JPS632066B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は時間基準パルスの伝送遅延時間の補正
を必要としないサージ受信形フオルトロケータ装
置に関するものである。

送電線における地絡等の事故点を標定するため
のフオルトロケータ装置には、送電端または受電
端からインパルスを送つて事故点からの反射信号
の到達時間によつて標定距離を求めるレーダ式フ
オルトロケータと、事故点で発生したサージ雑音
（以下単にサージという）が送電端および受電端
に伝搬する時間の差から距離を求めるサージ受信
式（Ｐ形、Ｂ形）フオルトロケータとがある。本
発明はサージ受信形フオルトロケータ装置（Ｐ
形）の改良に関するものである。

第１図および第２図は従来のサージ受信形フオ
ルトロケータ（Ｐ形）の構成を示すブロツク図お
よびその動作原理を示す図である。

第１図において１は送電線であつてその両端に
あるＡ局とＢ局において、それぞれ結合装置ｃ
２，３を経て親局装置４、子局装置５に結合され
ている。親局装置４と子局装置５との間は、下り
の伝送路６および上りの伝送路７によつて接続さ
れている。親局装置４は基準パルス発生器１１、
変調回路Ｍ１２、カウンタ１３、復調回路Ｄ１
４、演算回路１５を含み、子局装置５は基準パル
ス再生回路２１、復調回路Ｄ２２、カウンタ２
３、変調回路Ｍ２４を含んでいる。

サージ受信形フオルトロケータ（Ｐ形）におい
ては、親局装置４は基準パルス発生器１１で発生
した時間基準パルスを、変調回路１２によつて適
当な変調信号に変換して、伝送路６を経て常時子
局装置５へ向けて伝送している。親局装置の時間
計測用カウンタ１３はこの時間基準パルスによつ
てスタートし、サージの受信によつてストツプし
てその計測値を保持する。子局装置においては伝
送路６を経て到来した変調信号を復調回路２２に
よつて復調したのち、基準パルス再生回路２１に
よつて時間基準パルスを再生する。子局装置の時
間計測用カウンタ２３は、再生された時間基準パ
ルスによつてスタートし、サージの受信によつて
ストツプしてその計測値を保持する。

子局装置のカウンタ２３に保持された計測値
は、変調回路２４によつて変調信号に変換され、
伝送路７を経て親局装置へ送られる。復調回路１
４はこの変調信号を復調して計測値を再生する。
カウンタ１３における親局の計測値と、再生され
た子局の計測値とは演算回路１５に加えられる。
演算回路１５においては両計測値の差によつて、
親局装置から事故点までの距離Ｘを演算して出力
する。

第２図において、Ａは親局装置より送出した時
間基準パルスが事故発生時、事故発生点をすでに
越えている場合を示し、Ｂは時間基準パルスが事
故発生時、事故点の手前にある場合を示してい
る。時間基準パルスは伝送路上を、サージは送電
線上をそれぞれ光速度で伝搬するが、便宜上、時
間計測カウント値を距離換算で示すものとする。
従つて例えば距離Ａ（ｍ）は、伝搬時間Ａ／Vp
（sec）（Vpは光速度（ｍ／sec））に相当する。

第２図ＡおよびＢにおいて、ａは親局からＸ
（ｍ）の点で事故が発生した瞬間のサージと時間
基準パルスの位置関係を示している。両図におい
てａ（ｍ）は親局装置における時間基準パルスの
送出後事故発生までの距離換算のカウント値を示
している。また第２図Ｂ(a)においてＰ（ｍ）は親
局から送出される時間計測パルスの間隔（距離換
算）を示している。

第２図ＡおよびＢにおいて、ｂはサージが親局
に到達した瞬間のサージと時間基準パルスの位置
関係を示している。この場合は親局の時間基準パ
ルス送出後さらにＸ（ｍ）のカウントがなされる
ので、親局へのサージ到達時のカウント値Ｍは、
いずれの場合もＭ＝（ａ＋Ｘ）（ｍ）となることは
明らかである。

