JP2021001791A - 汎用漏電検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】不必要動作（貰い動作）防止の目的で自線地絡方向を判別して漏電警報動作をする地絡方向継電装置には、高感度な感度電流に整定した場合、感度電流整定値を超えても零相電圧不足で動作出来ない「電圧待ち不動作」の現象を起こすという問題がある。又、直接接地方式電路では零相電圧が零又は微少であり使用出来ない。本発明は、高感度動作領域の漏電検出動作を阻害することなく貰い動作を防止し、直接接地方式電路から非接地方式電路まで共通に使用可能な汎用漏電検出装置を提供する。【解決手段】零相変流器に検出される零相電流の位相を被監視電路の零相電圧を基準にして判別し、その結果が負荷側Ｌから電源側Ｋに逆走する貰い位相電流である場合は、漏電警報出力時限より早い時限で漏電警報出力の抑止処理を完了する方法で解決する。【選択図】図１

Description

本発明は、電気の安全や保安を確保する無方向性漏電検出装置としての漏電継電器や漏電遮断器及び地絡方向性漏電検出装置としての地絡方向継電装置等に関するものである。

従来の無方向性漏電検出装置は、漏電監視中の電路以外の電源側電路の地絡事故が原因で、監視中電路負荷側の対地静電容量を介して零相変流器を逆流する貰い電流が流れ、健全な自線電路の漏電検出装置が漏電警報を発する「不必要動作」が生じ、選択漏電警報設備を多数回線に施工したにもかかわらず事故回線の選択が不能になるという信頼性上の大きな問題がある。

従来の地絡方向継電装置は、零相電流値と零相電圧値と更に両者の位相が零相変流器のＫ側即ち電源変圧器側から負荷側Ｌに向かって流れる自線地絡電流であることを判別（3andの成立）した時に漏電警報動作を行う自線地絡検出方式であり、零相電圧は地絡の進行に比例するから予測保全上地絡程度の初期状態を監視するために高感度な感度整定をすると、これは微地絡であるから零相電圧も微少な値となり、感度電流整定値を超えても零相電圧不足で動作出来ない「電圧待ち不動作」の発生という由々しい問題がある。

従来の地絡方向継電装置は、直接接地式電路などの電路大地間抵抗が極めて低い電路に於いては、前述の理由により地絡電流に対する地絡電圧の上昇が更に微少でこのような電路では使用不能である。このような場合、混触防止板付の変圧器を使用し中性点抵抗接地やＥＶＴ（計器用接地変圧器）接地等の接地方式とし電路と大地間を抵抗接地状態にして地絡方向継電装置を適用せざるを得ないという問題もある。

近年、電気負荷設備は高度化した電子制御系を含む装置が増加し、これにより生ずる広域な雑音電力成分の飛散防止や誤動作防止の目的で多量の静電容量を持つ雑音防止装置が併設され負荷電路の対地静電容量が増加している。これに伴って電源側地絡に起因する健全電路の貰い電流（自回路負荷側の対地静電容量を介して電源側に向かって逆流する電流で無効電力に相当し発熱危険が無い）の増加により健全な回路の漏電検出装置が不必要な貰い警報動作をする可能性が増加している現実も問題となる。

特許第４８７３７６３号（注PCT：米国・中国・韓国 登録済み） 特許第３５１７７３７号

従来の漏電検出方式には零相変流器により検出した零相電流に対する警報動作が、「無方向性」の地絡検出方式と、「地絡方向性」の地絡検出方式とがあり（高圧受電設備規程：JEAC 8011-2002,第300節300-3,3,1,2,）動作の特性上電路の特性に合致する方式を選択するのに苦慮するという問題がある。

無方向性の漏電検出装置は自線電路負荷側の対地静電容量が増加すると他線電路（零相変流器の電源側）の地絡事故に起因する零相電圧上昇により「貰い電流」が健全な自線に逆流して「不必要動作」（貰い地絡警報動作）を起こすという問題がある。

無方向性の漏電検出装置の使用にあたっては「不必要動作」を避けることを優先し、予測保全上希望する高感度の動作電流に整定することよりも負荷側対地静電容量と系統の最大地絡電圧から推計される貰い電流による不必要動作を避けるための大きな動作感度電流値（低感度）に整定せざるを得ないという問題がある。

地絡方向性の地絡検出装置は主として高圧非接地配電系統で使用されているが、配電系統の対地静電容量が増加すると一線地絡電流値が増加しこれに伴って感度電流整定値に対する零相電圧値が低下して自線地絡状態の判別が出来ず、地絡が進行して所要の零相電圧に達してから動作する「電圧待ち不動作」現象を起こし、配電用変電所の地絡保護継電器との動作協調が困難になる場合があるという問題がある。

