特許 7302819 故障点位置標定システム、親局、親局の制御方法、プログラム

(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】2023-06-26

(45)【発行日】2023-07-04

(54)【発明の名称】故障点位置標定システム、親局、親局の制御方法、プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/08 20200101AFI20230627BHJP

   H02H 7/26 20060101ALI20230627BHJP

【ＦＩ】

G01R31/08

H02H7/26 F

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019189253

(22)【出願日】2019-10-16

(65)【公開番号】P2021063747

(43)【公開日】2021-04-22

【審査請求日】2022-08-25

(73)【特許権者】

【識別番号】000211307

【氏名又は名称】中国電力株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000144108

【氏名又は名称】株式会社三英社製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000176

【氏名又は名称】弁理士法人一色国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大原 久征

(72)【発明者】

【氏名】絹村 拓也

(72)【発明者】

【氏名】瀧澤 秀行

(72)【発明者】

【氏名】小林 和博

【審査官】田口 孝明

(56)【参考文献】

【文献】中国特許出願公開第１０８２５４６５７（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２００４－１３２７６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１２１４３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１８９３９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－１０３４７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０５－０１１７３９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０７－２５６２１６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

ＩＰＣ Ｇ０１Ｒ ３１／０８－３１／１１、

Ｈ０２Ｈ ７／２２－７／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

配電線路に設置される複数の子局と、前記各子局によって検出される零相電圧及び零相電流に基づいて前記各子局のサージ到達時刻の差を算出し、前記サージ到達時刻の差に基づいて故障点の位置を標定する親局と、を含んで構成される故障点位置標定システムであって、
前記親局は、
前記零相電流の波形を処理する際に、カットオフ周波数を超える前記配電線路に重畳する零相成分の高周波ノイズの影響を除去するデジタルフィルタと、
前記故障点の位置を標定することができるまで、前記デジタルフィルタの前記カットオフ周波数を初期値から下限値までの範囲内で一定値ずつ低く設定する処理を繰り返す周波数処理部と、
を備えたことを特徴とする故障点位置標定システム。

【請求項2】

前記初期値は、数ＭＨｚの周波数であり、
前記下限値は、数百ＫＨｚの周波数であり、
前記一定値は、数十ＫＨｚの周波数である
ことを特徴とする請求項１に記載の故障点位置標定システム。

【請求項3】

配電線路に設置される複数の子局と、前記各子局によって検出される零相電圧及び零相電流に基づいて前記各子局のサージ到達時刻の差を算出し、前記サージ到達時刻の差に基づいて故障点の位置を標定する親局と、を含んで構成される故障点位置標定システムに用いられる前記親局であって、
前記零相電流の波形を処理する際に、カットオフ周波数を超える前記配電線路に重畳する零相成分の高周波ノイズの影響を除去するデジタルフィルタと、
前記故障点の位置を標定することができるまで、前記デジタルフィルタの前記カットオフ周波数を初期値から下限値までの範囲内で一定値ずつ低く設定する処理を繰り返す周波数処理部と、
を備えたことを特徴とする親局。

【請求項4】

前記初期値は、数ＭＨｚの周波数であり、
前記下限値は、数百ＫＨｚの周波数であり、
前記一定値は、数十ＫＨｚの周波数である
ことを特徴とする請求項３に記載の親局。

【請求項5】

配電線路に設置される複数の子局と、前記各子局によって検出される零相電圧及び零相電流に基づいて前記各子局のサージ到達時刻の差を算出し、前記サージ到達時刻の差に基づいて故障点の位置を標定する親局と、を含んで構成される故障点位置標定システムに用いられる前記親局の制御方法であって、
前記親局において、
前記故障点の位置を標定することができるまで、前記零相電流の波形を処理する際にカットオフ周波数を超える前記配電線路に重畳する零相成分の高周波ノイズの影響を除去するためのデジタルフィルタの前記カットオフ周波数を、初期値から下限値までの範囲内で一定値ずつ低く設定する処理を繰り返す
ことを特徴とする親局の制御方法。

