JPH0815338A - 事故電流検出方法及び事故電流検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型の変流器を利用して大きな事故電流の検
出が可能な事故電流検出方法及び事故電流検出装置を提
供する。 【構成】 変流器により検出された事故電流の歪みの少
ない期間のデータを基に、極大値と、この極大値の発生
時点から一定期間後における事故電流との差の絶対値か
ら第１の仮の遮断電流を算出する一方（図２のステップ
１０６，１０８）、一定の許容範囲で正弦波と扱える事
故電流の一定区間のデータから比例計算的に第２の仮の
遮断電流を算出し（図２のステップ１１０，１１２）、
一定の条件を満たすものを遮断電流として選択する（図
２のステップ１１４）ようにし、小型の変流器により信
頼性のある遮断電流が求められるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、変流器を利用した事故
電流検出装置に係り、特に、ハードウェアの簡素化を図
った事故電流検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】変流器は、電力線路に接続され、その電
力線路に流れる大電流を計測に適した小電流に変換する
変圧器の一種として公知・周知のものである。従来、こ
のような変圧器は、正常時における電流計測のみならず
いわゆる事故電流に対しても対応可能であることが要求
される。すなわち、変流器の電気的特性として代表的な
ものに、事故発生等の際に流れる過電流に対する過電流
特性や、電流印加時における過渡特性などがあるが、直
流成分を含む大きな事故電流を正確に測定し、あるいは
保護継電装置を的確に作動させるために、これら過電流
特性や過渡特性の向上が必須である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、過電流
特性、過渡特性を向上させるには、鉄心断面積を大きく
しなければならず、そのため変流器の大型化に加えて重
量の増大、さらには高価格化を招くという問題があっ
た。

【０００４】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
で、小型の変流器を利用して大きな事故電流の検出が可
能な事故電流検出方法を提供するものである。本発明の
他の目的は、簡易な構成で大きな事故電流を正確に検出
することが可能な事故電流検出装置を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る事故電流検出方法は、被測定線路に流れる電流を一定
の電流比で変換して検出する変流器により検出された事
故発生時の電流から前記被測定線路に挿入された遮断器
が動作する遮断電流を算出する事故電流検出方法であっ
て、前記変流器により検出された事故発生時の電流の正
極及び負極の各領域に現れる極大値の絶対値を比較し、
絶対値が大きい極大値が存在する極性側に直流成分が含
まれると判定する第１のステップと、前記事故発生時の
電流のうち、直流成分が含まれると判定された極性と反
対側の極性における事故電流の各一周期区間における極
大値と、この極大値発生の時点から一定時間後における
事故電流値との差の絶対値を第１の仮の遮断電流の最大
値として算出する第２のステップと、前記事故発生時の
電流のうち、直流成分が含まれると判定された極性と反
対極性の事故電流の各一周期区間における極大値発生時
点以降において、電流の変化率が最大となる時点ｔo(電
流値Ｉo ）を求め、この時点ｔo を中心に事故電流が一
定の許容値内で略正弦波となる範囲を（ｔo ±ＮＴ／
Ｓ）と設定し（但し、Ｓは一周期間のサンプリング
数）、第２の仮の遮断電流を、

【数３】 により算出して、その値の大きい方を第２の仮の遮断電
流として算出する第３のステップと、第２のステップで
第１の仮の遮断電流を算出する際に用いられた極大値の
１／１０の絶対値が極大値発生の時点から１／４周期後
の時点における事故電流の絶対値より小さく、極大値発
生の時点から１／４周期後の時点までの間の事故電流が
正弦波に対して所定の誤差内であって、且つ極大値の発
生周期が被測定線路に流れる電流の周期の所定の誤差内
である場合に、第２のステップで算出された第１の仮の
遮断電流を有効と判定する第４のステップと、第３のス
テップで第２の仮の遮断電流を算出する際に用いられた
極大値の１／１０の絶対値が極大値発生の時点から１／
４周期後の時点における事故電流の絶対値より小さく、
且つ極大値の発生周期が被測定線路に流れる電流の周期
の所定の誤差内である場合に第３のステップで算出され
た第２の仮の遮断電流を有効と判定する第５のステップ
と、第４のステップ及び第５のステップのいずれにおい
ても仮の遮断電流が有効と判定された場合、第１の仮の
遮断電流及び第２の仮の遮断電流のうち、電流値の大き
い方を遮断電流として選択し、第４のステップ又は第５
のステップのいずれか一方においてのみ、仮の遮断電流
が有効と判定された場合、当該有効とされた仮の遮断電
流を遮断電流として選択し、第４のステップ及び第５の
ステップのいずれにおいても仮の遮断電流が無効と判定
された場合、電流値の大きい方を遮断電流として選択す
る第６のステップと、を具備してなるものである。