本発明の汎用漏電検出装置は、無方向漏電検出方式に加えて零相変流器が検出した零相電流の位相を零相電圧の位相を基準に判別する「貰い位相検出回路」１０５を設け、その判別結果が零相変流器の負荷側Ｌから電源側Ｋに向かって流れる電流位相、即ち電源側地絡により昇圧した零相電圧により負荷側対地静電容量を介して零相変流器を逆流する貰い電流位相である時は、漏電の「警報出力時限回路」１０３より早い時限で「警報出力制御回路」１１０により漏電警報動作を抑止する構成として諸問題を解決する。

貰い電流位相の判別開始電圧整定値以下に相当する高感度の動作感度電流整定値に漏電警報感度を整定した時の不必要動作については、万一、零相変流器の電源側（他線）電路で金属地絡等が発生した場合、地絡瞬時に零相電圧及び貰い電流が増加するので、この増加した零相電圧を基準にして零相変流器が検出する増加した零相電流の位相判別を行い、その結果が負荷側Ｌから電源側Ｋに流れる貰い電流であるときは、漏電警報動作の警報出力時限より早い時限で「警報出力制御回路」１１０が警報抑止動作を開始することで不必要動作を防止することが可能となる。

又本発明の汎用漏電検出装置には、配電変圧器の各種接地方式に対応する零相電圧取込整合装置（ＺＰＤ）を用意することにより直接接地方式から非接地方式までの各種接地方式に共通して使用可能であるという利点があり、電路の特性に合致する方式を選択するのに苦慮するという問題が不要となった。
理由は、従来の自線地絡方向の検出方式を廃し、他線（電源側）地絡方向を判別選択して不必要な漏電警報はこれを抑止する方式としたことにより、微地絡漏電監視における零相電圧は不要となり、地絡の程度に比例して増加する零相電圧とこれに比例して増加する貰い電流の関係が、直接接地から非接地方式まで共通の認識で使えるところにある。
即ち、電路負荷側の対地静電容量が同じならば、直接接地から非接地まで接地方式が変わっても配電変圧器側電路の対地間インピーダンスに基づき一線地絡電流値が変わるだけで、零相電圧に対する貰い電流値は同じであるからである。

本発明の汎用漏電検出装置は、直接接地や抵抗接地又は非接地など各種接地方式の電路に使用しても接地方式に適合する零相電圧取込整合装置により零相電圧を零相電圧入力回路に供給すれば共通して使用出来る装置の一元化・汎用化という大きな効果が得られた。

直接接地系電路のＢ種接地とＤ種接地間の抵抗Ｒｄｂが零Ω（統合接地等）では零相電圧に相当するＶｄｂの発生が無く本汎用漏電検出装置の零相電圧入力端子が短絡された状態となるので、この時は在来の無方向漏電検出装置として動作する。
Ｒｄｂが僅かでも生じればその端子間に地絡電流に比例する地絡相電圧が生じ零相電圧として汎用漏電検出装置の零相電圧入力端子に加わり貰い電流の位相判別が可能となるから不必要動作の抑止機能が働き貰い動作を回避することが出来る。即ち自然に生ずるＢ種接地とＤ種接地間抵抗の増減により生ずる零相電圧Ｖｄｂに対応して不必要動作の抑止機能が自動的に開始されるという好都合な効果も期待できる。

本発明の汎用漏電検出装置は、設置した電路の零相変流器に流れる電流の方向を零相電圧の位相を基準にして判別し、その方向が検出零相変流器のＬ側からＫ側に向かう電源側（他回路）地絡による貰い電流位相である場合には漏電警報出力制御回路により漏電警報出力動作を抑止して不必要動作を防止するという効果が実現できた。
これにより不必要動作を懸念すること無く所要の漏電警報感度に感度整定することが可能となった。

本汎用漏電検出装置は判別開始電圧整定値以下に相当する動作感度電流整定値では無方向性漏電検出装置として動作するから「電圧待ち不動作」現象を起こす危険は回避できた。

判別開始電圧整定値以下に相当する動作感度電流値に整定した場合にあっても、不必要動作の多くは、零相変流器の電源側（他回路）に於ける金属地絡などの瞬時完全地絡に起因することが多く、この場合電路対地間電圧（零相電圧）が地絡相電圧近傍まで瞬時に上昇するので、仮に雑音性電圧の影響が懸念される電路ではこれを避けてある程度高い電圧値に判別開始零相電圧レベルを整定したとしても、地絡に伴い瞬時に上昇した零相電圧はこれを超え、これに伴って増加した零相電流位相の判別が可能となり、漏電検出警報時限より早い時限で漏電警報出力制御回路による漏電警報出力動作の抑止設定をするという協調をとることで、瞬発的な地絡事故による不必要な貰い動作を回避することが可能になり、高感度領域に漏電警報感度電流整定をした場合の漏電警報の不必要動作も防止することが補完出来るという大きな効果が得られた

