JP2008220024A

JP2008220024A - 配電線路システム

Info

Publication number: JP2008220024A
Application number: JP2007052760A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Sugimoto; 康浩杉本; Toshimitsu Nomura; 敏光野村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-03-02
Filing date: 2007-03-02
Publication date: 2008-09-18

Abstract

【課題】分岐回路の遮断器が開路動作した時の遮断電流を表示、伝送することができる配電線路システムを提供する。
【解決手段】主幹遮断器10を有する主幹回路１と、主幹回路から分岐した分岐回路２に接続され配線用遮断器21を有する配電線2とを備えた配電線路システムにおいて、配線用遮断器は、配電線に流れる過電流を検出して配電線の開閉器22を開路させる引外し部23と、開閉器の開路時に開路信号を出力する開路信号出力手段24とから構成され、主幹遮断器は、主幹回路の電流を検出する電流検出手段13と、電流検出手段の信号を演算し記憶部15aを有する演算部15と、配線用遮断器からの開路信号を受信して演算部に供給する通信部18とから構成され、演算部は、通信部からの開路信号の受信時に記憶部に記憶されている主幹回路の開路信号受信直前の電流値と開路信号受信直後の電流値との差を演算し演算値を記憶部に記憶させる構成とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、配電線路システム、特に主幹回路と、この主幹回路に配設された主幹遮断器と、前記主幹回路から分岐した分岐回路に接続された配電線と、この配電線に配設された複数の配線用遮断器とで構成される配電線路システムに関するものである。

従来の配電線路システムは、主幹回路とこの主幹回路から分岐した複数の分岐回路で形成される配電線とを有し、主幹回路、分岐回路のそれぞれに回路遮断器が接続されると共に、各回路遮断器は配電線路に流れる負荷電流が所定の引き外し特性を超える過電流に達した場合に引き外し動作を行い、配電線路に流れる負荷電流を遮断するようにされていた。
（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−２９１１４７号公報（図１）

従来の配電線路システムは以上のように構成され、配電線路システムにおいて回路遮断器が動作した場合に、どの分岐回路の遮断器が開路したかを判別するのに時間がかかり、加えて、遮断電流が不明であるため、回路遮断器の交換の要否を判断することが難しいという問題点があった。

また、回路遮断器の開路動作に応じて動作する警報装置が組み込まれている場合、どの分岐回路の遮断器が開路したかは判別できるが、上記同様に遮断電流の大きさが不明のため、回路遮断器の交換の要否を判断するのが難しいという問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、分岐回路の遮断器が開路動作した時の遮断電流を表示、伝送することができる配電線路システムを提供することを目的とする。

この発明に係る配電線路システムは、主幹回路とこの主幹回路から分岐した分岐回路に接続された複数の配電線と、前記主幹回路に配設された主幹遮断器と、前記各配電線に配設された配線用遮断器とを備えた配電線路システムにおいて、前記配線用遮断器は、前記配電線に流れる電流を遮断する開閉器と、前記配電線に流れる過電流を検出して前記開閉器を開路させる過電流引外し部と、前記開閉器が開路した時に開路信号を出力する開路信号出力手段とから構成されると共に、前記主幹遮断器は、前記主幹回路に流れる電流を検出する電流検出手段と、この電流検出手段で検出したアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、このＡ／Ｄ変換回路から出力された信号を演算する演算部と、この演算部で演算した演算値を記憶する記憶部と、前記配線用遮断器から出力された開路信号を受信して前記演算部に供給する通信部とから構成され、前記演算部は、前記通信部からの前記開路信号の受信時に前記記憶部に記憶されている前記主幹回路の前記開路信号受信直前の電流値と前記開路信号受信直後の電流値との差を演算し演算値を前記記憶部に記憶させるものである。

この発明に係る配電線路システムは上述のように構成され、配線用遮断器の開路を検出して開路信号を出力し、主幹遮断器に送信すると共に、前記開路信号を主幹遮断器が受信した時に、開路信号受信直前及び直後の電流値の差を演算し演算値を記憶するようにしているため、遮断した配電系統の特定と遮断電流値の把握が容易になり、更に、遮断電流値を把握することによって遮断動作した配線用遮断器の交換の要否の判断が容易となるものである。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図にもとづいて説明する。図１は、実施の形態１による配電線路システムの構成を示すブロック図、図２は、図１に示す配電線路システムの動作を説明するためのタイムチャートである。

