JPH02103477A - 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］ 本発明は送電線路の故障点標定装置に係り、特に電力線
の送電電圧を監視する形式の故障点標定装置に関する。

［従来の技術］ 送電線路で故障が発生したときは、迅速に復旧させる必
要性から、故障点を把握することが重要である。この点
で、超高圧系統には、サージ受信方式やパルスｌ／−ダ
方式等の故障点標定装Ｗ（Ｆ、Ｌ）が設置されて効果を
上げている。

ここで、サージ受信方式とは、故障発生時のサージ波を
送電線路両端で受信し５、両者の受信時刻差がサージの
伝搬時間差に一致することを利用し２て、故障点を標定
するものである。

またパルスレーダ方式とは、故障発生時にパルスを送電
端より送り、故障点からのパルス反射時間差が、故障点
までの距離に比例することを利用し、て、故障点を標定
するものである。

いずれの方式もサージ波やパルス波等の高周波を対象と
しているため、商用周波成分は、結合装置で除去してい
る。

しかし、上述した従来の方式では次のような欠点があっ
た。

中　いずれの方式も、送電線路の高電圧部の電圧情報を
検出し、処理する必要があるため、高電圧部に高価な計
器用変圧器（ＰＴ）や分圧器（ＰＤ）を設置しなければ
ならず、経済的ではなかった。

（２）　　かかるＰＴやＰＤは、実用上送電線路両端あ
るいは片端の送変電所近傍に設置できるのみで、途中の
分岐点等には設置できないため、標定される対象となる
区間距離が相当長距離となり、精度上問題があった。

＋３１　　従来のサージ受信方式では、受信した高周波
信号をすべて故障サージと判断し５その判断に基づき故
障点を標定し、ていた。このため、無関係な場所への落
雷等で発生する誘導サージと区別することが困難であっ
て、これが誤標定の原因となっていた。

＋４１　一方、従来のパルスレーダ方式では、送電線路
の全相にブロッキンクコイル（ＢＣ）や結合コンデンサ
（ＣＣ）を設置する必要があり、これまた高価であって
経済的ではなく、また線路が複雑な系統構成をとってい
る場合には分岐点等での反射の影響を受けたりし、て標
定精度が低下し、事実上適用できなかった５ ［発明か解決りようとする課穎］ このように、従来のサージ受信方式あるいはパルス受信
方式では、極めて高圧化、複雑化した今日の送電線路へ
の適用には明らかに限界がある。

本発明の目的は、かかる問題を解決することのできた新
規な故障点標定装置を提供することにあり、送電線路の
送電電圧に比例する低電圧を常時監視し、この電圧の商
用周波成分から故障を検知することにより、故障サージ
を確実に記録し２、この記録波形に基づいて故障点を標
定することによって、前記した従来技術の欠点を解消し
、信頼性の高い故障点標定装置を提供することにある、
［課題を解決するための手段］ 本発明の故障点標定装置は、送電線路の送電電圧からこ
れに比例する低電圧を得る手段と、この電圧から商用周
波成分を取り出す手段と、商用周波成分の変化から故ｎ
発生時刻を検知する検知手段と、故障発生時刻前後の電
圧波形を記憶させる記憶手段と、記憶手段に記憶させた
電圧波形から故障点を標定する手段とを備えて構成され
たものである。

そし、て、上記装置は、送電線路の標定すべき区間の両
端に設置され、各端の送電電圧をそれぞれ検出する電圧
センサと、これら電圧センサで検出したセンサ電圧情報
を伝送するセンサ情報伝送路と、このセンサ情報伝送路
より伝送されて来る伝送電圧情報から送電線路の故障時
に発生する商用周波成分の変化を検出して、この変化情
報から故障後一定時間経過後にトリガを発生するトリガ
発生器と、上記伝送電圧情報に基づく各端の電圧波形を
常時読み込んで記憶すると共に、この読み込みを上記ト
リガによって停止され、メモリ内に故障時刻を含むこの
の時刻前後の各端の電圧波形を残存するメモリと、故障
時刻前後の各端の電圧波形を上記メモリから読み出し、
て、これより故障時刻及び故障距離を演算する演算器と
を備えて構成することが好ましい９ ［作　用］ 本発明の故障点標定装置において、送電線路に故障が発
生すると、その時点で送電線路の送電電圧にサージ成分
が現われ、また商用周波成分は大きく変化する。この大
きく変化した商用周波成分は検知手段に導かれ、その変
化から故障発生時刻が検知される。故障発生時刻が検知
されると、記憶手段に読み込まれるサージ成分波形は、
その故障発生時刻前後の必要時間幅だけ記憶される。故
障発生時刻とその前後のサージ成分波形記憶とに基づい
て標定手段により故障点の距離が求められる。

