JP2008113546A - 直流地絡回線の判別装置及び判別方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡便な手段により、間欠的な地絡事故が発生した回線の特定を正確かつ確実に行う。
【解決手段】 直流電源１を有する主回路２とその主回路２から分岐した複数の回線Ｆ₁〜Ｆ₃とを備え、それら回線Ｆ₁〜Ｆ₃のいずれかに発生した地絡事故ａを検出する継電器３を主回路２に設けた直流制御電源回路について、間欠的な地絡事故ａが発生した回線Ｆ₁〜Ｆ₃を特定する装置であって、継電器３により検出された地絡事故ａにより各回線Ｆ₁〜Ｆ₃に存在する対地静電容量Ｃ_1P〜Ｃ_3P，Ｃ_1N〜Ｃ_3Nの充放電でもって各回線Ｆ₁〜Ｆ₃に流れる瞬間的な電流の変化を検出する変流器ＣＴ₁〜ＣＴ₃と、その変流器ＣＴ₁〜ＣＴ₃により検出された瞬間的な電流の変化が逆極性となる回線Ｆ₁を判別する判定器４とを具備する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば発変電所や工場の制御電源、通信用電源などを有する直流制御電源回路について、主回路から分岐した複数の回線のいずれかに地絡事故が発生した時、その地絡事故が発生した回線を特定する直流地絡回線の判別装置及び判別方法に関する。

図６は、例えば発変電所、工場の制御電源や通信電源などを有する直流制御電源回路の一例を示す。

この直流制御電源回路は、制御用の直流電源１を有する主回路２と、その主回路２から分岐した複数の回線Ｆ₁〜Ｆ₃（図では３回線を例示する）を備え、それぞれの回線Ｆ₁〜Ｆ₃には継電器などの負荷Ｌ₁〜Ｌ₃が開閉器ＣＢ₁〜ＣＢ₃を介して接続されている。

従来、前述した直流制御電源回路において、複数の回線Ｆ₁〜Ｆ₃のいずれかに地絡事故が発生したことを検出する目的から、直流地絡を検出するための保護用継電器３を設置している。

この継電器３は、正極側に接続された抵抗Ｒ_Pと負極側に接続された抵抗Ｒ_Nを共通に接地接続した構成を有し、いずれの回線Ｆ₁〜Ｆ₃にも地絡事故が発生していない正常時（電路と大地間の絶縁状態がよい場合）には、通常、抵抗Ｒ_Pと抵抗Ｒ_Nが等しい値に設定されていることから、図７に示すように正極側の対地間電圧Ｖ_PEと負極側の対地間電圧Ｖ_NEがほぼ等しくなる。一方、複数の回線Ｆ₁〜Ｆ₃のいずれかに地絡事故が発生した場合、ほぼ等しかった正極側の対地間電圧Ｖ_PEと負極側の対地間電圧Ｖ_NEが変化する。以下、対地間電圧Ｖ_PE，Ｖ_NEについては絶対値で表す。

つまり、図８に示すようにその地絡事故ａが正極側電路Ｓ_P1〜Ｓ_P3であれば、正極側の対地間電圧Ｖ_PEが小さくなり、負極側の対地間電圧Ｖ_NEが大きくなる。また、図９に示すように地絡事故ａが負極側電路Ｓ_N1〜Ｓ_N3であれば、負極側の対地間電圧Ｖ_NEが小さくなり、正極側の対地間電圧Ｖ_PEが大きくなる。

このことから、正極側の対地間電圧Ｖ_PEと負極側の対地間電圧Ｖ_NEがほぼ等しければ、地絡事故が発生していないことになり、また、正極側の対地間電圧Ｖ_PEが小さくなって負極側の対地間電圧Ｖ_NEが大きければ、正極側電路Ｓ_P1〜Ｓ_P3に地絡事故ａが発生したことを検出でき、逆に、負極側の対地間電圧Ｖ_NEが小さくなって正極側の対地間電圧Ｖ_PEが大きければ、負極側電路Ｓ_N1〜Ｓ_N3に地絡事故ａが発生したことを検出できる。

