JP2002078188A

JP2002078188A - 配電線絶縁劣化診断装置

Info

Publication number: JP2002078188A
Application number: JP2000252642A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Yamamoto; 康弘山本
Original assignee: Nissin Electric Co Ltd
Current assignee: Nissin Electric Co Ltd
Priority date: 2000-08-23
Filing date: 2000-08-23
Publication date: 2002-03-15

Abstract

(57)【要約】【課題】微地絡が発生するバンクを対象に微地絡現象を
観測して、微地絡回線を特定することができる配電線絶
縁劣化診断装置を提供する。【解決手段】電源側母線から分岐された複数の配電線に
負荷機器が接続された配電線系統において、配電線に印
加された３相交流電圧Ｖ_A ，Ｖ_B ，Ｖ_C 、配電線の中性
点の対地間電圧である零相電圧Ｖ₀ 及び配電線の中性点
と対地間を流れる零相電流Ｉ₀ を測定する測定手段と、
微地絡が発生した際の継続時間を計時する複数の計時手
段と、微地絡の発生回数を計数する複数の計数手段と、
を備えた配電線絶縁劣化診断装置により、配電線系統に
おける地絡レベルの計測、地絡相の計測及び地絡回線の
判別を行う。これにより、絶縁劣化により微地絡が発生
したバンクにおける回線を特定して、適切な処置を行う
ことが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、配電線の微地絡を
検出する配電線絶縁劣化診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、配電線の地絡事故に対しては、零
相電圧（Ｖ₀ ）が整定電圧以上になると動作する地絡過
電圧継電器と、零相電圧と零相電流（Ｉ₀ ）の位相関係
で動作する地絡方向継電器と、の組み合わせによる保護
が一般的である。

【０００３】電源側母線から分岐された複数の配電線に
負荷機器が接続された配電線系統において、配電線の樹
木接触または碍子の劣化などにより、微地絡が発生する
が、このような構成では、微地絡が発生した際に、微地
絡故障のために地絡過電圧継電器は動作するが、地絡方
向継電器が動作し得ない場合がある。この場合、故障配
電線は遮断不能となり保安上放置できないので、配電設
備の管理者は微地絡故障発生の都度地絡過電圧継電器の
動作をみて、各配電線を手動で試開放して選択遮断を行
っていた。

【０００４】しかし、微地絡故障に対する判断が人によ
って行われるため、対処の仕方を一定にすることは不可
能である。また、配電線の安定性の一層の向上、変電所
運転業務の省力化などの見地から微地絡故障を自動化す
る要求が強くなってきた。

【０００５】そこで、配電線に発生した微地絡故障を地
絡過電圧継電器で検出し、これにより一定期間後自動的
に配電線を選択遮断する機能を有し、複数回線地絡に対
しても自動処置することができる配電線微地絡選択継電
器を本願出願人は商品化している。

【０００６】この配電線微地絡選択継電器を用いた高圧
送電線の回路構成を図７に示す。図７は、配電線微地絡
選択継電器を用いた配電線系統の回路構成図である。図
７において、高圧送電線に接続された主変圧器ＴＲの１
次側には、遮断器５２Ｒが接続されている。また、主変
圧器ＴＲの２次側には、遮断器５２Ｓが接続されてい
る。さらに、遮断器５２Ｓの２次側の送り配線は７回線
に分岐しており、各回線には、遮断器５２Ｆ１〜５２Ｆ
７（以下、遮断器５２Ｆ１〜５２Ｆ７を総称して遮断器
５２Ｆと称する。）が接続されている。加えて、各遮断
器５２Ｆの線路側には、複数の区間開閉器が所定の間隔
で設けられている。また、各回線には遮断後の各遮断器
５２Ｆ１〜５２Ｆ７を閉じるための交流再閉路継電器７
９Ｆ１〜７９Ｆ７（以下、交流再閉路継電器７９Ｆ１〜
７９Ｆ７を総称して交流再閉路継電器７９Ｆと称す
る。）がそれぞれ設けられている。

【０００７】また、遮断器５２Ｓの母線側には、接地形
計器用変圧器（以下、ＧＰＴと称する。）が接続されて
おり、ＧＰＴの２次側には地絡過電圧継電器６４と微地
絡選択継電器１０Ｇとが、直列に接続されている。

【０００８】微地絡選択継電器１０Ｇは、遮断器５２Ｒ
及び遮断器５２Ｆに接続されており、各遮断器５２Ｒ，
５２Ｆに対して遮断指令を出すためのものである。ま
た、微地絡選択継電器１０Ｇは、交流再閉路継電器７９
Ｆに接続されており、交流再閉路継電器７９Ｆに対して
ロック指令を出すためのものである。

