JP2008216040A - Voltage application type failure probe system and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、配電系統における事故探査を行う課電式事故探査システム、課電式事故探査方法に関する。 The present invention relates to a power-applying accident search system and a power-applying accident search method for searching for an accident in a distribution system.
現代では、電力の供給停止、所謂停電が日常生活に及ぼす影響は計り知れない。従って、配電系統の一部で事故が発生し、停電を招いた場合においても、その事故点を早期に特定し原因を取り除いて電力の供給を迅速に再開しなければならない。例えば、６．６ｋＶの架空配電線において漏電等を伴った事故が生じた場合、まず、電力事業者は、電流異常を検知した発電所または変電所において、その管理下にある配電系統への電力供給を止め、事故区域を絞り、その事故区域以外の正常区域の電力供給を再開する。その後、事故区域内の具体的な事故点の特定を遂行する。 In the present age, the influence of the interruption of power supply, the so-called power failure, on daily life is immeasurable. Therefore, even if an accident occurs in a part of the power distribution system and a power failure occurs, the point of the accident must be identified early, the cause must be removed, and the power supply must be restarted quickly. For example, when an accident involving a leakage current occurs in a 6.6 kV overhead distribution line, the power company first supplies power to the distribution system under its control at the power station or substation where the current abnormality is detected. Stop the supply, narrow down the accident area, and resume power supply in normal areas other than the accident area. After that, specific accident points in the accident area are identified.
上記事故点の特定に関しては、配電線から放射される電波の比較によって事故点を特定する技術（例えば、特許文献１）、ノイズ電流から信号を分離するため、配電系統に、変調したコード化探索信号を印加して漏電箇所を特定する技術（例えば、特許文献２）、配電線路のインピーダンスの虚部（測定インダクタンス）を配電線路の単位長インダクタンスと比較することで課電点から事故点までの距離を特定する技術（例えば、特許文献３）、バッテリを昇圧した課電電圧を利用することで課電装置を小型化した技術（例えば、特許文献４）、ステッキ型のアンテナ（試験プローブ）を利用して事故点を特定する技術（例えば、特許文献５）といった様々な技術が提案されている。 Regarding the identification of the accident point, a technique for identifying the accident point by comparison of radio waves radiated from the distribution line (for example, Patent Document 1), and a coded search that is modulated in the distribution system in order to separate the signal from the noise current. A technique for identifying a leakage point by applying a signal (for example, Patent Document 2), comparing the imaginary part (measurement inductance) of the impedance of the distribution line with the unit length inductance of the distribution line, from the charging point to the accident point A technique for specifying a distance (for example, Patent Document 3), a technique for miniaturizing an electric charging device by using an applied voltage obtained by boosting a battery (for example, Patent Document 4), and a stick type antenna (test probe) Various techniques, such as a technique (for example, patent document 5) which specifies an accident point by utilizing, have been proposed.
従来から利用されている、ステッキ型のアンテナを用いる上記の方法によると、事故区域の任意の位置から試験信号（矩形電圧）が印加され、他の任意の位置において、その試験信号に対する線路電流を測定するだけで事故点を特定することができる。 According to the above-described method using a stick-type antenna, which has been conventionally used, a test signal (rectangular voltage) is applied from any position in the accident area, and the line current for the test signal is calculated at any other position. Accident points can be identified simply by measuring.
図１３は、アンテナを利用した事故点の探査方法を説明するための説明図である。かかる事故点探査方法では、配電系統の配電線１０の任意の位置に課電装置１２を接続し、その課電装置１２から所定時間幅の矩形電圧を周期的に印加する。アンテナ１４は、３相ある配電線１０のうち１相の線路に掛止され、矩形電圧に対する線路電流量を検知する。アンテナ１４の表示部１６は、検知した線路電流に応じた漏電量を、ＬＥＤの点灯を通じて数値で表す。
FIG. 13 is an explanatory diagram for explaining an accident point search method using an antenna. In such an accident point exploration method, a
図１４および図１５は、アンテナ１４による事故点の特定方法を説明するための説明図である。図１４（ａ）は、定常時、即ち事故が生じていないときの配電系統の等価回路を示し、図１４（ｂ）はその時のアンテナ１４で検知される線路電流を示している。課電装置１２が図１４（ｂ）の上段に示した矩形電圧を印加すると、対地静電容量Ｃへの充放電が繰り返され、アンテナ１４の測定点では、図１４（ｂ）の中段に示すような充電電流Ｉｃと放電電流Ｉｄとが線路電流として流れる。充電電流Ｉｃと放電電流Ｉｄとは理論上絶対値が等しくなる。この充電電流Ｉｃと放電電流Ｉｄとを積分すると図１４（ｂ）の下段に示すような波形となる。かかる積分値は充電電流Ｉｃによって一旦高い値を示すものの、放電電流Ｉｄにより相殺される。従って、アンテナ１４の表示部１６には、事故レベル「０」（正常）が示される。
14 and 15 are explanatory diagrams for explaining a method of identifying an accident point by the antenna 14. FIG. 14A shows an equivalent circuit of the power distribution system in a steady state, that is, when no accident occurs, and FIG. 14B shows a line current detected by the antenna 14 at that time. When the
図１５（ａ）は、事故が生じたときの配電系統の等価回路を示し、図１５（ｂ）はその時のアンテナ１４で検知される線路電流を示している。図１４同様に、課電装置１２が図１５（ｂ）の上段に示した矩形電圧を印加すると、対地静電容量Ｃへの充放電が繰り返される。しかし、事故点２０において短絡抵抗Ｒｇを通じた事故電流Ｉｇが漏電しているため、矩形電圧が印加されている間には、充電電流Ｉｃに事故電流Ｉｇが加わり、矩形電圧が印加されていないときには逆に放電電流Ｉｄから事故電流Ｉｇが減じられる。従って、線路電流は、図１５（ｂ）の中段に実線で示した波形になる。ここでは、正常時との比較を容易にするため、正常時における線路電流も一点鎖線で表している。この線路電流を積分すると図１５（ｂ）の下段に示すような波形となる。かかる積分値は事故電流Ｉｇ分だけプラス側に偏るため、アンテナ１４の表示部１６は、その残留した積分値に応じて、「０」以外の事故レベルを表示する。
FIG. 15A shows an equivalent circuit of the power distribution system when an accident occurs, and FIG. 15B shows a line current detected by the antenna 14 at that time. Similarly to FIG. 14, when the
このようにアンテナ１４で異常が確認されると、測定点を中心にして課電装置１２と逆方向の配電系統中に事故点２０があることが分かる。従って、事故点を超えるまで、即ち異常が確認されなくなるまで測定点を下流に移動する。そして、異常が確認できなくなった場合には、最終的な測定点と、直前の測定点との間に事故点があるということになる。このような作業手順により具体的な事故点を探査することが可能となる。
しかし、事故点、特に地絡事故点における地絡抵抗が大きいと事故電流Ｉｇが小さくなり、アンテナ１４を通過する線路電流の上下流の差が小さくなる。かかる地絡抵抗が１０ｋΩ以上の場合には、最早上述したアンテナ１４では事故の有無を判断できないので、事故は生じているが事故点を特定できないといった状況に陥ってしまう可能性がある。 However, if the ground fault resistance at the fault point, particularly at the ground fault point, is large, the fault current Ig is small, and the difference between the upstream and downstream of the line current passing through the antenna 14 is small. If the ground fault resistance is 10 kΩ or more, the antenna 14 can no longer determine the presence or absence of an accident, so there is a possibility that an accident has occurred but the accident point cannot be identified.
