JP4063957B2 - Ground fault current detector - Google Patents

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JP4063957B2 JP15374998A JP15374998A JP4063957B2 JP 4063957 B2 JP4063957 B2 JP 4063957B2 JP 15374998 A JP15374998 A JP 15374998A JP 15374998 A JP15374998 A JP 15374998A JP 4063957 B2 JP4063957 B2 JP 4063957B2
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  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、停車番線の多い鉄道駅や電留線の多い鉄道車両基地などで、いずれかのき電線で地絡事故が発生した際に、地絡箇所を有するき電線を迅速に確定できるようにするための地絡電流検知器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
停車番線の多い鉄道駅や電留線の多い鉄道車両基地では、き電線が多数本複雑に張り巡らされており、いずれかのき電線に地絡事故が発生すると、検査員がそれぞれのき電線を点検して回らなければならず、地絡箇所を有するき電線を特定するために多くの時間と作業が必要であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来の地絡箇所を有するき電線の特定に多くの時間を必要とする不具合を改善し、迅速に検知確定できる技術が要望される。しかるに、き電線のごとき活線の地絡事故を検出する技術は、未だ提案されていない。
【0004】
従来にあっては、落雷を受けて、閃絡を生じた送電線鉄塔を検出表示する技術としては、例えば、実開平4−79268号公報に示されるごとき閃絡表示器が公知である。また、送電線鉄塔には、雷サージ電圧から機器の絶縁破壊を防ぐために避雷器が設備されている。この避雷器により、雷サージ電流が放電されて大地に放流され、この放流が終わるとこれに伴うAC続流が速やかに遮断されるように構成されている。しかるに、避雷器が故障していると、AC続流が速やかに遮断されない。そこで、実開平6−53980号には、このAC続流を検出表示する技術が提案されている。
【0005】
上記した、閃絡表示器およびAC続流検出器のいずれにあっても、避雷器を大地に接地するアース線路に設けられるものであって、通常状態で電流が流れる活線に設けられたものでない。そこで、通常状態で電流が流れるき電線のごとき活線に設けて、通常電流では動作せず、地絡電流に対してのみ動作する検知器が要望される。
【0006】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、活線に設けられて通常電流では動作せず、地絡電流に対してのみ動作検出するようにした地絡電流検知器を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明の地絡電流検知器は、活線に流れる電流により電圧が誘起されるCTセンサと、このCTセンサで誘起された電圧を整流する整流回路と、この整流回路の出力端子間に接続されて前記整流回路の出力電圧が所定値より低いと小さな抵抗値となり所定値以上で大きな抵抗値に切り換えられる抵抗切換回路と、前記整流回路の出力電圧で充電されるコンデンサと、半導体スイッチと、前記コンデンサの端子電圧が所定電圧に達すると前記半導体スイッチを導通状態とする制御回路と、前記コンデンサの端子電圧が前記半導体スイッチを介してコイルに与えられるソレノイドと、このソレノイドの動作により地絡電流を検知したことを表示する表示手段と、を備え、前記抵抗切換回路を、前記整流回路のプラス出力端とマイナス出力端間に抵抗値の大きな抵抗と抵抗値の小さな抵抗を直列に順次接続し、前記抵抗値の大きな抵抗に並列に第1のトランジスタを接続し、前記プラス出力端を別の抵抗と第2のトランジスタを直列に順次に介して前記マイナス出力端に接続し、前記第1のトランジスタのベースを前記別の抵抗と前記第2のトランジスタの接続点に接続し、前記第2のトランジスタのベースをさらに他の抵抗を介して前記抵抗値の大きな抵抗と前記抵抗値の小さな抵抗の接続点に接続して、前記整流回路の出力電圧が前記所定値より低いと前記第2のトランジスタが遮断状態となって前記第1のトランジスタが導通状態となり、前記所定値以上で前記第2のトランジスタが導通状態となって前記第1のトランジスタが遮断状態となるように構成されている。
【0008】
また、前記CTセンサ以外の部材を検知器本体内に収納し、この検知器本体と前記CTセンサを一体的に連結固定し、前記CTセンサを前記活線に嵌挿固定するとともに前記検知器本体を前記活線に懸垂状態で固定するように構成しても良い。
【0009】
そして、前記表示手段を、前記ソレノイドの動作により検知器本体の底板を開いてこの底板に支持されていた表示布を落下するようになし、しかもこの表示布を蛍光染料または蛍光塗料または蛍光顔料を塗布した布、または蛍光繊維からなる布を用いて構成することもできる。
【0010】
さらに、前記活線が、停車番線または電留線のき電線またはき電ジャンパー線であっても良い。
【0011】
そしてまた、前記CTセンサが、前記活線に流れる地絡電流で飽和せずに出力電圧を誘起し、雷サージ電流で飽和されて出力電圧を誘起せず、誘起しても小電力であるように設定して構成しても良い。
【0012】
そしてさらに、前記コンデンサと並列に放電用の抵抗を接続して構成することもできる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図1ないし図4を参照して説明する。図1は、本発明の地絡電流検知器の一実施例の回路図である。図2は、本発明の地絡電流検知器で用いる表示手段の機構の一例を示す図である。図3は、本発明の地絡電流検知器を活線に配設した状態の外観図であって、(a)は正面図であり、(b)は側面図である。図4は、本発明の地絡電流検知器をき電線に配設した一例を示す図である。
【0014】
まず、図1を参照して回路構成につき説明する。活線であるき電線10に、CTセンサ12が配設される。このCTセンサ12は、き電線10に流れる商用周波数で6000A程度の地絡電流では飽和されることなしに電磁誘導現象で出力電圧が誘起され、雷サージ電流に対して飽和して出力電流が誘起されず、誘起されても小電力であるものが選定される。このCTセンサ12の出力端間に、バリスタなどのサージ・アブソーバ14が介装されていて、サージなどの高電圧出力が制限される。そして、CTセンサ12の出力端が整流回路16に接続され、サージ・アブソーバ14で制限された電圧が整流されて出力される。
【0015】
この整流回路16のプラス出力端が、順方向のダイオード18と電流制限用の抵抗20を直列に介して、コンデンサ22の一端に接続される。また、整流回路16のマイナス出力端が、コンデンサ22の他端に設続される。そして、コンデンサ22に並列に放電用の抵抗24が接続される。さらに、コンデンサ22の一端が、順方向のダイオード26とコンデンサ28を直列に介して、コンデンサ22の他端に接続される。このダイオード26とコンデンサ28の接続点が、ツェナーダイオード30と抵抗32を直列に介して、コンデンサ22の他端に接続される。さらに、抵抗32に並列にコンデンサ34が接続される。また、コンデンサ22の一端が、ソレノイド36のコイルと半導体スイッチとしてのサイリスタ38を直列に介して、コンデンサ22の他端に接続される。そして、ツェナーダイオード30と抵抗32の接続点が、サイリスタ38のゲートに接続される。
