JP2537633B2 - 地絡短絡故障探査用表示器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本願発明は次に述べる問題点の解決を目的とする。

（産業上の利用分野） この発明は配電線に地絡故障が生じた場合においてそ
の地絡故障点を検出するように探索信号注入装置から配
電線に注入された探索信号に基づいて地絡表示を行い、
又、配電線に短絡電流が流れた場合には短絡表示を行う
ようにした地絡短絡故障探査用表示器に関する。

（従来の技術） 従来のこの種の表示器において、配電線に地絡或いは
短絡電流が流れたことの表示を行い、更にその表示の後
所定時間が経過した後に上記表示状態を復帰させるよう
にしたものは、上記のような表示をした後故障点の探査
をする場合にその作業に手間どり時間がかかったりする
と、未だ探査がなしえないうちに表示が復帰してしまう
問題点があった。このような問題点を除く為に上記所定
時間を長く設定すると、故障点の探査後その復旧作業を
終えた後においても表示器は表示状態のままとなってい
る為、依然として故障箇所が存在するかのように見える
問題があり、又そのような問題を除く為には故障点の復
旧作業を終えた後いちいち手動で表示状態を復帰させね
ばならぬ煩わしさがある問題点があった。

（発明が解決しようとする問題点） この発明は上記従来の問題点を除き、地絡や短絡電流
が流れたことの表示ができるは無論のこと、それらの故
障の復旧後においては、架空配電線に正常の負荷電流を
流すことによって表示状態を復帰させることができるよ
うにした地絡短絡故障探査用表示器を提供しようとする
ものである。

本願発明の構成は次の通りである。

（問題点を解決する為の手段） 本願発明は前記請求の範囲記載の通りの手段を講じた
ものであってその作用は次の通りである。

（作用） 架空配電線に地絡時の小電流が流れるとその電流は電
流検出器で検出され、コイルに一方向へ向けて電流が流
される。その結果表示体は正常位置から故障表示位置へ
移動する。その状態において、架空配電線に中程度の電
流が流れるとその電流は電流検出器によって検出され、
更にスイッチにより極性を反転されて上記コイルに上記
とは反対方向へ電流が流れる。その結果表示体は故障表
示位置から正常位置へ向けて復帰する。又配電線に大電
流が流れた場合には、上記コイルには上記小電流の場合
と同方向に電流が流れ、表示体は正常位置から故障表示
位置へ向けて移動する。

