JPH0134521Y2

JPH0134521Y2 -

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Publication number: JPH0134521Y2
Application number: JP1981056125U
Authority: JP
Priority date: 1981-04-17
Filing date: 1981-04-17
Publication date: 1989-10-20
Also published as: JPS57168934U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、３相電線路の対地電圧および線路電
流を測定して地絡点の方向と地絡相とを検出でき
る装置に関するものである。

先に本考案者は、高圧配電線路の任意の箇所
に、各相の対地電圧および線路電流を測定する検
出器を取付けて、その取付け箇所で地絡点の方向
と地絡相とを判別できるようにした高圧配電線路
の地絡方向地絡相検出装置を提案した。

しかしながら、上述の装置では、以下に示すよ
うな問題があつた。

３相電線路において、１線例えばＡ相が比較的
低抵抗を通じて地絡したときの各相の対地電圧の
位相関係は第１図に示すとおりである。すなわち
地絡前の零相電圧が略零である健全時の対地電圧
は各相電圧Va，VbおよびVcに等しく同図の実
線で示すとおり略平衡しており、絶対値は略等し
く、各120゜の位相差を有している。しかし、例え
ばＡ相が低抵抗地絡したときは、V₀なる零相電
圧が発生し、零相電圧のベクトルと対地電圧のベ
クトルとの交点をE₁とし、各相の対地電圧を同
図の点線で示すとおりV′a，V′bおよびV′cとすれ
ば、各対地電圧相互の関係は、Ａ相が地絡したと
きにはV′c＞V′b＞V′a＞またはV′a＜Va，V′b＞
VbおよびV′c＞Vcとなる。したがつて、先に出
願した地絡方向地絡相検出装置においては、地絡
時に測定した各相の対地電圧のうち最小電圧を示
す相を地絡相として判別するか、または地絡前後
に測定した同一相の対地電圧を比較して地絡後の
対地電圧が地絡前の対地電圧よりも小さくなる相
を地絡相として判別していた。

しかし、比較的高抵抗を通じて１線地絡を生じ
たとき、例えば第２図に示すようにＡ相が地絡し
たときには、V′₀なる零相電圧が発生し、零相電
圧のベクトルと対地電圧のベクトルとの交点E₂
とすれば、各相の対地電圧は同図の点線で示すよ
うにV″a，V″bおよびV″cとなる。

この場合、Ａ相が無限大に近い高抵抗を通じて
地絡したときは各相の対地電圧Va∞，Vb∞およ
びVc∞はそれぞれ健全時の対地電圧Va，Vbお
よびVcに近くなる。またＡ相が高抵抗地絡を生
じたときの対地電圧V″aとこの地絡抵抗および対
地静電容量を通じて流れる零相電流による零相電
圧V₀とは略90゜の位相差を有し、かつV″aとV₀と
の和が相電圧Vaに等しくなる。したがつて、地
絡事故点における地絡抵抗値によつて、対地電圧
および零相電圧は、それぞれ第１図または第２図
に示すように半円周上の任意の点（例えばE₁点
またはE₂点）とＡ点とを結ぶ直線（例えばV′aま
たはV″a）および上記半円周上の点と０点とを結
ぶ直線（例えばV₀またはV′₀）となる。このこと
は、高抵抗地絡になるほど、地絡事故前後の各相
の対地電圧VaとV″a，VbとV″bおよびVcとV″c
の変化の差が小さくなり、これらの大小が前述し
た低抵抗地絡の場合のV′a＜Va，V′b＞Vbおよ
びV′c＞Vcほど明確な差がなくなる。したがつ
て、高抵抗地絡を生じたときには、誤動作を生じ
やすくなる欠点があつた。

また、対地電圧および線路電流を測定する検出
器として、第３図に示すように線路ｌを挾んで上
下２つに分割されるモールド体M₁およびM₂の内
部に電極Q₁およびQ₂と図示しない鉄心に巻回し
た電流検出用コイルP₁およびP₂とを組み込んだ
ものを用いていた。しかし、電流測定には鉄心を
使用しているので２次側で残留磁気の影響を受け
たり、励磁電流による位相誤差が生じるために、
これらについて補償しようとすれば複雑な回路に
なり、調整も必要であつた。一方、対地電圧を測
定する際には、線路に取付けられた検出器と電線
路間に介在する雨水のために、電線路と検出器内
の電極間の静電容量が変化して、真の対地電圧が
得られなくなり、したがつて零相電圧だけのレベ
ルを検出していたのでは、誤つて地絡事故を検出
する恐れがあつた。

