JP2626790B2 - 地絡事故点探査用表示器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、配電線に付設した状態において、送信機
から送られる地絡事故点探査用の信号の電流が付設地点
の配電線に流れた場合にそれを検出して表示するように
した地絡事故点探査用表示器に関する。

〔従来の技術〕

配電線に地絡事故が生じた場合、その事故点を探査す
る為に、第３図に示される如く上記配電線１に探査信号
の送信機20を接続してそれから探査信号を配電線１に送
出し、上記配電線に予め又は事故発生後付設した多数の
地絡事故点探査用表示器2f1〜2f5の夫々の表示の有無
（表示器2f1〜2f4は表示状態、表示器2f5は非表示状態
となる）を見ることによって、事故点Ｐが存在する範囲
Ａを特定することが行なわれている。そして上記の地絡
事故点探査用表示器として、配電線に付設されることに
よりその配電線に流れる電流によって発生されている磁
束が通るようにしたコアと、上記コアに付設されかつそ
のコアを通る磁束に対応する信号を出力する検出コイル
と、上記検出コイルからの出力信号を受け入れて表示動
作する表示部とから成る地絡事故点探査用表示器が知ら
れている。

〔発明が解決しようとする課題〕

この従来の地絡事故点探査用表示器では、送信機から
出力される探査信号の出力が一定であって、しかもその
送信機から地絡事故点探査用表示器の付設地点までが遠
距離であると、該地点の配電線に流れる探査信号の電流
値が小さくなって上記コイルには所要の検出信号が得ら
れず、その結果、表示部の表示がなされなくなる問題点
があった。

本発明は以上のような点に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、一定出力の送信機からの距離が
遠くて小さな電流値の探査信号しか得られぬ地点におい
ても、それを確実に検知して表示部を表示作動せしめる
ことができて、上記のような送信機でもって広い探査範
囲を得ることができるようにした地絡事故点探査用表示
器を提供することである。

〔課題を解決する為の手段〕

上記目的を達成する為に、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〕

配電線に探査信号の電流が流れると、その電流による
磁束がコアを通り、コイルはその磁束に対応した信号を
出力する。この場合コイルは上記探査信号に共振し、コ
イルからは大きな信号が出力される。表示部はその信号
を入力して表示動作する。

配電線に流れる電流が商用周波の負荷電流の場合、上記
コイルがその高調波に共振して大きな出力信号を生じて
も、負荷電流時表示阻止手段が上記表示動作を阻止す
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
図において、１は周知の配電線、２は配電線１に付設し
た地絡事故点探査用表示器を示す。

上記地絡事故点探査用表示器２において、３は変流器
で、配電線１に対しそれが貫通する状態に付設するよう
にした環状のコア４と、そのコア４の一部の周囲に巻回
した検出コイル５とを備える。上記コア４としては、地
絡事故点探査用表示器２が屋外に設置された状態におい
て該コア４に水分が付着しても（例えば結露による水分
の付着、あるいは降雨による雨水そのものの付着）発錆
が生じないように、例えばフェライト製のものが用いら
れる。６は上記検出コイル５に付設した共振手段で、コ
ンデンサをもって構成されており、検出コイル５に対し
並列接続されて検出コイル５と共に並列共振回路を構成
している。該共振手段による検出コイル５の共振周波数
は、送信機から送られる探査信号の周波数例えば170Hz
に設定される。そのような周波数となるように、コア４
の透磁率、検出コイル５のインダクタンス等に応じてコ
ンデンサの静電容量が定められる。

次に７は表示部を示す。該表示部７において、８は駆動
回路で、上記検出コイル５の出力信号を受け入れて出力
信号を生ずるよう構成してある。９は表示具で、駆動コ
イル9aと、その駆動コイルにより駆動されて表示状態と
なるようにした表示体9bとから成るものが用いてある。
表示具９としてはランプ等の発光体、ブザー等の発音体
も利用可能である。