（実施例） 以下本願の実施例を示す図面について説明する。第１
図及び第２図において、１は基体を示す。これにおい
て、２は基板、３は基板２を覆う覆体で、EPゴム、エポ
キシ樹脂等の絶縁体で形成される。４は基体１に備えさ
せた取付部を示す。これにおいて、５は基板２に固定し
た取付ボルト、６はカラー、７は取付金具、８は平ワシ
ャ、９はスプリングワシャ、10はナットを夫々示す。又
11は取付金具７に固定した押え体で、EPゴム等の絶縁体
で形成されている。この押え体は第１図に示すように架
空配電線13の受入が可能な凹部12を有している。14は凹
部12の底面と架空配電線13との間に介在させるようにし
た押え片で、配電線13の外径に対応する形状の凹部15を
有する。この押え片14は種々の架空配電線13の直径に応
じた凹部15を有するものが種々準備される。16は覆体３
に備えさせた配電線存置用の凹部を示す。次に18はケー
スを構成する筒体で、覆体３に対する筒状の嵌合部19及
び顎20を有し、止付ねじ21で覆体３に固定してある。22
は蓋で、透明材料で形成され、ビス23で筒体18に取付け
てある。24は不透明材料製の遮蔽板で、一部に円形の欠
如部25を有し、その部分が表示窓26となって蓋22の下方
から筒体18の内部を透視できるようになっている。次に
30は基体１に備えさせた電流検出器を示す。これにおい
て、31は分割型鉄心で、覆体３に埋込んだ鉄心要素32と
押え体11に埋込んだ鉄心要素33とから成る。34は鉄心要
素32に装着した巻枠で、巻線35,36が備えてある。37は
覆体３において鉄心要素32の端面が露出する部分の周囲
に周設した凹部、38は押え体11において鉄心要素33の端
面が露出する部分の周囲に周設した凸部で、両者は相互
に水密的に嵌合する。次に40は支持片で、ボルトをもっ
て構成され、その上端は基板２に固定してある。41は回
路基板で、一例としてプリント配線板が用られ、ナット
42で支持片40の下端に固定してある。43は基板41に取付
けたリレーで、これは後の説明において符号64,65で示
すものである。次に44は表示機構で、上記基板41にビス
45で取付けてある。この表示機構44は周知の可動コイル
型計器と同様の構造を有する。即ち、46はケース、47は
固定磁石、48は鉄心、49は軸受、50は回動軸、51は軸50
に取付けた支持片、52は支持片51の先端部に取付けた表
示体で、夜間において光を反射する反射塗料で赤色に着
色されており、正常位置53と故障表示位置54（表示窓26
と重合する位置）との間の往復移動を可能にしてある。
55は回動軸50に取付けたバランス用重り、56は回動軸50
に取付けたコイルである。58は回動軸50に取付けた釣合
用磁性片、59はケース46に取付けた保持用磁石で、磁性
片58の回動軌跡に沿わせて設けてある。これらは表示体
の強制保持手段を構成する。60は目隠し板、60a,60bは
ストッパーを示す。このような構成の表示機構44におい
ては、コイル56に一方向に向けて電流が流されると固定
磁石47や固定鉄心48を通る磁束と上記コイルに流れる電
流との電磁力により回動軸50が第２図において時計回り
方向に回動される。その結果表示体52は正常位置53から
表示位置54に向けて移動し、表示状態となる。この場
合、表示体52が表示位置54に到達すると第８図に示され
るように磁性片58が保持用磁石59に近接し吸引力を受け
る。その結果、上記表示状態において表示機構44に振動
などが加わっても、表示体52は表示位置54に強制的に保
持される。一方、表示状態においてコイル56に上記とは
反対方向の電流が流されると、そのコイル56に及ぶ電磁
力により回動軸50は第２図において反時計回りに回動さ
れ、上記表示位置54にある表示体52が正常位置53に向け
て移動される。尚第１図の如く、上記軸50にそれを反時
計回りに軽く付勢するばね57を付設しておくと、上記の
ような動作の場合において表示体52が表示位置54或いは
正常位置53に至らなかった場合に、上記ばね57の付勢力
により表示体52を正常位置53に戻すことができる。

次に上記表示器の回路構成を示す第３図において、6
1,62は整流器で、一例としてブリッジ整流器が用いてあ
る。これらと前記電流検出器30とから構成される部分を
本件明細書中では電流検出機構とも呼ぶ。63はツェナー
ダイオード、64,65は夫々極性反転操作用の第１及び第
２の切替スイッチを示し、本例ではリレーが用いてあ
る。それらにおいて、64a,65aはリレーコイル、64b,65b
はスイッチ部を夫々示す。66は抵抗器、67はダイオー
ド、68はトランジスタ、69はプログラマブルユニジャン
クショントランジスタ（以下PUTと記す）、70は抵抗
器、71,72は保護用のダイオードを示す。これらの回路
要素は前記回路基板41に取付けられている。またこれら
は前記電流検出器30と共に表示機構44を作動させる為の
作動機構を構成する。尚上記リレー64,65におけるコイ
ル64a,65aの定格及びツェナーダイオード63は架空配電
線13に流れた電流の大きさを判別して各リレーの作動を
制御する為の判別手段を構成している。

次に上記地絡短絡故障探査用表示器の使用方法を第４
図乃至第６図に基づき説明する。第４図において、75は
変電所、CBは遮断器、77は配電線路（長さは例えば20k
m）を示し、第５図の如く三相分の架空配電線13を備え
る。尚第５図において、78は電柱、79は腕金、80は碍子
である。次に、SS1〜SS4は区分開閉器で例えば4km毎に
設ける。H1〜H10は配電線路77の電柱毎（約50m毎）に取
付けた前記表示器の存在を示し、第５図の如く各配電線
13に前記表示器Ａが夫々取付けてある。次にその架空配
電線13に対する表示器Ａの取付は、先ず第６図の如くナ
ット10を緩めて取付金具７を取付ボルト５から取り外
す。次に配電線13に覆体３の凹部16を添わせ、押え体11
が配電線に被さるようにして取付金具７を取付ボルト５
に装着し、平ワシャ８、スプリングワシャ９を介してナ
ット10で締付ける。これにより第５図の如き取付状態と
なる。尚この取付状態においては、必要に応じてカバー
74を各表示器Ａに被せ付けても良い。

