(57)【要約】【課題】地中に埋設された電力ケーブルの事故点を検出する。【解決手段】地中に埋設された電力ケーブル（対象線路１０１）の事故点を検出する事故点検出装置２１０は、所定の共振周波数を有する共振回路２１１と、上記電力ケーブルに上記共振周波数に対応する周波数の高周波電圧を印加したときに上記電力ケーブルの事故点に生じる磁界によって上記共振回路２１１に生じる電流または電圧を検出する検出器２１４と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に埋設された電力ケーブルの事故点を検出する事故点検出方法であって、
上記電力ケーブルに所定の周波数の高周波電圧を印加し、
上記高周波電圧によって電力ケーブルの事故点に生じる磁界を地表面から検出することによって、上記事故点を検出することを特徴とする電力ケーブルの事故点検出方法。
【請求項２】
請求項１の電力ケーブルの事故点検出方法であって、
上記磁界の検出は、上記高周波電圧の周波数に対応する周波数の共振回路に生じる電流または電圧を検出することによって行われることを特徴とする電力ケーブルの事故点検出方法。
【請求項３】
請求項１の電力ケーブルの事故点検出方法であって、
上記磁界の検出は、上記高周波電圧の周波数に対応する周波数の共振回路によって増幅された磁界を検出することによって行われることを特徴とする電力ケーブルの事故点検出方法。
【請求項４】
地中に埋設された電力ケーブルの事故点を検出する事故点検出装置であって、
所定の共振周波数を有する共振回路と、
上記電力ケーブルに上記共振周波数に対応する周波数の高周波電圧を印加したときに上記電力ケーブルの事故点に生じる磁界によって上記共振回路に生じる電流または電圧を検出する検出器と、
を備えたことを特徴とする電力ケーブルの事故点検出装置。
【請求項５】
地中に埋設された電力ケーブルの事故点を検出する事故点検出装置であって、
所定の共振周波数を有する共振回路と、
上記電力ケーブルに上記共振周波数に対応する周波数の高周波電圧を印加したときに上記電力ケーブルの事故点に生じる磁界が上記共振回路によって増幅された磁界を検出する検出器と、
を備えたことを特徴とする電力ケーブルの事故点検出装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５の電力ケーブルの事故点検出装置であって、
上記共振回路が、共振周波数を可変に構成されていることを特徴とする電力ケーブルの事故点検出装置。
【請求項７】
請求項６の電力ケーブルの事故点検出装置であって、
上記共振回路の共振周波数が、電力ケーブルに印加される高周波電圧の周波数に対応するように切り替え制御されるように構成されていることを特徴とする電力ケーブルの事故点検出装置。
【請求項８】
請求項４から請求項７のうち何れか１項の電力ケーブルの事故点検出装置と、
上記電力ケーブルに上記高周波電圧を印加する電源装置と、
を備えたことを特徴とする電力ケーブルの事故点検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中に埋設された電力ケーブルの事故点を検出する検出方法および装置、並びに事故点検出システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力ケーブルの事故点を検出する手法としては、電柱に掛け渡された配電線路と大地との間に特定周波数の信号電圧を印加し、電柱の接地線に印加される電圧を検出して、地絡事故点を探査する手法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、高圧架空配電線の事故停電区間に、周期性電圧をその少なくとも１周期期間をオンとしてオン・オフ振幅変調した波形の高電圧を印加し、その際に流れる探査電流を例えば長尺竿で高圧架空配電線に掛けた装置で検出して事故点を探査する手法も知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
さらに、健全回路側地中配電線路を含む２本の線路と大地との間に位相が１８０°異なる２つの高周波の探査信号を注入し、これらの探査信号により生じる磁界を検出して事故点の位置を検出する手法も知られている（例えば、特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１０５７６５号公報
【特許文献２】特開２００３−４３０９３号公報
【特許文献３】特開２００７−２７９０３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１、２に記載された技術は、何れも電柱に掛け渡された架空配電線の事故点を検出するものであり、地中に埋設された電力ケーブルの事故点の検出に適用することはできない。また、特許文献３に記載された技術は、健全回路側地中配電線路の存在が必須であり、そのような線路が確保できない場合には事故点を検出することができない。
【０００７】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、地中に埋設された電力ケーブルの事故点を容易に検出できるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、
地中に埋設された電力ケーブルの事故点を検出する事故点検出方法であって、
上記電力ケーブルに所定の周波数の高周波電圧を印加し、
