JPH04351973A - 地中送電線の故障点検知方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地中送電線の故障点、
特に地絡点の検知に有効な故障点検知方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、電力ケーブルでは落雷による衝撃
電圧の印加や、電力ケーブルを構成する絶縁体の劣化あ
るいは外傷によるケーブルの損傷によって絶縁破壊が生
じ、この部分で大電流が接地系に流れ、ケーブルが大破
するいわゆる地絡事故が起こっている。このような地絡
事故が発生した場合には、電気所では、系統電流の監視
により事故を判断し、継電器等を自動遮断するシステム
となっている。また事故点の標定には、ブリッジの原理
を用い、故障ケーブルの心線をブリッジの一辺として事
故点までの抵抗を測定することによって標定するマレー
ループ法や、電気的なパルスの反射をとらえるパルスレ
ーダ法が用いられている。

【０００３】更に最近では、ケーブル内あるいはケーブ
ル表面に多数の光ファイバを布設し、地絡時に生じるア
ークエネルギで断線した光ファイバ破断位置をＯＴＤＲ
（Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｔｉｍｅ　Ｄｏｍａｉｎ　Ｒｅｆｌ
ｅｃｔｏｍｅｔｒｙ　）の手法で測定し、この破断点か
ら地絡点を標定する方法が考えられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、先の従
来技術では以下の欠点がある。

【０００５】（１）マレーループ法やパルスレーダ法で
は、地絡事故が発生したことが分かってからでないと、
測定装置を設置できないため、地絡事故発生後、標定で
きるまでに時間がかかる。更に、事故点の位置標定精度
が悪く、結果的に巡回点検が必要になり、事故復旧の効
率が悪い。

【０００６】（２）光ファイバの断線位置をＯＴＤＲ法
で検出する方式では、地絡エネルギが小さいため光ファ
イバが断線しない場合があり、標定ができないことがあ
る。また、ケーブルの地絡方向に光ファイバが布設され
ていなかった場合には、地絡エネルギの影響が少なく断
線しないため、標定ができなくなる。このため、地絡方
向や地絡エネルギに左右されにくい位置標定を行うには
、多数の光ファイバを極力電力ケーブル内部に配置する
ことが必要となり、実用上困難となる。

【０００７】本発明の目的は、前記した従来技術の欠点
を解消し、電力ケーブルの地絡事故点をケーブル接続部
も含め、高精度かつ短時間で標定できる地絡故障点検知
方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、光ファイバを電力ケーブルの布設されてい
る洞道内あるいは管路内に布設し、光ファイバの後方散
乱光分布から洞道内あるいは管路内の長手方向温度分布
を計測し、その温度分布から故障点を検知する地中送電
線の故障点検知方法において、地中送電線のトリップ信
号を受信後、これをトリガ信号として直ちに上記光ファ
イバ長手方向の温度分布を計測し、トリップ信号の受信
前後での温度分布の差分値を求め、この差分値が最大の
位置から故障点を検知するものである。

【０００９】この場合、電力ケーブルの布設されている
洞道内あるいは管路内に耐熱性に優れるプラスチックパ
イプを予め布設し、この中に上記光ファイバを圧送して
温度分布測定用センサとし、該光ファイバの温度分布か
ら故障点を検知することが好ましい。

【００１０】

【作用】電力ケーブル布設ルートに沿って光ファイバを
布設し、光ファイバの後方散乱光分布から該電力ケーブ
ル布設ルートの長手方向温度分布を計測する。この場合
、洞道内あるいは管路内の長手方向の温度分布は地絡事
故等がない正常な状態下でも異なっている可能性があり
、測定した温度分布の最高温度検出点を故障点と断定す
ることはできない。そこで、まず地中送電線のトリップ
信号を受信したということを以て事故が発生したと判断
し、これをトリガ信号として直ちに上記光ファイバ長手
方向の温度分布を計測する。そして、このトリップ信号
の受信前後での温度分布の差分値、即ち瞬時の温度上昇
を求め、この差分値が最大の位置に対応する距離位置を
以て故障点とする。これにより、正常な状態下での温度
分布の影響が除去され、事故位置をケーブル接続部も含
めて正確に標定することができる。

