JPH0360321A - 地絡継電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、地絡継電装置に係り、特に地絡電流を電力線
の各線に設けた複数の変流器の二次出力を合成して零相
電流信号を検出し、この零相電流を入力とする地絡継電
装置に関する。

Ｂ、従来の技術 地絡継電装置は、電力線路に地絡事故が発生した場合に
、地絡電流を検出して、この地絡電流が一定値以上流れ
たときに警報を発したり事故回線をしゃ断するなどの一
定の保護動作を行わせる継型装置である。

この地絡電流の検出には貫通形の零相変流器が広く使用
されている。貫通形の零相変流器は、三相の一次導体を
通す貫通孔を有する鉄心に二次巻線を分布して巻回し、
ｎ通孔に一次導体を貫通して一次回路に地絡事故が発生
したとき、二次巻線に地絡電流に比例した出力信号を取
り出すようにしている。

この貫通形の零相変流器を高圧配電盤内に設置する場合
、零相変流器の貫通孔は比較的小径であるため、この貫
通孔に三相の高圧−次導体を貫通させる場合は、各導体
間および導体と鉄心や二次巻線間を厳重に絶縁する必要
があり、また貫通孔前後においては三相の各導体間を一
定間隔引き離す必要があり、これらの工事は容易ではな
く、またスペースが必要となる。

そこで、各相の高圧−次導体にそれぞれ別個の変流器を
設け、その二次側を並列に接続して両端から零相電流信
号を得る方法（以下、３ＣＴ方式と称す）も試みられて
いる。

第４図はかかる３ＣＴ方式による地絡継電装置のブロッ
ク結線による構成図を示し、高圧配電線のＲ，Ｓ、Ｔ各
相の電力線に設けた変流器ＣＴ、。

Ｃ’Ｔ、、Ｃ７０の二次側を並列接続して零相電流信号
■。を得、これを増巾器１０１で増巾して整流器１０２
で整流１７、この整流された出力をレベル検出回路１０
３に導入して設定レベルに達したとき出力信号を出して
時限回路１０４を駆動し、設定時間後、補助リレーＲｙ
を動作させて接点１０５ａを閉じ、図示省略したしゃ断
器をしゃ断して事故線路を切離するとか、その他警報を
発するなどの保護動作を行わせる。

Ｃ発明が解決しようとする課題 ａＣＴ方式による地絡継電装置は、貫通形容相変流器を
使用する場合と比較すると、配電盤の設置面積か少なく
て済み、且つ取付工事も簡単である等の利点がある。し
かし負荷電流の急激な増加、例えば開閉器等による負荷
投入時に残留電流出力が現れて地絡継電装置を誤動作さ
せる場合がある。

第２図は、負荷投入時に負荷に突入電流が流れた場合の
３ＣＴの二次出力信号として現れる残留電流出力の波形
図で、（Ａ）は直流分を含む場合、（Ｂ）は直流分を含
まず高調波を含む場合を示し、このような残留電流出力
によって地絡継電器は誤動作をする。特に直流分を含む
残留電流出力が流れると、地絡継電器の設定電流以下で
も動作することがある。

これらの原因は、各変流器に定格電流以上の電流が流れ
た場合に、変流器鉄心の飽和点が各変流器とも同じでな
いため、二次出力に不平衡を生じたり、投入時の電圧位
相関係、その他負荷の状況によって見掛上の零相電流た
る残留電流が出力されるものと思われる。この出力信号
が地絡事故による零相電流信号とに区別ができないため
、地絡継電器は誤動作する。

この誤動作を防止するため、直流分および高調渡分を含
む場合に接点出力を出さないようにする対策も考えられ
るが、この対策だけでは今度は実際の地絡事故、例えば
放電地絡事故時に動作しなくなる恐れがある。

即ち、放電地絡事故の場合は、第３図に示すようにプラ
ス側とマイナス側が非対称となって直流分と高調枝分と
を含むこととなり、上記の対策の結果、地絡継電器が動
作しないことになる。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、３ＣＴの
二次出力信号が負荷電流の急激な増加による残留電流出
力のときは動作せず、地絡電流。

放電地絡電流の場合には確実に動作する此種の地絡継電
器を提供しようとするものである。

０１課題を解決するための手段 上記の課題を解決するための手段は、電力線の各線に設
けた複数の変流器の二次出力信号を合成して零相電流信
号を検出し、この零相電流信号を入力とする地絡継電装
置において、前記零相電流信号の大きさが一定値を越え
ると作動する第１の検出手段と、直流に近い緩やかな変
化成分を検出して作動する第２の検出手段と、第２高凋
成分を検出して作動する第３の検出手段と、放電地絡時
の高周波成分を検出して作動する第４の検出手段とを備
え、前記第１の検出手段と第４の検出手段が作動したと
き接点出力を出し、また第１の検出手段が作動したとき
に第２の検出手段と第３の検出手段のいずれかが作動し
ているときには接点出力を出さず、両方の検出手段が不
動作のときのみ接点出力を出すようにする。