図１において、配電線路システムは主幹回路１と、この主幹回路１から分岐した分岐回路２に接続された複数の配電線２ａ、２ｂと、前記主幹回路１に配設された主幹遮断器１０と、前記配電線２ａ、２ｂに配設された配線用遮断器２１ａ、２１ｂと、この配線用遮断器を介して前記各配電線に接続された負荷機器３０ａ、３０ｂと、前記各配線用遮断器と主幹遮断器との間及び前記主幹遮断器と遠方に設置されている集中監視部３１との間を接続する通信線３とで構成されている。

主幹遮断器１０は、主幹回路１に流れる電流を開閉する開閉器１１と、前記主幹回路１の電流検出手段を構成する変流器１２と、変流器１２に接続された電流検出回路１３と、電流検出回路１３のアナログ出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路１４と、主幹遮断器１０内の制御全般を司る例えばマイコンにより構成され、記憶部１５ａを内蔵した演算部１５と、この演算部からの出力にもとづいて開閉器１１を開路させる引き外し装置１６と、演算部１５の出力を受けて主幹回路１に流れる電流値や遮断時の遮断電流を表示する表示部１７と、前記配電用遮断器２１ａ、２１ｂからの開路信号を受信して前記演算部１５に供給すると共に、前記演算部１５の演算結果を集中監視部３１へ送信する通信部１８と、主幹回路１の漏電電流を検出する零相変流器１９と、この零相変流器に接続され、漏電検出出力を前記Ａ／Ｄ変換回路１４に入力する漏電検出回路２０とから構成されている。なお、零相変流器１９と漏電検出回路２０は図示されているが、実施の形態１の必須の構成要素ではない。これらは後述する実施の形態２の構成要素であるため、その作用効果についても後述する。

また、配線用遮断器２１ａ、２１ｂは、分岐回路２に接続された配電線２ａ、２ｂに流れる電流を開閉する開閉器２２ａ、２２ｂと、配電線２ａ，２ｂの過電流を検出して開閉器２２ａ、２２ｂを開路させる過電流引き外し部２３ａ、２３ｂと、開閉器２２ａ、２２ｂが開路動作したことを検出する開路検出部２４ａ、２４ｂと、この開路検出部２４ａ、２４ｂの検出信号を通信線３を経て主幹遮断器１０の通信部１８へ出力する出力部２５ａ、２５ｂとで構成されている。なお、過電流引き外し部２３ａ、２３ｂは、過電流が流れたときに例えば電磁力により引き外し動作を行う引き外し装置を有している。

次に、以上のように構成された配電線路システムの動作について図２を用いて説明する。
図２（Ｂ）は配電線２ａに流れる電流を示し、図２（Ｃ）は配電線２ｂに流れる電流を示す。また、図２（Ａ）は主幹回路１に流れる電流、即ち（Ｂ）と（Ｃ）の合計電流を示す。

負荷機器３０ａ、３０ｂが正常状態で動作している場合には、配電線２ａには図２（Ｂ）にａで示すように、また配電線２ｂには図２（Ｃ）にｂで示すように、それぞれ所定の電流が流れ、主幹回路１の変流器１２には図２（Ａ）にｃで示すようにａとｂの合計電流ｃが流れ、この電流が電流検出回路１３で電圧に変換され、実効値変換された後、Ａ／Ｄ変換回路１４でＡ／Ｄ変換され、演算部１５へ入力される。

演算部１５で演算された値は記憶部１５ａに保持されると共に、表示部１７に供給され、主幹回路１に流れる電流値ｃとして表示される。

今、配電線２ａの負荷機器３０ａが過負荷状態になったとすると、配電線２ａに流れる電流が図２（Ｂ）のｄに示すように増加し、主幹回路１の電流も図２（Ａ）にｅで示すように増加する。

配電線２ａに流れる電流が配線用遮断器２１ａの過電流引き外し部２３ａの引き外し特性の閾値を超えると、過電流引き外し部２３ａが開閉器２２ａを開路するため、配電線２ａの電流は図２（Ｂ）にｆで示すように０となる。

開閉器２２ａの開路に伴って開路検出部２４ａが動作し、所定の開路信号を出力部２５ａに供給する。この開路信号を受けて出力部２５ａは通信線３を介して主幹遮断器１０の通信部１８へ開路信号を送信する。

通信部１８は開路信号を演算部１５へ供給し、演算部１５に次のような演算処理を行なわせる。即ち、図２（Ａ）に示すように演算部１５が開路信号を受信した直後に主幹回路１に流れる電流値ｇと、記憶部１５ａに記憶されている開路信号受信直前に計測した電流値ｈとの差ｊを演算し、演算値を記憶部１５ａに記憶させると共に演算値を表示部１７及び通信部１８へ出力し、表示部１７で遮断した配電線２ａ及び遮断電流値ｊを表示させる。

