(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
並置された一対のケーブルそれぞれの片端を接続し、前記一対のケーブルの他端に直流電圧を印加して前記一対のケーブルの一方に発生した地絡事故点を測定する事故点測定器の通電用電源装置であって、
前記直流電圧を交流商用電源から生成するＡＣ／ＤＣコンバータと、前記事故点測定器の作動時に前記ケーブルに当該ケーブルと別位置に敷設された他の活線状態にあるケーブルにより誘起された誘導電流が前記ＡＣ／ＤＣコンバータに流入するのを阻止する電源保護回路と、前記電源保護回路で阻止された前記誘導電流を消費する負荷抵抗回路を具備したことを特徴とするケーブル事故点測定器通電用電源装置。
【請求項２】
前記誘導電流による前記ＡＣ／ＤＣコンバータの出力直流電圧の上限を前記事故点測定器の定格電圧に基づいて規制する電圧リミッタ回路を付設したことを特徴とする請求項１に記載のケーブル事故点測定器通電用電源装置。
【請求項３】
前記ＡＣ／ＤＣコンバータに、当該ＡＣ／ＤＣコンバータの出力直流電流の上限を前記事故点測定器の定格電流に基づいて規制する定電流回路を付設したことを特徴とする請求項１または２に記載のケーブル事故点測定器通電用電源装置。
【請求項４】
前記ケーブルは、それぞれが単独に地中に並置される三相交流の地中送電ケーブルであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１記載のケーブル事故点測定器通電用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三相交流の地中送電ケーブルなどの絶縁被覆を有するケーブルに発生した地絡事故点の位置を測定する事故点測定器に用いる直流電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電所や変電所に敷設される三相交流の地中送電ケーブルなどの絶縁被覆を有する電力用ケーブルは、絶縁被覆の破損、劣化による地絡事故が発生することがある。三相交流の地中送電ケーブルは、三相３線の１セットが地中のケーブル管路に並置される。この場合、三相３線の各ケーブルをそれぞれ単独に地中に並置するか、或いは、三相３線の各ケーブルを１本のケーブルにまとめた一体化ケーブルとして地中に並置される。また、通常の場合、ケーブル管路には他の複数セットの地中送電ケーブルや、通信用ケーブルなどのケーブルが並置され、これらケーブルは事故点測定対象のケーブルの事故点測定時においては活線状態にある。三相１セットの地中送電ケーブルの内のいずれか一相でも地絡事故が発生すると、三相３線１セットの地中送電ケーブルは送電できなくなる。このように地絡事故が発生すると地中送電ケーブルは地下に埋設されていることから、地絡事故が発生した場所を見付けるには、通常は地上より測定器を使用して事故相ケーブルの地絡事故の位置の測定が行われる。
【０００３】
三相交流の地中送電ケーブルにおける事故相ケーブルの事故点測定方法に、ケーブルの導体抵抗を利用したマーレーループ法がある。マーレーループ法は、事故相ケーブルと地絡事故が発生していない健全な一相のケーブル（健全相ケーブル）でループ回路を構成し、ループ回路に直流電圧を印加して事故相ケーブルの地絡事故点の位置を測定する。マーレーループ法によるケーブル事故点測定装置として、蓄電池の直流定電圧を電源電圧に使用した事故点測定器がある（例えば、特許文献１参照）。この事故点測定器の概要を、図３を参照して説明する。
【０００４】
図３に示す事故点測定器２０は、自動車のバッテリーなどに適用される鉛蓄電池と同様な６Ｖの蓄電池１０を電源に使用する。図３に示すケーブル１ａ、１ｂは、三相交流の三相３線１セットの内の２線で、一方が地絡事故を起こしていない健全相ケーブル１ａであり、他方が地絡事故を起こしている事故相ケーブル１ｂである。健全相ケーブル１ａと事故相ケーブル１ｂは同一構造の２線で、それぞれ導体２ａ、２ｂを絶縁層３ａ、３ｂで絶縁被覆し、絶縁層３ａ、３ｂの外周を金属製のシース４ａ、４ｂで保護している。各ケーブル１ａ、１ｂのシース４ａ、４ｂは接地されている。事故相ケーブル１ｂに示す事故点Ｐは、絶縁破壊による地絡事故が発生した箇所である。事故相ケーブル１ｂは、導体２ｂとシース４ｂの間の絶縁抵抗が事故点Ｐで急減することから特定される。事故相ケーブル１ｂの特定で、三相３線１セットの送電が停止され、事故相ケーブル１ｂの事故点Ｐの位置の測定が、次のように行われる。
