JP5646696B1 - Fault location system - Google Patents
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Abstract
【課題】立ち上がり時刻の高精度化手法を用いたサージ到達時間差型故障点標定システムの提供。【解決手段】サージ波形成分の混入時点が明確でない場合において、(1)サージの混入時点が判明している過去の電圧または電流波形データが存在する場合は、その波形データｙ(t)に対して、一定時間間隔で観測された電圧または電流サージ波形の観測値ＤOSC(t)との比を算出し(式3)で示される誤差を算出してその値が最小となる観測値データ中のサージ波形の立ち上がり時点ｔ０を送電線１０の両端に設置された波形記録装置１００−１、１００−２毎に求め、その時間差から故障点標定し、(2)サージの混入時点が判明している過去の電圧または電流波形データが存在しない場合は、(式1)又は(式2)で想定されるサージ波形ｙ(t)に対して理論的にサージ波形の立ち上がり時点ｔ０を送電線の両端に設置された波形記録装置毎に求め、その時間差から故障点標定する。【選択図】図１０Disclosed is a surge arrival time type failure point locating system using a technique for increasing the accuracy of rise time. In the case where the surge waveform component mixing time is not clear, (1) if there is past voltage or current waveform data for which the surge mixing time is known, the waveform data y (t) The ratio of the voltage or current surge waveform observed at a certain time interval to the observed value DOSC (t) is calculated, and the error shown in (Equation 3) is calculated. The surge waveform rising time t0 is obtained for each of the waveform recording devices 100-1 and 100-2 installed at both ends of the transmission line 10, and the failure point is determined from the time difference, and (2) the surge mixing time is known. If there is no past voltage or current waveform data, the surge waveform rise time t0 is theoretically assumed at both ends of the transmission line with respect to the surge waveform y (t) assumed in (Equation 1) or (Equation 2). Calculated for each installed waveform recorder and the time difference To orientation failure point. [Selection] Figure 10
Description
本発明は、送電線の両端において、サージ波成分によって変化する電圧電流波形からその変化開始時点を推定し、送電端、受電端の双方におけるその時点の時間差から故障点を推定する故障点標定システムに関する。 The present invention relates to a fault location system that estimates a change start time from a voltage / current waveform that changes due to a surge wave component at both ends of a transmission line, and estimates a fault point from a time difference between the power transmission end and the power reception end. About.
一般に電力系統の送電線には商用周波数成分以外に高調波電流、遮断器の開閉サージ電流、事故電流、事故サージ電流などが流れている。この内事故サージ電流波形を観測することで事故点位置を標定しようとする試みは従来から行なわれており、その詳細は特許文献１、２などに記載されている。 In general, in addition to the commercial frequency component, harmonic current, circuit breaker switching surge current, accident current, accident surge current, and the like flow in the power transmission line of the power system. Attempts to determine the position of the fault point by observing the fault surge current waveform have been made in the past, and details thereof are described in Patent Documents 1 and 2 and the like.
即ち、特許文献１はサブバンドフィルターによって送電端・受電端とも同一の周波数帯域成分でサージ成分を検出しようというものであって、商用周波数成分や高周波ノイズ成分をソフトウェアー上で除いた、（当時としては画期的な）サージ到達時間差型故障点標定装置である。 That is, Patent Document 1 is intended to detect a surge component with the same frequency band component at both the power transmission end and the power reception end using a subband filter, and removes commercial frequency components and high frequency noise components on the software. This is an innovative) surge arrival time difference type fault location device.
また、特許文献２は事故サージ成分の波形を直線近似してゼロクロス点周辺の波形がノイズに埋もれている場合でもより正確に事故サージ成分の開始時点を推定し故障点標定の精度を向上させたものである。 In addition, Patent Document 2 linearly approximates the waveform of the accident surge component, and even when the waveform around the zero cross point is buried in noise, more accurately estimates the start point of the accident surge component and improves the accuracy of fault location. Is.
しかしながら、特許文献１のサージ到達時間差型故障点標定装置によれば、サージとほぼ同じ周波数帯域成分の中にもノイズ成分はあり、事故サージ成分の振幅が小さい時点ではその波形が他のノイズ成分に埋もれていたり、波形の変化そのものが緩慢でサージ波形の混入時点が十分な精度で検出できないことがあった。 However, according to the surge arrival time difference type fault location device of Patent Document 1, there is also a noise component in the frequency band component almost the same as the surge, and when the amplitude of the accident surge component is small, the waveform is another noise component. In some cases, the waveform change itself is slow and the surge waveform mixing point cannot be detected with sufficient accuracy.
また、特許文献２の構成によれば、実際のサージ波形は図８のように指数関数的に湾曲している場合が多く、直線近似では精度上限界があることが判明した。 Further, according to the configuration of Patent Document 2, it has been found that the actual surge waveform is curved exponentially as shown in FIG.
本願の発明は、そういった従来技術の状況に鑑みて、例えば、サージ波によって指数関数的に変化する電圧電流波形からでもその変化開始時点をより高精度に推定し、その時点の時間差から故障点をより高精度に推定することを目的とする。 In view of such a state of the art, the invention of the present application estimates the change start time with higher accuracy even from a voltage-current waveform that changes exponentially due to a surge wave, and determines the failure point from the time difference at that time. The purpose is to estimate with higher accuracy.
第１の本発明は、
電圧または電流波形をそのまま、またはアンチエリアジングフィルターを経由して入力し、商用周波数の数十倍から数百倍程度の比較的低速なサンプリング周波数でサンプリングしＡ／Ｄ変換する低速Ａ／Ｄ変換部を有する商用周波波形入力部と、商用周波数成分や高周波ノイズ成分を除いたサージ波形成分のみを入力し、数ＭＨｚ程度以上の比較的高速なサンプリング周波数でサンプリングしＡ／Ｄ変換する高速Ａ／Ｄ変換部を有するサージ波形入力部とを有し、さらに、Ａ／Ｄ変換された波形を記憶する事故前波形メモリーと、低速サンプリングデータで電圧低下や過電流などの事故を検出する起動検出部と、起動検出時に記憶されていた低速および高速サンプリングされた波形データを記憶している各々の事故前波形メモリーの内容とその後の一定時間観測して得られる波形データとを各々の主メモリーに転送記憶するサージ波形記録部および商用周波波形記録部と、外部から要求があると記憶しているデータを伝送するデータ伝送部とを有する、送電線の両端に設置された波形記録装置と、
前記波形記録装置に要求を出して事故検出時に記憶された波形データを集めて故障点を解析する解析装置と、
前記解析装置による解析結果を表示するモニター装置とを備え、
前記サージ波形成分の立ち上がり時刻の時間差から故障点を求める故障点標定システムであって、
前記サージ波形成分の混入時点が明確でない場合において、
（１）サージの混入時点が判明している過去の電圧または電流波形データが存在する場合は、その波形データｙ（ｔ）に対して、一定時間間隔で観測された電圧または電流サージ波形の観測値ＤOSC(t)との比を算出し（式３）で示される誤差を算出して前記誤差の値が最小となる観測値データ中のサージ波形の立ち上がり時点ｔ0を前記送電線の両端に設置された前記波形記録装置毎に求め、前記波形記録装置毎に求めたそれぞれの前記サージ波形の立ち上がり時点ｔ 0 の時間差から故障点標定し、
（２）サージの混入時点が判明している過去の電圧または電流波形データが存在しない場合は、（式１）または（式２）で想定されるサージ波形ｙ（ｔ）に対して理論的にサージ波形の立ち上がり時点ｔ0を前記送電線の両端に設置された前記波形記録装置毎に求め、前記波形記録装置毎に求めたそれぞれの前記サージ波形の立ち上がり時点ｔ 0 の時間差から故障点標定することを特徴とする、故障点標定システムである。
The first aspect of the present invention is
Low-speed A / D conversion that inputs voltage or current waveform as it is or via an anti-aliasing filter, samples at a relatively low sampling frequency of several tens to several hundred times the commercial frequency, and performs A / D conversion A high-speed A / D converter that inputs only a surge waveform component excluding a commercial frequency component and a high-frequency noise component, and performs A / D conversion by sampling at a relatively high sampling frequency of about several MHz or more. A surge waveform input unit having a D conversion unit, a pre-accident waveform memory for storing an A / D converted waveform, and a start detection unit for detecting an accident such as a voltage drop or overcurrent using low-speed sampling data And the contents of each pre-accident waveform memory storing the low-speed and high-speed sampled waveform data stored at the time of startup detection Surge waveform recording unit and commercial frequency waveform recording unit that transfer and store the waveform data obtained by observing for a certain period of time to each main memory, and data transmission that transmits the stored data when requested externally A waveform recording device installed at both ends of the transmission line,
An analysis device that issues a request to the waveform recording device and collects waveform data stored at the time of an accident detection to analyze a failure point;
A monitor device for displaying the analysis result by the analysis device;
A failure point locating system for obtaining a failure point from a time difference in rise time of the surge waveform component,
In the case where the surge waveform component is not clearly mixed,
(1) In the case where there is past voltage or current waveform data whose surge is mixed, the voltage or current surge waveform observed at regular time intervals with respect to the waveform data y (t) A ratio with the value D OSC (t) is calculated, the error shown in (Equation 3) is calculated, and the rise time t 0 of the surge waveform in the observed value data where the error value becomes the minimum is determined at both ends of the transmission line. Determined for each of the waveform recording devices installed in, and fault location from the time difference of the rise time t 0 of each of the surge waveforms determined for each waveform recording device ,
(2) When there is no past voltage or current waveform data for which the surge entry time is known, theoretically with respect to the surge waveform y (t) assumed in (Equation 1) or (Equation 2) The surge waveform rise time t 0 is obtained for each of the waveform recording devices installed at both ends of the transmission line, and the failure point is determined from the time difference between the surge waveform rise times t 0 obtained for each of the waveform recording devices. It is a fault location system characterized by this.
