JPH1141796A - 連接型設備機器配電線の地絡区間標定システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 地絡区間標定中に停電させることなく、また
地絡区間標定を速やかに行えるようにした連接型設備機
器配電線の地絡区間標定システムを提供する。 【解決手段】 照明灯に対する配電線４の上流側または
下流側に漏れ電流計測用ＣＴを設け、各端末子局６が漏
れ電流を計測し、漏れ電流情報を無線送信する。移動親
局７では各端末子局から漏れ電流情報を受信し、隣接す
る端末子局間で漏れ電流の差分が所定値を超えることを
検知したとき、その区間を地絡区間として標定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は道路や橋梁の照明
灯などのような連接型設備機器の配電線における地絡事
故の区間を標定するシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば高速道路の照明設備、
ビル・工場・公園などの照明設備においては、一連の配
電線に各々の照明機器を分岐接続することによって、照
明設備を連接させている。

【０００３】このような連接型設備機器においては、配
電線への電源供給点で一括して地絡検出を行い、地絡故
障発生時に配電線への電源供給を遮断する保護装置が設
けられている。従って各設備機器の内部または連接する
設備機器間の配電線のいずれかの箇所で地絡故障が発生
すると、保護継電器が作動して配電線への電源供給が断
たれることになる。このような保護機能が作動すれば、
保守係員がいわゆる二分割法により地絡故障の故障点を
発見するようにしている。この方法は、一連の配電線の
中央付近の設備機器と配電線との接続を切り離し、絶縁
抵抗計を用いて配電線の上流側と下流側とで絶縁抵抗値
の小さい方を見つけ、その絶縁抵抗値の小さい方の配電
線の略中央部で同様に設備機器と配電線とを切り離して
絶縁抵抗値を測定し、絶縁抵抗値の小さい方の配電線を
見つける、といった作業を繰り返し、地絡故障の生じて
いる区間を順次絞り込んでいき、最終的に１つの区間を
標定するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが上記の従来の
地絡区間標定方法では、故障点発見作業中は、電源を遮
断しておかなければならず、停電になる。また、高速道
路の道路照明灯などでは、数キロメートルにおよぶ配電
線を保守係員が点検しなければならないので、その作業
に多大な労力と時間がかかる、という問題があった。

【０００５】この発明の目的は上述の問題を解消して、
地絡区間標定中に停電させることなく、また地絡区間標
定を速やかに行えるようにした連接型設備機器配電線の
地絡区間標定システムを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、それぞれが
共通の配電線に順次分岐接続された連接型設備機器の各
々の配電線の上流側または下流側の漏れ電流を検出する
漏れ電流検出手段と、隣接する連接型設備機器側で計測
された各漏れ電流の差分が所定値より大きいときに、当
該隣接する連接型設備機器間の区間を地絡区間として標
定する地絡区間標定手段とから連接型設備機器配電線の
地絡区間標定を行う。たとえば図１に示すように、共通
の配電線に順次分岐接続されている連接型設備機器の番
号を１，２，・・・ｉ−１，ｉ，ｉ＋１，・・・ｎと
し、それぞれの設備機器に対する配電線の上流側に漏れ
電流計測用ＣＴを設けて、各々のＣＴによる漏れ電流計
測値Ｉ₁ ，Ｉ₂ ，・・・，Ｉ_i-1 ，Ｉ_i ，Ｉ_i+1 ，・・
・，Ｉ_n が次のような関係となった場合、 Ｉ₁ ＝Ｉ₂ ＝・・・＝Ｉ_i-1 ＝５０〔ｍＡ〕 Ｉ_i ＝Ｉ_i+1 ＝・・・＝Ｉ_n ≒０〔ｍＡ〕 すなわち、Ｉ₁ ＝Ｉ₂ ＝・・・＝Ｉ_i-1 ＞Ｉ_i ＝Ｉ_i+1
＝・・・＝Ｉ_n の関係となった場合、ｉ−１番目の設備
機器とｉ番目の設備機器との間の配電線で漏れ電流が生
じているものと見なせる。したがって、このｉ−１番目
の設備機器とｉ番目の設備機器との間の区間を地絡区間
として標定する。

