(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
故障点をはさむ両変電所Ａ、Ｂのき電線に電流検出器と遮断器とを設け、遮断器が開極する前であって故障時点以降の所定時間帯における検出電流値ｉＡ（ｔ）、ｉＢ（ｔ）の平均値ｉＡm 、ｉＢm から故障点を標定する方法であって、
前記各電流検出器にＧＰＳ時計を備えた記憶演算処理装置によって、電流検出器の検出電流値ｉＡ（ｔ）、ｉＢ（ｔ）をＧＰＳ時計によって計測される時刻と対応付けて一定時間記憶する記憶ステップと、
遮断器が開極したとき、記憶された前記検出電流値ｉＡ（ｔ）、ｉＢ（ｔ）の何れか一方を2回微分することにより故障時点を推定する故障時点推定ステップと、
検出電流に対応付けて記憶されている時刻に基づいて、推定された前記故障時点以降の所定時間帯における検出電流値ｉＡ（ｔ）、ｉＢ（ｔ）を特定する特定ステップと、
その特定された検出電流値を用いて平均値ｉＡm 、ｉＢm を算出する算出ステップと、
を備えたことを特徴とする直流電鉄き電回路の故障点標定方法。
【請求項２】
故障点をはさむ両変電所Ａ、Ｂのき電線に電流検出器と遮断器とを設け、遮断器が開極する前であって故障時点以降の所定時間帯における検出電流値ｉＡ（ｔ）、ｉＢ（ｔ）の平均値ｉＡm 、ｉＢm から故障点を標定する故障点標定システムであって、
両変電所に設置されたＧＰＳ時計と、
電流検出器の検出電流値ｉＡ（ｔ）、ｉＢ（ｔ）をそれぞれの変電所に設置されたＧＰＳ時計によって計測される時刻と対応付けて一定時間記憶する記憶手段と、
遮断器が開極したとき、記憶された前記検出電流値ｉＡ（ｔ）、ｉＢ（ｔ）の何れか一方を2回微分して故障時点を推定する故障時点推定手段と、
検出電流に対応付けて記憶されている時刻に基づいて、推定された前記故障時点以降の所定時間帯における検出電流値ｉＡ（ｔ）、ｉＢ（ｔ）を特定する特定手段と、
その特定された検出電流値を用いて平均値ｉＡm 、ｉＢm を算出する算出手段と
を備えたことを特徴とする直流電鉄き電回路の故障点標定システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流電鉄き電回路の故障点標定方法及びそのシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
２つの変電所から給電されている電車線において地絡故障を生じた場合、各変電所から故障点までの距離は、各変電所における高速度遮断器が開極するまでの一定期間に各変電所のき電線に流れた故障電流の平均値の配分比から求めることができることは知られている。
【０００３】
但し、両変電所の故障電流は基本的に同時刻のものが要求され、これが、互いに離れた２点間の同時刻性を保証することの困難さ故に、上記故障点評定法の測定精度の向上を阻害する原因となっていた。
そこで従来、２つの変電所における同時刻性を確保するために各種方法が提案されている（特願昭４７−１００９６３号、特願昭５７−５７号、特願昭５９−３３６９２号等）。
【０００４】
そのうちで現在実用化されているものの一つに、各変電所のき電線に流れた故障電流を時間微分し、微分値の最大となる時点を故障発生時とみなして、その時点から高速度遮断器が開極するまでの間の一定期間における平均電流を求める方法がある。
この方法によれば、き電線に流れる電流は電車の力行時や回生制動時にも変化するが、電車線が地絡故障を生じて短絡電流が流れ始めた瞬間に比べると小さく、従って各変電所のき電電流を時間微分し、その最大値の瞬間をとらえることにより、２つの変電所における同時刻性を確保することができ、これに基づき電流配分比法を用いて正確な故障点評定が実現できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来手法は理論上は両変電所の同時刻性を保証するものではあるが、実際には電車線がＬ，Ｃ，Ｒの分布定数回路であり、Ｌ，Ｃ，Ｒの値によっては故障時に共振を起こしたり、あるいは故障発生後高速度遮断器が開極する前に他区間から力行の電車が進入してきた場合等種々の要因のために故障電流にゆがみを生じるために、故障電流の微分波形の最大値が故障発生時点以外の時点で検出されることがあった。