本考案は、従来の装置の欠点を解決して、対地
電圧から各々合成された線間電圧と零相電圧との
位相を比較することによつて、高抵抗地絡時にお
いても正確に地絡相を判別することができ、また
空心の電流検出用コイルにすることによつて、線
路電流に対しての補償回路がなくなり、さらに対
地電圧から合成された各々の線間電圧の平均値と
零相電圧とを比較することによつて、雨水の影響
を受けて真の対地電圧が得られなくても誤つて地
絡事故を検出することがない地絡方向地絡相判別
装置を提供したものである。

以下、本考案の装置について図面を参照して説
明する。

第４図は、高抵抗地絡時に誤動作を生じやすく
なる欠点を解決するための検討図であつて、地絡
抵抗値が略零から略無限大にまで変化したときの
零相電圧の変化と線間電圧との位相関係を示す図
である。同図において、Ａ相が抵抗値略零で地絡
を生じたときは、零相電圧V₀は同図上のＡ点と
０点とを結ぶ直線Va₀となり、位相回転方向を反
時計方向とすれば、線間電圧VcaはV₀に対して
30゜の位相遅れとなる。地絡抵抗値が次第に大に
なり、零相電圧V₀と対地電圧V′aとの交点の軌跡
が同図の円周上のE₁点に達したときにはVcaと
V₀とは同相になる。さらに地絡抵抗値が大にな
つて対地電圧V″aと零相電圧V′₀との交点の軌跡
が同図の円周上のE₂点に達したときには、線間
電圧Vcaは零相電圧V′₀よりも逆に30゜進む。地絡
抵抗値が無限大に近ずくと零相電圧と対地電圧と
の交点の軌跡は０点に近ずき、線間電圧Vcaは零
相電圧よりも60゜進む。したがつて、零相電圧の
位相を一定とした場合に、地絡抵抗値Rgが略零
から無限大まで変化することによつて線間電圧
Vcaの位相が変動する。範囲は第５図に示すとお
り零相電圧に対して−30゜から＋60゜までとなる。
同様にして、零相電圧に対して線間電圧Vbcおよ
びVabの位相が変動する範囲は、同図に示すとお
り、Vcaの位相の変化よりもそれぞれ−120゜およ
び＋120゜だけ移動した位相になる。すなわち、零
相電圧V₀に対する線間電圧Vca，VbcおよびVab
の位相差は、Vcaが−30゜乃至＋60゜であり、Vbc
が＋180゜乃至＋90゜であり、Vabが−150゜乃至−
60゜であつて、これらのうちVcaの位相差の絶対
値が最も小さい。

以上の理論に基づいて、Ａ相が地絡したとき
に、各相の対地電圧から各線間電圧および零相電
圧を演算して、各線間電圧と零相電圧との位相差
を求め、これらの位相差のうちの最小値を示す線
間電圧を判別する。その判別した線間電圧はVca
であるので、その線間電圧Vcaに予め対応させた
相すなわちＡ相が地絡したことを知ることができ
る。この場合、Ａ相が高抵抗地絡を生じても、他
の地絡を生じていない相Ｂ相またはＣ相に対応し
た線間電圧と零相電圧との位相差の絶対値60゜乃
至150゜または90゜乃至180゜は、地絡を生じた相に対
応した線間電圧と零相電圧との位相差の絶対値0゜
乃至60゜とは全く異なつた位相差であるために全
く誤動作を生じる恐れがない。

