(57)【要約】【課題】地絡事故が発生した電力ケーブルの地絡位置を検出するための新規な技術を提供する。【解決手段】電力ケーブルの地絡位置検出装置は、地絡事故が発生した電力ケーブルについて、地絡事故発生後の温度分布の地絡事故発生前の温度分布に対する差分である上昇温度分布が有する、地絡位置を挟んで一方側の温度上昇幅が相対的に高くなり、他方側の温度上昇幅が相対的に低くなるステップ状の分布特性に基づいて、地絡位置を検出する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地絡事故が発生した電力ケーブルについて、前記地絡事故発生後の温度分布の前記地絡事故発生前の温度分布に対する差分である上昇温度分布が有する、地絡位置を挟んで一方側の温度上昇幅が相対的に高くなり、他方側の温度上昇幅が相対的に低くなるステップ状の分布特性に基づいて、前記地絡位置を検出する電力ケーブルの地絡位置検出装置。
【請求項２】
前記上昇温度分布とステップ関数との相関係数を用いて、前記地絡位置を検出する請求項１に記載の電力ケーブルの地絡位置検出装置。
【請求項３】
複数相分の電力ケーブルのそれぞれに温度センサ部として配設された光ファイバが共通に接続された光ファイバ温度分布測定装置に接続されて用いられ、
前記地絡事故が発生していない通常時において、前記光ファイバ温度分布測定装置を、前記複数相分の光ファイバに対し時分割的に順番に温度分布測定を行う通常温度測定モードで運用し、
前記地絡事故が発生した場合、前記光ファイバ温度分布測定装置を、前記複数相分の電力ケーブルのうち前記地絡事故が発生した相の電力ケーブルの温度分布のみを測定する地絡位置検出測定モードに切り替えて運用する請求項１または２に記載の電力ケーブルの地絡位置検出装置。
【請求項４】
地絡事故が発生した電力ケーブルについて、前記地絡事故発生後の温度分布の前記地絡事故発生前の温度分布に対する差分である上昇温度分布が有する、地絡位置を挟んで一方側の温度上昇幅が相対的に高くなり、他方側の温度上昇幅が相対的に低くなるステップ状の分布特性に基づいて、前記地絡位置を検出する工程を有する電力ケーブルの地絡位置検出方法。
【請求項５】
地絡事故が発生した電力ケーブルについて、前記地絡事故発生後の温度分布の前記地絡事故発生前の温度分布に対する差分である上昇温度分布が有する、地絡位置を挟んで一方側の温度上昇幅が相対的に高くなり、他方側の温度上昇幅が相対的に低くなるステップ状の分布特性に基づいて、前記地絡位置を検出する手順をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力ケーブルの地絡位置検出装置及び検出方法、並びにプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
地絡事故が発生した電力ケーブルに対して、地絡位置において突出した温度を測定することで、地絡位置を検出する技術が提案されている（特許文献１、２参照）。このような技術では、事故後短時間での温度測定が必要であったり、事故後に改めて地絡位置を発熱させるための設備が必要であったりする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２８５９４９１号公報
【特許文献２】特許第２６４２８４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の一目的は、地絡事故が発生した電力ケーブルの地絡位置を検出するための新規な技術、例えば、地絡事故からある程度長時間が経過した後でも温度分布測定により地絡位置を検出することできる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、
地絡事故が発生した電力ケーブルについて、前記地絡事故発生後の温度分布の前記地絡事故発生前の温度分布に対する差分である上昇温度分布が有する、地絡位置を挟んで一方側の温度上昇幅が相対的に高くなり、他方側の温度上昇幅が相対的に低くなるステップ状の分布特性に基づいて、前記地絡位置を検出する電力ケーブルの地絡位置検出装置
が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
地絡事故が発生した電力ケーブルの地絡位置を検出することができる。地絡事故からある程度（例えば数分以上）時間が経ってからでも、温度分布測定により地絡位置を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、電力ケーブルの概略構造の一例を示す断面図である。
【図２】図２は、電力ケーブルの軸方向に関する地絡電流の流れ方と、地絡電流に伴う電力ケーブルの上昇温度分布特性とについて説明するための概略図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明の実施形態による地絡位置検出系の全体構成を示す概略図であり、図３（ｂ）は、実施形態による地絡位置検出装置の概略的なハードウエア構成例を示すブロック図である。
