(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送配電線路に設置され、当該送配電線路の零相電圧及び零相電流を検出して、当該検出結果に基づくデータを送信する複数の子局と、前記各子局から送信されたデータから前記各子局のサージ到達時刻の差を算出し、当該サージ到達時刻の差に基づき故障点位置の標定を行う親局とから構成される故障点位置標定システムであって、
前記各子局は、前記零相電圧の商用周波数における急変を検出する検出回路と、
前記零相電流の波形データを記録し、前記検出回路が零相電圧の商用周波数における急変を検出したときに、前記零相電流について前記零相電圧の急変を検出した時点までの一定範囲の波形データを保持する書込制御手段と、
前記書込制御手段により保持された前記一定範囲の波形データ及び前記零相電圧の急変を検出した時点を示す時刻データを前記親局に送信するコントローラとを備え、
前記親局は、前記各子局から送信された波形データ及び時刻データに基づき当該子局におけるサージ到達時刻を算出する演算手段を備えることを特徴とする故障点位置標定システム。
【請求項２】
前記親局の演算手段は、前記零相電圧の急変を検出した子局の中の一の子局から送信された前記波形データ及び前記時刻データに基づき基準サージ到達時刻を算出し、前記零相電圧の急変を検出した他の子局に対し前記基準サージ到達時刻を送信して当該基準サージ到達時刻付近の波形データの返信指示を与え、
前記他の子局のコントローラは、前記返信指示に応じて、前記書込制御手段により保持された前記基準サージ到達時刻付近の波形データを前記親局に返信し、
前記親局の演算手段は、前記他の子局から返信された波形データに基づき各子局におけるサージ到達時刻を算出することを特徴とする請求項１に記載の故障点位置標定システム。
【請求項３】
故障点位置標定システムに用いられる子局として、送配電線路の零相電圧及び零相電流を検出して、当該検出結果に基づくデータを親局に送信する子局であって、
前記各子局は、前記零相電圧の商用周波数における急変を検出する検出回路と、
前記零相電流の波形データを記録し、前記検出回路が零相電圧の商用周波数における急変を検出したときに、前記零相電流について前記零相電圧の急変を検出した時点までの一定範囲の波形データを保持する書込制御手段と
を備えることを特徴とする子局。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、送配電線路の地絡時に故障点位置を標定する故障点標定システムに関し、特に、送配電線路における零相電流及び零相電圧の監視検出を行う子局と、当該子局から前記検出結果に基づくデータを受信して故障点位置の標定を行う親局とを備えたシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の故障点標定システムは、地絡時に発生するサージ電流又はサージ電圧のいずれか一方のサージ信号を検出する複数の子局を送配電線路に備え、ＧＰＳ（Global Positioning System）の時刻信号により同期を取った各子局においてサージ信号の到達時刻（以下、「サージ到達時刻」という。）を特定し、親局が各子局から収集したサージ到達時刻の差に基づき故障点位置の標定を行っている（例えば、特許文献１。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２５８４８７号公報（第５〜７頁、図１〜３）
【０００４】
この場合、故障位置の標定精度は、各子局において特定されるサージ到達時刻の正確性に左右されるものであるため、各子局におけるサージ到達時刻を正確に特定するための種々の方法が用いられている。
例えば、特許文献１の故障点標定システムでは、予め、サージを認定するための基準レベルであってノイズレベルよりも高く設定されるサージ認定レベルと、サージ波形の開始点を定めるための基準レベルであってサージ認定レベルよりも低く設定されるサージ波形開始レベルとを設定するとともに、現在時刻から一定時間さかのぼった過去の電圧又は電流の波形を記憶し常に更新する。サージ到達時刻の特定では、電圧又は電流がサージ認定レベルを超えた場合に、記憶している波形をさかのぼって最初にサージ波形開始レベルを超えた時刻をサージ到達時刻としている。
即ち、サージ認定レベル及びサージ波形開始レベルを適切に設定することにより、ノイズによる誤検出を少なくすると共に、サージ到達時刻の正確性を期すようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、各子局で検出される波形は、故障点からの距離、故障点を境にした電源側，負荷側の相違、地絡物又は地絡抵抗等の種々の条件により異なるものである。従って、電圧又は電流のいずれか一方のみの波形データから適切にサージの発生の検出及びサージ到達時刻の特定を行うのは困難であり、前記特許文献１の故障点標定システムにおいてもいずれかの波形データに対するサージ認定レベル及びサージ波形開始レベルを適切に設定することは必ずしも容易ではなかった。また、各子局においてサージ到達時刻を特定する手段を備えることから、サージ到達時刻の特定に関する各レベルの設定やサージ到達時刻を補正する手段の変更等を行う場合には各子局毎の作業が必要となり、多大な労力を要していた。
