JPH08223785A

JPH08223785A - 界磁回路地絡検出装置

Info

Publication number: JPH08223785A
Application number: JP7024179A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Enomoto; 本勝広榎
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-02-13
Filing date: 1995-02-13
Publication date: 1996-08-30

Abstract

(57)【要約】【目的】地絡を確実に検出することを可能とする。【構成】界磁回路の界磁電圧Ｖf に同期した信号を発
信する同期信号発信手段１５と、この同期信号発信手段
の出力信号に基づいて前記界磁回路の地絡電流Ｉf また
はこの地絡電流に比例する電圧を、界磁電圧に同期した
周期で検出し、この検出値が規定値以上の場合に検出信
号を出力する検出手段Ｒｄ，１１と、検出信号に基づい
てパルス信号を発生するパルス信号発生手段１２と、パ
ルス信号のパルスをカウントしてパルス信号が途切れた
場合にカウント値をリセットする機能を有し、パルスの
カウント値が所定値に達したときに地絡検出信号を出力
するカウンタ手段１３と、を備えていることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は同期機の界磁回路の地絡
故障を検出する界磁回路地絡検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】一般
に、図１２に示すように同期機１の界磁回路は界磁巻線
２だけでなく、界磁しゃ断器３、放電抵抗４、励磁装置
５、スリップリング（図示せず）等から構成される。な
お、界磁しゃ断器３は２個の常開接点３ａ₁，３ａ₂お
よび常閉接点３ｂを有しており、常開接点３ａ₁，３ａ
₂がＯＮ状態のときに励磁装置５からの励磁電流を界磁
巻線２に伝える。また励磁装置５はサイリスタからなる
整流器５Ａと、励磁変圧器５Ｂとを有している。

【０００３】上記界磁回路において２箇所以上で地絡が
発生すると、大きな短絡電流が流れ、多大な損害を引き
起こす。このような事故を未然に防ぐために１箇所でも
地絡が発生してもこれを検出する界磁回路地絡検出装置
が設けられている。

【０００４】従来の界磁回路地絡検出装置（以下、地絡
検出装置ともいう）の第１の例を図１２に示す。この地
絡検出装置５０₁は変圧器７と、整流器８，９と、発光
ダイオード１６と、表示器１７と、検出抵抗Ｒｄと、検
出回路５１と、時限回路５２と、補助継電器駆動部５３
と、検出用継電器Ｄ１と、警報用継電器Ｄ２と、常開接
点Ｄ１ａ，Ｄ２ａと、リセット用プッシュボタンスイッ
チＰＢとを備えている。

【０００５】変圧器７は商用電源側に接続された一次巻
線７ａと、２個の２次巻線７ｂ，７ｃを有している。二
次巻線７ｂ，７ｃに発生した電力は整流回路９，８によ
って各々整流される。整流回路９の出力は地絡検出装置
５０₁の内部直流電源Ｖ_iD（高インピーダンス）とな
る。この整流回路９のプラス側出力端子は地絡検出装置
５０₁の入力端子ＩＮを介して界磁回路のＮ極側に接続
されている。また、整流回路９の一側出力端子は検出抵
抗Ｒｄを介して地絡検出装置５０₁の接続端子Ｅに接続
されている。したがって界磁回路５０₁に地絡が発生す
ると、検出抵抗Ｒｄに地絡電流Ｉf が流れる。このとき
検出抵抗Ｒｄの両端に発生する電圧が検出回路５１によ
って検出され、この検出値が連続して一定時間以上規定
値を越えた場合に時限回路５２から指令信号が発生され
る。すると、補助継電器駆動部５３が動作し、発光ダイ
オード１６をオンさせて地絡が生じたことを人に知らせ
るとともに継電器Ｄ１を励磁する。継電器Ｄ１が励磁さ
れると、常開接点Ｄ１_aが閉成し、この常開接点Ｄ１_a
に直列に接続された警報用継電器Ｄ２が励磁されるとと
もに地絡警報が表示器１７に表示される。また継電器Ｄ
２が励磁されると、常開接点Ｄ２_aが閉成し、継電器Ｄ
２が自己保持される。なお、常開接点Ｄ２_aはリセット
用プッシュボタンスイッチＰＢと直列に接続され、常開
接点Ｄ２_aおよびスイッチＰＢからなる直列回路は常開
接点Ｄ１_aと並列に接続されている。

