JP3137684B2 - 高圧ケーブルの地絡予知方法 - Google Patents
高圧ケーブルの地絡予知方法Info
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- JP3137684B2 JP3137684B2 JP03212661A JP21266191A JP3137684B2 JP 3137684 B2 JP3137684 B2 JP 3137684B2 JP 03212661 A JP03212661 A JP 03212661A JP 21266191 A JP21266191 A JP 21266191A JP 3137684 B2 JP3137684 B2 JP 3137684B2
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- Japan
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、高圧電力ケーブルの
地絡予知方法に関するもので、特に完全地絡を起こす前
に、その可能性のあるケーブル線路（多数あるケーブル
線路の内の一つ）を予知する方法に関するものである。
地絡予知方法に関するもので、特に完全地絡を起こす前
に、その可能性のあるケーブル線路（多数あるケーブル
線路の内の一つ）を予知する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】地絡事故が発生する前に、その前駆現象
として、ケーブル内で、単発的な地絡（図９のＡのａ）
やあるいは間欠的な地絡（図９のＢのｂ）が発生するこ
とがある。そこで、前記単発地絡や間欠地絡（以下単発
性地絡等という）を検出し、それによって、地絡事故を
予知しようという下記の技術が発表されている（特開平
２−２０１２７４号公報、平成元年電気学会全国大会論
文集、1476参照）。
として、ケーブル内で、単発的な地絡（図９のＡのａ）
やあるいは間欠的な地絡（図９のＢのｂ）が発生するこ
とがある。そこで、前記単発地絡や間欠地絡（以下単発
性地絡等という）を検出し、それによって、地絡事故を
予知しようという下記の技術が発表されている（特開平
２−２０１２７４号公報、平成元年電気学会全国大会論
文集、1476参照）。
【０００３】図８のように、電力ケーブル１２の接地線
１４に流れる電流を、常時測定する。ケーブル内で単発
性地絡等が発生すると、健全相と逆極性のあるしきい値
以上の電流が接地線１４に流れる。そのとき、地絡の危
険ありとして警報を出す。
１４に流れる電流を、常時測定する。ケーブル内で単発
性地絡等が発生すると、健全相と逆極性のあるしきい値
以上の電流が接地線１４に流れる。そのとき、地絡の危
険ありとして警報を出す。
【０００４】
（１）同一系統に複数の電力ケーブル線路が近接してあ
る場合、一つのケーブル線路の接地線に大きな電流が流
れると、その電流が大地を通して他のケーブル線路の接
地線に流れ込む（このことは、後でより詳しく説明す
る）。そのために、どのケーブル線路が危険であるか
（単発性地絡がどのケーブル線路で起こったか）、分か
らないことがある。 （２）異常に大きい外部ノイズにより、接地線１４電流
が、しきい値以上になる場合もある。そのような場合、
外部ノイズによるものか、あるいは単発性地絡等による
ものか、判然としないことがある。
る場合、一つのケーブル線路の接地線に大きな電流が流
れると、その電流が大地を通して他のケーブル線路の接
地線に流れ込む（このことは、後でより詳しく説明す
る）。そのために、どのケーブル線路が危険であるか
（単発性地絡がどのケーブル線路で起こったか）、分か
らないことがある。 （２）異常に大きい外部ノイズにより、接地線１４電流
が、しきい値以上になる場合もある。そのような場合、
外部ノイズによるものか、あるいは単発性地絡等による
ものか、判然としないことがある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】かかる課題は、以下の２
