JP2018129912A

JP2018129912A - 直流地絡箇所探索方法

Info

Publication number: JP2018129912A
Application number: JP2017020366A
Authority: JP
Inventors: 晃平梶; Kohei Kaji; 俊昭石川; Toshiaki Ishikawa; 諒西川; Ryo Nishikawa
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 2017-02-07
Filing date: 2017-02-07
Publication date: 2018-08-16

Abstract

【課題】地絡検出継電器（６４Ｄ）と地絡電流継電器（５０Ｇ）を併用しても、また、地絡電流継電器（５０Ｇ）を多数使用しても地絡箇所を特定できることを可能とする。【解決手段】直流回路における地絡箇所を探索するために用いられる直流地絡箇所探索方法であって、直流電源に接続された母線に、地絡検出継電器、地絡補助抵抗、地絡補助抵抗切換回路が接続され、かつ、前記母線から分岐された回線の少なくとも１つに変流器と地絡電流継電器が接続され、前記地絡検出継電器により地絡を検出した際に継電器の閉じる接点を介して地絡補助抵抗を接地点に接続し、地絡補助抵抗を接地点に接続した状態を維持することで、地絡検出継電器を動作可能な状態を維持させ、地絡箇所を探索し、さらに、地絡解消後はリセットスイッチを押すことで前記接地点に接続した接点を開き、地絡補助抵抗を切り離すことで、地絡発生前の回路の状態に戻す直流地絡箇所探索方法。【選択図】図１

Description

本発明は、電源装置に関するものである。特には、直流電源装置で地絡が発生した場合に地絡箇所を正確に検出する直流地絡箇所探索方法に関する。

大規模なビルや病院、公共の施設等には地震等の災害が起きた際や、電力消費量が電力供給量を超えた場合に電気の供給がストップしないように、電力供給のバックアップとして電源装置が配備されることが多い。特に、電力会社や鉄鋼工場等においては、この電源装置に、直流回路に地絡が発生した場合、地絡が発生した回路を検出できるよう、地絡の発生を検出できる装置または回路が備えられていることがある。

特開２０１１−２２３８０１号公報

特許文献１には、地絡が発生した場合に地絡箇所を正確に検出するための、手法が記載されている。
地絡検出継電器（６４Ｄ）は複数用いることで、感度が悪くなり、地絡電流継電器（５０Ｇ）は複数用いることで地絡箇所の特定はできるが部品数が多くスペースが必要となる。
また、６４Ｄと５０Ｇを同時に運用する場合、５０Ｇを動作させるため、地絡補助抵抗を設ける必要があるが、地絡補助抵抗がある場合でも６４Ｄの感度が悪くなってしまう。
そこで、本発明は、地絡検出継電器（６４Ｄ）と地絡電流継電器（５０Ｇ）を併用しても、また、地絡電流継電器（５０Ｇ）を多数使用しても地絡箇所を正確・詳細に特定できることを可能とする直流地絡箇所探索方法を提供する。

本発明は、通常は地絡検出継電器（６４Ｄ）の動作のために地絡補助抵抗を切り離した状態にしておき、地絡が生じ地絡検出継電器（６４Ｄ）が動作した後に地絡補助抵抗を接続し、地絡検出継電器（６４Ｄ）が動作を停止しても地絡補助抵抗が接続された状態を維持し続ける回路と、地絡検出継電器（６４Ｄ）、地絡電流継電器（５０Ｇ）それぞれで検出された地絡を個別に警報として表示させる回路を構成することで、地絡検出継電器（６４Ｄ）と地絡電流継電器（５０Ｇ）を併用し地絡箇所を詳細に特定できることを可能とする。

本発明は、〔１〕直流回路における地絡箇所を探索するために用いられる直流地絡箇所探索方法であって、直流電源に接続された母線に、地絡検出継電器、地絡補助抵抗、地絡補助抵抗切換回路が接続され、かつ、前記母線から分岐された回線の少なくとも１つに変流器と地絡電流継電器が接続され、前記地絡検出継電器により地絡を検出した際に継電器の閉じる接点を介して地絡補助抵抗を接地点に接続し、地絡補助抵抗を接地点に接続した状態を維持することで、地絡検出継電器を動作可能な状態を維持させ、地絡検出継電器と地絡電流継電器の動作状態により地絡箇所を探索し、さらに、地絡解消後は地絡検出継電器の動作を強制的に停止させるためのスイッチ（リセットスイッチ）を押すことで前記接地点に接続した接点を開き、地絡補助抵抗を切り離すことで、地絡発生前の回路の状態に戻すことを特徴とする直流地絡箇所探索方法である。
また、本発明は、〔２〕さらに、地絡検出継電器で検出した地絡と地絡電流継電器で検出した地絡を別々の警報として表示し、地絡解消後もその表示を維持することが可能な警報回路を有することを特徴とする上記〔１〕に記載の直流地絡箇所探索方法である。
母線で発生した地絡は地絡検出継電器のみで検出し、母線から分岐された分岐回線での地絡は地絡検出継電器、地絡電流継電器の両方で検出するため警報の表示の仕方が変わるので、母線での地絡と分岐回線での地絡を区別でき地絡箇所が探索される。