【図４】図４は、実施形態による地絡位置検出処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、上昇温度分布、および、上昇温度分布とステップ関数との相関係数の一例を示すグラフである。
【図６】図６（ａ）は、他の実施形態による地絡位置検出系の全体構成を示す概略図であり、図６（ｂ）は、他の実施形態による地絡位置検出処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施形態による、電力ケーブルの地絡位置検出技術について説明する。本明細書において、電力ケーブルの地絡を、単に「地絡」と呼ぶことがある。また、電力ケーブルを、単に「ケーブル」と呼ぶことがある。
【０００９】
まず、図１を参照して、実施形態による地絡位置検出技術が適用されるケーブル１００の構造について説明する。図１は、ケーブル１００の概略構造を示す断面図である。
【００１０】
ケーブル１００は、導体１１０と、導体１１０の外側に配置された絶縁層１２０と、絶縁層１２０の外側に配置された遮蔽層１３０とを含む。遮蔽層１３０の外側に、さらに、光ファイバが収納された光ファイバユニット１４１を含む光ファイバ層１４０が配置されている。光ファイバ層１４０の外側に、さらに、必要に応じた構造を有する外側層１５０が配置されている。ケーブル１００は、例えば光ファイバ複合型の海底電力ケーブルであり、外側層１５０は、例えば鉄線鎧層を含んで構成されている。
【００１１】
ケーブル１００に地絡事故が発生すると、つまり、絶縁層１２０による絶縁が破壊されると、導体１１０と遮蔽層１３０とが、電気的に導通する。
【００１２】
光ファイバ層１４０に配設された（少なくとも１本の）光ファイバが、後述の光ファイバ温度分布測定装置（ＤＴＳ装置）２００に接続される温度センサ部として用いられる。
【００１３】
導体１１０、絶縁層１２０、遮蔽層１３０、光ファイバ層１４０、外側層１５０の構造、材料等は特に制限されず、公知のものを必要に応じて適宜選択して用いることができる。また、図１に示すケーブル１００の構造は、実物の電力ケーブルにおける種々の詳細な積層構造を省略した概略的、例示的なものであり、電力ケーブル１００は、必要に応じて、各層の間（例えば遮蔽層１３０と光ファイバ層１４０との間等）に、他の層を含んでいてもよい。
【００１４】
次に、図２を参照して、実施形態による地絡位置検出技術の基本的な考え方について説明する。図２は、ケーブル１００の軸方向に関する地絡電流の流れ方と、地絡電流に伴うケーブル１００の上昇温度分布特性とについて説明するための概略図である。
【００１５】
図２の上側部分に、電力ケーブル線路の概略図を示す。ケーブル１００の軸方向の一端と他端とが、それぞれ、電源（発電所）４００ａと負荷４００ｂとに電気的に接続されている。ケーブル軸方向上の位置１７０が、地絡事故の発生した場所である地絡位置（事故点）を示す。
【００１６】
地絡事故が発生すると、つまり、地絡位置１７０で絶縁層１２０の絶縁が破壊されると、導体１１０と遮蔽層１３０とが電気的に導通し、導体１１０と、接地された遮蔽層１３０との間に、地絡電流１７１が流れる。
【００１７】
地絡事故の発生は、例えば、遮蔽層１３０に接続された電流計（ＣＴ）１８０で、地絡電流１７１を検出することにより、判定することができる。なお、地絡事故発生の判定手段としては、どのようなものを用いてもよい。
【００１８】
両端の母線の短絡容量の差が大きい電力ケーブル系統での地絡事故では、地絡位置１７０から電源４００ａ側に流れる地絡電流１７１ａの大きさと、負荷４００ｂ側に流れる地絡電流１７１ｂの大きさとが異なり、短絡容量の大きい電源４００ａ側への地絡電流１７１ａが、短絡容量の小さい負荷４００ｂ側への地絡電流１７１ｂよりも大きくなる。ここでは、電源４００ａ側への地絡電流１７１ａが、負荷４００ｂ側への地絡電流１７１ｂよりも大きい場合を例として、説明を続ける。ケーブル１００の地絡位置１７０を挟んで電源４００ａ側の部分を「ケーブル電源側部分１００ａ」と呼び、負荷４００ｂ側の部分を「ケーブル負荷側部分１００ｂ」と呼ぶこととする。
【００１９】
図２の下側部分に、ケーブル１００の軸方向の温度分布（ケーブル軸方向温度分布）を示す。ケーブル軸方向温度分布は、光ファイバ層１４０の光ファイバを温度センサ部としてＤＴＳ装置２００で測定することができる。ケーブル軸方向温度分布を、単に「温度分布」と呼ぶことがある。
【００２０】
