JP2021035269A - トリップロック端子 - Google Patents

Abstract

【課題】既存の保護継電器盤に別に移動用変電機器用の保護リレー回路を設けることなく、切替手順の誤りによる誤接続や誤遮断を防止することができるトリップロック端子を提供する。【解決手段】トリップロック端子３０は、保護継電器１０に接続された第１端子１と、遮断器２０に接続された第２端子２と、遮断器２０に代える暫定的な代替用遮断器５０が接続される第３端子３と、接続プラグ５と、を備える。接続プラグ５は、第１端子１と第２端子２との間、又は、第１端子１と第３端子３との間を電気的に接続する。【選択図】図１

Description

本発明は、トリップロック端子に関する。

変電所等の変電施設においては、送電系統に発生する送電線の地絡や短絡等の異常を検出すると、遮断器にトリップ指令を出力し、これにより故障区間を遮断して正常な回線や機器に異常現象が波及することを防ぐ保護継電器が設置されている。保護継電器は、定期的あるいは臨時的に点検を行う必要がある。このため、保護継電器盤には、保護継電器の点検時に遮断器が不容易に作動して送電停止しないように、保護継電器と遮断器とを接なぐ制御回路を開路（ロック）するトリップロック端子が設けられている。保護継電器の点検時において、誤ってトリップロック端子が閉路しないように、トリップロック端子に取り付けるカバーが開示されている（特許文献１参照）。

特開２００９−１９９９６９号公報

一方、変電所等の変電施設においては、保護継電器の他、変圧器や遮断器等の変電機器についても定期的あるいは臨時的に点検が行われる。また、これらの変電機器が事故等により損傷する場合がある。１つの変圧器で電力供給を行う変電所では、変圧器等の変電機器の点検や損傷が発生した場合、既設の変電機器に代えて暫定的に移動用変電機器を接続することが一般的に行われている。

保護継電器盤に移動用変電機器用の保護リレー回路が設けられていない場合、移動用変電機器を接続する際には、既設の保護リレー回路を移動用変電機器の遮断器に転用する。このとき、既存の保護リレー回路と既設の遮断器とを接なぐ制御回路をトリップロック端子で開路し、新たな配線を移動用変電機器の遮断器に接続する。しかしながら、既存の変電機器の点検等が終了し、移動用変電機器から既設の変電機器に戻す際、移動用変電機器と既設の保護リレー回路との配線切離しを失念し、先に既存の保護リレー回路と既設の遮断器とを接なぐ制御回路のトリップロック端子を閉路すると、既存の保護リレー回路と既設の遮断器、移動用変電機器の遮断器の２つの異なる遮断器が同時に接続される状態となる。この時、制御所または配電盤制御室より人為的に移動用機器の遮断器の「切」指令を出すと同時に２台の遮断器が切れるというヒューマンエラーが発生する可能性がある。この対策として既存の保護継電器盤に別に移動用変電機器用の保護リレー回路をあらかじめ設けておく方法もあるが、この場合には移動用変電機器用の保護リレー回路を常設することとなり過剰なコストが掛かる。

本発明は、上記を鑑みてなされたものであって、既存の保護継電器盤に別に移動用変電機器用の保護リレー回路を設けることなく、切替手順の誤りによる誤接続や誤遮断を防止することができるトリップロック端子を提供する。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のトリップロック端子は、保護継電器と遮断器との間のトリップ指令の伝送経路を開路又は閉路するトリップロック端子であって、前記保護継電器に接続された第１端子と、前記遮断器に接続された第２端子と、前記遮断器に代える暫定的な代替用遮断器が接続される第３端子と、接続プラグと、を備え、前記接続プラグは、前記第１端子と前記第２端子との間、又は、前記第１端子と前記第３端子との間を電気的に接続する。

本発明の望ましい態様として、前記第１端子と前記第２端子とが並ぶ配列方向と、前記第１端子と前記第３端子とが並ぶ配列方向とが異なっている。

本発明の望ましい態様として、第４端子をさらに備え、前記第４端子は、前記接続プラグを介して前記第１端子に接続されたとき、前記第１端子と前記第２端子との間、及び、前記第１端子と前記第３端子との間の双方を開路状態に保つ。

本発明の望ましい態様として、前記第１端子と前記第４端子とが並ぶ配列方向と、前記第１端子と前記第２端子とが並ぶ配列方向とが異なり、かつ、前記第１端子と前記第４端子とが並ぶ配列方向と、前記第１端子と前記第３端子とが並ぶ配列方向とが異なっている。

