JP2001128357A - ケ−ブル故障表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来、地絡電流の検出は地絡事故時の地絡電流
を電源としており、従って地絡検出回路を動作させたり
永久保持表示器を動作させたりするのに地絡電流感度を
低くすることができなかったり又事故時だけ電源を有す
るため事故時以外における常時流れているケ−ブル充電
電流の計測や過去の事故内容を知る手段がなかった。 【解決手段】ケ−ブル２の相毎について地絡電流を検出
するセンサ５を設けると共に、地絡電流が規定値を超え
たとき、その地絡電流を回路電源として地絡検出する地
絡検出回路７１と、地絡検出回路７１の動作に応答して
電池電源７３により永久表示保持する表示器７２とを備
える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高圧交流電路に布
設する相毎に金属製遮蔽体を有するケ−ブルのケーブル
故障表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来における例を図２１のブロック図に
より説明する。図２１において高圧交流架空電路１に布
設された相毎に金属製遮蔽体２１を有するケーブル２に
開閉器３を介して負荷４が接続される。金属製遮蔽体２
１の接地線６に抵抗体センサ５が接続される。図２１で
７が従来のケ−ブルの故障表示装置であり、抵抗体セン
サ５と地絡電流検出回路７１と表示器７２の簡単な構成
と成っていた。７１１は地絡検出回路７１の出力部、７
２１は表示駆動部、７２２は表示部、７２３は復帰部で
ある。この場合、地絡電流検出回路７１及び表示器７２
の電源は地絡電流より取るようになっているので回路電
源の安定化が困難となったり、また大きなエネルギ−を
とることが出来なく従って複雑な機能を持たすことも出
来ないものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の構成で
は、地絡電流の検出は地絡事故時の地絡電流を電源とし
ており、従って地絡検出回路７１を動作させたり永久保
持表示器７２を動作させたりするのに地絡電流感度を低
くすることができなかったり、又事故時だけ電源を有す
るため事故時以外における常時流れているケ−ブル充電
電流の計測や過去の事故内容を知る手段がなかった。

【０００４】したがって、この発明の目的は、地絡電流
感度を低くすることができ、ケーブル充電電流を計測で
き、過去の事故内容を知ることができるケーブル故障表
示装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のケーブル
故障表示装置は、相毎に金属製遮蔽体を有するケ−ブル
の相毎に設けられて地絡電流を検出するセンサと、地絡
電流が規定値を超えたときその地絡電流を回路電源とし
て地絡検出する地絡検出回路と、電池電源と、地絡検出
回路の動作に応答して電池電源より給電され永久表示保
持する表示器を有する表示手段とを備えたものである。

【０００６】請求項１記載のケーブル故障表示装置によ
れば、地絡事故時だけ電池電源を駆動させるため電池の
消費電力が小さくでき、しかも地絡電流感度の低くでき
る。このように、本装置の中で動作時に大きな電力を消
費する表示器だけを電池電源とすることで、地絡事故信
号からなる入力容量を小さくすると共に電池電源容量を
も小さく出来る。

【０００７】請求項２記載のケーブル故障表示装置は、
相毎に金属製遮蔽体を有するケ−ブルの相毎に設けられ
て地絡電流を検出するセンサと、地絡電流が第１の規定
値を超えたときその地絡電流に応答して動作する電源駆
動手段と、電池電源と、電源駆動手段の動作により電池
電源より給電され地絡電流が第１の規定値よりも大きい
第２の規定値を超えたとき動作する地絡検出回路と、こ
の地絡検出回路の動作に応答して電池電源より給電され
永久表示保持する表示器を有する表示手段とを備えたも
のである。

【０００８】請求項２記載のケーブル故障表示装置によ
れば、請求項１と同様な効果のほか、更に地絡事故信号
からなる入力容量を小さくすることができる。

【０００９】請求項３記載のケーブル故障表示装置は、
相毎に金属製遮蔽体を有するケ−ブルの各相の前記金属
製遮蔽体に流れる電流を合成して地絡電流を検出するセ
ンサと、前記地絡電流が第１の規定値を超えたときその
地絡電流に応答して動作する電源駆動手段と、電池電源
と、前記電源駆動手段の動作により前記電池電源より給
電され前記地絡電流が前記第１の規定値よりも大きい第
２の規定値を超えたとき動作する地絡検出回路と、この
地絡検出回路の動作に応答して前記電池電源より給電さ
れ永久表示保持する表示器を有する表示手段とを備えた
ものである。

【００１０】請求項３記載のケーブル故障表示装置によ
れば、地絡電流検出センサが一つでよく、かつ地絡電流
にて検出する出力はケーブル長の差によるケーブル充電
電流に関係しないため、ケーブル亘長にかかわりなく地
絡電流の第１の規定値を低く設定でき、また地絡電流の
第１の規定値は固定値とすることができ、かつその精度
の許容幅を大きくできる。

【００１１】請求項４記載のケーブル故障表示装置は、
請求項１または請求項２において、センサを変流器とし
たものである。

【００１２】請求項４記載のケーブル故障表示装置によ
れば、請求項１または請求項２と同様な効果のほか、高
圧事故回路から検出部を絶縁すると共に変流器の小さな
二次地絡電流によっても事故検出を可能になる。

【００１３】請求項５記載のケーブル故障表示装置は、
請求項１、請求項２または請求項３において、必要な時
間だけ電池電源を地絡検出回路に接続する地絡電流確認
手段と、地絡検出回路の計測結果を表示する地絡電流表
示手段とを有するものである。