【0016】
さらに、整流回路16のプラス出力端が、大きい抵抗値の抵抗40と小さい抵抗値の抵抗42を直列に介して、整流回路16のマイナス出力端に順次接続される。この抵抗40に並列に、第1のトランジスタ44が接続される。また、整流回路16のプラス出力端が、別の抵抗46と第2のトランジスタ48を直列に順次に介して、整流回路16のマイナス出力端に接続される。そして、トランジスタ44のベースが、抵抗46とトランジスタ48の接続点に接続され、トランジスタ48のベースが、他の抵抗50を介して、抵抗40と42の接続点に接続される。
【0017】
かかる回路構成において、き電線10に通常電流である100〜400Aが流れる状態では、整流回路16から出力される電圧は僅かであり、抵抗42の両端電位差はトランジスタ48のターンオン電圧である例えば0.6V以下であって、トランジスタ48は遮断状態である。なお、抵抗40と42は、一例として3.75と0.2オームに設定されている。そこで、トランジスタ44は、導通状態となっており、整流回路16の出力電圧は、トランジスタ44を経て抵抗値の小さな抵抗42に流れる。もって、コンデンサ22にはほとんど充電されることがない。しかるに、き電線10に地絡事故が発生し、地絡電流である3000〜6000Aが流れ、整流回路16の出力電圧が急激に上昇して所定値以上になると、抵抗42に流れる電流も増加しその両端電位差がターンオン電圧以上となって、トランジスタ48が導通状態となる。これに伴い、トランジスタ44は遮断状態となる。そこで、整流回路16の出力電圧は、抵抗40と42が直列接続された大きな抵抗値に流れることとなる。なお、抵抗46は、1キロオームと抵抗40や42に比べてきわめて大きく設定されている。このように、抵抗40、42、46、50とトランジスタ44、48により、整流回路16の出力電圧が所定値より低いと抵抗42の小さな抵抗値であり、所定値以上で抵抗40と42の直列接続の大きな抵抗値に切り換えられる抵抗切換回路52が形成されている。
【0018】
このようにして、整流回路16の出力電圧が所定値以上となり抵抗切換回路52が大きな抵抗値に切り換えられると、整流回路16の出力電圧はコンデンサ22に充電される。そして、コンデンサ22の端子電圧でダイオード26を介してコンデンサ28が充電される。このコンデンサ28の充電電圧がツェナーダイオード30のツェナー電圧を超えると、コンデンサ34が充電され、このコンデンサ34の充電電圧がサイリスタ38のターンオン電圧に達すると、サイリスタ38が導通状態となる。このサイリスタ38の導通状態により、コンデンサ22の充電電圧がソレノイド36のコイルとサイリスタ38を介して放電され、ソレノイド36が動作される。したがって、コンデンサ22の端子電圧が所定電圧に達すると、サイリスタ38が導通状態とされる。なお、ツェナーダイオード30と抵抗32およびコンデンサ34で、サイリスタ38を導通状態とする制御回路54が形成されている。
【0019】
そして、き電線10に雷サージ電流が流れても、CTセンサ12の飽和により整流回路16は大きな出力電圧を生ぜず、また生じたとしても瞬時の雷サージ電流に対するコンデンサ22、28、34の充電時定数による充電遅れにより、サイリスタ38が導通されることはない。そして、仮にかかる要因によりコンデンサ22へ充電されたとしても、並列接続された抵抗24により放電がなされ、地絡電流検知の際以外で、コンデンサ22が不必要に充電されている状態は速やかに解消される。
【0020】
次に、図2を参照して、ソレノイド36の動作により地絡電流を検知したことを表示する表示手段の一例につき説明する。検知器本体60内には、CTセンサ12を除いた上述の回路構成が搭載された回路基板62とソレノイド36および表示布64が収納される。この表示布64は、上端が検知器本体60内に固定され下端にボビン形状の重りが固定されており、軸66を揺動軸として開閉される底板68により通常時は支持されている。そして、この底板68は、閉じた状態を、凹部68aに係合する板バネ70の弾力により保持されている。そこで、ソレノイド36のコイルに電流が流れてプランジャ36aを保持する永久磁石の磁力線が打ち消されると、バネ圧によりプランジャ36aが瞬間的に突出して底板68を板バネ70の弾力に抗して開き、表示布64が落下する(図2に一点鎖線で示す)。ここで、表示布64は、視認性を高いものとすべく赤い布を用いて構成されるが、蛍光塗料または蛍光染料または蛍光顔料が塗布などされた布を用い、また蛍光繊維からなる布を用いるならば、夜間でも確認が容易である。
【0021】
そこで、地絡電流が検知されてソレノイド36が動作し底板68が開かれると、表示布64が落下してこれを表示する。そして、地絡事故を復旧させた後に、表示布64を再び巻き戻して検知器本体60内に収納し、底板68を閉じて板バネ70に係合保持させることで、本発明の地絡電流検知器を繰り返して使用することができる。
【0022】
さらに、本発明の地絡電流検知器は、図3に示すごとく、CTセンサ12と、このCTセンサ12以外の部材が収納される検知器本体60とが、一体的に連結固定されている。そして、CTセンサ12は上下に2分割できるロ字状のフェライトコア12aとこのフェライトコア12aに巻回される検出コイル12bとからなる。この検出コイル12bの出力端が、検知器本体60内に収納される回路基板62に適宜に接続されている。さらに、フェライトコア12aの下半分が固定された取付金具72が、検知器本体60に固定される。また、フェライトコア12aの上半分が固定されたフェライト上部固定金具74が、ボルト・ナットにより取付金具72に分離固定自在とされ、き電線10を狭持してCTセンサ12をき電線10に嵌挿固定できるように構成されている。さらに、取付金具72は、き電線10の長手方向に検知器本体60よりも突出されており、導電性ゴム材76、76を介して挟持固定金具78、78がボルト・ナットにより取付金具72に分離固定自在とされ、き電線10を挟持固定できるように構成されている。さらにまた、挟持固定金具78、78と共締め固定されて本体落下防止金具84が取付金具72に固定され、この本体落下防止金具84で検知器本体60の外周囲を適宜に囲んで支持している。
【0023】
このように、CTセンサ12および検知器本体60が一体的に固定され、共にき電線10に固定されるので、その取り付けが容易である。そして、従来の閃絡表示器やAC続流検出器のごとく、CTセンサ12とは別に検知器本体60を鉄塔などに固定する必要が無く、その取り付け部材を必要としない。また、き電線10に対して、その長手方向の3点で固定しているので、懸垂状態で固定される検知器本体60が、き電線10に対して堅牢に固定され振動するようなことがない。さらに堅牢な固定を必要とするならば、取付金具72がき電線10の長手方向に突出する寸法をさらに長くすれば良い。そしてまた、取付金具72に共締め固定した本体落下防止金具84で検知器本体60を支持しているので、万が一にも取付金具72から検知器本体60が振動などで分離するようなことがあっても、検知器本体60の落下を防止することができ、その落下に伴う重大な事故の発生を未然に確実に阻止することができる。
【0024】