【０００６】請求項２記載の発明に係る事故電流検出装
置は、被測定線路に流れる電流を一定の電流比で変換し
て検出する変流器と、前記被測定線路に事故電流が流れ
たことを検出する事故検出手段と、前記事故検出手段に
より事故の発生が検出された場合、前記変流器により検
出される電流に基づいて前記被測定線路に挿入された遮
断器が動作する遮断電流を算出する遮断電流算出手段
と、を具備する事故電流検出装置であって、前記遮断電
流算出手段は、前記変流器により検出された事故電流の
正極及び負極のそれぞれの領域に現れる極大値の大小に
基づいて当該事故電流に含まれる直流成分の極性を判定
する極性判定手段と、前記変流器により検出された事故
電流のうち、前記極性判定手段により判定された直流成
分の極性とは反対極性の事故電流の各一周期区間におけ
る極大値と、この極大値の発生点から一定時間後におけ
る事故電流値とに基づいて第１の仮の遮断電流を求める
第１の遮断電流算出手段と、前記第１の遮断電流算出手
段により算出された第１の仮の遮断電流の有効性を一定
条件の下で判定する第１の有効性判定手段と、前記変流
器により検出された事故電流のうち、前記極性判定手段
により判定された直流成分の極性とは反対極性の事故電
流の各一周期区間における電流の変化率が最大となる点
における電流値と、この点を中心として一定条件の下、
正弦波とされる事故電流値とに基づいて第２の仮の遮断
電流を算出する第２の遮断電流算出手段と、前記第２の
遮断電流算出手段により算出された第２の仮の遮断電流
の有効性を一定条件の下で判断する第２の有効性判定手
段と、前記第１の有効性判定手段の判定結果と第２の有
効性判定手段の判定結果とに基づいて、前記第１の仮の
遮断電流と第２の仮の遮断電流とから遮断電流を決定す
る遮断電流決定手段と、を具備してなるものである。

【０００７】

【作用】本発明では、変流器により検出されたピークの
部分が歪んだ事故電流の比較的歪みの少ない部分の電流
値を基にして、遮断電流を類推的に求めるようにしたも
のであり、２つの算出手順、すなわち、その一方は、直
流分が含まれる極性と逆極性における極大値と、この極
大値の発生時点から１／４周期後の時点における電流値
との差の絶対値を仮に遮断電流として求めるものであ
り、請求項１の第２のステップ又は請求項２の第１の遮
断電流算出手段により実現されるものである。また、他
方は、一定の許容範囲内で正弦波であるとされる一定の
区間における事故電流値からいわゆる比例計算的に遮断
電流を求めるものであり、請求項１の第４のステップ又
は請求項２の第２の遮断電流算出手段により実現され、
２つの算出手順により求められた遮断電流の中から一定
の条件を満足するものを、最終的に遮断電流とするもの
であるので、算出された値の信頼性が向上されることと
なるものである。

【０００８】

【実施例】以下、本発明に係る事故電流検出装置の一実
施例について図１乃至図１０を参照しつつ説明する。こ
こで、図１は本発明に係る事故電流検出装置の一実施例
における装置構成を示す構成図、図２は本実施例におけ
る事故電流検出装置のＣＰＵにより行われる遮断電流の
算出手順を示すフローチャート、図３は極点検出法によ
る遮断電流の算出の際に対象となる事故電流の一例を示
す波形図、図４は極大値に対応する零点の算出を説明す
る説明図、図５は極大点発生周期の一例を説明する説明
図、図６は零点検出法による遮断電流の算出の際に対象
となる事故電流の一例を示す波形図、図７は零点の決定
手順を説明するための説明図、図８は零点検出法の処理
過程におけるデータの妥当性を検討する際の一例を説明
するための説明図、図９は零点検出法の処理過程におけ
る時間間隔の妥当性を示す試算例の一例を表した説明
図、図１０は事故電流の一例を示す波形図である。尚、
以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するもので
はなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することがで
きるものである。