【００１４】請求項５記載のケーブル故障表示装置によ
れば、請求項１、請求項２または請求項３と同様な効果
のほか、本装置の点検と同時に被計測ケ−ブルに流れて
いるケ−ブル充電電流をも知ることができ、そのためケ
−ブルの絶縁劣化がわかり、従ってケ−ブルが絶縁破壊
するまえに対策でき事故を未然に防止することが出来
る。

【００１５】請求項６記載のケーブル故障表示装置は、
請求項１、請求項２または請求項３において、地絡検出
回路により相毎に検出した地絡事故相の結果を記憶して
おく地絡相記憶手段と、必要に応じてその内容を表示す
る地絡事故相表示手段と有するものである。

【００１６】請求項６記載のケーブル故障表示装置によ
れば、請求項１、請求項２または請求項３と同様な効果
のほか、過去の地絡事故の地絡相を知ることが出来る。
その結果、本装置設置場所での地絡事故表示に対しては
一つの永久表示保持する表示器で知らせ、どの相のケ−
ブル事故かは地絡事故相表示手段によって知らせるよう
に区分けすることで、離れた所からの巡回点検に耐える
大きさの永久表示保持する表示器としては一つでよく、
地絡事故相表示手段については本装置に近づいて表示確
認するため小さい表示素子でよく、また短い確認時間だ
けのため電池電源で表示させても小さな消費電力です
む。

【００１７】請求項７記載のケーブル故障表示装置は、
請求項１、請求項２または請求項３において、地絡検出
回路により相毎に検出した地絡事故相の地絡事故回数結
果を記憶しておく地絡事故回数記憶手段と、必要に応じ
てその地絡事故回数を表示する地絡事故回数表示手段と
有するものである。

【００１８】請求項７記載のケーブル故障表示装置によ
れば、請求項１、請求項２または請求項３と同様な効果
のほか、過去の地絡事故の地絡事故回数を知ることがで
き、従ってケ−ブルの絶縁劣化の過程や事故を未然に防
止するためのデ−タとして活用できるという効果を有す
る。

【００１９】請求項８記載のケーブル故障表示装置は、
請求項１、請求項２または請求項３において、設置時点
でケ−ブルの金属製遮蔽体に流れている定常地絡電流を
センサにより検出した検出結果から、最適な地絡電流の
検出レベルを地絡検出回路に設定する地絡感度自動設定
手段を有するものである。

【００２０】請求項８記載のケーブル故障表示装置によ
れば、請求項１、請求項２または請求項３と同様な効果
のほか、本装置設置時点において設置現場での手動での
地絡感度設定が不要となり、従って手動設定の煩わしい
作業や人為的な設定ミスがなくなり信頼性の高い装置と
することができる。

【００２１】請求項９記載のケーブル故障表示装置は、
請求項１、請求項２または請求項３において、地絡電流
の検出感度を地絡事故電流で動作させるように地絡検出
回路に設定する第１の地絡感度設定手段と、地絡電流の
検出感度を抵抗分電流で動作させるように地絡検出回路
に設定する第２の地絡感度設定手段とを有するものであ
る。

【００２２】請求項９記載のケーブル故障表示装置によ
れば、請求項１、請求項２または請求項３と同様な効果
のほか、地絡事故モ−ドに応じた地絡電流感度とするこ
とでケ−ブル破損事故とケ−ブル絶縁劣化による微地絡
の二通りの事故モ−ドでの地絡事故検出が可能となり、
ケ−ブル事故内容によっては事故検知を早めることが可
能となる。

【００２３】請求項１０記載のケーブル故障表示装置
は、請求項９において、第２の地絡電流検出手段が、ケ
−ブルの相毎について地絡電流を検出するセンサの各相
出力の位相を検出する位相差検出手段と、その結果から
抵抗分事故相を判定する抵抗分事故相検出手段と、地絡
電流を検出するセンサの各相出力から抵抗分電流のレベ
ルを演算によって求める抵抗分電流検出手段と、第２の
地絡感度設定手段の設定感度を抵抗分電流検出手段の演
算結果が超えたとき地絡事故が有ると判定する抵抗分地
絡事故判定手段とから構成したものである。

【００２４】請求項１０記載のケーブル故障表示装置に
よれば、請求項９と同様な効果のほか、絶縁劣化による
微地絡事故の検出が簡単な方法で実現でき、信頼性の高
い装置を可能となる。

【００２５】請求項１１記載のケーブル故障表示装置
は、請求項１、請求項２または請求項３において、地絡
検出回路が、地絡電流が規定値を超えたとき、その地絡
電流を回路電源として地絡検出する各相毎に設けた地絡
相を検出する第１の地絡電流検出手段と、この第１の地
絡検出回路の入力信号または出力信号の合成値から地絡
事故レベル判定を行う第３の地絡電流検出手段とを有
し、表示手段は第３の地絡電流検出手段の動作によって
地絡事故の有無を表示し、第１の地絡電流検出手段の相
毎に検出した地絡事故相の結果を記憶する地絡事故相記
憶手段と、その記憶内容を表示する地絡事故相表示手段
を有するものである。

【００２６】請求項１１記載のケーブル故障表示装置に
よれば、請求項１、請求項２または請求項３と同様な効
果のほか、電圧変動等の過渡現象で誤動作がないように
でき、従って誤動作防止に関しても信頼性を高くするこ
とができる。

【００２７】請求項１２記載のケーブル故障表示装置
は、請求項３において、センサを電源駆動用センサと計
測用センサの二つに分け、電源駆動手段の入力を電源駆
動用センサとし、地絡検出回路の入力を計測用センサと
したものである。

