(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流３相の電路にサージ信号を注入し前記電路にサージ信号を発生させるサージ信号発生装置と、
前記電路の交流３相がいずれの相であるかを確認したい２箇所に設置され前記サージ信号発生装置で発生させたサージ信号を測定するとともに前記電路の電圧波形を測定する測定装置と、
前記測定装置で測定したサージ信号及び前記電路の電圧波形を記録する記録装置と、
前記記録装置で記録したサージ信号のうち前記サージ信号が到達したタイミングを基準として作業員により前記交流３相の電圧波形がいずれの相に対応するかを判断できる態様で前記記録装置で記録したサージ信号及び電圧波形を出力する出力装置とを備えたことを特徴とする交流３相電路の相判別支援装置。
【請求項２】
交流３相の電路にサージ信号を注入し前記電路にサージを発生させるサージ信号発生装置と、
前記電路の交流３相がいずれの相であるかを確認したい２箇所に設置され前記サージ信号発生装置で発生させたサージ信号を測定するとともに前記電路の電圧波形を測定する測定装置と、
前記測定装置で測定したサージ信号及び前記電路の電圧波形を記録する記録装置と、
前記記録装置で記録したサージ信号のうち前記サージ信号が到達したタイミング及び前記電路の電圧波形に基づいて前記電路の負荷側の交流３相が前記電路の電源側の交流３相のいずれの相に対応するかを識別する相識別装置とを備えたことを特徴とする交流３相電路の相判別装置。
【請求項３】
前記相識別装置は、前記記録装置で記録したサージ信号及び前記電路の電圧波形を画像として入力し、画像中の前記サージ信号が到達したタイミングの位置を基準とし、前記負荷側における交流３相の相順と前記電源側における交流３相の相順との電圧波形の画像を比較して、前記電路の負荷側の交流３相が前記電路の電源側の交流３相のいずれの相に対応するかを識別することを特徴とする請求項２記載の交流３相電路の相判別装置。
【請求項４】
前記相識別装置は、前記記録装置で記録したサージ信号及び前記電路の電圧波形を電圧信号として入力し、前記サージ信号が到達したタイミングの位置を基準とし、前記負荷側における交流３相の相順の電圧信号の零クロス点と前記電源側における交流３相の相順の電圧信号の零クロス点とを比較して、前記電路の負荷側の交流３相が前記電路の電源側の交流３相のいずれの相に対応するかを識別することを特徴とする請求項２記載の交流３相電路の相判別装置。
【請求項５】
交流３相の電路の交流３相がいずれの相であるかを確認したい２箇所に設置された測定装置は前記２箇所で前記電路にサージ信号を発生させるサージ信号発生装置がサージ信号を注入する時点より第１所定時間前から前記電路の電圧波形の測定を開始し、
前記サージ信号発生装置より前記電路にサージ信号を注入し、
前記測定装置で測定したサージ信号及び前記電路の電圧波形を記録する記録装置は前記測定装置が前記サージ信号を測定したときは前記第１所定時間の前記電路の電圧波形及び前記サージ信号を測定した後の第２所定時間後における前記電路の電圧波形及び前記サージ信号を記録し、
前記記録装置で記録したサージ信号及び前記電路の電圧波形を出力する出力装置は前記記録装置で記録したサージ信号のうち前記サージ信号が到達したタイミングを基準として作業員により前記交流３相の電圧波形がいずれの相に対応するかを判断できる態様で出力することを特徴とする交流３相電路の相判別支援方法。
【請求項６】
交流３相の電路の交流３相がいずれの相であるかを確認したい２箇所に設置された測定装置は前記２箇所で前記電路にサージ信号を発生させるサージ信号発生装置がサージ信号を注入する時点より第１所定時間前から前記電路の電圧波形の測定を開始し、
前記サージ信号発生装置より前記電路にサージ信号を注入し、
前記測定装置で測定したサージ信号及び前記電路の電圧波形を記録する記録装置は前記測定装置が前記サージ信号を測定したときは前記第１所定時間の前記電路の電圧波形及び前記サージ信号を測定した後の第２所定時間後における前記電路の電圧波形及び前記サージ信号を記録し、
前記交流３相の電路の交流３相がいずれの相に対応するかを識別する相識別装置は前記記録装置で記録したサージ信号のうち前記サージ信号が到達したタイミング及び前記電路の電圧波形に基づいて前記電路の負荷側の交流３相が前記電路の電源側の交流３相のいずれの相に対応するかを識別することを特徴とする交流３相電路の相判別方法。
【請求項７】
前記電路の負荷側の交流３相が前記電路の電源側の交流３相のいずれの相に対応するかの識別は、前記記録装置で記録したサージ信号及び前記電路の電圧波形を画像として入力し、画像中の前記サージ信号が到達したタイミングの位置を基準とし、前記負荷側における交流３相の相順と前記電源側における交流３相の相順の電圧波形の画像を比較して行うことを特徴とする請求項６記載の交流３相電路の相判別方法。
【請求項８】