第２図ＡおよびＢにおいて、ｃはサージが子局
に到達した瞬間におけるサージと時間基準パルス
の位置関係を示している。いずれの場合において
も子局のカウンタはサージに先行する時間基準パ
ルスによつてスタートする。従つて第２図Ａ，ｃ
の場合は、サージの子局到達時における子局のカ
ウント値Ｓは、Ｓ＝（ａ−Ｘ）（ｍ）であるが、第
２図Ｂ，ｃの場合は１つ前の時間基準パルスによ
つてカウンタがスタートするので、カウント値Ｓ
は、Ｓ＝｛Ｐ−（Ｘ−ａ）｝（ｍ）となる。

以上の関係から、演算回路１５においてはカウ
ント値Ｍ，Ｓによつて次の関係から親局装置と事
故点との距離Ｘ（ｍ）を定めることができる。

Ｘ＝１／２（Ｍ−Ｓ），Ｍ≧Ｓ ……(1) Ｘ＝１／２（Ｍ−Ｓ）＋Ｐ／２，Ｍ＜Ｓ ……(2) なお子局装置のカウント値Ｓは、伝送路７を介
して親局装置へ送られるが、その伝送遅延時間は
上述の演算に無関係であることは言うまでもな
い。

サージ受信形フオルトロケータにおいては上述
したところから明らかなように、親局装置から子
局装置へ伝送する時間基準パルスの伝送遅延時間
が、サージがＡ局とＢ局の間を伝搬する時間と等
しいことが条件になつている。時間基準パルスの
伝送は、通常、マイクロ回線や電搬回線が使用さ
れるが、信号伝送のためのモデムが必要なこと、
搬送装置を経由することおよび経路の違い等によ
つて上述の条件は一般には成立しない。そしてこ
のような場合、子局装置でのカウント値に時間基
準パルス遅延時間とサージ伝搬時間の差の時間が
含まれるため標定値に誤差を生じる。

第３図は時間基準パルス遅延時間がサージ伝搬
時間よりΔLだけ長い場合の標定誤差の発生を説
明するための図である。同図において、Ａは親局
装置より送出した時間基準パルスが事故発生時、
事故発生点をすでに越えている場合を示し、Ｂは
時間基準パルスが事故発生時、事故発生点の手前
にある場合を示している。

第３図ＡおよびＢにおいて、ａは親局からＸ
（ｍ）の点で事故が発生した瞬間のサージと時間
基準パルスの位置関係を示し、ａ（ｍ）は親局か
らの時間基準パルスの送出後事故発生までの距離
換算のカウント値を示している。

第３図ＡおよびＢにおいて、ｂはサージが親局
に到達した時間のサージと時間基準パルスとの位
置関係を示し、親局の時間基準パルスの送出後Ｘ
（ｍ）のカウントがなされるので親局へのサージ
到達時のカウント値Ｍは、いずれの場合もＭ＝
（ａ＋Ｘ）（ｍ）となつて第２図の場合と異ならな
い。

第３図ＡおよびＢにおいて、ｃはサージが子局
に到達した瞬間におけるサージと時間基準パルス
との位置関係を示している。今、時間基準パルス
遅延時間がサージ伝送時間よりΔL（距離換算）だ
け長いとすると、第３図Ａ，ｃにおいて、サージ
の子局到達時における子局のカウント値Ｓは、Ｓ
＝（ａ−Ｘ−ΔL）（ｍ）である。一方、第３図Ｂ，
ｃにおいては、第２図の場合と同様１つ前の時間
基準パルスからカウントが行なわれるので、カウ
ント値Ｓは、Ｓ＝｛Ｐ−（Ｘ−ａ＋ΔL）｝（ｍ）と
なる。なお時間基準パルス遅延時間がサージ伝搬
時間よりΔLだけ短い場合は上述の関係はそれぞ
れＳ＝（ａ−Ｘ＋ΔL）（ｍ）、Ｓ＝｛Ｐ−（Ｘ＋ａ−
ΔL）｝（ｍ）となることは明らかである。

