JP2004045118A

JP2004045118A - Fault point survey method for overhead distribution line

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Publication number: JP2004045118A
Application number: JP2002200775A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Kanai; 金井　信之; Yoshinori Ogiwara; 荻原　義典; Takamitsu Ito; 伊藤　孝充; Toshiro Fujimoto; 藤本　敏朗
Original assignee: Meidensha Corp; Tokyo Electric Power Co Inc; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd; Tokyo Electric Power Company Holdings Inc
Priority date: 2002-07-10
Filing date: 2002-07-10
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2022-07-10
Also published as: JP4443099B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately specify a fault point to simplify survey work in a method of surveying the fault point by applying high tension pulse voltage to an overhead distribution line. <P>SOLUTION: An electrifying device 1 applies voltage to an electrifying point of the distribution line, and the voltage and current at the electrifying point are measured. A fault point survey arithmetic unit 2 obtains the measurement impedance of the distribution line from the measured values of the voltage and current of the electrifying point, takes out an imaginary part of the impedance as the measurement inductance and divides the measurement inductance by inductance of unit length of the distribution line to specify the distance from the electrifying point to the fault point. The method includes narrowing to one fault point by carrying out distance specification twice or more from different points to the distribution line with a branch; formulating two simultaneous equations from time series data acquired by voltage and current measurement and solving them to determine the measurement inductance; and specifying the fault point by subtracting a sound phase current from a fault phase current to correct the air-to-ground electrostatic capacity of the distribution line. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、架空配電線において、事故点探査を行うための探査方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の探査方法は、電気協同研究第４２巻第１号Ｐ．２３−２４に示されており、図１６のようになる。配電線事故が発生すると、変電所の遮断器再閉路システムによる時限順送式の自動区分開閉器により事故区間が検出され、電源側の健全区間に送電される。この後、事故区間（停電区間）に対して、車載式電源Ａから１５ｋＶ高圧パルス電圧を印加し、アンテナと探査器によって事故点を探査するものである。
【０００３】
ここで探査器による探査原理は、配電線に流れる電流が事故点の両端で大きく変化することを利用している。したがって、事故点を直ちに特定できるものではなく、数回の測定で事故範囲を徐々にしぼっていき、最終的に事故点を特定するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来方法では以下の問題がある。
【０００５】
（１）課電点での昇柱（高圧印加ケーブル接続のため）と測定点での昇柱（電柱にアンテナを引っかけるため）を必要とし、測定点は数カ所であるので、昇柱回数は多数回におよび、多くの時間と労力を要する。
【０００６】
（２）１回の測定では事故点を特定することができず、複数回の測定で事故範囲を徐々にしぼっていく必要があるため、多くの時間と労力を要する。
【０００７】
本発明の目的は、事故点の特定を正確にし、探査作業が簡易になる架空配電線の事故点探査方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の課題を解決するため、以下の方法とする。
【０００９】
（１）架空配電線の事故点探査を行う事故点探査方法であって、
配電線の課電点へ電圧を印加し、この課電点での電圧、電流を測定し、
前記課電点の電圧、電流の測定値から配電線路の測定インピーダンスを求め、該インピーダンスの虚部を測定インダクタンスとして取り出し、この測定インダクタンスを配電線路の単位長のインダクタンスで割ることによって課電点から事故点までの距離を特定することを特徴とする。
【００１０】
（２）架空配電線に複数の分岐がある場合、前記課電点から事故点までの距離特定は、異なる地点から２回以上行うことによって、１点の事故点に絞ることを特徴とする。
【００１１】
（３）前記電圧と電流について、２回の測定で時系列データを得、これら時系列データから２つの連立方程式をたて、これら連立方程式を解くことによって前記測定インダクタンスを求めることを特徴とする。
【００１２】
（４）前記電流について、事故相電流から健全相電流を引いて配電線の対地静電容量分の電流を除いた電流を求め、この電流を使用して事故点までの距離演算を行うことを特徴とする。
【００１３】
（５）前記測定される電圧および電流をバンドパスフィルタを通して単一周波数成分を抽出し、これら単一周波数成分の電圧と電流から事故点までの距離演算を行うことを特徴とする。
【００１４】
（６）前記電圧と電流測定時の測定系の位相ズレを補正し、これら位相ズレを補正した電圧と電流から事故点までの距離演算を行うことを特徴とする。
【００１５】
（７）前記単位長インダクタンスは、過去に測定された実線路での値を用いることを特徴とする。
【００１６】
（８）２カ所の前記電圧と電流の計測データから前記単位長インダクタンスを除いた演算により前記測定インダクタンスを求めることを特徴とする。
【００１７】
（９）２カ所の前記電圧と電流の測定データと、過去に測定された実線路での単位長インダクタンスを用いた事故点までの距離演算により、配電線の対地静電容量による誤差成分を除去することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
従来方法では課電点と複数の測定点での作業を必要とするため、複数の作業チームが必要であり、かつ時間のかかる作業となっている。
【００１９】
これを改善するため、本実施形態では、課電点から電圧を印加し、課電点での電圧、電流の測定値から、課電点〜事故点のインピーダンスを算出し、これを架空配電線の単位長のインピーダンスで割ることにより、事故点までの距離を特定するものである。
【００２０】
図１のように、車載式課電装置１には、交流電圧発生源１Ａと、電圧、電流を測定するための装置（ＰＴ又は電圧プローブ・ＣＴ）１Ｂ，１Ｃおよびこれら測定値をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１Ｄを内蔵させ、その交流電圧発生源１Ａを昇柱作業で課電点に電圧を印加し、課電点での対地電圧と配電線に流れ込む電流を計測し、それを事故点探査演算装置（以下、ＰＣと呼ぶ）２に取り込む。
【００２１】
ＰＣ２では、図２に距離標定フローを示すように、計測した電圧Ｖを電流Ｉで割ることによって測定インピーダンスＺを以下のような式で得る。
【００２２】
【数１】

