JPH0516552B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 （産業上の利用分野） この発明は配電線に取着される故障電流検出表
示器に関するものである。

（従来技術） 現在、架空配電線における一時的な地絡故障の
事故点の発見は、変電所で再閉路を繰返すことを
利用して、区分開閉器と組合せた故障区間検出装
置にて事故点の存在する区間を検出することによ
り行なわれている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、地絡故障のうち碍子や避雷器等の劣化
によつて発生する故障については、短時間で絶縁
が回復して再送が成功する場合が多く、このよう
な故障における事故点の発見は困難である。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） この発明は前記問題点を解消し、さらに従来の
方向性地絡表示器に比較して取付け易く、絶縁性
能に優れ、低コストである故障電流検出表示器を
提供することを目的としている。

すなわち、この発明の故障電流検出表示器は二
相の各配電線に取着される第一及び第二の検出器
は、電流変成器と、配電線に流れる故障電流を前
記電流変成器が検出したとき電流変成器の二次電
流に基づき故障電流検出信号を出力する故障電流
検出回路とからなる電流検出部と、前記電流検出
部からの故障電流検出信号に基づいて光信号に変
換出力する電流用発光素子と、同じく配電線に近
接配置される電圧検出コンデンサと、同電圧検出
コンデンサに接続され、配電線に地絡が発生した
とき変化する大地電圧に比例した電圧検出信号を
出力する電圧検出回路とからなる電圧検出部と、
同電圧検出部からの電圧検出信号に基づいて光信
号に変換出力する電圧用発光素子とから構成し、
残りの一相の配電線に取着される第三の検出器は
前記他の二相と同構成の電流検出部と、電圧検出
部とを備え、さらに、前記他の二相の電流用発光
素子からの光信号をそれぞれ入力し、その光信号
に基づいて故障電流信号に変換出力する一対の電
流用受光素子と、前記一対の電流用受光素子と第
三の検出器の電流検出部からの各故障電流信号レ
ベルを比較し、所定レベル以上の電流値である場
合には短絡表示駆動電流を出力し、所定レベル以
上でない場合には各故障電流信号を出力する短絡
電流レベル判定回路と、前記短絡電流レベル判定
回路からの各故障電流信号に基づいて零相電流を
検出し、その零相電流の位相信号を出力する零相
電流判別回路と、前記一対の電圧用受光素子から
の電圧信号と第三の検出器の電圧検出部からの電
圧信号に基づいて零相電圧を検出し、その零相電
圧の位相信号を出力する零相電圧判別回路と、前
記零相電流判別回路からの位相信号と零相電圧判
別回路からの位相信号との位相比較を行い、その
位相比較に基づいて地絡故障点が表示装置の電源
側か負荷側かのいずれか一方の表示駆動電流を出
力する位相判別回路と、前記短絡電流レベル判定
回路からの短絡表示駆動電流に応答して短絡表示
を行なう短絡表示部と、位相判別回路からの表示
駆動電流に応答して方向性の地絡表示を行なう地
絡方向表示部とより構成したことをその要旨とす
るものである。

（作用） 前記構成により、地絡事故が生じると第一から
第三の検出器の電流変成器が配電線に流れる故障
電流を検出する。すると、電流変成器の二次電流
に基づき故障電流検出回路が故障電流検出信号を
出力し、第一及び第二の検出器においては、さら
に前記故障電流検出回路からの故障電流検出信号
に基づいて電流用発光素子が光信号に変換出力す
る。そして、第三の検出器において一対の電流用
受光素子が他の二相の電流用発光素子からの光信
号をそれぞれ入力し、その光信号に基づいて故障
電流信号に変換出力する。

続いて、短絡電流レベル判定回路は前記一対の
電流用受光素子と第三の検出器の電流検出部から
の各故障電流信号レベルを比較する。この場合に
は地絡故障の故障電流は短絡故障の場合の故障電
流に比べそのレベルが低いため、所定レベル以上
とはならず各故障電流信号を零相電流判別回路に
出力する。

