(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の回線から、それぞれ零相電流Ｉｏの波形を、ディジタル値としてサンプリングするとともに、零相電圧Ｖｏの波形を、ディジタル値としてサンプリングし、そのサンプリングした零相電圧Ｖｏの波形のディジタルに基づいて、事故発生基点に基づいて判別基準時刻を定め、
前記事故を認定した後、前記サンプリングした零相電流Ｉｏの波形のディジタル値に基づいて、それぞれの零相電流Ｉｏについて調波成分を分析し、
その分析された調波成分に基づいて、全ての零相電流のうちから最大の成分を有する調波次数を求め、
その調波次数と、基本周波数と、の積によって、抽出すべき高調波周波数を求め、
前記複数の回線からディジタル値としてサンプリングしたそれぞれの零相電流Ｉｏの波形から、前記高調波周波数成分のみを抽出して、複数の判別対象高調波の波形を得て、
前記高調波周波数に基づいて、前記判別対象高調波の波形の極性を判断すべき時間間隔を求め、
前記ディジタル値としてサンプリングする前の零相電流の波形における判別基準時刻の１周期前から、前記時間間隔で、前記複数の判別対象高調波の波形についてそれぞれの極性を求め、
その極性が他と異なる判別対象高調波を特定し、その特定された判別対象高調波が抽出された零相電流Ｉｏにかかる回線を、地絡事故が発生した回線であると判別する地絡事故回線判別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、（中性点）非接地方式の電力系統において、複数に分岐した配電線から、地絡事故が発生した回線を判別する手段に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電力系統においては変電所から負荷（需要家、工場など）への電力供給は、配電線（フィーダ線）を経由して行われ、多くの場合、配電線は、変電所側（供給側）から複数に分岐され、各負荷に接続される。このような配電線においては、事故等がない安定した電力供給を実現するための維持管理が図られている。
【０００３】
但し、配電線には、不可抗力的に、地絡、短絡、断線等による事故が発生する場合がある。これらの事故が発生した場合には、その影響を最小限に抑えるべく、事故回線（事故が発生した配電線）を迅速に判別し、その事故回線を遮断して、復旧を行うことが望ましい。
【０００４】
配電線における事故は、交流電圧の変動等の現象を捉えること等によって、発生した若しくはその可能性がある、と認識することが可能である。例えば、地絡過電圧継電器や地絡方向継電器等を設けることによって、事故によって発生した零相電圧Ｖｏと零相電流Ｉｏの位相角に基づいて、地絡等の事故が発生した回線を判別することが可能である。尚、先行文献としては、特許文献１、２を挙げることが出来る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−７８１８８号公報
【特許文献２】特開平３−７８４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、地絡過電圧継電器や地絡方向継電器等では、微地絡若しくは間歇地絡現象までを検出することは困難である。この微地絡若しくは間歇地絡は、例えば、配電線に対して樹木や鳥獣の接触や、自復性（自然に回復してしまう性質）があるケーブル絶縁不良等によって、発生するが、これらが起こっても、地絡過電圧継電器や地絡方向継電器等が動作しない場合が多いのは基本波計測を原則としていることが主要因である。
【０００７】
一方で、微地絡若しくは間歇地絡現象を検出することは大変に重要である、と認識される。これら微地絡若しくは間歇地絡は、完全な地絡現象が起こる前に発生することが多く、微地絡若しくは間歇地絡現象を検出可能であれば、大きな事故が発生する前であり未然に防止することが出来るからである。
【０００８】
これに対し、人間系により複数の回線について零相電流Ｉｏ波形をそれぞれ観察し、その零相電流Ｉｏ波形の変化に基づいて、微地絡若しくは間歇地絡が生じた該当回線を見つけ出すことも不可能ではないと考えられる。しかしながら、このようにして事故回線を判別する方法は、個々の技術者の能力に依存することになり、精度が高いとはいえない。又、変電所運転業務の省力化等の見地から、自動判別の要求が高くなってきている。
【０００９】
