JPH0519376B2

JPH0519376B2 -

Info

Publication number: JPH0519376B2
Application number: JP59229564A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Gange; Tokuo Emura; Naritsugi Toyohara
Original assignee: Nissin Electric Co Ltd
Current assignee: Nissin Electric Co Ltd
Priority date: 1984-10-30
Filing date: 1984-10-30
Publication date: 1993-03-16
Also published as: JPS61109418A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は、三相回路、例えば三相配電線にお
ける１線断線を、負荷変動から区別して検出する
三相回路用電線断線検出装置に関するものであ
る。

従来例の構成とその問題点一般に三相配電線の１線断線を検出する場合、
たとえば第９図に示すように、特開昭57−199421
号公報に記載の三相回路用配電線断線検出装置に
より配電線の１線断線を検出している。

同図において、１は配電母線、２は配電線路、
３は変流器、４は補助変流器、５は基本波フイル
タ、６は正相分I〓₁を検出すフイルタ、７は逆相分
I〓₂を検出フイルタ、８は正相変化分ΔI〓₁を検出す
る検出手段、９は逆相変化分ΔI〓₂を検出する検出
手段、１０は各変化分ΔI〓₁、ΔI〓₂が予め定めたレ
ベル以上にあるか否かを判定する判定手段、１１
はそのレベルを整定する整定部、１２はΔI〓₂／
ΔI〓₁を演算する演算手段、１３は演算手段１２の
演算出力と予め整定されている動作域と比較する
比較手段、１４はその動作域を整定する整定部、
１５は出力リレー、１６はその接点である。

配電線路２に流れる相電流I〓_a、I〓_b、I〓_cはそれぞ
れ変流器３によつて検出され、これが補助変流器
４を介して電圧に変換される。そして基本波フイ
ルタ５によつて基本波のみがとり出されて、各フ
イルタ６，７に与えられる。ここで正相分I〓₁、逆
相分I〓₂が検出され、検出手段８，９に与えられ
る。

検出手段８，９では、正相電流および逆相電流
変化分ΔI〓₁、ΔI〓₂を出力して判定手段に与える。
ここでは整定部１１によつて整定されたレベルで
もつて各変化分のレベルが判定され、整定レベル
以上の変化分を出力する。

演算手段１２は判定手段１０から送られてきた
変化分についてΔI〓₂／ΔI〓₁の演算を行い、その結
果を比較手段１３に与える。ここで整定部１４で
整定されている動作域内に前記演算結果が含まれ
るか否かを比較し、含まれているとき出力して出
力リレー１５を動作させる。これにより接点１６
が閉成され、１線断線が発生したことを報知し、
または警報を発する。

ところで前記した三相回路用配電線断線検出装
置の動作原理について説明すると、ａ相を基準相
として、ａ相断線時のΔI〓₂／ΔI〓₁は１となり、ｂ、
ｃは断線時には、ベクトルオペレータをα（α＝
−（１／２）＋ｊ（√３）／２）とすれば、第１０
図中細線に示すようにα、α²となる。

単相負荷開閉時および２相負荷開閉時のΔI〓₂／
ΔI〓₁はそれぞれ同図中の１点鎖線および太線に示
すようになる。さらに３相負荷開閉時における
ΔI〓₂／ΔI〓₁は０となるため、ΔI〓₂／ΔI〓₁を常時
検出
しておけば、１線断線が生じたか、負荷開閉があ
つたかを判別することができる。

たとえば、ΔI〓₂／ΔI〓₁が１であるとき、前記に
よれば、ａ相断線が生じたことになり、対称座標
法に従い、変化分ΔI〓₁、ΔI〓₂はそれぞれ、 ΔI〓₁＝（ΔI〓_a＋αΔI〓_b＋α²ΔI〓_c）／３ ΔI〓₂＝（ΔI〓_a＋α²I〓_b＋αI〓_c）／３で表されることから、ΔI〓_b＝I〓_cである場合にはΔI
〓₁
＝ΔI〓₂となつてΔI〓₂／ΔI〓₁＝１となる。

しかし、１線断線以外の負荷変動によりΔI〓_b＝
I〓_cとなることがあり、実際に１線断線が発生して
いなくても、１線断線と同様の判定をしてしま
い、誤動作するという欠点があつた。

この欠点を解決するものとして本出願人は先に
第１１図に示すような考え方を提案した（特願昭
58−199683号参照）。

それは、ΔI〓₂／ΔI〓₁原理にもとづく検出の他に、
断線と負荷変動を区別しうる系統現象に着目し、
この系統現象の検出を組合せることにより負荷変
動による誤動作を防止し、１線断線の検出を確実
なものにしようとするものである。