【請求項6】

配電線路に設置される複数の子局と、前記各子局によって検出される零相電圧及び零相電流に基づいて前記各子局のサージ到達時刻の差を算出し、前記サージ到達時刻の差に基づいて故障点の位置を標定する親局と、を含んで構成される故障点位置標定システムに用いられる前記親局のコンピュータに、
前記親局が前記故障点の位置を標定することができるまで、前記親局に設けられる、前記零相電流の波形を処理する際にカットオフ周波数を超える前記配電線路に重畳する零相成分の高周波ノイズの影響を除去するためのデジタルフィルタの前記カットオフ周波数を、初期値から下限値までの範囲内で一定値ずつ低く設定する処理を繰り返す機能を実現させる
プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、故障点位置標定システム、親局、親局の制御方法、プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

再生可能エネルギー（太陽光、風力、地熱等）を用いた分散型電源を設置する場合、例えば、分散型電源で発生する直流電力を一般の電気器具で使用可能な交流電力に変換する機能、分散型電源を商用電力系統と連系運転する機能、分散型電源を自動運転する機能、等を備えたパワーコンディショナーを分散型電源とともに付設する必要がある。

【0003】

近年、分散型電源の設置数の増加に伴ってパワーコンディショナーの設置数も増加し、パワーコンディショナー等のインバータ機器に起因して配電線路に重畳する零相成分の高周波ノイズの影響を無視できなくなっている。

【0004】

例えば、配電線路に地絡事故が発生したときの故障点の位置を標定するシステムでは、零相電流の波形を処理する過程でこのような高周波ノイズの影響を除去するローパスフィルタを採用している。（例えば、特許文献１を参照）

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１１－１９６８１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、高周波ノイズの周波数は、パワーコンディショナーの仕様、設置数等の条件によって、配電線路の架設場所ごとに異なっている。従って、固定の周波数帯域を有するローパスフィルタを採用しても、高周波ノイズの影響を完全に除去することはできない。一方、配電線路の架設場所ごとに高周波ノイズに対応する周波数帯域を有するローパスフィルタを採用しても、パワーコンディショナーの設置条件が変わってしまうと高周波ノイズの影響を完全に除去することはできない。

【0007】

そこで、本発明は、配電線路に重畳する零相成分の高周波ノイズの周波数に関わらず、故障点の位置を標定する際に当該高周波ノイズの影響を除去することが可能な故障点位置標定システム、親局、親局の制御方法、プログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前述した課題を解決する主たる本発明は、配電線路に設置される複数の子局と、前記各子局によって検出される零相電圧及び零相電流に基づいて前記各子局のサージ到達時刻の差を算出し、前記サージ到達時刻の差に基づいて故障点の位置を標定する親局と、を含んで構成される故障点位置標定システムであって、前記親局は、前記零相電流の波形を処理する際に、カットオフ周波数を超える前記配電線路に重畳する零相成分の高周波ノイズの影響を除去するデジタルフィルタと、前記故障点の位置を標定することができるまで、前記デジタルフィルタの前記カットオフ周波数を初期値から下限値までの範囲内で一定値ずつ低く設定する処理を繰り返す周波数処理部と、を備える。
本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、配電線路に重畳する零相成分の高周波ノイズの周波数に関わらず、故障点の位置を標定する際に当該高周波ノイズの影響を除去することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本実施形態に係る故障点位置標定システムを概略的に示す図である。

【図2】本実施形態に係る故障点位置標定システムに用いられる子局の一例を示すブロック図である。

【図3】本実施形態に係る故障点位置標定システムに用いられる親局の一例を示すブロック図である。

【図4】本実施形態に係る故障点位置標定システムにおいて、親局が子局から取得する零相電流と地絡事故の検出時刻との関係を示す図である。

【図5】本実施形態に係る故障点位置標定システムに用いられる親局におけるデジタルフィルタのカットオフ周波数を変更するための処理の一例を示すフローチャートである。

【図6】本実施形態に係る故障点位置標定システムに用いられる子局の動作の一例を示すフローチャートである。

【図7】本実施形態に係る故障点位置標定システムに用いられる親局の動作の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
＝＝＝故障点位置標定システム＝＝＝

【0012】

図１は、本実施形態に係る故障点位置標定システムを概略的に示す図である。
故障点位置標定システム１は、配電線路１０に地絡事故が発生したときの故障点位置を標定するシステムである。故障点位置標定システム１は、配電線路１０上の故障点位置を標定するための手段として、複数の子局２０及び親局３０を含んで構成されている。尚、説明の便宜上、複数の子局２０は、２つの子局２０Ａ、２０Ｂであることとする。