本発明の望ましい態様として、前記第１端子、前記第２端子、及び前記第３端子は、それぞれ、前記保護継電器が収容される保護継電器盤に固定されたボルト軸と、前記ボルト軸に螺合されるナット体と、を備え、前記接続プラグは、金属材が短冊板状に加工され、前記第１端子の前記ボルト軸を挿通するための長穴と、前記第２端子又は前記第３端子の前記ボルト軸を挿通するためのＵ字穴と、が設けられている。

本発明の望ましい態様として、前記第１端子、前記第２端子、前記第３端子、及び前記第４端子は、それぞれ、前記保護継電器を収容する保護継電器盤に固定されたボルト軸と、前記ボルト軸に螺合されるナット体と、を備え、前記接続プラグは、金属材が短冊板状に加工され、前記第１端子の前記ボルト軸を挿通するための長穴と、前記第２端子、前記第３端子、又は前記第４端子の前記ボルト軸を挿通するためのＵ字穴と、が設けられている。

本発明によれば、既存の保護継電器盤に別に移動用変電機器用の保護リレー回路を設けることなく、切替手順の誤りによる誤接続や誤遮断を防止することができる保護継電器盤を提供することができる。

図１は、変電設備の概略構成図である。 図２は、実施形態に係るトリップロック端子の概略正面図である。 図３は、実施形態に係るトリップロック端子の図２に示すＩＩ−ＩＩ線矢示図である。 図４は、変電施設に常設される変電機器によって電力供給を行う際の接続態様を示す図である。 図５は、代替用変電機器によって電力供給を行う際の接続態様を示す図である。 図６は、保護継電器の点検を行う際の接続態様を示す図である。 図７は、変電施設内における変電設備の接続例を示す図である。 図８は、図７に示す変電設備における代替用変電機器の第１接続例を示す図である。 図９は、図７に示す変電設備における代替用変電機器の第２接続例を示す図である。 図１０は、変電施設に常設される変電機器によって電力供給を行う際のトリップ指令の伝送経路を示す図である。 図１１は、代替用変電機器によって電力供給を行う際のトリップ指令の伝送経路を示す図である。 図１２は、変電施設に常設される変電機器によって電力供給を行う際に、代替用変電機器が接続されている例を示す図である。 図１３は、代替用変電機器によって電力供給を行う際に、変電施設に常設される変電機器が切り離されていない例を示す図である。 図１４は、保護継電器の点検を行う際のトリップ指令の伝送経路を示す図である。

以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態（以下、実施形態という）により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

図１は、変電設備の概略構成図である。保護継電器盤１００は、例えば変電所等の変電施設に設けられる単独で設置される変圧器保護用の保護継電器盤、または、スイッチギヤ内設ける変圧器保護用の保護継電器盤である。保護継電器盤１００は、保護継電器１０を収容する。

保護継電器１０は、保護リレー回路１１を含む。保護継電器１０は、変圧器６４の絶縁破壊等によって電力回路に地絡や短絡等が発生して大電流が流れた場合に、遮断器２０にトリップ指令を出力する。遮断器２０は、保護継電器１０の保護リレー回路１１から出力されるトリップ指令によって作動する。遮断器２０は、保護継電器盤１００がスイッチギヤ内に収容されている場合、同一スイッチギヤ内に収容されていることもある。

保護継電器盤１００には、変電施設に常設される変電機器（後述）の損傷や点検の際に、暫定的に代替用変電機器２００（代替用遮断器５０）が接続される。代替用変電機器２００（代替用遮断器５０）は、移動用変電機器として例えばトラックやトレーラーなどの車両に載せて運搬し、必要な変電所等に運搬して使用している。代替用変電機器２００は、遮断器２０の代替用遮断器５０を含む。代替用遮断器５０は、例えば移動用変電機器に含まれる。また、代替用変電機器２００は、代替用遮断器５０の操作スイッチ４１を含む配電盤室制御盤４０を備えていても良いし、操作スイッチ４１は、不図示の制御所に設けられていても良い。

保護継電器盤１００の前面パネルには、実施形態に係るトリップロック端子３０が設けられている。トリップロック端子３０は、第１端子１、第２端子２、第３端子３、及び第４端子を備える。

第１端子１は、保護リレー回路１１の制御出力端に接続される。第２端子２には、遮断器２０の制御入力端が接続される。第３端子３には、代替用変電機器２００に含まれる代替用遮断器５０の制御入力端が接続される。第４端子４は、単独では何も接続されないダミー端子である。

