JP2008072852A - 開閉器用制御装置及び開閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 配電系統の事故に対して、健全区間の復電までの時間を短縮し、再閉路回数を減らすことのできる開閉器用制御装置及び開閉装置を提供することにある。
【解決手段】 開閉器１を流れる電流を検出する電流変成器６２から出力された電流信号Ｓ６２に基づいて、事故検出部７３により事故を検出し、事故を検出した場合、判定部７５は、開閉器６を開放し、事故回数を算出し、事故回数が許容回数設定部７８に設定された許容回数以上の場合、開閉器の投入をロックする投入ロック信号Ｓ７５を出力し、投入制御部７１は、電源側Ｈにのみ電圧が印加され、開閉器１が開放されており、投入がロックされていない場合、開閉器６を投入し、投入確認部７６により開閉器６の投入を確認すると事故回数をリセットする開閉装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、配電系統等に設置される開閉器用制御装置及び開閉装置に関する。

配電系統は、上位系統から電力供給され、遮断器を介して、配電線に電力が供給されている。上位系統には、例えば、変圧器が電源として設けられている。配電線は、分岐線を有している。配電線は、分岐線に開閉装置を設けることにより、区間毎に区分けされる。区分けされた各区間は、開閉装置を設けることにより、更に細かい区間に区分けされる。

一般的に、配電系統には、配電自動化システムが適用されている。ここで、配電自動化システムによる各開閉装置の動作について説明する。

配電系統のある区間で事故が発生すると、遮断器及び各開閉装置は、すべて一斉に開放する。これにより、配電系統において、事故電圧は無くなる。事故電圧がなくなると、遮断器を再閉路し、上位系統側に位置する開閉装置から順次に投入する。このとき、ある開閉装置から次の開閉装置を投入するまでに、一定時間（以下、「確認時間」という。）を設けている。開閉装置を投入し、この確認時間内に再び事故電圧が発生した場合、配電自動化システムは、この開閉装置が設けられている区間で、事故が発生したと判断する。そこで、この事故が起きたと判断された区間の開閉装置は、再閉路を行わないようにロックする。配電自動化システムは、この開閉装置以外の各開閉装置を再閉路する。これにより、配電系統は、事故区間のみが分離され、他の健全区間が充電される。（例えば、特許文献１を参照）。
特開平０８−０１９１５８号公報

しかしながら以上のような配電自動化システムは、以下のような問題がある。

配電線には、大容量のモータや力率調整用のコンデンサなどが設置されている。よって、配電線には、事故電圧の残留電圧が長い時間発生する場合がある。このため、事故区間の特定を誤らないようにするために、確認時間を長く設定する必要がある。また、区間を特定するために、各開閉装置は、時間差を設けて投入する必要がある。さらに、事故区間を分離して、配電線を復電するために、遮断器の再閉路を少なくとも２回行う必要がある。同様に、健全な区間に設けられた開閉装置も再閉路する必要がある。これらの要因により、特に区間数が多いと、健全区間の復電までの時間が長くなる。

本発明の目的は、配電系統の事故に対して、健全区間の復電までの時間を短縮し、再閉路回数を減らすことのできる開閉器用制御装置及び開閉装置を提供することにある。

本発明の観点に従った開閉器用制御装置は、配電線に設置され、前記開閉器の開放又は投入を示す状態信号を検出する状態検出部が含まれた開閉器に適用され、前記開閉器を流れる電流を検出する電流検出手段が前記配電線に設けられ、前記開閉器側の電圧を検出する電源側電圧検出手段が前記配電線に設けられ、前記開閉器を制御する開閉器用制御装置において、前記電流検出手段により検出された電流に基づいて、事故であるか否かを判定する事故判定手段と、前記事故判定手段の判定結果が事故である場合、前記開閉器を開放する開放信号を出力する第１の開放手段と、前記事故判定手段の判定結果に基づいて、事故の生じた回数を示す事故回数を算出する事故回数算出手段と、前記事故回数算出手段により算出された事故回数が予め定めた許容回数以上の場合、前記開閉器の投入をロックする投入ロック手段と、前記電源側電圧検出手段により検出された電圧に基づいて、前記開閉器の電源側に電圧が印加されているか否かを判定する電源側電圧判定手段と、前記投入ロック手段により投入をロックされておらず、前記電源側電圧判定手段の判定結果が電圧が印加されていると判定し、前記状態検出部により検出された状態信号が開放を示した場合、予め定めた時間を経過後に前記開閉器を投入する第１の投入信号を出力する投入手段と、前記状態検出部からの前記状態信号に基づいて、前記開閉手段が投入されたことを確認する投入確認手段と、前記投入確認手段により前記開閉器が投入されたことを確認した場合、前記事故回数算出手段により算出された前記事故回数をリセットする事故回数リセット手段とを備えた構成である。

本発明によれば、配電系統の事故に対して、健全区間の復電までの時間を短縮し、再閉路回数を減らすことのできる開閉器用制御装置及び開閉装置を提供することができる。

以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る開閉装置の構成を示すブロック図である。

本実施形態に係る開閉装置は、開閉器６と、開閉器６を制御する制御装置７とからなる。開閉装置は、配電線１に設けられている。配電線１には、電圧変成器３，４が設けられている。

電圧変成器３は、開閉器６の電源側Ｈの電圧を検出する。電圧変成器３は、検出した電圧に比例した電圧信号Ｓ３を制御装置７に出力する。

電圧変成器４は、開閉器６の負荷側Ｌの電圧を検出する。電圧変成器４は、検出した電圧に比例した電圧信号Ｓ４を制御装置７に出力する。

開閉器６は、開閉部６０と、電流変成器６２と、状態検出部６１と、投入コイル６３と、開放コイル６４とからなる。開閉器６は、ラッチ式開閉器である。ラッチ式開閉器は、電源電圧がなくても、状態を保持する。また、ラッチ式開閉器は、投入信号ＳＣ又は開放信号ＳＴに応じて、動作する。

