JP2920072B2

JP2920072B2 - 自動区分開閉器

Info

Publication number: JP2920072B2
Application number: JP6167558A
Authority: JP
Inventors: 正司中島
Original assignee: NAKAJIMA DENKI SEISAKUSHO KK
Current assignee: NAKAJIMA DENKI SEISAKUSHO KK
Priority date: 1994-06-28
Filing date: 1994-06-28
Publication date: 1999-07-19
Anticipated expiration: 2014-07-19
Also published as: JPH0819158A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は時限順送式配電線の配電
区間に配置されて使用される自動区分開閉器に関するも
のであり、配電区間に地絡故障、短絡故障等が生じたと
きに、その故障を自動的に選択検知でき、更にその選択
検知に基づいて故障の配電区間を変電所側の健全区間か
ら自動的に開放遮断して切り離すようにしたものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】時限順送式配電線は図４に示すように、
多数の配電区間Ａ₁ 、Ａ₂ ・・・の区分点に自動区分開
閉器Ｂ₂ 、Ｂ₃ ・・・を配置し、変電所の遮断器ＣＢが
閉路すると自動区分開閉器Ｂ₂ 、Ｂ₃ ・・・が、変電所
側の自動区分開閉器Ｂ₁ から負荷側の自動区分開閉器Ｂ
₂ 、Ｂ₃ ・・・に順次、予め定められている投入時間差
をもって投入されて、変電所側の配電区間Ａ₁ から最終
の配電区間Ａ_n まで順次送電されるようにしてある。

【０００３】このような時限順送式配電線１では、変圧
器の絶縁不良に起因する地絡故障、高圧配電線を支持す
る支柱の碍子の絶縁不良等に起因する地絡故障、強風や
鳥等の接触に起因する地絡故障、等々の各種地絡故障が
生ずることがある。また、ケーブル自体の絶縁不良に起
因する短絡故障が生ずることもある。近年はこれらの故
障のうち、短絡故障はケーブルの品質の改善に伴って非
常に少なくなり、僅か１０〜２０％に過ぎず、残りの８
０〜９０％は地絡故障である。

【０００４】

【平常送電】図４に示す時限順送式配電線では次のよう
にして変電所から高圧配電線へ送電される。（１）変電所のフィーダＦ１のＣＢ（遮断器）が閉路す
ると配電区間Ａ₁ に送電され、自動区分開閉器Ｂ₁ とＢ
₅ に電圧が印加される。（２）自動区分開閉器Ｂ₁ は予め定められている投入時
間（例・７秒）後に投入され、配電区間Ａ₂ に送電され
る。（３）以下、配電区間Ａ₂ 以降の自動区分開閉器Ｂ₂ 、
Ｂ₃ ・・・は前記の時間差をもって順次投入され、４９
秒後に最終配電区間Ａ₈ に送電される。

【０００５】図４の時限順送式配電線１では配電区間Ａ
₁ 、Ａ₂ ・・・のいずれかに短絡或は地絡故障が発生し
た場合、次の様に処理されていた。（１）例えば、配電区間Ａ₃ で短絡或は地絡事故が発生
した場合、変電所の遮断器ＣＢが遮断する。通常、遮断
器ＣＢはその遮断後に２度閉路されるように設定されて
いる。この場合、１回目の閉路を再閉路、２回目の閉路
を再々閉路という。（２）前記遮断器ＣＢの遮断後に再閉路して配電線に再
送電した時に同遮断器ＣＢが再度遮断して再停電する
と、その配電区間Ａ₃ が短絡或は地絡故障区間として検
出される。このとき、自動区分開閉器Ｂ₂ は遮断状態に
ロック（その後に再度閉路しても負荷側に送電されない
状態に保持されること）されて、遮断器ＣＢがその後に
再々閉路されて変電所から配電区間Ａ₂ に送電されても
自動区分開閉器Ｂ₂ は投入せず、事故区間（図４の配電
区間Ａ₃ ）がそれより変電所側の健全区間から切り離さ
れる。この場合、切り放された配電区間Ａ₃ 以降の配電
区間は停電するが、それよりも変電所側の健全な配電区
間Ａ₁ 、Ａ₂ は停電しない。（３）前記の再閉路時に、予め定められている検出時間
内に地絡故障が検出されなければ、自動区分開閉器Ｂ₂
は平常状態に戻り、ロックが解除されて、再々閉路後は
それより後段の自動区分開閉器Ｂ₃ 、Ｂ₄ ・・・に電源
が順次投入される。

【０００６】

【発明が解決する課題】前記した事故処理方法では次の
様な問題があった。．いずれかの配電区間Ａ₁ 、Ａ₂
・・・に短絡或は地絡故障が生ずると変電所の遮断器Ｃ
Ｂが遮断するので、その遮断器ＣＢ以降の全ての配電区
間が停電し、地絡故障の生じていない健全区間も停電し
てしまう。しかも、地絡故障区間を健全区間から切離す
ときも停電するので、地絡故障が発生すると健全区間に
送電できるようになるまでに最低２回は停電する。．
配電区間が多くなると故障区間の検出に時間がかかり、
停電してから復帰までの停電時間が長くなる。．健全
区間が停電しないようにするためには、変電所の遮断器
ＣＢが遮断する前に、故障配電区間以降の自動区分開閉
器が遮断するようにすればよいが、時限順送式配電線１
の短絡故障時に、自動区分開閉器の遮断容量を越えた大
電流をこの自動区分開閉器が遮断すると爆発する虞れが
ある。このため従来は短絡故障時も地絡故障時も変電所
の遮断器ＣＢより先に配電線に配置されている自動区分
開閉器を遮断することはできなかった。