通信部１８は通信線３を介して演算結果を遠方に設置された集中監視部３１へ送信し、ここで主幹回路１に通電される通電情報を管理する。

実施の形態１による配電線路システムは上述のように構成され、配線用遮断器２１ａの遮断電流を、配線用遮断器２１ａの開路直前及び直後に主幹遮断器１０に流れる電流計測結果から求め、その結果を主幹遮断器１０の記憶部１５ａに記憶させると共に表示部１７に表示し、集中監視部３１に送信して監視できるようにしたので、遠隔において配線用遮断器２１ａ、２１ｂの遮断電流を容易に知ることができ、更に、遮断電流値から配線用遮断器２１ａ、２１ｂの交換の要否も判断することができる。

実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２を図にもとづいて説明する。図３は実施の形態２による配電線路システムの構成を示すブロック図、図４は図３に示す配電線路システムの動作を説明するためのタイムチャートである。なお、図３において、図１と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。

実施の形態１と異なる点は、主幹遮断器１０に、主幹回路１の漏電電流を計測する漏電計測手段である零相変流器１９と漏電検出回路２０を設け、配線用遮断器２１ａ、２１ｂにも零相変流器２６ａ、２６ｂと漏電検出回路２７ａ、２７ｂと漏電引き外し部２８ａ、２８ｂと漏電開路検出部２９ａ、２９ｂを設けた点である。

即ち、配線用遮断器２１ａ、２１ｂには、配電線２ａ、２ｂの漏電計測手段を構成する零相変流器２６ａ、２６ｂを設けて漏洩電流を検出すると共に、漏電検出回路２７ａ、２７ｂによって漏電電流の大きさを検知し、これが所定の設定値を超えると開路信号を発生して漏電引き外し部２８ａ、２８ｂを動作させ、開閉器２２ａ、２２ｂを開路させるように構成されている。

また、漏電引き外し部２８ａ、２８ｂの動作を漏電開路検出部２９ａ、２９ｂによって検出し、漏電開路信号を出力部２５ａ、２５ｂに与えるようにされている。
漏電開路信号を受けた出力部２５ａ、２５ｂの動作は実施の形態１と同様である。

次に、以上のように構成された実施の形態２による配電線路システムの動作について図４を用いて説明する。図４（Ｂ）は配線用遮断器２１ａが検出する漏洩電流を示し、図４（Ｃ）は配線用遮断器２１ｂが検出する漏洩電流を示す。また、図４（Ａ）は主幹遮断器１０が検出する漏洩電流、即ち（Ｂ）と（Ｃ）の合計の漏洩電流を示す。

負荷機器３０ａ、３０ｂが正常状態で動作している場合において、配電線２ａでは図４（Ｂ）にｋで示す漏洩電流が検出され、配電線２ｂでは図４（Ｃ）にｍで示す漏洩電流が検出されているとすると、主幹回路１の零相変流器１９は主幹遮断器１０より下位側に接続されている配電線全体の漏洩電流を検出するため、図４（Ａ）に示すように、ｋとｍの合計の漏洩電流ｎが検出され、この漏洩電流ｎが漏電検出回路２０で電圧に変換され、実効値変換された後、Ａ／Ｄ変換回路１４でＡ／Ｄ変換され、演算部１５へ入力される。

演算部１５で演算された値は記憶部１５ａに保持されると共に、表示部１７に供給され、主幹遮断器１０より下位側の全体の漏洩電流ｎとして表示される。

今、配電線２ａの負荷機器３０ａで絶縁不良などが発生したとすると、配線用遮断器２１ａで計測している漏洩電流が図４（Ｂ）にｐで示すように増加し、主幹遮断器１０で計測している漏洩電流も図４（Ａ）にｑで示すように増加する。更に、地絡などにより配線用遮断器２１ａの漏洩電流が図４（Ｂ）にｒで示すように増加すると、主幹遮断器１０の漏洩電流も図４（Ａ）にｓで示すように増加する。

その後、漏洩電流の値が漏電検出回路２７ａの所定の閾値を超えると漏電検出回路２７ａに予め記憶されている漏電引き外し特性に従って漏電引き外し部２８ａを動作させ、開閉器２２ａを開路するため、配線用遮断器２１ａの配電線２ａの漏洩電流は図４（Ｂ）にｗで示すように０となる。