地絡事故前の温度分布として、温度分布１９０を示す。地絡事故直後、例えば数秒から数十秒程度の後の温度分布として、温度分布１９１を示す。地絡事故からしばらく後、例えば数分から数十分程度の後の温度分布として、温度分布１９２を示す。なお、図２に例示する温度分布１９０〜１９２は、各温度分布の形状的特徴を示そうとするための概念的な図であり、温度分布１９０〜１９２の温度同士の大小関係を示そうとするものではない。
【００２１】
地絡事故前の温度分布１９０は、例えば一様な温度分布である。
【００２２】
地絡事故の発生により、地絡位置１７０が故障アーク熱により局所的に急激に発熱する。このため、地絡事故直後の温度分布１９１は、地絡位置１７０の温度が突出して高くなる分布、つまり、地絡位置１７０でピークを持つ分布となる。ピークの高さは、例えば５℃〜６℃である。ただし、地絡位置１７０での突出した高温は、概ね１０秒程度のオーダの比較的短時間で低下して、温度分布中のピーク形状は消えて行く。
【００２３】
また、地絡事故の発生に伴い、電源４００ａ側への地絡電流１７１ａ、負荷４００ｂ側への地絡電流１７１ｂによる発熱で、ケーブル電源側部分１００ａ、ケーブル負荷側部分１００ｂのそれぞれが、ケーブル軸方向について全体的に温められる。本例では、電源４００ａ側への地絡電流１７１ａが、負荷４００ｂ側への地絡電流１７１ｂよりも大きいことから、ケーブル電源側部分１００ａの温度上昇幅の方が、ケーブル負荷側部分１００ｂの温度上昇幅よりも大きくなる。
【００２４】
このため、地絡事故からしばらく後の温度分布１９２は、地絡位置１７０を挟んで一方側（本例では電源４００ａ側）の温度が相対的に高くなり、他方側（本例では負荷４００ｂ側）の温度が相対的に低くなるような、ステップ状の分布となる。なお、温度上昇幅の差は、例えば２℃〜３℃であり、温度分布１９１のピーク高さと比べて低くなる傾向がある。
【００２５】
本願発明者らは、試験用の１６１ｋＶ電力ケーブル（長さ８ｍ）に対し、導体と遮蔽層（帰路導体）とを短絡し通電する模擬実験を行った。この結果、通電後の電力ケーブルの温度上昇状態は、３０分程度以上は維持されることが確認された。このことから、上述のようなステップ状の温度分布は、例えば３０分程度以上は維持されるものと見積もることができる。
【００２６】
以上の考察より、地絡事故発生直後であれば、温度分布１９１で示したような、地絡位置１７０でピークを有する温度分布特性に基づき、温度のピーク位置を検出することで、地絡位置１７０を検出することができる。ただし、地絡位置１７０での突出した高温は、地絡事故後、概ね１０秒程度のオーダの比較的短時間で低下してしまう。このため、この地絡位置検出技術が適用できるのは、地絡事故発生から比較的短時間に限られる。
【００２７】
一方、地絡事故発生からしばらく経過した後であっても、温度分布１９２で示したような、ステップ状の温度分布は維持されているので、このような温度分布特性に基づき、温度がステップ状に変化する位置を検出することで、地絡位置１７０を検出することができる。この地絡位置検出技術は、地絡事故後、概ね１０分程度のオーダの比較的長時間（例えば３０分あるいは１時間程度の間）に亘って適用することができる。このため、温度のピーク位置により地絡位置１７０を検出する技術と比べて、事故後時間的に余裕を持って地絡位置検出を行うことができるという利点を有する。
【００２８】
より直接的に説明すると、ステップ状の分布特性となるのは、温度分布１９２自体というよりも、地絡電流１７１ａ、１７１ｂによる発熱に起因する事故前からの温度上昇分の分布（上昇温度分布）といえる。つまり、上昇温度分布は、地絡位置１７０を挟んで一方側の温度上昇幅が相対的に高くなり、他方側の温度上昇幅が相対的に低くなるような、ステップ状の分布となる。そして、このような上昇温度分布特性に基づき、温度上昇幅がステップ状に変化する位置を検出することで、地絡位置１７０を検出することができる。
【００２９】
上述の説明では、説明を簡単にするため、地絡事故前の温度分布１９０が一様で、温度上昇後の温度分布１９２が、上昇温度分布形状をそのまま反映したステップ状となる例を挙げた。地絡事故前の温度分布は、一様である必要はなく、また、地絡事故後の（しばらく経過した後の）温度分布自体は、上昇温度分布形状をそのまま反映するようなステップ状となっていなくてもよい。
【００３０】
本実施形態では、地絡位置検出技術として、ステップ状の上昇温度分布特性に基づいて地絡位置１７０を検出する技術を用いる。なお、必要に応じ、温度のピーク位置により地絡位置１７０を検出する地絡位置検出技術を併用してもよい。
【００３１】
次に、図３（ａ）および図３（ｂ）を参照して、実施形態による地絡位置検出装置について説明する。
【００３２】
図３（ａ）を参照する。図３（ａ）は、実施形態による地絡位置検出系１０の全体構成を示す概略図である。地絡位置検出系１０は、ケーブル１００、光ファイバ温度分布測定装置（ＤＴＳ装置）２００、地絡位置検出装置３００、電源４００ａ、負荷４００ｂ、および地絡事故発生判定装置５００を含んで構成される。