前記電路の負荷側の交流３相が前記電路の電源側の交流３相のいずれの相に対応するかの識別は、前記記録装置で記録したサージ信号及び前記電路の電圧波形を電圧信号として入力し、前記サージ信号が到達したタイミングの位置を基準とし、前記負荷側における交流３相の相順の電圧信号の零クロス点と前記電源側における交流３相の相順の電圧信号の零クロス点とを比較して、前記電路の負荷側の交流３相が前記電路の電源側の交流３相のいずれの相に対応するかを識別することを特徴とする請求項６記載の交流３相電路の相判別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流３相電路の負荷側の交流３相が電源側の交流３相のいずれの相に対応するかを判別する交流３相電路の相判別支援装置、相判別装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電力系統の送電線や配電線の交流３相電路において、各相の電流アンバランスは、様々な障害や系統制御の複雑化を招くため、各相に均等に負荷が加わるように平準化して接続することが好ましい。各相に均等に負荷が加わるようにするには、どの負荷がどの相に接続されているかの負荷の相管理が重要となる。交流３相電路は設備を敷設する上で撚架となる（相の並びが入れ替わる）箇所もあるため、負荷側のどの相が電源側のどの相に対応するかがわからなくなる場合がある。
【０００３】
そこで、送配電線路の相検出システムとして、送配電線路の特定の２点に設けられる各子局と通信回線によって接続される親局とを備え、親局では、各子局によって検出された各相の電圧の零クロス時刻を受信し、比較を行うことで同一相を検出し、送配電線路の任意の２点間における同一相を検出することができるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、交流３相の少なくとも１相に既知の調波周波数の高調波を注入して電圧歪みを生成し、調波周波数を含む歪んだ電圧信号を受信して、受信した電圧信号の位相を識別し、配電網の電力線の相を識別するようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２１５２４８号公報
【特許文献２】特開２０１３ー４４７５２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、特許文献１のものでは、電圧や電流の測定装置以外に、各相の電圧の零クロス時刻を受信するための同期装置（例えば、ＧＰＳ、光ケーブルによる光信号）等の特殊な装置が必要となる。一方、特許文献２のものでは、注入した高調波は３相の線間に接続された機器、例えば柱上変圧器等があると、高調波を注入した相とは別の相に高調波が回り込むことがあるので、高調波を注入した相を判別できないことがある。
【０００７】
このように、特許文献１のような同期検定方式では、各相の電圧の同期を取るための同期装置が必要となるので高価となる。一方、特許文献２のような信号注入方式では、３相の線間に接続された機器があると、高調波を注入した相以外に高調波が回り込むことがあるので、相判別が不能となることがある。
【０００８】
本発明の目的は、各相の電圧の同期を取るための同期装置を必要とせず、負荷側の交流３相が電源側の交流３相のいずれの相に対応するかを精度よく判別できる交流３相電路の相判別支援装置、相判別装置及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の交流３相電路の相判別支援装置は、交流３相の電路にサージ信号を注入し前記電路にサージ信号を発生させるサージ信号発生装置と、前記電路の交流３相がいずれの相であるかを確認したい２箇所に設置され前記サージ信号発生装置で発生させたサージ信号を測定するとともに前記電路の電圧波形を測定する測定装置と、前記測定装置で測定したサージ信号及び前記電路の電圧波形を記録する記録装置と、前記記録装置で記録したサージ信号のうち前記サージ信号が到達したタイミングを基準として作業員により前記交流３相の電圧波形がいずれの相に対応するかを判断できる態様で前記記録装置で記録したサージ信号及び電圧波形を出力する出力装置とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の交流３相電路の相判別装置は、交流３相の電路にサージ信号を注入し前記電路にサージを発生させるサージ信号発生装置と、前記電路の交流３相がいずれの相であるかを確認したい２箇所に設置され前記サージ信号発生装置で発生させたサージ信号を測定するとともに前記電路の電圧波形を測定する測定装置と、前記測定装置で測定したサージ信号及び前記電路の電圧波形を記録する記録装置と、前記記録装置で記録したサージ信号のうち前記サージ信号が到達したタイミング及び前記電路の電圧波形に基づいて前記電路の負荷側の交流３相が前記電路の電源側の交流３相のいずれの相に対応するかを識別する相識別装置とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の交流３相電路の相判別支援方法は、交流３相の電路の交流３相がいずれの相であるかを確認したい２箇所に設置された測定装置は前記２箇所で前記電路にサージ信号を発生させるサージ信号発生装置がサージ信号を注入する時点より第１所定時間前から前記電路の電圧波形の測定を開始し、前記サージ信号発生装置より前記電路にサージ信号を注入し、前記測定装置で測定したサージ信号及び前記電路の電圧波形を記録する記録装置は前記測定装置が前記サージ信号を測定したときは前記第１所定時間の前記電路の電圧波形及び前記サージ信号を測定した後の第２所定時間後における前記電路の電圧波形及び前記サージ信号を記録し、前記記録装置で記録したサージ信号及び前記電路の電圧波形を出力する出力装置は前記記録装置で記録したサージ信号のうち前記サージ信号が到達したタイミングを基準として作業員により前記交流３相の電圧波形がいずれの相に対応するかを判断できる態様で出力することを特徴とする。