【０００９】先ず、本装置の構成について図１を参照し
つつ説明すれば、本装置は電力線路１に接続される変流
器２と、この変流器２の二次側電流をアナログ・ディジ
タル変換するアナログ・ディジタル変換器（図１におい
て「Ａ／Ｄ」と略記すると共に、以下「Ａ／Ｄ変換器」
と言う。）３と、電力線路１に接続された遮断器４の作
動を検出する作動検出スイッチ５と、この作動検出スイ
ッチ５のいわゆる接点信号をＣＰＵ７に入力するに適し
た信号に変換するインターフェイス回路（図１において
「Ｉ／Ｆ」と略記）６と、Ａ／Ｄ変器器３及びインター
フェイス回路６の出力信号を入力し、後述するような信
号処理を実行して遮断電流の算出を行うＣＰＵ７と、を
具備してなるものである。

【００１０】本装置を構成するこれら変流器２、Ａ／Ｄ
変換器３、ＣＰＵ７自体は、公知・周知の構成を有して
なるものであり本発明特有のものではない。また、作動
検出スイッチ５は、例えば、遮断器４に附属して設けら
れ、遮断器４が動作する（電力線路１を開く状態）と、
同時に接点が開成（又は閉成）状態となるように構成さ
れたものである。さらに、インターフェイス回路６は、
作動検出スイッチ５の開閉信号をＣＰＵ７への入力に適
した信号レベルに変換するもので特別な回路構成を有す
るものではない。

【００１１】次に、図２に示されたフローチャートを参
照しつつＣＰＵ７により実行される遮断電流算出のため
の信号処理について説明する。先ず、本装置による遮断
電流検出を概括的に述べれば、本装置における事故電流
検出は、変流器２が事故電流により飽和することを前提
としており、この飽和状態で得られる二次側電流をソフ
トウェアによりデータ処理することで、遮断電流を検出
するようにしたものである。

【００１２】すなわち、事故が発生し、この事故電流に
直流分が重畳すると、変流器２の二次側電流は、例え
ば、図１０に一例が示されたように、直流成分（図１０
は直流成分（同図において二点鎖線）が正極側にある場
合の例である。）と同極側の電流（交流電流）波形は、
同図において実線で表されたように、本来の電流波形
（同図において点線で示された特性線）のピークに到達
する前に歪んでしまうことが経験的に知られている。一
方、逆極側すなわち、図１０の例では負極性側では、ピ
ークからその後の零点と称される直流成分と交流成分と
の交点までの交流波形は、比較的歪みが少なく、本発明
者は、直流成分が含まれる極性とは反対側の逆極側にお
ける所定範囲の電流がデータ処理に適することに着目し
た。

【００１３】すなわち、詳細は後述するが、直流成分の
極性と反対の極性側における電流の極大点を求め、この
極大点から一定の時間範囲のデータを基に仮の遮断電流
を求める方法（以下、「極点検出法」と言う。）と、直
流成分と交流電流との交点である零点を求め、この零点
の電流値を基に仮の遮断電流を求める方法（以下、「零
点検出法」と言う。）との２つの方法を実行し、こらの
２つの方法でそれぞれ求められた仮の遮断電流を一定の
条件の下で遮断電流と決定するようにしたものである。

【００１４】本装置における処理の流れを図２を参照し
つつ説明すれば、先ず、図示されない始動スイッチの押
下によりＣＰＵ７がプログラムの実行を開始することに
より、電流取り込みが行われる（図２のステップ１０
０）。この電流取り込みは、事故発生の有無に無関係に
常時行われるもので、Ａ／Ｄ変換器３を介して変流器２
の二次側電流の取り込みが行われる。本実施例におい
て、Ａ／Ｄ変換器３による電流取り込みは、対象がいわ
ゆる商用電源（５０Ｈz 又は６０Ｈz ）であり、その１
周期当たり２００サンプリングとしている。

【００１５】続いて、事故発生の有無が判定される（図
２のステップ１０２）。具体的には、作動検出スイッチ
５が開成状態か否かをインターフェイス回路６を介して
の入力信号に基づいて判定し、事故発生と判定されると
（ＹＥＳの場合）、次述する直流成分極性判定処理（図
２のステップ１０４）を行う一方、事故発生はしていな
いと判定された場合（ＮＯの場合）は、先のステップ１
００へ戻り、上述した処理が事故発生まで繰り返される
こととなる。

【００１６】直流成分の極性判定は、ステップ１００に
より検出された電流波形が仮に図３に示されたようなも
のであったとすると、この検出電流の正極側の極大値Ｉ
p と負極側の極大値−Ｉp とを求める。ここで、極大値
は、その微分値が無限大となるような測定値を意味する
ものである。したがって、複数存在する場合もあり（図
３の例も複数存在する）、この場合にはすべての極大値
を求める。