【0013】

子局２０Ａ、２０Ｂは、配電線路１０に設置され、配電線路１０に地絡事故が発生したときの零相電流の情報を、ＧＰＳ衛星４０から受信する時刻情報に対応付けた情報を、親局３０に送信する装置である。親局３０は、子局２０Ａ、２０Ｂから上記の情報を受信することによって、子局２０Ａ、２０Ｂのサージ到達時刻の差を算出し、当該サージ到達時刻の差に基づいて故障点位置を標定する装置である。尚、親局３０が子局２０Ａ、２０Ｂのサージ到達時刻の差を算出することができるように、子局２０Ａ、２０Ｂは、配電線路１０上に対して所定の距離を介して設置されることとする。
子局２０Ａ、２０Ｂ及び親局３０の詳細については、後述する。
＝＝＝子局＝＝＝

【0014】

図２は、本実施形態に係る故障点位置標定システムに用いられる子局の一例を示すブロック図である。尚、本実施形態において、子局２０Ａ、２０Ｂは同一の構成であるため、一方の子局２０Ａについて以下に説明する。

【0015】

子局２０Ａは、電流センサ２０１、電圧センサ２０２、アナログフィルタ２０３、２０４、高速Ａ／Ｄ変換回路２０５、零相電圧検出回路２０６、アンテナ２０７、ＧＰＳ受信機２０８、同期分周回路２０９、書込制御回路２１０、メモリ２１１、コントローラ２１２、データ通信装置２１３を含んで構成されている。

【0016】

電流センサ２０１は、配電線路１０に流れる零相電流を検出するセンサであって、配電線路１０に設置されている。

【0017】

電圧センサ２０２は、配電線路１０に現れる零相電圧を検出するセンサであって、配電線路１０における電流センサ２０１の近傍に設置されている。

【0018】

高速Ａ／Ｄ変換回路２０５は、電流センサ２０１によって検出された零相電流の波形をアナログ値からデジタル値（波形データ）へ変換する回路であって、折り返し雑音を除去するアナログフィルタ２０３を介して電流センサ２０１と接続されている。

【0019】

一般に、配電線路１０に地絡事故が発生した場合、零相電圧は商用周波数領域において急激に変化することが知られている。そこで、零相電圧検出回路２０６は、電圧センサ２０２によって検出された零相電圧を監視し、零相電圧が商用周波数領域において急激に変化したタイミングを検出する回路であって、折り返し雑音を除去するアナログフィルタ２０４を介して電圧センサ２０２と接続されている。例えば、零相電圧検出回路２０６は、零相電圧が所定の閾値電圧を超えたときに、零相電圧が急激に変化したこととして検出する。

【0020】

そして、本実施形態では、零相電圧を用いて地絡事故のタイミングを検出し、零相電流を用いてサージ到達時間を特定することとする。

【0021】

ＧＰＳ受信機２０８は、アンテナ２０７を介してＧＰＳ衛星４０から時刻情報を受信する。当該時刻情報は、１秒を周期とするクロック信号ＣＬ０である。

【0022】

同期分周回路２０９は、１秒よりも短い時間を周期とする高速クロック信号ＣＬ１を内部で自走発振するとともにクロック信号ＣＬ０に同期させる。同期後のクロック信号ＣＬ１は、１秒未満の詳細な時刻データをタイムスタンプとするために用いられる。

【0023】

書込制御回路２１０には、高速Ａ／Ｄ変換回路２０５から出力される零相電流の波形データと、零相電圧検出回路２０６から出力される零相電圧が商用周波数領域において急激に変化したか否かを示す検出信号と、同期分周回路２０９から出力される同期後のクロック信号ＣＬ１と、が入力される。

【0024】

メモリ２１１は、第１記憶エリア２１１Ａ及び第２記憶エリア２１１Ｂを有している。第１記憶エリア２１１Ａには、コントローラ２１２の動作を制御するためのプログラムが予め記憶されている。第２記憶エリア２１１Ｂには、高速Ａ／Ｄ変換回路２０５から出力される零相電流の波形データが記憶される。更に、第２記憶エリア２１１Ｂには、零相電圧検出回路２０６の検出出力を契機として、同期分周回路２０９から出力される同期後のクロック信号ＣＬ１に基づいて得られる時刻データが記憶される。第２記憶エリア２１１Ｂのアドレス空間は、例えば、零相電流の波形データを順次記憶するとともに更新することができるように、仮想リング状に配置されている。

