JP5183654B2

JP5183654B2 - 可搬型地絡保護装置

Info

Publication number: JP5183654B2
Application number: JP2010049403A
Authority: JP
Inventors: 留夫西山; 稔浩日下
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2010-03-05
Filing date: 2010-03-05
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2030-03-05
Also published as: JP2011188589A

Description

この発明は、配電線における地絡保護装置に関し、とくに２回線での運用時の地絡保護が可能な可搬型地絡保護装置に関する。

近年、発変電所における電圧６ｋＶの配電線の遮断器などの点検は、配電線の機器毎の特殊性を考慮し、バンク単位の停電からフィーダー単位での停電により行っている。すなわち、配電線における遮断器などの点検は、変圧器（バンク）で電力を供給している需要家がすべて停電対象になるバンク単位の停電から、配電用遮断器から延びている配電線路を単位とするフィーダー単位の停電で対応している。停電対象の需要家には関連部署に依頼し他の変電所や隣接変圧器（バンク）の配電線から当該配電線の変電所出口までを逆送して電気を供給している。配電線単位の停電作業においては、１〜数回線を停電させて残りの２回線以下で電力供給を行うことがあるが、この場合は作業時における地絡事故に対する対策が必要となる。

そこで、地絡保護に関する技術の一例として、微地絡発生時において遮断器を順序よく遮断する装置などが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開昭５０−７４１４９号公報特開昭５１−７９２４３号公報

しかし、配電線における電力供給を２回線のみで行う場合は、地絡事故が発生すると、バンク全体の対地静電容量が減少し、以下のような問題が生ずる。すなわち、２回線での運用時に、地絡事故や短絡事故等で１回線が遮断継続中または部分配電の状況になった場合、さらに残りの１回線が地絡事故を起こすと、地絡方向継電器（６７Ｆリレー）が動作しなくなるという問題が生ずる。

図８は、３相３回線から構成される配電線路を示している。図８の接地用電圧変成器Ｆにおける地絡電圧Ｖ_０が検出される端子（※）は、各回線に設けられた地絡方向継電器（６７Ｆリレー）Ｄ１〜Ｄ３の端子（※）に接続されている。図８に示す配電線における停電作業範囲ＳをＮｏ．１の配電線とし、例えばＮｏ．３の配電線に地絡事故が生じた場合は、バンク全体の対地静電容量の影響によって地絡電流Ｉｇが減少し、接地用電圧変成器Ｆと零相変流器Ｚ１〜Ｚ３の信号により作動する地絡方向継電器（６７Ｆリレー）Ｄ１〜Ｄ３が正常に動作しなくなる。ここで、地絡方向継電器Ｄ１〜Ｄ３を確実に動作させるためには、２バンク以上ある箇所は母線連絡遮断器を投入することでバンク全体の対地静電容量を確保したり、フィーダー単位での停電からバンク単位の停電に切替えることを行っている。このような対策は、電力会社の関連部署に依頼することにより行うため、多大な労力が必要となる。

２回線での運用の場合は、双方の回線の線路こう長が同等であれば、いずれかの回線に地絡事故が発生しても、１回線目の地絡事故では地絡電流が確保でき、保護は可能である。ただし、１回線がトリップ（遮断）継続中または部分配電の状況になった場合は、残りの回線での地絡事故発生時には地絡電流が少なくなる。そのため、地絡方向継電器が動作しなくなり、地絡後備保護継電器の動作するまで３〜９秒待たないと回線を遮断することができない。したがって、このような地絡事故の場合は、地絡発生から１秒以内に回線を遮断することが規定されている電気設備技術基準を満足しなくなるという問題がある。

２回線の運用で線路こう長に長短がある場合は、短い線路については、地絡電流を十分に確保することが可能であるが、長い線路は地絡電流が十分に確保できず、上述と同様に地絡後備保護継電器の動作するまで３〜９秒待たないと、回線を遮断することができない。また、配電線が当初から２回線で設計されている場合は、発変電所には２回線に対する地絡対策装置が設けられているが、停電作業によって２回線になる場合は、従来の固定式の地絡保護装置では地絡保護ができないという問題がある。したがって、点検作業などに伴う２回線での停電作業においても、地絡発生から電気設備技術基準に定められた時限以内で回線を遮断することが可能な地絡保護装置の開発が望まれる。

そこでこの発明は、２回線での運用時の場合でも地絡が生じた回線を所定の時限以内で確実に遮断することが可能な可搬型地絡保護装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、２回線のみによって電力が供給される配電線の地絡保護に用いられる可搬型地絡保護装置であって、前記配電線側の地絡電圧が入力可能で、設定値以上の地絡電圧によって動作する地絡過電圧継電器を有するＯＶＧ検出回路と、前記２回線のうちいずれかの回線が遮断した場合の遮断指令を記憶するトリップメモリ回路と、前記配電線側に設けられた既設の地絡過電圧継電器による遮断指令と、前記ＯＶＧ検出回路からの地絡発生信号とが入力可能で、前記ＯＶＧ検出回路からの地絡発生信号が入力され、かつ、既設の地絡方向継電器が動作しない場合に、地絡が生じた回線に設けられた遮断器を遮断動作させるための回路を閉成するトリップ出力回路と、前記ＯＶＧ検出回路と、前記トリップメモリ回路と、前記トリップ出力回路が少なくとも組み込まれる携帯可能な可搬ケースと、を備え、前記トリップ出力回路は、前記２回線のうちいずれかの回線が遮断した状態において、前記２回線のうち他方の回線に地絡が生じ、かつ、前記既設の地絡方向継電器が不動作である場合に、記憶された前記トリップメモリ回路に基づいて、前記遮断指令によって遮断されていない回線である前記既設の地絡方向継電器が動作しない回線に設けられた遮断器を遮断動作させるための回路を閉成することを特徴とする可搬型地絡保護装置である。

