JPH0843474A - 地中配電線の地絡事故原因判別装置 - Google Patents

地中配電線の地絡事故原因判別装置

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JPH0843474A
JPH0843474A JP6202876A JP20287694A JPH0843474A JP H0843474 A JPH0843474 A JP H0843474A JP 6202876 A JP6202876 A JP 6202876A JP 20287694 A JP20287694 A JP 20287694A JP H0843474 A JPH0843474 A JP H0843474A
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JP
Japan
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ground fault
zero
phase
transformer
cable
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Application number
JP6202876A
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English (en)
Inventor
Hirokuni Ishikawa
博邦 石川
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Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
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Publication date
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    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/50Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 短時間で地絡事故の場所と事故原因を判別す
る。 【構成】 配電用変圧器1と、配電用変圧器1より引き
出される複数のフィーダ21と、それぞれのフィーダ2
1に接続される遮断器2と、各遮断器2の負荷側に接続
され、かつ遮蔽層4を被覆したケーブル3と、フィーダ
21の零相電圧を測定する接地形計器用変圧器5と、ケ
ーブル3の零相電流を測定する零相変流器6と、接地形
計器用変圧器5と零相変流器6の出力により地絡事故を
検出する地絡方向継電器7とを備えた地中配電線の地絡
事故原因判別装置において、遮蔽層4の接地線41の接
地線電流を測定する電流センサ15と、零相変流器6の
零相電流を検出し、かつ電流センサ15が同様に電流を
検出したとき、ケーブル3の地絡事故と判定し、零相変
流器6が零相電流を検出し、かつ電流センサ15が電流
を検出しないとき、需要家機器の地絡事故と判定する事
故判定装置16とを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高圧地中配電線での地
絡事故発生の際、事故原因がケーブルか配電機器かを判
別する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、都市部での電力供給力向上や地域
の環境重視を目的とした地中配電線による電力供給方法
が行われるようになってきた。地中配電系統の構成は、
樹枝方式、ループ方式、スポットネットワーク方式など
があるが、ここでは、電力供給信頼度の高いスポットネ
ットワーク方式について、地絡事故の保護装置および地
絡事故原因判別装置について説明する。図6は、スポッ
トネットワーク方式による地中配電系統の構成図であ
る。図中、1は配電用変圧器、2は配電用変圧器1にフ
ィーダ21を介して接続した遮断器、3は遮断器2の負
荷側に接続した地中配電線のケーブルで、地中配電線で
は信頼性を要求されることから、ケーブル3の外周に遮
蔽層4を被覆してある。また、通常の配電線は3相であ
るので、ケーブル3は3導体で構成されるが、図5では
簡単に表すために、これらを1本の線で示してある。ケ
ーブル3の遮蔽層4は通常、電源側で接地線41により
接地されている。5は地中配電線の零相電圧を測定する
接地形計器用変圧器、6は各フィーダ21の零相電流を
測定する零相変流器である。7は接地形計器用変圧器5
と零相電流器6の出力により配電系統の地絡事故を検出
する地絡方向継電器である。8はケーブル3と需要家と
を連結するケーブルヘッド、9は受電用断路器、10は
高圧を低圧に高圧するネットワーク変圧器である。11
はプロテクターヒューズ、12はプロテクター遮断器、
13はネットワーク母線、14は幹線保護装置である。
地中配電線では、ケーブルヘッド8以降に示すような需
要家機器が複数接続される。次に、図6に基づいて地絡
事故発生時の保護方法について説明する。ネットワーク
変圧器10より電源側で地絡事故が発生すると、地絡場
所に地絡電流が流れる。この地絡電流の大部分は、地絡
の生じた配電線以外の配電線の対地静電容量や接地形計
器用変圧器5を通して流れるため、零相変流器6がこの
電流を測定する。これと同時に、地絡事故が生じた配電
線を含む配電系統には、零相電圧が生じ、これは接地形
計器用変圧器5で測定される。零相変流器6および接地
形計器用変圧器5の出力信号は地絡方向継電器7に送ら
れ、地絡方向継電器7は、これら二つの出力信号の大き
さおよび位相があらかじめ設定されている条件を満たせ
ば、遮断器2に開放指令を送出し、遮断器2が開放する
ことにより、地絡事故の生じた配電線は配電用変圧器1
から切り離される。なお、スポットネットワーク方式で