【０００９】上記のように構成された回路において、地
絡過電圧継電器６４及び微地絡選択継電器１０Ｇは、以
下のように動作する。すなわち、微地絡選択継電器１０
Ｇは、地絡過電圧継電器６４の動作継続により起動し、
配電線操作順序に従い、まず第１回線の交流再閉路継電
器７９Ｆ１に起動ロック指令を与えて、これをロックし
た上で、第１回線に遮断指令を与える。そして、第１回
線遮断後も地絡過電圧継電器６４の動作が継続していれ
ば、微地絡選択継電器１０Ｇは、第１回線の交流再閉路
継電器７９Ｆ１のロックを解除した後、第２回線以降も
第１回線と同じ処理を行い、地絡過電圧継電器６４が復
帰するところまで順次進め、地絡過電圧継電器６４の復
帰信号により故障回線を記憶する。

【００１０】また、微地絡選択継電器１０Ｇから遮断器
５２Ｆに対して遮断指令を出したにも係わらず、遮断器
に不動作があった場合、シーケンス動作はその回線を無
視して継続し、最終的に主変圧器ＴＲの１次側に接続さ
れた遮断器５２Ｒを遮断し、動作を終了する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
回路構成において、微地絡選択継電器１０Ｇで微地絡を
検出する場合、１回線毎に遮断器５２Ｆを遮断して微地
絡の有無を検出するため、交流再閉路継電器７９Ｆで遮
断器５２Ｆを再投入するのに下記の式で表される時間を
要する。Ｔ≧（順次遮断時間：７Ｓ）＋（再閉路継電器の投入時
間：５０Ｓ）＋（区分閉路器の投入時間＋故障検出時
間：１０Ｓ×ｎ＋５Ｓ）＋（余裕時間：５Ｓ）例えば、区分開閉器が各回線にｎ＝５台接続されている
場合は、Ｔ≧１１７Ｓとなり、１回線当たり２分程度の
時間を要する。また、図７において、第４回線において
微地絡が発生している場合、第１回線から第３回線につ
いてそれぞれ遮断器５２Ｆ１〜５２Ｆ３のいずれかを遮
断して、地絡過電圧継電器６４の動作が継続しているか
否かを判定する。地絡過電圧継電器６４の動作が継続し
ている場合は、さらに遮断した遮断器５２Ｆ１〜５２Ｆ
３のいずれかを再投入し、次の回線について同じ動作を
繰り返す。そのため、遮断器５２Ｆ４を遮断して地絡過
電圧継電器６４の動作判定までには、約６分の時間がか
かる。このように、微地絡が発生している回線を特定す
るのに時間がかかり、また、各回線はその間停電すると
いう問題がある。

【００１２】また、前記のように微地絡が発生している
回線を特定できなかった場合は、最終的に主変圧器ＴＲ
の１次側に接続された遮断器５２Ｒを遮断し、動作を終
了する。そのため、主変圧器ＴＲに接続された全回線が
停電となってしまうという問題がある。

【００１３】さらに、配電線系統において微地絡が進行
すると、微地絡選択継電器１０Ｇにより不要な回線を遮
断したり、全回線遮断バンクトリップに至ることがあ
る。

【００１４】本発明は上記の問題を解決するために成さ
れたものであり、微地絡が発生するバンクを対象に微地
絡現象を観測して、微地絡回線を特定することができる
配電線絶縁劣化診断装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明は、電源側母線
から分岐された複数の配電線に負荷機器が接続された配
電線系統において、配電線に印加された３相交流電圧Ｖ
_A ，Ｖ_B ，Ｖ_C 、配電線の中性点の対地間電圧である零
相電圧Ｖ₀ 及び配電線の中性点と対地間を流れる零相電
流Ｉ₀ を測定する測定手段と、微地絡が発生した際の継
続時間を計時する複数の計時手段と、微地絡の発生回数
を計数する複数の計数手段と、を備え、配電線系統にお
ける地絡レベルの計測機能、地絡相の計測機能及び地絡
回線の判別機能を有することを特徴とする。

【００１６】この構成においては、配電線絶縁劣化診断
装置は、電源側母線から分岐された複数の配電線に負荷
機器が接続された配電線系統において、配電線に印加さ
れた３相交流電圧Ｖ_A ，Ｖ_B ，Ｖ_C 、配電線の中性点の
対地間電圧である零相電圧Ｖ ₀ 及び配電線の中性点と対
地間を流れる零相電流Ｉ₀ を測定する測定手段と、微地
絡が発生した際の継続時間を計時する複数の計時手段
と、微地絡の発生回数を計数する複数の計数手段と、に
より、配電線系統における地絡レベルの計測、地絡相の
計測及び地絡回線の判別を行う。これにより、絶縁劣化
により微地絡が発生したバンクにおける回線を特定し
て、適切な処置を行うことが可能となる。