かかる構成からなる地絡電流検知器90は、例えば、図4に示すごとく、き電線10が断路器80を介してき電ジャンパー線82で接続される箇所の近くのき電線10に配設される。ここで、き電ジャンパー線82に配設されても良い。そして、性能テストによれば、本発明の地絡電流検知器90は、商用周波数1000A連続で動作せず、1400Aでは3サイクルで動作する性能を得ている。しかも、雷サージ電流40KAで動作しない。
【0025】
なお、上記実施例にあっては、半導体スイッチとしてサイリスタ38を用いているがこれに限られず、パワートランジスタなどの他の半導体スイッチが用いられても良い。また、制御回路54の回路構成は、上記のものに限られず、上記実施例とその目的に照らして同等の機能を有するものであれば、半導体スイッチの構造などに応じていかなる回路構成が採用されても良い。さらに、表示手段は、図2に示すものに限られず、ソレノイド36が動作したことを、外方から観察できる機構であればよい。そしてさらに、本発明の地絡電流検知器は、き電線10に限って配設されるものでなく、いかなる活線に配設されても良い。ここで、活線に流れる通常電流と地絡電流に応じて、上記回路構成の定数を適宜に調整することは勿論である。
【0026】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の地絡電流検知器は構成されているので、以下のごとき格別な効果を奏する。
【0027】
請求項1記載の地絡電流検知器にあっては、活線の通常電流に対しては、抵抗切換回路が小さな抵抗値であってコンデンサが充電されずに動作せず、地絡電流に対しては、整流回路の出力電圧が所定値以上となると抵抗切換回路の第1と第2のトランジスタの導通状態と遮断状態が切り換わり、抵抗切換回路が直ちに大きな抵抗値に切り換えられ、もって整流回路の出力電圧によりコンデンサが急激に充電され、このコンデンサの高い電圧により制御回路が迅速かつ確実に動作するので、地絡事故が発生した活線を迅速に特定することができる。しかも、抵抗切換回路の構成は、比較的に簡単なものである。
【0028】
また、請求項2記載の地絡電流検知器にあっては、CTセンサと検知器本体が一体化されて活線に固定されるので、従来の閃絡表示器やAC続流検出器のごとく、CTセンサとは別に検知器本体を鉄塔などに固定する必要が無く、その配設作業が容易であり、しかも活線の任意の箇所に配設することが可能である。
【0029】
そして、請求項3記載の地絡電流検知器にあっては、表示手段の表示布に蛍光塗料または蛍光繊維などを用いるので、夜間でもその確認が容易である。
【0030】
さらに、請求項4記載の地絡電流検知器にあっては、き電線またはき電ジャンパー線に配設するので、停車番線の多い鉄道駅や電留線の多い鉄道車両基地などにおける地絡事故に対して、迅速に事故を生じたき電線を特定することができる。
【0031】
そしてまた、請求項5記載の地絡電流検知器にあっては、CTセンサを地絡電流で飽和せず、雷サージ電流で飽和するように選定するので、雷サージ電流を誤検出するようなことがない。
【0032】
そしてさらに、請求項6記載の地絡電流検知器にあっては、端子電圧が所定電圧に達するとソレノイドが動作するコンデンサに、抵抗を並列に接続したので、雷サージ電流などにより不必要にコンデンサが充電されても、速やかに放電され、コンデンサの不適当な充電状態が解消されるので、常にコンデンサは通常電流に対する状態が維持される。もって、検知感度がばらつくようなことがなく、また誤動作する虞がない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の地絡電流検知器の一実施例の回路図である。
【図2】本発明の地絡電流検知器で用いる表示手段の機構の一例を示す図である。
【図3】本発明の地絡電流検知器を活線に配設した状態の外観図であって、(a)は正面図であり、(b)は側面図である。
【図4】本発明の地絡電流検知器をき電線に配設した一例を示す図である。
【符号の説明】
10 き電線
12 CTセンサ
16 整流回路
22 コンデンサ
24 抵抗
36 ソレノイド
38 サイリスタ
40、42、46、50 抵抗
44、48 トランジスタ
52 抵抗切換回路
54 制御回路
60 検知器本体
64 表示布
68 底板
70 板バネ
72 取付金具
74 フェライト上部固定金具
78 挟持固定金具
82 き電ジャンパー線
84 本体落下防止金具
90 地絡電流検知器
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention can quickly determine feeders having a ground fault location when a ground fault occurs at any feeder at a railway station with many stop numbers or a railway vehicle base with many train lines. The present invention relates to a ground fault current detector.
[0002]
[Prior art]
At railway stations with many bus stops and railway vehicle bases with many train lines, a large number of feeders are installed in a complicated manner. It took a lot of time and work to identify the feeder with ground fault.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
There is a need for a technique that can improve the defect that requires a lot of time to identify a feeder having a conventional ground fault location and can quickly detect and confirm the defect. However, a technique for detecting a ground fault of a live wire such as a feeder has not been proposed yet.
[0004]
Conventionally, as a technique for detecting and displaying a transmission line tower that has suffered a lightning strike due to a lightning strike, for example, a flashing indicator as disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-79268 is known. The power transmission tower is equipped with a lightning arrester to prevent breakdown of equipment from lightning surge voltage. By this lightning arrester, a lightning surge current is discharged and discharged to the ground, and when this discharge ends, the AC continuity accompanying this is quickly cut off. However, if the lightning arrester is out of order, the AC continuity is not quickly interrupted. Therefore, Japanese Utility Model Laid-Open No. 6-53980 proposes a technique for detecting and displaying this AC continuity.