つの方法によって解決される。第１の方法は、複数の電
力ケーブル線路の接地線に流れる接地電流を個々に常時
測定し、そのデータをメモリ装置に記録し、これら接地
線のいずれか１本の接地線に流れる接地電流が予め定め
られたしきい値を越えた際に、すべての接地線に流れた
電流のデータの一定期間分をメモリ装置から読み出し、
すべての接地線に流れた接地電流について、読み出した
データの第１波の電流の極性と大きさを相互に比較し、
電流の極性が１つだけ異なり、かつ電流の大きさが最大
であるものの電力ケーブル線路が地絡の危険性があるも
のと判定するものである。また、第２の方法は、複数の
電力ケーブル線路の接地線とこれらケーブル線路の母線
に接続された接地用変圧器の接地線とに流れる接地電流
を個々に常時測定し、そのデータをメモリ装置に記録
し、接地用変圧器の接地線に流れる接地電流が予め定め
られたしきい値を越えた際に、電力ケーブル線路の接地
線に流れた電流のデータの一定期間分をメモリ装置から
読み出し、電力ケーブル線路の接地線に流れた接地電流
について、読み出したデータの第１波の電流の極性と大
きさを相互に比較し、電流の極性が１つだけ異なり、か
つ電流の大きさが最大であるものの電力ケーブル線路が
地絡の危険性があるものと判定するものである。
つの方法によって解決される。第１の方法は、複数の電
力ケーブル線路の接地線に流れる接地電流を個々に常時
測定し、そのデータをメモリ装置に記録し、これら接地
線のいずれか１本の接地線に流れる接地電流が予め定め
られたしきい値を越えた際に、すべての接地線に流れた
電流のデータの一定期間分をメモリ装置から読み出し、
すべての接地線に流れた接地電流について、読み出した
データの第１波の電流の極性と大きさを相互に比較し、
電流の極性が１つだけ異なり、かつ電流の大きさが最大
であるものの電力ケーブル線路が地絡の危険性があるも
のと判定するものである。また、第２の方法は、複数の
電力ケーブル線路の接地線とこれらケーブル線路の母線
に接続された接地用変圧器の接地線とに流れる接地電流
を個々に常時測定し、そのデータをメモリ装置に記録
し、接地用変圧器の接地線に流れる接地電流が予め定め
られたしきい値を越えた際に、電力ケーブル線路の接地
線に流れた電流のデータの一定期間分をメモリ装置から
読み出し、電力ケーブル線路の接地線に流れた接地電流
について、読み出したデータの第１波の電流の極性と大
きさを相互に比較し、電流の極性が１つだけ異なり、か
つ電流の大きさが最大であるものの電力ケーブル線路が
地絡の危険性があるものと判定するものである。
【０００６】
【作 用】接地線電流の極性を比較することにより、間
欠地絡等を起こしたケーブル線路を特定することができ
る。なお、読み出したデータの第１波について比較する
ので、間欠地絡等を起こしたケーブルを、正確に特定で
きる。また、しきい値を越えた接地線電流が、間欠地絡
等によるものかあるいは外来ノイズによるものかの判別
ができる（その理由は以下に述べる）。
欠地絡等を起こしたケーブル線路を特定することができ
る。なお、読み出したデータの第１波について比較する
ので、間欠地絡等を起こしたケーブルを、正確に特定で
きる。また、しきい値を越えた接地線電流が、間欠地絡
等によるものかあるいは外来ノイズによるものかの判別
ができる（その理由は以下に述べる）。
【０００７】
【原理】図６は、ケーブル地絡時の地絡電流経路であ
る。ここで、２０１，２０２，２０３，−−−−はこの
系統の電力ケーブル線路（単線結線で示す）、２２はケ
ーブル導体、２４は接地線、２６は接地用変圧器、Ｃ
2，Ｃ3，−−−−は、それぞれのケーブルの静電容量、
Ｃgは母線２８あるいは他のケーブルと大地間の静電容
量を示す。この系統において、ケーブル線路２０１のＰ
点に単発性地絡が生じた場合、ケーブル線路２０１の接
地線２４に地絡電流Ｉ1が流れる。また、その電流（の
一部）は、大地を通って健全ケーブルの接地線２４およ
び接地用変圧器の接地線２７に流入する。また健全ケー
ブルに流入した電流はケーブル静電容量を通じて母線２
