(57)【要約】【課題】事故点抵抗が大きく違う場合にも測定精度を高め、事故点位置を精度よく測定できる。【解決手段】電圧発生器１からアナログ入力部２Ａの各相変流器ＣＴを通して測定対象線路に電圧を印加し、アナログ信号処理部２ＤでアナログフィルタＡＦとサンプル・ホールド回路Ｓ／ＨとマルチプレクサＭＰＸを通してマイコン部２Ｅに取り込み、マイコン部によるディジタル処理で事故点を算定する。各チャンネル毎にＡＦは互いに異なるゲイン（１倍、１０倍、１００倍）の３つの回路ｃｈ１−１〜−３で構成し、マイコン部は、事故点演算前に電流検出信号の最大値を算出し、最大値に適合したゲインをもつアナログフィルタ回路に切替える。アナログ入力部は、変流器の検出電流を負担抵抗で電圧信号に変換する場合、負担抵抗を抵抗分圧回路構成としてその切替えでフルスケールを切替える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象線路に電圧を印加したときに流れる電流値と前記印加電圧をアナログ入力部およびアナログ信号処理部を介してマイコン部に取り込み、マイコン部によるディジタル処理で事故点を算定する事故点測定装置において、
前記アナログ入力部またはアナログ信号処理部は、電流値のアナログ電流検出信号を、異なるフルスケールを有して切替入力できる入力切替回路を設け、
前記マイコン部は、事故点演算前に前記アナログ電流検出信号の最大値を算出し、前記入力切替回路を前記最大値に適合したフルスケールをもつ回路に切替える手段を備えたことを特徴とする事故点測定装置。
【請求項２】
前記アナログ信号処理部は、アナログフィルタでアナログ入力電圧信号から高調波成分を除去し、サンプル・ホールド回路でアナログフィルタを通したアナログ電圧信号をサンプリングとホールドする構成の場合、
前記入力切替回路は、前記アナログフィルタを互いに異なるゲインの複数のアナログフィルタ回路で構成し、このアナログフィルタ回路をマルチプレクサで切替える構成としたことを特徴とする請求項１に記載の事故点測定装置。
【請求項３】
前記アナログ入力部は、変流器で測定対象線路に流れる電流を検出し、この検出電流を負担抵抗で電圧信号に変換する構成の場合、
前記入力切替回路は、前記負担抵抗をタップ付き抵抗分圧回路構成とし、このタップ切替えでフルスケールを切替える構成としたことを特徴とする請求項１に記載の事故点測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象線路に電圧を印加したときに流れる電流値と印加電圧から事故点を標定する事故点測定装置に係り、特に検出電流のアナログ入力回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の測定装置は、例えば、山間部に敷設される送電線や市街地に地下ケーブルで敷設される配電線に地絡事故が発生したときに、測定点から見た事故点までの距離情報を得る。この距離情報を得ることで、修復を必要とする事故点位置を特定し、その事故点に電気工事車が速くかつ正確に赴くことができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図３の（ａ）は従来の測定装置の構成を示し、（ｂ）はその測定回路例を示す。同図の（ｂ）に示すように、系統の事故点の位置を標定するため、測定地点では電圧発生手段で系統の各相Ｒ，Ｓ，Ｔに電圧（波形は、パルス波、交流波のどちらでもよい）を印加し、この印加電圧に対して各相に流れる電流を測定地点で一括検出し、これら検出電流から系統の保護継電方式における距離継電器と同等の原理で事故点までの距離を標定および事故相を知ることができる。
【０００４】
同図の（ａ）に示すように、測定装置は、外部装置になる電圧発生器１が発生する電圧をアナログ入力部２Ａの各相別の変流器（ＣＴ１〜ＣＴ３）の一次側を通して各相Ｒ，Ｓ，ＴにチャンネルＣＨ１〜ＣＨ３として印加し、同時に、アナログ入力部２Ａの共通の電圧変成器（ＰＴ）にチャンネルＣＨ４として入力する。
【０００５】
アナログ入力部２Ａは、ＣＨ１〜ＣＨ３から各相に流れる電流信号を取り込み、ＣＨ４で印加電圧信号を取り込む。これら電流、電圧信号はアナログ信号処理部２Ｂで時分割で取り込み、このアナログ信号列をマイコン部２Ｃでディジタル処理することで事故点までの距離情報を得る。各部における処理は以下のような変換を行っている。
【０００６】
・検出電流はアナログ入力部２Ａの各ＣＴ２次側回路に負担抵抗を設けて電圧信号に変換する。
【０００７】
・電圧発生器１の発生電圧レベルは１５ｋＶ０−ｐ以下とする。
【０００８】