【００３３】
ケーブル１００の一端と他端とが、それぞれ、電源（発電所）４００ａと負荷４００ｂとに電気的に接続されている。ケーブル１００の長さは、例えば５ｋｍ程度である。
【００３４】
地絡事故発生判定装置５００は、例えばＣＴを含んで構成される。地絡事故が発生すると、地絡事故発生判定装置５００から、地絡事故の発生を示すデータ（事故発生データ）が、地絡位置検出装置３００に入力される。
【００３５】
ケーブル１００の軸方向の全長に亘り配設された光ファイバ１４２が、ＤＴＳ装置２００の温度センサ部として用いられており、光ファイバ１４２の一端が、ＤＴＳ装置２００に接続されている。なお、温度センサ部である光ファイバ１４２と温度分布検出部２００とをセットとした全体を、ＤＴＳ装置と呼ぶこともできるが、ここでは、説明の便宜のため、温度分布検出部２００をＤＴＳ装置２００と呼んでいる。
【００３６】
ＤＴＳ装置２００は、ＤＴＳ装置２００に含まれた光源から光ファイバ１４２に入射した入射光により光ファイバ１４２内の各測定位置で生じたラマン後方散乱光を含む後方散乱光を検出することで、各測定位置までの距離と各測定位置の温度とを算出して、ケーブル１００の軸方向の温度分布を測定する。
【００３７】
ＤＴＳ装置２００で測定された温度分布に対応するデータ（温度分布データ）が、地絡位置検出装置３００に入力される。地絡位置検出装置３００は、地絡位置検出処理を行って、地絡位置を検出する。地絡位置検出処理の具体例については、図４を参照して後述する。地絡位置検出装置３００としては、例えばパーソナルコンピュータを用いることができる。
【００３８】
ＤＴＳ装置２００は、ケーブル１００の温度分布測定を、地絡事故前の通常時から行い、地絡事故後も引き続き行う。ＤＴＳ装置２００による温度分布測定は、例えば、一定期間ごと（例えば１０分ごと）に行われる。地絡位置検出装置３００として用いるパーソナルコンピュータは、地絡事故前の通常時において、ケーブル１００の温度分布異常がないかどうか監視する温度分布監視装置としても用いることができる。また、地絡位置検出装置３００として用いるパーソナルコンピュータは、ＤＴＳ装置２００の温度分布測定タイミングや後述の測定モード等を制御するＤＴＳ制御装置としても用いることができる。
【００３９】
図３（ｂ）は、地絡位置検出装置（温度分布監視装置、ＤＴＳ制御装置）３００の概略的なハードウエア構成例を示すブロック図である。地絡位置検出装置３００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）３０１、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）３０２、記憶装置３０３、Ｉ／Ｏポート３０４、入力装置３０５、および出力装置３０６を有している。
【００４０】
記憶装置３０３は、地絡位置検出処理等に必要なプログラムやデータを読み出し可能に格納し、例えばハードディスク、ＣＤ、ＤＶＤ、ＵＳＢメモリ等の外部記憶装置により構成される。
【００４１】
Ｉ／Ｏポート３０４は、ＤＴＳ装置２００および地絡事故発生判定装置５００に接続されている。ＤＴＳ装置２００により測定された温度分布データが、Ｉ／Ｏポート３０４を介して地絡位置検出装置３００に入力され、記憶装置３０３に記憶される。
【００４２】
ＣＰＵ３０１は、記憶装置３０３から必要なプログラムやデータを読み出して、地絡位置検出処理等を実行する。
【００４３】
入力装置３０５は、操作者が各種の情報を入力するために用いられ、例えばキーボードやマウスにより構成される。出力装置３０６は、各種の情報を表示するために用いられ、例えばディスプレイ装置やプリンタ装置により構成される。
【００４４】
次に、図４を参照して、実施形態による地絡位置検出処理について説明する。図４は、実施形態による地絡位置検出処理の一例を示すフローチャートである。
【００４５】
地絡事故の発生が判定されると、つまり、地絡事故発生判定装置５００から事故発生データが地絡位置検出装置３００に入力されると、地絡位置検出装置３００により、地絡位置検出処理が開始される。
【００４６】
まず、ステップＳ１で、光ファイバ１４２が断線しているかどうか判定される。断線位置以遠からの後方散乱光がＤＴＳ装置２００で検出できなくなって、正常な温度分布が得られなくなることにより、断線の事実および断線位置を検出することができる。光ファイバ１４２が断線していると判定された場合は、ステップＳ１０で、断線位置が地絡位置として確定される。地絡事故が光ファイバ１４２の断線を伴うような大きなものであった場合は、このように、光ファイバ１４２の断線位置を検出することで、地絡位置を検出することができる。
【００４７】