この汎用漏電検出装置のアルゴリズムを総合電路保安情報監視処理システム等に組込むことで貰い動作の確率の少ない信頼性の向上した電路の微地絡監視が可能となる等、先々の予測保全効果の向上が期待できる。

使用上の馴染みについても、汎用漏電検出装置を工事施工する際、零相変流器の接続は従来通りで、零相電圧入力端子を直接接地や抵抗接地方式の電路では電路側と大地側に、ＥＶＴ接地方式や非接地方式の電路では適合する整合装置ＺＰＤに接続するだけであるから施工が容易である。

この零相電圧の入力端子を短絡した場合は本装置は従来の無方向漏電検出装置として動作するなど施工上の資産効率も良いという効果もある。

図１は汎用漏電検出装置の実施構成を示した説明図である。（実施例１） 図２は直接接地配電系に汎用漏電検出装置を設置した説明図である。（実施例２） 図３は抵抗接地配電系に汎用漏電検出装置を設置した説明図である。（実施例３） 図４はＥＶＴ接地配電系に汎用漏電検出装置を設置した説明図である。（実施例４） 図５は非接地配電系に汎用漏電検出装置を設置した説明図である。（実施例５）

零相電流の位相を零相電圧の位相を基準に判別する「貰い位相検出回路」１０５を設け、その判別結果が零相変流器の負荷側Ｌから電源側Ｋに向かって零相変流器を逆走する電流、即ち貰い電流位相であり且つ「電圧整定レベル検出回路」１０６から零相電圧が整定値を超えた信号を出力した時は、「貰い動作状態判別回路」１０７に於いて貰い状態発生信号を「出力抑止信号出力回路」１０８に送り、更に漏電の「警報出力時限回路」１０３の時限より早い設定とした「出力抑止時限回路」１０９を経て「警報出力制御回路」１１０に送り漏電警報出力の抑止処理をする。故に漏電の「警報出力時限回路」１０３を経て遅れて「警報出力制御回路」１１０に入ってきた漏電警報出力動作信号は抑止され、不必要な漏電検出警報動作を回避することが実現出来た。

図１は、本発明になる汎用漏電検出装置１００の動作を示す実施構成図である。構成要素の動作説明は実施例２以降の各種配電系の変電所に設置した場合の説明による。

図２は、直接接地配電系に汎用漏電検出装置を設置した実施説明図で、単相三線式電灯変圧器Ｔｒ１の中性相ｏと三相三線式動力Δ結線式変圧器Ｔｒ２の一端ｖ相と三相三線Ｙ結線式動力変圧器Ｔｒ３の中性点端子ｏと三相四線Ｙ結線式動力変圧器Ｔｒ４の中性点端子ｏとをそれぞれ共通Ｂ種接地母線Ｅｂｎに一括してＢ種接地工事の接地極ＥＢに接続した直接接地配電方式の変電所に、本発明の汎用漏電検出装置１００を設置した一実施例である。
直接接地方式電路の一線完全（１００％）地絡電流は地絡相電圧を接地極ＥＢとＥＤ間の抵抗Ｒｄｂで除した電流値となり、この時電路対地間電圧（零相電圧）は地絡相電圧に等しくなる。

図２における汎用漏電検出装置１００の接続は、零相電流入力端子のＺ１を当該零相変流器（ＺＣＴ）の出力端子ｋに、Ｚ２を当該零相変流器の出力端子ｌに接続し、零相電圧入力端子のＹ１を共通Ｂ種接地母線ＥｂｎにＹ２をＤ（又はＣ）種接地線ＥＤに接続する。

この設置例において三相三線式動力Δ結線式変圧器Ｔｒ２のｗ相がＰ点で地絡抵抗Ｒｇ（≒０）により地絡するという金属地絡事故発生時の汎用漏電検出装置１００の動作について説明する。

地絡抵抗Ｒｇにより生じた地絡電流Ｉｇは、Ｄ種接地極ＥＤ又はこれに接続する接地構造物を介して電灯変圧器Ｔｒ１のｕ相、ｏ相、ｖ相の電路負荷側（以下同じ）対地静電容量Ｃ１を通って電灯変圧器Ｔｒ１を経由して動力変圧器Ｔｒ２に戻る電流Ｉｃ１と、三相三線式動力Δ結線式変圧器Ｔｒ２のｕ相ｖ相（地絡相ｗを除く）の対地静電容量Ｃ２を通って動力変圧器Ｔｒ２に戻る電流Ｉｃ２と、三相三線Ｙ結線式動力変圧器Ｔｒ３のｕ相、ｖ相、ｗ相の対地静電容量Ｃ３を通って動力変圧器Ｔｒ２に戻る電流Ｉｃ３と、三相四線Ｙ結線式動力変圧器Ｔｒ４のｏ相、ｕ相、ｖ相、ｗ相の対地静電容量Ｃ４を通って動力変圧器Ｔｒ２に戻る電流Ｉｃ４と、Ｄ種接地工事の接地極ＥＤとＢ種接地工事の接地極ＥＢ間の大地抵抗Ｒｄｂを通ってＢ種接地線及び共通Ｂ種接地母線Ｅｂｎを経て動力変圧器Ｔｒ２に戻るＩｂとに分流する。