すなわち、配電線で断線が生ずると、配電線の
対地容量が変化するが、配電線の負荷の変動では
対地容量は変化しないということであり、対地容
量の変化を配電母線の零相電圧V〓の変化分ΔV〓₀と
して検出することによりこの変化分ΔV〓₀の大きさ
が予め整定された動作域内にあり（｜ΔV〓₀｜≧
Ｋ）、かつ、電流変化分比ΔI〓₂／ΔI〓₁が予め整定さ
れた動作域内（図の斜視部分）にあるというアン
ド条件が成立したときに限つて出力し、１線断線
を報知するように構成したものである。図中、１
７はアンドゲート、１８はオアゲートである。

この改善策により、ΔI〓₂／ΔI〓₁のみで判定して
いた従来例よりも検出精度が高くなつた。しかし
ながら、それでも負荷変動の状況によつては誤動
作が生じるおそれが残つているのが実情である。

発明の目的この発明の目的は、一層高い検出精度を有する
三相回路用配電線断線検出装置を提供することで
ある。

発明の構成この発明の三相回路用配電線断線検出装置は、
三相回路の正相電流および逆相電流の各々の変化
分ΔI〓₁、ΔI〓₂を検出する電流変化分検出手段と、この電流変化分検出手段により検出された正相
電流変化分ΔI〓₁と逆相電流変化分ΔI〓₂との比（以
下、電流変化分比と略す）ΔI〓₂／ΔI〓₁の大きさお
よび位相を演算する第１の演算手段と、零相電圧変化分ΔV〓₀を検出する零相電圧変化分
検出手段と、この零相電圧変化分検出手段により検出された
零相電圧変化分ΔV〓₀からその大きさおよび位相を
演算する第２の演算手段と、ベクトルオペレータαを、 α＝−（１／２）＋ｊ（√３）／２としたときに、複素平面上において、前記電流変化分比ΔI〓₂／
ΔI〓₁の大きさが｜（１／２）｜を超え、その位相が
１を中心として±30°の範囲内にあり、かつ前記
零相電圧変化分ΔV〓₀の大きさが所定値Ｌより大き
く、前記零相電圧変化分ΔV〓₀の位相がab線間電
圧の位相を基準としてトランスバンクによつて決
まる基準位相角θだけ遅れた位相を中心位相とし
て±30°の範囲にあるときにａ相一線断線信号を
出力し、複素平面上において、前記電流変化分比ΔI〓₂／
ΔI〓₁の大きさが｜（１／２）α｜を超え、その位
相がαを中心として±30°の範囲内にあり、かつ
前記零相電圧変化分ΔV〓₀の大きさが所定値Ｌより
大きく、前記零相電圧変化分ΔV〓₀の位相がab線
間電圧の位相を基準として位相角θ＋120°だけ遅
れた位相を中心位相として±30°の範囲にあると
きにｂ相一線断線信号を出力し、複素平面上において、前記電流変化分比ΔI〓₂／
ΔI〓₁の大きさが｜（１／２）α²｜を超え、その位
相がα²を中心として±30°の範囲内にあり、かつ
前記零相電圧変化分ΔV〓₀の大きさが所定値Ｌより
大きく、前記零相電圧変化分ΔV〓₀の位相がab線
間電圧の位相を基準として位相角θ＋240°だけ遅
れた位相を中心位相として±30°の範囲にあると
きにｃ相一線断線信号を出力する判定出力手段を
備えたものである。

ΔI〓₂／ΔI〓₁と｜ΔV〓₀｜とのアンド条件だけでな
く。これらとΔV〓₀の位相とのアンド条件を判定基
準としているため、前記改善案よりも高い精度に
おいて１線断線が検出される。

以下、ΔV〓₀の位相を１線断線の判定基準に加味
することの意義につき第４図ないし第７図に基づ
いて説明する。

第４図、第５図は三相回路配電線のモデル系統
を示し、１９は送電線、２０は変圧器、２１は配
電母線、F₁〜F_nは配電線路（フイーダ）で、１
つの変圧器２０に接続した複数の配電線路F₁〜
F_nがトランスバンクTBを構成している。２２は
配電母線に接続したV〓₀ピツクアツプ用の接地変
圧器、z〓は接地変圧器２２のインピーダンス、２
３は配電線路F₁〜F_nに接続した負荷である。