【０００７】本発明の目的は、配電区間に短絡故障が生
じたときは従来通り先に変電所の遮断器が遮断するが、
地絡故障のときはその配電区間の自動区分開閉器が自ら
地絡故障を検出し、変電所の遮断器よりも先に遮断し
て、変電所は無停電で、地絡故障の配電区間以降だけが
停電し、地絡故障の配電区間より変電所側の健全区間は
一切停電しないようにして、停電区間の縮小と停電時間
の短縮化を実現することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のうち請求項１の
自動区分開閉器は、図１のように高圧配電線の配電区間
Ａ₁ 、Ａ₂ ・・・に生ずる地絡・短絡故障を選択検知す
る零相変流器ＺＣＴ、零相変成器ＺＰＤ、それらからの
零相電流、零相電圧を受けて動作する地絡方向リレー
Ｅ、地絡方向リレーＥの動作時に動作し、不動作時に復
帰する第１のリレーＧ、第１のリレーＧの動作・復帰と
逆に復帰・動作する第２のリレーＦ、配電線１の変電所
側と負荷側とを開閉する線路開閉器Ｍを備えた高圧開閉
器Ｓ、自動区分開閉器固有の投入時間及びその投入後の
検出時間を設定するタイマーと変電所から高圧配電線へ
の再送電時に負荷側に電源が送られないようにロックす
るロック機構とを備えた自動区分開閉装置Ｈ、高圧開閉
器Ｓ固有の開放遅延時間を設定する開放遅延回路３を有
し、この開放遅延回路３が高圧開閉器（Ｓ）の線路開閉
器（Ｍ）を駆動する作動電磁石（ｍ）に並列に接続した
ダイオード（Ｄ₁ ）と抵抗（Ｒ）の直列回路と、作動電
磁石（ｍ）とダイオード（Ｄ₁ ）と抵抗（Ｒ）に直列に
接続した第１のリレー（Ｇ）の接点（ｇ₂ ）とコンデン
サＣの並列回路とからなり、この開放遅延回路（３）に
より設定される前記固有の開放遅延時間を、短絡故障の
ときはダイオード（Ｄ₁ ）と抵抗（Ｒ）の直列回路によ
り変電所の反限時特性の短絡保護リレーの動作時間より
長くなり、地絡故障のときは接点（ｇ₂ ）が開放されて
コンデンサ（Ｃ）が作動電磁石（ｍ）とダイオード（Ｄ
₁）と抵抗（Ｒ）に直列に挿入され、変電所の地絡保護
リレーの動作時間より短くなるようにして、平常送電時
は第１のリレーＧが復帰し、第２のリレーＦが動作し、
自動区分開閉装置Ｈのロックが解除され、線路開閉器Ｍ
が投入されて変電所から高圧配電線に送電され、平常送
電中に地絡故障が発生して地絡方向リレーＥが動作する
と、第１のリレーＧが動作し、第２のリレーＦが復帰
し、自動区分開閉装置Ｈが復帰（動作停止）して線路開
閉器Ｍが変電所の地絡保護リレーの動作時間より短い開
放遅延時間後に開放遮断し、この開放遮断により地絡故
障区間以降が無電圧になって地絡電流が無くなると、地
絡方向リレーＥが復帰し、第１のリレ−Ｇが復帰し、第
２のリレーＦが動作し、自動区分開閉装置Ｈが起動して
線路開閉器Ｍが再投入され、自動区分開閉装置Ｈがロッ
クし、自動区分開閉装置Ｈの設定検出時間内に地絡方向
リレーＥが地絡電流を検出して動作すると第１のリレー
Ｇが動作し、第２のリレーＦが復帰し、自動区分開閉装
置Ｈが無電圧になってロックされたままとなり、開放遅
延回路３により設定された開放遅延時間後に線路開閉器
Ｍが開放されて故障区間が切離されるようにし、平常送
電中に短絡故障が発生すると地絡方向リレーＥが不動
作、変電所の反限時特性の短絡保護リレーが動作し、そ
の動作時間後に変電所の遮断器ＣＢが遮断して無電圧と
なると自動区分開閉装置Ｈが復帰して動作し、開放遅延
回路３により設定された開放遅延時間後に線路開閉器Ｍ
が開放となり、変電所の再閉路により短絡故障区間が切
離されるようにし、正常送電中に地絡故障と短絡故障が
同時に発生して地絡方向リレーＥが動作すると、第１の
リレーＧが動作し、同時に変電所の反限時特性の短絡保
護リレーが動作し、その動作時間後に変電所の遮断器Ｃ
Ｂが遮断して無電圧となると地絡方向リレーＥ、第１の
リレーＧ、自動区分開閉装置Ｈの夫々が復帰し、開放遅
延回路３により設定された開放遅延時間後に線路開閉器
Ｍが開放となり、変電所の再閉路により短絡及び地絡故
障区間が切離されるようにしたものである。

【０００９】本発明のうち請求項２の自動区分開閉器は
基本的には請求項１の自動区分開閉器と同じであり、異
なるのは、図１の開放遅延回路３を図２に示す様に可変
式開放遅延回路４とし、この可変式開放遅延回路４によ
り設定される前記固有の開放遅延時間を、平常動作時は
変電所の反限時特性の短絡保護リレーの動作時間より長
く、地絡故障時には変電所の地絡保護リレーの動作時間
より自動的に短くなるように可変可能として、平常送電
中に地絡故障が発生すると、線路開閉器Ｍが当該可変式
開放遅延回路４により設定された開放遅延時間後に開放
されて地絡故障区間が切離され、平常送電中に短絡故障
が発生すると、線路開閉器Ｍが当該可変式開放遅延回路
４により設定された開放遅延時間後に開放されて、変電
所の再閉路により短絡故障区間が切離され、平常送電中
に地絡故障と短絡故障が同時に発生すると、線路開閉器
Ｍが当該可変式開放遅延回路４により設定された開放遅
延時間後に開放されて、変電所の再閉路により短絡及び
地絡故障区間が切離されるようにしたものである。