この時、Ｉｂが流れることによりＲｄｂに生ずる降下電圧ＶｄｂはＲｄｂと並列接続を構成する電路対地間静電容量Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，にも同時に加わるから貰い電流Ｉｃ１，Ｉｃ２，Ｉｃ３，Ｉｃ４，が流れることとなる。
これらの電流は全て零相変流器の負荷側Ｌから電源側Ｋに向かい零相変流器を逆走して地絡事故相線の当該変圧器捲き線に戻る貰い電流となる。

地絡事故回線の零相変流器１２が検出した電流は地絡電流Ｉｇと貰い位相電流Ｉｃ２の相殺ベクトル和の零相電流で零相変流器の電源側Ｋから負荷側Ｌ即ち地絡点Ｐに向かう自線地絡成分の電流となる。
従って、零相変流器１２の出力ｋ（Ｚ１），ｌ（Ｚ２）も自線地絡位相の電流信号となり「電流入力処理回路」１０１を経て送られた「貰い位相検出回路」１０５に於いては貰い電流位相としての判別検出信号は出力されないため、「電圧整定レベル検出回路」１０６の出力の有無に関わらず「貰い動作状態判別回路」１０７の出力は無く「出力抑止信号出力回路」１０８からの抑止信号は発生しないので「警報出力制御回路」１１０の警報抑止設定は行われない。
従って、零相変流器１２が検出した漏電電流は「電流入力処理回路」１０１を経て「電流整定レベル検出回路」１０２で漏電警報発生信号を発し「警報出力時限回路」１０３を経て「警報出力制御回路」に入りこの漏電警報出力動作信号は抑止されること無く「出力回路」１１１から漏電警報動作接点信号１１２として出力される。

一方、地絡事故回線の変圧器Ｔｒ２以外の各変圧器のフィーダーに設置された汎用漏電検出装置１００の零相変流器（ＺＣＴ11,13,14）により検出される零相電流（Ic1,Ic3,Ic4）は地絡電流Ｉｇが無いので各零相変流器の負荷側Ｌから電源側Ｋ即ち電源側に向かう貰い電流（他線地絡）の成分となるから「貰い位相検出回路」１０５により負荷側Ｌから電源側Ｋに向かって零相変流器を逆走する電流即ち貰い電流位相と判別され、貰い位相電流信号として「貰い動作状態判別回路」１０７に供給される。
これに加えて「電圧整定レベル検出回路」１０６で零相電圧が判別開始電圧整定レベルを超え判別開始零相電圧信号を出力し「貰い動作状態判別回路」１０７に供給された時は貰い状態発生信号を「出力抑止信号出力回路」１０８に送り、更に漏電の「警報出力時限回路」１０３より早い時限に設定されている「出力抑止時限回路」１０９を経て「警報出力制御回路」１１０に送られ漏電警報出力の抑止設定処理をする。
又、零相変流器から取り込まれた信号は「電流入力処理回路」１０１を経て「電流整定レベル検出回路」１０２に送られ、これが整定レベルを超えるものであれば、即ち漏電発生信号があれば「警報出力時限回路」１０３の時限を経た後「警報出力制御回路」１１０に漏電警報出力信号として送られる。
しかし、「警報出力制御回路」１１０は漏電警報出力の抑止設定状態になっているため漏電警報出力動作信号は抑止され、不必要な漏電検出警報動作は回避される。

図３は混触防止板付三相三線Ｙ結線式動力変圧器Ｔｒ５の中性点端子ｏを地絡電流制限抵抗ＮＧＲを通して大地（ＥＤ）に接地した抵抗接地配電系で分岐フィーダー３電路に汎用漏電検出装置１００を設置した実施例である。
中性点抵抗（ＮＧＲ）接地方式電路での一線完全（１００％）地絡電流は地絡相電圧を地絡電流制限抵抗ＮＧＲの抵抗値で除した電流値となり、通常これに全配電線の対地静電容量・絶縁抵抗などによる電流値が加わることとなる。この時電路対地間電圧（零相電圧）は地絡相電圧に等しくなる。
図３における汎用漏電検出装置１００の接続は、零相電流入力端子のＺ１を当該零相変流器（ＺＣＴ）の出力端子ｋに、Ｚ２を当該零相変流器の出力端子ｌに接続し、零相電圧入力端子のＹ１をＮＧＲが接続されている変圧器の中性点端子ｏに、Ｙ２をＤ（又はＣ）種接地線ＥＤに接続する。