【００２８】請求項１２記載のケーブル故障表示装置に
よれば、請求項３と同様な効果のほか、零相変流器を小
形化でき、経済的に優れたものとできる。

【００２９】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）この発明の第１
の実施例を図１により説明する。図１は本発明の第１の
実施の形態ついてのブロック構成図で、図１で、１は高
圧交流架空電路であり、２は相毎に金属製遮蔽体２１を
有するケ−ブルで、金属製遮蔽体２１は地絡電流検出用
の抵抗体センサ５を介して接地線６によって接地されて
いる。そして、４は負荷でケ−ブル２から開閉器３を介
して高圧交流架空電路１に接続されている。一方各相に
設けた抵抗体センサ５の地絡事故信号出力はケ−ブル故
障表示装置７の地絡検出回路７１の入力となり、そして
地絡故障検知器に外部電源は無く、地絡検出回路７１は
抵抗体センサ５の各相入力が電源になると共に地絡電流
が規定値を越えたときに永久表示保持する表示器７２を
駆動する出力部７１−０１を有している。ここで永久表
示保持する表示器７２は表示駆動部７２１と表示部７２
２と復帰部７２３から構成され、一般的には磁石を使用
した反転表示素子が用いられ表示駆動部７２１はコイル
であり、表示部７２２及び復帰部７２３は機械的な表示
構造になっている。次に、７３は永久表示保持する表示
器７２を駆動するための電池電源である。ここで電池電
源は地絡事故時だけ動作するようにしてあるので電池の
充電や交換なしで小さい電池容量で長期間に亘って使用
可能なものとすることは容易である。尚上記構成例では
抵抗体センサ５をケ−ブル故障表示装置７の外に設けて
いるが当然ケ−ブル故障表示装置７内に設けてもよい。

【００３０】（実施の形態２）この発明の第２の実施の
形態を図２により説明する。図２は本発明の第２の実施
の形態についてのブロック構成図で、以下第１の実施の
形態と共通する番号のすでに説明された構成要素につい
ては説明を省略する。ここで図１と図２の構成例の違い
は図１の相毎に設けた地絡検出回路７１の前に地絡検出
回路７１の電源駆動手段７４を設け、さらに電源駆動手
段７４の出力部７４１によって地絡検出回路７１の電源
として電池電源７３が供給されるようにしてある。電源
駆動手段７４は、地絡事故時のセンサ入力を電源として
地絡電流が第１の規定値を超えたとき出力部７４１をオ
ンにして地絡検出回路７１に電池電源７３を接続し、地
絡検出回路７１は地絡電流が第２の規定値を超えたとき
出力部７１−０１がオンとなり表示駆動部７２１を駆動
する。これにより地絡事故時のセンサ入力を電源として
地絡電流が第１の規定値を超えたとき、地絡検出回路７
１の電源駆動手段７４により地絡検出回路７１の電源が
いかされ、従って地絡検出回路７１の電源電圧が安定す
ることで地絡電流が第２の既定値を超えたとき動作する
地絡検出回路７１の動作精度が向上し、且つ地絡検出回
路７１の電源駆動手段７４の電源容量は地絡検出回路７
１に比べ地絡検出回路７１の一部の回路構成でよいので
電源容量を小さくできる。尚前記で地絡電流に対する第
１の規定値は第２の規定値よりも少しだけ小さくしてあ
る。

【００３１】（実施の形態３）この発明の第３の実施の
形態を図３により説明する。図３は本発明の第３の実施
の形態についてのブロック構成図である。ここで、図２
と図３の構成の違いは地絡電流検出センサであり、図２
は相毎に設けたセンサとしたものが図３では、相毎の接
地線を一括したところに零相変流器９を設けるようにし
たものであり、同零相変流器の出力は電源駆動手段７４
及び地絡検出回路７１に与えられており、その働きにつ
いては第２の実施の形態と同じである。なお上記構成に
おいて働きの違いは図２のセンサ出力は相毎の接地線電
流であるため、ケーブル２の亘長が長い場合相毎の接地
線には常時大きな充電電流が流れるために地絡電流の第
１の規定値のレベルを高くしなければならない。これに
対して図３によれば零相変流器９の出力は相毎の接地線
に流れるケーブル充電電流が合成されるため、その合成
電流は常時零アンペアであり、実際に地絡事故が発生し
た時だけ同出力が生ずるので、ケーブル亘長にかかわり
なく地絡電流の第１の規定値を低く設定できるものであ
る。さらに上記地絡電流の第２の規定値レベルはケーブ
ル亘長に対応して設定できるようにした場合、地絡電流
の第１の規定値は地絡電流の第２の規定値の設定レベル
中の最小感度電流よりも小さくすることで地絡電流の第
１の規定値は固定値とすることができ、かつその精度の
許容幅を大きくできるものである。なお図３では１つの
零相変流器センサとした例について説明したが当然なが
ら図１または図２のような相毎の地絡電流検出センサを
併用し相毎の電流計測機能を地絡検出回路に設ける方式
についても含むものである。

【００３２】（実施の形態４）この発明の第４の実施の
形態を図４により説明する。図４は本発明の第３の実施
の形態についてのブロック構成図で、第１の実施の形態
及び第２の実施の形態において、例えは図１でケ−ブル
の相毎について地絡電流を検出する抵抗体センサ５に代
えて変流器８としたものである。このように第１の実施
の形態及び第２の実施の形態の構成にすることで本装置
が外部電源を有さなくてもセンサ出力負担を小さくする
ことができ、しかも高圧電路と本装置の回路部とを絶縁
するようにして地絡事故時のサ−ジ電圧耐量の向上をは
かり信頼性を高めることができる。