ただし、
ｙ（ｔ）：時刻ｔにおけるサージ波形の値、
Ａ、α、β：時刻ｔにおけるサージ波形の値を想定したモデル式の一例におけるパラメータで、（式１）においてはα＋βおよびα−βは２個の非振動減衰波形成分の各々の時定数、Ａ×βは立ち上がり時の波形の傾きを示す。また、（式２）においてはαは時定数、Ａは最終値となっている。
However,
y (t): value of the surge waveform at time t,
A, α, β are parameters in an example of a model equation assuming the value of the surge waveform at time t. In (Expression 1), α + β and α-β are time constants of the two non-vibration attenuation waveform components, A × β indicates the slope of the waveform at the time of rising. In (Expression 2), α is a time constant and A is a final value.
ただし、Err(to)は時刻toを起点とした誤差評価関数であり、Ｎは等間隔で観測したサージ波形データのサンプル数、Ｄosc(to+kΔt)は時刻toを起点としてサンプリング時間間隔Δｔで第ｋサンプル目の波形を観測した場合の観測波形の値を示す。また、ｙ(ｋΔt)は過去に観測された立ち上がり時点の判明している波形データの値を示す。 Where Err (to) is an error evaluation function starting from time to, N is the number of samples of surge waveform data observed at equal intervals, and Dosc (to + kΔt) is the sampling time interval Δt starting from time to The observed waveform value when the waveform of the kth sample is observed is shown. Further, y (kΔt) indicates the value of the waveform data that has been observed in the past and is known at the rising point.
また、第２の本発明は、
上記第１の本発明の故障点標定システムであって、
前記サージ波形入力部における前記高速Ａ／Ｄ変換部でのＡ／Ｄ変換後のデータに対して移動平均法によるディジタルフィルタリングによってノイズ成分を除去した後、前記立ち上がり時点を算出し、かつディジタルフィルタリングによる時間遅延を補正することを特徴とする、故障点標定システムである。
The second aspect of the present invention
The failure point locating system according to the first aspect of the present invention,
After the noise component is removed by digital filtering by the moving average method with respect to the data after A / D conversion in the high-speed A / D conversion unit in the surge waveform input unit , the rise time point is calculated and the digital filtering is performed. A fault location system characterized by correcting a time delay.
また、第３の本発明は、
上記第１または第２の本発明の故障点標定システムであって、
前記サージの混入時点が判明している過去の電圧または電流波形データが存在しない場合に、前記（式１）で想定されるサージ波形ｙ（ｔ）の立ち上がり時点をｔ0としてサージ波形を（式４）で想定し、前記（式４）の右辺の位相定数βおよび、立ち上がり時点ｔ0を（式５）および、（式６）で解析的に算出することを特徴とする、故障点標定システムである。
The third aspect of the present invention
The failure point locating system according to the first or second aspect of the present invention,
When there is no past voltage or current waveform data for which the time point at which the surge is mixed is known, the surge waveform is expressed as (Equation 1) with the rising point of the surge waveform y (t 1) assumed in (Equation 1) as t 0. 4), and the failure point locating system characterized in that the phase constant β on the right-hand side of (Expression 4) and the rising time t 0 are analytically calculated by (Expression 5) and (Expression 6). It is.
ただし、ｙ（ｔ）は時刻ｔにおける観測値、ｔ０はサージ波形の立ち上がり時点の時刻、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５はｔ２−ｔ１＝ｔ３−ｔ２＝ｔ４−ｔ３＝ｔ５−ｔ４となるように等間隔にとられた波形観測時刻を示す。 However, y (t) is the observed value at time t, t 0 is the time of the rise time of the surge waveform, t 1, t 2, t 3, t 4, t 5 is t 2 -t 1 = t 3 -t 2 The waveform observation times taken at equal intervals so as to be = t 4 −t 3 = t 5 −t 4 are shown.
また、第４の本発明は、
上記第１または第２の本発明の故障点標定システムであって、
前記サージの混入時点が判明している過去の電圧または電流波形データが存在しない場合に、前記（式２）で想定されるサージ波形ｙ（ｔ）の立ち上がり時点をｔ0としてサージ波形を（式７）で想定し、前記（式７）の右辺の時定数α、および立ち上がり時点ｔ0を（式８）、および（式９）で解析的に算出することを特徴とする、故障点標定システムである。
The fourth aspect of the present invention is
The failure point locating system according to the first or second aspect of the present invention,
When there is no past voltage or current waveform data for which the surge mixing time is known, the surge waveform is expressed as (Equation 2) with the rising point of the surge waveform y (t ) assumed in (Equation 2) as t 0. 7), the time constant α on the right side of (Expression 7) and the rise time t 0 are analytically calculated by (Expression 8) and (Expression 9), It is.
ただし、ｙ（ｔ）は時刻ｔにおける観測値、ｔ０はサージ波形の立ち上がり時点の時刻を示す。 However, y (t) is the observed value at time t, t 0 denotes the time of the rise time of the surge waveform.
また、第５の本発明は、
上記第３の本発明の故障点標定システムであって、
波形観測時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５を一定の時間幅ずつずらしたＮ組の点列に対して前記（式５）および前記（式６）の値を算出して平均化した値を立ち上がり時点の時刻データとして用いることを特徴とする、故障点標定システムである。
The fifth aspect of the present invention provides
The failure point locating system according to the third aspect of the present invention,
The values of (Equation 5) and (Equation 6) are calculated for N sets of point sequences in which the waveform observation times t 1 , t 2 , t 3 , t 4 , and t 5 are shifted by a certain time width. In this fault location system, averaged values are used as time data at the time of rising.
また、第６の本発明は、
上記第４の本発明の故障点標定システムであって、
波形観測時刻ｔ１、ｔ２を一定の時間幅ずつずらしたＮ組の点列に対して前記（式８）および前記（式９）の値を算出して平均化した値を立ち上がり時点の時刻データとして用いることを特徴とする、故障点標定システムである。
The sixth aspect of the present invention provides
The fault location system of the fourth aspect of the present invention,
The time when the waveform observation times t 1 and t 2 are shifted by a certain time width and the values of the above (Equation 8) and (Equation 9) are calculated and averaged to obtain the time at the rise time It is a fault location system characterized by being used as data.
また、第７の本発明は、
上記第１〜第６の何れか一つの本発明の故障点標定システムであって、
波形の同定に利用可能なサージ波形の継続時間が短く、または過大なノイズ成分によって前記（式３）の最小値が得られないかまたはあるレベルを下回らない場合、閾値ＸおよびＹを設け、以下の（１）〜（３）の手順によってサージ波形の立ち上がり時点を求めることを特徴とする、故障点標定システムである。
（１）立ち上がりの１つ目の波高値の極大値から波高値の極大値のＸ％の値となる時点まで時間軸の逆方向に遡る。
（２）極大値のＹ％を下回るか極小値を検出した場合以外は更にもう一度前記（１）に示された時点の波高値のＸ％の値となる時点まで時間軸の逆方向に遡り、以後これを繰り返す。
（３）前記極大値のＹ％を下回るか極小値を検出した場合は前記極大値のＹ％を下回るか極小値を検出した前後の２点のデータを元に、前記２点を通る直線の延長線上でかつ波高値がゼロとなる時点をサージ波形の立ち上がり時点とする。
The seventh aspect of the present invention
The failure point locating system according to any one of the first to sixth aspects of the present invention,
If the duration of the surge waveform that can be used for waveform identification is short, or if the minimum value of (Equation 3) cannot be obtained or falls below a certain level due to excessive noise components, thresholds X and Y are provided, The failure point locating system is characterized in that the rising point of the surge waveform is obtained by the procedures (1) to (3).
(1) Go back in the reverse direction of the time axis from the maximum value of the first peak value of the rise to the time point when the value is X% of the maximum value of the peak value.
(2) Except when the value is below Y% of the maximum value or when the minimum value is detected, it goes back in the reverse direction of the time axis until the time when it becomes the value of X% of the peak value at the time point shown in (1) . This is repeated thereafter.
(3) if it detects whether minimum value below the Y% of the maximum value based on the data of two points before and after detecting whether the minimum value falls below Y% of the maximum value, the straight line passing through the two points The time when the peak value is zero on the extension line is defined as the surge waveform rising time.
本発明によれば、波形の立ち上がり時点を従来の直線近似で求める方法と同等以上に高精度に求めることができ、したがって故障点位置を同等以上の高精度で求めることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain the rising time of the waveform with high accuracy equal to or higher than that obtained by the conventional linear approximation, and accordingly, it is possible to obtain the failure point position with high accuracy equal to or higher.
以下、本発明の故障点標定システムの一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, an embodiment of a fault location system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
まず、本発明に係る一実施の形態の故障点標定システムの原理について説明する。 First, the principle of the fault location system according to an embodiment of the present invention will be described.
例えば送電線１０に落雷する場合の模式図を図１（ａ）に示す。それを回路モデルで表現すると図１（ｂ）の様になる。 For example, FIG. 1A shows a schematic diagram when lightning strikes the power transmission line 10. This can be expressed by a circuit model as shown in FIG.