この実施例においてＹ結線式動力変圧器Ｔｒ５のフィーダーＦ２のｗ相がＰ点で地絡抵抗Ｒｇ（≒０）により地絡するという金属地絡事故発生時の汎用漏電検出装置１００の動作について説明する。
地絡抵抗Ｒｇにより生じた地絡電流Ｉｇは、ＥＤ又はこれに接続する接地構造物を介してフィーダーＦ１のｕ相、ｖ相、の電路負荷側（以下同じ）対地静電容量Ｃ１を通って変圧器Ｔｒ５に戻る電流Ｉｃ１と、フィーダーＦ２のｕ相、ｖ相、の対地静電容量Ｃ２を通って変圧器Ｔｒ５に戻る電流Ｉｃ２と、フィーダーＦ３のｕ相、ｖ相、の対地静電容量Ｃ３を通って変圧器Ｔｒ５に戻る電流Ｉｃ３と、Ｄ種接地工事の接地極ＥＤから中性点地絡電流制限抵抗ＮＧＲを通って変圧器中性点電極ｏ相端子に戻るＩｎとに分流する。

この時、Ｉnが流れることによりＮＧＲに生ずる降下電圧ＶｄｏはＮＧＲと並列接続を構成する電路対地間静電容量Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，にも同時に加わるから貰い電流Ｉｃ１，Ｉｃ２，Ｉｃ３，が流れることとなる。
これらの貰い電流は全て零相変流器の負荷側Ｌから電源側Ｋに向かい零相変流器を逆走して地絡事故相線ｗの当該変圧器捲き線に戻る電流となる。

地絡事故フィーダーＦ２の汎用漏電検出装置の零相変流器５２により検出する電流は地絡電流Ｉｇと貰い位相電流Ｉｃ２の相殺ベクトル和の零相電流で零相変流器の電源側Ｋから負荷側Ｌ即ち地絡点Ｐに向かう自線地絡成分の電流となる。
従って、零相変流器５２の出力ｋ（Ｚ１），ｌ（Ｚ２）も自線地絡位相の電流信号となり「貰い位相検出回路」１０５に於いて貰い電流位相の判別検出信号は出力されず「貰い動作状態判別回路」１０７の出力は無く「出力抑止信号出力回路」１０８からの抑止信号は発生しないので「警報出力制御回路」１１０の警報抑止設定は行われない。
零相変流器５２が検出した漏電電流は「電流入力処理回路」１０１を経て「電流整定レベル検出回路」１０２から「警報出力時限回路」１０３を経て「警報出力制御回路」１１０に入ってきた漏電警報出力動作信号は抑止されること無く「出力回路」１１１から警報動作接点信号１１２として出力する。

一方、地絡事故フィーダーＦ２以外のフィーダーの零相変流器（ＺＣＴ51,53）により検出される零相電流は地絡電流Ｉｇが無いので貰い位相電流として零相変流器の負荷側Ｌから電源側Ｋ即ち電源側に向かう貰い電流（他線地絡）の成分となるから「貰い位相検出回路」１０５により負荷側Ｌから電源側Ｋに向かって零相変流器を逆走する電流、即ち貰い電流位相と判別され、貰い位相電流信号として「貰い動作状態判別回路」１０７に供給される。これに加えて「電圧整定レベル検出回路」１０６で零相電圧が判別開始電圧整定レベルを超え判別開始零相電圧信号を出力し「貰い動作状態判別回路」１０７に供給された時は、貰い状態発生信号を「出力抑止信号出力回路」１０８に送り、更に漏電の「警報出力時限回路」１０３より早い時限に設定されている「出力抑止時限回路」１０９を経て「警報出力制御回路」１１０に送られ漏電警報出力の抑止設定処理をする。
又、零相変流器から取り込まれた信号は「電流入力処理回路」１０１を経て「電流整定レベル検出回路」１０２に送られ、これが整定レベルを超えるものであれば、即ち漏電発生信号があれば「警報出力時限回路」１０３の時限を経た後「警報出力制御回路」１１０に漏電警報出力信号として送られる。
しかし、「警報出力制御回路」１１０は漏電警報出力の抑止設定状態になっているため漏電警報出力動作信号は抑止され、不必要な漏電検出警報動作は回避される。

