JPH1048286A - 非接地系架空送電線の地絡事故区間標定方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】比較的簡単な設備で、３０Ｋｍ未満で１０Ｋｍ
以上の長さの送電線路の地路事故区間標定を行うことが
出来るようにする。 【解決手段】非接地系３相架空送電線の電流検出箇所に
おいて、センサを線路端の近くに設置した場合、零相電
流の検出レベル差により検出される零相電流があるしき
い値を越えると事故場所はセンサと線路端までとの距離
が短い側であり、しきい値を越えないと事故場所は長い
側と判断する標定方法であり、また、センサの設置個所
にかかわらず、事故時にしきい値を越えた零相電流の位
相とほぼ９０°の位相ずれを生じる電流の相を事故相と
認識するとともに、前記零相電流の位相が前記事故相の
電流の位相より進んでいるときは負荷側に、また、前記
零相電流の位相が遅れているときは電源側に事故があっ
たと判断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非接地式３相架空送電
線で事故が発生した時に、その事故の発生場所が送電線
のどこの範囲内にあるか特定するための非接地系架空送
電線の地絡事故区間標定方法とその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】これまで、非接地系架空送電線の事故区
間標定は、文字どおり架空送電線路全体が大地から切り
放された状態で、例えば電柱等に支持されているもの
で、出願人は既に図１１や図１２に示すような非接地系
送電線の事故区間標定装置を提案している（特願平5-60
217号、特願平6-82536号）。まず、特願平5-60217号の
場合は、図１１に示すように電源６４と負荷６５とを結
ぶ送電線６１上の地点ＡおよびＢに零相電流の大きさ
（ＩOA、ＩOB）および零相電流の位相（φOA、φOB）を
検出する検出装置６２Ａおよび６２Ｂを設け、中央装置
６３が検出装置６２Ａおよび６２Ｂにより検出された零
相電流の大きさおよび零相電流の位相の関係に基づいて
地絡の発生区間を標定するものである。送電線６１は、
図１１では模式的に１本のラインで表示しているが、３
相交流であるので、３本の送電線から成り立っており、
地点ＡおよびＢにおいて３本の送電線の各々の電流を測
定していることは云うまでもない。送電線６１の地上高
さは１０〜３０ｍ前後で、このような線路構成において
地絡事故が発生した場合に流れる零相電流は、地絡点の
抵抗を無視すると、１km当たり0.08Ａ程度であり、線路
長に比例する。現状の非接地系送電線用ＦＬ装置の電流
検出レベルは0.4Ａであり、測定地点における零相電流
の大きさを0.4Ａ以上にするには、センサから線路端ま
での距離は5km以上必要となり、さらに現実的には地絡
抵抗が高い場合も考慮して地絡電流が1/2に低下しても
検出することを条件としているため、センサから線路端
までの距離として10km以上が必要になる。つまり、電源
６４と地点Ａの距離および地点Ｂと負荷６５の距離を10
ｋｍ以上にしている。また、現状システムでは、異なる
地点の情報の比較結果によって区間標定するというアル
ゴリズムであるため、センサ設置地点が２箇所以上必要
になっている。そこで、情報比較に十分な信号レベル
（両測定地点の零相電流の大きさの差を明確に判断す
る）を得るため、センサ間（地点Ａと地点Ｂの間）の距
離も10km程度必要になり、従って2センサ箇所のＦＬシ
ステムの線路長の適用条件は、30km以上となっている。
また、特願平6-82536号は、線路系統の条件に係わらず
１ケ所に判別装置を設置することにより事故方向の判別
を可能にしたもので、図１２に示すように、架空送電線
７０と地中送電線８０との接続部の近傍で、架空送電線
７０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７１と対地間の電圧を検出する電圧セン
サ７３と前記接続部の近傍で地中送電線８０に設置した
電流センサ８１と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装置９０により判別す
るものである。なお、９１は、太陽電池である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図１１に示す非接地系
架空送電線は、送電電圧が例えば３３ｋｖ等と比較的低
く、長さが30km未満の送電線路も存在するため、係る送
電線路においても地絡事故の区間標定を行う必要があっ
た。しかしながら、従来の標定方法では、地点Ａおよび
Ｂにおいて零相電流を必ず検出しなければならないた
め、送電線の長さが30km以上であることが必須要件であ
るので、長さが30km未満の送電線路の事故区間標定方法
は極めて難しく、事実上不可能であった。なお、送電線
路の中央付近に設置した場合は、検出電流値がほぼ同程
度となってしまう為、事故がどちら側に生じたのか識別
出来ない。また、図１２に示す判別装置は、１ケ所で事
故方向を判別できるものの、電圧と電流の２種類の情報
を必要とし、その結果、センサ数が増えることに伴い、
装置のコストが高くなるとともに、増加した情報を処理
するために処理装置における処理能力を上げる必要があ
り、消費電力も大きくなり、電源コストも高くなる問題
がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する、即
ち、センサ数を増加することなく、しかも１ケ所の情報
から事故の発生箇所を標定することが可能な方法につい
て、発明者らは種々検討した結果、電圧情報を用いるこ
となく電流情報だけで事故区間を標定できる方法を見い
出した。その着目点は、大きく分けて零相電流の検出レ
ベルと測定地点との関係、及び零相電流の位相と事故相
電流との関係という二つのことである。１.レベルにつ
いては （Ａ）測定地点の前後どちら側で事故が発生するかによ
り検出されるIoのレベルが異なる。事故発生場所が測定
点に対して前後のいずれか一方の側であれば、その場所
によらずIoの値はほぼ一定である。 （Ｂ）測定点が一方の端に近いほど、測定点の前後で事
故が発生した場合に検出されるIoのレベルの差が大きく
なり、測定点と線路端までの距離が短い側で事故時検出
される零相電流は長い側で事故時の零相電流より大きく
なる。ただし、測定点が中央部に近くなるはど、その差
は小さくなる。２.位相については （Ｃ）非接地系３相架空送電線系統では、力率が通常
０．９以上に設定されているため、常時における相電圧
と相電流の位相差αは電圧のベクトルに対して電流のベ
クトルは２５度以内の遅れとなること。 （Ｄ）非接地系３相架空送電線系統において、非常に希
な場合ではあるが、無負荷状態或は負荷側におけるコン
デンサが相対的に大きくなると、相電流Iaが相電圧Vaよ
り進みになる可能性もある。 （Ｅ）上記（Ｃ）と（Ｄ）のことを考慮し、非接地式３
相架空送電線系統において事故が発生すると、図１及び
図２に示すごとく、事故点において事故相の接地電流Ｉ
ｇが流れる。この接地電流Ｉｇと観測点ＺＣＴ1及びＺ
ＣＴ2における零相電流Ｉ01及びＩ02とは同相及び逆相
で位相ベクトルは平行であることから、零相電流Ｉ01及
びＩ02と事故相の電流Ｉａとの位相差は、９０°±力率
の位相差αを生じることになる。なお、実運用では力率
が0.9以上に設定される関係から、電圧と電流の位相差
αは通常２５度以内となると予想される。つまり、事故
点の零相電流の位相と事故相の電流の位相とは、その差
が直角±α（α＝力率による位相差）を生じることを利
用することによって、非接地系架空送電線の地絡事故区
間標定方法とその装置を発明するに至ったものである。