トリップロック端子３０は、第１端子１と第２端子との間、第１端子と第３端子との間、又は、第１端子１と第４端子４との間を電気的に接続する接続プラグ５を備えている。

接続プラグ５は、変電施設に常設される変電機器によって電力供給を行う際、図１に実線で示すように、第１端子１と第２端子２との間に設けられる。これにより、保護リレー回路１１から遮断器２０に対してトリップ指令を伝送可能となる。

また、接続プラグ５は、代替用変電機器２００によって電力供給を行う際、図１に破線で示すように、第１端子１と第３端子３との間に設けられる。これにより、保護リレー回路１１から代替用遮断器５０に対してトリップ指令を伝送可能となる。

また、接続プラグ５は、保護継電器１０の点検時において、図１に一点鎖線で示すように、第１端子１と第４端子４との間に設けられる。これにより、保護リレー回路１１と遮断器２０との間が開路された状態を保つことができる。

図２は、実施形態に係るトリップロック端子の概略正面図である。図３は、実施形態に係るトリップロック端子の図２に示すＩＩ−ＩＩ線矢示図である。

接続プラグ５は、鉄や銅等の金属材が短冊板状に加工されている。接続プラグ５の長手方向の中間部は、絶縁樹脂製の持ち手５ｃに覆われている。また、接続プラグ５は、持ち手５ｃの一方側（図２に示す上側）に長手方向に延びる長穴５ａが設けられ、持ち手５ｃの他方側（図２に示す下側）に長手方向端部に開口するＵ字穴５ｂが設けられている。

第１端子１、第２端子２、第３端子３、第４端子４は、それぞれ、ナット体１ａ，２ａ，３ａ，４ａ、ボルト軸１ｂ，２ｂ，３ｂ，４ｂ、及び台座１ｃ，２ｃ，３ｃ，４ｃを備えている。ボルト軸１ｂ，２ｂ，３ｂ，４ｂ及び台座１ｃ，２ｃ，３ｃ，４ｃは、保護継電器盤１００に固定されている。ナット体１ａ，２ａ，３ａ，４ａは、それぞれ、ボルト軸１ｂ，２ｂ，３ｂ，４ｂに螺合される。

接続プラグ５は、長穴５ａに第１端子１のボルト軸１ｂが挿通され、長穴５ａの長軸方向（図２の実線矢示方向）に摺動可能に設けられる。また、接続プラグ５は、第１端子１を中心軸として周方向（図の破線矢示方向）に回動可能に設けられている。

図４は、変電施設に常設される変電機器によって電力供給を行う際の接続態様を示す図である。図５は、代替用変電機器によって電力供給を行う際の接続態様を示す図である。図６は、保護継電器の点検を行う際の接続態様を示す図である。

図４に示すように、変電施設に常設される変電機器によって電力供給を行う際、接続プラグ５は、Ｕ字穴５ｂに第２端子２のボルト軸２ｂが挿通された状態で、ボルト軸１ｂにナット体１ａが締め込まれ、ボルト軸２ｂにナット体２ａが締め込まれる。これにより、第１端子１と第２端子２とが接続プラグ５によって電気的に接続され、保護リレー回路１１から遮断器２０に対してトリップ指令を伝送可能となる。

また、図５に示すように、代替用変電機器２００によって電力供給を行う際、接続プラグ５は、Ｕ字穴５ｂに第３端子３のボルト軸３ｂが挿通された状態で、ボルト軸１ｂにナット体１ａが締め込まれ、ボルト軸３ｂにナット体３ａが締め込まれる。これにより、第１端子１と第３端子３とが接続プラグ５によって電気的に接続され、保護リレー回路１１から代替用遮断器５０に対してトリップ指令を伝送可能となる。

また、図６に示すように、保護継電器１０の点検を行う際、接続プラグ５は、Ｕ字穴５ｂに第４端子４のボルト軸４ｂが挿通された状態で、ボルト軸１ｂにナット体１ａが締め込まれ、ボルト軸４ｂにナット体４ａが締め込まれる。これにより、第１端子１と第４端子４とが接続プラグ５によって電気的に接続され、保護継電器１０と遮断器２０との間を開路（ロック）した状態（以下、「トリップロック状態」ともいう）で、安定的に維持することができる。

第２端子２、第３端子３、及び第４端子４は、第１端子１を中心軸とする円周上に配置されている。また、第１端子１と第２端子２とが並ぶ配列方向、第１端子１と第３端子３が並ぶ配列方向、第１端子１と第４端子４とが並ぶ配列方向は、それぞれ異なっている。具体的に、本実施形態では、第１端子１と第２端子２とが並ぶ配列方向と、第１端子１と第３端子３とが並ぶ配列方向とは、直交している。また、本実施形態では、第４端子４は、第２端子２と第３端子３との間に設けられている。このため、接続プラグ５の配設方向により、変電施設に常設される変電機器によって電力供給を行っている状態と、代替用変電機器２００によって電力供給を行っている状態と、保護継電器１０の点検を行っている状態とを容易に識別することができる。