【０００５】
事故相ケーブル１ｂの一相と、他の二相の内のいずれか一相である健全相ケーブル１ａの片端（遠端）同士をジャンパー線５で接続してループ回路を構成する。事故点測定器２０を使用して蓄電池１０の６Ｖの直流電圧Ｅを健全相ケーブル１ａと事故相ケーブル１ｂの他端に印加して、２線のループ回路にループ電流を流す。また、事故点測定器２０の極性反転スイッチ２１を操作して、各ケーブル１ａ、１ｂに印加する直流電圧Ｅの極性を反転させる。各ケーブル１ａ、１ｂのループ回路にループ電流を流す毎に、第一電圧計６で健全相ケーブル１ａの導体２ａの対地電圧Ｖ１を測定し、第二電圧計７で事故相ケーブル１ｂの導体２ｂの対地電圧Ｖ２を測定する。各ケーブル１ａ、１ｂが同じ長さとして、そのケーブル長をＬとする。また、事故相ケーブル１ｂの直流電圧Ｅが印加される他端から事故点Ｐまでの距離をＸとすると、次式で距離Ｘが算出される。
【０００６】
［Ｘ／Ｌ］＝［２×Ｖ１］／［Ｖ１＋Ｖ２］
【０００７】
以上の事故点距離Ｘの測定は、同じ条件下で複数回繰り返し行われる。複数回測定した距離の平均値を距離Ｘとして特定する。距離Ｘが特定されると、各ケーブル１ａ、１ｂからジャンパー線５と事故点測定器２０が取り外される。その後、事故点Ｐのあるケーブルの交換が行われて、三相交流の３線１セットによる送電が再開される。
【特許文献１】特開昭５７−１８４９８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のような事故点測定器とその通電用電源装置である蓄電池は、様々なケーブル事故点測定の現場に持ち運びが容易にできる大きさ、重量に設計される。三相交流の地中送電ケーブルにおいては、地絡故障が発生する時期と時間帯は不定であり、発生する率は１年に１回有るか無いかの極僅かである。そのため、ケーブル事故点測定を行う電力会社では、事故点測定器の電源である蓄電池の自然放電を見越して常に充電しておく必要があり、メンテナンス性に問題があった。
【０００９】
また、蓄電池から事故点測定の対象となるケーブルに流す通電電流（ループ電流）は、ケーブルの太さと長さで決まる導体抵抗に依存される。そのため、例えば７７ｋＶ以上の超高圧地中送電線路のケーブル事故点測定器の直流電源に蓄電池を使用する場合、線路条件によっては数ボルトの直流電圧で数１０アンペア以上の大電流が流れて、測定中に蓄電池に大幅な電圧降下が発生し、事故点測定結果に悪影響を及ぼすことがある。さらに、蓄電池１０は常に充電しておいても、経年変化で性能が劣化し、複数回の事故点測定の作業中に電圧降下が生じて、高精度な事故点測定が難しくなることがある。
【００１０】
なお、上記事故点測定器の直流電源として交流商用電源を直流変換した直流電源を使用することが考えられる。しかし、これには次の問題がある。
【００１１】
三相交流の地中送電ケーブルの場合、事故点測定対象のケーブルの近くに、他の地中送電ケーブルや通信用ケーブルのような活線ケーブルが並置されているのが通常である。そのため、事故点測定対象のケーブルの事故点測定作業中に、近くの活線ケーブルにより事故点測定対象のケーブルに誘導電圧が誘起され、誘導電流が流れる。この誘導電流は、事故点測定器の直流電源である蓄電池に流入して蓄電されるので問題は少ない。しかし、事故点測定器の直流電源として交流商用電源を直流変換した直流電源を使用すると、この直流電源が誘導電流の影響で出力電圧に変動を起こし、安定したケーブル事故点の測定が難しくなる。このような誘導電流による影響力は、三相３線の地中送電ケーブルを単独に地中に並置したケーブルにおいて大きい。
【００１２】
本発明は、斯かる実情に鑑みてなされたもので、目的とするところは、ケーブル事故点測定器の直流電源に交流商用電源を使用して、常に安定したケーブル事故点測定ができる通電用電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は上記目的を達成するため、並置された一対のケーブルそれぞれの片端同士を接続し、一対のケーブルの他端に直流電圧を印加して一対のケーブルの一方に発生した地絡事故の事故点を測定する事故点測定器の通電用電源装置であって、ケーブルに印加する直流電圧を交流商用電源から生成するＡＣ／ＤＣコンバータと、事故点測定器の作動時にケーブルに当該ケーブルと別位置に敷設された他の活線状態にあるケーブルにより誘起された誘導電流がＡＣ／ＤＣコンバータに逆流するのを阻止する電源保護回路と、電源保護回路で阻止された誘導電流を消費する負荷抵抗回路を具備したことを特徴とする。この電源装置においては、誘導電流によるＡＣ／ＤＣコンバータの出力直流電圧の上限を事故点測定器の定格電圧に基づいて規制する電圧リミッタ回路を付設することができる。