このような要求に対しては、微地絡若しくは間歇地絡現象時に任意に抽出した一の回線電流を基準ベクトルとして、他の回線電流のベクトルとの位相差を、順次、比較計測し、判別レベルとして設定した位相値との差を越えた場合に、その回線が事故回線である（事故が発生した回線である）とする手段が知られている。各回線の零相電流Ｉｏは、零相変流器（ＺＣＴ）の固有差及び各回線固有の浮遊容量等によって、位相角が２０°から３０°程度の誤差を生ずるので、この誤差を予め補正することにより、位相差の精度を向上させることが可能である（特許文献２を参照）。
【００１０】
本発明は、このような、微地絡若しくは間歇地絡事故が生じた該当回線を見つけるための、人為的判別以外の機械的若しくはソフト的判断手段が知られている中で、新たな微地絡若しくは間歇地絡事故回線判別手段を提供すべく考案されたものである。即ち、本発明の課題は、非接地方式の電力系統において、複数の配電線の中から、樹木及び鳥獣の接触や自復性があるケーブル絶縁不良等によって発生する微地絡若しくは間歇地絡が生じた回線を特定する（判別する）ことが出来る、新たな手段を提供することにある。
【００１１】
微地絡若しくは間歇地絡が生じても、地絡方向継電器及び地絡過電圧継電器等では正確に動作せず、事故回線の判別が難しいことについて、研究が重ねられた結果、これら地絡過電圧継電器及び地絡方向継電器は、基本波応動計器であるので、短時間の瞬時動揺電流波形の変化を捉え難いため、との推論に到達した。即ち、地絡過電圧継電器及び地絡方向継電器は、基本波成分（商用の場合は５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）を抽出して、一定時限の動作継続をもって応動判定するものであることから、微地絡若しくは間歇地絡現象において、基本波成分として大きな変化は起こり難いので、回線相互間での判別が出来ず、微地絡若しくは間歇地絡の発生があった回線を特定することが出来ない、と考えられた。このため、例えば零相電圧Ｖｏの発生によって事故が起きたことを検出出来ても、複数の回線のうち、事故回線電流Ｉｏが高調波を含んだ場合に、何処の回線で事故が発生したか特定することが不可能であった、と推論された。
【００１２】
そして、更なる研究が重ねられた結果、微地絡若しくは間歇地絡現象が起きたときに、事故回線には高調波が重畳されることから、発生した高調波を抽出し、この高調波を活用することによって、事故回線を判別可能と想到するに至り、本発明を完成した。即ち、以下の手段によって、上記の課題を解決することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によって提供される課題解決手段は、複数の回線から、それぞれ零相電流Ｉｏの波形を、ディジタル値としてサンプリングするとともに、零相電圧Ｖｏの波形を、ディジタル値としてサンプリングし、そのサンプリングした零相電圧Ｖｏの波形のディジタル値に基づいて、事故現象が発生したと認定し、併せて、判別基準時刻を定め、事故現象を認定した後、サンプリングした零相電流Ｉｏの波形のディジタル値に基づいて、それぞれの零相電流Ｉｏについて周波数成分の分析を行い、その分析された周波数成分に基づいて、全ての零相電流Ｉｏのうちから最大の成分を有する調波次数を求め、その調波次数と、基本周波数（商用の場合は５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）と、の積によって、抽出すべき高調波周波数を求め、複数の回線からディジタル値としてサンプリングしたそれぞれの零相電流Ｉｏの波形から、高調波周波数成分のみを抽出して、複数の判別対象高調波の波形を得て、上記高調波周波数に基づいて、判別対象高調波の波形の極性を判断すべき時間間隔を求め、ディジタル値としてサンプリングする前の零相電流Ｉｏの波形（アナログ波形（原波形））における極性判別の基準時刻の１周期前から、複数の極性判別対象高調波の波形について上記時間間隔でそれぞれの極性を求め、その極性の異なる判別対象高調波（と回線）を特定し、その特定された判別対象高調波が抽出された零相電流Ｉｏにかかる回線を、地絡事故が発生した事故回線であることを判別する地絡事故回線判別方法（第１の地絡事故回線判別方法という）である。
【００１４】
要するに、本発明に係る第１の地絡事故回線判別方法は、零相電流Ｉｏの中から取り出した高調波成分の波形（ディジタル値）における極性の違いによって、地絡事故が発生した回線を見つけ出そうとする方法である。事故回線は、それ以外の健全回線と比べると電流極性が反転していて、容易に判別することが出来る。上記の手段では、零相電流Ｉｏの中から高調波成分のディジタル値の波形を取り出す手段と、その波形を取り出すタイミング（時系列上において特定の波形の選択）を、具体的に特定している。
【００１５】