【００１０】本発明のうち請求項３の自動区分開閉器
は、請求項２記載の自動区分開閉器において、高圧開閉
器Ｓ固有の開放遅延時間を設定する可変式開放遅延回路
４が、高圧開閉器Ｓにおける線路開閉器Ｍの作動電磁石
ｍにダイオードＤ ₁ と２以上の抵抗Ｒ ₁ 、Ｒ ₂ との直列
回路を並列に接続し、前記２以上の抵抗Ｒ ₁ 、Ｒ ₂ のう
ちの一部の抵抗Ｒ ₂ に前記第１のリレーＧの開放接点ｇ
₂ を並列に接続して、平常時および短絡故障時は抵抗Ｒ
₂ が開放接点ｇ ₂ によって短絡され、地絡故障時は同抵
抗Ｒ ₂ が開放接点ｇ ₂ の開放により自動的に前記ダイオ
ードＤ ₁ 、抵抗Ｒ ₁ に直列に挿入されるようにしてな
り、この可変式開放遅延回路４により設定される開放遅
延時間が、平常動作時または短絡故障時は前記抵抗Ｒ ₂
の短絡により変電所の反限時特性の短絡保護リレーの動
作時間より長く、地絡故障時には前記抵抗Ｒ ₂ の挿入に
より変電所の地絡保護リレーの動作時間より自動的に短
くなるようにしたものである。

【００１１】

【請求項１の発明の作用】請求項１の自動区分開閉器で
は零相変流器ＺＣＴ、零相変成器ＺＰＤを設けたので、
配電区間に地絡故障が生ずるとその故障が零相変流器Ｚ
ＣＴ、零相変成器ＺＰＤにより選択検知される。即ち、
自動区分開閉器自体でその配電区間の地絡故障が検知さ
れる。また、零相変流器ＺＣＴ、零相変成器ＺＰＤから
の零相電流、零相電圧により地絡方向リレーＥ、第１の
リレーＧ、第２のリレーＦが作動して自動区分開閉器が
開放遮断する。このとき開放遅延回路３による開放遅延
時間が変電所の地絡保護リレーの動作時間（例、０．８
秒）より短く（例、０．６秒）設定されているので、変
電所の遮断器ＣＢが遮断する前に必ず自動区分開閉器が
開放遮断する。このため変電所は無停電で、地絡故障の
配電区間以降だけが停電し、地絡故障の配電区間より変
電所側の健全区間は一切停電しない。また前記開放遅延
時間を変電所の反限時特性の短絡保護リレーの動作時間
より長く設定したので、配電区間の短絡故障時に変電所
の短絡保護リレーが先に遮断して自動区分開閉器が爆発
することもない。また、開放遅延回路３が高圧開閉器Ｓ
の線路開閉器Ｍを駆動する作動電磁石ｍに並列に接続し
たダイオードＤ₁ と抵抗Ｒの直列回路と、作動電磁石ｍ
とダイオードＤ₁ と抵抗Ｒに直列に接続した第１のリレ
ーＧの接点ｇ₂ とコンデンサＣの並列回路とからなり、
この開放遅延回路３により設定される前記固有の開放遅
延時間を、短絡故障のときはダイオードＤ₁ と抵抗Ｒの
直列回路により変電所の反限時特性の短絡保護リレーの
動作時間より長くなり、地絡故障のときは接点ｇ₂ が開
放されてコンデンサＣが作動電磁石ｍとダイオードＤ₁
と抵抗Ｒに直列に挿入され、変電所の地絡保護リレーの
動作時間より短くなるようにしてあるので、ダイオード
Ｄ₁ と抵抗Ｒの時定数を任意に選択することにより、開
放遅延時間を変電所の地絡保護リレーの動作時間より短
い任意の時間に設定することができ、短絡故障のときは
変電所の反限時特性の短絡保護リレーの動作時間より長
く設定することができる。

【００１２】

【請求項２の発明の作用】請求項２の自動区分開閉器で
は零相変流器ＺＣＴ、零相変成器ＺＰＤを設けたので、
配電区間に地絡故障が生ずると、それが零相変流器ＺＣ
Ｔ、零相変成器ＺＰＤにより選択検知される。即ち、自
動区分開閉器自体でその配電区間の地絡故障が検知され
る。また、零相変流器ＺＣＴ、零相変成器ＺＰＤからの
零相電流、零相電圧により地絡方向リレーＥ、第１のリ
レーＧ、第２のリレーＦが作動して自動区分開閉器が開
放遮断する。このとき、可変式開放遅延回路４により設
定される開放遅延時間が、平常動作時は変電所の反限時
特性の短絡保護リレーの動作時間（例、０．２秒）より
長く（例、１．０秒）、地絡故障時は変電所の地絡保護
リレーの動作時間（例、０．８秒）より自動的に短く
（例、０．６秒）なるように短縮可能であるため、短絡
故障時には自動区分開閉器は必ず変電所の遮断器が遮断
してから開放され、自動区分開閉器に短絡の大電流が流
れて自動区分開閉器が爆発することがない。また、地絡
故障時には変電所の遮断器が遮断する前に必ず遮断し、
変電所は無停電で、地絡故障の配電区間以降だけが停電
し、地絡故障の配電区間より変電所側の健全区間は一切
停電しない。

【００１３】

【請求項３の発明の作用】本発明のうち請求項３の自動
区分開閉器では開放遅延回路４を、高圧開閉器Ｓの作動
電磁石ｍにダイオードＤ₁ と抵抗Ｒ₁ 、Ｒ₂ の直列回路
を並列に接続し、その抵抗Ｒ₂ に前記第１のリレーＧの
開放接点ｇ₂ 、ｇ₄ を並列に接続して、平常時は同抵抗
Ｒ₂ が短絡され、地絡故障時には同抵抗Ｒ₂ が前記ダイ
オードＤ₁、抵抗Ｒ₁ に直列に挿入されるようにしてあ
るため、ダイオードＤ₁ と抵抗Ｒ₁、Ｒ₂ の時定数を任
意に選択することにより、開放遅延時間を任意の時間に
定めることができる。また、この自動区分開閉器では平
常時には開放接点ｇ₂ 、ｇ₄が閉じて抵抗Ｒ₂ が短絡さ
れ、開放遅延時間が長くなるが、地絡故障時には開放接
点ｇ₂ 、ｇ₄ が開いて抵抗Ｒ₂ が挿入され、直列抵抗が
Ｒ₁ ＋Ｒ₂ となり、開放遅延時間が短縮される。例え
ば、平常時の開放遅延時間を１．０秒とし、地絡故障時
の開放遅延時間を０．６秒以下に短縮することができ
る。

