(57)【要約】【課題】事故点抵抗Ｒｇや対地静電容量Ｃの影響により事故電流Ｑｇが小さい場合においても容易かつ確実に事故の有無を判断することが可能な課電式事故探査装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明にかかる課電式事故探査装置１００は、配電線路に所定時間幅の矩形電圧を印加する課電部１１０と、配電線路を接地する接地部１１２と、配電線路の線路電流の電流値を取得する電流取得部１２０と、矩形電圧が印加されることにより配電線路の対地静電容量Ｃに充電された電荷である充電電流Ｑｃと、接地部により接地されることにより対地静電容量Ｃから放電された電荷である放電電流Ｑｄとから事故電流Ｑｇを算出する事故電流算出部１６０と、接地部により接地される瞬間の電流値である電流値Ｉｔと、事故電流Ｑｇとを表示する表示部１４０と、を備えることを特徴とする。【選択図】図２
2011145117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配電系統における事故探査を行う課電式事故探査装置であって、
前記配電系統の配電線路に所定時間幅の矩形電圧を印加する課電部と、
前記配電線路を接地する接地部と、
前記配電線路を通過する線路電流の電流値を取得する電流取得部と、
前記電流取得部が取得した電流値から、前記矩形電圧が印加されることにより前記配電線路の対地静電容量Ｃに充電された電荷である充電電流Ｑｃと、前記接地部により接地されることにより該対地静電容量Ｃから放電された電荷である放電電流Ｑｄとから事故電流Ｑｇを算出する事故電流算出部と、
前記電流取得部が取得した電流値のうち、前記接地部により接地される瞬間の電流値である電流値Ｉｔと、前記事故電流Ｑｇとを表示する表示部と、
を備えることを特徴とする課電式事故探査装置。
【請求項２】
前記配電線路における事故の有無を判定する事故判定部を更に備え、
前記事故判定部は、前記電流値Ｉｔが０より大きい場合に、前記配電線路において事故が有ると判定することを特徴とする請求項１に記載の課電式事故探査装置。
【請求項３】
前記配電線路における事故の有無を判定する事故判定部を更に備え、
前記事故判定部は、前記事故電流Ｑｇが０より大きく且つ前記電流値Ｉｔが０である場合に、前記配電線路において地絡事故が有ると判定することを特徴とする請求項１に記載の課電式事故探査装置。
【請求項４】
前記対地静電容量Ｃと、前記矩形電圧の印加開始時における前記配電線路の電圧上昇速度との関係を記憶した静電容量−電圧速度テーブルと、
前記線路電流の電圧値を取得する電圧取得部と、
前記電圧取得部が取得した電圧値を用いて前記配電線路の電圧上昇速度を算出し、該算出した電圧上昇速度と、前記静電容量−電圧速度テーブルとを用いて該配電線路の対地静電容量Ｃを算出する静電容量算出部と、
を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の課電式事故探査装置。
【請求項５】
前記配電線路に生じた事故点の抵抗である事故点抵抗Ｒｇに対する、前記対地静電容量Ｃと、前記電流値Ｉｔとの関係を記憶した静電容量−電流値テーブルと、
前記電流取得部が取得した電流値Ｉｔと、前記静電容量算出部が算出した対地静電容量Ｃと、前記静電容量−電流値テーブルとを用いて前記事故点抵抗Ｒｇを算出する事故点抵抗算出部と、
を更に備えることを特徴とする請求項４に記載の課電式事故探査装置。
【請求項６】
配電系統における事故探査を行う課電式事故探査方法であって、
所定時間幅の矩形電圧を前記配電系統に印加し、
前記矩形電圧の印加を停止した後に前記配電系統を接地する瞬間の電流値Ｉｔを取得し、
前記電流値Ｉｔが０より大きい場合、前記配電線路に生じた事故点の抵抗である事故点抵抗Ｒｇを算出し、
前記事故点抵抗Ｒｇが所定値以上であった場合、
前記電流値Ｉｔを取得しながら前記配電線路を区間分割し、
前記事故点抵抗Ｒｇが所定値未満であった場合、
前記電流値Ｉｔおよび前記配電線路の対地静電容量Ｃを取得し、該対地静電容量Ｃが所定値未満となるよう区間分割することを特徴とする課電式事故探査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配電系統における事故探査を行う課電式事故探査装置および課電式事故探査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現代では、電力の供給停止、所謂停電が日常生活に及ぼす影響は計り知れない。したがって、配電系統の一部で事故が発生し、停電を招いた場合においても、その事故点を早期に特定し原因を取り除いて電力の供給を迅速に再開しなければならない。例えば、６．６ｋＶの架空配電線において漏電等を伴った事故が生じた場合、まず、電力事業者は、電流異常を検知した発電所または変電所において、その管理下にある配電系統への電力供給を止める。そして、事故区域を絞り、その事故区域以外の正常区域の電力供給を再開した後、事故区域内の具体的な事故点の特定を遂行する。
【０００３】
上記事故点の特定に関しては様々な技術が提案されており、例えば特許文献１には、ステッキ型のアンテナ（試験プローブ）を利用して事故点を特定する技術が開示されている。特許文献１に記載されているステッキ型のアンテナを用いる方法によると、事故区域の任意の位置から試験信号（矩形電圧）が印加され、他の任意の位置において、その試験信号に対する線路電流を測定するだけで事故点を特定することができる。