第６図は、本考案の地絡方向地絡相判別装置の
ブロツク図を示す。同図において、１ａ乃至１ｃ
はＡ相、Ｂ相およびＣ相の対地電圧および線路電
流を測定するために高圧配電線路の任意の箇所に
取付けられる着脱自在な検出器である。この検出
器には、第３図に示したように空心の電流検出用
コイルP₁およびP₂が上下に分割された二つ割り
のモールド体M₁およびM₂に組み込まれ、また前
述したように雨水の影響を極力避けるために上側
のモールド体M₁に対地電圧を測定する電極Q₁が
組み込まれている。２ａ乃至２ｃは対地電圧に対
応する信号Va，VbおよびVcの測定感度差を補
正するための利得調整回路、３ａ乃至３ｃは各々
の利得調整回路２ａ乃至２ｃの出力信号Va，Vb
およびVcを入力信号としこれらの信号を互に減
算して線間電圧に対応する信号Vca＝Vc−Va，
Vab＝Va−VbおよびVbc＝Vb−Vcを演算する
線間電圧演算回路である。４は利得調整回路２ａ
乃至２ｃの出力信号Va，VbおよびVcを入力と
してこれらの信号を加算して零相電圧に対応する
信号V₀＝（Va＋Vb＋Vc）／３を出力する零相電
圧演算回路である。５ａ乃至５ｃは各々の線間電
圧演算回路３ａ乃至３ｃの出力信号Vca，Vabお
よびVbcを方形波化する線間電圧方形波化回路、
６は零相電圧演算回路４の出力信号V₀の高調波
成分を除去するフイルタ回路、７はフイルタ回路
６の出力信号を方形波化する零相電圧方形波化回
路である。EXOR₁乃至EXOR₃は、各々の線間電
圧に対応する方形波化された線間電圧位相信号
φca，φabおよびφbcと零相電圧に対応する方形
波化された零相電圧位相信号φ₀とを入力とする
第１乃至第３のイクスクルーシブOR回路であ
る。このOR回路の出力端子には、各々の線間電
圧に対応する信号と零相電圧に対応する信号との
位相差すなわち第１の位相差信号｜φca−φ₀｜，
｜φab−φ₀｜および｜φbc−φ₀｜が出力される。
８ａ乃至８ｃはローパスフイルタ回路であつて、
各位相差に対応する信号の高調波成分が除去され
て、これに比例した平均値を示す第１乃至第３の
位相差平均値信号φ₁乃至φ₃が出力される。９ａ
は第１および第２の位相差平均値信号φ₁，φ₂を
入力信号としてφ₁＞φ₂のときにＨレベルの信号
を、またφ₁＜φ₂のときはＬレベルの信号を出力
する第１の大小判別回路であり、９ｂは第２およ
び第３の位相差平均値信号φ₂，φ₃を入力信号と
しφ₂＞φ₃のときにＨレベルの信号を、またφ₂＜
φ₃のときはＬレベルの信号を出力する第２の大
小判別回路であり、９ｃは第３および第１の位相
差平均値信号φ₃，φ₁を入力信号としφ₃＞φ₁のと
きにＨレベルの信号を、またφ3＜φ1のときはＬ
レベルの信号を出力する第３の大小判別回路であ
る。NOT₁乃至NOT₃は、第１乃至第３の大小判
別回路９ａ乃至９ｃの各出力信号のレベルをＨレ
ベルとＬレベルとの間で反転する第１乃至第３の
NOT回路である。AND₁はNOT₁の出力信号と
第３の大小判別回路９ｃの出力信号とを入力信号
とする第１のAND回路であり、AND₂はNOT₂
の出力信号と第１の大小判別回路９ａの出力信号
とを入力信号とする第２のAND回路であり、
AND₃はNOT₃の出力信号と第２の大小判別回路
９ｂの出力信号とを入力信号とする第３のAND
回路であつて、Ａ相が地絡したときにはAND₁の
出力端子ＡにＨレベルの信号が出力されてＡ相が
地絡したことを示し、Ｂ相が地絡したときには
AND₂の出力端子ＢにＨレベルの信号が出力され
てＢ相が地絡したことを示し、Ｃ相が地絡したと