その結果、故障点標定に大きな誤差を生じることとなった。例えば故障電流ｉが指数関数的に変化せずに図１１Ａに示すように歪んでいたり、或いは図１１Ｂに示すように短周期の振動が重畳されたように歪んでいた場合には、その微分値ｄｉ／ｄｔは同図にみられるように故障時点ｔ2（故障電流の立上がり時点）よりも後の時刻ｔ1、ｔ３において最大となり、そのため、従来の故障点標定法ではこの時刻ｔ1、ｔ３を故障時点とみなし、これを基準に平均電流測定区間を設定することとなる。このとき、２つの変電所で故障電流が相似的に変化すれば、故障電流の微分値の最大値は同時刻に生じているが、実際には相似形にはならないために、２つの変電所における平均電流測定区間が不一致となり、故障点標定に誤差を生じるのである。
【０００６】
本発明は以上の点に鑑み、より正確に故障時点を検出でき、結果的に正確な故障点標定を行うことのできる新規方法及びシステムを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の直流電鉄き電回路の故障点標定方法は、故障点をはさむ両変電所Ａ、Ｂのき電線に電流検出器と遮断器とを設け、遮断器が開極する前であって故障時点以降の所定時間帯における検出電流値ｉＡ（ｔ）、ｉＢ（ｔ）の平均値ｉＡm 、ｉＢm から故障点を標定する方法であって、前記各電流検出器にＧＰＳ時計を備えた記憶演算処理装置によって、電流検出器の検出電流値ｉＡ（ｔ）、ｉＢ（ｔ）をＧＰＳ時計によって計測される時刻と対応付けて一定時間記憶する記憶ステップと、遮断器が開極したとき、記憶された前記検出電流値ｉＡ（ｔ）、ｉＢ（ｔ）の何れか一方を2回微分することにより故障時点を推定する故障時点推定ステップと、検出電流に対応付けて記憶されている時刻に基づいて、推定された前記故障時点以降の所定時間帯における検出電流値ｉＡ（ｔ）、ｉＢ（ｔ）を特定する特定ステップと、その特定された検出電流値を用いて平均値ｉＡm 、ｉＢm を算出する算出ステップと、を備えたことを特徴とする。
また、本発明の直流電鉄き電回路の故障点標定システムは、故障点をはさむ両変電所Ａ、Ｂのき電線に電流検出器と遮断器とを設け、遮断器が開極する前であって故障時点以降の所定時間帯における検出電流値ｉＡ（ｔ）、ｉＢ（ｔ）の平均値ｉＡm 、ｉＢm から故障点を標定する故障点標定システムであって、両変電所に設置されたＧＰＳ時計と、電流検出器の検出電流値ｉＡ（ｔ）、ｉＢ（ｔ）をそれぞれの変電所に設置されたＧＰＳ時計によって計測される時刻と対応付けて一定時間記憶する記憶手段と、遮断器が開極したとき、記憶された前記検出電流値ｉＡ（ｔ）、ｉＢ（ｔ）の何れか一方を2回微分して故障時点を推定する故障時点推定手段と、検出電流に対応付けて記憶されている時刻に基づいて、推定された前記故障時点以降の所定時間帯における検出電流値ｉＡ（ｔ）、ｉＢ（ｔ）を特定する特定手段と、その特定された検出電流値を用いて平均値ｉＡm 、ｉＢm を算出する算出手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
以上のように本発明は、ＧＰＳ時計が計測する時刻と対応付けて検出電流値ｉＡ（ｔ）、ｉＢ（ｔ）が記憶され、その記憶されている時刻に基づいて、推定された故障時点以降の所定時間帯における検出電流値ｉＡ（ｔ）、ｉＢ（ｔ）を特定し、その特定された検出電流値から故障地点を標定するので、完全に同期がとれた検出電流値を用いて故障地点を標定することとなり、故障地点標定の精度がより向上する。また、検出電流値iA(t)、iB(t)の何れか一方を２回微分することにより故障時点をより正確に推定することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
まず、本発明に関連する故障点評定システムについて説明する。
図１は、直流電鉄き電回路の故障点標定方法の実施に用いた故障点標定システムの概略構成図である。
