電力系統の事故点標定法

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【発明の名称】	電力系統の事故点標定法
【発明者】	【氏名】新井是男【氏名】古澤秀人【氏名】坂場昭雄【氏名】佐藤晃一【氏名】小谷一夫【氏名】杣謙一郎
【要約】	【課題】事故点の標定が、容易かつ短時間に行える電力系統の事故点標定法を提供する。【解決手段】ＧＰＳ受信器４ａ，４ｂによりＧＰＳ情報を受信し、時刻パルスＣ１，Ｃ２を生成する。高圧配電線路１の測定区間の両側のそれぞれに接続した信号検出装置３ａ，３ｂにより事故点１ａからの放電パルス電流７ａ，７ｂを検出する。信号検出装置３ａ，３ｂの夫々は、同一タイミングで発生する時刻パルスＣ１，Ｃ２から放電パルス電流７ａ，７ｂの検出時点までの夫々の時間ｔ１，ｔ２を測定し、２つの時間差から事故点１ａの位置を決定する。

【特許請求の範囲】
【請求項１】電力系統の事故点を有する区間の両側に信号検出装置を接続し、前記各信号検出装置の近傍で時刻情報を有する電波を受信して測定基準となる時刻パルスを生成し、前記各信号検出装置で前記事故点に生じた放電パルス電流に伴う放電パルスを検出し、前記時刻パルスの発生時点から、該時刻パルスより後に前記各信号検出装置で検出された各放電パルスまでのそれぞれの経過時間を測定し、前記測定した２つの経過時間に基づいて前記事故点の位置を決定することを特徴とする電力系統の事故点標定法。
【請求項２】前記電波は、ＧＰＳであることを特徴とする請求項１記載の電力系統の事故点標定法。
【請求項３】前記時刻パルスは、その発生間隔が数ｋＨｚ～数十ｋＨｚであることを特徴とする請求項１記載の電力系統の事故点標定法。
【請求項４】前記時刻パルスは、前記放電パルス電流が前記事故点から前記信号検出装置へ伝搬するのに要する時間以上の発生間隔に設定されていることを特徴とする請求項１記載の事故点標定法。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高圧配電線路等の電力系統の事故点標定法に関し、特に、事故点の位置を特定するための電力系統の事故点標定法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高圧配電線路等に事故が発生して停電になった場合、その復旧作業を迅速に行なえるようにするには、事故位置を早急に特定（標定）しなければならない。従来より、停電後の事故点標定法として、以下に列挙する具体例がある。
（ｉ）事故発生後の停電状態になった配電線路に直流高電圧を課電して事故点を焼成させた後、ブリッジ回路でインピーダンスの変化を測定する。分岐がある場合、分岐部の切り離し作業を行いながら、順次切り離された分岐区間を測定する。区間を限定した後、事故点でインピーダンスが変化していることに着目し、ケーブルの一端よりパルス電圧を入射し、事故点で生じる反射波が入射点に到達する時間差から事故点を求める。
【０００３】なお、架空線路のように分岐が多く、柱上変圧器等の設置機器が多く存在する系統の場合、直流高圧パルス電圧を線路に印加し、事故点に流れ込む電流を測定する作業を区間単位に順次移動しながら行い、その電流の有無と方向から事故点を求める。
（ii）活線状態での標定法として、測定線路の複数の箇所に事故信号検出装置を設置し、各事故信号検出装置における信号到達時間の差から事故点を算出する。この事故点標定法の場合、各事故信号検出装置間の同期を得るため、および各事故信号検出装置から測定結果を収集し、事故点を標定するための処理を行う親局へ信号を伝送するため、信号伝送媒体が布設される。