【００１２】
本発明の交流３相電路の相判別方法は、交流３相の電路の交流３相がいずれの相であるかを確認したい２箇所に設置された測定装置は前記２箇所で前記電路にサージ信号を発生させるサージ信号発生装置がサージ信号を注入する時点より第１所定時間前から前記電路の電圧波形の測定を開始し、前記サージ信号発生装置より前記電路にサージ信号を注入し、前記測定装置で測定したサージ信号及び前記電路の電圧波形を記録する記録装置は前記測定装置が前記サージ信号を測定したときは前記第１所定時間の前記電路の電圧波形及び前記サージ信号を測定した後の第２所定時間後における前記電路の電圧波形及び前記サージ信号を記録し、前記交流３相の電路の交流３相がいずれの相に対応するかを識別する相識別装置は前記記録装置で記録したサージ信号のうち前記サージ信号が到達したタイミング及び前記電路の電圧波形に基づいて前記電路の負荷側の交流３相が前記電路の電源側の交流３相のいずれの相に対応するかを識別することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、交流３相の電路にサージ信号を注入し、電路の負荷側の交流３相が電路の電源側の交流３相のいずれの相に対応するかを確認したい２箇所で、サージ信号を測定するとともに電路の電圧波形を測定し、測定したサージ信号及び電圧波形を記録し出力するので、サージ信号を基準として、電圧波形から電路の負荷側の交流３相が電路の電源側の交流３相のいずれの相に対応するかを確認できる。サージ信号を基準とするので、同期装置が不要となり、また、サージ信号が到達したタイミングのみ管理すればよいので、１相で発生したサージ信号が他の相に回り込んでもサージ信号が測定箇所に届くタイミングはどの相も等しく相判別ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る交流３相電路の相判別支援装置の一例を示す構成図。
【図２】本発明の実施形態に係る交流３相電路の相判別支援装置の出力装置に出力されたサージ信号及び電圧波形の一例を示す波形図。
【図３】本発明の実施形態に係る交流３相電路の相判別支援装置の出力装置に出力されたサージ信号及び電圧波形の他の一例を示す波形図。
【図４】本発明の実施形態に係る交流３相電路の相判別支援方法の一例を示すフローチャート。
【図５】本発明の実施形態に係る交流３相電路の相判別装置の一例を示す構成図。
【図６】本発明の実施形態に係る交流３相電路の相判別装置の相識別装置でいずれの相であるかを識別する際に用いるサージ信号及び電圧信号の一例を示す波形図。
【図７】本発明の実施形態に係る交流３相電路の相判別装置の相識別装置でいずれの相であるかを識別する際に用いるサージ信号及び電圧信号の他の一例を示す波形図。
【図８】本発明の実施形態に係る交流３相電路の相判別方法の一例を示すフローチャート。
【図９】サージ信号として連系開閉器を閉じたときに発生する開閉サージ信号を用いた場合の開閉サージ信号及び電圧波形の一例を示す実験データの波形図。
【図１０】サージ信号として連系開閉器を開いたときに発生する開閉サージ信号を用いた場合の開閉サージ信号及び電圧波形の他の一例を示す実験データの波形図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の実施形態に係る交流３相電路の相判別支援装置の一例を示す構成図であり、交流３相電路に適用したものを示している。図１では交流３相電路として電力系統の配電線を示しており単線結線図で示している。
【００１６】
配電変圧器１１が電源側となり配電線１２に接続される負荷に電力が供給される。図１では負荷の図示を省略している。配電変圧器１１は遮断器１３を介して配電線１２に接続され、配電線１２には開閉器１４ａ、１４ｂ及び連系開閉器１４ｃが設けられ、常時は開閉器１４ａ、１４ｂは閉じており、連系開閉器１４ｃは開いている。これにより、配電線１２は配電線１２ａ、１２ｂ、１２ｃに３分割され、配電線１２ａ、１２ｂ、１２ｃのいずれかに事故が発生し、配電変圧器１１から配電線１２ａ、１２ｂ、１２ｃに電力供給ができなくなったとき、連系開閉器１４ｃは閉じられ、隣接する配電線１２Ｘから配電線１２ａ、１２ｂ、１２ｃに電力が供給される。例えば、配電線１２ｂに事故が発生したときは、開閉器１４ａ、１４ｂが開き、連系開閉器１４ｃが閉じて配電線１２ｃには隣接する配電線１２Ｘから電力が供給され、配電線１２ａには配電変圧器１１から電力が供給される。なお、配電線１２ｃには、スイッチ１５を介して無効電力調整用のコンデンサ１６が接続されたものを示している。
【００１７】