第５図のＰは配電線路F₁のａ相に生じた断線
点を表す。第４図は断線前の状態を示す。C_1a、
C_1b、C_1c〜C_na、C_nb、C_ncは各配電線路の各相の
対地容量、C_1a′、C_1b′、C_1c′〜C_1a″C_1b″、C_1c″は
断線点前後の各相の対地容量である。V〓_a、V〓_b、
V〓_cは対地電圧、E〓_ab、E〓_bc、E〓_caは線間電圧、I〓
_a、
I〓_b、I〓_cは送電線１９の相電流、I〓_1a、I〓_1b、I〓_1
c〜I〓_na、
I〓_nb、I〓_ncは配電線路F₁〜F_nの相電流、I〓／３は接
地変圧器２２の１次電流、（ｎ／３）I〓は２次電
流、（V〓_a＋V〓_b＋V〓_c）／ｎは２次電圧、ｎは接地
変圧器２２の１次２次巻線比である。

負荷２３‥には零相電流I〓₀は流れないから、零
相電流I〓₀、零相電圧V〓₀を考察するときには負荷２
３‥を無視してよい。

第４図の状態で、 I〓_a＋I〓／３＝I〓_1a＋……＋I〓_na I〓_b＋I〓／３＝I〓_1b＋……＋I〓_nb I〓_c＋I〓／３＝I〓_1c＋……＋I〓_nc …(1) （V〓_a＋V〓_b＋V〓_c）／ｎ＝3V〓₀／ｎ＝−z〓nI〓／３ …(2) が成立する。(1)式の左辺どうし、右辺どうしを加
えると、 I〓_a＋I〓_b＋I〓_c＋I〓＝（I〓_1a＋I〓_1b＋I〓1c）＋……＋（I〓_na＋I〓_nb＋I〓_nc） …(3) ここで、 I〓_a＋I〓_b＋I〓_c＝3I〓₀ I〓_1a＋I〓_1b＋I〓_1c＝3I〓₁₀ I〓_na＋I〓_nb＋I〓_nc＝3I〓_n0 …(4) とおくと、 3I〓₀＋I〓＝3I〓₁₀＋……＋3I〓_n0 …(5) であるが、3I〓₀は変圧器２０の２次側から供給さ
れる全零相電流であつて、その２次側がデルタ接
続であることから3I〓₀＝０である。したがつて、
(5)式は、 I〓＝3I〓₁₀＋……＋3I〓_n0 …(6) また、(2)式から、 V〓₀＝−（n²z〓／９）I〓＝−Z〓I〓 Z〓＝n²z〓／９ …(7) (7)式を(6)式に代入すると、 −V〓₀／Z〓＝3I〓₁₀＋……＋3I〓_n0 …(A) (A)式は配電線の状態の如何にかかわらず成立す
る基本式である。

つぎに断線前後の零相電圧について検討する。

〔〕断線前各配電線F₁〜F_nの零相電流につき、 3I〓₁₀＝jωC_1aV〓_a＋jωC_1bV〓_b＋jωC_1cV〓_c 〓 3I〓_n0＝jωC_naV〓_a＋jωC_nbV〓_b＋jωC_ncV〓_c …(8) となる。また、 V〓_a＝V〓₀＋V〓₁＋V〓₂ V〓_b＝V〓₀＋α²V〓₁＋αV〓₂ V〓_c＝V〓₀＋αV〓₁＋αV〓₂ …(9) V〓₁は正相電圧、V〓₂は逆相電圧、αはベクト
ルオペレータで、α＝e^j120°、α²＝^j240°であ
る。

母線２１の線間電圧E〓_ab、E〓_bc、E〓_caがバラン
スしているときには、 V〓₁＝E〓_abe^-j30°／√３，V〓₂＝０となり、この関係を(8)式に用いて 3I〓₁₀＝（jωC_1a＋jωC_1b＋jωC_1c）V〓₀ ＋（jωC_1a＋α²jωC_1b＋αjωC_1c）V〓₁ 〓 3I〓_n0＝（jωC_na＋jωC_nb＋jωC_ncV〓₀ ＋（jωC_na＋α²jωC_nb＋αjωC_ncV〓₁ …(10) jωC_1a＋jωC_1b＋jωC_1c＝Y〓₁₀ jωC_1a＋α²jωC_1b＋αjωC_1c＝Y〓₁₂ 〓 jωC_najωC_nb＋jωC_nc＝Y〓_n0 jωC_na＋α²jωC_nb＋αjωC_nc＝Y〓_n2 …(11) とおくと、(10)式は、 3I〓₁₀＝Y〓₁₀V〓₀＋Y〓₁₂V〓₁ 〓 3I〓_n0＝Y〓_n0V〓₀＋Y〓_n2V〓₁ …(12) となる。ここで、たとえばY〓₁₀は第１の配電線
路F₁の零相アドミタンスであり、Y〓₁₂はその逆
相アドミタンスである。