開閉部６０は、開放すると、配電線１が切断される。開閉部６０は、投入すると、配電線１が接続される。

電流変成器６２は、配電線１に流れる電流を検出する。電流変成器６２は、検出した電流に比例した電流信号Ｓ６２を制御装置７に出力する。

状態検出部６１は、状態信号Ｓ６１を制御装置７に出力する。状態信号Ｓ６１は、開閉部６０の状態を表している。状態信号Ｓ６１は、開閉部６０が開放状態のときは、「０」となる。状態信号Ｓ６１は、開閉部６０が投入状態のときは、「１」となる。

投入コイル６３は、開閉部６０を投入するためのコイルである。投入コイル６３は、制御装置７から出力される投入信号ＳＣにより、励磁される。投入コイル６３が励磁されると、開閉部６０が投入される。

開放コイル６４は、開閉部６０を開放するためのコイルである。開放コイル６４は、制御装置７から出力される開放信号ＳＴにより、励磁される。開放コイル６４が励磁されると、開閉部６０が開放される。

制御装置７は、投入制御部７１と、事故検出部７３と、判定部７５と、投入確認部７６と、許容回数設定部７８とからなる。

投入制御部７１は、状態検出部６１から出力された状態信号Ｓ６１を受信する。投入制御部７１は、電圧変成器３から出力された電圧信号Ｓ３を受信する。投入制御部７１は、電圧変成器４から出力された電圧信号Ｓ４を受信する。投入制御部７１は、状態信号Ｓ６１、電圧信号Ｓ３，Ｓ４に基づいて、投入コイル６３に投入信号ＳＣを出力する。

投入確認部７６は、状態検出部６１から出力された状態信号Ｓ６１を受信する。投入確認部７６は、状態信号Ｓ６１に基づいて、開閉部６０が投入されたことを確認する。投入確認部７６は、開閉部６０が投入されたことを確認した場合、回数リセット信号Ｓ７６を判定部７５に出力する。

事故検出部７３は、電流変成器６２から出力された電流信号Ｓ６２を受信する。事故検出部７３は、電流信号Ｓ６２に基づいて、配電線１の事故を検出する。事故検出部７３は、事故を検出した場合、事故検出信号Ｓ７３を判定部７５に出力する。

許容回数設定部７８は、許容回数７９が設定されている。許容回数７９は、事故検出部７３による事故の検出回数を許容する回数を示している。許容回数設定部７８は、許容回数７９を、許容回数信号Ｓ７８として、判定部７５に出力する。

図２は、本実施形態に係る判定部７５の構成を示すブロック図である。

判定部７５は、事故回数算出部７５１と、投入ロック部７５２と、開放部ＯＰとからなる。

事故回数算出部７５１は、事故検出部７３から出力された事故検出信号Ｓ７３を受信する。事故回数算出部７５１は、投入確認部７６から出力された回数リセット信号Ｓ７６を受信する。事故回数算出部７５１は、事故検出信号Ｓ７３及び回数リセット信号Ｓ７６に基づいて、事故回数を算出する。事故回数算出部７５１は、算出した事故回数を投入ロック部７５２に入力する。

投入ロック部７５２は、事故回数算出部７５１から事故回数の情報を取得する。投入ロック部７５２は、許容回数設定部７８から出力された許容回数信号Ｓ７８を受信する。投入ロック部７５２は、事故回数と許容回数信号Ｓ７８に含まれる許容回数とを比較することにより、投入制御部７１による開閉部６０の投入をロックするか否かを判定する。判定結果が投入をロックする場合、投入ロック部７５２は、投入制御部７１に投入ロック信号Ｓ７５を出力する。投入ロック信号Ｓ７５は、投入制御部７１からの投入信号ＳＣの出力をロックする。

開放部ＯＰは、事故検出部７３から出力された事故検出信号Ｓ７３に基づいて、開放コイル６４に開放信号ＳＴを出力する。

図３は、第１の実施形態に係る開閉装置の機能を示すブロック図である。

事故検出部７３は、事故を検出する感度が予め設定されている。変電所にも、事故を検出する感度が設定されている。事故検出部７３は、感度を変電所に設定されている感度とほぼ同じレベルに設定している。この変電所は、例えば配電線１と上位系統との間を接続する遮断器を管轄する。事故検出部７３は、電流信号Ｓ６２により、配電線１に流れる電流値を検出する。事故検出部７３は、電流値がこの感度を超えると、配電線１が事故であることを検出する。

判定部７５は、開放部ＯＰと、カウンタＣＮと、比較部ＣＭＰとからなる。カウンタＣＮは、図２に示す事故回数算出部７５１を構成する部位である。比較部ＣＭＰは、投入ロック部７５２を構成する部位である。

開放部ＯＰは、事故検出部７３から事故検出信号Ｓ７３を受信すると、開放コイル６４に開放信号ＳＴを出力する。これにより、開放部ＯＰは、開閉部６０を開放する。

カウンタＣＮは、事故検出回数７Ｃを記憶している。カウンタＣＮは、事故検出信号Ｓ７３を受信すると、事故検出回数７Ｃに１を足す。これにより、カウンタＣＮは、事故回数を算出する。カウンタＣＮは、回数リセット信号Ｓ７６を受信すると、事故検出回数７Ｃを「０」にリセットする。

判定部７５は、許容回数信号Ｓ７８により、許容回数７９を検出する。

比較部ＣＭＰは、事故検出回数７Ｃが許容回数７９を超えると、投入制御部７１に投入ロック信号Ｓ７５を「１」にして出力する。比較部ＣＭＰは、投入ロック信号Ｓ７５を出力することにより、開閉部６０の投入をロックする。