本発明の実施形態に係る交流３相電路の相判別支援装置は、サージ信号発生装置１７と、２個の測定装置１８ａ、１８ｂと、記録装置１９と、出力装置２０とを備えている。
【００１８】
サージ信号発生装置１７は、交流３相の電路である配電線１２にサージ信号を注入して配電線１２にサージ信号を発生させるものである。サージ信号発生装置１７からのサージ信号は、例えば、配電線１２の電圧と異なる値の電圧で商用周波数より高い周波数成分を持つ電圧信号である。
【００１９】
測定装置１８ａ、１８ｂは、配電線１２の交流３相がいずれの相であるかを確認したい２箇所に設置される。図１では開閉器１４ａ、１４ｂの設置箇所に測定装置１８ａ、１８ｂを設置した場合を示している。なお、開閉器１４ａ、１４ｂが電圧・電流センサ付き開閉器である場合には、電圧・電流センサ付き開閉器の電圧・電流センサを使用してもよい。
【００２０】
測定装置１８ａ、１８ｂは、サージ信号発生装置１７で発生させたサージ信号を測定するとともに配電線１２の電圧波形を測定する。
【００２１】
サージ信号は、配電線１２の電圧と異なる値の電圧で商用周波数より高い周波数成分を持つ電圧信号であることから、そのサージ信号が重畳した配電線１２の３相電圧には零相電圧が発生し、配電線１２の３相電流には零相電流が発生する。また、配電線１２の３相電圧または３相電流には高調波成分が発生する。
【００２２】
測定装置１８ａ、１８ｂは、サージ信号及び３相電圧の電圧波形を測定する。測定装置１８ａ、１８ｂでのサージ電信号の測定は、３相電圧または３相電流を３相合成して得られる３相電圧の零相電圧または３相電流の零相電流を測定することによりサージ信号を測定する。または、３相合成前の３相電圧または３相電流をバンドパスフィルタ（特定の周波数を抽出するフィルタ）に通して高調波成分を抽出することでサージ信号を測定する。
【００２３】
そして、測定装置１８ａ、１８ｂで測定されたサージ信号及び電圧波形は記録装置１９に記録され、出力装置２０に出力される。出力装置２０は表示装置やプリンタである。出力装置２０は、リアルタイムで出力してもよいし、記録した後に出力してもよい。
【００２４】
出力装置２０に出力されたサージ信号及び電圧波形から配電線１２の負荷側の交流３相が配電線１２の電源側の交流３相のいずれの相に対応するかの確認は、作業員の判断で行う。
【００２５】
図２は、出力装置２０に出力されたサージ信号及び電圧波形の一例を示す波形図であり、図２（ａ）は測定装置１８ａの測定波形、図２（ｂ）は測定装置１８ｂの測定波形である。図２に示すように、測定装置１８ａの測定波形には、サージ信号Ｓと３相各相の電圧波形Ｕ、Ｖ、Ｗとが出力されている。電圧波形Ｕ、Ｖ、Ｗの相順は測定装置１８ａの設置点での相順であり既知である。同様に、測定装置１８ｂの測定波形には、サージ信号Ｓと３相各相の電圧波形Ｕ、Ｖ、Ｗとが出力されている。電圧波形Ｕ、Ｖ、Ｗの相順は測定装置１８ｂの設置点での相順であり既知である。
【００２６】
作業員は、出力装置２０に出力されたサージ信号Ｓを基準として、測定装置１８ａの測定波形の電圧波形Ｕ、Ｖ、Ｗと、測定装置１８ｂの測定波形の電圧波形Ｕ、Ｖ、Ｗとを比較する。すなわち、測定装置１８ａの設置点での測定波形の電圧波形Ｕ、Ｖ、Ｗの相順は、Ｕ、Ｖ、Ｗであり既知である。一方、測定装置１８ｂの設置点での測定波形の電圧波形Ｕ、Ｖ、Ｗの相順は、Ｕ、Ｖ、Ｗであり既知である。
【００２７】
そうすると、サージ信号Ｓを基準として判断すると、測定装置１８ａの設置箇所での電圧波形Ｕは測定装置１８ｂの設置箇所での電圧波形Ｕに対応し、測定装置１８ａの設置箇所での電圧波形Ｖは測定装置１８ｂの設置箇所での電圧波形Ｖに対応し、測定装置１８ａの設置箇所での電圧波形Ｗは測定装置１８ｂの設置箇所での電圧波形Ｗに対応することが分かる。
【００２８】
図３は、出力装置２０に出力されたサージ信号及び電圧波形の他の一例を示す波形図であり、図３（ａ）は測定装置１８ａの測定波形、図３（ｂ）は測定装置１８ｂの測定波形である。図３に示すように、測定装置１８ａの測定波形には、サージ信号Ｓと３相各相の電圧波形Ｕ、Ｖ、Ｗとが出力されている。電圧波形Ｕ、Ｖ、Ｗの相順は測定装置１８ａの設置点での相順であり既知である。同様に、測定装置１８ｂの測定波形には、サージ信号Ｓと３相各相の電圧波形Ｗ、Ｖ、Ｕとが出力されている。電圧波形Ｗ、Ｖ、Ｕの相順は測定装置１８ｂの設置点での相順であり既知である。
【００２９】
作業員は、出力装置２０に出力されたサージ信号Ｓを基準として、測定装置１８ａの測定波形の電圧波形Ｕ、Ｖ、Ｗと、測定装置１８ｂの測定波形の電圧波形Ｗ、Ｕ、Ｖとを比較する。すなわち、測定装置１８ａの設置点での測定波形の電圧波形Ｕ、Ｖ、Ｗの相順は、Ｕ、Ｖ、Ｗであり既知である。一方、測定装置１８ｂの設置点での測定波形の電圧波形Ｗ、Ｕ、Ｖの相順は、Ｗ、Ｕ、Ｖであり既知である。
【００３０】
そうすると、サージ信号Ｓを基準として判断すると、測定装置１８ａの設置箇所での電圧波形Ｕは測定装置１８ｂの設置箇所での電圧波形Ｗに対応し、測定装置１８ａの設置箇所での電圧波形Ｖは測定装置１８ｂの設置箇所での電圧波形Ｖに対応し、測定装置１８ａの設置箇所での電圧波形Ｗは測定装置１８ｂの設置箇所での電圧波形Ｕに対応することが分かる。すなわち、測定装置１８ｂの設置箇所では、測定装置１８ａの設置箇所と比較して、Ｕ相とＷ相とが入れ替わっていることが分かる。
