JPH0627761B2 - 電力ケ−ブルの事故区間検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、クロスボンド接続を有する長距離電力送電
システムの地絡事故区間を検出するための電力ケーブル
の事故区間検出方法に関するものである。

〈従来の技術と問題点〉 並列する３相電力ケーブルにおいて、絶縁ジョイントで
区切られた金属シースを隣接する電力ケーブルの金属シ
ースとクロスボンド線によって接続することが行なわれ
ており、このようなクロスボンド線を有する長距離電力
送電システムにおいては、各ジョイント間において生じ
るケーブルの地絡事故を検出することが行なわれてい
る。

従来の事故区間検出方法としては例えばクロスボンド線
に電流トランスを設置し、この電流トランスの２次側に
発光素子を相隣合う区間の電流トランス間で逆極性にな
るように接続し、光ファイバーによって導かれた発光素
子の出力を光電変換し、隣合う区間の発光素子からもた
らされた２つの電気信号の論理積をＡＮＤ回路で得るよ
うにしたものが提案されている。

上記のような検出方法は、絶縁ジョイントに施されるク
ロスボンド線の電流を比較する方法であるため、絶縁ジ
ョイント−絶縁ジョイント間の区間しか特定することが
できず、絶縁ジョイント−接地ジョイント（普通ジョイ
ント）−絶縁ジョイント間の事故は、この間のどこに生
じているか判別特定するのが不可能であるという欠点が
ある。

このような欠点をなくすため、絶縁ジョイントのクロス
ボンド線以外に接地ジョイントの接地線にも電流センサ
ーを取付け、接地ジョイントの部分でも地絡電流の測定
を行なうことにより、絶縁ジョイント−接地ジョイント
−絶縁ジョイント間においても事故区間を判別できるよ
うにした検出方法を本出願人が既に提案した。

このような検出方法は、クロスボンド線及び接地線に電
流センサを取付ければ良いから既設線路、新設線路の何
れにも応用することができると共に、線路本体に加工を
必要としないから安価で容易に実施できるという利点が
ある反面、全てのクロスボンド線及び接地線に電流セン
サーを取付けなければならず、このため非常に沢山の電
流センサーと判別機が必要になり、実施に多額の費用が
かかるという問題がある。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たものであり、電流センサー及び判別機の使用を少なく
して絶縁ジョイント−接地ジョイント−絶縁ジョイント
間のどの区間の事故でも判別特定することができ、しか
も既設、新設を問わず線路本体に加工を必要とすること
なく事故区間を判別できる電力ケーブルの事故区間検出
方法を提供することを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 上記のような問題点を解決するため、この発明は、各相
が各々接地ジョイント−絶縁ジョイント−絶縁ジョイン
トの組合せの繰返しからなり、絶縁ジョイントに於いて
各相の金属シース間が、クロスボンド線で接続されて成
るいわゆるクロスボンド接地を含む、電力伝送路線であ
って、接地ジョイントの接地線に、接地線に流れる事故
電流の大小および／あるいは事故電流の位相の差を検出
するセンサーを取付け、事故点を中に含む、相隣合う２
組の接地点の各々３本の接地線を流れる電流の事故電流
の大きさおよび／あるいは事故電流の位相の差を比較
し、殆んど同じで小さい接地点はすべてカットし、２本
の接地線と他の１本の位相が略 180゜異なり、また１本
の方が他の２本より略２倍電流の大きい接地線を見つけ
出し、この接地線につながれている相隣り合う２組の接
地ジョイントの相を各々あきらかにし、これに別途施さ
れる事故相の検出を組合わせることによって事故区間を
判別するようにしたものである。