【００１７】そして、正極側の極大値の中の最大値（ｍ
ａｘ（＋Ｉp)) と、負極側の極大値の絶対値の中の最大
値（ｍａｘ｜−Ｉp ｜) とを比較し、ｍａｘ（＋Ｉp)≧
ｍａｘ｜−Ｉp ｜が成立する場合、直流成分は正極側に
あると判定し、ｍａｘ（＋Ｉp)＜ｍａｘ｜−Ｉp ｜が成
立する場合、直流成分は負極側にあると判定する。直流
成分が正極側と判定された場合には、ステップ１００で
取り込まれたデータのうち、負極側のデータが、以下の
信号処理の対象データとされ、また、直流成分が負極側
と判定された場合には、ステップ１００で取り込まれた
データのうち、正極側のデータが、以下の信号処理の対
象データとされる。

【００１８】上述のようにして直流成分の極性の判定が
なされた後は、極点検出方法に基づく仮の遮断電流ＩA
の算出（詳細は後述）が行われ（図２のステップ１０
６，１０８）、続いて零点検出方法に基づく仮の遮断電
流ＩB の算出（詳細は後述）が行われ（図２のステップ
１１０，１１２）、これらＩA ，ＩB から一定条件の
下、最終的な遮断電流の決定が行われるようになってい
る（図２のステップ１１４）。

【００１９】次に、図２のステップ１０６及び１０８の
処理内容を具体的に説明する。先ず、検出された事故電
流が図３に示されたような波形であって、直流成分が正
極側にあるとする。各一周期における極大値Ｉp(先の直
流成分の極性判定（図２のステップ１０４）で既に算出
されたもの）と、各極大値Ｉp における時刻ｔp を求
め、各極大値に対応する零点での電流値を求める。すな
わち、ここで零点とは、極大値Ｉp 発生の時点から１／
４周期に相当する時間経過時点（ｔp ＋Ｔ／４）を意味
し、この点における電流値Ｉo （図２のステップ１００
によって読み込まれた事故電流の値）を求める。尚、Ｔ
は事故電流の一周期の時間であり、本実施例において
は、商用電源を対象としているので、５０Ｈｚにおいて
はＴ＝２０ｍｓであり、６０Ｈｚにおいては１６．７ｍ
ｓとなる。

【００２０】図３の例においては、同図において最も右
側の周期は、本来の一周期に満たないため、その負極側
のピーク点は極大値としては扱えずデータとしては無効
とされる（図３参照）。そして、次式によって仮の遮断
電流ＩA を求める。

【数４】 ここで、（Ｉp −Ｉo ）の絶対値を２の平方根で除する
のは、実効値を求めるためである。図３の例において
は、３つの極大値があるので、この数式１を用いて求め
られる遮断電流ＩA も３つ求められることとなる。

【００２１】次に、上述のようにして求められた仮の遮
断電流ＩA の有効性判断を行う。すなわち、次述するよ
うな条件を満足するか否かを判定することにより、零点
における電流Ｉo を求める対象となった極大値Ｉp の生
じた時刻ｔp からＴ／４周期に相当する時刻までの間の
事故電流が歪みの無い正弦波であったか否かの判定を行
うと共に、複数のデータの中から最適なものの取捨選択
を行う。具体的には、先ず、次式が成立するか否かを判
定する。

【数５】

【００２２】次に、時刻ｔp 乃至時刻ｔo 間における電
流が正弦波であるか否かの判定を行う。すなわち、時刻
ｔp 乃至時刻ｔo は、Ｔ／４に相当するが、この間を等
間隔に４等分し、等分点の４箇所における事故電流値
と、理想的な正弦波電流との誤差が±５％以内にあるか
否かを次式によって判定する。

【数６】 ここで、Ｉ（ｔp ＋ｎＴ／２０）は、時刻（ｔp ＋ｎＴ
／２０）における事故電流の意味である。また、ｎ＝１
〜４となる。

【００２３】図３の例では、２周期について、ぞれぞれ
数式３が成立するか否かが検討されることとなるので、
都合８点のデータについて上述の数式６が検討されるこ
となる。すなわち、一つの周期については、４点（図４
参照）のいずれかで数式６を満足すれば良しとし、特
に、誤差の絶対値が最も小さいものを、その周期におけ
る代表値とする。

【００２４】次に、各周期における極大値Ｉp の発生時
刻ｔp の発生間隔τが、周期Ｔ±５％を満足するか否か
を判定する。ここで、Ｔは先に述べたように、本装置が
測定対象としたのは商用電源であるので、５０Ｈz の場
合は２０ｍｓ、６０Ｈz の場合は１６．７ｍｓとなる。
具体的には、例えば図５（ａ）に示されたように、発生
周期τ＝Ｔの区間が連続した場合、発生周期τ＝Ｔを満
たす区間内のデータを有効とし、それ以外の発生周期τ
＝Ｔを満たさない区間のデータは無効として扱う。