また、好ましい構成の故障点標定装置において、送電線
路の標定ずべき区間の両端における送電電圧は、電圧セ
ンサでセンサ電圧情報として常時検出されセンサ情報伝
送路を通ってメモリ及びトリガ発生器に伝送される。伝
送されて来た伝送電圧情報は最新情報の電圧波形の形で
メモリに読み込まれて記憶され、その代わり古い情報は
次々にメモリから消え去り、メモリ内には常に新しい情
報が記憶される。

今、標定すべき区間内で送電線路の故障があったとする
と、メモリに読み込まれる両型圧波形にサージ変化が生
じることになるが、それと同時にトリガ発生器で取り出
される商用周波成分も大きく変化する。こうし、て商用
周波成分の大きな変化情報に基づいて故障後一定時間経
過後にトリガが発生し、トリガ発生器からメモリに加え
られる。

トリガがメモリに加えられると、伝送電圧情報の読み込
みが停止されるため、メモリ内には故障時刻前後の各端
の電圧波形が残存する。

そして、これらの電圧波形は演算器に導かれ、両端でず
れる故障観測時刻から故障時刻及び故障距離が演算され
る。

［実施例］ 以下１本発明の実施例を第１図〜第８図を用いて説明す
る。

本発明の故障点標定装置は、基本的には第１図に示すよ
うに電圧センサ４と、センサ情報伝送路７と、トリガ発
生器８２と、メモリ８１と、？ｆ４３Ｌ器８３と全８３
て構成される。

電圧センサ４は、送電線路１の標定すべき区間ｄＯの両
端に設置され、各端の送電電圧からそれぞれこれに比例
する低電圧を得る手段とし、て働く９これは、高電圧の
情報を低電圧で処理するためであり、例えば容量分圧器
から成る。

センサ情報伝送路７は、各電圧センサ４で検出したセン
サ電圧情報をトリガ発生器８２及びメモリ８１に伝送す
る。

トリガ発生器８２はセンサ情報伝送路７より伝送されて
来る伝送電圧情報から商用周波成分を取り出し１、これ
より送電線路１の故障時に発生する商用周波成分の変化
を検出し、て、この変化情報から故障後一定時間経過後
にトリガを発生し、て上記メモリ８１に加える９ メモリ８１は、伝送電圧情報に基づく各端の電圧波形を
常時読み込んで記憶すると共に、この読込みをトリガに
よって停止され、メモリ８１内に故障時刻を含むこの時
刻前後の各端の電圧波形を残存する。

演算器８３は、故障時刻を含むこの時刻前後の各端の電
圧波形をメモリ８１から読み出し、て、これより故障時
刻及び故障距離を演算する。

送電線路ｌの標定すべき区間ｄｏの両端における送電電
圧は、電圧センサ４，４でセンサ電圧情報とし、て常時
検出されセンサ情報伝送路７．７を通ってメモリ８１及
びトリガ発生器８２に伝送される。伝送されて来た伝送
電圧情報は最新情報の電圧波形の形でメモリ８１に読み
込まれて記憶され、その代わり古い情報は次々にメモリ
８１がら消え去り、メモリ８１内には常に新し、い情報
が記憶される。

今、標定ずべき区間ｄｏ内で送電線路１の故障があった
とすると、メモリ８１に読み込まれる両型圧波形りこも
サージ変化が生じることになるが、同じくトリガ発生器
８２で取り出される商用周波成分が大きく変化する。こ
うして商用周波成分の大きな変化情報に基づいて故障後
一定時間経過後にトリガが発生し、トリガ発生器８２か
らメモリ８１に加えられる。

トリガがメモリ８１に加えられると、伝送電圧情報の読
み込みが停止されるため、メモリ８１内には故障時刻前
後の各端の電圧波形が残存する。

そして、これらの電圧波形は演算器８３に導かれ、両端
でずれる故障観測時刻から故障時刻及び故障距離が演算
される。

第２図は本発明の故障点標定装置を標定すべき区間ｄｏ
に取り付けたシステム構成の具体例である。基本原理は
サージ伝搬時間と故障距離の相関を利用した従来のサー
ジ受信方式をそのまま採用している。したがって、金相
にブロッキングコイル等の結合装置が不要となり、分岐
等の影響を受けない。