このようにして、正極側の対地間電圧Ｖ_PEあるいは負極側の対地間電圧Ｖ_NEを継電器３の電圧測定機能により検出することにより、いずれかの回線Ｆ₁〜Ｆ₃に地絡事故ａが発生したこと、および、その地絡事故ａが正極側電路Ｓ_P1〜Ｓ_P3あるいは負極側電路Ｓ_N1〜Ｓ_N3のいずれであるかをブザーによる報知音またはランプの点灯などで警報するようにしている。

ところで、前述した直流制御電源回路では、複数の回線Ｆ₁〜Ｆ₃のいずれかに地絡事故が発生したか否か、およびその地絡事故発生が正極側電路Ｓ_P1〜Ｓ_P3あるいは負極側電路Ｓ_N1〜Ｓ_N3のいずれであるかは、正極側の対地間電圧Ｖ_PEあるいは負極側の対地間電圧Ｖ_NEの変化に基づいて検出することが可能であるが、いずれの回線Ｆ₁〜Ｆ₃に地絡事故が発生したか、つまり、地絡回線を特定することはできない。

地絡事故が発生した回線を特定する方法としては、対地端子から交流電流を流すことにより、地絡事故が発生した回線のみにその交流電流が流れることから、交流クランプメータにより各回線ごとにその交流電流の有無を検出することでもって、地絡事故が発生した回線を特定することができる。

しかしながら、前述した判別方法では、交流電流を使用しているため、対地静電容量や回線の負荷機器に付加されている対地へのコンデンサにその交流電流が流れ、地絡事故が発生した回線を誤認したり、交流電流の減衰によりその交流電流を検出することが困難であったりする場合があった。

本出願人は、前述の問題点を解消するため、地絡事故が発生した回線の特定を正確かつ確実に行い得る直流地絡回線の判別装置及び判別方法を先に提案している（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−６０８９３号公報

この特許文献１に開示された直流地絡回線の判別装置及び判別方法では、回線の正極側電路または負極側電路の電圧を変動させるようにしている。いずれの回線にも地絡事故が発生していない正常時には、正極側の対地間電圧と負極側の対地間電圧がほぼ等しくなる。一方、複数の回線のいずれかに地絡事故が発生した場合、正常時には、ほぼ等しかった正極側の対地間電圧と負極側の対地間電圧との関係が変化する。つまり、その地絡事故が正極側電路であれば、正極側の対地間電圧が小さくなり、健全な負極側電路については負極側の対地間電圧が大きくなる。また、地絡事故が負極側電路であれば、負極側の対地間電圧が小さくなり、健全な正極側電路については正極側の対地間電圧が大きくなる。

この時、地絡極側の回線について、例えばダイオードの定電圧源や抵抗等による電圧降下手段により電圧を降下させた場合、地絡事故が発生した回線では、主回路の地絡極側の対地間電圧が大きくなり、健全極側の対地間電圧が小さくなって、地絡極側と健全極側の両対地間電圧が、正常時の対地間電圧に近づくことになる。一方、地絡事故が発生していない健全な回線については、地絡極側または健全極側のいずれの対地間電圧も前述したような変化が生じない。従って、活線状態の回線に判別装置を接続し、地絡極側あるいは健全極側の対地間電圧を監視することにより、地絡事故が発生した回線を特定することができる。

しかしながら、この特許文献１に開示された直流地絡回線の判別装置及び判別方法では、地絡事故が継続的に発生している場合に有効な手段であるが、地絡事故は間欠的に発生する場合もあり、そのような間欠的に発生する地絡事故の場合、特許文献１に開示された直流地絡回線の判別装置及び判別方法では、間欠的な地絡事故が発生した回線を特定することが困難である。

また、前述したように対地端子から交流電流を流すことにより、交流クランプメータにより各回線ごとにその交流電流の有無を検出することでもって、地絡事故が発生した回線を特定する手法では、間欠的な地絡事故の場合、回線に交流電流が流れないようになることから、この手法を採用することもできない。

そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、簡便な手段により、間欠的な地絡事故が発生した場合でもその地絡回線の特定を正確かつ確実に行い得る直流地絡回線の判別装置及び判別方法を提供することにある。

前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明に係る直流地絡回線の判別装置は、直流電源を有する主回路とその主回路から分岐した複数の回線とを備え、それら回線のいずれかに発生した地絡事故を検出する継電器を主回路に設けた直流制御電源回路に間欠的に地絡事故が発生した場合の地絡回線の判別装置であって、継電器により検出された地絡事故により各回線に存在する対地静電容量の充放電でもって各回線に流れる瞬間的な電流の変化を検出する零相変流器と、その零相変流器により検出された瞬間的な電流の変化が逆極性となる回線を判別する判定器とを具備したことを特徴とする。

また、本発明に係る直流地絡回線の判別方法は、直流電源を有する主回路とその主回路から分岐した複数の回線とを備え、それら回線のいずれかに発生した地絡事故を検出する継電器を主回路に設けた直流制御電源回路に間欠的に地絡事故が発生した場合の地絡回線を判別する方法であって、継電器によりいずれかの回線で発生した地絡事故を検出した後、その地絡事故により各回線に存在する対地静電容量の充放電でもって各回線に流れる瞬間的な電流の変化を検出する零相変流器を各回線に設置し、その零相変流器により検出された瞬間的な電流の変化が逆極性となる回線を判定器で判別することを特徴とする。

本発明では、まず、主回路に設けられた継電器でもって地絡事故の発生を検出する。この継電器では地絡事故の発生のみを検出することになる。この時点では、何れの回線に地絡事故が発生したかは不明である。そこで、継電器により地絡事故の発生を検出した後、各回線に零相変流器を設置する。

本発明における検出対象が間欠的に発生する地絡事故であることから、継電器で最初に検出された地絡事故が回復した後、地絡事故が再度発生することになる。本発明では、最初の地絡事故の発生により各回線への零相変流器を設置した後、再度の地絡事故の発生を継電器でもって検出する。

その地絡事故により各回線に存在する対地静電容量の充放電でもって各回線に流れる瞬間的な電流の変化を零相変流器で検出する。この瞬間的な電流の変化は、健全回線に対して地絡回線では逆極性となることから、その瞬間的な電流の変化が逆極性となる回線を判定器により地絡回線として判別することができる。

前述した構成における零相変流器としては、交流用クランプ式変流器を使用することが好適である。一般的に零相変流器は、直流用と交流用に大別される。ここで、直流回路の地絡電流を検出し得る高精度なクランプ式変流器は実用化されていないというのが現状である。

そこで、地絡回線の判別対象が、各回線に存在する対地静電容量の充放電でもって各回線に流れる瞬間的な電流の変化であることから、安価な交流用クランプ式変流器を使用することが可能となる。なお、クランプ式のものを使用するのは、回線を切断することなく、活線状態のままで地絡電流の検出を可能にするためである。

前述の構成における判定器は、継電器により地絡事故を検出した時点をトリガとしてその前の所定期間で瞬間的な電流の変化が逆極性となる回線を判別するようにしている。継電器の動作により地絡事故を検出し、その検出時点をトリガとしてその前の所定期間で零相変流器により瞬間的な電流の変化を検出する。このようにして、継電器により地絡事故発生を検出する時点に対して零相変流器により瞬間的な電流変化を検出するタイミングを前述の所定期間内に設定することにより、地絡回線を容易かつ確実に特定することができる。

本発明においては、主回路と大地との間にコンデンサ回路を接続すると共に、継電器により検出された地絡事故によりコンデンサ回路のコンデンサの充放電でもってコンデンサ回路に流れる瞬間的な電流の変化を検出する零相変流器をコンデンサ回路に付設することが望ましい。このようにすれば、コンデンサ回路の零相変流器により検出された瞬間的な電流の変化と逆極性になる回線を判定器で判別することで、対地静電容量が非常に小さく、回線に微小な電流しか流れない場合や、対地静電容量が存在する回線が二回線でそれら回線のいずれか一方に地絡事故が発生した場合であっても、地絡回線を容易かつ確実に特定することができる。

