラッ
チリレー４２を駆動し、常開接点４３を閉鎖状態に保持
する。

一方故障点Ｆを含む区間Ｓ２及びこれよりも下流側の各
子局に３〜に７における故障検出リレー４１は動作せず
、従ってラッチリレー４２は駆動されず、常開接点４３
は開放された状態のままである。

故障発生のときから上述した過程が終了する約１秒後に
は図示しない継電器等の動作によって遮断器ＣＢが開方
され配電線ＯＦは停電状態となり、これによって各子局
に、〜Ｋｎにおける故障検出リレー４１もリセットされ
るが、ラッチリレー４２はそのままの状態を維持し常開
接点４３は閉鎖状態に維持される。

ここで親局Ｏのスイッチ３２を閉成すると制御線りを通
じて各子局Ｋｌ　＋　Ｋｔ＋〜に１に電圧が印加され、
タイマリレーＴが動作し始め、先ず末端の子局Ｋｎのタ
イマリレーＴが駆動され、常開接点４４を開成し、続い
て一定時間毎に母線Ｂ側に向けて各子局のタイマリレー
Ｔが順次的に駆動され、常開接点４４が閉成されてゆく
。しかし故障区間よりも下流側区間に設けられている各
子局では常開接点４３が開放状態にあって制御線りの線
Ｌａ、Ｌｂが短絡されることはない。そして故障区間よ
りも上流側の区間に設けられている子局のタイマリレー
Ｔが駆動されると、これらの子局ではランチリレー４２
により常閉接点４３が閉成されているから、制御線りの
線Ｌａ、Ｌｂが短絡されることとなり、親局Ｏの電圧低
下検出部３４がこれを検知し、制御検出処理部５４を通
じてスイッチ３２が閉成された後、電圧低下検出部３４
が電圧低下を検出する迄の時間によって故障区間が検出
されることとなる。

なお遮断器ＣＢが開放されて故障が発生したことが推測
されるにも拘わらずいずれの子局に、〜に７についても
電圧低下が生じなかった時は区間Ｓｎ内で故障が発生し
たと判断することができる。

第４図は本発明に用いる親局の他の例を示す詳細図、第
５図は同じく子局の詳細図である。

第４図において、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ　”−５Ｉｎ
は夫々異なる周波数（ｆ、　、　ｆ　ｂ、・・・ｆ、）
の交流電源を示している。各交流電源５１ａ〜５１ｎの
一方の給電線は一括して制御線りの線Ｌｂに接続され、
また他方の給電線は個々に切替部５２に臨ませて制御検
出処理部５４からの信号により操作される切替片５２ａ
によって選択的に制御線りの線Ｌａに接続されるように
なっている。

他の構成は第２図に示した実施例と実質的に同じであり
、対応する部分には同じ番号を付して説明を省略する。

このような親局Ｏにあっては切替部５２の操作で交流電
源５１ａ〜５１ｎを順次的に切り換え制御線りに周波数
の異なる電圧を印加しつつ電圧低下検出部３４にて制御
線りの電圧低下を検出し、電圧低下が生じたときの検出
信号と制御線りに印加した電圧の周波数との関係に基づ
き制御検出処理部５４を通じて故障区間を検出する。

一方子局に、は第５図に示す如く第３図に示す子局のタ
イマリレーＴに代えて補助リレー６５を用いると共に、
この補助リレー６５への給電線にフィルタ６６を設けで
ある。フィルタ６６は各子局毎に定められた周波数の電
圧信号のみを通流させるよう設定してあって、前記交流
電源５１ａ〜５１ｎから給電された電圧の周波数が当該
子局に定められた周波数である場合は、補助リレー６５
が励磁され、常開接点６４が閉鎖され、常開接点４３が
閉成されているときは制御線りの線Ｌａ、Ｌｂ間の短絡
するようになっている。他の構成は第３図に示す子局と
実質的に同じであり、対応する部材には同じ番号を付し
である。

而してこのような実施例にあっては第１図に示す如く区
間Ｓ２のＦ点で故障が発生したとすると、この故障点Ｆ
よりも母ｖＡＢ側寄りに位置する区間Ｓ　Ｏ＋　　Ｓ　
Ｉｌｌの子局における各故障検出リレー４１がこれを検
知し、検知信号をラッチリレー４２に出力する。ラッチ
リレー４２は常開接点４３を閉成保持し、当該子局より
も下流側の区間出故障が発生したことを記憶する。

その後配電線ＤＦの遮断ＨＣＢが開放されて配電線ＤＦ
が停電状態になり、故障検出リレー４１はリセットされ
るが、ラッチリレー４２はそのまま常開接点４３を閉成
維持する。