図７は、変電施設内における変電設備の接続例を示す図である。１次母線６１の電力は、断路器６３、遮断器２０を介して、変圧器６４に入力される。変圧器６４によって変圧された電力は、電力ケーブル６５及び遮断器６６を介して２次母線６２に出力される。２次母線６２の電力は、遮断器６７を介してそれぞれ複数回線の送電線に供給される。

図７に示す例において、代替用変電機器２００は、遮断器６８を介して２次母線６２に接続される。以下、破線内に示す遮断器２０、変圧器６４、電力ケーブル６５、及び遮断器６６を、代替対象の変電機器として説明する。

図８は、図７に示す変電設備における代替用変電機器の第１接続例を示す図である。図９は、図７に示す変電設備における代替用変電機器の第２接続例を示す図である。

図８において、代替用変電機器２００ａは、代替用遮断器５０及び代替用変圧器７４を含む。図８に示す例では、遮断器２０が代替用遮断器５０に置き換えられ、変圧器６４が代替用変圧器７４に置き換えられ、遮断器６６が遮断器６８に置き換えられる。

代替用変電機器２００ａは、移動用電力ケーブル７５，７６によって変電設備に接続される。このとき、遮断器２０、変圧器６４、及び遮断器６６は、変電設備から切り離される。なお、代替用変電機器２００ａは、通常、１次母線６１から電力供給される別の回線（他回線遮断器２１）を停電させて接続される。

図９において、代替用変電機器２００ｂは、代替用遮断器５０を含む。図９に示す例では、遮断器２０が代替用遮断器５０に置き換えられる。

代替用変電機器２００ｂは、移動用電力ケーブル７５，７８によって変電設備に接続される。このとき、遮断器２０は、変電設備から切り離される。なお、代替用変電機器２００ｂは、通常、１次母線６１から電力供給される別の回線（他回線遮断器２１）を停電させて接続される。

図１０は、変電施設に常設される変電機器によって電力供給を行う際のトリップ指令の伝送経路を示す図である。図１１は、代替用変電機器によって電力供給を行う際のトリップ指令の伝送経路を示す図である。図１２は、変電施設に常設される変電機器によって電力供給を行う際に、代替用変電機器が接続されている例を示す図である。図１３は、代替用変電機器によって電力供給を行う際に、変電施設に常設される変電機器が切り離されていない例を示す図である。

変電施設に常設される変電機器によって電力供給を行う場合、図１０に示すように、トリップロック端子３０の第１端子１と第２端子２との間に接続プラグ５を接続する。これにより、保護リレー回路１１からのトリップ指令は、遮断器２０に対して出力される。このとき、図１２に示すように、代替用遮断器５０及びこれに人為的に操作指令を出す操作スイッチ４１が接続されていた場合に操作スイッチ４１から代替用遮断器５０へ「切」指令が出された場合でも、遮断器２０との間のトリップロック状態が維持される。このため、操作スイッチ４１から出力されるトリップ指令によって遮断器２０が作動することはない。

一方、代替用変電機器２００によって電力供給を行う場合、図１１に示すように、トリップロック端子３０の第１端子１と第３端子３との間に接続プラグ５を接続する。これにより、トリップ指令は、保護リレー回路１１又は操作スイッチ４１から代替用遮断器５０に対して出力される。このとき、図１３に示すように、遮断器２０が切り離されていない場合でも、保護リレー回路１１と遮断器２０との間、及び、操作スイッチ４１と遮断器２０との間のトリップロック状態が維持される。このため、保護リレー回路１１又は操作スイッチ４１から出力されるトリップ指令によって遮断器２０が作動することはない。

図１４は、保護継電器の点検を行う際のトリップ指令の伝送経路を示す図である。本実施形態では、保護継電器１０の点検を行う場合、図１４に示すように、トリップロック端子３０の第１端子１と第４端子４との間に接続プラグ５を接続する。これにより、保護リレー回路１１と遮断器２０との間のトリップロック状態を安定的に維持することができる。

以上説明したように、実施形態に係るトリップロック端子３０は、保護継電器１０に接続された第１端子１と、遮断器２０に接続された第２端子２と、遮断器２０に代える暫定的な代替用遮断器５０が接続される第３端子３と、接続プラグ５と、を備える。接続プラグ５は、第１端子１と第２端子２との間、又は、第１端子１と第３端子３との間を電気的に接続する。