【０００７】前記漏れ電流の検出結果を無線送信する手
段を前記連接型設備機器側に設け、各連接型設備機器側
から無線送信された信号を受信する手段と、前記地絡区
間標定手段とを移動局に設ければ、移動局は監視を行う
べき配電線に沿って移動するだけで、地絡区間の標定を
行うことができる。

【０００８】また、漏れ電流検出手段を連接型設備機器
側の端末子局に設け、漏れ電流情報を隣接する連接型設
備機器側の他の端末子局へ伝送する手段と、隣接する連
接型設備機器側の端末子局で検出された漏れ電流と自身
の端末子局で検出した漏れ電流との差分が所定値より大
きいときに、当該隣接する連接型設備機器間の区間を地
絡区間として標定する地絡区間標定手段を各端末子局に
設ければ、各端末子局から他の端末子局や親局へ標定結
果のみを伝送すればよいため、局間の通信効率が向上す
る。

【０００９】なお、この発明によれば、地絡保護継電器
が作動する条件より低レベルの漏れ電流を検出して地絡
区間の標定を行うようにすることによって、地絡保護継
電器によるトリップ停電の前に地絡故障箇所の保守作業
ができるようになり、予測保全に活用できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】この発明の第１の実施形態に係る
道路照明灯設備監視システムの構成を図２〜図８を参照
して説明する。

【００１１】図２はシステム全体の構成を示すブロック
図である。同図において１は過電流保護回路、２は安定
器、３はランプであり、これらによって照明灯を構成す
るとともに、変電設備５の二次側である配電線４にそれ
ぞれ接続している。各照明灯には端末子局６を設けてい
て、照明灯に対する配電線の上流側にそれぞれ漏れ電流
計測用ＣＴを設けていて、端末子局６はＣＴにより漏れ
電流を計測し、漏れ電流情報を無線送信する。

【００１２】また８は道路上を走行する保守点検車であ
り、移動親局７を車載している。この保守点検車８は監
視すべき道路上を走行するとともに、各端末子局６から
送信される無線信号を受信し、漏れ電流情報を順次収集
するとともに地絡区間の標定を行う。

【００１３】なお、図２に示した例では、照明灯に対す
る配電線の上流側に漏れ電流検出用のＣＴを設けたが、
図３のように下流側に設けてもよい。

【００１４】図４は端末子局の構成を示すブロック図で
ある。図４において漏れ電流検出回路１１は漏れ電流計
測用ＣＴの出力に基づいて漏れ電流の計測を行う。送受
信回路１４はアンテナ１３を介して、図２に示した移動
親局７との間で各種データの送受信を行う。ＣＰＵ１６
はＲＯＭ１７に予め書き込んだプログラムを実行して、
インタフェース１２を介して漏れ電流検出回路１１を制
御するとともに、漏れ電流情報を読み取る。またＣＰＵ
１６はインタフェース１５を介して送受信回路１４に対
して送信すべきデータを出力し、また受信データを読み
取る。ＲＡＭ１８はＣＰＵ１６のプログラムの実行に際
して漏れ電流情報の一時記憶や送信データの作成および
受信データの一時記憶など各種ワーキングエリアとして
用いる。

【００１５】図５は図２に示した移動親局の構成を示す
ブロック図である。図５において送受信回路２２はアン
テナ２１を介して図２に示した端末子局６との間で各種
データの送受信を行う。キー入力部２４は漏れ電流情報
の収集開始指示や終了指示および監視すべき道路名等の
入力のために用いる。表示部２６はキー入力部２４から
の入力内容の表示、および収集した漏れ電流情報の表示
等を行う。ＧＰＳ受信機２９はアンテナ２８を介してこ
の移動親局を搭載した保守点検車８の位置を測位する。
外部メモリ３５の所定領域には漏れ電流情報を蓄積記憶
する。また、この外部メモリ３５の他の領域には各照明
灯の位置情報とその照明灯のアドレス情報との対応を予
め記憶している。プリンタ３７は収集した漏れ電流情報
および地絡区間標定結果を印字出力する。ＣＰＵ３１は
ＲＯＭ３２に予め書き込んでいるプログラムを実行し
て、インタフェース２３を介して送受信回路２２に対し
送信すべきデータを出力し、また受信データを読み取
る。またＣＰＵ３１はインタフェース２５を介してキー
入力部２４の操作内容を読み取り、インタフェース２７
を介して表示部２６に表示データを出力し、インタフェ
ース３６を介してプリンタ３７へ印字データを出力す
る。さらにＣＰＵ３１はインタフェース３０を介してＧ
ＰＳ受信機２９から位置データを読み取り、インタフェ
ース３４を介して外部メモリ３５から照明灯の位置情報
とアドレス情報との対応データを読み取り、また端末子
局から受信した漏れ電流情報を逐次書き込んでいく。