・アナログ信号処理部２Ｂは、各ＣＴの電圧変換信号を、測定対象成分以上の不要な高調波成分をＡＦ（アナログフィルタ）で除去する。これらＡＦの出力をサンプル・ホールド回路Ｓ／Ｈでサンプリングとホールドをし、これらＳ／Ｈの出力をＭＰＸ（マルチプレクサ）にて時分割でＣＨを切り替える。
【０００９】
・マイコン部２Ｃは、ＭＰＸの出力を順次Ａ／Ｄ（アナログ／ディジタル変換）を行ってＣＰＵ処理部に取り込む。
【特許文献１】特開平０６−３４３２２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
測定装置で取り込む電圧、電流は、系統の事故点までの距離および事故点抵抗ｒの大きさによって異なる。特に、事故点抵抗ｒは系統の線路インピーダンスより極めて大きい場合がある。電圧発生器１の電圧は一定で、測定回路の配線および系統のインピーダンスが事故点抵抗より十分小さければ、事故点抵抗が１０倍、１００倍となると、測定装置を流れる電流はほぼ１／１０、１／１００となる。
【００１１】
一方、Ａ／Ｄ変換器の分解能は一定（例えば１６ビット）であるため、電流値が小さくなると、Ａ／Ｄ変換値が小さくなり、量子化誤差が無視できなくなり、測定精度が低下する。
【００１２】
例：１６ビツトＡ／Ｄ変換でフルスケール＝１００Ａとすると、ＬＳＢ≒３ｍＡ（１５ビット、１ビットは符号用）となる。
【００１３】
計算の簡略のため系統および測定回路の配線インピーダンスを無視すると、測定装置で検出される電流は以下のようになる。印加電圧１ｋＶとして、
・事故点抵抗＝５０Ωのとき、２０Ａ（６５５３ｄｉｇｉｔ）
・事故点抵抗＝５００Ωのとき、２Ａ（６５５ｄｉｇｉｔ）
・事故点抵抗＝５ｋΩのとき、０.２Ａ（６５ｄｉｇｉｔ）
・事故点抵抗＝５０ｋΩのとき、０.０２Ａ（６ｄｉｇｉｔ）
（）内はＡ／Ｄ変換後のデジット値である。
【００１４】
上記のように、事故点抵抗が大きくなると、検出電流値およびＡ／Ｄ変換値が小さくなり、量子化誤差（１／２ＬＳＢ）の影響により測定誤差が大きくなる。
【００１５】
事故点抵抗と量子化誤差の影響を以下に示す。
【００１６】
・２０Ａ（６５５３ｄｉｇｉｔ）のとき、量子化誤差の影響は約０.００８％
・２Ａ（６５５ｄｉｇｉｔ）のとき、量子化誤差の影響は約０.０８％
・０.２Ａ（６５ｄｉｇｉｔ）のとき、量子化誤差の影響は約０.８％
・０.０２Ａ（６ｄｉｇｉｔ）のとき、量子化誤差の影響は約８％
このように、系統の事故点抵抗はその度に異なるものであり、また測定対象となる系統の線路構成も様々な場合がある。このため、事故点測定装置のアナログ入力回路のフルスケールを大きくすると、事故点抵抗が大きいとき電流が小さくなるので測定精度が低下する。逆に、精度を向上するためにフルスケールを小さくすると、事故点抵抗が小さい場合にフルスケール以上の電流が流れて、測定不能となるケースが考えられる。
【００１７】
本発明の目的は、事故点抵抗が大きく違う場合にも測定精度を高め、事故点位置を精度よく測定できる事故点測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、前記の課題を解決するため、入力されたアナログ電流検出信号を、異なるフルスケールを有して切替入力できる入力切替回路を設け、事故点演算前にアナログ電流検出信号の最大値を算出し、入力切替回路を最大値に適合したフルスケールをもつ回路に切替え、この状態で事故点測定を行うようにしたもので、以下の構成を特徴とする。
【００１９】
（１）測定対象線路に電圧（波形は、パルス波、交流波のどちらでもよい）を印加したときに流れる電流値と前記印加電圧をアナログ入力部およびアナログ信号処理部を介してマイコン部に取り込み、マイコン部によるディジタル処理で事故点を算定する事故点測定装置において、
前記アナログ入力部またはアナログ信号処理部は、電流値のアナログ電流検出信号を、異なるフルスケールを有して切替入力できる入力切替回路を設け、
前記マイコン部は、事故点演算前に前記アナログ電流検出信号の最大値を算出し、前記入力切替回路を前記最大値に適合したフルスケールをもつ回路に切替える手段を備えたことを特徴とする。
【００２０】
（２）前記アナログ信号処理部は、アナログフィルタでアナログ入力電圧信号から高調波成分を除去し、サンプル・ホールド回路でアナログフィルタを通したアナログ電圧信号をサンプリングとホールドする構成の場合、
前記入力切替回路は、前記アナログフィルタを互いに異なるゲインの複数のアナログフィルタ回路で構成し、このアナログフィルタ回路をマルチプレクサで切替える構成としたことを特徴とする。
【００２１】
（３）前記アナログ入力部は、変流器で測定対象線路に流れる電流を検出し、この検出電流を負担抵抗で電圧信号に変換する構成の場合、