[0005]
In any of the above-described flashing indicator and AC continuity detector, the lightning arrester is provided on the ground line that is grounded to the ground, and is not provided on the live line through which current flows in a normal state. . Therefore, there is a demand for a detector that is provided on a live wire such as a feeder line in which a current flows in a normal state and does not operate with a normal current but operates only with respect to a ground fault current.
[0006]
The present invention has been made in view of such circumstances, and is to provide a ground fault current detector that is provided on a live line and does not operate with a normal current, and that detects operation only with respect to the ground fault current. Objective.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, a ground fault current detector according to the present invention includes a CT sensor in which a voltage is induced by a current flowing in a live line, a rectifier circuit that rectifies the voltage induced by the CT sensor, and the rectifier. the output voltage of the rectifying circuit is charged with a large switched to the resistance value and the resistance switching circuit, the output voltage of the rectifier circuit with a low when a small resistance value becomes a predetermined value or more than a predetermined value connected between the circuit output terminal A capacitor, a semiconductor switch, a control circuit for bringing the semiconductor switch into a conductive state when a terminal voltage of the capacitor reaches a predetermined voltage, a solenoid to which the terminal voltage of the capacitor is applied to the coil via the semiconductor switch, display means for displaying the detection of the ground-fault current by the operation of the solenoid, it comprises a, the resistance switching circuit, plus the rectifier circuit A resistor having a large resistance value and a resistor having a small resistance value are sequentially connected in series between the force terminal and the negative output terminal, a first transistor is connected in parallel to the resistor having a large resistance value, and the positive output terminal is connected to another resistor. A resistor and a second transistor are sequentially connected in series to the negative output terminal, a base of the first transistor is connected to a connection point of the other resistor and the second transistor, and the second transistor If the base of the transistor is further connected to a connection point between the resistor having a large resistance value and the resistor having a small resistance value via another resistor, and the output voltage of the rectifier circuit is lower than the predetermined value, the second transistor as but said a cut-off state the first transistor is rendered conductive, said second transistor is rendered conductive first transistor are cut off at the predetermined value or more It has been made.