上記のように表示器を取付けた状態において例えば第
４図の点Plにおいて地絡故障が生ずると、変電所75にあ
る周知の地絡リレーが作動し、区分開閉器SS3とSS4が開
いてその区間が停電状態となる。このような状態となっ
たならば、周知の探索信号注入装置81を携えて現場に赴
く。そして注入装置81を配電線と大地との間に接続す
る。この場合、配電線に対しては三相一括で注入装置81
を接続する。次に注入装置81から探索信号を上記停電区
間の配電線13に対して注入する。尚その電流値は例えば
0.5〜2Aで、周波数は例えば数Hz〜数100Hzである。上記
探索信号が配電線に注入されると上記地絡故障点P1を通
る地絡電流が上記配電線13に流れる。するとH7とH8の箇
所の表示器Ａは上記地絡電流を検出して表示状態となる
一方、H9の箇所の表示器Ａは地絡電流を検出せず、正常
状態を示す。従って、作業員は各箇所の表示器の表示状
態を順次見ていくことにより、地絡故障点がH8とH9との
間にあることを見つけることができる。上記の如き地絡
電流が流れた場合の表示器Ａの動作を説明する。地絡電
流が配電線13に流れるとその電流は電流検出器30におけ
る巻線35と36によって検出される。巻線36の出力は整流
器62によって直流に変換される。しかし変換された直流
出力はリレー64,65におけるコイル64a,65aの作動定格に
満たない小さい値である為、両リレー64,65は何れも作
動しない。従って表示器Ａの回路は第７図（Ａ）に示さ
れる状態のままである。この状態において巻線35から出
力され整流器61で整流された直流出力即ち電流検出機構
の直流出力電圧ｅは小さいので、ダイオード67を流れる
電流は小さく、トランジスタ68はONしない。従って、PU
T69のゲートは殆どオープンとなる（0V）ので、PUT69は
ONとなり上記ｅの電圧（約0.1V）は抵抗66、PUT69を通
して表示機構44のコイル56に流れる（約100μＡ）。そ
の結果、表示体52が前述の如く正常位置53から故障表示
位置54へ向けて移動し、表示器Ａは表示状態となる。

上記のように見つけられた地絡故障点の復旧がなされ
たならば注入装置81を取り外すと共に、区分開閉器SS3,
SS4を閉じて上記区間の線路に通電し、そこに正常の負
荷電流を流す。すると上記表示器の表示状態は次のよう
にして復帰する。

即ち、この場合には電流検出器30の巻線36から出力さ
れ整流器62で整流された出力がリレーコイル65aを励磁
するに充分な値となる為、リレー65に作動指令が与えら
れ、リレー65は作動してスイッチ部65bが反転し回路は
第７図（Ｂ）に示される如き状態となる。この為電流検
出機構の直流出力は電流制限用の抵抗70を経た後コイル
56に前記の場合とは反対方向に流れる。その結果表示位
置54にあった表示体52は正常位置53に復帰される。

上記復帰動作の場合、PUT69の働きにより動作が効率
良く行われる。即ち、復帰前、回路は第７図（Ａ）のよ
うになっているが、この状態において配電線13に流れる
電流がある程度の大きさ（数Ａ）になるとそれに応じて
前記信号値ｅも大きくなる為、ダイオード67に電流が流
れ、トランジスタ68がONとなる。従ってPUT69のアノー
ドとゲートとが短絡された形となり、ゲートの電圧が上
がるのでPUT69はOFFし、そのインピーダンスがほぼ無限
大となる。すると上記配電線に流れる電流による電力は
全て巻線36の側に現れ、それは殆ど全てリレーコイル65
aに消費される。従って前述のような復帰操作が効率良
く行われる。

尚前述の如き地絡故障点の探査の場合、表示器Ａは、
地絡故障により前述の如く区間停電した現場へ赴いた段
階で各配電線13に取付けても良い。

次に第４図の点P2において短絡故障が発生し、架空配
電線に大電流が流れると、変電所75から点P2までの区間
の全ての表示器Ａが後述のようにして表示状態となると
共に、変電所の遮断器CBが作動して上記短絡故障に係わ
る配電線路が停電状態となる。そこで作業員は上記停電
状態となっている配電線路に沿って多数の表示器Ａの表
示状態を順次見ていけば、H4の箇所までは表示状態であ
り、H5の箇所では正常状態であることを見つけることが
でき、それらの間で短絡が生じたことを知ることができ
る。