上記高周波電圧によって電力ケーブルの事故点に生じる磁界を地表面から検出することによって、上記事故点を検出することを特徴とする。
【０００９】
これにより、健全回路側地中配電線路などを必要とすることなく、地中に埋設された電力ケーブルの事故点を容易に検出できる。
【００１０】
第２の発明は、
第１の発明の電力ケーブルの事故点検出方法であって、
上記磁界の検出は、上記高周波電圧の周波数に対応する周波数の共振回路に生じる電流または電圧を検出することによって行われることを特徴とする。
【００１１】
これにより、共振を利用して磁界の検出が行われるので、検出感度を高め、乾燥した土壌や舗装面などに対しても、散水などの処置をすることなく事故点の検出をすることが容易にできる。
【００１２】
第３の発明は、
第１の発明の電力ケーブルの事故点検出方法であって、
上記磁界の検出は、上記高周波電圧の周波数に対応する周波数の共振回路によって増幅された磁界を検出することによって行われることを特徴とする。
【００１３】
これにより、共振を利用して増幅された磁界の検出が行われるので、一層、高感度に事故点を検出することができる。
【００１４】
第４の発明は、
地中に埋設された電力ケーブルの事故点を検出する事故点検出装置であって、
所定の共振周波数を有する共振回路と、
上記電力ケーブルに上記共振周波数に対応する周波数の高周波電圧を印加したときに上記電力ケーブルの事故点に生じる磁界によって上記共振回路に生じる電流または電圧を検出する検出器と、
を備えたことを特徴とする。
【００１５】
これにより、上記で説明したように、共振を利用して検出が行われるので、高感度に事故点を検出することができる。
【００１６】
第５の発明は、
地中に埋設された電力ケーブルの事故点を検出する事故点検出装置であって、
所定の共振周波数を有する共振回路と、
上記電力ケーブルに上記共振周波数に対応する周波数の高周波電圧を印加したときに上記電力ケーブルの事故点に生じる磁界が上記共振回路によって増幅された磁界を検出する検出器と、
を備えたことを特徴とする。
【００１７】
これにより、上記で説明したように、共振を利用して増幅された磁界の検出が行われるので、一層、高感度に事故点を検出することができる。
【００１８】
第６の発明は、
第４の発明または第５の発明の電力ケーブルの事故点検出装置であって、
上記共振回路が、共振周波数を可変に構成されていることを特徴とする。
【００１９】
第７の発明は、
第６の発明の電力ケーブルの事故点検出装置であって、
上記共振回路の共振周波数が、電力ケーブルに印加される高周波電圧の周波数に対応するように切り替え制御されるように構成されていることを特徴とする。
【００２０】
これらにより、ノイズの影響等が少ない周波数を選択して検出精度を高めることも容易にできる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明により、地中に埋設された電力ケーブルの事故点を容易に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態１の事故点検出システムの構成および検出方法を示す説明図である。
【図２】実施形態１の事故点検出装置の検出動作初期の状態を示す説明図である。
【図３】実施形態１の事故点検出装置の検出動作中の状態を示す説明図である。
【図４】実施形態２の事故点検出装置の構成を示す回路図である。
【図５】実施形態３の事故点検出装置の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の各実施形態において、他の実施形態と同様の機能を有する構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。
【００２４】
（実施形態１）
（事故点検出システムの構成）
電力ケーブルの事故点検出システムは、図１に示すように、地中に埋設された例えば遮へい層付きの電力ケーブルである対象線路１０１における対地絶縁が破壊された事故点を検出するもので、高周波高圧電源装置２０１と、事故点検出装置２１０とを備えて構成されている。
【００２５】
高周波高圧電源装置２０１は、対象線路１０１の終端部１０１ａに高周波高圧電源電圧Ｖｈｆを印加して、対象線路１０１の導体に高周波電流を流すものである。上記高周波高圧電源電圧Ｖｈｆの周波数ｆは、種々設定可能であるが、例えば２５ｋＨｚ以上程度に設定することにより、後述する事故点検出装置２１０内における共振コイル２１１ａ等の小型化を図ることが容易にできる。また、例えば２０ＭＨｚ以下程度に設定することにより、対象線路１０１と大地との間の静電容量による損失の影響を受けにくくすることができる。
【００２６】
事故点検出装置２１０は、共振コイル２１１ａと共振コンデンサ２１１ｂとが並列に接続された共振回路２１１と、検出コイル２１２ａを有する検出回路２１２と、上記検出回路２１２に流れる電流、またはその電流によって生じる電圧を検出する検出器２１４とを備えて構成されている。上記共振回路２１１は高周波高圧電源装置２０１が発生する高周波高圧電源電圧Ｖｈｆの周波数ｆと同じ共振周波数を有するように設定されている。
【００２７】
（事故点検出システムによる事故点の検出）
上記のように構成された事故点検出システムによる事故点の検出は、次のようにして行われる。
【００２８】