本発明によれば、継電器によりいずれかの回線で発生した地絡事故を検出し、その継電器により検出された地絡事故により各回線に存在する対地静電容量の充放電でもって各回線に流れる瞬間的な電流の変化を検出する零相変流器を設置し、その零相変流器により検出された瞬間的な電流の変化が逆極性となる回線を判定器で判別する。これにより、間欠的な地絡事故が発生した回線を正確かつ確実に特定することができるので、間欠的な地絡事故が発生した回線を特定する上で信頼性が大幅に向上する。

本発明に係る直流地絡回線の判別装置及び判別方法の実施形態を以下に詳述する。なお、図１〜図５において、図６〜図９と同一部分には同一参照符号を付す。

図２は本発明を適用する直流回路としての直流制御電源回路を例示する。この直流制御電源回路は、例えば発変電所、工場の制御電源や通信電源などを有し、制御用の直流電源１が接続された主回路２と、その主回路２から分岐した複数の回線Ｆ₁〜Ｆ₃（図では３回線を例示する）を備え、それぞれの回線Ｆ₁〜Ｆ₃には継電器などの負荷Ｌ₁〜Ｌ₃が開閉器ＣＢ₁〜ＣＢ₃を介して接続されている。

なお、この実施形態では、回線Ｆ₁〜Ｆ₃に負荷Ｌ₁〜Ｌ₃が接続されている場合について説明するが、回線Ｆ₁〜Ｆ₃に前述のような負荷が接続されていない場合もある。また、図示の実施形態では、３つの回線Ｆ₁〜Ｆ₃を例示しているが、本発明は３つ以上の複数の回線について適用可能である。

この直流制御電源回路において、複数の回線Ｆ₁〜Ｆ₃のいずれかに地絡事故が発生したことを検出する目的から、直流地絡を検出するための保護用継電器３を設置している。

この継電器３は、正極側に接続された抵抗Ｒ_Pと負極側に接続された抵抗Ｒ_Nを共通に接地接続した構成を有し、いずれの回線Ｆ₁〜Ｆ₃にも地絡事故が発生していない正常時には、通常、抵抗Ｒ_Pと抵抗Ｒ_Nが等しい値に設定されていることから、正極側の対地間電圧Ｖ_PEと負極側の対地間電圧Ｖ_NEがほぼ等しくなる（図７参照）。その時、継電器３のブザーまたはランプによる警告が発せられることはない。

一方、複数の回線Ｆ₁〜Ｆ₃のいずれかに地絡事故が発生した場合、ほぼ等しかった正極側の対地間電圧Ｖ_PEと負極側の対地間電圧Ｖ_NEが変化する。つまり、その地絡事故ａが正極側電路Ｓ_P1〜Ｓ_P3であれば、正極側の対地間電圧Ｖ_PEが小さくなり、負極側の対地間電圧Ｖ_NEが大きくなる（図８参照）。また、地絡事故ａが負極側電路Ｓ_N1〜Ｓ_N3であれば、負極側の対地間電圧Ｖ_NEが小さくなり、正極側の対地間電圧Ｖ_PEが大きくなる（図９参照）。

このことから、正極側の対地間電圧Ｖ_PEと負極側の対地間電圧Ｖ_NEがほぼ等しければ、地絡事故が発生していないことになり、また、正極側の対地間電圧Ｖ_PEが小さくなって負極側の対地間電圧Ｖ_NEが大きければ、正極側電路Ｓ_P1〜Ｓ_P3に地絡事故ａが発生したことを検出でき、逆に、負極側の対地間電圧Ｖ_NEが小さくなって正極側の対地間電圧Ｖ_PEが大きければ、負極側電路Ｓ_N1〜Ｓ_N3に地絡事故ａが発生したことを検出できる。

