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JPH073450B2 - 直流電鉄き電回路の故障点標定方法 - Google Patents
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JPH073450B2 - 直流電鉄き電回路の故障点標定方法 - Google Patents

直流電鉄き電回路の故障点標定方法

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JPH073450B2
JPH073450B2 JP59033692A JP3369284A JPH073450B2 JP H073450 B2 JPH073450 B2 JP H073450B2 JP 59033692 A JP59033692 A JP 59033692A JP 3369284 A JP3369284 A JP 3369284A JP H073450 B2 JPH073450 B2 JP H073450B2
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JP
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current
time
δib
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梓 三浦
喬 木下
久吉 内田
哲三 北川
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Railway Technical Research Institute
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Railway Technical Research Institute
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は直流電鉄き電回路の故障点標定方法に関する。
この種の故障点標定方法は原理的にはよく知られてい
る。これを第1図の原理図に基づき説明すれば、今、P
点で短絡故障が起つたとすると、故障点をはさむ両変電
所A,Bの高速度遮断器54Fが開極するまでは次式が成立す
る。
但し、a=r/L …(3) ここで、iAは変電所Aにおいて流れる故障電流、iBは変
電所Bにおいて流れる故障電流、Eoはき電々圧、rは単
位長当りの抵抗、Lは単位長当りのインダクダンス、l
は変電所Aから故障点pまでの距離、Dは両変電所間の
距離である。
一方、各変電所から故障点pまでの距離とiA,iBとの間
には変電所の内部抵抗を省略すれば次の関係がある。
l:(D−l)=iB:iA …(4) 従つて、(1)〜(4)より、lを求めると、 となり、この式より故障点pまでの距離lを求めること
ができる。この場合、iA,iBの代りにその平均値▲
▼,▲▼を用いても同じ関係が成立する。
できれば、電流の検出誤差等を少なくするために電流の
平均値による標定式(6)を用いる方が精度が高い。
説明を簡単にするため、変電所の内部抵抗を省略して述
べたが、変電所に内部抵抗がある場合は計測される電流
分担比 に変電所内部抵抗による補正係数を乗ずれば容易に正し
い標定が可能となる。
ところで上記(6)にて故障点の標定を行なう場合にお
いて注意すべきことは、▲▼,▲▼は同時刻の
値でなければならないことである。もし、同時刻の値で
ないなら上記理論式は成り立たないので故障点標定がで
きない。このため、従来より同時刻のiA,iBを測定する
ために研究がなされている。特公昭53−12058号公報に
示された技術は同時刻のiA,iBを測定するための一つの
解決手段である。しかしながら、この従来技術は、隣接
変電所間に連絡線を張り、この連絡線を通じてiA,iBの
同時刻性を確保しようとするものであるため、隣接変電
所間の距離が長いことと関連して連絡線を張るための経
費が膨大となり、実用化するには問題があつた。
そこで本発明は、変電所間に全く連絡線を張らなくて
も、iA,iBを同時刻性を確保できるという極めて有用な
方法を提供するものである。
而して、本発明は、故障点をはさむ両変電所A,Bのき電
線に電流検出器を設けて、遮断器が開極する前の同一時
間帯における検出電流の平均値▲▼,▲▼から
故障点を標定する方法であつて、前記各電流検出器に各
別に記憶演算処理回路を接続して、この回路によつて、
電流検出器の検出電流iA(t),iB(t)を記憶し、ま
た一定時間遅延させて、検出電流と遅延した電流との差
の電流ΔiA(t),ΔiB(t)を求めさせると共に、遮
断器が開極する前における前記のΔiA(t),ΔiB
(t)の最大となる時点Tmを探索し、更にその時点Tmか
ら所定時間To過去に至る間の検出電流の平均値▲
▼,▲▼を計算させ、もつて、各記憶演算処理回路