上記のように配電線13に大電流（例えば1000A以上の
電流）が流れると、電流検出器30における巻線36から出
力され整流器62で整流された出力が、ツェナーダイオー
ド63を導通させて両リレーコイル64a,65aを励磁するに
充分に大きくなる為、両リレー64,65に作動指令が与え
られる。その結果両リレーコイル64a,65aが励磁され、
各スイッチ部64b,65bが何れも反転状態となる。その結
果回路は第７図（Ｃ）のようになる。すると上記信号ｅ
による電流は抵抗器70を通してコイル56に前記地絡故障
の場合と同方向に流れる。その結果表示体52は正常位置
53から表示位置54に向けて移動し、表示状態となる。上
記のような表示動作に引き続き上記の如く配電線路が停
電状態となると両リレーコイル64a,65aの励磁が解か
れ、両スイッチ部64b,65bが復帰して表示器Ａの回路は
第７図（Ａ）に示される如き状態となる。

次に上記のように発見された短絡故障点の復旧作業が
済めば配電線路に再び正常の負荷電流を流す。するとこ
の場合も前記説明の場合と同様にして表示器における表
示状態の復帰がなされる。

尚上記表示器Ａは最小電流（地絡電流）が0.5〜12、1
3Aで表示動作し、又負荷電流が例えば15A（この値は通
常予想される負荷電流値よりも若干低く設定すると良
い）〜800A（この電流値は変電所の過電流リレーのトリ
ップ値よりも若干低く設定すると良い）で復帰動作が行
われ、更に1000A以上の短絡故障電流（この電流値は変
電所の過電流リレーのトリップ値と同程度にするのが良
い）でもって表示動作が行われるように設定すると良
い。そのような設定リレー64,65におけるリレーコイル6
4a,65aの感度調整及びツェナーダイオード63のツェナー
電圧の設定によって行われる。また前記回路において、
符号66〜70で示される部材を用いぬときは第３図におい
てスイッチ部65bを64bと全く同様に結線し、図中（イ）
と（ロ）の点を直結しても良い。その場合、ツェナーダ
イオード63はコイル65aの回路に挿入して、前記復帰作
動時には第１のリレー64が反転作動するようにしても良
い。

次に第９図は探索信号注入装置の一回路例を示す。図
において82は50又は60Hzの信号発生用電源（3.5KVA）、
83はスイッチ、84は送信スタート用タイマで、スイッチ
83の開閉制御を行う。85は注入用トランスで、その一次
側86は100V、二次側87は6000Vであり、容量は7.5KVAで
ある。88は電流トランス、89は地絡電流表示メーターで
ある。

このような構成のものは、タイマ84の作動によりスイ
ッチ83が夫々略１秒間ずつ間欠的に数回閉じられ、その
度にトランス85で昇圧された探索信号がその二次側87か
ら配電線13に向けて注入される。尚上記地絡電流表示メ
ーター89は公知のように感度切換え可能なものを用いる
と良い（線路長によって線路の大地静電容量が異なり、
線路に流れる地絡電流が相違する。その為それを補償す
る為に線路長によって表示を切換える）。

尚注入装置81から三相高圧配電線への信号注入は一線
毎に行っても良い。

次に第10図は表示機構における強制保持手段の他の実
施例を示すもので、表示体52eに磁性片58eを付設し、故
障表示位置におけるその磁性片58eの存在予定位置に近
接して保持用磁石59eを配設した例を示すものである。

なお、機能上前図のものと同一又は均等構成と考えら
れる部分には、前図と同一の符号にアルファベットのｅ
を付して重複する説明を省略した。

（発明の効果） 以上のように本発明にあっては、架空配電線13に表示
器を取付けた状態においてその配電線に地絡時の小電流
が流れた場合、その小電流を電流検出機構で検出してそ
の出力によりコイル56に一方向へ電流を流し、表示体52
を正常位置から故障表示位置へ向けて移動させられる特
長がある。このことは、表示位置にある表示体を見るこ
とにより、地絡故障点が該表示器Ａの取付地点よりも後
段側にあることを知り得る効果がある。