また、配電線１０に接続される機器によっては、事故直後のアークや放電等の影響により絶縁抵抗値が回復する（高くなる）ものも存在し、事故発生時点では地絡抵抗が低かったものの、事故探査のときには、地絡抵抗が数ＭΩに回復し、アンテナ１４では事故の有無を判断できなくなる場合もあり得る。地絡抵抗が回復した場合には、そのまま電力供給を再開することができるが、将来、同様の状況で事故が再発する可能性を無視することはできない。このような地絡抵抗（絶縁抵抗値）の回復は事故探査の困難性をさらに高めている。
In addition, depending on the equipment connected to the
上記のような背景から、絶縁抵抗値が１０ｋΩ以上である場合や絶縁抵抗値が回復した場合においても、事故点を確実に特定することが可能な事故探査方法が望まれる。 In view of the above background, there is a demand for an accident exploration method capable of reliably identifying an accident point even when the insulation resistance value is 10 kΩ or more or when the insulation resistance value is recovered.
また、上述した従来のアンテナを用いる技術では、事故のレベルが数値で表されるものの、その事故の度合いを示す参考値に過ぎず、事故の具体的な原因が把握できるものではなかった。即ち、従来の方法では、１本の線路の上下流のどちらかで１０ｋΩ以下の地絡抵抗による事故が起きているということのみを把握できるに過ぎなかった。今後は、リアルタイムにその事故状態や様相を具体的かつ高精度に導出可能な事故探査方法も望まれる。 Moreover, in the technique using the conventional antenna described above, although the level of the accident is represented by a numerical value, it is only a reference value indicating the degree of the accident, and the specific cause of the accident cannot be grasped. That is, according to the conventional method, it has only been possible to grasp that an accident due to a ground fault resistance of 10 kΩ or less is occurring either upstream or downstream of one line. In the future, an accident exploration method that can accurately and accurately derive the accident state and aspect in real time is also desired.
本発明は、従来の事故探査方法が有する上記問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、事故点における地絡抵抗が高い場合においても容易かつ確実に事故点を特定でき、その事故状態等の具体的な情報を迅速に導出可能な、課電式事故探査システム、課電式事故探査方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of conventional accident exploration methods, and the object of the present invention is to easily and reliably identify the accident point even when the ground fault resistance at the accident point is high, The object is to provide an electric charging type accident investigation system and an electric charging type accident investigation method capable of quickly deriving specific information such as the accident state.
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、配電系統における事故探査を行う課電式事故探査システムであって、所定時間幅の矩形電圧を配電系統に印加する課電装置と、矩形電圧が印加されている間の、配電系統の任意の点における３相それぞれの線路電流の推移を同時に取得する線路電流取得部と、取得された３相分の線路電流の推移を互いに比較し、任意の点における課電装置方向に対する事故点の方向、および事故相を特定する事故特定部と、を含む探査装置と、を備えることを特徴とする、課電式事故探査システムが提供される。 In order to solve the above-described problem, according to an aspect of the present invention, there is provided a power distribution type accident survey system for performing an accident survey in a power distribution system, wherein a voltage applying device that applies a rectangular voltage having a predetermined time width to the power distribution system; A line current acquisition unit that simultaneously acquires changes in line current of each of the three phases at any point in the distribution system while a rectangular voltage is applied, and a comparison of changes in the acquired line currents for the three phases And an investigation device that includes an accident identification unit that identifies the direction of the accident point with respect to the direction of the power application device at an arbitrary point, and an accident phase. The
従来のアンテナを用いる事故探査方法では、１本の線路における線路電流の積分値を個別に判断していたので、事故電流が大きな場合はその電流を識別可能であったが、小さい場合には識別することができなかった。本発明では、同時に検出される３相の線路電流の推移を相対的に比較するので、微少な事故電流であっても相対値として抽出することができ、事故が生じている相を容易に特定することができる。従って、事故点における地絡抵抗値が高い場合や、時間の経過により地絡抵抗が回復してしまった場合においても、容易かつ確実に事故点を特定することが可能となる。 In the accident detection method using the conventional antenna, the integral value of the line current in one line was individually judged, so that the current could be identified when the accident current was large, but it was identified when the accident current was small. I couldn't. In the present invention, the transition of the three-phase line current detected at the same time is relatively compared, so even a small accident current can be extracted as a relative value, and the phase in which the accident has occurred can be easily identified. can do. Therefore, even when the ground fault resistance value at the accident point is high, or when the ground fault resistance is recovered over time, the accident point can be easily and reliably specified.
また、３相の比較により、多重事故が生じた場合においても、相毎に独立して事故点を特定することができ、各相の事故のレベルを相対的に把握することができる。また、従来では特定できなかった塩害領域内や、対地静電容量が高い領域内の事故点も特定することが可能となる。 In addition, even when multiple accidents occur by comparing the three phases, the accident points can be identified independently for each phase, and the accident levels of each phase can be relatively grasped. It is also possible to identify accident points in a salt damage area that could not be identified in the past or in areas with a high ground capacitance.
さらに、３相を一括して測定することが可能なので矩形電圧の印加時間または印加回数を大幅に短縮することができ、測定コストおよび測定時間の短縮化を図ることができる。また、矩形電圧の印加時間を短縮することで、当該配電系統に接続された他の設備への影響を最小限に抑えることができ、矩形電圧による二次的障害を回避することが可能となる。 Furthermore, since three phases can be measured at once, the application time or number of application times of the rectangular voltage can be greatly reduced, and the measurement cost and the measurement time can be reduced. In addition, by shortening the application time of the rectangular voltage, it is possible to minimize the influence on other facilities connected to the distribution system, and it is possible to avoid a secondary failure due to the rectangular voltage. .
事故特定部は、取得された３相分の線路電流を積分した値の推移を比較してもよい。上記線路電流にはノイズ成分も含まれるので、相間での線路電流の差が微差であった場合、ノイズに埋没して事故の有無を判断し辛い場合がある。しかし、線路電流の差が微差であってもその値を積分すると差を顕著に表すことができる。また、異常が検出される場合、その測定点での線路電流の積分値の推移は必ずプラス側に漸増するという特性を有しているので、積分値の推移により事故の有無を容易に判断することができる。 The accident identification unit may compare the transition of values obtained by integrating the acquired line currents for three phases. Since the line current includes a noise component, if the difference in the line current between the phases is a slight difference, it may be difficult to determine whether there is an accident by being buried in the noise. However, even if the line current difference is a slight difference, the difference can be remarkably expressed by integrating the value. In addition, when an abnormality is detected, the transition of the integrated value of the line current at the measurement point always has a characteristic of gradually increasing to the positive side, so it is easy to determine the presence or absence of an accident based on the transition of the integrated value. be able to.
探査装置は、事故特定部が、事故が起きていると判断した相の矩形電圧印加間の線路電流の推移を複数の故障モードの典型推移と比較し、その事故相の故障モードを特定する故障モード特定部をさらに備えてもよい。 The exploration device compares the transition of the line current between the rectangular voltage application of the phase that the accident identification unit has determined that an accident has occurred with the typical transition of multiple failure modes, and identifies the failure mode of the accident phase You may further provide a mode specific | specification part.
ここでは、予め、複数の故障モードの典型推移を準備している。そして、その典型推移と、当該線路電流の推移とを比較することで、その線路電流の推移がどの故障モードに近いかを判断し、適切な故障モードに割り当てることができる。かかる構成により、事故点の特定と同時に、その事故がどのような原因で生じているかを高精度で把握することが可能となる。 Here, typical transitions of a plurality of failure modes are prepared in advance. Then, by comparing the typical transition and the transition of the line current, it is possible to determine which failure mode the transition of the line current is close to and assign to the appropriate failure mode. With this configuration, it is possible to determine with high accuracy the cause of the accident at the same time as specifying the accident point.