から出力される前記平均値▲▼,▲▼のデータ
によつて故障点標定を行なうようにしたことを要旨とし
ている。
以下に本発明方法を図面に示す実施例によつて説明す
る。第2図において、1は母線、2A,2Bはき電線、3は
電車線、4A,4Bは各き電線に挿入された高速度遮断器
(以下単に遮断器という。)、5A,5Bは各き電線の電流
を検出する電流検出器として例えばホール発電器を用い
た検出器である。6A,6Bは故障時の電流変化を検出する
不飽和変成器、RA,RBはこの変成器6A,6Bの検出信号に基
づき起動信号を作る故障検出リレー、7A,7Bは記憶演算
処理回路で、電流検出器5A,5Bの検出電流iA(t),iB
(t)をデイジタル信号化するA−D変換器ADCと、次
に述べる各種演算処理を行なうコンピュータCPUと、こ
のCPUで演算処理された▲▼,▲▼を標定セン
ター8に送出する送出部Fと、発振部OSCとから成つて
いる。発振器OSCは両演算回路7A,7Bとも発振周波数の等
しくて、安定したものを用いる必要がある。前記コンピ
ュータCPUはこの発振器OSCの発振周波数によつて定まる
周期で検出電流iA(t),iB(t)を記憶している。発
振器OSCの周期はこの実施例では1mSとし、コンピュータ
CPUは過去100mSの間の検出電流iA(t),iB(t)を記
憶するようにしている。そして、1mS単位で新しい検出
電流に書き換えている。この記憶動作は故障が起つてい
ない平常時にも行なわれている。而して、今、き電回路
に短絡故障が起つたとすると、コンピュータCPUは次の
如く動作し▲▼,▲▼を計算する。
先ず、き電回路に故障が起こると、各き電線2A,2Bに流
れる電流iA(t),iB(t)が第3図(イ)及び(ニ)
に実線で示す如く変化する。つまり、それぞれ勾配は異
なるが、故障発生による大電流が同時に流れはじめる。
図中のTk,Tlは各遮断器4A,4Bが開極する時点である。コ
ンピュータCPUはこの電流の値を記憶していると共に、
故障の検出をする故障検出リレーRA,RBからの故障認識
信号〔第3図(ハ)及び(ヘ)に示す信号〕を受ける。
このときCPUは、ある一定時間(事故発生時より故障検
出リレーRA,RBからの故障認識信号がでるまでの期間の
最大値より長い時間)逆上って記憶されている前記検出
電流iA(t),iB(t)の値を呼び出すと共に、さらに
一定時間遅らせた電流iA(t−ΔT),iB(t−ΔT)
の値を呼び出す。そして、前記検出電流iA(t),iB
(t)の値から前記遅延させた電流iA(t−ΔT),iB
(t−ΔT)の値の差を求め、これを差の電流ΔiA
(t),ΔiB(t)の値とする。第3図(イ)及び
(ニ)の仮想線は、それぞれ前記遅延させた電流iA(t
−ΔT),iB(t−ΔT)の値を、第3図(ロ)及び
(ホ)はそれぞれ差の電流ΔiA(t),ΔiB(t)の値
を図示したものである。〔これらの電流iA(t−Δ
T),iB(t−ΔT),ΔiA(t),ΔiB(t)は実際
の電流ではなく、CPU内部の処理を解説するため図示し
たものである〕 ΔiA(t)=iA(t)−iA(t−ΔT) …(7) ΔiB(t)=iB(t)−iB(t−ΔT) …(8) ここで遅延時間ΔTは適宜に定めることはできるが、い
かなる場合も故障発生から遮断器が開極するまでの時間
Tkおよび時間Tlより長くしてはいけない。つまり、この
遅延時間ΔTは故障発生から遅延時間ΔTを過ぎるまで
の間に測定した電流iA(t),iB(t)の値が常に増加
するように定められており、本実施例では一例として10
mSに定めている。
遅延時間ΔTを上記のように定めると、前記差の電流Δ
iA(t),ΔiB(t)は同図(ロ),(ホ)に示す如く
なり、必ず遮断器4A,4Bの開極前の故障発生時から検出
電流iA(t),iB(t)の増加の影響で増加しはじめ故
障発生より遅延時間ΔTが経過した時点まで増加しつづ
けて大きな値となる。そして故障発生時から遅延時間Δ
Tが経過した時に、該差の電流ΔiA(t),ΔiB(t)
は遅延させた電流iA(t−ΔT),iB(t−ΔT)引き
算の影響で減少しはじめ、故郷発生時よりちょうど遅延
時間ΔTが経過した時点で最大値を生じることになる。
従って、コンピュータCPUは、この差の電流ΔiA
(t),ΔiB(t)が単なる負荷電流の変動ではなく故
障電流であることを認識できる一定値以上になると共に
最大値となる時刻Tmを検出すればよい。つまり、この時
刻Tmは両変電所A,Bの何方においても事故発生時より遅
延時間ΔTが経過した時点であるので、この時刻Tmの判
断は、両変電所A,Bにおいて独立して行ったとしても、
各変電所A,Bにおいて確実にかつ容易に故障発生時より
遅延時間ΔTが経過した時刻を判断することができる。
そして、この遅延時間ΔTは両変電所A,Bのコンピュー
タCPUとも同一であるから、両コンピュータCPUによって
算定される差の電流ΔiA(t),ΔiB(t)の最大値が
生じる時刻Tmを同時刻とすることができる。これによつ