【０００６】また整流回路８の出力は検出回路５１、時
限回路５２、補助継電器駆動部５３、継電器Ｄ２、およ
び表示器１７の駆動電源となっている。

【０００７】このように図１２に示す地絡検出装置５０
₁においては、内部直流電源Ｖ_iDと地絡抵抗を介し流れ
る地絡電流（直流電流）によって検出抵抗Ｒｄの両端に
発生する電圧が一定時間（例えば、１０〜２０秒）以上
連続して規定値を越えた場合に地絡が発生したと判断し
ている。

【０００８】一般に励磁装置５の整流器５Ａにサイリス
タが使用されている場合には、界磁電圧Ｖ_fの波形は、
例えば、駆動電源を５０Ｈｚで３相とし、整流器５Ａが
全波整流を行うものとすれば、周期Ｔ＝１／３００＝
３．３×１０^-3秒の鋸歯状波形となる。一方、界磁回路
にはこの回路の対地静電容量８０が存在し、界磁電圧変
化に対して対地間に電圧Ｖc が発生する。この発生電圧
Ｖc は図１２に示す一点鎖線のルートを通り、内部直流
電圧Ｖ_iDに重畳され、地絡検出装置５０₁の端子ＩＮと
端子Ｅの間に発生する電圧が内部直流電圧Ｖ_iDよりも高
い場合には地絡検出装置５０₁に地絡電流Ｉf が流れる
ことができず、３．３×１０^-3秒の周期で地絡電流が断
続することになる。したがってこの場合は図１２に示す
従来の地絡検出装置では地絡が生じているにもかかわら
ず地絡を検出できないことになる。

【０００９】次に従来の地絡検出装置の第２の例を図１
３に示す。この地絡検出装置５０₂は、地絡電流を監視
し、この地絡電流が規定値を連続して所定時間（例えば
１０〜２０秒間）越えた場合に地絡が生じているとする
ものであって、図１２に示す地絡検出装置５０₁におい
て、検出抵抗Ｒｄの代わりに電流形継電器Ｘを設けると
ともに、検出回路５１、時限回路５２、補助継電器駆動
部５３の代わりに時限継電器Ｔ、常開接点Ｘ_aおよびＴ
_aを設けたものである。

【００１０】継電器Ｘに規定値以上の地絡電流が流れる
と、常閉接点Ｘ_aが閉成され、時限継電器Ｔが動作す
る。そして接点Ｘ_aの閉成状態が所定時間継続すると、
すなわち、継電器Ｘに規定値以上の地絡電流が所定時間
流れると、常閉接点Ｔ_aが閉成し、継電器Ｄ１が励磁さ
れる。すると、常閉接点Ｄ１_aが閉成し、継電器Ｄ２が
励磁され、これにより常閉接点Ｄ２_aが閉成し、継電器
Ｄ２が自己保持される。またこのとき地絡が生じている
ことを表示器１７によって表示する。

【００１１】この第２の例の地絡検出装置５０₂は、規
定値以上の地絡電流が連続して所定時間流れた場合に地
絡が生じていると判定するものであるから、界磁電圧の
影響で地絡電流が断続的に流れた場合は図１２に示す第
１の例と同様に地絡が生じているにもかかわらず、地絡
を検出することができないという問題がある。

【００１２】次に従来の地絡検出装置の第３の例を図１
４に示す。この地絡検出装置５０₃は内部に図１３に示
すような直流電流Ｖ_iDを持っていず、界磁電圧をそのま
ま利用したものである。すなわち図１４に示す地絡検出
装置５０₃は図１３に示す地絡検出装置５０₂におい
て、整流回路９の代わりに抵抗Ｒ１，Ｒ２を設けたもの
である。抵抗Ｒ１およびＲ２は直列に接続し、この直列
に接続したものを界磁巻線２と並列に接続し、抵抗Ｒ１
とＲ２との接続点に継電器Ｘのプラス側端子を接続して
いる。なお、抵抗Ｒ１，Ｒ２の代わりに２個のコンデン
サを直列に接続しても良い。