【００３３】（実施の形態５）この発明の第５の実施の
形態を図５により説明する。図５は本発明の第５の実施
の形態についてのブロック構成図で、図５のように地絡
検出回路７１をケ−ブルの相毎について地絡電流を検出
する上記の各実施の形態のいずれかのセンサからの入力
について各相の地絡電流を検出する地絡電流検出手段７
１１と、手動操作によって地絡検出回路７１の電池電源
７３をいかす出力部７１２１を有する地絡電流確認手段
７１２と、地絡電流検出手段７１１で検出した地絡電流
を表示する地絡電流表示手段７１３とで構成し、地絡電
流確認手段７１２の操作によって必要な時間だけ電池電
源７３を地絡検出回路７１に接続すると共にその計測結
果を地絡電流表示手段７１３に表示することによって、
相毎に検出するようにした地絡検出手段７１１の計測結
果を確認出来るようにしたものである。その他は、電池
電源７３の消費電力を少なくなるようにした第１の実施
の形態又は第２の実施の形態、さらに第３の実施の形態
と同様である。

【００３４】尚本実施の形態では地絡電流確認手段７１
２と地絡電流表示手段７１３を地絡検出回路の一部とし
たが当然ながら独立した手段であってもよい。

【００３５】（実施の形態６）この発明の第６の実施の
形態を図６により説明する。図６は本発明の第５の実施
の形態についてのブロック構成図で、図６のように地絡
検出回路７１をケ−ブルの相毎について地絡電流を検出
する上記各実施の形態のセンサからの入力について各相
の地絡電流を検出する地絡電流検出手段７１１と、相毎
に検出した地絡事故相の結果を記憶しておく地絡事故相
記憶手段７１４と、必要に応じてその内容を表示する地
絡事故相表示手段７１５とで構成し、相毎に検出するよ
うにした地絡電流検出手段７１１の計測結果を地絡事故
検出時に地絡事故相記憶手段７１４に記憶させておき、
後日の点検時に地絡事故相表示手段７１５によってその
内容を確認出来るようにしたことによって、事故時以外
の時に電池電源７３から地絡検出回路７１が切り離され
ていても事故内容を知らしめることを可能としている。
その他は上記各実施の形態と同様である。尚本実施の形
態では地絡事故相記憶手段７１４と地絡事故相表示手段
７１５を地絡検出回路の一部としたが当然ながら独立し
た手段であってもよい。

【００３６】（実施の形態７）この発明の第７の実施の
形態を図７により説明する。図７は本発明の第６の実施
の形態７についてのブロック構成図で、図７のように地
絡検出回路７１をケ−ブルの相毎について地絡電流を検
出する上記の各実施の形態のセンサからの入力について
各相の地絡電流を検出する地絡電流検出手段７１１と、
相毎に検出した地絡事故相の事故回数結果を記憶してお
く地絡事故回数記憶手段７１６と、必要に応じてその内
容を表示する地絡事故回数表示手段７１７とで構成し、
相毎に検出するようにした地絡電流検出手段７１１の計
測結果を地絡事故検出の都度地絡事故回数記憶手段７１
６に記憶させておき、後日の点検時に地絡事故回数表示
手段７１７によってその内容を確認出来るようにしたこ
とによって、事故時以外の時に電池電源７３から地絡検
出回路７１が切り離されていても事故回数を知らせるこ
とを可能とし、この内容により誤動作によるものか実際
の事故によるものかの分析デ−タとして活用できるよう
にしている。その他は、上記各実施の形態と同様であ
る。尚本実施の形態では地絡事故回数記憶手段７１６と
地絡事故回数表示手段７１７を地絡検出回路の一部とし
たが当然ながら独立した手段であってもよい。

【００３７】（実施の形態８）この発明の第８の実施の
形態を図８により説明する。図８は本発明の第８の実施
の形態についてのブロック構成図で、図８のように地絡
検出回路７１をケ−ブルの相毎について地絡電流を検出
する上記各実施の形態のセンサからの入力について各相
の地絡電流を検出する地絡電流検出手段７１１と、手動
操作によって地絡検出回路７１の電池電源７３をいかす
出力部７１２１を有する地絡電流確認手段７１２と、地
絡電流確認手段７１２の操作によって地絡電流検出手段
７１１で検出した地絡電流を表示する地絡電流表示手段
７１３と、地絡電流表示手段７１３によって本装置設置
時のケ−ブルの金属製遮蔽体に流れている定常地絡電流
を確認した結果妥当と判断した時地絡感度設定操作手段
７１８を操作することによって、その時点で検出した地
絡電流の検出結果から最適な地絡電流の検出レベルを設
定する地絡感度自動設定手段７１９と、その設定結果を
確認できる地絡感度設定値表示手段７１１０とを備え
る。これによってケ−ブルのサイズやケ−ブル長からケ
−ブルの充電電流を計算でもとめた充電電流値に裕度を
もたせる従来の非常に煩わしい方法によらなくても簡単
に設定ができ且つ設定間違いをなくすことができる。そ
の他は上記各実施の形態の同様である。尚本実施の形態
では地絡感度設定操作手段７１８と地絡感度自動設定手
段７１９と地絡感度設定値表示手段７１１０とを地絡検
出回路の一部としたが当然ながら独立した手段であって
もよい。

