JPS63128272A - 故障点標定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は送配電線路における故障点標定方法に関するも
のである。

（従来技術とその問題点） 送配電線路における事故のうう、機材の損傷。

断線事故等に結びつき易い、アークを伴う短絡故障発生
時、その故障点位置を発変電所などの電気所からの距離
として求めることができれば、線路の早期復旧など線路
保守の面において著しく有利である。そこで従来から種
々の標定方法が提案され実施されている。例えば、その
一つは第１図に示す系統図のように、３線地絡アーク故
障Ｆの発生時、電気所Ｔの出口において測定された故障
相の対地電圧及び故障相電流を利用して標定する方法で
ある。即ち測定された対地電圧をＶ３（Ｖ）、故障相電
流を■５（Ａ）、故障点に発生したアーク電圧をｖＦ、
予め知り得る単位長（ｍ１当たりの線路インピーダンス
をＺＬ％故障点までの距離をｌとしたとき、電気所Ｔの
出口における対地電圧■、がＶＳ−（ＺＬ　　ｘ　７！
ｘ　■ｓ　　）　　＋　ＶＦとして表されることから、
電気所Ｔから地絡点までの距離ｐが Ｌ−ｒｓ として与えられることを原理とするものである。

この方法は電気所における電圧電流を利用するものであ
るので、比較的簡単であるが、通常故障条件などによっ
て大きく変化する故障点のアーク電圧ＶＦを電気所にお
いて測定することはできない。

従って一般にはアーク電圧ＶＦを零と仮定したり、従来
の経験にもとづく一定値として算出することが行われて
いるが、これでは標定結果に大きな誤差を含むのをまぬ
がれることができない。

また他の方式として所謂パルス標定方式、即ち故障発生
時線路を一旦停電させて電気所から高圧パルスを線路に
印加し、その発射より故障点において反射して帰来する
までの時間から、距離を標定する方法である。この方法
は電圧電流法と異なり、故障が自復した場合には距離標
定を行うことができないため、自復の機会が大きい故障
の場合には不利である欠点がある。これに加えて前記の
ように線路を一旦停電させて標定動作を行わなければな
らない。従って標定に時間を要し線路の復旧などに時間
を要するため、サービスの低下を招かざるを得ない欠点
がある。

（発明の目的） 本発明は故障時における電気所出口の電圧の周波数分析
結果から故障点のアーク電圧を推定できるようにして、
従来の電圧電流法によるものに比べて高い精度で標定を
行いうるようにして、従来方式の欠点を除去したもので
ある。次に図面を用いて本発明の詳細な説明する。

（問題点を解決するための本発明の手段）本発明は本発
明者による次の研究結果からなされたものである。

■　故障点に発生するアーク電圧ＶＦはアーク長、アー
クの発生雰囲気、アーク電流等により異なるが、アーク
長（電極間の距離にほぼ比例）とアーク電圧Ｖ、は、本
発明者による気中及びＳＦｃガス中における各種の電極
配置時における実験結果から、第２図に示すようにほぼ
比例関係にある。

■　またアーク長及びアーク電圧は、故障の形態によっ
て広い範囲に変化するが、アーク電圧波形は通常第３図
（ａｌに示す実測結果のように方形波に類似した特有の
波形を持つ。しかも第２図のようにアーク電圧波形中に
含まれる基本波成分ＢＫと高調波成分ＨＫの比率には、
通常電圧の測定に使用される抵抗分圧器や計器用変圧器
による測定可能周波数範囲内において、アーク電圧値が
変化してもそれ程度化せずほぼ一定である。

■　また更に上記基本波と高調波成分の比率には線路電
流によって変化するが、その変化の度合は第４図中に示
すように大きくなく、しかも第３回出）に示す波形図の
ように線路電流■、はほぼ基本波成分からのみなるもの
と云って過言ではない。

■　一方、線路インピーダンスは線型であるので、前記
第３図（ｂ）によって示されたように、故障相線路電流
Ｉ、中に高調波成分が含まれないものとすれば、線路電
圧降下中に高調波成分が含まれることはない。このため
電気所出口における測定電圧Ｖ、中の高調波成分Ｈ０は
、故障点アーク電圧ＶＦ中の高調波成分Ｈイが、第１図
の電気所Ｔから故障点までの線路中において減衰したも
の、即ち線路の高調波減衰特性をη□、電気所から故障
点までの距離をβとすれば、ＨＡ＝Ｈヤ×η□ｘｘ　　
−−−−−−−・−・−−−−−−−（１）となる。