また、各相独立して事故点と故障モードとを特定することができるので、多重事故に遭遇した場合においても、適切な故障モードへの割当を行うことができ、迅速な事故点の特定および事故原因の把握が可能となる。このように事故点の特定と同時に故障モードを特定することで、事故点における原因の除去および交換の準備を先駆けて行うことができ、早期の停電回復を図ることが可能となる。 In addition, since the accident point and failure mode can be specified independently for each phase, even when multiple accidents are encountered, it is possible to assign to the appropriate failure mode, and to quickly identify the accident point and The cause of the accident can be ascertained. Thus, by specifying the failure mode at the same time as specifying the accident point, it is possible to pioneer the preparation of the cause removal and replacement at the accident point, and it is possible to achieve early power failure recovery.
さらに、故障モードの特定精度が向上すれば、事故点の故障モードのみならず、事故予想点の故障モードも特定することが可能となる。ここで事故予想点とは、事故には至っていないが事故が生じる蓋然性の高い設備等を言う。このように事故点のみならず、事故予想点も把握、抽出し、抽出した設備に事前に対処することで、事故を未然に防ぐことができる。 Further, if the failure mode identification accuracy is improved, it is possible to identify not only the failure mode at the accident point but also the failure mode at the predicted accident point. Here, the predicted accident point refers to a facility that has not yet been accidented but has a high probability of causing an accident. Thus, not only the accident point but also the predicted point of the accident is grasped and extracted, and the accident can be prevented beforehand by dealing with the extracted equipment in advance.
故障モードは、抵抗地絡、放電地絡、放電および抵抗地絡の群から選択されてもよい。 The failure mode may be selected from the group of resistance ground fault, discharge ground fault, discharge and resistance ground fault.
本発明では、故障モードをこのような抵抗地絡、放電地絡、放電および抵抗地絡に分けている。かかる構成により、事故点の特定と同時に、その事故が上記の具体的な故障のどれに当たるかを高精度で把握することが可能となる。 In the present invention, the failure mode is divided into such a resistance ground fault, a discharge ground fault, a discharge and a resistance ground fault. With this configuration, at the same time as specifying the accident point, it is possible to grasp with high accuracy which of the above-mentioned specific failures the accident corresponds to.
探査装置は、故障モードが特定された矩形電圧印加間の線路電流の推移を故障モードに関連付けて蓄積する線路電流蓄積部と、蓄積された矩形電圧印加間の線路電流の推移を統計処理して故障モードの典型推移を導出する故障モード導出部と、をさらに備えてもよい。 The exploration device statistically processes the line current accumulation unit that accumulates the line current transition between the rectangular voltage applications for which the failure mode is specified in association with the failure mode, and the line current transition between the accumulated rectangular voltage applications. A failure mode deriving unit for deriving a typical transition of the failure mode.
かかる構成により、当該測定結果も統計データの１つとして蓄積することができ、そのような多数の統計データを蓄積することで、より実測した値に即した典型推移を形成することができる。そして、上記の典型推移利用およびデータ蓄積のループにより、事故原因の究明を高精度に行うことが可能となる。 With such a configuration, the measurement result can also be accumulated as one of the statistical data. By accumulating such a large number of statistical data, it is possible to form a typical transition according to a more actually measured value. Further, the cause of the accident can be investigated with high accuracy by the above-described typical transition use and data accumulation loop.
線路電流取得部は、さらに、矩形電圧の印加前の線路電流の推移も取得し、矩形電圧の印加前および印加間の線路電流の推移をフーリエ変換し、矩形電圧の印加前と印加間との線路電流の周波数特性の差を逆フーリエ変換して線路電流の推移を再生してもよいし、また、矩形電圧印加間の線路電流の推移から矩形電圧印加前の線路電流の推移を減算して線路電流の推移を再生してもよい。 The line current acquisition unit further acquires the transition of the line current before the application of the rectangular voltage, Fourier transforms the transition of the line current before and during the application of the rectangular voltage, and The line current transition may be reconstructed by inverse Fourier transforming the difference in frequency characteristics of the line current, or the line current transition before the rectangular voltage application is subtracted from the line current transition between the rectangular voltage applications. The transition of the line current may be reproduced.
かかる構成により、事故が生じていない場合にも定常的に測定されるノイズ電流を、線路電流から除去することが可能となり、事故に起因する線路電流の変化のみを比較対象とすることができる。従って、事故特定部は、高精度に３相の線路電流を比較することができる。 With this configuration, it is possible to remove the noise current that is steadily measured even when no accident has occurred from the line current, and only the change in the line current due to the accident can be used as a comparison target. Therefore, the accident identification unit can compare the three-phase line currents with high accuracy.
また、コンピュータを、上記課電式事故探査システムの探査装置、即ち、矩形電圧が印加されている間の、配電系統の任意の点における３相それぞれの線路電流の推移を同時に取得する線路電流取得部と、取得された３相分の線路電流の推移を互いに比較し、任意の点における課電装置方向に対する事故点の方向、および事故相を特定する事故特定部として機能させるプログラムも提供される。 Also, the computer is used to search for the above-mentioned electric charging type accident detection system, that is, the line current acquisition that simultaneously acquires the line current transition of each of the three phases at any point in the distribution system while the rectangular voltage is applied. A program is also provided that functions as an accident identification unit that compares the transition of the obtained line currents for three phases with each other and identifies the direction of the accident point with respect to the direction of the power-applying device at any point and the accident phase. .
上記課題を解決するために、本発明の他の観点によれば、配電系統における事故探査を行う課電式事故探査方法であって、所定時間幅の矩形電圧を配電系統に印加し、矩形電圧が印加されている間の、配電系統の任意の点における３相それぞれの線路電流の推移を同時に取得し、取得された３相分の線路電流の推移を互いに比較し、任意の点における課電装置方向に対する事故点の方向、および事故相を特定することを特徴とする、課電式事故探査方法が提供される。 In order to solve the above-described problem, according to another aspect of the present invention, there is provided a power-dissipation type accident investigation method for performing an accident investigation in a distribution system, wherein a rectangular voltage having a predetermined time width is applied to the distribution system, While the power is applied, the transition of the line current of each of the three phases at any point in the distribution system is acquired at the same time, and the transition of the obtained line currents for the three phases is compared with each other to apply power at any point. There is provided a power-applying accident search method characterized by specifying an accident point direction with respect to a device direction and an accident phase.
上述した、課電式事故探査システムの技術的思想に基づく構成要素やその説明は、当該課電式事故探査方法にも適用可能である。 The above-described components based on the technical idea of the electric charging type accident search system and the explanation thereof can be applied to the electric charging type accident search method.
以上説明したように本発明によれば、事故点における地絡抵抗が高い場合や絶縁抵抗値が回復した場合においても容易かつ確実に事故点を特定でき、その事故状態等の具体的な情報を迅速に導出することが可能となる。 As described above, according to the present invention, even when the ground fault resistance at the accident point is high or the insulation resistance value is recovered, the accident point can be identified easily and reliably, and specific information such as the accident state can be obtained. It can be derived quickly.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
配電系統の一部で事故が発生した場合、発電所または変電所では電力事業所の管理下にある配電系統への電力の供給を一旦停止する。そして、事故が起きた地点を大まかな区域に絞って、その事故区域以外の正常区域への電力供給を再開する。そして事故区域中の具体的な事故点を特定する。具体的な事故点が特定されるとその事故の原因を速やかに取り除いて事故区域においても通常の電力供給を再開する。 When an accident occurs in a part of the distribution system, the power station or substation temporarily stops supplying power to the distribution system under the control of the power plant. Then, the point where the accident occurred is narrowed down to a rough area, and power supply to normal areas other than the accident area is resumed. And identify the specific accident points in the accident area. When a specific accident point is identified, the cause of the accident is quickly removed and normal power supply is resumed even in the accident area.