【００１７】また、この発明において、前記測定手段
は、送電線系統の電圧を配電線系統の電圧に変圧する変
圧器の低圧側に遮断器を介して接続された配電線の中性
点の対地間電圧である零相電圧Ｖ₀ 、及び配電線に印加
された３相交流電圧Ｖ_A ，Ｖ_B，Ｖ_C を検出する接地計
器用変圧器の出力を測定し、また、配電線に着脱可能な
零相変流器を配電線に取り付けた際に検出する零相電流
Ｉ₀ を測定することを特徴とする。

【００１８】この構成においては、送電線系統の電圧を
配電線系統の電圧に変圧する変圧器の低圧側に遮断器を
介して接続された配電線の中性点の対地間電圧である零
相電圧Ｖ₀ 、及び配電線に印加された３相交流電圧Ｖ
_A ，Ｖ_B ，Ｖ_C を検出する接地計器用変圧器の出力と、
配電線に着脱可能な零相変流器を配電線に取り付けた際
に検出する零相電流Ｉ₀ と、を配電線絶縁劣化診断装置
の測定手段は測定する。これにより、零相変流器以外に
新たに検出装置を設けることなく、上記の電圧や電流を
検出できるので、微地絡を検出するためのコストを抑制
することが可能となる。

【００１９】さらに、この発明において、前記測定手段
は、零相電圧Ｖ₀ が予め設定された所定の閾値以上にな
ると信号出力を行う、それぞれ異なる閾値を設定可能な
複数のコンパレータを備え、該コンパレータの出力端子
は前記計時手段の入力端子に接続され、前記計時手段の
出力端子は前記計数手段の入力端子に接続されて、複数
の地絡レベル計測回路が構成され、該各地絡レベル計測
回路において、該コンパレータから所定の時間以上連続
して信号が出力されると前記計時手段が信号出力して、
前記計数手段をカウントアップさせることにより地絡レ
ベルを計測することを特徴とする。

【００２０】この構成においては、測定手段が備えた零
相電圧Ｖ₀ が予め設定された所定の閾値以上になると信
号出力を行う、それぞれ異なる閾値を設定可能な複数の
コンパレータの出力端子は前記計時手段の入力端子に接
続され、前記計時手段の出力端子は前記計数手段の入力
端子に接続されて、複数の地絡レベル計測回路が構成さ
れ、コンパレータから所定の時間以上連続して信号が出
力されると計時手段が信号出力して、計数手段をカウン
トアップさせることにより、各地絡レベル計測回路は地
絡レベルを計測する。したがって、計測回路毎に計測す
る零相電圧Ｖ₀の閾値を異なる値に設定するとともに、
各計時手段が信号出力する所定の時間を異なる値に設定
すると、微地絡のレベルをより詳細に把握することが可
能となる。

【００２１】加えて、この発明において、前記測定手段
は、交流電圧における３相の各電圧Ｖ_A ，Ｖ_B ，Ｖ_C と
零相電圧Ｖ₀ との位相角を検出してどの相が地絡したか
を判別して、その相が地絡している間は信号出力する３
相の信号出力端子を有する地絡相判別手段を備え、該地
絡相判別手段の３相の信号出力端子はそれぞれ前記計時
手段の入力端子に接続され、前記計時手段の出力端子は
前記計数手段の入力端子に接続されて、３組の地絡相計
測回路が構成され、各地絡相計測回路において、該地絡
相判別手段から所定の時間以上連続して信号が出力され
ると前記計時手段が信号出力して、前記計数手段をカウ
ントアップさせることにより地絡相の計測を行うことを
特徴とする。

【００２２】この構成においては、測定手段が備えた交
流電圧における３相の各電圧Ｖ_A ，Ｖ_B ，Ｖ_C と零相電
圧Ｖ₀ との位相角を検出してどの相が地絡したかを判別
して、その相が地絡している間は信号出力する３相の信
号出力端子を有する地絡相判別手段の３相の信号出力端
子は、それぞれ計時手段の入力端子に接続され、計時手
段の出力端子は計数手段の入力端子に接続されて、３組
の地絡相計測回路が構成され、地絡相判別手段から所定
の時間以上連続して信号が出力されると計時手段が信号
出力して、計数手段をカウントアップさせることにより
各地絡相計測回路は地絡相の計測を行う。したがって、
各相毎に微地絡の発生状況を把握することが可能とな
る。

【００２３】また、この発明において、前記測定手段
は、零相電圧Ｖ₀ が予め設定された所定の閾値以上にな
ると信号出力を行う、それぞれ異なる閾値を設定可能な
複数のコンパレータと、零相電流Ｉ₀ と零相電圧Ｖ₀ と
によって地絡を検出する地絡方向継電器と、該地絡方向
継電器の出力信号及び該各コンパレータの出力信号の論
理積を出力する複数の論理積回路と、を備え、該コンパ
レータの出力端子は該論理積回路の一方の入力端子に接
続され、該地絡方向継電器の出力端子は該論理積回路の
他方の入力端子に接続され、該論理積回路の出力端子は
前記計時手段の入力端子に接続され、前記計時手段の入
力端子は前記計数手段の入力端子に接続されて、複数の
地絡回線判別回路が構成され、各地絡回線判別回路にお
いて、該論理積手段から所定の時間以上連続して信号が
出力されると前記計時手段が信号出力して、前記計数手
段をカウントアップさせることにより地絡回線の判別を
行うことを特徴とする。