【0025】

零相電圧検出回路２０６によって零相電圧が商用周波数領域において急激に変化したことが検出されていない場合、書込制御回路２１０は、高速Ａ／Ｄ変換回路２０５から出力される零相電流の波形データを、高速Ａ／Ｄ変換回路２０５のサンプリング周期に従ってメモリ２１１に順次記憶させる。一方、零相電圧検出回路２０６によって零相電圧が商用周波数領域において急激に変化したことが検出された場合、書込制御回路２１０は、高速Ａ／Ｄ変換回路２０５から出力された、零相電圧検出回路２０６による検出前後の一連の零相電流の波形データを、同期分周回路２０９から出力される同期後のクロック信号ＣＬ１に基づいて得られる時刻データと対応付けてメモリ２１１に記憶させる。

【0026】

コントローラ２１２は、メモリ２１１の第１記憶エリア２１１Ａに記憶されているプログラムに従って、親局３０からの要求に応じて、メモリ２１１の第２記憶エリア２１１Ｂに対応付けて記憶されている零相電流の波形データ及び時刻データを読み出す。

【0027】

データ通信装置２１３は、子局２０と親局３０との間の通信を行うインターフェースである。コントローラ２１２は、データ通信装置２１３を介して、メモリ２１１の第２記憶エリア２１１Ｂから読み出された零相電流の波形データ及び時刻データを親局３０に送信する。
＝＝＝親局＝＝＝

【0028】

図３は、本実施形態に係る故障点位置標定システムに用いられる親局の一例を示すブロック図である。

【0029】

親局３０は、コントローラ３０１、記憶装置３０２、データ通信装置３０３、入出力装置３０４を含んで構成されている。

【0030】

コントローラ３０１は、要求指示部３０１Ａ、サージ到達時刻算出部３０１Ｂ、故障点位置標定部３０１Ｃ、デジタルフィルタ３０１Ｄ、周波数処理部３０１Ｅを含んで構成されている。尚、要求指示部３０１Ａ、サージ到達時刻算出部３０１Ｂ、故障点位置標定部３０１Ｃ、デジタルフィルタ３０１Ｄ、周波数処理部３０１Ｅのそれぞれの機能は、記憶装置３０２に記憶されているコントローラ３０１の動作を制御するためのプログラムを実行することによって実現される。

【0031】

要求指示部３０１Ａは、子局２０Ａ（２０Ｂ）に対して、メモリ２１１に記憶されている零相電流の波形データ及び時刻データを親局３０に送信することを指示する第１指示信号を生成する。又、要求指示部３０１Ａは、周波数処理部３０１Ｅに対して、故障点位置の標定が不明である場合に、カットオフ周波数を変更することを指示する第２指示信号を生成して出力する。

【0032】

デジタルフィルタ３０１Ｄは、サージ到達時刻算出部３０１Ｂにおいて故障点から子局２０Ａ（２０Ｂ）までのサージ到達時刻を算出する前の処理として、子局２０Ａ（２０Ｂ）から取得した零相電流の波形データから、パワーコンディショナー等のインバータ機器に起因して配電線路１０に重畳する零相成分の高周波ノイズを除去するフィルタである。つまり、デジタルフィルタ３０１Ｄは、子局２０Ａ（２０Ｂ）から取得した零相電流の波形データに基づいて、要求指示部３０１Ａからの第２指示信号のカットオフ周波数のフィルタ処理を行った波形を生成する。

【0033】

周波数処理部３０１Ｅは、子局２０Ａ（２０Ｂ）から取得した零相電流の波形データから零相成分の高周波ノイズを除去するために、デジタルフィルタ３０１Ｄのカットオフ周波数を、この高周波ノイズの周波数を含む周波数帯域に変化するように制御する。尚、周波数処理部３０１Ｅの具体的な制御方法については後述する。

【0034】

サージ到達時刻算出部３０１Ｂは、デジタルフィルタ３０１Ｄが生成した零相電流の波形データ及び時刻データに基づいて、故障点から子局２０Ａ（２０Ｂ）までのサージ到達時刻を算出する。

