(57)【要約】【課題】現場配電線の接続を活線状態で上位／下位の接続関係を正確に探査再現する。【解決手段】配電線２の接続個所に対応したアドレスを有し配電線搬送通信が可能な信号注入部６０信号受信部８０と、信号注入部の配電線との接続部位に探査電流を通電させるスイッチング手段７２と、信号受信部が接続される部位の配電線の電流変化を検出する電流センサー３２とを備え、信号注入部は探査電流通電時に通電通知と自己アドレスとを配搬送信し、信号受信部は探査電流を通電した信号注入部のアドレスと電流センサーでの探査電流検知有無とを受信して、自信号受信部のアドレス関係から配電線接続の有無・接続の上下関係を識別させる。【選択図】　　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配電線への接続個所に対応した固有アドレスを有し相互に配電線搬送通信が行える信号注入部及び信号受信部と、上記信号注入部が接続された上記配電線部位に短時間の探査電流を通電させるスイッチング手段と、上記信号受信部は配電線に接続される部位の配電線の電流変化を検出する電流センサーとを備え、
信号注入部は探査電流通電時に通電通知と自己アドレスとを配搬送信し、信号受信部は探査電流を通電した上記信号注入部のアドレスと電流センサーでの探査電流検知の有無とを受信して、自信号受信部とのアドレス対応関係から上記配電線に接続の有無・接続の上下関係を識別することを特徴とする配電系統探査システム。
【請求項２】
信号注入部からの探査電流の通電通知は自己アドレスを含む事前予告通知として、この事前予告通知と探査電流の通電開始とは所定時間間隔を持たせ、探査電流の通電時間も所定時間にして、信号受信部は通電予告から探査電流検知までの時間と探査電流通電時間を判定して接続及びその上下関係を識別できることを特徴とする請求項１記載の配電系統探査システム。
【請求項３】
配電線への送受信ができる固有アドレスを有する配電線搬送通信手段と、他装置からの通信指令により上記配電線に短時間の探査電流を通電させるスイッチング手段と、自探査装置の接続された部位の上記配電線の電流変化を検知する電流センサーと、探査電流通電予告を発信した他装置のアドレスと上記電流センサーの検知結果とを記録及びまたは表示する手段とを具備することを特徴とする配電系統探査装置。
【請求項４】
探査電流通電予告通信と探査電流の通電開始とは所定時間間隔を持たせ、探査電流の通電時間も所定時間にして、通電予告から探査電流検知までの時間と探査電流通電時間による探査電流であることの判定結果により記録及びまたは表示することを特徴とする請求項３記載の配電系統探査装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４の配電系統探査装置を探査対象配電線の各分岐部へ接続し、配搬送受信が可能な制御コンピュータを上記探査対象配電線に接続し、
上記制御コンピュータは各配電系統探査装置のアドレスを収集記憶するステップと、記憶されたアドレス順に上記各配電系統探査装置に探査電流通電指令を行うステップと、上記各配電系統探査装置の固有アドレス別に探査電流検知有無とを受信してその結果を記録するステップと、全アドレスの探査電流検知有無結果の記録から探査電流検知回数と関係アドレスとから接続及びその上下関係を識別するステップと、識別されたアドレス対応の接続関係を表示及びまたは図出力するステップとからなる配電系統探査システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、既設の配線系統を活線接続状態において配電線搬送信号を利用して配線系統探査できる配電系統探査システム及び配電系統探査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
