JPS5942534B2 - 故障区間探査方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高圧配電線において地絡事故区間を探査する故
障区間探査方法に関するものである。

従来のこの種の故障区間探査装置は高圧配電線に零相変
流器を取付け、地絡事故が発生した時配電線に流れる零
相電流によって表示器が動作するようにした一種の地絡
継電器を使用していた。

すなわち、従来の故障区間探査装置は、第１図のブロッ
ク線図に示すように三相高圧配電線１に地絡事故が発生
した時、そこに流れる零相電流を零相変流器２により検
出し、外電、白雪等によって零相変流器２の二次巻線側
に誘起される過電圧、過電流を抑圧して装置を保護する
ためのサージアブソーバ３を通し、動作電流整定回路４
に導入する。

又、この動作電流整定回路４は予め変電所より引き出さ
れる全分岐線及び幹線の長さからこの装置の取付点前後
の対地静電容量を計算すると〜もに、地絡抵抗値を予測
して取付点に流れるおＮよその零相電流を計算し、装置
が動作する電流値を例えば零相変流器２の一次側におい
て０．２．０．４．０．６．０．８、■、ＯＡのいずれ
かになるようにタップあるいはスイッチにより任意に整
定している。

その後、前記動作電流整定回路４からの信号をフィルタ
回路５に導入して、零相電流に含まれる高調波成分によ
り装置が誤動作しないようにその高調波成分を除去し、
次いで増幅回路６を介して整流回路７に導き、この整流
回路７において入力信号を交流から直流に変換する。

さらに、前記整流回路７からの信号をレベル検出回路８
に導き、このレベル検出回路８によりパワー回路９を駆
動させて表示器１０を動作させ、前記三相高圧配電線１
の地絡事故を表示するようにしていた。

なお、前記増幅回路６、整流回路７、レベル検出回路８
及びパワー回路９に（ｉ、電源回路１２により交流から
直流に変換され、定電圧回路１１により定電圧にされた
動作電力を供給するようにしている。

ところが、前記のように構成した従来の故障区間探査装
置においては、前述のように動作電流整定回路４のタッ
プ又はスイッチを切換え、対地静電容量及び地絡抵抗値
に応じて動作電流を整定しなければならないため、設置
作業が面倒で手間がかＮす、しかも地絡抵抗値の予測と
いう不確定な要素が加わるため、計算により求められた
整定値に信頼性が乏しく、正確に故障区間を探査するた
めには、対象とする配電線の過去の事故経歴を十分に把
握する必要があり、又装置の取扱いに熟練を要するもの
であった。

本発明は前記のような従来の装置における幾多の欠陥を
ことごとく解消し、高圧配電線において地絡事故区間を
敏速かつ正確に探査し得る故障区間探査方法を提供する
ことを目的とする。

まず、本発明の故障区間探査方法に用いられる故障区間
探査装置の第一実施例を第２図について説明すると、図
面中１３は三相高圧配電線、１４は同三相高圧配電線１
３の一部に設けた零相変流器であって、地絡事故発生時
に流れる零相電流を検出し得るようにしている。

１５は前記零相変流器１４の二次巻線側に接続したサー
ジアブソーバであって、外電、内需等により前記零相変
流器１４の二次側に誘起される過電圧、過電流を抑圧し
、装置を保護するようにしている。

１６は前記サージアブソーバ１５の出力側に接続したフ
ィルタ回路であって、零相電流に含まれる高調波成分を
除去し、装置が高調波成分により誤動作するのを防止し
ている。

１７は前記フィルタ回路１６の出力側に接続した増幅回
路、１８は同増幅回路の出力側に接続した整流回路であ
って、増幅回路１７からの信号を交流から直流に変換す
るようにしている。

１９は前記整流回路１８の出力側に接続したパワー回路
、２０ば同パワー回路１９の出力側に接続した動作最大
値指示電流計又は電圧計であって、前記パワー回路１９
により作動され、零相電流の最大値を実測値で表示して
その表示状態を保持するようにしている。

２１は定電圧回路、２２は電源回路であって、電源から
の交流を直流に変換し、前記定電圧回路２１により定電
圧とした後、増幅回路１７、整流回路１８及びパワー回
路１９に動作電力を供給するようにしている。

従って、三相高圧配電線１３に地絡事故が発生した場合
には、零相変流器１４により零相電流が検出され、その
零相電流がサージアブソーバ１５、フィルタ回路１６、
増幅回路１７及び整流回路１８を通してパワー回路１９
に導かれ、同パワー回路１９により動作最大値指示電流
計又は電圧計２０が作動されて、同動作最大値指示電流
計又は電圧計２０は零相電流の最大値を実測値で表示し
、その表示状態を保持する。