但し、上記のように、波形が特徴的であり、極性が反転したことを容易に抽出することが出来る場合もあるが、判別が困難な場合もある。例えば、事故の発生初期段階や、微地絡又は間歇地絡現象の発生レベルが低い場合である。このような場合には、以下の手段によって、上記の課題を解決することが可能である。
【００１６】
即ち、本発明によって提供されるその課題解決手段は、複数の回線から、それぞれ零相電流Ｉｏの波形を、ディジタル値としてサンプリングするとともに、零相電圧Ｖｏの波形を、ディジタル値としてサンプリングし、そのサンプリングした零相電圧Ｖｏの波形のディジタルに基づいて、事故発生基点に基づいて判別基準時刻を定め、事故を認定した後、サンプリングした零相電流Ｉｏの波形のディジタル値に基づいて、それぞれの零相電流Ｉｏについて調波成分を分析し、その分析された調波成分に基づいて、全ての零相電流のうちから最大の成分を有する調波次数を求め、その調波次数と、基本周波数（商用の場合は５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）と、の積によって、抽出すべき高調波周波数を求め、複数の回線からディジタル値としてサンプリングしたそれぞれの零相電流Ｉｏの波形から、高調波周波数成分のみを抽出して、複数の判別対象高調波の波形を得て、高調波周波数に基づいて、判別対象高調波の波形の極性を判断すべき時間間隔を求め、ディジタル値としてサンプリングする前の零相電流の波形（アナログ波形（原波形））における判別基準時刻の最長で５周期前から、事故発生後最長で５周期後までの期間について、複数の判別対象高調波の波形についてそれぞれの零相電流ｐ−ｐ値を求め、その零相電流ｐ−ｐ値が最大である判別対象高調波（と回線）を特定し、その特定された判別対象高調波が抽出された零相電流Ｉｏにかかる回線を、地絡事故が発生した回線であると判別する地絡事故回線判別方法（第２の地絡事故回線判別方法という）である。
【００１７】
例えば、零相電流ｐ−ｐ値を求める期間は、判別基準時刻の５周期前から、事故発生後５周期後までの期間であってよく、判別基準時刻の２周期前から、事故発生後２周期後までの期間であってもよい。事故発生後は、判別基準時刻の後と、同じ意味である。
【００１８】
要するに、本発明に係る第２の地絡事故回線判別方法は、零相電流Ｉｏの中から取り出した高調波成分の波形（ディジタル値）における零相電流ｐ−ｐ値が、他の回線と比較して異なるとともに最大であることによって、地絡事故が発生した回線を見つけ出そうとする方法である。この手段では、第１の地絡事故回線判別方法と同様に、零相電流Ｉｏの中から高調波成分のディジタル値の波形を取り出す手段と、その波形を取り出すタイミング（時系列上において特定の波形の選択）を、具体的に特定している。
【００１９】
尚、ｐ−ｐ値（ｐｅａｋ  ｔｏ  ｐｅａｋ  ｖａｌｕｅ）とは、波形の正の最も高い値から、負の最も高い値までの値のことをいい、零相電流ｐ−ｐ値は、零相電流Ｉｏ（の波形）におけるｐ−ｐ値のことを意味する。又、本明細書において、単に（本発明に係る）地絡事故回線判別方法というときは、第１の地絡事故回線判別方法と第２の地絡事故回線判別方法の両方を指す。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る地絡事故回線判別方法は、零相電流Ｉｏに重畳した高調波成分によって、地絡事故が発生した回線を判別するものであり、基本波成分の変化が乏しい若しくは殆ど変化が無い場合でも、微地絡事故若しくは間歇地絡事故の現象が発生した場合は、複数の回線のうち、何処の回線で事故が発生したか特定することが可能である。又、主要高調波成分のみを判別対象とすることによって、不要な迷走電流（又は残留電流）や針状波ノイズが除去されるので、判別の精度が向上する。特に、零相電流Ｉｏを、シースアースから得た場合には、これに、常時、不特定の迷走電流（又は残留電流）が存在するので、これらをそのまま判別対象としたのでは、事故回線判別の障害になるおそれがあるが、本発明に係る地絡事故回線判別方法では、迷走電流（又は残留電流）を除去した高調波の波形で事故回線を判別するので、そのようなおそれを排除出来る。
【００２１】
本発明に係る地絡事故回線判別方法は、零相電圧Ｖｏの波形のディジタル値に基づいて、事故を認定し、併せて、判別基準時刻を定め、その判別基準時刻の１周期前から複数の判別対象高調波の波形についてそれぞれの極性を求め、その極性の異なる判別対象高調波を特定し、その極性の異なる判別対象高調波が抽出された零相電流Ｉｏにかかる回線を地絡事故が発生した回線であると判別するので、極短時間だけ発生した微地絡若しくは間歇地絡であっても、複数の回線のうち、何処の回線で事故が発生したか特定することが可能である。判別に要する波形のデータは、基本波の１／２周期程度の現象でも高調波成分と見立てた場合、十分な周期数が得られるので判別は可能である。