きにはAND₃の出力端子にＨレベルの信号が出力
されてＣ相が地絡したことを示す。なお、AND₁
乃至AND₃にはもう１つの後述する零相電圧信号
が入力される。上記の線間電圧方形波化回路５ａ
乃至５ｃ、フイルタ回路６、零相電圧方形波化回
路７、第１乃至第３のイクスクルーシブOR回路
EXOR₁乃至EXOR₃、ローパスフイルタ回路８ａ
乃至８ｃ、第１乃至第３の大小判別回路９ａ乃至
９ｃ、第１乃至第3NOT回路NOT₁乃至NOT₃お
よび第１乃至第３のAND回路AND₁乃至AND₃
は地絡判別回路３０を構成する。１０は線間電圧
に対応する信号Vca，VabおよびVbcを加算する
ことにより平均値を算出する平均値演算回路、１
１は零相電圧演算回路４の出力信号に対応する信
号と平均値演算回路１１の出力信号とを比較する
ことによつて地絡事故を判定する零相電圧判定回
路、１２は瞬時も含めた短時間の地絡事故を検出
しないように一定時間後に零相電圧信号を出力す
る限時回路である。上記の平均値演算回路１０、
零相電圧判定回路１１および限時回路１２は地絡
判別回路３１を構成する。１３ａ乃至１３ｃは検
出器１ａ乃至１ｃの電流の比誤差を見かけ上零に
調整するための利得調整回路、１４は各相の線路
電流に対応する信号Ia，IbおよびIcを入力して加
算した後、積分して零相電流に対応する信号I₀＝
（Ia＋Ib＋Ic）／３を出力する零相電流演算回路
である。１５は零相電流演算回路１４の出力信号
I₀の高調波成分を除去するフイルタ回路、１６は
零相電流に対応する信号I₀の位相を変える移相回
路、１７は移相した信号I₀を方形波化する零相電
流方形波化回路である。EXOR₄は零相電圧方形
波化回路７の出力信号である零相電圧位相信号
φ₀と零相電流方形波化回路１７の出力信号であ
る零相電流位相信号λ₀とを入力する第４のイクス
クルーシブOR回路であつて、零相電圧に対応す
る信号と零相電流に対応する信号との位相差信号
｜φ₀−λ₀｜が出力される。１８はローパスフイ
ルタ回路であつて、位相差信号｜φ₀−λ₀｜の高
調波成分が除去されて、これに比例した位相差平
均値信号αが出力される。１９および２０は、そ
れぞれ第１および第２の位相比較回路であつて、
位相差平均値信号αと基準位相設定回路２１の出
力信号である基準位相信号βとを比較して、例え
ばα＜βのときに第１の位相比較回路１９からＨ
レベル信号が出力され、またα＞βのときに第２
の位相比較回路２０からＨレベル信号が出力され
る。２２は零相電流に対応する信号のレベルによ
つて地絡方向を確実に判定する零相電流判定回路
である。AND₄は第１の位相比較回路１９、限時
回路１２および零相電流判定回路２２の各出力信
号を入力とする第４のAND回路であつて、これ
らの信号がすべてＨレベルになれば、AND₄の出
力端子ＳにＨレベルの信号が出力されて電源側に
地絡事故が生じたことになる。AND₅は第２の位
相比較回路２０、限時回路１２および零相電流判
定回路２２の各出力信号を入力とする第５の
AND回路であつて、これらの信号がすべてＨレ
ベルになれば、AND₅の出力端子ＴにＨレベルの
信号が出力されて負荷側に地絡事故が生じたこと
になる。上記のフイルタ回路１５、移相回路１
６、零相電流方形波化回路１７、第４のイクスク
ルーシブOR回路EXOR₄、ローパスフイルタ回路
１８、第１の位相比較回路１９、第２の位相比較
回路２０、基準位相設定回路２１、零相電流判定
回路２２、第４のAND回路AND₄および第５の
AND回路AND₅は地絡方向判別回路３２を構成
する。