【０００５】本発明は、非接地系送電線に事故が有った
場合の零相電圧を基に、送電線に設置した電流センサが
検出すべき零相電流を推定すると共に、事故時に電流セ
ンサによって得られた零相電流と比較することにより、
事故の発生方向を推定することを特徴とする非接地系架
空送電線の地絡事故区間標定方法であるが、事故時に検
出された零相電圧を基に、センサ設置場所を境として、
長い方の線路で事故が発生した場合と、短い方の線路で
事故が発生した場合について２種類の電流を推定すると
共に、事故時に検出した電流がどちらに近いかにより、
事故発生方向を推定するものである。とりわけ、推定さ
れる２種類の零相電流の値が、大きい方に近い場合には
短い送電線路側で事故が発生したと判定し、小さい方に
近い場合には、長い方の送電線路側で事故が発生したと
判定するものである。 また、非接地系送電線において
事故があったにも関わらず、送電線路途中に設置した電
流センサ装置がそのトリガレベル以下であったために、
零相電流を検出できなかった場合において、前記架空送
電線の短い側で事故が有ったと仮定した場合に推定され
る零相電流がそのトリガレベルよりも大きいと推定され
る場合には、線路の長い側で事故があったと判定し、前
記推定電流値がトリガレベル以下の場合には、標定不能
とすることを特徴とする非接地系架空送電線の地絡事故
区間標定方法である。