【００３１】
以上の説明では、サージ信号発生装置１７を別個に設けたが、サージ信号発生装置１７として、無効電力調整用のコンデンサ１６のスイッチ１５を使用することも可能である。すなわち、無効電力調整用のコンデンサ１６のスイッチ１５を開閉したときの開閉サージ信号を用いる。同様に、サージ信号発生装置１７として、連系開閉器１４ｃを使用することも可能であり、連系開閉器１４ｃを開閉したときの開閉サージ信号を用いることも可能である。さらには、事故により発生するサージ信号を用いることも可能である。また、大きな負荷の起動・停止で発生するサージ信号を用いることも可能である。このように、サージ信号発生装置１７は、サージ信号を発生させられる設備あれば何でもよい。
【００３２】
図４は、本発明の実施形態に係る交流３相電路の相判別支援方法の一例を示すフローチャートである。図４では電路は図１に示した配電線である場合を示している。まず、配電線１２の２箇所の電圧波形の測定を開始する（Ｓ１）。すなわち、配電線の交流３相がいずれの相であるかを確認したい２箇所、例えば開閉器１４ａ、１４ｂの箇所において、交流３相の配電線１２にサージ信号を注入する時点より第１所定時間前から前記電路の電圧波形の測定を開始する。そして、配電線１２にサージ信号を注入する（Ｓ２）。サージ信号の注入は別個に設けたサージ信号発生装置１７から注入してもよいし、無効電力調整用のコンデンサ１６のスイッチ１５、または連系開閉器１４ｃを開閉して開閉サージ信号を注入してもよい。
【００３３】
次に、測定した配電線のサージ信号及び電圧波形を記録する（Ｓ３）。サージ信号は前述したように、３相電圧または３相電流を３相合成して得られる３相電圧の零相電圧または３相電流の零相電流を測定することによりサージ信号を測定する。または、３相合成前の３相電圧または３相電流をバンドパスフィルタ（特定の周波数を抽出するフィルタ）に通して高調波成分を抽出することでサージ信号を測定する。
【００３４】
サージ信号を測定したときは第１所定時間の配電線の電圧波形及びサージ信号を測定した後の第２所定時間後における配電線の電圧波形を記録する。そして、記録したサージ信号及び電圧波形を出力する（Ｓ４）。
【００３５】
以上の説明では、交流３相の配電線１２にサージ信号を注入する時点より第１所定時間前に、配電線の２箇所の電圧波形の測定を開始するようにしたが、サージ信号を注入すると同時に配電線の２箇所の電圧波形の測定を開始するようにしてもよい。
【００３６】
このように、本発明の実施形態に係る交流３相電路の相判別支援装置及び方法によれば、作業員は、出力装置２０に出力されたサージ信号及び電圧波形から、サージ信号を基準にして、２箇所の測定装置の設置点での既知の３相交流の相順をもとに配電線の負荷側の交流３相が配電線の電源側の交流３相のいずれの相に対応するかを確認できる。サージ信号を基準とするので、同期装置が不要となり、また、サージ信号が到達したタイミングのみ管理すればよいので、１相で発生したサージ信号が他の相に回り込んでもサージ信号が測定箇所に届くタイミングはどの相も等しく相判別ができる。また、サージ信号は零相電圧または零相電流、あるいは高調波成分で測定するので、どの相にサージ信号が重畳しているかは考慮は不要である。
【００３７】
次に、配電線の負荷側の交流３相が配電線の電源側の交流３相のいずれの相に対応するかの確認を、作業員の判断で行うことに代えて自動的に判断することも可能である。図５は、本発明の実施形態に係る交流３相電路の相判別装置の一例を示す構成図である。図５では図１に示した配電線に適用した場合を示しており、図１と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００３８】
本発明の実施形態に係る交流３相電路の相判別装置は、図１に示した交流３相電路の相判別支援装置に対し、相識別装置２１を追加して設け、相識別装置２１により、記録装置１９に記録したサージ信号及び電圧波形に基づいて配電線１２の負荷側の交流３相が配電線１２の電源側の交流３相のいずれの相に対応するかを識別するようにしたものである。図１と同一要素には、同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００３９】
相識別装置２１は、記録装置１９に記録されたサージ信号及び電圧波形を画像として入力する。相識別装置２１は、サージ信号及び電圧波形の画像を入力すると、サージ信号及び電圧波形の画像中のサージ信号の位置を特定し、サージ信号を基準として、電源側の測定装置１８ａの測定波形の電圧波形Ｕ、Ｖ、Ｗと、負荷側の測定装置１８ｂの測定波形の電圧波形Ｕ、Ｖ、Ｗとを重ね合わせて、負荷側における交流３相の相順と電源側における交流３相の相順との電圧の相を識別する。
【００４０】
例えば、図２に示すような画像である場合、測定装置１８ａの測定波形の画像中には、サージ信号Ｓと３相各相の電圧波形Ｕ、Ｖ、Ｗとがある。電圧波形Ｕ、Ｖ、Ｗの相順は測定装置１８ａの設置点での相順であり既知である。同様に、測定装置１８ｂの測定波形の画像中には、サージ信号Ｓと３相各相の電圧波形Ｕ、Ｖ、Ｗとがある。電圧波形Ｕ、Ｖ、Ｗの相順は測定装置１８ｂの設置点での相順であり既知である。