て、両変電所A,Bに連絡線を張らなくても検出電流の同
時刻性が確保されたことになる。そして、コンピータCP
Uは更に、この時刻Tmから所定時間Toだけ過去における
間の検出電流iA(t),iB(t)を積算し、平均値▲
▼,▲▼を求める。各電流の平均値▲▼,▲
▼は夫々送出部Fから標定センター8に送られる。
標定センター8では、これらの平均電流▲▼,▲
▼のデータを(6)式に基づいて処理し、故障点標定
を行なう。尚、この実施例ではコンピュータCPUの起動
振動としてリレーRA,RBからの信号を用いているが、他
の信号、例えば遮断器4A,4Bの開極動作を開極時のアー
クを検知する受光器等で検知した信号等を用いることも
できる。
次に、上記実施例では、iA(t),iB(t)とも遮断器
が開極するまでは単調増加するという一般的な場合を取
扱つている、例えば一方の変電所の近くで有抵抗故障が
生じた場合には、遠方側の変電所において流れる事故電
流iB(t)が単調増加とはならず、第4図に示すように
増加途中に節をもつことがある。このため検出電流と遅
延電流の差の電流ΔiB(t)が同図に示すように2つの
極大値をもつこととなり、このうち2番目と極大値が最
初の極大値より大きな値となつた場合が問題となる。即
ちこの場合は単にΔiB(t)が最大となる時点を探索し
たのでは、iA(t)とiB(t)の同時刻性が確保でき
ず、(6)式の理論式が成り立たなくなるのである。し
かしΔiB(t)の最初の極大値を把えればiA(t)とiB
(t)の同時刻性は確保できるのであるから、常に最初
の極大値を把えることができるコンピュータCPUのプロ
グラムを調整しておけばよいといえる。それには、コン
ピュータCPU内でΔiA(t),ΔiB(t)の各瞬時にお
ける変化Ii(後述する。)を判別しその変化Iiが最初に
正から負に転じた時点を把えるようにすればよい。詳論
すれば、今、時刻tiにおけるΔiB(t)の変化Iiは、 Ii=ΔiB(ti)−ΔiB(ti−Δt) …(7) で表わされる。もし、ΔiB(t)が最初の極大値まで達
さず、増加しているとすると、 Ii>0 となる。そして極大値を通過すれば、ある程度の期間は
減少するから、Ii<0となる。
従つて、コンピュータ内でのこのIiの変化を検出し、Ii
が最初に正から負に転じた時点を把えるようにしておけ
ばよいのである。
尚、第4図中(リ)はリレーRAからの起動信号、(オ)
はリレーRBからの起動信号を示す。
本発明に係る直流き電回路の故障転標定方法は以上述べ
た如く遂行されるものであるから、故障点をはさむ両変
電所A,B側で各別にき電線の電流を検出し、記憶演算処
理回路7A,7Bで各別に処理されるものでありながら、各
き電線の遮断器が開極する前における同一時間帯の検出
電流の平均値▲▼,▲▼を計算することがで
き、従つて両変電所間に連絡線を張らなくても正確に故
障点標定を行なうことができるという顕著な効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、故障点標定法の原理図、第2図は本発明方法
を実施するための装置の一例を示す図、第3図は第2図
の装置の動作を説明するための波形図、第4図はA変電
所の近くで有抵抗故障を起した場合の装置の動作を説明
するための波形図である。 2A,2B……き電線、4A,4B……遮断器、5A,5B……電流検
出器、RA,RB……故障検出リレー、7A,7B……記憶演算処
理回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北川 哲三 大阪府箕面市瀬川4丁目4番10号 津田電 気計器株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】故障点をはさむ両変電所A,Bのき電線に電
    流検出器を設けて、遮断器が開極する前の同一時間帯に
    おける検出電流の平均値▲▼,▲▼から故障点
    を標定する方法であつて、前記各電流検出器に各別に記
    憶演算処理回路を接続して、この回路によつて、電流検
    出器の検出電流iA(t),iB(t)を記憶し、また一定
    時間遅延させて、検出電流と遅延した電流との差の電流
    ΔiA,ΔiBを求め、遮断器が開極する直前におけるΔiA
    およびΔiBが最大となる時点Tmを探索し、更にその時点
    Tmから所定時間To過去に至る間の検出電流の平均値▲
    ▼,▲▼を計算させ、もつて、各記憶演算処理回
    路から出力される前記平均値▲▼,▲▼のデー
    タによつて故障点標定を行なうようにしたことを特徴と
    する直流電鉄き電回路の故障点標定方法。
JP59033692A 1984-02-22 1984-02-22 直流電鉄き電回路の故障点標定方法 Expired - Lifetime JPH073450B2 (ja)

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