(12)式を(A)式に代入すると、 −V〓₀／Z〓＝（Y〓₁₀……＋Y〓_n0）V〓₀ ＋（Y〓₁₂＋……＋Y〓_n2）V〓₁ …(13) Y〓₁₀……＋Y〓_n0＝Y〓₀ Y〓₁₂……＋Y〓_n2＝Y〓₂ …(14) とおくと、Y〓₀、Y〓₂はそれぞれ全配電電線路F₁
〜F_nつまりトランスバンクのアドミタンスで
あり、(14)式を(13)式に代入して、 V〓₀＝Y₂／１／Ｚ＋Y₀V〓₁ …(B) が得られる。

〔〕１線断線後第５図のＰのように第１の配電線路F₁のａ
相で断線が生じたとする。この場合、第６図に
示すように断線点Ｐ以降のａ相の電圧をV〓_xと
すると、 V_b′−V_x／Z_a″＋V_c′−V〓_x／Z_c″＝jωC_1a″V〓_x…
(15) が成立するから、 V〓_x＝V_b′／Z_a″＋V_c′／Z_c″／１／Z_a″＋１／Z_c″＋
jωC_1a″…(16) となる。

一般に負荷インピーダンス（Z〓_a″、Z〓_b″、Z〓_c″
）
は対地インピーダンス（１／jωC_1a″、１／
jωC_1b″、１／jωC_1c″）に比べ十分小さいと考え
られるから(16)式は、 V〓_x≒V_b′／Z_a″＋V_c′／Z_c″／１／Z_a″＋１／Z_c″
…(17) また、負荷がバランスしているとき（Z〓_a″＝
Z〓_b″＝Z〓_c″）には、 V〓_x≒V〓_b′／Z〓_a″＋V〓_c′／Z〓_c″
／１／Z〓_a″＋１／Z〓_c″＝V〓_b′＋V〓_c′／２…(18)
断線点Ｐ以降には(17)式で示される電圧V〓_xが
残り、これにより対地容量C_1a″を充電する電流
が流れるが、この電流はｂ、ｃ相から供給され
るものである。したがつて、第１の配電線路
F₁の零相電流3I〓₁₀′は第６図により、 3I〓₁₀′＝jωC_1a′V〓_a′＋jωC_1b′V〓_b′ ＋jωC_1c′V〓_c′＋jωC_1a″V〓_x ＋jωC_1b″V〓_b′＋jωC_1c″V〓_c′ ＝jω（C_1a′＋C_1a″）V〓_a′ ＋jω（C_1b′＋C_1b″）V〓_b′ ＋jω（C_1c′＋C_1c″）V〓_c′ −jωC_1a″（V〓_a′−V〓_x） …(19) また、 C_1a′＋C_1a″＝C_1a C_1b′＋C_1b″＝C_1b C_1c′＋C_1c″＝C_1c …(20) であるから、(20)式を(19)式に代入して、 3I〓₁₀′＝jωC_1aV〓_a′＋jωC_1bV〓_b′＋jωC_1cV〓_c′ −jωC_1a″（V〓_a′−V〓_x） …（21）同様にして、第ｍの配電線路F_nの零相電流
3I_n0′は、 3I〓_n0′＝jωC_naV〓_a′＋jωC_nbV〓_b′ ＋jωC_ncV〓_c′ …（22）送電線１９のインピーダンスは配電線の負荷
インピーダンスに比べると無視することがで
き、したがつて送電線１９のインピーダンスに
よる電圧降下も無視できるから、母線の線間電
圧E〓_ab、E〓_bc、E〓_acは断線前後で変化はなく、先
に示したものと同様に、 V〓₁′＝１／√３E〓_abe^-j30°＝V〓₁，V〓₂′＝０…（
23）となる。また、(18)式を用い、かつ、 V〓_a′−V〓_b′＋V〓_c′＝3V〓₀′ V〓_a′−V〓₀′＋V〓₁′＋V〓₂′ …（24）の関係を用いると、 V〓_a′−V〓_x≒V〓_a−V_b′＋V〓_c′／２＝3V_a′−（V_a′＋V_b′＋V_c′）／２＝３（V〓_a′−V〓₀′）／２＝３（V〓₀′＋V〓₁′＋V〓₂′−V〓₀′）／２＝３（V〓₁′＋V〓₂′）／２＝3V〓₁′／２＝3V〓₁／２ …（25）（23）〜（25）式を（21）、（22）式に用いて
整理すると、 3I〓₁₀′≒（jωC_1a＋jωC_1b＋jωC_1c）V〓₀′ ＋（jωC_1a＋α²jωC_1b＋αjωC_1c）V〓₁ −3jωC_1a″V〓₁／２ 3I〓_n0″≒（jωC_na＋jωC_nb＋jωC_nc）V〓₀′ ＋（jωC_na＋α²jωC_nb＋αjωC_nc）V〓₁ …(26) さらに(11)式を用いると、 3I〓₁₀′≒Y〓₁₀V〓₀′＋Y〓₁₂V〓₁ −3jωC_1a″V〓₁／２ 3I〓_n0″≒Y〓_n0V〓₀′＋Y〓_n2V〓₁ …（27）基本式(A)により、 −V〓₀′／Z〓＝3I〓₁₀′＋……＋3I〓_n0 ≒（Y〓₁₀…＋Y〓_n0）V〓₀′＋（Y〓₁₂…＋Y〓_n2）V
〓₁ −3jωC_1a″V〓₁／２ …（28）（28）式に(14)式を代入して、 −V〓₀′／Z〓≒Y〓₀V〓₀′＋Y〓₂V〓₁−3jωC_1a″V〓₁／２これを変形して、 V〓₀′≒Y₂′−3jωC_1a″／２／１／Ｚ＋Y₀V〓₁…(
C) が得られる。