この発明によれば、電力を供給する２回線のいずれかが事故等により遮断された場合、２回線のうちいずれかの回線が遮断した場合の遮断指令がトリップメモリ回路に記憶される。その状態でＯＶＧ検出回路からの地絡発生信号が入力され、かつ、既設の地絡方向継電器が動作しない場合に、トリップ出力回路によって、地絡が生じた回線に設けられた遮断器を遮断動作させるための回路が閉成される。このため、配電線側の既設の地絡過電圧継電器の動作を条件に、地絡が生じた回路に設けられた遮断器を遮断動作させるので、誤動作が防止され、地絡が生じた回線を確実に遮断することが可能となる。また、２回線のうち他方の回線に地絡が生じ、かつ、既設の地絡方向継電器が不動作である場合に、トリップ出力回路によって、記憶されたトリップメモリ回路に基づいて、遮断指令によって遮断されていない回線である既設の地絡方向継電器が動作しない回線に設けられた遮断器を遮断動作させるための回路が閉成される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の可搬型地絡保護装置において、前記可搬ケースには、前記配電線における線路こう長の長短により、既設の地絡方向継電器が不動作となった場合に、前記トリップメモリ回路をロックするとともに、所定の時限後に地絡が生じた回線の遮断指令を行うタイマーを有する地絡方向継電器不動作対策回路が組み込まれていることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の可搬型地絡保護装置において、前記可搬ケースの表面には、地絡保護回路の略図および前記トリップ出力回路の動作状態を表示する表示ランプが設けられていることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、事故等により２回線のうちいずれか１回線が遮断継続中または部分配電等となり、対地静電容量の影響によって配電線側の地絡方向継電器が不動作となった時には、ＯＶＧ検出回路の地絡過電圧継電器によって運用している回線に地絡が生じたことを検出し、地絡方向継電器の動作時限を待って回路を形成するようにしているので、地絡方向継電器が不動作であっても所定の時限以内に地絡した回線を確実に遮断することが可能となる。

また、既設の保護回路である配電線側の地絡過電圧継電器や地絡方向継電器の動作を活用しているので、配電線と完全に独立した制御方式を採用する地絡保護装置に比べて無用な誤動作を防止することが可能となり、地絡保護の信頼性を確保することができる。

請求項２に記載の発明によれば、可搬ケースに地絡方向継電器不動作対策回路を組み込むようにしたので、配電線のこう長の長短により既設の地絡方向継電器が不動作となった場合でも、確実に遮断器を動作させることができ、地絡保護が可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、可搬ケースの表面に地絡保護回路の略図およびトリップ出力回路の動作状態を表示する表示ランプを設けているので、回路概要およびトリップ出力回路の動作状態を容易に把握することができ、誤操作を防止することができる。

本発明の実施の形態に係わる可搬型地絡保護装置の概要を示すブロック図である。図１の可搬型地絡保護装置におけるケースの外観を示す斜視図である。図１の可搬型地絡保護装置の電気回路図である。図１の可搬型地絡保護装置の動作手順を示すフローチャートである。図１の可搬型地絡保護装置の動作手順を示すフローチャートであって図４に続くフローチャートである。図１の可搬型地絡保護装置における配電線側の地絡方向継電器の動作による遮断タイミングと可搬型地絡保護装置のトリップ回路形成タイミングを示すタイムチャートである（Ａ線に事故が発生した場合を図示）。図１の可搬型地絡保護装置における配電線側の地絡方向継電器の不動作時における遮断タイミングを示すタイムチャートである（Ａ線が地絡方向継電器によって動作する場合を図示）。停電作業における２回線での電力供給時の地絡状況を示す配電系統図である。

つぎに、この発明の実施の形態について図面を用いて詳しく説明する。

図１ないし図７は、この発明の実施の形態を示している。図２は、可搬型地絡保護装置１における可搬ケース２の外形を示している。可搬ケース２は、軽量で高強度を有するジュラルミンケースから構成されており、アタッシュケース程度の大きさを有している。可搬ケース２は、移動用の取手２ａを有しており、下面および裏面には保護用のゴムブッシュ２ｂが設けられている。図１に示すように、可搬ケース２には、ＯＶＧ検出回路１０と、地絡方向継電器不動作対策回路２０と、トリップメモリ回路３０と、トリップ出力回路５０が組み込まれている。

