(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-03-11
(45)【発行日】2022-03-22
(54)【発明の名称】故障点距離検出装置
(51)【国際特許分類】
G01R 31/08 20200101AFI20220314BHJP
G01R 31/52 20200101ALI20220314BHJP
【ＦＩ】
G01R31/08
G01R31/52
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2020020255
(22)【出願日】2020-02-10
(65)【公開番号】P2021056203
(43)【公開日】2021-04-08
【審査請求日】2020-08-31
(31)【優先権主張番号】P 2019178158
(32)【優先日】2019-09-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】392022721
【氏名又は名称】株式会社和田電業社
(73)【特許権者】
【識別番号】503032382
【氏名又は名称】古屋 一彦
(74)【代理人】
【識別番号】100100516
【弁理士】
【氏名又は名称】三谷 惠
(72)【発明者】
【氏名】古屋 一彦
【審査官】青木 洋平
(56)【参考文献】
【文献】特開昭５６－０２６２６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０４－２０４３９１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０３－０５４４８６（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭５４－０７００３３（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開昭６４－０１３４７２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５７－０４４８６５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５９－２１８９７０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１６３９１４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｒ ３１／０８
Ｇ０１Ｒ ３１／５０－３１／７４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電力回路の電力線と大地との間に故障が発生したことが検出されたとき、故障が発生した電力線を故障相とし、故障が発生していない電力線を健全相とし、前記電力回路が三相３線式である場合は、前記三相３線式の電力回路を停止した状態で三相の電力線のうちの前記故障相と前記健全相のうちのいずれか１相の終端を短絡し、前記電力回路が三相４線式である場合は、前記三相４線式の前記電力回路を停止した状態で三相の電力線のうちの前記故障相と前記健全相及び中性線のうちのいずれかの１相の終端を短絡し、前記電力回路が単相２線式または直流２線式である場合は、前記単相２線式または前記直流２線式の前記電力回路を停止した状態で前記故障相と前記健全相の終端を短絡し、前記電力回路が単相３線式である場合は、前記単相３線式の前記電力回路を停止した状態で前記故障相と前記健全相及び前記中性線のうちのいずれかの１相の終端を短絡する短絡装置と、プラス端子が大地に接地されマイナス端子が前記電力線の終端において前記短絡装置で短絡された電力線の送電端に接続され前記電力線の送電端からマイナスの直流電圧を印加する直流電源装置と、
前記直流電源装置のプラス端子から前記故障が発生した電力線の故障位置である故障点を通り前記故障点で分岐して前記故障相を経由して前記送電端側の合流点を通り前記直流電源装置のマイナス端子に戻る第１地絡回路に流れる故障相電流Ｉ１を検出する故障相電流検出器と、
前記直流電源装置のプラス端子から前記故障点を通り前記故障点で分岐して前記故障相の終端及び前記短絡装置を通り前記健全相を経由して前記送電端側の合流点を通り前記直流電源装置のマイナス端子に戻る第２地絡回路に流れる健全相電流Ｉ２を検出する健全相電流検出器と、
前記故障相電流Ｉ１と前記健全相電流Ｉ２との和の合計電流Ｉ３を検出する合計電流検出器とを備え、
前記故障相電流検出器及び前記健全相電流検出器は内部抵抗が前記電力線の抵抗値より小さい電流計であり、
前記故障相電流Ｉ１／前記合計電流Ｉ３を第１指標値Ｅ１、前記健全相電流Ｉ２／前記合計電流Ｉ３を第２指標値Ｅ２、前記送電端から前記終端までの前記電力線の距離をＬとしたとき、
前記送電端から前記故障点までの距離ｘ１を下記の（ａ）式及び（ｂ）式でそれぞれ別個に計算し、
ｘ１１＝２Ｌ・（１－Ｅ１）…（ａ）、ｘ１２＝２Ｌ・Ｅ２…（ｂ）
前記送電端から前記故障点までの距離ｘ１を計算値ｘ１１と計算値ｘ１２との平均値として求め、
前記終端から前記故障点までの距離ｘ２を下記の（ｃ）式及び（ｄ）式でそれぞれ別個に計算し、
ｘ２１＝Ｌ・（２Ｅ１－１）…（ｃ）、ｘ２２＝Ｌ・（１－２Ｅ２）…（ｄ）
前記終端から前記故障点までの距離ｘ２を計算値ｘ２１と計算値ｘ２２との平均値として求めることを特徴とする故障点距離検出装置。
【請求項2】
電力回路の電力線と大地との間に故障が発生したことが検出されたとき、故障が発生した電力線を故障相とし、故障が発生していない電力線を健全相とし、前記電力回路が三相３線式である場合は、前記三相３線式の電力回路を停止した状態で三相の電力線のうちの前記故障相と前記健全相のうちのいずれか１相の終端を短絡し、前記電力回路が三相４線式である場合は、前記三相４線式の前記電力回路を停止した状態で三相の電力線のうちの前記故障相と前記健全相及び中性線のうちのいずれかの１相の終端を短絡し、前記電力回路が単相２線式または直流２線式である場合は、前記単相２線式または前記直流２線式の前記電力回路を停止した状態で前記故障相と前記健全相の終端を短絡し、前記電力回路が単相３線式である場合は、前記単相３線式の前記電力回路を停止した状態で前記故障相と前記健全相及び前記中性線のうちのいずれかの１相の終端を短絡する短絡装置と、プラス端子が大地に接地されマイナス端子が前記電力線の終端において前記短絡装置で短絡された電力線の送電端に接続され前記電力線の送電端からマイナスの直流電圧を印加する直流電源装置と、
前記直流電源装置のプラス端子から前記故障が発生した電力線の故障位置である故障点を通り前記故障点で分岐して前記故障相を経由して前記送電端側の合流点を通り前記直流電源装置のマイナス端子に戻る第１地絡回路と前記直流電源装置のプラス端子から前記故障点を通り前記故障点で分岐して前記故障相の終端及び前記短絡装置を通り前記健全相を経由して前記送電端側の合流点を通り前記直流電源装置のマイナス端子に戻る第２地絡回路とを前記電力線の送電端において切り替える切替装置と、
前記切替装置での前記第１地絡回路と前記第２地絡回路との切り替えにより前記第１地絡回路に接続されたときは前記第１地絡回路に流れる故障相電流Ｉ１を検出し前記第２地絡回路に接続されたときは前記第２地絡回路に流れる健全相電流Ｉ２を検出する兼用電流検出器と、
前記兼用電流検出器は内部抵抗が前記電力線の抵抗値より小さい電流計であり、
前記故障相電流Ｉ１と前記健全相電流Ｉ２との和の合計電流Ｉ３を検出する合計電流検出器とを備え、
前記故障相電流Ｉ１／前記合計電流Ｉ３を第１指標値Ｅ１、前記健全相電流Ｉ２／前記合計電流Ｉ３を第２指標値Ｅ２、前記送電端から前記終端までの前記電力線の距離をＬとしたとき、
前記送電端から前記故障点までの距離ｘ１を下記の（ａ）式及び（ｂ）式でそれぞれ別個に計算し、
ｘ１１＝２Ｌ・（１－Ｅ１）…（ａ）、ｘ１２＝２Ｌ・Ｅ２…（ｂ）
前記送電端から前記故障点までの距離ｘ１を計算値ｘ１１と計算値ｘ１２との平均値として求め、
前記終端から前記故障点までの距離ｘ２を下記の（ｃ）式及び（ｄ）式でそれぞれ別個に計算し、
ｘ２１＝Ｌ・（２Ｅ１－１）…（ｃ）、ｘ２２＝Ｌ・（１－２Ｅ２）…（ｄ）
前記終端から前記故障点までの距離ｘ２を計算値ｘ２１と計算値ｘ２２との平均値として求めることを特徴とする故障点距離検出装置。
【請求項3】
前記送電端から前記故障点までの距離ｘ１を計算値ｘ１２とし、前記終端から前記故障点までの距離ｘ２を計算値ｘ２２として求めることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の故障点距離検出装置。
【請求項4】
電力回路の電力線と大地との間に故障が発生したことが検出されたとき、故障が発生した電力線を故障相とし、故障が発生していない電力線を健全相とし、前記電力回路が三相３線式である場合は、前記三相３線式の電力回路を停止した状態で三相の電力線のうちの前記故障相と前記健全相のうちのいずれか１相の終端を短絡し、前記電力回路が三相４線式である場合は、前記三相４線式の前記電力回路を停止した状態で三相の電力線のうちの前記故障相と前記健全相及び中性線のうちのいずれかの１相の終端を短絡し、前記電力回路が単相２線式または直流２線式である場合は、前記単相２線式または前記直流２線式の前記電力回路を停止した状態で前記故障相と前記健全相の終端を短絡し、前記電力回路が単相３線式である場合は、前記単相３線式の前記電力回路を停止した状態で前記故障相と前記健全相及び前記中性線のうちのいずれかの１相の終端を短絡する短絡装置と、プラス端子が大地に接地されマイナス端子が前記電力線の終端において前記短絡装置で短絡された電力線の送電端に接続され前記電力線の送電端からマイナスの直流電圧を印加する直流電源装置と、
前記直流電源装置のプラス端子から前記故障が発生した電力線の故障位置である故障点を通り前記故障点で分岐して前記故障相の終端及び前記短絡装置を通り前記健全相を経由して前記送電端側の合流点を通り前記直流電源装置のマイナス端子に戻る第２地絡回路に流れる健全相電流Ｉ２を検出する健全相電流検出器と、
前記直流電源装置のプラス端子から前記故障点を通り前記故障点で分岐して前記故障相を経由して前記送電端側の合流点を通り前記直流電源装置のマイナス端子に戻る第１地絡回路に流れる故障相電流Ｉ１と前記健全相電流Ｉ２との和の合計電流Ｉ３を検出する合計電流検出器とを備え、
前記健全相電流検出器は内部抵抗が前記電力線の抵抗値より小さい電流計であり、
前記健全相電流Ｉ２／前記合計電流Ｉ３を第２指標値Ｅ２、前記送電端から前記終端までの前記電力線の距離をＬとしたとき、
前記送電端から前記故障点までの距離ｘ１を下記（ｂ）式で計算し、
ｘ１２＝２Ｌ・Ｅ２…（ｂ）
前記送電端から前記故障点までの距離ｘ１を計算値ｘ１２として求め、
前記終端から前記故障点までの距離ｘ２を下記（ｄ）式で計算し、
ｘ２２＝Ｌ・（１－２Ｅ２）…（ｄ）
前記終端から前記故障点までの距離ｘ２を計算値ｘ２２として求めることを特徴とする故障点距離検出装置。
【請求項5】
電力回路の電力線と大地との間に故障が発生したことが検出されたとき、故障が発生した電力線を故障相とし、故障が発生していない電力線を健全相とし、前記電力回路が三相３線式である場合は、前記三相３線式の電力回路を停止した状態で三相の電力線のうちの前記故障相と前記健全相のうちのいずれか１相の終端を短絡し、前記電力回路が三相４線式である場合は、前記三相４線式の前記電力回路を停止した状態で三相の電力線のうちの前記故障相と前記健全相及び中性線のうちのいずれかの１相の終端を短絡し、前記電力回路が単相２線式または直流２線式である場合は、前記単相２線式または前記直流２線式の前記電力回路を停止した状態で前記故障相と前記健全相の終端を短絡し、前記電力回路が単相３線式である場合は、前記単相３線式の前記電力回路を停止した状態で前記故障相と前記健全相及び前記中性線のうちのいずれかの１相の終端を短絡する短絡装置と、プラス端子が大地に接地されマイナス端子が前記電力線の終端において前記短絡装置で短絡された電力線の送電端に接続され前記電力線の送電端からマイナスの直流電圧を印加する直流電源装置と、
前記直流電源装置のプラス端子から前記故障が発生した電力線の故障位置である故障点を通り前記故障点で分岐して前記故障相を経由して前記送電端側の合流点を通り前記直流電源装置のマイナス端子に戻る第１地絡回路に流れる故障相電流Ｉ１と前記直流電源装置のプラス端子から前記故障点を通り前記故障点で分岐して前記故障相の終端及び前記短絡装置を通り前記健全相を経由して前記送電端側の合流点を通り前記直流電源装置のマイナス端子に戻る第２地絡回路に流れる健全相電流Ｉ２との差電流Ｉ１２を検出する差電流検出器と、
前記故障相電流Ｉ１と前記健全相電流Ｉ２との和の合計電流Ｉ３を検出する合計電流検出器とを備え、
前記差電流検出器は前記故障相電流Ｉ１と前記健全相電流Ｉ２とを逆向きに入力して前記故障相電流Ｉ１と前記健全相電流Ｉ２との差電流Ｉ１２を検出する差動式磁場検出型の電流検出器であり、
前記差電流Ｉ１２／前記合計電流Ｉ３を第３指標値Ｅ３、前記送電端から前記終端までの前記電力線の距離をＬとしたとき、
前記送電端から前記故障点までの距離ｘ１を下記（ｅ）式で計算し、
ｘ１＝Ｌ・（１－Ｅ３）…（ｅ）
前記終端から前記故障点までの距離ｘ２を下記（ｆ）式で計算し、
ｘ２＝Ｌ・Ｅ３…（ｆ）
前記送電端から前記故障点までの距離ｘ１及び前記終端から前記故障点までの距離ｘ２を求めることを特徴とする故障点距離検出装置。
【請求項6】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の故障点距離検出装置において、前記送電端から前記故障点までの距離ｘ１と前記終端から前記故障点までの距離ｘ２との和（ｘ１＋ｘ２）が送電端１１から終端１２までの電力線の距離Ｌよりα１だけ大きいときは、α１／２だけ計算値ｘ１及び計算値ｘ２より引き算して送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１及び終端１２から故障点までの距離ｘ２を求め、一方、送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１と終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２との和（ｘ１＋ｘ２）が送電端１１から終端１２までの電力線の距離Ｌよりα２だけ小さいときは、α２／２だけ計算値ｘ１及び計算値ｘ２に足し算して送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１及び終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２を求めることを特徴とする故障点距離検出装置。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電力線における事故点を送電端から故障点までの距離として検出する故障点距離検出装置に関する。
【背景技術】
【0002】
