JPH0285775A

JPH0285775A - 送電線故障点検出装置

Info

Publication number: JPH0285775A
Application number: JP23729488A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Kawaguchi; 川口　敏幸; Hiroyuki Katsukawa; 裕幸勝川; Yasuhisa Sakurai; 靖久桜井
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1988-09-21
Filing date: 1988-09-21
Publication date: 1990-03-27

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）本発明は架空送電線路において地絡事故等が発生した際
に、故障点を迅速かつ確実に検出することができる送電
線故障点検出装置に関するものである。

（従来の技術）送電線路において故障が生じた場合には、停電時間の短
縮と電力供給信幀度の向丘を図るために故障点を迅速に
発見することが必要である。そこで従来から以下に記す
ような種々の故障点検出装置が開発されている。

第１の従来例は、故障時に監視所から位置検出用パルス
を送電線に送り、故障点からの反射パルスを利用して故
障点を発見しようとするものである。しかしこの方式は
送電線が長距離に及ぶとパルスが減衰し易く、また多分
岐送電線においては的確な反射パルスが得られないため
に故障点の標定率が低いという欠点があった。

第２の従来例は、特開昭６１−１７（１２２４号公報に
示されるように、架空地線にＣＴ（変流器）を取付けて
おき、故障時に架空地線に流れる電流を検知してその位
置を監視所へ知らせるようにしたものである。しかしこ
の方式は送電線の！　’／ＪＬを直接検知するものでは
ないため、検出率が低いうえ、多回線鉄塔では故障回線
の区分が困難であるなどの欠点があった。

第３の従来例は、特公昭６２−５５３７５号公報に示さ
れるよ−）に、故障時に鉄塔に分流する事故電流を鉄塔
に取付けたＣＴで検出し、事故方向を判別する方式であ
る。しかし事故電流は事故のあった鉄塔のみに流れるの
で全鉄塔にＣＴを設置しなければならぬうえに、鉄塔の
形式によってはＣＴの取付けに制約を受ける欠点があっ
た。

（発明が解決しようとする課題）本発明は上記のような従来技術の欠点を解決して、長距
離送電線や多分岐送電線においても故障点の標定を確実
に行うことができ、また全鉄塔にＣＴを設置しなくても
故障点を高い検出率で検出することができる送電線故障
点検出装置を目的として完成されたものである。

（課題を解決するための手段）本発明は光ファイバ内蔵碍子の先端に導体を流れる電流
による磁界を検出する光電流センサを設けたセンサ付き
碍子を、送電線の鉄塔部の各相の導体と塔体との間にそ
れぞれ取付けるとともに、塔体側には少なくともＯ／Ｅ
変換器、Ｅ１０変喚器、地絡等の判別器を含む端末ボッ
クスを取付け、各相のセンサ付き碍子と端末ボックスと
の間を光ファイバで連結したことを特徴とするものであ
る。

（実施例）次に本発明を図示の実施例によって更に詳細に説明する
。

第１図において、（１）は光ファイバ内Ｉｉ！碍子（２
）の先端に光電流センサ（３）を設けたセンサ付き碍子
である。第２図に示さ、れるように、光ファイバ内蔵碍
子（２）は碍子本体の中心孔（４）内に光ファイバ（５
）を挿通するとともにその周囲をシリコン樹脂のような
充填材（６）で封入したもので、その下端には下部金具
（７）及び下部ジヨイントボックス（８）を介してクラ
ンプを兼ねる鉄心（９）が設けられており、この鉄心（
９）の内部に光電流センサ（３）が設けられている。

光電流センサ（３）としてＹＩＧ、ＢＳＯなとのファラ
ディ素子が用いられ、鉄心（９）に支持された導体０１
に流れる電流が発生する磁界を検出して光信号に変換し
、これに接続された光ファイバ（５）を介して上部ジヨ
イントボックス（１１）から外部へ取出すことができる
構造となっている。第３図に示されるように、上記のセ
ンサ付き碍子（１）は送電線の鉄塔部の各相の導体Ｇｏ
）と塔体（１２）との間にそれぞれ取付けられている。

導体０ωへの取付けはジャンパ線０３１１を利用するこ
とが好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではな
い。

一方、塔体ＱＺＩ側には端末ボックスＱ４＋が取付けら
れている。この端末ボンクスθａ内には少なくとも０／
Ｅ変換器０ωと、Ｅ１０変換器０ωと、地絡等の判別器
Ｑ７）とが設けられている。そして端末ボックス（１４
と各相のセンサ付き碍子（１）との間は光ファイバ（５
）によって連結されており、Ｏ／Ｅ変換器０！１９から
発信された光信号が各相の光電流センサ（３）を順次通
過してＥ１０変換器０ωへ戻るように構成されている。