図３は、可搬型地絡保護装置１の電気配線図を示している。図３に示すように、可搬型地絡保護装置１は、電源回路５を有している。電源回路５は、ＤＣ１００Ｖが入力される端子５ａ１、５ａ２を有している。端子５ａ１、５ａ２は、例えば変電所の直流電源に接続可能となっている。端子５ａ１、５ａ２には、電源スイッチ５ｂが接続されている。

電源スイッチ５ｂには、ヒューズ５ｃ１を介して整流用のダイオードブリッジ５ｄが接続されている。ダイオードブリッジ５ｄは、直流電源の極性の間違いを防止するために設けられている。ダイオードブリッジ５ｄの出力側には、制御線Ｅ１〜Ｅ４が接続されている。制御線Ｅ３には、ヒューズ５ｆが設けられている。制御線Ｅ３およびヒューズ５ｆは、制御線Ｅ１が既存の配電線制御回路に接続されるため、可搬ケース２の内部回路を短絡等のトラブル時に確実に保護し、既設回路に支障を及ぼさないようにするために設けられている。制御線Ｅ３と制御線Ｅ４との間には、初期リセット回路を構成するリセットタイマー７が設けられている。制御線Ｅ２は、リセットタイマー７の接点を介して制御線Ｅ３に接続されている。

ＯＶＧ検出回路１０は、地絡過電圧継電器としての６４Ｖリレー１１およびタイマー１２、リレー１３を有している。６４Ｖリレー１１は、可搬ケース２の表面側に設けられた入力端子１４ａ、１４ｂと接続されている。入力端子１４ａ、１４ｂは、配電線側のＰＴ用テストプラグ１２３と接続可能となっている。すなわち、入力端子１４ａ、１４ｂには、ＰＴ用テストプラグ１２３を介して地絡電圧Ｖ_０に対応する信号が入力可能となっている。タイマー１２、リレー１３は、制御線Ｅ３と制御線Ｅ４との間に設けられている。タイマー１２は、６４Ｖリレー１１の動作に伴い作動し、作動開始から０．７秒後にリレー１３を起動させるようになっている。時限を０．７秒としたのは、図７に示すように、トリップ指令（遮断指令）の０．５秒と協調を取る必要があるためである。

制御線Ｅ３と制御線Ｅ４との間には、地絡方向継電器不動作対策回路２０が設けられている。配電線における２回線の運用時において、例えば変電所出口に大きな負荷があることで線路こう長に極端な長短の違いがあり、線路こう長の長い線路で６７Ｆリレーの動作が期待できない場合は、この地絡方向継電器不動作対策回路２０を使用することになる。この地絡方向継電器不動作対策回路２０を使用することにより、地絡電圧Ｖ_０の発生が継続してもＢ線１２８がトリップしない場合は、Ａ線事故と判断してＡ線１２７を時限後トリップさせるようにしている。

地絡方向継電器不動作対策回路２０は、切替スイッチ部２１、第１のキープリレー２３、確認ランプ２４、タイマー２５、リレー２６、２７を有している。第１のキープリレー２３は、切替スイッチ部２１を介して制御線Ｅ３と制御線Ｅ４とに接続されている。切替スイッチ部２１は、使用押し釦スイッチ２１ａと不使用押し釦スイッチ２１ｂとを有している。第１のキープリレー２３は、使用押し釦スイッチ２１ａの操作によりセットコイル２３ａが動作し、不使用押し釦スイッチ２１ｂの操作によりリセットコイル２３ｂが動作するようになっている。タイマー２５は、６４Ｖリレー１１の接点１１ｂおよび第１のキープリレー２３の接点２３ｃを介して制御線Ｅ３と制御線Ｅ４とに接続されている。リレー２６は、タイマー２５の動作に伴い作動し、作動開始から０．７秒後にリレー２７を起動させるようになっている。時限を０．７秒としたのは、図７に示すように、トリップ指令（遮断指令）の０．５秒と協調を取る必要があるためである。地絡方向継電器不動作対策回路２０には、第１のキープリレー２３の状態（モード）を確認するための確認ランプ２４が設けられている。リレー２６は、Ａ線トリップメモリ回路Ｍ１のロックを確実にするために遅延を目的で設けられている。

制御線Ｅ３と制御線Ｅ４との間には、トリップメモリ回路３０が設けられている。トリップメモリ回路３０は、図１のＡ線遮断器１３０を動作させるトリップコイル１３０ａが設けられる制御回路１２６ａおける配電線６７Ｆトリップロック端子の電圧変化でＡ線１２７の遮断を記憶するＡ線トリップメモリ回路Ｍ１を有している。同様に、トリップメモリ回路３０は、図１のＢ線遮断器１４０を動作させるトリップコイル１４０ａが設けられる制御回路１２６ｂおける配電線６７Ｆトリップロック端子の電圧変化でＢ線１２８の遮断を記憶するＢ線トリップメモリ回路Ｍ２を有している。Ａ線トリップメモリ回路Ｍ１は、第２のキープリレー３３、第１の確認ランプ３４、タイマー３５、リレー３６を有している。Ｂ線トリップメモリ回路Ｍ２は、第３のキープリレー３７、第２の確認ランプ４７、タイマー３８、リレー３９を有している。第１の確認ランプ３４は、第２のキープリレー３３の動作状態を表示するものであり、第２の確認ランプ４７は、第３のキープリレー３７の動作状態を表示するものである。