【０００４】
図８は、アンテナを利用した事故点の探査方法を説明するための説明図である。かかる事故点探査方法では、配電系統の配電線１０の任意の位置に課電装置１２を接続し、その課電装置１２から所定時間幅の矩形電圧を周期的に印加する。アンテナ１４は、３相ある配電線１０のうち１相の線路に掛止され、矩形電圧に対する線路電流量（すなわち電荷）を検知する。アンテナ１４の表示部１６は、検知した線路電流に応じた漏電量を、ＬＥＤの点灯を通じて数値で表す。
【０００５】
図９および図１０は、アンテナ１４による事故点の特定方法を説明するための説明図である。図９（ａ）は、定常時、即ち事故が生じていないときの配電系統の等価回路を示し、図９（ｂ）はその時のアンテナ１４で検知される線路電流を示している。課電装置１２が図９（ｂ）の上段に示した矩形電圧を印加すると、対地静電容量Ｃへの充放電が繰り返され、アンテナ１４の測定点では、図９（ｂ）の中段に示すような充電電流Ｑｃと放電電流Ｑｄとが線路電流として流れる。充電電流Ｑｃと放電電流Ｑｄとは理論上絶対値が等しくなる。この充電電流Ｑｃと放電電流Ｑｄとを積分すると図９（ｂ）の下段に示すような波形となる。かかる積分値は充電電流Ｑｃによって一旦高い値を示すものの、放電電流Ｑｄにより相殺される。従って、アンテナ１４の表示部１６には、事故レベル「０」（正常）が示される。
【０００６】
図１０（ａ）は、事故が生じたときの配電系統の等価回路を示し、図１０（ｂ）はその時のアンテナ１４で検知される線路電流を示している。図９同様に、課電装置１２が図１０（ｂ）の上段に示した矩形電圧を印加すると、対地静電容量Ｃへの充放電が繰り返される。しかし、事故点２０において事故点抵抗Ｒｇ（短絡抵抗とも称される）を通じた事故電流Ｑｇが漏電しているため、矩形電圧が印加されている間には、充電電流Ｑｃに事故電流Ｑｇが加わり、矩形電圧が印加されていないときには逆に放電電流Ｑｄから事故電流Ｑｇが減じられる。従って、線路電流は、図１０（ｂ）の中段に実線で示した波形になる。ここでは、正常時との比較を容易にするため、正常時における線路電流も一点鎖線で表している。この線路電流を積分すると図１０（ｂ）の下段に示すような波形となる。かかる積分値は事故電流Ｑｇ分だけプラス側に偏るため、アンテナ１４の表示部１６は、その残留した積分値に応じて、「０」以外の事故レベルを表示する。
【０００７】
このようにアンテナ１４で異常が確認されると、測定点を中心にして課電装置１２と逆方向の配電系統中に事故点２０があることが分かる。従って、事故点を超えるまで、即ち異常が確認されなくなるまで測定点を下流に移動する。そして、異常が確認できなくなった場合には、最終的な測定点と、直前の測定点との間に事故点があるということになる。このような作業手順により具体的な事故点を探査することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−０３５７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、事故点、特に地絡事故点における事故点抵抗Ｒｇが大きいと事故電流Ｑｇが小さくなり、アンテナ１４を通過する線路電流の上下流の差が小さくなる。上述したアンテナ１４では、現状、事故点抵抗Ｒｇが１０ｋΩ程度以下の事故までしか探査できない。このため、かかる事故点抵抗Ｒｇが１０ｋΩ以上の場合には、最早アンテナ１４では事故の有無を判断できないので、事故は生じているが事故点を特定できないといった状況に陥ってしまう可能性がある。
【００１０】
また、配電線１０に接続される機器によっては、事故直後のアークや放電等の影響により絶縁抵抗値が回復する（高くなる）ものも存在し、事故発生時点では事故点抵抗Ｒｇが低かったものの、事故探査のときには、事故点抵抗Ｒｇが数ＭΩに回復し、アンテナ１４では事故の有無を判断できなくなる場合もあり得る。事故点抵抗Ｒｇが回復した場合には、そのまま電力供給を再開することができるが、将来、同様の状況で事故が再発する可能性を無視することはできない。このような地絡抵抗（絶縁抵抗値）の回復は事故探査の困難性をさらに高めている。
【００１１】
更に、事故電流Ｑｇの挙動には対地静電容量Ｃも大きく影響する。詳細には、配電線路の対地静電容量Ｃが大きいと、かかる配電線路に印加された矩形電圧、すなわち線路電流を流すための圧力が低下してしまう。すると、当然にして事故電流Ｑｇを流すための圧力も低下してしまい、事故電流Ｑｇが小さくなる。したがって、上記と同様に、アンテナを通過する線路電流の上下流の差が小さくなり、アンテナによる事故の有無を判断できなくなってしまう。
【００１２】
本発明は、このような課題に鑑み、事故点抵抗Ｒｇや対地静電容量Ｃの影響により事故電流Ｑｇが小さい場合においても容易かつ確実に事故の有無を判断することが可能な課電式事故探査装置および課電式事故探査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、発明者らは鋭意検討し、線路電流の電流値に着目した。線路電流の電流値の波形は、事故点抵抗Ｒｇの大小に拘わらずほぼ同様の形状となる。しかしながら、線路電流の電流値を精査すると、かかる配電線路に印加された矩形電圧の立ち下がり時すなわち接地部により接地された瞬間の電流値は、事故点抵抗Ｒｇの大きさにより異なっていた。そして、更に研究を重ねることにより、本発明を完成するに到った。