電車線１１は、Ａ変電所１２の整流器１２１からき電線１２２を介し給電され、また他方のＢ変電所１３の整流器１３１からもき電線１３２を介して給電されている。き電線１２２には上記整流器１２１以外に高速度遮断器１２３と電流検出器１２４と電圧検出器１２５と故障検出器（不図示）が設備されている。同様に、き電線１３２にも上記整流器１３１以外に高速度遮断器１３３と電流検出器１３４と電圧検出器１３５と故障検出器（不図示）が設備されている。
【００１０】
高速度遮断器１２３、１３３は、電車線１１に短絡故障が生じた場合、回路を開路して故障電流を遮断する。
Ａ変電所及びＢ変電所に設けられている故障検出器（不図示）は、不飽和変成器とリレースイッチとの組み合わせにより構成されており、故障電流を検出して検出信号を出力する。
【００１１】
電流検出器１２４、１３４は、例えばホール発電器により構成されており、き電線１２２、１３２を流れる電流に応じた電流値を出力する。
電圧検出器１２５、１３５は、き電線１２２、１３２の電圧に応じた電圧値を出力する。  情報処理装置１４、１５は、それぞれ電流検出器１２４、１３４と、電圧検出器１２５、１３５と、故障検出器の出力を受け、故障時点以降の所定時間帯における電流値の平均電流値ｉＡm 、ｉＢm を算出する。算出された平均電流値ｉＡm 、ｉＢm のデータは、遠方制御装置１６、１７（被制御所用）を介して、遠方制御装置１８（制御所用）に送られる。
【００１２】
遠方制御装置１８は、情報処理装置１４、１５から送られた平均電流値ｉＡm 、ｉＢm のデータに基づき、故障地点を標定する。
図２は、情報処理装置１４のブロック図である。当該情報処理装置１４は、入出力インターフェイス２１とＲＡＭ２２とＣＰＵ２３とにより構成されている。  入出力インターフェイス２１は、電流検出器１２４と電圧検出器１２５と故障検出器と遠方制御装置１６（被制御所用）と接続されている。
【００１３】
ＲＡＭ２２には、電流検出器１２４から受けた電流値データがＣＰＵ２３により書き込まれる。
ＣＰＵ２３は、ＲＡＭ２２に常に最新の例えば３００ｍｓ分の電流値データが記憶されるように入出力インターフェイス２１から受け取った電流値データを逐次書き込む。ＣＰＵ２３は、このデータの書き込みを前記故障検出器から検出信号が出力されるまで行う。ＣＰＵ２３は、故障検出器から検出信号を受けたとき、ＲＡＭ２２へのデータを書き込みを中止し、ＲＡＭ２２に記憶されている電流値データに基づき、平均電流値を算出する。この平均電流値の算出は以下のように行う。先ず、ＲＡＭ２２に記憶されている電流値データを２階微分し、その値が最大となる時点を故障時点として推定する。このように電流値データを２階微分して故障時点を推定するのは、既に述べたように従来の１階微分により故障時点を推定する方法より正確に故障時点を推定することができるからである。次に、推定された故障時点から時間T1以後T2時間以前の時間帯における電流値データを用いて、平均電流値ｉＡm を算出する。前記T1とT2の時刻は次のような観点から設定される。即ち、歪を持った故障電流波形においてもある時間帯は電車線固有のインダクタンス値を時定数の一部として指数関数的に変化するので、そのような変化する時間帯の平均電流を求めるように、その時間帯の始期に相当する時刻としてT1、終期に相当する時刻としてT2を設定するのである。このようにして算出した平均電流値ｉＡm を遠方制御装置（被制御所用）１８に送る。
【００１４】
また、情報処理装置１５も上記情報処理装置１４と同じ構成であり、平均電流値ｉＢm を算出し、その値を遠方制御装置（被制御所用）１８に送る。