これらの関係から親局装置から事故発生点まで
の距離Ｘ（ｍ）は、 Ｘ＝１／２（Ｍ−Ｓ）〓ΔL／２，Ｍ≧Ｓ ……(3) Ｘ＝１／２（Ｍ−Ｓ）＋Ｐ／２〓ΔL／２，Ｍ＜Ｓ…
…(4) となり、いずれにしても標定値には未知数ΔL
（ｍ）が含まれる。

そこでこのような場合、時間基準パルスが一定
周期を有する信号であることから、子局装置に遅
延回路を設けて見かけ上、前述の条件を満足させ
る方法が従来とられていた。しかしながら、この
ような条件が成立していることを、時間基準パル
スおよびサージの伝送遅延時間を直接的に計測し
て証明することは極めて困難である。

このためフオルトロケータ装置を被監視送電線
に実際に設置し、送電線両端または中間の適当な
点で人工的に故障を発生させるか、または事故サ
ージを模擬した高圧インパルスを印加して標定を
行なつて得た値と、送電線上における実際の距離
との差を求めることによつて、前述の遅延補正値
を決定しなければならなかつた。

このような試験は送電線停止の状態で行なう
か、または停止しないまでもいずれにしても大規
模なかつ複雑な操作を必要とするだけでなく、時
間基準パルスを伝送する伝送路の構成を変更した
ような場合は、その都度、このような試験を行わ
ねばならず、極めて煩雑であり、かつ費用も多く
かかる欠点があつた。

本発明はこのような従来技術の欠点を除去しよ
うとするものであつて、その目的は、時間基準パ
ルスの伝送遅延時間の補正を必要としないサージ
受信形フオルトロケータ装置を提供することにあ
る。この目的を達成するため本発明のサージ受信
形フオルトロケータ装置においては、送電線のサ
ージ雑音を該送電線の両端に設けられた親局装置
および子局装置で受信して事故発生点を標定する
サージ受信形フオルトロケータ装置において、等
しい周期の時間基準パルスをそれぞれ発生する親
局および子局の基準パルス発生回路と、該親局お
よび子局の時間基準パルスをそれぞれ等しい遅延
時間を有する伝送路を経て受信してそれぞれ相手
局の時間基準パルスを再生する子局および親局の
基準パルス再生回路と、親局の時間基準パルスと
送電線サージとの時間差を親局で計測する第１の
時間計測回路と、親局において再生した子局の再
生時間基準パルスと送電線サージとの時間差を親
局で計測する第２の時間計測回路と、子局の時間
基準パルスと送電線サージとの時間差を子局で計
測する第３の時間計測回路と、子局において再生
した親局の再生時間基準パルスと送電線サージと
の時間差を子局で計測する第４の時間計測回路
と、前記第１の時間計測回路の計測値と前記第４
の時間計測回路の計測値との差を求める第１の演
算回路と、前記第２の時間計測回路の計測値と前
記第３の時間計測回路の計測値との差を求める第
２の演算回路と、前記第１および第２の演算回路
の出力の差と送電線長とから親局または子局から
事故点までの正しい距離を求める第３の演算回路
とを具えたことを特徴としている。

以下実施例について説明する。

第４図は本発明のサージ受信形フオルトロケー
タ装置の一実施例の構成を示すブロツク図であ
る。同図において符号１，２，３，４，５，６，
７のあらわすところは第１図の場合と異ならな
い。８はデータ用伝送路である。

親局装置４において、３１は基準パルス発生回
路、３２は変調回路Ｍ、３３は第１のカウンタ、
３４は復調回路Ｄ、３５は基準パルス再生回路、
３６は第２のカウンタ、３７は復調回路Ｄ、３８
は分離回路、３９は第１の演算回路、４０は第２
の演算回路、４１は第３の演算回路である。また
子局装置５において、５１は基準パルス発生回
路、５２は変調回路Ｍ、５３は第１のカウンタ、
５４は復調回路Ｄ、５５は基準パルス再生回路、
５６は第２のカウンタ、５７は多重回路、５８は
変調回路Ｍである。