【００３８】（実施の形態９）この発明の第９の実施の
形態を図９により説明する。図９は本発明の第９の実施
の形態についてのブロック構成図で、図９のように地絡
検出回路７１をケ−ブルの相毎について地絡電流を検出
する上記各実施の形態のセンサからの入力について各相
の地絡電流を検出する地絡電流検出手段７１１を、セン
サから検出した地絡電流をそのまま検出する第１の地絡
電流検出手段７１１−０１と、第１の地絡電流検出手段
７１１−０１から抵抗分電流を検出する第２の地絡電流
検出手段７１１−０２とで構成し、一方上記検出結果に
よって事故判定レベルとする地絡感度設定手段７１１１
を、第１の地絡感度設定手段７１１１−０１と、第２の
地絡感度設定手段７１１１−０２とし、第１の地絡感度
設定手段７１１１−０１は第１の地絡電流検出手段７１
１−０１に対応し、また第２の地絡感度設定手段７１１
１−０２は第２の地絡電流検出手段７１１−０２に対応
して事故検出するようにしたものである。本実施の形態
によれば、地絡事故モ−ドに応じた地絡電流感度とする
ことでケ−ブル破損事故とケ−ブル絶縁劣化による微地
絡の二通りの事故モ−ドでの地絡事故検出を可能とな
り、ケ−ブル事故内容によっては事故検知を早めること
ができる。その他は上記各実施の形態と同様である。尚
本実施の形態では地絡感度設定操作手段７１１１の第１
の地絡感度設定手段７１１１−０１と第２の地絡感度設
定手段７１１１−０２を地絡検出回路の一部としたが当
然ながら独立した手段であってもよい。

【００３９】（実施の形態１０）この発明の第１０の実
施の形態を図１０から図１８により説明する。図１０か
ら図１７は本発明の第１０の実施の形態についての原理
説明図とブロック構成図で、第９の実施の形態の手段に
対する具体的な実現手段としての実施の形態である。そ
して実施の形態としては単相と三相の高圧交流電路の二
通りについて以下に説明する。図１０から図１３は単相
の高圧交流電路の原理説明図であり、このうち図１０、
図１１は正常な電路状態の電路説明用等価回路と地絡電
流のベクトル図であり、図１０で１は高圧交流架空電路
でＣ１は同電路のＡ，Ｂ相と大地間にある漂遊静電容量
である。そしてＣ２は被計測ケ−ブルの各相電路と大地
間にあるケ−ブル静電容量で、ＣＴは地絡電流検出用セ
ンサである。以上の構成において被計測ケ−ブル各相の
金属製遮蔽体にはケ−ブル静電容量Ｃ２を介して常時ｉ
Ａ及びｉＢの電流が流れており、その電流は図１１のベ
クトル図のようにレベルはほぼ同じで位相はπである。
ここでケ−ブルのＢ相が図１２のように電路と大地間に
Ｒｇなる抵抗で接地した場合つまりケ−ブルが絶縁劣化
したとすると等価回路的にはＲｇはＣ２と並列に接続さ
れたことになる。そしてこの場合の電流ｉＡとｉＢの関
係をＣ１＞＞Ｃ２とするとｉＢｇの電流はそのほとんど
がＣ１に吸収されｉＡは図１０と変わらなく従ってｉＡ
とｉＢｇのレベルと位相のベクトル図は図１３のように
なるのでｉＡとｉＢｇのレベルと位相Φ１を調べること
によって抵抗分電流の有無及びレベルを検出でき、さら
に抵抗地絡発生相をも知ることができる。そして抵抗分
電流のレベルはｉｇ＝ｉＢｇ＋ｉＡとなり、地絡相は二
つのＣＴで検出した電流の大きい方となる。ｉ₀ ＝ｉＡ
＋ｉＢ、ｉａはセンサＣＴによるｉＡの検出電流、ｉｂ
はセンサＣＴによるｉＢの検出電流、ｉｂｇはｉＢＧの
検出電流である。

【００４０】次に三相電路の実施の形態について説明す
る。図１４から図１７は三相の高圧交流電路の原理説明
図であり、このうち図１４、図１５は正常な電路状態の
電路説明用等価回路と地絡電流のベクトル図であり、図
１４で１は高圧交流架空電路でＣ１は同電路のＡ，Ｂ，
Ｃ相と大地間にある浮遊静電容量である。そしてＣ２は
被計測ケ−ブルの各相電路と大地間にあるケ−ブル静電
容量で、ＣＴは地絡電流検出用センサである。以上の構
成において被計測ケ−ブル各相の金属製遮蔽体にはケ−
ブル静電容量Ｃ２を介して常時ｉＡ，ｉＢ及びｉＣの電
流が流れており、その電流は図１５のベクトル図のよう
にレベルはほぼ同じで位相θ１，θ２，θ３は２／３π
である。ここでケ−ブルのＣ相が図１６のように電路と
大地間にＲｇなる抵抗で接地した場合つまりケ−ブルが
絶縁劣化したとすると等価回路的にはＲｇとＣ２は並列
に接続されたことになる。そしてこの場合の電流ｉＡと
ｉＣｇの関係はＣ１＞＞Ｃ２とするとｉＣｇの電流はそ
のほとんどがＣ１に吸収されｉＡ，ｉＢは図１４と変わ
らなく、従ってｉＡ，ｉＢとｉＣｇのレベルと位相のベ
クトル図は図１７のようになるので、ｉＡ，ｉＢ及びｉ
Ｃｇのレベルと位相θ１，θ２１，θ３１を調べること
によって抵抗分電流の有無及びレベルを検出でき、さら
に抵抗地絡発生相をも知ることができる。そして抵抗分
電流のレベルはｉｇ＝ｉＣｇ−（ｉＡ＋ｉＢ）となり、
その位相θ１，θ２１，θ３１から誘導分を含まない条
件とすることで２／３πでない電流、つまりこの例では
ｉＡとｉＢ間の位相θ１が２／３πであるのでｉＣｇが
抵抗地絡相として知ることができる。