【００２３】
ただし、Ｒ：事故点までの線路抵抗、Ｒ_ｆ：事故点の地絡抵抗、Ｌ：事故点までの線路インダクタンス。
【００２４】
式（１）において、実部は未知数である地絡抵抗Ｒ_ｆの情報を含んでいるが、虚部はこの情報を含んでおらず、課電点から事故点までの線路長に比例したインダクタンス値Ｌが得られる。
【００２５】
したがって、このインダクタンス値Ｌを配電線路の単位長のインダクタンス値Ｌ_０で割ることによって、事故点までの距離ｋを求めることができる。
【００２６】
【数２】

【００２７】
この方法で求まるのは、課電点から事故点までの距離のみであり、これを配電線配置図面上にプロットすると、配電線に複数の分岐がある場合は１回の測定では事故点の候補が複数存在する。しかし、図３のように、この測定を異なる地点から２又は３回行うなど、２回以上行うことによって、１点の事故点に絞ることができる。
【００２８】
以上のように、本実施形態では、課電点から電圧を印加し、課電点での電圧、電流を測定し、それらから事故点までのインピーダンスを算出することにより、課電点〜事故点距離を求めることができる。
【００２９】
従来方法は課電点での作業と複数回数の測定が必要である。この方法を用いることにより、事故点距離が求められ、少ない測定回数で済むことから、時間と労力を大幅に短縮することができる効果が得られる。
【００３０】
（実施形態２）
実施形態１は、測定電圧と電流のある周波数成分に着目したデータを使用しているため、測定値に含まれる全ての周波数成分の情報を含んでいるわけではない。これは理想的な正弦波のような波形には適用可能であるが、複数の周波数成分を含んでいる場合は算出距離精度の悪化が懸念される。実際に車載式課電装置では正弦波を連続的に印加することが困難であるため、この精度向上のための方法が必要とされる。これを改善するために、本実施形態では、以下のような方法を提案する。
【００３１】
この方法は実施形態１と比べ、測定インダクタンスＬの導出方法が異なるのみで、他の点については実施形態１と同様である。図１の回路において、計測される電圧Ｖと電流Ｉの時系列データＶ（ｔ）、Ｉ（ｔ）は任意の時刻において以下のように表すことができる。
【００３２】
【数３】