トリップメモリ回路３０は、各キープリレー３３、３７を操作するための押し釦スイッチからなる操作スイッチ３１ａ、３１ｂ、３１ｃを有している。第２のキープリレー３３のセットコイル３３ａは、第１の操作スイッチ３１ａとキープリレー３７の接点３７ｃを介して制御線Ｅ３と制御線Ｅ４に接続されている。タイマー３５は、第２のキープリレー３３の接点３３ｃを介して制御線Ｅ３と制御線Ｅ４に接続されている。タイマー３５は、第２のキープリレー３３の接点３３ｃの動作に伴い作動し、作動開始から１．０秒後にリレー３６を起動させるようになっている。第３のキープリレー３７のセットコイル３７ａは、第２の操作スイッチ３１ｂと第２のキープリレー３３の接点３３ｄを介して制御線Ｅ３と制御線Ｅ４に接続されている。タイマー３８は、第３のキープリレー３７の接点３７ｄを介して制御線Ｅ３と制御線Ｅ４に接続されている。タイマー３８は、第３のキープリレー３７の接点３７ｄの動作に伴い作動し、作動開始から１．０秒後にリレー３９を起動させるようになっている。

第２のキープリレー３３および第３のキープリレー３７は、第３の操作スイッチ３１ｃの操作による各キープリレー３３、３７のリセットコイル３３ｂ、３７ｂの動作により、同時にリセットされるようになっている。このように、トリップメモリ回路３０は、使用開始時にケーブルなどを含めてテストが必要なため、手動で配電線のトリップを模擬できるように模擬テストのための複数の操作スイッチ３１ａ、３１ｂ、３１ｃを有している。また、図６のタイムチャートに示すように、トリップ信号と配線線の開路および６４Ｖリレー１１の復帰までタイムラグがあることから、タイマー３５、３８では１．０秒の時限を持たせている。

トリップメモリ回路３０には、トリップ出力回路５０が接続されている。トリップ出力回路５０は、タイマーやリレーの接点が組み合わされた回路から構成されている。トリップ出力回路５０は、可搬ケース２の外面に露出するトリップ信号入出力端子５１、５２を有している。Ａ線用のトリップ信号入出力端子５１は、タイマー２５のＢ接点２５ａ、ダイオード４０ａ、第３のキープリレー３７の接点３７ｃを介して第２のキープリレー３３のセットコイル３３ａに接続されている。Ｂ線用のトリップ信号入出力端子５２は、ダイオード４０ｂ、第２のキープリレー３３の接点３３ｄを介して第３のキープリレー３７のセットコイル３７ａに接続されている。

Ａ線用のトリップ信号入出力端子５１と接続されるタイマー２５のＢ接点２５ａは、Ａ線トリップメモリ回路Ｍ１をロックする目的で設けられている。Ａ線トリップメモリ回路Ｍ１は、地絡方向継電器不動作対策回路２０から出力されたＡ線のトリップ信号をリレー２７の接点２７ａを介して記憶することにより、次回地絡電圧Ｖ_０の発生時にＢ線をトリップさせないことを目的で設けられている。

また、Ａ線用のトリップ信号入出力端子５１は、リレー２７の接点２７ａを介して６４ＶＢ１ＸＢの端子４６と接続可能となっている。６４ＶＢ１ＸＢの端子４６は、可搬ケース２の表面に露出している。さらに、Ａ線用のトリップ信号入出力端子５１は、Ｂ線トリップメモリ回路Ｍ２のリレー３９の接点３９ａおよびＯＶＧ検出回路１０のタイマー１３の接点１３ａを介して、６４ＶＢ１ＸＢの端子４６と接続可能となっている。Ｂ線用のトリップ信号入出力端子５２は、Ａ線トリップメモリ回路Ｍ１のリレー３６の接点３６ａおよびＯＶＧ検出回路１０のリレー１３の接点１３ａを介して、６４ＶＢ１ＸＢの端子４６と接続可能となっている。制御線Ｅ１の終端は、可搬ケース２の外面に露出するＰ１端子４５と接続されている。Ｐ１端子４５は、６４ＶＢ１ＸＢの端子４６と隣接して設けられている。

トリップ信号入出力端子５１、５２および６４ＶＢ１ＸＢの端子４６は、配電線側の制御回路と接続可能となっている。Ａ線用のトリップ信号入出力端子５１は、地絡方向継電器(６７Ｆ)の接点１２４ａを有する制御回路１２６ａに接続可能となっている。この制御回路１２６ａには、遮断器１３０のトリップコイル１３０ａが接続されている。Ｂ線用のトリップ信号入出力端子５２は、地絡方向継電器（６７Ｆリレー）の接点１２４ｂを有する制御回路１２６ｂに接続可能となっている。この制御回路１２６ｂには、遮断器１４０のトリップコイル１４０ａが接続されている。６４ＶＢ１ＸＢの端子４６は、地絡方向継電器の接点１２４ａ、１２４ｂが接続される配電線側のＤＧテスト用ＴＴ端子１２５と接続可能となっている。