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明にかかる課電式事故探査装置の代表的な構成は、配電系統における事故探査を行う課電式事故探査装置であって、配電系統の配電線路に所定時間幅の矩形電圧を印加する課電部と、配電線路を接地する接地部と、配電線路を通過する線路電流の電流値を取得する電流取得部と、電流取得部が取得した電流値から、矩形電圧が印加されることにより配電線路の対地静電容量Ｃに充電された電荷である充電電流Ｑｃと、接地部により接地されることにより対地静電容量Ｃから放電された電荷である放電電流Ｑｄとから事故電流Ｑｇを算出する事故電流算出部と、電流取得部が取得した電流値のうち、接地部により接地される瞬間の電流値である電流値Ｉｔと、事故電流Ｑｇとを表示する表示部と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
上記構成によれば、従来は事故電流Ｑｇのみを参照して行っていた事故探査を、事故電流Ｑｇだけでなく、接地部により接地された瞬間の電流値である電流値Ｉｔをも用いて行うことができる。すなわち、事故点抵抗Ｒｇや対地静電容量Ｃの影響により事故電流Ｑｇが０または極めて小さい場合であっても、事故があれば電流値Ｉｔは検出される。したがって、かかる電流値Ｉｔを参照することにより、配電線路における事故の有無を容易かつ確実に判断することができる。
【００１６】
当該課電式事故探査装置は、配電線路における事故の有無を判定する事故判定部を更に備え、事故判定部は、電流値Ｉｔが０より大きい場合に、配電線路において事故が有ると判定するとよい。かかる構成のように事故判定部が事故の有無を判定することにより、作業者の主観によることなく客観的に事故の有無を判定することが可能となる。
【００１７】
当該課電式事故探査装置は、配電線路における事故の有無を判定する事故判定部を更に備え、事故判定部は、事故電流Ｑｇが０より大きく且つ電流値Ｉｔが０である場合に、配電線路において地絡事故が有ると判定するとよい。これにより、電流値Ｉｔが０であった場合においても事故の有無を判定することができ、且つ事故の種類についても把握することが可能となる。
【００１８】
当該課電式事故探査装置は、対地静電容量Ｃと、矩形電圧の印加開始時における配電線路の電圧上昇速度との関係を記憶した静電容量−電圧速度テーブルと、線路電流の電圧値を取得する電圧取得部と、電圧取得部が取得した電圧値を用いて配電線路の電圧上昇速度を算出し、算出した電圧上昇速度と、静電容量−電圧速度テーブルとを用いて配電線路の対地静電容量Ｃを算出する静電容量算出部と、を更に備えるとよい。
【００１９】
配電線路の電圧上昇速度の波形は、事故点抵抗Ｒｇが増減してもほぼ同様の形状となるが、対地静電容量Ｃが増減するとそれに応じて０点近傍の電圧上昇速度（時間に対する電圧の傾き）が異なる。したがって、上記の静電容量−電圧速度テーブルにより、電圧値の変化から算出される電圧上昇速度を用いて配電線路の対地静電容量Ｃを求めることができる。これにより、配電線路において対地静電容量Ｃが測定可能な範囲になるまで適切に区間を分割することができ、かかる区間において事故電流Ｑｇを測定すれば、対地静電容量Ｃの影響が排除されたより正確な事故電流Ｑｇを取得することができる。すなわち、アンテナを用いて闇雲に探査するのではなく、配電線路をアンテナでの探査が適当となる区間に分割し、高効率且つ確実に探査を行うことが可能となる。
【００２０】
当該課電式事故探査装置は、配電線路に生じた事故点の抵抗である事故点抵抗Ｒｇに対する、対地静電容量Ｃと、電流値Ｉｔとの関係を記憶した静電容量−電流値テーブルと、電流取得部が取得した電流値Ｉｔと、静電容量算出部が算出した対地静電容量Ｃと、静電容量−電流値テーブルとを用いて事故点抵抗Ｒｇを算出する事故点抵抗算出部と、を更に備えるとよい。
【００２１】
上記構成のように事故点抵抗Ｒｇを算出することにより、事故点抵抗Ｒｇの大小に応じて配電線路を区間に分割することができる。これにより、例えば、事故点抵抗Ｒｇが小さい区間は、かかる事故点抵抗Ｒｇの影響が小さいため従来のようにアンテナを用いて探査を行う。事故点抵抗Ｒｇが大きい場合はさらに事故点のある区間を絞り込み、目視により探査を行う等、状況に応じた手段を適宜選択することが可能となる。したがって、事故探査の作業効率の向上が図れる。
【００２２】
上記課題を解決するために、本発明にかかる課電式事故探査方法の代表的な構成は、配電系統における事故探査を行う課電式事故探査方法であって、所定時間幅の矩形電圧を配電系統に印加し、矩形電圧の印加を停止した後に配電系統を接地する瞬間の電流値Ｉｔを取得し、電流値Ｉｔが０より大きい場合、配電線路に生じた事故点の抵抗である事故点抵抗Ｒｇを算出し、事故点抵抗Ｒｇが所定値以上であった場合、電流値Ｉｔを取得しながら配電線路を区間分割し、事故点抵抗Ｒｇが所定値未満であった場合、電流値Ｉｔおよび配電線路の対地静電容量Ｃを取得し、対地静電容量Ｃが所定値未満となるよう区間分割することを特徴とする。
【００２３】