本実施形態の課電式事故探査システムは、このような事故点の特定を迅速かつ容易に行うことができ、加えて、その事故の具体的な情報をも同時に導出することができる。また、従来探査困難または不可能であった地絡抵抗が高い事故点も特定することが可能となる。以下、このような課電式事故探査システムの具体的構成を述べ、後にその課電式事故探査システムを用いて事故点を特定する課電式事故探査方法を説明する。 The power-accident type accident search system of this embodiment can quickly and easily identify such an accident point, and in addition, can also derive specific information on the accident at the same time. In addition, it is possible to identify an accident point having a high ground fault resistance, which has been difficult or impossible in the past. Hereinafter, a specific configuration of such an electric charging type accident investigation system will be described, and an electric charging type accident investigation method for specifying an accident point using the electric charging type accident investigation system will be described later.
（課電式事故探査システムの構成）
図１は、課電式事故探査システムの概略的な構成を示す説明図である。かかる課電式事故探査システムは、課電装置１００と探査装置１１０とから構成される。また、ここでは、６．６ｋＶの配電線１０（架空および地中配電線のいずれも含む。）における事故を想定して、課電式事故探査システムを適用する。
(Configuration of the electric power type accident investigation system)
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of an electric charging type accident investigation system. Such an electric charging type accident exploration system includes an
上記課電装置１００は、単相１００Ｖ（５０／６０Ｈｚ）の交流電圧をスイッチング倍電圧整流方式により高電圧に変換して電源コンデンサ（例えば、５μＦ）に充電し、７．５〜１５ｋＶの直流高電圧の矩形波パルス（矩形電圧）を出力することが可能な装置である。課電装置１００は、事故区域における配電系統の配電線１０の任意の位置（配電線１０の途中または課電専用端子）に接続され、所定時間幅の矩形電圧を配電線１０に印加することができる。かかる所定時間幅は１０±１ｍｓｅｃとすることができ、課電装置１００は、その矩形電圧を４ｓｅｃ毎に周期的に出力させることもできる。
The
上記探査装置１１０は、クランプ電流センサ１１２と、ＡＤ変換部１１４と、本体１１６とを含んで構成される。クランプ電流センサ１１２は、それ自体を配電線１０にクランプし、配電線１０に流れる直流の線路電流量を、配電線１０に電気的に接続することなく抽出する。ＡＤ変換部１１４は、その抽出された線路電流のアナログ値をデジタル処理可能な信号に変換する。本体１１６は、パーソナルコンピュータ、PDA(Personal Digital Assistant)、携帯電話等の電子機器を用い、デジタル化された線路電流の推移を保持して、事故点を特定するための演算処理を行う。
The
１回の事故点の特定において、課電装置１００は矩形電圧の印加位置を変更しなくてよいが、探査装置１１０は事故点を絞り込むまで、様々な位置で線路電流の測定を実施しなくてはならない。従って、本実施形態の探査装置１１０は、小型かつ軽量であり携帯性に優れた電子機器が選択される。探査装置１１０の計算能力は、後述するフーリエ変換等の処理を踏まえると高いものを準備する必要があるが、機能を分担して、当該探査装置１１０では、線路電流の推移の保持のみを行い、計算自体は無線通信で接続される別体の管理サーバにさせることができる。
In the identification of one accident point, the
また、課電装置１００における矩形電圧の出力タイミングを探査装置１１０から遠隔操作することも可能である。かかる構成により、測定が行われていないときの不要な矩形電圧の生成を抑制することができ、省電力化、低コスト化を図ることができる。
It is also possible to remotely control the output timing of the rectangular voltage in the
本実施形態では、上述したように、配電線１０の任意の位置に課電装置１００を接続し、その課電装置１００から１０ｍｓｅｃ幅の矩形電圧を配電線１０に周期的に印加する。探査装置１１０は、クランプ電流センサ１１２を配電線１０の３相全てにそれぞれ掛止し、課電装置１０からの矩形電圧と配電線１０の対地静電容量とによって生じる充電電流と放電電流とを３相同時に取得、事故の有無を導出する。
In the present embodiment, as described above, the
例えば、図１に示した測定点において探査装置１１０が異常を確認すると、測定点を中心にして課電装置１００と逆方向の配電系統中に事故点があることを把握できる。従って、異常が確認されなくなるまで矢印で示すように下流に測定点を移動する。例えば、点線で示した新たな測定点で、同様の測定を行う。異常が確認できなくなった場合、最終的な測定点と、直前の測定点との間に事故点があるということになるので、その範囲内でさらに事故点を絞ることとなる。
For example, when the
（探査装置１１０の構成）
本実施形態による課電式事故探査システムは、このような事故点の特定に加えて、事故が起きている相の特定、複数の相で事故が起きている場合における相間の事故の度合い、および事故の種別を特定することが可能である。以下では、このような機能を有する課電式事故探査システムの探査装置１１０の具体的な構成について述べる。
(Configuration of exploration device 110)
In addition to identifying the point of the accident, the power-accident survey system according to the present embodiment identifies the phase in which the accident occurs, the degree of the accident between the phases when the accident occurs in multiple phases, and It is possible to specify the type of accident. Below, the specific structure of the
図２は、探査装置１１０の概略的な機能を示した機能ブロック図である。探査装置１１０は、線路電流取得部１５０と、データ記憶部１５２と、事故特定部１５４と、故障モード特定部１５６と、線路電流蓄積部１５８と、故障モード導出部１６０とを含んで構成される。かかる各機能は、探査装置１１０に設けられた中央処理装置ＣＰＵが不揮発性の記憶媒体に保存された各機能を実行するプログラムを解読して実行される。
FIG. 2 is a functional block diagram showing a schematic function of the
上記線路電流取得部１５０は、矩形電圧が印加されている間の、配電系統の任意の点における３相それぞれの線路電流の推移を、ＡＤ変換部１１４を通じて取得し、その取得した推移をデータ記憶部１５２に記憶する。また、線路電流取得部１５０は、その線路電流を積分し、その積分した値の推移もデータ記憶部１５２に記憶する。
The line
このとき、線路電流取得部１５０は、上記の推移からノイズを除去するために、矩形電圧の印加前の線路電流の推移も一定時間取得するとしてもよい。そして、線路電流取得部１５０は、矩形電圧の印加前および印加間の線路電流の推移をそれぞれフーリエ変換(高速フーリエ変換FFT:Fast Fourier Transform)し、矩形電圧の印加前と印加間との線路電流の周波数特性の差を逆フーリエ変換して線路電流の推移を生成してもよい。
At this time, the line
また他の方法として、矩形電圧印加間の線路電流の推移から矩形電圧印加前の線路電流の推移を単純に減算して線路電流の推移を生成してもよい。かかる構成により、事故が生じていない場合にも定常的に測定されるノイズ電流を、線路電流から除去することが可能となり、事故に起因する線路電流の変化のみを比較対象とすることができる。従って、事故特定部１５４は、３相の線路電流を高精度に比較することができる。かかるノイズ除去に関する詳細な説明は後述する。
As another method, the line current transition may be generated by simply subtracting the line current transition before the rectangular voltage application from the line current transition between the rectangular voltage applications. With this configuration, it is possible to remove the noise current that is steadily measured even when no accident has occurred from the line current, and only the change in the line current due to the accident can be used as a comparison target. Therefore, the
上記データ記憶部１５２は、３相分の線路電流の推移およびその積分値の推移を記憶する。また、後述する線路電流蓄積部１５８からの線路電流の推移も記憶する。
The
上記事故特定部１５４は、線路電流取得部１５０による線路電流の取得が完了した後、取得された３相分の線路電流の推移をデータ記憶部１５２から読み出し、互いを比較して事故が起きている相を特定する。かかる比較は、３相分の線路電流をグラフ上で重ねて行うとしてもよく、その場合、全体的な偏りや事故の度合いを把握することができる。また、その比較する範囲は、矩形電圧が印加されている全時間範囲とすることもできるし、矩形電圧が印加された後６〜８ｍｓｅｃに範囲限定することができる。
After the acquisition of the line current by the line
事故特定部１５４は、１本の線路における線路電流の積分値を個別に判断するのではなく、同時に検出された３相の線路電流の推移を相対的に比較しているので、事故が生じている相を容易に特定することができる。従って、事故点における地絡抵抗値が高い場合や、時間の経過により地絡抵抗が回復してしまった場合においても、容易かつ確実に事故点を特定することが可能となる。
The
また、３相の比較により、多重事故が生じた場合においても、相毎に独立して事故点を特定することができ、各相の事故のレベルを相対的に把握することができる。また、従来では特定できなかった塩害領域内や、対地静電容量が高い領域内の事故点も特定することが可能となる。かかる塩害領域や対地静電容量が高い領域に関する詳細な説明は後述する。 In addition, even when multiple accidents occur by comparing the three phases, the accident points can be identified independently for each phase, and the accident levels of each phase can be relatively grasped. It is also possible to identify accident points in a salt damage area that could not be identified in the past or in areas with a high ground capacitance. Detailed description regarding such a salt damage area and an area having a high ground capacitance will be described later.