従って各相の導体００）を流れる電流は各相の光電流セ
ンサ（３）によって光信号に変換されたうえでこれらを
直列につなぐ光ファイバ（５）によって３相が一括合成
され、零相電流に対応する合成された光信号として端末
ボックス（１４）に入ることとなる。この結果、送電線
路が正常である場合には零相電流は流れないのでＥ１０
変換器００への人力もゼロであるが、もし地絡事故等が
生じた場合には各相の導体（１０）を流れる電流のバラ
ンスが崩れ、零相電流が流れるのでＥ１０変換器Ｏωへ
の入力が生ずる。これを判別器０１が故障発生であると
判別した場合には表示器００にその旨を表示する。また
光ファイバ内蔵架空地線ｑつを通じて故障発生地点を監
視所へ知らせるようにすることもできる。この場合には
、端末ボックス０滲には遠隔の監視室へ信号を伝送する
伝送装置を付加するが、このような場合は監視室で故障
点が監視できるため、点検時間が短縮できる。

なお第１図中、Ｑ＠は太陽電池パネル、（２１）は充放
電制御器、（２２）はバッテリーである。

上記したように本発明によれば各相の導体０ωに流れる
電流の変化を導体０ωと塔体（１２）との間に設けられ
たセンサ付き碍子（１）の先端の光電流センサ（３）に
よって直接検出するので高い検出精度を得ることができ
る。また表示器００は異常が検出された鉄塔を表示する
ので故障点を速やかに発見することが可能となる。

しかし多分岐送電線においては上記の構成のみでは故障
点の発見に手間取るおそれがあるので、分岐部分の鉄塔
には３方向の導体θω中の少なくとも２方向の導体００
１に前述のとおりのセンサ付き碍子（１）を取付けると
ともに、端末ボックス（１４１に故障線路方向を判定す
る演算装置を付加することが好ましい。この演算装置は
、分岐点から見てどの方向の線路で事故が発生したかを
判定するものである。

第４図（ａ）、（ｂ）に故障箇所と判定結果を示す。

第４図（ａ）に示された＃１、＃２の故障点検出器は、
それぞれの線路の各相の電流値から故障を判別するもの
で、事故点ａ、ｂ、ｃそれぞれに対して、第４図（ｂ）
に示すような動作をする。従って、この動作に基づいて
、分岐点での故障方向を演算装置で判定できる。これに
よって作業者が故障点を発見する際にどの方向の鉄塔に
向って進めばよいかを表示し、故障点の発見を容易にす
ることができる。

また、両＃Ｉ電源となっている送電系統で分岐線のある
場合に故障区間を判別するためには、第５図（ａ）に示
すように、故障点検出器＃１、＃２、＃３を配置するこ
とが望ましい０個々の故障点検出器にはそれぞれ端末ボ
ックス（２）が取付けられており、前述のように各相の
電流値から故障を判別する機能と更に電流方向を判別す
る機能を付加している。また、分岐部分に取付けられた
＃２の故障点検出器は、故障区間を判定する演算装置を
も備えている。この演算装置には第５図（ｂ）に示すよ
うな故障点検出器の動作状況と電流方向の情報が集約さ
れる。故障区間は第５図（ｃ）に示すような故障区間判
定ロジックで判定され表示されることとなる。これによ
れば、両端電源の複雑な送電線路において容易に故障区
間が判定できる。なお、上記の演算装置への情報集約手
段としては光ファイバ内蔵架空地線を利用する方法以外
に、電波や光空間伝送による方法もある。電流方向は電
圧と故障電流の位相差から判別する地絡方向継電方式な
どで容易に判定できる。

以上に説明したほか、上記のセンサ付き碍子（１）を第
６図（Ａ）のように送電線の鉄塔の対象とする回線の近
くに２本取り付ける方式も考えられる。

この場合、センサ付き碍子（１）の取付位置は１回線の
上、中、下の磁界の合成値が零となるようにする。具体
的には第６図（Ｂ）のように上相と下相の導体から引い
た水平線と、中相の導体（Ｖ）から塔体（１２１方向に
上下にそれぞれ４５度の角度で引いた線との交点ａ、ｂ
にセンサ付き碍子（＋）のセンサ部を位１させて取り付
ければ、これら２本のセンサ付き碍子（１）のそれぞれ
が検出する磁界は次の通りとなる。

上相がａ点に作る磁界：　ＨＳＩＮ　ωを中和がａ点に
作る磁界のｙ成分（Ｈ／　ｆ＄　Ｉ　Ｎ　（（ＩＩ）　
ｔ　−２／　３π）・　ＣＯ３π／４中相がｂ点に作る磁界のｙ成分：（ｆｌ　／勾５ＩＮ（
ωＬ〜２／３π）・　ＣＯ５π／４下相がｂ点に作る磁界：Ｈ５ＩＮ（ωｔ　＋　２／３π
）従って、２本のセンサ付き碍子（１）の検出磁界の合
成値は零となる。