親局装置４、子局装置５はそれぞれ基準パルス
発生回路３１，５１から時間基準パルスを発生
し、それぞれ変調回路３２，５２によつて適当な
変調信号に変換し、それぞれ伝送路６，７を経て
それぞれ子局装置５、親局装置４へ伝送する。親
局装置の時間基準パルスと子局装置の時間基準パ
ルスとは同期していることは必要ないが、それぞ
れの送出間隔は等しいことが必要である。親局装
置の時間計測用カウンタ３３は親局の時間基準パ
ルスによつてスタートし、送電線サージの受信に
よつてストツプしてその計測値Mmを保持する。
同様に子局装置の時間計測用カウンタ５３は子局
の時間基準パルスによつてスタートし、送電線サ
ージの受信によつてストツプしてその計測値Ss
を保持する。

また親局装置４、子局装置５はそれぞれ復調回
路３４，５４を有し、それぞれ伝送路７，６を経
て受信された子局装置と親局装置の変調信号を復
調し、それぞれ基準パルス再生回路３５，５５に
入力する。これによつて基準パルス再生回路３
５，５５はそれぞれ子局および親局の時間基準パ
ルスを再生する。親局の時間計測用カウンタ３６
は再生された子局の時間基準パルスによつてスタ
ートし、送電線サージの受信によつてストツプし
てその計測値Msを保持する。同様に子局の時間
計測用カウンタ５６は再生された親局の時間基準
パルスによつてスタートし、送電線サージの受信
によつてストツプしてその計測値Smを保持する。

子局装置のカウンタ５３，５６に保持された計
測値Ss，Smの信号は多重回路５７によつて多重
化され、変調回路５８によつて適当な変調信号に
変換されて、伝送路８を経て親局装置へ送られ
る。親局装置においては復調回路３７においてこ
の信号を復調し、復調信号は分離回路３８におい
て多重分離されて計測値Sm，Ssを生じ、計測値
Sm，Ssはそれぞれ演算回路３９，４０に入力さ
れる。演算回路３９，４０にはそれぞれ計測値
Mm，Msが入力されており、それぞれ（Mm−
Sm），（Ss−Ms）の演算を行なつてそれぞれ出力
X′，Y′を生じる。

今、第４図において、相互に時間基準パルスを
伝送する伝送路６，７の伝送遅延時間は等しいも
のとする。これは親局装置、子局装置とも等しい
時間基準パルスを伝送するので、基準パルス発生
回路、モデム等を同一構成とし、さらに伝送路と
して例えばマイクロ回線を使用する場合、往路と
復路を同一構成とすることによつて全体として遅
延時間を一致させることができるからである。し
かしながら送電線と時間基準パルス伝送路との遅
延補償は行われていないので、従来装置と同様の
方法により得た前記演算値X′，Y′には誤差を含
んでいるが、それぞれに含まれる誤差の値は等し
い。今、伝送路における遅延が送電線におけるそ
れよりも大きいとし、親局および子局から事故点
までの距離をそれぞれＸ，Ｙとすると(3)，(4)式の
関係から X′＝Ｘ＋ΔL／２ ＝１／２（Mm−Sm），Mm≧Sm ……(5) または X′＝Ｘ＋ΔL／２ ＝１／２（Mm−Sm）＋Ｐ／２，Mm＜Sm ……(6) Y′＝Ｙ＋ΔL／２ ＝１／２（Ss−Ms），Ss≧Ms ……(7) または Y′＝Ｙ＋ΔL／２ １／２（Ss−Ms）＋Ｐ／２，Ss＜Ms ……(8) これらの各式において、対応する値X′，Y′に
ついてその差Ｈを求めると差Ｈにおいては、それ
ぞれの値に含まれる誤差ΔL／２は打消される。従つ て下式の関係が成立する。