このようにして、正極側の対地間電圧Ｖ_PEあるいは負極側の対地間電圧Ｖ_NEを継電器３の電圧測定機能により検出することにより、いずれかの回線Ｆ₁〜Ｆ₃に地絡事故ａが発生したこと、および、その地絡事故ａが正極側電路Ｓ_P1〜Ｓ_P3あるいは負極側電路Ｓ_N1〜Ｓ_N3のいずれであるかをブザーまたはランプ等で警報するようにしている。

前述のようにして、正極側の対地間電圧Ｖ_PEあるいは負極側の対地間電圧Ｖ_NEの変化に基づいて、いずれかの回線Ｆ₁〜Ｆ₃に地絡事故ａが発生したこと、および正極側電路Ｓ_P1〜Ｓ_P3あるいは負極側電路Ｓ_N1〜Ｓ_N3のどちらの電路で地絡事故ａが発生したかを認知した上で、零相変流器の一つである交流用クランプ式変流器ＣＴ₁〜ＣＴ₃（以下、単に変流器と称す）を各回線Ｆ₁〜Ｆ₃に設置し、各変流器ＣＴ₁〜ＣＴ₃を判定器４の検出入力端子４ａに接続する。

図１は図２の直流制御電源回路の各回線Ｆ₁〜Ｆ₃に変流器ＣＴ₁〜ＣＴ₃を設置すると共に各変流器ＣＴ₁〜ＣＴ₃を判定器４の検出入力端子４ａに接続した状態を示す。この判定器４には、同図に示すように前述した継電器３が外部トリガ入力端子４ｂに接続され、また、判定データを記録するためのパーソナルコンピュータ５が出力端子４ｃに接続されている。

ここで、地絡事故には、継続的なもの以外に間欠的に発生するものがある。つまり、間欠的な地絡事故では、地絡事故が発生しても一旦回復し、その後、地絡事故が再度発生するように、地絡事故が断続的に発生することになる。

この実施形態では、この間欠的な地絡事故を検出対象とし、前述したようにいずれかの回線Ｆ₁〜Ｆ₃に地絡事故が発生したこと、すなわち、一回目の地絡事故発生を継電器３で検出することになる。この一回目の地絡事故発生を継電器３で検出した後、図１に示すように各回線Ｆ₁〜Ｆ₃に変流器ＣＴ₁〜ＣＴ₃を設置する。

この変流器ＣＴ₁〜ＣＴ₃は、分割可能なリング状先端部を有するクランプ式であるため、そのリング状先端部に回線Ｆ₁〜Ｆ₃の正極側電路Ｓ_P1〜Ｓ_P3と負極側電路Ｓ_N1〜Ｓ_N3を貫通させることにより設置される。このようなクランプ式変流器を使用することにより、活線状態のままで地絡電流の検出が可能となる。

例えば、直流制御電源回路の３つの回線Ｆ₁〜Ｆ₃のうち、回線Ｆ₁に地絡事故ａが発生した場合を想定する。ここで、各回線Ｆ₁〜Ｆ₃には対地静電容量Ｃ_1P〜Ｃ_3P，Ｃ_1N〜Ｃ_3Nが存在することから、回線Ｆ₁に地絡事故ａが発生した場合、その地絡事故ａにより各回線Ｆ₁〜Ｆ₃に存在する対地静電容量Ｃ_1P〜Ｃ_3P，Ｃ_1N〜Ｃ_3Nの充放電でもって各回線Ｆ₁〜Ｆ₃に電流が流れる。

各回線Ｆ₁〜Ｆ₃に流れる電流をＩ_1P〜Ｉ_3P，Ｉ_1N〜Ｉ_3Nで表すと、図示のような状態となり、地絡事故ａが発生していない健全な状態の回線（以下、健全回線と称す）Ｆ₂では、自回線分の電流Ｉ_2P＋Ｉ_2Nが流れ、また、別の健全回線Ｆ₃では、自回線分の電流Ｉ_3P＋Ｉ_3Nが流れる。