さらに、３相を一括して測定することが可能なので矩形電圧の印加時間または印加回数を大幅に短縮することができ、測定コストおよび測定時間の短縮化を図ることができる。また、矩形電圧の印加時間を短縮することで、当該配電系統に接続された他の設備への影響を最小限に抑えることができ、矩形電圧による二次的障害を回避することが可能となる。 Furthermore, since three phases can be measured at once, the application time or number of application times of the rectangular voltage can be greatly reduced, and the measurement cost and the measurement time can be reduced. In addition, by shortening the application time of the rectangular voltage, it is possible to minimize the influence on other facilities connected to the distribution system, and it is possible to avoid a secondary failure due to the rectangular voltage. .
また、事故特定部１５４は、データ記憶部１５２に記憶された３相分の線路電流を積分した値の推移を比較してもよい。配電線１０の線路電流にはノイズ成分も含まれるので、相間での線路電流の差が微差であった場合、ノイズに埋没して事故の有無を判断し辛い場合がある。しかし、微差であってもその値を積分すると差を顕著に表すことができる。また、異常が検出される場合、その測定点での線路電流の積分値は必ずプラス側に漸増するという特性を有しているので、積分値の推移により事故の有無を容易に判断することができる。
In addition, the
上記故障モード特定部１５６は、事故特定部１５４が、事故が起きていると判断した相の矩形電圧印加間の線路電流の推移を、データ記憶部１５２に予め記憶された複数の故障モードの典型推移と比較し、故障モードを特定する。実測した線路電流の推移と典型推移との適合は様々な方法で実行できるが、例えば、両推移の相関をとって、相関値が所定値以上であれば故障モードを特定できるとしてもよい。故障モードは、故障の原因を様々な方法でグループ化して形成されるが、本実施形態ではその一例として、抵抗地絡、放電地絡、放電および抵抗地絡の３つのグループに分ける。かかる構成により、事故点の特定と同時に、その事故が上記の具体的な故障のどれに当たるかを把握することが可能となる。
The failure
また、各相独立して事故点と故障モードとが特定されるので、多重事故に遭遇した場合においても、適切な故障モードへの割当を行うことができ、迅速な事故点の特定および事故原因の把握が可能となる。このように事故点の特定と同時に故障モードを特定することで、事故点における原因の除去および交換の準備を先駆けて行うことができ、早期の停電回復を図ることが可能となる。 In addition, since the accident point and failure mode are identified independently for each phase, even when multiple accidents are encountered, it is possible to assign to the appropriate failure mode, quickly identify the accident point and cause of the accident Can be grasped. Thus, by specifying the failure mode at the same time as specifying the accident point, it is possible to pioneer the preparation of the cause removal and replacement at the accident point, and it is possible to achieve early power failure recovery.
さらに、故障モードの特定精度が向上すれば、事故点の故障モードのみならず、それに付随し、または単独に存在する、事故予想点の故障モードも特定することが可能となる。ここで、事故予想点とは、事故には至っていないが事故が生じる蓋然性の高い設備等を言う。このように事故点のみならず、事故予想点も把握、抽出し、抽出した設備に事前に対処することで、事故を未然に防ぐことができる。 Furthermore, if the accuracy of specifying the failure mode is improved, it is possible to specify not only the failure mode at the accident point, but also the failure mode at the predicted accident point that accompanies or independently exists. Here, the predicted accident point means a facility or the like that has not yet reached an accident but is likely to cause an accident. Thus, not only the accident point but also the predicted point of the accident is grasped and extracted, and the accident can be prevented beforehand by dealing with the extracted equipment in advance.
また、上述した事故予想点がその後事故点になった場合に、事故に至るまでの履歴からその動向（トレンド）を分析することができ、そのような情報も蓄積することで、事故点または事故予想点の故障モード特定の総合的な精度を高めることが可能となる。 In addition, when the above-mentioned accident prediction point becomes an accident point after that, the trend can be analyzed from the history up to the accident, and by accumulating such information, the accident point or accident can be analyzed. It becomes possible to improve the overall accuracy of specifying the failure mode at the expected point.
上記線路電流蓄積部１５８は、故障モード特定部１５６が故障モードを特定した矩形電圧印加間の線路電流の推移を、その故障モードに関連付けてデータ記憶部１５２に蓄積する。蓄積された線路電流の推移は故障モードを示すデータとして統計的に処理される。かかる蓄積は、ここで示したように探査装置１１０本体で記憶してもよいし、データ通信により、別体の管理サーバに送信して、管理サーバで集中して行われるとしてもよい。
The line
このように管理サーバで集中蓄積することで、多数の探査装置１１０から事故時の線路電流データを収集することができ、事故点探査に関わる者以外の例えば、配電系統を管理する者も当該収集された電流データをリアルタイムで確認することができ、電力事業者全体として事故復旧処理を遂行することが可能となる。
By centrally accumulating in the management server in this way, it is possible to collect line current data at the time of an accident from a large number of
また、このように収集された膨大な量の線路電流データをサンプルとして蓄積することで、高精度かつ高信頼性な故障モードの典型推移を形成することが可能となり、事故点や故障モードの特定精度の飛躍的な向上を図ることができる。 In addition, by accumulating a huge amount of line current data collected in this way as a sample, it is possible to form a typical transition of failure modes with high accuracy and reliability, and it is possible to identify accident points and failure modes. A dramatic improvement in accuracy can be achieved.
さらに、課電装置１００と探査装置１１０とが双方向のデータ通信機能を有する場合、課電装置１００における線路電流の推移と、探査装置１１０における線路電流の推移とをリアルタイムに比較することで、故障モードの同一性を確認することができる。かかる同一性を、相関（相関値）によって確認することで、課電装置１００と探査装置１１０との位置の違いによる線路電流の減衰を無視することができる。ここで線路電流の推移の同一性が確認できなかった場合、例えば、課電装置１００で検出された線路電流の推移に複数の故障モードが重畳されているといった判断ができるため、故障モードの切り分けや、高精度の事故点特定が可能となる。
Further, when the
また、事故原因である機器等を回収した後、故障モード特定部１５６が特定した故障モードと実際の故障モードが相異していた場合、今回蓄積した線路電流の推移を実際の故障モードに変更する。
If the failure mode specified by the failure
上記故障モード導出部１６０は、線路電流蓄積部１５８によって蓄積された矩形電圧印加間の線路電流の推移を統計処理して故障モードの典型推移を導出する。かかる統計処理は既存の様々な方法を用いることができる。例えば、集計した線路電流の推移の平均値をとることによって典型推移を形成する。
The failure
かかる線路電流蓄積部１５８および故障モード導出部１６０の構成により、当該測定結果も統計データの１つとして蓄積することができ、そのような多数の統計データを蓄積することで、より実測した値に即した典型推移を形成することができる。そして、上記の典型推移利用およびデータ蓄積のループにより、事故原因の高精度な究明を図ることが可能となる。
With the configuration of the line
（課電式事故探査方法）
次に、上述した課電式事故探査システムを利用して事故探査を行う課電式事故探査方法を説明する。
(Electricity accident search method)
Next, an electric accident type exploration method for performing an accident exploration using the electric charge type accident exploration system described above will be described.