【００４１】次に以上の原理による本装置のブロック構
成を図１８で説明する。図１８で第１の地絡電流検出手
段７１１−０１及び第２の地絡感度設定手段７１１１−
０２については第８の実施の形態の通りであり、ここで
は７１１−０２の第２の地絡電流検出手段について上記
地絡電流中の抵抗分電流と地絡相の検出原理をもとにし
た構成要素で構成している。そして第２の地絡電流検出
手段７１１−０２は第１の地絡電流検出手段７１１−０
１を入力とし各相の位相差検出手段７１１−０２１によ
り位相差を調べ、単相交流電路であればπ位相、三相交
流電路であれば２／３π位相のとき抵抗分電流による地
絡はないものとし、一方その位相が上記条件からずれた
とき抵抗分電流が発生したとして抵抗分事故相検出手段
７１１−０２２によって地絡相を検出すると共にそのレ
ベルについては抵抗分電流検出手段７１１−０２３にて
前記原理に基づき演算にて求める。そして抵抗分地絡事
故判定手段７１１−０２４によって抵抗分電流検出手段
７１１−０２３の検出レベルが第２の地絡感度設定手段
７１１１−０２の設定値を超えたとき事故があったとし
て事故警報出力をするようにしてある。

【００４２】（実施の形態１１）この発明の第１１の実
施の形態を図１９により説明する。図１９は本発明の第
１１の実施の形態についてのブロック構成図で、上記第
１の実施の形態および第２の実施の形態等の地絡検出回
路７１を図のようにＡ相からＣ相の相毎の第１の地絡電
流検出手段７１−０２とすると共に、各相センサからの
地絡電流入力又は相毎の第１の地絡電流検出手段７１−
０２からの出力を入力として同各相地絡電流を合成し、
その値が閾値を超えたとき地絡事故として出力する第３
の地絡電流検出手段７１−０３より構成する。そしてケ
−ブル故障表示装置は、第１の地絡電流検出手段７１−
０２の出力は地絡事故相記憶手段７１４を介して地絡事
故相表示手段７１５にて表示させ、一方地絡事故の有無
は第３の地絡電流検出手段７１−０３の出力により、地
絡有無表示手段を有する表示器７２（例えば図１参照）
の駆動手段７２１をオンにして電池電源７３の電力によ
り表示するようにしている。この方式によれば各センサ
の地絡電流出力が交流電路の電圧変動の影響をそのまま
受けるのに対して、合成値から成る第３の地絡電流検出
手段７１−０３の出力は電圧変動の影響を全く受けなく
誤動作のない信頼性の高い装置とすることが出来るもの
である。

【００４３】（実施の形態１２）この発明の第１２の実
施の形態を図２０により説明する。図２０は本発明の第
１２の実施の形態についてのブロック構成図で、第３の
実施の形態との違いは、図３の零相変流器９がケーブル
故障表示装置７の電源駆動手段７４を応答動作せせるた
めのセンサと相毎に金属製遮蔽体に流れる電流を合成し
て地絡電流を計測するセンサの二つの機能を一つの零相
変流器で構成したのに対して、図２０では機能別にセン
サを分割して電源駆動用センサである電源用零相変流器
１０と計測用センサである計測用零相変流器１１の構成
としたものである。図３の方式の零相変流器９に要求さ
れる機能を満足させるためには、非常に大きな零相変流
器としなければならい。具体的な例としては電源駆動用
には数ボルトの電圧が必要であるが零相変流器の二次電
流が二次巻数分の１と小さいため零相変流器の二次負担
は１００ｋΩ程度の高インピーダンスとなる。一方計測
用には０〜１アンペア程度の地絡電流に対して零相変流
器の二次出力は直線性が要求され、従って零相変流器は
設計上相当大きなものとしなければならない。これに対
して図２０の電源用零相変流器１０は電源駆動手段を応
答動作させる電圧がとれればよく、その時点で磁気飽和
によって電源用零相変流器１０の二次出力電圧は歪み波
形であってもなんら問題とならなく、従って同電源用零
相変流器１０は相当小さくすることが可能である。一方
計測用零相変流器１１の出力は１０〜１００ｍＶ程度の
小さい出力であっても地絡検出回路７１にて増幅される
ため問題なく、従って計測用零相変流器１１の二次負担
は小さくでき、このため計測用零相変流器１１も相当小
さくすることが可能となるものである。

【００４４】

【発明の効果】請求項１記載のケーブル故障表示装置に
よれば、地絡事故時だけ電池電源を駆動させるため電池
の消費電力が小さくでき、しかも地絡電流感度の低くで
きる。このように、本装置の中で動作時に大きな電力を
消費する表示器だけを電池電源とすることで、地絡事故
信号からなる入力容量を小さくすると共に電池電源容量
をも小さく出来る。

【００４５】請求項２記載のケーブル故障表示装置によ
れば、請求項１と同様な効果のほか、更に地絡事故信号
からなる入力容量を小さくすることができる。

【００４６】請求項３記載のケーブル故障表示装置によ
れば、地絡電流検出センサが一つでよく、かつ地絡電流
にて検出する出力はケーブル長の差によるケーブル充電
電流に関係しないため、ケーブル亘長にかかわりなく地
絡電流の第１の規定値を低く設定でき、また地絡電流の
第１の規定値は固定値とすることができ、かつその精度
の許容幅を大きくできる。