【０００６】本発明は、非接地系３相架空送電線の電流
検出箇所において、前記架空送電線に事故があった場合
に、一定のしきい値を越える零相電流を検出したとき
は、前記電流検出箇所と前記架空送電線の端部までの距
離が短い側に事故が有ったと判断し、前記一定のしきい
値を越える零相電流を検出しなかったときは、前記電流
検出箇所と前記架空送電線の端部までの距離が長い側に
事故が有ったと判断することを特徴とする非接地系架空
送電線の地絡事故区間標定方法である。さらに、本発明
は、非接地系３相架空送電線に事故が生じた時に、事故
時に一定のしきい値を越える零相電流の位相とほぼ９０
°の位相ずれを生じる電流の相を事故相と認識するとと
もに、前記零相電流の位相が前記事故相の電流の位相よ
り進んでいるときは負荷側に、また、前記零相電流の位
相が遅れているときは電源側に事故があったと判断し、
必要に応じ事故方向をその場で表示するか、あるいは、
これらの情報を通信回線を利用して特定の箇所で集計表
示をするようにした非接地系架空送電線の地絡事故区間
標定方法とその装置である。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明は、例えば、送電線の変電
所から受け取った事故の情報と比較して、非接地系３相
架空送電線の電流検出箇所において、前記架空送電線に
事故があった場合零相電圧を基に、前記送電線に設置し
た電流センサが検出すべき零相電流を推定すると共に、
前記事故時に前記電流センサによって得られた零相電流
と比較することにより、事故の発生方向を推定すること
を特徴とする非接地系架空送電線の地絡事故区間標定方
法であるが、とりわけ、事故時に検出された零相電圧を
基に、センサ設置場所を境として、長い方の線路で事故
が発生した場合と、短い方の線路で事故が発生した場合
について２種類の電流を推定すると共に、事故時に検出
した電流がどちらに近いかにより、事故発生方向を推定
するとともに、推定される２種類の零相電流の値が、大
きい方に近い場合には短い送電線路側で事故が発生した
と判定し、小さい方に近い場合には、長い方の送電線路
側で事故が発生したと判定する非接地系架空送電線の地
絡事故区間標定方法である。さらに、非接地系送電線に
おいて事故があったにも関わらず、送電線路途中に設置
した電流センサ装置がそのトリガレベル以下であったた
めに、零相電流を検出できなかった場合において、前記
架空送電線の短い側で事故が有ったと仮定した場合に推
定される零相電流がそのトリガレベルよりも大きいと推
定される場合には、線路の長い側で事故があったと判定
し、前記推定電流値がトリガレベル以下の場合には、標
定不能とするものである。

【０００８】また、一定のしきい値を越える零相電流を
検出したときは、前記電流検出箇所と前記架空送電線の
端部までの距離が短い側に事故が有ったと判断し、前記
一定のしきい値を越える零相電流を検出しなかったとき
は、前記電流検出箇所と前記架空送電線の端部までの距
離が長い側に事故が有ったと判断する非接地系架空送電
線の地絡事故区間標定方法であり、しきい値は、非接地
系３相架空送電線の電流検出箇所において検出する２種
類の零相電流の間の設定値としたものである。更にま
た、本発明は、非接地系３相架空送電線の電流検出箇所
において、事故時に一定のしきい値を越える零相電流の
位相とほぼ９０°の位相ずれを生じる電流の相を事故相
と認識するとともに、前記零相電流の位相が前記事故相
の電流の位相より進んでいるときは負荷側に、また、前
記零相電流の位相が遅れているときは電源側に事故があ
ったと判断することを特徴とする非接地系架空送電線の
地絡事故区間標定方法を使用することにより、事故情報
をその発生時刻とともに装置内部に記録、表示する、あ
るいは事故毎の状況を通信回線を利用して特定の箇所で
集計及び記録をすることができるものであり、また、そ
の場で事故の発生方向を表示または通信装置を介してデ
ータ伝送を行い、人の居る場所で表示するものであり、
電流の測定のみで30km未満の送電線の事故区間の標定を
可能にしたものである。

【０００９】また、送電線の電流を検出するセンサと、
前記センサで検出した３相のそれぞれの電流値を合成す
る３相合成手段と、前記３相合成手段によって得られた
零相電流値が一定値以上のしきい値を越えたときに判定
部に信号を伝達するしきい値処理手段と、前零相電流値
と前記センサで検出した電流値との位相をそれぞれ比較
計算する位相差計算部と、前記しきい値処理手段から伝
達された信号を受けた場合において、前記位相差計算部
においてほぼ９０°の位相差を生じる相を事故相と認識
するとともに前記事故相電流に対して前記零相電流の位
相が進んでいるときは負荷側に、また、前記零相電流の
位相が遅れているときは電源側にあると判断するととも
に測定内容を記憶する記憶部を有する判定部と、前記３
相合成手段、前記しきい値処理手段、前記位相差計算部
及び前記判定部を作動させるための電気を供給する電源
とを具備することを特徴とする非接地系架空送電線の地
絡事故区間標定装置であり、電源は、充電または供給を
行う制御回路を介して接続された太陽電池と蓄電池を使
用するとともに、判定部のデータは、通信回線を介して
例えばパソコンにより記録や表示をするとともに、場合
によっては、その場で事故の発生場所を表示するもので
あり、比較的簡便な装置類にかかわらず、電流検出箇所
において事故の発生箇所を確実に把握することが可能で
ある。