【００３３】
時刻ｔ_１およびｔ_２において式（３）を記述すれば、以下のような連立方程式を導出できる。
【００３４】
【数４】

【００３５】
式（４）において（Ｒ＋Ｒ_ｆ）を一つの未知数とすれば、未知数は（Ｒ＋Ｒ_ｆ）と測定インダクタンス値Ｌの２つであり、方程式も２つあるので、この方程式は解けることがわかる。すなわち、測定インダクタンス値Ｌが求まるものである。
【００３６】
以上のように、実施形態１は測定電圧、電流のある周波数成分に着目した方法で、測定値に含まれる全ての周波数成分に着目したものではない。これは理想的な正弦波のような波形には適用可能であるが、複数の周波数成分を含んでいる場合は算出距離精度の悪化が懸念される。実際に車載式の電源を想定した場合は正弦波を連続的に印加することが困難であるため、この精度向上のための方法が必要とされる。
【００３７】
本実施形態では、これを改善するため、式（３）のように測定値（時系列データ）から、連立方程式を作成し、それを解くことによって、測定インピーダンスを算出する。これにより、印加電圧がどのような波形であっても、正確に距離特定をすることが可能となり、車載式で現場適用することを考えたときに、柔軟な対応が可能となる。
【００３８】
（実施形態３）
実施形態１，２で用いた距離特定原理はいずれも配電線の浮遊のＣ分（対地静電容量）を無視している。しかし、実際にはこのＣ分は存在し、これが距離特定精度の悪化に影響を与えることが考えられる。これに対する対策として、本実施形態では以下の方法を提案する。
【００３９】
図４のように、事故相には地絡電流Ｉｇと配電線のＣへの充電電流Ｉｃ’の和が流れ込んでいると考えられる。この充電電流Ｉｃ’をキャンセルすることができれば、Ｃ分の影響を補正することができ、距離精度が向上すると考えられる。
【００４０】
この充電電流Ｉｃ’をキャンセルする方法として、事故相電流（Ｉｃ’＋Ｉｇ）から健全相電流Ｉｃを引く方法を提案する。これをベクトル図で表現すると図５のようになる。
【００４１】
地絡抵抗値が小さい場合、図５（ａ）のように事故相の充電電流Ｉｃ’は地絡電流Ｉｇに比べ非常に小さいため、事故相電流を地絡電流と見なすことができる。すなわち、この場合は健全相電流を引かなくても事故相電流のみで十分な精度が得られる。
【００４２】
しかし、地絡抵抗値が大きくなると（図５（ｂ））、地絡電流は小さくなり、充電電流を無視できないオーダーになる。すなわち、事故相電流を地絡電流と見なすことができなくなり、事故相電流のみでは距離特定精度が悪化する。さらに事故相の充電電流Ｉｃ’は健全相の充電電流に近くなるため、事故相電流から健全相電流を引くことによって、これを地絡電流と見なすことができる。
【００４３】
以上のように、本実施形態は、距離特定精度悪化の原因の一つとして、配電線の浮遊のＣ分の影響が考えられ、これを補正する方法として、事故相電流から健全相電流を引いた電流値から距離算出を行う。これにより、事故相電流に含まれるＣ分への充電電流をキャンセルすることができ、距離特定精度が向上する。
【００４４】
（実施形態４）
前記までの探査方法において、車載式課電装置１は１０ｍｓ幅の矩形波を発生する装置とする場合、線路定数や地絡抵抗値等の回路インピーダンスによっては検出される電圧が図６に示すようなパルス状になるケースもあり、このような非常に急峻な波形に対して、精度よい標定を行うのは難しくなる。なお、この車載式課電装置はコストダウンの観点から従来の事故点探査器Ａを流用した場合である。
【００４５】
本実施形態では、電圧波形が急峻なパルス状になることに対する対策として、以下のような方法で解決する。
【００４６】
図６に示すパルス状の電圧波形は複数の周波数成分の合成により生成されているという特性を利用し、この波形に対して単一の周波数成分を取り出すバンドパスフィルタを施すことにより、図７のようなほぼ正弦波状の波形を生成することが可能となる。バンドパスフィルタ処理はＰＣ２内で施すこととし、ＰＣ内の処理フローを図８のように変更することとする。
【００４７】
このバンドパスフィルタ処理を適用することにより、時間幅の長い安定した単一周波数の波形を抽出することができることから、標定も容易に行えることとなる。また、バンドパスフィルタをハードで製作するのではなくソフトで製作するため、コストダウンにもつながり、メンテナンスも容易に行うことができる。これにより従来から使用している車載式課電装置を流用することができるため、コストダウンにもつながる。
【００４８】
（実施形態５）
前記までの探査方法において、測定では電流計測のためのＣＴや、電圧計測のための高圧プローブ等を用いており、それらの周波数特性により電圧データと電流データの間に位相ズレが生じており、それが標定精度を悪化させる場合がある。測定系による電圧、電流データ間の位相ズレによる標定精度悪化の対策として、本実施形態では以下の方法とする。
【００４９】
測定系に含まれる電圧、電流データ間の位相ズレは測定器個々の特性に依存するものである。しかし、言い換えれば同じ測定機器を用いた測定であれば測定系統によらず一定であると言える。すなわち、測定器構成を製作した際にその測定器構成での位相ズレを計測しておき、標定の際にそれを補正係数として補正を行えば、これらの位相ズレによる誤差を除去できることとなる。この処理もＰＣ内で行うこととし、ＰＣ内の処理フローを図９のように変更することとする。
【００５０】
本実施形態によれば、測定機器特性を補正することにより、機器の特性に依存せずに良好な精度で距離標定できる。また、補正はソフトで行えるため、機器変更時の補正係数変更も容易に行うことができる。
【００５１】
（実施形態６）
従来の標定原理では、前記式（２）のように算出されたインダクタンス値Ｌを単位長のインダクタンス値Ｌ_０で割ることによって、事故点までの距離を算出しているが、この単位長インダクタンスとして採用していた理論値が実線路のものと異なるの場合があり、この場合は標定精度を悪化させる。
【００５２】
従来の標定原理では式（２）のように単位長のインダクタンスの値Ｌ_０を必要とする。単位長のインダクタンスの理論式は一般に式（５）のとして定式化されている。
【００５３】
【数５】

【００５４】
ただし、ｒ：導体半径（ｍ）、Ｈｅ：相当大地面深さ（＝３００ｍ、平地）
実線路で単位長インダクタンスを測定した結果、式（５）から算出される値と異なることが明らかとなった。この理論式の確かさを確認する方法がないため、理論式から算出した値を単位長インダクタンス値として用いることができないということとなる。
【００５５】
本実施形態では、この対策として過去に測定された実線路での単位長インダクタンス値を保存しておき、そのデータを単位長インダクタンス値として用いることにより、この問題を解決するものである。この方法での距離標定フローを図１０に示す。
【００５６】
本実施形態によれば、単位長インダクタンスの経験値を使用することにより、理論式の精度によらず高精度の距離標定ができる。これにより、１カ所での測定のみで距離標定することが可能となる。
【００５７】
（実施形態７）
本実施形態は、前記の単位長インダクタンスの値が不明であるという問題に対するもう一つの対策として、以下の方法を適用する。
【００５８】
これまでの標定原理は図１１のような１カ所からの測定により、式（２）を用いて距離標定を行っていた。これに対し、図１２のような２カ所での測定データを用いると、式（６）のような連立方程式が得られる。
【００５９】
【数６】