図４は混触防止板付三相三線Δ結線式動力変圧器Ｔｒ６の二次側をＥＶＴ（接地形計器用変圧器）で接地した変圧器接地配電系で分岐フィーダー３電路に汎用漏電検出装置１００を設置した実施例である。
汎用漏電検出装置１００の「不必要動作防止機能」を生かして使用する為にＥＶＴの零相電圧出力（オープンデルタ捲き線のａ，ｆ，端子）を所要の電圧レベルに変換して利用するためのＥＶＴ整合器を設置している。
ＥＶＴ（接地形計器用変圧器）接地方式電路の一線完全（１００％）地絡電流は、地絡相電圧をＥＶＴの二次側に入れたＣＬＲ（地絡電流制限抵抗）の一次側換算等価抵抗値で除した電流値となり、通常これに全配電線の対地静電容量・絶縁抵抗などによる電流値が加わることとなる。この時電路対地間電圧（零相電圧）は地絡相電圧に等しくなりＪＥＣ１２０１ではＥＶＴのオープンデルタ二次出力は１９０Ｖ（又は１１０Ｖ）となる。
図４における汎用漏電検出装置１００の接続は、零相電流入力端子のＺ１を当該零相変流器（ＺＣＴ）の出力端子ｋに、Ｚ２を当該零相変流器の出力端子ｌに接続し、零相電圧入力端子のＹ１をＥＶＴ整合器のＹ１に、Ｙ２をＥＶＴ整合器のＹ２に接続する。

この設置例においてΔ結線式動力変圧器Ｔｒ６のフィーダーＦ２のｗ相がＰ点で地絡抵抗Ｒｇ（≒０）により地絡するという金属地絡事故発生時の汎用漏電検出装置１００の動作について説明する。
地絡抵抗Ｒｇ（≒０）により生じた地絡電流Ｉｇは、ＥＤ又はこれに接続する接地構造物を介してフィーダーＦ１のｕ相、ｖ相、の電路負荷側（以下同じ）対地静電容量Ｃ１を通って変圧器Ｔｒ６に戻る電流Ｉｃ１と、フィーダーＦ２のｕ相、ｖ相、の電路の対地静電容量Ｃ２を通って変圧器Ｔｒ６に戻る電流Ｉｃ２と、フィーダーＦ３のｕ相、ｖ相、の対地静電容量Ｃ３を通って変圧器Ｔｒ６に戻る電流Ｉｃ３と、Ｄ種接地工事の接地極ＥＤからＥＶＴの接地用中性点Ｏ端子を通りＥＶＴを経てＴｒ６に戻る電流Ｉｔとに分流する。

この時、Ｉｔが流れることによりＥＶＴに生ずる降下零相電圧Ｖotはこれと並列接続を構成する電路対地間静電容量Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，にも同時に加わるから電流Ｉｃ１，Ｉｃ２，Ｉｃ３，が流れることとなる。
これらの電流は全て零相変流器の負荷側Ｌから電源側Ｋに向かい零相変流器を逆走して地絡事故相線ｗの当該変圧器捲き線に戻る貰い電流となる。

地絡事故フィーダーＦ２の汎用漏電検出装置の零相変流器６２により検出する電流は地絡電流Ｉｇと貰い位相電流Ｉｃ２の相殺ベクトル和の零相電流で零相変流器の電源側Ｋから負荷側Ｌ即ち地絡点Ｐに向かう自線地絡成分の電流となる。
従って、零相変流器６２の出力ｋ（Ｚ１），ｌ（Ｚ２）も自線地絡位相の電流信号となり「貰い位相検出回路」１０５に於いて「貰い電流」位相の判別検出信号は出力されず「貰い動作状態判別回路」１０７の出力は無く「出力抑止信号出力回路」１０８からの抑止信号は発生しないので、「電流整定レベル検出回路」１０２から「警報出力時限回路」１０３を経て「警報出力制御回路」１１０に入ってきた漏電警報出力動作信号は抑止されること無く「出力回路」１１１から警報動作接点信号１１２として出力する。

一方、地絡事故フィーダーＦ２以外のフィーダーの零相変流器（６１,６３,）により検出される零相電流は地絡電流Ｉｇが無いので貰い位相電流として零相変流器の負荷側Ｌから電源側Ｋ即ち電源側に向かう貰い電流（他線地絡）の成分となるから「貰い位相検出回路」１０５により負荷側Ｌから電源側Ｋに向かって零相変流器を逆走する電流、即ち「貰い電流」位相と判別され、貰い位相電流信号として「貰い動作状態判別回路」１０７に供給される。
これに加えて「電圧整定レベル検出回路」１０６で零相電圧が判別開始電圧整定レベルを超え判別開始零相電圧信号を出力し「貰い動作状態判別回路」１０７に供給された時は貰い状態発生信号を「出力抑止信号出力回路」１０８に送り、更に漏電の「警報出力時限回路」１０３より早い時限に設定されている「出力抑止時限回路」１０９を経て「警報出力制御回路」１１０に送られ漏電警報出力の抑止設定処理をする。
又、零相変流器から取り込まれた信号は「電流入力処理回路」１０１を経て「電流整定レベル検出回路」１０２に送られ、その出力が整定レベルを超えるものであれば、即ち漏電発生信号があれば「警報出力時限回路」１０３の時限を経た後「警報出力制御回路」１１０に漏電警報出力信号として送られる。
しかし、「警報出力制御回路」１１０は漏電警報出力の抑止設定状態になっているため漏電警報出力動作信号は抑止され、不必要な漏電検出警報動作は回避される。