【００２４】この構成においては、測定手段が備えた零
相電圧Ｖ₀ が予め設定された所定の閾値以上になると信
号出力を行う、それぞれ異なる閾値を設定可能な複数の
コンパレータの出力端子は論理積を出力する複数の論理
積回路の一方の入力端子に接続され、零相電流Ｉ₀ と零
相電圧Ｖ₀ とによって地絡を検出する地絡方向継電器の
出力端子は論理積回路の他方の入力端子に接続され、論
理積回路の出力端子は計時手段の入力端子に接続され、
計時手段の入力端子は計数手段の入力端子に接続され
て、複数の地絡回線判別回路が構成され、論理積手段か
ら所定の時間以上連続して信号が出力されると計時手段
が信号出力して、計数手段をカウントアップさせること
により各地絡回線判別回路は地絡回線の判別を行う。し
たがって、各地絡回線判別回路毎に計測する零相電圧Ｖ
₀ の閾値を異なる値に設定するとともに、各計時手段が
信号出力する所定の時間を異なる値に設定すると、微地
絡が発生して地絡方向継電器が動作した際の微地絡のレ
ベルをより詳細に把握することが可能となり、微地絡が
発生した回線を容易に特定することが可能となる。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態に係る配電線絶
縁劣化診断装置の詳細について説明する。図１は本発明
の実施形態に係る配電線絶縁劣化診断装置の概略の構成
を示したブロック図である。配電線絶縁劣化診断装置１
は、ＡＤコンバータ（ＡＤＣ）１１、中央演算装置（以
下、ＣＰＵと称する。）１２、データ出力インタフェー
ス（Ｄ０）１３、表示パネル（ＰＮＬ）１４及び電源装
置１５を備えている。また、配電線絶縁劣化診断装置１
は、Ａ相の交流電源電圧Ｖ_A の入力端子３１ａ，３１
ｂ、Ｂ相の交流電源電圧Ｖ_B の入力端子３２ａ，３２
ｂ、Ｃ相の交流電源電圧Ｖ_Cの入力端子３３ａ，３３
ｂ、零相電圧Ｖ₀ の入力端子３４ａ，３４ｂ、零相電流
Ｉ₀ の入力端子３５ａ，３５ｂ、及び制御電源の入力端
子３６ａ，３６ｂと、装置故障表示のための出力端子３
７ａ，３７ｂと、を有している。制御電源の入力端子３
６ａ，３６ｂは、電源装置１５の入力端に接続されてい
る。入力端子３１ａ〜３５ｂには、１次巻線と２次巻線
とを備えた変圧器Ｔ₁ 〜Ｔ₅ の１次側が接続されてい
る。また、各変圧器Ｔ₁ 〜Ｔ₅ の２次側はＡＤコンバー
タ１１の入力端にそれぞれ接続されている。さらに、配
電線絶縁劣化診断装置１の故障表示のための出力端子３
７には、リレー２６の接点２６ｂが接続されている。ま
た、データ出力インタフェース１３には、このリレー２
６のコイル２６ａが設けられている。

【００２６】測定手段であるＡＤコンバータ１１、ＣＰ
Ｕ１２及びデータ出力インタフェース１３は、それぞれ
互いにデータなどの情報のやり取りを行う。また、表示
パネル１４はＣＰＵ１２によって制御される。

【００２７】データ出力インタフェース１３は、複数の
コンパレータ、計時手段である複数のタイマ、複数の論
理積回路及び高感度の地絡方向継電器を備えている。ま
た、表示パネル１４は、計数手段である複数のカウンタ
の表示部を備えている（これらは、図１には図示せ
ず。）。

【００２８】上記の各入力端子に電圧が印加され、また
は電流が流れると、所定の電圧が各変圧器Ｔ₁ 〜Ｔ₅ の
１次側及び２次側に発生し、二次側に発生した電圧がＡ
Ｄコンバータ１１に入力される。そして、ＡＤコンバー
タ１１において、各電圧値（アナロクデータ）がディジ
タルデータに変換されて、ＣＰＵ１２にこのデータが送
られる。ＣＰＵ１２ではこのデータに対して所定の処理
が行われ、データ出力インタフェース１３に送られる。
そして、データ出力インタフェース１３で後述する処理
が行われる。

【００２９】配電線絶縁劣化診断装置１が故障した場合
には、リレー２６のコイル２６ａに電流が流れて接点２
６ｂが閉じられる。よって、装置故障表示のための出力
端子３７ａ，３７ｂに電源とブザーや、電源とランプな
どを接続することで装置故障を容易に判別することがで
きる。