図３に示すように、配電線側には既設６４Ｖリレー１２１を有するＳＷＧ（スイッチギヤー）地絡検出回路１２０が設けられている。ＤＧテスト用ＴＴ端子１２５には、ＳＷＧ地絡検出回路１２０からの信号Ｋ１、Ｋ２が送られるようになっており、ＤＧテスト用ＴＴ端子１２５を経由して制御回路１２６ａ、１２６ｂに送られた信号により第２のキープリレー３３または第３のキープリレー３７を動作させるようになっている。ＳＷＧ地絡検出回路１２０は、地絡後備保護継電器としての１０Ｇリレー１２２を有している。１０Ｇリレー１２２は、配電線の地絡発生から３〜９秒後に地絡保護を行うようになっている。すなわち、１０Ｇリレー１２２は、例えば地絡抵抗が所定値を超えると地絡方向継電器としての６７Ｆリレーが動作できないことから、１０Ｇリレー１２２を利用して回線を遮断することが可能となっている。配電線側にＤＧテスト用ＴＴ端子１２５が存在しない場合は、これに代えて可搬ケース２に設けられたＰ１端子４５を利用することが可能である。

制御線Ｅ４の終端には、可搬ケース２の外面に露出する回路試験用端子６０が接続されている。この回路試験用端子６０は、現地での模擬試験に使用される。可搬ケース２の表面には、トリップ出力回路５０の動作状態を表示するための表示ランプ４１〜４４が設けられている。表示ランプ４１〜４４は、ＬＥＤ（２色発光ダイオード）から構成されている。表示ランプ４１〜４４は、トリップ出力回路５０の各接点１３ａ、２７ａ、３６ａ、３９ａの動作と連動してオン、オフを赤色、緑色で色分けして点灯するようになっている。

図２に示すように、ＯＶＧ検出回路１０と、地絡方向継電器不動作対策回路２０と、トリップメモリ回路３０と、トリップ出力回路５０を構成する電気部品の一部は、可搬ケース２の表面側に露出しており、可搬ケース２の表面側で時間設定や動作確認が可能となっている。可搬ケース２の表面側に設けられた上述の各端子は、ケーブル（図示略）を介して配電線側の回路と接続可能となっている。

つぎに、可搬型地絡保護装置１の操作および作用について説明する。

可搬型地絡保護装置１は、遮断器などの点検に伴う配電線の停電作業の際に、所定の場所に運ばれ、可搬ケース２内に収納されている各回路を既設の地絡保護回路と接続することで使用される。可搬型地絡保護装置１の使用に際しては、まず模擬試験を行い装置が正常に動作するか否かを確認することが必要となる。

模擬試験を開始する際は、ＯＶＧ検出回路１０に電圧調整器（図示略）を接続し、６４Ｖリレー１１に印加する模擬電圧の整定値とタイマー１２の設定時限を確認する。つぎに、「Ａ線切」に対応する第２のキープリレー３３および「Ｂ線切」に対応する第３のキープリレー３７の双方を、第３の操作スイッチ３１ｃによってリセットし、ＤＧテスト用ＴＴ端子１２５とＡ線の制御回路１２６ａおよびＢ線の制御回路１２６ｂとの間が短絡していないかを確認する。

つぎに、第１の操作スイッチ３１ａを押して、ＤＧテスト用ＴＴ端子１２５とＢ線の制御回路１２６ｂとの間が短絡していることを確認する。そして、第３の操作スイッチ３１ｃの操作により各キープリレー３３、３７をリセットし、第２の操作スイッチ３１ｂを押して、ＤＧテスト用ＴＴ端子１２５とＡ線の制御回路１２６ａとの間が短絡していることを確認する。つぎに、第３の操作スイッチ３１ｃにより各キープリレー３３、３７をリセットし、地絡方向継電器不動作対策回路２０の使用押し釦スイッチ２１ａを押し、ＤＧテスト用ＴＴ端子１２５とＡ線の制御回路１２６ａとの間が短絡していることを確認する。

最後に電源スイッチ５ｂを一度切った後、電源スイッチ５ｂを再投入すれば、図３の回路が初期状態にリセットされる。ここで、配電線側にＤＧテスト用ＴＴ端子１２５がない場合は、６４ＶＢ１ＸＢの端子４６を可搬ケース２のＰ１端子４５と接続し、Ｎ１端子６０との間で電圧をチェックする。

図４および図５は、可搬型地絡保護装置１の動作の手順を示している。図４のステップＳ６１において、可搬ケース２の電源スイッチ５ｂがオンとされ、ステップＳ６２でリセットタイマー７よって図３の回路が初期状態にリセットされる。つぎに、ステップＳ６３に進み、発生した地絡電圧Ｖ_０が設定値以上であるか否かが判断される。ここで、地絡電圧Ｖ_０が設定値以上であると判断された場合、すなわち配電線に地絡事故が発生した場合は、ステップＳ６４に進み、地絡方向継電器（６７Ｆリレー）不動作対策回路２０を使用しているか否かが判断される。配電線に地絡事故がなく、地絡電圧Ｖ_０が発生していないと判断された場合は、ステップＳ６３の処理を繰り返し、待機状態を維持する。