【００１４】

【実施例１】図１に本発明の自動区分開閉器の第１の実
施例を示す。この自動区分開閉器は高圧開閉器Ｓと制御
函Ｔとから構成されている。

【００１５】高圧開閉器Ｓには零相変流器ＺＣＴ、零相
変成器ＺＰＤ、線路開閉器Ｍ、抵抗ＲとダイオードＤ₁
とからなる開放遅延回路３が設けられている。開放遅延
回路３は自動区分開閉器の開放遅延時間を設定するもの
である。この開放遅延時間は自動区分開閉器の高圧開閉
器が無電圧開放するまでの時間であり通常は地絡故障時
の開放遅延時間０．６秒、短絡故障時の開放遅延時間
０．６秒である。

【００１６】制御函Ｔには零相変流器ＺＣＴ、零相変成
器ＺＰＤからの零相電流、零相電圧を受けて作動する地
絡方向リレー（ＤＧＲ）Ｅ、地絡方向リレーＥの動作に
よって動作する第１のリレーＧ、第１のリレーＧが動作
すると開路する第２のリレーＦ、そして自動区分開閉装
置Ｈが備えられている。この自動区分開閉装置Ｈは投入
時間及び地絡、短絡を検出する検出時間を設定するタイ
マーと、ロック機構をもつリレー装置からなる。ここ
で、投入時間は、図１のＡＣ１００Ｖの操作電源を加圧
後、線路開閉器ＭがＯＮとなって変電所側と負荷側の配
電線が接続されるまでの時間、即ち、自動区分開閉器が
配電線に投入されるまでの時間をいい、通常は７秒に設
定されている。図３の様に配電線の分岐線に設置される
自動区分開閉器の場合は７ｎ秒に設定される。また、前
記の検出時間は前記投入後に地絡、短絡を検出する時間
をいい、通常は前記投入時間（７秒）後６秒に設定され
ている。

【００１７】図１のｅ₁ は地絡方向リレーＥの動作接
点、ｇ₂ 、ｇ₄ は第１のリレーＧの開放接点、ｆ ₁ は第
２のリレーＦの動作接点、Ｔｒは操作電源用変圧器であ
る。

【００１８】図１の自動区分開閉器の動作を配電区間の
正常時（地絡故障も短絡故障もないとき）、地絡故障
時、地絡故障消滅時、短絡故障時、地絡・短絡故障同時
発生時の夫々について説明する。

【００１９】

【正常時の動作】図１において自動区分開閉器に操作電
源ＡＣ１００Ｖが印加されると、第１のリレーＧの開放
接点ｇ₄ が閉路のため第２のリレーＦが動作し、これに
より同リレーＦの動作接点ｆ₁ が閉路する。以後、自動
区分開閉装置Ｈが起動→第１のリレーＧの開放接点ｇ₂
閉路、線路開閉器Ｍが自動区分開閉装置Ｈのタイマーで
予め設定されている投入時間（例・７秒）後に投入→自
動区分開閉装置Ｈが機械的にロック（再閉路時に負荷側
に送電されない様に保持）→同タイマーで予め設定され
ている検出時間（６秒）内に地絡故障の検出→地絡故障
検出されず（地絡故障なし）→自動区分開閉装置Ｈのロ
ックが解除（負荷側に送電される）→平常（正常）動作
となる。

【００２０】

【地絡故障時の動作】送電中に図１の高圧開閉器の負荷
側の区間に地絡故障が発生すると、その故障が零相変流
器ＺＣＴ、零相変成器ＺＰＤにより検出され、零相変流
器ＺＣＴ、零相変成器ＺＰＤからの零相電流、零相電圧
を受けて地絡方向リレーＥが動作し、以後、その動作接
点ｅ₁ 閉路→第１のリレーＧが動作、その開放接点ｇ
₂ 、ｇ₄開放→第２のリレーＦが復帰、その動作接点ｆ₁
開放→自動区分開閉装置Ｈが復帰（動作停止）とな
る。このとき、開放接点ｇ₂ の前記開放により高圧開閉
器は変電所の地絡保護リレーの動作時間（例、０．８
秒）より短い開放遅延時間（例、０．６秒）後に開放遮
断する。このため変電所の遮断器ＣＢは遮断せず、地絡
故障区間より変電所側の健全区間も全く停電しない。

【００２１】前記の高圧開閉器の開放遮断により地絡故
障区間以降が無電圧になると→地絡電流が無くなり、以
後、→地絡方向リレーＥが復帰、その動作接点ｅ₁ 開放
→第１のリレ−Ｇが復帰、その開放接点ｇ₂ 、ｇ₄ 閉路
→第２のリレーＦが動作、その動作接点ｆが閉路→自動
区分開閉装置Ｈが起動→投入時間（７秒）後に高圧開閉
器投入（再投入）→自動区分開閉装置Ｈは機械的にロッ
ク→検出時間内に地絡電流が流れる→地絡方向リレーＥ
が動作、その動作接点ｅ₁ 閉路→第１のリレーＧが動
作、その開放接点ｇ₂ 、ｇ₄ 開放→第２のリレーＦが復
帰、その動作接点ｆ開放→自動区分開閉装置Ｈは無電圧
になり機械的に遮断状態にロックのままとなる。この結
果、高圧開閉器は開放遅延時間（例、０．６秒）後に開
放→故障区間が切離される（再投入しない）。即ち、変
電所の遮断器ＣＢは遮断せず、地絡故障区間より変電所
側の健全区間も全く停電しない状態が保持される。