配線スケルトン図では配線中の各ブレーカと負荷の接続関係、親子関係が一目瞭然であるが、ビルや工場での現場実配線では主幹ブレーカと分岐ブレーカの間、分岐ブレーカと機械装置等の負荷の間は送電ケーブルが配線ダクト等に集合して収められるので、増設変更時に各配電線に正確な識別標識の整備がないときは、配線系統の把握は困難であった。
ブレーカを順番にオフにして負荷点での電圧印加の有無により調べることはできるが、停電させることのできない負荷もあり、活線状態においてブレーカと負荷の接続関係を探査できる装置として例えば特開平１０−２３９３７号公報に示された配電系統探査装置がある。
【０００３】
図１２は、特開平１０−２３９３７号公報に示された従来の配電系統探査装置の接続構成図、図１３は従来の配電系統探査装置の信号注入器の構成ブロック図、図１４は従来の配電系統探査装置の信号受信器の構成ブロック図である。
図において、１は受電電圧を汎用低電圧に降圧するトランス、２はトランス１からの幹線配電線、３ａ、３ｂは幹線配電線２から適宜に分岐接続された主幹ブレーカである。主幹ブレーカ３ａ、３ｂからさらに分岐された分岐配電線２ａ、２ｂに分岐ブレーカ４ａ〜４ｄが接続され、分岐ブレーカ４ａ〜４ｄにはそれぞれ負荷５ａ〜５ｄが接続される。
【０００４】
６は探査信号注入器であり、負荷５ａ〜５ｄのいずれかに近い分岐配電線２ａ、２ｂに探査信号を注入する。探査信号注入器６は図１３に示すように、低周波発振回路１１、低周波信号を整形する送信フィルタ回路１２及び低周波信号を分岐配電線２ａに注入する注入回路１３から構成される。
７は信号受信器、２１は変成器である。変成器２１は配電線２への各点へ接続替えが容易にできるクランプ形式の変流器が用いられる。信号受信器７は探査信号注入器６からの送信信号を受信するように主幹ブレーカ３ａ、３ｂのいずれかの近傍の配電線に変成器２１を介して接続される。変成器２１は探査対象配電線の接続変更を容易にするために分割クランプ形式のものが使用される。
信号受信器７は図１４に示すように、結合回路２２、受信フィルタ２３、復調回路２４、表示部２５から構成される。信号受信器７では変成器２１を介して受信した探査信号を結合回路２２、受信フィルタ２３、復調回路２４により受信処理して受信信号の有無を表示部２５に表示させる。
【０００５】
次に上記の従来の電力線路探査装置の探査方式について説明する。探査しようとする負荷と主幹ブレーカとの上位／下位の接続関係を調査するために、先ず、探査対象の負荷、例えば負荷５ａが接続されている分岐配電線２ａに探査信号注入器６を接続し、低周波発振回路１１の発振信号、例えば３００Ｈｚ〜６００Ｈｚの低周波信号を注入回路１３を通して分岐配電線２ａに信号注入する。
次に探査しようとする主幹ブレーカ近傍の分岐配電線２の一線に、変成器２１を介して信号受信器７を接続し、信号注入器６からの信号の有無を調べる。一般には、負荷側よりトランス１側のインピーダンスが小さいため、注入信号はトランス１に向けて主幹ブレーカを流れ、直接の上位／下位の接続であれば信号受信器７に注入信号が検知される。
即ち、信号受信器７が信号注入器６の注入信号を検出しないときはその主幹ブレーカと探査対象の負荷５ａとは上位／下位の接続関係が無い。そして別の主幹ブレーカに信号受信器７を接続替えして注入信号を検出した場合に、この主幹ブレーカと負荷とが上位／下位の接続関係にあることが検知できる。
【０００６】
また上記説明では、単一周波数の信号を注入する方式としたが、ノイズとの分別及び信号注入器の特定のため、信号注入器６に固有アドレスを付加した電文を注入送信させる方法もある。この場合は、複数の負荷５にそれぞれ信号注入器６を接続しておいて、同時に信号注入され受信した固有アドレスを判別することで、上位／下位の接続関係を探査することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の配電系統探査装置では、ある負荷の近傍に接続された信号注入器６から注入された注入信号は、トランス１へ向かって流れると同時に、配電系統内の分岐された他の負荷へ分流する。信号注入器６とトランス１の間に接続される信号受信器７は信号注入器６の注入信号は当然検出されるので、上位／下位の接続関係が把握される。しかし、図１２の信号受信器７ａの位置に信号受信器が接続された場合に、負荷５ｃ、５ｄに分流する注入信号を信号受信器７の位置より受信レベルは低いが信号受信器７ａの位置でも検出する。