図５は混触防止板付三相三線Δ結線式変圧器Ｔｒ７の二次側を非接地とした配電系で分岐フィーダー３電路に汎用漏電検出装置１００を設置した実施例である。
汎用漏電検出装置１００の「不必要動作防止機能」を生かして使用する為に特性の揃った小容量のコンデンサ３個（ＺＰＣ）で零相電圧を検出する専用のＺＰＤ整合器を電路大地間に設置している。
又、電源側の総対地静電容量が少ない場合の地絡事故検出用に接地電流の補償用コンデンサＧＣＣも設置している。尚、図中のＧＣｘはその他の全電路対地間静電容量を示す。

図５における汎用漏電検出装置１００の接続は、零相電流入力端子のＺ１を当該零相変流器（ＺＣＴ）の出力端子ｋに、Ｚ２を当該零相変流器の出力端子ｌに接続し、零相電圧入力端子のＹ１を専用のＺＰＤ整合器のＹ１に、Ｙ２を専用のＺＰＤ整合器のＹ２に接続する。

非接地方式電路の一線完全（１００％）地絡電流は、地絡相電圧を電源側の総対地静電容量のリアクタンスで除した電流値となる。電源側の総対地静電容量が微少な場合地絡が発生しても地絡電流が微少で漏電検出による地絡電路の発見が困難になり、これに気付かずに次の地絡が生ずると相間短絡事故となる恐れがあるため、漏電検出電流整定値の２倍程度の地絡電流が流れるように地絡電流補償コンデンサＧＣＣを設置する。
又、零相電圧を検出する専用のＺＰＤ整合器には、本汎用漏電検出装置１００が貰い電流判別に必要とする適正な出力をする零相電圧出力端子Ｙ１，Ｙ２を備えている。

この実施例においてΔ結線式動力変圧器Ｔｒ７のフィーダーＦ２のｗ相がＰ点で地絡抵抗Ｒｇ（≒０）により地絡するという金属地絡事故発生時の汎用漏電検出装置１００の動作について説明する。
地絡抵抗Ｒｇ（≒０）により生じた地絡電流Ｉｇは、ＥＤ又はこれに接続する接地構造物を介してフィーダーＦ１のｕ相、ｖ相、の電路負荷側（以下同じ）対地静電容量Ｃ１を通って変圧器Ｔｒ７に戻る電流Ｉｃ１と、フィーダーＦ２のｕ相、ｖ相、の電路の対地静電容量Ｃ２を通って変圧器Ｔｒ７に戻る電流Ｉｃ２と、フィーダーＦ３のｕ相、ｖ相、の対地静電容量Ｃ３を通って変圧器Ｔｒ７に戻る電流Ｉｃ３と、Ｄ種接地工事の接地極ＥＤから検出用零相変流器の電源側にある専用のＺＰＤはじめ接地補償用コンデンサＧＣＣ及びその他電源側総対地静電容量ＧＣｘを通って変圧器Ｔｒ７に戻るＩｃａとに分流する。

この時、ｗ相がＥＤに地絡したことにより生ずる電路と大地ＥＤ間の零相電圧はこれと並列接続を構成する電路対地間静電容量Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，にも同時に加わるから電流Ｉｃ１，Ｉｃ２，Ｉｃ３，が流れることとなる。
これらの電流は全て零相変流器の負荷側Ｌから電源側Ｋに向かい零相変流器を逆走して地絡事故相線ｗの当該変圧器捲き線に戻る貰い電流となる。

地絡事故フィーダーＦ２の汎用漏電検出装置の零相変流器７２により検出する電流は地絡電流Ｉｇと貰い位相電流Ｉｃ２の相殺ベクトル和の零相電流で零相変流器の電源側Ｋから負荷側Ｌ即ち地絡点Ｐに向かう自線地絡成分の電流となる。
従って、零相変流器７２の出力ｋ（Ｚ１），ｌ（Ｚ２）も自線地絡位相の電流信号となり「貰い位相検出回路」１０５に於いて「貰い電流」の判別検出信号は出力されず「貰い動作状態判別回路」１０７の出力は無く「出力抑止信号出力回路」１０８からの抑止信号は発生しないので、「電流整定レベル検出回路」１０２から「警報出力時限回路」１０３を経て「警報出力制御回路」１１０に入ってきた漏電警報出力動作信号は抑止されること無く「出力回路」１１１から警報動作接点信号１１２として出力する。