【００６０】
ただし、Ｌ_１：測定点１からの測定インダクタンス（ｍＨ）、Ｌ_２：測定点２からの測定インダクタンス（ｍＨ）、Ｌ_０：単位長インダクタンス（ｍＨ／ｍ）、κ：測定地点間距離（ｍ）
式（６）は方程式が３つ、未知数はＬ_０、ｋ_１、ｋ_２の３つなので、この方程式は解けることがわかる。この方法を適用することによりＬ_０の値が不要となり、Ｌ_０が不明であるという問題は解決できることとなる。この方法での距離標定フローを図１３に示す。
【００６１】
本実施形態によれば、２カ所での測定データを用いることにより、単位長インダクタンス経験値の確かさに依存せず、良好な精度で距離標定できる。
【００６２】
（実施形態８）
前記のように、地絡抵抗値が大きい場合、線路の対地静電容量Ｃによる標定誤差が大きくなるという問題が生じる。地絡抵抗値が大きくなると、対地静電容量の影響で距離が正確に求まらないことに対する対策として、本実施形態では、以下の方法を適用する。
【００６３】
図１４のような対地静電容量も考慮した回路におけるインピーダンスは式（７）のように得られる。
【００６４】
【数７】

【００６５】
式（７）を実部と虚部で整理すると以下の式（８）のようになる。
【００６６】
【数８】

【００６７】
現行標定原理では対地静電容量を無視しているが、実際には測定インダクタンスとして求めているのは式（８）の虚部となる。すなわち。測定インダクタンスＬｍは式（９）のようになる。
【００６８】
【数９】

【００６９】
ここで、図１４のような一線地絡時の等価回路を考えると、対地静電容量Ｃに充電される充電電流は配電線全てのＣ分へ流れ込むものである。すなわち、測定点から事故点までの距離には依存しないため、測定点をどの場所にとってもＣの値は同じであると言える。このことから、式（９）において、第２項は距離に依存した変数は含まれておらず、どの場所から測定してもこの項は同じであると言える。
【００７０】
この点に着目し、本実施形態では、２地点での測定インダクタンスについて以下のような連立方程式を立てる。
【００７１】
【数１０】