【００３０】配電線絶縁劣化診断装置１の制御電源端子
３６ａ，３６ｂには、配電線絶縁劣化診断装置１を動作
させるための電源として、ＤＣ１１０ＶまたはＡＣ１０
０Ｖを入力する。電源装置１５は、外部から供給された
ＤＣ１１０ＶまたはＡＣ１００Ｖを所定の直流電圧に変
換して、配電線絶縁劣化診断装置１の各部に電圧を供給
する。

【００３１】次に、配電線絶縁劣化診断装置１で配電線
の絶縁劣化診断を行う場合の接続方法について説明す
る。図２は、配電線絶縁劣化診断装置の接続図である。
図２に示したように、配電線絶縁劣化診断装置１の入力
端子３１ａ，３１ｂ、入力端子３２ａ，３２ｂ、入力端
子３３ａ，３３ｂ、入力端子３４ａ，３４ｂには、母線
に設けられたＧＰＴ２の出力信号Ｖ_A ，Ｖ_B ，Ｖ_C ，Ｖ
₀ をそれぞれ入力する。また、入力端子３５ａ，３５ｂ
には、零相変流器であるクランプ形ＺＣＴ３の出力端子
ｋ，ｌを接続する。また、このクランプ形ＺＣＴ３は、
絶縁の劣化診断を行う配電線の任意の回線に取り付け
る。

【００３２】本発明の配電線絶縁劣化診断装置１は、地
絡レベル計測、地絡相計測、地絡回線判別の機能を有
し、ユーザは微地絡が発生するバンクを対象に、微地絡
現象を観測し、微地絡回線を判別することができる。

【００３３】各機能について詳細な説明を行う。図３
は、配電線絶縁劣化診断装置の地絡レベルを計測するた
めの概略の構成を示したブロック図である。データ出力
インタフェース１３は、入力電圧に応じて出力するコン
パレータ４１ａ〜４１ｄ（以下、コンパレータ４１ａ〜
４１ｄを総称してコンパレータ４１と称する。）を備え
ている。コンパレータ４１は、それぞれ閾値以上の電圧
が入力されると所定の信号を出力する。なお、この閾値
は変更可能である。また、コンパレータ４１ａ〜４１ｄ
の出力端子にはそれぞれタイマ４２ａ〜４２ｄ（以下、
タイマ４２ａ〜４２ｄを総称してタイマ４２と称す
る。）の入力端子が接続されており、各タイマ４２ａ〜
４２ｄの入力端子にはコンパレータの出力信号が入力さ
れる。なお、各タイマ４２ａ〜４２ｄの設定時間は変更
可能である。さらに、各タイマ４２ａ〜４２ｄの出力端
子には、それぞれカウンタ４３ａ〜４３ｄ（以下、カウ
ンタ４３ａ〜４３ｄを総称してカウンタ４３と称す
る。）の入力端子が接続され、カウンタ４３ａ〜４３ｄ
の表示部は図１に示したパネル表示部１４に設けられて
いる。このように、図３においては、合計４つの地絡レ
ベル計測回路が設けられている。

【００３４】このような構成において、ユーザによって
各コンパレータ４１ａ〜４１ｄの閾値が設定され、また
ユーザによって各タイマ４２ａ〜４２ｄの閾値が設定さ
れる。そして、零相電圧Ｖ₀ がコンパレータ４１の閾値
以上となり、かつ、タイマ４２の設定時間以上となった
場合に、カウンタ４３がカウントアップするように構成
されている。

【００３５】例えば、図３において、Ｌ₁ ＝５Ｖ、Ｌ₂
＝１０Ｖ、Ｌ₃ ＝１５Ｖ及びＬ₄ ＝２０Ｖとし、Ｔ₁ ＝
１Ｓ（秒）、Ｔ₂ ＝２Ｓ、Ｔ₃ ＝３Ｓ及びＴ₄ ＝４Ｓと
した場合、図３（Ｂ）に示したような特性図となる。

【００３６】このようにして、配電線で発生した微地絡
の電圧の大きさ及び継続時間を測定した値が複数の閾値
に応じた値としてカウンタ４３ａ〜４３ｄに表示される
ので、微地絡が発生するバンクにおいて、容易に微地絡
レベルを把握することができる。

【００３７】次に、図４は、配電線絶縁劣化診断装置の
地絡相を特定するための概略の構成を示したブロック図
である。データ出力インタフェース１３は、ＧＰＴの出
力信号である各相の電圧Ｖ_A ，Ｖ_B ，Ｖ_C と零相電圧Ｖ
₀ との位相判別を行う位相判別回路５１を備えている。
この位相判別回路５１には、地絡した相に応じて信号を
出力するＡ相地絡信号端子５１ａ、Ｂ相地絡信号端子５
１ｂ及びＣ相地絡信号端子５１ｃが設けられている。こ
れら各相の地絡信号端子には、タイマ５２ａ〜５２ｃの
入力端子がそれぞれ接続されており、さらに、各タイマ
５２ａ〜５２ｃの出力端子にはカウンタ５３ａ〜５３ｃ
の入力端子が接続され、カウンタ５３ａ〜５３ｃの表示
部は図１に示したパネル表示部１４に設けられている。
このように、３組の地絡相計測回路が設けられている。
なお、タイマの設定値は変更可能である。また、各相の
零相電圧検出レベルは変更可能である。