８へ帰る。それらの電流Ｉ2，Ｉ3，−−−−およびＩg
の方向は、地絡電流Ｉ1と逆である（極性が反転す
る）。
る。ここで、２０１，２０２，２０３，−−−−はこの
系統の電力ケーブル線路（単線結線で示す）、２２はケ
ーブル導体、２４は接地線、２６は接地用変圧器、Ｃ
2，Ｃ3，−−−−は、それぞれのケーブルの静電容量、
Ｃgは母線２８あるいは他のケーブルと大地間の静電容
量を示す。この系統において、ケーブル線路２０１のＰ
点に単発性地絡が生じた場合、ケーブル線路２０１の接
地線２４に地絡電流Ｉ1が流れる。また、その電流（の
一部）は、大地を通って健全ケーブルの接地線２４およ
び接地用変圧器の接地線２７に流入する。また健全ケー
ブルに流入した電流はケーブル静電容量を通じて母線２
８へ帰る。それらの電流Ｉ2，Ｉ3，−−−−およびＩg
の方向は、地絡電流Ｉ1と逆である（極性が反転す
る）。
【０００８】図７に、電磁過渡解析プログラム（ＥＭＴ
Ｐ）による模擬系統のシミュレーション結果を示す。
（Ａ）は健全ケーブル、（Ｂ）は地絡ケーブルの電流波
形であり、（Ｃ）地絡ケーブルの時間軸を１００倍に拡
大したものである。図７から、地絡ケーブルと健全ケー
ブルとで、接地線に流れる電流の極性が反転しており、
かつ電流は数μｓｅｃで立ち上がっていることがわか
る。このように、 図６および図７に示した現象から、
各電力ケーブル線路の地絡電流の極性を相互に比較すれ
ば、単発性地絡が発生した電力ケーブル線路を特定でき
ることがわかる。すなわち、図６に示したように、４系
統の電力ケーブル線路のうち、接地電流の極性が１つだ
け、他の３つと異なっていれば、その線路に単発性地絡
が生じていると特定できるのである。
Ｐ）による模擬系統のシミュレーション結果を示す。
（Ａ）は健全ケーブル、（Ｂ）は地絡ケーブルの電流波
形であり、（Ｃ）地絡ケーブルの時間軸を１００倍に拡
大したものである。図７から、地絡ケーブルと健全ケー
ブルとで、接地線に流れる電流の極性が反転しており、
かつ電流は数μｓｅｃで立ち上がっていることがわか
る。このように、 図６および図７に示した現象から、
各電力ケーブル線路の地絡電流の極性を相互に比較すれ
ば、単発性地絡が発生した電力ケーブル線路を特定でき
ることがわかる。すなわち、図６に示したように、４系
統の電力ケーブル線路のうち、接地電流の極性が１つだ
け、他の３つと異なっていれば、その線路に単発性地絡
が生じていると特定できるのである。
【０００９】
［構成］図１に、単線結線で一例を示す。各ケーブルの
接地線２４にＣＴ３０を、また接地用変圧器２６の接地
線２７にもＣＴ３１を取り付ける（ＣＴ３０とＣＴ３１
は、同じ構造のものであるが、説明の都合上、別の符号
を付けた）。ケーブルの場合は、図２のように、各ケー
ブルＡ，Ｂ，Ｃの共通の接地線２４にＣＴ３０を取り付
ける。ＣＴ３０，３１に貫通型のものを用いれば、既設
の設備を改良することなく、取り付けられる。３２は予
知装置で、その部分のブロックダイアグラムを図３に示
した。バンドパスフィルタ３４には、帯域が100HZ〜50k
Hz程度のものを用いる。100Hz以下は商用周波のノイズ
をカットするため、50kHz以上は放送波ノイズをカット
するためである。
接地線２４にＣＴ３０を、また接地用変圧器２６の接地
線２７にもＣＴ３１を取り付ける（ＣＴ３０とＣＴ３１
は、同じ構造のものであるが、説明の都合上、別の符号
を付けた）。ケーブルの場合は、図２のように、各ケー
ブルＡ，Ｂ，Ｃの共通の接地線２４にＣＴ３０を取り付
ける。ＣＴ３０，３１に貫通型のものを用いれば、既設
の設備を改良することなく、取り付けられる。３２は予
知装置で、その部分のブロックダイアグラムを図３に示
した。バンドパスフィルタ３４には、帯域が100HZ〜50k
Hz程度のものを用いる。100Hz以下は商用周波のノイズ
をカットするため、50kHz以上は放送波ノイズをカット
するためである。
【００１０】図４に、ケーブル線路10回線の場合の基本
構成を示す。Ａ／Ｄは、図３のバンドパスフィルタ３
４，増幅回路３６，Ａ／Ｄ変換３８，比較回路付Ａ／Ｄ