【００２２】
従来の地絡過電圧継電器や地絡方向継電器は、基本波成分（商用の場合は５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）を抽出して一定時限の動作継続をもって応動判定するものである。このため、微地絡若しくは間歇地絡現象が発生したときに瞬発的に発生する零相電流Ｉｏの高調波成分は高調波除去フィルタで除去され、微地絡若しくは間歇地絡現象を検出することが難しい。よって、従来の地絡過電圧継電器や地絡方向継電器では、零相電圧Ｖｏが発生したにもかかわらず、複数の回線のうちから何処の回線で事故が発生したか判断することが出来なかったのであるが、本発明に係る地絡事故回線判別方法によれば、事故回線の判別（特定）が可能である。
【００２３】
微地絡若しくは間歇地絡現象は、完全地絡現象が発生する先駆けとして発生することが多く、本発明に係る地絡事故回線判別方法によって微地絡若しくは間歇地絡が発生した回線を特定可能になることは、回線における事故の早期発見のために有効な手段であるといえる。
【００２４】
本発明に係る地絡事故回線判別方法は、その実施手段（装置）を、複数の回線の零相電流Ｉｏを入力としてそれを処理する論理回路（コンピュータのソフトウエア、又は相当するハードウエア回路）で構築可能である。従って、その構築及び設計あるいは設定及び管理を含めて、費用的な負担は小さい。又、微地絡若しくは間歇地絡が発生したときの零相電流Ｉｏの波形を、人為的に観察し吟味して事故回線の判別を行うとすれば、判別するまで時間を要するとともに、判別の均質性に欠けることとなるが、本発明に係る地絡事故回線判別方法は、自動判別可能な手段であり、瞬時に（秒単位又はそれ以下で）判別結果を得ることが出来、且つ判断（判別）が均質になる。更に、判別結果を直ちに外部に伝達することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】電力系統において配電線（フィーダ線）が複数に分岐した複数の回線の例を示す構成図である。
【図２】本発明に係る第１の地絡事故回線判別方法を説明する図であり、微地絡現象が発生した際の零相電圧Ｖｏ及び複数の零相電流Ｉｏの波形を示すタイムチャート（時系列図）である。
【図３】図２における微地絡現象の発生開始部分を拡大したタイムチャートである。
【図４】図３に表された波形をバンドパスフィルタに通した後の波形を示すタイムチャートである。
【図５】本発明に係る第２の地絡事故回線判別方法を説明する図であり、微地絡現象が発生した際の零相電圧Ｖｏ及び複数の零相電流Ｉｏの波形を示すタイムチャートである。
【図６】図５に表された波形をバンドパスフィルタに通した後の波形を示すタイムチャートである。
【図７】本発明に係る地絡事故回線判別方法を実施するための事故回線判別機能構成の全体を、機能毎に表したブロック図である。
【図８】本発明に係る地絡事故回線判別方法を実施するための事故回線判別機能の一部としてアナログ波形からディジタル値に変換した後、フーリエ変換を行い、高調波成分を抽出する機能構成を、機能毎に表したブロック図である。
【図９】本発明に係る第１の地絡事故回線判別方法の概略を表すフローチャートである。
【図１０】本発明に係る第２の地絡事故回線判別方法の概略を表すフローチャートである。
【図１１】本発明に係る第１の地絡事故回線判別方法の一実施形態を示す図であり、複数の回線からディジタル値としてサンプリングしたそれぞれの零相電流Ｉｏの波形から高調波周波数成分のみを抽出して得られた波形（その極性）を判別対象にした高調波の波形を表すタイムチャートである。
【図１２】本発明に係る第２の地絡事故回線判別方法の一実施形態を示す図であり、複数の回線からディジタル値としてサンプリングしたそれぞれの零相電流Ｉｏの波形から高調波周波数成分のみを抽出して得られた波形（それから求められる零相電流ｐ−ｐ値）を判別対象にした高調波の波形を表すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明について、適宜、図面を参酌しながら、実施形態を説明するが、本発明はこれらに限定されて解釈されるべきものではない。本発明に係る要旨を損なわない範囲で、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良、置換を加え得るものである。例えば、図面は、好適な本発明に係る実施形態を表すものであるが、本発明は図面に表される態様や図面に示される情報により制限されない。本発明を実施し又は検証する上では、本明細書中に記述されたものと同様の手段若しくは均等な手段が適用され得るが、好適な手段は、以下に記述される手段である。