一方、地絡事故フィーダーＦ２以外のフィーダーの零相変流器（７１,７３,）により検出される零相電流は地絡電流Ｉｇが無いので貰い位相電流として零相変流器の負荷側Ｌから電源側Ｋ即ち電源側に向かう貰い電流（他線地絡）の成分となるから「貰い位相検出回路」１０５により負荷側Ｌから電源側Ｋに向かって零相変流器を逆走する電流、即ち「貰い電流」位相と判別され、貰い位相電流信号として「貰い動作状態判別回路」１０７に供給される。
これに加えて「電圧整定レベル検出回路」１０６で零相電圧が判別開始電圧整定レベルを超え判別開始零相電圧信号を出力し「貰い動作状態判別回路」１０７に供給された時は貰い状態発生信号を「出力抑止信号出力回路」１０８に送り、更に漏電の「警報出力時限回路」１０３より早い時限に設定されている「出力抑止時限回路」１０９を経て「警報出力制御回路」１１０に送られ漏電警報出力の抑止設定処理をする。
又、零相変流器から取り込まれた信号は「電流入力処理回路」１０１を経て送られた「電流整定レベル検出回路」１０２の出力が整定レベルを超えるものであれば、即ち漏電発生信号があれば「警報出力時限回路」１０３の時限を経た後「警報出力制御回路」１１０に漏電警報出力信号が送られる。
しかし、「警報出力制御回路」１１０は漏電警報出力の抑止設定処理状態になっているため漏電警報出力動作信号は抑止され、不必要な漏電検出警報動作は回避される。

従来直接接地方式の配電路における漏電検出装置としては対応策の無かった貰い電流による「不必要動作」を回避する漏電検出装置の完成という大きな問題解決に成功した事により今後の電路監視システムとして広く使用されるものと推定される。。

自線地絡方向検出方式では電路側対地静電容量の増加で一線地絡電流が増加した回線では希望する所定の高感度の整定時に於いて零相電圧不足で「電圧待ち不動作」現象が発生するという問題を、貰い電流を検出して「不必要動作」を回避する方法で解決したので高圧受電用としても安心して使用出来るものとして普及が期待できる。

直接接地式電路から非接地式電路まで共通して使える汎用漏電検出方式の発明で、この汎用漏電検出装置のアルゴリズムを総合電路保安情報監視処理システム等に組込むことで不必要動作が少なく信頼性の向上した電路の微地絡監視が可能となる等、先々の予測保全効果の向上が期待でき、用途上も保守整備の観点からも広く普及が期待できる。。

１００ 汎用漏電検出装置
１０１ 電流入力処理回路
１０２ 電流整定レベル検出回路
１０３ 警報出力時限回路
１０４ 電圧入力処理回路
１０５ 貰い位相検出回路
１０６ 電圧整定レベル検出回路
１０７ 貰い動作状態判別回路
１０８ 出力抑止信号出力回路
１０９ 出力抑止時限回路
１１０ 警報出力制御回路
１１１ 出力回路
１１２ 出力端子
１ 各汎用漏電検出装置の零相電圧入力Ｙ１の接続線
２ 各汎用漏電検出装置の零相電圧入力Ｙ２の接続線
３ 各汎用漏電検出装置の零相変流器（ｋ）入力Ｚ１の接続線
４ 各汎用漏電検出装置の零相変流器（ｌ）入力Ｚ２の接続線
１１，１２，１３，１４ Ｔｒ１，２，３，４の零相変流器（ＺＣＴ）
５１，５２，５３， Ｔｒ５のフィーダーＦ１，２，３，の零相変流器（ＺＣＴ）
６１，６２，６３， Ｔｒ６のフィーダーＦ１，２，３，の零相変流器（ＺＣＴ）
７１，７２，７３， Ｔｒ７のフィーダーＦ１，２，３，の零相変流器（ＺＣＴ）
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４ 各電路毎一括の負荷側対地間静電容量
ＧＣＣ， 接地電流補償用コンデンサ
ＧＣｘ， その他電源側の総対地静電容量
ＥＶＴ整合器， ＥＶＴ接続用整合器
ＺＰＤ整合器， コンデンサ型専用零相基準電圧検出装置

Claims (2)

1. 零相変流器で検出した零相電流の位相を被監視電路の零相電圧を基準に判別した結果が検出零相変流器の負荷Ｌ側から電源Ｋ側即ち変圧器側に向かう貰い電流である場合は、当該漏電検出装置の出力動作を漏電警報動作時限より早い時限で抑止する出力制御回路を付加した汎用漏電検出装置。
2. 零相変流器で検出した零相電流の位相を被監視電路の零相電圧を基準に判別した結果が検出零相変流器の負荷Ｌ側から電源Ｋ側即ち変圧器側に向かう貰い電流である場合は、当該漏電検出装置の出力動作を漏電警報動作時限より早い時限で抑止する出力制御回路を付加した汎用漏電検出機能を組み入れた電力保安監視用情報処理装置。

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