そのため、探査者は本装置の設置場所を巡回して前記の
最大値を読み取ることにより、地絡事故によって流れた
零相電流値を知ることができると又もに、前記表示状態
を零に復帰させることにより、次回の事故表示に備える
ことができる。

次に本発明の故障区間探査方法に用いられる装置の第二
実施例を第３図について説明すると、この実施例では前
記第一実施例のパワー回路１９及び動作最大値指示電流
計又は電圧計２０に変えて、レベル検出回路２３、記憶
回路２４及び動作電流表示ランプ又は発光ダイオード２
５からなる直列回路をａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅの５回路設け
、各表示ランプ又は発光ダイオード２５〜２５の動作電
流をレベル検出回路２３〜２３によって、例えば８回路
は０．２Ａ、ｂ回路は０．４に、Ｃ回路は０．６Ａ、６
回路は０．８Ａ、Ｃ回路は１．ＯＡとなるように整定し
ている。

従って、三相高圧配電線１３に地絡事故が発生した場合
には、そこに流れる零相電流の電流値に応じて、例えば
０．８Ａの零相電流が流れた場合にはａ、 ｂ、 ｃ
、 ６回路の動作電流表示ランプ又は発光ダイオード２
５〜２５が発光され、各記憶回路２４〜２４によりその
発光状態が保持される。

そのため、探査者は前記第一実施例と同様に本装置の設
置個所を巡回して前記の発光状態を読み取ることにより
０．６Ａ〜０．８Ａの零相電流が流れたことを知ること
ができ、又、各記憶回路２４〜２４を消去操作して前記
表示ランプ又は発光ダイオード２５〜２５を消すことに
より、次回の事故表示に備えることができる。

さらに、本発明の故障区間探査方法に用いられる装置の
第三実施例を第４図について説明すると、この実施例で
は前記第二実施例の零相変流器１４に変えて、三相高圧
配電線１３に分割形容相変流器１４ａを設け、その二次
巻線側をバランス回路２６を介してサージアブソーバ１
５に接続し、又前記第二実施例のａ−ｆ回路と並列にレ
ベル検出回路２３及びバランスチェック回路２７からな
るｆ回路を設けている。

従って、前記分割形容相変流器１４ａの各二次巻線を並
列又は直列に接続することにより、一次巻線側の各相の
電流値が３相とも等しくてしかも位相が１２０度である
ような平衡状態にあれば、二次巻線側の合成出力が零と
なり、又、三相高圧配電線１３に地絡事故が発生した場
合には前記−次巻線側が不平衡状態となって二次巻線側
に合成出力が生じる。

なお、この場合に、各変流器の特性差、配線路定数等が
不平衡であると、一次巻線側が平衡状態にあっても、二
次巻線側に出力（残留電流）が生じて誤動作するおそれ
があるが、前記特性差、不平衡はバランス回路２６によ
り補償し、残留電流を極小におさえるようにしている。

前記のように地絡事故により分割形容相変流器１４ａの
二次巻線側に出力が生じた時、前記第二実施例と同様に
その電流値に応じてａ−ｆ回路の動作電流表示ランプ又
は発光ダイオード２５〜２５が発光される。

なお、ｆ回路にはバランス状態をチェックするための発
光素子等からなるバランスチェック回路２７が設けられ
、その動作電流値をｆ回路のレベル検出回路２３により
事故区間探査に必要な最小動作レベルより十分率さな値
となるように設定している。

次に本発明の故障区間探査方法の基礎となる理論につい
て説明する。

さて、前記三相高圧配電線１３に地絡事故が発生した場
合、これを等何回路に画くと、第５図ａ。

ｂのようになる。

第５図ａは本発明装置の零相変流器（ＺＣＴ）の取付点
より前方（変電所側）で地絡事故が発生した場合を示し
、第５図すは零相変流器（ＺＣＴ）の取付点より後方（
需用者側）で地絡事故が発生した場合を示すものであっ
て、図面中Ｅは線間電圧、Ｒｇは地絡抵抗、Ｃｆは零相
変流器の取付点から前方における配電線の対地静電容量
、ｃｂは同、じ（取付点から後方における配電線の対地
静電容量、Ｉｇは地絡電流、Ｉｏは零相変流器に流れる
零相電流、Ｉｃｆは前方の静電容量Ｃｆを通じて流れる
充電電流、Ｉｃｂは後方の静電容量ｃｂを通じて流れる
充電電流を示す。