図１（ｂ）においてサージ波形は周波数の高い領域のものなので、送電線の抵抗成分はインダクタンス成分に比して無視しうる程である。よって等価回路上は省略している。送電線路を分布定数回路で表現した場合の特性インピーダンスはサージ周波数の領域においては√（Ｌ／Ｃ）[Ω]で表すことができ、これをＲとおく。また、伝播定数γ＝ｊω√（ＬＢＣＢ）＝ｓ√（ＬＢＣＢ）なので、送電線路の負荷端の電圧および負荷インピーダンスをラプラス変換におけるｓ関数領域でＶＢ（ｓ）およびＺＢ（ｓ）と表現すれば、以下の（式１０）が成り立つことが知られている。 In FIG. 1B, since the surge waveform is in a high frequency region, the resistance component of the transmission line is negligible compared to the inductance component. Therefore, it is omitted on the equivalent circuit. The characteristic impedance when the transmission line is expressed by a distributed constant circuit can be expressed by √ (L / C) [Ω] in the surge frequency region, and this is R. Further, since the propagation constant γ = jω√ (L B C B ) = s√ (L B C B ), the voltage and the load impedance at the load end of the transmission line are set to V B (s) and Z in the s function region in Laplace transform. When expressed as B (s), it is known that the following (Equation 10) holds.
ラプラス変換においてｅｘｐ（−Ｔ０ｓ）は時間領域において波形をＴ０だけ遅らせる演算子であるから、ｅｘｐ（−Ｔ０ｓ）、ｅｘｐ（−３Ｔ０ｓ）、ｅｘｐ（−５Ｔ０ｓ）、・・・の項はそれぞれ波形をＴ０、３Ｔ０および、５Ｔ０遅らせた第一波、第二波および、第三波の波形を表す。 In the Laplace transform, exp (−T 0 s) is an operator that delays the waveform by T 0 in the time domain, so exp (−T 0 s), exp (−3T 0 s), exp (−5T 0 s), The terms of... Represent the waveforms of the first wave, the second wave, and the third wave obtained by delaying the waveforms by T 0 , 3T 0 and 5T 0 , respectively.
サージ波形の立ち上がり時点を求める場合に関係するのはこの第一波のみである。 It is only this first wave that is relevant when determining the rise time of the surge waveform.
（式１５）で表されるサージ波形の内その第一波は（式１６）で表される。 The first wave of the surge waveform expressed by (Expression 15) is expressed by (Expression 16).
ここで、時間軸の原点をｔ＝０からｔ＝Ｔ０に移せば（式１６）は（式１７）のように表現できる。 Here, if the origin of the time axis is moved from t = 0 to t = T 0 , (Expression 16) can be expressed as (Expression 17).
図２は（式１７）に対応する等価回路を示す。 FIG. 2 shows an equivalent circuit corresponding to (Equation 17).
変電所２０内のインピーダンスに相当する部分のパラメータは容量成分ＣＢ、インダクタンス成分ＬＢ、抵抗成分ＲＢによって表現され、そのラプラス変換関数表現ＺＢ（ｓ）は（式１８）のようになる。 The parameter of the portion corresponding to the impedance in the substation 20 is expressed by a capacitance component C B , an inductance component L B , and a resistance component R B , and its Laplace transform function expression Z B (s) is as shown in (Equation 18). .
よって変電所端でのサージ電圧ＶＢ（ｓ）は（式１９）のようになる。 Therefore, the surge voltage V B (s) at the substation end is as shown in (Equation 19).
（式１９）の分母はｓに関する二次式なので（式２０）の形で表現できる。 Since the denominator of (Expression 19) is a quadratic expression relating to s, it can be expressed in the form of (Expression 20).
（式２０）の時間関数は（式２１）〜（式２３）のようになる。 The time function of (Expression 20) is as shown in (Expression 21) to (Expression 23).
ところで、サージ波形は数百ｋＨｚ〜数ＭＨｚといった周波数の高い領域のものなので、図２において負荷のインダクタンス成分ＬＢに流れる電流は容量成分ＣＢに流れる電流より遥かに小さく無視できる場合が多い。 By the way, since the surge waveform has a high frequency range of several hundred kHz to several MHz, the current flowing through the inductance component L B of the load in FIG. 2 is often much smaller than the current flowing through the capacitance component C B and can be ignored.
その場合、（式１８）は（式２４）のように簡単になる。 In that case, (Equation 18) becomes as simple as (Equation 24).
そして、変電所端でのサージ電圧ＶＢ（ｓ）は（式２５）のようになる。 The surge voltage V B (s) at the substation end is as shown in (Equation 25).
（式２５）の時間関数は（式２６）のようになる。 The time function of (Expression 25) is as shown in (Expression 26).
実際のサージ電圧波形は（式２１）、（式２２）、（式２３）、および（式２６）に更にランダムなノイズ成分が重畳した形になっている。ノイズ成分は一般にはローパスフィルタリングによって低減させることが可能である。 The actual surge voltage waveform has a form in which a random noise component is further superimposed on (Expression 21), (Expression 22), (Expression 23), and (Expression 26). In general, the noise component can be reduced by low-pass filtering.
ところで、（式２１）、（式２２）、（式２３）、および（式２６）においてサージ電圧Ｅは推定できないが、それ以外のＲ、ＲＢ、ＬＢ、ＣＢの値は送電線の線路定数や変電所内のＰＴ、ＣＴの回路およびその二次回路によって決まる定数であるので、伝播定数が一定の送電線においては事故点位置に関係しない量である。本願の発明者はその点に着目し、遮断器の開閉サージなど発生箇所の判っているサージ波形ｖＢ（ｔ）に対しそれを利用して、事故時に観測されたサージ波形の観測値ＤOSC(t)との比を算出し（式３ａ）で示される誤差を算出して、それが最小値となる（即ち、波形が最も相似形となる）データの取り出し開始点を求めたのである。 By the way, the surge voltage E cannot be estimated in (Equation 21), (Equation 22), (Equation 23), and (Equation 26), but the other values of R, R B , L B , and C B are the values of the transmission line. Since the constant is determined by the line constant, the PT and CT circuits in the substation, and its secondary circuit, it is an amount that is not related to the position of the accident point in a transmission line having a constant propagation constant. The inventor of the present application pays attention to this point, and uses the surge waveform v B (t) in which the occurrence location such as the switching surge of the circuit breaker is known to use the observed value D OSC of the surge waveform observed at the time of the accident. The ratio with (t) was calculated, and the error shown in (Equation 3a) was calculated, and the extraction start point of the data having the minimum value (that is, the waveform having the most similar shape) was obtained.
図３は（式３ａ）におけるｔ０値を変化させた場合のＥｒｒ（ｔ０）値の変化状況を示すものである。 FIG. 3 shows a change state of the Err (t 0 ) value when the t 0 value in (Equation 3a) is changed.
尚、上記（式３ａ）は、（式３）の一例として、（式３）内のサージ波形データｙ（ｔ）にサージ電圧波形データｖＢ（ｔ）を代入したものである。 The above (Expression 3a) is obtained by substituting the surge voltage waveform data v B (t) into the surge waveform data y (t) in (Expression 3) as an example of (Expression 3).
このErr値は解析的に解けるものではなく、数式で示すことはできないが、数値計算によって最小点を求めることは容易である。 The Err value cannot be solved analytically and cannot be expressed by a mathematical expression, but it is easy to obtain the minimum point by numerical calculation.
サージ波形のこの立ち上がり時点の、送電線１０の両端（Ａ端、Ｂ端）における時間差が求まれば、送電線１０の両端に設置された当該装置（図１０に示す波形記録装置１００−１、１００−２参照）から得られるサージ立ち上がり時点の値から（式２７）を用いて故障点を標定できる。 If the time difference at both ends (A end, B end) of the transmission line 10 at this rising point of the surge waveform is obtained, the devices installed at both ends of the transmission line 10 (the waveform recording device 100-1, shown in FIG. 10). The failure point can be determined using (Equation 27) from the value at the time of surge rise obtained from (see 100-2).
模擬的に作成した、発生箇所の特定できるサージ波形例を図４に、事故時のサージ波形例を図５に示す。 FIG. 4 shows an example of a surge waveform that can be identified in a simulated manner, and FIG. 5 shows an example of a surge waveform at the time of an accident.
図４では時間軸の基点を何処にとっているかは判らないものの、Ａ端で発生した遮断器の開閉サージであることが判っていて二つの波形間に２０μsecの時間差があることが判っているものとする。 Although it is not known in FIG. 4 where the base point of the time axis is taken, it is known that it is a circuit breaker switching surge generated at the A end, and that there is a time difference of 20 μsec between the two waveforms. To do.
この状態で図５の事故時のサージ波形が得られた場合、ノイズによってその波形の立ち上がり時点が高精度には明確でない場合でも（式３ａ）を最小化する時間差を求めることで図４の波形データをベースにして図５の波形をＡ端同士、またＢ端同士その時間差を比較評価することができる。 If the surge waveform at the time of the accident shown in FIG. 5 is obtained in this state, the waveform shown in FIG. 4 can be obtained by obtaining the time difference that minimizes (Equation 3a) even if the rising time of the waveform is not clear with high accuracy due to noise. The time difference between the A ends and between the B ends can be compared and evaluated based on the data.
本例では図５における端子での波形が図４の同端子における波形からＡ端においては１０μsec遅れており、Ｂ端においては５μsec早まっていて時間差が合計で１５μsec小さくなっていることが判る。 In this example, it can be seen that the waveform at the terminal in FIG. 5 is delayed by 10 μsec at the A end from the waveform at the same terminal in FIG. 4 and is advanced by 5 μsec at the B end, resulting in a total time difference of 15 μsec.
Ａ端、Ｂ端間の距離は判っており５ｋｍであったとすると、図４の例から（式２７）においてＸ＝０[ｋｍ]、Ｌ＝５[ｋｍ]、Ｔａ−Ｔｂ＝−２０μsecよりサージ伝播速度はｖ＝０．２５０［ｋｍ／μｓｅｃ］であることが判る。 Assuming that the distance between the A end and the B end is 5 km, from the example of FIG. 4, in (Equation 27), X = 0 [km], L = 5 [km], Ta−Tb = −20 μsec. It can be seen that the propagation speed is v = 0.250 [km / μsec].