屋内配電線、屋外配電線、地中配電線における低圧、高圧、特別高圧の交流の電力回路や直流の電力回路のケーブル、電線（以下電力線という）の絶縁性能の維持、監視、保全は重要な業務である。電気事業法において、これらの設備の維持監理が保安規定により定められ、電気事業者および自家用電気設備の設置者において電力線の維持監理が実施されている。
【0003】
交流の電力回路の配線方式には三相３線式、三相４線式、単相２線式、単相３線式などがあり、直流の電力回路には直流２線式がある。これらの電力回路のうち交流の電力回路においては、電力線の絶縁性能の低下、不良、地絡事故（以下故障という）が発生した場合には、零相分が発生するので零相を監視することにより、電力回路のいずれかの系統で故障が発生していることを検出できる。そして、電力回路のうちのいずれの相で故障しているかの判定は、絶縁抵抗計にて電力回路の各相に対して個別に絶縁抵抗を測定することにより故障相を求めることができる。また、本出願人が先に出願した特願２０１９－１４１０５４号を用いることにより故障相を求めることができる。
【0004】
直流の電力回路においては、直流漏電検出器により故障を検出でき、交流の電力回路と同様に絶縁抵抗計にて電力回路の各相に対して個別に絶縁抵抗を測定することにより故障相を求めることができる。
【0005】
図１３は、三相３線式の電力回路の三相の各相に対して絶縁抵抗計にて個別に絶縁抵抗を測定することにより故障相を求める場合の三相３線式の電力回路の回路図である。この三相の電力回路は送電端１１から終端１２まで三相のＲＳＴ相の電力線で構成されている。いま、三相のＲＳＴ相のうちのＴ相に故障が発生していたとする。すなわち、Ｒ相Ｓ相は健全相でありＴ相が故障相であるとする。ＲｒはＲ相の電力線の直流抵抗、ＲｓはＳ相の電力線の直流抵抗、ＲｔはＴ相の電力線の直流抵抗である。Ｔ相の電力線の直流抵抗Ｒｔのうち、Ｒｔ１は送電端１１から故障点Ｇまでの直流抵抗、Ｒｔ２は終端１２から故障点Ｇまでの直流抵抗であり、Ｒｔ＝Ｒｔ１＋Ｒｔ２である。
【0006】
ＲＳＴ相のいずれかに故障が発生すると三相のＲＳＴ相に零相分が発生する。そこで、三相のＲＳＴ相に零相分が検出されると三相の電力回路を停止し、三相の各相に順次絶縁抵抗計１３を接続して故障電流Ｉｇ及び故障抵抗Ｒｇを求める。この場合、三相の電力回路の途中に分岐の電力回路がある場合は、その分岐の電力回路の終端を開放しておく。
【0007】
故障抵抗Ｒｇの対地絶縁抵抗値は、通常約０Ωから数十ＭΩと考えられる。図１３の電力回路において対地絶縁抵抗値の低下は集中定数であり、対地静電容量は分布定数であるが、絶縁抵抗計１３を用いて故障抵抗を測定する回路は直流回路であるので対地静電容量は除外することができる。
【0008】
図１３において、いま、故障相であるＴ相に絶縁抵抗計１３を接続して故障電流Ｉｇ及び故障抵抗Ｒｇを求める。この場合、絶縁抵抗計１３の電流計１４の電流値を監視しながら、絶縁抵抗計１３の直流電流を徐々に大きくする。これは、プラス端子が接地されている直流電源装置１５の出力電流を可変抵抗１６で変化させて行う。なお、可変抵抗１６ではなく直接直流電源装置１５の出力電圧を可変させて絶縁抵抗計１３の直流電流を徐々に大きくするようにしてもよい。この場合、直流電圧は０Ｖから１０ｋＶ程度まで調整できるものが好ましい。故障点電圧をＥｇとすると、故障抵抗ＲｇはＲｇ＝Ｅｇ／Ｉｇで求められる。
【0009】
このようにして、故障点Ｇの故障抵抗Ｒｇ、故障電流Ｉｇ、故障点電圧Ｅｇを求めることができるが、故障点Ｇの位置は分からない。そこで、故障相の故障点Ｇの位置を検知することが要請される。
【0010】
ここで、故障相の故障点Ｇの位置を検知するものとして、電力ケーブルの一端の導体に直流電圧を加え、電力ケーブルの一端の導体に伝搬した第１パルス波を処理をしたものを第１信号波形とし、電力ケーブルの他端の導体に伝搬した第２パルス波を処理したものを第２信号波形とし、第１信号波形と第２信号波形との周波数ごとの位相差を求め、求めた位相差に基づいて高精度で故障点を検出できるようにしたものがある（特許文献１参照）。また、シールド層を有したケーブルの絶縁不良をホイートストンブリッジの原理により検出するようにしたものもある（非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0011】
【文献】特開２００７－２３２６２３号公報
【非特許文献】
【0012】
【文献】株式会社フジクラ・ダイヤケーブル、活線シース絶縁不良点測定装置、https://www.fujikura-dia.co.jp/products/lilia150T
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
しかし、特許文献１のものでは、故障点を検出するにあたり、電力ケーブルの端部に伝搬したパルス信号を処理する演算や処理した第１信号波と第２信号波との位相差を求める演算が必要となり、高度な演算処理装置が必要となる。また、非特許文献１のものでは、シールド層を有したケーブルの絶縁不良を対象としており、ホイートストンブリッジ回路を有していることから高価絡である。
【0014】
屋内配線の低圧電力回路はビルや工場に多数設置されており、敷設から５０年以上経過しているものや、敷設経路に多数の電力線が重ねて敷設されている場合や、床から高い天井位置に敷設されていることが多い。また、建物外や屋上などにおいては、電力線が配管に収められているため、電力線の中間位置に絶縁不良が生じても、その位置を検知し特定することは現実的に不可能に近い。そのため、絶縁性異常の電力線を特定した場合、その電力線全体を撤去交換するか、電力線の途中を切り分けて調査することで、故障区間を調査しているのが実情である。そのため、電力線における事故点の位置を高精度に簡易な構成で安価に検知することが要請されている。
【0015】
本発明の目的は、三相３線式、三相４線式、単相２線式、単相３線式、直流２線式等の電力回路の電力線を対象として、簡易な構成で安価に電力線における事故点を送電端から故障点までの距離として検出できる故障点距離検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0016】
請求項１の発明に係る故障点距離検出装置は、
電力回路の電力線と大地との間に故障が発生したことが検出されたとき、故障が発生した電力線を故障相とし、故障が発生していない電力線を健全相とし、前記電力回路が三相３線式である場合は、前記三相３線式の電力回路を停止した状態で三相の電力線のうちの前記故障相と前記健全相のうちのいずれか１相の終端を短絡し、前記電力回路が三相４線式である場合は、前記三相４線式の前記電力回路を停止した状態で三相の電力線のうちの前記故障相と前記健全相及び中性線のうちのいずれかの１相の終端を短絡し、前記電力回路が単相２線式または直流２線式である場合は、前記単相２線式または前記直流２線式の前記電力回路を停止した状態で前記故障相と前記健全相の終端を短絡し、前記電力回路が単相３線式である場合は、前記単相３線式の前記電力回路を停止した状態で前記故障相と前記健全相及び前記中性線のうちのいずれかの１相の終端を短絡する短絡装置と、
プラス端子が大地に接地されマイナス端子が前記電力線の終端において前記短絡装置で短絡された電力線の送電端に接続され前記電力線の送電端からマイナスの直流電圧を印加する直流電源装置と、
前記直流電源装置のプラス端子から前記故障が発生した電力線の故障位置である故障点を通り前記故障点で分岐して前記故障相を経由して前記送電端側の合流点を通り前記直流電源装置のマイナス端子に戻る第１地絡回路に流れる故障相電流Ｉ１を検出する故障相電流検出器と、
前記直流電源装置のプラス端子から前記故障点を通り前記故障点で分岐して前記故障相の終端及び前記短絡装置を通り前記健全相を経由して前記送電端側の合流点を通り前記直流電源装置のマイナス端子に戻る第２地絡回路に流れる健全相電流Ｉ２を検出する健全相電流検出器と、
前記故障相電流Ｉ１と前記健全相電流Ｉ２との和の合計電流Ｉ３を検出する合計電流検出器とを備え、
前記故障相電流検出器及び前記健全相電流検出器は内部抵抗が前記電力線の抵抗値より小さい電流計であり、
前記故障相電流Ｉ１／前記合計電流Ｉ３を第１指標値Ｅ１、前記健全相電流Ｉ２／前記合計電流Ｉ３を第２指標値Ｅ２、前記送電端から前記終端までの前記電力線の距離をＬとしたとき、
前記送電端から前記故障点までの距離ｘ１を下記の（ａ）式及び（ｂ）式でそれぞれ別個に計算し、
ｘ１１＝２Ｌ・（１－Ｅ１）…（ａ）、ｘ１２＝２Ｌ・Ｅ２…（ｂ）
前記送電端から前記故障点までの距離ｘ１を計算値ｘ１１と計算値ｘ１２との平均値として求め、
前記終端から前記故障点までの距離ｘ２を下記の（ｃ）式及び（ｄ）式でそれぞれ別個に計算し、
ｘ２１＝Ｌ・（２Ｅ１－１）…（ｃ）、ｘ２２＝Ｌ・（１－２Ｅ２）…（ｄ）
前記終端から前記故障点までの距離ｘ２を計算値ｘ２１と計算値ｘ２２との平均値として求めることを特徴とする。
電力回路の電力線と大地との間に故障が発生したことが検出されたとき、故障が発生した電力線を故障相とし、故障が発生していない電力線を健全相とし、前記電力回路が三相３線式である場合は、前記三相３線式の電力回路を停止した状態で三相の電力線のうちの前記故障相と前記健全相のうちのいずれか１相の終端を短絡し、前記電力回路が三相４線式である場合は、前記三相４線式の前記電力回路を停止した状態で三相の電力線のうちの前記故障相と前記健全相及び中性線のうちのいずれかの１相の終端を短絡し、前記電力回路が単相２線式または直流２線式である場合は、前記単相２線式または前記直流２線式の前記電力回路を停止した状態で前記故障相と前記健全相の終端を短絡し、前記電力回路が単相３線式である場合は、前記単相３線式の前記電力回路を停止した状態で前記故障相と前記健全相及び前記中性線のうちのいずれかの１相の終端を短絡する短絡装置と、
プラス端子が大地に接地されマイナス端子が前記電力線の終端において前記短絡装置で短絡された電力線の送電端に接続され前記電力線の送電端からマイナスの直流電圧を印加する直流電源装置と、
前記直流電源装置のプラス端子から前記故障が発生した電力線の故障位置である故障点を通り前記故障点で分岐して前記故障相を経由して前記送電端側の合流点を通り前記直流電源装置のマイナス端子に戻る第１地絡回路に流れる故障相電流Ｉ１を検出する故障相電流検出器と、
前記直流電源装置のプラス端子から前記故障点を通り前記故障点で分岐して前記故障相の終端及び前記短絡装置を通り前記健全相を経由して前記送電端側の合流点を通り前記直流電源装置のマイナス端子に戻る第２地絡回路に流れる健全相電流Ｉ２を検出する健全相電流検出器と、
前記故障相電流Ｉ１と前記健全相電流Ｉ２との和の合計電流Ｉ３を検出する合計電流検出器とを備え、
前記故障相電流検出器及び前記健全相電流検出器は内部抵抗が前記電力線の抵抗値より小さい電流計であり、
前記故障相電流Ｉ１／前記合計電流Ｉ３を第１指標値Ｅ１、前記健全相電流Ｉ２／前記合計電流Ｉ３を第２指標値Ｅ２、前記送電端から前記終端までの前記電力線の距離をＬとしたとき、
前記送電端から前記故障点までの距離ｘ１を下記の（ａ）式及び（ｂ）式でそれぞれ別個に計算し、
ｘ１１＝２Ｌ・（１－Ｅ１）…（ａ）、ｘ１２＝２Ｌ・Ｅ２…（ｂ）
前記送電端から前記故障点までの距離ｘ１を計算値ｘ１１と計算値ｘ１２との平均値として求め、
前記終端から前記故障点までの距離ｘ２を下記の（ｃ）式及び（ｄ）式でそれぞれ別個に計算し、
ｘ２１＝Ｌ・（２Ｅ１－１）…（ｃ）、ｘ２２＝Ｌ・（１－２Ｅ２）…（ｄ）
前記終端から前記故障点までの距離ｘ２を計算値ｘ２１と計算値ｘ２２との平均値として求めることを特徴とする。
【0017】
請求項２の発明に係る故障点距離検出装置は、
電力回路の電力線と大地との間に故障が発生したことが検出されたとき、故障が発生した電力線を故障相とし、故障が発生していない電力線を健全相とし、前記電力回路が三相３線式である場合は、前記三相３線式の電力回路を停止した状態で三相の電力線のうちの前記故障相と前記健全相のうちのいずれか１相の終端を短絡し、前記電力回路が三相４線式である場合は、前記三相４線式の前記電力回路を停止した状態で三相の電力線のうちの前記故障相と前記健全相及び中性線のうちのいずれかの１相の終端を短絡し、前記電力回路が単相２線式または直流２線式である場合は、前記単相２線式または前記直流２線式の前記電力回路を停止した状態で前記故障相と前記健全相の終端を短絡し、前記電力回路が単相３線式である場合は、前記単相３線式の前記電力回路を停止した状態で前記故障相と前記健全相及び前記中性線のうちのいずれかの１相の終端を短絡する短絡装置と、
プラス端子が大地に接地されマイナス端子が前記電力線の終端において前記短絡装置で短絡された電力線の送電端に接続され前記電力線の送電端からマイナスの直流電圧を印加する直流電源装置と、
前記直流電源装置のプラス端子から前記故障が発生した電力線の故障位置である故障点を通り前記故障点で分岐して前記故障相を経由して前記送電端側の合流点を通り前記直流電源装置のマイナス端子に戻る第１地絡回路と前記直流電源装置のプラス端子から前記故障点を通り前記故障点で分岐して前記故障相の終端及び前記短絡装置を通り前記健全相を経由して前記送電端側の合流点を通り前記直流電源装置のマイナス端子に戻る第２地絡回路とを前記電力線の送電端において切り替える切替装置と、
前記切替装置での前記第１地絡回路と前記第２地絡回路との切り替えにより前記第１地絡回路に接続されたときは前記第１地絡回路に流れる故障相電流Ｉ１を検出し前記第２地絡回路に接続されたときは前記第２地絡回路に流れる健全相電流Ｉ２を検出する兼用電流検出器と、
前記兼用電流検出器は内部抵抗が前記電力線の抵抗値より小さい電流計であり、
前記故障相電流Ｉ１と前記健全相電流Ｉ２との和の合計電流Ｉ３を検出する合計電流検出器とを備え、
前記故障相電流Ｉ１／前記合計電流Ｉ３を第１指標値Ｅ１、前記健全相電流Ｉ２／前記合計電流Ｉ３を第２指標値Ｅ２、前記送電端から前記終端までの前記電力線の距離をＬとしたとき、
前記送電端から前記故障点までの距離ｘ１を下記の（ａ）式及び（ｂ）式でそれぞれ別個に計算し、
ｘ１１＝２Ｌ・（１－Ｅ１）…（ａ）、ｘ１２＝２Ｌ・Ｅ２…（ｂ）
前記送電端から前記故障点までの距離ｘ１を計算値ｘ１１と計算値ｘ１２との平均値として求め、
前記終端から前記故障点までの距離ｘ２を下記の（ｃ）式及び（ｄ）式でそれぞれ別個に計算し、
ｘ２１＝Ｌ・（２Ｅ１－１）…（ｃ）、ｘ２２＝Ｌ・（１－２Ｅ２）…（ｄ）
前記終端から前記故障点までの距離ｘ２を計算値ｘ２１と計算値ｘ２２との平均値として求めることを特徴とする。
電力回路の電力線と大地との間に故障が発生したことが検出されたとき、故障が発生した電力線を故障相とし、故障が発生していない電力線を健全相とし、前記電力回路が三相３線式である場合は、前記三相３線式の電力回路を停止した状態で三相の電力線のうちの前記故障相と前記健全相のうちのいずれか１相の終端を短絡し、前記電力回路が三相４線式である場合は、前記三相４線式の前記電力回路を停止した状態で三相の電力線のうちの前記故障相と前記健全相及び中性線のうちのいずれかの１相の終端を短絡し、前記電力回路が単相２線式または直流２線式である場合は、前記単相２線式または前記直流２線式の前記電力回路を停止した状態で前記故障相と前記健全相の終端を短絡し、前記電力回路が単相３線式である場合は、前記単相３線式の前記電力回路を停止した状態で前記故障相と前記健全相及び前記中性線のうちのいずれかの１相の終端を短絡する短絡装置と、