ステップＳ１で、光ファイバ１４２が断線していないと判定された場合は、ステップＳ２で、事故前温度分布（ベース温度分布）が算出される。例えば、地絡事故発生直前に測定された５回分の温度分布の平均として、事故前温度分布が算出される。なお、１回分の測定値を事故前温度分布としてもよいが、複数回分の測定値の平均を取ることで、事故前温度分布の精度向上が図られる。
【００４８】
次に、ステップＳ３で、地絡事故後、所定時間（例えば１時間）が経過しているかどうか判定される。所定時間が経過していると判定された場合は、地絡位置検出処理を終了させる。後述のステップＳ９での地絡位置確定処理に到達しないまま、事故後あまりに長時間（例えば１時間超）経過してしまった場合、もはや地絡事故を反映した温度分布が検出できずに、さらなる処理を続行しても、地絡位置を精度良く検出できない可能性が高い。そのため、適当に設定された所定時間を経過していると判定された場合は、ステップＳ３により地絡位置検出処理を終了させる。
【００４９】
ステップＳ３で、所定時間が経過していないと判定された場合は、ステップＳ４に進み、地絡位置検出処理を続行する。ステップＳ４では、事故後温度分布を得る。そして、事故後温度分布の事故前温度分布に対する差分である温度分布、すなわち、地絡事故に伴う温度の上昇分である上昇温度分布を算出する。
【００５０】
次に、ステップＳ５に進む。図２を参照して説明したように、上昇温度分布は、地絡位置を挟んで温度上昇幅がステップ状に変化する分布となる。ただし、図２を参照して説明した上昇温度分布は理想的なものであり、実際の上昇温度分布には、各種要因によりノイズ的な温度ばらつきが含まれる。
【００５１】
したがって、実際の温度分布測定から得られた上昇温度分布においては、温度上昇幅がステップ状に変化する地絡位置が明確でない場合があり、このような上昇温度分布を見ただけでは、地絡位置を精度良く検出することが難しい場合がある。そこで本例では、以下に説明するように、上昇温度分布とステップ関数との相関係数を算出することで、地絡位置の検出精度向上を図る。
【００５２】
ステップＳ５では、上昇温度分布とステップ関数との相関係数を、ステップ関数の値がステップ状に変化する変化位置を移動させながら、算出する。本例では、変化位置を挟んで電源側で相対的に高い値（高温）を取り、負荷側で相対的に低い値（低温）を取るステップ関数を用いる。ステップ関数の変化位置は、例えば、電源側から負荷側に向けて１０ｍずつ移動させる。
【００５３】
相関係数は、より具体的には以下のようにして計算される。温度測定位置に対応する添え字をｉとして、各測定位置での上昇温度値（事故後温度と事故前温度との差分）をｘｉと表す。測定位置の個数をｎ個とする。上昇温度分布は、ｎ個の上昇温度値の集合｛ｘ１，ｘ２，・・・，ｘｎ｝で表される。各測定位置に対応させて、ステップ関数の値ｙｉを準備する。ステップ関数は、ｎ個の値の集合｛ｙ１，ｙ２，・・・，ｙｎ｝で表される。上昇温度分布とステップ関数との相関係数は、以下の式（１）を用いて算出される。ここで、ｘバーはｘｉの平均値、ｙバーはｙｉの平均値である。なお、データには正規化処理を行ってもよい。
【数１】
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【００５４】
ステップ関数の変化位置を移動させながら、変化位置の異なるステップ関数の各々に対して、上昇温度分布との相関係数を算出する。
【００５５】
次に、ステップＳ６において、相関係数を最大とするステップ関数の変化位置を検出する。
【００５６】
上昇温度分布は、ノイズ的な温度ばらつきを含んでいるとしても、地絡位置を挟んで温度上昇幅がステップ状に変化するという特徴を、ある程度は保持している。このため、ステップ関数の変化位置が地絡位置と最も近くなったときに、ステップ関数は、上昇温度分布に最も近い形状となる。つまり、ステップ関数の変化位置が地絡位置に最も近くなったときに、上昇温度分布とステップ関数との相関係数が最大となる。
【００５７】
ステップＳ６で相関係数を最大とするステップ関数の変化位置が検出された場合は、ステップＳ７に進む。
【００５８】
なお、変化位置の異なる各ステップ関数に対する相関係数が、全部等しくなる可能性も存在し、このような場合は、最大の相関係数が存在しないこととなる。つまり、相関係数を最大とするステップ関数の変化位置を検出することができない。このような場合は、ステップＳ３に戻り、（所定時間が経過していなければ）ステップＳ４で新たな（別時点での）事故後温度分布を得て新たな上昇温度分布を算出し、再びステップＳ５以降の処理を行う。
【００５９】
ステップＳ７では、ステップＳ６で検出された、相関係数を最大とするステップ関数の変化位置（検出位置）が、登録済みの位置と充分に近いかどうか判定される。
【００６０】
１回目に実行されるステップＳ７では、まだ登録済みの位置が存在しないため、ステップＳ８に進む。ステップＳ８では、ステップＳ６で得られた検出位置を、地絡位置の候補として登録する。