【００７２】
式（１０）において第２項をＸとおき、以下のように整理する。
【００７３】
【数１１】

【００７４】
このように整理すると、未知数はｋ_１、ｋ_２、Ｌ_０、Ｘの４つであり、式は３つしかないのでこのままでは解けない。しかし、Ｌ_０に経験値を用いれば、式（１１）は解けることとなる。この方法での距離標定フローを図１５に示す。
【００７５】
本実施形態によれば、２カ所での測定データと単位長インダクタンス経験値を用いることにより、対地静電容量による誤差成分を除去することができ、良好な精度で距離標定できる。
【００７６】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明によれば、事故点の特定を正確にし、探査作業が簡易になる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１を示す事故点探査方法の構成図。
【図２】実施形態１における距離標定フロー。
【図３】実施形態１における事故点特定方法の原理的な説明図。
【図４】本発明の実施形態３における事故時の電流関係。
【図５】実施形態３における事故時電流のベクトル図。
【図６】車載式課電装置から配電線へ印加したときの電圧・電流波形。
【図７】図６の波形にバンドパスフィルタ処理を施した電圧・電流波形。
【図８】本発明の実施形態４を示すバンドパスフィルタ処理を追加した距離測定フロー。
【図９】本発明の実施形態５を示す測定系の位相ズレ補正処理を追加した距離標定フロー。
【図１０】本発明の実施形態６を示す単位長インダクタンスに経験値を用いた際の距離標定フロー。
【図１１】１カ所測定による距離標定の説明図。
【図１２】２カ所測定による距離標定の説明図。
【図１３】本発明の実施形態７を示す２カ所測定により単位長インダクタンス値を必要としない距離標定フロー。
【図１４】一線地絡時の等価回路。
【図１５】本発明の実施形態８を示す２カ所測定により対地静電容量による誤差を除去した距離標定フロー。
【図１６】従来の事故点探査器による事故柱発見の説明図。
【符号の説明】
１…車載式課電装置
２…事故点探査演算装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an exploration method for exploring an accident point in an overhead distribution line.
[0002]
[Prior art]
The conventional exploration method is described in Electric Cooperative Research Vol. 23-24, as shown in FIG. When a distribution line accident occurs, the fault section is detected by a time-sequential automatic section switch using the circuit breaker reclosing system at the substation, and power is transmitted to a healthy section on the power supply side. Thereafter, a high-voltage pulse of 15 kV is applied from the on-vehicle power supply A to the accident section (blackout section), and the antenna and the probe are used to search for the accident point.
[0003]
Here, the search principle by the probe uses the fact that the current flowing through the distribution line greatly changes at both ends of the fault point. Therefore, the accident point cannot be immediately specified, but the accident range is gradually narrowed down by several measurements, and finally the accident point is specified.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional method has the following problems.
[0005]
(1) Ascending poles at the power application point (for connecting high-voltage applying cable) and ascending poles at the measuring point (to hook the antenna on the electric pole) are required, and there are several measuring points. It takes a lot of time and effort every time.
[0006]
(2) An accident point cannot be identified by one measurement, and it is necessary to gradually narrow the accident area by a plurality of measurements, so that much time and labor are required.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method of searching for an accident point of an overhead distribution line, which can specify an accident point accurately and facilitates an exploration operation.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention employs the following method to solve the above-mentioned problems.
[0009]
(1) An accident point exploration method for exploring an accident point of an overhead distribution line,
Apply a voltage to the distribution point of the distribution line, measure the voltage and current at this distribution point,
The voltage at the power distribution point, the measured impedance of the distribution line is determined from the measured value of the current, the imaginary part of the impedance is taken out as the measurement inductance, and the measured inductance is divided by the unit length inductance of the distribution line to obtain the measured impedance from the distribution point. It is characterized by specifying the distance to the accident point.
[0010]
(2) When the overhead distribution line has a plurality of branches, the distance from the power application point to the accident point is specified two or more times from different points to narrow down to one accident point.
[0011]
(3) For the voltage and the current, time-series data is obtained by two measurements, two simultaneous equations are formed from the time-series data, and the simultaneous equations are solved to obtain the measured inductance. .
[0012]
(4) For the current, subtract the sound phase current from the fault phase current to obtain a current excluding the current corresponding to the earth capacitance of the distribution line, and use this current to calculate the distance to the fault point. Features.
[0013]
(5) A single frequency component is extracted from the measured voltage and current through a band-pass filter, and the distance to the accident point is calculated from the voltage and current of the single frequency component.
[0014]
(6) The method is characterized in that the phase shift of the measurement system at the time of measuring the voltage and the current is corrected, and the distance from the voltage and the current corrected for the phase shift to the fault point is calculated.
[0015]
(7) The unit length inductance uses a value measured in the actual line in the past.
[0016]
(8) The measured inductance is obtained by an operation excluding the unit length inductance from the measured data of the voltage and the current at two places.
[0017]
(9) The error component due to the earth capacitance of the distribution line is removed by calculating the distance to the fault point using the measured data of the voltage and the current at two locations and the unit length inductance of the actual line measured in the past in the past. It is characterized by doing.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(Embodiment 1)
Since the conventional method requires work at the charging point and a plurality of measurement points, a plurality of work teams are required, and the work is time-consuming.
[0019]
In order to improve this, in the present embodiment, a voltage is applied from the power application point, the impedance at the power application point to the accident point is calculated from the measured values of the voltage and current at the power application point, and this is calculated as an overhead distribution line. By dividing by the unit length impedance, the distance to the accident point is specified.
[0020]
As shown in FIG. 1, an on-vehicle power supply device 1 includes an AC voltage source 1A, devices (PT or voltage probe / CT) 1B and 1C for measuring voltage and current, and converting these measured values into digital signals. An A / D converter 1D for conversion is built in, and the AC voltage source 1A is applied to a power application point by a pole-up operation, and a ground voltage at the power application point and a current flowing into a distribution line are measured. Into an accident point exploration calculation device (hereinafter, referred to as PC) 2.
[0021]
In the PC 2, as shown in the distance locating flow in FIG. 2, the measured impedance V is obtained by dividing the measured voltage V by the current I by the following equation.
[0022]
(Equation 1)

[0023]
Here, R: line resistance to the fault point, R _f : ground fault resistance at the fault point, L: line inductance to the fault point.
[0024]
In the equation (1), the real part contains information of the ground fault resistance _Rf , which is an unknown value, but the imaginary part does not contain this information, and the inductance is proportional to the line length from the charging point to the fault point. The value L is obtained.
[0025]
Therefore, by dividing the inductance L by the inductance value L ₀ of the unit length of the distribution lines, it is possible to determine the distance k to the fault point.
[0026]
(Equation 2)

[0027]
Only the distance from the power application point to the accident point can be obtained by this method. When this is plotted on the distribution line layout drawing, if there are multiple branches in the distribution line, a single measurement is a candidate for an accident point. There are multiple. However, as shown in FIG. 3, by performing this measurement two or more times from different points, such as two or more times, it is possible to narrow down to one accident point.
[0028]
As described above, in the present embodiment, the voltage is applied from the charging point, the voltage and the current at the charging point are measured, and the impedance from them to the fault point is calculated. The distance can be determined.
[0029]
The conventional method requires work at the charging point and multiple measurements. By using this method, the accident point distance is obtained and the number of measurements is reduced, so that the effect of greatly reducing time and labor can be obtained.
[0030]
(Embodiment 2)
The first embodiment uses data focusing on certain frequency components of the measured voltage and current, and thus does not include information on all frequency components included in the measured value. This can be applied to a waveform such as an ideal sine wave, but when a plurality of frequency components are included, there is a concern that the calculation distance accuracy may deteriorate. Actually, it is difficult to continuously apply a sine wave with an in-vehicle type power supply device, and therefore, a method for improving the accuracy is required. In order to improve this, the present embodiment proposes the following method.
[0031]
This method differs from the first embodiment only in the method of deriving the measured inductance L, and is otherwise the same as the first embodiment. In the circuit of FIG. 1, time series data V (t) and I (t) of the measured voltage V and current I can be expressed as follows at an arbitrary time.
[0032]
[Equation 3]