変換３９を含むユニットで、数字はケーブル線路の番号
である。最上段の比較回路付Ａ／Ｄは、接地用変圧器２
６に取り付けたＣＴ３１の出力電流を、しきい値と比較
するためのもの。またＣＰＵは、図３のメモリ装置４
０，判定回路４４，波形記録装置４６を含む。ウオッチ
ユニットは、記録に日時を与える。
構成を示す。Ａ／Ｄは、図３のバンドパスフィルタ３
４，増幅回路３６，Ａ／Ｄ変換３８，比較回路付Ａ／Ｄ
変換３９を含むユニットで、数字はケーブル線路の番号
である。最上段の比較回路付Ａ／Ｄは、接地用変圧器２
６に取り付けたＣＴ３１の出力電流を、しきい値と比較
するためのもの。またＣＰＵは、図３のメモリ装置４
０，判定回路４４，波形記録装置４６を含む。ウオッチ
ユニットは、記録に日時を与える。
【００１１】［動作］ （１）各ＣＴ３０およびＣＴ３１からの電流波形データ
をＡ／Ｄ変換ユニット（比較回路付きを含む）を介し
て、常時ＣＰＵのメモリ装置４０に取り込む（図３，
４）。図５にフローチャートを示した。 （２）比較回路の入力が、しきい値より大きいと、トリ
ガがかかってある一定期間のデータを、ＣＰＵ内のメモ
リ装置４０にホールドする。 （３）そのデータをＣＰＵで読み出し、判定回路４４
で、接地線電流の極性および大きさを、各ケーブル線路
間で比較する。そして、上記のように、逆極性のもので
一番大きな電流値のものがあれば、その線路で、間欠地
絡等が発生したことが分かる。そこで、各波形、発生の
日時を記録し、データを表示し、警報を出す
をＡ／Ｄ変換ユニット（比較回路付きを含む）を介し
て、常時ＣＰＵのメモリ装置４０に取り込む（図３，
４）。図５にフローチャートを示した。 （２）比較回路の入力が、しきい値より大きいと、トリ
ガがかかってある一定期間のデータを、ＣＰＵ内のメモ
リ装置４０にホールドする。 （３）そのデータをＣＰＵで読み出し、判定回路４４
で、接地線電流の極性および大きさを、各ケーブル線路
間で比較する。そして、上記のように、逆極性のもので
一番大きな電流値のものがあれば、その線路で、間欠地
絡等が発生したことが分かる。そこで、各波形、発生の
日時を記録し、データを表示し、警報を出す
【００１２】なお電流極性の比較は、各接地線電流の第
１波について行う。間欠地絡等が起きると、地絡電流
は、ＣＴの設置してある側に流れると同時に反対側にも
流れる。その電流が、終端で反射して、第２波以降にオ
ーバーラップする形で、ＣＴで検出される場合がある。
そうなると、波形がたいへん複雑になり、正確な比較が
できなくなる。そこで、第１波を比較するようにする。
また、各ＣＴの接地電流を検出する時間にズレがあると
各接地線電流の第一波が正確に測定できないので、デー
タのサンプリングにあたっては、時間を揃えて（同期さ
せて）その結果を比較する。
１波について行う。間欠地絡等が起きると、地絡電流
は、ＣＴの設置してある側に流れると同時に反対側にも
流れる。その電流が、終端で反射して、第２波以降にオ
ーバーラップする形で、ＣＴで検出される場合がある。
そうなると、波形がたいへん複雑になり、正確な比較が
できなくなる。そこで、第１波を比較するようにする。
また、各ＣＴの接地電流を検出する時間にズレがあると
各接地線電流の第一波が正確に測定できないので、デー
タのサンプリングにあたっては、時間を揃えて（同期さ
せて）その結果を比較する。
【００１３】（４）上記の（３）において、接地線電流
の極性を比較したとき、全部同じであれば、間欠地絡等
でなかった、と判断する（異常に大きい外部ノイズが侵
入したとき起きる現象）。そこで、判定不能を表示し、
上記の（１）に戻る（図５）。
の極性を比較したとき、全部同じであれば、間欠地絡等
でなかった、と判断する（異常に大きい外部ノイズが侵
入したとき起きる現象）。そこで、判定不能を表示し、
上記の（１）に戻る（図５）。
【００１４】（５）接地用変圧器２６のない系統では、
任意の１つのケーブル線路の接地線電流からトリトガを
とるようにする。そうすれば、上記同様にして、地絡予
知ができる。 （６）上記の間欠地絡等の情報を公衆回線利用で１箇所