【００６１】
ステップＳ８で地絡位置の候補が登録された後、ステップＳ３に戻り、（所定時間が経過していなければ）ステップＳ４で新たな（別時点での）事故後温度分布を得て新たな上昇温度分布を算出し、再びステップＳ５およびＳ６の処理を行う。
【００６２】
再び実行されたステップＳ６で、相関係数を最大とするステップ関数の変化位置が検出された場合は、再びステップＳ７に進む。
【００６３】
ステップＳ７では、再び実行されたステップＳ６で得られた新たな検出位置が、登録済みの位置と充分に近いかどうか判定される。今回の処理では、登録済みの位置が既に存在しているので、新たな検出位置が、登録済みの位置と充分に近いかどうか判定される。例えば、新たな検出位置が、登録済みの位置と一致するか、登録済みの位置と隣接する位置である場合に、充分に近いと判定される。
【００６４】
ステップＳ７で、新たな検出位置が登録済みの位置と充分に近いと判定された場合は、ステップＳ９に進む。ステップＳ９では、例えば、登録済みの位置と新たな検出位置との平均の位置を、地絡位置として確定する。また例えば、登録済みの位置と新たな検出位置とが異なる場合に、地絡位置を一点としては確定せずに、登録済みの位置と新たな検出位置との間の範囲を、地絡位置として確定してもよい。ステップＳ９で地絡位置が確定されたら、地絡位置検出処理を終了させる。
【００６５】
ステップＳ７で、新たな検出位置が登録済みの位置と充分に近いと判定されなかった場合は、ステップＳ８で新たな検出位置を登録し（登録済みの位置を更新し）、再びステップＳ３に戻りステップＳ４以降の処理を実行する。
【００６６】
このようにして、ステップＳ６で得られた検出位置がステップＳ７で登録済み位置と近いと判定されて、ステップＳ９で地絡位置が確定されるまで、ステップＳ３〜Ｓ７の処理を繰り返し、ステップＳ９で地絡位置が確定されたら、地絡位置検出処理を終了させる。なお、上述のように、ステップＳ９で地絡位置が確定されないまま、所定時間が経過してしまった場合は、ステップＳ３を介して、地絡位置検出処理を終了させる。
【００６７】
以上説明したように、本実施形態によれば、地絡事故が発生した電力ケーブルにおいて地絡位置を挟んで一方側の温度上昇幅が相対的に高くなり、他方側の温度上昇幅が相対的に低くなるステップ状の上昇温度分布特性に基づいて、地絡位置を検出することができる。このような技術を用いれば、地絡事故からある程度（例えば数分以上）時間が経ってからでも、温度分布測定により地絡位置を検出することができる。
【００６８】
また、上昇温度分布とステップ関数との相関係数を用いて、地絡位置を検出することができる。このような技術を用いれば、上昇温度分布がノイズ的な温度ばらつきを含む場合であっても、精度良く地絡位置を検出することができる。
【００６９】
なお、上述の地絡位置検出処理例では、ステップＳ７を設け、一致するか充分に近い２つの検出位置を得た場合に地絡位置を確定することで、地絡位置検出の精度を高めるようにしている。この処理の変形例として、例えば、１つの検出位置を得た段階で地絡位置を確定するような、簡易的な処理を行うこともできる。また例えば、３つ以上の検出位置を得た段階で地絡位置を確定するような、より精度を高めた処理を行うこともできる。地絡事故発生後の複数時点について得られた温度分布により算出された複数の上昇温度分布を用いて地絡位置を検出することで、地絡位置検出の精度を高めることができる。
【００７０】
なお、上述の地絡位置検出処理例では、ステップ関数の変化位置の移動幅を、一定（例えば１０ｍずつ）とした。この処理の変形例として、ステップ関数の変化位置の移動幅を可変とすることもできる。例えば、ステップ関数の変化位置を、まず広い移動幅で移動させながら、地絡位置の存在範囲を大まかに推定し、その後この範囲内について、ステップ関数の変化位置をより狭い移動幅で移動させながら、地絡位置のより正確な存在範囲を絞り込むような処理を行ってもよい。
【００７１】
図５は、（シミュレーションによる）上昇温度分布、および、上昇温度分布とステップ関数との相関係数の一例を示すグラフである。横軸がケーブル軸方向位置（電源からの距離）を示し、左側の縦軸が（平均を０℃とした）上昇温度を示し、右側の縦軸が相関係数の大きさを示す。上昇温度分布において温度上昇幅がステップ状に変化している位置（つまり地絡位置）において、相関係数の大きさが最大となっていることがわかる。
【００７２】
次に、図６（ａ）および図６（ｂ）を参照して、他の実施形態による地絡位置検出装置と、この装置による地絡位置検出処理について説明する。図６（ａ）は、他の実施形態による地絡位置検出系２０の全体構成を示す概略図である。図６（ｂ）は、他の実施形態による地絡位置検出処理の一例を示すフローチャートである。説明の煩雑さを避けるため、上述の実施形態と同様な構造や部材については、同様な参照符号を用いて説明を行う。以下、主に、上述の実施形態との違いについて説明する。