投入制御部７１は、電圧レベル判定器３１，４１と、ＮＯＴ回路９１Ａ，９１Ｂ，９１Ｃと、ＡＮＤ回路９２Ａ，９２Ｂと、タイマＡとからなる。ＮＯＴ回路９１Ａ，９１Ｂ，９１Ｃは、入力された信号の否定を演算する回路である。ＡＮＤ回路９２Ａ，９２Ｂは、入力された信号の論理積を演算する回路である。

電圧レベル判定器３１は、電圧信号Ｓ３に基づいて、配電線１の電源側Ｈに電圧が印加されているか否かを検出する。電圧レベル判定器３１は、電圧が印加されていることを検出した場合は「１」を出力する。電圧レベル判定器３１は、検出結果が否である場合は「０」を出力する。電圧レベル判定器３１は、検出結果をＡＮＤ回路９２Ａに出力する。

電圧レベル判定器４１は、電圧信号Ｓ４に基づいて、配電線１の負荷側Ｌに電圧が印加されているか否かを検出する。電圧レベル判定器４１は、電圧が印加されていることを検出した場合は「１」を出力する。電圧レベル判定器４１は、検出結果が否である場合は「０」を出力する。電圧レベル判定器４１は、ＮＯＴ回路９１Ａを介して、検出結果をＡＮＤ回路９２Ａに出力する。

ＡＮＤ回路９２Ａは、電圧レベル判定器３１から検出結果が入力される。ＡＮＤ回路９２Ａは、ＮＯＴ回路９１Ａを介して、電圧レベル判定器４１から検出結果が入力される。

ＡＮＤ回路９２Ａは、配電線１の電源側に電圧が印加され、かつ配電線１の負荷側Ｌに電圧が印加されていない場合に、「１」を出力する。そうでない場合は、ＡＮＤ回路９２Ａは、「０」を出力する。ＡＮＤ回路９２Ａは、演算結果をＡＮＤ回路９２Ｂに出力する。

ＡＮＤ回路９２Ｂは、ＮＯＴ回路９１Ｂを介して、状態信号Ｓ６１が入力される。ＡＮＤ回路９２Ｂは、ＮＯＴ回路９１Ｃを介して、投入ロック信号Ｓ７５が入力される。ＡＮＤ回路９２Ｂは、ＡＮＤ回路９２Ａから演算結果が入力される。

ＡＮＤ回路９２Ｂは、入力された信号の論理積を演算する。ＡＮＤ回路９２Ｂは、演算結果をタイマＴＡに出力する。ＡＮＤ回路９２Ｂは、配電線１の電源側Ｈにのみ電圧が印加され、開閉部６０が開放されており、投入ロック信号により投入がロックされていない場合に、「１」を出力する。そうでない場合は、ＡＮＤ回路９２Ｂは、「０」を出力する。ＡＮＤ回路９２Ｂは、演算結果をタイマＴＡに出力する。

タイマＴＡは、予め時間Ａが設定されている。時間Ａは、変電所の検出時間より長い時間に設定されている。時間Ａは、例えば２秒である。タイマＴＡは、ＡＮＤ回路９２Ｂから「１」の入力が時間Ａ継続すると、投入コイル６３に投入信号ＳＣを出力する。

投入確認部７６は、タイマＴＢを有している。タイマＴＢは、予め時間Ｂが設定されている。時間Ｂは、タイマＴＡの時間Ａより短い時間に設定されている。時間Ｂは、例えば１秒である。タイマＴＢは、状態検出部６１から「１」の入力が時間Ｂ継続すると、判定部７５に回数リセット信号Ｓ７６を出力する。

図１６及び図４を参照して、配電系統に導入された本実施形態に係る各開閉装置２１〜２５の動作について説明する。

図１６は、各開閉装置２１〜２５の配置場所を示す電力系統図である。配電系統には、遮断器ＣＢ及び開閉装置２１〜２５が組み込まれている。

図４は、本実施形態に係る各開閉装置２１〜２５の動作を示すタイムチャートである。タイムチャート（ａ）は、遮断器ＣＢの動作を表している。タイムチャート（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ），（ｆ）は、それぞれ開閉装置２１，２４，２２，２５，２３の動作を表している。タイムチャート（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ），（ｆ）において、状態「０」は開放状態、状態「１」は投入状態を表している。下の表は、開閉装置２１〜２５の事故検出回数７Ｃの遷移を表している。

開閉装置２１〜２５は、許容回数７９が「１」に、設定されている。

今、区間１Ｄに、事故ＦＴが発生したとする。事故ＦＴは、例えば短絡事故である。

遮断器ＣＢは、事故ＦＴが発生すると、変電所からの指令により、開放される。

開閉装置２１〜２３は、それぞれ事故ＦＴを検出し、開放する。遮断器ＣＢの開放と、開閉装置２１〜２３の開放は、ほぼ同じタイミングである。開閉装置２１〜２３は、それぞれの事故検出回数７Ｃをカウントし、「１」となる。

開閉装置２４，２５は、事故電流が流れないため、事故ＦＴを検出しない。従って、開閉装置２４，２５は、投入状態のままである。開閉装置２４，２５は、それぞれの事故検出回数７Ｃが「０」である。

遮断器ＣＢの開放により、配電線１に事故電流がなくなる。配電線１に事故電流がなくなると、遮断器ＣＢは、直ぐに再閉路をする。遮断器ＣＢの再閉路により、区間１Ａが充電される。

開閉装置２１は、区間１Ａが充電されてから２秒経過後に、投入する。開閉装置２１の投入により、区間１Ｂが充電される。このとき、開閉装置２４が投入状態のままであるため、区間１Ｅも同時に充電される。開閉装置２１は、投入されてから時間Ａ経過後、事故検出回数７Ｃを「０」にリセットする。