Ｈ＝X′−Y′＝Ｘ−Ｙ ……(9) さらに送電線の全長をＬとするとＬ＝Ｘ＋Ｙで
あるから(9)式の関係から次のようにして親局と事
故点との正しい距離Ｘが求められる。

Ｘ＝１／２（Ｈ＋Ｌ） ……(10) 同様にして子局と事故点との正しい距離Ｙも次
式により求めることができる。

Ｙ＝１／２（Ｌ−Ｈ） ……(10)′ 第４図において演算回路４１は(9)，(10)，(10)′式
の演算を行なつて標定値Ｘ又はＹの出力を発生す
る。

なおデータ用伝送路８は、子局装置におけるカ
ウント値Sm，Ssを親局装置へ伝送するものであ
つて、遅延時間に関する制約がないことは言うま
でもない。またデータ用伝送路８を特に設けるこ
となく、適当な多重化回路によつてカウント値
Sm，Ssを時間基準パルスと多重化して伝送する
ことによつて、これを省略することも可能であ
る。

以上説明したように本発明のサージ受信形フオ
ルトロケータによれば、従来不可欠であつた遅延
補正のための送電線の人工故障試験や高圧インパ
ルス印加試験等の大規模かつ複雑な試験が不必要
になるだけでなく、運用中における伝送路の構成
変更等、遅延時間に変化を生じるような事態が発
生しても、何ら再調整を必要としないので、極め
て効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来のサージ受信形フオ
ルトロケータ（Ｐ形）の構成を示すブロツク図お
よびその動作原理図、第３図は標定誤差の発生を
説明するための図、第４図は本発明のサージ受信
形フオルトロケータの一実施例の構成を示すブロ
ツク図である。 １……送電線、２，３……結合装置ｃ、４……
親局装置、５……子局装置、６，７，８……伝送
路、１１……基準パルス発生器、１２……変調回
路Ｍ、１３……カウンタ、１４……復調回路Ｄ、
１５……演算回路、２１……基準パルス再生回
路、２２……復調回路Ｄ、２３……カウンタ、２
４……変調回路Ｍ、３１……基準パルス発生回
路、３２……変調回路Ｍ、３３……カウンタ、３
４……復調回路Ｄ、３５……基準パルス再生回
路、３６……カウンタ、３７……復調回路Ｄ、３
８……分離回路、３９，４０，４１……演算回
路、５１……基準パルス発生回路、５２……変調
回路Ｍ、５３……カウンタ、５４……復調回路
Ｄ、５５……基準パルス再生回路、５６……カウ
ンタ、５７……多重回路、５８……変調回路Ｍ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 送電線のサージ雑音を該送電線の両端に設け
   られた親局装置および子局装置で受信して事故発
   生点を標定するサージ受信形フオルトロケータ装
   置において、等しい周期の時間基準パルスをそれ
   ぞれ発生する親局および子局の基準パルス発生回
   路と、該親局および子局の時間基準パルスをそれ
   ぞれ等しい遅延時間を有する伝送路を経て受信し
   てそれぞれ相手局の時間基準パルスを再生する子
   局および親局の基準パルス再生回路と、親局の時
   間基準パルスと送電線サージとの時間差を親局で
   計測する第１の時間計測回路と、親局において再
   生した子局の再生時間基準パルスと送電線サージ
   との時間差を親局で計測する第２の時間計測回路
   と、子局の時間基準パルスと送電線サージとの時
   間差を子局で計測する第３の時間計測回路と、子
   局において再生した親局の再生時間基準パルスと
   送電線サージとの時間差を子局で計測する第４の
   時間計測回路と、前記第１の時間計測回路の計測
   値と前記第４の時間計測回路の計測値との差を求
   める第１の演算回路と、前記第２の時間計測回路
   の計測値と前記第３の時間計測回路の計測値との
   差を求める第２の演算回路と、前記第１および第
   ２の演算回路の出力の差と送電線長とから親局ま
   たは子局から事故点までの正しい距離を求める第
   ３の演算回路とを具えたことを特徴とするサージ
   受信形フオルトロケータ装置。