【００１３】今、図１４に示す地絡検出装置５０₃に用
いられる図１５（ａ）に示す界磁回路に地絡が発生した
場合、地絡発生箇所Ｆ点により分割される界磁巻線２の
正極側の抵抗をＲf1、負極側の抵抗をＲf2とし、検出装
置５０₃の正極側の抵抗をＲ１、負極側の抵抗をＲ２と
すると図１５（ｂ）に示すようにＲf1，Ｒf2，Ｒ１，Ｒ
２を四辺とするブリッジ回路が構成される。地絡箇所Ｆ
がＲf1／Ｒf2＝Ｒ１／Ｒ２を満たす箇所であれば、ブリ
ッジ回路が平衡状態にあるため、電流形継電器Ｘに不平
衡電流（地絡電流Ｉｆ）が流れない。このときの地絡箇
所Ｆ点をブリッジ回路の不感帯、または電気的中性点と
呼ぶ。したがって、図１４に示す地絡検出装置５０₃に
おいては、不感帯に地絡が生じてもこれを検出すること
ができないという問題があった。

【００１４】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
であって、同期機の界磁回路に地絡が生じた場合に、地
絡を確実に検出することのできる界磁回路地絡検出装置
を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明による界磁回路地
絡検出装置の第１の態様は、界磁回路の界磁電圧に同期
した信号を発信する同期信号発信手段と、この同期信号
発信手段の出力信号に基づいて前記界磁回路の地絡電流
またはこの地絡電流に比例する電圧を、前記界磁電圧に
同期した周期で検出し、この検出値が規定値以上の場合
に検出信号を出力する検出手段と、前記検出信号に基づ
いてパルス信号を発生するパルス信号発生手段と、前記
パルス信号のパルスをカウントして前記パルス信号が途
切れた場合にカウント値をリセットする機能を有し、前
記パルスのカウント値が所定値に達したときに地絡検出
信号を出力するカウンタ手段と、を備えていることを特
徴とする。

【００１６】また本発明による界磁回路地絡検出装置の
第２の態様は、一端が界磁回路の正極または負極側に接
続される内部直流電源と、この内部直流電源の他端に接
続されて地絡電流またはこの地絡電流に比例する電圧を
検出する検出手段とを備え、前記検出手段の検出値に基
づいて界磁回路の地絡を検出する界磁回路地絡検出装置
において、前記内部直流電源の一方の端子と他方の端子
の接続を、所定時間経過毎に切替えることにより前記検
出手段に接続する前記内部直流電源の極性を切替える極
性切替手段を設けたことを特徴とする。

【００１７】また本発明による界磁回路地絡検出装置の
第３の態様は、界磁回路の界磁電圧に同期した信号を発
信する同期信号発信手段と、一端が前記界磁回路の正極
側または負極側に接続される内部直流電源と、前記内部
直流電源の他端に接続され、前記同期信号発信手段の出
力信号に基づいて前記界磁回路の地絡電流またはこの地
絡電流に比例する電圧を検出し、この検出値が規定値以
上の場合に検出信号を出力する検出手段と、前記検出信
号に基づいてパルス信号を発生するパルス信号発生手段
と、前記パルス信号のパルスをカウントして前記パルス
信号が途切れた場合にカウント値をリセットする機能を
有し、前記パルスのカウント値が所定値に達したときに
地絡検出信号を出力するカウンタ手段と、前記内部直流
電源の一方の端子と他方の端子の接続を、所定時間経過
毎に切替える極性切替手段と、を備えていることを特徴
とする。

【００１８】また本発明による界磁回路の地絡検出装置
の第４の態様は、界磁回路の界磁電圧の分圧を取り出す
分圧手段と、この分圧手段によって取り出された分圧を
受けて前記界磁回路の地絡電流を検出する地絡電流検出
手段と、所定時間毎に前記分圧手段に制御信号を送り前
記分圧を変える分圧制御手段と、を備えていることを特
徴とする。

【００１９】

【作用】上述のように構成された本発明の界磁回路地絡
検出装置の第１の態様によれば、地絡が生じている場合
界磁電圧に同期した周期でパルスが発生されこのパルス
のカウント値が所定値に達したときに地絡と判断され
る。これにより界磁電圧の影響で地絡電流が断続しても
界磁回路の地絡を確実に検出できる。