以下、第６図の地絡相判別動作について説明す
る。まず、地絡を生じていない各相平衡した対地
電圧を検出器１ａ乃至１ｃで測定すると各相の対
地電圧に対応した信号がそれぞれ利得調整回路２
ａ乃至２ｃを通り、その出力信号Va，Vbおよび
Vcが零相電圧演算回路４に入力されその出力端
子にはV₀＝（Va＋Vb＋Vc）／３の零相電圧に対
応した信号が出力される。この信号V₀は、フイ
ルタ回路６を通して出力される値が零になるよう
に利得調整回路２ａ乃至２ｃの利得を調整するこ
とによつて検出器１ａ乃至１ｃの測定感度を補正
する。

ここで、例えばＡ相が第１図または第３図の半
円周上のE₁点に相当する低抵抗地絡を生じた場
合の動作について説明する。この地絡時に検出器
１ａ乃至１ｃが対地電圧に対応する信号V′a，
V′bおよびV′cを測定し、利得調整回路２ａ乃至
２ｃを通つて零相電圧演算回路４に入力され、そ
の出力信号V′₀＝（V′a＋V′b＋V′c）／３はフイル
タ回路６を通して出力される。この零相電圧に対
応する信号V′₀は、フイルタ回路６および零相電
圧方形波化回路７によつて方形波化され、その零
相電圧位相信号φ₀は、上記各EXOR₁乃至EXOR₃
の一方の入力端子に供給される。一方、各相の利
得調整回路２ａ乃至２ｃの出力信号は線間電圧演
算回路３ａ乃至３ｃに入力され、それらの線間電
圧に対応する出力信号Vca＝Vc−Va，Vab＝Va
−VbおよびVbc＝Vb−Vcは、それぞれ方形波化
回路５ａ乃至５ｃに入力され、それらの方形波化
された線間電圧位相信号φca，φabおよびφbcは
それぞれイクスクルーシブOR回路EXOR₁，
EXOR₂およびEXOR₃の入力端子の片方に供給さ
れる。この場合、第５図から明らかなように、
φcaとφ₀とは同位相であるので、EXOR₁の出力
端子の信号は常時、零である。同様にして
EXOR₂の出力端子には位相差120゜に相当する期
間のみ信号を出力する。この信号を120Θとする。
EXOR₃の出力端子には位相差120゜の位相差に相
当する期間のみ信号を出力する。この信号を
120Θとする。これらのEXOR₁乃至EXOR₃の出
力信号０，120Θおよび120Θは、フイルタ回路８
ａ乃至８ｃに入力され位相差に比例した位相差平
均値信号φ₁＝０，φ₂＝φ₃＝120Θ／360＝4Θ／12
が出力される。第１の大小判別回路９ａにはφ₁
＝０およびφ₂＝4Θ／12の位相差平均値信号が入
力されφ₁＜φ₂なので、前述したようにＬレベル
の信号を出力し、第２の大小判別回路９ｂには
φ₂＝4Θ／12およびφ₃＝4Θ／12の位相差平均値信
号が入力されφ₂＝φ₃なので出力信号は不定であ
る。ただし、このように不定であつても、後述す
るように地絡相の判別には影響を及ぼさない。第
３の大小判別回路９ｃにはφ₃＝4Θ／12およびφ₁
＝０の位相差平均値信号が入力されφ₃＞φ₁なの
でＨレベルの信号が出力される。第１の大小判別
回路９ａの出力信号であるＬレベルの信号は
NOT₁によつて反転されてＨレベルの信号とな
り、この信号と第３の大小判別回路９ｃの出力信
号であるＨレベルの信号とがAND₁に入力されて
その出力端子ＡにはＨレベルの信号が出力され
る。第２の大小判別回路９ｂの出力信号は前述し
たように不定であるのでその反転信号もＨレベル
またはＬレベルとなり定まらないが、この信号と
第１の大小判別回路９ａの出力信号であるＬレベ
ルの信号とが入力されるAND₂の出力端子Ｂには
Ｌレベルの信号が出力される。第３の大小判別回
路９ｃの出力信号であるＨレベルの信号はNOT₃
によつて反転されてＬレベルの信号となるので、
この信号と第２の大小判別回路９ｂの不定な出力
信号であるＬレベルまたはＨレベルの信号とが入
力されるAND₃の出力端子ＣにはＬレベルの信号
が出力される。このように、Ａ相が低抵抗地絡を
生じた場合にはAND₁の出力端子ＡにはＨレベル
の信号、AND₂の出力端子ＢにはＬレベルの信号
およびAND₃の出力端子ＣにはＬレベルの信号が
出力されるのでＡ相が地絡したことが判別され
る。