次に、動作を図３のフローチャートを用いて説明する。Ａ変電所１２において、き電線１２２を流れる電流は電流検出器１２４で検出され、この電流に応じた電流値が情報処理装置１４に送られる。この電流値は、入出力インターフェイス２１により、例えば０．５ｍｓ毎にサンプリングされるとともにディジタル信号に変換される。ＣＰＵ２３は、この変換されたデータを、電流値データとしてＲＡＭ２２に書き込む（ステップＳ１１）。このデータの書き込みは、Ａ変電所１２の故障検出器で故障電流が検出されるまで行われる（ステップＳ１２）。故障電流が検出されたとき、高速度遮断器１２３が作動するとともに、情報処理装置１４のＣＰＵ２３がＲＡＭ２２へのデータの書き込みを中止する（ステップＳ１３）。この状態のとき、ＲＡＭ２２に格納されている電流値データは、ｉＡ（ｔ）で表され、その電流波形は例えば図４の４１に示される。この波形が、図中１５０ｍｓの手前の時点で急激に下降しているのは、高速度遮断器が作動し、回路が開路したためである。ＣＰＵ２３は、この電流値ｉＡ（ｔ）のデータを、２階微分し、その値が最大となるＴｓを故障時点をして推定する（ステップＳ１４）。次に、ＣＰＵ２３は、推定された故障時点Ｔｓから時間T1以後時間T2以前の時間帯の電流値ｉＡ（ｔ）を用い、下記数１により平均電流値ｉＡm を算出する（ステップＳ１５）。
【００１５】
【数１】
0003901472.tif 000002
【００１６】
ただし、Ｎ：サンプリング個数
一方、Ｂ変電所でも同様の処理（ステップＳ１１〜ステップＳ１４）が行われ、平均電流値ｉＢm が算出される（ステップＳ１５）。
このように、算出された、平均電流値ｉＡm と平均電流値ｉＢm は、それぞれ遠方制御装置（制御所用）１６、１７にて遠方制御装置（被制御所用）１８に送られる。
【００１７】
遠方制御装置（被制御所用）１８は、この送られた平均電流値ｉＡm 、ｉＢm を下記数２に適用し、故障点距離を算出する（ステップＳ１６）。
【００１８】
【数２】
0003901472.tif 000003
【００１９】
ただし、故障点距離：変電所Ａからの距離
Ｄ0 ：変電所間隔
ＤA ：Ａ変電所内部インダクタンスによる等価距離
ＤB ：Ａ変電所内部インダクタンスによる等価距離
上記のように検出電流を２階微分してその値の最大となる時点を求めると、それが故障時点となるのは、２階微分がその時刻の前とにおける電流変化率その時刻直後における電流変化率との変化率の推移する大きさを表しているからであると推測される。実際、本発明者は、線路のインダクタンス値、故障電流の歪率等現実に起こり得る条件を、想定して故障電流を描き、２階微分の最大値となる時刻を検出してみたところ、全ての場合に２階微分の最大値の発生時点が故障時点を示していることを確認した。図１２〜図２３は本発明者がコンピュータシミュレートした異なる条件の故障電流波形を示している。このうち、図１２，図１５，図１８が歪率が０％の故障電流波形である。これらの図からわかるように歪率が０％の場合、それの１階微分（ｄｉ／ｄｔで示す）波形の最大値の時点は故障発生時点に一致している。勿論２階微分（Δｄｉ／ｄｔで示す）波形は最大値の時点が故障発生時点に一致している。しかし、図１３，図１４，図１６，図１７，図１９〜図２３に示すように故障電流が３％又は１０％と歪んでくると、ｄｉ／ｄｔ波形が複雑に変化し、特に図１４，図１７，図２１〜２３においてはｄｉ／ｄｔの最大値は故障発生時点よりも後の時点において生じていることがわかる。一方、Δｄｉ／ｄｔはこれらの図においても故障時点において最大となっていることが理解される。図１２から図２３は既に述べたように現実に起こり得る条件を想定してシュミレートしたものなので、２階微分の最大値から故障時点を推定する本発明の方法は現実に起こりうる電流波形の歪に対して確実に対処できるといえる。
【００２０】
以上のように、この故障点標定システムでは、故障電流を２階微分することにより故障時点を推定し、従来のように１階微分することにより推定した故障時点よりも正確に故障時点を推定でき、その２階微分により推定した故障時点を用いて故障地点を標定するので、従来よりもより正確に故障地点の標定ができる。
次に本発明の実施例について説明する。
【００２１】
図５は、本発明の実施の形態における直流電鉄き電回路の故障点標定システムの概略構成図である。本図において図１と同じ符号を付した構成要素は同じであるので、異なる構成要素を中心に説明する。
ＧＰＳ時計５１は、全地球側位システム（ＧＰＳ）を用いた時計である。複数の人工衛星からの電波をＧＰＳアンテナ５２で受信し、その電波を用いて原子時計並みの高精度の時計を実現している。従って、Ａ変電所のＧＰＳ時計５１の計時する時刻と、Ｂ変電所のＧＰＳ時計５１が計時する時刻は同一時刻と考えて差し支えない。