【0035】

故障点位置標定部３０１Ｃは、子局２０Ａ（２０Ｂ）のサージ到達時刻の差に基づいて故障点位置を標定する。

【0036】

記憶装置３０２は、第１記憶エリア３０２Ａ及び第２記憶エリア３０２Ｂを有している。第１記憶エリア３０２Ａには、コントローラ３０１の動作を制御するためのプログラムが予め記憶されている。第２記憶エリア３０２Ｂには、コントローラ３０１から出力されるサージ到達時刻や故障点位置を示すデータが記憶される。

【0037】

データ通信装置３０３は、子局２０と親局３０との間の通信を行うインターフェースである。コントローラ３０１は、データ通信装置３０３を介して、第１指示信号を子局２０Ａ（２０Ｂ）に送信する。又、コントローラ３０１は、データ通信装置３０３を介して、メモリ２１１の第２記憶エリア２１１Ｂから読み出された零相電流の波形データ及び時刻データを受信する。

【0038】

入出力装置３０４は、作業者と親局３０との間のインターフェースである。入出力装置３０４は、キーボード３０４Ａ、ディスプレイ３０４Ｂ、プリンタ３０４Ｃ等を含んで構成されている。

【0039】

キーボード３０４Ａは、コントローラ３０１が故障点位置を標定する際に必要となるデータを入力するための入力装置である。

【0040】

ディスプレイ３０４Ｂは、コントローラ３０１が故障点位置を標定したときの情報を視覚的に出力するための表示装置である。例えば、ディスプレイ３０４Ｂには、子局２０Ａ（２０Ｂ）における零相電流の波形と地絡事故の検出時刻との関係を示す情報が表示される。

【0041】

プリンタ３０４Ｃは、ディスプレイ３０４Ｂに標示される情報を印刷する印刷装置である。
＝＝＝故障点位置の標定方法＝＝＝

【0042】

図６は、本実施形態に係る故障点位置標定システムに用いられる子局の動作の一例を示すフローチャートである。図７は、本実施形態に係る故障点位置標定システムに用いられる親局の動作の一例を示すフローチャートである。

【0043】

先ず、図６を参照しつつ、子局２０Ａ（２０Ｂ）の動作について説明する。
各子局２０Ａ（２０Ｂ）において、零相電圧検出回路２０６が零相電圧の急激な変化を検出した場合［ステップＳ１０：ＹＥＳ］、書込制御回路２１０は、零相電圧検出回路２０６から出力される検出信号を契機として、メモリ２１１に対する零相電流の波形データの記憶を停止するとともに、メモリ２１１に対してこの時点まで記憶されている零相電流の波形データにこの時点の時刻データを対応付けて記憶させる［ステップＳ１１］。

【0044】

コントローラ２１２がデータ通信装置２１３を介して親局３０から第１指示信号を受信すると［ステップＳ１２：ＹＥＳ］、書込制御回路２１０は、メモリ２１１に記憶されている上記の零相電流の波形データ及び時刻データをコントローラ２１２に出力する［ステップＳ１３］。

【0045】

コントローラ２１２は、データ通信装置２１３を介して上記の零相電流の波形データ及び時刻データを親局３０に送信する［ステップＳ１４］。

【0046】

尚、本実施形態において、子局２０Ａは配電線路１０の電源に近い側に設置され、子局２０Ｂは配電線路１０の電源から遠い側（負荷（需要家）に近い側）に設置されていることとする。又、親局３０は、子局２０Ａ、２０Ｂの順に零相電流の波形データ及び時刻データを受信するように第１指示信号を出力することとする。

【0047】

次に、図７を参照しつつ、親局３０の動作について説明する。
コントローラ３０１は、データ通信装置３０３を介して子局２０Ａから零相電流の波形データ及び時刻データを受信する［ステップＳ２０：ＹＥＳ］。

【0048】

サージ到達時刻算出部３０１Ｂは、子局２０Ａの零相電流の波形データ及び時刻データに基づいて、配電線路１０に地絡事故が発生したときの故障点から子局２０Ａまでのサージ到達時刻Ｔ１を算出する［ステップＳ２１］。尚、ステップＳ２１において、サージ到達時刻Ｔ１を算出する前に、子局２０Ａから取得した零相電流の波形データから配電線路１０に重畳する零相成分の高周波ノイズを除去する処理が行われるが、この処理の詳細については後述する。