開閉装置２２は、区間１Ｂが充電されてから２秒経過後に、投入する。開閉装置２２の投入により、区間１Ｃが充電される。このとき、開閉装置２５は、投入状態のままであるため、区間１Ｆも同時に充電される。開閉装置２２は、投入されてから時間Ａ経過後、事故検出回数７Ｃを「０」にリセットする。

開閉装置２３は、区間１Ｃが充電されてから２秒経過後に、投入する。開閉装置２３の投入により、区間１Ｄが充電される。しかし、区間１Ｄは、事故ＦＴが継続している。よって、遮断器ＣＢは、再度開放される。また、事故電流は、開閉装置２１〜２３に流れる。このため、開閉装置２１〜２３は、事故ＦＴを検出することにより、再び開放する。開閉装置２１〜２３は、それぞれの事故検出回数７Ｃをカウントする。開閉装置２１，２２は、それぞれの事故検出回数７Ｃが「１」となる。開閉装置２３は、事故検出回数７Ｃが「２」となる。開閉装置２３は、事故検出回数７Ｃが許容回数７９の「１」を超える。このため、開閉装置２３の判定部７５が投入ロック信号Ｓ７５を出力する。

その後、同様にして、遮断器ＣＢが再閉路される。遮断器ＣＢの再閉路により、各区間２１，２２，２４，２５が充電される。しかし、開閉装置２３は、投入ロック信号Ｓ７５の出力により、投入されない。これにより、事故区間１Ｄだけが配電線１から電気的に分離される。

本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。

配電系統に設けられた各開閉装置は、配電線に流れる電流により、事故を検出する。このため、各開閉装置は、配電線の残留電圧の減衰を待たなくとも、再閉路をすることできる。よって、配電線の上位系統側に設けられた遮断器も早く再閉路をすることができる。また、投入制御部７１のタイマＴＡは、事故検出の復帰時間以上であれば、時間Ａを短くすることができる。

事故電流の流れない開閉装置は、投入状態を維持している。したがって、これらの開閉装置は、再閉路をする必要がない。このため、これらの開閉装置の下位系統に位置する区間は、復電するまでの時間を短縮できる。また、開閉装置が並列に接続されている場合においても、開閉装置毎に、タイマＴＡの時間Ａを変える必要がない。このため、配電系統の全ての区間の復電時間を短縮することができる。

配電線１の末端に位置する開閉装置は、許容回数７９を「０」にすることができる。これにより、配電線１の末端の区間による事故に対しては、遮断器ＣＢの再閉路が１回で、事故区間の分離をすることができる。

（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態に係る開閉装置の構成を示すブロック図である。図１と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、ここでは異なる部分について主に述べる。なお、以下の実施形態も同様にして重複した説明を省略する。

本実施形態に係る開閉装置は、開閉器６Ａと、制御装置７とからなる。開閉器６Ａは、第１の実施形態に係る開閉器６に、補助リレー６６と、補助リレー６６に応じて動作する接点６５を加えている。

補助リレー６６は、電流変成器６２から出力される電流信号Ｓ６２により励磁される。補助リレー６６は、一定電流以上流れると、接点６５が動作する。この一定電流は、配電線１に、開閉許容電流以上流れたときの電流信号Ｓ６２の電流量である。開閉許容電流は、開閉器６Ａが安全に遮断できなくなる電流量である。

接点６５は、ブレーク接点（ｂ接点）である。接点６５が動作すると、制御装置７から開放コイル６４へ出力される開放信号ＳＴの経路を開放する。

図６は、第２の実施形態に係る開閉装置の機能を示すブロック図である。

開閉器６Ａは、配電線１に流れる電流が開閉許容電流以上になると、補助リレー６６が動作する。補助リレー６６の動作により、接点６５が開く。これにより、制御装置７から出力された開放信号ＳＴは、開放コイル６４への入力を阻止する。

開閉器６Ａは、配電線１に流れる電流が開閉許容電流以下になると、補助リレー６６が復帰する。補助リレー６６の復帰により、接点６５が閉じる。これにより、阻止されていた開放信号ＳＴは、開放コイル６４に入力される。

その他の点については、本実施形態に係る開閉装置は、第１の実施形態に係る開閉装置と同じである。

本実施形態に係る開閉装置の動作について説明する。

配電線１に事故電流が流れた場合、開閉装置は、事故を検出する。制御装置７は、事故を検出すると、開閉器６Ａを開放するために、開放信号ＳＴを出力する。このとき、配電線１に流れる事故電流により、補助リレー６６は、動作する。これにより、開放信号ＳＴの開放コイル６４への入力は阻止される。よって、開閉器６Ａは、開放されない。

遮断器ＣＢの開放により、事故電流が遮断される。これにより、配電線１は、事故電流がなくなる。配電線１の事故電流がなくなると、補助リレー６６は、復帰する。事故を検出したときに、制御装置７から出力された開放信号ＳＴは、出力されたままである。開放信号ＳＴは、開放コイル６４へ入力される。よって、開閉器６Ａは、開放される。

このようにして、開閉器６Ａは、配電線１に開閉許容電流以上の電流が流れているときは、開放できなくする。

なお、配電系統に適用された各開閉装置の動作は、第１の実施形態と同様である。

本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。

配電線１に流れる事故電流が開閉許容電流以上の場合、開閉装置は、開放されない。事故電流が開閉許容電流を下回ると直ぐに、開閉装置は、開放される。これにより、開閉装置は、安全にかつ確実に開放することができる。また、配電線１に設ける各開閉装置は、開閉許容電流の小さい開閉装置（例えば、負荷開閉器）を用いることができる。