に集中させれば、広範囲のケーブル劣化状態のモニタが
できる。
任意の１つのケーブル線路の接地線電流からトリトガを
とるようにする。そうすれば、上記同様にして、地絡予
知ができる。 （６）上記の間欠地絡等の情報を公衆回線利用で１箇所
に集中させれば、広範囲のケーブル劣化状態のモニタが
できる。
【００１５】
【発明の効果】（１）地絡予知が可能であり、かつ地絡
の恐れのあるケーブル線路を、多くの中から特定でき
る。 （２）読み出したデータの第１波について比較するの
で、間欠地絡等を起こしたケーブルを、正確に特定でき
る。 （３） たまたま、異常に大きい外来ノイズにより、しき
い値より大きい接地線電流が流れても、間欠地絡等によ
るものと区別できる。（４） 電力ケーブルの接地線にＣＴを取り付けるだけで
済み、既設設備を改造する必要がない。（５） 接地用変圧器のない系統においても適用可能であ
る。（６） 常時監視であるから、電力ケーブル故障予知の可
能性が上がる。
の恐れのあるケーブル線路を、多くの中から特定でき
る。 （２）読み出したデータの第１波について比較するの
で、間欠地絡等を起こしたケーブルを、正確に特定でき
る。 （３） たまたま、異常に大きい外来ノイズにより、しき
い値より大きい接地線電流が流れても、間欠地絡等によ
るものと区別できる。（４） 電力ケーブルの接地線にＣＴを取り付けるだけで
済み、既設設備を改造する必要がない。（５） 接地用変圧器のない系統においても適用可能であ
る。（６） 常時監視であるから、電力ケーブル故障予知の可
能性が上がる。
【図１】本発明の実施例を単線結線で示した説明図。
【図２】本発明における三相ケーブルにおけるＣＴの取
付け方の説明図。
付け方の説明図。
【図３】本発明における予知装置のブロックダイアグラ
ム。
ム。
【図４】本発明を10回線に適用した例の基本構成図。
【図５】本発明の動作のフローチャート。
【図６】地絡が起きたときの、接地線電流の方向を示す
説明図。
説明図。
【図７】模擬系統の地絡シミュレーション結果の電流波
形図。
形図。
【図８】従来技術の説明図。
【図９】単発地絡および間欠地絡の波形図。
１２ 電力ケーブル １４ 接地線 ２０１，２０２等 電力ケーブル線路 ２２ ケーブル導体 ２４ 接地線 ２６ 接地用変圧器 ２７ 接地線 ２８ 母線 ３０ ＣＴ ３１ ＣＴ ３２ 予知装置 ３４ バンドパスフィルタ ３８ Ａ／Ｄ変換 ４０ メモリ装置 ４４ 判定回路
フロントページの続き (72)発明者 荒金 昌克 三重県桑名市野田二丁目７番15号 (72)発明者 永田 達也 愛知県名古屋市東区砂田橋三丁目２番大 幸東団地101−1205 (72)発明者 丸山 孝 東京都江東区木場一丁目５番１号 藤倉 電線株式会社内 (72)発明者 山本 憲 東京都江東区木場一丁目５番１号 藤倉 電線株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−201274（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−209412（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01R 31/02
Claims (2)
- 【請求項１】複数の電力ケーブル線路の接地線に流れる
接地電流を個々に常時測定し、そのデータをメモリ装置
に記録し、 これら接地線のいずれか１本の接地線に流れる接地電流
が予め定められたしきい値を越えた際に、すべての接地
線に流れた電流のデータの一定期間分をメモリ装置から
読み出し、 すべての接地線に流れた接地電流について、読み出した
データの第１波の電流の極性と大きさを相互に比較し、 電流の極性が１つだけ異なり、かつ電流の大きさが最大
であるものの電力ケーブル線路が地絡の危険性があるも
のと判定することを特 徴とする高圧ケーブルの地絡予知
方法。 - 【請求項２】複数の電力ケーブル線路の接地線とこれら
ケーブル線路の母線に接続された接地用変圧器の接地線
とに流れる接地電流を個々に常時測定し、そのデータを