零相電流判別回路は前記短絡電流レベル判定回
路からの各故障電流信号に基づいて零相電流を検
出し、その零相電流の位相信号を位相判別回路に
出力する。

一方、前記故障電流が配電線に流れたときに第
一及び第二の検出器の電圧検出コンデンサが故障
電流を検出する。電圧検出回路はその検出に基づ
いて電圧検出信号を出力し、さらに電圧用発光素
子が前記電圧検出回路からの電圧検出信号に基づ
いて光信号に変換出力する。そして、第三の検出
器において一対の電圧用受光素子が他の二相の電
圧用発光素子からの光信号をそれぞれ入力し、そ
の光信号に基づいて電圧検出信号に変換出力す
る。

続いて零相電圧判別回路は前記一対の電圧用受
光素子からの電圧検出信号と第三の検出器の電圧
検出部からの電圧検出信号に基づいて零相電圧を
検出し、その零相電圧の位相信号を位相判別回路
に出力する。

位相判別回路は前記零相電流判別回路からの位
相信号と零相電圧判別回路からの位相信号との位
相比較を行い、その位相比較に基づいて地絡故障
点が表示装置の電源側か負荷側かのいずれか一方
の表示駆動電流を出力する。そして、地絡方向表
示部は位相判別回路からの表示駆動電流に応答し
て方向性の地絡表示を行なう。

又、配電線に短絡事故が生じて短絡事故の故障
電流が流れた場合には前記短絡電流レベル判定回
路に出力された故障電流信号レベルが所定レベル
以上の電流値となるため、短絡電流レベル判別回
路は短絡表示駆動電流を出力し、短絡表示部はそ
の駆動電流に応答して短絡表示を行なう。

（実施例） 以下、この発明を具体化した実施例を第１図〜
第３図に従つて説明する。

各相の配電線１には一側方から順に第一、第
三、第二の検出器Ａ，Ｃ，Ｂがそれぞれ取着配置
され、同第一の検出器Ａ、第二の検出器Ｂ及び第
三の検出器Ａ，Ｂ，Ｃとから故障電流検出表示器
Ｈが構成されている。

第一及び第二の検出器Ａ，Ｂは同一構成のため
第一の検出器Ａについて説明すると、第２図に示
すように検出器Ａはそのケース上部に配電線１に
結合される電流変成器CTと、配電線１に対し近
接するように電圧検出コンデンサ２が設けられ、
故障電流が配電線１に流れたときに故障電流の電
流及び電圧を検知するようになつている。

前記検出器Ａのケース内には前記電流変成器
CTに接続された故障電流検出回路３が設けられ、
電流変成器CTの二次電流に基づき故障電流検出
信号を出力するようになつている。前記電流変成
器CTと故障電流検出回路３とから電流検出部４
が構成されている。さらに前記電流検出部４の故
障電流検出回路３には電流用発光素子５が接続さ
れ、故障電流検出回路３から出力された故障電流
検出信号に基づいて光信号に変換出力（発光）す
るようになつている。同電流用発光素子５は検出
器Ａのケース側部に対し後記第三の検出器Ｃの電
流用受光素子１０と対応するように露出配置され
ている（第１図参照）。

前記検出コンデンサ２には電圧検出回路６が接
続され、配電線の大地電圧に比例した電圧検出信
号を出力するようになつている。前記検出コンデ
ンサ２と電圧検出回路６とにより電圧検出部７が
構成されている。さらに、電圧検出回路６には電
圧用発光素子８が接続され、電圧検出回路６から
の電圧検出信号に基づいて光信号に変換出力（発
光）するようになつている。同電圧用発光素子８
は前記電流用発光素子５と同様に検出器Ａのケー
ス側部に対し後記第三の検出器Ｃの電圧用受光素
子１１に対応するように露出配置されている。