【０００８】
信号受信器７または信号受信器７ａでの検出信号レベルは、経由配電線の長さ、系統負荷のインピーダンスの差異等により検出信号レベルは異なり、直接の上位／下位の位置であっても受信レベルが低い、分岐傍系の位置であっても受信レベルが高い場合がある。
また、活線状態で信号注入・検出をするためノイズ発生の大きい負荷が接続されていた場合は、直接の上位／下位の位置であっても信号受信ができないこともあった。このため、誤った探査結果を出すことがあった。
【０００９】
この発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、活線状態での配電系統の上位／下位の関係を確実に把握できる配電系統探査システム及び配電系統探査装置を提供する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る配電系統探査システムは、配電線への接続個所に対応した固有アドレスを有し配電線搬送通信が可能な信号注入部及び信号受信部と、信号注入部の配電線との接続部位に探査電流を通電させるスイッチング手段と、信号受信部が接続される部位の配電線の電流変化を検出する電流センサーとを備え、信号注入部は探査電流通電時に通電通知と自己アドレスとを配搬送信し、信号受信部は探査電流を通電した信号注入部のアドレスと電流センサーでの探査電流検知有無とを受信して、自信号受信部とのアドレス対応関係から配電線との接続の有無・接続の上下関係を識別するようにしたものである。
【００１１】
そして、信号注入部は自己アドレスを含む探査電流通電予告通知をして、この予告通知と探査電流の通電開始とに所定時間間隔を持たせ、探査電流の通電を所定時間にして、信号受信部は通電予告から探査電流検知までの時間と探査電流通電時間を判定して接続及びその上下関係を識別するようにしたものである。
【００１２】
この発明に係る配電系統探査装置は、配電線への送受信ができる固有アドレスを有する配電線搬送通信手段と、他からの通信指令により配電線に探査電流を通電させるスイッチング手段と、自装置の接続された部位の配電線の電流変化を検知する電流センサーと、探査電流通電した他装置のアドレスと電流センサーの検知結果とを記録及びまたは表示する手段とを備えたものである。
【００１３】
また、探査電流通電予告と探査電流の通電開始とは所定時間間隔を持たせ、探査電流通電も所定時間にして、通電予告から探査電流検知までの時間と探査電流通電時間による探査電流であることの判定結果により記録及びまたは表示させるようにしたものである。
【００１４】
この発明の請求項５に係る配電系統探査システムは、請求項３または請求項４の配電系統探査装置を探査対象配電線の各分岐部へ接続し、配搬送受信が可能な制御コンピュータを探査対象配電線に接続し、制御コンピュータは各配電系統探査装置のアドレスを収集記憶するステップと、記憶されたアドレス順に各配電系統探査装置に探査電流通電指令を行うステップと、各配電系統探査装置の固有アドレス別に探査電流検知有無とを受信してその結果を記録するステップと、全アドレスの探査電流検知有無結果の記録から探査電流検知回数と関係アドレスとから接続及びその上下関係を識別するステップと、識別されたアドレス対応の接続関係を表示及びまたは図出力するステップとを備えたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１の配電系統探査システムの接続構成図、図２は配電系統探査装置の信号注入部のブロック図、図３は配電系統探査装置のブロック図である。
図において、１〜５、は上記従来装置の説明と同様である。３１は結合回路、３２は配電線２の電流を検出する電流センサー、電流センサー３２には探査対象配電線への接続を容易にするために分割クランプ形の変流器が使用される。