また、第１の実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。

（第３の実施形態）
図７は、本発明の第１の実施形態に係る開閉装置の構成を示すブロック図である。

本実施形態に係る開閉装置は、開閉器６Ｂと、制御装置７Ｂとからなる。

開閉器６Ｂは、常時励磁式開閉器である。常時励磁式開閉器は、電源電圧があれば投入し、電源電圧がなくなると開放する。具体的には、開閉器６Ｂは、投入コイル６３Ａに投入信号ＳＣが入力されている間は、投入状態となる。一方、開閉器６Ｂは、コイル６３Ａに投入信号ＳＣが入力されていない間は、開放状態となる。

図９は、第３の実施形態に係る開閉装置の機能を示すブロック図である。

制御装置７Ｂは、第１の実施形態に係る制御装置７において、投入制御部７１を投入制御部７１Ｂに代え、判定部７５を判定部７５Ｂに代え、補助リレー８１と、補助リレー８１に応じて動作する接点８２を加えている。

投入制御部７１Ｂは、第１の実施形態に係る投入制御部７１に、ＯＲ回路９３Ａ，９３Ｂと、ＡＮＤ回路９２Ｃとを加えている。ＯＲ回路９３Ａ，９３Ｂは、入力された信号の論理和を演算する回路である。ＡＮＤ回路９２Ｃは、入力された信号の論理積を演算する回路である。

ＯＲ回路９３Ａは、電圧レベル判定器３１から検出結果が入力される。ＯＲ回路９３Ａは、電圧レベル判定器４１から検出結果が入力される。ＯＲ回路９３Ａは、演算結果をＡＮＤ回路９２Ｃに出力する。

ＡＮＤ回路９２Ｃは、ＯＲ回路９３Ａから演算結果が入力される。ＡＮＤ回路９２Ｃは、状態検出部６１から状態信号Ｓ６１が入力される。ＡＮＤ回路９２Ｃは、演算結果をＯＲ回路９３Ｂに出力する。

ＯＲ回路９３Ｂは、ＡＮＤ回路９２Ｃから演算結果が入力される。ＯＲ回路９３Ｂは、タイマＴＡからの出力信号が入力される。ＯＲ回路９３Ｂは、演算結果を投入信号ＳＣとして出力する。

投入制御部７１Ｂは、電圧レベル判定器３１又は電圧レベル判定器４１の少なくとも１つが検出し、かつ開閉器６Ｂが投入されている場合に、投入信号ＳＣ１を出力する。また、投入制御部７１Ｂは、投入制御部７１と同条件により、投入信号ＳＣ１を出力する。

図８は、第３の実施形態に係る判定部７５Ｂの構成を示すブロック図である。

判定部７５Ｂは、第１の実施形態に係る判定部７５において、開放部ＯＰを開放部ＯＰ１に代えている。開放部ＯＰ１は、開放部ＯＰにおいて、開放コイル６４に開放信号ＳＴ１を出力することに代えて、開放信号ＳＴ１を補助リレー８１に出力する。

補助リレー８１は、判定部７５Ｂから出力される開放信号ＳＴ１により励磁される。これにより、補助リレー８１は、動作する。補助リレー８１の動作により、接点８２が開く。

接点８２は、ブレーク接点（ｂ接点）である。接点８２が動作すると、制御装置７Ｂから投入コイル６３Ａへ出力される投入信号ＳＣ１の経路を開放する。

このようにして、制御装置７Ｂは、常時励磁式開閉器である開閉器６Ｂに対応する制御を行う。

その他の点については、本実施形態に係る開閉装置は、第１の実施形態に係る開閉装置と同じである。

本実施形態に係る開閉装置の動作について説明する。

配電線１に事故が発生すると、判定部７５Ｂは、開放信号ＳＴ１を出力する。開放信号ＳＴ１により、補助リレー８１は、動作する。補助リレー８１の動作により、接点８２が開く。接点８２が開くことにより、投入コイル６３Ａへの投入信号ＳＴ１の入力が遮断される。よって、開閉器６Ｂは、開放される。

配電線１の事故電流がなくなると、補助リレー８１は、復帰する。配電線１が充電されてから時間Ａ経過後、投入制御部７１Ｂは、投入信号ＳＴ１を出力する。投入信号ＳＴ１により、開閉器６Ｂは、投入される。開閉器６Ｂが投入されると、配電線１の電源側又は負担側の少なくともいずれか１つが充電している間は、投入制御部７１Ｂは、投入信号ＳＣ１を出力し続ける。これにより、開閉器６Ｂは、投入状態を維持する。

なお、配電系統に適用された各開閉装置の動作は、第１の実施形態と同様である。

本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の作用・効果を得ることのできる常時励磁式の開閉装置を構成することができる。

（第４の実施形態）
図１０は、本発明の第４の実施形態に係る開閉装置の構成を示すブロック図である。

本実施形態に係る開閉装置は、開閉器６Ｃと、投入制御部７１Ｃとからなる。

開閉器６Ｃは、第３の実施形態に係る開閉器６Ｂに、補助変流器６７と、整流器スタック６８を加えている。

補助変流器６７は、電流変成器６２から出力される電流信号Ｓ６２から電流を取り込む。補助変流器６７は、取り込んだ電流を投入信号ＳＣ２として、整流器スタック６８に出力する。補助変流器６７は、配電線１に開閉許容電流以上が流れている場合は、開閉器６Ｃの投入状態を維持できる投入信号ＳＣ２を出力する。

整流器スタック６８は、制御装置７Ｂからの投入信号ＳＣ１と、補助変流器６７からの投入信号ＳＣ２を合成し、投入信号ＳＣ３とする。整流器スタック６８は、合成した投入信号ＳＣ３を投入コイル６３Ａに出力する。