【００２５】また、図５（ｂ）に示されたように、発生
周期τ＝Ｔの区間が非連続的に存在する場合には、時間
的に最も最新の区間のデータを有効とし、他の区間のデ
ータを無効として扱う。さらに、発生周期τ＝Ｔの区間
が存在しない場合には、有効データなしとする。

【００２６】以上、述べたように、数式５、数式６で示
された条件並びに発生周期τに関する判定を全て満足す
る場合、先に求めた遮断電流ＩA は有効であるとする。
そして、以上述べた内容が先に図２で示したステップ１
０６，１０８によって行われる極点検出法に基づく仮の
遮断電流ＩA を算出すための具体的処理内容である。

【００２７】次に、図２のステップ１１０及び１１２の
処理内容を具体的に説明する。先ず、処理内容を概括的
にいえば、例えば、計測された事故電流が図６に示され
たよなものである場合、各区間（周期Ｔの区間）毎に最
初の極大点（Ｉp ，ｔp ）以降において波形の変化率が
最大となる点（この点を以下、「零点」と言う。）を求
め、この零点を基に仮の遮断電流ＩB を求めるものであ
る。

【００２８】具体的には、最初に、極大点（Ｉp ，ｔp)
以降の部分において、ある時刻ｔxにおける変化率Ｉa
(ｔx)を時刻（ｔx ±ΔＴ）における電流値との差から
求める。すなわち、時刻ｔx における変化率Ｉa(ｔx)
は、次式により求める。尚、図７（ａ），（ｂ）には、
事故電流Ｉ（同図（ａ））と、この事故電流Ｉの変化率
Ｉa との例が示されている。

【数７】

【００２９】ここで、本実施例においてΔＴは、Ｔ／２
０（１０サンプリング期間に相当）と設定している。こ
のΔＴをＴ／２０と設定したのは、次のような観点から
である。先ず、Ｉ（ｔ）＝ｓｉｎｔとした場合に、ΔＴ
を種々変えて先の数式７に基づいて変化率Ｉa を試算し
たところ、図９にその試算例を示したように、ΔＴをΔ
（＝１．８度）とした場合と、ΔＴを１０Δ（＝１８
度）とした場合とにおける、ｔ＝０におけるＩの値と、
ｔ＝３ΔにおけるＩの値の差の絶対値（図９において｜
−｜の欄）を比較してみると（図９の矢印の部分参
照）、ΔＴ＝１０Δとした場合、ΔＴ＝Δの場合に比較
して１桁の差が生じ、データの判定がし易くなる一方、
これ以上ΔＴを増しても桁数が変わる程の変化はなくΔ
Ｔを増す意義がないと判断できたためである。

【００３０】次に、上述のようにして求められた変化率
Ｉa(ｔx)の微分を求め、その微分値Ｉｂのゼロクロスか
ら変化率最大となる零点Ｉo （ｔ＝ｔo ）を求める。す
なわち、微分値Ｉｂは、下記の数式８によって求められ
るものである。

【数８】 そして、この数式８で求められた微分値Ｉｂが零となる
（ゼロクロス）点が求めようとする零点Ｉo （ｔ＝ｔo
）となる（図７（ｃ）参照）。尚、図７（ｃ）に示さ
れたように二つ（それ以上の場合も同様）の零点が求め
られた場合は、それぞれ零点として求めておく。

【００３１】次に、求められた零点の前後において、仮
に正弦波範囲（ｔo ±ＮＴ／２０）を設定する。すなわ
ち、（ｔo ±ｎＴ／２０）で示される式について、ｎに
５，４，３，２，１の各数値を大きい順に代入して求め
られる時刻において、次述する２つの条件を満たすｎを
Ｎとして、正弦波範囲（ｔo ±ＮＴ／２０）とする。
尚、零点Ｉo が複数存在する場合は、上述のようにして
求められたＮのうち、大きな側を選択し、もしＮが同一
の場合には、時間的に後のほうを選択することとする。

【００３２】このようにＮが同一の場合には、時間的に
後のほうを選択することとしたのは、経験的に零点の信
頼性は時間的に後ろのほうが高いためである。そして、
上述のようにして設定された正弦波範囲において、次述
する２つの条件が満たされるか否かを判定する。

【００３３】先ず、一つ目の条件としては、Ｉo の対称
性が５％以内にあることである。具体的には下記の数式
９に示された不等式が成立するか否かによって判定され
る。