本発明によれば、地絡検出継電器と地絡電流検電器を同時に運用し、省スペースを図りつつ、地絡箇所の詳細な特定を可能とすることができる。

本発明の一実施形態で用いる地絡箇所検出のための回路の簡略図。地絡補助抵抗切換回路の詳細図。分岐前での地絡と分岐後での地絡を説明する回路の簡略図。直流地絡監視システムを含む直流電源装置配電盤の正面図。

以下図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態による直流地絡箇所探索方法を説明するための回路の簡略図、図２は、地絡補助抵抗切換回路の詳細図である。また、図３は、図１を用いて分岐前での地絡、分岐後での地絡を説明するための図で、図４には、直流電源装置配電盤の正面図の一例を示した。
この実施形態の直流地絡箇所探索方法は、電力会社、鉄鋼工場等において直流回路における地絡箇所を探索するために用いられ、図１に示すように、蓄電池１を含む直流電源装置の母線Ａｐ、Ａｎに接続された地絡検出継電器（６４Ｄ）２ａと地絡補助抵抗（Ｒ）４、地絡補助抵抗切換回路５、警報回路６、母線から分岐され、それぞれの負荷(負荷群)に接続される分岐回線Ｂｐ１，Ｂｐ２，Ｂｎ１，Ｂｎ２，・・・に、それぞれ地絡電流を検出するための変流器７ａ，７ｂを介して接続された地絡電流継電器（５０Ｇ１，５０Ｇ２）８ａ，８ｂを備え、地絡補助抵抗（Ｒ）４は地絡検出継電器（６４ＤＸ）の接点３ｂにより接地点への接続、切り離しが可能な構造である。

図２に示すように、地絡補助抵抗切換回路５は、地絡検出継電器（６４Ｄ）の接点２ｂ，２ｃ、継電器（６４ＤＸ）のコイル部３ａと継電器（６４ＤＸ）の接点３ｃ、さらに継電器（６４ＤＸ）の動作を強制的に停止させるためのスイッチ（３Ｒ）９から構成されている。

図１、２において、Ａｐは正極側の母線、Ａｎは負極側の母線、Ｂｐ１，Ｂｐ２，…は正極側の分岐回線、Ｂｎ１，Ｂｎ２，…は負極側の分岐回線、２ｂは正極側の母線Ａｐまたは正極側の分岐回線Ｂｐ１，Ｂｐ２，…で地絡が生じた際に閉じる地絡検出継電器（６４Ｄ）の接点、２ｃは負極側の母線Ａｎまたは負極側の分岐回線Ｂｎ１，Ｂｎ２，…で地絡が生じた際に閉じる地絡検出継電器（６４Ｄ）の接点を示す。
地絡が発生していないときは、地絡検出継電器（６４Ｄ）の接点２ｂ，２ｃと継電器（６４ＤＸ）の接点３ｂ，３ｃはすべて開いた状態であり、地絡補助抵抗４は接地点に接続されていないが、地絡が発生すると、地絡検出継電器（６４Ｄ）２ａが動作し、地絡検出継電器（６４Ｄ）の接点２ｂまたは２ｃが閉じ、継電器（６４ＤＸ）のコイル部３ａに電流が流れ、継電器（６４ＤＸ）の接点３ｂと３ｃが閉じ、地絡補助抵抗が接地点に接続される。地絡補助抵抗が接続されると、地絡検出継電器（６４Ｄ）２ａの感度が悪くなり、地絡が継続していても地絡検出継電器（６４Ｄ）２ａは動作を停止してしまうため、地絡検出継電器（６４Ｄ）の接点２ｂまたは２ｃが切断されてしまうが、継電器（６４ＤＸ）のコイル部３ａと継電器（６４ＤＸ）の接点３ｃが直列に接続されているため、一度継電器（６４ＤＸ）のコイル部３ａに電流が流れると、継電器（６４ＤＸ）の接点３ｂ，３ｃは切断されることがなく地絡補助抵抗４が接続された状態を維持し続けるため、地絡電流継電器（５０Ｇ１，５０Ｇ２…）８ａ，８ｂ，…により分岐回線Ｂｐ１，Ｂｐ２，Ｂｎ１，Ｂｎ２，…での地絡箇所の正確な特定が可能となる。

（分岐前での地絡）
図３、図４で分岐前での地絡では、（１）地絡検出継電器（６４Ｄ）で地絡を検出し、「地絡故障６４Ｄ」が点灯される。（２）分岐前での地絡では地絡電流継電器（５０Ｇ）は動作しないため、「地絡故障５０Ｇ」は点灯しない。（３）地絡検出継電器（６４Ｄ）は、地絡検出後、動作を停止するが、警報回路６において警報のランプが点灯した状態を維持するようにする回路が設けられているため、「地絡故障６４Ｄ」は、点灯した状態を維持する。