【００２０】また上述のように構成された本発明の界磁
回路地絡検出装置の第２の態様によれば、極性切替手段
によって検出手段に接続する内部直流電源の極性が所定
時間経過毎に切替わる。これにより界磁電圧の影響で検
出装置の端子電圧が内部直流電圧よりも高くなったとき
に地絡が生じても、極性が切替わることにより逆向きの
電流が流れ、地絡を確実に検出できる。

【００２１】また上述のように構成された本発明の界磁
回路地絡検出装置の第３の態様によれば、第１の態様の
検出機能第２の態様の検出機能が組合せられている。こ
れにより、第１および第２の態様と同様に確実に地絡を
検出することができる。

【００２２】また上述のように構成された本発明の界磁
回路地絡検出装置の第４の態様によれば、所定時間毎に
地絡電流検出手段の受ける電圧が異なり、これにより不
感帯を変えることが可能となり、地絡を確実に検出する
ことができる。

【００２３】

【実施例】本発明による界磁回路地絡検出装置（以下、
地絡検出装置という）の第１の実施例の構成を図１に示
す。この第１の実施例の地絡検出装置６₁は図１２に示
す従来の地絡検出装置５０₁において、検出回路５１、
時限回路５２、補助継電器駆動部５３の代わりに検出回
路１１、パルス発生器１２、パルスカウンタ１３、補助
継電器駆動部１４、および界磁電圧同期信号発信器１５
を新たに設けたものである。

【００２４】界磁電圧同期信号発信器（以下、単に発信
器ともいう）１５は地絡検出装置５０₁の入力端子ＩＮ
に接続され、界磁電圧に同期した信号を発信する。検出
回路１１は発信器１５の出力信号に基づいて界磁電圧の
周期で検出抵抗Ｒｄの両端の電圧をサンプリングし、こ
のサンプリングした電圧が規定値を越えた場合に検出信
号を出力する。パルス発生器１２は検出回路１１から検
出信号に基づいてパルス信号を発生する。パルスカウン
タ１３はパルス発生器１２からのパルス信号をカウント
し、パルスが途切れたらカウント値をリセットする機能
を有している。そしてカウント値が所定値に達した場合
に補助継電器駆動部１４に指令信号を送り、発光ダイオ
ード１６を点灯させるとともに継電器Ｄ１を励磁させ
る。

【００２５】したがって、図２（ａ）に示すように界磁
電圧が変化している場合は、地絡検出装置５０₁の端子
Ｅの電圧、地絡電流Ｉf 、発信器１５の出力信号、パル
ス発生器１２の出力信号、およびパルスカウンタ１３の
カウント値は図２（ａ）に示すようになる。この図２
（ａ）から分かるようにパルス発生器１２の出力は発生
しているパルスの周期は界磁電圧のそれと同一である。

【００２６】この第１の実施例の地絡検出装置５０₁に
おいては、パルスカウンタ１３のカウント値が例えば３
０個に達したときにパルスカウンタ１３から指令信号が
出る、すなわち地絡が生じている判断するとすれば、界
磁電圧の周期Ｔが３．３×１０^-3秒である場合、規定値
以上の地絡電流が３．３×１０^-3×３０＝９９×１０^-3
秒間流れたときに地絡が生じていると判断されることに
なる。これにより界磁電圧の影響で地絡電流が断続して
も界磁回路の地絡を検出できることになる。

【００２７】次に本発明による地絡検出装置の第２の実
施例の構成を図３に示す。この実施例の地絡検出装置６
₂は、図１に示す第１の実施例の地絡検出装置６₁にお
いて検出抵抗Ｒｄおよび検出回路１１の代わりに電流形
継電器ＸおよびＡＮＤ回路１０を設けたものである。継
電器Ｘは一端が整流器９のマイナス側端子に接続され、
他端が地絡検出装置６₂の接地端子Ｅに接続される。そ
して、規定値以上の地絡電流Ｉf が流れたときに検出信
号を出力する。ＡＮＤ回路１０は継電器Ｘの出力信号と
発信器１５の出力との論理積を演算し、その演算結果を
パルス発生器１２に出力する。したがって、継電器Ｘと
ＡＮＤ回路１０によって、界磁電圧に同期したタイミン
グで地絡電流にＩf をサンプリングし、地絡電流Ｉf の
大きさが規定値以上の場合にその出力がパルス発生器に
送られることになる。