プラス端子が大地に接地されマイナス端子が前記電力線の終端において前記短絡装置で短絡された電力線の送電端に接続され前記電力線の送電端からマイナスの直流電圧を印加する直流電源装置と、
前記直流電源装置のプラス端子から前記故障が発生した電力線の故障位置である故障点を通り前記故障点で分岐して前記故障相を経由して前記送電端側の合流点を通り前記直流電源装置のマイナス端子に戻る第１地絡回路と前記直流電源装置のプラス端子から前記故障点を通り前記故障点で分岐して前記故障相の終端及び前記短絡装置を通り前記健全相を経由して前記送電端側の合流点を通り前記直流電源装置のマイナス端子に戻る第２地絡回路とを前記電力線の送電端において切り替える切替装置と、
前記切替装置での前記第１地絡回路と前記第２地絡回路との切り替えにより前記第１地絡回路に接続されたときは前記第１地絡回路に流れる故障相電流Ｉ１を検出し前記第２地絡回路に接続されたときは前記第２地絡回路に流れる健全相電流Ｉ２を検出する兼用電流検出器と、
前記兼用電流検出器は内部抵抗が前記電力線の抵抗値より小さい電流計であり、
前記故障相電流Ｉ１と前記健全相電流Ｉ２との和の合計電流Ｉ３を検出する合計電流検出器とを備え、
前記故障相電流Ｉ１／前記合計電流Ｉ３を第１指標値Ｅ１、前記健全相電流Ｉ２／前記合計電流Ｉ３を第２指標値Ｅ２、前記送電端から前記終端までの前記電力線の距離をＬとしたとき、
前記送電端から前記故障点までの距離ｘ１を下記の（ａ）式及び（ｂ）式でそれぞれ別個に計算し、
ｘ１１＝２Ｌ・（１－Ｅ１）…（ａ）、ｘ１２＝２Ｌ・Ｅ２…（ｂ）
前記送電端から前記故障点までの距離ｘ１を計算値ｘ１１と計算値ｘ１２との平均値として求め、
前記終端から前記故障点までの距離ｘ２を下記の（ｃ）式及び（ｄ）式でそれぞれ別個に計算し、
ｘ２１＝Ｌ・（２Ｅ１－１）…（ｃ）、ｘ２２＝Ｌ・（１－２Ｅ２）…（ｄ）
前記終端から前記故障点までの距離ｘ２を計算値ｘ２１と計算値ｘ２２との平均値として求めることを特徴とする。
【0018】
請求項３の発明に係る故障点距離検出装置は、
請求項１または請求項２の発明において、前記送電端から前記故障点までの距離ｘ１を計算値ｘ１２とし、前記終端から前記故障点までの距離ｘ２を計算値ｘ２２として求めることを特徴とする。
請求項１または請求項２の発明において、前記送電端から前記故障点までの距離ｘ１を計算値ｘ１２とし、前記終端から前記故障点までの距離ｘ２を計算値ｘ２２として求めることを特徴とする。
【0019】
請求項４の発明に係る故障点距離検出装置は、
電力回路の電力線と大地との間に故障が発生したことが検出されたとき、故障が発生した電力線を故障相とし、故障が発生していない電力線を健全相とし、前記電力回路が三相３線式である場合は、前記三相３線式の電力回路を停止した状態で三相の電力線のうちの前記故障相と前記健全相のうちのいずれか１相の終端を短絡し、前記電力回路が三相４線式である場合は、前記三相４線式の前記電力回路を停止した状態で三相の電力線のうちの前記故障相と前記健全相及び中性線のうちのいずれかの１相の終端を短絡し、前記電力回路が単相２線式または直流２線式である場合は、前記単相２線式または前記直流２線式の前記電力回路を停止した状態で前記故障相と前記健全相の終端を短絡し、前記電力回路が単相３線式である場合は、前記単相３線式の前記電力回路を停止した状態で前記故障相と前記健全相及び前記中性線のうちのいずれかの１相の終端を短絡する短絡装置と、
プラス端子が大地に接地されマイナス端子が前記電力線の終端において前記短絡装置で短絡された電力線の送電端に接続され前記電力線の送電端からマイナスの直流電圧を印加する直流電源装置と、
前記直流電源装置のプラス端子から前記故障が発生した電力線の故障位置である故障点を通り前記故障点で分岐して前記故障相の終端及び前記短絡装置を通り前記健全相を経由して前記送電端側の合流点を通り前記直流電源装置のマイナス端子に戻る第２地絡回路に流れる健全相電流Ｉ２を検出する健全相電流検出器と、
前記直流電源装置のプラス端子から前記故障点を通り前記故障点で分岐して前記故障相を経由して前記送電端側の合流点を通り前記直流電源装置のマイナス端子に戻る第１地絡回路に流れる故障相電流Ｉ１と前記健全相電流Ｉ２との和の合計電流Ｉ３を検出する合計電流検出器とを備え、
前記健全相電流検出器は内部抵抗が前記電力線の抵抗値より小さい電流計であり、
前記健全相電流Ｉ２／前記合計電流Ｉ３を第２指標値Ｅ２、前記送電端から前記終端までの前記電力線の距離をＬとしたとき、
前記送電端から前記故障点までの距離ｘ１を下記（ｂ）式で計算し、
ｘ１２＝２Ｌ・Ｅ２…（ｂ）
前記送電端から前記故障点までの距離ｘ１を計算値ｘ１２として求め、
前記終端から前記故障点までの距離ｘ２を下記（ｄ）式で計算し、
ｘ２２＝Ｌ・（１－２Ｅ２）…（ｄ）
前記終端から前記故障点までの距離ｘ２を計算値ｘ２２として求めることを特徴とする。
電力回路の電力線と大地との間に故障が発生したことが検出されたとき、故障が発生した電力線を故障相とし、故障が発生していない電力線を健全相とし、前記電力回路が三相３線式である場合は、前記三相３線式の電力回路を停止した状態で三相の電力線のうちの前記故障相と前記健全相のうちのいずれか１相の終端を短絡し、前記電力回路が三相４線式である場合は、前記三相４線式の前記電力回路を停止した状態で三相の電力線のうちの前記故障相と前記健全相及び中性線のうちのいずれかの１相の終端を短絡し、前記電力回路が単相２線式または直流２線式である場合は、前記単相２線式または前記直流２線式の前記電力回路を停止した状態で前記故障相と前記健全相の終端を短絡し、前記電力回路が単相３線式である場合は、前記単相３線式の前記電力回路を停止した状態で前記故障相と前記健全相及び前記中性線のうちのいずれかの１相の終端を短絡する短絡装置と、
プラス端子が大地に接地されマイナス端子が前記電力線の終端において前記短絡装置で短絡された電力線の送電端に接続され前記電力線の送電端からマイナスの直流電圧を印加する直流電源装置と、
前記直流電源装置のプラス端子から前記故障が発生した電力線の故障位置である故障点を通り前記故障点で分岐して前記故障相の終端及び前記短絡装置を通り前記健全相を経由して前記送電端側の合流点を通り前記直流電源装置のマイナス端子に戻る第２地絡回路に流れる健全相電流Ｉ２を検出する健全相電流検出器と、
前記直流電源装置のプラス端子から前記故障点を通り前記故障点で分岐して前記故障相を経由して前記送電端側の合流点を通り前記直流電源装置のマイナス端子に戻る第１地絡回路に流れる故障相電流Ｉ１と前記健全相電流Ｉ２との和の合計電流Ｉ３を検出する合計電流検出器とを備え、
前記健全相電流検出器は内部抵抗が前記電力線の抵抗値より小さい電流計であり、
前記健全相電流Ｉ２／前記合計電流Ｉ３を第２指標値Ｅ２、前記送電端から前記終端までの前記電力線の距離をＬとしたとき、
前記送電端から前記故障点までの距離ｘ１を下記（ｂ）式で計算し、
ｘ１２＝２Ｌ・Ｅ２…（ｂ）
前記送電端から前記故障点までの距離ｘ１を計算値ｘ１２として求め、
前記終端から前記故障点までの距離ｘ２を下記（ｄ）式で計算し、
ｘ２２＝Ｌ・（１－２Ｅ２）…（ｄ）
前記終端から前記故障点までの距離ｘ２を計算値ｘ２２として求めることを特徴とする。
【0020】
請求項５の発明に係る故障点距離検出装置は、
電力回路の電力線と大地との間に故障が発生したことが検出されたとき、故障が発生した電力線を故障相とし、故障が発生していない電力線を健全相とし、前記電力回路が三相３線式である場合は、前記三相３線式の電力回路を停止した状態で三相の電力線のうちの前記故障相と前記健全相のうちのいずれか１相の終端を短絡し、前記電力回路が三相４線式である場合は、前記三相４線式の前記電力回路を停止した状態で三相の電力線のうちの前記故障相と前記健全相及び中性線のうちのいずれかの１相の終端を短絡し、前記電力回路が単相２線式または直流２線式である場合は、前記単相２線式または前記直流２線式の前記電力回路を停止した状態で前記故障相と前記健全相の終端を短絡し、前記電力回路が単相３線式である場合は、前記単相３線式の前記電力回路を停止した状態で前記故障相と前記健全相及び前記中性線のうちのいずれかの１相の終端を短絡する短絡装置と、
プラス端子が大地に接地されマイナス端子が前記電力線の終端において前記短絡装置で短絡された電力線の送電端に接続され前記電力線の送電端からマイナスの直流電圧を印加する直流電源装置と、
前記直流電源装置のプラス端子から前記故障が発生した電力線の故障位置である故障点を通り前記故障点で分岐して前記故障相を経由して前記送電端側の合流点を通り前記直流電源装置のマイナス端子に戻る第１地絡回路に流れる故障相電流Ｉ１と前記直流電源装置のプラス端子から前記故障点を通り前記故障点で分岐して前記故障相の終端及び前記短絡装置を通り前記健全相を経由して前記送電端側の合流点を通り前記直流電源装置のマイナス端子に戻る第２地絡回路に流れる健全相電流Ｉ２との差電流Ｉ１２を検出する差電流検出器と、
前記故障相電流Ｉ１と前記健全相電流Ｉ２との和の合計電流Ｉ３を検出する合計電流検出器とを備え、
前記差電流検出器は前記故障相電流Ｉ１と前記健全相電流Ｉ２とを逆向きに入力して前記故障相電流Ｉ１と前記健全相電流Ｉ２との差電流Ｉ１２を検出する差動式磁場検出型の電流検出器であり、
前記差電流Ｉ１２／前記合計電流Ｉ３を第３指標値Ｅ３、前記送電端から前記終端までの前記電力線の距離をＬとしたとき、
前記送電端から前記故障点までの距離ｘ１を下記（ｅ）式で計算し、
ｘ１＝Ｌ・（１－Ｅ３）…（ｅ）
前記終端から前記故障点までの距離ｘ２を下記（ｆ）式で計算し、
ｘ２＝Ｌ・Ｅ３…（ｆ）
前記送電端から前記故障点までの距離ｘ１及び前記終端から前記故障点までの距離ｘ２を求めることを特徴とする。
電力回路の電力線と大地との間に故障が発生したことが検出されたとき、故障が発生した電力線を故障相とし、故障が発生していない電力線を健全相とし、前記電力回路が三相３線式である場合は、前記三相３線式の電力回路を停止した状態で三相の電力線のうちの前記故障相と前記健全相のうちのいずれか１相の終端を短絡し、前記電力回路が三相４線式である場合は、前記三相４線式の前記電力回路を停止した状態で三相の電力線のうちの前記故障相と前記健全相及び中性線のうちのいずれかの１相の終端を短絡し、前記電力回路が単相２線式または直流２線式である場合は、前記単相２線式または前記直流２線式の前記電力回路を停止した状態で前記故障相と前記健全相の終端を短絡し、前記電力回路が単相３線式である場合は、前記単相３線式の前記電力回路を停止した状態で前記故障相と前記健全相及び前記中性線のうちのいずれかの１相の終端を短絡する短絡装置と、
プラス端子が大地に接地されマイナス端子が前記電力線の終端において前記短絡装置で短絡された電力線の送電端に接続され前記電力線の送電端からマイナスの直流電圧を印加する直流電源装置と、
前記直流電源装置のプラス端子から前記故障が発生した電力線の故障位置である故障点を通り前記故障点で分岐して前記故障相を経由して前記送電端側の合流点を通り前記直流電源装置のマイナス端子に戻る第１地絡回路に流れる故障相電流Ｉ１と前記直流電源装置のプラス端子から前記故障点を通り前記故障点で分岐して前記故障相の終端及び前記短絡装置を通り前記健全相を経由して前記送電端側の合流点を通り前記直流電源装置のマイナス端子に戻る第２地絡回路に流れる健全相電流Ｉ２との差電流Ｉ１２を検出する差電流検出器と、
前記故障相電流Ｉ１と前記健全相電流Ｉ２との和の合計電流Ｉ３を検出する合計電流検出器とを備え、
前記差電流検出器は前記故障相電流Ｉ１と前記健全相電流Ｉ２とを逆向きに入力して前記故障相電流Ｉ１と前記健全相電流Ｉ２との差電流Ｉ１２を検出する差動式磁場検出型の電流検出器であり、
前記差電流Ｉ１２／前記合計電流Ｉ３を第３指標値Ｅ３、前記送電端から前記終端までの前記電力線の距離をＬとしたとき、
前記送電端から前記故障点までの距離ｘ１を下記（ｅ）式で計算し、
ｘ１＝Ｌ・（１－Ｅ３）…（ｅ）
前記終端から前記故障点までの距離ｘ２を下記（ｆ）式で計算し、
ｘ２＝Ｌ・Ｅ３…（ｆ）
前記送電端から前記故障点までの距離ｘ１及び前記終端から前記故障点までの距離ｘ２を求めることを特徴とする。
【0021】
請求項６の発明に係る故障点距離検出装置は、請求項１乃至請求項４に記載の故障点距離検出装置において、請求項１乃至請求項４で求めた前記送電端から前記故障点までの距離ｘ１と前記終端から前記故障点までの距離ｘ２との和（ｘ１＋ｘ２）が送電端１１から終端１２までの電力線の距離Ｌよりα１だけ大きいときは、α１／２だけ計算値ｘ１及び計算値ｘ２より引き算して送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１及び終端１２から故障点までの距離ｘ２を求め、一方、送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１と終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２との和（ｘ１＋ｘ２）が送電端１１から終端１２までの電力線の距離Ｌよりα２だけ小さいときは、α２／２だけ計算値ｘ１及び計算値ｘ２に足し算して送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１及び終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２を求めることを特徴とする。
【発明の効果】
【0022】
請求項１の発明によれば、内部抵抗が前記電力線の抵抗値より小さい故障相電流検出器や健全相電流検出器で検出した故障相電流Ｉ１、全相電流Ｉ２を用いて、第１指標値Ｅ１、第２指標値Ｅ２、送電端から終端までの電力線の距離Ｌで表される計算式（ａ）式～（ｄ）式で電力線の送電端また終端から故障点までの距離ｘ１、ｘ２を求めるので、故障点までの距離の精度が向上し、また、簡易な構成で安価に故障点までの距離を求めることができる。さらに、２つの別個の計算式（ａ）式及び（ｂ）式で電力線の送電端から故障点までの距離ｘ１を計算値ｘ１１と計算値ｘ１２として求め、また、２つの別個の計算式（ｃ）式及び（ｄ）式で電力線の終端から故障点までの距離ｘ２を計算値ｘ２１と計算値ｘ２２として求め、送電端から故障点までの距離ｘ１を計算値ｘ１１と計算値ｘ１２との平均値として求め、終端から故障点までの距離ｘ２を計算値ｘ２１と計算値ｘ２２との平均値として求めるので故障点までの距離の精度がさらに向上する。
【0023】
請求項２の発明によれば、故障相電流Ｉ１と健全相電流Ｉ２とを内部抵抗が前記電力線の抵抗値より小さい兼用電流検出器で検出できるので、電流検出器は合計電流検出器と兼用電流検出器との２つでよく電流検出器を節約でき装置を簡素化でき、請求項１と同様な効果を得ることができる。
【0024】
請求項３の発明によれば、請求項１または請求項２の発明において、検出誤差の影響を受けにくい健全相電流検出器で検出した健全相電流Ｉ２を用いて、送電端から故障点までの距離ｘ１を計算値ｘ１２として求め、終端から故障点までの距離ｘ２を計算値ｘ２２として求めるので、健全相電流検出器や故障相電流検出器に検出誤差がある場合には、より精度よく故障点までの距離を計算できる。
