(57)【要約】【課題】配電線網に設けられた制御機器に対して配電用変電所から配電線を経由して制御信号の搬送波を送る際、予めその搬送波が受信可能か否かを判定し、効率的な制御機器の設置を行う。【解決手段】配電用変電所から樹枝状に延びて形成された配電線網に設けられる制御機器に対して、配電線を経由して送られる制御信号の搬送波が、該制御機器の設置予定箇所において受信可能であるか否かを予め判定する、配電線網における制御機器設置可否判定装置であって、配電線を流れる電圧波を検出する検出手段２０と、検出手段によって検出される電圧波の中から、それに重畳されている搬送波に対応する信号波を抽出する抽出手段２２と、抽出手段によって抽出された信号波のレベルに基づいて、設置予定箇所において搬送波が受信可能か否かを判定する判定手段と、を備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配電用変電所から樹枝状に延びて形成された配電線網に設けられる制御機器に対して、配電線を経由して送られる制御信号の搬送波が、該制御機器の設置予定箇所において受信可能であるか否かを予め判定する、配電線網における制御機器設置可否判定装置であって、
配電線を流れる電圧波を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出される電圧波の中から、それに重畳されている前記搬送波に対応する信号波を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段によって抽出された前記信号波のレベルに基づいて、前記設置予定箇所において前記搬送波が受信可能か否かを判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする配電線網における制御機器設置可否判定装置。
【請求項２】
前記検出手段は、前記配電線を流れる電圧波を、該配電線の導電部に対して非接触状態で検出することを特徴とする請求項１に記載の配電線網における制御機器設置可否判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配電用変電所から樹枝状に延びて形成された配電線網に設けられる制御機器に対して、配電線経由で送られる制御信号の搬送波が、該制御機器の設置予定箇所で受信可能か否かを予め判定するための判定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、配電線は電力を供給することを目的として敷設されるものである。しかし、既存の設備の有効利用という観点から、配電線に供給電力以外の信号をのせる技術が存在する（例えば、特許文献１参照）。この技術においては、高圧配電線の任意の区間の両端で相判別を行うために、ゼロクロス点を指定するタイミング信号を配電線に注入し、それを相判別を行う部位で配電線を伝ってきた信号を検出し、検出された信号のゼロクロス点のタイミングより相判別が行われる。
【特許文献１】特開２００１−１３３４９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般に、電力供給のための配電線は、配電用変電所から樹枝状に延びており、各々の配電線は開閉器で区分されて、それぞれの区間に他の配電線が連系される多分割多連系による配電線網が形成されている。このように配電線網が区分分けされているのは、配電線の地絡、短絡等の送電事故が発生したとき、その影響を可及的に部分的に抑えるとともに、どの場所で送電事故が発生したのか、その発見を容易にするためである。
【０００４】
ここで、上記のような配電線網の区分分けの利益を享受するためには、配電線網に設けられた開閉器等の制御機器を遠方から制御する必要がある。しかし、これらの制御機器は、その制御信号の発信元から必ずしも近距離に位置するとは限らない。そこで、制御機器に制御信号を送る場合、必ずその近傍に存在する配電線を利用することが有効である。しかし、この配電線は、本来的には電力を供給するためのものであるため、通信用の線とは異なって制御信号の反射や減衰等の対策が十分に施されていない。そのため、必ずしも、制御機器の設置が予定される場所において、配電用変電所から注入した制御信号の搬送波のレベルが、制御機器の動作が可能なレベルで受信可能とは限らない。
【０００５】
仮に、制御機器を設置した後に、制御機器への制御信号の搬送波が受信できないことが判明すると、制御機器を更に移設する必要が出てき、経済的、時間的コストの増大を招く結果となる。
【０００６】
本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであり、配電線網に設けられた制御機器に対して配電用変電所から配電線を経由して制御信号の搬送波を送る際、制御機器の設置予定箇所で予めその制御信号の搬送波が受信可能か否かを判定し、効率的な制御機器の設置を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記した課題を解決するために、配電用変電所からの制御信号の搬送波を検出し、その検出された搬送波に対応する信号波のレベルに基づいて、搬送波の受信が可能か否かを判定する。このようにすることで、制御機器の設置予定箇所において、容易に制御信号の搬送波の受信の可否を判定することが可能となる。
【０００８】
詳細には、本発明は、配電用変電所から樹枝状に延びて形成された配電線網に設けられ