一方、地絡事故ａが発生した回線（以下、地絡回線と称す）Ｆ₁では、全体の電流Ｉ_1P＋Ｉ_1N＋Ｉ_2P＋Ｉ_2N＋Ｉ_3P＋Ｉ_3Nから自回線分Ｉ_1P＋Ｉ_1Nを引いた電流Ｉ_2P＋Ｉ_2N＋Ｉ_3P＋Ｉ_3Nが流れる。このように、地絡回線Ｆ₁に流れる電流Ｉ_2P＋Ｉ_2N＋Ｉ_3P＋Ｉ_3Nは、健全回線Ｆ₂，Ｆ₃に流れる電流Ｉ_2P＋Ｉ_2N，Ｉ_3P＋Ｉ_3Nよりも大きく、かつ、逆向きとなる。なお、この電流の大きさについては、地絡抵抗の大きさに応じて変動する。

以上で説明した各回線Ｆ₁〜Ｆ₃に流れる電流は、各回線Ｆ₁〜Ｆ₃に存在する対地静電容量Ｃ_1P〜Ｃ_3P，Ｃ_1N〜Ｃ_3Nでもって過渡的に変化する針状波形となることから、交流用クランプ式変流器ＣＴ₁〜ＣＴ₃で検出可能である。

そこで、その地絡事故ａにより各回線Ｆ₁〜Ｆ₃に存在する対地静電容量Ｃ_1P〜Ｃ_3P，Ｃ_1N〜Ｃ_3Nの充放電でもって各回線Ｆ₁〜Ｆ₃に流れる瞬間的な電流の変化を変流器ＣＴ₁〜ＣＴ₃で検出すると、図３に示すように地絡回線Ｆ₁に流れる電流Ｉ_2P＋Ｉ_2N＋Ｉ_3P＋Ｉ_3Nが健全回線Ｆ₂，Ｆ₃に流れる電流Ｉ_2P＋Ｉ_2N，Ｉ_3P＋Ｉ_3Nと逆向きになることから、変流器ＣＴ₁〜ＣＴ₃で検出された瞬間的な電流の変化は、健全回線Ｆ₂，Ｆ₃に対して地絡回線Ｆ₁で逆極性となる。

判定器４は、図４に示すように継電器３により地絡事故ａを検出した時点をトリガとしてその前後の所定期間Ｔで変流器ＣＴ₁〜ＣＴ₃からの検出出力、つまり、各回線Ｆ₁〜Ｆ₃に流れる瞬間的な電流の変化の極性を判別し、一つだけ極性が異なる回線Ｆ₁を地絡回線として判別する。このようにして各回線Ｆ₁〜Ｆ₃に流れる瞬間的な電流の変化を監視することにより、地絡事故ａが発生した回線Ｆ₁を特定することができる。

継電器３の動作により地絡事故ａを検出し、その検出時点をトリガとしてその前後の所定期間Ｔで変流器ＣＴ₁〜ＣＴ₃により瞬間的な電流の変化を検出するようにして、継電器３により地絡事故発生を検出する時点に対して変流器ＣＴ₁〜ＣＴ₃により瞬間的な電流変化を検出するタイミングを前述の所定期間Ｔ内に設定することにより、地絡回線を容易かつ確実に特定することができる。

なお、前述した変流器ＣＴ₁〜ＣＴ₃による検出期間Ｔは、トリガ前の期間Ｔ₁を継電器３の動作特性に応じて適正値に設定する必要はあるが、トリガ後の期間Ｔ₂については必ずしも必要ではない。