[0008]
Further, a member other than the CT sensor is housed in the detector main body, the detector main body and the CT sensor are integrally connected and fixed, and the CT sensor is fitted and fixed to the live line, and the detector main body. May be fixed to the live wire in a suspended state.
[0009]
Then, the display means opens the bottom plate of the detector main body by the operation of the solenoid so as to drop the display cloth supported by the bottom plate, and the display cloth is coated with fluorescent dye, fluorescent paint or fluorescent pigment. It can also comprise using the cloth which apply | coated or the cloth which consists of fluorescent fiber.
[0010]
Furthermore, the live line may be a stop line or a feeder line or a feeder jumper line.
[0011]
In addition, the CT sensor induces an output voltage without being saturated with a ground fault current flowing through the live wire, and does not induce an output voltage with being saturated with a lightning surge current. It may be set to be configured.
[0012]
Further, a discharging resistor can be connected in parallel with the capacitor.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the ground fault current detector of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing an example of the mechanism of the display means used in the ground fault current detector of the present invention. 3A and 3B are external views of the ground fault current detector of the present invention disposed on a live wire, where FIG. 3A is a front view and FIG. 3B is a side view. FIG. 4 is a view showing an example in which the ground fault current detector of the present invention is arranged on the feeder.
[0014]
First, the circuit configuration will be described with reference to FIG. A CT sensor 12 is disposed on a feeder 10 that is a live wire. The CT sensor 12 is not saturated with a ground fault current of about 6000 A at the commercial frequency flowing through the feeder 10, and an output voltage is induced by an electromagnetic induction phenomenon, and an output current is induced by saturation with respect to a lightning surge current. Rather, it is selected that has low power even when induced. A surge absorber 14 such as a varistor is interposed between the output terminals of the CT sensor 12 to limit high voltage output such as surge. The output terminal of the CT sensor 12 is connected to the rectifier circuit 16, and the voltage limited by the surge absorber 14 is rectified and output.
[0015]
The positive output terminal of the rectifier circuit 16 is connected to one end of a capacitor 22 via a forward diode 18 and a current limiting resistor 20 in series. Further, the negative output end of the rectifier circuit 16 is connected to the other end of the capacitor 22. A discharging resistor 24 is connected in parallel with the capacitor 22. Furthermore, one end of the capacitor 22 is connected to the other end of the capacitor 22 through a forward diode 26 and a capacitor 28 in series. A connection point between the diode 26 and the capacitor 28 is connected to the other end of the capacitor 22 through a Zener diode 30 and a resistor 32 in series. Further, a capacitor 34 is connected in parallel with the resistor 32. One end of the capacitor 22 is connected to the other end of the capacitor 22 through a coil of the solenoid 36 and a thyristor 38 as a semiconductor switch in series. A connection point between the Zener diode 30 and the resistor 32 is connected to the gate of the thyristor 38.
[0016]
Further, the positive output terminal of the rectifier circuit 16 is sequentially connected to the negative output terminal of the rectifier circuit 16 via a resistor 40 having a large resistance value and a resistor 42 having a small resistance value in series. A first transistor 44 is connected in parallel with the resistor 40. The positive output terminal of the rectifier circuit 16 is connected to the negative output terminal of the rectifier circuit 16 through another resistor 46 and the second transistor 48 sequentially in series. The base of the transistor 44 is connected to the connection point between the resistor 46 and the transistor 48, and the base of the transistor 48 is connected to the connection point between the resistors 40 and 42 via another resistor 50.
[0017]
In such a circuit configuration, when 100 to 400 A, which is a normal current, flows through the feeder line 10, the voltage output from the rectifier circuit 16 is very small, and the potential difference across the resistor 42 is the turn-on voltage of the transistor 48. The voltage is 6 V or less, and the transistor 48 is in a cut-off state. The resistors 40 and 42 are set to 3.75 and 0.2 ohms as an example. Therefore, the transistor 44 is in a conductive state, and the output voltage of the rectifier circuit 16 flows through the transistor 44 to the resistor 42 having a small resistance value. Therefore, the capacitor 22 is hardly charged. However, when a ground fault occurs in the feeder 10, the ground fault current of 3000 to 6000A flows, and when the output voltage of the rectifier circuit 16 suddenly rises above a predetermined value, the current flowing through the resistor 42 also increases. The potential difference between both ends becomes equal to or higher than the turn-on voltage, and the transistor 48 becomes conductive. As a result, the transistor 44 is turned off. Therefore, the output voltage of the rectifier circuit 16 flows to a large resistance value in which the resistors 40 and 42 are connected in series. Note that the resistor 46 is set to be extremely large compared to the resistors 40 and 42, which is 1 kilohm. As described above, the resistors 40, 42, 46, and 50 and the transistors 44 and 48 have a small resistance value when the output voltage of the rectifier circuit 16 is lower than a predetermined value, and the resistors 40 and 42 are connected in series when the output voltage is higher than the predetermined value. A resistance switching circuit 52 that can be switched to a large resistance value is formed.