【００２７】
図１〜図４、図７〜図９、及び図１１は、本発明に係る第１の地絡事故回線判別方法の一実施形態を表す図であり、これらに基づいて、先ず、本発明に係る第１の地絡事故回線判別方法について説明する。又、併せて、適宜、本発明に係る地絡事故回線判別方法を実施するための装置についても説明する。
【００２８】
図１〜図３を参照して、微地絡若しくは間歇地絡現象が生じた際の零相電圧Ｖｏ及び零相電流Ｉｏの挙動について説明する。図１には、電源側の母線から８つ（８フィーダ）に分岐した回線において、（図１において上から）６つ目の回線（回線６）で事故が発生した様子が表されている。（図１において上から）６つ目の回線（回線６）が事故回線であり、他は健全回線である。Ｉｏ（１）〜Ｉｏ（８）はそれぞれの回線に生じ得る零相電流Ｉｏを表し、後述するＶｏは零相電圧である。電力の基本波周波数は、商用の場合は５０Ｈｚ又は６０Ｈｚであり、その周期は２０ｍｓ又は約１６．７ｍｓであり、本実施形態は、５０Ｈｚ、２０ｍｓの場合である。
【００２９】
尚、本発明に係る地絡事故回線判別方法において、回線（分岐する配電線）の数は、あるいは零相電流Ｉｏの数は、２〜ｎ（ｎは３以上の自然数）であり、制限されない。
【００３０】
図１に示されるように、電力系統において複数に分岐した回線で地絡事故が発生すると、それが微地絡（あるいは間歇地絡）であって自復性があるものであっても、それが起きている間は、事故回線においては零相電流Ｉｏの向き（極性）が反対になる。本発明に係る第１の地絡事故回線判別方法は、この現象を自動的に確実に捉えようとするものである。
【００３１】
図２には、微地絡事故の発生前から、発生中、解消後の、零相電圧Ｖｏ及び零相電流Ｉｏ（１）〜Ｉｏ（６）の波形が示されており、図３には、微地絡事故の発生中の零相電圧Ｖｏ及び零相電流Ｉｏ（１）〜Ｉｏ（６）の波形の時間軸を拡大して示されている（それぞれ、零相電流Ｉｏ（７）、Ｉｏ（８）は省略した）。図２及び図３に示される波形は、健全であれば０（零）である零相電圧Ｖｏを監視して、この零相電圧Ｖｏの発生（変動）をトリガーとして、波形記録計等を起動させて記録された波形であり、これらは、零相電圧Ｖｏ及び零相電流Ｉｏ（１）〜Ｉｏ（６）の、ディジタル値としてサンプリングし、高調波成分として分離抽出する前にアナログ波形（原波形）と時系列的にプロットした波形である。
【００３２】
微地絡の継続時間は、事故状況にもよるが、多くの場合、図２に示されるように、瞬時（数ミリ秒（ｍｓ）から１０周期（２００ｍｓ）程度継続し、自然復旧する。このとき、事故発生中の零相電流Ｉｏの波形が、事故回線を判別するに重要な手掛かりとなるが、この波形には、図２から理解されるように、迷走電流（又は残留電流）の波形も含まれており、この波形を見ただけでは判別することは難しい。時間的に拡大した図３によれば、判別可能であるが、記録された波形を元に解析した結果、解析時間を経て、事後的に事故回線を判別可能になるのであって、記録された図２及び図３に示される波形によって、零相電圧Ｖｏの発生（変動）直後に、事故回線として判別終了出来るわけではない。本発明に係る地絡事故回線判別方法は、零相電圧Ｖｏの発生（変動）直後に、事故回線を判別しようとするものである。尚、図３に示される波形は、事故発生時の零相電流Ｉｏの波形として極めて特徴的な共振現象を表しており、この共振現象は、回線固有の共振周波数で発生し、その共振周波数は、回線に固有の、浮遊容量、インダクタンス、回帰抵抗等から定まる。
【００３３】
次に、図１〜図３に加えて、図４、図７〜図９、及び図１１を参照して、本発明に係る第１の地絡事故回線判別方法について、具体的に説明する（図４及び図１１において、零相電流Ｉｏ（８）は省略した）。本発明に係る第１の地絡事故回線判別方法では、常時、各回線について、それぞれ零相電流Ｉｏ（１）〜Ｉｏ（８）の波形を、ディジタル値としてサンプリングし、併せて、零相電圧Ｖｏの波形を、ディジタル値としてサンプリングしておく。図７及び図８に示されるように、これらは、多重化装置（マルチプレクサ（ＭＰＸ））、アナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器、多重復元装置（デマルチプレクサ（ＤＭＰＸ））で実現することが出来る（図７を参照）。又、零相電流Ｉｏ（１）〜Ｉｏ（８）及び零相電圧ＶｏをＭＰＸに入力する前に、アナログフィルタであるアンチエイリアスフィルタ（ＡＥＦ）を通すことが望ましい（図７を参照）。
【００３４】