一方上記の如き地絡故障点を見つけ、その故障を復旧
させた後表示体52を正常位置に復帰させる場合には、上
記配電線13に通電してそこに正常の負荷電流即ち中程度
の電流を流すことにより、その電流を上記電流検出機構
によって上記と同様に検出し、それからの直流出力を第
１又は第２の内の一方の切替スイッチにより極性を反転
させて、上記コイル56に上記とは反対方向へ電流を流
し、表示体52を故障表示位置から正常位置へ向けて復帰
させられる特長がある。このことは、故障表示状態から
正常状態への復帰を自動で行えることであって省力化を
図り得る効果があり、またそのように自動復帰をするも
のであっても、上記配電線に負荷電流を流すまでは上記
表示状態を維持しておくことができて、上記故障地点の
探査作業に時間的な自由性が得られる効果があり、更に
また、上記故障復旧後は上記のような配電線への通電に
対応して表示体52が正常位置へ復帰することを見ること
によって配電線での故障復旧の確認もできる効果があ
る。

更に上記のように配電線に地絡時の小電流が流れるこ
とによって表示を行ない、中程度の負荷電流が流れるこ
とによって表示の復帰をさせるようにしたものでも、短
絡による大電流が配電線13に流れた場合には、その電流
を上記と同様に電流検出機構で検出しその直流出力を、
いずれも反転状態となる第１及び第２のスイッチ64,65
を通して上記コイル56に与えることにより、そのコイル
には上記地絡故障の場合と同方向に電流を流すことがで
きて、表示体52を故障表示位置へ向け移動させることが
でき、上記地絡故障の場合と同様に短絡故障点の探査に
利用できる効果がある。

しかも短絡故障の復旧後は、配電線に通電してそこに
負荷電流を流すことにより、上記の場合と同様に表示体
を復帰させられる効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本願の実施例を示すもので、第１図は地絡短絡故
障探査用表示器の縦断面図、第２図は一部破断底面図、
第３図は回路図、第４図は配電線路の系統図、第５図は
架空配電線に対する表示器の取付状態を示す図、第６図
は配電線に対する表示器の取付け手順を説明する為の
図、第７図（Ａ）〜（Ｃ）の回路の動作説明図、第８図
は強制保持手段の作動説明図、第９図は探索信号注入装
置の一例を示す回路図、第10図は強制保持手段の他の例
を略示する図。 １……基体、13……架空配電線、４……取付部、30……
電流検出器、52……表示体、53……正常位置、54……故
障表示位置、56……コイル、64,65……リレー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 及川 昌洋 宮城県仙台市一番町３丁目７番１号 東 北電力株式会社内 (72)発明者 中田 良作 愛知県大府市長草町深廻間35 日本高圧 電気株式会社技術研究所内 (72)発明者 大田 正行 愛知県大府市長草町深廻間35 日本高圧 電気株式会社技術研究所内

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】架空配電線に対する取付部を有する基体に
   は、表示機構と、表示機構を作動させる為の作動機構と
   を備えさせている地絡短絡故障探査用表示器において、
   上記表示機構は、正常位置と故障表示位置との間の位置
   替を自在にした表示体と、一方へ向けての通電により上
   記表示体を正常位置から故障表示位置へ向けて駆動し、
   反対方向へ向けての通電により上記表示体を故障表示位
   置から正常位置へ向けて駆動するようにしたコイルとを
   有しており、一方上記作動機構は、上記基体を架空配電
   線に取付けた状態において、上記架空配電線に流れる電
   流を検出しその大きさに対応した大きさの直流出力を生
   ずるようにした電流検出機構を有しており、しかも核電
   流検出機構には、夫々極性反転操作用の第１切替スイッ
   チと、第２切替スイッチとの直列回路の一端が接続して
   あると共に、その他端は上記コイルに接続してあり、更
   に上記作動機構は、上記電流検出機構が架空配電線の短
   絡時の大電流を検出したときには上記第１及び第２切替
   スイッチの両方に反転指令を与え、架空配電線の正常負
   荷時の中電流を検出したときには第１又は第２切替スイ
   ッチのいずれか一方に反転指令を与えるようにした判別
   手段を有していることを特徴とする地絡短絡故障探査用
   表示器。