[0033]
If write an expression (3) at time t ₁ and t _2, it can be derived simultaneous equations as follows.
[0034]
(Equation 4)

[0035]
Assuming that (R + R _f ) is one unknown in equation (4), there are two unknowns, (R + R _f ) and the measured inductance value L, and since there are two equations, it can be seen that this equation can be solved. That is, the measured inductance value L is obtained.
[0036]
As described above, the first embodiment focuses on certain frequency components of the measured voltage and current, and does not focus on all frequency components included in the measured value. This can be applied to a waveform such as an ideal sine wave, but when a plurality of frequency components are included, there is a concern that the calculation distance accuracy may deteriorate. Since it is difficult to continuously apply a sine wave when an in-vehicle power supply is actually assumed, a method for improving the accuracy is required.
[0037]
In the present embodiment, in order to improve this, a simultaneous equation is created from the measured values (time-series data) as in Expression (3), and the simultaneous equation is solved to calculate the measured impedance. As a result, it is possible to accurately specify the distance regardless of the waveform of the applied voltage, and it is possible to flexibly cope with the on-vehicle type application.
[0038]
(Embodiment 3)
The distance specifying principle used in the first and second embodiments ignores the floating C component (ground capacitance) of the distribution line. However, this C component actually exists, and it is considered that this has an effect on deterioration of the distance identification accuracy. As a countermeasure against this, the present embodiment proposes the following method.
[0039]
As shown in FIG. 4, it is considered that the sum of the ground fault current Ig and the charging current Ic ′ to the distribution line C flows into the fault phase. It is considered that if the charging current Ic ′ can be canceled, the influence of C can be corrected, and the distance accuracy is improved.
[0040]
As a method of canceling the charging current Ic ′, a method of subtracting the healthy phase current Ic from the fault phase current (Ic ′ + Ig) is proposed. This is represented by a vector diagram as shown in FIG.
[0041]
When the ground fault resistance is small, the fault phase charging current Ic 'is much smaller than the ground fault current Ig as shown in FIG. 5A, so that the fault phase current can be regarded as a ground fault current. That is, in this case, sufficient accuracy can be obtained only with the fault phase current without drawing the healthy phase current.
[0042]
However, when the ground fault resistance value increases (FIG. 5B), the ground fault current decreases, and the charging current becomes an order that cannot be ignored. In other words, the fault phase current cannot be regarded as a ground fault current, and only the fault phase current deteriorates the distance identification accuracy. Furthermore, since the charging current Ic 'of the fault phase is close to the charging current of the sound phase, by subtracting the sound phase current from the fault phase current, this can be regarded as a ground fault current.
[0043]
As described above, in the present embodiment, as one of the causes of the deterioration of the distance identification accuracy, the influence of the floating C of the distribution line is considered, and as a method of correcting this, the normal phase current is subtracted from the fault phase current. The distance is calculated from the current value obtained. As a result, the charging current to C component included in the fault phase current can be canceled, and the distance identification accuracy is improved.
[0044]
(Embodiment 4)
In the above exploration method, when the on-vehicle power supply device 1 is a device that generates a rectangular wave having a width of 10 ms, a voltage detected depending on circuit impedance such as a line constant or a ground fault resistance is as shown in FIG. In some cases, it becomes difficult to form a precise pulse for such a very steep waveform. This on-vehicle power charging device is a case where the conventional accident point detector A is diverted from the viewpoint of cost reduction.
[0045]
In the present embodiment, the following method is used as a countermeasure against the steep pulse of the voltage waveform.
[0046]
By utilizing the characteristic that the pulse-like voltage waveform shown in FIG. 6 is generated by synthesizing a plurality of frequency components, a band-pass filter for extracting a single frequency component is applied to this waveform, whereby the waveform shown in FIG. Such a substantially sinusoidal waveform can be generated. The bandpass filter processing is performed in the PC 2, and the processing flow in the PC is changed as shown in FIG.
[0047]
By applying this band-pass filter processing, a stable single-frequency waveform having a long time width can be extracted, so that the orientation can be easily performed. Further, since the band-pass filter is manufactured not by hardware but by software, it leads to cost reduction and easy maintenance. As a result, the in-vehicle power charging device conventionally used can be diverted, leading to cost reduction.
[0048]
(Embodiment 5)
In the above exploration methods, the measurement uses a CT for current measurement, a high-voltage probe for voltage measurement, and the like, and a phase shift occurs between the voltage data and the current data due to their frequency characteristics. That may degrade the orientation accuracy. In the present embodiment, the following method is used as a countermeasure against the deterioration of the positioning accuracy due to the phase shift between the voltage and current data by the measurement system.
[0049]
The phase shift between the voltage and current data included in the measuring system depends on the characteristics of each measuring instrument. However, in other words, it can be said that the measurement using the same measurement device is constant regardless of the measurement system. That is, when a phase shift in the measuring device configuration is measured when the measuring device configuration is manufactured, and correction is performed using the correction factor as a correction coefficient at the time of orientation, errors due to these phase deviations can be removed. This processing is also performed in the PC, and the processing flow in the PC is changed as shown in FIG.
[0050]
According to the present embodiment, distance measurement can be performed with good accuracy without depending on the characteristics of the device by correcting the characteristics of the measurement device. In addition, since the correction can be performed by software, the correction coefficient can be easily changed when the device is changed.
[0051]
(Embodiment 6)
In conventional orientation principle, divided by the inductance value L ₀ of the unit length calculated inductance value L as in the formula (2), calculates the distance to the fault point, as the unit length inductance The adopted theoretical value may be different from that of the actual line, and in this case, the positioning accuracy is deteriorated.
[0052]
In conventional orientation principle requires the value L ₀ of the inductance of the unit length by the equation (2). The theoretical expression of the unit length inductance is generally formulated as Expression (5).
[0053]
(Equation 5)