【００４１】
相識別装置２１は、サージ信号Ｓを基準として、測定装置１８ａの測定波形の画像と、測定装置１８ｂの測定波形の画像を重ね合わせる。そうすると、測定装置１８ａの設置箇所での電圧波形Ｕは測定装置１８ｂの設置箇所での電圧波形Ｕに重ね合わさり、測定装置１８ａの設置箇所での電圧波形Ｖは測定装置１８ｂの設置箇所での電圧波形Ｖに重ね合わさり、測定装置１８ａの設置箇所での電圧波形Ｗは測定装置１８ｂの設置箇所での電圧波形Ｗに重ね合わさる。これにより、相識別装置２１は、測定装置１８ａの設置箇所での電圧波形Ｕ、Ｖ、Ｗは測定装置１８ｂの測定波形の電圧波形Ｕ、Ｖ、Ｗにそれぞれ対応すると識別する。
【００４２】
また、例えば、図３に示すような画像である場合、測定装置１８ａの測定波形の画像中には、サージ信号Ｓと３相各相の電圧波形Ｕ、Ｖ、Ｗとがある。電圧波形Ｕ、Ｖ、Ｗの相順は測定装置１８ａの設置点での相順であり既知である。同様に、測定装置１８ｂの測定波形の画像中には、サージ信号Ｓと３相各相の電圧波形Ｗ、Ｖ、Ｕとがある。電圧波形Ｗ、Ｖ、Ｕの相順は測定装置１８ｂの設置点での相順であり既知である。
【００４３】
相識別装置２１は、サージ信号Ｓを基準として、測定装置１８ａの測定波形の画像と、測定装置１８ｂの測定波形の画像を重ね合わせる。そうすると、測定装置１８ａの設置箇所での電圧波形Ｕは測定装置１８ｂの設置箇所での電圧波形Ｗに重ね合わさり、測定装置１８ａの設置箇所での電圧波形Ｖは測定装置１８ｂの設置箇所での電圧波形Ｖに重ね合わさり、測定装置１８ａの設置箇所での電圧波形Ｗは測定装置１８ｂの設置箇所での電圧波形Ｕに重ね合わさる。これにより、測定装置１８ａの設置箇所での電圧波形Ｕ、Ｖ、Ｗは、測定装置１８ｂの測定波形の電圧波形Ｗ、Ｖ、Ｕにそれぞれ対応すると識別する。すなわち、測定装置１８ｂの設置箇所では、測定装置１８ａの設置箇所と比較して、Ｕ相とＷ相とが入れ替わっていると識別する。この識別装置２１の識別結果は、出力装置２０に出力される。
【００４４】
以上の説明では、相識別装置２１は、記録装置１９に記録したサージ信号及び電圧波形を画像として入力し、画像中のサージ信号の位置を基準とし、負荷側における交流３相の相順と電源側における交流３相の相順との電圧波形の画像を比較して、配電線の負荷側の交流３相が配電線の電源側の交流３相のいずれの相に対応するかを識別するようにしたが、サージ信号及び電圧波形の画像に代えて、記録装置１９で記録したサージ信号及び電圧波形の電圧信号として入力し、配電線の負荷側の交流３相が配電線の電源側の交流３相のいずれの相に対応するかを識別するようにしてもよい。
【００４５】
この場合、相識別装置２１は、サージ信号の位置を基準とし、負荷側における交流３相の相順の電圧信号の零クロス点と電源側における交流３相の相順の電圧信号の零クロス点とを比較して、配電線の負荷側の交流３相が配電線の電源側の交流３相のいずれの相に対応するかを識別する。
【００４６】
図６は、本発明の実施形態に係る交流３相電路の相判別装置の相識別装置２１でいずれの相であるかを識別する際に用いるサージ信号及び電圧信号の一例を示す波形図であり、図６（ａ）は測定装置１８ａの測定波形、図６（ｂ）は測定装置１８ｂの測定波形である。図６に示すように、測定装置１８ａの測定波形には、サージ信号Ｓと３相各相の電圧信号Ｕ、Ｖ、Ｗとがある。電圧信号Ｕ、Ｖ、Ｗの相順は測定装置１８ａの設置点での相順であり既知である。同様に、測定装置１８ｂの測定波形には、サージ信号Ｓと３相各相の電圧信号Ｕ、Ｖ、Ｗとが出力されている。電圧信号Ｕ、Ｖ、Ｗの相順は測定装置１８ｂの設置点での相順であり既知である。
【００４７】
相識別装置２１は、サージ信号Ｓを基準として、測定装置１８ａの測定波形の電圧信号Ｕ、Ｖ、Ｗの零クロス点Ｚｕ、Ｚｖ、Ｚｗを検出する。零クロス点Ｚｕ、Ｚｖ、Ｚｗは電圧信号Ｕ、Ｖ、Ｗがプラスからマイナスに零クロスする点である。同様に、相識別装置２１は、サージ信号Ｓを基準として、測定装置１８ｂの測定波形の電圧信号Ｕ、Ｖ、Ｗの零クロス点Ｚｕ、Ｚｖ、Ｚｗを検出する。そして、測定装置１８ａの測定波形の電圧信号Ｕ、Ｖ、Ｗの零クロス点Ｚｕ、Ｚｖ、Ｚｗと、測定装置１８ｂの測定波形の電圧信号Ｕ、Ｖ、Ｗの零クロス点Ｚｕ、Ｚｖ、Ｚｗとを比較する。
【００４８】
比較の結果、測定装置１８ａの測定波形の電圧信号Ｕ、Ｖ、Ｗの零クロス点Ｚｕ、Ｚｖ、Ｚｗは、測定装置１８ｂの測定波形の電圧信号Ｕ、Ｖ、Ｗの零クロス点Ｚｕ、Ｚｖ、Ｚｗにそれぞれ対応することから、相識別装置２１は、測定装置１８ａの設置箇所での電圧信号Ｕは測定装置１８ｂの設置箇所での電圧波形Ｕに対応し、測定装置１８ａの設置箇所での電圧信号Ｖは測定装置１８ｂの設置箇所での電圧信号Ｖに対応し、測定装置１８ａの設置箇所での電圧波形Ｗは測定装置１８ｂの設置箇所での電圧信号Ｗに対応すると識別する。
【００４９】