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するためのもので、種々の条件により異なる波形からサージ到達時刻を正確に特定するとともに、各子局で検出されたサージについてサージ到達時刻の特定のための設定等の変更を容易に行うことのできる故障点標定システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明の故障点位置標定システムでは、送配電線路に設置され、当該送配電線路の零相電圧及び零相電流を検出して、当該検出結果に基づくデータを送信する複数の子局と、前記各子局から送信されたデータから前記各子局のサージ到達時刻の差を算出し、当該サージ到達時刻の差に基づき故障点位置の標定を行う親局とから構成される故障点位置標定システムであって、前記各子局は、前記零相電圧の商用周波数における急変を検出する検出回路と、前記零相電流の波形データを記録し、前記検出回路が零相電圧の商用周波数における急変を検出したときに、前記零相電流について前記零相電圧の急変を検出した時点までの一定範囲の波形データを保持する書込制御手段と、前記書込制御手段により保持された前記一定範囲の波形データ及び前記零相電圧の急変を検出した時点を示す時刻データを前記親局に送信するコントローラとを備え、前記親局は、前記子局から送信された波形データ及び時刻データに基づき当該子局におけるサージ到達時刻を算出する演算手段を備えることを特徴とする。これにより、各子局において零相電圧により地絡の発生を検出し、零相電流の波形データに基づきサージ到達時刻を算出することとしたので、ノイズによる誤検出を少なくするとともに、サージ到達時刻を正確に特定することができる。また、親局にサージ到達時刻を算出する演算手段を備えたので、サージ到達時刻を特定するための種々の設定や、補正手段の変更を容易に行うことができる。
【０００８】
また、前記親局の演算手段は、前記零相電圧の急変を検出した子局の中の一の子局から送信された前記波形データ及び前記時刻データに基づき基準サージ到達時刻を算出し、前記零相電圧の急変を検出した他の子局に対し前記基準サージ到達時刻を送信して当該基準サージ到達時刻付近の波形データの返信指示を与え、前記他の子局のコントローラは、前記返信指示に応じて、前記書込制御手段により保持された前記基準サージ到達時刻付近の波形データを前記親局に返信し、前記親局の演算手段は、前記他の子局から返信された波形データに基づき各子局におけるサージ到達時刻を算出することを特徴とする。これにより、一の子局におけるサージ到達時刻を基準として他の子局におけるサージ到達時刻を算出する場合に、各子局のサージ到達時刻を特定するために必要な波形データを効率よく収集することが可能となり、親局への伝送効率を向上させることができる。
【０００９】
また、故障点位置標定システムに用いられる子局として、送配電線路の零相電圧及び零相電流を検出して、当該検出結果に基づくデータを親局に送信する子局であって、前記子局は、送配電線路の零相電圧の商用周波数における急変を検出する検出回路と、前記送配電線路の零相電流の波形データを記録し、前記検出回路が前記零相電圧の急変を検出したときに、送配電線路の零相電流について前記零相電圧の急変を検出した時点までの一定範囲の波形データを保持する書込制御手段とを備えるので、ノイズによる誤検出を少なくするとともに、サージ到達時刻を正確に特定することができる。なお、サージ到達時刻を算出する手段は、子局又は親局のいずれかに備えればよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について図面に基づき説明する。
図１は本実施の形態に係る故障点標定システムの概略構成を示す説明図、図２は故障点標定システムに用いられる子局の概略構成を示すブロック図、図３は故障点標定システムに用いられる親局の概略構成を示すブロック図である。
本実施の形態に係る故障点標定システムは、送配電線路１０に設置され、送配電線路の零相電流及び零相電圧の監視検出を行う複数の子局１Ａ，１Ｂと、子局１Ａ，１Ｂから検出結果に基づくデータを受信し、当該データに基づき故障点１２の位置の標定を行う親局2とから構成される。子局１Ａ，１Ｂは、送配電線路１０の零相電圧及び零相電流を検出する電圧・電流センサ３を有している。また、子局１Ａ，１ＢはＧＰＳ衛星１１からの時刻信号を受信する。