【００２２】
情報処理装置５３は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、入出力インターフェイス等からなり、電流検出器１３４から受けた電流値データを、ＧＰＳ時計５１から受けた現在時刻と対応付けて記憶する。当該情報処理装置５３は、常に最新の例えば４００ｍｓ分のデータを記憶する。Ｂ変電所の故障検出器（不図示）から検出信号が出力されたとき、記憶されている電流値データを、連絡遮断装置５４、５５を介して故障点標定装置５６に送る。
【００２３】
連絡遮断装置５４は、高速度遮断器１３３が作動し故障電流を遮断したとき、連絡遮断装置５５に対して、連絡遮断信号を送出する。高速度遮断器１３３がまだ作動していないときであって連絡遮断装置５５から連絡遮断信号を受けたとき、高速度遮断器１３３を作動させる。また、情報処理装置５３から電流値データを受けたときは、その電流値データを連絡遮断装置５５に対して送る。
【００２４】
連絡遮断装置５５は、同様に、高速度遮断器１２３が作動し故障電流を遮断したとき、連絡遮断装置５４に対して、連絡遮断信号を送出する。高速度遮断器１２３がまだ作動していないときであって連絡遮断装置５４から連絡遮断信号を受けたとき、高速度遮断器１２３を作動させる。また、情報処理装置５３から連絡遮断装置５４を介して電流値データを受けたときは、その電流値データを故障点標定装置５６に送る。
【００２５】
故障点標定装置５６は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、入出力インターフェイス等で構成され、情報処理装置５３と同様に、電流検出器１２４から受けた電流値データをＧＰＳ時計５１から受けた現在時刻と対応付けて記憶する。さらに、Ａ変電所の故障点検出器（不図示）から検出信号が検出されるか或はＢ変電所から連絡遮断信号を受け高速度遮断器１２３が作動したとき、故障点標定装置５６は、Ａ変電所の電流値データとＢ変電所の電流値データとを用いて故障点を標定する。具体的には、以下のように故障点を標定する。先ず、Ａ変電所の電流値データｉＡ（ｔ）と、Ｂ変電所の電流値データｉＢ（ｔ）のうち、最大電流値が大きい方の電流値データを２階微分し、故障時点Ｔｓを推定する。このＴｓはＧＰＳ時計５１から受けた時刻で求める。従って、２つの変電所Ａ，Ｂの電流値データｉＡ（ｔ），ｉＢ（ｔ）中のＴｓが示す時刻は必ず一致している。そして、この推定された故障時点ＴｓからT1時間以後T2時間以前の電流値データｉＡ（ｔ）、ｉＢ（ｔ）を、それらの電流値データに付されている時刻に基づいて特定する。さらに、その特定された電流値データｉＡ（ｔ）、ｉＢ（ｔ）に基づき、平均電流値ｉＡm 、ｉＢm を算出し、図１の場合と同様に故障地点を標定する。
【００２６】
図６は、故障点標定装置５６に記憶されている電流値データのデータ構造の一例を示す図である。当該電流値データは、大きくは、電流波形を示す電流波形データ６１と、初期データ６２からなる。この電流波形データ６１は、電流検出器１２４、１３４で検出された電流の電流値を、例えば０．５ｍｓ毎にサンプリングしたディジタル信号である。通常４００ｍｓ分の８００個の電流値からなる。初期データ６２は、年月日及び時分秒を示すＧＰＳ時計が計測する時刻データ６３以外に、システム名６４、回線名６５を示すデータを含む。
【００２７】
図７は、Ａ変電所及びＢ変電所で検出された電流値データのタイムチャートを示す図である。７１は、Ａ変電所において、電流値データの書き込みを停止した時点である。この時点は、Ａ変電所の高速度遮断器１２３が作動してから所定時間経過した時点である。この時点から以前４００ｍｓ分が電流値データｉＡ（ｔ）とされる。同様に、７２は、Ｂ変電所において、電流値データの書き込みを停止した時点である。この時点７２は、時点７１と比較すると７３に示す時間Δｔだけ遅れている。これは、例えば、Ａ変電所の高速度遮断器１２３の作動後、Ａ変電所から連絡遮断信号を受けてＢ変電所の高速度遮断器１３３が遅れて作動したためである。Ｂ変電所では、この時点７２から以前４００ｍｓ分が電流値データｉＢ（ｔ）とされる。７４、７５は、それぞれＡ変電所、Ｂ変電所での故障電流の電流波形を示している。