図５の例ではこの伝播速度と（式３ａ）を用いて評価したサージ波形の到達時間差Ｔａ−Ｔｂ＝−５μsecを用いて、サージが発生した事故点は（式２７）よりＸ＝１．８７５[ｋｍ]の地点と算出できる。 In the example of FIG. 5, using this propagation speed and the arrival time difference Ta−Tb = −5 μsec of the surge waveform evaluated using (Equation 3a), the accident point where the surge occurred is X = 1.875 from (Equation 27). It can be calculated as [km] point.
ところで、図３のｔ０値とErrの関係を表したグラフでは元のサージ波形に含まれるノイズの影響でグラフにも大きなランダムノイズが乗っている。一般にランダムノイズはフィルタリングによって除去可能であるが、ランダムノイズの平均値が零であることを考慮すれば、単なる移動平均で十分除去し得ると考えられる。 By the way, in the graph representing the relationship between the t 0 value and Err in FIG. 3, large random noise is also on the graph due to the influence of noise included in the original surge waveform. In general, random noise can be removed by filtering. However, considering that the average value of random noise is zero, it is considered that a simple moving average can sufficiently remove the random noise.
そこで、サージ波形を移動平均する効果について検討した。まず、ノイズの無い場合の観測値をモデル関数を用いて（式２８）の様に置く。 Therefore, the effect of moving average the surge waveform was examined. First, the observed value when there is no noise is placed as shown in (Equation 28) using a model function.
Ｎ＞Ｍとして（式２８）のＮ−Ｍ番目のデータからＮ−１番目までのＭ個のデータの移動平均を計算し、ｔｎ＝ＮΔｔ（Δｔはサンプリング間隔）とおいて、第Ｎ番目の移動平均値データｙｍｅａｎ（ｔｎ）とする。すると、（式２９）が得られる。 When N> M, the moving average of M data from the (N−M) th data to (N−1) th data of (Equation 28) is calculated, and t n = NΔt (Δt is the sampling interval), The moving average value data is y mean (t n ). Then, (Equation 29) is obtained.
ここで、式を（式３０）、（式３１）のように二つに分け、 Here, the equation is divided into two as (Equation 30) and (Equation 31),
および、 and,
のように置くと、（式３０）、（式３１）は等比級数の和になっているので以下の公式により簡単化できる。 (Equation 30) and (Equation 31) are the sum of the geometric series, and can be simplified by the following formula.
ただし、（式３０）の場合ｒ＝ｅｘｐ（−（α−β）Δｔ）、（式３１）の場合ｒ＝ｅｘｐ（−（α＋β）Δｔ）である。 However, in the case of (Expression 30), r = exp (− (α−β) Δt), and in the case of (Expression 31), r = exp (− (α + β) Δt).
平均化するデータの時間幅（移動平均時間）をＴＭとしてＭΔｔ＝ＴＭとおくと、ｔ≧ＴＭの区間では、（式３０）は以下の（式３３）、（式３４）、（式３５）、（式３６）、（式３７）の様に表現できる。 Putting the MΔt = T M as the time width of the data averaging (moving average time) T M, in the section of t ≧ T M is (Equation 30) the following equation (33), (Equation 34), ( It can be expressed as (Equation 35), (Equation 36), and (Equation 37).
同様に、 Similarly,
これより、 Than this,
よって、近似的ではあるが（式２８）と比較すると、移動平均時間ＴＭの１／２の遅延が発生することが判る。
一方、ノイズがある場合、（式２８）は（式４０）の様に表せるが、
Therefore, when there is approximately a comparison with (Equation 28), it can be seen that half the delay of the moving average time T M is generated.
On the other hand, when there is noise, (Equation 28) can be expressed as (Equation 40),
この中のノイズ成分は移動平均化によって（式４１）右辺第２項のように小さくなる。 The noise component in this becomes small like the second term on the right side by (Equation 41) by moving averaging.
これらのことにより、移動平均化することで平均化時間の約１／２の遅延を伴うもののノイズ成分の振幅を低減できることが判る。 From these, it can be seen that the moving component averaging can reduce the amplitude of the noise component with a delay of about ½ of the averaging time.
移動平均化することで、図３は図６のように極小点がより明確になった。 By performing moving averaging, the minimum point in FIG. 3 becomes clearer as shown in FIG.
ところで、送電線事故は頻繁にあるものではなく、サージの混入時点が判明している過去の電圧または電流波形データが入手できない場合がほとんどである。また、故障点標定装置を設置してからそのようなデータを観測して入手するとすれば、設置後数回の送電線事故が起ってかつ故障点位置も判明していなければならないが、設置して直ぐに使えない装置では評価も半減してしまう。いわゆる学習機能を持った装置を現場に設置する場合は学習できていなくてもある程度使えなければ普及は望めない。 By the way, transmission line accidents are not frequent, and in most cases, past voltage or current waveform data in which the time point at which surge is mixed is known cannot be obtained. In addition, if such data is observed and obtained after the installation of the fault location system, it is necessary to have several transmission line accidents after installation, and the location of the fault must be known. And with a device that can't be used immediately, the evaluation will be halved. When a device having a so-called learning function is installed in the field, it cannot be popularized if it cannot be used to some extent even if it has not been learned.
そこで、本願の発明者は過去のデータが得られなくても原理的には十分な精度でサージ波形の立ち上がり時点を検出し得て、しかも、データが蓄積できた場合には波形比較の方法が使えて精度が向上させられる故障点標定装置（故障点標定システム）を開発したのである。 Therefore, the inventor of the present application can detect the rising point of the surge waveform with sufficient accuracy in principle even if past data is not obtained, and if the data can be accumulated, there is a waveform comparison method. We have developed a fault location system (failure location system) that can be used to improve accuracy.
即ち、次に示す（式１）または（式２）で理論的に想定されるサージ波形ｙ（ｔ）に対して、その立ち上がり時点をｔ０としてサージ波形を（式４）で想定し、その関数の位相定数β、立ち上がり時点ｔ０は（式５）および（式６）で解析的に算出することが可能である。以下にその点を詳細に説明する。 That is, the following with respect to (Equation 1) or surge waveform y is theorized by Equation (2) (t), assuming a surge waveform the rise time as t 0 (Equation 4), the The phase constant β of the function and the rising point t 0 can be analytically calculated by (Equation 5) and (Equation 6). This will be described in detail below.
ただし、上記（式１）〜（式６）において、ｙ（ｔ）は時刻ｔにおける観測値（サージ波形の値）、ｔ０はサージ波形の立ち上がり時点の時刻、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５はｔ２−ｔ１＝ｔ３−ｔ２＝ｔ４−ｔ３＝ｔ５−ｔ４となるように等間隔にとられた波形観測時刻を示す。また、Ａ、α、βは、時刻ｔにおけるサージ波形の値を想定したモデル式（（式１）、（式２））の一例におけるパラメータで、（式１）においてはα＋βおよびα−βは２個の非振動減衰波形成分の各々の時定数、Ａ×βは立ち上がり時の波形の傾を示す。また、（式２）においてはαは時定数、Ａは最終値となっている。 However, in the above (Expression 1) to (Expression 6), y (t) is an observed value (a value of a surge waveform) at time t, t 0 is a time at a rising point of the surge waveform, and t 1 , t 2 , t 3 , T 4 , and t 5 indicate waveform observation times taken at equal intervals so that t 2 −t 1 = t 3 −t 2 = t 4 −t 3 = t 5 −t 4 . A, α, and β are parameters in an example of a model equation ((Equation 1), (Equation 2)) assuming a surge waveform value at time t. In (Equation 1), α + β and α−β are Each time constant of the two non-vibration attenuation waveform components, A × β, indicates the inclination of the waveform at the rise. In (Expression 2), α is a time constant and A is a final value.
たとえば、サージ波形が（式１）で想定される場合、その立ち上がり時点をｔ０で表し、それを加味すれば、その波形は（式４）のように表現できる。 For example, when a surge waveform is assumed in (Equation 1), the rising time is represented by t 0 , and taking that into account, the waveform can be represented as (Equation 4).
本実施の形態では等間隔にサンプリングされたサージ波形の立ち上がり後の５時点ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５におけるデータを使用して波形のパラメータを求める。 In the present embodiment, waveform parameters are obtained using data at five time points t 1 , t 2 , t 3 , t 4 , and t 5 after the rise of the surge waveform sampled at equal intervals.
ただし、ｙ（ｔ）は時刻ｔにおける観測値、ｔ０はサージ波形の立ち上がり時点の時刻、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５はｔ２−ｔ１＝ｔ３−ｔ２＝ｔ４−ｔ３＝ｔ５−ｔ４となるように等間隔にとられた波形観測時刻を示す。 However, y (t) is the observed value at time t, t 0 is the time of the rise time of the surge waveform, t 1, t 2, t 3, t 4, t 5 is t 2 -t 1 = t 3 -t 2 The waveform observation times taken at equal intervals so as to be = t 4 −t 3 = t 5 −t 4 are shown.
まず、中ほどの３つの観測時点ｔ２、ｔ３、ｔ４について、（式４）により以下の３つの式が成立する。 First, for the three observation points t 2 , t 3 , and t 4 in the middle, the following three equations are established by (Equation 4).
（式４２）と（式４３）との比および、（式４３）と（式４４）との比から（式４５）と（式４６）が成立する。 (Expression 45) and (Expression 46) are established from the ratio of (Expression 42) and (Expression 43) and the ratio of (Expression 43) and (Expression 44).
ｔ３−ｔ２＝ｔ４−ｔ３より、指数関数の部分の値は同じであるから（式４５）と（式４６）の比をとって、（式４７）が成立する。 Since t 3 −t 2 = t 4 −t 3 , the value of the exponential function portion is the same, so that (Expression 47) is established by taking the ratio of (Expression 45) and (Expression 46).