[0054]
Here, r: conductor radius (m), He: equivalent ground depth (= 300 m, flat ground)
As a result of measuring the unit length inductance on an actual line, it was found that the value was different from the value calculated from Expression (5). Since there is no method for confirming the certainty of the theoretical formula, the value calculated from the theoretical formula cannot be used as the unit length inductance value.
[0055]
In the present embodiment, as a countermeasure, this problem is solved by storing the unit length inductance value of the actual line measured in the past and using the data as the unit length inductance value. FIG. 10 shows a flow of the distance locating in this method.
[0056]
According to this embodiment, by using the empirical value of the unit length inductance, highly accurate distance locating can be performed regardless of the accuracy of the theoretical formula. This makes it possible to determine the distance only by measuring at one place.
[0057]
(Embodiment 7)
In the present embodiment, the following method is applied as another measure against the problem that the value of the unit length inductance is unknown.
[0058]
The conventional orientation principle has been to perform distance orientation using equation (2) based on measurement from one location as shown in FIG. On the other hand, when the measurement data at two places as shown in FIG. 12 is used, a simultaneous equation such as Expression (6) is obtained.
[0059]
(Equation 6)

[0060]
Here, L ₁ : measured inductance (mH) from measuring point 1, L ₂ : measured inductance (mH) from measuring point 2, L ₀ : unit length inductance (mH / m), κ: distance between measuring points (m) )
Since equation (6) has three equations and three unknowns are L ₀ , k ₁ , and k ₂ , it can be understood that this equation can be solved. By applying this method, the value of L ₀ becomes unnecessary, and the problem that L ₀ is unknown can be solved. FIG. 13 shows a distance locating flow in this method.
[0061]
According to the present embodiment, by using the measurement data at two locations, the distance can be located with good accuracy without depending on the certainty of the unit length inductance experience value.
[0062]
(Embodiment 8)
As described above, when the ground fault resistance value is large, there is a problem that the location error due to the ground capacitance C of the line increases. In the present embodiment, the following method is applied as a countermeasure against the fact that the distance is not accurately obtained due to the influence of the ground capacitance when the ground fault resistance value becomes large.
[0063]
The impedance in a circuit in which the ground capacitance is taken into consideration as shown in FIG. 14 is obtained as in equation (7).
[0064]
(Equation 7)

[0065]
Equation (7) is rearranged into a real part and an imaginary part as follows.
[0066]
(Equation 8)

[0067]
Although the current orientation principle ignores the capacitance to ground, what is actually obtained as the measured inductance is the imaginary part of equation (8). That is. The measurement inductance Lm is as shown in Expression (9).
[0068]
(Equation 9)

[0069]
Here, considering an equivalent circuit at the time of one-line ground fault as shown in FIG. 14, the charging current charged to the ground capacitance C flows into all the distribution lines C. That is, since the distance does not depend on the distance from the measurement point to the accident point, the value of C can be said to be the same regardless of where the measurement point is located. From this, it can be said that in the equation (9), the second term does not include a variable depending on the distance, and this term is the same no matter where the measurement is made.
[0070]
Focusing on this point, in the present embodiment, the following simultaneous equations are established for the measured inductance at two points.
[0071]
(Equation 10)

[0072]
In the equation (10), the second term is set to X, and the following terms are arranged.
[0073]
[Equation 11]

[0074]
When organized in this way, there are four unknowns, k ₁ , k ₂ , L ₀ , and X, and there are only three equations, so it cannot be solved as is. However, if an empirical value is used for L ₀ , equation (11) can be solved. FIG. 15 shows a distance locating flow in this method.
[0075]
According to the present embodiment, the error component due to the ground capacitance can be removed by using the measurement data at two locations and the unit length inductance experience value, and the distance can be located with good accuracy.
[0076]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, there is an effect that the identification of an accident point is accurately performed and the exploration work is simplified.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an accident point searching method according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a distance locating flow in the first embodiment.
FIG. 3 is a principle explanatory diagram of an accident point identification method according to the first embodiment.
FIG. 4 shows a current relationship at the time of an accident according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a vector diagram of an accident current in the third embodiment.
FIG. 6 shows voltage / current waveforms when applied from a vehicle-mounted power application device to a distribution line.
FIG. 7 is a voltage / current waveform obtained by performing band-pass filtering on the waveform of FIG.
FIG. 8 is a distance measurement flow according to a fourth embodiment of the present invention, to which band-pass filter processing is added.
FIG. 9 is a distance locating flow according to a fifth embodiment of the present invention to which a phase shift correction process of a measurement system is added.
FIG. 10 shows a distance locating flow when an empirical value is used for the unit length inductance according to the sixth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is an explanatory diagram of distance locating based on one-point measurement.
FIG. 12 is an explanatory diagram of distance locating by measurement at two locations.
FIG. 13 is a distance locating flow showing a seventh embodiment of the present invention, which does not require a unit length inductance value by two-point measurement.
FIG. 14 is an equivalent circuit at the time of one-line ground fault.
FIG. 15 is a distance locating flow according to an eighth embodiment of the present invention, in which an error due to ground capacitance has been removed by two-point measurement.
FIG. 16 is an explanatory diagram of finding an accident pillar using a conventional accident point locator.
[Explanation of symbols]
1: On-board power charging device 2: Accident point exploration calculation device