零相電流Ｉｏ（１）〜Ｉｏ（８）は、それぞれの回線におけるケーブルの主回路電流を使用せず、ケーブルのシースアースに、小型、軽量のクランプＣＴを設置して（図１を参照）、そこから主回路電流と同等の零相電流Ｉｏ（１）〜Ｉｏ（８）を取り出して使用することが出来る。
【００３５】
そして、サンプリングした零相電圧Ｖｏの波形のディジタル値に基づいて、事故を認定し、併せて、判別基準時刻を定める。これらは、零相電圧Ｖｏの波形のディジタル値を入力したコンピュータ（汎用シーケンサ又は特に設計したコンピュータ、以下において同じ（以後省略する））によって実施することが出来る（図７を参照）。事故の認定は、零相電圧Ｖｏが０でなくなり規定の制定値を越えた（変動した）ことをもって行うことが出来る。判別基準時刻を定めることについても同様である。零相電圧Ｖｏの変動（その発生）に従属するから、通常、その変動が生じたとほぼ同時に、判別基準時刻が定められる。判別基準時刻は、零相電圧Ｖｏの波形の頂点に設定することが望ましい。
【００３６】
そして、零相電圧Ｖｏで事故を認定した後、（常に演算を行い、認定を行っている）サンプリングした零相電流Ｉｏの波形のディジタル値に基づいて、零相電流Ｉｏ（１）〜Ｉｏ（８）のそれぞれについて、周波数成分を分析する（高調波分析を行うともいう）。周波数成分の分析は、フーリエ展開によって行うことが出来る（図８を参照）。周波数成分の分析とは、具体的には、零相電流Ｉｏ（１）〜Ｉｏ（８）について、それぞれを、次数とその次数毎の成分に表すことである（図８を参照）。図８には、複数の回線からそれぞれ零相電流Ｉｏ（１）〜Ｉｏ（８）の波形をディジタル値としてサンプリングし、そのサンプリングしたディジタル値に基づいて、それぞれの零相電流Ｉｏ（１）〜Ｉｏ（８）について周波数成分を得るまでの過程が表されている。フーリエ展開は、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）によって行ってもよく、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）によって行ってもよい。これらを実現するために、市販されているＩＣを使用してもよく、コンピュータ上のソフトウエアを用いてもよい。
【００３７】
次いで、分析された周波数成分に基づいて、全ての零相電流Ｉｏのうちから最大の成分を有する調波次数を求め、更に、調波次数と基本周波数との積によって、抽出すべき高調波周波数を求める。フーリエ展開によって、零相電流Ｉｏ（１）〜Ｉｏ（８）は、それぞれ次数とその次数毎の成分に表されているから、最大の成分を有する調波次数を求められる。基本周波数は商用の場合は５０Ｈｚ又は６０Ｈｚであり、本実施形態は、５０Ｈｚの場合である。これらは、フーリエ展開による周波数成分の分析を入力したコンピュータによって実施することが出来る（図７を参照）。
【００３８】
次に、８つの回線からディジタル値としてサンプリングした零相電流Ｉｏ（１）〜Ｉｏ（８）について、それぞれの波形から、高調波周波数成分のみを抽出する。この抽出された高調波周波数成分のみからなる波形が、不要成分が除去された、判別対象高調波の波形となる（図４を参照）。即ち、零相電流Ｉｏ（１）〜Ｉｏ（８）毎に、判別対象高調波の波形は求められる。これを実現するために、市販されているＩＣ（ディジタル信号処理器（ＤＳＰ）の一種）を使用してもよく、コンピュータ上のソフトウエアを用いてもよい。
【００３９】
具体的には、高調波周波数成分のみの抽出は、抽出すべき高調波周波数をディジタル方式バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）の演算整定値（定数）として組み込み、ディジタル値としてサンプリングした零相電流Ｉｏ（１）〜Ｉｏ（８）を、このフィルタに通すことにより実現できる。ディジタル方式バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）は、通過中心周波数Ｆｔをパラメータとして演算整定値として自動可変することが出来るものである。即ち、本発明に係る地絡事故回線判別方法では、極性を判断するための波形として、零相電流Ｉｏ（１）〜Ｉｏ（８）の原波形は使用しない。調波分析を行い、成分値が最大となった調波次数の（高調波）周波数を、ディジタル方式バンドパスフィルタに組み込み、これを通過させて残った波形（高調波周波数）成分（図４を参照）に対して、極性を判断する。
【００４０】