この左辺は既知の値であるのでこれをＹ２３４と置くと、 This left side is a known value, so if you put it as Y234 ,
公式により両辺を変換すると、 If you convert both sides according to the formula,
ここで、ｔ２＋ｔ４＝２ｔ３の関係を用いて整理すると、（式４９）は（式５０）の様に変形できる。 Here, using the relationship of t 2 + t 4 = 2t 3 , (Equation 49) can be transformed as (Equation 50).
（式５０）はｔ１、ｔ５に対しても成立するので、添え字の２および４をそれぞれ１および５と置き換えると（式５１）が成立する。 Since (Equation 50) holds for t 1 and t 5 , (Equation 51) holds when the subscripts 2 and 4 are replaced with 1 and 5, respectively.
ｔ１−ｔ５＝２（ｔ２−ｔ４）なので、（式５１）の右辺は（式５２）のように変形できる。 Since t 1 −t 5 = 2 (t 2 −t 4 ), the right side of (Formula 51) can be transformed as (Formula 52).
（式５０）は（式５１）と左辺が同じであり、これが（式５２）の右辺と等しいことから、 (Equation 50) has the same left side as (Equation 51), which is equal to the right side of (Equation 52).
これはｃｏｓｈβ（ｔ２−ｔ４）に関する（式５４）のような二次方程式になるので簡単に解けて（式５５）が得られる。 Since this is a quadratic equation like (Expression 54) relating to coshβ (t 2 −t 4 ), it can be easily solved to obtain (Expression 55).
（式５５）はさらに簡単にできて、（式５６）の様に表現できる。 (Expression 55) can be further simplified and expressed as (Expression 56).
この内、実際の解は右側の式であり、これを元の観測値で表現すると、（式５）のようになる。 Of these, the actual solution is the equation on the right side, which is expressed as (Equation 5) when expressed by the original observation value.
一方、ｔ０は（式５０）より、 On the other hand, t 0 is obtained from (Equation 50).
これを元の観測値で表現すると、（式６）のようになる。 This can be expressed by the original observation value as shown in (Equation 6).
また、時定数αの値は（式４５）より、 The value of the time constant α is (Equation 45)
で求められる。 Is required.
図７は、移動平均値データに（式６）を適用した場合を示す。図７は非常にノイジーな元データからその波形の立ち上がり時点を求める過程を図示したものである。まず元データに移動平均処理を行ってノイズ成分を低減させている。これによって波形はより明確になるが立ち上がり後「移動平均化するために必要なデータ個数」に満たない部分では波形が訛ってしまう。しかし、フィルタリングに必要なデータ個数分経過後は本来のサージ成分による波形となるのでこの部分のデータを用いてサージ波形の立ち上がり時点を推定しようとしている。その推定時点がtoであらわされている時点である。また推定には（式６）を用い、それに入力する観測データは、図７のグラフ上に示した各ｙ（ｔ１）、ｙ（ｔ２）、・・・、ｙ（ｔ５）である。 FIG. 7 shows a case where (Equation 6) is applied to the moving average value data. FIG. 7 illustrates the process of obtaining the rising edge of the waveform from very noisy original data. First, a moving average process is performed on the original data to reduce noise components. As a result, the waveform becomes clearer, but after the rise, the waveform swells in a portion less than the “number of data necessary for moving average”. However, after the number of data necessary for filtering elapses, the waveform becomes an original surge component, so that an attempt is made to estimate the rising point of the surge waveform using this portion of data. The estimated time is the time indicated by to. In addition, (Equation 6) is used for estimation, and the observation data input thereto is y (t 1 ), y (t 2 ),..., Y (t 5 ) shown on the graph of FIG. .
よって、（式５７）で求まったｔ０値を用いることでサージ波形の立ち上がり時点が線形近似を行なう場合より正確に推定でき、故障点標定における精度向上に寄与でき、過去のデータが得られなくても原理的には十分な精度でサージ波形の立ち上がり時点を検出し得て、故障点を標定できる。 Therefore, by using the t 0 value obtained by (Equation 57), the rising point of the surge waveform can be estimated more accurately than when linear approximation is performed, it is possible to contribute to improvement in accuracy in fault location, and past data cannot be obtained. However, in principle, the rising point of the surge waveform can be detected with sufficient accuracy, and the failure point can be determined.
一方、サージ波形が（式２）で想定される場合、その立ち上がり時点をｔ０としてサージ波形を（式７）で想定し、 On the other hand, when a surge waveform is assumed in equation (2), assuming a surge waveform the rise time as t 0 (Equation 7),
（式７）の辺々をｔ＞ｔ０の区間で微分すると、ｙ’（ｔ）＝αＡ・ｅｘｐ（−α・（ｔ−ｔ０））となるので、時刻ｔ１とｔ２においてはそれぞれ、（式５８）および（式５９）のようになる。 Differentiating the sides of (Equation 7) in the interval of t> t 0 yields y ′ (t) = αA · exp (−α · (t−t 0 )), so at times t 1 and t 2 Respectively, (Formula 58) and (Formula 59) are obtained.
図８は、サージ立ち上がり時の模擬波形例（微分値は×２０倍の値で表示）を示す。 FIG. 8 shows an example of a simulated waveform at the time of surge rise (the differential value is displayed as a value of x20).
時定数αは（式５９）と（式６０）の比から（式６１（式８））で表現できる。 The time constant α can be expressed by (Expression 61 (Expression 8)) from the ratio of (Expression 59) and (Expression 60).
（式２）の係数Ａは、（式７）にαを代入し、ｔ＝ｔ２とおくことで（式６２）の様に表現できる。 The coefficient A in (Expression 2) can be expressed as in (Expression 62) by substituting α into (Expression 7) and setting t = t 2 .
（式６２）より、ｙ（ｔ）は時刻ｔ１とｔ２における二点での観測データを用いて（式６３）で表現できる。 From (Expression 62), y (t) can be expressed by (Expression 63) using observation data at two points at times t 1 and t 2 .
ｔ０は波形の立ち上がり時点であるが、これが未知数の場合、ｔ１およびｔ２における関数の値が判ると（式７）から簡単に求められる。（式７）の辺々にｔ１およびｔ２を代入し、辺々の比をとって定数Ａを消去する。 t 0 is the rising point of the waveform, but if this is an unknown number, the value of the function at t 1 and t 2 can be found easily from (Equation 7). Substituting t 1 and t 2 into the sides of (Expression 7), taking the ratio of the sides, and deleting the constant A.
すると（式６４）が得られるので、これからｔ０が（式９）の様に算出できる。 Then, since (Equation 64) is obtained, t 0 can be calculated from (Equation 9).
ただし、（式６）や（式９）による演算結果は、元のデータにノイズ成分が含まれているとその影響を受けて変動するので、各観測時点を１サンプルずつずらしながら数μ秒間（数十サンプル分）のデータについて算出して平均化することが好ましい。 However, since the calculation results of (Equation 6) and (Equation 9) fluctuate due to the influence of the noise component included in the original data, each observation time point is shifted by one sample for several microseconds ( It is preferable to calculate and average the data for several tens of samples.
ところで、図１（ｂ）の回路モデルによる等価回路のサージ波形は波形の同定ができるに充分な時間継続するとは限らない場合がある。継続時間の短いサージ波形に対してモデル関数による曲線当て嵌めを行なうと返って誤差の多い結果となることが有る。 By the way, the surge waveform of the equivalent circuit based on the circuit model of FIG. 1B may not always continue for a time sufficient to identify the waveform. If curve fitting is performed using a model function on a surge waveform with a short duration, it may return a result with many errors.
そのような場合はサージ波形に極大点が存在するのでサージ波形検出時点から送電線路を伝播するに要する最大時間の一定割合内に設けた閾値以内の時点で極大点が検出された場合は指数関数による曲線当て嵌めが困難と判断して波形を直線で近似する方法を適用する。 In such a case, there is a local maximum point in the surge waveform, so an exponential function is detected when the local maximum point is detected within a certain threshold within a certain percentage of the maximum time required to propagate the transmission line from the point when the surge waveform is detected. The method of approximating the waveform with a straight line by applying the curve fitting according to the above is applied.
これはサージ波形検出レベル付近に判定閾値を設けておいて、サージ波は極大値を迎えると、そこから時間軸を遡ってサージ波形検出レベルを超えた時点と超える直前の時点の２点を通る直線を引いてそれがサージ振幅ゼロのラインと交わる時点を算出してそれをサージ波形の立ち上がり時点とする方法である。 This is because a judgment threshold is set near the surge waveform detection level, and when the surge wave reaches a maximum value, it passes through two points: when the surge waveform detection level is exceeded and when the surge waveform detection level is exceeded. This is a method in which a straight line is drawn to calculate the point of time when it intersects a line with zero surge amplitude, and this is used as the rising point of the surge waveform.
図９は、充分なサージ振幅が得られない場合の立ち上がり点の決定方法を示す。 FIG. 9 shows a method for determining a rising point when a sufficient surge amplitude cannot be obtained.
この２点はあまり近接させるとノイズの影響でその２点を通る直線の傾きが大きく乱れ、また、離れさせすぎるとサージ立ち上がり波形の傾きが小さくなっている部分の時点を選択してしまうため返って誤差が増える傾向にある。 If these two points are too close, the slope of the straight line passing through the two points will be greatly disturbed due to the effect of noise, and if they are too far apart, the point of time where the slope of the surge rise waveform is small will be selected. The error tends to increase.