メモリ装置に記録し、 接地用変圧器の接地線に流れる接地電流が予め定められ
たしきい値を越えた際に、電力ケーブル線路の接地線に
流れた電流のデータの一定期間分をメモリ装置から読み
出し、 電力ケーブル線路の接地線に流れた接地電流について、
読み出したデータの第１波の電流の極性と大きさを相互
に比較し、 電流の極性が１つだけ異なり、かつ電流の大きさが最大
であるものの電力ケーブル線路が地絡の危険性があるも
のと判定することを特徴とする高圧ケーブルの地絡予知
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03212661A JP3137684B2 (ja) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | 高圧ケーブルの地絡予知方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03212661A JP3137684B2 (ja) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | 高圧ケーブルの地絡予知方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0534397A JPH0534397A (ja) | 1993-02-09 |
| JP3137684B2 true JP3137684B2 (ja) | 2001-02-26 |
Family
ID=16626313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03212661A Expired - Lifetime JP3137684B2 (ja) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | 高圧ケーブルの地絡予知方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3137684B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000009786A (ja) * | 1998-06-19 | 2000-01-14 | Miwa Electric Co Ltd | 主変圧器の２次電力ケーブルの地絡事故検出方法 |
| JP2020148579A (ja) * | 2019-03-13 | 2020-09-17 | 日油技研工業株式会社 | 単発地絡検出装置 |
| CN111007427B (zh) * | 2019-11-23 | 2021-05-04 | 清华大学 | 配电线路单相接地故障选线方法及计算机可读存储介质 |
| CN113933748A (zh) * | 2021-10-15 | 2022-01-14 | 劲逐软件技术(深圳)有限公司 | 一种接地监测方法、装置、计算机设备及存储介质 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63209412A (ja) * | 1987-02-26 | 1988-08-31 | 株式会社東芝 | ガス絶縁開閉装置の予防保全システム |
| JP2607623B2 (ja) * | 1988-05-26 | 1997-05-07 | 住友電気工業株式会社 | 軽地絡発生ケーブルの判別方法 |
| JPH0670662B2 (ja) * | 1989-01-31 | 1994-09-07 | 中部電力株式会社 | 電力ケーブルの地絡予知方法 |
-
1991
- 1991-07-30 JP JP03212661A patent/JP3137684B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0534397A (ja) | 1993-02-09 |
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