【0025】
請求項４の発明によれば、検出誤差の影響を受け易い故障相電流検出器を設けることなく、健全相電流検出器で検出した健全相電流Ｉ２を用いて、送電端から故障点までの距離ｘ１を計算値ｘ１２として求め、終端から故障点までの距離ｘ２を計算値ｘ２２として求めるので、電流検出器の節約ができる。また、請求項３と同等の精度で故障点までの距離を計算できる。
【0026】
請求項５の発明によれば、差電流検出器は差動式磁場検出型の電流検出器であり内部抵抗が事実上ゼロであるので、差電流検出器で検出した故障相電流Ｉ１と健全相電流Ｉ２との差電流Ｉ１２は精度良く検出できる。故障相電流Ｉ１と健全相電流Ｉ２との検出精度の高い差電流Ｉ１２を用いて故障点までの距離を計算するので、精度よく故障点までの距離を計算できる。
【0027】
請求項６の発明によれば、請求項１乃至請求項４の発明において、送電端から故障点までの距離ｘ１の計算値と終端から故障点までの距離ｘ２の計算値との和が送電端から終端までの電力線の距離Ｌに対して過不足する場合には、送電端から故障点までの距離ｘ１と終端から故障点までの距離ｘ２との和が送電端から終端までの電力線の距離Ｌとなるように補正計算するので、故障点までの距離の精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】本発明の第１実施形態に係る故障点距離検出装置を三相３線式の電力回路に適用した一例の構成図。
【図2】本発明の第１実施形態に係る故障点距離検出装置を三相３線式の電力回路に適用した他の一例の構成図。
【図3】本発明の第１実施形態に係る故障点距離検出装置を三相４線式の電力回路に適用した一例の構成図。
【図4】本発明の第１実施形態に係る故障点距離検出装置を単相２線式または直流２線式の電力回路に適用した一例の構成図。
【図5】本発明の第２実施形態に係る故障点距離検出装置を三相３線式の電力回路に適用した一例の構成図。
【図6】本発明の第２実施形態に係る故障点距離検出装置を三相３線式の電力回路に適用した他の一例の構成図。
【図7】本発明の第３実施形態に係る故障点距離検出装置を単相２線式の電力回路に適用した一例の構成図。
【図8】本発明の第３実施形態に係る故障点距離検出装置を単相２線式の電力回路に適用した他の一例の構成図。
【図9】本発明の第３実施形態に係る故障点距離検出装置を単相２線式の電力回路に適用した別の他の一例の構成図。
【図10】本発明の第４実施形態に係る故障点距離検出装置を三相３線式の電力回路に適用した一例の構成図。
【図11】本発明の第４実施形態に係る故障点距離検出装置を三相３線式の電力回路に適用した他の一例の構成図。
【図12】本発明の第４実施形態における合計電流検出器と差電流検出器との試験調整と精度のマッチングを行う整合試験回路の回路図。
【図13】絶縁抵抗計にて３相の各相に対して個別に絶縁抵抗を測定することにより故障相を求める場合の三相３線式の電力回路の回路図。
【発明を実施するための形態】
【0029】
以下、本発明の実施形態を説明する。本発明の実施形態に係る故障点距離検出装置は、電力回路のうちのいずれの相で故障しているかを絶縁抵抗計で判定した後に、その故障相の故障点Ｇの位置を検知するものである。
＜第１実施形態＞
図１は本発明の第１実施形態に係る故障点距離検出装置を三相３線式の電力回路に適用した一例の構成図である。図１３に示した三相３線式の電力回路の回路図に対し、同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
＜第１実施形態＞
図１は本発明の第１実施形態に係る故障点距離検出装置を三相３線式の電力回路に適用した一例の構成図である。図１３に示した三相３線式の電力回路の回路図に対し、同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【0030】
本発明の第１実施形態に係る故障点距離検出装置は、短絡装置１７と、直流電源装置１５と、故障相電流検出器１８と、健全相電流検出器１９と、合計電流検出器２０と、距離計算装置２１とから構成される。
【0031】
短絡装置１７は、三相の電力回路を停止した状態、すなわち、ＲＳＴ相の電力線への三相交流の印加を停止した状態で、三相電力線の終端１２において、三相電力線のうちの故障相と２相の健全相のうちのいずれか１相の健全相の終端を短絡するものである。図１では故障相はＴ相、健全相はＲ相及びＳ相であり、故障相であるＴ相と健全相であるＳ相とを短絡装置１７で短絡した場合を示している。短絡装置１７で故障相であるＴ相と健全相であるＳ相とを短絡するのは、直流電源装置１５から直流電流を供給して故障点位置を検出するための直流回路を形成するためである。
【0032】
直流電源装置１５は、三相電力線の終端１２において、短絡装置１７で故障相のＴ相と健全相のＳ相とが短絡された状態で、三相電力線の送電端１１において故障相のＴ相及び健全相のＳ相にマイナスの直流電圧を印加するものである。すなわち、直流電源装置１５のプラス端子は接地されており、直流電源装置１５から大地及び故障点Ｇを経由して、故障相のＴ相及び健全相のＳ相に直流電圧が印加される。この場合、三相の電力回路の途中に分岐の電力回路がある場合は、その分岐の電力回路の終端を開放しておく。
【0033】
故障相のＴ相への直流電源装置１５の直流電圧の印加により、直流電源装置１５のプラス端子から大地及び故障点Ｇの故障抵抗Ｒｇを経由して故障電流Ｉｇが流れ、故障電流Ｉｇは故障点Ｇで分岐して故障相のＴ相を通る故障相電流Ｉ１と健全相のＳ相を通る健全相電流Ｉ２とに分流する。故障相のＴ相を通る故障相電流Ｉ１は送電端１１側の合流点Ｂを経由して直流電源装置１５のマイナス端子に戻る。一方、健全相のＳ相を通る健全相電流Ｉ２は、故障相のＴ相の終端１２及び短絡装置１７を経由して健全相のＳ相を通り送電端１１側の合流点Ｂを経由して直流電源装置１５のマイナス端子に戻る。
【0034】
すなわち、直流電源装置１５のプラス端子から大地及び故障点Ｇの故障抵抗Ｒｇを通り、故障相のＴ相及び送電端１１側の合流点Ｂを経由して直流電源装置１５のマイナス端子に戻る第１地絡回路が形成されるとともに、直流電源装置１５のプラス端子から大地及び故障点Ｇの故障抵抗Ｒｇを通り、故障相のＴ相の終端１２及び短絡装置１７を経由して健全相のＳ相を通り送電端１１側の合流点Ｂを経由して直流電源装置１５のマイナス端子に戻る第２地絡回路が形成される。
【0035】
送電端側に設けられた故障相電流検出器１８は第１地絡回路に流れる故障相電流Ｉ１を検出するものであり、送電端側に設けられた健全相電流検出器１９は第２地絡回路に流れる健全相電流Ｉ２を検出するものである。また、送電端側に設けられた合計電流検出器２０は、故障相電流Ｉ１と健全相電流Ｉ２との和の合計電流Ｉ３を検出するものである。
【0036】
ここで、故障相電流検出器１８及び健全相電流検出器１９としては内部抵抗が小さい電流計を使用する。これは、故障相電流検出器１８は第１地絡回路の故障点Ｇと送電端１１側の合流点Ｂとの間に形成される第１分流回路に接続され、健全相電流検出器１９は第２地絡回路の故障点Ｇと送電端１１側の合流点Ｂとの間に形成される第２分流回路に接続され、これら並列に形成された第１分流回路と第２分流回路とに流れる分流電流が故障相電流検出器１８や健全相電流検出器１９の内部抵抗の大きさにより影響を受けるからである。
【0037】
第１分流回路や第２分流回路を形成する電力回路の電力線の抵抗は、通常０．０５［ｍΩ／ｍ］～数［ｍΩ／ｍ］であるが、アナログ式のｍＡ電流計の内部抵抗はそれに比較してかなり大きく数１０Ωである。また、第１分流回路と第２分流回路は並列に形成されていることから、故障相電流検出器１８や健全相電流検出器１９の内部抵抗の大きさにより第１分流回路や第２分流回路に流れる電流の分流比が影響を受ける。
【0038】
すなわち、合計電流Ｉ３は第１分流回路に流れる故障相電流Ｉ１と第２分流回路に流れる健全相電流Ｉ２とに分流するが、故障相電流検出器１８や健全相電流検出器１９の内部抵抗の大きさにより第１分流回路や第２分流回路に流れる電流の分流比が影響を受けることになると、第１分流回路及び第２分流回路に流れる電流を精度よく検出できない。
【0039】
そこで、本発明の第１実施形態では、故障相電流検出器１８及び健全相電流検出器１９として内部抵抗の小さい電流検出器、例えば、デジタル型電流検出器、オペアンプ(演算増幅器)型電流検出器、磁場検出型電流検出器などを用いる。以下に述べる第２実施形態、第３実施形態、第３実施形態においても、第１分流回路や第２分流回路に接続する電流検出器には内部抵抗の小さい電流検出器を用いる。なお、合計電流検出器２０は分流回路に接続されるものではないので分流比に影響を与えない。従って、内部抵抗の小さい電流検出器を採用しなくてもよい。
【0040】
次に、距離計算装置２１は、例えば一般的なコンピュータで構成され、ソフトウェアプログラムがインストールされた記憶装置、ソフトウェアプログラムを演算する演算制御装置、演算制御装置に情報を入力する入力装置、演算制御装置の演算結果を出力する出力装置を有する。距離計算装置２１は、故障相電流検出器１８で検出された故障相電流Ｉ１、健全相電流検出器１９で検出された健全相電流Ｉ２、合計電流検出器２０で検出された合計電流Ｉ３を入力し、これらの電流に基づいて、三相電力線の送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１、三相電力線の終端１２から故障点までの距離ｘ２を計算する。
【0041】
故障相電流検出器１８で検出された故障相電流Ｉ１、健全相電流検出器１９で検出された健全相電流Ｉ２、合計電流検出器２０で検出された合計電流Ｉ３との関係は、下記（１）式で示される。
【0042】
Ｉ３＝Ｉ１＋Ｉ２…（１）
また、故障相のＴ相の電力線の直流抵抗Ｒｔは、三相電力線の送電端１１から故障点Ｇまでの直流抵抗Ｒｔ１と終端１２から故障点Ｇまでの直流抵抗Ｒｔ２との和であるから、下記（２）式が成り立つ。
また、故障相のＴ相の電力線の直流抵抗Ｒｔは、三相電力線の送電端１１から故障点Ｇまでの直流抵抗Ｒｔ１と終端１２から故障点Ｇまでの直流抵抗Ｒｔ２との和であるから、下記（２）式が成り立つ。
【0043】
Ｒｔ＝Ｒｔ１＋Ｒｔ２…（２）
送電端１１から終端１２までの電力線の距離をＬ、送電端１１から故障点Ｇまでの距離をｘ１、終端１２から故障点Ｇまでの距離をｘ２とすると、下記（３）式が成り立つ。
送電端１１から終端１２までの電力線の距離をＬ、送電端１１から故障点Ｇまでの距離をｘ１、終端１２から故障点Ｇまでの距離をｘ２とすると、下記（３）式が成り立つ。
【0044】
Ｌ＝ｘ１＋ｘ２ …（３）
また、ＲＳＴ相の電力線の単位長抵抗値をｒとすると、Ｒ相の電力線の直流抵抗Ｒｒ、Ｓ相の電力線の直流抵抗Ｒｓ、Ｔ相の電力線の直流抵抗Ｒｔは通常は同じ値であるので、ＲＳＴ相の電力線の直流抵抗Ｒｒ、Ｒｓ、Ｒｔは下記（４）式で示される。また、三相電力線の送電端１１から故障点Ｇまでの直流抵抗Ｒｔ１、終端１２から故障点Ｇまでの直流抵抗Ｒｔ２は、下記（５）式、下記（６）式で示される。
また、ＲＳＴ相の電力線の単位長抵抗値をｒとすると、Ｒ相の電力線の直流抵抗Ｒｒ、Ｓ相の電力線の直流抵抗Ｒｓ、Ｔ相の電力線の直流抵抗Ｒｔは通常は同じ値であるので、ＲＳＴ相の電力線の直流抵抗Ｒｒ、Ｒｓ、Ｒｔは下記（４）式で示される。また、三相電力線の送電端１１から故障点Ｇまでの直流抵抗Ｒｔ１、終端１２から故障点Ｇまでの直流抵抗Ｒｔ２は、下記（５）式、下記（６）式で示される。
【0045】
Ｒｒ、Ｒｓ、Ｒｔ＝ｒ・Ｌ…（４）
Ｒｔ１＝ｒ・ｘ１…（５）
Ｒｔ２＝ｒ・ｘ２…（６）
第１地絡回路及び第２地絡回路における故障点Ｇと合流点Ｂとの間の電位差は等しいので、下記（７）式が成立する。
Ｒｔ１＝ｒ・ｘ１…（５）
Ｒｔ２＝ｒ・ｘ２…（６）
第１地絡回路及び第２地絡回路における故障点Ｇと合流点Ｂとの間の電位差は等しいので、下記（７）式が成立する。
【0046】
Ｉ１・Ｒｔ１＝Ｉ２・（Ｒｔ２＋Ｒｓ） …（７）
（７）式から故障相電流Ｉ１は下記（８）式で示され、健全相電流Ｉ２は下記（９）式で示される。
（７）式から故障相電流Ｉ１は下記（８）式で示され、健全相電流Ｉ２は下記（９）式で示される。
【0047】
Ｉ１＝｛（Ｒｔ２＋Ｒｓ）／Ｒｔ１｝・Ｉ２ …（８）
Ｉ２＝｛Ｒｔ１／（Ｒｔ２＋Ｒｓ）｝・Ｉ１ …（９）
（９）式の健全相電流Ｉ２を（１）式に代入して故障相電流Ｉ１と合計電流Ｉ３との関係式を求めると、下記の（１０）式が得られる。
Ｉ２＝｛Ｒｔ１／（Ｒｔ２＋Ｒｓ）｝・Ｉ１ …（９）
（９）式の健全相電流Ｉ２を（１）式に代入して故障相電流Ｉ１と合計電流Ｉ３との関係式を求めると、下記の（１０）式が得られる。
【0048】
Ｉ１＝｛（Ｒｔ２＋Ｒｓ）／（Ｒｔ１＋Ｒｔ２＋Ｒｓ）｝・Ｉ３ …（１０）
（８）式の故障相電流Ｉ１を（１）式に代入して健全相電流Ｉ２と合計電流Ｉ３との関係式を求めると、下記の（１１）式が得られる。
（８）式の故障相電流Ｉ１を（１）式に代入して健全相電流Ｉ２と合計電流Ｉ３との関係式を求めると、下記の（１１）式が得られる。
【0049】
Ｉ２＝｛Ｒｔ１／（Ｒｔ１＋Ｒｔ２＋Ｒｓ）｝・Ｉ３ …（１１）
次に、これらの（１）式乃至（１１）式を用いて、電力回路の送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１、電力回路の終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２の計算の仕方について説明する。
次に、これらの（１）式乃至（１１）式を用いて、電力回路の送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１、電力回路の終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２の計算の仕方について説明する。
【0050】
送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１は、（１０）式から求める場合と、（１１）式から求める場合との２通りがあり、これらの２通りで別個に計算する。
【0051】
（１０）式から送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１を求める場合は以下のようにして求める。まず、（１０）式に、（４）式、（５）式、（６）式を代入すると（１２）式が得られる。
【0052】
Ｉ１＝｛（ｒ・ｘ２＋ｒ・Ｌ）／（ｒ・ｘ１＋ｒ・ｘ２＋ｒ・Ｌ）｝・Ｉ３
＝｛（ｘ２＋Ｌ）／（ｘ１＋ｘ２＋Ｌ）｝・Ｉ３ …（１２）
そして、（１２）式のｘ２に、（３）式から得られるｘ２＝Ｌ－ｘ１を代入すると、（１３）式が得られる。
＝｛（ｘ２＋Ｌ）／（ｘ１＋ｘ２＋Ｌ）｝・Ｉ３ …（１２）
そして、（１２）式のｘ２に、（３）式から得られるｘ２＝Ｌ－ｘ１を代入すると、（１３）式が得られる。
【0053】
Ｉ１＝｛（２Ｌ－ｘ１）／２Ｌ｝・Ｉ３ …（１３）
いま、Ｉ１／Ｉ３を第１指標値Ｅ１とする。そして、（１３）式に（Ｉ１／Ｉ３）＝Ｅ１を代入し、距離ｘ１について解くと（１４）式が得られる。この（１４）式で得られた故障点Ｇまでの距離ｘ１を計算値ｘ１１とする。