そのため、本願では図９に示す通り、波高値ｈの極大点から、その値（ｈ）の１／２以下となる点まで遡って（図９の波高値ｈ／２の時点を参照）、その時点で波高値が閾値（図９のサージ検出判定レベル参照）を下回っているか判定し、下回っていなければ更にその値（ｈ／２）の更に１／２以下となる点まで再度遡って（図９の波高値ｈ／４の時点を参照）、その時点で波高値が閾値（図９のサージ検出判定レベル参照）を下回っているかを判定し、以後波高値が閾値を下回るまで繰り返して波高値が閾値を下回った時点（図９の波高値ｈ／４の時点を参照）でその直前の点（図９の波高値ｈ／２の時点を参照）との間で２点を通る直線を引いてそれがサージ振幅ゼロのラインと交わる時点を算出してそれをサージ波形の立ち上がり時点としているのである。 Therefore, in the present application, as shown in FIG. 9, the maximum point of the peak value h is traced back to a point that is 1/2 or less of the value (h) (see the point of the peak value h / 2 in FIG. 9). It is determined whether the peak value is below the threshold value (see the surge detection determination level in FIG. 9) at that time point, and if not, it goes back to a point where the value (h / 2) is further ½ or less (see FIG. 9). 9 (refer to the time point of crest value h / 4 of 9), and at that time, it is determined whether the crest value is below the threshold value (refer to the surge detection judgment level in FIG. 9), and thereafter the crest value is repeated until the crest value falls below the threshold value. When a value falls below the threshold (see the time point of the peak value h / 4 in FIG. 9), a straight line passing through two points is drawn between the point immediately before (see the time point of the peak value h / 2 in FIG. 9). Calculate the point at which it intersects the line with zero surge amplitude and use it as the rise point of the surge waveform. Than that is was.
尚、上述した「波高値ｈの極大点」が、本発明の「立ち上がりの１つ目の波高値の極大値」の一例にあたり、上述した「極大点の値（ｈ）の１／２」が、本発明の「波高値の極大値のＸ％」の一例にあたり、上述した「閾値」が、本発明の「極大値のＹ％」の一例にあたり、また、上述した「その値（ｈ／２）の１／２」が、本発明の「その時点の波高値のＸ％」の一例にあたる。また、上述した「波高値が閾値を下回った時点（図９の波高値ｈ／４の時点を参照）でその直前の点（図９の波高値ｈ／２の時点を参照）との間で２点」が、本発明の「そうなった前後の２点」の一例にあたる。 The above-described “maximum point of the peak value h” is an example of the “maximum value of the first peak value of the rising edge” of the present invention, and the above-mentioned “½ of the maximum point value (h)” is The “threshold value” described above is an example of the “maximum value Y%” of the present invention, and the “threshold value (h / 2)” described above is an example of the “maximum value Y%” of the present invention. ½) ”is an example of“ X% of peak value at that time ”of the present invention. Also, between the above-mentioned “when the peak value falls below the threshold value (refer to the time point of the peak value h / 4 in FIG. 9) and the previous point (refer to the time point of the peak value h / 2 in FIG. 9). “Two points” is an example of “Two points before and after that” in the present invention.
また、Ｘは概ね５０％程度、ＹはＸより小さく概ね３０％程度の任意の値で、かつ観測開始時点においては波形の値は極大値のＹ％を下回っている値を選択することが好ましい。 Further, it is preferable to select an arbitrary value such that X is approximately 50%, Y is smaller than X and approximately 30%, and the waveform value is lower than the maximum value Y% at the start of observation. .
次に、本実施の形態の故障点標定システムの構成・動作について、図１０を用いて説明する。 Next, the configuration and operation of the fault location system according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
図１０は、本発明の一実施の形態の故障点標定システムの構成例を示す図である。 FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of a failure point location system according to an embodiment of the present invention.
図１０に示す通り、本実施の形態の故障点標定システムは、送電線１０のＡ端とＢ端に設けられた波形記録装置１００−１，１００−２と、通信ネットワーク４００を介して配置された解析装置２００と、モニター装置３００とから構成されている。 As shown in FIG. 10, the fault location system of the present embodiment is arranged via waveform recording devices 100-1 and 100-2 provided at the A end and B end of the transmission line 10 and the communication network 400. The analysis apparatus 200 and the monitor apparatus 300 are configured.
波形記録装置１００−１、１００−２は、送電線１０の両端に設置され、電圧または電流波形をそのまま、またはアンチエリアジングフィルター１０２を経由して入力し、商用周波数の数十倍から数百倍程度の比較的低速なサンプリング周波数でサンプリングしＡ／Ｄ変換する低速Ａ／Ｄ変換部１１０ａを有する商用周波波形入力部１７０（例えば、過大入力対策のリミッターとバッファアンプとアンチエリアジングフィルターとサンプルホールド回路とＡ／Ｄ変換器等により構成されている。）と、商用周波数成分や高周波ノイズ成分を除いたサージ波形成分のみを入力し、数ＭＨｚ程度以上の比較的高速なサンプリング周波数でサンプリングしＡ／Ｄ変換する高速Ａ／Ｄ変換部１１０ｂを有するサージ波形入力部１８０とを有し、Ａ／Ｄ変換された波形を記憶する事故前波形メモリー１２０と、低速サンプリングデータで電圧低下や過電流などの事故を検出する起動検出部１３０と、起動検出時に記憶されていた低速および高速サンプリングされた波形データを記憶している事故前波形メモリー１２０の内容とその後の一定時間観測して得られる波形データとを主メモリー１４０に転送記憶するサージ波形記録部１８１および商用周波波形記録部１７１と、外部から要求があると記憶しているデータを送信したり、起動判定閾値データの受信を行うデータ伝送部１６０とを有するものである。（図１０参照）
尚、送電線１０のＢ端に配置される波形記録装置１００−２の構成は、上記の波形記録装置１００−１と同じであるので、その説明は省略する。
The waveform recording devices 100-1 and 100-2 are installed at both ends of the power transmission line 10, and input a voltage or current waveform as it is or via the anti-aliasing filter 102, and dozens to hundreds of commercial frequencies. A commercial frequency waveform input unit 170 having a low-speed A / D conversion unit 110a that performs sampling and A / D conversion at a comparatively low sampling frequency of about twice (for example, a limiter, buffer amplifier, anti-aliasing filter, and sample for excessive input countermeasures) It is composed of a hold circuit and an A / D converter, etc.), and only the surge waveform component excluding the commercial frequency component and high frequency noise component is input and sampled at a relatively high sampling frequency of about several MHz. A surge waveform input unit 180 having a high-speed A / D conversion unit 110b for A / D conversion, and A / D Pre-accident waveform memory 120 for storing converted waveforms, activation detection unit 130 for detecting an accident such as a voltage drop or overcurrent using low-speed sampling data, and low-speed and high-speed sampled waveform data stored at the time of activation detection Surge waveform recording unit 181 and commercial frequency waveform recording unit 171 that transfer and store the contents of pre-accident waveform memory 120 storing waveform data and waveform data obtained by observing for a certain period of time to main memory 140, and externally requested A data transmission unit 160 that transmits stored data and receives activation determination threshold value data. (See Figure 10)
In addition, since the structure of the waveform recording device 100-2 arrange | positioned at the B end of the power transmission line 10 is the same as said waveform recording device 100-1, the description is abbreviate | omitted.
また、解析装置２００（サーバー装置とも呼ぶ）は波形記録装置１００−１，１００−２に要求を出して事故検出時に記憶された波形データを集めて故障点を解析するものである。（図１０参照）
一方、モニター装置３００（クライアント装置とも呼ぶ）は解析装置２００からデータを受け取って画面に表示し、また解析装置２００および解析装置２００を経由して波形記録装置１００−１，１００−２にコマンドを発行してデータを選択し、要求するマンマシンインターフェースである。
The analysis device 200 (also referred to as a server device) issues a request to the waveform recording devices 100-1 and 100-2 and collects waveform data stored at the time of detecting an accident to analyze a failure point. (See Figure 10)
On the other hand, the monitor device 300 (also referred to as a client device) receives data from the analysis device 200 and displays it on the screen, and sends commands to the waveform recording devices 100-1 and 100-2 via the analysis device 200 and the analysis device 200. It is a man-machine interface that issues, selects and requests data.
尚、これらの各装置は通信ネットワーク４００を通じて接続されて、故障点標定システムを構築しているが、通信ネットワーク４００を介さずに、これら各装置の機能を一つの故障点標定装置にまとめて構成しても良い。 Each of these devices is connected through the communication network 400 to construct a fault location system, but the functions of these devices are combined into a single fault location device without using the communication network 400. You may do it.
また、解析装置２００は、波形記録装置１００−１，１００−２から受け取った波形データに対してその中のサージ波形成分の立ち上がり（または立下り）時刻の時間差から故障点を求める故障点標定装置または故障点標定システムを構成する一構成要素であって、たとえば過去に観測された波形データや（式１）および（式２）などで想定されるサージ波形ｙ（ｔ）に対して、一定時間間隔で観測された電圧または電流サージ波形の観測値DOSC(t)との比を算出し、（式３）（または（式３ａ））で示される誤差を算出してその値が最小となる観測値データの取り出し開始時点ｔ０を送電線の両端に設置された装置毎に求め、その時間差から故障点標定演算を行い故障点までの距離データ算出する装置である。 The analysis device 200 also obtains a failure point from a time difference between rise (or fall) times of surge waveform components in the waveform data received from the waveform recording devices 100-1 and 100-2. Alternatively, it is a component that constitutes the fault location system, for example, with respect to the waveform data observed in the past or the surge waveform y (t) assumed in (Equation 1) and (Equation 2) for a certain period of time. The ratio of the voltage or current surge waveform observed at the interval to the observed value D OSC (t) is calculated, and the error shown in (Equation 3) (or (Equation 3a)) is calculated to minimize the value. seek extraction start time t 0 of the observed value data for each device installed at both ends of the transmission line, a device for distance data calculated up to the fault point performs fault point locating operations from the time difference.