以上の実施形態では、各回線Ｆ₁〜Ｆ₃には対地静電容量Ｃ_1P〜Ｃ_3P，Ｃ_1N〜Ｃ_3Nが存在し、地絡事故発生により各回線Ｆ₁〜Ｆ₃に存在する対地静電容量Ｃ_1P〜Ｃ_3P，Ｃ_1N〜Ｃ_3Nの充放電でもって各回線Ｆ₁〜Ｆ₃に電流が流れる場合について説明したが、その対地静電容量Ｃ_1P〜Ｃ_3P，Ｃ_1N〜Ｃ_3Nのいずれかが非常に小さく、回線Ｆ₁〜Ｆ₃のいずれかに微小な電流しか流れない場合がある。この場合、回線Ｆ₁〜Ｆ₃に流れる電流が微小であることから、前述した実施形態の判別装置では、地絡事故が発生した回線の特定が困難となる可能性がある。

また、対地静電容量Ｃ_1P〜Ｃ_3P，Ｃ_1N〜Ｃ_3Nが存在する回線Ｆ₁〜Ｆ₃が二回線でそれら回線のいずれか一方に地絡事故が発生した場合、その地絡事故の発生により二回線に流れる電流は、それぞれの大きさが同じで方向が逆となる。このように、変流器ＣＴ₁〜ＣＴ₃により瞬間的な変化を検出するための電流が二回線のみであり、その二回線に流れる電流が逆極性であっても、その大きさが同じであれば、前述した実施形態の判別装置では、地絡事故が発生した回線の特定が困難となる可能性がある。

そこで、対地静電容量Ｃ_1P〜Ｃ_3P，Ｃ_1N〜Ｃ_3Nが非常に小さく、回線Ｆ₁〜Ｆ₃に微小な電流しか流れない場合や、対地静電容量Ｃ_1P〜Ｃ_3P，Ｃ_1N〜Ｃ_3Nが存在する回線が二回線でそれら回線のいずれか一方に地絡事故が発生した場合には、図５に示す実施形態が有効である。

図５に示す実施形態では、主回路２と大地との間にコンデンサ回路６を接続すると共に、継電器３により検出された地絡事故によりコンデンサ回路６のコンデンサＣ_P，Ｃ_Nの充放電でもってコンデンサ回路６に流れる瞬間的な電流の変化を検出する変流器ＣＴをコンデンサ回路６に付設する。

具体的には、主回路２の正極側に接続されたコンデンサＣ_Pと負極側に接続されたコンデンサＣ_Nを共通に接地接続した構成を有するコンデンサ回路６を用意し、そのコンデンサ回路６から延びる接続端子を主回路２の正極側および負極側にそれぞれ接続する。また、このコンデンサ回路６に設けられた変流器ＣＴは、判定器４の検出入力端子４ａに接続する。

対地静電容量Ｃ_1P〜Ｃ_3P，Ｃ_1N〜Ｃ_3Nが非常に小さく、回線Ｆ₁〜Ｆ₃に微小な電流しか流れない場合であっても、主回路２に接続されたコンデンサ回路６によるコンデンサＣ_P，Ｃ_Nの静電容量の充放電でもって回線Ｆ₁〜Ｆ₃に流れる電流が多くなることから、地絡事故が発生した回線の特定が容易となる。

また、対地静電容量Ｃ_1P，Ｃ_1N，Ｃ_2P，Ｃ_2Nが存在する回線Ｆ₁，Ｆ₂が二回線でそれら回線のいずれか一方、例えば回線Ｆ₁に地絡事故ａが発生した場合には、コンデンサ回路６によるコンデンサＣ_P，Ｃ_Nの静電容量の充放電でもってコンデンサ回路６に流れる電流を変流器ＣＴにより検出することから、そのコンデンサ回路６に流れる電流と逆極性になる回線Ｆ₁を地絡回線として判定器４で判別することができる。つまり、その地絡事故ａの発生により二回線Ｆ₁，Ｆ₂に流れる電流の大きさが同じで、その方向が逆となっても、それら二回線Ｆ₁，Ｆ₂のうち、コンデンサ回路６に流れる電流と同一方向の回線Ｆ₂が健全回線であり、コンデンサ回路６に流れる電流と逆方向の回線Ｆ₁が地絡回線であると判定できる。