（分岐後での地絡）
分岐後での地絡では、（４）地絡検出継電器（６４Ｄ）で地絡を検出し、「地絡故障６４Ｄ」が点灯される（上記の（１）、（３）と同様）。また、（５）地絡電流継電器（５０Ｇ）で地絡を検出し、「地絡故障５０Ｇ」が点灯する。（６）「地絡故障５０Ｇ」の表示は、「地絡故障６４Ｄ」の表示と同様に、地絡電流継電器（５０Ｇ）が停止した後も点灯した状態を維持するので地絡解消後も「地絡故障５０Ｇ」は点灯したままとなる。

上記（１）〜（６）より、分岐前での地絡では、「地絡故障６４Ｄ」のみが点灯し、分岐後での地絡では、「地絡故障６４Ｄ」と「地絡故障５０Ｇ」の両方が点灯するため、表示灯の点灯の仕方で、どこで地絡が生じているかを特定できる。
分岐後のＢｎ１での地絡か、Ｂｎ２での地絡かは、それぞれの地絡電流継電器（５０Ｇ）の動作を見ることで確認することができる。例えば、Ｂｎ１での地絡であれば、５０Ｇ１は、動作し、５０Ｇ２は、停止している。
リセットのスイッチを押すなどして警報を止めるまで、表示灯は点灯した状態を維持するよう警報回路を組んでいるので、地絡が解消した後でも地絡が発生していたことを確認することができる。

地絡が解消された後は、継電器の動作を強制的に停止させるためのスイッチ（３Ｒ）９を押すことで、継電器（６４ＤＸ）のコイル部３ａへの電流の供給を断つことで、継電器（６４ＤＸ）の接点３ｂ，３ｃが切断され地絡補助抵抗４を切り離すことができる。
さらに、本発明は、前述のように詳細図は示さないが、警報回路６は、地絡検出継電器（６４Ｄ）２ａにより検出した地絡と地絡電流継電器（５０Ｇ１，５０Ｇ２…）８ａ，８ｂ，…により検出した地絡を、例えば「地絡故障（６４Ｄ）」、「地絡故障（５０Ｇ）」というようにそれぞれを別の警報として表示させ、地絡解消後も表示し続けるような回路により構成されている。地絡検出継電器（６４Ｄ）２ａにより検出した地絡と地絡電流継電器（５０Ｇ１，５０Ｇ２…）８ａ，８ｂ，…により検出した地絡が個別に表示されるため、例えば分岐前の母線Ａｐ，Ａｎで地絡が生じた場合は、地絡検出継電器（６４Ｄ）２ａでのみ検出され「地絡故障（６４Ｄ）」の警報のみ表示される。分岐回線Ｂｐ１，Ｂｐ２，Ｂｎ１，Ｂｎ２，…において地絡が生じた場合は地絡検出継電器（６４Ｄ）２ａにより検出した地絡と地絡電流継電器（５０Ｇ１，５０Ｇ２…）８ａ，８ｂ，…により検出した地絡の両方が警報として表示されるので、母線Ａｐ，Ａｎの分岐前で地絡が生じたのか、分岐後で地絡が生じたのか区別することができる。

１：蓄電池（直流電源）
２ａ：地絡検出継電器（６４Ｄ）
２ｂ，２ｃ：地絡電圧継電器（６４Ｄ）の接点
３ａ：継電器（６４ＤＸ）のコイル部
３ｂ，３ｃ：継電器（６４ＤＸ）の接点
４：地絡補助抵抗
５：地絡補助抵抗切換回路
６：警報回路
７ａ，７ｂ：変流器
８ａ，８ｂ：地絡電流継電器（５０Ｇ）
９：継電器の動作を強制的に停止させるためのスイッチ（３Ｒ）
Ａｐ：正極側母線
Ａｎ：負極側母線
Ｂｐ１，Ｂｐ２，…：正極側分岐回線
Ｂｎ１，Ｂｎ２，…：負極側分岐回線

Claims

直流回路における地絡箇所を探索するために用いられる直流地絡箇所探索方法であって、直流電源に接続された母線に、地絡検出継電器、地絡補助抵抗、地絡補助抵抗切換回路が接続され、かつ、前記母線から分岐された回線の少なくとも１つに変流器と地絡電流継電器が接続され、前記地絡検出継電器により地絡を検出した際に継電器の閉じる接点を介して地絡補助抵抗を接地点に接続し、地絡補助抵抗を接地点に接続した状態を維持することで、地絡検出継電器を動作可能な状態を維持させ、地絡検出継電器と地絡電流継電器の動作状態により地絡箇所を探索し、さらに、地絡解消後は継電器の動作を強制的に停止させるためのスイッチ（リセットスイッチ）を押すことで前記接地点に接続した接点を開き、地絡補助抵抗を切り離すことで、地絡発生前の回路の状態に戻すことを特徴とする直流地絡箇所探索方法。
さらに、地絡検出継電器により検出された地絡と、地絡電流継電器により検出された地絡を別々の警報として表示し、地絡解消後もその表示を維持することが可能な警報回路を有することを特徴とする請求項１に記載の直流地絡箇所探索方法。