る制御機器に対して、該配電用変電所から配電線を経由して送られる制御信号の搬送波が、該制御機器の設置予定箇所において受信可能であるか否かを予め判定する、配電線網における制御機器設置可否判定装置であって、配電線を流れる電圧波を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出される電圧波の中から、それに重畳されている前記搬送波に対応する信号波を抽出する抽出手段と、前記抽出手段によって抽出された前記信号波のレベルに基づいて、前記設置予定箇所において前記搬送波が受信可能か否かを判定する判定手段と、を備える。
【０００９】
上記制御機器設置可否判定装置においては、配電用変電所から送信される制御機器の制御信号の搬送波を、先ず電圧波として検出手段により検出する。これは、配電線には、いわゆる商用周波電圧波が本来的に流れているものであり、検出手段によって検出される電圧波は、この商用周波電圧波に制御信号の搬送波が重畳された状態の電圧波である。従って、検出手段によって検出された電圧波のままでは、制御信号の搬送波の受信可否を正確に判定することが困難である。
【００１０】
そこで、本発明に係る制御機器設置可否判定装置においては、抽出手段による、搬送波に対応する信号波の抽出が行われる。ここで、信号波とは、搬送波と全く同一ではないが、その搬送波の特徴点、特に搬送波のレベルを伝えるものである。信号波が搬送波のレベル情報を伝えることで、判定手段が信号波のレベルに基づいて上記判定を行うことで、遠方からの制御機器の制御の可否を予め判定することが可能となる。
【００１１】
上記の配電線網における制御機器設置可否判定装置において、前記検出手段は、前記配電線を流れる電圧波を、該配電線の導体部に対して非接触状態で検出してもよい。
【００１２】
このように、配電線の導電部に対して非接触状態で電圧波を検出し、更にそこから搬送波のレベルに対応するレベルを有する信号波を抽出することで、容易に制御機器設置の可否が判定することができる。これは、効率的な制御機器の設置に帰することになる。
【発明の効果】
【００１３】
配電線網に設けられた制御機器に対して配電用変電所から配電線を経由して制御信号の搬送波を送る際、予めその搬送波が受信可能か否かを判定し、効率的な制御機器の設置を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る配電線網における制御機器設置可否判定装置の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、配電用変電所２を中心とした電力供給のための配電線網１の概略構成を示す。配電線網１では、配電用変電所２を中心として、地中ケーブル３を介して架空線４が放射状に敷設されている（図１では、３本の放射状配電線が示されている）。更に、放射状配電線との間を繋ぐように連系用配電線が敷設され、結果として、配電線網１では、配電線が樹枝状に敷設されている。これにより、広いエリアに電力を供給することが可能となる。
【００１６】
この配電線網１では、配電線の地絡、短絡等、送電事故が発生したときに備えて、送電事故発生箇所の特定や、送電事故の影響を受けるエリアを狭める等を目的として、開閉器５、６が設けられている。これらの開閉器は、その使用目的、設置箇所によって、区分開閉器５、連系用開閉器６に分けられる。送電事故が起こっていない通常時は、連系用開閉器６は開状態（電力が流れていない状態）とされ、区分開閉器５は閉状態（電力が流れている状態）とされる。一方で、送電事故が発生すると、事故発生地点への電力供給が停止
されるべく、該地点を含む区間を形成する区間開閉器５が開状態とされるとともに、該区間以外への電力供給を再開するために、適当な連系用開閉器６が閉状態とされる等する。
【００１７】
このような配電線網１における送電区間の制御を行うために、開閉器５、６の開閉制御を行う必要がある。この開閉器の制御について、図２に基づいて説明する。図２は、開閉器関連の制御機器が配電線１０を支える電柱１４に装柱された様子を示している。開閉器１２の開閉制御は、配電用変電所から送られてくる制御信号によって行われる。この制御信号の搬送波は、配電線１０を経由して送られ、先ず高圧結合器１３によって、配電線１０を流れる商用周波電圧波（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）に重畳された搬送波が取り出される。次に、この取り出された搬送波は、遠方制御器１１に送られ、遠方制御器１１が搬送波中の制御信号に基づいて、開閉器１２の開閉制御を行う。このようにすることで、配電線１０を利用して、配電用変電所を中継した開閉器の一括制御が可能となり、以て送電事故発生時の配電線網における送電を制御することが可能となる。
【００１８】
ここで、重要な点は、配電用変電所からの制御信号の搬送波が、開閉器およびその関連制御機器の設置箇所において受信可能でなければならない点である。配電線１０を利用して搬送波を送るため、配電用変電所から出された制御信号が、必ずしも制御機器１１にて受信されるとは限らない。即ち、通信用に反射や減衰対策が施されていない配電線１０を利用するため、制御信号の受信が困難となる可能性が少なからずとも存在し、受信不可能な箇所に開閉器等を設置すると、送電事故時等に行わなければならない開閉器の制御が困難となる虞がある。しかし、図２にも示すように、開閉器およびその関連制御機器の電柱１４への装柱には、配線等の多くの手間を要する。仮に、一度開閉器等を電柱１４に装柱した後に、搬送波の受信が困難であることが判明すると、再度開閉器等の装柱をし直さなければならず、コスト的な面からも好ましくない。
【００１９】