送電線１０の電圧、電流波形は変電所２０内の電圧変換器２１（ＰＤ、ＰＴまたはＶＴという）および電流変換器２２（ＣＴという）によって（６３．５Ｖや５Ａといった）測定器に入力可能な値に変換されて変電所内の各機器に入力される。本願の波形記録装置１００−１，１００−２はその機器の一つである。 The voltage and current waveform of the transmission line 10 can be input to a measuring instrument (such as 63.5 V or 5A) by a voltage converter 21 (referred to as PD, PT or VT) and a current converter 22 (referred to as CT) in the substation 20. It is converted into a value and input to each device in the substation. The waveform recording apparatuses 100-1 and 100-2 of the present application are one of the devices.
波形記録装置１００−１，１００−２内においては通常その電圧、電流信号を５Ｖｒｍｓ程度の交流に変換してＡ／Ｄ変換器に入力する。本願の装置ではその信号をハイパスフィルター１０１によってハイパスフィルタリングし、商用周波数の交流波形成分や、その数十次程度までの高調波成分を除去した１００ｋＨｚ〜１ＭＨｚの周波数成分波形を数ＭＨｚ程度のサンプリング周波数でＡ／Ｄ変換するサージ波形入力部１８０と、アンチエリアジングフィルター１０２によってローパスフィルタリングしたあと商用周波数の交流波形成分を数ｋＨｚ程度のサンプリング周波数でＡ／Ｄ変換する商用周波波形入力部１７０とを有している。 In the waveform recording apparatuses 100-1 and 100-2, the voltage and current signals are usually converted into alternating current of about 5 Vrms and input to the A / D converter. In the apparatus of the present application, the signal is high-pass filtered by the high-pass filter 101, and the AC frequency component of the commercial frequency and the harmonic component up to about several tens of orders are removed, and the frequency component waveform of 100 kHz to 1 MHz is sampled at a sampling frequency of several MHz A surge waveform input unit 180 that performs A / D conversion at the same time, and a commercial frequency waveform input unit 170 that performs A / D conversion on a commercial frequency AC waveform component at a sampling frequency of several kHz after low-pass filtering by the anti-aliasing filter 102. Have.
送電線１０の両端（Ａ端、Ｂ端）における波形データは波形記録装置１００−１，１００−２から通信ネットワーク４００を経由して解析装置２００（サーバー装置）に送られて、解析装置２００により故障点標定演算が行なわれる。 Waveform data at both ends (A end, B end) of the power transmission line 10 is sent from the waveform recording devices 100-1 and 100-2 to the analysis device 200 (server device) via the communication network 400, and is analyzed by the analysis device 200. A fault location calculation is performed.
本実施の形態の故障点標定システムによれば、解析装置２００が、判定手段において、サージの混入時点が判明している過去の電圧または電流波形データが主メモリー１４０に存在すると判定した場合は、演算手段において、その波形データと観測された実波形データから（式３）（または（式３ａ））の誤差関数の値を計算し、（式３）（または（式３ａ））中の波形の立ち上がり時点の値ｔ０を変化させながらそれが最小となる時点を求め、それを波形の立ち上がり時点として（式２７）により故障点標定し、出力手段によりその結果をモニター装置に出力する。 According to the fault location system of the present embodiment, when the analysis device 200 determines in the determination means that the past voltage or current waveform data for which the surge is mixed is present in the main memory 140, In the calculation means, the value of the error function of (Expression 3) (or (Expression 3a)) is calculated from the waveform data and the observed actual waveform data, and the waveform in (Expression 3) (or (Expression 3a)) is calculated. While changing the value t 0 of the rising point, the time point at which it becomes the minimum is obtained, and the failure point is determined by (Formula 27) as the rising point of the waveform, and the result is output to the monitor device by the output means.
また、解析装置２００が、判定手段において、サージの混入時点が判明している過去の電圧または電流波形データが、解析装置２００（過去のデータは、伝送部１６０から予め解析装置２００のパソコン内に伝送させ保存されている。）に存在しないと判定した場合は、演算手段において、（式１）で想定されるサージ波形ｙ（ｔ）に対しては、その立ち上がり時点をｔ０としてサージ波形を（式４）で想定し、その関数の立ち上がり（または立下り）時点ｔ０、および時定数αを（式５）、および（式６）で解析的に算出し、（式２）で想定されるサージ波形ｙ（ｔ）に対しては、その立ち上がり時点をｔ０としてサージ波形を（式７）で想定し、その関数の立ち上がり（または立下り）時点ｔ０、および時定数αを（式９）、および（式８）で解析的に算出して、出力手段によりその結果をモニター装置に出力する。 In addition, the analysis device 200 obtains the past voltage or current waveform data whose surge has been detected by the determination means in the analysis device 200 (the past data is previously stored in the personal computer of the analysis device 200 from the transmission unit 160. If it is determined that it does not exist in the calculation means, the surge waveform for the surge waveform y (t) assumed in (Equation 1) is set to t 0 as the rise time, and the surge waveform is calculated. Assumed in (Equation 4), the rising (or falling) time t 0 of the function and the time constant α are analytically calculated in (Equation 5) and (Equation 6), and are assumed in (Equation 2). For the surge waveform y (t), assuming that the rising point is t 0 , the surge waveform is assumed by (Equation 7), and the rising (or falling) point t 0 of the function and the time constant α are 9) and ( It is calculated analytically by equation (8), and the result is output to the monitor device by the output means.
また、解析装置２００が、判定手段において、至近端の事故で反射波到達までの時間が短く波形の形を十分評価できないと判定した場合は、図９を用いて説明した、充分なサージ振幅が得られない場合の立ち上がり点の決定方法、即ち、観測波形から図形的な方法で立ち上がり時点を求め、出力手段によりその結果をモニター装置に出力する。 In addition, when the analysis device 200 determines in the determination means that the time until the reflected wave reaches due to an accident at the near end is short and the waveform shape cannot be sufficiently evaluated, the sufficient surge amplitude described with reference to FIG. When the rising point is not obtained, that is, the rising point is obtained by a graphical method from the observed waveform, and the result is output to the monitor device by the output means.
サージの継続時間が短くモデル関数との波形の比較ができない場合や（式３）（または（式３ａ））の誤差関数が小さくならない場合、および複数の極小点が出来る場合は、図９を用いて説明した直線で近似する方法によって波形の立ち上がり時点の値を求め、（式２７）により故障点標定する。 If the surge duration is short and the waveform cannot be compared with the model function, or if the error function of (Equation 3) (or (Equation 3a)) does not become small, or if there are multiple local minimum points, use FIG. The value at the rising edge of the waveform is obtained by the method of approximating with the straight line described above, and the fault point is determined by (Equation 27).
尚、本実施の形態の解析装置２００（サーバー装置ともいう）は市販のパソコンまたはサーバー用パソコンを用いて、解析装置２００の機能をソフトウェアー的に実現することにより、任意の演算が実行できる場合について説明した。しかし、実施の形態としては、解析装置２００がパソコンである必要はなく、何れかの波形記録装置１００−１，１００−２内にその機能をソフトウェアー的に又はハードウェアー的に実装しても良い。 The analysis device 200 (also referred to as a server device) according to the present embodiment can execute any calculation by using a commercially available personal computer or server personal computer to realize the function of the analysis device 200 as software. Explained. However, as an embodiment, the analysis device 200 does not have to be a personal computer, and the function may be implemented in software or hardware in any of the waveform recording devices 100-1 and 100-2. good.
以上説明した通り、本実施の形態によれば、波形の立ち上がり時点を直線近似で求める方法と同等以上に高精度に求めることができ、したがって故障点位置を同等以上の高精度で求めることができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to obtain the rising point of the waveform with high accuracy equivalent to or higher than the method of obtaining the waveform rise time by linear approximation, and therefore it is possible to obtain the failure point position with high accuracy equivalent to or higher. .
従来のサージ型故障点標定装置は単一の方法で故障点を算出するものが殆どであったが、ノイズ成分が多い場合や至近端の事故で反射波到達までの時間が短く波形の形を十分評価できない場合、また、サージそのものの振幅が小さくかつ波形の変化が緩慢でその立ち上がり時点が明確でない場合など単一の方法で対応するには無理があった。 Most of the conventional surge type failure point locating devices calculate the failure point using a single method. If the surge cannot be fully evaluated, or if the amplitude of the surge itself is small and the change in waveform is slow and the rise time is not clear, it is impossible to cope with a single method.
しかしながら、本発明に係る上記実施の形態の故障点標定システムを用いると、過去の波形データがある場合はそれを用いることで波形の変化が緩慢でその立ち上がり時点が明確でない場合でもより正確に立ち上がり時点が把握でき、また過去の波形データがない場合は理論的に立ち上がり時点を演算によって把握できる。 However, when the fault location system of the above embodiment according to the present invention is used, if there is past waveform data, the use of the waveform data makes it possible to rise more accurately even when the waveform change is slow and the rise time is not clear. The time point can be grasped, and when there is no past waveform data, the rise time point can be theoretically grasped by calculation.
また、至近端の事故で反射波到達までの時間が短く波形の形を十分評価できない場合は観測波形から図形的な方法で立ち上がり時点を求めることができ、それぞれの場合に各々の手法の欠点を補って最良の標定結果を算出することができる。 In addition, if the time until the reflected wave arrives due to a near-end accident is short and the waveform shape cannot be fully evaluated, the rise time can be determined graphically from the observed waveform. Can be used to calculate the best orientation result.
本発明の故障点標定システムは、サージ波によって指数関数的に変化する電圧電流波形からでもその変化開始時点をより高精度に推定し、その時点の時間差から故障点をより高精度に推定することが出来るので、例えば、サージ立ち上がり時刻の高精度測定手法とそれを用いたサージ到達時間差型故障点標定装置、及び故障点標定システム等に適用可能である。 The failure point locating system of the present invention estimates the change start time with higher accuracy even from a voltage / current waveform that changes exponentially with a surge wave, and estimates the failure point with higher accuracy from the time difference between the time points. Therefore, it can be applied to, for example, a high-accuracy measuring method of surge rise time, a surge arrival time difference type failure point locating device, a failure point locating system, and the like.