【0049】

コントローラ３０１は、データ通信装置３０３を介して子局２０Ｂからサージ到達時刻Ｔ１付近における所定の高周波領域の零相電流の波形データ及び時刻データを受信する［ステップＳ２２：ＹＥＳ］。

【0050】

サージ到達時刻算出部３０１Ｂは、子局２０Ｂの零相電流の波形データ及び時刻データに基づいて、配電線路１０に地絡事故が発生したときの故障点から子局２０Ｂまでのサージ到達時刻Ｔ２を算出する［ステップＳ２３］。尚、ステップＳ２３において、サージ到達時刻Ｔ２を算出する前に、子局２０Ｂから取得した零相電流の波形データから配電線路１０に重畳する零相成分の高周波ノイズを除去する処理が行われるが、この処理の詳細については後述する。

【0051】

尚、サージ到達時刻Ｔ１、Ｔ２の算出には、例えば二電位法等の周知の方法を用いればよい。

【0052】

故障点位置標定部３０１Ｃは、以下の式（１）に従って故障点から子局２０Ａまでの距離Ｌ１を算出する［ステップＳ２４］。
Ｌ１＝（Ｌ＋（Ｔ１－Ｔ２）ｖ）／２ ・・・（１）
但し、Ｌ：子局２０Ａ、２０Ｂ間の配電線路１０の距離
Ｌ１：故障点から子局２０Ａまでの配電線路１０の距離
Ｔ１－Ｔ２：サージ到達時刻の差
ｖ：サージ伝搬速度（一定）
である。尚、サージ伝搬速度ｖは、実験等の検証から得られた一定値（例えば ２８０ｍ／μｓｅｃ）であることとする。

【0053】

故障点位置標定部３０１Ｃは、距離Ｌ１を算出することによって、子局２０Ａの設置位置から子局２０Ｂの設置位置へ向かって距離Ｌ１だけ離れた位置を故障点と標定する［ステップＳ２５］。
＝＝＝デジタルフィルタのカットオフ周波数の変更方法＝＝＝

【0054】

近年、分散型電源の設置数の増加に伴ってパワーコンディショナー等のインバータ機器の設置数が増加し、配電線路１０に重畳する零相成分の高周波ノイズが、配電線路１０に地絡事故が発生したときの故障点位置の標定精度に影響を与えている。そこで、本実施形態では、サージ到達時刻算出部３０１Ｂにおいてサージ到達時刻Ｔ１、Ｔ２を算出する過程において、子局２０Ａ（２０Ｂ）から得られる零相電流の波形データから零相成分の高周波ノイズの影響を除去するために、デジタルフィルタ３０１Ｄ及び周波数処理部３０１Ｅをコントローラ３０１に設けている。

【0055】

図４（Ａ）は、親局３０が子局２０Ａ（２０Ｂ）から取得した零相電流の波形データから零相成分の高周波ノイズを除去していないときの零相電流と地絡事故の検出時刻との関係を示す図であって、例えばディスプレイ３０４Ｂに視覚情報として表示される。同様に、図４（Ｂ）は、親局３０が子局２０Ａ（２０Ｂ）から取得した零相電流の波形データから零相成分の高周波ノイズを除去したときの零相電流と地絡事故の検出時刻との関係を示す図であって、例えばディスプレイ３０４Ｂに視覚情報として表示される。図４（Ａ）（Ｂ）において、横軸は時刻（例えば５０ｎｓｅｃ／ｐｏｉｎｔ）、縦軸は零相電流の値（例えば１ｍＡ／ｐｏｉｎｔ）を示している。図４（Ａ）（Ｂ）において、太実線は零相電流の波形を示し、子局２０Ａ（２０Ｂ）から受信する零相電流の波形データに基づいてコントローラ３０１から出力される視覚情報である。図４（Ａ）（Ｂ）において、破線は地絡事故のサージの発生を示し、子局２０Ａ（２０Ｂ）から受信する時刻データに基づいてサージ到達時刻とし、零相電流の値（零相成分の高周波ノイズの場合も含む）が所定の閾値を超えたときにコントローラ３０１から出力される視覚情報である。