上述した課電式事故探査装置の技術的思想に基づく構成要素やその説明は、当該課電式事故探査方法にも適用可能である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、事故点抵抗Ｒｇや対地静電容量Ｃの影響により事故電流Ｑｇが小さい場合においても容易かつ確実に事故の有無を判断することが可能な課電式事故探査装置および課電式事故探査方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施形態の課電式事故探査装置を用いた課電式事故探査の概要を説明する図である。
【図２】本実施形態にかかる課電式事故探査装置の概略的な構成を示す図である。
【図３】配電線を通過する線路電流の電流値の波形の例を示す図である。
【図４】配電線を通過する線路電流の電圧値の波形の例を示す図である。
【図５】静電容量−電流値テーブルを示す図である。
【図６】本実施形態にかかる課電式事故探査方法の処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】サブルーチン処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】従来のアンテナを利用した事故点の探査方法を説明するための説明図である。
【図９】従来のアンテナによる事故点の特定方法を説明するための説明図である。
【図１０】従来のアンテナによる事故点の特定方法を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００２７】
配電系統の一部で事故が発生した場合、発電所または変電所では電力事業所の管理下にある配電系統への電力の供給を一旦停止する。そして、事故が起きた地点を大まかな区域に絞って、その事故区域以外の正常区域への電力供給を再開する。その後、事故区域中の具体的な事故点を特定する。具体的な事故点が特定されるとその事故の原因を速やかに取り除いて事故区域においても通常の電力供給を再開する。
【００２８】
本実施形態の課電式事故探査装置および課電式事故探査方法は、事故点抵抗Ｒｇや対地静電容量Ｃの影響により事故電流Ｑｇが小さい場合においても、上記のような事故点の特定を容易かつ確実に行うことができる。以下、課電式事故探査の概要を説明し、次に本実施形態の課電式事故探査装置の具体的構成を述べ、後にその課電式事故探査装置を用いて事故点を特定する課電式事故探査方法を説明する。
【００２９】
（課電式事故点探査）
図１は、本実施形態の課電式事故探査装置を用いた課電式事故探査の概要を説明する図である。ここでは、６．６ｋＶの配電線１０（架空および地中配電線のいずれも含む。）における事故を想定する。図１に示すように、課電式事故探査では、課電式事故探査装置（以下、単に探査装置１００と称する。）の接続部１１６を、事故区域における配電系統の配電線路（以下、配電線１０と称する。）の任意の位置（配電線１０の途中または課電専用端子）に接続する。そして、探査装置１００の課電部１１０（図２参照）から所定時間幅の矩形電圧を配電線１０に印加する。かかる所定時間幅は１０±１ｍｓｅｃとすることができ、課電部１１０は、その矩形電圧を４ｓｅｃ毎に周期的に出力させることもできる。
【００３０】
（課電式事故探査装置）
図２は、本実施形態にかかる課電式事故探査装置１００の概略的な構成を示す図である。図１中、一点鎖線は電流取得部との接続関係を、二点鎖線は電圧取得部との接続関係を示す。なお、課電式事故探査装置の各構成要素は全て制御部と接続されているが、その接続関係については図示を省略する。
【００３１】
課電部１１０は、配電系統の配電線１０に所定時間幅の矩形電圧を印加する。詳細には、課電部１１０は、単相１００Ｖ（５０／６０Ｈｚ）の交流電圧をスイッチング倍電圧整流方式により高電圧に変換して電源コンデンサ１１０ａ（例えば、５μＦ）に充電し、７．５〜１５ｋＶの直流高電圧の矩形波パルス（矩形電圧）を出力する。本実施形態では、上述したように１０ｍｓｅｃ幅の矩形電圧を配電線１０に周期的に印加する。
【００３２】
接地部１１２は、電流取得部１２０を介して探査装置１００の外部のアース１０２ａに接続されており、配電線１０を接地する。スイッチ１１４は、制御部１３０の制御により、接続部１１６を介した配電線１０と、課電部１１０または接地部１１２との接続を切り替える。接続部１１６は、配電線１０に接続され、探査装置１００と配電線１０とを電気的に接続する。なお図２に示すスイッチ１１４は模式図であって、実際には半導体を使用したスイッチング回路を用いた方が高速に切り替えを行うことができるため好ましい。
【００３３】
電流取得部１２０は、探査装置１００の外部のアース１０２ａに接続され、配電線１０を通過する線路電流の電流値を取得する。また電流取得部１２０は、電流値を積分することによって電荷も取得する。すなわち、電流取得部１２０は電流計である。電圧取得部１２２は、探査装置１００外部のアース１０２ｂに接続され、配電線１０を通過する線路電流の電圧値を取得する。すなわち、電圧取得部１２２は電圧計である。なお、電流取得部１２０および電圧取得部１２２が取得したデータは記憶部１５０に記憶してもよい。
【００３４】
制御部１３０は、中央処理装置（ＣＰＵ）を含む半導体集積回路により探査装置１００全体を管理および制御する。また本実施形態では、制御部１３０は、配電線１０における事故の有無を判定する事故判定部１３２としても機能する。なお、事故判定部１３２としての機能の詳細については後に詳述する。