６０は配電系統探査装置の信号注入部であり、配電線２へ結合回路３１を介して複数のキャリア周波数に重畳された配電線搬送通信の一種の方式であるＭＣＰＬＣ信号（ＭＣＰＬＣ＝Ｍｕｌｔｉ−Ｃａｒｒｉｅｒ−Ｐｏｗｅｒ−Ｌｉｎｅ−Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）を送受信するための、変調回路６１、Ｄ／Ａコンバータ６２、高調波制限フィルタ６３、送信増幅器６４、受信増幅器６５、高調波制限フィルタ６６、Ａ／Ｄコンバータ６７、復調回路６８及び通信制御部６９を備える。７０は操作部であり、受信と送信の切り替え、アドレス変更等を外部から操作する。ＭＣＰＬＣ方式とは１００〜５００ｋＨｚの複数のキャリア周波数を注入して通信するマルチキャリア方式を示す。
７１は探査電流発令部、７２は通電オン・オフ制御が可能なＩＧＢＴ等のスイッチング素子、７３は電流制限抵抗である。探査電流発令部７１は通信制御部６９からの指令によりスイッチング素子７２を短時間導通させて、電流制限抵抗７３を介して通じる電流を配電線２へ探査電流として加えてやる。
【００１６】
８０は配電系統探査装置であり、６１〜７３は上記信号注入部６０の説明と同一のものである。８１は電流センサー３２の二次出力電流を電圧信号に変換する負担抵抗、８２は電流センサー出力検出回路、８３は電流センサー出力検出回路８２の通電時間、波形を解析する探査電流検出部である。８４は探査電流検出部８３の解析結果を表示する表示部であり、信号受信部を構成する。
説明の都合上、信号注入部６０と配電系統探査装置８０とを区別しているが、信号注入部６０としては電流センサー３２を不要にした配電系統探査装置８０の一部をそのまま用いることができる。信号受信部をとしては探査電流通電機構を不使用にして配電系統探査装置８０の一部をそのまま用いることができる。
【００１７】
次に、図１及び図４を用いて配電系統探査の説明をする。配電系統における配電線の接続状態を探査しようとする複数の部位に電流センサー３２と配電系統探査装置８０とを接続する。各配電系統探査装置８０は固有のアドレス番号を保有しており、接続された任意の１台の配電系統探査装置８０からアドレス番号を含むＭＣＰＬＣ信号を配電系統の配電線２へ送出する。
【００１８】
このＭＣＰＬＣ信号を受信できた配電系統探査装置８０は発信した信号注入部６０と導通状態にあると判断でき、受信不可のものは中間のブレーカが切断されているか、または別配電系統への接続であることがアドレス対応に判断できる。
そして、信号注入部６０は通信制御部６９から探査電流発令部７１を介してスイッチング素子７２を所定短時間だけ導通させて、電流制限抵抗７３を通じたときの図４に示すような探査電流を配電線２へ流す。探査電流を発信した信号注入部６０より上位（トランス側）に接続された配電系統探査装置８０の電流センサー３２はこの探査電流の増減を検知する。逆に探査電流を発信した信号注入部６０より下位（負荷側）に接続された配電系統探査装置８０の電流センサー３２は探査電流の増減を検知しない。
【００１９】
この配線系統探査は負荷へ電力供給状態で実行するため、探査中に電流センサー３２が接続された配電線２での負荷の開閉があれば線路電流が変化して電流センサー３２はこの負荷開閉時の電流の増減を検知するので、探査電流の増減であることを識別する必要がある。
このために、探査電流発令部７１において上位のブレーカが動作しない電流の大きさと通電時間に設定している。探査電流検出部８３は配電線２の電流が増から減となるタイミングの時間を解析して、予め設定している時間と一致したときに探査電流と認識する。これにより、誤った探査電流検知が防止できる。
【００２０】