ステップＳ６４において、地絡方向継電器（６７Ｆリレー）不動作対策回路２０を使用していないと判断された場合は、図５のステップＳ７３に進み、Ａ線１２７のトリップ（遮断）であるか否かが判断される。ここで、Ａ線１２７の遮断であると判断された場合は、ステップＳ７４に進み、トリップメモリ回路３０によりＡ線１２７の遮断指令が記憶される。ステップＳ７３において、Ａ線１２７のトリップでないと判断された場合は、ステップＳ７５に進み、Ｂ線１２８のトリップであるか否かが判断される。ここで、Ｂ線１２８のトリップでないと判断された場合は、ステップＳ７７に進み、１０Ｇリレー１２２による地絡保護が行われる。ステップＳ７５において、Ｂ線１２８のトリップであると判断された場合は、トリップメモリ回路３０によりＢ線１２８の遮断指令が記憶される。ステップＳ７４およびステップＳ７６の処理が終了すると、ステップＳ７８に進み、Ａ線１２７またはＢ線１２８の再閉路が行われる。

つぎに、ステップＳ７９に進み、再閉路・再々閉路失敗または新たな地絡事故における地絡電圧Ｖ_０の発生かが判断される。ここで、地絡電圧Ｖ_０が発生し地絡電圧Ｖ_０が設定値以上であると判断された場合は、ステップＳ８０に進み、Ａ線１２７またはＢ線１２８のいずれかの既設の６７Ｆリレーによるトリップであるか否かが判断される。ステップＳ８０において、Ａ線１２７またはＢ線１２８のいずれかのトリップであると判断された場合は、ステップＳ８４に進み、Ａ線１２７またはＢ線１２８の再閉路、Ａ線またはＢ線の再々閉路、最終遮断のいずれかが行われる。

ステップＳ７９において、配電線の地絡事故がなく地絡電圧Ｖ_０が発生していないと判断された場合は、ステップＳ８２に進み、配電線常時系統であるか否かが判断される。ここで、配電線常時系統でないと判断された場合、すなわち１回線で配電中または部分配電時はステップＳ７９に戻る。ステップＳ８２において、配電線常時系統（一連の事故発生前の系統）であると判断された場合は、ステップＳ８３に進み、第３の操作スイッチ３１ｃにより手動でのキープリレー３３、３７のリセットを行った後、再びステップＳ６３に戻る。

ステップＳ８０において、Ａ線１２７またはＢ線１２８が既設の６７Ｆリレー不動作によりいずれもトリップしない場合は、ステップＳ８１に進み、遮断指令のメモリ内容の判断が行われる。ここで、遮断指令のメモリ内容がＡ線１２７である場合は、ステップＳ８５に進み残回線（Ｂ線１２８）の遮断指令が行われる。ステップＳ８０において、遮断指令のメモリ内容がＢ線１２８である場合は、ステップＳ８６に進み残回線（Ａ線１２７）の遮断指令が行われる。ステップＳ８５、８６の処理が終了すると、ステップＳ８７に進み、残回線の再閉路実施の回数が判断される。

ステップＳ８７において、残回線の再閉路実施の回数が１回以下であると判断された場合は、ステップＳ８８に進み、残回線の再閉路または再々閉路が行われる。ステップＳ８７において、残回線の再閉路実施の回数が２回であると判断された場合は、ステップＳ８９に進み、残回線の最終遮断が行われる。

図４のステップＳ６４において、地絡方向継電器不動作対策回路２０を使用していると判断された場合は、ステップＳ６５に進み、既設の６７ＦリレーによるＡ線１２７またはＢ線１２８のいずれかのトリップであるか否かが判断される。ここで、既設の６７ＦリレーによるＡ線１２７またはＢ線１２８のいずれかのトリップであると判断された場合は、ステップＳ６６に進み、Ａ線１２７またはＢ線１２８の遮断指令がトリップメモリ回路３０に記憶され、その後、図５のステップＳ７８に進む。

ステップＳ６５において、既設の６７ＦリレーによりＡ線１２７またはＢ線１２８がいずれもトリップしないと判断された場合は、すなわち配電線側の６７Ｆリレーが動作しない場合は、ステップＳ６７に進み、Ａ線１２７の遮断指令についてトリップメモリ回路３０がロックされる。その後、ステップＳ６８に進み、Ａ線１２７の遮断指令が行われる。つぎに、ステップＳ６９に進み、Ａ線１２７の再閉路の実施回数が判断される。ここで、Ａ線１２７の再閉路の実施回数が１回以下であると判断された場合は、ステップＳ７０に進み、Ａ線１２７の再閉路または再々閉路が行われ、ステップＳ６３に戻る。ステップＳ６９において、Ａ線１２７の再閉路の実施回数が２回であると判断された場合は、ステップＳ７１に進み、Ａ線の最終遮断が行われる。すなわち、この状態では、１回線での配電が行われることになる。そして、ステップＳ７２に進み、Ａ線「切り」が第１の操作スイッチ３１ａを介して手動で行われる。