まず、高周波高圧電源装置２０１によって、所定の周波数ｆの高周波高圧電源電圧Ｖｈｆが対象線路１０１の終端部１０１ａに印加される。このとき、対象線路１０１の導体に流れる電流をＩｈｆ、導体から漏れ出る漏れ電流をＩｈｆｌとすると、導体の対地絶縁が十分な状態では、Ｉｈｆ≫Ｉｈｆｌとなる。特に、遮へい層付きのケーブルの場合には、Ｉｈｆｌ≒０となる。
【００２９】
一方、対地絶縁が破壊された事故点があると、その事故点付近では、上記漏れ電流Ｉｈｆｌよりも大きな事故点漏れ電流Ｉｌｅａｋが地中に漏れ出す。この事故点漏れ電流Ｉｌｅａｋが大きく、地表面または地表面付近まで達する場合には、地上で磁束φｌｅａｋ（漏れ磁束、交番磁界）が生じる。
【００３０】
そこで、事故点検出装置２１０を対象線路１０１に沿って地上で移動させ、事故点にさしかかったとすると、図２に示すように、初期の時点では、上記磁束φｌｅａｋに等しい磁束φ１が共振コイル２１１ａ、および検出コイル２１２ａを通過する。これによって、例えば調相結合状態となって、共振回路２１１の共振コイル２１１ａおよび共振コンデンサ２１１ｂには、磁束φ１より９０°遅れ位相の電圧が発生し、同位相の電流が流れる。この同位相の電流は、共振回路２１１の共振周波数が高周波高圧電源装置２０１によって印加される高周波高圧電源電圧Ｖｈｆの周波数ｆと等しいことから、共振により増幅され、共振回路２１１におけるエネルギーのチャージが活発化する。
【００３１】
その結果、図３に示すように、磁束φ１と同位相で共振回路２１１により大幅に増幅された磁束φ２が発生し、検出回路２１２には、磁束φ１によるよりも大きな電流および電圧が発生する。この電流または電圧を検出器２１４により検出することによって、地表面に漏れ出した周波数ｆの高周波信号を、高感度に検出することができ、その大きさや変化を観察することによって対象線路１０１の事故点を地表面から非接触に検出することが容易にできる。
【００３２】
特に、事故点漏れ電流Ｉｌｅａｋが地中から地表面に達するまでに大きく減衰して磁束φｌｅａｋが微弱になったとしても、上記のような共振回路２１１の増幅作用によって検出感度を高くすることが容易にできる。それゆえ、例えば乾燥した土壌や舗装面などに対しても、散水などの処置をすることなく事故点の検出をすることが容易にできる。しかも、上記のように共振を利用し、高周波高圧電源電圧Ｖｈｆの周波数ｆに等しい周波数の信号が選択的に検出されるので、ノイズの影響等を低減して検出精度を高めることも容易にできる。
【００３３】
（実施形態２）
上記のように共振回路２１１を設けることによって磁束φｌｅａｋを増幅して検出感度を高めることが容易にできるが、地面の状況などに応じて十分大きな磁束φｌｅａｋが発生する場合には、図４に示すように、事故点検出装置３１０の検出回路３１２に単に検出コイル３１２ａを設けて、その両端に発生する電圧や流れる電流を検出器２１４によって検出するようにしてもよい。
【００３４】
（実施形態３）
また、例えば図５に示すように、事故点検出装置３２０に実施形態１の共振回路２１１と同様に共振コイル３２１ａと共振コンデンサ３２１ｂとを有する共振検出回路３２１を設け、その両端に発生する電圧や流れる電流を検出器２１４によって検出するようにしてもよい。これによって、実施形態２のような構成よりも高い感度での検出を容易に行うことができる。しかも、高周波高圧電源電圧Ｖｈｆの周波数ｆに等しい周波数の信号が選択的に検出されるので、やはり検出精度を高めることも容易にできる。
【００３５】
（その他の事項）
なお、上記のような事故点検出装置２１０の共振コイル２１１ａや検出コイル２１２ａ等としては、空心のものを用いてもよいし、鉄心などのコアを有するものを用いたりしてもよい。
【００３６】
また、共振回路２１１や検出回路２１２等と検出器２１４とは、一体的に設けられてもよいし、例えば作業者が把持する柄の先端部に共振回路２１１等が設けられ、検出器２１４は作業者が携帯するハンディ端末等に設けられるなどしてもよい。
【００３７】
また、高周波高圧電源装置２０１が発生する高周波高圧電源電圧Ｖｈｆの周波数ｆや共振回路２１１の共振周波数は、複数段階、または連続的に変化させ得るようにしてもよい。これによって、ノイズの影響等が少ない周波数を選択して検出精度を高めることも容易にできる。この場合、高周波高圧電源装置２０１の周波数ｆと、共振回路２１１の共振周波数とは、それぞれ別個に設定し得るようにしてもよいし、一方を設定したときに、有線または無線の制御信号などによって他方の設定が自動的になされるようにしてもよい。また、共振回路２１１の共振周波数が自動同調によって設定されるようにしたりしてもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１０１      対象線路
１０１ａ    終端部
２０１      高周波高圧電源装置
２１０      事故点検出装置
２１１      共振回路
２１１ａ    共振コイル
２１１ｂ    共振コンデンサ
２１２      検出回路
２１２ａ    検出コイル
２１４      検出器
３１０      事故点検出装置
３１２      検出回路
３１２ａ    検出コイル
３２０      事故点検出装置
３２１      共振検出回路
３２１ａ    共振コイル
３２１ｂ    共振コンデンサ
【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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