【００１１】
図２に示すように、子局１Ａ，１Ｂはアンテナ２１と、ＧＰＳ受信機２２と、同期分周回路２３と、高速Ａ／Ｄ変換回路２４と、零相電圧検出回路２５と、書込制御回路２６と、メモリ２７と、コントローラ（ＣＰＵ）２８と、データ通信装置２９とを備えている。
ＧＰＳ受信機２２は、ＧＰＳ衛星１１からの時刻信号をアンテナ２１により受信し、１秒刻みのクロック信号を同期分周回路２３に出力する。同期分周回路２３は、ＧＰＳ受信機２２から出力されたクロック信号に対し内部高速クロックを同期させ、カウンタ値を書込制御回路２６に出力する。
高速Ａ／Ｄ変換回路２４は、電圧・電流センサ３からの零相電流信号をデジタル変換し、デジタルデータを書込制御回路２６に出力する。零相電圧検出回路２５は、電圧・電流センサ３からの零相電圧を監視し、商用周波数領域における急激な変化を検出し、検出信号を書込制御回路２６に出力する。電圧・電流センサ３は零相電圧及び零相電流を検出するが、一般に電圧よりも電流の方がその変化は顕著であることから、地絡の検出に零相電圧を用い、サージ到達時刻の特定に零相電流の波形データを用いることとしている。
書込制御回路２６は、高速Ａ／Ｄ変換回路２４によりデジタル変換された波形データを仮想リング状に配置されたメモリ２７に常時記録し更新すると共に、零相電圧検出回路２５から出力された検出信号によりメモリ２７に対する記録動作の制御を行う。また、同期分周回路２３のカウンタ値に基づくタイムスタンプをメモリ２７に記録する。
コントローラ（ＣＰＵ）２８は親局２からの指令によりメモリ２７に記録されている波形データ及びタイムスタンプをデータ通信装置２９を用いて伝送制御する。データ通信装置２９はＰＨＳ等の通信手段を用いて親局２との間でデータ伝送を行う。
【００１２】
一方、図３に示すように、親局２はデータ通信装置３１と、コントローラ（ＣＰＵ）３２と、補助記憶装置３３と、入出力装置３４とを備える。データ通信装置３１は、子局１Ａ，１Ｂのデータ通信装置２９との間でデータ伝送を行う。コントローラ３２は、子局１Ａ，１Ｂに対する波形データの伝送指示処理，子局１Ａ，１Ｂから収集した波形データ等に基づく各子局１Ａ，１Ｂのサージ到達時刻算出処理，各子局１Ａ，１Ｂのサージ到達時刻に基づく故障点位置標定処理の各処理を行う。
補助記憶装置３３は、ハードディスク等により構成され、各子局１Ａ，１Ｂから送信されたデータに基づきコントローラ（ＣＰＵ）３２の算出したサージ到達時刻，故障点位置等、コントローラ（ＣＰＵ）３２での処理に必要なデータが記録・保存される。
入出力装置３４は、コントローラ（ＣＰＵ）３２での処理に必要なデータの入力を行うキーボードと処理結果の表示を行うＣＲＴ，処理結果を印刷するプリンタ等から構成される。
【００１３】
以上の構成により、送配電線路の地絡時における故障点位置の標定に用いられる各子局の到達サージ時刻の特定方法を説明する。
各子局１Ａ，１Ｂでは、故障点１２の地絡故障により生じた商用周波数帯域における零相電圧の急変を零相電圧検出回路２５が検出し、検出信号を書込制御回路２６に出力する。書込制御回路２６は、検出信号が入力されたときにメモリ２７への零相電流の波形データの記録を停止し、その時点まで記録していた波形データをメモリ２７に保持すると共にコントローラ（ＣＰＵ）２８に出力する。また、書込制御回路２６は、同期分周回路２３のカウンタ値に基づくタイムスタンプを前記波形データと共にメモリ２７に記録し、コントローラ（ＣＰＵ）２８に前記タイムスタンプを出力する。コントローラ（ＣＰＵ）２８は、入力された波形データ及びタイムスタンプをデータ通信装置２９を用いて親局２に送信する。
親局２のコントローラ（ＣＰＵ）３２は、基準となる１台の子局１Ａから送信された波形データに基づき地絡発生時のサージ到達点を判定すると共に、タイムスタンプを用いて前記サージ到達点における時刻（以下、「基準サージ到達時刻」とする。）を算出する。基準となる子局１Ａとしては、例えば、変電所付近に設置された最も電源側の子局が該当する。
親局２のコントローラ（ＣＰＵ）３２は、算出した基準サージ到達時刻に基づき、他の子局１Ｂから前記基準サージ到達時刻付近の波形データの返信指示をデータ通信装置３１により送信する。他の子局としては、例えば、子局１Ａが設置された配電線路上に設置された子局１Ｂが該当する。
子局１Ｂのコントローラ（ＣＰＵ）２８は、親局２からの返信指示に応じて、メモリ２７に保持された波形データの中から前記基準サージ到達時刻付近の限定された高周波領域における波形データをデータ通信装置２９により返信する。
親局２のコントローラ（ＣＰＵ）３２は子局１Ｂから返信された波形データを解析処理し、各子局のサージ到達時刻を算出し、各子局のサージ到達時刻の差に基づいて故障点の標定を行う。なお、各子局のサージ到達時刻の算出には、二電位法等、サージ到達時刻を補正するための公知の方法が用いられる。