【００３８】このような構成において、ユーザによって
各タイマ５２ａ〜５２ｃの閾値が予め設定される。そし
て、微地絡が発生して零相電圧Ｖ₀ が検出レベル以上で
あり、かつ、Ａ相地絡端子５１ａ、Ｂ相地絡端子５１ｂ
またはＣ相地絡端子５１ｃから出力された信号が、タイ
マの設定時間以上となった場合に、カウンタ５３ａ〜５
３ｃがカウントアップするようにされている。

【００３９】例えば、タイマ５２ａ〜５２ｃの設定時間
を１Ｓとし、図４（Ｂ）に示したように、Ａ相で地絡が
発生した場合、Ａ相での地絡電圧が検出レベル以上で、
かつＡ相での地絡が１Ｓ以上継続すると、カウンタ５３
ａは１だけカウントアップする。なお、位相判別回路５
１では、零相電圧Ｖ₀ と各相の電圧Ｖ_A ，Ｖ_B ，Ｖ_Cと
の位相角によって、図４（Ｂ）に示した特性図のよう
に、Ａ相地絡、Ｂ相地絡、Ｃ相地絡が判別される。

【００４０】このようにして、所定時間内に発生した各
相の微地絡電圧の継続時間を測定した値がカウンタ５３
ａ〜５３ｃに表示されるので、容易に微地絡した相を特
定することができる。また、ユーザは各相の地絡回数を
計数することができる。

【００４１】次に、図５は、地絡回線を判別するための
概略の構成を示したブロック図及び地絡方向継電器の特
性図である。図５に示した構成は、図３に示したブロッ
ク図のコンパレータ４１ａ〜４１ｄと、タイマ４２ａ〜
４２ｄと、の間に、論理積回路である２入力ＡＮＤゲー
ト４５ａ〜４５ｄ（以下、２入力ＡＮＤゲート４５ａ〜
４５ｄの総称を２入力ＡＮＤゲート４５と称する。）を
それぞれ設け、各２入力ＡＮＤゲート４５ａ〜４５ｄの
一方の入力端子は、それぞれコンパレータ４１ａ〜４１
ｄの出力端子に接続する。また、各２入力ＡＮＤゲート
４５ａ〜４５ｄの他方の入力端子には、零相電流Ｉ₀ と
零相電圧Ｖ₀ とによって地絡を検出する高感度の地絡方
向継電器４４の出力が入力されるようにしておく。そし
て、各２入力ＡＮＤゲート４５ａ〜４５ｄの出力端子を
各タイマ４２ａ〜４２ｄの入力端子に接続する。なお、
地絡方向継電器４４の感度である零相電流Ｉ₀ の検出レ
ベルは可変であり、図５（Ｂ）に地絡方向継電器４４の
特性図を示す。

【００４２】このような構成において、ユーザによって
各コンパレータ４１ａ〜４１ｄ及び地絡方向継電器４４
の感度が設定され、またユーザによって各タイマ４２ａ
〜４２ｄの閾値が設定される。そして、配電系統に微地
絡が発生して地絡方向継電器４４が動作して、かつ、零
相電圧Ｖ₀ がコンパレータの閾値以上となった場合に、
２入力ＡＮＤゲート４５で地絡方向継電器４４の出力信
号と零相電圧Ｖ₀ との論理積が行われ、２入力ＡＮＤゲ
ート４５の出力信号がタイマの設定時間以上の間出力さ
れた場合に、カウンタがカウントアップするようにされ
ている。

【００４３】このように、零相電流Ｉ₀ を測定した値
と、零相電圧Ｖ₀ の大きさと、が位相比較されて所定の
時間以上継続した場合にカウンタ４３ａ〜４３ｄによっ
てカウントされるので、容易に微地絡が発生した回線を
特定することができる。

【００４４】なお、バンクにおける地絡レベルと地絡相
を本発明の配電線絶縁劣化診断装置で検出することによ
り、ユーザは微地絡が発生した回線を推定することがで
きるので、ユーザはその回線にクランプ形ＺＣＴ３を取
り付けることで、上記の測定を行うことができる。

【００４５】図６は、配電線絶縁劣化診断装置の外形図
である。配電線絶縁劣化診断装置は、図６に示したよう
に、可搬形とすることで、容易に携帯することができる
ので、従来の構成のように、最初から装置をバンクに設
けるのではなく、微地絡が発生した場合にのみ、本装置
を用いて絶縁劣化の診断を行えばよく、配電設備におけ
る微地絡検出装置のコストを抑制することが可能とな
る。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果が得られ
る。