図３は、課電式事故探査方法の大まかな処理の流れを示したフローチャートである。事故発生後、事故区域を所定範囲に絞ると、その区域内で事故点を探査する。ここでは、まず、配電線１０に矩形電圧を印加させ（Ｓ２００）、探査装置１１０の線路電流取得部１５０が、矩形電圧が印加されている間の、配電系統の任意の点における３相それぞれの線路電流の推移を一度に取得し、その推移をデータ記憶部１５２に記憶する（Ｓ２０２）。
FIG. 3 is a flowchart showing a rough process flow of the power-accident type accident search method. After the accident occurs, if the accident area is narrowed down to a predetermined range, the accident point is searched in that area. Here, first, a rectangular voltage is applied to the distribution line 10 (S200), and the line
そして、探査装置１１０の線路電流取得部１５０は、その取得した線路電流のノイズを除去する（Ｓ２０４）。かかるノイズの除去は、様々な方法によって実施できるが、ここでは、フーリエ変換による方法と、単純差分による方法とを説明する。
Then, the line
図４は、フーリエ変換によるノイズ除去方法を説明するための説明図である。かかる図４を参照すると、図４（ａ）で示した課電装置１００の印加電圧に対して、線路電流は図４（ｂ）のような波形を示す。かかる線路電流には迷走電流やホワイトノイズ等のノイズ成分が含まれているため、線路電流をフーリエ変換した場合、図４（ｃ）に示すように周波数の広範囲に渡ってノイズ成分が確認される。ここで、線路電流取得部１５０が予め取得している矩形電圧の印加前の線路電流の周波数特性を上記印加間の線路電流の周波数特性から減算して、図４（ｄ）に示すようなノイズ成分を除去した周波数特性を得る。
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a noise removal method by Fourier transform. Referring to FIG. 4, the line current has a waveform as shown in FIG. 4B with respect to the applied voltage of the
元となる線路電流は正の値のみをとるので、図４（ｄ）に示した周波数特性は逆フーリエ変換可能であり、かかる逆フーリエ変換後の線路電流の推移は図４（ｅ）に示すようなノイズ成分が除去された波形となる。かかる構成により、事故に起因する線路電流の変化のみを比較対象とすることができる。 Since the original line current takes only a positive value, the frequency characteristic shown in FIG. 4D can be inverse Fourier transformed, and the transition of the line current after the inverse Fourier transformation is shown in FIG. 4E. Such a noise component is removed from the waveform. With such a configuration, only a change in line current caused by an accident can be set as a comparison target.
図５は、単純差分によるノイズ除去方法を説明するための説明図である。かかる図５を参照すると、図５（ａ）で示した線路電流に周期的なノイズが混在している。従って、線路電流取得部１５０が予め取得している図５（ｂ）で示すような矩形電圧の印加前の線路電流の推移（ノイズ成分）を上記印加間の線路電流の推移に同期させ、単純に減算して、図５（ｃ）に示すようなノイズ成分を除去した線路電流の推移を得る。こうして、フーリエ変換によるノイズ除去と同様、事故に起因する線路電流の変化のみを比較対象とすることができる。
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a noise removal method based on a simple difference. Referring to FIG. 5, periodic noise is mixed in the line current shown in FIG. Therefore, the line current transition (noise component) before application of the rectangular voltage as shown in FIG. 5B, which is acquired in advance by the line
続いて、事故特定部１５４は、線路電流取得部１５０によって形成された３相分の線路電流の推移を読み出し、互いを比較して事故が起きている相を特定する（Ｓ２０６）。
Subsequently, the
図６は、探査装置１１０の事故特定部１５４による線路電流の比較を説明するための説明図である。かかる図６を参照すると、取得した３相のうち、第１相のみ矩形電圧印加間の線路電流が大きくなっており、他の第２相および第３相は大きくない。図６右側に示すように、３相の線路電流を重ね合わせると、対地静電容量に電荷が溜まった後も第１相のみにおいて事故電流が継続して流れているのが把握できる。従って、測定点の下流かつ第１相に事故点があることが特定される。
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining comparison of line currents by the
また、上述した３相の線路電流の比較で事故相の判別ができなかった場合、線路電流の所定時間のみを抽出して３相を比較したり、線路電流の積分値を比較したりすることで、事故相を確実に抽出することができる。 If the accident phase cannot be determined by comparing the three-phase line currents described above, only the predetermined time of the line current is extracted and the three phases are compared, or the integral value of the line current is compared. Thus, the accident phase can be extracted reliably.
図７は、線路電流の所定時間のみによる比較を説明するための説明図である。本実施形態では、抽出する所定時間を、矩形電圧が印加された後６〜８ｍｓｅｃとして線路電流の比較を行う。ここで、６〜８ｍｓｅｃとしたのは、６ｍｓｅｃ以下の範囲では対地静電容量による充電電流の占有率が高く、８ｍｓｅｃ以上の範囲では、矩形電圧が終了する（１０±１ｍｓｅｃ）可能性があるからである。かかる６〜８ｍｓｅｃの期間について線路電流を比較すると、正常相（第２相または第３相）はほぼ０の値を維持しているのに対して、事故相（第１相）のみ高い電流値を維持している。正常相と事故相との電流差を測定したところ１０ｍＡの値を示した。このように、所定時間における３相の線路電流推移を比較するだけで、事故相を確実に抽出することが可能となる。 FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining comparison of line currents only for a predetermined time. In the present embodiment, the line current is compared by setting the predetermined time to be extracted as 6 to 8 msec after the rectangular voltage is applied. Here, the reason why the voltage is set to 6 to 8 msec is that the occupancy ratio of the charging current due to the ground capacitance is high in the range of 6 msec or less, and the rectangular voltage may end (10 ± 1 msec) in the range of 8 msec or more. It is. When the line current is compared for such a period of 6 to 8 msec, the normal phase (second phase or third phase) maintains a value of almost zero, whereas only the fault phase (first phase) has a high current value. Is maintained. Measurement of the current difference between the normal phase and the accident phase showed a value of 10 mA. In this way, it is possible to reliably extract the accident phase by simply comparing the three-phase line current transitions for a predetermined time.
図８は、線路電流の積分値による比較を説明するための説明図である。図８（ａ）に示すように、事故点の地絡抵抗が大きい場合には相間での線路電流の差が微差になり、ノイズに埋没して事故の有無を判断し辛い場合がある。この場合、上述した６〜８ｍｓｅｃの時間範囲に絞ったとしてもその差は明確にならない。 FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining the comparison by the integral value of the line current. As shown in FIG. 8A, when the ground fault resistance at the accident point is large, the difference in the line current between the phases becomes a slight difference, and it may be difficult to determine whether or not there is an accident by being buried in noise. In this case, even if the time range is limited to the above-described 6 to 8 msec, the difference is not clear.