【0056】

図４（Ａ）の場合、零相電流が閾値を超えて変化する前に零相成分の高周波ノイズが閾値を超えて変化した時刻が、サージ到達時刻となっている。この場合、零相電流が閾値を超えて変化する時刻とサージ到達時刻との差が１μｓｅｃ程度まで広がってしまうと、サージ伝搬速度から考えて約１４０ｍの誤差が発生し、故障点位置の標定が不可能になる。そこで、親局３０では子局２０Ａ（２０Ｂ）から取得した零相電流の波形データから零相成分の高周波ノイズを除去する必要がある。

【0057】

図４（Ｂ）の場合、零相電流の波形データから零相成分の高周波ノイズが除去されているため、零相電流が閾値を超えて変化したときの時刻がそのままサージ到達時刻となっている。

【0058】

図４（Ａ）のように、零相電流が閾値を超えて変化する時刻とサージ到達時刻とがずれている場合、故障点位置が子局２０Ａ、２０Ｂの間に存在しなくなる等、故障点位置の標定結果が不明となるため、故障点位置標定部３０１Ｃの標定結果を契機として、要求指示部３０１Ａでは、デジタルフィルタ３０１Ｄのカットオフ周波数を変更するための第２指示信号を生成することができる。そして、周波数処理部３０１Ｅによってデジタルフィルタ３０１Ｄのカットオフ周波数を変更することができる。

【0059】

図５は、本実施形態に係る故障点位置標定システムにおいて、コントローラ３０１に設けられるデジタルフィルタ３０１Ｄのカットオフ周波数を変更するための処理の一例を示すフローチャートである。又、デジタルフィルタ３０１Ｄのカットオフ周波数に関して、以下の記号を用いることとする。
ｆｃ：カットオフ周波数
ｆｓ：カットオフ周波数の初期値（例えば、数ＭＨｚ）
ｆｅ：カットオフ周波数の下限値（例えば、数百ＫＨｚ）
Δｆｃ：１回の処理ごとのｆｃの変化幅（例えば、５０ｋＨｚ）
［ステップＳ１］

【0060】

先ず、要求指示部３０１Ａは、デジタルフィルタ３０１Ｄのカットオフ周波数ｆｃの変更処理に際して、カットオフ周波数ｆｃを初期値ｆｓに設定するための第２指示信号を生成する。周波数処理部３０１Ｅは、この第２指示信号に従って、デジタルフィルタ３０１Ｄのカットオフ周波数ｆｃを初期値ｆｓに設定する。
［ステップＳ２］

【0061】

デジタルフィルタ３０１Ｄは、子局２０Ａ、２０Ｂごとに、第２指示信号によるカットオフ周波数ｆｃでフィルタ処理した零相電流波形を生成する。これによって、記憶装置３０２の第２記憶エリア３０２Ｂには、カットオフ周波数ｆｃを超える高周波ノイズが除去された零相電流の波形データが記憶される。

【0062】

サージ到達時刻算出部３０１Ｂは、記憶装置３０２の第２記憶エリア３０２Ｂに記憶されている零相電流の波形データ及び時刻データからサージ到達時刻Ｔ１、Ｔ２を算出する。

【0063】

故障点位置標定部３０１Ｃは、子局２０Ａ、２０Ｂまでのサージ到達時刻Ｔ１、Ｔ２の差Ｔ１－Ｔ２に基づいて故障点を標定する。
［ステップＳ３］

【0064】

要求指示部３０１Ａは、故障点位置標定部３０１Ｃのデータに基づいて、故障点位置を標定することができたか否かを判定する。
［ステップＳ４］

【0065】

故障点位置を標定することができず、故障点位置の標定結果が不明である場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、要求指示部３０１Ａは、零相電流の波形データから零相成分の高周波ノイズの影響を除去しきれていないと判定し、初期値ｆｓからΔｆｃだけ低いカットオフ周波数ｆｃとするための第２指示信号を生成する。これにより、周波数処理部３０１Ｅは、デジタルフィルタ３０１Ｄのカットオフ周波数ｆｃをΔｆｃだけ更に低い値に設定する。
［ステップＳ５］