【００１６】図６は、移動親局と各端末子局との間で無
線通信されるデータフォーマットの例を示す図である。
図６においてフレームヘッダは特定小電力無線によって
データなどの通信を行うために必要な信号であり、ビッ
ト同期信号、フレーム同期信号および呼出信号からな
る。フレーム本体はデータ通信の内容であり、「アドレ
スコード」は送信局アドレスと宛先局アドレスを含み、
たとえば移動親局７から送信される場合には移動親局７
に割り当てられているアドレスを送信局アドレスとし、
漏れ電流情報の送信を要求する端末子局のアドレスを宛
先局アドレスとする。逆に端末子局６から移動親局７に
対して漏れ電流情報の送信を行う場合には、自局である
端末子局のアドレスを送信局アドレス、移動親局７のア
ドレスを宛先局アドレスとする。「制御信号コード」は
送受信データの内容部分であり、移動親局７から端末子
局６に対して漏れ電流情報の送信を要求する場合には、
この部分に漏れ電流情報送信要求コードが入り、逆に端
末子局６から移動親局７に対して漏れ電流情報を送信す
る場合には、この部分に漏れ電流情報が入る。「エラー
チェックコード」はアドレスコードと制御信号コードの
通信誤りチェック用コードである。

【００１７】なお、各端末子局は漏れ電流だけでなく、
機器の状態を監視して、その監視情報を移動親局へ送信
するようにしてもよい。その場合、制御信号コード部分
は監視情報の送信要求コードとなる。逆に、移動親局か
らの送信要求を漏れ電流情報の送信要求のみとしたシス
テムであれば、移動親局７から端末子局６に対して漏れ
電流情報の送信を要求する場合、図６における「制御信
号コード」を空としてもよい。また、移動親局が単一で
あり、各端末子局から送信される信号がすべて移動親局
宛であるものとすれば、図６における「アドレスコー
ド」は端末子局のアドレスのみでもよい。

【００１８】図７は端末子局の処理手順を示すフローチ
ャートである。まず何らかの受信信号があれば、それを
受信し、データとしてデコードする（ｎ１１）。続いて
デコードしたデータが移動親局から送信された自局に対
する漏れ電流情報送信要求コードであるか否かの判定を
行う（ｎ１２）。自局に対する要求であれば、すでに求
めている漏れ電流情報を図６に示したフォーマットに従
って送信する（ｎ１３）。

【００１９】図８は移動親局の処理手順を示すフローチ
ャートである。まず図５に示したＧＰＳ受信機２９から
現在位置を読み取り、外部メモリ３５からその現在位置
に対応する照明灯のアドレス情報を検索する（ｎ２１→
ｎ２２）。この場合、外部メモリ３５には、各照明灯の
位置とアドレス情報との対応関係が予め書き込まれてい
て、保守用点検車の位置と照明灯の位置関係から、保守
用点検車に最も接近している照明灯のアドレス情報を得
る。アドレス情報が前回のアドレス情報と異なる状態と
なれば、続いてそのアドレス情報を宛先局アドレスとし
て図６に示したフォ−マットに従って漏れ電流情報送信
要求コードを送信する（ｎ２４）。その後、該当する端
末子局から送信される漏れ電流情報を受信し、その漏れ
電流情報を照明灯のアドレス情報とともに蓄積記憶する
（ｎ２５→ｎ２６）。そして前回受信した、すなわち隣
接する１つ手前の照明灯の端末子局から受信した漏れ電
流情報と、今回受信した照明灯の端末子局からの漏れ電
流情報とから、漏れ電流の差分を算出する（ｎ２７）。
この差分値が予め定めたしきい値（たとえば５０〔ｍ
Ａ〕）を超えたなら、その区間（１つ手前の照明灯と現
在最も接近している照明灯との間の配電線の区間）を地
絡区間として記録する（ｎ２９）。その後は再び現在位
置を読み取って同様の処理を繰り返す。もし、ステップ
ｎ２３の判断でアドレス情報に変化がなければステップ
ｎ２１へ戻る。このように保守点検車の移動にともなっ
て漏れ電流情報を順次収集し、地絡区間の標定を行う。