以上により、極性を判断すべき判別対象高調波の波形は求まる。後は、微地絡現象が不特定のタイミングで発生することがあることから、極性を判断する（サンプリングする）タイミング（時間間隔）を特定する必要がある。零相電圧Ｖｏの変動に基づいて、既に、判別基準時刻は定められているから、上記高調波周波数に基づいて、判別対象高調波の波形の極性を判断すべき時間間隔を求めればよい。この時間間隔は、公知のサンプリング定理により２倍以上にすることが求められる。例えば、最も長い時間間隔を求めると、１×（２／高調波周波数）に設定することが出来る。これは、（１／２×高調波周波数）と表現することも出来る。即ち、周期の１／２間隔でサンプリングする（極性を判断する）、あるいはサンプリング周波数は高調波周波数の２倍の周波数である、ということである。
【００４１】
そして、零相電流Ｉｏ（１）〜Ｉｏ（８）毎に求められた判別対象高調波の波形について、上記の時間間隔で、それぞれの極性を求める。極性を判断する対象は、零相電流Ｉｏ（１）〜Ｉｏ（８）の原波形ではなく、判別対象高調波の波形で、更にバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）を通した後の波形が対象である。一方、極性を判断する期間は、ディジタル値としてサンプリングする前の零相電流の波形（アナログ波形（原波形））における上記判別基準時刻の１周期前からである。極性の判断は、原波形における判別基準時刻までの１周期間行えばよいが、その後、継続してもよい。これは零相電圧Ｖｏの発生が一旦収束し、その後直ぐさま再発生した場合などの現象の時に有効である。既述のように、本発明に係る地絡事故回線判別方法では、常に、各回線から、それぞれ零相電流Ｉｏ（１）〜Ｉｏ（８）の波形を、ディジタル値としてサンプリングし、波形記録などの記憶する手段を講ずれば、判別基準時刻から遡って、判別対象高調波の波形を得て、極性を判断することが可能である。
【００４２】
判別対象高調波の波形についてそれぞれの極性を求めたら、極性の異なる判別対象高調波を特定し、その特定された（極性の異なる）判別対象高調波が抽出された零相電流Ｉｏにかかる回線を、地絡事故が発生した回線であると判別する。
【００４３】
図４には、零相電流Ｉｏ（１）〜Ｉｏ（７）毎に求められた判別対象高調波の波形が示されている（零相電流Ｉｏ（８）は省略した）。図１１では、Ｖｏ、Ｉｏ（１）〜Ｉｏ（７）と示されているが、判別対象高調波の波形の基とする零相電流Ｉｏ（１）〜Ｉｏ（７）を示したものである。ｔ１は判別基準時刻であり、ｔ１〜ｔ７の各間隔が上記の時間間隔（極性を判断するための間隔）である。
【００４４】
図１１より明らかなように、ｔ１において、零相電流Ｉｏ（６）から求められた判別対象高調波だけが逆極性であり、このことから、回線６で微地絡事故が発生したと判断することが出来る。即ち、事故回線は、回線６であると判別することが可能である。図１１には、極性の判断のために、ｔ１だけについて演算した例が示されているが、ｔ２〜ｔ７のを含む合計７箇所のタイミングで各回線について極性演算を行い、判別結果を導くことも可能である。図１１から明らかなように、事故回線判別の結果は変わらない。
【００４５】
極性を判断する回数は、例えば、１周期６４回のサンプリング数とするならば、その２倍の１２８回が判断回数となるが、本実施形態のように、極性を判断するタイミングは８回以下でもよいから、（１周期６４回のサンプリング数であるとしても判断回数を）省略することが出来る。
【００４６】
尚、本発明に係る第１の地絡事故回線判別方法においては、図９に示されるように、極性を判断した結果、ｎ（ｎ＝３）以上の回線で極性が異なる（事故回線の数がｎ未満（ｎ＝３ならば１又は２）ではない）ときには、事故判別を保留することが好ましい。同時に、多くの（例えば３つ以上の）回線で微地絡が発生することは、経験則として、考え難いからである。
【００４７】
又、図９に示されるように、事故判別に際し、例えば、零相電流Ｉｏに整定値を設けることが望ましい。即ち、零相電流Ｉｏ（１）〜Ｉｏ（８）のうちの最低の零相電流値が、その整定値に達しない場合には、事故判別を保留することが望ましい。この整定値を越えた場合には、事故判別を行う。零相電流Ｉｏが極微小な場合に、判別対象から外すことが出来、事故判別の無駄を省くことが可能である。
【００４８】
図５、図６、図１０、及び図１２は、本発明に係る第２の地絡事故回線判別方法の一実施形態を表す図であり、これらに基づいて、次に、本発明に係る第２の地絡事故回線判別方法について説明する。
【００４９】
本発明に係る第１の地絡事故回線判別方法と本発明に係る第２の地絡事故回線判別方法との相違点は、判別対象高調波の波形の極性に基づいて事故回線を判別するのではなく、判別対象高調波の波形の零相電流ｐ−ｐ値に基づいて事故回線を判別する点であり、零相電流Ｉｏに重畳した高調波成分によって、地絡事故が発生した回線を判別する手段としては同じである。従って、以下、第１の地絡事故回線判別方法と異なる点について説明する（他は省略する、既述の第１の地絡事故回線判別方法の説明を参照）。