また、線路電流の変化を検知しないとき、配電線が接続されていないのか、上位・下位関係にないのかの判別も必要である。これに対しては、探査電流を通電する配電系統探査装置８０から探査電流の通電直前にＭＣＰＬＣ信号にてアドレスとともに探査電流予告を発信しておき、他の配電系統探査装置８０ではこの予告信号を受けて一定時間内に探査電流の検出がないときは、この配電系統探査装置８０と探査電流を通電した信号注入部６０は接続関係が無いと判別できる。
従って、探査電流予告信号の受信有により、同一配電系統の確認ができ、探査電流の検知により探査電流を発信した信号注入部６０が自分より下位に接続されていることが認識できる。これらの結果は各配電系統探査装置８０の表示部８４に表示されるので、各配電系統探査装置８０の表示結果を読み取りながら、探査電流を発信する信号注入部６０（実際は配電系統探査装置８０）を変えて順番に探査電流を流す。
【００２１】
次に、探査結果から配電系統スケルトンを図再現する方法について説明する。図５は探査対象の配電系統スケルトン図、図６は探査結果の集計図表、図７は集計図表からスケルトン再現の過程を説明する図である。
図において、Ａ〜Ｈは配電系統に接続された各配電系統探査装置８０の固有アドレスを示す。図５のような配電系統探査装置の接続配置であれば、各配電系統探査装置Ａ〜Ｈ間相互の探査電流検知の関係は図６に示すマトリクスとして得られる。配電系統探査装置別に探査電流を検知した回数を求める。探査電流検回数の少ないものほどトランス１に近い上位に接続されていたとになる。Ａ〜Ｈの配電系統探査装置のアドレスに換えて該当位置のブレーカ番号を入れれば配電系統図となる。
【００２２】
このことから、図７（イ）に示すように探査電流検知回数がゼロ回、１回、２回、３回と層別して並べ、直接の上下関係を結ぶ。これを図７（ロ）のように整理して配電系統スケルトンの再現図ができる。図７（ロ）は図５とでは符号の付与の関係によって鏡図となっているが、被探査配電系統の実質的なスケルトン構成が再現できる。
【００２３】
実施の形態２．
図８は、この発明の実施の形態２の配電系統探査システムの接続構成図、図９は実施の形態２の配電系統探査の中継装置の構成ブロック図、図１０は実施の形態２の配電系統探査を説明する処理フロー図である。
図において、１〜５、６１〜７３、８０は上記実施の形態１の説明と同様のものである。１００は配電系統探査の制御をするパソコン、９０はパソコン１００と配電線２の各所に接続された配電系統探査装置８０との配電線搬送通信を媒介する中継装置、９１はパソコン１００と中継装置９０の通信制御部６９間の通信Ｉ／Ｆである。
【００２４】
上記実施の形態１の配電系統探査では、各信号注入装置６０及び信号受信装置８０での探査電流通電、探査電流検知記録、スケルトン再現を手作業により行う必要があり、とくに配電系統が広範囲にわたる場合は人手を多く要した。該実施の形態２の発明では、各装置の探査電流通電、探査電流検知およびこの結果からのスケルトン再現を自動化するものである。
【００２５】
信号注入機能及び信号受信機能を持ち、固有アドレスが付与された配電系統探査装置８０を配電系統の各所へ接続することで、その接続場所に対応した配電線２に各所に固有アドレスが付与されることになる。そして、配電系統の任意の場所に中継装置９０を接続して、この中継装置９０にはパソコン１００が接続されている。これにより、各配電系統探査装置８０とパソコン１００とは配電線２を介してＭＣＰＬＣ信号の送受信が可能となる。
ここで、中継装置９０が探査器にもなるように、図１１に示すような、上記説明の配電系統探査装置８０に通信Ｉ／Ｆ９１を付設した構成のものでも可能である。
【００２６】
図１０を用いて自動処理フローを説明する。まずパソコン１００はＭＣＰＬＣ信号伝文を発呼して各配電系統探査装置８０に返信依頼する。各配電系統探査装置８０は自己アドレス番号を返信する（ステップ１０１、２０１、２０２）。この自己アドレス返信を中継装置９０が受信できた配電系統探査装置８０は配電線２に導通可能に接続されていることを示す。