【００２０】地絡保護継電器は通常１００〜２００〔ｍ
Ａ〕でトリップするように設定しているので、上記しき
い値（５０〔ｍＡ〕）を少し超える程度の軽度の地絡故
障であれば、地絡保護継電器によるトリップ停電の前に
地絡区間を標定して、その保守作業を行えるようにな
る。

【００２１】次に第２の実施形態に係る道路照明灯設備
監視システムの構成を図９に示す。図２に示した第１の
実施形態では、保守点検車８に車載した移動親局７によ
って各端末子局６からの信号を受信して、漏れ電流情報
の収集とともに地絡区間の標定を行うようにしたが、こ
の第２の実施形態では各端末子局６からの信号を固定親
局９で受信する。この固定親局９は変電塔１０に設けて
いる。この固定親局９と各端末子局６との無線通信は第
１の実施形態の場合と同様にアドレス情報によって個別
に漏れ電流情報を収集し、隣接する端末子局での漏れ電
流計測値の差分から地絡区間を標定する。この標定結果
は電話回線や専用回線、あるいは無線回線を通じて図外
の監視局へ伝送する。この監視局では変電塔単位で固定
親局から伝送されてくる情報を基に地絡故障およびその
区間を表示し記録する。

【００２２】上述した第２の実施形態では、各端末子局
による漏れ電流情報をそれぞれ固定親局へ無線送信する
ようにしたが、固定親局と端末子局との距離が長くなる
と、両者間で直接通信できなくなる。このような場合に
は、各端末子局を経由して固定親局まで情報を伝送する
ように構成すればよい。すなわち、固定親局へ送信すべ
き情報を、固定親局側に近い方に隣接する端末子局へ無
線送信する手段と、固定親局側に遠い方に隣接する端末
子局から受信した情報を固定親局側に近い方に隣接する
他の端末子局へ無線送信する手段とを各端末子局に設け
る。

【００２３】次に、第３の実施形態に係る道路照明灯設
備監視システムにおける端末子局の処理内容をフローチ
ャートとして図１０に示す。第１・第２の実施形態で
は、各端末子局６が計測した漏れ電流の情報を無線送信
するだけであったが、この第３の実施形態では、隣接す
る端末子局からの漏れ電流情報を受信して、自局の計測
による漏れ電流との差分を求めて、端末子局側で地絡区
間の標定を行うようにしたものである。すなわち図１０
に示すように、端末子局は照明灯に対する配電線の上流
側または下流側に隣接する端末子局からの漏れ電流情報
を受信し、自局で計測した漏れ電流との差分を算出し、
その値が判定値（たとえば５０〔ｍＡ〕）以上であるこ
とを検出すれば、上記隣接する端末子局の設けられてい
る照明灯と自局の照明灯との区間で地絡が生じているも
のと見なして、その結果を無線送信する。この標定結果
は保守点検車に車載した移動親局で受信する。この場
合、移動親局では漏れ電流の差分の算出および所定値と
の大小比較による標定処理が不要となる。