【００２２】

【短絡故障時の動作】送電中に短絡故障が発生すると→
図１の地絡方向リレーＥが不動作、その動作接点ｅ₁ 開
放→変電所の反限時特性の短絡保護リレーが動作→動作
時間（例、０．２秒）後に変電所の遮断器ＣＢが遮断→
無電圧→自動区分開閉装置Ｈが復帰、動作接点ｆ開放→
開放遅延時間（例・０．６秒）後に高圧開閉器開放とな
り、変電所の再閉路により短絡故障区間が切り放され
る。

【００２３】

【地絡・短絡故障同時発生時の動作】送電中に地絡故障
と短絡故障が同時に発生すると→図１の地絡方向リレー
Ｅが動作、その動作接点ｅ₁ 閉路→第１のリレーＧが動
作、その開放接点ｇ₂ 、ｇ₄開放となる。これと同時に
変電所の短絡保護リレー（反限時特性）が動作→その動
作時間（例、０．２秒）後に変電所の遮断器が遮断→無
電圧→地絡方向リレーＥが復帰、その動作接点ｅ₁ 開放
→第１のリレーＧが復帰、その開放接点ｇ₂ 、ｇ₄ 閉路
となる。また、前記無電圧により→自動区分開閉装置Ｈ
が復帰、その動作接点ｆ開放→開放遅延時間（例・０．
６秒）後に高圧開閉器開放となり、変電所の再閉路によ
り短絡及び地絡故障区間が切り放される。

【００２６】

【実施例２】図２に本発明の自動区分開閉器の第２の実
施例を示す。この自動区分開閉器の構成は基本的には図
１の第１の実施例の自動区分開閉器と同じものであり、
異なるのは、図２に明示してあるように、第１のリレー
Ｇの開放接点を図１の場合より一つ多くしてｇ₂ 、ｇ
₄ 、ｇ₆ の３個にしたこと、また、図２の作動電磁石ｍ
にダイオードＤ₁ と抵抗Ｒ₁ 、Ｒ₂ の直列回路を並列に
接続し、その抵抗Ｒ₂ に第１のリレーＧの開放接点ｇ
₂ 、ｇ₄ を並列に接続して、平常時は同抵抗Ｒ₂ が短絡
され、地絡故障時には同抵抗Ｒ₂ が前記ダイオードＤ
₁ 、抵抗Ｒ₁ に直列に挿入されるようにしたことであ
る。

【００２７】図２の自動区分開閉器の動作を配電区間の
正常時（地絡故障も短絡故障もないとき）、地絡故障
時、地絡故障消滅時、短絡故障時、地絡・短絡故障同時
発生時の夫々について説明する。

【００２８】

【正常時の動作】図２において自動区分開閉器に操作電
源ＡＣ１００Ｖが印加されると、第１のリレーＧの開放
接点ｇ₆ が閉路のため第２のリレーＦが動作し、その動
作接点ｆ₁ が閉路する。以後、自動区分開閉装置Ｈが起
動→第１のリレーＧの開放接点ｇ₄ が閉路のため開閉器
Ｍが投入時間後に投入→自動区分開閉装置Ｈが機械的に
ロック→投入後の検出時間内に地絡故障の検出→地絡故
障検出されず→自動区分開閉装置Ｈのロックが解除→平
常動作となる。

【００２９】

【地絡故障時の動作】送電中に図２の高圧開閉器の負荷
側の区間に地絡故障が発生すると、それが零相変流器Ｚ
ＣＴ、零相変成器ＺＰＤにより検出され、零相変流器Ｚ
ＣＴ、零相変成器ＺＰＤからの零相電流、零相電圧を受
けて地絡方向リレーＥが動作し、その動作接点ｅ₁ が閉
路する。以後、第１のリレーＧが動作、その開放接点ｇ
₂ 、ｇ₄ 、ｇ₆ 開放→第２のリレーＦが復帰、その動作
接点ｆ₁ 開放→自動区分開閉装置Ｈが復帰となる。この
とき、開放接点ｇ₂ 、ｇ₄ が前記のように開放している
ので、高圧開閉器は変電所の地絡保護リレーの動作時間
（例・０．８秒）より短い開放遅延時間（例・０．６
秒）後に開放遮断する。このため変電所の遮断器は遮断
せず、地絡故障区間より変電所側の健全区間も全く停電
しない。

【００３０】前記の高圧開閉器の開放遮断により地絡故
障区間以降が無電圧になると→地絡電流が無くなり→地
絡方向リレーＥが復帰、その動作接点ｅ₁ が開放→第１
のリレ−Ｇが復帰、その開放接点ｇ₂ 、ｇ₄ 、ｇ₆ 閉路
→第２のリレーＦが動作、その動作接点ｆ閉路→自動区
分開閉装置Ｈが起動→投入時間（７秒）後に高圧開閉器
Ｓ投入（再投入）→自動区分開閉装置Ｈは機械的にロッ
ク→検出時間（６秒）内に地絡電流が流れる→地絡方向
リレーＥが動作、その動作接点ｅ₁ 閉路→第１のリレー
Ｇが動作、その開放接点ｇ₂ 、ｇ₄ 、ｇ₆ 開放→第２の
リレーＦが復帰、その動作接点ｆ開放→自動区分開閉装
置Ｈは無電圧になり機械的に遮断状態にロックのままと
なる。このとき、開放接点ｇ₂ 、ｇ₄ が前記のように開
放しているので、高圧開閉器Ｓは開放遅延時間（例・
０．６秒）後に開放→故障区間が切離される（再投入し
ない）。即ち、変電所の遮断器（ＣＢ）は遮断せず、地
絡故障区間より変電所側の健全区間も全く停電しない状
態が保持される。