図１１は、第４の実施形態に係る開閉装置の機能を示すブロック図である。

制御装置７Ｃは、第３の実施形態に係る制御装置７Ｂにおいて、投入制御部７１Ｂを投入制御部７１Ｃに代えている。

投入制御部７１Ｃは、第３の実施形態に係る投入制御部７１Ｂにおいて、ＡＮＤ回路９２Ｃ、ＯＲ回路９３Ａ，９３Ｂを取り除き、ＮＯＴ回路９１Ｄ、ＡＮＤ回路９２Ｄ、ラッチ回路９４を加えている。ＮＯＴ回路９１Ｄは、入力された信号の否定を演算する回路である。ＡＮＤ回路９２Ｄは、入力された信号の論理積を演算する回路である。ラッチ回路９４は、セットに信号が入力されると、出力を保持する。ラッチ回路９４は、リセットに信号が入力されると、出力を止める。

ＡＮＤ回路９２Ｄは、ＮＯＴ回路９１Ｄを介して、電圧レベル判定器３１から検出結果が入力される。ＡＮＤ回路９２Ｄは、ＮＯＴ回路９１Ａを介して、電圧レベル判定器４１から検出結果が入力される。ＡＮＤ回路９２Ｄは、入力された信号の演算結果を、ラッチ回路９４のリセットに入力する。

ラッチ回路９４は、ＡＮＤ回路９２Ｂからの信号がセットに入力される。ラッチ回路９４は、ＡＮＤ回路９２Ｄからの信号がリセットに入力される。ラッチ回路９４は、タイマＴＡに、信号を出力する。

投入制御部７１Ｃは、ＡＮＤ回路９２Ｂから入力された信号により、投入信号ＳＣ１を出力する。投入信号ＳＣ１は、ラッチ回路９４により、出力が保持される。電圧信号Ｓ３及び電圧信号Ｓ４がともに検出されない場合、ＡＮＤ回路９２Ｄは、ラッチ回路９４のリセットに信号を入力する。これにより、投入制御部７１Ｃは、投入信号ＳＣ１の出力を止める。

このようにして、制御装置７Ｃは、第３の実施形態に係る制御装置７Ｂとほぼ同様の機能を実現する。

その他の点については、本実施形態に係る開閉装置は、第３の実施形態に係る開閉装置と同じである。

本実施形態に係る開閉装置の動作について説明する。

配電線１に事故電流が流れた場合、開閉装置は、事故を検出する。制御装置７Ｃは、事故を検出すると、開閉器６Ｃを開放するために、開放信号ＳＴ１を出力する。開放信号ＳＴ１により、投入制御部７１Ｃから出力された投入信号ＳＣ１は、遮断される。このとき、配電線１に流れる事故電流により、補助変流器６７は、投入信号ＳＣ２を出力する。よって、開閉器６Ｃは、開放されない。

遮断器ＣＢの開放により、事故電流が遮断される。これにより、配電線１は、事故電流がなくなる。配電線１の事故電流がなくなると、補助変流器６７は、投入信号ＳＣ２の出力が止まる。よって、開閉器６Ｃは、開放される。

なお、配電系統に適用された各開閉装置の動作は、第１の実施形態と同様である。

本実施形態によれば、第２の実施形態と同様の作用・効果を得ることのできる常時励磁式の開閉装置を構成することができる。

（第５の実施形態）
図１２は、本発明の第５の実施形態に係る開閉装置の構成を示すブロック図である。

本実施形態に係る開閉装置は、開閉器６と、制御装置７Ｄとからなる。制御装置７Ｄは、第１の実施形態に係る制御装置７において、投入確認部７６を投入確認部７６Ｄに代え、判定部７５を判定部７５Ｄに代えている。投入確認部７６Ｄは、開放信号ＳＴを出力する。

図１３は、第５の実施形態に係る判定部７５Ｄの構成を示すブロック図である。

判定部７５Ｄは、第１の実施形態に係る判定部７５において、投入ロック部７５２を投入ロック部７５２Ａに代え、開放部ＯＰを開放部ＯＰ２に代えている。

開放部ＯＰ２は、開放部ＯＰにおいて、事故検出信号Ｓ７３を受信する代わりに、投入ロック部７５２Ａから投入ロック信号Ｓ７５を受信するように構成されている。

図１４は、第５の実施形態に係る開閉装置の機能を示すブロック図である。

投入確認部７６Ｄは、第１の実施形態に係る投入確認部７６に、電圧レベル判定器３１Ａ，４１Ａと、ＮＯＴ回路９１Ｅ，９１Ｆと、ＡＮＤ回路９２Ｅと、タイマＴＣとを加えている。ＮＯＴ回路９１Ｅ，９１Ｆは、入力された信号の否定を演算する回路である。ＡＮＤ回路９２Ｅは、入力された信号の論理積を演算する回路である。

電圧レベル判定器３１Ａは、電圧信号Ｓ３に基づいて、配電線１の電源側Ｈに電圧が印加されているか否かを検出する。電圧レベル判定器３１Ａは、電圧が印加されていることを検出した場合は「１」を出力する。電圧レベル判定器３１Ａは、検出結果が否である場合は「０」を出力する。電圧レベル判定器３１Ａは、ＮＯＴ回路９１Ｅを介して、検出結果をＡＮＤ回路９２Ｅに出力する。

電圧レベル判定器４１Ａは、電圧信号Ｓ４に基づいて、配電線１の負荷側Ｌに電圧が印加されているか否かを検出する。電圧レベル判定器４１Ａは、電圧が印加されていることを検出した場合は「１」を出力する。電圧レベル判定器４１Ａは、検出結果が否である場合は「０」を出力する。電圧レベル判定器４１Ａは、ＮＯＴ回路９１Ｆを介して、検出結果をＡＮＤ回路９２Ｅに出力する。