８１作用 電力線Ｒ，Ｓ、Ｔ相のいずれかに完全接地等の地絡事故
が発生すると、並列接続された変流器３ＣＴの二次側に
零相電流信号が検出され、該零相電流信号が設定レベル
に達すると、第１の検出手段が作動し、その接点を閉じ
る。このとき零相電流信号には直流分又は高調波が含ま
れていないので、第２．第３の検出手段は作動しないの
で、地絡継電装置の接点出力が出て必要な保護動作を行
わせる。

次に、負荷開閉により負荷に突入電流が流れた場合は、
３ＣＴの二次出力信号に直流分、又は直流分を含まない
高調波を含む信号が現れるが、これを第２又は第３の検
出手段で検出してそのいずれかが作動し、接点を開き、
第１の検出手段が作動しても接点出力を出さない。

また、放電地絡事故が発生した場合は、３ＣＴの出力信
号に零相電流信号の他に高周波分が含まれるので、第１
の検出手段と第４の検出手段が作動し、接点出力を出す
。このとき３ＣＴの検出信号には、直流分と直流分を含
まない高調波が含まれているので、第２および第３の検
出手段も作動して接点を開くが、これと関係なく第１と
第４の検出手段の接点により接点出力が出される。

Ｆ、実施例 以下、本発明を第１図に示す一実施例に基づいて説明す
る。

第１図は本発明の一実施例たる構成図で、ＲｌＳ、Ｔは
三相各相の電力線、ＣＴ　Ｉ＋　ＣＴ□ＣＴ。

は各Ｒ，Ｓ、Ｔ相の電力線に設けられ二次側が並列に接
続された変流器（以下、３ＣＴという）を示し、端子２
．．２．に各変流器の二次出力信号を合成した検出信号
を取り出す。１は第１の検出手段で、この第１の検出手
段は、３ＣＴの二次出力の検出信号を増巾する増巾器ｔ
ｉ、この増巾器１ｌの出力を整流する整流ｍ１２、該整
流された出力が設定レベルに達したとき出力を出すレベ
ル検出器１３、このレベル検出器１３の出力で付勢され
設定時限後に動作する時限回路１４、時限回路の設定時
間後に動作する補助リレー１５とにより構成されている
。２は第２の検出手段で、この第２の検出手段は、直流
に近い緩やかな変化成分（１０Ｈｚ程度）を検出する低
周波検出器２０と、該低周波検出器２０の出力を増巾す
る増巾器２１と、この増巾器の出力を整流する整流器２
２と、該整流された出力が設定レベルに達したとき出力
を出すレベル検出器２３と、このレベル検出器２３の出
力で付勢され一定時限後に動作する時限回路２４と、時
限回路の設定時間後に動作する補助リレー２５とにより
構成されている。３は第３の検出手段で、この検出手段
３は、第２高調波（ＩＱ　Ｑ　Ｈｚ　程ａ　）を検出す
るバンドパスフィルタの如き高調波検出器３０と、これ
を増巾する増巾器３１と、あとは第２の検出手段と同様
な整流器３２、レベル検出器３３、時限回路３４、補助
リレー３５とにより構成されている。４は第４の検出手
段で、この検出手段４は、１０ＫＨｚ程度の高周波を検
出するバンドフィルタの如き高周波検出器４０と、この
検出信号を増巾する増巾器４１、整流器４２、レベル検
出器４３、時限回路４４、補助リレー４５とにより構成
されている。そして第１検出手段ｌの増巾器１１の入力
端および第２〜第４検出手段２〜４の各検出器２０，３
０．４０の入力側は、夫々３ＣＴの出力端子２．．２．
に接続される。また１５ａと４５ａは、夫々補助リレー
１５および４５の常開接点、２５ｂ、３５ｂは夫々補助
リレー２５および３５の常閉接点を示し、接点１５ａ、
２５ｂ、３５ｂとは出力端子Ｔ　ＩｎＴ７間に直列接続
され、また接点１５ａと４５ａとは、出力端子Ｔ、、Ｔ
、間に直列接続されている。