【００３５】
表示部１４０は、液晶ディスプレイ、ＥＬ（Electro Luminescence）、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）等で構成され、記憶部１５０に記憶されたアプリケーションのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示することができる。また本実施形態では、表示部１４０は、電流取得部１２０が取得した電流値のうち、接地部１１２により接地される瞬間の電流値である電流値Ｉｔと、事故電流Ｑｇとを表示する。
【００３６】
図３は、配電線１０を通過する線路電流の電流値の波形の例を示す図である。図９を用いて説明したように、配電線１０における事故が無い場合、換言すれば事故点抵抗Ｒｇが無限大の場合、充電電流Ｑｃと放電電流Ｑｄとが相殺されるため、事故電流Ｑｇは生じない。これに対し、図１０を用いて説明したように、配電線１０において事故が発生している場合、事故点における漏電により事故電流Ｑｇが生じる。しかしながら、事故点抵抗Ｒｇが大きいと線路電流の上下流の差が小さくなる。その結果、事故電流Ｑｇが小さくなり、従来の探査方法では事故の有無を特定できないという事態が生じていた。
【００３７】
ここで図３を参照すると、無事故時（Ｒｇ＝無限大）の配電線１０において、配電線路に印加された矩形電圧の立ち下がり時、すなわち矩形電圧の印加を停止した後に配電系統（配電線１０）を接地する瞬間の線路電流の電流値Ｉｔは０である。これは、配電線１０の静電容量が印加した電流によって飽和するためである。一方、事故時（Ｒｇ＝５ｋΩ、１０ｋΩ、３０ｋΩ）において、電流値の波形は事故点抵抗Ｒｇの大小に拘わらずほぼ同様の形状であるものの、事故点抵抗Ｒｇが小さくなるほど電流値Ｉｔは大きくなる。したがって、この電流値Ｉｔを参照すれば、配電線路における事故の有無を容易かつ確実に判断することができる。
【００３８】
更に、本実施形態では、制御部１３０を事故判定部１３２として機能させ、事故判定部１３２は、電流値Ｉｔおよび事故電流Ｑｇを参照して配電線１０における事故の有無を判定する。詳細には、事故判定部１３２は、電流値Ｉｔが０より大きい場合に配電線１０において事故が有ると判定する。これにより、作業者の主観によることなく客観的に事故の有無を判定することができる。
【００３９】
また事故判定部１３２は、事故電流Ｑｇが０より大きく且つ電流値Ｉｔが０である場合に、配電線路において地絡事故が有ると判定する。地絡事故時に電流値Ｉｔが０となるのは、電圧の印加を停止してから接地するまでの間に（スイッチ１１４を切り替える間に）、配電線１０に溜まった電荷が放出されてしまうためである。しかし上記のように判定することにより、電流値Ｉｔが０であった場合においても事故の有無を判定することができ、且つ事故の種類についても把握することが可能となる。
【００４０】
記憶部１５０は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、不揮発性ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等で構成され、制御部１３０で処理されるプログラムを記憶する。また本実施形態においては、記憶部１５０は、静電容量−電圧速度テーブル１５２と、静電容量−電流値テーブル１５４とを格納する。
【００４１】
静電容量−電圧速度テーブル１５２は、対地静電容量Ｃと、矩形電圧の印加開始時における配電線路の電圧上昇速度との関係を記憶したテーブルである。静電容量−電流値テーブル１５４は、配電線１０に生じた事故点の抵抗である事故点抵抗Ｒｇに対する、対地静電容量Ｃと、電流値Ｉｔとの関係を記憶したテーブルである。なお、静電容量−電圧速度テーブル１５２および静電容量−電流値テーブル１５４の詳細については後述する。
【００４２】
事故電流算出部１６０は、電流取得部１２０が取得した電流値から、矩形電圧が印加されることにより配電線１０の対地静電容量Ｃに充電された電荷である充電電流Ｑｃと、接地部１１２により接地されることにより対地静電容量Ｃから放電された電荷である放電電流Ｑｄとから事故電流Ｑｇを算出する。これにより、従来のように事故電流Ｑｇを参照することも可能となる。
【００４３】
静電容量算出部１７０は、電圧取得部１２２が取得した電圧値を用いて配電線１０を通過する線路電流の電圧上昇速度を算出し、算出した電圧上昇速度と、静電容量−電圧速度テーブル１５２とを用いて配電線１０の対地静電容量Ｃを算出する。以下、図４を用いて、静電容量算出部１７０による対地静電容量Ｃの算出について説明する。
【００４４】
図４は、配電線１０を通過する線路電流の電圧値の波形の例を示す図である。図４（ａ）は、事故点抵抗Ｒｇを一定として対地静電容量Ｃを変化させた場合の電圧値の波形の例を示す図、すなわち静電容量−電圧速度テーブル１５２を示す図であり、図４（ｂ）は、対地静電容量Ｃを一定として事故点抵抗Ｒｇを変化させた場合の電圧値の波形の例を示す図である。
【００４５】