【００２８】この第２の実施例の地絡検出装置も第１の
実施例の地絡検出装置と同様に、界磁電圧の影響で地絡
電流が断続しても界磁回路の地絡を検出できる。

【００２９】次に本発明による地絡検出装置の第３の実
施例の構成を図４に示す。この実施例の地絡検出装置６
₃は、図３に示す第２の実施例の地絡検出装置におい
て、内部直流電源となる整流回路９を廃し、代わりに界
磁電圧を利用したものである。すなわち抵抗Ｒ１とＲ２
を直列に接続し、この直列に接続した直列回路を界磁巻
線２に並列に接続して抵抗Ｒ１とＲ２の接続点に継電器
Ｘのプラス側端子を接続したものである。この第３の実
施例も第２の実施例と同様の効果を奏することは云うま
でもない。

【００３０】次に本発明による地絡検出装置の第４の実
施例の構成を図５に示す。この実施例の地絡検出装置６
₄は図１３に示す従来の地絡検出装置５０₂において電
源極性切替器２０を新たに設けたものである。この電源
極性切替器２０は切替スイッチ２１と、補助継電器Ａ、
Ｂと、時限継電器ＴＡ、ＴＢと、常開接点ＴＡa 、ＴＢ
a と、接点２２，２３と、切替スイッチ２４とを有して
いる。また切替スイッチ２４は接点２５₁、２５₂、２
６₁、２６₂からなっている。

【００３１】この電源極性切替器２０の動作を次に説明
する。今、切替スイッチ２１は継電器Ａ側に接続され、
接点２２、２５₁、２５₂は閉成、接点２３、２６₁、
２６₂は開成したとする。このとき継電器Ｘの一端は整
流器９の一側端子に接続されている。接点２２が閉成し
たことにより継電器ＴＡが励磁されてこの継電器ＴＡ内
のタイマが動作し、所定時間（例えば数分）経過した
後、常開接点ＴＡ_aが閉成する。すると、継電器Ａが励
磁され、これによりスイッチ２１を継電器Ｂ側に接続さ
せるとともに、接点２２、２５₁、２５₂を開成し、接
点２３、２６₁、２６₂を閉成する。接点２５₁、２５
₂が開成し、接点２６₁、２６₂が閉成したことにより
継電器Ｘの一端は整流回路９のプラス側端子に接続され
る。また、接点２３が閉成したことにより継電器ＴＢが
励磁されてこの継電器ＴＢ内のタイマが動作し、所定時
間（例えば数分）経過した後、常開接点ＴＢ_aが閉成す
る。すると継電器Ｂが励磁され、これによりスイッチ２
１を継電器Ａ側に接続させるとともに接点２２、２
５₁、２５₂を閉成させ、接点２３、２６₁、２６₂を
開成する。

【００３２】このようにして電源極性切替器２０により
内部直流電源Ｖ_iDの極性を切替えるとができる。なお、
電源極性を切替えた場合の地絡検出装置の端子Ｅの電圧
と地絡電流の波形を図２（ｂ）に示す。

【００３３】したがって、界磁電圧の重畳現象により、
地絡検出装置６₄の端子ＩＮと端子Ｅとの間に発生する
電圧が地絡検出装置６₄の内部直流電圧Ｖ_iDにより高く
なったときに、地絡が生じても電源極性切替器２０によ
り内部直流電源Ｖ_iDの極性を切替えることにより逆向き
の電流が流れ、地絡の検出を行うことができる。なお、
図２（ｂ）の波形図から分かるように、界磁電圧の影響
が大きいほど地絡検出装置６₄の端子Ｅに発生する電圧
が高くなり、検出電流が流れ安い傾向にあるため、検出
レベル（規定値）を下げるなど考慮すると良い。