これによれば、故障点までの距ＵＸは（１）式で求まる
９即ち、 ２ｖｏ　　　　　　　　　　　２ 但し１、ｖｏは光フアイバ中の光伝搬速度（ｙ２ｘ１０
”　Ｉｌ／ｓ　　（ガラス））、ｖＳは送電線路上のサ
ージ伝搬速度（３ｘ１０’　１１／ｓ　）　、　ｔ　ｆ
ａ、　　ｔ　ｆｂは電圧センサ４，４で検出する故障発
生時刻（第６図参照）である。

さて、第２図の説明をすると、鉄塔３．３間に架設され
た送電線路１の全長を標定すべき区間ｄｏとしている。

この区間ｄｏの両端には各席の送電電圧を検出する電圧
センサ４．４かそれぞれ設置されている。電圧センサ４
として、ここでは送電線路１とアース間に設けた容量分
圧器を例示している９これにより、高電圧に正確に比例
した低電圧を検出し、センサ電圧情報をアース側で処理
するようにし、て５高価なＰＴやＰＤを不要としている
。

各電圧センサ４，４で検出し５たセンサ電圧情報をＥ１
０変換器５．５でそれぞれ光に変換した後、光ファイバ
で構成したセンサ情報伝送路７に伝送し、０／Ｅ変換器
６．６から伝送電圧情報Ｖａ、Ｖｂとして取り出し、標
定回路８に導いている。特にセンサ情報伝送路７として
光ファイバを使うことによって伝送途中での誘導を受け
ない。したがって、誘導サージと故障サージとの区別が
つけにくくなって、誤標定の原因となるということもな
い、なお、図中２は鉤子である。

伝送電圧情報Ｖａ、ｖｂが導かれる標定回路８は第３図
に示すように、Ｖａ、Ｖｂをそれぞれ常時読み込んで記
憶するメモリ８１．８１と、メモリ８１゜８１にトリガ
信号を加えて読込みを停止させるトリガ発生器８２と、
読込みを停止させられて残存したメモリ８１．８１の記
憶内容から、故障時刻や故障距離を演算する演算器８３
とから構成されている。

トリガ発生器８２は第４図に示す回路と同一のもの２個
で構成される。今、伝送電圧情報Ｖａ又はｖｂをＶとす
ると、本回路はＶの中から商用周波成分のみを監視電圧
ｕ　（ｔ）として取り出すバンドパスフィルタ８２１と
、取り出した監視電圧を数サイクルに亘って記憶するメ
モリ８２３と、数サイクル前の波高値Ｕａ、位相α０を
求めて比較用電圧ｕ　　ａ　　（ｔ）　　＝　　ｕ　ｏ
　　Ｃ０５（（１）ｔｅａ　ｏ　　）　　　　　　　　
　　−−−１２＋を算出する演算器８２２とを有する。

また比較用電圧ｕｏ（ｔ）と監視電圧ｕ（ｔ）とを比較
して、比較用電圧ｕｏ（ｔ）と監視電圧ｕ　（ｔ）との
差が設定値を超えたとき信号を出力する比較器８２４と
、この信号により駆動されて故障後一定時間経過後にト
リガ信号を出力するトリガ回路８２５とを備えている。

上記の波高Ｍｕｏ　、位相α０はセンサ４等のドリフト
の影響を避けるため数サイクル毎に更新することが好ま
しい。

ところで、伝送電圧情報のうち、商用周波成分のみをト
リガ発生器８２で取り出すのは次の理由からである９例
えば、第５図は、１線地絡時の商用成分を示すが、監視
釦（自己用）が故障のときには実線波形ａで示すように
故障後電圧は零となり、他相故障のときには破線波形す
で示すように故障電圧は約Ｃ丁倍上昇する９したがって
、商用周波成分の変化量を上述したように監視すれば、
故障の有無ならびに故障時刻を確実に把握できる。

さて、商用周波成分が大幅に変化した時刻より一定時間
後、通常はメモリ８１の記憶時間の約半分経過後に、ト
リガ発生器８２よりメモリ８１゜８１にトリガ信号が加
えられると、メモリ８１゜８１の伝送電圧情報の読込み
は停止する。この停止によってメモリ８１．８１内には
商用周波成分の変動時刻、すなわち故障時刻を含めた過
度波形がその前後に亘って残存記憶される。