【００１４】
ここで、事故点測定対象のケーブルは、三相交流で３線１セットの地中送電ケーブルや海中ケーブルのような絶縁被覆を有するケーブルである。このケーブルの絶縁破壊に基づく地絡事故点を事故点測定器で測定（特定）する。事故点測定器は、ループ化された事故点測定対象の一対のケーブルに直流電圧を印加してループ電流を流し、地絡事故発生のケーブルの事故点の位置を測定するもので、既存品が適用できる。この事故点測定器の直流電源として、１００Ｖの交流商用電圧を例えば６Ｖの直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータを適用する。ここでのＡＣ／ＤＣコンバータ自体は、市販品が適用できる。電源保護回路は、事故点測定対象のケーブルからＡＣ／ＤＣコンバータへと逆流しようとする誘導電流を阻止する保護ダイオード回路が適用できる。負荷抵抗回路は、電源保護回路で阻止された誘導電流を流して発熱により消費する抵抗回路が適用できる。電源保護回路で誘導電流の逆流を阻止し、阻止された誘導電流を負荷抵抗回路で消費することで、ＡＣ／ＤＣコンバータの出力直流電圧が安定し、常に安定したケーブル事故点測定ができる。
【００１５】
また、誘導電流の影響でＡＣ／ＤＣコンバータの出力直流電圧が異常上昇するのを防止するため、ＡＣ／ＤＣコンバータにその出力直流電圧の上限を事故点測定器の定格電圧に基づいて規制する電圧リミッタ回路を付設することが望ましい。ＡＣ／ＤＣコンバータの出力定格電圧が例えば６Ｖの場合、電圧リミッタ回路で出力直流電圧の上限を例えば８Ｖに規制するようにすると、出力直流電圧の異常上昇が防止され、電源電圧異常上昇による事故点測定器の誤作動、故障が回避でき、安定したケーブル事故点測定ができる。
【００１６】
また、本発明においては、ＡＣ／ＤＣコンバータに、当該ＡＣ／ＤＣコンバータから事故点測定器に出力される直流電流の上限を事故点測定器の定格電流に基づいて規制する定電流回路を付設することができる。ここでの定電流回路は、ＡＣ／ＤＣコンバータの出力直流電流を検出し、検出した出力直流電流が事故点測定器の定格電流を超えて異常上昇すると、この異常上昇を事故点測定器の定格電流で決まる上限値に規制する。この規制で、ＡＣ／ＤＣコンバータの出力直流電流の異常上昇が防止され、事故点測定器が保護されて、常に安定したケーブル事故点測定ができるようになる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ケーブルに直流電圧を印加してケーブルの地絡事故点を測定する事故点測定器の直流電源に交流商用電源を使用したので、常に安定した直流電圧でもってケーブル事故点測定ができ、従来のような蓄電池を常時充電しておくといったメンテナンスが不要になる。また、地中送電ケーブルのようなケーブルの事故点測定時に、事故点測定対象のケーブルに他の活線ケーブルにより誘起されて誘導電流が流れ、ＡＣ／ＤＣコンバータに逆流しようとしても、電源保護回路で誘導電流の逆流が阻止され、阻止された誘導電流が負荷抵抗回路で消費されるので、ＡＣ／ＤＣコンバータの出力直流電圧が安定し、常に安定したケーブル事故点測定ができるという優れた効果を奏し得る。このような効果の有効性は、特に誘導電流による影響を受けやすい三相３線のケーブルをそれぞれ単独に地中に並置した地中送電ケーブルにおいて大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図１および図２を参照して説明する。
【００１９】
図１に本発明に係る電源装置３０の回路構成を示す。図２は、電源装置３０を図３に示す事故点測定器２０の直流電源として使用したときの回路図である。なお、図２における図３と同一または相当部分に同一符号を付して、説明の重複を避ける。
【００２０】
図１の電源装置３０は、事故点測定対象の一対のケーブル１ａ、１ｂに印加する直流電圧Ｅを交流商用電源３１から生成するＡＣ／ＤＣコンバータ３２を備える。ＡＣ／ＤＣコンバータ３２は、ＡＣ１００Ｖの交流商用電圧を例えば６Ｖの直流電圧Ｅに変換して、直流電圧Ｅを事故点測定器２０に出力する。ＡＣ／ＤＣコンバータ３２と事故点測定器２０の間に、事故点測定器２０の作動時に事故点測定対象のケーブル１ａ、１ｂから流入する誘導電流に対処する電源保護回路４０と負荷抵抗回路５０および電圧リミッタ回路６０が設置される。また、ＡＣ／ＤＣコンバータ３２に定電流回路７０が付設される。