ＡＮＤ回路９２Ｅは、状態信号Ｓ６１が入力される。ＡＮＤ回路９２Ｅは、ＮＯＴ回路９１Ｅを介して、電圧レベル判定器３１Ａから検出結果が入力される。ＡＮＤ回路９２Ｅは、ＮＯＴ回路９１Ｆを介して、電圧レベル判定器４１Ａから検出結果が入力される。ＡＮＤ回路９２Ｅは、演算結果をタイマＴＣに出力する。

タイマＴＣは、予め時間Ｃが設定されている。時間Ｃは、配電線１に設置される開閉装置の台数により定まる時間である。時間Ｃは、任意に設定することができる。タイマＴＣは、ＡＮＤ回路９２Ｅから「１」の入力が時間Ｃ継続すると、開放信号ＳＴを出力する。タイマＴＣは、開放信号ＳＴをＯＲ回路９３Ｃに出力する。

これらの構成により、投入確認部７６Ｄは、配電線１の電源側及び負担側ともに電圧がなく、かつ開閉器６が投入状態であるとき、時間Ｃ経過後に、開放信号ＳＴを出力する。

判定部７５Ｄは、第１の実施形態に係る判定部７５において、比較部ＣＭＰを比較部ＣＭＰ１に代え、開放部ＯＰを開放部ＯＰ２に代えている。比較部ＣＭＰ１は、図１３に示す投入ロック部７５２Ａを構成する部位である。

比較部ＣＭＰ１は、比較部ＣＭＰと同条件で、投入ロック信号Ｓ７５を出力する。比較部ＣＭＰ１は、投入ロック信号Ｓ７５を、開放部ＯＰ２にも出力する。

開放部ＯＰ２は、比較部ＣＭＰ１からの投入ロック信号Ｓ７５を受信すると、ＯＲ回路９３Ｃに開放信号ＳＴを出力する。

ＯＲ回路９３Ｃは、タイマＴＣ又は開放部ＯＰ２の少なくとも１つから開放信号ＳＴを受信すると、開放コイル６４に開放信号ＳＴを出力する。

図１７及び図１５を参照して、配電系統に導入された本実施形態に係る各開閉装置２１〜２５の動作について説明する。

図１７は、各開閉装置２１〜２５の配置場所を示す電力系統図である。配電系統には、遮断器ＣＢ及び開閉装置２１〜２５が組み込まれている。

図１５は、本実施形態に係る各開閉装置２１〜２５の動作を示すタイムチャートである。タイムチャート（ａ）は、遮断器ＣＢの動作を表している。タイムチャート（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ），（ｆ）は、それぞれ開閉装置２１，２４，２２，２５，２３の動作を表している。タイムチャート（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ），（ｆ）において、状態「０」は開放状態、状態「１」は投入状態を表している。下の表は、開閉装置２１〜２５の事故検出回数７Ｃを表している。

開閉装置２１〜２５は、配電線１の末端側Ｌから昇順に許容回数が設定されている。開閉装置２３〜２５は、許容回数７９が「０」に設定されている。開閉装置２２は、許容回数７９が「１」に設定されている。開閉装置２１は、許容回数７９が「２」に設定されている。

今、区間１Ｃに、事故ＦＴ１が発生したとする。事故ＦＴ１は、例えば短絡事故である。

遮断器ＣＢは、事故ＦＴ１が発生すると、変電所からの指令により、開放される。

開閉装置２１，２２は、それぞれ事故ＦＴ１を検出し、開放する。開閉装置２１，２２は、それぞれの事故検出回数７Ｃが「１」となる。

開閉装置２３〜２５は、事故電流が流れないため、事故ＦＴを検出しない。開閉装置２３〜２５は、それぞれの事故検出回数７Ｃが「０」である。

各開閉装置２１〜２５は、事故検出回数７Ｃが許容回数７９を超えていないため、投入状態のままである。

遮断器ＣＢの開放により、配電線１に事故電流がなくなる。配電線１に事故電流がなくなると、遮断器ＣＢは、直ぐに再閉路をする。遮断器ＣＢの再閉路により、配電線１が充電される。しかし、区間１Ｃは、事故ＦＴ１が継続している。よって、遮断器ＣＢは、再度開放される。再び、開閉装置２１，２２は、それぞれ事故ＦＴ１を検出し、開放する。開閉装置２１，２２は、それぞれの事故検出回数７Ｃが「２」となる。ここで、開閉装置２２は、事故検出回数７Ｃが許容回数７９を超える。このため、開閉装置２２の判定部７５Ｄが投入ロック信号Ｓ７５を出力する。他の開閉装置２１，２３，２４，２５は、事故検出回数７Ｃが許容回数７９を超えないため、投入状態のままである。

再び、遮断器ＣＢは、再閉路する。遮断器ＣＢの再閉路により、配電線１の健全区間１Ａ，１Ｂ，１Ｅが充電される。

事故区間１Ｃの負荷側Ｌにある開閉装置２３，２５は、それぞれの投入確認部７６Ｄによる時間Ｃのカウント後、開放する。これにより、事故区間１Ｃだけが配電線１から電気的に分離される。

本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。

事故電流の流れない開閉装置は、投入状態を維持している。したがって、これらの開閉装置は、再閉路を必要がない。このため、これらの開閉装置の下位系統に位置する区間は、復電するまでの時間を短縮できる。

配電線１の末端に位置する開閉装置は、許容回数７９を「０」にすることができる。これにより、配電線１の末端の区間による事故に対しては、遮断器ＣＢの再閉路が１回で、事故区間の分離をすることができる。