【実施例】

【００１０】非接地式３相架空送電線路は、模式的には
図１に示すような構成になっている。すなわち、電源１
と負荷２との間に３本の送電線３が接続されており、３
本の送電線は、Ａ相、Ｂ相及びＣ相を構成している。こ
の架空送電線路の適当な箇所ＺＣＴ１及びＺＣＴ２に図
３に示すようなＡ相、Ｂ相及びＣ相のそれぞれの電流を
検出する検出装置が設置されている。この非接地式３相
架空送電線路において、正常に送電されている場合に
は、３相のＡ相、Ｂ相及びＣ相に流れるそれぞれの電流
を合成した零相電流は、０であり、また、その電圧も０
である。それは、図２に示すような電圧Ｖと電流Ａとが
３方向のベクトルで表示されるが、各ベクトル中心は、
０に他ならないからである。なお、力率が０．９以上に
設定されていることから、通常各電圧Ｖに対して各電流
Ａは２５°以内の遅れ（電源や負荷に誘導リアクタンス
が存在するため）が生じている。

【００１１】しかして、地絡点４においてＡ相の送電線
に地絡事故が発生すると、その瞬間に、事故相の接地電
流Ｉgが抵抗Ｒgを介して大地に流れるとともに大地と中
性点５との間に電圧Ｖ0が負荷される。これは、 Ｖ0＝ーＶa／｛１＋３ｊｗ（Ｃ1＋Ｃ2）Ｒg｝ の関係式から、完全地絡の場合Ｒg=０と近似することが
できるので、Ｖ0＝−Ｖaとなるのである。図２におい
て、Ａ相の電圧Ｖａが地絡して電圧が０となると共に電
圧Ｖ0と電圧Ｖbと電圧Ｖcとによってそれぞれ合成され
た電圧Ｖba及びＶcaが発生する。この電圧Ｖba及びＶca
は、事故時の架空送電線のＢ相及びＣ相の大地に対する
電圧であり、大地と容量Ｃ1を形成しているので、容量
Ｃ1を経て大地に流れる電流Ｉcc1及びＩbc1は、９０°
進むため、図２に示すように、電圧Ｖba及びＶcaとは左
回りにそれぞれ直角になるごとく作図される。そして、
それぞれ直角に作図された電圧Ｖba及びＶcaとは左回り
に容量電流Ｉcc1及びＩbc1とから事故相の接地電流Ｉg
が合成されるのである。測定個所ＺＣＴ１及びＺＣＴ２
における零相電流Ｉ01とＩ02との和が事故相の接地電流
Ｉgとなるのである。零相電流Ｉ01は、容量Ｃが存在す
るため事故相電流Ｉaに対してほぼ９０°の位相の進み
を生じることになるが、零相電流Ｉ02は反転するため、
事故相電流Ｉaに対してあたかもほぼ９０°の位相遅れ
となるような現象が生じることとなる。

【００１２】本発明は、かかる現象を把握して、地絡点
を標定しようとするものである。図３は、検出装置２２
の概要を示すもので、２本の電柱１１に２本の横梁１
２、１６が固定されている。横梁１６には、碍子１７、
１８を介してＡ相、Ｂ相及びＣ相の電線１９が係止され
ているとともに、碍子１７、１８を挟むようにして各相
の電線１９と電気的にジャンパ線２０が接続されてい
る。また、電流検出器２５は、横梁１２に固定されてお
り、碍子１３及びその上端に設けたセンサ１４を備え、
ジャンパ線２０はセンサ１４を貫通しており、センサ１
４はジャンパ線２０の電流を測定している。電流検出器
２４のセンサ１４は、図４に示すように、電力線３１の
まわりにフェライトコア３２が取り囲み、ファラデー効
果を利用した光磁界センサ３３が部分的に挿入されてい
る。光磁界センサ３３は、フェライトコア３２で電力線
３１の電流に比例して検出した磁力を光に変換するもの
で、光ケーブル３６の光ファイバ３５が光フェルール３
４を介して接続されており、光磁界センサ３３の光を図
３に示す検出装置２２に光ケーブル２４で伝送してい
る。検出装置２２には、この外に太陽電池であるソーラ
セル２１と蓄電池であるバッテリ２３を備え、検出装置
２２の各構成部品に電気を供給しており四六時中検出出
来るようにしている。