【数９】

【００３４】２つ目の条件としては、上述のようにして
設定された正弦波範囲の所定の点における電流値が一定
の誤差で正弦波に沿っていることである。具体的には、
下記の数式１０の不等式に示されたように検定時刻ｔo
±ｍＴ／２０（但しｍ＝ｎ−１，ｎ−２，・・・，１）
において、事故電流値が正弦波に対して±５％以内であ
るか否かが判定され、全ての検定時刻において不等式を
満足する場合にのみ良しとする。尚、ｍのパラメータと
してのｎは、先に一つ目の条件を判断する際にＮ＝ｎと
された値である。

【数１０】

【００３５】例えば、図８にはｎ＝４の場合の一例が示
されている。すなわち、この例は、実線で表された実測
波形が、Ioを中心として前後に１０サンプリングされて
おり、そのうち正極側におけるサンプリング値が上記数
式１０を満足しない（同図において点線で表された正弦
波の±５％以内となっていない）場合の例である。この
場合、ｎ＝３として再び上述した二つの条件について満
足するか否かを判断する。

【００３６】続いて、上述した２つの条件を共に満足す
る場合、下記の数式１１により仮の遮断電流ＩB を求め
る。

【数１１】 尚、数式１１において、時刻の項に複合（±）が記載さ
れているので、２つのＩB が求められることとなるの
で、このうち、値の大きいほうを選択することとする。

【００３７】次に、上述のようにして求められた仮の遮
断電流ＩB の有効性を次述する条件を満足するか否かを
検討することにより判断する。すなわち、先に、仮の遮
断電流ＩA の有効性の判断を行った時と同様に、遮断電
流ＩB を求めるに供された実測電流のＩp 及びＩo につ
いて、数式５が成立するか否かを判定する。

【００３８】さらに、各区間における零点Ｉo の時刻ｔ
o の発生周期τが、周期Ｔ±５％を満足するか否かを判
定する。そして、数式５が成立し且つ発生周期τが上記
条件を満たす場合に、仮の遮断電流ＩB が有効データで
あるとし、それ以外の場合には無効データとする。以上
述べた内容が先に図２で示したステップ１１０，１１２
によって行われる零点検出法に基づく仮の遮断電流ＩB
を算出すための具体的処理内容である。

【００３９】最後に、先の図２のステップ１１４の処理
内容について具体的に説明する。ここでは、上述のよう
にして求められた各区間毎における仮の遮断電流ＩA ，
ＩB について、次のような条件の下、取捨選択を行い最
終的に遮断電流を決定する。すなわち、仮の遮断電流Ｉ
A ，ＩB のいずれもが、先に述べたようなデータの有効
性の判断の下、有効データであるとされたものである場
合、電流値の大きい方のデータを当該区間における遮断
電流Ｉと決定する。

【００４０】また、仮の遮断電流ＩA ，ＩB の一方のみ
が有効データと判定された場合には、その有効データと
された仮の遮断電流をその区間における遮断電流Ｉと決
定する。さらに、両方とも無効データと判断された場合
には、その電流値の大きい方をその区間における遮断電
流Ｉと決定する。

【００４１】そして、最終的には、一回の遮断動作にお
ける最終的な遮断電流の計測値は、上述のようにして各
区間において決定された遮断電流のうち、最大値を最終
的な遮断電流の計測値とする。このように、変流器２の
計測電流をいわゆる信号処理することによって、大きな
遮断電流に対応すべく本来変流器２に要求される電気的
特性が十分でないような小型の変流器を用いて大きな遮
断電流に対応することが可能となるものである。

【００４２】尚、上述の実施例において、測定対象は商
用電源であったが、必ずしも商用電源に限定される必要
はなく、交流電源であれば同様に適用可能である。さら
に、サンプリング間隔についても、上述の実施例に限定
される必要はなく、いわゆるサンプリング定理を満足す
るのであれば、他のサンプリング期間であっても良いこ
とは勿論である。

【００４３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、遮
断電流を２つの算出手順により求め、一定の条件を満足
するものを最終的に遮断電流として選択するような構成
とすることにより、変流器により検出される事故電流が
そのピークに歪みを生じたようなものであっても、遮断
電流が求められるので、変流器が小型のものであっても
よく装置の小型化が図れると共に、信頼性の高い遮断電
流が求められるという効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る事故電流検出装置の一実施例に
おける装置構成を示す構成図である。