前記入力切替回路は、前記負担抵抗をタップ付き抵抗分圧回路構成とし、このタップ切替えでフルスケールを切替える構成としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
以上のとおり、本発明によれば、入力されたアナログ電流検出信号を、異なるフルスケールを有して切替入力できる入力切替回路を設け、事故点演算前にアナログ電流検出信号の最大値を算出し、入力切替回路を最大値に適合したフルスケールをもつ回路に切替え、この状態で事故点測定を行うようにしたため、事故点抵抗の大きさが大きく電流値が小さい場合でも、事故点抵抗が小さく電流値が大きい場合でもＡ／Ｄ変換の量子化誤差にほとんど影響されることがなく、事故点測定演算に使用する電圧、電流を精度良く取り込むことができ、測定精度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は、本発明の実施形態を示す測定装置の構成図である。同図が図３と異なる部分は、アナログ信号処理部２Ｄおよびマイコン部２Ｅにある。
【００２４】
アナログ信号処理部２Ｄは、各チャンネルＣＴ１〜ＣＴ３からの検出電流信号取り込みに、各チャンネル毎に、ゲイン１倍、１０倍、１００倍の３種類のＡＦ（ＣＨ１の場合、ｃｈ１−１，ｃｈ１−１０，ｃｈ１−１００）とサンプル・ホールド回路Ｓ／Ｈを設け、マルチプレクサＭＰＸでは各相の３つのサンプル・ホールド回路Ｓ／Ｈの１つを相毎に選択してマイコン部２Ｅに時分割で出力する。
【００２５】
マイコン部２Ｅは、事故点標定処理機能の他に、各チャンネルＣＴ１〜ＣＴ３毎の３種類の検出電流入力のうち、適切なゲインを選定する機能を設ける。この処理フローを図２に示す。
【００２６】
図２において、まず、ゲインの異なる３種類の入力電流値を測定に必要な時間（ｔ）分取り込み、マイコン２Ｅ内のメモリ（図示せず）に一旦保管する（Ｓ１）。次に、メモリに保管したデータのうちゲイン１（例：ｃｈ１−１）の電流値のｔ時間の最大値（Ｇ１ｍａｘ）を求める（Ｓ２）。このＧ１ｍａｘがフルスケールのｌ０％以上か１０％以下か（Ｓ３）、１％以下かの判定を行い（Ｓ４）、それぞれゲイン１、ゲイン１０、ゲイン１００のデータのうちの１つを選択する（Ｓ５〜Ｓ７）。最後に、選択したデータを使用して事故点算出の演算を行う（Ｓ８）。
【００２７】
以上のように、本実施形態では、事故点抵抗により各相アナログ入力回路に流れる電流値が異なる場合の対策として、電流値が大きくても小さくても精度良く測定できるように各相電流取り込み回路にゲイン１倍、１０倍、１００倍の３種類のアナログ電流入力回路を設け、ゲインを最小にしたチャンネルの一定時間内の最大値Ｇ１ｍａｘがそのフルスケールの１０％、１％か否かの判定の基に、検出電流がフルスケール内に入る最大のゲインになるアナログデータを選定し、このアナログデータを使用して事故点算出の演算を行うことにより、Ａ／Ｄ変換器の量子化誤差の影響を受けない、高精度の事故点測定を得る。
【００２８】
なお、実施形態では、アナログ信号処理部には、各相に、ゲイン１倍、１０倍、１００倍の３種類のアナログフィルタＡＦを設ける場合を示すが、これに加えてゲイン１０００倍等の回路を設けることにより、更に事故点抵抗値が大きい場合でも量子化誤差に影響されない測定が可能となる。
【００２９】
また、実施形態では、アナログフィルタＡＦのゲインを異なるものとする場合を示すが、アナログ入力部２Ａの電流／電圧変換用抵抗をタップ付き分圧回路構成にして、アナログ入力電流の大きさに応じて半導体スイッチでタップの１つを選択してアナログ信号処理部（各相当たり、１つのアナログフィルタＡＦとサンプル・ホールド回路構成）に取り込む構成にできるなど、適宜設計変更して同等の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態を示す事故点測定装置の構成図。
【図２】実施形態におけるゲイン選定処理フロー。
【図３】従来の測定装置の構成と測定回路例。
【符号の説明】
【００３１】
１  電圧発生器
２Ａ  アナログ入力部
２Ｂ、２Ｄ  アナログ信号処理部
２Ｃ、２Ｅ  マイコン部
ＡＦ  アナログフィルタ
Ｓ／Ｈ  サンプル・ホールド回路
ＭＰＸ  マルチプレクサ
Ａ／Ｄ  Ａ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換器
【図１】
2006105704.tif 000003
【図２】
2006105704.tif 000004
【図３】
2006105704.tif 000005