さて、高圧配電線に地絡事故が発生した場合における地
絡電流Ｉｇ及び零相電圧Ｖｏは、（ただしＣ＝Ｃｆ＋Ｃ
ｂ） となる。

又零相変流器（ＺＣＴ）に流れる零相電流Ｉ。

は取付点より前方で地絡事故が発生した場合に、ｃｂ ■０−ｖＯｘｊ３ωＣｂ−ＩｇＸ−・・・・・・・・・
・・・・・・（３）となり、取付点より後方で地絡事故
が発生した場合に Ｃｆ Ｉｏ＝ＶｏＸｊ３ωＣｆ＝ＩｇＸ−・・・・・・・・・
・・・・・・（４）となる。

さらに第５図ａからすれば、零相電流Ｉｏ及び地絡電流
Ｉｇは、 となり、又第５図すからすれば、零相電流Ｉｏ及び地絡
電流Ｉｇは、 となる。

前記（５）及び（６）式からすれば、地絡電流Ｉｇは高
圧配電線の全対地静電容量を通じて地絡点に向かって流
れることがわかり、又前記（３）及び（４）式からすれ
ば、零相変流器（ＺＣＴ）に流れる零相電流■０は同零
相変流器の取付点の前方、後方の高圧配電線の対地静電
容量Ｃｆ、Ｃｂ に比例することがわかる。

従って、前記の本発明装置のように零相変流器１４によ
り検出された零相電流を動作最大値指示電流計又は電圧
計２０あるいは動作電流表示ランプ又は発光ダイオード
２５〜２５により実測値あるいは近似値で表示するよう
に構成すれば、同装置を変電所と需用者との間の高圧配
電線に適数個取付けることにより、各装置の表示値の最
大値付近に地絡事故が発生したことを知ることができる
。

次に第６図により具体的に故障区間探査装置を高圧配電
線の適所に取付けた場合における故障区間探査方法につ
いて説明する。

さて、同図中Ａ、Ｂは本発明装置を示し、Ｓは変電所、
Ｃは対地静電容量を示す。

今、説明の都合上、区間イ２２ロ、ハおける高圧配電線
の長さを３：１：１とすれば、各区間の対地静電容量Ｃ
は線路の長さに比例するため、イ区間では図示のように
３単位、口及びハス間ではそれぞれ１単位となる。

又、１単位の対地静電容量Ｃに流れる電流値を１単位電
流値とし、矢印の尾にその電流値を示すものとする。

そこでイ区間中のａ点で地絡事故が発生した場合につい
て説明すると、各対地静電容量Ｃには１単位の充電電流
が流れ、ａ点には５単位の地絡電流が流れると又もに、
Ａ装置の零相変流器には２単位、Ｂ装置の零相変流器に
は１単位の零相電流がそれぞれ流れる。

従って、前記のように電流が地絡点に向かって流れ、か
つ地絡点に最も近い装置が最大値を示す点及び前記（３
）式に示すように装置に流れる零相電流の電流値が取付
点の後方の対地静電容量に比例する点からすれば、Ａ装
置の２単位の零相電流の実測表示を読み取ることにより
、イ区間に地絡事故が発生したことを容易に探査するこ
とができる。

又、ロス間のｂ点で地絡事故が発生した場合について説
明すると、この場合にはｂ点に５単位の地絡電流が流れ
ると又もに、Ａ装置の零相変流器には３単位、Ｂ装置の
零相変流器には１単位の零相電流がそれぞれ流れる。

従って、前記（４）式に示すように装置に流れる零相電
流の電流値が取付点の前方の対地静電容量に比例する点
からすれば、Ａ装置の３単位の零相電流の実測表示を読
み取ることにより、ロス間に地絡事故が発生したことを
容易に探査することができる。

次に、実際の高圧配電線に応用した場合の故障区間探査
方法を第７図について説明する。

さて、図面中Ａ−Ｎは本発明装置、Ｓは変電所を示し、
又対地静電容量に付けた番号は各区間における配電線の
長さかられり出した静電容量単位、矢印の尾に付けた番
号は電流値の単位をそれぞれ示し、又各装置Ａ−Ｎに添
え書きしたカッコ内の数字は各装置Ａ−Ｎを流れる零相
電流の単位数を示す。

今、Ｈ装置の前方の区間のａ点において地絡事故が発生
した場合を考えてみると、各区間の対地静電容量には各
静電容量単位に応じた充電電流が流れ、それらの電流は
地絡点ａに向かって集中する。