図６は、図４のステップＳ６３、Ｓ６５〜Ｓ６６および図５のステップＳ６３、Ｓ７３〜７６における各動作のタイムチャートを示しており、特にＡ線１２７が地絡事故を起こした場合における６７Ｆリレーの動作によるＢ線のトリップ出力回路形成までのタイムチャートを示している。図６に示すように、ステップＳ９１のＡ線１２７の地絡事故が発生し、ステップＳ９２で地絡電圧Ｖ_０の発生により６４Ｖリレー１１と既設の６４Ｖリレー１２１が動作し、ステップＳ９３で既設の配電線側の６７ＦリレーによるＡ線１２７の遮断が開始される。そして、Ａ線１２７の遮断指令が発せられると、Ａ線１２７の遮断器１３０が動作するとともに、Ａ線１２７の遮断指令がトリップメモリ回路３０に記憶される。ここで、既設の６４Ｖリレー１２１が動作してから遮断指令が出るまでの時間は、０．５秒である。そして、既設の６４Ｖリレー１２１が動作した後、ステップＳ９５のＡ線１２７の遮断動作、ステップＳ９６の地絡電圧Ｖ_０の復帰、ステップＳ９７の６４Ｖリレー１１と既設の６４Ｖリレー１２１が復帰するまでの時間は、０．７秒以内に設定されている。ステップＳ９８のＡ線１２７の遮断指令のトリップメモリ回路３０への記憶からステップＳ９９のＢ線１２８のトリップ出力の回路形成までの時間は、１．０秒に設定されている。

各動作タイミングを図６に示すように設定しているのは、６４Ｖリレー１１の動作のみでトリップさせるので、６４Ｖリレー１１の復帰途中に、ステップＳ９９のＢ線１２８のトリップ出力回路が形成されるのを回避し、Ｂ線１２８が誤遮断されるのを防止するためである。

図７は、図４のステップＳ６３、Ｓ６５〜Ｓ６８および図５のステップＳ７９〜８１、ステップＳ８４〜８６における各動作のタイムチャートを示しており、特にＡ線１２７の６７Ｆリレー遮断とＢ線１２８の遮断指令との協調を示すタイムチャートを示している（図４の場合は、Ａ線をＢ線と読み替える）。ステップＳ１０１において地絡事故が発生し、ステップＳ１０２で地絡電圧Ｖ_０の発生により６４Ｖリレー１１と既設の６４Ｖリレー１２１が動作する。ここで、配電線側の６７Ｆリレーが動作した場合は、Ａ線１２７の遮断が行われ、０．７秒以内に６４Ｖリレー１１と既設の６４Ｖリレー１２１が復帰し、Ｂ線１２８は遮断されない。Ａ線配電線側の６７Ｆリレー１２４ａが動作しない場合は、Ｂ線１２８に地絡事故がしたと判断し、０．７秒後にステップＳ１０８においてＢ線１２８の遮断指令が行われる。すなわち、６７Ｆリレーの動作による遮断時は、ステップＳ１０３の６７Ｆリレーの動作からステップＳ１０７の６４Ｖリレー１１の復帰までの時間は０．７秒以下に設定されているので、６４Ｖリレー１１が復帰することにより、ステップＳ１０８のＢ線遮断指令が出力されないことになる。

各動作タイミングを図７に示すように設定しているのは、既設の６７Ｆリレー動作による選択遮断を優先させて行うためである。すなわち、ここでは、６７Ｆ保護回路の動作時限０．５秒と協調を取り、既設の６７Ｆリレーによる保護時に誤動作するのを防止するため、６４Ｖリレー１１の復帰までの時間を０．７秒以下に設定している。

このように、ＯＶＧ検出回路１０の６４Ｖリレー１１によって運用している回線に地絡が生じたことを検出し、これによってトリップ出力回路５０を形成するようにしているので、配電線側に設けられた地絡方向継電器としての６７Ｆリレー（接点１２４ａ、１２４ｂ）からの信号を利用して、所定の時限以内に地絡した回線を確実に遮断することが可能となる。そして、トリップ出力回路５０は、６４Ｖリレー１１の動作復帰後に他方の回線における遮断器を遮断動作させるための回路を形成するので、誤動作を確実に防止することができ、地絡が生じた回線を確実に遮断することが可能となる。

また、既設の保護回路である６４Ｖリレー１２１の動作結果であるＤＧテスト用端子１２５や配電線側の６７Ｆリレー（接点１２４ａ、１２４ｂ）の動作を活用することにより、地絡発生時の誤動作を防止することができ、地絡保護の信頼性を確保することができる。すなわち、この可搬型地絡保護装置１は、既設の６４Ｖリレー１２１と６７Ｆリレーを採用するという既存の地絡保護の考え方で製作されているので、誤作動を回避することができ、配電線と完全に独立した制御方式を採用する地絡保護装置に比べて信頼性を高めることができる。