【図２】 本実施例における事故電流検出装置のＣＰＵ
により行われる遮断電流の算出手順を示すフローチャー
トである。

【図３】 極点検出法による遮断電流の算出の際に対象
となる事故電流の一例を示す波形図である。

【図４】 極大値に対応する零点の算出を説明する説明
図である。

【図５】 極点発生周期の一例を説明する説明図であ
る。

【図６】 零点検出法による遮断電流の算出の際に対象
となる事故電流の一例を示す波形図である。

【図７】 零点の決定手順を説明するための説明図であ
る。

【図８】 零点検出法の処理過程におけるデータの妥当
性を検討する際の一例を説明するための説明図である。

【図９】 零点検出法の処理過程における時間間隔の妥
当性を示す試算例の一例を表した説明図である。

【図１０】 事故電流の一例を示す波形図である。

【符号の説明】

１…電力線路 ２…変流器 ３…Ａ／Ｄ変換器 ４…遮断器 ５…作動検出スイッチ ６…インターフェイス回路 ７…ＣＰＵ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤松吉 愛知県西春日井郡西枇杷島町芳野町３丁目 １番地 株式会社高岳製作所名古屋事業所 内 (72)発明者 鈴木春洋 愛知県名古屋市中村区亀島２丁目13番８号 明治エンジニアリング株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定線路に流れる電流を一定の電流比
   で変換して検出する変流器により検出された事故発生時
   の電流から前記被測定線路に挿入された遮断器が動作す
   る遮断電流を算出する事故電流検出方法であって、 前記変流器により検出された事故発生時の電流の正極及
   び負極の各領域に現れる極大値の絶対値を比較し、絶対
   値が大きい極大値が存在する極性側に直流成分が含まれ
   ると判定する第１のステップと、 前記事故発生時の電流のうち、直流成分が含まれると判
   定された極性と反対側の極性における事故電流の各一周
   期区間における極大値と、この極大値発生の時点から一
   定時間後における事故電流値との差の絶対値を第１の仮
   の遮断電流の最大値として算出する第２のステップと、 前記事故発生時の電流のうち、直流成分が含まれると判
   定された極性と反対極性の事故電流の各一周期区間にお
   ける極大値発生時点以降において、電流の変化率が最大
   となる時点ｔo(電流値Ｉo ）を求め、この時点ｔo を中
   心に事故電流が一定の許容値内で略正弦波となる範囲を
   （ｔo ±ＮＴ／Ｓ）と設定し（但し、Ｓは一周期間のサ
   ンプリング数）、第２の仮の遮断電流を、 【数１】 により算出して、その値の大きい方を第２の仮の遮断電
   流として算出する第３のステップと、 第２のステップで第１の仮の遮断電流を算出する際に用
   いられた極大値の１／１０の絶対値が極大値発生の時点
   から１／４周期後の時点における事故電流の絶対値より
   小さく、極大値発生の時点から１／４周期後の時点まで
   の間の事故電流が正弦波に対して所定の誤差内であっ
   て、且つ極大値の発生周期が被測定線路に流れる電流の
   周期の所定の誤差内である場合に、第２のステップで算
   出された第１の仮の遮断電流を有効と判定する第４のス
   テップと、 第３のステップで第２の仮の遮断電流を算出する際に用
   いられた極大値の１／１０の絶対値が極大値発生の時点
   から１／４周期後の時点における事故電流の絶対値より
   小さく、且つ極大値の発生周期が被測定線路に流れる電
   流の周期の所定の誤差内である場合に第３のステップで
   算出された第２の仮の遮断電流を有効と判定する第５の
   ステップと、 第４のステップ及び第５のステップのいずれにおいても
   仮の遮断電流が有効と判定された場合、第１の仮の遮断
   電流及び第２の仮の遮断電流のうち、電流値の大きい方
   を遮断電流として選択し、第４のステップ又は第５のス
   テップのいずれか一方においてのみ、仮の遮断電流が有
   効と判定された場合、当該有効とされた仮の遮断電流を
   遮断電流として選択し、第４のステップ及び第５のステ
   ップのいずれにおいても仮の遮断電流が無効と判定され
   た場合、電流値の大きい方を遮断電流として選択する第
   ６のステップと、 を具備してなることを特徴とする事故電流検出方法。
2. 【請求項２】 被測定線路に流れる電流を一定の電流比
   で変換して検出する変流器と、 前記被測定線路に事故電流が流れたことを検出する事故
   検出手段と、 前記事故検出手段により事故の発生が検出された場合、
   前記変流器により検出される電流に基づいて前記被測定