【００５０】
回線における事故において、零相電流Ｉｏの波形は、必ずしも、図３に示されるような特徴が顕著に表れた波形になるとは限らない。事故が生じても、図５に示すように、一見、変化のないように見える波形の場合がある。しかし、図５に示される波形は、零相電圧Ｖｏが発生したが故に捉えられる波形である。
【００５１】
図５に示される波形に対して、第１の地絡事故回線判別方法と同様にして（図７、図８を参照）、ディジタル方式のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）を通すと、事故回線とそうでない回線との差異を見出すことが出来る。回線に事故が生じれば、それが原因で、瞬時、微小な事故電流が流れるのであり、それは、図６の丸囲いＡ部分に、零相電流ｐ−ｐ値の変化として表れている。既述の通り、第２の地絡事故回線判別方法では、抽出した高調波の波形の極性ではなく、零相電流ｐ−ｐ値に基づいて事故回線を判別する。即ち、事故が発生したことに起因して、零相電流ｐ−ｐ値が変化したことをもって、事故回線を判別することが可能である。尚、図６は、図５の波形をバンドパスフィルタに通した波形であるので、波形に遅れが表れている。図６における１５．６ｍｓ（ミリ秒）は、その遅れ（零相電圧Ｖｏの発生からバンドパスフィルタに通した波形に零相電流ｐ−ｐ値の変化が表れるまでの遅れ）である。
【００５２】
この零相電流ｐ−ｐ値は、元々、微小であり、高調波成分から求めたものであることから、事故回線の判断基準として用いることが出来る。事故発生時点（零相電圧Ｖｏ発生点）の（例えば）５周期前から、５周期後までにおいて（電力の基本波周波数を５０Ｈｚとすれば１周期は２０ｍｓである）、零相電流Ｉｏ（１）から零相電流Ｉｏ（８）の零相電流ｐ−ｐ値を求めることによって、事故回線を判別することが可能である。具体的には、零相電流ｐ−ｐ値が最大である（判別対象）高調波を特定し、その特定された高調波が抽出された零相電流Ｉｏにかかる回線を、地絡事故が発生した回線であると判別することが出来る。
【００５３】
図１２に示されるように、事故発生時点の５周期前から５周期後までにおいて、零相電流Ｉｏ（１）〜Ｉｏ（７）（Ｉｏ（８）は省略）の零相電流ｐ−ｐ値を求めると、その期間において、零相電流Ｉｏ（６）の零相電流ｐ−ｐ値が最大であり、このことから、回線６で微地絡事故が発生したと判断することが出来る。即ち、事故回線は、回線６であると判別することが可能である。
【００５４】
零相電流ｐ−ｐ値を求める回数は、例えば、１周期６４回のサンプリング数とし、事故発生時点の５周期前から５周期後まで（合計１０周期）の期間とするならば、６４０となる。即ち、６４０個の零相電流ｐ−ｐ値の中から、零相電流ｐ−ｐ値の最大値（ひいては、その最大の零相電流ｐ−ｐ値を発現した回線）を見出すことになる。
【００５５】
本発明に係る第１の地絡事故回線判別方法による事故判別と、本発明に係る第２の地絡事故回線判別方法による事故判別とは、連続して行われることが望ましい。例えば、最初に本発明に係る第１の地絡事故回線判別方法によって、波形の極性反転を抽出することとし、それが出来なければ、本発明に係る第２の地絡事故回線判別方法によって、零相電流ｐ−ｐ値が最大となる波形の回線を特定する。即ち、フローチャートでいえば、図９には示していないが、零相電圧Ｖｏの発生があったのにもかかわらず、図９の処理（本発明に係る第１の地絡事故回線判別方法）で事故判別が出来なかった場合には、図１０の処理（本発明に係る第２の地絡事故回線判別方法）に移行することが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、（中性点）非接地方式の電力系統において、複数に分岐した配電線から、微地絡若しくは間歇地絡事故が発生した回線を判別する手段として、好ましく利用することが可能である。
【図１】
0005485645.tif 000002
【図７】
0005485645.tif 000003
【図８】
0005485645.tif 000004
【図９】
0005485645.tif 000005
【図１０】
0005485645.tif 000006
【図２】
0005485645.tif 000007
【図３】
0005485645.tif 000008
【図４】
0005485645.tif 000009
【図５】
0005485645.tif 000010
【図６】
0005485645.tif 000011
【図１１】
0005485645.tif 000012
【図１２】
0005485645.tif 000013