【0066】

要求指示部３０１Ａは、カットオフ周波数ｆｃが下限値ｆｅ未満であるか否かを判定する。カットオフ周波数ｆｃが下限値ｆｅ未満ではない場合（ステップＳ５：ＮＯ）、要求指示部３０１Ａは、カットオフ周波数ｆｃを設定するための第２指示信号を生成する。このように、故障点位置を標定することができるように、デジタルフィルタ３０１Ｄのカットオフ周波数ｆｃが初期値ｆｓから下限値ｆｅまでの範囲内において、ステップＳ２～Ｓ５を繰り返し実行する。
［ステップＳ６］

【0067】

故障点位置を標定することができた場合（ステップＳ３：ＮＯ）、コントローラ３０１は、故障点位置の標定結果（電柱番号、サージ到達時刻等）をディスプレイ３０４Ｂに表示する。又、コントローラ３０１は、子局２０Ａ、２０Ｂごとに、零相電流の波形とサージ到達時刻との関係（図４）を示す視覚情報を生成してディスプレイ３０４Ｂに表示する。
［ステップＳ７］

【0068】

デジタルフィルタ３０１Ｄのカットオフ周波数ｆｃが下限値ｆｅ未満となった場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、コントローラ３０１は、故障点位置の標定結果が不明であることをディスプレイ３０４Ｂに表示する。又、コントローラ３０１は、子局２０Ａ、２０Ｂごとに、零相電流の波形とサージ到達時刻との関係（図４）を示す視覚情報を生成してディスプレイ３０４Ｂに表示する。
＝＝＝まとめ＝＝＝

【0069】

以上説明したように、配電線路１０に設置される子局２０Ａ、２０Ｂと、子局２０Ａ、２０Ｂによって検出される零相電圧及び零相電流に基づいて子局２０Ａ、２０Ｂのサージ到達時刻の差Ｔ１－Ｔ２を算出し、サージ到達時刻の差Ｔ１－Ｔ２に基づいて故障点の位置を標定する親局３０と、を含んで構成される故障点位置標定システム１であって、親局３０は、零相電流の波形を処理する際に、配電線路１０に重畳する零相成分の高周波ノイズの影響を除去するデジタルフィルタ３０１Ｄと、親局３０が故障点の位置を標定することができるように、デジタルフィルタ３０１Ｄのカットオフ周波数ｆｃを変更する周波数処理部３０１Ｅと、を備える。

【0070】

又、周波数処理部３０１Ｅは、親局３０が故障点の位置を標定することができるまで、デジタルフィルタ３０１Ｄのカットオフ周波数ｆｃを初期値ｆｓから下限値ｆｅまでの範囲内で一定値Δｆｃずつ低く設定する処理を繰り返す。

【0071】

又、初期値ｆｓは例えば数ＭＨｚの周波数、下限値ｆｅは例えば数百ＫＨｚの周波数、一定値Δｆｅは例えば５０ＫＨｚの周波数であることが望ましい。

【0072】

本実施形態によれば、配電線路１０に重畳する零相成分の高周波ノイズの周波数に関わらず、故障点の位置を標定する際に当該高周波ノイズの影響を除去することが可能となる。

【0073】

尚、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。

【符号の説明】

【0074】

１ 故障点位置標定システム
１０ 配電線路
２０、２０Ａ、２０Ｂ 子局
３０ 親局
４０ ＧＰＳ衛星
２０１ 電流センサ
２０２ 電圧センサ
２０３，２０４ アナログフィルタ
２０５ 高速Ａ／Ｄ変換回路
２０６ 零相電圧検出回路
２０７ アンテナ
２０８ ＧＰＳ受信機
２０９ 同期分周回路
２１０ 書込制御回路
２１１ メモリ
２１１Ａ 第１記憶エリア
２１１Ｂ 第２記憶エリア
２１２ コントローラ（ＣＰＵ）
２１３ データ通信装置
３０１ コントローラ（ＣＰＵ）
３０１Ａ 要求指示部
３０１Ｂ サージ到達時刻算出部
３０１Ｃ 故障点位置標定部
３０１Ｄ デジタルフィルタ
３０１Ｅ 周波数処理部
３０２ 記憶装置
３０２Ａ 第１記憶エリア
３０２Ｂ 第２記憶エリア
３０３ データ通信装置
３０４ 入出力装置
３０４Ａ キーボード
３０４Ｂ ディスプレイ
３０４Ｃ プリンタ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】