そこで、図８（ｂ）に示すように、線路電流を各相それぞれ積分し、その推移を比較して事故相を特定する。例え線路電流が微差であってもその値を積分すると差を顕著に表すことができる。例えば、図８（ｂ）の積分値においては、事故相（第１相）のみが漸増曲線の軌跡を残し、正常相（第２相または第３相）は所定値から変動していない。従って、矩形電圧の接地時点（１０ｍｓｅｃ）では、事故相と正常相との間で積分値が大きく異なることとなる。このように異常がある相においては、事故電流分だけ多く電流が流れるので、積分値がプラス側に漸増するという特性が現れる。ここで、事故相が２本あった場合には、２つの積分値の増加で複数相の異常を特定することができる。 Therefore, as shown in FIG. 8B, the line current is integrated for each phase, and the transition is compared to identify the accident phase. Even if the line current is a slight difference, the difference can be remarkably expressed by integrating the value. For example, in the integrated value of FIG. 8B, only the accident phase (first phase) leaves a locus of a gradual increase curve, and the normal phase (second phase or third phase) does not vary from the predetermined value. Therefore, at the time of grounding the rectangular voltage (10 msec), the integrated value greatly differs between the accident phase and the normal phase. In such a phase having an abnormality, a current flows as much as the accident current, so that the integral value gradually increases to the plus side. Here, when there are two accident phases, an abnormality in a plurality of phases can be specified by increasing two integral values.
続いて、探査装置１１０の故障モード特定部１５６が、事故が起きていると判断した相の矩形電圧印加間の線路電流の推移と複数の故障モードの典型推移とを比較し、故障モードを特定する（Ｓ２０８）。ここで、故障モードは、抵抗地絡、放電地絡、放電および抵抗地絡の３つのグループに分ける。そしてそれぞれの故障モードは、複数の故障原因を有している。
Subsequently, the failure
図９は、かかる故障モードを説明するための説明図である。図９において、例えば、抵抗地絡性の故障モードでは、金属接触等や他物接触（台風時などで飛来してきたトタン屋根、看板類、猿・猫・カラス・ネズミなどの鳥獣類を含む。）系の原因を含み、放電地絡性の故障モードでは、エポキシ樹脂、架橋ポリエチレン、ゴム貫通破壊系の原因を含み、放電および抵抗地絡性の故障モードでは、ＬＡ（Line Amplifier）、変圧器巻線、磁器、ゴム沿面破壊系の原因を含み、全故障モードに樹木、飛来物等を含んでいる。ただし、実際の配電線では完全な抵抗地絡は極めて少ないことが予想される。また、施設環境、絶縁破壊後の絶縁抵抗値および機材の吸湿状態によって故障モードの移行もあり得る。 FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining such a failure mode. In FIG. 9, for example, the resistance ground fault mode includes metal contact or other object contact (a tin roof that has come in during a typhoon or the like, a signboard, or a bird or animal such as a monkey, a cat, a crow, or a mouse. ) Including the cause of the system, in the failure mode of discharge ground fault, including the cause of epoxy resin, cross-linked polyethylene, rubber penetration failure system, in the failure mode of discharge and resistance ground fault, LA (Line Amplifier), transformer Including all causes of winding, porcelain and rubber creeping failure systems, all failure modes include trees, flying objects, etc. However, it is expected that there will be very little resistance ground fault in actual distribution lines. In addition, the failure mode may be changed depending on the facility environment, the insulation resistance value after dielectric breakdown, and the moisture absorption state of the equipment.
図１０は、かかる故障モードの典型推移を説明するための説明図である。例えば、図１０（ａ）は、放電地絡性のケーブル地絡の場合の線路電流の典型推移を示し、図１０（ｂ）は、放電および抵抗地絡性の絶縁筒地絡の場合の線路電流の典型推移を示している。この２つの波形を比較して理解できるように、事故時の線路電流の推移は、その事故原因に応じた規則性を有している。従って、線路電流の推移を故障モードの各典型推移と比較し、事故点の特定と同時に、その事故がどのような原因で生じているかを高精度で把握することが可能となる。このように事故点の特定と同時に故障モードを特定することで、事故点における原因の除去および交換の準備を先駆けて行うことができ、早期の停電回復を図ることが可能となる。 FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining a typical transition of the failure mode. For example, FIG. 10A shows a typical transition of a line current in the case of a discharge ground fault cable ground fault, and FIG. 10B shows a line in the case of a discharge and a resistance ground fault insulating tube ground fault. It shows the typical transition of current. As can be understood by comparing these two waveforms, the transition of the line current at the time of the accident has regularity according to the cause of the accident. Therefore, the transition of the line current is compared with each typical transition of the failure mode, and at the same time as specifying the accident point, it is possible to grasp the cause of the accident with high accuracy. Thus, by specifying the failure mode at the same time as specifying the accident point, it is possible to pioneer the preparation of the cause removal and replacement at the accident point, and it is possible to achieve early power failure recovery.
続いて、全ての相における事故点および事故原因を判別したかどうかが判断される（Ｓ２１０）。かかる判断は、事故相が複数ある多重事故の場合における、未だ判断されていない事故相に関する事故探査を行うものである。上記の判断（Ｓ２１０）で、まだ事故探査が完了していない相があれば、その相に関する故障モードの特定処理（Ｓ２０８）が行われる。従って、事故相が２つであっても３つであってもそれぞれ独立して事故探査が行われる。例えば、３相全てが同じ事故点で地絡した場合であっても、相毎に独立して地絡事故と判断することができる。こうして、全ての事故相に関して事故点および事故原因を特定すると、その事故の原因を取り除き、配電系統への電力の供給を再開する。 Subsequently, it is determined whether the accident point and the cause of the accident in all phases have been determined (S210). This determination is to conduct an accident exploration regarding an accident phase that has not yet been determined in the case of multiple accidents with multiple accident phases. If there is a phase for which the accident search has not been completed in the above determination (S210), a failure mode specifying process (S208) for that phase is performed. Accordingly, accident investigation is performed independently regardless of whether there are two or three accident phases. For example, even if all three phases have a ground fault at the same accident point, it can be determined that a ground fault has occurred independently for each phase. Thus, when the accident point and the cause of the accident are specified for all the accident phases, the cause of the accident is removed, and the supply of power to the distribution system is resumed.
続いて、線路電流蓄積部１５８は、上記の故障モードを特定した矩形電圧印加間の線路電流の推移を故障モードに関連付けてデータ記憶部１５２に蓄積する（Ｓ２１２）。故障モード導出部１６０は、線路電流蓄積部１５８によってある程度実測値が蓄積されると、蓄積された矩形電圧印加間の線路電流の推移を統計処理して故障モードの典型推移を導出し、今後利用する故障モードの典型推移として更新してもよい。このように、多数の統計データを蓄積することで、より実測した値に即した典型推移を形成することができ、上記の典型推移利用およびデータ蓄積のループにより、事故原因の高精度な究明を図ることができる。
Subsequently, the line current accumulating
以上説明した課電式事故探査方法によって、事故点における地絡抵抗が高い場合や絶縁抵抗値が回復した場合においても容易かつ確実に事故点を特定でき、その事故状態等の具体的な情報を迅速に導出することが可能となる。 With the electric charging type accident investigation method described above, the fault point can be easily and reliably specified even when the ground fault resistance at the fault point is high or the insulation resistance value is recovered, and specific information such as the accident state can be obtained. It can be derived quickly.
図１１は、本実施形態の課電式事故探査方法による事故の検出率を示した参考図である。かかる図１１を参照すると、従来のアンテナを用いた事故点の検出率３７．２〜５３．９％と比較して、相当高い値を示し、８９．２〜９７．９％の検出率を達成することができた。また、従来では事故を認識できる地絡抵抗の最大値は１０ｋΩであったが、本実施形態では３ＭΩまで上昇することができた。これは変電所におけるリレー動作領域（６ｋΩ（電気工学ハンドブック参照））の数百倍にあたる。 FIG. 11 is a reference diagram showing an accident detection rate by the electric power type accident exploration method of the present embodiment. Referring to FIG. 11, the detection rate of accident points using the conventional antenna is considerably higher than that of 37.2 to 53.9%, and a detection rate of 89.2 to 97.9% is achieved. We were able to. In addition, the maximum value of the ground fault resistance that can recognize an accident is 10 kΩ in the past, but in this embodiment, it can be increased to 3 MΩ. This is several hundred times the relay operating area (6 kΩ (refer to Electrical Engineering Handbook)) in the substation.