このような構成において、変電施設に常設される変電機器によって電力供給を行う場合には、第１端子１と第２端子２との間が接続プラグ５によって接続される。このとき、代替用遮断器５０及び操作スイッチ４１が接続されていた場合でも、操作スイッチ４１と遮断器２０との間のトリップロック状態が維持される。また、代替用変電機器２００によって電力供給を行う場合には、第１端子１と第３端子３との間が接続プラグ５によって接続される。このとき、遮断器２０が切り離されていない場合でも、保護リレー回路１１と遮断器２０との間、及び、操作スイッチ４１と遮断器２０との間のトリップロック状態が維持される。従って、本実施形態に係るトリップロック端子３０によれば、ヒューマンエラーによる誤接続を防止することができ、遮断器２０が誤作動して停電事故が発生することを未然に防ぐことができる。

また、接続プラグ５を介して第１端子１に接続されることで、第１端子１と第２端子２との間、及び、第１端子１と第３端子３との間の双方を開路状態に保つ第４端子４を備え、保護継電器１０の点検を行う場合、第１端子１と第４端子４との間に接続プラグ５を接続する。これにより、保護リレー回路１１と遮断器２０との間のトリップロック状態を安定的に維持することができる。

また、第１端子１と第２端子２とが並ぶ配列方向、第１端子１と第３端子３とが並ぶ配列方向、及び第１端子１と第４端子４とが並ぶ配列方向とをそれぞれ異ならせることで、接続プラグ５の配設方向により、変電施設に常設される変電機器によって電力供給を行っている状態と、代替用変電機器２００によって電力供給を行っている状態と、保護継電器１０の点検を行っている状態とを容易に識別することができる。

１ 第１端子
２ 第２端子
３ 第３端子
４ 第４端子
５ 接続プラグ
１０ 保護継電器
１１ 保護リレー回路
２０ 遮断器
２１ 他回線遮断器
３０ トリップロック端子
４０ 配電盤室制御盤
４１ 操作スイッチ（代替用遮断器）
５０ 代替用遮断器
１００ 保護継電器盤
２００，２００ａ，２００ｂ 代替用変電機器

Claims (6)

1. 保護継電器と遮断器との間のトリップ指令の伝送経路を開路又は閉路するトリップロック端子であって、
   前記保護継電器に接続された第１端子と、
   前記遮断器に接続された第２端子と、
   前記遮断器に代える暫定的な代替用遮断器が接続される第３端子と、
   接続プラグと、
   を備え、
   前記接続プラグは、
   前記第１端子と前記第２端子との間、又は、前記第１端子と前記第３端子との間を電気的に接続する
   トリップロック端子。
2. 前記第１端子と前記第２端子とが並ぶ配列方向と、前記第１端子と前記第３端子とが並ぶ配列方向とが異なっている
   請求項１に記載のトリップロック端子。
3. 第４端子をさらに備え、
   前記第４端子は、
   前記接続プラグを介して前記第１端子に接続されたとき、前記第１端子と前記第２端子との間、及び、前記第１端子と前記第３端子との間の双方を開路状態に保つ
   請求項１又は２に記載のトリップロック端子。
4. 前記第１端子と前記第４端子とが並ぶ配列方向と、前記第１端子と前記第２端子とが並ぶ配列方向とが異なり、かつ、前記第１端子と前記第４端子とが並ぶ配列方向と、前記第１端子と前記第３端子とが並ぶ配列方向とが異なっている
   請求項３に記載のトリップロック端子。
5. 前記第１端子、前記第２端子、及び前記第３端子は、それぞれ、
   前記保護継電器を収容する保護継電器盤に固定されたボルト軸と、
   前記ボルト軸に螺合されるナット体と、
   を備え、
   前記接続プラグは、金属材が短冊板状に加工され、
   前記第１端子の前記ボルト軸を挿通するための長穴と、
   前記第２端子又は前記第３端子の前記ボルト軸を挿通するためのＵ字穴と、
   が設けられている
   請求項１又は２に記載のトリップロック端子。
6. 前記第１端子、前記第２端子、前記第３端子、及び前記第４端子は、それぞれ、
   前記保護継電器を収容する保護継電器盤に固定されたボルト軸と、
   前記ボルト軸に螺合されるナット体と、
   を備え、
   前記接続プラグは、金属材が短冊板状に加工され、
   前記第１端子の前記ボルト軸を挿通するための長穴と、
   前記第２端子、前記第３端子、又は前記第４端子の前記ボルト軸を挿通するためのＵ字穴と、
   が設けられている
   請求項３又は４に記載のトリップロック端子。

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