さらに、可搬ケース２に、地絡方向継電器不動作対策回路２０を組み込むようにしたので、配電線のこう長の長短により配電線側の６７Ｆリレー（接点１２４ａ、１２４ｂ）が動作しない場合でも、確実に遮断器１３０、１４０を動作させることができ、地絡保護が可能となる。そして、可搬ケース２の表面には、地絡保護回路の略図２ｃおよびトリップ出力回路５０の動作状態を表示する表示ランプ４１〜４４を設けているので、回路の構成やトリップ出力回路５０の動作を容易に把握することができ、誤操作を防止することができる。

この実施の形態においては、リセットタイマー７の動作によらず、第３の操作スイッチ３１ｃにより手動で各キープリレー３３、３７をリセットすることが可能であるので、配電系統が常時に戻った時に、地絡方向継電器不動作対策回路２０のモード形態を継続したまま、容易に装置をリセットすることができる。

可搬型地絡保護装置１は、切替スイッチ部２１の使用押し釦スイッチ２１ａを操作して地絡方向継電器不動作対策回路２０を使用するか、またはトリップメモリ回路３０の第２の操作スイッチ３１ｂを操作すれば、１回線のみの電力供給時にも活用することができる。

また、通常の地絡保護に限らず、短絡事故および手動切等すべての遮断においては、遮断器１３０、１４０がトリップしたことを遮断器１３０、１４０のパレットスイッチ（図示略）からの信号を取り込むことで行っているが、この実施の形態においては、Ａ線の制御回路１２６ａまたはＢ線の制御回路１２６ｂの電圧を確認することで行うようにしているので、可搬型地絡保護装置１の回路構成と現地での配線作業が単純化でき、信頼性を高めることが可能となる。

この実施の形態においては、電源回路５と制御線Ｅ１および６４ＶＢ１ＸＢ端子４６からトリップ信号出力端子５１、５２間の電線やリレー接点には、遮断器１３０、１４０を確実に遮断させるための大きな電流をトリップコイル１３０ａ、１４０ａに流す必要があるため、大きな電流を扱うトリップ出力回路５０は、他の制御回路と分離した回路構成としている。また、リレー１３、２７、３６、４５は、他のタイマーやキープリレーの接点より多くの通電容量を確保するため、前段のリレー接点をそれぞれ増幅する形の回路構成としている。

以上、この発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、トリップ出力回路５０の動作状態を表示ランプ４１〜４４によって把握するようにしているが、例えば液晶画面などによってトリップ出力回路５０の動作状態を表示する構成としてもよい。

１可搬型地絡保護装置
２可搬ケース
１０ＯＶＧ検出回路
１１６４Ｖリレー（地絡過電圧継電器）
２０地絡方向継電器不動作対策回路
２３第１のキープリレー
３０トリップメモリ回路
３３第２のキープリレー
３７第３のキープリレー
５０トリップ出力回路
１２１既設６４Ｖリレー
１２２１０Ｇリレー
１３０遮断器
１４０遮断器
Ｖ_０地絡電圧

Claims

２回線のみによって電力が供給される配電線の地絡保護に用いられる可搬型地絡保護装置であって、
前記配電線側の地絡電圧が入力可能で、設定値以上の地絡電圧によって動作する地絡過電圧継電器を有するＯＶＧ検出回路と、
前記２回線のうちいずれかの回線が遮断した場合の遮断指令を記憶するトリップメモリ回路と、
前記配電線側に設けられた既設の地絡過電圧継電器による遮断指令と、前記ＯＶＧ検出回路からの地絡発生信号とが入力可能で、前記ＯＶＧ検出回路からの地絡発生信号が入力され、かつ、既設の地絡方向継電器が動作しない場合に、地絡が生じた回線に設けられた遮断器を遮断動作させるための回路を閉成するトリップ出力回路と、
前記ＯＶＧ検出回路と、前記トリップメモリ回路と、前記トリップ出力回路が少なくとも組み込まれる携帯可能な可搬ケースと、
を備え、
前記トリップ出力回路は、前記２回線のうちいずれかの回線が遮断した状態において、前記２回線のうち他方の回線に地絡が生じ、かつ、前記既設の地絡方向継電器が不動作である場合に、記憶された前記トリップメモリ回路に基づいて、前記遮断指令によって遮断されていない回線である前記既設の地絡方向継電器が動作しない回線に設けられた遮断器を遮断動作させるための回路を閉成することを特徴とする可搬型地絡保護装置。
前記可搬ケースには、前記配電線における線路こう長の長短により、前記既設の地絡方向継電器が不動作となった場合に、前記トリップメモリ回路をロックするとともに、所定の時限後に地絡が生じた回線の遮断指令を行うタイマーを有する地絡方向継電器不動作対策回路が組み込まれていることを特徴とする請求項１に記載の可搬型地絡保護装置。
前記可搬ケースの表面には、地絡保護回路の略図および前記トリップ出力回路の動作状態を表示する表示ランプが設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の可搬型地絡保護装置。