【００２８】
次に、動作を図８のフローチャートを用いて説明する。先ず、Ａ変電所の故障点標定装置５６は、電流検出器１２４から受けた電流値データを、ＧＰＳ時計５１が計測する時刻と対応付けて内部ＲＡＭに書き込む（ステップＳ２１）。故障が発生し、故障検出器からの検出信号が検出されるか、或は高速度遮断器１２３がＢ変電所から連絡遮断信号を受け作動したとき（ステップＳ２２）、電流値データｉＡ（ｔ）の書き込みを中止する（ステップＳ２３）。同様に、Ｂ変電所の情報処理装置５３も、故障が発生するまで（ステップＳ２２）、電流値データをＧＰＳ時計５１の計測する時刻とともに内部のＲＡＭに書き込み（ステップＳ２１）、故障が発生したら書き込みを中止する（ステップＳ２３）。Ｂ変電所における電流値データの書き込みを中止したとき、情報処理装置５３は、当該電流値データｉＢ（ｔ）をＡ変電所の故障点標定装置５６に送る（ステップＳ２４）。
【００２９】
故障点標定装置５６は、電流値データｉＡ（ｔ）、ｉＢ（ｔ）のうち、最大電流値の大きい方の電流値データを選択する。次に、その選択した電流値データを２階微分し、故障時点Ｔｓを推定する（ステップＳ２５）。
さらに、故障点標定装置５６は、推定された故障時点ＴｓからT1時間以後T2時間以前の電流値データｉＡ（ｔ）、ｉＢ（ｔ）を、それらの電流値データに付されているＧＰＳ時計の計測した時刻に基づいて特定する（ステップＳ２６）。
【００３０】
故障点標定装置５６は、その特定された電流値データｉＡ（ｔ）、ｉＢ（ｔ）に基づき、図１に示す場合と同様に平均電流値ｉＡm 、ｉＢm を算出する（ステップＳ２７）。次に、その算出された平均電流値ｉＡm 、ｉＢm に基づいて、故障地点を標定する（ステップＳ２８）。
以上のように、本実施の形態における故障点標定システムでは、ＧＰＳ時計が計測する時刻と対応付けて電流値データｉＡ（ｔ）、ｉＢ（ｔ）を記憶し、いずれか一方の電流値データに基づいて推定された故障時点ＴｓからT1時間以後T2時間以前の電流値データｉＡ（ｔ）、ｉＢ（ｔ）を特定し、その特定された電流値データから平均電流値を算出して故障地点を標定するので、完全に同期がとれたデータを用いて故障地点を標定することとなり、故障地点標定の精度がより向上する。
【００３１】
なお、本実施の形態における故障点標定システムは、電流値データを連絡遮断装置を介してＡ変電所側の故障点標定装置に集めているがこれに限られるものでない。例えば、Ｂ変電所側に故障点標定装置があっても良いし、ＡＢ両変電所に故障点標定装置があり状況に応じてＡ変電所側にデータを集めたりＢ変電所側にデータを集めても良い。また、各変電所で集められたデータを公衆回線を通じて一ヶ所、例えば制御所等に送り、故障点の標定を行うシステムであっても良い。
【００３２】
次に、本発明に関連する故障点評価システムについて説明する。
この故障点標定システムは、図１、図５に示すシステムと異なり、再閉路時における故障地点を標定する。具体的には、例えば、故障復帰後の再通電時や初期通電時に既に故障回路が出来上がっている場合で、かつ二つある変電所のうち一方しか電力を供給していない場合に故障地点の標定を行う。従って、図１、図５のシステムのように二つの変電所の電流値データから故障地点を標定する方法は原理的に不可能であるので、本実施の形態では電力を供給している側の変電所の電流値データと、既知のインダクタンス値と、予め用意した種々の時定数毎の基準電流値データなどを用いて、故障地点を標定する。
【００３３】
このシステムにおける直流電鉄き電回路の故障点標定システムは、ほぼ図１のシステム構成と同じである。以下、異なる構成要素のみ説明する。
Ａ変電所１２は、再閉路時にき電線１２２を介して電車線１１に電力を供給する。このとき、Ｂ変電所１３は、電力を供給していない。
情報処理装置１４は、図９に示すように、入出力インターフェイス２１、ＲＡＭ２２、ＲＯＭ９１、ＣＰＵ９２とからなる。
【００３４】