〈作用〉 並列する電力ケーブルの金属シースを各絶縁ジョイント
の絶縁部分の両端でクロスボンド線により接続したいわ
ゆるクロスボンドを施した電力ケーブル線路で、事故点
を中に含む同相の相隣り合う２組の接地ジョイント（普
通ジョイント）よりなる接地点の各々３本の接地線を流
れる電流の事故電流の大きさおよび／あるいは事故電流
の位相の差をセンサーで検出し、３本の接地線の内、他
の２本の接地線に対して大きさで略２倍、位相で略 180
゜異なる一本の接地線を見つけ出すことにより、両接地
点の事故電流流出接地ジョイントを見つけ、これに別途
電流センサー等を用いて検出した事故相を組合わせるこ
とにより、事故区間が接地ジョイント−絶縁ジョイント
間及び絶縁ジョイント−絶縁ジョイント間であっても明
確に特定できる。

〈実施例〉 以下、この発明の実施例を添附図面に基づいて説明す
る。

先ず、クロスボンド接続を含む電力伝送路を説明する。

第１図のように、長距離電力線路において、並列する３
相の電力ケーブルＡ、Ｂ、Ｃは絶縁ジョイントＩＪで区
切られた金属シースが隣接する電力ケーブルの金属シー
スと３本のクロスボンド線11、12、13によって接続さ
れ、各金属シースを流れるシース電流は、これらのクロ
スボンド線により１つづつ隣りの相へ移送される。また
接地ジョイントＮＪには各々接地線14が接続されてお
り、これに於いて金属シースは全相接地されると共に、
各相の金属シース電流が接地を通じて共通化される。

前記接地ジョイントＮＪの各接地線14に地絡事故電流を
検出するセンサー15が、第３図に示すように取付けら
れ、このセンサー15により事故電流の大小および／また
は位相の差が検出されて事故電流の流出する接地ジョイ
ントＮＪの相があきらかにされると共に、別途検出した
事故相との組合わせにより、事故区間を検出判別できる
ようになっている。

上記接地線14に取付ける事故電流検出用のセンサー15
は、接地線14に流れる事故電流の大小および／あるいは
事故電流の位相の差を検出するものであればよく、例え
ば温度センサーを用いたり、各接地線14の各々にＣＴ、
光センサー、磁界センサー（ホール素子、ＳＭＤ素子
等）をかませるか、あるいは接地線14を２本、３本いっ
しょにして、例えば零相電流を見つけ出すような方法で
検出してもよい。

ただし、第４図に示すように、接地線14はできるだけ短
く、かつ平等に３相Ａ、Ｂ、Ｃの接地ジョイントＮＪを
連結するように接続するのが好ましい。

また、接地線14を２本、３本いっしょにするには、第５
図に示すように（イ）〜（ハ）の相を組合せる方法、場
合によっては更に（ニ）を組合せる方法があり、（イ）
〜（ハ）で位相の異なる接地ジョイントＮＪを見つけ、
（ニ）で各ＮＪ点の事故の両隣りであるかないかの検知
が行なえて有効である。

上記接地線14に取付けたセンサー15′（例えばＣＴ）に
よるＮＪ点の検出に組合せる事故相の判別には、一般に
線路の両端に導体電流測定用のＣＴ又は光磁界センサー
等を取付けて各相毎に導体電流を測定するのが通例であ
るから、事故相の導体電流が異常に増えることによって
容易に判別できる。

あるいは３相交流の事故相を除く健全２相は送電端で常
時電圧に比して異常に高い事故電圧を生じ、逆に事故相
は異常に低い電圧を示すから容易に事故相の判別は可能
である。

この発明の事故区間検出方法は上記のようなものであ
り、並列する電力ケーブルＡ〜Ｃのある区間に地絡事故
が発生すると、相隣り合う２つの接地点に接地線14に流
れる地絡電流をセンサー15′によってチエックし、３本
の接地線を流れる電流の事故電流の大きさおよび／ある
いは事故電流の位相の差を比較し、殆んど同じで小さい
接地点はすべてカットし、第１図に一点鎖線で示すよう
に、異相の接地ジョイントＮＪの２本の接地線と他の１
本で位相が略 180゜異なり、かつ１本の方が他の２本よ
り略２倍電流の大きい接地線を見つけ出す。

これは事故点を中に含む相隣り合う２つの接地点に生
じ、全事故電流（導体から金属シースに流出する電流）
を２Ｉｏとすると、例えばＩＪ−ＩＪ間で事故が生じた
第１図の場合、長距離線路では事故点から見た両方向の
金属シース帰路インピーダンスはほぼ等しいから、Ｉｏ
づつか両方向に分流し、一点鎖線の如く金属シースを通
過した後に接地ジョイント（ＮＪ−１−Ｃ）と（ＮＪ＋
１−Ｂ）の接地線に略2/3 Ｉｏの事故電流が流出し、第
２図のＮＪ−ＩＪ間で事故が生じた場合は、同じく事故
電流は一点鎖線の如く流れそののちに（ＮＪ−１−Ａ）
と（ＮＪ＋２−Ｃ）の接地線に略2/3 Ｉｏの事故電流が
流出し、その他の各接地点の接地線は略1/3 Ｉｏの事故
電流が流入し、従って大きさで２倍、位相で略 180゜異
なる事故電流が生れる接地線が各々１本づつ生じること
になる。

この事故電流の流出する接地線の２本を見つけると、そ
の組合せにより、ＮＪ−ＩＪ−ＩＪ−ＮＪ間のケーブル
シースには各相１区間のみを事故電流が流れているか
ら、Ａ〜Ｃの各相の１つの区間が特定されることにな
る。

従ってこれとは別に線路の両端で事故相を別途特定すれ
ば、その両方に含まれる事故電流の通過区間が事故区間
と特定されうることになる。

なお、事故時の帰路電流は電力ケーブルの金属シース
（通常アルミニウムシーシ）及び大地を通って流れるが
正常ケーブルの金属シースの断面積は非常に大きいた
め、又、事故点を中に含むＮＪから外では３相の金属シ
ースがすべて帰路導体になるから事故電流に対する帰路
インピーダンスは、ケーブルの金属シースの方が、想定
される大地帰路回路よりはるかに小さいので、大部分の
事故時の帰路電流はアルミニウムシースを通って帰って
ゆく。

従って、事故点を中に含む相隣り合う２組の接地点より
外側の相Ａ、Ｂ、Ｃの事故電流帰路インピーダンスは略
等しいから、この地点より外側には、ほぼ等しい事故電
流1/3 Ｉｏが帰って行く。

これは、撚架されるケーブル線路ほど顕著となり、又長
距離線路では撚架されるのが普通である。

更に、図に従って説明することにする。

相隣り合う２つの接地点の接地点に流れる地絡電流をチ
エックして、事故電流の流出するＮＪを見つけると、地
絡事故は第１図一点鎖線のうちのどこかで生じているこ
とになる。

図示では、Ａ相の絶縁ジョイントＩＪ−１〜ＩＪ＋１間
である。

但し、第１図一点鎖線の部分であればどの個所に地絡事
故が生じていても、相隣り合う接地点の接地線に異なる
地絡電流が流れる、全く同じ現象が現われる。

第１図一点鎖線で示した時絡事故電流は、必ず１区間づ
つＡ、Ｂ、Ｃ相を通っており、この関係はあらゆる点で
の事故に対しても全く同じである。

従って、両接地点の事故電流流出接地ジョイント又は接
地線を見つけ出し、これに別途検出した地絡相を組合せ
ることによって、事故区間が接地ジョイントＮＪ−絶縁
ジョイントＩＪ間、絶縁ジョイントＩＪ−ＩＪ間のどこ
であっても、明確に特定することができる。

なお、電力ケーブルの橋梁部分では事故電流が接地ジョ
イントを通して橋梁に流出して車や人に害を与えたり、
橋自身を損傷しないように、接地ジョイントで橋との連
結による接地は行なわれず、単に３つの接地ジョイント
に接地線で互に連結されるだけとなる場合が殆んどであ
るが、この場合には、大地帰路に相当する帰路回路が全
く存在しないことになるから、第２図の通りますます、
事故区間を挟む両接点から先に1/3 Ｉｏの事故電流が平
等に流れるようになり、この発明の検出方法は有効とな
ってくる。

尚、線路の両端部に近い個所は地絡事故が生じた場合に
は、地絡電流２Ｉｏは平等に２分割されて、両方向に分
れるのではなくて、端部に近い方向により多く流れるこ
とになる。

このように両方向に流れる事故電流に、アンバランスが
生ずるものの、接地点の接地線に流れる事故電流の大小
関係、あるいは位相差の関係は何等変るところがないか
ら、本願の意図する処はそのまま実施可能である。

尚、更に高精度に区間特定を行なうには、事故点を含む
最近接の２組の接地点に加えて更にもう一区間外側に隣
接する２組の接地点の接地線の事故電流の比較も行なう
ようにすれば有効である。

すなわち、隣接する４カ所の接地点の接地線を１セット
にして事故電流比較を行なってゆけば、２カ所の場合よ
り、より精度が上がることになり有効である。

又、本実施例では金属シースについて述べたが、クロス
ボンドシステムをとるようなケーブルは総て可能である
ことは勿論である。

〈発明の効果〉 以上のように、この発明によると、並列する電流ケーブ
ルにおける接地ジョイントの接地線にセンサーを取付
け、相隣り合う２組の接地点の接地線を流れる事故電流
を比較して、事故電流の流出する接地線を検出し、この
接地線につながれている接地ジョイントの相を明らかに
し、これら２組の事故電流流出の接地ジョイントの組合
せとこれとは別検出した事故相を組合せることにより、
事故区間を検出するようにしたので、電力ケーブルの地
絡事故の接地線にセンサーを取付けるのみで検出でき、
センサーの使用数を削減し、経済性と信頼性及び保守性
の向上をはかることができる。

また、接地線へのセンサーの取付けにより、接地ジョイ
ント−絶縁ジョイント間に生じた地絡事故の場合も、そ
のまま接地ジョイント−絶縁ジョイント間で特定できる
から事故点は常に事故点をはさむ２つのジョイント間に
特定でき極めて精度の高い事故区間検出を行なうことが
できる。

更に接地線に対してセンサーをセットするのみでよいた
め、電力ケーブル本体に加工を施す必要がなく、既設、
新設を問わず経済的に地絡事故の検出を導入することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は長距離電力送電システムの絶縁ジョイント間で
地絡事故が生じた場合の説明図、第２図は同じく絶縁ジ
ョイントと接地ジョイント間で地絡事故が生じた場合の
説明図、第３図は接地線に対するセンサーの取付状態を
示す説明図、第４図と第５図は接地線とセンサーの組合
せを示す説明図である。 11、12、13……クロスボンド線 14……接地線、15……センサー ＮＪ……接地ジョイント（普通ジョイント） ＩＪ……絶縁ジョイント

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】３相クロスボンド接続を含む電力伝送線路
   であって、接地ジョイントの接地線に、接地線に流れる
   事故電流の大小および／あるいは事故電流の位相の差を
   検出するセンサーを取付け、事故点を中に含む相隣り合
   う２組の接地点の各々３本の接地線を流れる電流の事故
   電流の大きさおよび／あるいは事故電流の位相の差を比
   較し、殆んど同じで小さい接地点はすべてカットし、２
   本の接地線と他の１本で位相が略 180゜異なり、また１
   本の方が他の２本より略２倍電流の大きい接地線を電流
   の比較および／または位相の比較により見つけ出し、こ
   の相隣り合う２組の接地線につながれている接地ジョイ
   ントの相をあきらかにし、これに別途施される事故相の
   検出を組合せることによって事故区間を判別することを
   特徴とする電力ケーブルの事故区間検出方法。
2. 【請求項２】接地ジョイントの接地線が橋梁上等におけ
   る電力伝送線路の各相の接地ジョイントの連結線である
   特許請求の範囲第１項に記載の電力ケーブルの事故区間
   検出方法。