次に10は負荷電流時表示阻止手段を示す。該手段10にお
いて、11は信号抽出器で、配電線１を流れる電流の一部
を抽出するようにしたものであり、前記変流器３のコア
４を共通利用したコア12と、そのコア12に付設した抽出
コイル13をもって構成してある。上記コア12は前記コア
４とは別体の独立したものでもよい。また上記コイル13
は前記コイル５を共通利用しても良い。14は判別回路
で、抽出器11で抽出された信号が商用周波例えば50Hzの
信号であるか否かを判別し、それに対応する出力信号を
次段に与えるようにしてある。このような判別回路とし
ては例えば帯域阻止フィルタが用いられる。15は制御回
路で、判別回路14からの信号を受けて、前記表示部７の
表示動作を阻止するようにしてある。そのような阻止の
手段としては、例えば電子式の又は機械式のスイッチを
用いて、駆動回路８内部における信号の伝達を遮断した
り、表示具９におけるコイル9aへの電流を切断したり、
或いは検出コイル５から表示部７への検出信号の伝達を
遮断したりする等、任意の手段を用いることが可能であ
る。

上記構成の地絡事故点探査用表示器２において配電線
１に探査信号の電流が流れた場合の動作を説明する。配
電線１に探査信号の電流が流れるとその電流によって発
生される磁束がコア４を通る。すると検出コイル５はそ
の磁束に対応する検出信号を出力する。この場合、検出
コイル５は上記探査信号の周波数に共振する為、検出コ
イル５からは大きな検出信号が得られる。その検出信号
は表示部７における駆動回路８に与えられ、該駆動回路
８は表示具９の駆動コイル9aに動作用の電流を与える。
すると駆動コイル9aは表示体9bを駆動して表示位置に至
らしめ、表示状態となる。

次に、配電線１に対する地絡事故点探査用表示器２の
付設状態において、地絡事故点探査用表示器２の周囲温
度が変化した場合について説明する。上記周囲温度が変
化すると上記コア４の温度も変化し、その透磁率が変化
する。すると上記共振手段６の存在による上記検出コイ
ル５の共振周波数も変化する。

次に配電線１に対する地絡事故点探査用表示器２の付
設状態において、配電線１に商用周波の負荷電流が流
れ、しかも上記周囲温度の変化により上記検出コイル５
が共振する周波数が変化して、該コイル５が商用周波の
高調波例えば200Hzに共振する状態となった場合につい
て説明する。

この場合には、配電線１に上記探査信号の電流が流れた
場合と同様に検出コイル５は検出信号を出力し、それが
表示部７に与えられる。

一方上記配電線１に流れる商用周波の負荷電流は信号抽
出器11で抽出され、その抽出信号が判別回路14に与えら
れる。すると判別回路14は対応出力を生ずる。制御回路
15はその出力を受けて表示部７の表示動作を阻止する。
その結果、表示部７の誤った表示が防止される。

次に本願の異なる実施例を示す第２図について説明す
る。この例は配電線を流れる探査信号の電流を検知して
表示部が表示状態となった後、配電線を流れる商用周波
の電流によって上記表示部を正常状態に復帰させること
もできるようにしてある地絡事故点探査用表示器の例を
示すものである。図において、表示具９における駆動コ
イル（例えばマグサインコイル）9aは、矢印Ｘ方向に電
流が流れると表示体9bを表示位置へ駆動し、矢印Ｙ方向
に電流が流れると表示体9bを復帰位置へ駆動するように
してある。

次に31は変流器の第２コイルで、前記コア４に巻回して
ある。32は復帰回路で、上記コイル31から出力された商
用周波の信号を受けて上記表示具９におけるコイル9aに
復帰用の出力電流を与え得るように構成してある。

次に負荷電流時表示阻止手段10において、該手段10にお
ける前記信号抽出器のコア及び抽出コイルとしては、上
記コア４及び第２コイル31を夫々共通利用してある。ま
た判別回路14は図示される如き構成で商用周波の信号の
みを通すフィルタをもって構成してある。また制御回路
15は一例としてFETを用いた電子スイッチ33をもって構
成してあり、駆動回路８におけるSCR292をトリガーする
為の信号を跡絶えさせることによって、表示部７の表示
動作を阻止するようにしてある。