〔〕１線断線による零相電圧の変化 (B)、(C)式からａ相１線断線前後の零相電圧の
変化ΔV〓₀は、ΔV〓₀＝V〓₀−V〓₀′ ΔV〓₀≒−３／２ jωC_1a″／１／Ｚ＋Y₀V〓₁…(
i) で与えられる。

ｂ相１線断線の場合には、(18)式に相当するも
のとして、 V〓_x≒（V〓_c′＋V〓_a）／２ …（29） (19)式におけるjωC_1a″（V〓_a′＋V〓_x）がjωC_1b″
（V〓_b′＋V〓_x）にとつて代わることとなり、（25）
式と同様にして、 V〓_b′−V〓_x＝３（V〓_b′−V〓₀′）２＝３（V〓₀′＋α²V〓₁＋α²V〓₂′−V〓₀′）／２＝3α²V〓₁′／２＝3α²V〓₁／２つまり、(i)式において、jωC_1a″の代わりに
jωC_1b″をおき、V〓₁′の代わりにα²V〓₁をおけばよ
い。したがつて、 ΔV〓₀≒−３／２ α²jωC_1b″／１／Ｚ＋Y₀V〓₁′…(ii) Ｃ相１線断線の場合には、(i)式において、
jωC_1a″の代わりにjωC_1c″をおき、V〓₁の代わり
にαV〓₁をおけばよい。したがつて、 ΔV〓₀≒−３／２ αjωC_1c″／１／Ｚ＋Y₀V〓₁
…(iii) (i)〜(iii)式を対照すると、α²は時計方向に120°
の回転、αは同方向に240°の回転であるから、
１線断線時のΔV〓₀の位相が断線相に応じて120°
ずつの位相差をもつことが理解できる。

この様子を示したのが第７図である。この図
は、線間電圧V〓_ab（＝E〓_ab）を基準としたもの
で、θはそのトランクバンクによつて決まる基
準位相角であり、この基準位相角θがａ相につ
いての中心角となる。角θより120°のところに
ｃ相についての中心角が、さらにそこから120°
のところにｂ相についての中心角がくる。そし
て、負荷のアンバラスンを考慮して各中心角か
ら±φの角度の範囲でかつΔV〓₀の大きさがＬ以
上である領域を各相の動作域としている。

(i)〜(iii)式に含まれるZ〓、Y〓₀、C_1a″、C_1b″、
C_1c″などはトランスバンクTBに固有の量であ
る。したがつて、基準位相角θもトランスバン
クTBごとに異なる。この基準位相角θは、第
８図に示す方法によつて簡単に求めることがで
きる。