【００１３】検出装置２２は、更に図５に示すような信
号処理装置を含むもので、電流検出器２４のセンサ１４
で検出し、光から電気に変換した電流値ＩA、ＩB及びＩ
Cを３相合成部４１でいわゆる零相電流Ｉ0とその位相φ
I0を合成している。また、各相の電流値ＩA、ＩB及びＩ
Cからそれぞれレベル変換部４３を介して零相電流Ｉ0と
レベルを合わせた各相の電流値Ｉa、Ｉb及びＩcに変換
して位相差計算部４４に伝達される。これは零相電流Ｉ
0が高々数アンペア程度であるのに対して各相の電流値
ＩA、ＩB及びＩCは数１０アンペア以上であり、このま
までは比較出来ないからである。しかして、零相電流Ｉ
0は一定以上の電流の場合にいわゆる事故が発生したと
認識するように判定部４５に伝達するしきい値処理部４
２にインプットされるとともに、位相差計算部４４にイ
ンプットされ、各相の電流値Ｉa、Ｉb及びＩcと位相差
が計算され、零相電流Ｉ0とほぼ９０°の位相差を生じ
る位相電流を割りだし、事故相を特定して判定部４５に
インプットする。判定部４５では、記憶機能を有する記
憶部を包含するもので、特定した事故相がＡ相とする
と、事故電流Ｉaよりしきい値処理部４２からインプッ
トされた零相電流Ｉ0がほぼ９０°進んでいるときは、
検出装置２２より、負荷側と判断し、ほぼ９０°遅れて
いる場合には、電源側と判断する。そして、判定結果が
モデム４６により通信回線を介していわゆる事故センタ
ーに送信され、事故状況が記録されるとともに、場合に
よってはその場で表示部４９によって事故の発生方向を
表示させてもよい。なお、検出装置２２には、電気を供
給する電源部を具備しており、電源部は、ソーラセル２
１とバッテリ２３と切替器４７を備え、ソーラセル２１
の発電状況により、検出装置の各部に配線４８を介して
電気を供給するとともに適宜バッテリ２３に充電するよ
うに切り替えている。

【００１４】図６は、送電線の１箇所にセンサを設置し
た場合の標定方法を模式的に示すもので、測定点Ｓ1に
おける電流センサは上述したように３相のそれぞれの送
電線に設置しており、零相電流Ｉ0が地絡事故相電流Ｉf
に対して約９０°遅れと判断した場合は、事故点Ｆ1は
測定点Ｓ1より電源側にあると判断すると共に、零相電
流Ｉ0が地絡事故相電流Ｉfに対して約９０°進みと判断
した場合は、事故点Ｆ1は測定点Ｓ1より負荷側にあると
判断するので、瞬時にして、事故の発生箇所を送電線の
点検範囲を特定することが出来るものである。また、図
７は、送電線の２箇所にセンサを設置した場合の標定方
法を模式的に示すもので、測定点Ｓ1及び測定点Ｓ2にお
ける電流センサは上述したように３相のそれぞれの送電
線に設置しており、零相電流Ｉ0が地絡事故相電流Ｉfに
対してともに約９０°遅れと判断した場合は、事故点Ｆ
1は測定点Ｓ1より電源側にあると判断し、零相電流Ｉ0
が地絡事故相電流Ｉfに対してともに約９０°進みと判
断した場合は、事故点Ｆ3は測定点Ｓ2より負荷側にある
と判断する。また、測定点Ｓ1における零相電流Ｉ0が地
絡事故相電流Ｉfに対して約９０°進みと判断するとと
もに事故点Ｆ2において零相電流Ｉ0が地絡事故相電流Ｉ
fに対してともに約９０°遅れと判断した場合は、事故
点Ｆ2は測定点Ｓ1とＳ2との間にあると判断するので、
瞬時にして、事故の発生箇所を送電線の点検範囲を特定
することが出来るものである。

【００１５】なお、本発明は、変電所等の事故情報を活
用することによって、次のような事故標定が可能であ
る。すなわち、図８に示すように、横軸に送電線路長、
縦軸に零相電流値をとると、横軸方向に零相電流値が比
例して変化していることが認められる。送電線路の中央
付近に設置したセンサＳ２では、零相電流値は一致して
おり、上述の位相判別が不可欠であるが、中央付近から
端部のほうにずらせたセンサＳ１又はＳ３は、２つの零
相電流すなわちＩ0S1とＩ0S1'及びＩ0S3とＩ0S3'が発生
している。いま、図９に示すように、しきい値処理部４
２（図５）におけるしきい値を零相電流Ｉ0S1とＩ0S3よ
り小さく、かつ、零相電流Ｉ0S1'及びＩ0S3'より大きい
電流値とすれば、事故Ｆ1又はＦ4を検出するが、それ以
外の事故は検出しない。言い替えれば、しきい値を越え
た場合はセンサの設置場所と端部との距離が短い側に事
故があり、しきい値を越えない場合はセンサの設置場所
と端部との距離が長い側に事故があることになる。