[0018]
In this way, when the output voltage of the rectifier circuit 16 becomes equal to or higher than a predetermined value and the resistance switching circuit 52 is switched to a large resistance value, the output voltage of the rectifier circuit 16 is charged in the capacitor 22. Then, the capacitor 28 is charged via the diode 26 with the terminal voltage of the capacitor 22. When the charging voltage of the capacitor 28 exceeds the Zener voltage of the Zener diode 30, the capacitor 34 is charged. When the charging voltage of the capacitor 34 reaches the turn-on voltage of the thyristor 38, the thyristor 38 becomes conductive. Due to the conduction state of the thyristor 38, the charging voltage of the capacitor 22 is discharged through the coil of the solenoid 36 and the thyristor 38, and the solenoid 36 is operated. Therefore, when the terminal voltage of the capacitor 22 reaches a predetermined voltage, the thyristor 38 is turned on. The zener diode 30, the resistor 32, and the capacitor 34 form a control circuit 54 that makes the thyristor 38 conductive.
[0019]
Even if a lightning surge current flows through the feeder 10, the rectifier circuit 16 does not generate a large output voltage due to saturation of the CT sensor 12, and even if it occurs, the capacitors 22, 28, and 34 are charged with respect to the instantaneous lightning surge current. The thyristor 38 is not conducted due to the charging delay due to the time constant. Even if the capacitor 22 is charged due to such factors, the resistor 24 connected in parallel is discharged, and the state in which the capacitor 22 is unnecessarily charged is quickly eliminated except when the ground fault current is detected. Is done.
[0020]
Next, an example of display means for displaying that the ground fault current has been detected by the operation of the solenoid 36 will be described with reference to FIG. In the detector main body 60, the circuit board 62 on which the above-described circuit configuration excluding the CT sensor 12 is mounted, the solenoid 36, and the display cloth 64 are housed. The display cloth 64 has an upper end fixed in the detector main body 60 and a bobbin-shaped weight fixed to the lower end, and is normally supported by a bottom plate 68 that is opened and closed with a shaft 66 as a swing shaft. The bottom plate 68 is held in a closed state by the elasticity of the leaf spring 70 that engages with the recess 68a. Therefore, when a current flows through the coil of the solenoid 36 and the lines of magnetic force of the permanent magnet holding the plunger 36a are canceled, the plunger 36a momentarily protrudes due to the spring pressure, and the bottom plate 68 is opened against the elasticity of the leaf spring 70, The display cloth 64 falls (indicated by a one-dot chain line in FIG. 2). Here, the display cloth 64 is configured using a red cloth so as to have high visibility, but a cloth coated with a fluorescent paint, a fluorescent dye, or a fluorescent pigment is used, and a cloth made of fluorescent fibers is used. If used, confirmation is easy even at night.
[0021]
Therefore, when the ground fault current is detected and the solenoid 36 is operated and the bottom plate 68 is opened, the display cloth 64 is dropped and displayed. Then, after the ground fault is restored, the display cloth 64 is rewound again and accommodated in the detector body 60, and the bottom plate 68 is closed and engaged with the leaf spring 70 to thereby hold the ground fault current of the present invention. The detector can be used repeatedly.
[0022]
Furthermore, in the ground fault current detector of the present invention, as shown in FIG. 3, the CT sensor 12 and the detector body 60 in which members other than the CT sensor 12 are housed are integrally connected and fixed. The CT sensor 12 includes a rectangular ferrite core 12a that can be divided into two vertically and a detection coil 12b wound around the ferrite core 12a. The output end of the detection coil 12b is appropriately connected to a circuit board 62 housed in the detector body 60. Further, the mounting bracket 72 to which the lower half of the ferrite core 12a is fixed is fixed to the detector body 60. Further, the ferrite upper fixing bracket 74 with the upper half of the ferrite core 12a fixed can be separated and fixed to the mounting bracket 72 by bolts and nuts, and the feeder 10 is held between the CT sensor 12 and the feeder 10. It is configured so that it can be inserted and fixed. Further, the mounting bracket 72 protrudes from the detector body 60 in the longitudinal direction of the feeder 10, and the clamping fixtures 78 and 78 are attached to the mounting bracket 72 by bolts and nuts via the conductive rubber materials 76 and 76. The feeder 10 is configured to be separable and fixed so that the feeder 10 can be clamped and fixed. Further, the main body drop prevention fitting 84 is fixed to the mounting fitting 72 by being fastened together with the clamping fixtures 78 and 78, and the main body drop prevention fitting 84 appropriately surrounds and supports the outer periphery of the detector main body 60. Yes.