(iii) 特開平７－２８７０４５号公報に示される事故点標定法では、事故点を有する高圧配電系統の測定区間の両端に信号検出装置を接続し、片方の信号検出装置から基準信号を送出し、この基準信号と事故点からの放電パルスを検出し、各信号検出装置における基準信号受信時点から放電パルス検出時点までの時間ｔ１とｔ２を求め、その時間差（ｔ１－ｔ２、またはｔ２－ｔ１）から事故点を特定している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の電力系統の事故点標定法によると、前記（ｉ）の標定法の場合、線路の切り離し操作が必要であり、多大な労力を要すると共に、移動時間及び繰返し測定のために作業時間が長くなるという問題がある。さらに、電力系統が活線状態での測定は不可能であり、再送成功事故の標定には使用できない。
【０００５】前記（ii）の事故点標定法の場合、（ｉ）と同様に順次測定のために探査時間が長くなるほか、信号伝送媒体の布設のために電柱の昇降作業を伴い、多大な労力を要する。また、設備コストが膨大になる。前記(iii) の事故点標定法の場合、基準信号を信号検出装置の一方から高圧配電系統に印加しているため、事故点の状況によっては他端の信号検出装置に基準信号が伝達されず、事故点標定が行えない可能性がある。また、基準信号を高圧配電系統から検出するため、放電パルスと基準信号を分離する手段を信号検出装置に設ける必要があり、構成が複雑になる。更に、基準信号を発生させるための装置が大がかりになる。
【０００６】本発明の目的は、容易かつ短時間に事故点の標定が可能な電力系統の事故点標定法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を達成するために、電力系統の事故点を有する区間の両側に信号検出装置を接続し、前記各信号検出装置の近傍で時刻情報を有する電波を受信して測定基準となる時刻パルスを生成し、前記各信号検出装置で前記事故点に生じた放電パルス電流に伴う放電パルスを検出し、前記時刻パルスの発生時点から、該時刻パルスより後に前記各信号検出装置で検出された各放電パルスまでのそれぞれの経過時間を測定し、前記測定した２つの経過時間にもとづいて前記事故点の位置を決定することを特徴とする電力系統の事故点標定法を提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の電力系統の事故点標定法を適用した測定システムを示す。１は電力系統としての高圧配電線路である。この高圧配電線路１に事故が発生し、停電線路となった場合、事故点１ａの両側にセンサ２ａ，２ｂが設置される。センサ２ａ，２ｂには変流器等が用いられ、それぞれには信号検出装置３ａ，３ｂが接続される。信号検出装置３ａ，３ｂのそれぞれには、アンテナ５ａ，５ｂを備えたＧＰＳ（Global Postioning System）受信器４ａ，４ｂが接続されている。信号検出装置３ａは、センサ２ａからの検出信号Ｓ１とＧＰＳ受信器４ａからの時刻パルスＣ１を記憶する検出メモリ３１ａと、検出メモリ３１ａに信号を書き込むタイミングを与える内部発振器３２ａを備えている。同様に、信号検出装置３ｂは、センサ２ｂからの検出信号Ｓ２とＧＰＳ受信器４ｂからの時刻パルスＣ２を記憶する検出メモリ３１ｂと、検出メモリ３１ｂに信号を書き込むタイミングを与える内部発振器３２ｂを備えている。また、高圧配電線路１には、事故点を標定するために、事故点で放電を生じさせるために必要な、直流高電圧を出力する課電装置６が接続される。標定をする場合は、この直流高電圧により事故点で放電を生じさせる。ただし、活線での標定の場合は不要である。活線では、商用電力により事故点で放電が発生する。
【０００９】ＧＰＳは、地球の上空約２万１０００ｋｍに形成された軌道を周回する２４個の人工衛星の内の３個以上からの信号を受信して、ＧＰＳ装置を搭載した車両、船舶等の所在位置をディスプレィに表示されている地図上に図示し、或いは緯度等の数値データとして知るためのシステムである。本発明においては、ＧＰＳ情報を事故点標定時の放電パルス電流の検出時刻を求めるための基準時刻を生成するために用いている。