まず図４（ｂ）を参照すると、対地静電容量Ｃを一定にした場合（図４（ｂ）においてはＣ＝０．６μＦ一定）、事故点抵抗Ｒｇの大きさに拘わらず、電圧値の波形はほぼ同様の形状となり、電圧値上昇時の時間に対する電圧の傾き（図中の破線参照）すなわち電圧上昇速度は同一である。このことから、電圧上昇速度の変化には事故点抵抗Ｒｇの大きさが影響しないことがわかる。次に図４（ａ）を参照すると、事故点抵抗Ｒｇを一定にした場合（図４（ａ）においてはＲｇ＝１０ｋΩ一定）、対地静電容量Ｃの大きさによって０点近傍の電圧上昇速度（傾き）が異なる。
【００４６】
したがって、図４（ａ）のような、対地静電容量Ｃと電圧上昇速度との関係を記憶した静電容量−電圧速度テーブル１５２を備えることにより、静電容量算出部１７０が対地静電容量Ｃを求めることができる。これにより、配電線１０において対地静電容量Ｃが測定可能な範囲になるまで適切に区間を分割し、対地静電容量Ｃの影響が排除されたより正確な事故電流Ｑｇを取得することが可能となる。
【００４７】
なお、課電部１１０は定電圧制御することが通常であるが、その出力特性（電源コンデンサ１１０ａの放出特性）によって電圧上昇速度は異なる。したがって、静電容量−電圧速度テーブル１５２は課電部１１０の種類ごとに作成することが好ましく、あるいは探査装置１１０ごとに作成することが好ましい。
【００４８】
事故点抵抗算出部１８０は、電流取得部１２０が取得した電流値Ｉｔと、静電容量算出部１７０が算出した対地静電容量Ｃと、静電容量−電流値テーブル１５４とを用いて事故点抵抗Ｒｇを算出する。以下、図５を用いて、事故点抵抗算出部１８０による事故点抵抗Ｒｇの算出について説明する。
【００４９】
図５は、静電容量−電流値テーブル１５４を示す図である。図５に示すように、静電容量−電流値テーブル１５４には、事故点抵抗Ｒｇごとに、対地静電容量Ｃと電流値Ｉｔとの関係が記憶されている。これを参照すると、電流値Ｉｔは対地静電容量Ｃの増大により上昇する傾向があり、電流値Ｉｔの波形形状は事故点抵抗Ｒｇの大きさに拘わらずほぼ同様である（おおむね相似形である）ことがわかる。すなわち、事故点抵抗Ｒｇが大きくなるにつれて電流値Ｉｔの波形が減少する方向にシフトすることがわかる。
【００５０】
したがって、図５のような静電容量−電流値テーブル１５４を備えることで、事故点抵抗算出部１８０は、電流値Ｉｔと対地静電容量Ｃとを用いて事故点抵抗Ｒｇを算出することが可能となる。これにより、事故点抵抗Ｒｇに応じて配電線１０を区間分割し、事故点抵抗Ｒｇの大小、すなわち事故状況に応じて適切な探査方法を選択することが可能となる。したがって、探査効率の向上が図れる。
【００５１】
（課電式事故探査方法）
次に、図１、図６および図７を参照して、上述した課電式事故探査装置を利用して配電系統における事故探査を行う課電式事故探査方法（以下、単に探査方法と称する）を説明する。図６は、本実施形態にかかる課電式事故探査方法の処理の流れを示すフローチャートであり、図７は、サブルーチン処理の流れを示すフローチャートである。なお、本実施形態では、矩形電圧の所定時間幅は１０ｍｓｅｃ、すなわちｔ＝１０ｍｓｅｃであるため、以下の説明では電流値Ｉｔを電流値Ｉ10と称する。
【００５２】
事故点探査では、事故発生後、まず事故区域を所定範囲に絞り、その区域内で事故点を探査する。以下の説明では、電柱１２ａから電柱１２ｅまでの間を事故区域として例示する。図１に示すように、本実施形態にかかる探査方法では、探査装置１００の接続部１１６を、事故区域の配電線１０の任意の位置、例えば電柱１２ａの近傍の配電線１０に接続する。そして、図６に示すように線路電流の計測を行う（ステップ２００）。線路電流の計測では、図７に示すように、まず課電部１１０は配電線１０（配電系統）に１０ｍｓｅｃ幅の矩形電圧を印加する（ステップ２０２）。
【００５３】
そして、配電線１０に印加された矩形電圧の立ち下がり時、すなわち矩形電圧の印加を停止した後、制御部１３０はスイッチ１１４を切り替え、接地部１１２により配電線１０を接地する（ステップ２０４）。接地後、接続部１１６を介して、電流取得部１２０は、配電線１０を通過した線路電流の電流値を取得する（ステップ２０６）。これと並行して、電圧取得部１２２は、配電線１０を通過する線路電流の電圧値を取得する（ステップ２０８）。
【００５４】
なお、電流値は、矩形電圧の印加を開始してから、対地静電容量Ｃが放電されるために充分な時間が経過するまで（例えば２０ｍｓｅｃ）の間を測定する。電荷（充電電流Ｑｃ、放電電流Ｑｄ）は、電流取得部１２０が電流値を積分することによって求める。電圧値の測定開始から終了までの時間は、電流値の測定と同様である。
【００５５】
ステップ２００の線路電流の計測後、事故電流算出部１６０は、電流取得部１２０が取得した線路電流の電荷を参照し、充電電流Ｑｃと放電電流Ｑｄとから事故電流Ｑｇを算出する（ステップ２１０）。そして、表示部１４０は、かかる事故電流Ｑｇを表示する（ステップ２１２）。これと並行して、表示部１４０は、電流取得部１２０が取得した電流値のうち、配電系統（配電線１０）を接地する瞬間の電流値Ｉ10を表示する（ステップ２１４）。
【００５６】
事故電流Ｑｇがほぼ０ではなく（ステップ２１６のＮＯ）、且つ電流値Ｉ10が０ではない場合（ステップ２２０のＮＯ）、すなわち事故電流Ｑｇおよび電流値Ｉ10が共に０より大きい場合、事故判定部１３２は、電柱１２ａから電柱１２ｅまでの区間に事故があると判断する（ステップ２２２）。この場合は、探査装置１１０から事故点までの間に、アンテナ１４で検出可能な程度の電流が流れることになる。そこで、測定点を下流に移動しながら従来のようにアンテナ１４を用いて事故電流Ｑｇを測定し、（ステップ２２４）、事故点を特定する（ステップ２２６）。事故点が特定されない場合（ステップ２２６のＮＯ）、事故点が特定されるまでステップ２２４を繰り返す。事故点が特定されたら（ステップ２２６のＹＥＳ）、事故点を除去し（ステップ２２８）、事故点探査を終了して送電を再開する。