【００７３】
上述の実施形態による地絡位置検出系１０では、電力ケーブル線路が１本（１相分）のケーブル１００を有していた。これに対し、図６（ａ）に示すように、本実施形態による地絡位置検出系２０では、電力ケーブル線路が３本（３相分）のケーブル１００Ａ〜１００Ｃを有している。３相分のケーブル１００Ａ〜１００Ｃのそれぞれに温度センサ部として配設された光ファイバ１４２Ａ〜１４２Ｃが、共通のＤＴＳ装置２００に接続されている。
【００７４】
本実施形態では、地絡事故が発生していない（事故前の）通常時において、図６（ｂ）のステップＳ１１に示すように、ＤＴＳ装置２００を、通常温度測定モードで運用する。ＤＴＳ装置２００に、光ファイバ１４２Ａ〜１４２Ｃが共通に接続されているため、各ケーブル１００Ａ〜１００Ｃの温度分布は、同時には測定することができない。このため、通常時において、ＤＴＳ装置２００は、時分割的に順番にケーブル１００Ａ〜１００Ｃの温度分布を測定するよう、通常温度測定モードで運用される。このようなＤＴＳ装置２００の運用モード制御は、地絡位置検出装置（ＤＴＳ制御装置）３００で行われる。
【００７５】
ステップＳ１２において、地絡事故の発生が判定される。地絡事故発生の判定は、地絡事故発生判定装置５００により行われる。地絡事故発生の判定がない状態では、通常温度測定モードが維持される。
【００７６】
ステップＳ１２において、地絡事故の発生が判定されると、ステップＳ１３で、ＤＴＳ装置２００を、地絡位置検出測定モードに切り替えて運用する。地絡位置検出測定モードでは、ケーブル１００Ａ〜１００Ｃのうち、地絡事故が発生した相（事故相）のケーブルの温度分布のみを測定する。このようなＤＴＳ装置２００の運用モード制御は、地絡位置検出装置（ＤＴＳ制御装置）３００で行われる。
【００７７】
ステップＳ１３で、ＤＴＳ装置２００の運用モードを地絡位置検出測定モードに切り替えた後、ステップＳ１４で、地絡位置検出処理を行う。ステップＳ１４での地絡位置検出処理は、例えば、図４を算出して説明したような処理と同様に実施することができる。
【００７８】
このようにして、本実施形態による地絡位置検出処理によっても、上述の実施形態と同様に、地絡位置を検出することができる。
【００７９】
なお、地絡位置検出処理の終了後は、ＤＴＳ装置２００の運用モードを通常温度測定モードに戻して、通常時の温度分布測定を行うことができる。
【００８０】
本実施形態では、複数相分の電力ケーブルのそれぞれに温度センサ部として配設された光ファイバが、共通のＤＴＳ装置に接続されている。複数相分の光ファイバに対し共通の１台のＤＴＳ装置を用いて、時分割的な温度分布測定を行うことで、例えば各相の光ファイバに対し１台ずつのＤＴＳ装置を用いるような温度分布測定系を構成する場合と比べて、通常時の温度分布測定を、経済的に行うことができる。
【００８１】
地絡事故が発生した場合は、ＤＴＳ装置の運用モードを、通常温度測定モードから地絡位置検出測定モードに切り替える。これにより、ＤＴＳ装置を、事故相の光ファイバによる温度分布測定のみに用いることができ、事故相のケーブルの温度分布について情報を多く得ることができるようになり、地絡位置検出の精度向上が図られる。
【００８２】
以上、実施形態に沿って本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能である。
【００８３】
上述の実施形態では、地絡位置を挟んで電源側への地絡電流が負荷側への地絡電流よりも大きい場合を例示したが、実施形態による地絡位置検出技術は、地絡電流の大小関係がこの逆の場合であっても、適用することができる。このような場合には、例えば、ステップ関数として、変化位置を挟んで電源側で相対的に低い値（低温）を取り、負荷側で相対的に高い値（高温）を取るものを用いればよい。
【００８４】
より一般的に説明すると、実施形態による地絡位置検出技術は、地絡位置を挟んで、電源側への地絡電流の大きさと負荷側への地絡電流の大きさとに差があり、ケーブルの一方側の部分と他方側の部分とで、地絡電流に起因する温度上昇幅に差が生じるような場合について、広く適用することができる。
【００８５】
上述の実施形態では、光ファイバ複合型の電力ケーブル中に設けられた光ファイバ層の光ファイバをＤＴＳ装置の温度センサ部として利用する場合について例示したが、必要に応じ、光ファイバ複合型でない電力ケーブルの外周上に温度センサ部として光ファイバを設けた構造の電力ケーブル線路に対して、実施形態による地絡位置検出技術を適用することも可能である。
【００８６】
上述の実施形態では、好適な温度分布測定方法として光ファイバによる温度分布測定を例示したが、図２を参照して説明した地絡位置検出の考え方からわかるように、温度分布の測定は、光ファイバを用いて行うことが原理的に必須というわけではない。つまり、何らかの温度分布測定装置で温度分布（上昇温度分布）が得られるのであれば、地絡位置を検出することが可能といえる。