さらに、前記電流変成器CTには電源回路９が
接続され、前記各回路及び素子の駆動電流を供給
するようになつている。

第三の検出器Ｃについて説明する。

なお、この検出器Ｃでは前記第一及び第二の検
出器Ａ，Ｂの構成と同一構成については同一符号
を付す。

この第三の電流検出器Ｃは前記他の二相に取着
される第一及び第二の検出器Ａ，Ｂと同構成の電
流検出部４と、電圧検出部７とを備えている。第
三の検出器Ｃのケース両側部には前記他の二相の
電流用発光素子５及び電圧用発光素子８とにそれ
ぞれ対応して一対の電流用受光素子１０と一対の
電圧用受光素子１１とが露出配置されている。こ
の電流用受光素子１０と電圧用受光素子１１とは
それぞれ電流用発光素子５及び電圧用発光素子８
からの光信号を入力（受光）し、その光信号に基
づいて故障電流信号及び電圧検出信号にそれぞれ
変換出力するようになつている。

短絡電流レベル判定回路１２は前記第三の電流
検出部７の故障電流検出回路３と前記一対の電流
用受光素子１０に接続され、故障電流検出回路３
と電流用受光素子１０からの各故障電流信号レベ
ルが所定レベルであるか否かをそれぞれ検出し、
所定レベル以上の電流値である場合には短絡表示
駆動電流を出力し、所定レベル以上でない場合に
は各故障電流信号を出力するようになつている。

前記短絡電流レベル判定回路１２には零相電流
判別回路１３が接続され、前記短絡電流レベル判
定回路１２からの各故障電流信号に基づいて零相
電流を検出し、その零相電流の位相信号を位相判
別回路１４に出力するようになつている。

又、前記第三の検出器Ｃの電圧検出部７及び前
記一対の電圧用受光素子１１には零相電圧判別回
路１５が接続され、電圧用受光素子１１からの二
相分の電圧信号と第三の検出器Ｃの電圧検出部７
からの一相分の電圧信号に基づいて零相電圧を検
出し、その零相電圧の位相信号を位相判別回路１
４に出力するようになつている。

位相判別回路１４は前記零相電流判別回路１３
からの位相信号と零相電圧判別回路１５からの位
相信号との位相比較を行い、その位相比較に基づ
いて地絡故障点が表示装置の電源側か負荷側かの
いずれか一方の表示駆動電流を出力するするよう
になつている。

すなわち、零相電圧の位相を基準として零相電
流の位相が90度進みに近い場合には地絡故障点が
負荷側であるとして、負荷側表示駆動電流を出力
し、反対に零相電流の位相が180度ずれていると
きには地絡故障点が電源側であるとして電源側表
示駆動電流を出力する。

地絡方向表示部１６は前記位相判別回路１４に
接続され、前記検出器Ｃの下面に配置されている
（第３図参照）。この地絡方向表示器１６は電源側
表示部１６ａと、負荷側表示部１６ｂとが設けら
れ、前記電源側表示駆動電流が入力されると、電
源側表示部１６ａが電源側方向を表示し、負荷側
表示駆動電流が入力されると、負荷側表示部１６
ｂが負荷側方向を表示する。

短絡表示部１７は前記短絡電流レベル判定回路
１２に接続され、短絡電流レベル判定回路１２か
らの短絡表示駆動電流を入力すると、その短絡表
示駆動電流に基づいて短絡表示を行なうようにな
つている。