【００３４】以上説明したように本実施例によれば、地
絡電流の向きを正の向き、負の向きと交互に監視するこ
とができる。

【００３５】なお、上述の実施例においては時限継電器
を機械式で説明したが電子式のものを使用しても良い。

【００３６】次に本発明の地絡検出装置の第５の実施例
の構成を図６に示す。この実施例の地絡検出装置６
₅は、第１の実施例の地絡検出装置６₁において、図５
に示す電源極性切替器２０（図６上では切替スイッチ２
４のみを表示）を新たに設けたものである。第１および
第４の実施例の説明から分かるようにこの第５の実施例
の地絡検出装置によれば、地絡電流が断続してもまた逆
向き（負の向き）であっても地絡を検出することがで
き、信頼性が向上するとともに、検出範囲を維持でき
る。

【００３７】次に本発明による地絡検出装置の第６の実
施例を図７及び図８を参照して説明する。この実施例の
地絡検出装置は図１４に示す従来の地絡検出装置５０₃
において、抵抗Ｒ１、Ｒ２のうちの一方、例えば抵抗Ｒ
１を可変にする抵抗切替器３０と、図示しない分圧制御
回路とを新たに設けたものである。なお、図７に示す符
号６′は地絡検出装置５０₃から抵抗Ｒ１、Ｒ２を除い
たものである。

【００３８】この第６の実施例においては抵抗切替器３
０の切替動作を所定時間毎に行う。このため図１５で説
明したブリッジ回路の不感帯を上記所定時間毎にずらす
ことが可能となり特定の不感帯を持たないばかりでな
く、界磁全域に感度の高い保護ができる。これは図８に
示す地絡検出感度特性により説明ができる。ブリッジ回
路の抵抗Ｒ１とＲ２の関係により不感帯ｎ１を持つ検出
装置に於いて、正極側の検出範囲を（イ）、負極側の検
出範囲を（ロ）とする。切替器８により抵抗Ｒ１とＲ２
の関係が変化して不感帯がｎ１からｎ２に移動した場合
の正極側の検出範囲を（ハ）、負極側の検出範囲を
（ニ）とする。検出範囲（ハ）と（ロ）は同時に検出で
きないものの、不感帯をｎ１→ｎ２→ｎ１と移動させて
いく時間間隔（任意に設定できるものとして例えば５分
〜１時間）だけをはさみ最初のインターバルで（イ）、
（ロ）の範囲を保護し、次のインターバルで（ハ）、
（ニ）の範囲を保護ができる。従来の技術で説明したよ
うに界磁回路の２箇所以上で地絡が発生すると界磁回路
が短絡され大きな短絡電流が流れて大きな事故につなが
るが、同時に２箇所以上が地絡する恐れは少なくないと
考えられ、また１箇所の短絡であれば秒単位の早さで地
絡を検出する必要はないと考えられるため、必ずしも検
出範囲（ハ）と（ロ）を同時に検出する必要がないの
で、長い時間スケールでみれば不感帯の無い感度の高い
保護ができているといえる。なお、抵抗切替器３０の切
替動作は、図示しない分圧制御回路からの制御信号に基
づいて行う。

【００３９】なお、図７に示す抵抗値を可変とする方法
としては補助電器接点による切替え以外に可変抵抗（電
動で低高値を可変）を使用する方法も考えられるが、接
点の摩耗の問題から考えてトランジスタなどの半導体ス
イッチによりＲ１、Ｒ２の関係を可変にした方が良い。

【００４０】次に本発明による地絡検出装置の第７の実
施例を図９を参照して説明する。この実施例の地絡検出
装置は図７に示す地絡検出装置において抵抗切替器３０
によって抵抗Ｒ１とＲ２関係を小刻みに変えることを可
能にしたものである。このようにすることによりブリッ
ジ回路の持つ不感帯を広範囲かつ小刻みに動かすことが
可能となるので、地絡を検出した後に抵抗Ｒ１、Ｒ２の
関係を切替器３０により変えること、すなわち不感帯を
ずらすことによってどの付近で地絡したのかを特定する
ことができる。

【００４１】この実施例によれば、地絡を検出した後に
不感帯を移動しながら検出電流（地絡電流）Ｉｆが零あ
るいは最も小さくなるポイント（点）、つまり不感帯を
特定し表示器などにより表示することができる。このこ
とにより、地絡箇所を容易に確認できるので保守、点検
作業を向上することができる。