【００４７】配電線絶縁劣化診断装置は、電源側母線か
ら分岐された複数の配電線に負荷機器が接続された配電
線系統において、配電線に印加された３相交流電圧Ｖ
_A ，Ｖ _B ，Ｖ_C 、配電線の中性点の対地間電圧である零
相電圧Ｖ₀ 及び配電線の中性点と対地間を流れる零相電
流Ｉ₀ を測定する測定手段と、微地絡が発生した際の継
続時間を計時する複数の計時手段と、微地絡の発生回数
を計数する複数の計数手段と、により、配電線系統にお
ける地絡レベルの計測、地絡相の計測及び地絡回線の判
別を行うので、絶縁劣化により微地絡が発生したバンク
における回線を特定して、適切な処置を行うことができ
る。

【００４８】また、送電線系統の電圧を配電線系統の電
圧に変圧する変圧器の低圧側に遮断器を介して接続され
た配電線の中性点の対地間電圧である零相電圧Ｖ₀ 、及
び配電線に印加された３相交流電圧Ｖ_A ，Ｖ_B ，Ｖ_C を
検出する接地計器用変圧器の出力と、配電線に着脱可能
な零相変流器を配電線に取り付けた際に検出する零相電
流Ｉ₀ と、を配電線絶縁劣化診断装置の測定手段は測定
するため、零相変流器以外に新たに検出装置を設けるこ
となく、上記の電圧や電流を検出できるので、微地絡を
検出するためのコストを抑制することができる。

【００４９】さらに、測定手段が備えた零相電圧Ｖ₀ が
予め設定された所定の閾値以上になると信号出力を行
う、それぞれ異なる閾値を設定可能な複数のコンパレー
タの出力端子は前記計時手段の入力端子に接続され、前
記計時手段の出力端子は前記計数手段の入力端子に接続
されて、複数の地絡レベル計測回路が構成され、コンパ
レータから所定の時間以上連続して信号が出力されると
計時手段が信号出力して、計数手段をカウントアップさ
せることにより、各地絡レベル計測回路は地絡レベルを
計測するので、計測回路毎に計測する零相電圧Ｖ₀ の閾
値を異なる値に設定するとともに、各計時手段が信号出
力する所定の時間を異なる値に設定すると、微地絡のレ
ベルをより詳細に把握することができる。

【００５０】加えて、測定手段が備えた交流電圧におけ
る３相の各電圧Ｖ_A ，Ｖ_B ，Ｖ_C と零相電圧Ｖ₀ との位
相角を検出してどの相が地絡したかを判別して、その相
が地絡している間は信号出力する３相の信号出力端子を
有する地絡相判別手段の３相の信号出力端子は、それぞ
れ計時手段の入力端子に接続され、計時手段の出力端子
は計数手段の入力端子に接続されて、３組の地絡相計測
回路が構成され、地絡相判別手段から所定の時間以上連
続して信号が出力されると計時手段が信号出力して、計
数手段をカウントアップさせることにより各地絡相計測
回路は地絡相の計測を行うため、各相毎に微地絡の発生
状況を把握することができる。

【００５１】また、測定手段が備えた零相電圧Ｖ₀ が予
め設定された所定の閾値以上になると信号出力を行う、
それぞれ異なる閾値を設定可能な複数のコンパレータの
出力端子は論理積を出力する複数の論理積回路の一方の
入力端子に接続され、零相電流Ｉ₀ と零相電圧Ｖ₀ とに
よって地絡を検出する地絡方向継電器の出力端子は論理
積回路の他方の入力端子に接続され、論理積回路の出力
端子は計時手段の入力端子に接続され、計時手段の入力
端子は計数手段の入力端子に接続されて、複数の地絡回
線判別回路が構成され、論理積手段から所定の時間以上
連続して信号が出力されると計時手段が信号出力して、
計数手段をカウントアップさせることにより各地絡回線
判別回路は地絡回線の判別を行うので、各地絡回線判別
回路毎に計測する零相電圧Ｖ₀ の閾値を異なる値に設定
するとともに、各計時手段が信号出力する所定の時間を
異なる値に設定すると、微地絡が発生して地絡方向継電
器が動作した際の微地絡のレベルをより詳細に把握する
ことができ、微地絡が発生した回線を容易に特定するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る配電線絶縁劣化診断装
置の概略の構成を示したブロック図である。