【００１６】更に、変電所等の事故情報を活用すること
によって、次のような事故標定が可能である。図１にお
いて前述したように、地絡点４においてＡ相の送電線に
地絡事故が発生すると、その瞬間に、事故相の接地電流
Ｉgが抵抗Ｒgを介して大地に流れるとともに大地と中性
点５との間に電圧Ｖ0が負荷される。これは、 Ｖ0＝ーＶa／｛１＋３ｊｗ（Ｃ1＋Ｃ2）Ｒg｝ の関係式から、完全地絡の場合Ｒg=０と近似することが
できるものの、地絡事故が完全でない場合には、Ｒg＝
０と近似出来ない。この場合の地絡事故の零相電圧Ｖ0
は抵抗Ｒgに依存し、Ｒgが大きくなるに従い、Ｖ0は小
さくなるが、地絡事故時における抵抗Ｒgによって定ま
る電圧Ｖ0の値は地絡事故の場所に影響されることはな
く、送電線路の全域にわたって一定の値を示す。他方、
地絡事故時の零相電流Ｉ0も抵抗Ｒgに依存し、そかも、
地絡事故時の場所によっても影響を受ける。この結果、
測定個所における零相電流Ｉ0も抵抗Ｒgが大きいと当然
小さくなる。しかしながら、Ｖ0／Ｖ0max(Rg=0)とＩ0／
Ｉ0max(Rg=0)と値を比較してみると、図１０に示すよう
に種々の地絡点の抵抗Ｒgの値の如何に拘わらずほぼ一
致する。図１０は、送電線路の長さを３０kmとするモデ
ルにおいて、変電所から２５km離れた場所で地絡事故が
発生した場合に、変電所から２０kmでの零相電流Ｉ0を
測定した結果を示すもので、地絡の抵抗Ｒgが１kΩを超
えると急激に低下しているが、電圧と電流の２つの値は
ほぼ一致していることが分かる。

【００１７】そこで、図５のブロック図中、判別部４５
にしきい値より小さくてノイズ電流より若干大きく検出
機能が発揮しうる例えば０．２５〜０．４Ａ程度の電流
をトリガ値として設定しておくことによって、 １）トリガしない場合 例えば変電所において比較的大
きいＶ0を検出したことによって事故が発生している。
⇒ 事故点は測定個所と送電線路の長い側に発生してい
ると判断する。 ２）トリガしない場合 例えば変電所においてＶ0を検
出してもＶ0の範囲が比較的小さくてノイズの範囲にあ
る場合、事故かどうか不明であることがある。⇒この場
合は「標定不能」と判断する（装置の判別能力の範囲を
超えているためで、図５中、判別部４５のトリガ値を検
出しない事故について表示するもの）。このように、本
願発明は、非接地系送電線に事故が有った場合の零相電
圧を基に、前記送電線に設置した電流センサが検出すべ
き零相電流を推定すると共に、前記事故時に前記電流セ
ンサによって得られた零相電流と比較することにより、
事故の発生方向を推定することができる非接地系架空送
電線の地絡事故区間標定方法であり、また、事故時に検
出された零相電圧を基に、センサ設置場所を境として、
長い方の線路で事故が発生した場合と、短い方の線路で
事故が発生した場合について２種類の電流を推定すると
共に、事故時に検出した電流がどちらに近いかにより、
事故発生方向を推定することを特徴とする非接地系架空
送電線の地絡事故区間標定方法であり、推定される２種
類の零相電流の値が、大きい方に近い場合には短い送電
線路側で事故が発生したと判定し、小さい方に近い場合
には、長い方の送電線路側で事故が発生したと判定する
請求項２に記載の非接地系架空送電線の地絡事故区間標
定方法である。

【００１８】また、非接地系送電線において事故があっ
たにも関わらず、送電線路途中に設置した電流センサ装
置がそのトリガレベル以下であったために、零相電流を
検出できなかった場合において、前記架空送電線の短い
側で事故が有ったと仮定した場合に推定される零相電流
がそのトリガレベルよりも大きいと推定される場合に
は、線路の長い側で事故があったと判定し、前記推定電
流値がトリガレベル以下の場合には、標定不能とする非
接地系架空送電線の地絡事故区間標定方法である。な
お、非接地系３相架空送電線の電流検出箇所において、
前記架空送電線に事故があった場合に、検出すべき零相
電流がしきい値より小さい一定のトリガ値に達しない
で、かつ、例えばＶ0／Ｖ0max(Rg=0)≧５０％のとき
は、前記電流検出箇所と前記架空送電線の端部までの距
離が長い側に事故が有ったと判断し、Ｖ0／Ｖ0max(Rg=
0)＜５０％のときは標定不能と判断しても一向に差し支
えない。ただし、この場合、Ｖ0maxは地絡抵抗Rg=0の時
の零相電圧であり、また、Ｖ0は地絡事故時の零相電圧
である。しかして、保全上遮断機をもうけている変電所
等において、事故が発生したとの情報がＮＴＴ回線等を
介して得られれば、事故の標定が可能となるのである。