【００２１】
ＡＣ／ＤＣコンバータ３２は品質の安定した市販品を使用すればよい。このようなＡＣ／ＤＣコンバータ３２の入力回路３３に交流商用電源３１で動作する冷却ファン３４を配線する。冷却ファン３４は、負荷抵抗回路５０の空冷に使用される。ＡＣ／ＤＣコンバータ３２の６Ｖの出力直流電圧Ｅが事故点測定器２０の入力電圧になり、事故点測定器２０が図３の場合と同様の作動をして事故相ケーブル１ｂの事故点測定を行う。この事故点測定の動作時に、事故点測定対象の各ケーブル１ａ、１ｂの近くに別の地中送電ケーブルなどの活線状態にあるケーブル（図示せず）から事故点測定対象のケーブル１ａ、１ｂに電磁誘導によって誘導電圧が誘起され、誘導電流が流れる。この誘導電流は、事故点測定器２０を介してＡＣ／ＤＣコンバータ３２へと流入する方向に逆流する。ＡＣ／ＤＣコンバータ３２に誘導電流が逆流すると、その出力直流電圧Ｅが上昇する方向に変動して、事故点測定精度に影響を及ぼすことがある。
【００２２】
この誘導電流の逆流を防止するのが電源保護回路４０である。電源保護回路４０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ３２に逆流しようとする交流の誘導電流を阻止する逆流防止ダイオード４１、４２を備えた保護ダイオード回路である。電源保護回路４０で阻止された誘導電流は、負荷抵抗回路５０の複数の抵抗素子５１を流れ、抵抗素子５１が発熱して誘導電流が消費される。電源保護回路４０と負荷抵抗回路５０の作用により、誘導電流によるＡＣ／ＤＣコンバータ３２の影響が軽減され、出力直流電圧Ｅの変動が抑制されて、事故点測定器２０の事故点測定精度が安定する。
【００２３】
また、事故点測定対象ケーブルの線路状況によっては、ＡＣ／ＤＣコンバータ３２の出力直流電圧Ｅが誘導電圧の影響で異常上昇することがある。そこで、この異常上昇を電圧リミッタ回路６０で防止する。電圧リミッタ回路６０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ３２の出力定格電圧が６Ｖの場合、電圧リミッタ回路６０で出力直流電圧Ｅの上限を事故点測定器２０の定格電圧に基づいて例えば８Ｖに制限する。このようにすると、出力直流電圧Ｅの異常上昇が防止され、事故点測定器２０の破損、故障が回避され、測定精度が安定する。
【００２４】
また、事故点測定対象ケーブルの線路状況によっては、ＡＣ／ＤＣコンバータ３２の出力直流電流が誘導電流の作用などで異常上昇することがある。そこで、ＡＣ／ＤＣコンバータ３２に、事故点測定器２０に出力される直流電流の上限を事故点測定器２０の定格電流に基づいて規制する定電流回路７０を付設する。定電流回路７０は、ＡＣ／ＤＣコンバータの出力直流電流を検出するシャント抵抗７１を備える。シャント抵抗７１が検出した出力直流電流が事故点測定器２０の定格電流を超えて異常上昇すると、この異常上昇を事故点測定器２０の定格電流で決まる上限値に規制する。このようにすることで、ＡＣ／ＤＣコンバータ３２の出力直流電流の異常上昇が防止され、事故点測定器２０が保護されて、常に安定したケーブル事故点測定ができ、事故点測定精度が安定する。
【００２５】
なお、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る電源装置の実施の形態を示す回路図である。
【図２】図１の電源装置を使用したケーブル事故点測定器の回路図である。
【図３】従来のケーブル事故点測定器の回路図である。
【符号の説明】
【００２７】
１ａ    ケーブル（健全相ケーブル）
１ｂ    ケーブル（事故相ケーブル）
２０    事故点測定器
３０    電源装置
３１    交流商用電源
３２    ＡＣ／ＤＣコンバータ
４０    電源保護回路
４１、４２    逆流防止ダイオード
５０    負荷抵抗回路
６０    電圧リミッタ回路
７０    定電流回路
７１    シャント抵抗
Ｅ    直流電圧
Ｐ    事故点
【図１】
0005026179.tif 000002
【図２】
0005026179.tif 000003
【図３】
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