すなわち、配電線路F₁〜F_nの１つにコンデ
ンサ２４と、スイツチSwの直列回路を接続し、
スイツチSwの開閉によりθを決定できる。コ
ンデンサ２４の容量をＣとすると、スイツチ
Swのオン状態では(B)式から、 V〓₀＝−Y₂＋jωC／１／Ｚ＋Y₀＋jωC＝V〓₁…（30
）Ｃを、jωがY〓₀に比べて十分に小さくなるよう
に選ぶと、（30）式は、 V〓₀≒−Y₂＋jωC／１／Ｚ＋Y₀V〓₀…（31）スイツチSwをオフにした状態では、 V〓₀≒−Y₂／１／Ｚ＋Y₀V〓₁ …（32）（31）、（32）式より、 ΔV〓₀≒V〓₀−V〓₀′≒−jωC／１／Ｚ＋Y₀V〓₁…（
33）コンデンサ開放時のΔV〓₀の位相は、V〓₁を基
準とするとａ相１線断時のΔV〓₀（(i)式）の位相
と同位相になる。

先に示したように、 V〓₁＝E〓_abe^-j30゜／√３であるから、V〓₁の代わり
にE〓_abV〓_a−V〓_b＝V〓_abを基準としてもよく、これ
に従つてコンデンサ開放時のΔV〓₀の位相をもと
にしてV〓_abを基準としたａ相１線断線時のΔV〓₀
の位相、すなわち前記基準位相角θを決定する
ことができる。

以上により、ΔV〓₀の位相を１線断線の判定基準
とすることの裏付けをした。

なお、ΔV〓₀の大きさと位相のみを判定基準と
し、ΔI〓₂／ΔI〓₁を外すことも考えられるが、この
場合には１線地絡など１線断線以外の故障によつ
てもΔV〓₀が変化し、動作域内に入る可能性があ
る。つまり、誤判定の原因となる。したがつて
ΔI〓₂／ΔI〓₁を判定基準とすることは必要である。

この発明の構成の概念を第１図に示す。図にお
いて３１はΔI〓₂／ΔI〓₁の大きさおよび位相の判
定・演算手段、３２はΔV〓₀の大きさおよび位相の
判定・演算手段、３３はアンドゲート、３４はア
オゲートであり、アオゲート３４からの出力Ｓは
ａ〜ｃ相のうちのいずれかに１線断線が生じたこ
とを検出するためのものであり、各アンドゲート
３３からの直接の出力S_a〜S_cは各位相個々に１線
断線が生じたことを検出するためのものである。

ここで、判定・演算手段３１，３２の構成につ
いて説明する。

判定・演算手段３１は三相回路に正相電流およ
び逆相電流の各々の変化分ΔI〓₂、ΔI〓₁を検出する
電流変化分検出手段を有し、この電流変化分検出
手段により検出された正相電流変化分ΔI〓₁と逆相
電流変化分ΔI〓₂との比（以下、電流変化分比と略
す）ΔI〓₂／ΔI〓₁の大きさおよび位相を演算する第
１の演算手段をしている。

また、判定・演算手段３２は、零相電圧変化分
ΔV〓₀を検出する零相電圧変化分検出手段を有し、
この零相電圧変化分検出手段により検出された零
相電圧変化分ΔV〓₀からその大きさおよび位相を演
算する第２の演算手段をしている。

さらに、ベクトルオペレータａを、ａ＝−（１／２）＋ｊ（√３）／２としたときに、判定・演算手段３１は、複素平面
（図１の判定・演算手段３１内に示したグラフ）
上において、電流変化分比ΔI〓₂／ΔI〓₁の大きさが
｜（１／２）｜〔図では、ほぼ｜0.7｜となつてい
る〕を超え、その位相が１を中心として±30゜の
範囲（図１の判定・演算手段３１内に示したグラ
フのａ相動作域）内にあるときに出力ａを発生す
る。

また、判定・演算手段３２は、複素平面（図１
の判定・演算手段３２内に示したグラフまたは図
７）上において、零相電圧変化分ΔV〓₀の大きさが
所定値Ｌより大きく、前記零相電圧変化分ΔV〓₀の
位相がab線間電圧の位相を基準としてトランス
バンクによつて決まる基準位相角θだけ遅れた位
相を中心位相として±30゜（＝φ）の範囲（図１の
判定・演算手段３２内に示したグラフのａ相動作
域）にあるときに出力ａを発生する。

そして、アンドゲート３３は、判定・演算手段
３１，３２の両方から出力ａが発生したきに、ａ
相一線断線信号である出力Saを発生する。

同様にして、判定制御手段３１は、複素平面
（図１の判定・演算手段３１内に示したグラフ）
上において、電流変化分比ΔI〓₂／ΔI〓₁の大きさが
（１／２）〔図では、ほぼ｜0.7｜となつている〕
を超え、その位相がαを中心として±30゜の範囲
（図１の判定・演算手段３１内に示したグラフの
ａ相動作域）内にあるときに出力ｂを発生する。