つぎに、例えばＡ相が第２図または第４図の半
円周上のE₂点に相当する高抵抗地絡を生じた場
合の動作について説明する。この地絡時に検出器
１ａ乃至１ｃが対地電圧に相当する信号V″a，
V″bおよびV″cを測定した後、前述した順序で発
生した線間電圧位相信号φca，φabおよびφbcは、
それぞれイクスクルーシブOR回路EXOR₁，
EXOR₂およびEXOR₃の一方の入力端子に供給さ
れ、零相電圧位相信号φ₀は、他方の入力端子に
供給される。この場合、イクスクルーシブOR回
路EXOR₁の出力端子には第５図から明らかなよ
うに位相差30゜に相当する期間のみ信号を出力す
る。この信号を例えば30Θとする。同様にして
EXOR₂の出力端子には位相差90゜に相当する期間
のみ信号を出力する。この信号を90Θとする。
EXOR₃の出力端子には位相差150゜に相当する期
間のみ信号を出力する。この信号を150Θとする。
これらのEXOR₁乃至EXOR₃の出力信号30Θ，
90Θおよび150Θは、フイルタ回路８ａ乃至８ｃ
に入力され位相差に比例した位相差平均値信号
φ₁＝30Θ／360Θ／12，φ₂＝90Θ／360＝3Θ／12お
よびφ₃＝150Θ／360＝5Θ／12が出力される。第
１の大小判別回路９ａにはφ₁＝Θ／12およびφ₂
＝3Θ／12の位相差平均値信号が入力されφ₁＜φ₂
なので前述したようにＬレベルの信号を出力し、
第２の大小判別回路９ａにはφ₂＝3Θ／12および
φ₃＝5Θ／12の位相差平均値信号が入力されφ₂＜
φ₃なのでＬレベルの信号を出力し、第３の大小
判別回路９ｃにはφ₃＝5Θ／12およびφ₁＝Θ／12
の位相差平均値信号が入力されφ₃＞φ₁なのでＨ
レベルの信号が出力される。第１の大小判別回路
９ａの出力信号であるＬレベルの信号はNOT₁に
よつて反転されてＨレベルの信号となり、この信
号と第３の大小判別回路９ｃの出力信号であるＨ
レベルの信号とがAND₁に入力されてその出力端
子ＡにはＨレベルの信号が出力される。第２の大
小判別回路９ｂの出力信号であるＬレベルの信号
はNOT₂によつて反転されてＨレベルの信号とな
り、この信号と第１の大小判別回路９ａの出力信
号であるＬレベルの信号とがAND₂に入力されて
その出力端子ＢにはＬレベルの信号が出力され
る。第３の大小判別回路９ｃの出力信号であるＨ
レベルの信号はNOT₃によつて反転されてＬレベ
ルの信号となり、この信号と第２の大小判別回路
９ｂの出力信号であるＬレベルの信号とがAND₃
に入力されてその出力端子ＣにはＬレベルの信号
が出力される。このようにＡ相が高抵抗地絡を生
じた場合であつても、AND₁の出力端子ＡにはＨ
レベルの信号、AND₂の出力端子ＢにはＬレベル
の信号およびAND₃の出力端子ＣにはＬレベルの
信号が出力されるので、前述した低抵抗地絡の場
合と同様にＡ相が地絡したことが判別される。

なお、何れの場合であつても地絡相を確実に判
別するために、たとえ測定された対地電圧が大き
く変化しても、線間電圧に対応する信号Vca，
VabおよびVbcを平均値演算回路１０に入力して
平均された信号を適当に分圧することによつて零
相電圧判定レベルを設定すればよい。この設定レ
ベルの出力信号とフイルタ回路６を通して出力さ
れる零相電圧に対応する信号とを零相電圧判定回
路１１に入力して、零相電圧に対応する信号が大
であれば一定時間T₁後に限時回路１２から零相
電圧信号が出力されて、この信号がAND₁乃至
AND₃に入力される。

このように各線間電圧に対応する信号を平均し
て得られる信号と零相電圧に対応する信号とを相
対的に比較するために、測定された対地電圧が変
化しても誤つて地絡事故を検出することがない。