他方電気所出口において測定された対地電圧Ｖ、中の基
本波成分ＢＡは、故障アーク電圧中の基本波成分ＢＫと
、基本波成分のみからなる線路電流■３と線路インピー
ダンスＺＬの積にもとづく電圧降下の和、即ち ＢＡ　＝Ｂｘ　＋　（１３Ｘ　ＺＬ　Ｘ　１２）　　−
−−（２１で与えられる。

そこで全前記第２図及び第４図によって説明したように
、故障点アーク電圧中に含まれる各次高調波成分Ｈにと
、基本波成分Ｂｘとの成分比、Ｋ＝ＨＫ／ＢＫ　　　　
−−−一・−・−−−−−−−−−−−−−−−−〜−
−（３１が一定であるとすれば、以上（１）〜（３）式
から電気所より故障点までの距離を求めることができる
。即ち今（３）式を変形して ＨＫ＝　Ｋ　Ｘ　Ｂ　Ｋ−−−−−−−−−−−−−・
・−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
（４１とし、（４）式を（１１式に代入して整理すれば
ＨＡ　＝ＫＸＢｘ　Ｘηｘ　Ｘβ となる。これを前記（３）式に代入して整理すればＢＡ
ｘＫ×η、Ｘ　ｊ２　＝ＨＡ十Ｋｘ　ηＨＸ　ｌｌ（Ｉ
ｓｘＺＬｘ　ｘ）ＩＳＸＺＬＸ　’７ＨＸＫＸ　ｊ！　
”　　ＢＡＸ　７７　、ｘＫｘ　ｊ！　＋Ｈａ＝　０−
−−−一−−−−−−−−−−−−−−−〜・−（６）
となり、これから電気所出口から故障点までの距離ｌは −−−−−−−−・・−−−・　（７）として与えられ
る。

また更に前記したように、故障点アーク電圧中の高調波
成分と基本波成分の比率には、線路電流Ｉ、によって変
化する。従って線路電流Ｉ、の大きさに応じて、故障点
アーク電圧の推定値を変えることにより、更に距離の標
定を正確に行うことができる。

第５図は以上述べた本発明による故障点標定の手順を判
り易く説明したフロー図であって、〔故障発生（１）→
電気所出口の対地電圧電流の測定（２）−高調波成分の
分析（３）−故障点アーク電圧の推定（４）−線路電圧
降下の算定（５）−故障点位置の標定（６）の手順で行
われる。

（発明の効果） 以上のように本発明では故障点アーク電圧波形に含まれ
る高調波成分に着目し、その基本波成分との比率が規則
性を有することから、電気所出口において故障相電圧の
高調波成分を測定することによって、故障点のアーク電
圧を推定できることを着想してなされたものである。

従って従来の電圧電流法による標定法に比べて、故障点
の距離標定を正確に行うことができ、しかもパルス標定
法のように標定中線路を停電させることなく故障中また
は故障直後において標定を行いうる。これに加えて本発
明では故障中に測定された電圧−電流により標定を行う
ため、パルス標定法のように故障の自復に関係なく距離
標定を正確に行いうる。

なお以上においては本発明を３線地絡アーク短絡事故に
ついて説明したが、２線地絡短絡、２線短絡、３線短絡
事故など要するに地絡の有無によらす、アーク短絡事故
の場合に適用して故障相の電圧及び電流から故障点位置
の標定を行いうる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を説明するためのモデル系統図、第２図
は電極間隔とアークに含まれる高調波成分と基本波成分
比及び電極間隔とアーク電圧の関係を示す図、第３図＋
ａｌ　（ｂｌはアーク電圧及びアーク電流の波形側図、
第４図はアーク電流とアーク電圧中に含まれる高調波成
分と基本波成分比の関係図、第５図は本発明の標定手順
の説明用フロー図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）周波数分析により得られた、アーク故障発生時に
   おける電気所出口の測定電圧中の高調波成分電圧が、線
   路の高調波減衰特性により減衰した故障点アーク電圧中
   に含まれる高調波成分であり、かつ故障点アーク電圧中
   の高調波成分電圧と基本波成分電圧の比がほぼ一定であ
   ることを利用して、故障点のアーク電圧を推定し、これ
   を電気所出口における測定電圧の基本波電圧成分から差
   引くことにより、電気所から故障点までの線路の電圧降
   下を求め、これと電気所出口における測定故障相電流と
   単位長当たりの線路インピーダンスとから電気所出口か
   ら故障点までの距離を求めることを特徴とする故障点標
   定方法。