入出力インターフェイス２１は、実施の形態１と同様に、電流検出器１２４と電圧検出器１２５と故障検出器と遠方制御装置（制御所用）１６と接続されている。
ＲＡＭ２２には、電流検出器１２４から受けた電流値データと、電圧検出器１２５で検出されたき電電圧値データとがＣＰＵ９２により書き込まれる。
【００３５】
ＲＯＭ９１には、種々の時定数毎の基準電流値データが記憶されている。例えば、２０個分の時定数に対応する基準電流値データが記憶されている。これらの基準電流値データは、ＲＡＭ２２に書き込まれる故障電流の電流値データと同様に時間の関数で表される。さらに、この基準電流値データは各時定数τ毎に用意されているので、これらの基準電流値データは時間と時定数の関数ｉｓ（τ、ｔ）で表される。
【００３６】
ＣＰＵ９２は、故障発生後に、ＲＡＭ２２に記憶された故障電流の電流値データｉ（ｔ）と、き電電圧値データと、基準電流値データｉｓ（τ、ｔ）とを用いて、故障点を標定する。具体的には、図１０のフローチャートに示すが、動作にて説明する。
次に、動作を図１０のフローチャートを用いて説明する。故障復帰後に、Ａ変電所１２は、き電線１２２に通電を開始する。その通電開始と同時に、情報処理装置１４は、電流値データとき電電圧データとをＲＡＭ２２に書き込む（ステップＳ３１）。故障が発生したら（ステップＳ３２）、情報処理装置１４は、上記データのＲＡＭ２２への書き込みを中止する（ステップＳ３３）。
【００３７】
次に、実施の形態１と同様に、ＲＡＭ２２に記憶されている電流値データｉ（ｔ）を２階微分することにより、情報処理装置１４は、故障時点Ｔｓを推定する（ステップＳ３４）。その推定された故障時点Ｔｓと、記憶されているき電電圧データに基づき、故障発生直前のき電電圧（Ｅ0 ）を求める（ステップＳ３５）。
【００３８】
次に、情報処理装置１４は、電流値データｉ（ｔ）と、種々の時定数毎の基準電流値データｉｓ（τ、ｔ）とに基づいて、故障時点ＴｓからT1時間以後T2時間以前の時間帯において、ＫX ＝ｉ（ｔ）／ｉｓ（τ、ｔ）を計算する（ステップＳ３６）。そして、上記計算により上記時間帯において、最もＫX のバラツキが小さい場合の時定数τを決定する（ステップＳ３７）。
【００３９】
具体的には、先ず、ある一つの時定数τについて、下記数３により、ＫX の平均値ＫXmを求める。
【００４０】
【数３】
0003901472.tif 000004
【００４１】
ただし、Ｎ：サンプリング個数
次に、上記求めた平均値ＫXmを用いて、下記数４により偏差の絶対値の平均ＺＫX Ｈを求める。
【００４２】
【数４】
0003901472.tif 000005
【００４３】
この処理を、ＲＯＭ９１に記憶されている基準電流値データの各時定数τ毎に求める。この求めたＺＫXmの値が一番小さいときＫX のバラツキが小さいので、ＫXmの値が一番小さいときの時定数τを選択する。
次に、選択された時定数に対応する基準電流値データと、故障電流の電流値データに基づいて、故障電流の推定最大電流値ＩM を算出する（ステップＳ３８）。
【００４４】
具体的には、下記の式により推定最大電流値ＩM を求める。
ＩM ＝（基準電流の最大値）×ＫXm
次に、Ｅ0 とτとＩM とを用いて、故障点距離を算出する（ステップＳ３９）。
具体的には、故障点距離は、以下に示す２式で与えられる。
【００４５】
Ｌ0 ＝τ・Ｅ0 ／ＩM ・・・・・▲１▼
故障点距離＝（Ｌ0 −ＬA ）／Ｌ・・・・▲２▼
ただし、Ｌ0 ：回路の総インダクタンス
ＬA ：変電所の内部インダクタンス
Ｌ：電車線１Km当たりのインダクタンス
▲１▼式を▲２▼式に代入することにより、目的とする故障点距離を算出する。
【００４６】