パソコン１００はアドレス返信のあった各配電系統探査装置８０の全アドレスを図６に示すようなテーブルにして記憶する（ステップ１０２）。テーブルに記憶された配電系統探査装置８０の１つを指定して、その指定アドレス宛に探査電流の通電指令伝文を発信する（ステップ１０３）。各配電系統探査装置８０は探査電流の通電指令伝文が自己宛かそうでないかを識別する（ステップ２０３、２０４）。自己アドレス宛のときは探査電流通電の予告を配電線２に発信して、所定時間後にスイッチング素子７２をオンにして配電線２に探査電流を通電する（ステップ２０５、２０６）。
【００２７】
パソコン１００からの探査電流の通電指令伝文が自己アドレス宛でない配電系統探査装置８０は、他の探査器からの探査電流通電予告を受信して、所定時間内の探査電流通の有無を確認して、この結果をパソコン１００へ自己アドレスとともに伝文送信する（ステップ２０７〜２０９）。そして、次の指令待機に移る。
【００２８】
一方、パソコン１００側では各配電系統探査装置８０からのアドレスと探査電流検知の有無を受信記憶して、テーブルに記憶されている全アドレスの配電系統探査装置８０に順次探査電流通電指示と、その検知結果を記憶する（ステップ１０４〜１０６）。そして全ての配電系統探査装置８０の探査電流通電が完了した時点で、テーブルに記録されたアドレスと探査電流検知回数の関係とから、探査対象の配電系統スケルトン構成を表示、あるいは印画出力する（ステップ１０５、１０７）。
探査対象の配電系統スケルトン構成の再現アルゴリズムは前述段落「００２１」、「００２２」の説明と同一であり、これに従った結果を図表示させるようにプログラミングすることは容易である。
【００２９】
以上のように、この発明の実施の形態２の配電系統探査システムでは、探査対象の配電線２の所要各所に固有アドレスを有する配電系統探査装置８０を接続しておいて、パソコン１００からの配電線搬送通信を介しての制御指令により、各配電系統探査装置８０の探査電流通電、探査電流検知をアドレスとともに収集し、探査電流検知回数とアドレスの関係とから、探査対象の配電系統スケルトン構成を再現し自動表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１の配電系統探査システムの接続図である。
【図２】この発明の配電系統探査装置の信号注入部のブロック図である。
【図３】この発明の配電系統探査装置のブロック図である。
【図４】探査電流を説明する図である。
【図５】探査対象配電系統スケルトン図例である。
【図６】探査結果の集計図表例である。
【図７】この発明の集計図表からスケルトン再現過程を説明する図である。
【図８】この発明の実施の形態２の配電系統探査システムの接続図である。
【図９】実施の形態２の配電系統探査の中継装置の構成ブロック図である。
【図１０】実施の形態２の配電系統探査を説明する処理フロー図である。
【図１１】実施の形態２の中継装置内蔵の配電系統探査装置のブロック図である。
【図１２】従来の配電系統探査装置の接続構成図である。
【図１３】従来の配電系統探査装置の信号注入器の構成ブロック図である。
【図１４】従来の配電系統探査装置の信号受信器の構成ブロック図である。
【符号の説明】
１　トランス、　　２　配電線、　　３ａ、３ｂ　主幹ブレーカ、４ａ〜４ｄ　分岐ブレーカ、　　５ａ〜５ｄ　負荷、　　３１　結合回路、　　３２　電流センサー、　　６０　信号注入部、　　６１　変調回路、６２　Ｄ／Ａコンバータ、　　６４　送信増幅器、　　６５　受信増幅器、　６７　Ａ／Ｄコンバータ、　６８　復調回路、　　６９　通信制御部、　７０　操作部、　７１　探査電流発令部、　７２　スイッチング素子、　　７３　電流制限抵抗、　　８０　配電系統探査装置（信号受信部）、８２　電流センサー出力検出回路、　　８３　探査電流検出部、８４　表示部、　　９０　中継装置、　　１００　パソコン、
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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