次に、今まで探査困難または不可能であった事故点を、本実施形態を適用することによって特定することが可能となった例を示す。 Next, an example in which an accident point that has been difficult or impossible to search until now can be specified by applying this embodiment will be described.
（塩害領域内での事故点の特定）
沿岸においては海水等による塩分によって配電系統が害を受け（塩害）、事故が発生していない状態においても配電系統の地絡絶縁抵抗は０ｋΩを示す。しかし、配電線上の電流は正常に供給されるので、変電所のリレーは正常に機能する。従って、従来のアンテナを用いた測定では、事故点が部分的に数ｋΩであったとしても全体的な線間抵抗が０Ωのままであり、事故点を特定することができなかった。
(Identification of accident points in the salt damage area)
On the coast, the power distribution system is damaged by salt from seawater (salt damage), and the ground fault insulation resistance of the power distribution system is 0 kΩ even when no accident has occurred. However, since the current on the distribution line is normally supplied, the substation relay functions normally. Therefore, in the measurement using the conventional antenna, even if the fault point is partially several kΩ, the overall line resistance remains 0Ω, and the fault point cannot be specified.
本実施形態では、３相の線路電流から相対的に事故相を導出しているので、微少な電流の差をも抽出できる。例えば、配電線１０上に１ＭΩの地絡抵抗が生じた場合に、変電所のリレーには影響しないが、本実施形態による３相の比較では、その差が顕著に表れる。従って、塩害領域内においても、容易かつ確実に事故点を特定することが可能となる。
In the present embodiment, since the accident phase is relatively derived from the three-phase line current, a minute difference in current can be extracted. For example, when a ground fault resistance of 1 MΩ is generated on the
（対地静電容量が高い領域内の事故点の特定）
また、対地静電容量が小さい空中配電線等においては、上述したアンテナによって事故点を特定することができた。しかし、対地静電容量が０．６μＦ以上ある場合、例えば、都市部における地中線線路では、線路電流の時定数が大きくなって、矩形電圧が１０ｍｓｅｃのままでは事故点の有無を判断することができなかった。
(Identification of accident points in areas with high ground capacitance)
Moreover, in an aerial distribution line with a small ground capacitance, the accident point could be specified by the antenna described above. However, when the capacitance to ground is 0.6 μF or more, for example, in an underground line in an urban area, the time constant of the line current becomes large, and it is determined whether or not there is an accident point when the rectangular voltage remains at 10 msec. I could not.
図１２は、対地静電容量と線路電流との関係を説明するための説明図である。対地静電容量が小さい配電線１０においては、図１２（ａ）のように正常相と事故相との充電電圧に明確な差を確認できるが、対地静電容量が大きくなると、図１２（ｂ）に示すように、事故電流より充電電流や放電電流の方が大きくなり、充電電流と放電電流との差で事故レベルを推定するアンテナでは正常相と事故相との差が明確ではなくなり、事故を特定することができなくなる。本実施形態では、図１２（ｃ）に示すように、線路電流を６〜８ｍｓｅｃのみの特定期間で判断することができるので図１２（ｂ）のような対地静電容量が大きい場合であっても事故の有無を導出できる。従って、本実施形態においては、０．６〜２．８８μＦの対地静電容量を有する配電線１０にも対応可能である。
FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining the relationship between the ground capacitance and the line current. In the
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the example which concerns. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.
例えば、上述した実施形態においては、配電線として架空配電線を挙げて説明しているが、かかる場合に限られず、地中配電線に本実施形態の課電式事故探査システムを適用することができる。この場合、地上との接続点である配電塔で事故測定を行う。 For example, in the above-described embodiment, an aerial distribution line is described as the distribution line. However, the present invention is not limited to this, and it is possible to apply the electric charging type accident survey system of the present embodiment to the underground distribution line. it can. In this case, the accident is measured at the distribution tower, which is the connection point with the ground.
なお、本明細書の課電式事故探査方法における各工程は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいは個別に実行される処理（例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理）も含むとしても良い。 It should be noted that the steps in the power-applying accident investigation method of the present specification do not necessarily have to be processed in time series in the order described in the flowchart, but are performed in parallel or individually (for example, parallel processing) Alternatively, processing by an object) may be included.
本発明は、配電系統における事故探査を行う課電式事故探査システム、課電式事故探査方法に適用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to a power-applying accident search system and a power-applying accident search method that perform an accident search in a distribution system.
１００ 課電装置
１１０ 探査装置
１１２ クランプ電流センサ
１５０ 線路電流取得部
１５２ データ記憶部
１５４ 事故特定部
１５６ 故障モード特定部
１５８ 線路電流蓄積部
１６０ 故障モード導出部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
所定時間幅の矩形電圧を前記配電系統に印加する課電装置と、
前記矩形電圧が印加されている間の、前記配電系統の任意の点における３相それぞれの線路電流の推移を同時に取得する線路電流取得部と、取得された３相分の線路電流の推移を互いに比較し、前記任意の点における前記課電装置方向に対する事故点の方向、および事故相を特定する事故特定部と、を含む探査装置と、
を備えることを特徴とする、課電式事故探査システム。 It is a charge-type accident investigation system that conducts accident investigations in the distribution system,
A voltage applying device for applying a rectangular voltage having a predetermined time width to the distribution system;
While the rectangular voltage is applied, a line current acquisition unit that simultaneously acquires a transition of the line current of each of the three phases at an arbitrary point of the distribution system, and a transition of the acquired line current for the three phases are mutually In comparison, the direction of the accident point with respect to the direction of the power-applying device at the arbitrary point, and an accident identification unit that identifies the accident phase,
An electric accident-type accident investigation system characterized by comprising:
前記故障モードが特定された前記矩形電圧印加間の線路電流の推移を前記故障モードに関連付けて蓄積する線路電流蓄積部と、
前記蓄積された前記矩形電圧印加間の線路電流の推移を統計処理して前記故障モードの典型推移を導出する故障モード導出部と、
をさらに備えることを特徴とする、請求項３または４に記載の課電式事故探査システム。 The exploration device
A line current accumulating unit for accumulating the transition of the line current during the rectangular voltage application in which the failure mode is specified in association with the failure mode;
A failure mode deriving unit for statistically processing a transition of the line current between the accumulated rectangular voltage application and deriving a typical transition of the failure mode;
The electric charging type accident investigation system according to claim 3 or 4, further comprising:
所定時間幅の矩形電圧を前記配電系統に印加し、
前記矩形電圧が印加されている間の、前記配電系統の任意の点における３相それぞれの線路電流の推移を同時に取得し、
前記取得された３相分の線路電流の推移を互いに比較し、
前記任意の点における前記課電装置方向に対する事故点の方向、および事故相を特定することを特徴とする、課電式事故探査方法。 It is a power transmission type accident investigation method that conducts accident investigation in the distribution system,
Apply a rectangular voltage of a predetermined time width to the distribution system,
While the rectangular voltage is applied, the transition of the line current of each of the three phases at an arbitrary point of the distribution system is simultaneously acquired,
Compare the obtained transition of the line current for the three phases with each other,
A method for searching for an accident of electric power type, characterized by specifying a direction of an accident point with respect to the direction of the electric power applicator at the arbitrary point and an accident phase.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2007
- 2007-03-05 JP JP2007053890A patent/JP2008216040A/en active Pending
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