次に回路の詳細をその作用と共に説明する。

（イ）配電線１に探査信号電流が流れた場合の表示器の
動作を説明する。

探査信号電流が配電線１に流れるとその電流は変流器
３における検出コイル５によって検出される。この場
合、コンデンサ６による共振の為、検出コイル５に得ら
れる出力信号は充分大きい。その出力信号はダイオード
D1で整流され、表示用蓄勢コンデンサC2に蓄積される。

また上記出力信号は探査信号電流検出回路267に入力さ
れる。該回路267において上記信号はコンデンサC5と抵
抗R1から成る微分回路257を通り、ダイオードD4を経て
電圧検知素子271に与えられる。電圧検知素子271は、添
字ａを付して示す入力端271aに所定の検知レベル以上の
入力信号がある場合に、その信号を添字ｂを付して示す
出力端271bから出力信号として送出し、その入力信号が
無い場合には、上記出力端に出力信号を生じない特性を
有する素子である。このような素子としては例えば市販
のＣ−MOS・8502ALBがある。以降に述べる他の電圧検知
素子についても同様である。電圧検知素子271の出力信
号はパルストランスT1に入力され、さらに同トランスT1
から第２スイッチとして用いられているSCR292のゲート
に送出されて同SCR292が導通する。

上記表示用蓄勢コンデンサC2が充分に充電されて表示具
９の駆動コイル9aの動作電圧に達すると、つまり、電圧
検知素子272の所定の検知レべル以上になると、電圧検
知素子272はそれを検知し、その出力端272bより信号を
送出して第１スイッチとして用いられているSCR291を導
通させる。SCR291が導通すると既にSCR292が導通状態に
あるため、表示用コンデンサC2→SCR291→SCR292→駆動
コイル9a→コンデンサC2の経路によって上記コンデンサ
C2に充電された電荷が放電される。この放電により上記
コイル9aには矢印Ｘ方向に励磁電流が流れる。その結
果、表示具９における表示体9bが正常位置から故障の表
示位置へ向けて移動し、表示器は表示状態となる。尚、
図において信号電流検出回路263aは電圧検知素子272の
保護用のツェナーダイオード（8V）D3と、電圧検知素子
272の検知レベルを駆動コイル9aの動作電圧に合わせる
ためのツェナーダイオード（6.2V）D2と、コンデンサC4
とから成る。

（ロ）次に配電線１に商用周波の復帰信号が流れると、
上記表示器の表示状態は次のようにして復帰する。

配電線１に所定値例えば4A以上の復帰信号電流が流れ
ると、その電流は変流器３の第２コイル31で検出され
る。検出された信号はその出力端に接続するダイオード
D13,D12で整流され、抵抗R3を介して復帰用蓄勢コンデ
ンサC7に充電される。即ち、コンデンサC7→ダイオード
D12→抵抗R5→抵抗R3→ダイオードD13→コイル31のプラ
ス側→コイル31のマイナス側→接点Ryb2→コンデンサC7
の経路で充電される。なお、上記抵抗R3は可変抵抗から
成り、この抵抗値を可変することによってリレーRyの動
作電圧を調整できるようにしてある。上記のように復帰
用コンデンサC7が変流器３からの信号によって充電され
て点ホの電位が上昇し、それが電圧検知素子273の所定
の検知レベル以上になると、同素子273の出力端273bよ
り抵抗R4を介して第３のスイッチとして用いられている
SCR293のゲートにゲート信号が送られてSCR293が導通す
る。SCR293が導通すると、復帰用コンデンサC7→駆動コ
イル9a→リレー接点Ryb→SCR293→復帰用コンデンサC7
の経路で同コンデンサC7の電荷が放電される。この放電
により、表示具９のコイル9aには矢印Ｙの如く地絡表示
の時とは逆方向に電流が流れる。その結果、表示具９に
おいては表示体9bが逆回転駆動されて正常位置に復帰す
る。尚上記復帰作業は、配電線１に商用周波の正常な負
荷電流（4A以上）を流すことによっても上記と同様に行
うことができる。