いま、Ｉ１／Ｉ３を第１指標値Ｅ１とする。そして、（１３）式に（Ｉ１／Ｉ３）＝Ｅ１を代入し、距離ｘ１について解くと（１４）式が得られる。この（１４）式で得られた故障点Ｇまでの距離ｘ１を計算値ｘ１１とする。
【0054】
ｘ１＝２Ｌ・（１－Ｅ１）＝ｘ１１ …（１４）
また、（１１）式から送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１を求める場合は以下のようにして求める。まず、（１１）式に、（４）式、（５）式、（６）式を代入して（１５）式を求める。
また、（１１）式から送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１を求める場合は以下のようにして求める。まず、（１１）式に、（４）式、（５）式、（６）式を代入して（１５）式を求める。
【0055】
Ｉ２＝｛ｒ・ｘ１／（ｒ・ｘ１＋ｒ・ｘ２＋ｒ・Ｌ）｝・Ｉ３
＝｛ｘ１／（ｘ１＋ｘ２＋Ｌ）｝・Ｉ３ …（１５）
そして、（１５）式のｘ２に、（３）式から得られるｘ２＝Ｌ－ｘ１を代入すると、（１６）式が得られる。
＝｛ｘ１／（ｘ１＋ｘ２＋Ｌ）｝・Ｉ３ …（１５）
そして、（１５）式のｘ２に、（３）式から得られるｘ２＝Ｌ－ｘ１を代入すると、（１６）式が得られる。
【0056】
Ｉ２＝｛ｘ１／２Ｌ｝・Ｉ３ …（１６）
いま、Ｉ２／Ｉ３を第２指標値Ｅ２とする。そして、（１６）式に（Ｉ２／Ｉ３）＝Ｅ２を代入し、距離ｘ１について解くと（１７）式が得られる。この（１７）式で得られた故障点Ｇまでの距離ｘ１を計算値ｘ１２とする。
いま、Ｉ２／Ｉ３を第２指標値Ｅ２とする。そして、（１６）式に（Ｉ２／Ｉ３）＝Ｅ２を代入し、距離ｘ１について解くと（１７）式が得られる。この（１７）式で得られた故障点Ｇまでの距離ｘ１を計算値ｘ１２とする。
【0057】
ｘ１＝２Ｌ・Ｅ２＝ｘ１２ …（１７）
これにより、計算値ｘ１１は下記の（１８）式で示され、計算値ｘ１２は下記の（１９）式で示される。
これにより、計算値ｘ１１は下記の（１８）式で示され、計算値ｘ１２は下記の（１９）式で示される。
【0058】
ｘ１１＝２Ｌ・（１－Ｅ１） …（１８）
ｘ１２＝２Ｌ・Ｅ２ …（１９）
電力線の送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１は、（１８）式で得られた計算値ｘ１１と（１９）式で得られた計算値ｘ１２との平均値として求め、故障点Ｇの位置を求める。
ｘ１２＝２Ｌ・Ｅ２ …（１９）
電力線の送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１は、（１８）式で得られた計算値ｘ１１と（１９）式で得られた計算値ｘ１２との平均値として求め、故障点Ｇの位置を求める。
【0059】
次に、電力回路の終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２は、電力回路の送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１を求める場合と同様に、（１０）式から求める場合と、（１１）式から求める場合との２通りがあり、これらの２通りで別個に計算する。
【0060】
（１０）式から終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２を求める場合は以下のようにして求める。まず、（１０）式に、（４）式、（５）式、（６）式を代入して（１２）式を求める。（１２）式を求めるまでは送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１を求める場合と同じである。
【0061】
そして、（１２）式のｘ１に、（３）式から得られるｘ１＝Ｌ－ｘ２を代入する。この点が異なる。（１２）式のｘ１にｘ１＝Ｌ－ｘ２を代入すると（２０）式が得られる。
【0062】
Ｉ１＝｛（Ｌ＋ｘ２）／２Ｌ｝・Ｉ３ …（２０）
第１指標値Ｅ１はＩ１／Ｉ３で示されるから、（２０）式を距離ｘ２について解くと（２１）式が得られる。この（２１）式で求めた故障点Ｇまでの距離ｘ２を計算値ｘ２１とする。
第１指標値Ｅ１はＩ１／Ｉ３で示されるから、（２０）式を距離ｘ２について解くと（２１）式が得られる。この（２１）式で求めた故障点Ｇまでの距離ｘ２を計算値ｘ２１とする。
【0063】
ｘ２＝Ｌ・（２Ｅ１－１）＝ｘ２１…（２１）
次に、（１１）式から終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２を求める場合は以下のようにして求める。まず、（１１）式に、（４）式、（５）式、（６）式を代入して（１５）式を求める。（１５）式を求めるまでは送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１を求める場合と同じである。
次に、（１１）式から終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２を求める場合は以下のようにして求める。まず、（１１）式に、（４）式、（５）式、（６）式を代入して（１５）式を求める。（１５）式を求めるまでは送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１を求める場合と同じである。
【0064】
そして、（１５）式のｘ１に、（３）式から得られるｘ１＝Ｌ－ｘ２を代入する。この点が異なる。
（１５）式のｘ１にｘ１＝Ｌ－ｘ２を代入すると（２２）式が得られる。
（１５）式のｘ１にｘ１＝Ｌ－ｘ２を代入すると（２２）式が得られる。
【0065】
Ｉ２＝｛（Ｌ－ｘ２）／２Ｌ｝・Ｉ３ …（２２）
第２指標値Ｅ２はＩ２／Ｉ３で示されるから、（２２）式を距離ｘ２について解くと（２３）式が得られる。この（２３）式で得られた故障点Ｇまでの距離ｘ２を計算値ｘ２２とする。
第２指標値Ｅ２はＩ２／Ｉ３で示されるから、（２２）式を距離ｘ２について解くと（２３）式が得られる。この（２３）式で得られた故障点Ｇまでの距離ｘ２を計算値ｘ２２とする。
【0066】
ｘ２＝Ｌ・（１－２Ｅ２）＝ｘ２２ …（２３）
これにより、計算値ｘ２１は下記の（２４）式で示され、計算値ｘ２２は下記の（２５）式で示される。
これにより、計算値ｘ２１は下記の（２４）式で示され、計算値ｘ２２は下記の（２５）式で示される。
【0067】
ｘ２１＝Ｌ・（２Ｅ１－１）…（２４）
ｘ２２＝Ｌ・（１－２Ｅ２）…（２５）
電力線の終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２は、（２４）式で得られた計算値ｘ２１と（２５）式で得られた計算値ｘ２２との平均値として求め、故障点Ｇの位置を求める。
ｘ２２＝Ｌ・（１－２Ｅ２）…（２５）
電力線の終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２は、（２４）式で得られた計算値ｘ２１と（２５）式で得られた計算値ｘ２２との平均値として求め、故障点Ｇの位置を求める。
【0068】
以上の説明では、故障相がＴ相であり健全相がＲ相Ｓ相である場合に、故障相のＴ相と健全相のＳ相とを用いて、三相電力線の送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１及び三相電力線の終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２を計算する場合について説明したが、図２に示すように、健全相のＳ相に代えて健全相のＲ相を用い、故障相のＴ相と健全相のＲ相とを用いて距離ｘ１及び距離ｘ２を計算するようにしても良い。
【0069】
さらには、故障相のＴ相と健全相のＲ相とを用いて計算した距離ｘ１、ｘ２、故障相のＴ相と健全相のＳ相とを用いて計算した距離ｘ１、ｘ２をそれぞれ計算し、これらの平均値を取るようにしても良い。１つの健全相だけでなく２つの健全相に対して、距離ｘ１、ｘ２を計算するので、Ｒ相の電力線の直流抵抗Ｒｒ、Ｓ相の電力線の直流抵抗Ｒｓ、Ｔ相の電力線の直流抵抗Ｒｔの直流抵抗値にばらつきがある場合に、そのばらつきを補正できる。
【0070】
また、以上の説明では、三相３線式の電力回路に適用した場合について説明したが、三相４線式の電力回路にも適用できる。三相４線式の電力回路はＲＳＴ相の３本の電力線に加え、ＲＳＴ相の電力線と同仕様の中性線が１本追加された電力回路である。図３は、本発明の第１実施形態に係る故障点距離検出装置を三相４線式の電力回路に適用した一例の構成図である。図３では、故障相がＴ相であり健全相がＲ相Ｓ相である場合に、故障相のＴ相と中性線のＮ相とを用いて、三相電力線の送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１及び三相電力線の終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２を計算するようにしたものである。すなわち、健全相であるＲ相またはＳ相に代えて中性線のＮ相を用いるようにしたものである。
【0071】
もちろん、三相４線式の電力回路であっても、三相３線式の電力回路の場合と同様に、三相の電力線のうちの故障相と健全相のうちのいずれかの１相を用いて、三相電力線の送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１及び三相電力線の終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２を計算するようにしてもよい。
【0072】
このように、電力回路が三相４線式である場合は、三相４線式の電力回路を停止した状態で、三相の電力線のうちの故障相と健全相及び中性線のうちのいずれかの１相の終端１２を短絡し、三相電力線の送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１及び三相電力線の終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２を計算して故障相の故障点Ｇの位置を求める。
【0073】
三相４線式の電力回路は、ＲＳＴ相の電力線と同仕様の中性線が１本追加された電力回路であるので、中性線を用いて計算した故障点Ｇまでの距離ｘ１、ｘ２、健全相であるＲ相やＳ相を用いて計算した故障点Ｇまでの距離ｘ１、ｘ２の平均値を取るようにしても良い。
【0074】
さらには、単相２線式や直流２線式の電力回路にも適用できる。図４は本発明の第１実施形態に係る故障点距離検出装置を単相２線式または直流２線式の電力回路に適用した一例の構成図である。便宜上、単相２線または直流２線式の電力線をＳＴ相で示しており、故障相がＴ相で健全相がＳ相として示している。三相３線式や三相４線式の電力回路の場合と同様にして、単相２線式または直流２線式の電力回路を停止した状態で、故障相と健全相との終端を短絡し、送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１、及び終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２を求め、故障点Ｇの位置を求める。
【0075】
また、単相３線式の電力回路に適用する場合は、単相３線式の電力回路は２本の電力線に加え、これらと同仕様の中性線が１本追加された電力回路であるので、図４に示した単相２線式の電力回路に中性線が１本追加された電力回路である。従って、故障相のＴ相と中性線のＮ相（または健全相であるＳ相）とを用いて、単相電力線の送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１及び三相電力線の終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２を計算する。すなわち、単相３線式の電力回路を停止した状態で、故障相と健全相及び中性線のうちのいずれかの１相と用いて、単相電力線の送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１及び三相電力線の終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２を計算する。
【0076】
単相３線式の電力回路は、２本の電力線と同仕様の中性線が１本追加された電力回路であるので、中性線を用いて計算した故障点Ｇまでの距離ｘ１、ｘ２、健全相であるＳ相を用いて計算した故障点Ｇまでの距離ｘ１、ｘ２の平均値を取るようにしても良い。
【0078】
第１実施形態によれば、三相３線式、三相４線式、単相２線式、直流２線式、単相３線式等の電力回路の送電端１１において、直流電源装置１５から故障点Ｇを通り故障点Ｇで分岐して故障相を経由して送電端１１側の合流点Ｂを通り直流電源装置１５に戻る第１地絡回路に流れる故障相電流Ｉ１を故障相電流検出器１８で検出し、直流電源装置１５から故障点Ｇを通り故障点Ｇで分岐して故障相の終端１２及び短絡装置１７を通り健全相を経由して送電端１１側の合流点Ｂを通り直流電源装置１５に戻る第２地絡回路に流れる健全相電流Ｉ２を健全相電流検出器１９で検出し、故障相電流Ｉ１と健全相電流Ｉ２との和の合計電流Ｉ３を合計電流検出器２０で検出し、第１指標値Ｅ１（故障相電流Ｉ１／合計電流Ｉ３）、第２指標値Ｅ２（健全相電流Ｉ２／合計電流Ｉ３）を求め、第１指標値Ｅ１、第２指標値Ｅ２、送電端１１から終端１２までの電力線の距離Ｌで表される計算式で電力線の送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１及び電力線の終端１２から故障点までの距離ｘ２を求めるので、簡易な構成で安価に故障点Ｇまでの距離を求めることができる。
【0079】
さらに、２つの別個の計算式（１８）式及び（１９）式で電力線の送電端から故障点までの距離ｘ１を計算値ｘ１１と計算値ｘ１２として求め、また、２つの別個の計算式（２４）式及び（２５）式で電力線の終端から故障点までの距離ｘ２を計算値ｘ２１と計算値ｘ２２として求め、送電端から故障点までの距離ｘ１を計算値ｘ１１と計算値ｘ１２との平均値として求め、終端から故障点までの距離ｘ２を計算値ｘ２１と計算値ｘ２２との平均値として求めるので故障点までの距離の精度が向上する。
【0080】
このように、電力回路の電力線に絶縁性能の低下や地絡故障が検出された場合、容易に故障点Ｇの位置を特定できるので、故障に対する対応時間と対応人員とを大幅に小さくすることが可能になる。故障点Ｇの位置を特定できるので、絶縁不良が発生した電力線を全体にわたり撤去交換することに比較し、部分的な保全対応が可能になり、電線材料と保全時間を大幅に小さくできる。
【0081】
また、電力回路の絶縁性能が低下した故障相、対地絶縁抵抗値、対地静電容量を常時検知することができる技術（本出願人が先に出願した特願２０１９－１４１０５４号）と組み合わせることにより、負荷機器を含めた電力回路の絶縁性能の高いレベルの保全維持ができる。さらに、電力回路に絶縁性能の低下や地絡故障が発生した場合、その位置を短時間内に特定して、電力回路の仮復旧と電源の復電、設備の再稼働が可能となり、電源停止に伴う経済的損失を最小限に抑制することに役立つとともに、その後の計画的な修復と保全が可能となるので、設備の安全性の向上と生産性の向上に役立つ。