   線路に挿入された遮断器が動作する遮断電流を算出する
   遮断電流算出手段と、を具備する事故電流検出装置であ
   って、 前記遮断電流算出手段は、 前記変流器により検出された事故電流の正極及び負極の
   それぞれの領域に現れる極大値の大小に基づいて当該事
   故電流に含まれる直流成分の極性を判定する極性判定手
   段と、 前記変流器により検出された事故電流のうち、前記極性
   判定手段により判定された直流成分の極性とは反対極性
   の事故電流の各一周期区間における極大値と、この極大
   値の発生点から一定時間後における事故電流値とに基づ
   いて第１の仮の遮断電流を求める第１の遮断電流算出手
   段と、 前記第１の遮断電流算出手段により算出された第１の仮
   の遮断電流の有効性を一定条件の下で判定する第１の有
   効性判定手段と、 前記変流器により検出された事故電流のうち、前記極性
   判定手段により判定された直流成分の極性とは反対極性
   の事故電流の各一周期区間における電流の変化率が最大
   となる点における電流値と、この点を中心として一定条
   件の下、正弦波とされる事故電流値とに基づいて第２の
   仮の遮断電流を算出する第２の遮断電流算出手段と、 前記第２の遮断電流算出手段により算出された第２の仮
   の遮断電流の有効性を一定条件の下で判断する第２の有
   効性判定手段と、 前記第１の有効性判定手段の判定結果と第２の有効性判
   定手段の判定結果とに基づいて、前記第１の仮の遮断電
   流と第２の仮の遮断電流とから遮断電流を決定する遮断
   電流決定手段と、 を具備してなることを特徴とする事故電流検出装置。
3. 【請求項３】 極性判定手段は、事故電流の各一周期の
   区間毎における正極側の極大値と負極側の極大値の絶対
   値を比較し、絶対値が大きい極大値が存在する極性側に
   直流成分が含まれると判定することを特徴とする請求項
   ２記載の事故電流検出装置。
4. 【請求項４】 第１の遮断電流算出手段は、極大値と、
   この極大値発生の時点から１／４周期後の点における事
   故電流との差の絶対値を第１の仮の遮断電流の最大値と
   することを特徴とする請求項２又は３記載の事故電流検
   出装置。
5. 【請求項５】 第１の有効性判定手段は、極大値の１／
   １０の絶対値が極大値発生の時点から１／４周期後の時
   点における事故電流の絶対値より小さく、極大値発生の
   時点から１／４周期後の時点までの間の事故電流が正弦
   波に対して所定の誤差内であって、且つ極大値の発生周
   期が被測定線路に流れる電流の周期の所定の誤差内であ
   る場合に、第１の遮断電流算出手段により算出された第
   １の仮の遮断電流を有効と判定することを特徴とする請
   求項２〜４いずれか１に記載の事故電流検出装置。
6. 【請求項６】 第２の遮断電流算出手段は、極大値発生
   時点以降において、電流の変化率が最大となる時点ｔo
   （電流値Ｉo)を求め、この時点ｔo を中心に事故電流が
   一定の許容値内で略正弦波となる範囲を( ｔo ±ＮＴ／
   Ｓ）と設定し（但し、Ｓは一周期間のサンプリング
   数）、第２の仮の遮断電流を、 【数２】 により算出し、算出された２つの値のうち、値の大きい
   方を第２の仮の遮断電流とすることを特徴とする請求項
   ２〜５いずれか１に記載の事故電流検出装置。
7. 【請求項７】 第２の有効性判定手段は、極大値の１／
   １０の絶対値が極大値発生の時点から１／４周期後の時
   点における事故電流の絶対値より小さく、且つ極大値の
   発生周期が被測定線路に流れる電流の周期の所定の誤差
   内である場合に、第２の遮断電流算出手段により算出さ
   れた第２の仮の遮断電流を有効と判定することを特徴と
   する請求項２〜６いずれか１に記載の事故電流検出装
   置。
8. 【請求項８】 遮断電流決定手段は、第１の有効性判定
   手段及び第２の有効性判定手段における判定が、いずれ
   も算出された仮の遮断電流を有効とする場合には、電流
   値の大きい方の仮の遮断電流を遮断電流として選択し、
   第１の有効性判定手段における判定又は第２の有効性判
   定手段における判定のいずれか一方の判定が、算出され
   た仮の遮断電流を有効とする場合には、当該有効とされ
   た仮の遮断電流を遮断電流として選択し、第１の有効性
   判定手段及び第２の有効性判定手段における判定が、算
   出されたいずれの仮の遮断電流をも無効とする場合に
   は、電流値の大きい方の仮の遮断電流を遮断電流として
   選択することを特徴とする請求項２〜７いずれか１に記
   載の事故電流検出装置。