そこで、本発明に係る制御機器設置可否判定装置を使用することで、開閉器等の設置予定箇所で搬送波の受信が可能か否か予め判定する。この制御機器設置可否判定装置は、図２に示すように、センサー部２０、操作部２１、測定部２２、センサー部２０と測定部２２とを結ぶ信号線２３から構成される。図３（ａ）に示すように、センサー部２０は、使用者が操作部２１を持って、配電線１０に対して脱着可能に、即ち配電線１０の導電部に対して非接触状態で取り付けられる。図３（ａ）では、センサー部２０を配電線１０に対して引っ掛けるように設置するが、これに代えて図３（ｂ）に示すように、センサー部２０の開放端側にクランプ２４を設けて、センサー部２０が配電線１０に引っ掛けられたとき、クランプ２４が配電線１０を軽くクランプするようにしてもよい。このようにすることで、センサー部２０を配電線１０に対して、より確実に固定することができる。
【００２０】
このセンサー部２０は、配電線１０を流れる搬送波を取り出すためのセンサーであり、例えば分圧コンデンサとその電圧を測定する電圧センサーから構成される。また、配電線１０は、導電部の周りを絶縁部が保護している。そこで両者の間には、配電線の静電容量と分圧コンデンサの静電容量が存在し、これらの静電容量と浮遊静電容量、ならびに測定電圧から配電線１０の導電部を伝ってくる制御信号の搬送波を、配電線の導体部に対して非接触状態で検出することが可能となる。
【００２１】
しかし、配電線１０の導電部には商用周波電圧波も伝っているため、センサー部２０はこの商用周波電圧波と制御信号の搬送波が重畳された電圧波を検出することになる。そこで、図４に示すように、センサー部２０によって検出された電圧波は、操作部２１内の信号線を介して測定部２２に送られる。測定部２２は、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）部２２ａ、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）部２２ｂ、増幅（ＡＭＰ）部２２ｃ、ピークホールド（ＰＨ）部２２ｄ、および測定部２２とは別体であるが表示部として機能するパソコン２２ｅから構成される。
【００２２】
本実施例においては、配電用変電所からの制御信号の搬送波は、５ｋＨｚ〜１０ｋＨｚの周波数帯域の信号である。一方で、商用周波電圧波の周波数は５０Ｈｚであるから、ＨＰＦ部２２ａのカットオフ周波数は３ｋＨｚに、ＬＰＦ部２２ｂのカットオフ周波数は１２ｋＨｚに設定されている。そして、ＡＭＰ部２２ｃによって増幅を行うことで、搬送波のレベル情報と一定の関係にあるレベルを有する信号波が生成されることになる。そして、この信号波のピーク値をＰＨ部２２ｄによってホールドして、その結果をパソコン２２ｅが表示する。
【００２３】
ここで、図５に、上記方法によって検出された信号波のピーク値（検出レベル）と配電用変電所からの制御信号の搬送波レベルとの相対関係を示す。図５に示すように、搬送波レベルが小さくなるにつれて、信号波のピーク値も低下していき、搬送波レベルと信号波のピーク値との間には概ね線形性が見出せる。このように、両者の間に線形性が存在することで、実際に検出される信号波のピーク値が、それに内包される搬送波のレベルを正確に反映していると言える。
【００２４】
従って、この信号波のピーク値に基づいて、開閉器等が設置を予定される箇所での制御信号の受信可否を判定することが可能となる。具体的には、開閉器等が制御可能な制御信号の搬送波レベルに対応する信号波のピーク値（判定基準値）を、予め実験等で決定しておき、本発明に係る制御機器設置可否判定装置で検出される信号波のピーク値が、その予め決定されたピーク値（判定基準値）より高ければ、開閉器等の設置は可能であると判断される。本実施例においては、この受信可否の判定は、パソコン２２ｅ上のプログラムで自動的に行われるものとする。
【００２５】
尚、上述した実施例においては、図４に示す測定部２２での、ＨＰＦ部２２ａ、ＬＰＦ部２２ｂ、ＡＭＰ部２２ｃによる信号処理は一回であったが、信号波のピーク値と搬送波のレベルとが概ね線形関係を維持する限りにおいては、ＨＰＦ部２２ａ、ＬＰＦ部２２ｂ、ＡＭＰ部２２ｃによる処理を複数回繰り返し、商用周波電圧波の影響を可及的に排除するようにしてもよい。
【００２６】
また、上述した実施例においては、信号波のピーク値をパソコン２２ｅで表示するようにしているが、表示部を測定部２２に内蔵してもよい。尚、この場合の表示部は、例えば、信号波のピーク値の大小を示す指針とあわせて判定基準値が表示できるものが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】配電用変電所を中心として構築される配電線網の概略構成を示す図である。
【図２】電柱に装柱される開閉器およびそれに関連する制御機器の様子を表すとともに、本実施例に係る制御機器設置可否判定装置の使用形態を表す図である。
【図３】本実施例に係る制御機器設置可否判定装置を構成するセンサー部の、配電線への取り付けの形態を示す図である。
【図４】本実施例に係る制御機器設置可否判定装置において、センサー部によって検出された電圧波の流れを示す図である。
【図５】本実施例に係る制御機器設置可否判定装置において検出された信号波のレベルと、配電線を流れる搬送波のレベルとの相対関係を表す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  配電線網
２  配電用変電所
１０  配電線
１１  遠方制御器
１２  開閉器
１３  高圧結合器
１４  電柱
２０  センサー部
２１  操作部
２２  測定部
２２ａ  ハイパスフィルタ部
２２ｂ  ローパスフィルタ部
２２ｃ  増幅部
２２ｄ  ピークホールド部
２３  信号線
【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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