なお、第７図は送電線路のいずれか一端で検出される故
障時前後の電圧波形を示し１、（イ）はメモリ８１に記
憶される電圧波形、（ロ）はトリガ発生′Ｊ！：Ｉ８２
のバントパスフィルタ８２１を通過させて得た商用周波
成分、（ハ）は高周波バスフィルタを通過させた後のサ
ージ波形である。この第７図（ハ）に示すサージ波形が
、商用周波成分の変化時刻に発生する故障サージに相当
し、これより故障サージ発生時刻ｔｆを知る。

メモリ８１．８１に残存記憶させた電圧波形Ｖａ。

ｖｂ（第６図）を読み出して演ｒｔ、器８３に導くと。

これらの波形から故障サージ発生時刻ｔｆａ、ｔｆｂを
求めた上で、（１）式に基づいて故障点Ｘが算出される
。

ここで、（１）式が区間圧Ｍｄｏとセンサ情報伝送路の
長さとが等しいと置いた場合の近似式となっていること
に注意を要する。かかる近似が精度上問題となる場合に
は、センサ情報伝送路の長さｄｏ’　を考慮した次式に
従うべきである。

なお、上記実施例において電圧センサを送電線路とアー
ス間に設けた容量分圧器とし、て述べたが。

これに限定されるものではなく、例えば第８図に示すよ
うに１分圧器４１を、鉄塔３と送電線路１間に介設され
る碍子２の鉄塔３側に碍子の分担電圧を検出するために
設けた容量な極としても、あるいは碍子２やアークホー
ン１０の近傍に設置する図示しない分圧リングとし、で
もよい９特に、碍子の分担電圧や分圧リングを利用すれ
ば、特別な部品が不要になるので、コストの低減が図れ
る。

このように分圧器は、送電電圧に比例した低電圧が取り
出せるものであればよく、高精度も要求されない、要す
るに故障サージの発生時刻が検出できるのらのであれば
、簡易な分圧器でもよい。

［発明の効果］ 本発明は、上述のとおり構成されているので、次に記載
する効果を奏する９ 送電線路故障時にのみ大幅に変動する商用周波成分を利
用して、メモリ内に記憶される電圧波形を故障時刻前後
に亘って記憶するため、故障サージを確実に把握でき、
したがって、この記録波形に基づいて標定することによ
って精度の高い故障点を標定できる。

また、高電圧部の情報ではなく、送電電圧からこれに比
例する低電圧を得ているなめ低電圧部の情報を処理すれ
ばよく、技術的に容易で安価に構成できる９

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の故障点標定装置の構成図、第２図は同
じく一実施例を示すシステム構成図、第３図は第２図に
示す標定回路のブロック構成図、第４図は第３図に示す
トリガ発生器のブロック構成図、第５図は故障発生前後
の商用周波成分の変化を説明する波形図、第６図は故障
発生前後の送電電圧の波形図、第７図は同じく故障発生
前後の送電電圧波形を解析した説明図、第８図は碍子の
分担電圧を検出するようにし６た本発明に係る分圧器の
配置例を示す説明図である。 図中、１は送電線路、４は電圧センサ、７はセンサ情報
伝送路、４１は分圧器としての容Ｊｌ電極、８１はメモ
リ、８２はトリガ発生器、８３は演算器である、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、送電線路の送電電圧からこれに比例する低電圧を得
   る手段と、この電圧から商用周波成分を取り出す手段と
   、商用周波成分の変化から故障発生時刻を検知する検知
   手段と、故障発生時刻前後の電圧波形を記憶させる記憶
   手段と、記憶手段に記憶させた電圧波形から故障点を標
   定する手段とを備えたことを特徴とする故障点標定装置
   。 ２、送電線路の標定すべき区間の両端に設置され、各端
   の送電電圧をそれぞれ検出する電圧センサと、これら電
   圧センサで検出したセンサ電圧情報を伝送するセンサ情
   報伝送路と、このセンサ情報伝送路より伝送されて来る
   伝送電圧情報から送電線路の故障時に発生する商用周波
   成分の変化を検出して、この変化情報から故障後一定時
   間経過後にトリガを発生するトリガ発生器と、上記伝送
   電圧情報に基づく各端の電圧波形を常時読み込んで記憶
   すると共に、この読み込みを上記トリガによって停止さ
   れ、メモリ内に故障時刻を含むこの時刻前後の各端の電
   圧波形を残存するメモリと、故障時刻前後の各端の電圧
   波形を上記メモリから読み出して、これより故障時刻及
   び故障距離を演算する演算器とを備えたことを特徴とす
   る故障点標定装置。