また、判定・演算手段３２は、複素平面（図１
の判定・演算手段３２内に示したグラフまたは図
７）上において、零相電圧変化分ΔV〓₀の大きさが
所定値Ｌより大きく、前記零相電圧変化分ΔV〓₀の
位相がab線間電圧の位相を基準としてθ＋120°だ
け遅れた位相を中心位相として±30゜の範囲（図
１の判定・演算手段３２内に示したグラフのｂ相
動作域）にあるときに出力ｂを発生する。

そして、アンドゲート３３は、判定・演算手段
３１，３２の両方から出力ｂが発生したときに、
ｂ相一線断線信号である出力Sbを発生する。

同様にして、判定制御手段３１は、複素平面
（図１の判定・演算手段３１内に示したグラフ）
上において、前記電流変化分比ΔI〓₂／ΔI〓₁の大き
さが｜（１／２）a²｜〔図では、ほぼ｜0.7a²｜と
なつている〕を超え、その位相がα²を中心として
±30゜の範囲（図１の判定・演算手段３１内に示
したグラフのｃ相動作域）内にあるときに出力ｃ
を発生する。

また、判定・演算手段３２は、複素平面（図１
の判定・演算手段３２内に示したグラフまたは図
７）上において、零相電圧変化分ΔV〓₀の大きさが
所定値Ｌより大きく、前記零相電圧変化分ΔV〓₀の
位相がab線間電圧の位相を基準として位相角θ
＋240゜だけ遅れた位相を中心位相として±30゜の
範囲（図１の判定・演算手段３２内に示したグラ
フのｃ相動作域）にあるときに出力ｃを発生す
る。

そして、アンドゲート３３は、判定・演算手段
３１，３２の両方から出力ｃが発生したときに、
ｃ相一線断線信号である出力Scを発生する。

実施例の説明この発明の一実施例を第２図および第３図に基
づいて説明する。符号１〜16が示す要素は従来例
の第９図における同一符号が支持する要素と同じ
である。これらの要素１〜16は、I〓₁、I〓₂を検出
し、ΔI〓₂／ΔI〓₁が所定の動作域（第１図参照）に
あるかどうかを判定・演算してその動作域にある
ときに報知ないし警報信号を出力するものであ
る。

２２は第４図に示すものと同じV〓₀ピツクアツ
プ用の接地変圧器であり、配電母線１，２１に接
続している。z〓は接地変圧器２２のインピーダン
スである。４０は補助変圧器、４１は基本波フイ
ルタ、４２は零相電圧V〓₀の変化分を検出する零
相電圧変化分検出手段であり、検出された変化分
ΔV〓₀は判定手段４３に入力され、ここでΔV〓₀の大
きさが整定部４４で予め整定されている値Ｌより
も大きいかどうかが判定される。｜ΔV〓₀｜≧Ｌの
ときに出力する。４５はΔV〓₀の位相演算手段であ
り、その出力が比較手段４６に入力される。ここ
で、ΔV〓₀の位相が整定部４７で予め整定されてい
るｘ相（ａ相、ｂ相、ｃ相）の動作域（第１図参
照）内にあるかどうかが判定される。その動作域
内にあるときに出力する。

４８は、ΔI〓₂／ΔI〓₁についての比較手段である
第１の比較手段１３の出力および第２の比較手段
４６の出力を２入力とするアンドゲートであり、
その出力がリレー１５に入力されている。４９
は、第１、第２に比較手段１３，４６、アンドゲ
ート４８、リレー１５などを含む出力手段であ
る。

第１、第２に比較手段１３，４６の双方から出
力があつたときにアンドゲート４８が出力し、リ
レー１５が駆動されリレー接点１６がオンとなつ
て１線断線が生じたことを報知ないし警報する。

以上のことを第３図のフローチヤートに基づい
て再説する。

ステツプにおいて正相電流I〓₁と逆相電流I〓₂を
計算する。ステツプで正相変化分ΔI〓₁と逆相変
化分ΔI〓₂を計算する。

ステツプでΔI₁が整定レベルK₁より大きいか
どうかを判定する。NOであればステツプへリ
ターンする。YESであればステツプへ移る。
ステツプでは、｜ΔI〓₂｜が整定レベルK₂より大
きいかどうかを判定する。NOであればステツプ
へリターンする。YESであればステツプへ
移る。