【００４２】次に本発明による地絡検出装置の第８の実
施例を図１０を参照して説明する。この実施例の地絡検
出装置は図９に示す第７の実施例の地絡検出装置におい
て、抵抗切替器３０の代わりに抵抗切替器３５を設けた
ものである（図１０（ａ）参照）。この抵抗切替器３５
は切替器３０に切替順番を記憶し指定する記憶部（図示
せず）を設けたものである。この記憶部に記憶されてい
る切替順番に基づいて分圧制御回路（図示せず）から制
御信号が抵抗切替器３５に送出され抵抗が切替えられ
る。そしてこの切替順番（不感帯の移動順番）は図１０
（ｂ）に示されており、この不感帯の移動順番は図１０
（ｃ）、（ｄ）のグラフから分かるように常に１つ前の
検出インターバルでの不感帯を高感度で保護できるよう
にしたものである。仮に図１０（ａ）に示す半導体スイ
ッチをＴＲ１、ＴＲ２、…ＴＲ１０という順序で不感帯
を移動させた場合、移動させる不感帯の刻み幅が細いほ
ど１ステップで移動する移動量は小さく、不感帯が移動
しても高い検出感度で保護することは期待できない。

【００４３】この第８の実施例のように記憶部を設けた
ことにより不感帯の移動順番を任意に設定することが可
能となるので、界磁回路を保護する上で、常に不感帯の
移動待ち時間を短くでき、信頼性を向上させることがで
きる。

【００４４】なお上記第８の実施例では不感帯の移動順
番は１通しか記憶していなかったが、複数通りの移動順
番を設定、変更できるようにしても良い。このようにす
ることにより次に述べる問題点をなくすることができ
る。

【００４５】図１０（ａ）に示すように不感帯を移動さ
せる接点（タップ）が数多くある場合にスイッチＴＲ
１，ＴＲ２，ＴＲ３などの正端寄りのスイッチがＯＮ
（閉）になると不感帯はｎ１，ｎ２，ｎ３と正端側に寄
るため（図１０（ｃ）参照）、検出感度は正端側範囲の
検出感度が下がり、負端側の検出感度が極端に上がる。
これとは逆にスイッチＮｏ．ＴＲ８，ＴＲ９，ＴＲ１０
などの負端寄りのスイッチがＯＮ（閉）になると不感帯
はｎ８，ｎ９，ｎ１０と負端側に寄るため検出感度は正
端側範囲の検出感度が極端に上がり負端側の感度が下が
る。このことから、図１０（ｂ）に示す移動順番で広範
囲に不感帯を移動させるには検出範囲を不必要に広げる
結果になるので通常時の地絡保護としてはふさわしくな
い。

【００４６】本実施例のように複数のモードで不感帯の
移動順番を設定できれば、通常時には図１１に示すよう
な２，３箇所の不感帯を移動するステップ・モードで行
い、地絡検出時には自動的に通常モードから図１０
（ｂ）に示すステップあるいは順送りなど地絡箇所を特
定するのにふさわしい広範囲に不感帯を移動させたステ
ップ・モードに、また試験時には試験にふさわしいモー
ドに切り替える方が適切である。このモードの切替えは
手動で行っても良い。このように任意で不感帯の移動順
番を複数のモードで決定できれば保護特性上適切なレベ
ルの検出感度で保護ができ、さらに地絡を検出した後に
は広範囲に不感帯を移動させて地絡箇所を特定するモー
ドに自動で変わるので使い勝手の良い装置になる。

【００４７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、界
磁回路に地絡が生じた場合に、これを確実に検出するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の構成を示す構成図。