（ハ）次に、配電線１に短絡電流のような大電流が流れ
た場合の表示器の動作は次の通りである。線路に800A以
上の短絡電流が流れると、それは変流器３のコイル31に
よって検出され、そのコイル31からの出力はダイオード
D12,D13を介して与えられ、抵抗R3の両端に接続するリ
レーRyが動作し、接点Ryaが閉じ同時に接点Rybが開く。
また変流器３の検出コイル５からの出力はダイオードD1
を介して表示用コンデンサC2に充電される。そして表示
用コンデンサC2が所定電圧まで充電されると、その電圧
は電圧検知素子272により検知され、その検知信号によ
ってSCR291が導通する。SCR291が導通すると、表示用コ
ンデンサC2→SCR291→リレー接点Rya→駆動コイル9a→
表示用コンデンサC2の閉路が形成され、同コンデンサC2
の電荷が放電されて表示具９のコイル9aに前記地絡故障
の場合と同方向のＸ方向に電流が流れる。その結果表示
具９の表示体9bは正常位置から故障表示位置に向けて移
動し、表示状態となる。尚サイダックSS1は前記800Aの
短絡電流に対応して導通する定格（動作電圧60V）のも
のが使用され、また、C9はリレーRyに並列に接続した遅
延開放用のコンデンサである。

上記の場合、地絡探査信号検出回路267における微分回
路257は、線路に流れる信号（電流）が50Hzないしは60H
zの商用周波でしかも短絡電流のような過大電流の場合
に点イにおける電位上昇を制限する。つまり、上記の信
号が商用周波の場合には仮に流れる信号が過大であって
も、共振回路において設定した共振周波数と相違するた
め充分な検出信号（出力）が得られず、而も上記の微分
回路でもって点イにおける電位上昇が制限されるため、
上記第１の電圧検知素子271の検知レベルには達せず、
同素子は動作しない。

次に、上記リレーRyは接点RyaとRybの他、さらにコンデ
ンサC7と変流器の第２コイル31の一方の出力端との間に
接点Rya2とRyb2とからなる１組の切換用接点を設けてい
る。この切換用接点の目的は次の通りである。

配電線に短絡電流のような大電流が流れた場合には、変
電所の過電流継電器が働いて遮断器がトリップし、変電
所の送電を停止する。しかしこの送電停止後においても
例えば配電線路に誘導負荷等が接続されているような場
合には、配電線に流れる電流が急激に停止されない。こ
の為、上記送電停止後において既に短絡表示状態にある
表示器においては、復帰用コンデンサC7が充電されて、
さらに電圧検知素子273がこの電圧を検知し、そして第
３スイッチ（SCR293）が導通し、そして既に復帰状態に
あるリレーRyの接点Rybによって復帰用コンデンサC7の
放電経路を形成し、一旦短絡表示した表示器が復帰して
しまうことになる。そこでその対策として、上記切換用
接点を設けることによって、配電線に短絡電流が流れて
リレーRyが動作した時は、接点Ryb2からRya2に切換わっ
た状態で同リレーを自己保持させ、そして上記配電線に
流れる電流が消滅した後に復帰するようにリレーRyに対
してはコンデンサC9を並列に接続して適当な遅延復帰動
作を得られるようにしている。つまり、リレーRyの自己
保持が解かれた時には配電線に流れている電流も消滅な
いしは減少した状態にあるため、復帰用コンデンサC7に
充電された電圧は低下した状態にあり、そのために電圧
検知素子273は検知せず、したがって第３スイッチ（SCR
293）は導通しない。

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。

（ニ）次に、コア４の透磁率が変化してコイル５が共振
する周波数が変化し、それが商用周波の高調波の周波数
に一致し、しかもその状態において配電線１に商用周波
の小電流が流れた場合について説明する。

この場合には前記（イ）の場合と同様に検出コイル５
が充分に大きな検出信号を生ずる為、駆動回路８は前記
（イ）の場合と同様に動作する。しかしこの場合には、
信号抽出器11で抽出される信号は商用周波の信号である
為、その信号は判別回路14を通過しない。従って電子ス
イッチ33はオフの状態である。この為、電子スイッチ33
の出力端（FETのソースＳとドレインＤ）に接続してい
る駆動回路８における第２スイッチ（SCR292）のゲート
回路、詳しくはパルストランスT1の一次側が開放されて
いるため、同スイッチ（SCR292）の導通が阻止される。

