(57)【要約】【課題】内部に絶縁油が充填された油入り電力ケーブルに適した地絡事故点の標定方法を提供する。【解決手段】内部に絶縁油が充填された油入り電力ケーブルの地絡事故点の標定を、前記絶縁油の圧力変動を離れた２以上の地点で測定した際の到達時間差により行う。具体的には、離れた２以上の地点に設けられた圧力センサ等で測定した圧力波の到達時間差により、油入り電力ケーブルの短絡事故点を標定しようとするものであり、油入り電力ケーブルを伝搬される圧力波の伝搬速度が既知の場合には２以上の地点で、油入り電力ケーブルを伝搬される圧力波の伝搬速度が未知の場合には３以上の地点で、それぞれ圧力波を測定するようにする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に絶縁油が充填された油入り電力ケーブルの事故点標定方法において、事故が発生した際の前記絶縁油の圧力変動を離れた２以上の地点で測定し、該測定された圧力変動の到達時間差に基づいて事故点標定を行うことを特徴とする油入り電力ケーブルの事故点標定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油入り電力ケーブルの事故点の標定を行う方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電力ケーブルの事故発生後の復旧を迅速にするためには、事故点を早急かつ正確に標定する必要がある。
【０００３】
以下、電力ケーブルの事故のうち、地絡による絶縁破壊等について説明する。電力ケーブルの地絡事故点を標定するための技術として、地絡時に発生するサージ波を検出することが知られている（特許文献１、特許文献２参照）。これらの技術は、ほぼ瞬時に地絡事故点の標定が可能であるとされている。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１３３７３０号公報
【特許文献２】特開２０００−５５９７２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、各特許文献に記載された技術は、地絡時に発生するサージ波を利用するものであり、サージ波は電力ケーブルの長さを瞬時に伝搬するため、複数箇所でサージ波を検出して伝搬時間差を測定した結果に基づいて地絡事故点の標定をしようとすると、伝搬時間差の誤差の許容範囲が極めて狭くなり、正確な事故点の標定をすることが困難となる。
【０００６】
また、高耐圧の電力ケーブルとして、内部に絶縁油が充填された油入り電力ケーブル（ＯＦケーブル）が知られているが、このような電力ケーブルに前述の各特許文献に記載された技術を適用しても、前述の課題とほぼ同様の課題が残される。
【０００７】
そこで、本発明は、内部に絶縁油が充填された油入り電力ケーブルに適した事故点の標定方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、内部に絶縁油が充填された油入り電力ケーブルの事故点標定方法において、事故が発生した際の前記絶縁油の圧力変動を離れた２以上の地点で測定し、該測定された圧力変動の到達時間差に基づいて事故点標定を行うことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を、図面を用いて説明する。
【００１０】
図１は、油入り電力ケーブルの接続部において地絡事故が発生した状態を概略的に示す説明図である。図１は、地絡事故が発生した接続部において、油入り電力ケーブル内に充填された絶縁油の圧力が高まり、その圧力の変化が圧力波として油入り電力ケーブル内を伝わることを示すものである。
【００１１】
すなわち、本発明の実施形態である油入り電力ケーブルの事故点標定方法は、離れた２以上の地点で測定した圧力波の到達時間差により、油入り電力ケーブルの事故点を標定しようとするものである。
【００１２】
以下、具体的な油入り電力ケーブルの事故点標定モデルの例を説明する。
【００１３】
図２は、圧力波の測定を離れた２地点で行う油入り電力ケーブルの事故点標定モデルの例を示す説明図である。図２において、圧力センサを油入り電力ケーブルの両端付近に設けることにより、油入り電力ケーブルの両端間の事故点標定が可能となる。
【００１４】