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態を説明する。図５は本発明の第２実施形態に係る故障点距離検出装置を三相３線式の電力回路に適用した一例の構成図である。この第２実施形態の一例は図１に示した第１実施形態に対し、第１地絡回路と第２地絡回路とを送電端１１と合流点Ｂとの間で切り替える切替装置２２を設けるとともに、故障相電流検出器１８及び健全相電流検出器１９に代えて兼用電流検出器２３を設けたものである。図５では、図１の場合と同様に、故障相はＴ相、健全相はＲ相及びＳ相であり、故障相であるＴ相と健全相であるＳ相とを短絡装置１７で短絡した場合を示している。図１と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。また、第１実施形態で述べたように、この兼用電流検出器２３は第１分流回路や第２分流回路に接続されることになるので、内部抵抗の小さい電流検出器を用いる。
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態を説明する。図５は本発明の第２実施形態に係る故障点距離検出装置を三相３線式の電力回路に適用した一例の構成図である。この第２実施形態の一例は図１に示した第１実施形態に対し、第１地絡回路と第２地絡回路とを送電端１１と合流点Ｂとの間で切り替える切替装置２２を設けるとともに、故障相電流検出器１８及び健全相電流検出器１９に代えて兼用電流検出器２３を設けたものである。図５では、図１の場合と同様に、故障相はＴ相、健全相はＲ相及びＳ相であり、故障相であるＴ相と健全相であるＳ相とを短絡装置１７で短絡した場合を示している。図１と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。また、第１実施形態で述べたように、この兼用電流検出器２３は第１分流回路や第２分流回路に接続されることになるので、内部抵抗の小さい電流検出器を用いる。
【0082】
図５（ａ）、（ｂ）において、三相電力線の送電端１１には切替装置２２が設けられている。切替装置２２は、直流電源装置１５から故障点Ｇを通り故障点Ｇで分岐して故障相を経由して送電端１１側の合流点Ｂを通り直流電源装置１５に戻る第１地絡回路と、直流電源装置１５から故障点Ｇ１を通り故障点Ｇ１で分岐して故障相の終端１２及び短絡装置１７を通り健全相を経由して送電端１１側の合流点Ｂを通り直流電源装置１５に戻る第２地絡回路とを送電端１１と合流点Ｂとの間で切り替える。
【0083】
図５（ａ）では、切換装置２２の切り替えにより、第１地絡回路に兼用電流検出器２３が接続された状態となっている。つまり、この状態では、兼用電流検出器２３は第１地絡回路に流れる故障相電流Ｉ１を検出している。合計電流検出器２０は第１地絡回路に流れる故障相電流Ｉ１と第２地絡回路に流れる健全相電流Ｉ２との和を合計電流Ｉ３として検出している。
【0084】
図５（ｂ）では、切換装置２２の切り替えにより、第２地絡回路に兼用電流検出器２３が接続された状態となっている場合を示している。つまり、この状態では、兼用電流検出器２３は第２地絡回路に流れる健全相電流Ｉ２を検出している。合計電流検出器２０は第１地絡回路に流れる故障相電流Ｉ１と第２地絡回路に流れる健全相電流Ｉ２との和を合計電流Ｉ３として検出している。
【0085】
このように、切替装置２２で第１地絡回路と第２地絡回路との切り替えにより、兼用電流検出器２３は、第１地絡回路に接続されたときは、第１地絡回路に流れる故障相電流Ｉ１を検出し、第２地絡回路に接続されたときは第２地絡回路に流れる健全相電流Ｉ２を検出する。
【0086】
そして、第１の実施の形態と同様に、故障相電流Ｉ１、健全相電流Ｉ２、合計電流Ｉ３に基づいて、第１指標値Ｅ１（故障相電流Ｉ１／合計電流Ｉ３）、第２指標値Ｅ２（健全相電流Ｉ２／合計電流Ｉ３）を求め、第１指標値Ｅ１、第２指標値Ｅ２、送電端１１から終端１２までの電力線の距離Ｌで表される計算式で電力線の送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１及び電力線の終端１２から故障点までの距離ｘ２を求める。
【0087】
以上の説明では、故障相がＴ相であり健全相がＲ相Ｓ相である場合に、故障相のＴ相と健全相のＳ相とを用いて、三相電力線の送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１及び三相電力線の終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２を計算する場合について説明したが、図６に示すように、健全相のＳ相に代えて健全相のＲ相を用い、故障相のＴ相と健全相のＲ相とを用いて距離ｘ１及び距離ｘ２を計算するようにしても良い。
【0088】
図６（ａ）では、切替装置２２の切り替えにより、第１地絡回路に兼用電流検出器２３が接続され、兼用電流検出器２３は第１地絡回路に流れる故障相電流Ｉ１を検出している状態であり、一方、図６（ｂ）では、切替装置２２の切り替えにより、第２地絡回路に兼用電流検出器２３が接続された状態である。
【0089】
また、故障相のＴ相と健全相のＲ相とを用いて計算した距離ｘ１、ｘ２、故障相のＴ相と健全相のＳ相とを用いて計算した距離ｘ１、ｘ２との平均値を取るようにしても良い。１つの健全相だけでなく２つの健全相に対して、距離ｘ１、ｘ２を計算するので、Ｒ相の電力線の直流抵抗Ｒｒ、Ｓ相の電力線の直流抵抗Ｒｓ、Ｔ相の電力線の直流抵抗Ｒｔの直流抵抗値にばらつきがある場合に、そのばらつきを補正できる。
【0090】
また、以上の説明では、三相３線式の電力回路に適用した場合について説明したが、三相４線式の電力回路、単相２線式の電力回路、単相３線式の電力回路、直流２線式の電力回路にも適用できる。三相４線式の電力回路、単相２線式の電力回路、単相３線式の電力回路、直流２線式の電力回路への適用は第１実施形態の場合と同様であるので説明は省略する。
【0091】
第２実施形態によれば、兼用電流検出器２３は、図１に示した第１実施形の故障相電流検出器１８と健全相電流検出器１９とを兼用することができるので、１つの電流検出器を節約できる。また、故障相電流検出器１８と健全相電流検出器１９との個体誤差を無くすることができる。
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態を説明する。第３実施形態は、第１実施形態及び第２実施形態に対し、送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１を計算値ｘ１１と計算値ｘ１２との平均値とし、終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２を計算値ｘ２１と計算値ｘ２２との平均値として求めることに代えて、送電端から故障点までの距離ｘ１を計算値ｘ１２とし、終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２を計算値ｘ２２として求めるようにしたものである。
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態を説明する。第３実施形態は、第１実施形態及び第２実施形態に対し、送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１を計算値ｘ１１と計算値ｘ１２との平均値とし、終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２を計算値ｘ２１と計算値ｘ２２との平均値として求めることに代えて、送電端から故障点までの距離ｘ１を計算値ｘ１２とし、終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２を計算値ｘ２２として求めるようにしたものである。
【0092】
図７は本発明の第３実施形態に係る故障点距離検出装置を単相２線式の電力回路に適用した一例の構成図である。図７では、第１実施形態における図４に示した単相２線式の電力回路に本発明の第３実施形態に係る故障点距離検出装置を適用した一例を示している。
【0093】
図７において、いま、故障相電流検出器１８の検出誤差をε１％、健全相電流検出器１９の検出誤差をε２％、合計電流検出器２０の検出誤差を０％とする。また、故障相電流検出器１８の検出誤差がないときに検出される故障相電流をＩ１、健全相電流検出器１９の検出誤差がないときに検出される健全相電流をＩ２とする。
【0094】
まず、故障相電流検出器１８で検出される検出誤差を含んだ故障相電流Ｉ１ａは、故障相電流検出器１８の検出誤差がε１％であることから、下記の（２６）式で示される。
【0095】
Ｉ１ａ＝Ｉ１・（１＋ε１／１００） …（２６）
（１４）式のＥ１にＥ１＝Ｉ１／Ｉ３を代入し、さらにＩ１に（２６）式のＩ１ａを代入すると、誤差分を含んだ距離ｘ１ａの計算値ｘ１１ａは、下記の（２７）式で示される。
（１４）式のＥ１にＥ１＝Ｉ１／Ｉ３を代入し、さらにＩ１に（２６）式のＩ１ａを代入すると、誤差分を含んだ距離ｘ１ａの計算値ｘ１１ａは、下記の（２７）式で示される。
【0096】
ｘ１１ａ＝２Ｌ・｛１－（Ｉ１・（１＋ε１／１００）／Ｉ３）｝ …（２７）
計算値ｘ１１ａの誤差分Δｘ１１は、下記の（２８）式で示される。
計算値ｘ１１ａの誤差分Δｘ１１は、下記の（２８）式で示される。
【0097】
Δｘ１１＝２Ｌ・（Ｉ１・（ε１／１００）／Ｉ３） …（２８）
（１）式からＩ１＋１２＝Ｉ３であるからＩ１≦Ｉ３であり、（２８）式から分かるように、誤差分Δｘ１１が最大となるのは、Ｉ１＝Ｉ３のとき、つまり故障点Ｇが送電端１１であるときであり、Δｘ１１の最大値Δｘ１１maxは、Δｘ１１max＝２Ｌ・（ε１／１００）である。一方、誤差分Δｘ１１が最小となるのは、Ｉ１＝Ｉ３／２のとき、つまり故障点Ｇが終端１２であるときであり、Δｘ１１の最小値Δｘ１１minは、Δｘ１１min＝Ｌ・（ε１／１００）である。故障相電流検出器１８で検出した故障相電流Ｉ１ａを用いて計算した距離ｘの誤差分Δｘ１１は纏めると以下のようになる。
（１）式からＩ１＋１２＝Ｉ３であるからＩ１≦Ｉ３であり、（２８）式から分かるように、誤差分Δｘ１１が最大となるのは、Ｉ１＝Ｉ３のとき、つまり故障点Ｇが送電端１１であるときであり、Δｘ１１の最大値Δｘ１１maxは、Δｘ１１max＝２Ｌ・（ε１／１００）である。一方、誤差分Δｘ１１が最小となるのは、Ｉ１＝Ｉ３／２のとき、つまり故障点Ｇが終端１２であるときであり、Δｘ１１の最小値Δｘ１１minは、Δｘ１１min＝Ｌ・（ε１／１００）である。故障相電流検出器１８で検出した故障相電流Ｉ１ａを用いて計算した距離ｘの誤差分Δｘ１１は纏めると以下のようになる。
【0098】
（Ａ１）誤差分Δｘ１１の最大値は２Ｌ・（ε１／１００）
故障点Ｇが送電端１１であるとき（Ｉ１＝Ｉ３のとき）、
（Ａ２）誤差分Δｘ１１の最小値はＬ・（ε１／１００）
故障点Ｇが終端１２であるとき（Ｉ１＝Ｉ３／２のとき）
次に、健全相電流検出器１９で検出される検出誤差を含んだ健全相電流Ｉ２ａは、健全相電流検出器１９の検出誤差がε２％であることから、下記の（２９）式で示される。
故障点Ｇが送電端１１であるとき（Ｉ１＝Ｉ３のとき）、
（Ａ２）誤差分Δｘ１１の最小値はＬ・（ε１／１００）
故障点Ｇが終端１２であるとき（Ｉ１＝Ｉ３／２のとき）
次に、健全相電流検出器１９で検出される検出誤差を含んだ健全相電流Ｉ２ａは、健全相電流検出器１９の検出誤差がε２％であることから、下記の（２９）式で示される。
【0099】
Ｉ２ａ＝Ｉ２・（１＋ε２／１００） …（２９）
（１２）式のＥ２にＥ２＝Ｉ２／Ｉ３を代入し、さらにＩ２に（２９）式のＩ２ａを代入すると、誤差分を含んだ距離ｘ１ａの計算値ｘ１２ａは、下記の（３０）式で示される。
（１２）式のＥ２にＥ２＝Ｉ２／Ｉ３を代入し、さらにＩ２に（２９）式のＩ２ａを代入すると、誤差分を含んだ距離ｘ１ａの計算値ｘ１２ａは、下記の（３０）式で示される。
【0100】
ｘ１２ａ＝２Ｌ・（Ｉ２・（１＋ε２／１００）／Ｉ３） …（３０）
計算値ｘ１２ａの誤差分Δｘ１２は、下記の（３１）式で示される。
計算値ｘ１２ａの誤差分Δｘ１２は、下記の（３１）式で示される。
【0101】
Δｘ１２＝２Ｌ・（Ｉ２・（ε２／１００）／Ｉ３） …（３１）
（１）式からＩ１＋１２＝Ｉ３であるからＩ２≦Ｉ３／２であり、（３１）式から分かるように、誤差分Δｘ１２が最大となるのは、Ｉ２＝Ｉ３／２のとき、つまり故障点Ｇが終端１２であるときであり、Δｘ１２の最大値Δｘ１２maxは、Δｘ１２max＝Ｌ・（１＋ε２／１００）である。
一方、誤差分Δｘ１２が最小となるのは、Ｉ２＝０のとき、つまり故障点Ｇが送電端１１であるときであり、Δｘ１２の最小値Δｘ１２minは、Δｘ１２min＝０である。健全相電流検出器１９で検出した健全相相電流Ｉ２ａを用いて計算した距離ｘの誤差分Δｘ１２は纏めると以下のようになる。
（１）式からＩ１＋１２＝Ｉ３であるからＩ２≦Ｉ３／２であり、（３１）式から分かるように、誤差分Δｘ１２が最大となるのは、Ｉ２＝Ｉ３／２のとき、つまり故障点Ｇが終端１２であるときであり、Δｘ１２の最大値Δｘ１２maxは、Δｘ１２max＝Ｌ・（１＋ε２／１００）である。
一方、誤差分Δｘ１２が最小となるのは、Ｉ２＝０のとき、つまり故障点Ｇが送電端１１であるときであり、Δｘ１２の最小値Δｘ１２minは、Δｘ１２min＝０である。健全相電流検出器１９で検出した健全相相電流Ｉ２ａを用いて計算した距離ｘの誤差分Δｘ１２は纏めると以下のようになる。
【0102】
（Ｂ１）誤差分Δｘ１２の最大値はＬ・（１＋ε２／１００）
故障点Ｇが終端１２であるとき（Ｉ２＝Ｉ３／２のとき）、
（Ｂ２）誤差分Δｘ１２の最小値は０
故障点Ｇが送電端１１であるとき（Ｉ２＝０のとき）
以上のことから、送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１の計算にあたっては、故障相電流検出器１８の検出誤差ε１％、健全相電流検出器１９の検出誤差ε２％を考慮した場合は、（１８）式で計算した計算値ｘ１１より、（１９）式で計算した計算値ｘ１２の方が誤差が少ないことが分かる。
故障点Ｇが終端１２であるとき（Ｉ２＝Ｉ３／２のとき）、
（Ｂ２）誤差分Δｘ１２の最小値は０
故障点Ｇが送電端１１であるとき（Ｉ２＝０のとき）
以上のことから、送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１の計算にあたっては、故障相電流検出器１８の検出誤差ε１％、健全相電流検出器１９の検出誤差ε２％を考慮した場合は、（１８）式で計算した計算値ｘ１１より、（１９）式で計算した計算値ｘ１２の方が誤差が少ないことが分かる。
【0103】