図７は、本発明の実施形態に係る交流３相電路の相判別装置の相識別装置２１でいずれの相であるかを識別する際に用いるサージ信号及び電圧信号の他の一例を示す波形図であり、図７（ａ）は測定装置１８ａの測定波形、図７（ｂ）は測定装置１８ｂの測定波形である。図７に示すように、測定装置１８ａの測定波形には、サージ信号Ｓと３相各相の電圧信号Ｕ、Ｖ、Ｗとがある。電圧信号Ｕ、Ｖ、Ｗの相順は測定装置１８ａの設置点での相順であり既知である。同様に、測定装置１８ｂの測定波形には、サージ信号Ｓと３相各相の電圧信号Ｗ、Ｖ、Ｕとが出力されている。電圧信号Ｗ、Ｖ、Ｕの相順は測定装置１８ｂの設置点での相順であり既知である。
【００５０】
相識別装置２１は、サージ信号Ｓを基準として、測定装置１８ａの測定波形の電圧信号Ｕ、Ｖ、Ｗの零クロス点Ｚｕ、Ｚｖ、Ｚｗを検出する。同様に、相識別装置２１は、サージ信号Ｓを基準として、測定装置１８ｂの測定波形の電圧信号Ｗ、Ｖ、Ｕの零クロス点Ｚｗ、Ｚｖ、Ｚｕを検出する。そして、測定装置１８ａの測定波形の電圧信号Ｕ、Ｖ、Ｗの零クロス点Ｚｕ、Ｚｖ、Ｚｗと、測定装置１８ｂの測定波形の電圧信号Ｗ、Ｖ、Ｕの零クロス点Ｚｗ、Ｚｖ、Ｚｕとを比較する。
【００５１】
比較の結果、測定装置１８ａの測定波形の電圧信号Ｕ、Ｖ、Ｗの零クロス点Ｚｕ、Ｚｖ、Ｚｗは、測定装置１８ｂの測定波形の電圧信号Ｗ、Ｖ、Ｕの零クロス点Ｚｗ、Ｚｖ、Ｚｕにそれぞれ対応することから、相識別装置２１は、測定装置１８ａの設置箇所での電圧信号Ｕは測定装置１８ｂの設置箇所での電圧波形Ｗに対応し、測定装置１８ａの設置箇所での電圧信号Ｖは測定装置１８ｂの設置箇所での電圧信号Ｖに対応し、測定装置１８ａの設置箇所での電圧波形Ｗは測定装置１８ｂの設置箇所での電圧信号Ｕに対応すると識別する。すなわち、測定装置１８ｂの設置箇所では、測定装置１８ａの設置箇所と比較して、Ｕ相とＷ相とが入れ替わっていると識別する。この識別装置２１の識別結果は、出力装置２０に出力される。
【００５２】
図８は、本発明の実施形態に係る交流３相電路の相判別方法の一例を示すフローチャートである。図８は、図４に示した本発明の実施形態に係る交流３相電路の相判別支援方法の一例を示すフローチャートに、ステップＳ５を追加して設け、ステップ５において、記録したサージ信号及び電圧波形に基づいて電路の２箇所の対応する相を識別するようにしたものである。電路が配電線である場合には、配電線の負荷側の交流３相が配電線の電源側の交流３相のいずれの相に対応するかを識別することになる。図４と同一ステップには同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００５３】
ステップＳ５での対応する相の識別は、記録したサージ信号及び電圧波形を画像として入力し画像中のサージ信号の位置を基準として電圧波形の画像比較により対応する相の識別を行う場合と、記録したサージ信号及び電圧波形を電圧信号として入力し、サージ信号の位置を基準とし電圧信号の零クロス点の比較により対応する相の識別を行う場合とがある。
【００５４】
電圧波形の画像比較により対応する相の識別を行う場合は、前述したように、測定装置１８ａ、１８ｂが設置されたそれぞれの設置点での電圧波形の相順は既知であることから、サージ信号Ｓを基準として、測定装置１８ａの測定波形の電圧波形Ｕ、Ｖ、Ｗと、測定装置１８ｂの測定波形の電圧波形Ｕ、Ｖ、Ｗとを重ね合わせ、電圧波形が重ね合わさる相が対応する相であると識別する。
【００５５】
一方、電圧信号の零クロス点の比較により対応する相の識別を行う場合は、前述したように、測定装置１８ａ、１８ｂが設置されたそれぞれの設置点での電圧波形の相順は既知であることから、サージ信号Ｓを基準として、測定装置１８ａの測定波形の電圧信号Ｕ、Ｖ、Ｗの零クロス点Ｚｕ、Ｚｖ、Ｚｗと、測定装置１８ｂの測定波形の電圧信号Ｕ、Ｖ、Ｗの零クロス点Ｚｕ、Ｚｖ、Ｚｗと比較し、零クロス点が対応する相を対応する相であると識別する。
【００５６】
このように、本発明の実施形態に係る交流３相電路の相判別装置及び方法によれば、相識別装置２１は、記録装置１９に記録されたサージ信号及び電圧波形から配電線１２の負荷側の交流３相が配電線１２の電源側の交流３相のいずれの相に対応するかを、サージ信号を基準として識別するので、同期装置が不要となり、また、サージ信号が到達したタイミングのみ管理すればよいので、１相で発生したサージ信号が他の相に回り込んでもサージ信号が測定箇所に届くタイミングはどの相も等しく相判別ができる。また、サージ信号は零相電圧または零相電流、あるいは高調波成分で測定するので、どの相にサージ信号が重畳しているかは考慮は不要である。
【００５７】
図９は、サージ信号として連系開閉器１４ｃを閉じたときに発生する開閉サージ信号を用いた場合の開閉サージ信号及び電圧波形の一例を示す実験データの波形図であり、図９（ａ）は測定装置１８ａで測定された実験データの測定波形、図９（ｂ）は測定装置１８ｂで測定された実験データの測定波形である。
【００５８】
図９に示すように、測定装置１８ａで測定された実験データ測定波形には、連系開閉器１４ｃを閉じたときの開閉サージ信号Ｓｃと３相各相の電圧波形Ｕ、Ｖ、Ｗとがある。連系開閉器１４ｃを閉じたときの開閉サージ信号Ｓｃは急峻なサージ信号として現れた。電圧波形Ｕ、Ｖ、Ｗの相順は測定装置１８ａの設置点での相順であり既知である。同様に、測定装置１８ｂで測定された測定波形には、連系開閉器１４ｃを閉じたときの開閉サージ信号Ｓｃと３相各相の電圧波形Ｕ、Ｖ、Ｗとがある。電圧波形Ｕ、Ｖ、Ｗの相順は測定装置１８ｂの設置点での相順であり既知である。