[0023]
Thus, since the CT sensor 12 and the detector main body 60 are fixed integrally and fixed together to the feeder 10, the attachment thereof is easy. And unlike the conventional flash indicator and AC continuous current detector, it is not necessary to fix the detector main body 60 to a steel tower or the like separately from the CT sensor 12, and the attachment member is not required. Moreover, since it is fixed to the feeder 10 at three points in the longitudinal direction, the detector body 60 fixed in a suspended state may be firmly fixed to the feeder 10 and vibrate. Absent. If further robust fixing is required, the dimension of the mounting bracket 72 protruding in the longitudinal direction of the feeder wire 10 may be further increased. In addition, since the detector main body 60 is supported by the main body drop prevention metal fitting 84 that is fastened and fixed to the attachment metal fitting 72, the detector main body 60 may be separated from the attachment metal fitting 72 by vibration or the like. However, it is possible to prevent the detector main body 60 from falling, and it is possible to reliably prevent the occurrence of a serious accident associated with the dropping.
[0024]
For example, as shown in FIG. 4, the ground fault current detector 90 having such a configuration is disposed on the feeder 10 near the place where the feeder 10 is connected by the feeder jumper wire 82 via the disconnector 80. . Here, the feeder jumper wire 82 may be disposed. According to the performance test, the ground fault current detector 90 of the present invention does not operate continuously at a commercial frequency of 1000 A, and at 1400 A, the performance of operating in 3 cycles is obtained. Moreover, it does not operate with a lightning surge current of 40 KA.
[0025]
In the above embodiment, the thyristor 38 is used as the semiconductor switch, but the present invention is not limited to this, and another semiconductor switch such as a power transistor may be used. Further, control circuit configuration of the control circuit 54 is not limited to those described above, as long as it has an equivalent function in light of the above embodiment and its purpose, any circuit configuration employed in accordance with such a structure of the semiconductor switch May be. Furthermore, the display means is not limited to the one shown in FIG. 2, and any mechanism that can observe the operation of the solenoid 36 from the outside may be used. Furthermore, the ground fault current detector of the present invention is not limited to the feeder 10, and may be disposed on any live wire. Here, as a matter of course, the constants of the circuit configuration are appropriately adjusted according to the normal current and the ground fault current flowing through the live wire.
[0026]
【The invention's effect】
As described above, since the ground fault current detector of the present invention is configured, the following special effects can be obtained.
[0027]
In the ground fault current detector according to claim 1 , the resistance switching circuit has a small resistance value for a normal current of a live wire, and the capacitor is not charged and does not operate. Thus , when the output voltage of the rectifier circuit exceeds a predetermined value, the conduction state and the cutoff state of the first and second transistors of the resistance switching circuit are switched , and the resistance switching circuit is immediately switched to a large resistance value. Since the capacitor is rapidly charged by the output voltage of the capacitor and the control circuit operates quickly and reliably by the high voltage of the capacitor, it is possible to quickly identify the live line in which the ground fault has occurred. Moreover, the configuration of the resistance switching circuit is relatively simple.
[0028]
Further, in the ground fault current detector according to claim 2, since the CT sensor and the detector main body are integrated and fixed to the live line, like a conventional flash indicator or AC continuity detector. In addition, it is not necessary to fix the detector main body to a steel tower or the like separately from the CT sensor, the arrangement work is easy, and it is possible to arrange the detector body at an arbitrary place on the live wire.
[0029]
In the ground fault current detector according to claim 3, since the fluorescent cloth or the fluorescent fiber is used for the display cloth of the display means, the confirmation is easy even at night.
[0030]
Further, in the ground fault current detector according to claim 4, since the ground fault current detector is disposed on the feeder line or feeder jumper line, a ground fault accident at a railway station with many stop numbers or a railway vehicle base with many train lines On the other hand, it is possible to quickly identify the wire that caused the accident.
[0031]
In the ground fault current detector according to claim 5, since the CT sensor is selected not to be saturated with the ground fault current but to be saturated with the lightning surge current, the lightning surge current is erroneously detected. There is nothing.
[0032]
Furthermore, in the ground fault current detector according to claim 6, since the resistor is connected in parallel to the capacitor that operates the solenoid when the terminal voltage reaches a predetermined voltage, the capacitor is unnecessarily caused by lightning surge current or the like. Even if the capacitor is charged, the capacitor is quickly discharged and the inappropriate charging state of the capacitor is eliminated, so that the capacitor is always maintained in a state with respect to the normal current. Therefore, the detection sensitivity does not vary and there is no possibility of malfunction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of a ground fault current detector according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an example of a mechanism of display means used in the ground fault current detector of the present invention.
FIGS. 3A and 3B are external views showing a state in which the ground fault current detector of the present invention is disposed on a live line, wherein FIG. 3A is a front view and FIG. 3B is a side view.
FIG. 4 is a view showing an example in which the ground fault current detector of the present invention is arranged on a feeder.