従って出力端子Ｔ、、Ｔ、間の接点回路は接点１５ａと
４５ａが同時に閉じたときに閉成して接点出力を出し、
出力端子Ｔ、、Ｔ、に接続されている図示省略のしゃ断
器の動作コイルに電流を流す。また接点２５ｂ、３５ｂ
の両方が閉じているとき（第２と第３の検出手段が不動
作状態のとき）に第１の検出手段の接点１５ａが閉じた
ときのみ接点出力を出し、接点２５ｂ又は３５ｂのいず
れか開いたときは接点出力は出ない。

次に動作について説明する。

地絡事故発生時には、第１の検出手段Ｉで零相電流を検
出し、その検出信号が設定値を越えると、一定時限後に
補助リレー１５が動作しその接点１５ａを閉じる。この
とき検出信号には、直流分や高調液分が含まれていない
ため、第２．　第３（７）検出手段２，３は作動せず、
その各補助リレー２５および３５の接点２５ｂ、３５ｂ
は閉じたままなので、接点出力は、Ｔ、−１５ａ−２５
ｂ−３５ｂ−Ｔ、の閉成により出され、出力端子Ｔ１と
Ｔｔに接続されている図示省略のしゃ断器等を操作して
事故回線をしゃ断する。

次に突入電流が発生した場合は、３ＣＴの検出信号には
、負荷によって直流分を含んだり、また直流分を含まぬ
高調波を含む場合があるが、直流分を含む場合は、第２
の検出手段２が作動し、また直流分を含まないで高調波
を含む場合は、第３の検出手段３が作動して、常閉接点
２５ｂ又は３５ｂを開く。このとき第１の検出手段も作
動する場合があるが、第２．第３の検出手段の時限回路
２４．３４の動作時限を第１の検出手段の時限回路１４
のそれより短く設定しておけば、補助リレーの接点１５
ａが閉じる前に接点２５ｂ又は３５ｂが開き接点回路は
閉成されず、出力端子Ｔ１゜Ｔ、に接点出力は出ない。

従って突入電流では、誤動作することがない。

次に放電地絡が発生した場合は、３ＣＴの検出信号には
、第３図に示すようにプラス側とマイ゛ナス側が非対称
の信号が現れ、検出信号には、直流分と高調波を含むこ
とになり、第２および第３の検出手段が作動し、第１の
検出手段が作動したにかかわらず接点出力は出ないこと
になる。しかし、放電事故のときには３ＣＴの検出信号
にはｌ０Ｋ１−１　ｚ程度の高周波分が多く含まれてい
るので、例えば１０ＫＨｚのバンドパスフィルタ等の高
周波検出器４０でこれを検出し補助リレー４５を動作さ
せ、接点４５ａを閉じる。接点４５ａが閉しると接点回
路Ｔ、−１５ａ−４５ａ−Ｔ、の回路が閉成して接点出
力を出し、放電地絡事故を完全に検出して必要な保護動
作が行われる。

なお、第１図の実施例においては、各検出手段の出力に
接点を使用した場合について説明したが、これに限るこ
となく、半導体による論理回路等により構成しても同様
の効果が得られることは勿論である。

Ｇ２発明の効果 以上のように本発明は、完全接地又は放電地絡時には確
実に動作し、負荷開閉時等の突入電流によっては動作し
ないので、３ＣＴによる検出信号で信頼性の高い接地継
電器が得られる等極めて優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例たる構成図、第２図は、負荷
投入時の変流器の出力波形図、第３図は放電地絡時の波
形図、第４図は従来の地絡継電器の構成図。 １・・・第１の検出手段、２・・・第２の検出手段、３
・・・第３の検出手段、４・・・第４の検出手段、ＣＴ
、。 ＣＴ□ＣＴ３・・・変流器。 外１名 第３図 放Ｉ！’虻封ド嗜の洩形 第４図 従来の構バ樽

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）電力線の各線に設けた複数の変流器の二次出力を
   合成して零相電流信号を検出し、この零相電流信号を入
   力とする地絡継電装置において、前記零相電流信号の大
   きさが一定値を越えると作動する第１の検出手段と、直
   流に近い緩やかな変化成分を検出して作動する第２の検
   出手段と、第２高調成分を検出して動作する第３の検出
   手段と、放電地絡時の高周波成分を検出して作動する第
   ４の検出手段とを備え、前記第１の検出手段と第４の検
   出手段が作動したとき接点出力を出し、また第１の検出
   手段が作動したときに第２、第３の検出手段のいずれか
   が作動しているときには接点出力を出さず、両方の検出
   手段が不動作のときのみ接点出力を出すようにしたこと
   を特徴とした地絡継電装置。