図２に例示した油入り電力ケーブルの事故点標定モデルにおいて、圧力センサ間の距離をＬ、圧力センサに圧力波が到達する時間の差（以下、到達時間差とする）をΔｔ、油入り電力ケーブル内を伝搬する圧力波の伝搬速度をＶとすると、圧力センサＡから事故点までの距離Ｌｘは、下記の数１の式のように表すことができる。
【００１５】
【数１】
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【００１６】
ここで、圧力波の伝搬速度Ｖは、油入り電力ケーブルの構造およびその内容物である流体（一般には気体または液体であって、ここでは絶縁油である）の種類・圧力・温度により決まる速度である。数１の式は、絶縁油の流速が圧力波の伝搬速度Ｖに対して無視できるほど小さい場合の式であって、絶縁油の流速が圧力波の伝搬速度Ｖに対して無視できない場合には、圧力波の伝搬速度に絶縁油の流速を加えた値を数１の式のＶに代入すればよい。
【００１７】
ところで、図２のように圧力波の測定を離れた２地点で行う場合は、油入り電力ケーブル内を伝搬する圧力波の伝搬速度があらかじめ把握されている必要がある。もし圧力波の伝搬速度が未知の場合は、図２の油入り電力ケーブルの事故点標定モデルを適用することができないので、図２に例示されるものとは別の事故点標定モデルを用いる必要がある。
【００１８】
図３は圧力波の測定を離れた３地点で行う油入り電力ケーブルの事故点標定モデルの例を示す説明図である。図３において、圧力センサＡ、圧力センサＣをそれぞれ油入り電力ケーブルの端部付近に設け、圧力センサＢを圧力センサＡ、圧力センサＣの間に設けることにより、油入り電力ケーブル内を伝搬する圧力波の伝搬速度が未知の場合であっても油入り電力ケーブルの両端間の事故点標定が可能となる。なお、圧力センサは４個以上設けられていてもよいが、圧力センサを３個用いた場合と実質的な相違点がないため、圧力センサを４個以上設けた場合の詳細な説明は省略する。
【００１９】
図３に例示した油入り電力ケーブルの事故点標定モデルにおいても、図２の事故点標定モデルと同様に、圧力センサから事故点までの距離を求めることができる。
【００２０】
図３に例示された油入り電力ケーブルの事故点標定モデルにおいて、圧力センサＡから圧力センサＢ、圧力センサＣまでの距離をそれぞれＬ１、Ｌ２とし、圧力センサＡに圧力波が到達した時を基準とした圧力センサＢ、圧力センサＣの圧力波の到達時間差をそれぞれΔｔ１、Δｔ２とすると、圧力センサＡから事故点までの距離Ｌｘは、事故点が圧力センサＢ〜圧力センサＣ間の場合、事故点が圧力センサＡ〜圧力センサＢ間の場合について、それぞれ下記の数２、数３の式のように表すことができる。
【００２１】
【数２】
2004271426.tif 000004
【００２２】
【数３】
2004271426.tif 000005
【００２３】
すなわち、本発明の実施形態によれば、圧力波の測定点が２点の場合は、圧力波の到達時間差と圧力波の伝搬速度を用いて事故点の位置標定を行うことが可能となり、圧力波の測定点が３点以上の場合は、圧力波の到達時間差の比をとることによって、圧力波の伝搬速度を用いることなく事故点の位置標定を行うことが可能となる。
【００２４】
以下、本発明の実施形態の地絡事故点の標定方法を用いて、地絡事故模擬実験を行った。以下、その例を説明する。
【００２５】
図４は、図２の事故点標定モデルが適用される地絡事故模擬実験線路の概略を示す説明図である。図４において、油入り電力ケーブルの接続点間（スパン）の４スパン分を用いることとした。各接続部間の距離は、接続部１〜接続部２が２１９ｍ、接続部２〜接続部３が３０３ｍ、接続部３〜接続部４が２２７ｍ、接続部４〜接続部５が１７４ｍであり、これらの合計は９２３ｍであった。
【００２６】
また、図４において、接続点間４スパン分の両端の接続部のコネクタに圧力センサを設けた。圧力センサＡは接続部１に、圧力センサＢは接続部５に設けられている。また、接続部２のコネクタには地絡事故を模擬するための圧力発生器を接続した。そして、圧力センサＡ、圧力センサＢの出力をディジタルオシロスコープに接続し、オシロスコープにトリガをかけて圧力センサの出力を測定した。
【００２７】
一方、あらかじめ油入り電力ケーブルの圧力波の伝搬速度を測定し、その結果は５００ｍ／ｓであった。また、絶縁油の流速は、圧力波の伝搬速度に対して無視できる値であった。