開閉器２２ａの開路に伴って漏電開路検出部２９ａが動作し、所定の漏電開路信号を出力部２５ａに供給する。この漏電開路信号を受けて出力部２５ａは実施の形態１と同様に動作し、演算部１５が漏電開路信号を受信した直後に主幹回路１に流れる漏洩電流値ｔと、記憶部１５ａに記憶されている漏電開路信号受信直前に計測した漏洩電流値ｕとの差ｖを演算し、演算値を記憶部１５ａに記憶させると共に、演算値を表示部１７及び通信部１８へ出力し、表示部１７で漏電の発生した配電線２ａ及び漏電遮断電流値ｖを表示させる。更に、通信部１８は通信線３を介して演算結果を遠方に設置された集中監視部３１へ送信し、ここで主幹回路１の漏電情報を管理する。

実施の形態２による配電線路システムは上述のように構成され、配線用遮断器２１ａの漏電遮断電流を、配線用遮断器２１ａの開路直前及び直後に主幹遮断器１０で計測した漏洩電流計測結果から求め、その結果を主幹遮断器１０の記憶部１５ａに記憶させると共に表示部１７に表示し、更に集中監視部３１に送信して監視できるようにしたので、遠隔において配線用遮断器２１ａ、２１ｂの漏電遮断電流を容易に知ることができる。

この発明の実施の形態１による配電線路システムの構成を示すブロック図である。図１に示す配電線路システムの動作を説明するためのタイムチャートである。この発明の実施の形態２による配電線路システムの構成を示すブロック図である。図３に示す配電線路システムの動作を説明するためのタイムチャートである。

符号の説明

１主幹回路、２分岐回路、２ａ、２ｂ配電線、３通信線、
１０主幹遮断器、１１開閉器、１２変流器、１３電流検出回路、
１４Ａ／Ｄ変換回路、１５演算部、１５ａ記憶部、１６引き外し装置、１７表示部、１８通信部、１９零相変流器、２０漏電検出回路、
２１ａ、２１ｂ配線用遮断器、２２ａ、２２ｂ開閉器、
２３ａ、２３ｂ過電流引き外し部、２４ａ、２４ｂ開路検出部、
２５ａ、２５ｂ出力部、２６ａ、２６ｂ零相変流器、
２７ａ、２７ｂ漏電検出回路、２８ａ、２８ｂ漏電引き外し部、
２９ａ、２９ｂ漏電開路検出部、３０ａ、３０ｂ負荷機器、
３１集中監視部。

Claims

主幹回路とこの主幹回路から分岐した分岐回路に接続された複数の配電線と、前記主幹回路に配設された主幹遮断器と、前記各配電線に配設された配線用遮断器とを備えた配電線路システムにおいて、
前記配線用遮断器は、前記配電線に流れる電流を遮断する開閉器と、前記配電線に流れる過電流を検出して前記開閉器を開路させる過電流引外し部と、前記開閉器が開路した時に開路信号を出力する開路信号出力手段とから構成されると共に、
前記主幹遮断器は、前記主幹回路に流れる電流を検出する電流検出手段と、この電流検出手段で検出したアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、このＡ／Ｄ変換回路から出力された信号を演算する演算部と、この演算部で演算した演算値を記憶する記憶部と、前記配線用遮断器から出力された開路信号を受信して前記演算部に供給する通信部とから構成され、
前記演算部は、前記通信部からの前記開路信号の受信時に前記記憶部に記憶されている前記主幹回路の前記開路信号受信直前の電流値と前記開路信号受信直後の電流値との差を演算し演算値を前記記憶部に記憶させることを特徴とする配電線路システム。
前記主幹遮断器は、前記配電線に流れる漏洩電流を検出する漏電検出手段を備え、この漏電検出手段で検出したアナログ信号を前記Ａ／Ｄ変換回路でデジタル信号に変換し、このＡ／Ｄ変換回路から出力された信号を前記演算部で演算すると共に、この演算部で演算した演算値を前記記憶部に記憶させ、前記通信部からの前記開路信号の受信時に前記記憶部に記憶されている前記主幹回路の前記開路信号受信直前の漏電電流値と前記開路信号受信直後の漏電電流値との差を演算し演算値を前記記憶部に記憶させることを特徴とする請求項１記載の配電線路システム。
前記主幹遮断器は前記記憶部に記憶された演算値を前記通信部から外部装置に送信することを特徴とする請求項１または請求項２記載の配電線路システム。
前記主幹遮断器は前記記憶部に記憶された演算値を表示する表示部を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の配電線路システム。