【００１０】人工衛星からのＧＰＳ情報を受信するのがＧＰＳ受信器４ａ，４ｂであり、受信したＧＰＳ情報を処理し、ＧＰＳ受信器４ａでは時刻パルスＣ₁を生成し、ＧＰＳ受信器４ｂでは時刻パルスＣ₂を生成する。図２は本発明の事故点標定法における信号波形を示す。図２及び図１を参照して本発明の事故点標定法を以下に説明する。
【００１１】図１に示すように、高圧配電線路１に事故が発生した場合、事故点１ａと思われる位置を含む距離範囲を測定区間として設定する。そして、事故点１ａの片側のＸ１点にセンサ２ａを設置し、反対側のＸ２点にセンサ２ｂを設置する。センサ２ａ，２ｂには信号検出装置３ａ，３ｂを接続し、それぞれにＧＰＳ受信器４ａ，４ｂを接続する。次に、事故点１ａに放電を生じさせるため、課電装置６を信号検出装置３ａの近傍の高圧配電線路１の導体部分に接続し、直流高電圧を高圧配電線路１に印加する。この課電によって事故点１ａに放電が起こり、放電パルス電流７が発生する。この放電パルス電流７は、放電パルス７ａ，７ｂとなって高圧配電線路１を事故点１ａから遠ざかる方向に伝搬し、信号検出装置３ａ，３ｂに検出されることにより検出信号Ｓ１，Ｓ２となる。
【００１２】検出信号Ｓ１とＳ２を検出したことにより、信号検出装置３ａと信号検出装置３ｂの間に事故点１ａが存在することがわかる。しかし、これだけでは検出信号Ｓ１，Ｓ２の時間差が不明なため、事故点１ａの位置を特定することができない。検出信号Ｓ１，Ｓ２の時間差を求めるためには、放電パルス７ａ，７ｂの検出時刻を求めるための基準を信号検出装置３ａ，３ｂで持つ必要がある。そこで、ＧＰＳ受信器４ａ，４ｂから時刻パルスＣ₁，Ｃ₂（Ｃ₁＝Ｃ₂）を取得し、時間差（ｔ１－ｔ２）が求められるようにする。
【００１３】図２に示すように、ＧＰＳ受信器４ａ，４ｂより出力される時刻パルスＣ１２の発生時刻と放電パルス７ａの検出時刻の時間ｔ１を信号検出装置３ａで測定し、同時に、時刻パルスＣ２２の発生時刻と放電パルス７ｂの検出時刻の時間ｔ２を信号検出装置３ｂで測定する。この結果、時刻パルスＣ１２とＣ２２の発生時刻が同一のタイミングになり、かつ、このタイミングを起点に時間ｔ１，ｔ２が測定されれば、位置Ｘ１とＸ２の検出信号時間差は、ｔ１とｔ２の差（＝ｔ１－ｔ２）として求められる。
【００１４】ここで、時刻パルスＣの間隔（周期）Ｔは、信号検出装置３ａ，３ｂの検出メモリ３１ａ，３１ｂの記憶容量と、内部発振器３２ａ，３２ｂの精度と、高圧配電線路１を放電パルス７ａ，７ｂが伝搬するのに要する時間を考慮して決定する。具体的には、高圧配電線路１の測定線路長を放電パルス７ａ，７ｂが伝搬する時間以上に設定する。時刻パルスＣの間隔Ｔが高圧配電線路１の測定線路長を放電パルス７ａ，７ｂが伝搬する時間より長いことにより、信号検出装置３ａ，３ｂで求めるべき時間が一義的に決まる。
【００１５】図３は、時刻パルスの間隔Ｔが、放電パルス７ａ，７ｂの伝搬時間より非常に短い場合の時刻パルスＣと放電パルス電流の関係を示す。この場合、どの時刻パルスに対して時間を測定するかは不明であり、特定しないと正確な時間を求めることができない。時刻パルスの間隔Ｔが長ければ、図２で示した様に、放電パルス７ａ，７ｂの手前の時刻パルスを用いることに予め決めておけば、同一時刻パルス（Ｃ１２，Ｃ２２）との時間差（ｔ１－ｔ２）を求めることができる。ただし、上記の如く、時刻パルスの間隔Ｔを放電パルス７ａ，７ｂが高圧配電線路１を伝搬する時間以上に設定する場合、放電パルス電流７の発生状況によっては時刻パルスＣ１とＣ２が同一にならない可能性がある。