【００５７】
事故電流Ｑｇがほぼ０ではなく（ステップ２１６のＮＯ）、且つ電流値Ｉ10が０の場合（ステップ２２０のＹＥＳ）、事故判定部１３２は、電柱１２ａから電柱１２ｅまでの区間に地絡事故があると判断する（ステップ２３２）。地絡事故は外観からわかりやすいため、アンテナ１４を用いるよりも、巡視によって観察する方が迅速に発見できる。そこで、測定点を下流に移動しながら巡視を行い（ステップ２３４）、事故点を特定する（ステップ２３６）。事故点が特定されない場合（ステップ２３６のＮＯ）、事故点が特定されるまでステップ２３４を繰り返し、事故点が特定されたら（ステップ２３６のＹＥＳ）、事故点を除去する（ステップ２２８）。
【００５８】
一方、事故電流Ｑｇがほぼ０であり（ステップ２１６のＹＥＳ）、且つ電流値Ｉ10が０であった場合（ステップ２４０のＹＥＳ）、事故判定部１３２は、電柱１２ａから電柱１２ｅまでの区間に事故がないと判断する（ステップ２４２）。そして、事故点探査を終了して送電を再開する。
【００５９】
他方、事故電流Ｑｇがほぼ０であり（ステップ２１６のＹＥＳ）、且つ電流値Ｉ10が０で無い場合すなわち０より大きい場合（ステップ２４０のＹＥＳ）、事故判定部１３２は、電柱１２ａから電柱１２ｅまでの区間に事故があると判断する（ステップ２５２）。事故電流Ｑｇがほぼ０であるということは、アンテナ１４による事故点の検出が困難である。ただし、事故電流Ｑｇが小さくなる原因としては、事故点抵抗Ｒｇが大きすぎる場合と、対地静電容量Ｃが大きすぎる場合がある。
【００６０】
事故点抵抗Ｒｇが大きすぎる場合は、最終的には目視によって事故点を発見する必要がある。対地静電容量Ｃが大きすぎる場合には、これを小さくすればアンテナ１４による事故点の検出が可能となる。いずれの場合も区間の分割を行って事故点のある区間を絞り込むのであるが、原因に応じて区間を絞り込む基準が異なる。
【００６１】
そこでまず、静電容量算出部１７０が、電圧取得部１２２が取得した電圧値を用いて配電線１０の電圧上昇速度を算出する（ステップ２５４）。次に、静電容量算出部１７０は、算出した電圧上昇速度と、静電容量−電圧速度テーブル１５２とを用いて、配電線１０の対地静電容量Ｃを算出する（ステップ２５６）。そして、事故点抵抗算出部１８０は、電流値Ｉｔと、静電容量算出部１７０が算出した対地静電容量Ｃと、静電容量−電流値テーブル１５４とを用いて事故点抵抗Ｒｇを算出する（ステップ２５８）。
【００６２】
事故点抵抗Ｒｇが所定値以上であった場合（ステップ２６０のＹＥＳ）は、事故点抵抗Ｒｇが回復してしまったパターンである。そこで、電柱１２ａから電柱１２ｅまでの区間の略中間の位置、例えば電柱１２ｃの近傍の配電線１０で区間分割し（ステップ２６２）、分割した位置に接続部１１６を接続し、線路電流の計測を行う（ステップ２６４）。なお、ここで行うステップ２６４（線路電流計測）においては、ステップ２０８に示したような電圧値の取得は必ずしも行う必要はない。また、このステップ２６４における接続部１１６の接続位置は、必ずしも配電線路の探査区間（本実施形態においては電柱１２ａから電柱１２ｅまでの区間）の略中間である必要はなく、区間中の任意の位置としてよい。
【００６３】
ここで、上記の事故点抵抗Ｒｇの所定値は、適宜定めることが可能であるが、好ましくは、探査に用いるアンテナの測定限界値（例えば、１０ｋΩ程度）とするとよい。これにより、後述するように、事故点抵抗Ｒｇが所定値以上の場合、すなわち事故点抵抗Ｒｇがアンテナの測定限界値を超えている場合には、事故点のある区間を絞り込んだ上で目視により探査を行い、事故点抵抗Ｒｇが所定値未満の場合には、事故点抵抗Ｒｇの影響が小さいため従来のようにアンテナを用いて探査を行う等、状況に応じた手段を適宜選択することが可能となる。
【００６４】
ステップ２６４において線路電流の計測を行ったら、表示部１４０は、電流取得部１２０が取得した電流値のうち、配電線１０を接地する瞬間の電流値Ｉ10を表示する（ステップ２６６）。そして、かかる電流値Ｉ10に基づいて、分割した区間のうち、いずれに事故点が存在するかを特定する（ステップ２６８）。
【００６５】
詳細には、ステップ２６６における電流値Ｉ10、すなわち電柱１２ｃの近傍における電流値Ｉ10が０であった場合、事故は、電柱１２ａから電柱１２ｃまでの区間ではなく、電柱ｃから電柱ｅまでの区間において発生しているということがわかる。反対に、電柱１２ｃの近傍における電流値Ｉ10が０より大きい場合、事故は、電柱ｃから電柱ｅまでの区間ではなく、電柱１２ａから電柱１２ｃまでの区間において発生しているということがわかる。したがって、電流値Ｉ10を適宜取得すれば、事故点の存在する区間を特定することができる。以下、電柱１２ａから電柱１２ｃまでの区間において事故が発生していると仮定する。
【００６６】