【図２】実施例の動作を説明する波形図。

【図３】本発明の第２の実施例の構成を示す構成図。

【図４】本発明の第３の実施例の構成を示す構成図。

【図５】本発明の第４の実施例の構成を示す回路図。

【図６】本発明の第５の実施例の構成を示す構成図。

【図７】本発明の第６の実施例の構成を説明する構成
図。

【図８】第６の実施例の効果を説明するグラフ。

【図９】本発明の第７の実施例の構成を説明する構成
図。

【図１０】本発明の第８の実施例の構成および作用効果
を説明する説明図。

【図１１】第８の実施例の変形例を説明する説明図。

【図１２】従来の界磁回路地絡検出装置の第１の例の構
成を示す構成図。

【図１３】従来の界磁回路地絡検出装置の第２の例の構
成を示す構成図。

【図１４】従来の界磁回路地絡検出装置の第３の例の構
成を示す構成図。

【図１５】従来の第３の例の地絡検出装置の問題点を説
明する説明図。

【符号の説明】

１同期機２界磁巻線３界磁しゃ断器５励磁装置６_ｉ（ｉ＝１，…５）界磁回路地絡検出装置７変圧器７ａ一次巻線７ｂ二次巻線７ｃ二次巻線８整流回路９整流回路１０ＡＮＤ回路１１検出回路１２パルス発生器１３パルスカウンタ１４補助継電器駆動部１５界磁電圧同期信号発信器１６発光ダイオード１７表示器２０電源極性切替器８０対地静電容量Ｄ１補助継電器Ｄ１_a 常開接点Ｄ２補助継電器Ｄ２_a 常開接点Ｒｄ検出抵抗Ｖ_f 界磁電圧Ｖ_iD 内部直流電源ＴＡ時限継電器ＴＢ時限継電器Ｘ電流形継電器ＰＢリセット用プッシュボタンスイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】界磁回路の界磁電圧に同期した信号を発信
する同期信号発信手段と、この同期信号発信手段の出力信号に基づいて前記界磁回
路の地絡電流またはこの地絡電流に比例する電圧を、前
記界磁電圧に同期した周期で検出し、この検出値が規定
値以上の場合に検出信号を出力する検出手段と、前記検出信号に基づいてパルス信号を発生するパルス信
号発生手段と、前記パルス信号のパルスをカウントして前記パルス信号
が途切れた場合にカウント値をリセットする機能を有
し、前記パルスのカウント値が所定値に達したときに地
絡検出信号を出力するカウンタ手段と、を備えていることを特徴とする界磁回路地絡検出装置。
【請求項２】一端が界磁回路の正極または負極側に接続
される内部直流電源と、この内部直流電源の他端に接続
されて地絡電流またはこの地絡電流に比例する電圧を検
出する検出手段とを備え、前記検出手段の検出値に基づ
いて界磁回路の地絡を検出する界磁回路地絡検出装置に
おいて、前記内部直流電源の一方の端子と他方の端子の接続を、
所定時間経過毎に切替えることにより前記検出手段に接
続する前記内部直流電源の極性を切替える極性切替手段
を設けたことを特徴とする界磁回路地絡検出装置。
【請求項３】界磁回路の界磁電圧に同期した信号を発信
する同期信号発信手段と、一端が前記界磁回路の正極側または負極側に接続される
内部直流電源と、前記内部直流電源の他端に接続され、前記同期信号発信
手段の出力信号に基づいて前記界磁回路の地絡電流また
はこの地絡電流に比例する電圧を検出し、この検出値が
規定値以上の場合に検出信号を出力する検出手段と、前記検出信号に基づいてパルス信号を発生するパルス信
号発生手段と、前記パルス信号のパルスをカウントして前記パルス信号
が途切れた場合にカウント値をリセットする機能を有
し、前記パルスのカウント値が所定値に達したときに地
絡検出信号を出力するカウンタ手段と、前記内部直流電源の一方の端子と他方の端子の接続を、
所定時間経過毎に切替える極性切替手段と、を備えていることを特徴とする界磁回路地絡検出装置。
【請求項４】界磁回路の界磁電圧の分圧を取り出す分圧
手段と、この分圧手段によって取り出された分圧を受けて前記界
磁回路の地絡電流を検出する地絡電流検出手段と、所定時間毎に前記分圧手段に制御信号を送り前記分圧を
変える分圧制御手段と、を備えていることを特徴とする界磁回路地絡検出装置。
【請求項５】前記分圧手段は、一端が界磁回路の正極側
に接続され、他端が負極側に接続された、複数の抵抗手
段を直列に接続した直列回路を有していることを特徴と
する請求項４記載の界磁回路地絡検出装置。