【００８７】
上述の実施形態では、好適な地絡位置検出方法として上昇温度分布とステップ関数との相関係数を用いる方法を例示したが、図２を参照して説明した地絡位置検出の考え方からわかるように、地絡位置の検出は、相関係数を用いて行うことが原理的に必須というわけではない。例えば、ノイズ的な温度ばらつきが非常に小さく、ステップ形状が明確な上昇温度分布（あるいは、事故後の温度分布）が得られた場合であれば、温度上昇幅の変化位置を地絡位置として検出することも可能である。
【００８８】
＜本発明の好ましい態様＞
以下、本発明の好ましい態様について付記する。
【００８９】
（付記１）
地絡事故が発生した電力ケーブルについて、前記地絡事故発生後の温度分布の前記地絡事故発生前の温度分布に対する差分である上昇温度分布が有する、地絡位置を挟んで一方側の温度上昇幅が相対的に高くなり、他方側の温度上昇幅が相対的に低くなるステップ状の分布特性に基づいて、前記地絡位置を検出する電力ケーブルの地絡位置検出装置。
【００９０】
（付記２）
前記上昇温度分布とステップ関数との相関係数を用いて、前記地絡位置を検出する付記１に記載の電力ケーブルの地絡位置検出装置。
【００９１】
（付記３）
前記上昇温度分布と前記ステップ関数との相関係数を、前記ステップ関数の値がステップ状に変化する変化位置を移動させながら算出し、前記相関係数の大きさを最大とする前記変化位置を検出することで、前記地絡位置を検出する付記２に記載の電力ケーブルの地絡位置検出装置。
【００９２】
（付記４）
前記地絡事故発生後の複数時点について得られた温度分布により算出された複数の上昇温度分布を用いて地絡位置を検出する付記１〜３のいずれか１つに記載の電力ケーブルの地絡位置検出装置。
【００９３】
（付記５）
前記温度分布は、光ファイバ温度分布測定装置により測定される付記１〜４のいずれか１つに記載の電力ケーブルの地絡位置検出装置。
【００９４】
（付記６）
複数相分の電力ケーブルのそれぞれに温度センサ部として配設された光ファイバが共通に接続された光ファイバ温度分布測定装置に接続されて用いられ、
前記地絡事故が発生していない通常時において、前記光ファイバ温度分布測定装置を、前記複数相分の光ファイバに対し時分割的に順番に温度分布測定を行う通常温度測定モードで運用し、
前記地絡事故が発生した場合、前記光ファイバ温度分布測定装置を、前記複数相分の電力ケーブルのうち前記地絡事故が発生した相の電力ケーブルの温度分布のみを測定する地絡位置検出測定モードに切り替えて運用する付記１〜５のいずれか１つに記載の電力ケーブルの地絡位置検出装置。
【００９５】
（付記７）
前記地絡事故の発生を判定する地絡事故発生判定装置に接続されて用いられる付記１〜６のいずれか１つに記載の電力ケーブルの地絡位置検出装置。
【００９６】
（付記８）
地絡事故が発生した電力ケーブルに温度センサ部として配設された光ファイバの断線位置を検出することで地絡位置を検出する電力ケーブルの地絡位置検出装置。
【００９７】
（付記９）
地絡事故が発生した電力ケーブルについて、前記地絡事故発生後の温度分布の前記地絡事故発生前の温度分布に対する差分である上昇温度分布が有する、地絡位置を挟んで一方側の温度上昇幅が相対的に高くなり、他方側の温度上昇幅が相対的に低くなるステップ状の分布特性に基づいて、前記地絡位置を検出する工程を有する電力ケーブルの地絡位置検出方法。
【００９８】
（付記１０）
地絡事故が発生した電力ケーブルについて、前記地絡事故発生後の温度分布の前記地絡事故発生前の温度分布に対する差分である上昇温度分布が有する、地絡位置を挟んで一方側の温度上昇幅が相対的に高くなり、他方側の温度上昇幅が相対的に低くなるステップ状の分布特性に基づいて、前記地絡位置を検出する手順をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【符号の説明】
【００９９】
１００  電力ケーブル
１１０  導体
１２０  絶縁層
１３０  遮蔽層
１４０  光ファイバ層
１４２  光ファイバ
１７０  地絡位置
１７１  地絡電流
１８０  電流計
１９０〜１９２  温度分布
２００  ＤＴＳ装置
３００  地絡位置検出装置
４００ａ  電源
４００ｂ  負荷
５００  地絡事故発生判定装置
【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６】
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【図５】
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