【００１９】

【発明の効果】以上述べたように、直接に送電線の各相
に電流センサを設置し、事故時における零相電流が事故
相の電流の位相と比較して遅れになるか進みになるかを
検出することで、事故の発生場所がセンサ設置地点より
電源側であるか負荷側であるかを判別しうるとともに、
電流センサを送電線路の２ケ所の設置した場合には、変
電所等の事故情報を活用して両センサ地点と線路の端部
の間であるかどうかも事故区間標定ができるようにな
る。また、送電線に流れる事故後の一定の電流値である
トリガ値を検出しない場合であっても、変電所における
事故時の零相電圧を基にその時の零相電流が大きいとき
は、センサの設置場所から送電線路の長い方に事故があ
ったとして事故の発生範囲を絞り込むとともに、事故時
の零相電圧が小さいときであってもセンサの接地場所に
おいて想定される零相電流と比較することによって標定
が可能であり、標定が不可能な場合には標定不能として
取り扱うことにより、標定の範囲が広がる。また更に、
送電線に流れる事故後の電流値を一定以上のしきい値を
越えた場合を検出して事故の発生を認識すると共に、前
記事故後の電流値と前記零相電流値の位相を比較して電
流検出箇所における位相が遅れている場合は電源側に、
また、位相が進んでいる場合は負荷側に事故を表示する
ので、センサの設置場所を中心にして事故の発生範囲を
絞り込むことが出来ると共に、事故毎の状況を表示する
ようにしているので、30km未満で10km以上の送電線路の
長さでも短時間に発生した事故の範囲を想定することが
出来るのである。

【００２０】また、本発明の架空送電線の事故区間標定
装置は、送電線の電流を検出するセンサと、前記センサ
で検出した３相のそれぞれの電流値を合成する３相合成
手段と、前記３相合成手段によって得られた零相電流値
が一定値以上のしきい値を越えたときに判定部に信号を
伝達するしきい値処理手段と、前零相電流値と前記セン
サで検出した電流値との位相をそれぞれ比較計算する位
相差計算部と、前記しきい値処理手段から伝達された信
号を受けた場合において、前記位相差計算部においてほ
ぼ９０°の位相差を生じる相を事故相と認識するととも
に前記事故相電流に対して前記零相電流値が進んでいる
ときは負荷側に、また、前記零相電流値が遅れていると
きは電源側にあると判断する判定部と、前記３相合成手
段、前記しきい値処理手段、前記位相差計算部及び前記
判定部を作動させるための電気を供給する電源とを具備
することを特徴とする非接地系架空送電線の地絡事故区
間標定装置であり、電源は、充電または供給を行う制御
回路を介して接続された太陽電池と蓄電池であるととも
に、判定部のデータは、通信回線により記録するので、
比較的簡便な設備で、且つ、確実に30km未満で10km以上
の長さの送電線路であれば、非接地系架空送電線の地絡
事故区間標定を行うことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】非接地式３相架空送電線路を模式的に表示する
概念図である。

【図２】非接地式３相架空送電線路における事故時の電
圧と電流のベクトル図である。

【図３】本発明の検出装置の概略図である。

【図４】本発明の検出装置における検出箇所の概略図で
ある。

【図５】本発明の検出装置における信号処理のブロック
図である。

【図６】送電線に１箇所にセンサを設置する場合の標定
方法である。

【図７】送電線に２箇所にセンサを設置する場合の標定
方法である。

【図８】送電線路における事故時の零相電流値の変化図
である。

【図９】本発明の検出装置により検出した送電線路の零
相電流値の変化図である。

【図１０】最大値に対比する零相電圧及び零相電流の地
絡抵抗に対する低下率図である。

【図１１】架空線の事故区間標定方法についての従来技
術の概略図である。

【図１２】架空線の事故区間標定方法についての従来技
術の他の概略図である。

【符号の説明】

１：電源 ２：負荷 ３、６１：送電線 ４：地絡点 ５：中性点 １２、１６：横梁 １４：センサ １９：電線 ２０：ジャンパ線 ２１：ソーラセル ２２：検出装置 ２３：バッテリ ２４：光ケーブル ２５：電流検出部 ３１：電力線 ３２：フェライトコア ３３：光磁界センサ ３５：光ファイバ ４１：３相合成部 ４２：しきい値処理部 ４３：レベル変換部 ４４：位相差計算部 ４５：判定部 ４６：モデム ４７：切替器 ４８：配線 ４９：表示部 ６２Ａ、６２Ｂ：検出装置 ６３：中央装置 ６４：電源 ６５：負荷 ７０：架空送電線 ７３：電圧センサ ８０：地中送電線 ８１：電流センサ ９０：判別装置