【００５９】
開閉サージ信号Ｓｃを基準として、測定装置１８ａで測定された実験データ測定波形の電圧波形Ｕ、Ｖ、Ｗと、測定装置１８ｂで測定された実験データ測定波形の電圧波形Ｕ、Ｖ、Ｗとを比較すると、測定装置１８ａの設置箇所での電圧波形Ｕは測定装置１８ｂの設置箇所での電圧波形Ｕに対応し、測定装置１８ａの設置箇所での電圧波形Ｖは測定装置１８ｂの設置箇所での電圧波形Ｖに対応し、測定装置１８ａの設置箇所での電圧波形Ｗは測定装置１８ｂの設置箇所での電圧波形Ｗに対応することが分かる。
【００６０】
対応する相の識別を相識別装置２１により識別する場合には、開閉サージ信号Ｓｃ及び電圧波形の画像中の開閉サージ信号Ｓｃの位置を基準として電圧波形Ｕ、Ｖ、Ｗの画像比較により対応する相の識別を行う。あるいは、開閉サージ信号Ｓｃの位置を基準とし電圧信号の零クロス点Ｚｕ、Ｚｖ、Ｚｗの比較により対応する相の識別を行う。なお、図９（ａ）、図９（ｂ）では、開閉サージ信号Ｓｃ以降の零クロス点Ｚｕは、電圧信号Ｕがプラスからマイナスに零クロスする点であるので、零クロス点Ｚｕの図示は省略している。
【００６１】
図１０は、サージ信号として連系開閉器１４ｃを開いたときに発生する開閉サージ信号を用いた場合の開閉サージ信号及び電圧波形の他の一例を示す実験データの波形図であり、図１０（ａ）は測定装置１８ａで測定された実験データの測定波形、図１０（ｂ）は測定装置１８ｂで測定された実験データの測定波形である。
【００６２】
図１０に示すように、測定装置１８ａで測定された実験データ測定波形には、連系開閉器１４ｃを開いたときの開閉サージ信号Ｓｏと３相各相の電圧波形Ｕ、Ｖ、Ｗとがある。連系開閉器１４ｃを開いたときの開閉サージ信号Ｓｏは山型のサージ信号として現れた。電圧波形Ｕ、Ｖ、Ｗの相順は測定装置１８ａの設置点での相順であり既知である。同様に、測定装置１８ｂで測定された測定波形には、連系開閉器１４ｃを開いたときの開閉サージ信号Ｓｏと３相各相の電圧波形Ｕ、Ｖ、Ｗとがある。電圧波形Ｕ、Ｖ、Ｗの相順は測定装置１８ｂの設置点での相順であり既知である。
【００６３】
連系開閉器１４ｃを開いたときに発生する開閉サージ信号Ｓｏは山型のサージ信号であるが、開閉サージ信号Ｓｏの山型の頂点を基準として、測定装置１８ａの実験データ測定波形の電圧波形Ｕ、Ｖ、Ｗと、測定装置１８ｂの実験データ測定波形の電圧波形Ｕ、Ｖ、Ｗとを比較する。そうすると、測定装置１８ａの設置箇所での電圧波形Ｕは測定装置１８ｂの設置箇所での電圧波形Ｕに対応し、測定装置１８ａの設置箇所での電圧波形Ｖは測定装置１８ｂの設置箇所での電圧波形Ｖに対応し、測定装置１８ａの設置箇所での電圧波形Ｗは測定装置１８ｂの設置箇所での電圧波形Ｗに対応することが分かる。
【００６４】
対応する相の識別を相識別装置２１により識別する場合には、開閉サージ信号Ｓｏ及び電圧波形の画像中の開閉サージ信号Ｓｏの位置を基準として電圧波形Ｕ、Ｖ、Ｗの画像比較により対応する相の識別を行う。あるいは、開閉サージ信号Ｓｏの位置を基準とし電圧信号の零クロス点Ｚｕ、Ｚｖ、Ｚｗの比較により対応する相の識別を行う。なお、図１０（ａ）、図１０（ｂ）では、開閉サージ信号Ｓｃ以降の零クロス点Ｚｕは、電圧信号Ｕがプラスからマイナスに零クロスする点であるので、零クロス点Ｚｕの図示は省略している。
【００６５】
このように、本発明の実施形態によれば、記録装置１９に記録されたサージ信号及び電圧波形から配電線１２の負荷側の交流３相が配電線１２の電源側の交流３相のいずれの相に対応するかを、サージ信号を基準として識別するので、同期装置が不要となり、また、サージ信号が到達したタイミングのみ管理すればよいので、１相で発生したサージ信号が他の相に回り込んでもサージ信号が測定箇所に届くタイミングはどの相も等しく相判別ができる。また、サージ信号は零相電圧または零相電流、あるいは高調波成分で測定するので、どの相にサージ信号が重畳しているかは考慮は不要である。
【００６６】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６７】
１１…配電変圧器、１２…配電線、１３…遮断器、１４ａ、１４ｂ…開閉器、１４ｃ…連系開閉器、１５…スイッチ、１６…コンデンサ、１７…サージ信号発生装置、１８…測定装置、１９…記録装置、２０…出力装置、２１…相識別装置
【図１】
0006540028.tif 000002
【図２】
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【図３】
0006540028.tif 000004
【図４】
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【図５】
0006540028.tif 000006
【図６】
0006540028.tif 000007
【図７】
0006540028.tif 000008
【図８】
0006540028.tif 000009
【図９】
0006540028.tif 000010
【図１０】
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