以上の説明では、（１８）式及び（１９）式を用いて送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１を計算する場合について説明したが、（２４）式及び（２５）式を用いて終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２を計算する場合についても、計算式は省略するが、同様に、（２４）式で計算した計算値ｘ２１より、（２５）式で計算した計算値ｘ２２の方が誤差が少ない。
【0104】
従って、第３実施形態に係る故障点距離検出装置の一例では、送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１を計算値ｘ１２とし、終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２を計算値ｘ２２として求める。
【0105】
図８は本発明の第３実施形態に係る故障点距離検出装置を単相２線式の電力回路に適用した他の一例の構成図であり、図７に示した本発明の第３実施形態に係る故障点距離検出装置に対し、送電端１１と合流点Ｂとの間に切替装置２２を設けるとともに、故障相電流検出器１８及び健全相電流検出器１９に代えて兼用電流検出器２３を設けたものである。図７と同一要素については同一符号を付し重複する説明は省略する。
【0106】
切替装置２２は、直流電源装置から故障点を通り故障点で分岐して故障相を経由して送電端側の合流点を通り直流電源装置に戻る第１地絡回路と、直流電源装置１５から故障点Ｇ１を通り故障点Ｇ１で分岐して故障相の終端１２及び短絡装置１７を通り健全相を経由して送電端１１側の合流点Ｂを通り直流電源装置１５に戻る第２地絡回路とを切り替える。兼用電流検出器２３は、切替装置２２により第１地絡回路に切り替えられたときは第１地絡回路を流れる故障相電流Ｉ１を検出し、切替装置２２により第２地絡回路に切り替えられたときは第２地絡回路を流れる故障相電流Ｉ２を検出する。
【0107】
図８において、いま、兼用電流検出器２３の検出誤差をε４％、健全相電流検出器２０の検出誤差を０％とする。また、兼用電流検出器２３の検出誤差がないときに検出される故障相電流をＩ１、健全相電流をＩ２とする。
【0108】
兼用電流検出器２３が検出した故障相電流Ｉ１を用いて計算した距離ｘの誤差分Δｘ１１は、第３実施形態に係る故障点距離検出装置の一例の場合と同様に計算し纏めると以下のようになる。
【0109】
（Ｃ１）誤差分Δｘ１１の最大値は２Ｌ・（ε４／１００）
故障点Ｇが送電端１１であるとき（Ｉ１＝Ｉ３のとき）、
（Ｃ２）誤差分Δｘ１１の最小値はＬ・（ε４／１００）
故障点Ｇが終端１２であるとき（Ｉ１＝Ｉ３／２のとき）
兼用電流検出器２３が検出した故障相電流Ｉ１を用いて計算した距離ｘの誤差分Δｘ１２は、第３実施形態に係る故障点距離検出装置の一例の場合と同様に計算し纏めると以下のようになる。
故障点Ｇが送電端１１であるとき（Ｉ１＝Ｉ３のとき）、
（Ｃ２）誤差分Δｘ１１の最小値はＬ・（ε４／１００）
故障点Ｇが終端１２であるとき（Ｉ１＝Ｉ３／２のとき）
兼用電流検出器２３が検出した故障相電流Ｉ１を用いて計算した距離ｘの誤差分Δｘ１２は、第３実施形態に係る故障点距離検出装置の一例の場合と同様に計算し纏めると以下のようになる。
【0110】
（Ｄ１）誤差分Δｘ１２の最大値はＬ・（１＋ε４／１００）
故障点Ｇが終端１２であるとき（Ｉ２＝Ｉ３／２のとき）、
（Ｄ２）誤差分Δｘ１２の最小値は０
故障点Ｇが送電端１１であるとき（Ｉ２＝０のとき）
以上のことから、送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１の計算にあたっては、兼用電流検出器２３の検出誤差ε４％を考慮した場合は、（１８）式で計算した計算値ｘ１１より、（１９）式で計算した計算値ｘ１２の方が誤差が少ないことが分かる。
故障点Ｇが終端１２であるとき（Ｉ２＝Ｉ３／２のとき）、
（Ｄ２）誤差分Δｘ１２の最小値は０
故障点Ｇが送電端１１であるとき（Ｉ２＝０のとき）
以上のことから、送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１の計算にあたっては、兼用電流検出器２３の検出誤差ε４％を考慮した場合は、（１８）式で計算した計算値ｘ１１より、（１９）式で計算した計算値ｘ１２の方が誤差が少ないことが分かる。
【0111】
以上の説明では、（１８）式及び（１９）式を用いて送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１を計算する場合について説明したが、（２４）式及び（２５）式を用いて終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２を計算する場合についても、計算式は省略するが、同様に、（２４）式で計算した計算値ｘ２１より、（２５）式で計算した計算値ｘ２２の方が誤差が少ない。
【0112】
従って、第３実施形態に係る故障点距離検出装置の他の一例においても、送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１を計算値ｘ１２とし、終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２を計算値ｘ２２として求める。
【0113】
図９は本発明の第３実施形態に係る故障点距離検出装置を単相２線式の電力回路に適用した別の他の一例の構成図ある。図９では、図７に示した第３実施形態の一例に対し、故障相電流検出器１８を削除したものである。図７と同一要素については同一符号を付し重複する説明は省略する。
【0114】
第３実施形態では、送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１を計算値ｘ１２とし、終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２を計算値ｘ２２として求める。すなわち、故障相電流検出器１８で検出した電流Ｉ１を用いることなく、健全相電流検出器１９で検出した健全相電流Ｉ２を用いて（１９）式及び（２５）式により、計算値ｘ１２及び計算値ｘ２２を求めるので、故障相電流検出器１８を設ける必要がない。そこで、図７に示した第３実施形態の一例に対し故障相電流検出器１８を削除した。これにより、電流検出器の軽減が図れる。
【0115】
以上の第３実施形態の説明では、単相２線式の電力回路に適用した場合について説明したが、第１実施形態や第２実施形態の場合と同様に、三相３線式、三相４線式、単相３線式、直流２線式にも適用できる。
【0116】
第３実施形態によれば、検出誤差の影響を受けにくい健全相電流Ｉ２を用いて、送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１の計算値ｘ１２、終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２の計算値ｘ２２を求めるので、より精度よく故障点Ｇまでの距離を計算できる。
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態を説明する。第１実施形態乃至第３実施形態では、故障相電流検出器１８、健全相電流検出器１９、兼用電流検出器２３として、内部抵抗が小さい電流検出器を採用した。これにより、故障相電流検出器１８や健全相電流検出器１９の内部抵抗の大きさにより第１分流回路や第２分流回路に流れる電流の分流比が影響を受けることがなく、故障相電流Ｉ１と健全相電流Ｉ２とを検出できる。しかし、内部抵抗が小さい電流検出器として、例えばフラックスゲート型電流検出器を用いた場合、フラックスゲート型電流検出器には検出精度に限界があり、個体差による検出誤差がある。そこで、本発明の第４実施形態では、差動式フラックスゲート型電流検出器を採用することにした。
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態を説明する。第１実施形態乃至第３実施形態では、故障相電流検出器１８、健全相電流検出器１９、兼用電流検出器２３として、内部抵抗が小さい電流検出器を採用した。これにより、故障相電流検出器１８や健全相電流検出器１９の内部抵抗の大きさにより第１分流回路や第２分流回路に流れる電流の分流比が影響を受けることがなく、故障相電流Ｉ１と健全相電流Ｉ２とを検出できる。しかし、内部抵抗が小さい電流検出器として、例えばフラックスゲート型電流検出器を用いた場合、フラックスゲート型電流検出器には検出精度に限界があり、個体差による検出誤差がある。そこで、本発明の第４実施形態では、差動式フラックスゲート型電流検出器を採用することにした。
【0117】
図１０は本発明の第４実施形態に係る故障点距離検出装置を三相３線式の電力回路に適用した一例の構成図である。この第４実施形態の一例は図１に示した第１実施形態に対し、故障相電流検出器（内部抵抗が小さい電流検出器）１８及び健全相電流検出器（内部抵抗が小さい電流検出器）１９に代えて差電流検出器（差動式フラックスゲート型電流検出器）２４を設けたものである。図１０では、図１の場合と同様に、故障相はＴ相、健全相はＲ相及びＳ相であり、故障相であるＴ相と健全相であるＳ相とを短絡装置１７で短絡した場合を示している。図１と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【0118】
図１０において、差電流検出器２４は差動式磁場検出型の電流検出器（差動式フラックスゲート型電流検出器）であり、微小直流電流を検出できるものである。すなわち、差電流検出器２４は内部抵抗が事実上ゼロである電流検出器であり、故障相電流Ｉ１と健全相電流Ｉ２とを逆向きに入力して、故障相電流Ｉ１と健全相電流Ｉ２との差電流Ｉ１２を検出する。差電流Ｉ１２は下記（３２）式で示される。
【0119】
Ｉ１２＝Ｉ１－Ｉ２ …（３２）
差電流検出器２４は内部抵抗が事実上ゼロであることから微少な電流であっても精度良く検出できる。故障相電流Ｉ１は、直流電源装置１５から故障点Ｇを通り故障点Ｇで分岐して故障相を通り直流電源装置１５に戻る第１地絡回路に流れる電流であり、健全相電流Ｉ２は、直流電源装置１５から故障点Ｇを通り故障点Ｇで分岐して健全相を通り直流電源装置１５に戻る第２地絡回路に流れる電流である。従って、故障点Ｇの故障抵抗Ｒｇが大きい場合は故障相電流Ｉ１及び健全相電流Ｉ２は微少な電流であるが、差電流検出器２４は故障相電流Ｉ１と健全相電流Ｉ２との差電流Ｉ１２を精度良く検出できる。
差電流検出器２４は内部抵抗が事実上ゼロであることから微少な電流であっても精度良く検出できる。故障相電流Ｉ１は、直流電源装置１５から故障点Ｇを通り故障点Ｇで分岐して故障相を通り直流電源装置１５に戻る第１地絡回路に流れる電流であり、健全相電流Ｉ２は、直流電源装置１５から故障点Ｇを通り故障点Ｇで分岐して健全相を通り直流電源装置１５に戻る第２地絡回路に流れる電流である。従って、故障点Ｇの故障抵抗Ｒｇが大きい場合は故障相電流Ｉ１及び健全相電流Ｉ２は微少な電流であるが、差電流検出器２４は故障相電流Ｉ１と健全相電流Ｉ２との差電流Ｉ１２を精度良く検出できる。
【0120】
合計電流検出器２０は差電流検出器２４を通過した故障相電流Ｉ１と健全相電流Ｉ２とを入力し、故障相電流Ｉ１と健全相電流Ｉ２との和の合計電流Ｉ３を検出する。合計電流検出器２０は直流電源装置１５に直列に入っており、第１分流回路や第２分流回路に接続されるものではないので分流比が問題になることがない。
【0121】
距離計算装置２１は、差電流検出器２４で検出された差電流Ｉ１２と合計電流検出器２０で検出された合計電流Ｉ３とを入力し、これらの電流に基づいて、三相電力線の送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１、三相電力線の終端１２から故障点までの距離ｘ２を計算する。
【0122】
（３２）式のＩ１に（１０）式で示されるＩ１を代入し、Ｉ２に（１１）式で示されるＩ１を代入すると、差電流Ｉ１２は下記（３３）式で示される。
【0123】
Ｉ１２＝｛（Ｒｔ２＋Ｒｓ－Ｒｔ１）／（Ｒｔ１＋Ｒｔ２＋Ｒｓ）｝・Ｉ３ …（３３）
ここで、Ｒｓは（４）式よりｒ・Ｌ、Ｒｔ１は（５）式よりｒ・ｘ１、Ｒｔ２は（６）式よりｒ・ｘ２、ｒ・ｘ１＋ｒ・ｘ２は（３）式よりｒ・Ｌであるので、これらを（３３）式に代入すると（３４）式が得られる。
ここで、Ｒｓは（４）式よりｒ・Ｌ、Ｒｔ１は（５）式よりｒ・ｘ１、Ｒｔ２は（６）式よりｒ・ｘ２、ｒ・ｘ１＋ｒ・ｘ２は（３）式よりｒ・Ｌであるので、これらを（３３）式に代入すると（３４）式が得られる。
【0124】
Ｉ１２＝｛Ｌ＋（ｘ２－ｘ１）／２Ｌ｝・Ｉ３ …（３４）
（３）式よりｘ２＝Ｌ－ｘ１であるので、これを（３４）式に代入すると（３５）式が得られる。
（３）式よりｘ２＝Ｌ－ｘ１であるので、これを（３４）式に代入すると（３５）式が得られる。
【0125】
Ｉ１２＝（１－ｘ１／Ｌ）｝・Ｉ３ …（３５）
いま、差電流Ｉ１２／合計電流Ｉ３を第３指標値Ｅ３とする。そして、（３５）式に（Ｉ１２／Ｉ３）＝Ｅ３を代入し、送電端から故障点までの距離ｘ１について解くと（３６）式が得られる。この（３６）式で得られた計算値ｘ１を送電端から故障点Ｇまでの距離ｘ１とする。
いま、差電流Ｉ１２／合計電流Ｉ３を第３指標値Ｅ３とする。そして、（３５）式に（Ｉ１２／Ｉ３）＝Ｅ３を代入し、送電端から故障点までの距離ｘ１について解くと（３６）式が得られる。この（３６）式で得られた計算値ｘ１を送電端から故障点Ｇまでの距離ｘ１とする。
【0126】
ｘ１＝Ｌ・（１－Ｅ３）…（３６）
次に、電力回路の終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２は、電力回路の送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１を求める場合の（３４）式を得るまでは同じである。（３４）式に（３）式より得られるｘ１＝Ｌ－ｘ２を代入すると（３７）式が得られる。
次に、電力回路の終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２は、電力回路の送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１を求める場合の（３４）式を得るまでは同じである。（３４）式に（３）式より得られるｘ１＝Ｌ－ｘ２を代入すると（３７）式が得られる。
【0127】
Ｉ１２＝（ｘ２／Ｌ）・Ｉ３ …（３７）
そして、（３７）式に（Ｉ１２／Ｉ３）＝Ｅ３を代入し、電力回路の終端１２から故障点までの距離ｘ２について解くと（３８）式が得られる。この（３８）式で得られた計算値ｘ２を電力回路の終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２とする。
そして、（３７）式に（Ｉ１２／Ｉ３）＝Ｅ３を代入し、電力回路の終端１２から故障点までの距離ｘ２について解くと（３８）式が得られる。この（３８）式で得られた計算値ｘ２を電力回路の終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２とする。
【0128】
ｘ２＝Ｌ・Ｅ３…（３８）