【００１１】地絡のエネルギ時のアークエネルギ等で、
光ファイバが断線することも考えられるが、このときは
計測した後方散乱光分布から、断線位置即ち地絡地点を
検出できる。従って、本方法によれば、地絡事故発生時
に光ファイバが断線した時は後方散乱光分布から、断線
しない時は温度分布から地絡点を検出できる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に従って
詳述する。

【００１３】図１は、本発明の地中送電線の故障点検知
方法の実施例を示す構成である。

【００１４】図において、１は光ファイバ、２はこの光
ファイバ１によるラマン後方散乱光の分布波形からＯＴ
ＤＲの手法で光ファイバ１に沿った温度分布を求める温
度分布測定装置である。３は電源４で示す送電側から受
電側へ送電を行う３相の電力ケーブルであり、実際には
図３に示すように洞道１０に複数回線が布設されている
。この電力ケーブル３の布設されている洞道１０には、
その上部中央に耐熱性に優れるプラスチックパイプ８が
取り付けられ洞道１０に沿って予め布設されている。光
ファイバ１は、このプラスチックパイプ８内に予め図２
のように圧送し、以て温度分布測定用センサとして洞道
１０に沿って延線されている。

【００１５】温度分布測定装置２は、この光ファイバ１
の片端に接続されており、温度分布測定装置２内部の光
源からレーザパルス光を光ファイバ１内に入射し、光フ
ァイバ１内で生ずる後方散乱光であるラマン散乱光パル
スを時分割で検出することによって、ラマン散乱光の長
手方向分布を得るものであり、このラマン散乱光強度が
温度に依存することを利用して、光ファイバを布設した
電力ケーブル３のトータル全長に亘って温度分布を求め
る。

【００１６】５は電力ケーブル３の３相交流１回線の各
相ｕ，ｖ，ｗ毎に取り付けられた変流器、６は変流器５
で得られる電流値から地中送電線系統におけるトリップ
信号を受信して地絡等の故障の発生を検出し、トリガ信
号を温度分布測定装置２に与えて計測を開始させるトリ
ガ信号発生器である。７は温度分布測定装置２で得られ
る温度分布信号を評価して電力ケーブル３上の故障点を
標定するデータ処理装置であり、このデータ処理装置７
は、上記トリップ信号の受信後における温度分布、即ち
温度分布測定装置２がトリガ信号を受信して測定した温
度分布を、上記トリップ信号受信前に既に測定されてい
た温度分布信号と比較して、トリップ信号の受信前後に
おける温度分布の差分値を求め、この差分値が最大の位
置を故障点として検知する。

【００１７】今、図１の電力ケーブル３に絶縁体の劣化
あるいは外傷による地絡事故が起こると、地絡点で大電
流が接地系に流れ、この時のエネルギで当該電力ケーブ
ル３が大破すると共に、アークエネルギで地絡点をピー
クとして周囲の温度が一時的に上昇する。これに先立ち
、トリガ信号発生器６は、電力ケーブル３に取り付けた
変流器５で得られる電流値を監視しており、地中送電線
のトリップ信号として故障に対応した電流情報が得られ
た場合には、トリガ信号を発生する。このトリガ信号を
受けて、温度分布測定装置２が即座に計測を開始し、洞
道１０に沿って布設した光ファイバ１の長手方向におけ
る温度分布を測定する。データ処理装置７は、上記地絡
事故等のない正常時において温度分布測定装置２から得
られた温度分布又はトリガ信号発生直前の温度分布を予
め記憶しており、この記憶している温度分布信号に対し
てトリガ信号受信後に測定された温度分布を比較し、両
者の差分値を求め、この温度分布の差分値が最大の位置
を故障点として標定する。第４図は模擬地絡事故実験に
より得られた温度分布のデータであり、温度のピーク位
置Ｐから地絡点ｘが求まる。