【００３１】

【短絡故障時の動作】送電中に短絡故障が発生すると→
地絡方向リレーＥが不動作、その動作接点ｅ₁ 開放→変
電所の反限時特性の短絡保護リレー動作→動作時間（例
・０．２秒）後に変電所の遮断器（ＣＢ）遮断→無電圧
→自動区分開閉装置Ｈが復帰、動作接点ｆ開路→開放遅
延時間（例・１．０秒）後に高圧開閉器Ｓ開放となり、
変電所の再閉路により短絡故障区間が切り放される。

【００３２】

【地絡・短絡故障同時発生時の動作】送電中に地絡故障
と短絡故障が同時に発生すると→図２の地絡方向リレー
Ｅ動作、その動作接点ｅ₁ 閉路→第１のリレーＧ動作、
その開放接点ｇ₂ 、ｇ₄ 、ｇ₆ 開放となる。これと同時
に変電所の短絡保護リレー動作→動作時間（例、０．２
秒）後に変電所の遮断器遮断→無電圧→地絡方向リレー
Ｅ復帰、その動作接点ｅ₁ 開放→第１のリレーＧ復帰、
その開放接点ｇ₂ 、ｇ₄ 、ｇ₆ 閉路となる。また、前記
の無電圧により→自動区分開閉装置Ｈが復帰し、その動
作接点ｆ開放→開放遅延時間Ｔ（例・１．０秒）後に高
圧開閉器が開放となり、変電所の再閉路により短絡及び
地絡故障区間が切り放される。

【００３４】

【使用例】次に、本発明の自動区分開閉器の使用例を説
明する。本発明の自動区分開閉器は例えば図３に示す様
に時限順送式配電線１の区分点に配置する。図３では本
発明の自動区分開閉器を二重丸で示し、従来の自動区分
開閉器を一重丸で示す。

【００３５】図３に示す様に同一配電線の直列の配電区
間に自動区分開閉器Ｂ₁ 、Ｂ₂ を２台設置するときは、
負荷側の自動区分開閉器の開放遅延時間は、変電所側に
設置するものより短く（例えば０．２秒程度）して、地
絡故障が発生した場合、負荷側の自動区分開閉器が変電
所側の自動区分開閉器よりも先に遮断開放されるように
し、これにより、停電区間（停電エリア）をできるだけ
狭くするのがよい。

【００３６】図３の同一配電線の直列の配電区間に配置
された自動区分開閉器Ｂ₁ 、Ｂ₂ と、分岐線の第２番目
以降に配置された自動区分開閉器Ｂ₄ の投入時間は各々
７秒であるが、分岐線の一番目に配置されている自動区
分開閉器Ｂ₃ の投入時間は７ｎ秒（例えば１４秒）とし
て、直列の配電区間に先に送電され、その後に分岐線の
配電区間に送電されるようにしてある。

【００３７】

【地絡故障時】図３において配電区間Ａ₃ に地絡故障が
発生したときは、図３の矢印方向に地絡電流が流れ、自
動区分開閉器Ｂ₁ 、Ｂ₂ の地絡方向リレーが動作する
が、自動区分開閉器Ｂ₂ の開放遅延時間の方が自動区分
開閉器Ｂ₁ の開放遅延時間より０．２秒短いので、自動
区分開閉器Ｂ₁ は開放せず、自動区分開閉器Ｂ₂ のみが
開放する。また、変電所の地絡保護リレーの動作時間
（例、０．８秒）は自動区分開閉器Ｂ₁ 、Ｂ₂ ・・・の
開放遅延時間より長いので、変電所の遮断器ＣＢも遮断
しない。地絡故障が配電区間Ａ₁ にあるときは、変電所
の遮断器ＣＢが動作して遮断する。

【００３８】

【地絡故障が解消したとき】このときは、図３の自動区
分開閉器Ｂ₂ が起動して投入時間（７秒）後に再投入さ
れ（このとき自動区分開閉装置Ｈは機械的にロックされ
る）、次の配電区間（地絡故障が解消された配電区間Ａ
₃ ）に送電されると、検出時間（６秒）中に地絡故障が
検出されず、その後に自動区分開閉装置Ｈのロックが解
除されて平常状態に戻る。

【００３９】

【地絡故障が続いているとき】このときは、図３におい
て自動区分開閉器Ｂ₂ が起動して投入時間（７秒）後に
再投入され（このとき自動区分開閉装置Ｈは機械的にロ
ックされる）、次の配電区間（地絡故障が継続している
配電区間Ａ₃ ）に送電されると、検出時間（６秒）以内
に自動区分開閉器Ｂ₂ の地絡方向リレーが動作し、その
自動区分開閉器Ｂ₂ の開放遅延時間後に開放遮断して、
地絡区間Ａ₃ を切離し、再投入されないように自動区分
開閉装置Ｈは機械的にロックしたままとなる。

【００４０】

【請求項１の発明の効果】．請求項１の自動区分開閉
器では零相変流器ＺＣＴ、零相変成器ＺＰＤがあるの
で、自動区分開閉器自体で短絡故障、地絡故障を検知す
ることができる。．自動区分開閉器が変電所の遮断器
（ＣＢ）が遮断する前に開放遮断するので変電所は無停
電であり、また、地絡故障の配電区間より変電所側の健
全区間も一切停電しない。．開放遅延回路３により開
放遅延時間Ｔを任意選択することができる。

【００４１】また、請求項１の自動区分開閉器ではダイ
オードＤ₁ と抵抗Ｒの時定数を任意に選択することによ
り、開放遅延時間を変電所の地絡保護リレーの動作時間
より短い任意の時間に、また、変電所の反時限特性の短
絡保護リレーの動作時間より長い任意の時間に設定する
ことができる。

【００４２】

【請求項２の発明の効果】請求項２の自動区分開閉器で
は請求項１の場合と同様に、自動区分開閉器自体で短絡
故障、地絡故障を検知することができ、地絡故障時には
変電所は無停電で、また、地絡故障の配電区間より変電
所側の健全区間は一切停電せず、開放遅延時間を任意に
選択することもできる。