続いて、第６図の地絡方向判別動作について説
明する。検出器１ａ乃至１ｃによつて測定された
各相の線路電流に対応する信号が、各々の利得調
整回路１３ａ乃至１３ｃで比誤差を見かけ上零に
調整され、その出力信号Ia，IbおよびIcが零相電
流演算回路１４に入力される。この出力端子には
I₀＝（Ia＋Ib＋Ic）／３の零相電流に対応する信
号が出力され、フイルタ回路１５に入力される。
ここで、零相電流に対応する信号と零相電圧に対
応する信号との位相差を大にするために、零相電
流に対応する信号を移相回路１６により例えば
90゜位相を進めた信号は、零相電流方形波化回路
１７に入力され、方形波化された零相電流位相信
号λ₀は零相電圧位相信号φ₀とともにイクスクル
ーシブOR回路EXOR₄に入力される。この
EXOR₄の出力信号｜φ₀−λ₀｜は、ローパスフイ
ルタ回路１８に入力され位相差に比例した位相差
平均値信号αが出力される。第１および第２の位
相比較回路１９，２０には、地絡点が電源側また
は負荷側であるかを判別するために設定する基準
位相設定回路２１の出力である基準位相信号βと
位相差平均値信号αとがそれぞれ入力され、α＜
βのときに第１の位相比較回路１９からＨレベル
信号が出力され、またα＞βのときに第２の位相
比較回路２０からＨレベル信号が出力される。さ
らに、地絡方向を確実に判別するために零相電流
に対応する信号のレベルを判定する零相電流判定
回路２２の出力信号と地絡判別回路３１から出力
される零相電圧信号とのＨレベル信号が、それぞ
れAND₄およびAND₅に入力されている。したが
つて、前述したようにα＜βのときには第１の位
相比較回路１９の出力信号がＨレベルであるの
で、AND₄の出力端子ＳにＨレベルの信号が出力
されて電源側に地絡事故が生じたことを示す。ま
た、α＞βのときには第２の位相比較回路２０の
出力信号がＨレベルであるので、AND₅の出力端
子ＴにＨレベルの信号が出力されて負荷側に地絡
事故が生じたことを示す。ところで、配電線路に
検出器を取付けた地点に対して、負荷側に地絡事
故が生じたときには零相電流は零相電圧よりも位
相が進み、電源側のときには位相が遅れることは
知られている。そこで、移相回路１６を用いて零
相電流に対応する信号の位相を例えば90゜進める
ことによつて、地絡点が電源側または負荷側の何
れの側かとは無関係に、零相電流に対応する信号
は零相電圧に対応する信号に対して180゜の進み位
相までに存在することになる。したがつて、零相
電流に対応する信号が90゜の進み位相の時に、予
めEXOR₄から出力される信号を基準位相信号β
とすれば、位相差平均値信号αが基準位相信号β
よりも大であれば、負荷側に地絡事故が生じたこ
とを示しており、逆にαがβよりも小であれば電
源側に地絡事故が生じたことを示している。上記
とは逆に、移相回路１６により零相電流に対応す
る信号の位相を90゜遅らせた場合には、出力端子
ＴにＨレベルの信号が出力された時は、電源側に
地絡事故が生じたことを示し、また逆に出力端子
ＳにＨレベルの信号が出力された時は、負荷側に
地絡事故が生じたことを示している。

上記の第６図においては、回路構成はすべてア
ナログ信号を処理する実施例について説明した
が、クロツクパルス発生回路、Ａ／ＤまたはＤ／
Ａ変換器、カウンタ、記憶回路等を用いてデイジ
タル信号を処理する回路を用いてもよく、またマ
イコンを利用してプログラムによつて実行させて
もよい。さらに、AND₁乃至AND₅の出力信号を
計測器、表示灯、警報器、プリンタ、デイスプレ
イ、他の保護継電器等に供給して、任意の表示ま
たは動作をさせることができる。