【００４７】請求項４記載のケーブル故障表示装置によ
れば、請求項１または請求項２と同様な効果のほか、高
圧事故回路から検出部を絶縁すると共に変流器の小さな
二次地絡電流によっても事故検出を可能になる。

【００４８】請求項５記載のケーブル故障表示装置によ
れば、請求項１、請求項２または請求項３と同様な効果
のほか、本装置の点検と同時に被計測ケ−ブルに流れて
いるケ−ブル充電電流をも知ることができ、そのためケ
−ブルの絶縁劣化がわかり、従ってケ−ブルが絶縁破壊
するまえに対策でき事故を未然に防止することが出来
る。

【００４９】請求項６記載のケーブル故障表示装置によ
れば、請求項１、請求項２または請求項３と同様な効果
のほか、過去の地絡事故の地絡相を知ることが出来る。
その結果、本装置設置場所での地絡事故表示に対しては
一つの永久表示保持する表示器で知らせ、どの相のケ−
ブル事故かは地絡事故相表示手段によって知らせるよう
に区分けすることで、離れた所からの巡回点検に耐える
大きさの永久表示保持する表示器としては一つでよく、
地絡事故相表示手段については本装置に近づいて表示確
認するため小さい表示素子でよく、また短い確認時間だ
けのため電池電源で表示させても小さな消費電力です
む。

【００５０】請求項７記載のケーブル故障表示装置によ
れば、請求項１、請求項２または請求項３と同様な効果
のほか、過去の地絡事故の地絡事故回数を知ることがで
き、従ってケ−ブルの絶縁劣化の過程や事故を未然に防
止するためのデ−タとして活用できるという効果を有す
る。

【００５１】請求項８記載のケーブル故障表示装置によ
れば、請求項１、請求項２または請求項３と同様な効果
のほか、本装置設置時点において設置現場での手動での
地絡感度設定が不要となり、従って手動設定の煩わしい
作業や人為的な設定ミスがなくなり信頼性の高い装置と
することができる。

【００５２】請求項９記載のケーブル故障表示装置によ
れば、請求項１、請求項２または請求項３と同様な効果
のほか、地絡事故モ−ドに応じた地絡電流感度とするこ
とでケ−ブル破損事故とケ−ブル絶縁劣化による微地絡
の二通りの事故モ−ドでの地絡事故検出が可能となり、
ケ−ブル事故内容によっては事故検知を早めることが可
能となる。

【００５３】請求項１０記載のケーブル故障表示装置に
よれば、請求項９と同様な効果のほか、絶縁劣化による
微地絡事故の検出が簡単な方法で実現でき、信頼性の高
い装置を可能となる。

【００５４】請求項１１記載のケーブル故障表示装置に
よれば、請求項１、請求項２または請求項３と同様な効
果のほか、電圧変動等の過渡現象で誤動作がないように
でき、従って誤動作防止に関しても信頼性を高くするこ
とができる。

【００５５】請求項１２記載のケーブル故障表示装置に
よれば、請求項３と同様な効果のほか、零相変流器を小
形化でき、経済的に優れたものとできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態のブロック構成図で
ある。

【図２】本発明の第２の実施の形態のブロック構成図で
ある。

【図３】本発明の第３の実施の形態のブロック構成図で
ある。

【図４】本発明の第４の実施の形態の一部のブロック構
成図である。

【図５】本発明の第５の実施の形態の一部のブロック構
成図である。

【図６】本発明の第６の実施の形態の一部のブロック構
成図である。

【図７】本発明の第７の実施の形態の一部のブロック構
成図である。

【図８】本発明の第８の実施の形態の一部のブロック構
成図である。

【図９】本発明の第９の実施の形態の一部のブロック構
成図である。

【図１０】単相交流電路の装置設置等価回路図である。

【図１１】図１０の地絡電流ベクトル図である。

【図１２】単相交流電路の地絡電流発生時の装置設置等
価回路図である。

【図１３】図１２の地絡電流ベクトル図である。

【図１４】三相交流電路の装置設置等価回路である。

【図１５】図１４の地絡電流ベクトル図である。

【図１６】三相交流電路の地絡電流発生時の装置設置等
価回路図である。

【図１７】図１６の地絡電流ベクトル図である。

【図１８】本発明の第１０の実施の形態の一部のブロッ
ク構成図である。

【図１９】本発明の第１１の実施の形態のブロック構成
図である。

【図２０】本発明の第１２の実施の形態のブロック構成
図である。

【図２１】従来のブロック構成図である。

【符号の説明】

１ 高圧交流架空電路 ２ ケーブル ３ 開閉器 ４ 負荷 ５ 抵抗体センサ ６ 接地線 ７ ケーブル故障表示装置 ９ 零相変流器 １０ 電源用零相変流器 １１ 計測用零相変流器 ７１ 地絡検出回路 ７１−０１ 出力部 ７２ 表示器 ７２１ 表示駆動部 ７２２ 表示部 ７２３ 復帰部 ７３ 電池電源 ７４ 電源駆動手段 ７４１ 出力部 ８ 変流器 ７１１ 地絡電流検出手段 ７１２ 地絡電流確認手段 ７１２１ 出力部 ７１３ 地絡電流表示手段 ７１４ 地絡事故相記憶手段 ７１５ 地絡事故相表示手段 ７１６ 地絡事故回数記憶手段 ７１７ 地絡事故回数表示手段 ７１８ 地絡感度設定操作手段 ７１９ 地絡感度自動設定手段 ７１１０ 地絡感度設定値表示手段