事故が復旧した場合、配電線１の上位系統を充電することで、配電線１に設けられた各開閉装置は、自動的に投入することができる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の第１の実施形態に係る開閉装置の構成を示すブロック図。 第１の実施形態に係る判定部の構成を示すブロック図。 第１の実施形態に係る開閉装置の機能を示すブロック図。 第１の実施形態に係る各開閉装置の動作を説明するためのタイムチャート。 本発明の第２の実施形態に係る開閉装置の構成を示すブロック図。 第２の実施形態に係る開閉装置の機能を示すブロック図。 本発明の第３の実施形態に係る開閉装置の構成を示すブロック図。 第３の実施形態に係る開閉装置の構成を示すブロック図。 第３の実施形態に係る開閉装置の機能を示すブロック図。 本発明の第４の実施形態に係る開閉装置の構成を示すブロック図。 第４の実施形態に係る開閉装置の機能を示すブロック図。 本発明の第５の実施形態に係る開閉装置の構成を示すブロック図。 第５の実施形態に係る判定部の構成を示すブロック図。 第５の実施形態に係る開閉装置の機能を示すブロック図。 第５の実施形態に係る各開閉装置の動作を示すタイムチャート。 第１の実施形態に係る各開閉装置の配置場所を示す電力系統図。 第５の実施形態に係る各開閉装置の配置場所を示す電力系統図。

符号の説明

１…配電線、３，４…電圧変成器、６…開閉器、７…制御装置、６０…開閉部、６１…状態検出部、６２…電流変成器、６３…投入コイル、６４…開放コイル、７１…投入制御部、７３…事故検出部、７５…判定部、７６…投入確認部、７８…許容回数設定部、Ｓ３，Ｓ４…電圧信号、Ｓ６１…状態信号、Ｓ６２…電流信号、Ｓ７３…事故検出信号、Ｓ７５…投入ロック信号、Ｓ７６…回数リセット信号、Ｓ７８…許容回数信号、ＳＣ…投入信号、ＳＴ…開放信号、Ｈ…電源側、Ｌ…負荷側。

Claims (7)

1. 配電線に設置される開閉器の開放又は投入を示す状態信号を検出する状態検出部が含まれた前記開閉器に適用され、前記開閉器を流れる電流を検出する電流検出手段が前記配電線に設けられ、前記開閉器の電源側の電圧を検出する電源側電圧検出手段が前記配電線に設けられ、前記開閉器を制御する開閉器用制御装置において、
   前記電流検出手段により検出された電流に基づいて、事故であるか否かを判定する事故判定手段と、
   前記事故判定手段の判定結果が事故である場合、前記開閉器を開放する開放信号を出力する第１の開放手段と、
   前記事故判定手段の判定結果に基づいて、事故の生じた回数を示す事故回数を算出する事故回数算出手段と、
   前記事故回数算出手段により算出された事故回数が予め定めた許容回数以上の場合、前記開閉器の投入をロックする投入ロック手段と、
   前記電源側電圧検出手段により検出された電圧に基づいて、前記開閉器の電源側に電圧が印加されているか否かを判定する電源側電圧判定手段と、
   前記投入ロック手段により投入をロックされておらず、前記電源側電圧判定手段の判定結果が電圧が印加されていると判定し、前記状態検出部により検出された状態信号が開放を示した場合、予め定めた時間を経過後に前記開閉器を投入する第１の投入信号を出力する投入手段と、
   前記状態検出部からの前記状態信号に基づいて、前記開閉手段が投入されたことを確認する投入確認手段と、
   前記投入確認手段により前記開閉器が投入されたことを確認した場合、前記事故回数算出手段により算出された前記事故回数をリセットする事故回数リセット手段と
   を有することを特徴とする開閉器用制御装置。
2. 前記電流検出手段により検出された電流に基づいて、前記開閉器に流れる電流が前記開閉器の開閉許容電流以上である場合は、前記第１の開放手段から出力される前記開放信号の出力を阻止する開放阻止手段
   を有することを特徴とする請求項１に記載の開閉器用制御装置。
3. 請求項１に記載の開閉器用制御装置を有する開閉装置において、
   前記第１の投入信号を受信すると投入状態を保持し、前記開放信号を受信すると開放状態を保持する開閉器
   を有することを特徴とする開閉装置。
4. 前記開閉器は、
   前記電流検出手段を含み、
   前記電流検出手段により検出された電流に基づいて、前記開閉器に流れる電流が前記開閉器の開閉許容電流以上である場合は、前記第１の開放手段から入力された前記開放信号を阻止する開放阻止手段と
   を有することを特徴とする請求項３に記載の開閉装置。
5. 請求項１に記載の開閉器用制御装置を有する開閉装置において、
   前記第１の投入信号を受信している間は、投入状態となり、前記第１の投入信号を受信していない間は、開放状態となる開閉器を有し、
   前記第１の開放手段は、前記開放信号を出力することにより、前記投入手段から出力される前記第１の投入信号の前記開閉器への経路を遮断すること
   を特徴とする開閉装置。
6. 前記開閉器は、
   前記電流検出手段を含み、
   前記電流検出手段により検出された電流に基づいて、前記開閉器に流れる電流が前記開閉器の開閉許容電流以上である場合は、前記開閉器を投入する第２の投入信号を出力する開放阻止手段と
   を有することを特徴とする請求項５に記載の開閉装置。
7. 前記開閉器の負荷側の電圧を検出する負荷側電圧検出手段と、
   前記負荷側電圧検出手段により検出された電圧に基づいて、前記開閉器の負荷側に電圧が印加されているか否かを判定する負荷側電圧判定手段と、
   前記電源側電圧判定手段の判定結果が否であり、前記負荷側電圧判定手段の判定結果が否であり、前記状態検出部により検出された状態信号が投入を示した場合、予め定めた時間経過後に、前記開閉器を開放する第２の開放手段と
   を有することを特徴とする請求項３から請求項６のいずれか１項に記載の開閉装置。

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