以上のように、本考案の装置によれば、検出器
によつて測定された対地電圧から各線間電圧およ
び零相電圧を演算し、つぎにこれらの演算結果か
ら各線間電圧と零相電圧との位相差を比較し、ま
た各線間電圧の平均値と零相電圧とを比較するこ
とによつて低抵抗地絡から高抵抗地絡までの広い
範囲にわたつて容易にかつ確実に地絡相を判別す
ることができる。さらに、検出器内の電流検出用
コイルを空心にして調整回路の簡素化を図り、こ
れから得られる零相電流の位相を変えることによ
つて確実に地絡方向をも判別することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、それぞれ低抵抗地絡お
よび高抵抗地絡を生じたときの対地電圧と零相電
圧との位相関係を示すベクトル図、第３図は本考
案で用いることができる検出器の一例を示す概略
断面図、第４図は低抵抗地絡および高抵抗地絡を
生じたときの線間電圧と零相電圧との位相関係を
示すベクトル図、第５図は地絡抵抗値が略零から
無限大にまで変化したときの零相電圧の位相と各
線間電圧の変動範囲との関係を示す線図、第６図
は本考案の装置の実施例のブロツク図である。１ａ乃至１ｃ……検出器、３ａ乃至３ｃ……線
間電圧演算回路、４……零相電圧演算回路、５ａ
乃至５ｃ……線間電圧方形波化回路、７……零相
電圧方形波化回路、９ａ乃至９ｃ……第１乃至第
３の大小判別回路、１０……平均値演算回路、１
１……零相電圧判定回路、１２……限時回路、１
４……零相電流演算回路、１６……移相回路、１
７……零相電流方形波化回路、１９……第１の位
相比較回路、２０……第２の位相比較回路、２１
……基準位相設定回路、２２……零相電流判定回
路、EXOR₁乃至EXOR₄……第１乃至第４のイク
スクルーシブOR回路、NOT₁乃至NOT₃……第
１乃至第３のNOT回路、AND₁乃至AND₅……
第１乃至第５のAND回路、３０……地絡相判別
回路、３１……地絡判別回路、３２……地絡方向
判別回路。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】３相電線路の各相の対地電圧および線路電流を
測定する検出器と、前記検出器によつて測定した
各相の対地電圧に対応する信号から線間電圧に対
応する信号を各々出力する線間電圧演算回路と、
前記検出器によつて測定した各相の対地電圧に対
応する信号から零相電圧に対応する信号を出力す
る零相電圧演算回路と、前記線間電圧演算回路の
各出力信号と零相電圧に対応する信号とを入力と
して地絡が生じたときに信号を出力する地絡判別
回路と、前記線間電圧演算回路の各出力信号と前
記零相電圧に対応する信号と前記地絡判別回路の
出力信号とを入力として地絡相を示す信号を出力
する地絡相判別回路と、前記検出器によつて測定
した各相の線路電流に対応する信号から零相電流
に対応する信号を出力する零相電流演算回路と、
前記零相電圧に対応する信号と前記地絡判別回路
の出力信号と前記零相電流演算回路の出力信号と
を入力とする地絡方向判別回路とを具備した３相
電線路の地絡方向地絡相判別装置において、前記検出器を、電線路への自在な着脱が可能な
分割された二つ割りのモールド体と、各モールド
体内に組込まれた電線路の電流を検出する空心コ
イルと、電線路の上側に位置するモールド体内に
組込まれた電線路の対地電圧を検出する電極とか
ら構成し、かつ、前記地絡相判別回路を、線間電圧演算回路の各
出力信号をそれぞれ方形波化する線間電圧方形波
化回路と、零相電圧演算回路の出力信号を方形波
化する零相電圧方形波化回路と、前記線間電圧方
形波化回路の各出力信号と前記零相電圧方形波化
回路の出力信号とをそれぞれ入力とする第１乃至
第３のイクスクルーシブOR回路と、前記第１お
よび第２のイクスクルーシブOR回路の出力信号
を入力とする第１の大小判別回路と、第２および
第３のイクスクルーシブOR回路の出力信号を入
力とする第２の大小判別回路と、第３および第１
のイクスクルーシブOR回路の出力信号を入力と
する第３の大小判別回路と、前記第１乃至第３の
大小判別回路の各出力信号をそれぞれ反転する第
１乃至第３のNOT回路と、前記第１のNOT回路
の出力信号と第３の大小判別回路の出力信号と地
絡判別回路の出力信号とを入力とする第１の
AND回路と、前記第２のNOT回路の出力信号と
第１の大小判別回路の出力信号と地絡判別回路の
出力信号とを入力とする第２のAND回路と、前
記第３のNOT回路の出力信号と第２の大小判別
回路の出力信号と地絡判別回路の出力信号とを入
力とする第３のAND回路とから構成し、かつ、前記地絡判別回路を、線間電圧演算回路の各出
力信号を入力とする平均値演算回路と、前記平均
値演算回路の出力信号と零相電圧に対応する信号
とを入力とする零相電圧判定回路と、前記零相電
圧判定回路の出力信号によつて限時動作する限時
回路とから構成し、かつ、前記地絡方向判別回路を、零相電流に対応する
信号の位相を変える移相回路と、前記移相回路の
出力信号を方形波化する零相電流方形波化回路
と、前記零相電流方形波化回路の出力信号と零相
電圧方形波化回路の出力信号とを入力とする第４
のイクスクルーシブOR回路と、前記イクスクル
ーシブOR回路の出力信号と基準位相設定回路の
出力信号とを比較する第１および第２の位相比較
回路と、前記零相電流に対応する信号を入力とす
る零相電流判定回路と、地絡判別回路の出力信号
と前記第１の位相比較回路の出力信号と零相電流
判定回路の出力信号とを入力とする第４のAND
回路と、地絡判別回路の出力信号と前記第２の位
相比較回路の出力信号と零相電流判定回路の出力
信号とを入力とする第５のAND回路とから構成
した３相電線路の地絡方向地絡相判別装置。