以上のようにこの故障点標定システムでは、予め記憶されている種々の時定数毎の基準電流値データとマッチングを行い、故障点を標定するので処理速度が向上する。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように本発明は、及びそのシステムであり、ＧＰＳ時計が計測する時刻と対応付けて検出電流値ｉＡ（ｔ）、ｉＢ（ｔ）が記憶され、その記憶されている時刻に基づいて、推定された故障時点以降の所定時間帯における検出電流値ｉＡ（ｔ）、ｉＢ（ｔ）を特定し、その特定された検出電流値から故障地点を標定するので、完全に同期がとれた検出電流値を用いて故障地点を標定することとなり、故障地点標定の精度がより向上する。また、検出電流値iA(t)、iB(t)の何れか一方を２回微分することにより故障時点をより正確に推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関連する直流電鉄き電回路の故障点標定方法の実施に用いた故障点標定システムの概略構成図である。
【図２】同故障点標定システムの情報処理装置のブロック図である。
【図３】同故障点標定システムの動作を示すフローチャートである。
【図４】同故障点標定システムの故障電流波形及び故障電流の微分値を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態における直流電鉄き電回路の故障点標定方法の実施に用いた故障点標定システムの概略構成図である。
【図６】同故障点標定システムにおける故障点標定装置に記憶されている電流値データのデータ構造の一例を示す図である。
【図７】Ａ変電所及びＢ変電所で検出された電流値データのタイムチャートを示す図である。
【図８】同故障点標定システムの動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明に関連する他の故障点標定システムの情報処理装置のブロック図である。
【図１０】同故障点標定システムの動作を示すフローチャートである。
【図１１】図１のシステム説明のための、初期の立ち上がりの波形がゆるやかな故障電流の電流値データを示す図である。
【図１２】図１のシステム説明のための、歪率０％の故障電流波形を示す図である。
【図１３】図１のシステム説明のための、歪率３％の故障電流波形を示す図である。
【図１４】図１のシステム説明のための、歪率３％の故障電流波形を示す図である。
【図１５】図１のシステム説明のための、歪率０％の故障電流波形を示す図である。
【図１６】図１のシステム説明のための、  歪率３％の故障電流波形を示す図である。
【図１７】図１のシステム説明のための、  歪率３％の故障電流波形を示す図である。
【図１８】図１のシステム説明のための、  歪率０％の故障電流波形を示す図である。
【図１９】図１のシステム説明のための、  歪率３％の故障電流波形を示す図である。
【図２０】図１のシステム説明のための、  歪率３％の故障電流波形を示す図である。
【図２１】図１のシステム説明のための、  歪率３％の故障電流波形を示す図である。
【図２２】図１のシステム説明のための、  歪率３％の故障電流波形を示す図である。
【図２３】図１のシステム説明のための、  歪率１０％の故障電流波形を示す図である。
【符号の説明】
１１    電車線
１２    Ａ変電所
１３    Ｂ変電所
１６、１７    遠方制御装置（被制御所用）
１８    遠方制御装置（制御所用）
５１    ＧＰＳ時計
５２    ＧＰＳアンテナ
５３    情報処理装置
５４、５５    連絡遮断装置
５６    故障点標定装置
９１    ＲＯＭ
９２    ＣＰＵ
１２１、１３１    整流器
１２２、１３３    き電線
１２３、１３３    高速度遮断器
１２４、１３４    電流検出器
１２５、１３５    電圧検出器
【図１】
0003901472.tif 000006
【図２】
0003901472.tif 000007
【図３】
0003901472.tif 000008
【図４】
0003901472.tif 000009
【図５】
0003901472.tif 000010
【図６】
0003901472.tif 000011
【図７】
0003901472.tif 000012
【図８】
0003901472.tif 000013
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
0003901472.tif 000028