フロントページの続き (72)発明者 細野 一広 北海道札幌市中央区大通東１丁目２番地 北海道電力株式会社内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非接地系架空送電線に事故が有った場合の
   零相電圧を基に、前記架空送電線に設置した電流センサ
   が検出すべき零相電流を推定すると共に、前記事故時に
   前記電流センサによって得られた零相電流と比較するこ
   とにより、事故の発生方向を推定することを特徴とする
   非接地系架空送電線の地絡事故区間標定方法。
2. 【請求項２】非接地系架空送電線の事故時に検出された
   零相電圧を基に、センサ設置場所を境として、長い方の
   線路で事故が発生した場合と、短い方の線路で事故が発
   生した場合について２種類の電流を推定すると共に、事
   故時に検出した電流がどちらに近いかにより、事故発生
   方向を推定することを特徴とする非接地系架空送電線の
   地絡事故区間標定方法。
3. 【請求項３】推定される２種類の零相電流の値が、大き
   い方に近い場合には短い送電線路側で事故が発生したと
   判定し、小さい方に近い場合には、長い方の送電線路側
   で事故が発生したと判定する請求項２に記載の非接地系
   架空送電線の地絡事故区間標定方法。
4. 【請求項４】非接地系架空送電線において事故があった
   にも関わらず、前記架空送電線に設置した電流センサが
   そのトリガレベル以下であったために零相電流を検出で
   きなかった場合において、前記架空送電線の短い側で事
   故が有ったと仮定した場合に推定される零相電流がその
   トリガレベルよりも大きいと推定される場合には、線路
   の長い側で事故があったと判定し、前記推定電流値がト
   リガレベル以下の場合には、標定不能とすることを特徴
   とする非接地系架空送電線の地絡事故区間標定方法。
5. 【請求項５】非接地系３相架空送電線に事故があった場
   合に、一定のしきい値を越える零相電流を検出したとき
   は、前記架空送電線に取り付けた電流検出箇所と前記架
   空送電線の端部までの距離が短い側に事故が有ったと判
   断し、前記一定のしきい値を越える零相電流を検出しな
   かったときは、前記電流検出箇所と前記架空送電線の端
   部までの距離が長い側に事故が有ったと判断することを
   特徴とする非接地系架空送電線の地絡事故区間標定方
   法。
6. 【請求項６】しきい値は、非接地系３相架空送電線の電
   流検出箇所において検出する２種類の零相電流の間の設
   定値である請求項５に記載の非接地系架空送電線の地絡
   事故区間標定方法。
7. 【請求項７】非接地系３相架空送電線の電流検出箇所に
   おいて、事故時に一定のしきい値を越える零相電流の位
   相とほぼ９０°の位相ずれを生じる電流の相を事故相と
   認識するとともに、前記零相電流の位相が前記事故相の
   電流の位相より進んでいるときは負荷側に、また、前記
   零相電流の位相が遅れているときは電源側に事故があっ
   たと判断することを特徴とする非接地系架空送電線の地
   絡事故区間標定方法。
8. 【請求項８】零相電流の位相とほぼ９０°の位相ずれ
   は、９０°±力率によって定まる電圧と電流との位相差
   αである請求項７に記載の非接地系架空送電線の地絡事
   故区間標定方法。
9. 【請求項９】判定部の状況を通信回線を介して記録する
   請求項７又は請求項８に記載の非接地系架空送電線の地
   絡事故区間標定方法。
10. 【請求項１０】送電線の電流を検出するセンサと、前記
    センサで検出した３相のそれぞれの電流値を合成する３
    相合成部と、前記３相合成部によって得られた零相電流
    値が一定値以上のしきい値を越えたときに判定部に信号
    を伝達するしきい値処理部と、前記零相電流値と前記セ
    ンサで検出した電流値との位相をそれぞれ比較計算する
    位相差計算部と、前記しきい値処理部から伝達された信
    号を受けた場合において、前記位相差計算部においてほ
    ぼ９０°の位相差を生じる相を事故相と認識するととも
    に前記事故相電流に対して前記零相電流値が進んでいる
    ときは負荷側に、また、前記零相電流値が遅れていると
    きは電源側にあると判断する判定部と、前記３相合成
    部、前記しきい値処理部、前記位相差計算部及び前記判
    定部を作動させるための電気を供給する電源とを具備す
    ることを特徴とする非接地系架空送電線の地絡事故区間
    標定装置。
11. 【請求項１１】電源は、充電または供給を行う制御回路
    を介して接続された太陽電池と蓄電池である請求項１０
    に記載の非接地系架空送電線の地絡事故区間標定装置。
12. 【請求項１２】判定部は、通信回線によりデータを発信
    又は受信し、記録する請求項１０又は請求項１１に記載
    の非接地系架空送電線の地絡事故区間標定装置。
13. 【請求項１３】判定部のデータは、表示部によりその場
    で事故の方向を表示する請求項１０又は請求項１１に記
    載の非接地系架空送電線の地絡事故区間標定装置。