ステツプでは、比ΔI〓₂／ΔI〓₁を計算する。ス
テツプにおいて、比ΔI〓₂／ΔI〓₁が〔ｒ〕条件を
満たすかどうか判定する。〔ｒ〕条件とは、第１
図において大きさ（半径）がr₁〜r₂の範囲にある
ことを指す。NOであれば「断線検出無」のステ
ツプへ移る。YESであればステツプへ移る。

ステツプでは、比ΔI〓₂／ΔI〓₁が〔β〕条件を
満たすかどうか判定する。〔β〕条件とは、第１
図において角度が±β゜の範囲にあることを指す。
NOであれば「断線検出無」のステツプへ移
る。YESであればステツプへ移る。

ステツプではΔV〓₀を計算し、ステツプでは
｜ΔV〓₀｜が整定レベルＬよりも大きいかどうかを
判定する。NOであれば「断線検出無」のステツ
プへ移る。YESであればステツプへ移る。

ステツプでΔV〓₀がその位相においてｘ相（ａ
相、ｂ相、ｃ相）の動作域内にあるかどうかを判
定する。NOであれば「断線検出無」のステツプ
へ移り、YESであれば「断線検出有」のステ
ツプへ移り出力する。

発明の効果この発明によれば、ΔI〓₂／ΔI〓₁とΔV〓₀の大きさ
と
のアンド条件だけでなくこれらとΔV〓₀の位相との
アンド条件を判定基準としているため、１線断線
の検出精度を向上することができるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の構成概念図、第２図はこの
発明の一実施例のブロツク図、第３図はそのフロ
ーチヤート、第４図ないし第６図は１線断線の解
析の説明図、第７図は複素平面図で示した検出域
の説明図、第８図は基準位相角の決定の説明図、
第９図は従来例のブロツク図、第１０図は複素平
面図、第１１図は改善案の構成概念図である。８……正相変化分検出手段、９……逆相変化分
検出手段、１２……第１の演算手段、４２……零
相電圧変化分検出手段、４３……判定手段、４５
……第２の演算手段、４９……出力手段。

Claims

【特許請求の範囲】１三相回路の正相電流および逆相電流の各々の
変化分ΔI〓₁、ΔI〓₂を検出する電流変化分検出手段
と、この電流変化分検出手段により検出された正相
電流変化分ΔI〓₁と逆相電流変化分ΔI〓₂との比（以
下、電流変化分比と略す）ΔI〓₂／ΔI〓₁の大きさお
よび位相を演算する第１の演算手段と、零相電圧変化分ΔV〓₀を検出する零相電圧変化分
検出手段と、この零相電圧変化分検出手段により検出された
零相電圧変化分ΔV〓₀からその大きさおよび位相を
演算する第２の演算手段と、ベクトルオペレータαを、 α＝−（１／２）＋ｊ（√３）／２としたときに、複素平面上において、前記電流変化分比ΔI〓₂／
ΔI〓₁の大きさが｜（１／２）｜を超え、その位相が
１を中心として±30°の範囲内にあり、かつ前記
零相電圧変化分ΔV〓₀の大きさが所定値Ｌより大き
く、前記零相電圧変化分ΔV〓₀の位相がab線間電
圧の位相を基準としてトランスバンクによつて決
まる基準位相角θだけ遅れた位相を中心位相とし
て±30°の範囲にあるときにａ相一線断線信号を
出力し、複素平面上において、前記電流変化分比ΔI〓₂／
ΔI〓₁の大きさが｜（１／２）α｜を超え、その位
相がαを中心として±30°の範囲内にあり、かつ
前記零相電圧変化分ΔV〓₀の大きさが所定値Ｌより
大きく、前記零相電圧変化分ΔV〓₀の位相がab線
間電圧の位相を基準として位相角θ＋120°だけ遅
れた位相を中心位相として±30°の範囲にあると
きにｂ相一線断線信号を出力し、複素平面上において、前記電流変化分比ΔI〓₂／
ΔI〓₁の大きさが｜（１／２）α²｜を超え、その位
相がα²を中心として±30°の範囲内にあり、かつ
前記零相電圧変化分ΔV〓₀の大きさが所定値Ｌより
大きく、前記零相電圧変化分ΔV〓₀の位相がab線
間電圧の位相を基準として位相角θ＋240°だけ遅
れた位相を中心位相として±30°の範囲にあると
きにｃ相一線断線信号を出力する判定出力手段と
を備えた三相回路用配電線断線検出装置。