本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

本発明の実施形態で、直流制御電源回路に変流器および判定器を接続した状態を示す回路図である。 本発明を適用する直流回路として例示した直流制御電源回路を示す回路図である。 本発明の実施形態で、各回線に流れる瞬間的な電流の変化を示す波形図である。 本発明の実施形態で、地絡事故を検出する際の外部トリガ信号と記録期間信号を示す波形図である。 本発明の他の実施形態で、主回路にコンデンサ回路および変流器を接続した状態を示す回路図である。 主回路から分岐した複数の回線を備えた直流制御電源回路を示す回路図である。 正極側電路および負極側電路が正常な場合の正極側および負極側の対地間電圧を説明するための回路図である。 正極側電路に地絡事故が発生した場合の正極側および負極側の対地間電圧を説明するための回路図である。 負極側電路に地絡事故が発生した場合の正極側および負極側の対地間電圧を説明するための回路図である。

符号の説明

１ 直流電源
２ 主回路
３ 継電器
４ 判定器
ａ 地絡事故
Ｆ₁〜Ｆ₃ 回線
ＣＴ₁〜ＣＴ₃ 零相変流器
Ｃ_1P〜Ｃ_3P，Ｃ_1N〜Ｃ_3N 対地静電容量

Claims (8)

1. 直流電源を有する主回路とその主回路から分岐した複数の回線とを備え、それら回線のいずれかに発生した地絡事故を検出する継電器を前記主回路に設けた直流制御電源回路に間欠的に地絡事故が発生した場合の地絡回線の判別装置であって、前記継電器により検出された地絡事故により各回線に存在する対地静電容量の充放電でもって各回線に流れる瞬間的な電流の変化を検出する零相変流器と、その零相変流器により検出された瞬間的な電流の変化が逆極性となる回線を判別する判定器とを具備したことを特徴とする直流地絡回線の判別装置。
2. 前記主回路と大地との間に接続されたコンデンサ回路と、前記継電器により検出された地絡事故によりコンデンサ回路のコンデンサの充放電でもって前記コンデンサ回路に流れる瞬間的な電流の変化を検出する零相変流器とを付加した請求項１に記載の直流地絡回線の判別装置。
3. 前記零相変流器は、交流用クランプ式変流器である請求項１又は２に記載の直流地絡回線の判別装置。
4. 前記判定器は、継電器により地絡事故を検出した時点をトリガとしてその前の所定期間で瞬間的な電流の変化が逆極性となる回線を判別する請求項１〜３のいずれか一項に記載の直流地絡回線の判別装置。
5. 直流電源を有する主回路とその主回路から分岐した複数の回線とを備え、それら回線のいずれかに発生した地絡事故を検出する継電器を前記主回路に設けた直流制御電源回路に間欠的に地絡事故が発生した場合の地絡回線を判別する方法であって、前記継電器によりいずれかの回線で発生した地絡事故を検出した後、その地絡事故により各回線に存在する対地静電容量の充放電でもって各回線に流れる瞬間的な電流の変化を検出する零相変流器を各回線に設置し、その零相変流器により検出された瞬間的な電流の変化が逆極性となる回線を判定器で判別することを特徴とする直流地絡回線の判別方法。
6. 前記主回路と大地との間にコンデンサ回路を接続すると共に、前記継電器により検出された地絡事故によりコンデンサ回路のコンデンサの充放電でもって前記コンデンサ回路に流れる瞬間的な電流の変化を検出する零相変流器をコンデンサ回路に付設し、そのコンデンサ回路の零相変流器により検出された瞬間的な電流の変化と逆極性になる回線を判定器で判別する請求項５に記載の直流地絡回線の判別方法。
7. 前記零相変流器は、交流用クランプ式変流器である請求項５又は６に記載の直流地絡回線の判別方法。
8. 前記判定器は、継電器により地絡事故を検出した時点をトリガとしてその前の所定期間で瞬間的な電流の変化が逆極性となる回線を判別する請求項５〜７のいずれか一項に記載の直流地絡回線の判別方法。

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