Claims

架空配電線の事故点探査を行う事故点探査方法であって、
配電線の課電点へ電圧を印加し、この課電点での電圧、電流を測定し、
前記課電点の電圧、電流の測定値から配電線路の測定インピーダンスを求め、該インピーダンスの虚部を測定インダクタンスとして取り出し、この測定インダクタンスを配電線路の単位長のインダクタンスで割ることによって課電点から事故点までの距離を特定することを特徴とする架空配電線の事故点探査方法。An accident point exploration method for exploring an accident point of an overhead distribution line,
Apply a voltage to the distribution point of the distribution line, measure the voltage and current at this distribution point,
The voltage at the power distribution point, the measured impedance of the distribution line is determined from the measured value of the current, the imaginary part of the impedance is taken out as the measurement inductance, and the measured inductance is divided by the unit length inductance of the distribution line to obtain the measured impedance from the distribution point. A method for locating an accident point on an overhead distribution line, comprising specifying a distance to the accident point.

架空配電線に複数の分岐がある場合、前記課電点から事故点までの距離特定は、異なる地点から２回以上行うことによって、１点の事故点に絞ることを特徴とする請求項１に記載の架空配電線の事故点探査方法。The method according to claim 1, wherein when the overhead distribution line has a plurality of branches, the distance from the power application point to the accident point is specified two or more times from different points to narrow down to one accident point. The method of searching for the fault point of the overhead distribution line described.

前記電圧と電流について、２回の測定で時系列データを得、これら時系列データから２つの連立方程式をたて、これら連立方程式を解くことによって前記測定インダクタンスを求めることを特徴とする請求項１または２に記載の架空配電線の事故点探査方法。2. The measurement inductance is obtained by obtaining time series data by two measurements for the voltage and the current, forming two simultaneous equations from the time series data, and solving these simultaneous equations. Or the method for searching for fault points of overhead distribution lines according to 2.

前記電流について、事故相電流から健全相電流を引いて配電線の対地静電容量分の電流を除いた電流を求め、この電流を使用して事故点までの距離演算を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の架空配電線の事故点探査方法。For the current, a current is calculated by subtracting a healthy phase current from a fault phase current to remove a current corresponding to a ground capacitance of a distribution line, and a distance to a fault point is calculated using this current. The method for detecting an accident point of an overhead distribution line according to claim 1.

前記測定される電圧および電流をバンドパスフィルタを通して単一周波数成分を抽出し、これら単一周波数成分の電圧と電流から事故点までの距離演算を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の架空配電線の事故点探査方法。5. The method according to claim 1, wherein a single frequency component is extracted from the measured voltage and current through a band-pass filter, and a distance calculation from the voltage and current of the single frequency component to an accident point is performed. 2. The method for searching for an accident point of an overhead distribution line according to item 1.

前記電圧と電流測定時の測定系の位相ズレを補正し、これら位相ズレを補正した電圧と電流から事故点までの距離演算を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の架空配電線の事故点探査方法。The method according to any one of claims 1 to 5, wherein a phase shift of the measurement system at the time of measuring the voltage and the current is corrected, and a distance calculation from the corrected voltage and current to the accident point is performed. The method of searching for the fault point of the overhead distribution line described.

前記単位長インダクタンスは、過去に測定された実線路での値を用いることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の架空配電線の事故点探査方法。7. The method of claim 1, wherein the unit length inductance uses a value measured on an actual line in the past. 8.

２カ所の前記電圧と電流の計測データから前記単位長インダクタンスを除いた演算により前記測定インダクタンスを求めることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の架空配電線の事故点探査方法。The fault detection of an overhead distribution line according to any one of claims 1 to 7, wherein the measurement inductance is obtained by an operation excluding the unit length inductance from the measurement data of the voltage and the current at two places. Method.

２カ所の前記電圧と電流の測定データと、過去に測定された実線路での単位長インダクタンスを用いた事故点までの距離演算により、配電線の対地静電容量による誤差成分を除去することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の架空配電線の事故点探査方法。By removing the error component due to the earth capacitance of the distribution line, by calculating the distance to the fault point using the measured data of the voltage and current at two locations and the unit length inductance of the actual line measured in the past, The method for detecting an accident point of an overhead distribution line according to any one of claims 1 to 8, wherein: