JPH07270483A - 送電線故障方向判別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 線路系統の条件に係わらず１ヶ所にセンサを
設置することにより故障方向の判別が可能な送電線故障
方向判別装置を提供する。 【構成】 架空送電線と地中送電線の接続部の近傍で、
架空送電線に非接触で面し鉄塔から絶縁された平板もし
くは曲面状の板状電極と対地間の電圧を検出する電圧セ
ンサ、上記接続部の近傍で地中送電線に設置した電流セ
ンサ、及び上記２つのセンサの信号から零相電圧と零相
電流を検出し、その位相を比較して故障方向を判別する
判別装置により構成された送電線故障方向判別装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は送電線の電気的故障が、
架空送電線で発生したのか、地中送電線で発生したの
か、その故障方向を判別する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術は次のように零相電流のみを
検出していた。例えば図６に示すような片端電源の場
合、ｘ点で故障が発生すると図に示すように零相電流は
電源から故障点に向って流れる。従って、図のｐ点及び
ｑ点で架空送電線10と地中送電線20が接続されていると
すれば、ｐ点に設置した零相電流センサが零相電流を検
出したかどうかで故障方向、即ち架空送電線10か地中送
電線20かの区別が出来る。

【０００３】次に図７に示すような両端電源の場合は、
零相電流は図に示すように両端から故障点ｘに向って流
れる。従って、ｐ，ｑ２点の零相電流センサの検出する
零相電流の位相を検出することで、架空送電線か地中送
電線かを判別することができる。即ち、零相電流が逆位
相の場合はｐ，ｑ間で故障、同位相の場合はｐ，ｑ間以
外で故障したことがわかる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の装置構
成では、送電線が両端接地である場合と非接地系である
場合には、故障点に向って線路両端から故障電流が流れ
込むため、２ヶ所にセンサを設置し、かつその検出情報
を１ヶ所に集めなければ故障方向の判別ができないとい
う問題点があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の問題点を
解消し、線路系統の条件に係わらず１ヶ所にセンサを設
置することにより、故障方向の判別を可能とした送電線
故障方向判別装置を提供するもので、その特徴は、架空
送電線と地中送電線の接続部の近傍で、架空送電線に非
接触で面し鉄塔から絶縁された平板もしくは曲面状の板
状電極と対地間の電圧を検出する電圧センサ、上記接続
部の近傍で地中送電線に設置した電流センサ、及び上記
２つのセンサの信号から零相電圧と零相電流を検出し、
その位相差を比較して故障方向を判別する判別装置によ
り構成されていることにある。

【０００６】

【作用】送電線で故障が発生した場合、故障電流（零相
電流）は電源から故障点に向って流れる。これは片端電
源、両端電源のどちらでも同じである。一方、零相電圧
は送電線全域にわたってほぼ一定である。よって、零相
電流と零相電圧の位相を比較することにより、その場所
で故障方向の判別が出来ることになる。

【０００７】零相電流に関してはＣＴを用いれば測定で
きるが、架空送電線は高圧の裸線であるため絶縁上の問
題で不向きであり、一方地中送電線は絶縁被覆があるた
めＣＴの設置が簡単である。零相電圧に関しては地中送
電線はシースにより静電遮蔽されており電圧検出は難し
いが、架空送電線は裸線であるため電極による静電容量
結合を用いれば検出できる。従って、零相電流に関して
は地中送電線側に電流センサを、零相電圧に関しては架
空送電線側に電圧センサを設置して検出するのが効果的
である。

【０００８】電圧センサの構成は、架空送電線に非接触
で面し、碍子等で大地電位から絶縁された平板もしくは
曲面状の板状電極を設置し、この板状電極と対地間の電
圧を電圧センサで測定する。このとき電極は３相に対
し、同一の静電結合でないと各相の検出にアンバランス
が生じ、正確な零相電圧が得られないため、３相に同一
条件で面する板状電極である必要がある。そのため、３
相に対し大きく面するような一体電極と、３相個別に電
極を用意し、その３出力の和が零となるような位置に電
極をおく２つの方法がある。

【０００９】電流センサの構成は、３相一括して零相変
流器に通すか、各相個別にＣＴを設置しこれらＣＴの出
力信号を電気的に合成する手段がある。

【００１０】判別装置の構成は、各センサの検出信号
は、故障が発生したかどうかを判定するしきい値処理部
と、零相電圧と零相電流の位相差を判定する位相差計算
部に入力され、これらの判定結果より故障方向の判別が
判別部で行われる。３相個別検出の場合は３相合成して
零相分を検出する３相合成部が追加される。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の送電線故障方向判別装置の具
体例の構成図である。本発明の装置を図２のｐ点に設置
している。電流センサ21はＺＣＴを使用し地中送電線20
の３相集合した部分に設置している。又電圧センサ13は
架空送電線10に３相個別に設置し、架空送電線10の３相
個別に非接触で面し、碍子12等で大地電位から絶縁され
た板状電極11の電圧を、ポッケルス効果を利用した光電
圧センサ13で検出する。これらの信号は判別装置30に入
力され、処理される。判別装置30は太陽電池31電源によ
り駆動される。

【００１２】この具体例では、電圧を各相個別に検出し
ているので、図のように電圧信号の処理過程に３相合成
部があり、零相電流を求めている。位相比較部では零相
電流と零相電圧の位相比較を行い、図２の変電所Ａから
Ｂを電流の正の向きとすると、図２のｘ点に故障が発生
すると零相電流と零相電圧は同位相であるが、ｙ点で故
障が発生すると逆位相となり、方向判別ができる。

【００１３】図３及び図４はいずれもセンサ設置の具体
例の説明図である。図３は架空送電線10の３相に対して
非接触で大きく面するような一体電極11を碍子12を介し
て大地電位から絶縁された状態で設置し、地中送電線20
側は３相集合した部分にＺＣＴ21を設置している。又図
４は架空送電線20の各相に対して非接触で面するよう
に、碍子12を介して３相個別に電極 11a， 11b， 11c，
を設置し、地中送電線20側は各相個別にＣＴ 21a， 21
b， 21cを設置している。

【００１４】図５（イ）及び（ロ）はいずれも判別装置
30の構成図で、図５（イ）は図３のセンサ設置に対応す
るものであり、図５（ロ）は図４のセンサ設置に対応す
るもので、この場合は３相合成して零相分を検出する３
相合成部が追加される。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の送電線故
障方向判別装置によれば、線路系統の条件に係わらず１
ヶ所にセンサを設置することにより故障方向の判別が可
能となり、送電線路の保守業務に対して極めて効果的で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の送電線故障方向判別装置の具体例の構
成図である。

【図２】図１の判別装置を用いた故障方向判別の説明図
である。

【図３】送電線の３相に対して一括してセンサを設置し
た構成図である。

【図４】送電線の３相に対して個別にセンサを設置した
構成図である。

【図５】判別装置の構成図で、図５（イ）は図３のセン
サ設置に対応する構成図、図５（ロ）は図４のセンサ設
置に対応する構成図である。

【図６】従来の片端電源の場合の零相電流検出方法の説
明図である。

【図７】従来の両端電源の場合の零相電流検出方法の説
明図である。

【符号の説明】

10 架空送電線 11 板状電極 12 碍子 13 電圧センサ 20 地中送電線 21 電流センサ 30 判別装置 31 太陽電池

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 架空送電線と地中送電線の接続部の近傍
   で、架空送電線に非接触で面し鉄塔から絶縁された平板
   もしくは曲面状の板状電極と対地間の電圧を検出する電
   圧センサ、上記接続部の近傍で地中送電線に設置した電
   流センサ、及び上記２つのセンサの信号から電相電圧と
   零相電流を検出し、その位相を比較して故障方向を判別
   する判別装置により構成された送電線故障方向判別装
   置。
2. 【請求項２】 板状電極が架空送電線３相すべてに非接
   触で面する一体構成をなし、電圧センサがその出力を零
   相電圧として検出することを特徴とする請求項１記載の
   送電線故障方向判別装置。
3. 【請求項３】 板状電極が架空送電線３相のそれぞれに
   非接触に面する３枚の電極で構成され、電圧センサが検
   出したこれらの信号を加えることにより零相電圧を得る
   ことを特徴とする請求項１記載の送電線故障方向判別装
   置。