さらに、第三の検出器Ｃの電源回路９は第三の
検出器Ｃの各回路及び素子に駆動電流を供給す
る。

以上のように構成された故障電流検出表示装置
の作用について説明する。

さて、今いずれか一相の配電線１に地絡事故が
生じ配電線１に故障電流が流れると、第一から第
三の検出器Ａ，Ｂ，Ｃの電流変成器CTがその故
障電流を検出する。すると、電流変成器CTの二
次電流に基づき故障電流検出回路３が故障電流検
出信号を出力し、第一及び第二の検出器Ａ，Ｂに
おいては、さらに前記故障電流検出回路３からの
故障電流検出信号に基づいて電流用発光素子５が
光信号に変換出力（発光）する。そして、第三の
検出器Ｃにおいて一対の電流用受光素子１０が他
の二相の電流用発光素子５からの光信号をそれぞ
れ入力（受光）し、その光信号に基づいて故障電
流信号に変換出力する。

続いて、短絡電流レベル判定回路１２は前記一
対の電流用受光素子１０からの故障電流信号レベ
ル及び第三の検出器Ｃの電流検出部４からの故障
電流信号レベルと比較する。この場合には地絡故
障の故障電流は短絡故障の場合の故障電流に比べ
そのレベルが低いため、所定レベル以上とはなら
ず各故障電流信号を零相電流判別回路１３に出力
する。

零相電流判別回路１３は前記短絡電流レベル判
定回路１２からの各故障電流信号に基づいて零相
電流を検出し、その零相電流の位相信号を位相判
別回路１４に出力する。

一方、前記故障電流が配電線１に流れたときに
第一、第二及び第三の検出器Ａ，Ｂ，Ｃの電圧検
出コンデンサ２が大地電圧の変化に比例した電界
の変化を検出する。第一及び第二の検出器Ａ，Ｂ
において電圧検出回路６はその検出に基づいて電
圧検出信号を出力し、さらに電圧用発光素子８が
前記電圧検出回路６からの電圧検出信号に基づい
て光信号に変換出力（発光）する。そして、第三
の検出器Ｃにおいて一対の電圧用受光素子１１が
他の二相の電圧用発光素子８からの光信号をそれ
ぞれ入力（受光）し、その光信号に基づいて電圧
検出信号に変換出力する。

続いて零相電圧判別回路１５は前記一対の電圧
用受光素子１１からの電圧検出信号と第三の検出
器Ｃの電圧検出部７からの電圧検出信号に基づい
て零相電圧を検出し、その零相電圧の位相信号を
位相判別回路１４に出力する。

位相判別回路１４は前記零相電流判別回路１３
からの位相信号と零相電圧判別回路１５からの位
相信号との位相比較を行う。

このとき位相判別回路１４は零相電圧の位相を
基準として零相電流の位相が90度進みに近い場合
には地絡故障点が負荷側であるとして、負荷側表
示駆動電流を出力し、反対に零相電流の位相が
180度ずれているときには地絡故障点が電源側で
あるとして電源側表示駆動電流を出力する。

すると、地絡方向表示部１６は位相判別回路１
４から電源側表示駆動電流が入力されると、電源
側表示部１６ａが電源側方向を表示し、負荷側表
示駆動電流が入力されると、負荷側表示部１６ｂ
が負荷側方向を表示する。

従つて、第三の検出器Ｃの下面において地絡方
向表示部１６の電源側又は負荷側表示部１６ａ，
１６ｂが方向性を表示するので巡視員がその表示
を視認し、その故障電流検出表示器Ｈが設けられ
た取付点から地絡事故点が電源側か負荷側かを判
断する。

又、配電線１に短絡事故が生じて短絡事故の故
障電流が流れた場合には前記短絡電流レベル判定
回路１２に出力された故障電流信号レベルが所定
レベル以上の電流値となるため、短絡電流レベル
判定回路１２は短絡表示駆動電流を出力し、短絡
表示部１７はその駆動電流に応答して短絡表示を
行なう。

なお、この発明は前記実施例に限定されるもの
ではなく、例えば第一の検出器Ａと第三の検出器
Ｃ間、第二の検出器Ｂと第三の検出器Ｂとの間に
ラインスペーサをそれぞれ接続固定し、そのライ
ンスペーサ内に電流用発光素子５と電流用受光素
子１０との間、電圧用発光素子８と電圧用受光素
子１１との間の光信号の伝達手段として光ケーブ
ルを配置してもよい。