フロントページの続き (72)発明者 吉武 秀樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2G014 AA04 AA15 AB33 AC15 5G058 BB02 BB03 BC08 BC16 BD11 CC02 CC04

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相毎に金属製遮蔽体を有するケ−ブルの
   相毎に設けられて地絡電流を検出するセンサと、前記地
   絡電流が規定値を超えたときその地絡電流を回路電源と
   して地絡検出する地絡検出回路と、電池電源と、前記地
   絡検出回路の動作に応答して前記電池電源より給電され
   永久表示保持する表示器を有する表示手段とを備えたケ
   −ブル故障表示装置。
2. 【請求項２】 相毎に金属製遮蔽体を有するケ−ブルの
   相毎に設けられて地絡電流を検出するセンサと、前記地
   絡電流が第１の規定値を超えたときその地絡電流に応答
   して動作する電源駆動手段と、電池電源と、前記電源駆
   動手段の動作により前記電池電源より給電され前記地絡
   電流が前記第１の規定値よりも大きい第２の規定値を超
   えたとき動作する地絡検出回路と、この地絡検出回路の
   動作に応答して前記電池電源より給電され永久表示保持
   する表示器を有する表示手段とを備えたケ−ブル故障表
   示装置。
3. 【請求項３】 相毎に金属製遮蔽体を有するケ−ブルの
   各相の前記金属製遮蔽体に流れる電流を合成して地絡電
   流を検出するセンサと、前記地絡電流が第１の規定値を
   超えたときその地絡電流に応答して動作する電源駆動手
   段と、電池電源と、前記電源駆動手段の動作により前記
   電池電源より給電され前記地絡電流が前記第１の規定値
   よりも大きい第２の規定値を超えたとき動作する地絡検
   出回路と、この地絡検出回路の動作に応答して前記電池
   電源より給電され永久表示保持する表示器を有する表示
   手段とを備えたケ−ブル故障表示装置。
4. 【請求項４】 センサを変流器とした請求項１または請
   求項２記載のケ−ブル故障表示装置。
5. 【請求項５】 必要な時間だけ電池電源を地絡検出回路
   に接続する地絡電流確認手段と、前記地絡検出回路の計
   測結果を表示する地絡電流表示手段とを有する請求項
   １、請求項２または請求項３記載のケ−ブル故障表示装
   置。
6. 【請求項６】 地絡検出回路により相毎に検出した地絡
   事故相の結果を記憶しておく地絡相記憶手段と、必要に
   応じてその内容を表示する地絡事故相表示手段とを有す
   る請求項１、請求項２または請求項３記載のケ−ブル故
   障表示装置。
7. 【請求項７】 地絡検出回路により相毎に検出した地絡
   事故相の地絡事故回数結果を記憶しておく地絡事故回数
   記憶手段と、必要に応じてその地絡事故回数を表示する
   地絡事故回数表示手段と有する請求項１、請求項２また
   は請求項３記載のケ−ブル故障表示装置。
8. 【請求項８】 地絡検出回路は、設置時点でケ−ブルの
   金属製遮蔽体に流れている定常地絡電流をセンサにより
   検出した検出結果から、最適な地絡電流の検出レベルを
   設定する地絡感度自動設定手段を有する請求項１、請求
   項２または請求項３記載のケ−ブル故障表示装置。
9. 【請求項９】 地絡検出回路は、地絡電流の検出感度を
   地絡事故電流で動作させるように設定する第１の地絡感
   度設定手段と、前記地絡電流の検出感度を抵抗分電流で
   動作させるように設定する第２の地絡感度設定手段とを
   有する請求項１、請求項２または請求項３記載のケ−ブ
   ル故障表示装置。
10. 【請求項１０】 第２の地絡電流検出手段は、ケ−ブル
    の相毎について地絡電流を検出するセンサの各相出力の
    位相を検出する位相差検出手段と、その結果から抵抗分
    事故相を判定する抵抗分事故相検出手段と、前記地絡電
    流を検出するセンサの各相出力から抵抗分電流のレベル
    を演算によって求める抵抗分電流検出手段と、第２の地
    絡感度設定手段の設定感度を前記抵抗分電流検出手段の
    演算結果が超えたとき地絡事故が有ると判定する抵抗分
    地絡事故判定手段とから構成した請求項９記載のケ−ブ
    ル故障表示装置。
11. 【請求項１１】地絡検出回路は、地絡電流が規定値を超
    えたとき、その地絡電流を回路電源として地絡検出する
    各相毎に設けた地絡相を検出する第１の地絡電流検出手
    段と、この第１の地絡検出回路の入力信号または出力信
    号の合成値から地絡事故レベル判定を行う第３の地絡電
    流検出手段とを有し、 表示手段は前記第３の地絡電流検出手段の動作によって
    地絡事故の有無を表示し、 前記第１の地絡電流検出手段の相毎に検出した地絡事故
    相の結果を記憶する地絡事故相記憶手段と、その記憶内
    容を表示する地絡事故相表示手段を有する請求項１、請
    求項２または請求項３記載のケ−ブル故障表示装置。
12. 【請求項１２】センサを電源駆動用センサと計測用セン
    サの二つに分け、電源駆動手段の入力を前記電源駆動用
    センサとし、地絡検出回路の入力を計測用センサとした
    請求項３記載のケ−ブル故障表示装置。