【００４３】

【請求項３の発明の効果】請求項３の自動区分開閉器で
はその開放遅延時間が平常時よりも地絡時に短縮される
ので、短絡故障時には変電所の反限時特性の短絡保護リ
レーが先に遮断し、地絡故障時には自動区分開閉器が変
電所の地絡保護リレーよりも先に遮断する。このため、
短絡故障時に自動区分開閉器が爆発することがなく、地
絡故障時には変電所は無停電で、地絡故障の配電区間よ
り変電所側の健全区間は一切停電しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動区分開閉器の第１の実施例を示す
説明図。

【図２】本発明の自動区分開閉器の第２の実施例を示す
説明図。

【図３】本発明の自動区分開閉器の時限順送式配電線へ
の配置例を示す説明図。

【図４】従来の時限順送式配電線の説明図。

【符号の説明】

１は時限順送式配電線３は開放遅延回路４は可変式開放遅延回路Ａ₁ 、Ａ₂ は配電区間Ｂ₁ 、Ｂ₂ は自動区分開閉器ＺＣＴは零相変流器ＺＰＤは零相変成器Ｓは高圧開閉器Ｅは地絡方向リレーＧは第１のリレーＦは第２のリレーＭは開閉器Ｈは自動区分開閉装置Ｄ₁ はダイオードＲ、Ｒ₁ 、Ｒ₂ は抵抗ｍは作動電磁石