【００２４】上述した第３の実施形態では、いずれかの
端末子局による地絡区間の標定結果を移動親局へ無線送
信するようにしたが、この標定結果を各端末子局を順次
経由して固定親局へ伝送するようにしてもよい。すなわ
ち、地絡区間を検知した際に、その標定結果を、固定親
局に近い方に隣接する端末子局へ送信する手段を各端末
子局に設け、また、固定親局から遠い方に隣接する他の
端末子局から標定結果を受信した際に、その標定結果を
固定親局に近い方に隣接する端末子局へ送信する手段を
各端末子局に設ける。これにより、固定親局は最も近い
端末子局から標定結果を受信することになる。この構成
によれば、各端末子局を順次経由して伝送される情報は
標定結果のみであるため、隣接する端末子局へ情報を伝
送する毎に伝送すべき内容が順次増大していくようなこ
とはない。

【００２５】なお、上述した各実施形態では、無線によ
って親局と端末子局間で通信するようにしたが、各端末
子局と固定親局間に専用の通信線を敷設して、その通信
線を用いて通信を行うようにしてもよい。また、配電線
搬送技術を利用して、配電線を経由して通信を行うよう
にしてもよい。

【００２６】

【発明の効果】この発明によれば、所定箇所で配電線と
機器との接続を切り離し、絶縁抵抗を測定する、といっ
た作業を繰り返す必要がなく、通電状態のまま地絡区間
標定を自動的に且つ速やかに行えるようになる。

【００２７】また、地絡保護継電器が作動する条件より
低レベルの漏れ電流を検出して地絡区間の標定を行うよ
うにすれば、地絡保護継電器によるトリップ停電の前に
地絡故障箇所の保守作業ができるようになり、予測保全
に有効に利用できる。

【００２８】また、特に請求項２に記載の発明によれ
ば、移動局が監視を行うべき配電線に沿って移動するだ
けで、地絡区間の標定を行うことができる。

【００２９】さらに、請求項３に記載の発明によれば、
各端末子局を経由して親局へ情報を伝送する場合、標定
結果のみを伝送すればよいため、局間の通信効率が向上
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の作用説明図である。

【図２】第１の実施形態に係る道路照明灯設備監視シス
テムの全体の構成を示すブロック図である。

【図３】漏れ電流計測用ＣＴの設置個所の他の例を示す
図である。

【図４】端末子局の構成を示すブロック図である。

【図５】移動親局の構成を示すブロック図である。

【図６】端末子局と移動親局との間で行われる送受信デ
ータのフォーマット例を示す図である。

【図７】端末子局の処理手順を示すフローチャートであ
る。

【図８】移動親局の処理手順を示すフローチャートであ
る。

【図９】第２の実施形態に係る道路照明灯設備監視シス
テムの全体の構成を示すブロック図である。

【図１０】第３の実施形態に係る道路照明灯設備監視シ
ステムにおける端末子局の処理内容を示すフローチャー
トである。

【符号の説明】

１−過電流保護回路 ２−安定器 ３−ランプ ４−配電線 ５−変電設備 ６−端末子局 ７−移動親局 ８−保守点検車 ９−固定親局 １０−変電塔

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれが共通の配電線に順次分岐接続
   された連接型設備機器の各々の配電線の上流側または下
   流側の漏れ電流を検出する漏れ電流検出手段と、隣接す
   る連接型設備機器側で計測された各漏れ電流の差分が所
   定値より大きいときに、当該隣接する連接型設備機器間
   の区間を地絡区間として標定する地絡区間標定手段とか
   ら成る連接型設備機器配電線の地絡区間標定システム。
2. 【請求項２】 前記漏れ電流の検出結果を無線送信する
   手段を前記連接型設備機器側に設け、各連接型設備機器
   側から無線送信された信号を受信する手段と、前記地絡
   区間標定手段とを移動局に設けた請求項１に記載の連接
   型設備機器配電線の地絡区間標定システム。
3. 【請求項３】 前記漏れ電流検出手段を前記連接型設備
   機器側の端末子局に設け、漏れ電流情報を隣接する連接
   型設備機器側の他の端末子局へ伝送する手段と、隣接す
   る連接型設備機器側の端末子局で検出された漏れ電流と
   自身の端末子局で検出した漏れ電流との差分が所定値よ
   り大きいときに、当該隣接する連接型設備機器間の区間
   を地絡区間として標定する地絡区間標定手段を各端末子
   局に設けた請求項１に記載の連接型設備機器配電線の地
   絡区間標定システム。