【００２８】
図４の地絡事故模擬実験線路による実験結果を図５に示す。図５に示されるように、事故点から圧力センサＡへの圧力波の到達時間は０．４４秒、事故点から圧力センサＢへの圧力波の到達時間は１．４１秒となった。
【００２９】
ここで、前述の数１の式において、Ｖ＝５００（ｍ／ｓ）、Ｌ＝９２３（ｍ）、Δｔ＝０．９７（ｓ）を代入すると、事故点の位置を計算することができる。その結果を、圧力センサＡ、圧力センサＢからの距離について、それぞれ数４、数５の式に示す。
【００３０】
【数４】
2004271426.tif 000006
【００３１】
【数５】
2004271426.tif 000007
【００３２】
数４および数５の式による計算結果は、いずれも図４における接続部２の位置と一致する。このように、油入り電力ケーブルの圧力変動を検出することにより、地絡事故点の位置をほぼ正確に標定することができる。
【００３３】
次に、圧力センサを３個使用した例について説明する。図６は、図３の事故点標定モデルが適用される地絡事故模擬実験線路の概略を示す説明図である。図６において、油入り電力ケーブルの各接続部間の距離は、図４と同様である。
【００３４】
また、図６において、圧力センサＡは接続部１に、圧力センサＢは接続部２に、圧力センサＣは接続部５にそれぞれ設けられている。また、接続部３のコネクタには地絡事故を模擬するための圧力発生器を接続した。そして、圧力センサＡ、圧力センサＢ、圧力センサＣの出力をディジタルオシロスコープに接続し、オシロスコープにトリガをかけて圧力センサの出力を測定した。
【００３５】
図６の地絡事故模擬実験線路による実験結果を図７に示す。図７に示されるように、事故点から圧力センサＡへの圧力波の到達時間は１．０４秒、事故点から圧力センサＢへの圧力波の到達時間は０．６１秒、事故点から圧力センサＣへの圧力波の到達時間は０．８０秒となった。
【００３６】
ここで、前述の数２および数３の式において、Ｌ１＝２１９（ｍ）、Ｌ２＝９２３（ｍ）、Δｔ１＝−０．４３（ｓ）、Δｔ２＝−０．２４（ｓ）を代入すると、事故点の位置を計算することができる。その結果を、接続点１（圧力センサＡ）、接続点５（圧力センサＣ）からの距離について、それぞれ数６、数７の式に示す。
【００３７】
【数６】
2004271426.tif 000008
【００３８】
【数７】
2004271426.tif 000009
【００３９】
数６および数７の式による計算結果は、いずれも図６における接続部３の位置と一致する。このように、圧力波の到達時間差を用いることにより、地絡事故点の位置をほぼ正確に標定することができる。
【００４０】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の実施形態は上述のものに限られず、特許請求の範囲の欄に記載した事項の範囲内で適宜変更が可能であることはいうまでもない。
【００４１】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明によれば、内部に絶縁油が充填された油入り電力ケーブルの地絡事故点の標定を、前記絶縁油の圧力変動を離れた２以上の地点で測定した際の到達時間差により行うことにより、地絡事故点の位置をほぼ正確に標定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】油入り電力ケーブルの接続部において地絡事故が発生した状態を概略的に示す説明図である。
【図２】圧力波の測定を離れた２地点で行う油入り電力ケーブルの事故点標定モデルの例を示す説明図である。
【図３】圧力波の測定を離れた３地点で行う油入り電力ケーブルの事故点標定モデルの例を示す説明図である。
【図４】図２の事故点標定モデルが適用される地絡事故模擬実験線路の概略を示す説明図である。
【図５】図４の地絡事故模擬実験線路による実験結果を示すグラフである。
【図６】図３の事故点標定モデルが適用される地絡事故模擬実験線路の概略を示す説明図である。
【図７】図６の地絡事故模擬実験線路による実験結果を示すグラフである。
【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】
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