【図２】配電線絶縁劣化診断装置の接続図である。

【図３】配電線絶縁劣化診断装置の地絡レベルを計測す
るための概略の構成を示したブロック図である。

【図４】配電線絶縁劣化診断装置の地絡相を特定するた
めの概略の構成を示したブロック図である。

【図５】地絡回線を判別するための概略の構成を示した
ブロック図である。従来のＩＣデバイスの断面図であ
る。

【図６】図６は、配電線絶縁劣化診断装置の外形図であ
る。

【図７】従来の配電線微地絡選択継電器を用いた配電線
系統の回路構成図である。

【符号の説明】

１−配電線絶縁劣化診断装置１１−ＡＤコンバータ（ＡＤＣ）１２−中央演算装置（ＣＰＵ）１３−データ出力インタフェース（Ｄ０）１４−表示パネル部（ＰＮＬ）１５−電源装置４１ａ〜４１ｄ−コンパレータ４２ａ〜４２ｄ，５２ａ〜５２ｃ−タイマ４３ａ〜４３ｄ，５３ａ〜５３ｃ−カウンタ４５ａ〜４５ｄ−ＡＮＤゲート５１−地絡相判別装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０２Ｈ 7/26 Ｈ０２Ｈ 7/26 ＣＭ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電源側母線から分岐された複数の配電線
に負荷機器が接続された配電線系統において、配電線に
印加された３相交流電圧Ｖ_A ，Ｖ_B ，Ｖ_C 、配電線の中
性点の対地間電圧である零相電圧Ｖ₀ 及び配電線の中性
点と対地間を流れる零相電流Ｉ₀ を測定する測定手段
と、微地絡が発生した際の継続時間を計時する複数の計
時手段と、微地絡の発生回数を計数する複数の計数手段
と、を備え、配電線系統における地絡レベルの計測機能、地絡相の計
測機能及び地絡回線の判別機能を有することを特徴とす
る配電線絶縁劣化診断装置。
【請求項２】前記測定手段は、送電線系統の電圧を配
電線系統の電圧に変圧する変圧器の低圧側に遮断器を介
して接続された配電線の中性点の対地間電圧である零相
電圧Ｖ₀ 、及び配電線に印加された３相交流電圧Ｖ_A ，
Ｖ_B ，Ｖ_C を検出する接地計器用変圧器の出力を測定
し、また、配電線に着脱可能な零相変流器を配電線に取
り付けた際に検出する零相電流Ｉ₀ を測定することを特
徴とする請求項１に記載の配電線絶縁劣化診断装置。
【請求項３】前記測定手段は、零相電圧Ｖ₀ が予め設
定された所定の閾値以上になると信号出力を行う、それ
ぞれ異なる閾値を設定可能な複数のコンパレータを備
え、該コンパレータの出力端子は前記計時手段の入力端
子に接続され、前記計時手段の出力端子は前記計数手段
の入力端子に接続されて、複数の地絡レベル計測回路が
構成され、該各地絡レベル計測回路において、該コンパレータから
所定の時間以上連続して信号が出力されると前記計時手
段が信号出力して、前記計数手段をカウントアップさせ
ることにより地絡レベルを計測することを特徴とする請
求項１または２に記載の配電線絶縁劣化診断装置。
【請求項４】前記測定手段は、交流電圧における３相
の各電圧Ｖ_A ，Ｖ_B，Ｖ_C と零相電圧Ｖ₀ との位相角を
検出してどの相が地絡したかを判別して、その相が地絡
している間は信号出力する３相の信号出力端子を有する
地絡相判別手段を備え、該地絡相判別手段の３相の信号
出力端子はそれぞれ前記計時手段の入力端子に接続さ
れ、前記計時手段の出力端子は前記計数手段の入力端子
に接続されて、３組の地絡相計測回路が構成され、各地絡相計測回路において、該地絡相判別手段から所定
の時間以上連続して信号が出力されると前記計時手段が
信号出力して、前記計数手段をカウントアップさせるこ
とにより地絡相の計測を行うことを特徴とする請求項１
または２に記載の配電線絶縁劣化診断装置。
【請求項５】前記測定手段は、零相電圧Ｖ₀ が予め設
定された所定の閾値以上になると信号出力を行う、それ
ぞれ異なる閾値を設定可能な複数のコンパレータと、零
相電流Ｉ₀ と零相電圧Ｖ₀ とによって地絡を検出する地
絡方向継電器と、該地絡方向継電器の出力信号及び該各
コンパレータの出力信号の論理積を出力する複数の論理
積回路と、を備え、該コンパレータの出力端子は該論理
積回路の一方の入力端子に接続され、該地絡方向継電器
の出力端子は該論理積回路の他方の入力端子に接続さ
れ、該論理積回路の出力端子は前記計時手段の入力端子
に接続され、前記計時手段の入力端子は前記計数手段の
入力端子に接続されて、複数の地絡回線判別回路が構成
され、各地絡回線判別回路において、該論理積手段から所定の
時間以上連続して信号が出力されると前記計時手段が信
号出力して、前記計数手段をカウントアップさせること
により地絡回線の判別を行うことを特徴とする請求項１
または２に記載の配電線絶縁劣化診断装置。