１０ 送電線
２０ 変電所
１００−１，１００−２ 波形記録装置
２００ 解析装置
３００ モニター装置
４００ 通信ネットワーク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Transmission line 20 Substation 100-1, 100-2 Waveform recording apparatus 200 Analysis apparatus 300 Monitor apparatus 400 Communication network
Claims (7)
前記波形記録装置に要求を出して事故検出時に記憶された波形データを集めて故障点を解析する解析装置と、
前記解析装置による解析結果を表示するモニター装置とを備え、
前記サージ波形成分の立ち上がり時刻の時間差から故障点を求める故障点標定システムであって、
前記サージ波形成分の混入時点が明確でない場合において、
（１）サージの混入時点が判明している過去の電圧または電流波形データが存在する場合は、その波形データｙ（ｔ）に対して、一定時間間隔で観測された電圧または電流サージ波形の観測値ＤOSC(t)との比を算出し（式３）で示される誤差を算出して前記誤差の値が最小となる観測値データ中のサージ波形の立ち上がり時点ｔ0を前記送電線の両端に設置された前記波形記録装置毎に求め、前記波形記録装置毎に求めたそれぞれの前記サージ波形の立ち上がり時点ｔ 0 の時間差から故障点標定し、
（２）サージの混入時点が判明している過去の電圧または電流波形データが存在しない場合は、（式１）または（式２）で想定されるサージ波形ｙ（ｔ）に対して理論的にサージ波形の立ち上がり時点ｔ0を前記送電線の両端に設置された前記波形記録装置毎に求め、前記波形記録装置毎に求めたそれぞれの前記サージ波形の立ち上がり時点ｔ 0 の時間差から故障点標定することを特徴とする、故障点標定システム。
ｙ（ｔ）：時刻ｔにおけるサージ波形の値、
Ａ、α、β：時刻ｔにおけるサージ波形の値を想定したモデル式の一例におけるパラメータで、（式１）においてはα＋βおよびα−βは２個の非振動減衰波形成分の各々の時定数、Ａ×βは立ち上がり時の波形の傾を示す。また、（式２）においてはαは時定数、Ａは最終値となっている。
は過去に観測された立ち上がり時点の判明している波形データの値を示す。 Low-speed A / D conversion that inputs voltage or current waveform as it is or via an anti-aliasing filter, samples at a relatively low sampling frequency of several tens to several hundred times the commercial frequency, and performs A / D conversion A high-speed A / D converter that inputs only a surge waveform component excluding a commercial frequency component and a high-frequency noise component, and performs A / D conversion by sampling at a relatively high sampling frequency of about several MHz or more. A surge waveform input unit having a D conversion unit, a pre-accident waveform memory for storing an A / D converted waveform, and a start detection unit for detecting an accident such as a voltage drop or overcurrent using low-speed sampling data And the contents of each pre-accident waveform memory storing the low-speed and high-speed sampled waveform data stored at the time of startup detection Surge waveform recording unit and commercial frequency waveform recording unit that transfer and store the waveform data obtained by observing for a certain period of time to each main memory, and data transmission that transmits the stored data when requested externally A waveform recording device installed at both ends of the transmission line,
An analysis device that issues a request to the waveform recording device and collects waveform data stored at the time of an accident detection to analyze a failure point;
A monitor device for displaying the analysis result by the analysis device;
A failure point locating system for obtaining a failure point from a time difference in rise time of the surge waveform component,
In the case where the surge waveform component is not clearly mixed,
(1) In the case where there is past voltage or current waveform data whose surge is mixed, the voltage or current surge waveform observed at regular time intervals with respect to the waveform data y (t) A ratio with the value D OSC (t) is calculated, the error shown in (Equation 3) is calculated, and the rise time t 0 of the surge waveform in the observed value data where the error value becomes the minimum is determined at both ends of the transmission line Determined for each of the waveform recording devices installed in, and fault location from the time difference of the rise time t 0 of each of the surge waveforms determined for each waveform recording device ,
(2) When there is no past voltage or current waveform data for which the surge entry time is known, theoretically with respect to the surge waveform y (t) assumed in (Equation 1) or (Equation 2) The surge waveform rise time t 0 is obtained for each of the waveform recording devices installed at both ends of the transmission line, and the failure point is determined from the time difference between the surge waveform rise times t 0 obtained for each of the waveform recording devices. A fault location system characterized by that.
y (t): value of the surge waveform at time t,
A, α, β are parameters in an example of a model equation assuming the value of the surge waveform at time t. In (Expression 1), α + β and α-β are time constants of the two non-vibration attenuation waveform components, A × β indicates the inclination of the waveform at the time of rising. In (Expression 2), α is a time constant and A is a final value.
Indicates the value of the waveform data that has been observed in the past and is known at the rising point.
前記サージ波形入力部における前記高速Ａ／Ｄ変換部でのＡ／Ｄ変換後のデータに対して移動平均法によるディジタルフィルタリングによってノイズ成分を除去した後、前記立ち上がり時点を算出し、かつディジタルフィルタリングによる時間遅延を補正することを特徴とする、故障点標定システム。 The fault location system according to claim 1,
After the noise component is removed by digital filtering by the moving average method with respect to the data after A / D conversion in the high-speed A / D conversion unit in the surge waveform input unit , the rise time point is calculated and the digital filtering is performed. A fault location system characterized by correcting the time delay.
前記サージの混入時点が判明している過去の電圧または電流波形データが存在しない場合に、前記（式１）で想定されるサージ波形ｙ（ｔ）の立ち上がり時点をｔ0としてサージ波形を（式４）で想定し、前記（式４）の右辺の位相定数βおよび、立ち上がり時点ｔ0を（式５）および、（式６）で解析的に算出することを特徴とする、故障点標定システム。
When there is no past voltage or current waveform data for which the time point at which the surge is mixed is known, the surge waveform is expressed as (Equation 1) with the rising point of the surge waveform y (t 1) assumed in (Equation 1) as t 0. 4), and the failure point locating system characterized in that the phase constant β on the right-hand side of (Expression 4) and the rising time t 0 are analytically calculated by (Expression 5) and (Expression 6). .
前記サージの混入時点が判明している過去の電圧または電流波形データが存在しない場合に、前記（式２）で想定されるサージ波形ｙ（ｔ）の立ち上がり時点をｔ0としてサージ波形を（式７）で想定し、前記（式７）の右辺の時定数α、および立ち上がり時点ｔ0を（式８）、および（式９）で解析的に算出することを特徴とする、故障点標定システム。
When there is no past voltage or current waveform data for which the surge mixing time is known, the surge waveform is expressed as (Equation 2) with the rising point of the surge waveform y (t ) assumed in (Equation 2) as t 0. 7), the time constant α on the right side of (Expression 7) and the rise time t 0 are analytically calculated by (Expression 8) and (Expression 9), .
波形観測時刻ｔ1、ｔ2、ｔ3、ｔ4、ｔ5を一定の時間幅ずつずらしたＮ組の点列に対して前記（式５）および前記（式６）の値を算出して平均化した値を立ち上がり時点の時刻データとして用いることを特徴とする、故障点標定システム。 The failure point locating system according to claim 3,
The values of (Equation 5) and (Equation 6) are calculated for N sets of point sequences in which the waveform observation times t 1 , t 2 , t 3 , t 4 , and t 5 are shifted by a certain time width. A fault location system characterized by using averaged values as time data at the time of rising.
波形観測時刻ｔ1、ｔ2を一定の時間幅ずつずらしたＮ組の点列に対して前記（式８）および前記（式９）の値を算出して平均化した値を立ち上がり時点の時刻データとして用いることを特徴とする、故障点標定システム。 The failure point locating system according to claim 4,
The time when the waveform observation times t 1 and t 2 are shifted by a certain time width and the values of (Equation 8) and (Equation 9) calculated and averaged are averaged A fault location system characterized by being used as data.
波形の同定に利用可能なサージ波形の継続時間が短く、または過大なノイズ成分によって前記（式３）の最小値が得られないかまたはあるレベルを下回らない場合、閾値ＸおよびＹを設け、以下の（１）〜（３）の手順によってサージ波形の立ち上がり時点を求めることを特徴とする、故障点標定システム。
（１）立ち上がりの１つ目の波高値の極大値から波高値の極大値のＸ％の値となる時点まで時間軸の逆方向に遡る。
（２）極大値のＹ％を下回るか極小値を検出した場合以外は更にもう一度前記（１）に示された時点の波高値のＸ％の値となる時点まで時間軸の逆方向に遡り、以後これを繰り返す。
（３）前記極大値のＹ％を下回るか極小値を検出した場合は前記極大値のＹ％を下回るか極小値を検出した前後の２点のデータを元に、前記２点を通る直線の延長線上でかつ波高値がゼロとなる時点をサージ波形の立ち上がり時点とする。 The fault location system according to any one of claims 1 to 6,
If the duration of the surge waveform that can be used for waveform identification is short, or if the minimum value of (Equation 3) cannot be obtained or falls below a certain level due to excessive noise components, thresholds X and Y are provided, A failure point locating system, wherein the rising point of the surge waveform is obtained by the procedures of (1) to (3).
(1) Go back in the reverse direction of the time axis from the maximum value of the first peak value of the rise to the time point when the value is X% of the maximum value of the peak value.
(2) Except when the value is below Y% of the maximum value or when the minimum value is detected, it goes back in the reverse direction of the time axis until the time when it becomes the value of X% of the peak value at the time point shown in (1) . This is repeated thereafter.
(3) if it detects whether minimum value below the Y% of the maximum value based on the data of two points before and after detecting whether the minimum value falls below Y% of the maximum value, the straight line passing through the two points The time when the peak value is zero on the extension line is defined as the surge waveform rising time.
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