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】高圧配電線の配電区間（Ａ₁ 、Ａ₂ ・・
・）に生ずる地絡・短絡故障を選択検知する零相変流器
（ＺＣＴ）、零相変成器（ＺＰＤ）、それらからの零相
電流、零相電圧を受けて動作する地絡方向リレー
（Ｅ）、地絡方向リレー（Ｅ）の動作時に動作し、不動
作時に復帰する第１のリレー（Ｇ）、第１のリレー
（Ｇ）の動作・復帰と逆に復帰・動作する第２のリレー
（Ｆ）、配電線１の変電所側と負荷側とを開閉する線路
開閉器（Ｍ）を備えた高圧開閉器（Ｓ）、自動区分開閉
器固有の投入時間及びその投入後の検出時間を設定する
タイマーと変電所から高圧配電線への再送電時に負荷側
に電源が送られないようにロックするロック機構とを備
えた自動区分開閉装置（Ｈ）、高圧開閉器（Ｓ）固有の
開放遅延時間を設定する開放遅延回路（３）を有し、こ
の開放遅延回路（３）が高圧開閉器（Ｓ）の線路開閉器
（Ｍ）を駆動する作動電磁石（ｍ）に並列に接続したダ
イオード（Ｄ₁）と抵抗（Ｒ）の直列回路と、作動電磁
石（ｍ）とダイオード（Ｄ₁ ）と抵抗（Ｒ）に直列に接
続した第１のリレー（Ｇ）の接点（ｇ₂ ）とコンデンサ
Ｃの並列回路とからなり、この開放遅延回路（３）によ
り設定される前記固有の開放遅延時間を、短絡故障のと
きはダイオード（Ｄ₁ ）と抵抗（Ｒ）の直列回路により
変電所の反限時特性の短絡保護リレーの動作時間より長
くなり、地絡故障のときは接点（ｇ₂ ）が開放されてコ
ンデンサ（Ｃ）が作動電磁石（ｍ）とダイオード（Ｄ
₁ ）と抵抗（Ｒ）に直列に挿入されて変電所の地絡保護
リレーの動作時間より短くなるようにして、平常送電時は第１のリレー（Ｇ）が復帰し、第２のリレ
ー（Ｆ）が動作し、自動区分開閉装置（Ｈ）のロックが
解除され、線路開閉器（Ｍ）が投入されて変電所から高
圧配電線に送電され、平常送電中に地絡故障が発生すると地絡方向リレー
（Ｅ）が動作し、第１のリレー（Ｇ）が動作し、第２の
リレー（Ｆ）が復帰し、自動区分開閉装置（Ｈ）が復帰
（動作停止）して線路開閉器（Ｍ）が変電所の地絡保護
リレーの動作時間より短い開放遅延時間後に開放遮断
し、この開放遮断により地絡故障区間以降が無電圧にな
って地絡電流が無くなると、地絡方向リレー（Ｅ）が復
帰し、第１のリレ−（Ｇ）が復帰し、第２のリレー
（Ｆ）が動作し、自動区分開閉装置（Ｈ）が起動して線
路開閉器（Ｍ）が再投入され、自動区分開閉装置（Ｈ）
がロックし、自動区分開閉装置（Ｈ）の設定検出時間内
に地絡方向リレー（Ｅ）が地絡電流を検出して動作する
と第１のリレー（Ｇ）が動作し、第２のリレー（Ｆ）が
復帰し、自動区分開閉装置（Ｈ）が無電圧になってロッ
クされたままとなり、開放遅延回路（３）により設定さ
れた開放遅延時間後に線路開閉器（Ｍ）が開放されて故
障区間が切離され、平常送電中に短絡故障が発生すると地絡方向リレー
（Ｅ）が不動作で、変電所の反限時特性の短絡保護リレ
ーが動作し、その動作時間後に変電所の遮断器（ＣＢ）
が遮断して無電圧となると自動区分開閉装置（Ｈ）が復
帰し、開放遅延回路（３）により設定された開放遅延時
間後に線路開閉器（Ｍ）が開放となり、変電所の再閉路
により短絡故障区間が切離され、平常送電中に地絡故障と短絡故障が同時に発生すると地
絡方向リレー（Ｅ）が動作し、第１のリレー（Ｇ）が動
作し、変電所の反限時特性の短絡保護リレーが動作し、
その動作時間後に変電所の遮断器（ＣＢ）が遮断して無
電圧となると地絡方向リレー（Ｅ）、第１のリレー
（Ｇ）、自動区分開閉装置（Ｈ）の夫々が復帰して、開
放遅延回路（３）により設定された開放遅延時間後に線
路開閉器（Ｍ）が開放となり、変電所の再閉路により短
絡及び地絡故障区間が切離されるようにしたことを特徴
とする自動区分開閉器。
【請求項２】高圧配電線の配電区間（Ａ₁ 、Ａ₂ ・・
・）に生ずる地絡・短絡故障を選択検知する零相変流器
（ＺＣＴ）、零相変成器（ＺＰＤ）、それらからの零相
電流、零相電圧を受けて動作する地絡方向リレー
（Ｅ）、地絡方向リレー（Ｅ）の動作時に動作し、不動
作時に復帰する第１のリレー（Ｇ）、第１のリレー
（Ｇ）の動作・復帰と逆に復帰・動作する第２のリレー
（Ｆ）、配電線１の変電所側と負荷側とを開閉する線路
開閉器（Ｍ）を備えた高圧開閉器（Ｓ）、自動区分開閉
器固有の投入時間及びその投入後の検出時間を設定する
タイマーと変電所から高圧配電線への再送電時に負荷側
に電源が送られないようにロックするロック機構とを備
えた自動区分開閉装置（Ｈ）、高圧開閉器（Ｓ）固有の
開放遅延時間を設定する可変式開放遅延回路（４）を有
し、この可変式開放遅延回路（４）により設定される前
記固有の開放遅延時間を、平常動作時は変電所の反限時
特性の短絡保護リレーの動作時間より長く、地絡故障時
には変電所の地絡保護リレーの動作時間より自動的に短
くなるように可変可能とすることにより、平常送電時は第１のリレー（Ｇ）が復帰し、第２のリレ
ー（Ｆ）が動作し、自動区分開閉装置（Ｈ）のロックが
解除され、線路開閉器（Ｍ）が投入されて変電所から高
圧配電線に送電され、平常送電中に地絡故障が発生すると地絡方向リレー
（Ｅ）が動作し、第１のリレー（Ｇ）が動作し、第２の
リレー（Ｆ）が復帰し、自動区分開閉装置（Ｈ）が復帰
（動作停止）して線路開閉器（Ｍ）が変電所の地絡保護
リレーの動作時間より短い開放遅延時間後に開放遮断
し、この開放遮断により地絡故障区間以降が無電圧にな
って地絡電流が無くなると、地絡方向リレー（Ｅ）が復
帰し、第１のリレ−（Ｇ）が復帰し、第２のリレー
（Ｆ）が動作し、自動区分開閉装置（Ｈ）が起動して線
路開閉器（Ｍ）が再投入され、自動区分開閉装置（Ｈ）
がロックし、自動区分開閉装置（Ｈ）の設定検出時間内
に地絡方向リレー（Ｅ）が地絡電流を検出して動作する
と第１のリレー（Ｇ）が動作し、第２のリレー（Ｆ）が
復帰し、自動区分開閉装置（Ｈ）が無電圧になってロッ
クされたままとなり、可変式開放遅延回路（４）により
設定された開放遅延時間後に線路開閉器（Ｍ）が開放さ
れて故障区間が切離され、平常送電中に短絡故障が発生すると地絡方向リレー
（Ｅ）が不動作、変電所の反限時特性の短絡保護リレー
が動作し、その動作時間後に変電所の遮断器（ＣＢ）が
遮断して無電圧となると自動区分開閉装置（Ｈ）が復帰
して動作し、可変式開放遅延回路（４）により設定され
た開放遅延時間後に線路開閉器（Ｍ）が開放となり、変
電所の再閉路により短絡故障区間が切離され、平常送電中に地絡故障と短絡故障が同時に発生して地絡
方向リレー（Ｅ）が動作すると、第１のリレー（Ｇ）が
動作し、変電所の反限時特性の短絡保護リレーが動作
し、その動作時間後に変電所の遮断器（ＣＢ）が遮断し
て無電圧となると地絡方向リレー（Ｅ）、第１のリレー
（Ｇ）、自動区分開閉装置（Ｈ）の夫々が復帰し、可変
式開放遅延回路（４）により設定された開放遅延時間後
に線路開閉器（Ｍ）が開放となり、変電所の再閉路によ
り短絡及び地絡故障区間が切離されるようにしたことを
特徴とする自動区分開閉器。
【請求項３】請求項２記載の自動区分開閉器において、
高圧開閉器（Ｓ）固有の開放遅延時間を設定する可変式
開放遅延回路（４）が、高圧開閉器（Ｓ）における線路
開閉器（Ｍ）の作動電磁石（ｍ）にダイオード（Ｄ₁ ）
と２以上の抵抗（Ｒ₁ 、Ｒ₂）との直列回路を並列に接
続し、前記２以上の抵抗（Ｒ ₁ 、Ｒ ₂ ）のうちの一部の
抵抗（Ｒ₂ ）に前記第１のリレー（Ｇ）の開放接点（ｇ
₂ ）を並列に接続して、平常時および短絡故障時は抵抗
（Ｒ₂ ）が開放接点（ｇ₂ ）によって短絡され、地絡故
障時は同抵抗（Ｒ₂ ）が開放接点（ｇ₂ ）の開放により
自動的に前記ダイオード（Ｄ₁ ）、抵抗（Ｒ₁ ）に直列
に挿入されるようにしてなり、この可変式開放遅延回路
（４）により設定される開放遅延時間が、平常動作時ま
たは短絡故障時は前記抵抗（Ｒ ₂ ）の短絡により変電所
の反限時特性の短絡保護リレーの動作時間より長く、地
絡故障時には前記抵抗（Ｒ ₂ ）の挿入により変電所の地
絡保護リレーの動作時間より自動的に短くなるようにし
たことを特徴とする自動区分開閉器。