上記の区間分割を、配電線１０の長さが目視点検可能な程度になるまで繰り返す（ステップ２７０）。目視点検可能な長さとは、明確な定義はなく、作業者の人数や許容される作業時間などとの兼ね合いから判断する。ステップ２７０において区間分割が終了しなかった場合（ステップ２７０のＮＯ）、換言すれば電柱１２ａから電柱１２ｃまでの区間を更に分割する場合、区間分割（ステップ２６２）から区間特定（ステップ２６８）を繰り返す。この場合、例えば電柱１２ａから電柱１２ｃの略中間に位置する電柱１２ｂ近傍に配電線を接続し、再度ステップ２６４の線路電流の計測を行う。区間分割が終了した場合（ステップ２７０のＹＥＳ）、当該区間を昇柱点検し（ステップ２７２）、事故点を除去する（ステップ２２８）。
【００６７】
事故点抵抗Ｒｇが所定値未満であった場合（ステップ２６０のＮＯ）、それでも事故電流Ｑｇがほぼ０であるということは、対地静電容量Ｃが大きすぎるパターンである。そこで電柱１２ａから電柱１２ｅまでの区間の任意の位置、例えば電柱１２ｃの近傍の配電線１０で区間分割し（ステップ２７６）、分割した位置に接続部１１６を接続し、線路電流の計測を行う（ステップ２７８）。そして、表示部１４０は、電流取得部１２０が取得した電流値のうち、配電線１０を接地する瞬間の電流値Ｉ10を表示する（ステップ２８０）。
【００６８】
上記と並行して、静電容量算出部１７０は、ステップ２７８において取得した電圧値を用いて配電線１０の電圧上昇速度を算出し（ステップ２８２）、算出した電圧上昇速度と静電容量−電圧速度テーブル１５２とを用いて、配電線１０の対地静電容量Ｃを算出する（ステップ２８４）。そして、かかる電流値Ｉ10および対地静電容量Ｃに基づいて、分割した区間のうち、いずれに事故点が存在するかを特定する（ステップ２８６）。このステップ２８６の区間特定においても、まずステップ２６８の区間特定と同様に、電流値Ｉ10を参照して、電柱１２ｃの上流側または下流側のいずれの区間に事故が発生しているかを特定する。
【００６９】
区間分割は、対地静電容量Ｃがアンテナによって測定可能な範囲となるまで繰り返す（ステップ２８８）。詳細には、対地静電容量Ｃが所定値以上であったら区間分割を終了せず（ステップ２８８のＮＯ）、再度区間分割（ステップ２７６）から区間特定（ステップ２８６）を繰り返し、対地静電容量Ｃが所定値未満となるまで区間を分割する。そして、対地静電容量Ｃが所定値未満となったら区間分割を終了する（ステップ２８８のＹＥＳ）。なお、対地静電容量Ｃの所定値は、適宜定めることが可能であるが、好ましくは、探査に用いるアンテナの測定限界値（例えば、０．６μＦ程度）とするとよい。
【００７０】
このように対地静電容量Ｃを参照することにより、配電線１０を、アンテナ１４での測定が可能な範囲（対地静電容量Ｃが所定値未満）になるように適切に区間分割することができる。そして、ステップ２８８の区間分割が終了した後に、かかる区間においてアンテナ１４を用いて事故電流Ｑｇを測定すれば（ステップ２２４）、対地静電容量Ｃの影響が排除されたより正確な事故電流Ｑｇが取得される。したがって、従来のようにアンテナを用いて闇雲に探査せずに済むため、高効率且つ確実に探査を行うことが可能となる。
【００７１】
上記説明したように、本実施形態にかかる課電式事故探査装置および課電式事故探査方法では、事故電流Ｑｇだけでなく、接地部により接地された瞬間の電流値である電流値Ｉｔ（電流値Ｉ10）をも用いて探査を行う。これにより、事故点抵抗Ｒｇや対地静電容量Ｃの影響により事故電流Ｑｇが０または極めて小さい場合であっても、配電線路における事故の有無を容易かつ確実に判断することが可能となる。
【００７２】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００７３】
例えば、上述した実施形態においては、配電線１０として架空配電線を挙げて説明しているが、かかる場合に限らず、地中配電線においても本実施形態の課電式事故探査装置および課電式事故探査方法を適用することができる。この場合、地上との接続点である配電塔で事故測定を行う。
【００７４】
なお、本明細書の課電式事故探査方法における各工程は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいはサブルーチンによる処理を含んでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、配電系統における事故探査を行う課電式事故探査装置および課電式事故探査方法に適用可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１０…配電線、１００…探査装置、１０２ａ・１０２ｂ…アース、１１０…課電部、１１０ａ…電源コンデンサ、１１２…接地部、１１４…スイッチ、１１６…接続部、１２０…電流取得部、１２２…電圧取得部、１３０…制御部、１３２…事故判定部、１４０…表示部、１５０…記憶部、１５２…静電容量−電圧速度テーブル、１５４…静電容量−電流値テーブル、１６０…事故電流算出部、１７０…静電容量算出部、１８０…事故点抵抗算出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011145117.tif 000009
【図８】
2011145117.tif 000010
【図９】
2011145117.tif 000011
【図１０】
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