【００１４】
このように算出した各子局１Ａ，１Ｂにおけるサージ到達時刻を用いて故障点位置を算出する方法を説明する。
子局１Ａ，１Ｂ間の地絡故障により発生したサージの伝播速度ｖが一定であると仮定すると、各子局１Ａ，１Ｂにおけるサージ到達時刻は、故障点１２から各子局１Ａ，１Ｂまでのそれぞれの距離Ｌ１，Ｌ２に比例することとなる。
従って、子局１Ａ，１Ｂ間の送配電線路の長さＬとサージ到達時刻Ｔ１，Ｔ２の差から、計算式「Ｌ１＝（Ｌ＋（Ｔ１−Ｔ２）×ｖ）／２」を用いて、子局１Ａから故障点１２までの距離Ｌ１を算出することができる。
【００１５】
以上のように、本実施の形態における故障点標定システムでは、零相電圧の変化を監視する零相電圧検出回路２５を備えると共に、零相電流をＡ／Ｄ変換した波形データを出力する高速Ａ／Ｄ変換回路２４を備え、地絡発生の検出に零相電圧を用い、サージ到達時刻の特定に零相電流の変化を示す波形データを用いることとしている。従って、比較的変化の顕著な零相電流の波形データによりサージ到達時刻の正確な特定が可能となるとともに、零相電圧の変化の検出により誤検出を少なくすることができる。
また、各子局において零相電圧の急変の検出時に記録した波形データ及び時刻データを親局に送信する手段を備えるとともに、親局において各子局から受信した波形データ及び時刻データからサージ到達時刻を特定する手段を備えたので、サージ到達時刻を特定するための設定及び補正方法の変更等を容易に行うことが可能となる。
また、基準とする１台の子局から取得した波形データ及び時刻データから基準サージ到達時刻を特定すると共に、他の子局に対し基準サージ到達時刻を送信し、他の子局から基準サージ到達時刻付近における波形データを返信させることとしたので、各子局のサージ到達時刻を特定するために必要な波形データを効率よく収集することが可能となる。
【００１６】
なお、前記実施の形態では、親局に備えられたコントローラ（ＣＰＵ）３２により各子局のサージ到達時刻の算出を行うこととしているが、各子局のメモリ２７に記録された波形データ及びタイムスタンプに基づき、各子局のコントローラ（ＣＰＵ）２８によりサージ到達時刻を算出することとしてもよい。この場合も、地絡発生の検出に零相電圧を用い、サージ到達時刻の特定に零相電流の変化を示す波形データを用いることで、誤検出を少なくすることができるとともに、サージ到達時刻の正確な特定が可能となる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明の故障点標定システムを構成する各子局は、送配電線路の零相電圧の変化を検出する検出回路と、送配電線路の零相電流について、前記検出回路が零相電圧の急変を検出した時点までの一定範囲の波形データを保持する書込制御手段と、前記書込制御手段により保持された一定範囲の波形データ及び前記零相電圧の急変を検出した時点を示す時刻データを前記親局に送信するコントローラとを備え、親局は、前記各子局から送信された波形データ及び時刻データに基づき各子局におけるサージ到達時刻を算出する演算手段を備えるので、種々の条件により異なる波形からサージ到達時刻を正確に特定するとともに、各子局で検出されたサージについてサージ到達時刻の特定のための設定等の変更を容易に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る故障点位置標定システムの概略構成を示す説明図である。
【図２】本発明の故障点位置標定システムを構成する子局の概略構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の故障点位置標定システムを構成する親局の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１Ａ，１Ｂ  子局
２          親局
３          電圧・電流センサ
１０        送配電線路
１１        ＧＰＳ衛星
１２        故障点
２１        ＧＰＳアンテナ
２２        ＧＰＳ受信機
２３        同期分周回路
２４        高速Ａ／Ｄ変換回路
２５        零相電圧検出回路
２６        書込制御回路
２７        メモリ
２８        コントローラ
２９        データ通信装置
３１        データ通信装置
３２        コントローラ
３３        補助記憶装置
３４        入出力装置
【図１】
0003689078.tif 000002
【図２】
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【図３】
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