この場合、負荷電流検出時には零相電流が零の値として
検出され、地絡事故時には線路のインピーダンスと接地
インピーダンスに応じた零相電流が検出される。この方
式では、導体に直接センサ付き碍子を取り付けることが
ないため、センサ付き碍子の偉績性（機械的強度、電気
絶縁性）はあまり必要とせず安価なものとすることがで
きるうえ、活線での取付取替え工事が可能となるメリッ
トがある。またセンサ付き碍子が２本でよいので、端末
ボックスを簡素化することもできる。

（発明の効果）本発明は以上のように構成されたものであるから、以下
に列記するとおりの作用効果を有する。

■本発明においてはセンサ付き碍子を導体と塔体との間
に取付けることにより導体を流れる電流を直接検出する
方式を採用したので、架空地線や塔体に流れる電流を検
出する従来のものに比較して検出率を高めることができ
る。

■また本発明においては導体を流れる電流を直接検出す
るので鉄塔の形式等によって取付けに制限を受けること
がなく、またすべての鉄塔に装置を設置する必要もない
。

■本発明は位置検出用パルスの反射を利用する従来の方
式とは異なり、長距離送電線や多分岐送電線においても
故障点を確実に検出することができる。なお多分岐送電
線においては請求項２又は３に記載の構成とすれば故障
点の発見が更に容易となる。

よって本発明は従来の問題点を一掃した送電線故障点検
出装置として、産業の発展に寄与するところは橿めて大
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図はセ
ンサ付き碍子の断面図、第３図は送電線の鉄塔部にセン
サ付き碍子を取付けた状態を示す斜視図、第４図（ａ＞
は片側電源の場合の故障区間判定方法を説明する系統図
、第４１１ｉＪ（ｂ）はその故障区間判定表、第５図（
ａ）は両端電源の場合の故障区間判定方法を説明する系
統図、第５図（ｂ）はその故障区間判定表、第５図（ｃ
）は故障区間判定ロジックを示すブロック図、第６図（
Ａ）は他の実施例におけるセンサ付き碍子の取付方法を
説明する正面図、第６図（Ｂ）はその側面図である。、　（１）　：センサ付き碍子、（２）：光ファイバ内
蔵碍子、（３）　、光電流センサ、（５）：光ファイバ
、ｆ）０）　、導体、０り：塔体、（ロ）：端末ボック
ス、０ω：０／Ｅ変換器、０６）：Ｅ１０変換器、（１
２）ニ判別器。特許出願人　　日本碍子株式会社代　　理　　人　　　　名　　　嶋　　　明　　　部間
　　　　　　　　　　綿　　貫　　達　　離開　　　　
　　　　　　　山　　　零　　　文　　　夫Ｍ１図第４図（ｂ）第５図（ｂ）第５図（Ｃ）第。えい、　　　第６図（Ｂ）Ｈ。

Claims

【特許請求の範囲】１、光ファイバ内蔵碍子（２）の先端に導体（１０）を
流れる電流による磁界を検出する光電流センサ（３）を
設けたセンサ付き碍子（１）を、送電線の鉄塔部の各相
の導体（１０）と塔体（１２）との間にそれぞれ取付け
るとともに、塔体（１２）側には少なくともＯ／Ｅ変換
器（１５）、Ｅ／Ｏ変換器（１６）、地絡等の判別器（
１７）を含む端末ボックス（１４）を取付け、各相のセ
ンサ付き碍子（１）と端末ボックス（１４）との間を光
ファイバ（５）で連結したことを特徴とする送電線故障
点検出装置。２、センサ付き碍子（１）を送電線系統の分岐部分の鉄
塔における３方向の導体中の少なくとも２方向の導体（
１０）と塔体（１２）との間に取付けるとともに、端末
ボックス（１４）に多方向の導体（１０）に流れる電流
値から故障を判別する判別器の動作状態に応じて故障線
路方向を判定する演算装置を付加した請求項１に記載の
送電線故障点検出装置。３、両端電源の場合にセンサ付き碍子（１）を送電系統
の本線の両側の適当な部分と分岐部分の鉄塔の分岐線側
とにそれぞれ取付けるとともに、各箇所の端末ボックス
（１４）からの故障の有無と電流方向の情報を集約して
故障区間を判定する演算装置を付加した端末ボックス（
１４）を分岐線側に取付けたことを特徴とする請求項１
に記載の送電線故障点検出装置。４、センサ付き碍子（１）を、中相の導体（Ｖ）から塔
体（１２）方向に上下にそれぞれ４５度の角度で引いた
線と、上相、下相の導体（Ｕ）、（Ｗ）を通る水平線と
の交点に設けたことを特徴とする請求項１に記載の送電
線故障点検出装置。