これにより、上記検出信号によって表示蓄勢用コンデン
サC2が充電され、そして電圧検知素子271,272が該電圧
を検知し、そしてそれぞれの電圧検知素子の出力端から
第１スイッチ（SCR291）と第２スイッチ（SCR292）のゲ
ートに向けて導通信号を出力しても、上記のごとく電子
スイッチ33がオフのため第２スイッチ（SCR292）には導
通信号が与えられなくてそれは導通せず、蓄勢用コンデ
ンサC2の放電が行なわれない。従って、上記小電流の負
荷電流によって表示器が誤って表示したりすることはな
い。

尚、配電線１に流れる信号が上記のような180Hz（また
は170Hz）の地絡探査信号の場合には、その信号が上記
判別回路14を通過し、さらにその出力によって電子スイ
ッチ33をオンにするため、第２スイッチ（SCR292）はそ
のゲート回路が閉路され電圧検知素子271からの出力が
あれば第２スイッチ（SCR292）は導通し、地絡表示動作
することができる。

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、配電線１に送信機20
から出力された探査信号の電流が流れた場合、それを検
知して表示部８を表示動作させられるは勿論のこと、 上記送信機20の出力が一定であり、しかも送信機から
本地絡事故点探査用表示器の付設地点までが遠距離であ
って上記探査信号の電流が小さくても、検出コイル５を
その探査信号に共振させることができて検出コイル５か
らは大きい検出信号を得られる特長がある。

このことは上記送信機20から遠くの地点にある表示器２
まで表示動作させられることであって、一定出力の送信
機でもって広い探査範囲を得ることのできる有用性があ
る。

しかも上記のように共振をさせるようにしたものであ
る為、該表示器２の付設地点での周囲温度が変わると、
コア４の透磁率が変化して上記検出コイル５の共振周波
数が変わり、上記配電線１に流れる通常の商用周波の負
荷電流の高調波成分に上記コイルが共振して上記表示部
７を誤表示させる可能性のあるものでも、配電線１にそ
のような通常の負荷電流が流れる場合には、上記表示部
７の表示動作を阻止するから、上記のような通常の負荷
電流による誤った表示を予め防止できる効果もある。

【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図は地絡事故点
探査用表示器のブロック図、第２図は異なる実施例を示
す回路図、第３図は地絡事故点の探査の状況を略示する
図。 １……配電線、２……地絡事故点探査用表示器、４……
コア、５……検出コイル、６……共振手段、７……表示
部、８……駆動回路、９……表示具、10……負荷電流時
表示阻止手段。

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 (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】配電線に付設されることによりその配電線
   に流れる電流によって発生されている磁束が通るように
   したコアと、上記コアに付設されかつそのコアを通る磁
   束に対応する信号を出力する検出コイルと、上記検出コ
   イルからの出力信号を受け入れて表示動作する表示部と
   から成る地絡事故点探査用表示器において、上記検出コ
   イルには該検出コイルを商用周波とは異なる周波の探査
   信号の周波数に共振させる共振手段を付設し、一方、上
   記配電線に流れる電流の周波数が商用周波の周波数の場
   合にそれを検知して上記表示動作を阻止する負荷電流時
   表示阻止手段を備えた地絡事故点探査用表示器。
2. 【請求項２】配電線に付設されることによりその配電線
   に流れる電流によって発生されている磁束が通るように
   したフェライト製のコアと、上記コアに付設されかつそ
   のコアを通る磁束に対応する信号を出力する検出コイル
   と、上記検出コイルからの出力信号を受け入れて表示動
   作する表示部とから成る地絡事故点探査用表示器におい
   て、上記検出コイルには共振用のコンデンサを接続する
   と共に、それら検出コイルと共振用のコンデンサとによ
   る共振周波数は商用周波とは異なる周波の探査信号の周
   波数に設定し、一方、上記配電線に流れる電流の周波数
   が商用周波の周波数の場合にそれを検知して上記表示動
   作を阻止する負荷電流時表示阻止手段を備えた地絡事故
   点探査用表示器。