以上の説明では、故障相がＴ相であり健全相がＲ相Ｓ相である場合に、故障相のＴ相と健全相のＳ相とを用いて、三相電力線の送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１及び三相電力線の終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２を計算する場合について説明したが、図１１に示すように、健全相のＳ相に代えて健全相のＲ相を用い、故障相のＴ相と健全相のＲ相とを用いて距離ｘ１及び距離ｘ２を計算するようにしても良い。
以上の説明では、故障相がＴ相であり健全相がＲ相Ｓ相である場合に、故障相のＴ相と健全相のＳ相とを用いて、三相電力線の送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１及び三相電力線の終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２を計算する場合について説明したが、図１１に示すように、健全相のＳ相に代えて健全相のＲ相を用い、故障相のＴ相と健全相のＲ相とを用いて距離ｘ１及び距離ｘ２を計算するようにしても良い。
【0129】
さらには、故障相のＴ相と健全相のＲ相とを用いて計算した距離ｘ１、ｘ２、故障相のＴ相と健全相のＳ相とを用いて計算した距離ｘ１、ｘ２をそれぞれ計算し、これらの平均値を取るようにしても良い。１つの健全相だけでなく２つの健全相に対して、距離ｘ１、ｘ２を計算するので、Ｒ相の電力線の直流抵抗Ｒｒ、Ｓ相の電力線の直流抵抗Ｒｓ、Ｔ相の電力線の直流抵抗Ｒｔの直流抵抗値にばらつきがある場合に、そのばらつきを補正できる。
【0130】
また、以上の説明では、三相３線式の電力回路に適用した場合について説明したが、三相４線式の電力回路、単相２線式の電力回路、単相３線式の電力回路、直流２線式の電力回路にも適用できる。三相４線式の電力回路、単相２線式の電力回路、単相３線式の電力回路、直流２線式の電力回路への適用は第１実施形態の場合と同様であるので説明は省略する。
【0131】
図１２は合計電流検出器２０と差電流検出器２４との試験調整と精度のマッチングを行う整合試験回路の回路図である。図１２では、本発明の第４実施形態に係る故障点距離検出装置を単相２線式の電力回路に適用した場合を示しており、故障点距離検出の対象の電力回路の送電端１１より先の終端側の図示を省略している。
【0132】
図１２に示すように、整合試験回路は単相２線式の電力回路に対し、差電流検出器２４を通った故障相電流Ｉ１が合流点Ｂを経由して直流電源装置１５のマイナス端子に戻る経路の合流点Ｂの手前にスイッチＳ１を設ける。また、故障相電流Ｉ１とは逆向きに健全相電流Ｉ２を差電流検出器２４に導く経路から分岐してスイッチＳ１及び合流点Ｂを経由して直流電源装置１５のマイナス端子に戻る経路のスイッチＳ１の手前にスイッチＳ２を設ける。さらに、直流電源装置１５と送電端１１の手前の故障相との間にスイッチＳ３を設け、直流電源装置１５と送電端１１の手前の健全相との間にスイッチＳ４を設ける。
【0133】
そして、合計電流検出器２０と差電流検出器２４との試験調整と精度の整合試験は、故障点距離検出の対象の電力回路の送電端１１の故障相と健全相とを開放した状態で行う。図１２では送電端１１の故障相と健全相とを開放したことを×印で示している。表１に整合試験及び実測時のスイッチＳ１～Ｓ４の開閉状態のパターンを示す。
【0134】
【表1】
【0135】
パターン１は、スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３が開、スイッチＳ４が閉である状態であり、差電流検出器（Ａ１２）２４には直流電源装置１５から直接試験用の健全相電流Ｉ２がマイナス方向（故障相電流Ｉ１とは逆向き方向）から流れ込む状態を示している。すなわち、差電流検出器（Ａ１２）２４にはＩ２（－）が流れ、差電流検出器（Ａ１２）２４が検出する電流はＩ２であり、故障電流Ｉ１は差電流検出器（Ａ１２）２４には流れないことから、合計電流検出器（Ａ３）２０が検出する電流もＩ２であることを示している。
【0136】
測定誤差ｅ２１＝測定値Ａ１２－真値Ａ３であり、差電流検出器（Ａ１２）２４が検出する電流はＩ２（－）、合計電流検出器（Ａ３）２０が検出する電流はＩ３であるから、差電流検出器（Ａ１２）２４の誤差ｅ２１は、｛ｅ２１＝Ａ１２－Ａ３＝Ｉ２（－）－Ｉ３｝である。従って、差電流検出器（Ａ１２）２４が検出する電流Ｉ２（－）と合計電流検出器（Ａ３）２０が検出する電流Ｉ３とが等しくＩ２である場合、つまり（－Ａ１２＝Ａ３＝Ｉ２）である場合には、差電流検出器（Ａ１２）２４の誤差ｅ２１は０である。
【0137】
パターン２は、スイッチＳ１、Ｓ３が閉、スイッチＳ２、Ｓ４が開である状態であり、差電流検出器（Ａ１２）２４には直流電源装置１５から直接試験用の故障相電流Ｉ１がプラス方向（逆向きの健全相電流Ｉ２とは逆向き方向、つまり順方向）から流れ込む状態を示している。すなわち、差電流検出器（Ａ１２）２４にはＩ１（＋）が流れ、差電流検出器（Ａ１２）２４が検出する電流はＩ１であり、健全相電流Ｉ２は差電流検出器（Ａ１２）２４には流れないことから、合計電流検出器（Ａ３）２０が検出する電流もＩ１であることを示している。
【0138】
測定誤差ｅ２１＝測定値Ａ１２－真値Ａ３であり、差電流検出器（Ａ１２）２４が検出する電流はＩ１（＋）、合計電流検出器（Ａ３）２０が検出する電流はＩ３であるから、差電流検出器（Ａ１２）２４の誤差ｅ１２は、｛ｅ１２＝Ａ１２－Ａ３＝Ｉ１（＋）－Ｉ３｝である。従って、差電流検出器（Ａ１２）２４が検出する電流値Ｉ（＋）と合計電流検出器（Ａ３）２０が検出する電流Ｉ３とが等しくＩ１である場合、つまり、（Ａ１２＝Ａ３＝Ｉ１）である場合には、差電流検出器（Ａ１２）２４の誤差ｅ１２は０である。
【0139】
パターン３は、スイッチＳ１、Ｓ４が開、スイッチＳ２、Ｓ３が閉である状態であり、差電流検出器（Ａ１２）２４には直流電源装置１５から直接試験用の故障相電流Ｉ１がプラス方向から流れ込み、かつ、スイッチＳ２を通り逆方向の健全相電流Ｉ２（－）となって差電流検出器（Ａ１２）２４に流れ込む状態を示している。すなわち、差電流検出器（Ａ１２）２４にはＩ１（＋）及びＩ２（－）が流れ、差電流検出器（Ａ１２）２４が検出する電流はＩ１（＋）＋Ｉ２（－）＝０であり、合計電流検出器（Ａ３）２０が検出する電流はＩ１（＝１２）であることを示している。
【0140】
差電流検出器（Ａ１２）２４の誤差ｅ１２２１は、測定誤差ｅ１２２１＝測定値Ａ１２－真値Ａ３であり、差電流検出器（Ａ１２）２４が検出する電流はＩ１（＋）＋Ｉ２（－）、合計電流検出器（Ａ３）２０が検出する電流はＩ３であるから、［ｅ１２２１＝Ａ３－Ａ１２＝Ｉ３－｛Ｉ２（－）＋Ｉ（＋）｝］である。従って、差電流検出器（Ａ１２）２４が検出する電流値｛Ｉ２（－）＋Ｉ（＋）｝が０である場合、つまり、（Ａ１２＝０）である場合には、差電流検出器（Ａ１２）２４の誤差ｅ１２２１は０である。
【0141】
パターン４は、図１２に示した送電端１１の故障相と健全相とを電力回路に接続し、スイッチＳ１が閉、スイッチＳ２、Ｓ３、Ｓ４が開である状態であり、差電流検出器（Ａ１２）２４には、直流電源装置１５から故障点Ｇを経由した実際の故障相電流Ｉ１がプラス方向から流れ込み、かつ、直流電源装置１５から故障点Ｇを経由した実際の健全相電流Ｉ２がマイナス方向から流れ込む状態を示している。すなわち、差電流検出器（Ａ１２）２４には実際のＩ１（＋）及びＩ２（－）が流れ、差電流検出器（Ａ１２）２４が検出する電流はＩ１（＋）＋Ｉ２（－）であり、合計電流検出器（Ａ３）２０が検出する電流はＩ１（＋）＋１２（－）であることを示している。
【0142】
差電流検出器（Ａ１２）２４の検出精度のマッチングは、差電流検出器（Ａ１２）２４の誤差ｅ１２２１に対しては、（３６）式のＥ３（＝Ｉ１２／Ｉ３）のＩ１２に、Ｉ１２から誤差ｅ１２２１を減算した（Ｉ１２－ｅ１２２１）を代入して得られる（３９）式で送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１を算出して求めることにより行う。
【0143】
ｘ１＝Ｌ・｛１－（Ｉ１２－ｅ１２２１）／Ｉ３｝…（３９）
同様に、終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２は、（３８）式のＥ３（＝Ｉ１２／Ｉ３）のＩ１２に、Ｉ１２から誤差ｅ１２２１を減算した（Ｉ１２－ｅ１２２１）を代入して得られる（４０）式で算出して求めることにより、差電流検出器（Ａ１２）２４の検出精度のマッチングを図る。
同様に、終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２は、（３８）式のＥ３（＝Ｉ１２／Ｉ３）のＩ１２に、Ｉ１２から誤差ｅ１２２１を減算した（Ｉ１２－ｅ１２２１）を代入して得られる（４０）式で算出して求めることにより、差電流検出器（Ａ１２）２４の検出精度のマッチングを図る。
【0144】
ｘ２＝Ｌ・（Ｉ１２－ｅ１２２１）／Ｉ３…（４０）
これにより、合計電流検出器（Ａ３）２０は、故障点Ｇを経由した実際の故障相電流Ｉ１及び故障点Ｇを経由した実際の健全相電流Ｉ２の合計電流Ｉ３を精度よく検出できる。
これにより、合計電流検出器（Ａ３）２０は、故障点Ｇを経由した実際の故障相電流Ｉ１及び故障点Ｇを経由した実際の健全相電流Ｉ２の合計電流Ｉ３を精度よく検出できる。
【0145】
以上の説明では、単相２線式の電力回路に適用した整合試験回路を示したが、三相３線式の電力回路、三相４線式の電力回路、単相３線式の電力回路、直流２線式回路についても同様に整合試験回路を適用できる。
【0146】
本発明の第４実施形態によれば、差電流検出器２４の電流検出の原理が磁場検出による非接触形であるから内部抵抗が無い。また、本発明の第４実施形態では第１実施形態の故障相電流検出器１８、健全相電流検出器１９に代えて、故障相電流検出器１８、健全相電流検出器１９を単純に１台ごと２台の磁場検出型の電流検出器（フラックスゲート型電流検出器）に代えるのではなくて、１台の差動式磁場検出型の電流検出器（差動式フラックスゲート型電流検出器）とし、故障相電流Ｉ１と健全相電流Ｉ２との差電流Ｉ１２を検出するので電流検出器の各々の個体誤差がない。
【0147】
つまり、１台の差電流検出器２４で検出される故障相電流Ｉ１と健全相電流Ｉ２との差電流Ｉ１２を使用して、故障相の送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１と終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２を算出するので、精度よく故障点Ｇまでの距離ｘ１、ｘ２を計算できる。合計電流検出器２０は分流回路に接続されるものではないので分流比に影響を与えず問題になることがない。従って、内部抵抗の小さい電流検出器を採用しなくてもよい。
＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態を説明する。第５実施形態は第１実施形態乃至第３実施形態で計算した送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１の計算値と、終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２の計算値を補正演算するようにしたものである。
＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態を説明する。第５実施形態は第１実施形態乃至第３実施形態で計算した送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１の計算値と、終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２の計算値を補正演算するようにしたものである。
【0148】
第１実施形態及び第２実施形態では、送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１を計算値ｘ１１と計算値ｘ１２との平均値として求め、終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２を計算値ｘ２１と計算値ｘ２２との平均値として求め、第３実施形態では送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１を計算値ｘ１２として求め、終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２を計算値ｘ２２として求めたが、送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１の計算値と、終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２の計算値との和が送電端１１から終端１２までの電力線の距離Ｌに対して過不足する場合には、送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１と終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２との和が送電端１１から終端１２までの電力線の距離Ｌとなるように補正計算する。
【0149】
すなわち、送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１と終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２との和（ｘ１＋ｘ２）が送電端１１から終端１２までの電力線の距離Ｌよりα１だけ大きいときは、α１／２だけ、計算値ｘ１及び計算値ｘ２より引き算して送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１及び終端１２から故障点までの距離ｘ２を求める。これにより、距離ｘ１と距離ｘ２との和が電力線の距離Ｌと等しくなり、故障点までの距離の精度が向上する。
【0150】
一方、送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１と終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２との和（ｘ１＋ｘ２）が送電端１１から終端１２までの電力線の距離Ｌよりα２だけ小さいときは、α２／２だけ、計算値ｘ１及び計算値ｘ２に足し算して送電端１１から故障点Ｇまでの距離ｘ１及び終端１２から故障点Ｇまでの距離ｘ２を求める。これにより、距離ｘ１と距離ｘ２との和が電力線の距離Ｌと等しくなり、故障点までの距離の精度が向上する。
【0151】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0152】
１１…送電端、１２…終端、１３…絶縁抵抗計、１４…電流計、１５…直流電源装置、１６…可変抵抗、１７…短絡装置、１８…故障相電流検出器、１９…健全相電流検出器、２０…合計電流検出器、２１…距離計算装置、２２…切替装置、２３…兼用電流検出器、２４…差電流検出器
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】