【００１６】図４は放電パルスの発生状況により、時刻パルスＣが同一にならない場合を示している。この様な状態を避けるためには、信号検出装置３ａ，３ｂで測定する時間が、１つの時刻パルスとの時間差のみでなく、それより前の複数の時刻パルスに対する時間差を測定することが有効である。具体的には、図４に示すように、放電パルス７ｂが時刻パルスＣ２２より前にあるとき、時刻パルスＣ２１を基準にして時間ｔ２，ｔ３を求めればよい。また、測定誤りが生じている可能性があると考えられる時間範囲を予め設定し、この設定値より信号検出装置３ａ，３ｂの一方の時間が短く、かつ、他方の時間が前記設定値より長いとき、設定値より短い方の測定値を更に１つ手前の時刻パルスとの間の時間にする等の処理も有効である。設定値は、高圧配電線路１の測定線路長を放電パルス７ａ，７ｂが伝搬する時間程度に設定するのが望ましい。
【００１７】よって、時刻パルス間隔は、高圧配電線路１の測定線路長を放電パルス７ａ，７ｂが伝搬する時間の数倍に設定することが望ましい。時刻パルスの間隔Ｔの最大は、検出メモリ３１ａ，３１ｂの容量に十分記憶できる間隔以内とし、かつ、内部発振器３２ａ，３２ｂの誤差が測定する時間差の誤差として許容できる間隔以内にする。１０ｋｍ程度の架空線路を測定対象とする場合、時刻パルスの間隔Ｔは、数ｋＨｚ～数十ｋＨｚに設定するのが妥当である。ただし、デューティ比は任意でよい。
【００１８】次に、時間差算出結果を用いて事故点を標定するための基本処理について説明する。放電パルス７ａ，７ｂが高圧配電線路１内を同一伝搬速度で伝搬するとき、信号検出装置３ａ，３ｂ間の中央で放電パルス電流７が発生したとすると、信号検出装置３ａ，３ｂの時間ｔ１とｔ２の差は零となる。つまり、時間ｔ１とｔ２の差分は、中央からのずれを示している。よって、位置Ｘ１から事故点１ａまでの距離Ｆを求める基本算出式は次式で示される。
【００１９】Ｆ＝（ｔ１－ｔ２）＊Ｋ／２＋Ｌ／２（ただし、Ｋは伝搬速度、Ｌは信号検出装置３ａ，３ｂ間の線路長）
なお、高圧配電線路１が途中で伝搬速度が異なる場合、例えば、架空絶縁線路が途中から地中ケーブルや架空ケーブルに変わるような場合には、伝搬速度差で線路長を補償して事故点を算出すればよい。
【００２０】以上、事故発生後の停電線路での事故点標定法について述べたが、本発明により活線線路の事故発生点を標定する場合、放電を生じさせるための課電装置６を設置する必要はなくなる。上記実施の形態において、分岐線事故の標定も同時に実施する場合は、分岐端部にも信号検出装置３ａ，３ｂを設置することにより可能である。また、電力系統として高圧配電線路１を例にしたが、本発明は高圧配電線路に限定されるものではなく、事故点で放電パルス電流が発生する全ての線路に適用可能である。
【００２１】図１のＧＰＳ受信器４ａ，４ｂに代え、原子発振器の出力を使用してもよい。また、ＧＰＳに代えてＪＳＴ（標準時刻電波）等の時刻情報を有する電波を用いることもできる。標定精度および信号検出装置を設置する環境を考慮して選択する。
【００２２】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の電力系統の事故点標定法によれば、時刻情報を基に時刻パルスを生成して測定基準にし、測定区間内の事故点からの反射パルスを信号検出装置で検出し、時刻パルスから前記検出した放電パルスの各々の発生時点までの各時間を測定し、この算出時間により事故点の位置を求めるようにしたので、事故点の標定が容易、かつ短時間に可能となり、停電復旧時間の短縮が可能になる。更に、信号検出装置間で同期を得るための通信線等の媒体が不要になり、設備の簡略化及びローコスト化が可能になる。また、活線での標定が可能なため、消滅性の事故も標定が可能になる。

【出願人】	【識別番号】０００００３６８７【氏名又は名称】東京電力株式会社【識別番号】０００００５１２０【氏名又は名称】日立電線株式会社
【出願日】	平成１０年（１９９８）３月２３日
【代理人】	【弁理士】【氏名又は名称】平田忠雄
【公開番号】	特開平１１－２７１３８０
【公開日】	平成１１年（１９９９）１０月８日
【出願番号】	特願平１０－７３８７２