[Explanation of symbols]
10 feeder 12 CT sensor 16 rectifier circuit 22 capacitor 24 resistor 36 solenoid 38 thyristor
40, 42, 46, 50 resistance
44, 48 transistor 52 Resistance switching circuit 54 Control circuit 60 Detector body 64 Display cloth 68 Bottom plate 70 Leaf spring 72 Mounting bracket 74 Ferrite upper fixing bracket 78 Nipping fixing bracket 82 Feed jumper wire 84 Body fall prevention bracket 90 Ground fault current detection vessel

Claims (6)

活線に流れる電流により電圧が誘起されるCTセンサと、このCTセンサで誘起された電圧を整流する整流回路と、この整流回路の出力端子間に接続されて前記整流回路の出力電圧が所定値より低いと小さな抵抗値となり所定値以上で大きな抵抗値に切り換えられる抵抗切換回路と、前記整流回路の出力電圧で充電されるコンデンサと、半導体スイッチと、前記コンデンサの端子電圧が所定電圧に達すると前記半導体スイッチを導通状態とする制御回路と、前記コンデンサの端子電圧が前記半導体スイッチを介してコイルに与えられるソレノイドと、このソレノイドの動作により地絡電流を検知したことを表示する表示手段と、を備え、前記抵抗切換回路を、前記整流回路のプラス出力端とマイナス出力端間に抵抗値の大きな抵抗と抵抗値の小さな抵抗を直列に順次接続し、前記抵抗値の大きな抵抗に並列に第1のトランジスタを接続し、前記プラス出力端を別の抵抗と第2のトランジスタを直列に順次に介して前記マイナス出力端に接続し、前記第1のトランジスタのベースを前記別の抵抗と前記第2のトランジスタの接続点に接続し、前記第2のトランジスタのベースをさらに他の抵抗を介して前記抵抗値の大きな抵抗と前記抵抗値の小さな抵抗の接続点に接続して、前記整流回路の出力電圧が前記所定値より低いと前記第2のトランジスタが遮断状態となって前記第1のトランジスタが導通状態となり、前記所定値以上で前記第2のトランジスタが導通状態となって前記第1のトランジスタが遮断状態となるように構成したことを特徴とする地絡電流検知器。A CT sensor in which a voltage is induced by a current flowing through a live line, a rectifier circuit that rectifies the voltage induced by the CT sensor, and an output voltage of the rectifier circuit connected between output terminals of the rectifier circuit and lower the smaller the resistance value is changed next to a large resistance value at a predetermined value or more resistance switching circuit, a capacitor is charged by the output voltage of the rectifier circuit, and semiconductor switches, the terminal voltage of the capacitor reaches a predetermined voltage A control circuit for bringing the semiconductor switch into a conductive state; a solenoid in which a terminal voltage of the capacitor is applied to the coil via the semiconductor switch; and display means for displaying that a ground fault current is detected by the operation of the solenoid; the provided, the resistance switching circuit, the large resistance and the resistance value of the resistance value between the positive output terminal and negative output terminal of said rectifier circuit A series resistor is sequentially connected in series, a first transistor is connected in parallel with the resistor having a large resistance value, and the negative output is sequentially connected to the plus output terminal through another resistor and a second transistor in series. The base of the first transistor is connected to the connection point of the other resistor and the second transistor, and the base of the second transistor is further connected to the connection point of the second transistor via another resistor. When the output voltage of the rectifier circuit is lower than the predetermined value by connecting to a connection point between a resistor and a resistor having a small resistance value, the second transistor is turned off and the first transistor is turned on, A ground fault current detector configured so that the second transistor becomes conductive when the predetermined value or more is reached, and the first transistor becomes cut-off . 請求項1記載の地絡電流検知器において、前記CTセンサ以外の部材を検知器本体内に収納し、この検知器本体と前記CTセンサを一体的に連結固定し、前記CTセンサを前記活線に嵌挿固定するとともに前記検知器本体を前記活線に懸垂状態で固定するように構成したことを特徴とする地絡電流検知器。2. The ground fault current detector according to claim 1, wherein a member other than the CT sensor is housed in the detector main body, the detector main body and the CT sensor are integrally connected and fixed, and the CT sensor is connected to the hot wire. A ground fault current detector, wherein the detector main body is fixed to the live wire in a suspended state while being fitted and fixed to the ground. 請求項1記載の地絡電流検知器において、前記表示手段を、前記ソレノイドの動作により検知器本体の底板を開いてこの底板に支持されていた表示布を落下するようになし、しかもこの表示布を蛍光染料または蛍光塗料または蛍光顔料を塗布した布、または蛍光繊維からなる布を用いて構成したことを特徴とする地絡電流検知器。2. The ground fault current detector according to claim 1, wherein the display means opens the bottom plate of the detector main body by the operation of the solenoid and drops the display cloth supported by the bottom plate, and the display cloth. A ground fault current detector comprising: a cloth coated with a fluorescent dye, a fluorescent paint or a fluorescent pigment, or a cloth made of fluorescent fibers. 請求項1記載の地絡電流検知器において、前記活線が、停車番線または電留線のき電線またはき電ジャンパー線であることを特徴とする地絡電流検知器。2. The ground fault current detector according to claim 1, wherein the live line is a stop line or a feeder line or a feeder jumper line. 請求項1記載の地絡電流検知器において、前記CTセンサが、前記活線に流れる地絡電流で飽和せずに出力電圧を誘起し、雷サージ電流で飽和されて出力電圧を誘起せず、誘起しても小電力であるように設定して構成したことを特徴とする地絡電流検知器。2. The ground fault current detector according to claim 1, wherein the CT sensor induces an output voltage without being saturated with a ground fault current flowing through the live wire, is saturated with a lightning surge current, and does not induce an output voltage, A ground-fault current detector, which is configured to be low power even when induced. 請求項1記載の地絡電流検知器において、前記コンデンサと並列に放電用の抵抗を接続して構成したことを特徴とする地絡電流検知器。2. The ground fault current detector according to claim 1, wherein a discharge resistor is connected in parallel with the capacitor.
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