発明の効果 以上詳述したようにこの発明は接地変圧器を必
要とせず、故障電流検出回路、電圧検出回路、短
絡電流レベル判定回路、零相電流判別回路、零相
電圧判別回路及び位相判別回路という簡単な構成
で良いため、機器全体を小形化、軽量化及び低コ
スト化を図ることができ、さらに、配電線に取付
けることにより、取付点から地絡事故点が電源側
か負荷側かを簡単な構成で検出することができ、
この故障電流検出表示器を配電線に数多く配置す
ればそのことによつて故障点探査時間の短縮ひい
ては早期復旧に効果が大きく、さらに短絡表示を
も行なうという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の具体化した実施例の故障電
流検出表示器の配電線に取付けた状態の斜視図、
第２図は故障電流検出表示器の電気回路図、第３
図は表示部の底面図である。 １……配電線、２……電圧検出コンデンサ、３
……故障電流検出回路、４……電流検出部、５…
…電流用発光素子、６……電圧検出回路、７……
電圧検出部、８……電圧用発光素子、９……電源
回路、１０……電流用受光素子、１１……電圧用
受光素子、１２……短絡電流レベル判定回路、１
３……零相電流判別回路、１４……位相判別回
路、１５……零相電圧判別回路、１６……地絡方
向表示部、１７……短絡表示部、Ａ……第一の検
出器、Ｂ……第二の検出器、Ｃ……第三の検出
器、CT……電流変成器、Ｈ……故障電流検出表
示器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 二相の各配電線に取着される第一及び第二の
   検出器は、電流変成器と、配電線に流れる故障電
   流を前記電流変成器が検出したとき電流変成器の
   二次電流に基づき故障電流検出信号を出力する故
   障電流検出回路とからなる電流検出部と、前記電
   流検出部からの故障電流検出信号に基づいて光信
   号に変換出力する電流用発光素子と、同じく配電
   線に近接配置される電圧検出コンデンサと、同電
   圧検出コンデンサに接続され、配電線の大地電圧
   に比例した電圧検出信号を出力する電圧検出回路
   とからなる電圧検出部と、同電圧検出部からの電
   圧検出信号に基づいて光信号に変換出力する電圧
   用発光素子とから構成し、 残りの一相の配電線に取着される第三の検出器
   は前記他の二相と同構成の電流検出部と、電圧検
   出部とを備え、 さらに、前記他の二相の電流用発光素子からの
   光信号をそれぞれ入力し、その光信号に基づいて
   故障電流信号に変換出力する一対の電流用受光素
   子と、 前記一対の電流用受光素子と第三の検出器の電
   流検出部からの各故障電流信号レベルを比較し、
   所定レベル以上の電流値である場合には短絡表示
   駆動電流を出力し、所定レベル以上でない場合に
   は各故障電流信号を出力する短絡電流レベル判定
   回路と、 前記短絡電流レベル判定回路からの各故障電流
   信号に基づいて零相電流を検出し、その零相電流
   の位相信号を出力する零相電流判別回路と、 前記一対の電圧用受光素子からの電圧信号と第
   三の検出器の電圧検出部からの電圧信号に基づい
   て零相電圧を検出し、その零相電圧の位相信号を
   出力する零相電圧判別回路と、 前記零相電流判別回路からの位相信号と零相電
   圧判別回路からの位相信号との位相比較を行い、
   その位相比較に基づいて地絡故障点が電源側か負
   荷側かのいずれか一方の表示駆動電流を出力する
   位相判別回路と、 前記短絡電流レベル判定回路からの短絡表示駆
   動電流に応答して短絡表示を行なう短絡表示部
   と、 位相判別回路からの表示駆動電流に応答して方
   向性の地絡表示を行なう地絡方向表示部と より構成したことを特徴とする故障電流表示装
   置。