配電線ＤＦが停電状態となると親局Ｏの制御検出処理部
５４は切替部５２に制御信号を出力し、切替片５２ａを
所定のタイミングで駆動し、各電源５１ａ〜５１ｎを順
次的に制御線りに接続し、各電源５１ａ〜５１ｎから夫
々固有周波数の交流電圧が制御線りに印加されることと
なる。

いま周波数ｆ１の交流電圧が印加されたときは子局に、
のフィルタ６６のみがこれを通過させ、補助リレー６５
が励磁され、限時常閉接点６４が閉成される結果、制御
線りの線Ｌａ、Ｌｂが短絡状態となり、それによる電圧
降下が親局０の電圧低下検出部に検出される。

なおその直後に補助リレー６５は解磁され限時復帰して
、常開接点６４は開放される。

電圧低下検出部３４の検出信号は制御検出処理部５４に
出力され、故障点Ｆは区間Ｓ０よりも下流側、即ち末端
側であることが検知される。同様にして切替部５２の切
替片５２ａを電源５１ｂに接続させて周波数ｆ２の交流
電圧を制御線りに印加し、前述したのと同様の過程で故
障点Ｆは区間Ｓｌよりも下流側であることが検知される
。

同様にして電源５１ｃを制御線りに接続して周波数ｆ、
の交流電圧を印加すると、子局に、のフィルタ６６を通
過して補助リレー６５により限時復帰常開接点６４を閉
成するが、この子局では故障検出・リレー４１が故障を
検出していないため、ラッチリレー４２の常開接点４３
は開放状態にあり、制御線りの線Ｌａ、Ｌｂは短絡状態
とはならない。従って制御検出処理部５４は故障点Ｆが
区間Ｓ２よりも母ｖＡＢ側であることを検知する。

このような探査データに基づいて制御検出処理部５４は
故障点Ｆが故障区間Ｓ２内であると判定することとなる
。

なお上述の実施例では各子局に対する探査を母線Ｂ側の
子局Ｋｌから順次行った場合を説明したが、探査は末端
側の子局に、から行ってもよい。また配置順序に依らず
、任意の順序で行ってもよいことは勿論である。

また上述の各実施例では各子局に、〜に７用の変流器Ｃ
Ｔ、変圧器ＰＴを各区分開閉器１．２・・・ｎの近傍で
あって母線Ｂ寄りの位置に配置した構成を示したが、末
端寄りに配置してもよいことは勿論である。

また親局０の電源として交流電源３１を用いた場合を示
したが、直流電源を用いてもよい。更に制御線りとして
専用のペア線を使用した場合を示したが、専用のシング
ル線を使用し、大地を帰路させることとしてもよい。

〔発明の効果〕

以上の如く本発明装置にあっては配電線に故障が発生し
て停電状態となったときに、この停電状態のままで故障
発生区間を正確、且つ迅速に検出することが可能となり
、遮断器等の投入に伴う故障状態の悪化等の不都合も生
じない等、本発明は優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の模式図、第２図は本発明装置にお
ける親局の詳細図、第３図は同じく子局の詳細図、第４
図は本発明に用いる親局の他の例を示す詳細図、第５図
は同じく子局の他の例を示す詳細図、第６図は従来装置
の模式図、第７，８図は従来装置による故障検出動作を
示すタイムチャートである。 Ｂ・・・母線　ＤＦ・・・配電線　ＣＢ・・・遮断器Ｃ
Ｔ・・・変流器　ＰＴ・・・変圧器　Ｌ・・・制御線０
・・・親局　Ｋｌ＋に２＋〜に７・・・子局　３１・・
・交流電源３２・・・スイッチ　３４・・・電圧低下検
出部３５・・・制御検出処理部　４１・・・故障検出リ
レー４２・・・ラッチリレー　４３・・・常開接点Ｔ・
・・タイマリレー　４４・・・常開接点５１ａ〜５１ｎ
・・・交流電源　５２・・・切替部５４・・・制御検出
処理部６５・・・補助リレー６６・・・フィルタ なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 代理人　　　　大　　　岩　　　増　　　雄弔３図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、所要の間隔を隔てて複数の区分開閉器を介装して配
   電域を複数の区間に分けた配電線における故障区間を検
   出する方法において、 親局と、該親局に接続された制御線と、前 記各区間毎に前記配電線と前記制御線とに接続された複
   数の子局とを有し、前記親局は制御線に通電するための
   電源と、制御線の電気的変化を検出する手段とを備え、
   また各子局は配電線の故障発生位置が当該子局が接続さ
   れている区間よりも上流側か又は下流側かを判別して記
   憶する手段と、前記親局から制御線に給電されたとき、
   前記記憶手段と共働して制御線を短絡すべく動作する手
   段とを備えることを特徴とする配電線の故障区間検出装
   置。