従って、同図に示すようにＡ装置には２単位、Ｂ装置に
は６単位、Ｃ装置には２単位、Ｄ装置には２単位のよう
に取付点に応じて各装置Ａ〜Ｎに零相電流が流れ、特に
地絡点ａに近い装置Ｅが２４単位、Ｆ装置が２５単位、
■装置が１５単位の大きな電流値を表示し、ａ点には４
４単位の地絡電流が流れる。

そのため、探査者は各装置Ａ−Ｎを巡回して同装置の表
示を読み取ることにより、電流値が増加して最大値を表
示しているＦ装置付近に地絡事故が発生したことを容易
に探査することができる。

なお、Ｆ装置付近すなわち、Ｆ装置とＨ装置との間のａ
地絡地点に地絡したことの判断はＥ装置、Ｆ装置、Ｃ装
置及びＨ装置における電源側及び負荷側の対地静電容量
がわかっているので、仮にＥ装置とＦ装置との間で地絡
が起ったならば、Ｆ装置における負荷側の対地静電容量
とＧ及びＨ装置におけるそれぞれの対地静電容量とに基
づいて、Ｆ装置における電流値の単位がＦ装置の２４単
位に近い２５単位とならず、Ｃ装置の２単位とＨ装置の
１５単位を合計した１７単位に近い値となることから容
易にその地絡地点の区別は理解される。

以上詳述したように本発明は零相変流器に地絡事故発生
時に対地静電容量に比例して流れる零相電流を実測値で
直接指示し、又は近似値で段階的に指示するようにした
表示回路を付設してなる故障区間探査装置を高圧配電線
上に複数個配設するとともに、各配設した故障区間探査
装置の配設位置における高圧配電線の負荷側及び電源側
の対地静電容量をそれぞれ予め求め、地絡事故が発生し
たとき、各故障区間探査装置の実測値又は近似値の大小
からその最大実測値又は近似値を示した故障区間探査装
置の負荷側若しくは電源側付近に地絡事故が発生したこ
とを判別し、次にその最大実測値又は近似値を示した前
記探査装置における負荷側及び電源側の対地静電容量並
びにその最大実測値又は近似値と前記最大実測値又は近
似値を示した探査装置の負荷側及び電源側に配設した両
探査装置の負荷側及び電源側の対地静電容量並びにその
実測値又は近似値とを比較して、その最大実測値又は近
似値を示した探査装置の配設位置における地絡電流の流
れる方向を求めて地絡個所を探査することにより、地絡
事故の発生した区間を敏速かつ正確に探査し得る大きな
特徴がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の故障区間探査装置のブロック線図、第２
図は本発明の故障区間探査方法に用いられる装置の第一
実施例を示すブロック線図、第３図は同じく第二実施例
を示すブロック線図、第４図は同じく第三実施例を示す
ブロック線図、第５図ａ、ｂは地絡事故時の等価回路図
、第６図は本発明の故障区間探査方法に用いられる装置
の配電線に対する取付状態を示す路体回路図、第７図は
実際の配電線に対する本発明の故障区間探査方法の応用
例を示す路体回路図である。 三相高圧配電線１３、零相変流器１４、動作最大値指示
電流計又は電圧計２０、動作電流表示ランプ又は発光ダ
イオード２５゜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 零相変流器に地絡事故発生時に対地静電容量に比例
   して流れる零相電流を実測値で直接指示し、又は近似値
   で段階的に指示するようにした表示回路を付設してなる
   故障区間探査装置を高圧配電線上に複数個配設するとと
   もに、各配設した故障区間探査装置の配設位置における
   高圧配電線の負荷側及び電源側の対地静電容量をそれぞ
   れ予め求め、地絡事故が発生したとき、各故障区間探査
   装置の実１．ＩＫ直又は近似値の大小からその最大実測
   値又は近似値を示した故障区間探査装置の負荷側若しく
   は電源側付近に地絡事故が発生したことを判別し、次に
   その最大実測値又は近似値を示した前記探査装置におけ
   る負荷側及び電源側の対地静電容量並びにその最大実測
   値又は近似値と前記最大実測値又は近似値を示した探査
   装置の負荷側及び電源側に配設した両探査装置の負荷側
   及び電源側の対地静電容量並びにその実測値又は近似値
   とを比較して、その最大実測値又は近似値を示した探査
   装置の配設位置におげろ地絡電流の流れる方向を求めて
   地絡個所を探査することを特徴とする故障区間探査方法
   。