【００１８】このように、故障に対応した電流情報が得
られた場合に限り温度分布測定装置２の計測を開始させ
、かつ、その前後の温度分布の差分値より瞬時の温度上
昇をとらえることにより、故障が発生したことを明確に
認識した上で、正常時の温度分布に影響されない高精度
の故障点検出ができる。

【００１９】電力ケーブル布設部に沿った連続した温度
分布情報から故障点を判定するため、運転中の地中送電
線を常時監視して、電力ケーブル接続部を含めたあらゆ
る箇所での故障を全て検出することができる。また、光
ファイバが地絡時のアークエネルギで断線した場合は、
その断線位置である地絡点を、計測した後方散乱光分布
から求めることができる。従って、信頼性が高い。

【００２０】電力ケーブル布設ルートに併設する光ファ
イバは１本でよいため、経済性に優れると共に、光ファ
イバをパイプ内に後から圧送布設した構成であるため、
地絡時の熱影響で光ファイバのみ損傷を受けた場合、地
絡点近傍のみの光ファイバを容易に交換し再布設するこ
とができる。また、布設した光ファイバの端末部に装置
を置くだけで、故障点を標定できることから、新たな工
事の必要がなく、既存線絡でも容易に適用することがで
きる。

【００２１】上記実施例では、電力ケーブルの布設され
ている洞道内に光ファイバを布設した場合について説明
したが、管路内に光ファイバを布設した場合においても
同様に適用することができる。

【００２２】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１記載の発明
によれば、（１）地中送電線のトリップ信号を受信した
後に、その前後の温度分布の差分値より瞬時の温度上昇
をとらえて事故位置の標定を行うため、正常時の温度分
布に影響されない高精度かつ迅速な故障点検出ができる
。（２）電力ケーブル布設部に沿った連続した温度分布
情報から故障点を判定するため、電力ケーブル接続部を
含めたあらゆる箇所での故障を全て検出できる。特に地
絡事故発生時に光ファイバが断線したときでも後方散乱
光分布から地絡点を検出することができる。（３）電力
ケーブル布設ルートに併設する光ファイバは１本でよく
、経済性に優れる。また、布設した光ファイバの端末部
に装置を置くだけで故障点を標定できることから、基本
的に新たな工事の必要がなく、既存線絡でも容易に適用
することができる。

【００２３】また、請求項２の発明によれば、光ファイ
バをパイプ内に後から圧送布設できるため、地絡時の熱
影響でファイバのみ損傷を受けた場合には、地絡点近傍
のみの光ファイバを容易に交換することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る地中送電線の故障点検知方法を適
用した装置のブロック図

【図２】図１で用いる光ファイバによる温度分布測定用
センサの断面図

【図３】光ファイバ布設例を示す洞道の断面図

【図４】
模擬地絡事故時の温度分布測定結果の一例を示す図

【符号の説明】

１　　光ファイバ ２　　温度分布測定装置 ３　　電力ケーブル ４　　電源 ５　　変流器 ６　　トリガ信号発生器 ７　　データ処理装置 ８　　プラスチックパイプ １０　　洞道

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　光ファイバを電力ケーブルの布設され
   ている洞道内あるいは管路内に布設し、光ファイバの後
   方散乱光分布から洞道内あるいは管路内の長手方向温度
   分布を計測し、その温度分布から故障点を検知する地中
   送電線の故障点検知方法において、地中送電線のトリッ
   プ信号を受信後、これをトリガ信号として直ちに上記光
   ファイバ長手方向の温度分布を計測し、トリップ信号の
   受信前後での温度分布の差分値を求め、この差分値が最
   大の位置から故障点を検知することを特徴とする地中送
   電線の故障点検知方法。
2. 【請求項２】　　電力ケーブルの布設されている洞道内
   あるいは管路内に耐熱性に優れるプラスチックパイプを
   予め布設し、この中に上記光ファイバを圧送して温度分
   布測定用センサとし、該光ファイバの温度分布から故障
   点を検知することを特徴とする請求項１記載の地中送電
   線の故障点検知方法。