は、一つの配電線が電力供給を停止しても、他の配電線
から電力を供給しているため、負荷が停電することはな
い。この後、地絡事故の生じた配電線は地絡場所の探査
を行う。地中配電線では、架空配電線のように目視によ
る探査はできないため、配電線を遮断器2の場所やケー
ブルヘッド部8およびケーブル接続部(図示していな
い)をそれぞれ切り離していき、ケーブル3の各区間ご
とに、ケーブルヘッド8、受電用断路器9、ネットワー
ク変圧器10のそれぞれについて絶縁抵抗の測定や高電
圧の印加等の方法により事故探査を行う。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来技術で
は、地中配電線となるケーブルやケーブル以降に接続さ
れる需要家機器のすべてについて事故探査を行わなけれ
ばならないため、多大の労力と時間を要し、また、地絡
事故の場所がわかった後でも、多くの場所の接続作業を
必要とするので、復旧まで多くの時間がかかるという欠
点があった。本発明は、短時間で地絡事故の場所と事故
原因を判別する地中配電線の地絡事故原因判別装置を提
供することを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明は、配電用変圧器と、前記配電用変圧器より
引き出される複数のフィーダと、前記それぞれのフィー
ダに接続される遮断器と、一端を前記各遮断器の負荷側
に接続し、他端を需要家機器に接続し、かつ遮蔽層を被
覆したケーブルと、前記フィーダの零相電圧を測定する
接地形計器用変圧器と、前記ケーブルの零相電流を測定
する零相変流器と、前記接地形計器用変圧器と前記零相
変流器の出力により地絡事故を検出する地絡方向継電器
とを備えた地中配電線の地絡事故原因判別装置におい
て、前記遮蔽層の接地線電流を検出する電流センサと、
前記電流センサの検出値と前記零相変流器の零相電流の
検出値から、前記ケーブルの地絡事故と前記需要家機器
の地絡事故とを判別する事故判別装置とを備えたもので
ある。また、前記事故判別装置が、複数相のケーブルを
備えた前記地中配電線のそれぞれの相の遮蔽層の接地線
電流を測定する電流センサを設け、前記零相変流器およ
び前記電流センサの出力信号から地絡相を判別するもの
でる。
【0005】
【作用】上記手段により、事故判別装置で、零相変流器
と電流センサの出力が両方とも規定値以上あればケーブ
ルでの地絡事故と判別し、零相変流器の出力のみ規定値
以上あれば需要家機器の地絡事故と判別し、地絡事故原
因を判別する。また、ケーブル地絡事故の場合、3相の
ケーブルのうちの1相で地絡事故が生じると、地絡を生
じた相の接地線の電流センサおよび零相変流器からの信
号が事故判別装置に入力され、これが規定値以上あれば
その相に地絡事故が発生したものと判別する。
【0006】
【実施例】以下、本発明を図に示す実施例について説明
する。図1は本発明の第1の実施例を示す構成図で、従
来例で説明した図5と同様の構成要素には同一符号をつ
けて説明を省略する。図において、15はケーブル3の
遮蔽層4が3相分一括されて取り出された接地線41に
接続されて接地線電流を検出する電流センサである。1
6は零相変流器6と電流センサ15の出力信号から地絡
事故原因を判別する事故判別装置である。地絡事故原因
としては、ケーブル3と、ケーブル3以降に接続された
需要家機器(受電用断路器9、ネットワーク変圧器10
〜幹線保護装置14など)に分けられる。地中配電線で
は、信頼度向上のためにケーブルを使用しているが、ト
リーの発生や部分的なボイドによる部分放電のために地
絡事故に至ることがある。需要家機器の地絡事故は、絶
縁不良や動物の接触等により生じる。ケーブルの地絡事
故発生時の等価回路は図2に示すようになる。図2にお
いて、E/31/2 は配電線の対地電圧、Rg は地絡抵
抗、Rは接地形計器用変圧器5の制限抵抗を1次側換算
した抵抗であり、Cは配電線それぞれの対地静電容量を
合計した静電容量である。aは零相変流器6が検出する
零相電流の流れる場所であり、bは電流センサ15が検
出する電流が流れる場所である。また、需要家機器で地
絡が生じた等価回路は、図2において、bを省略した回
路となる。すなわち、需要家機器故障による地絡事故時
には、ケーブル3を覆う遮蔽層4には電流が流れず、電
流センサ15は電流を検出しない。図3は事故判別装置
16の構成図で、16Aは零相変流器6および電流セン
サ15からの信号を直流に変換する整流回路、16Bは
規定されている値と直流信号とを比較する比較器であ
る。この事故判別装置16で、零相変流器6と電流セン
サ15の出力が両方とも規定値以上あればケーブル3で
の地絡事故と判別し、零相変流器6の出力のみ規定値以
上あれば需要家機器の地絡事故と判別し、地絡事故原因
を判別する。
【0007】図4は、本発明の第2の実施例を示す零相
変流器6およびケーブル3の詳細を示す構成図、図5は
高圧地中配電線での地絡事故が発生の際、事故原因がケ
ーブルか需要家機器かを判別し、かつケーブル地絡事故
の場合、どの相で地絡事故が発生したかも判別する事故
判別装置16’の構成図をである。ケーブル3は図4に
示すように、3相(R,S,T)で構成される。零相変
流器6は3相一括した電流、すなわち零相電流を測定す
る。ケーブル3にはそれぞれ遮蔽層4が設けられてお
り、それらは接地線41により接地されている。電流セ
ンサ15は各接地線41に取りつけられ、接地線電流を
それぞれ測定する。図5は事故判別装置16’のブロッ
ク図である。161は各相電流センサ信号の和を計算す
る加算器、162は地絡事故の生じていないときの各電
流センサ15の信号を記憶するメモリ、163はメモり
162と各電流センサ15の出力差を計算する演算増幅
器、164は交流信号を直流信号に変換する整流回路、
165はある規定値と整流回路164の信号を比較する
比較器である。各相の接地線41には、地絡事故の生じ
ていない時でもケーブルの静電容量に起因する僅かな電
流が流れる。この電流波形をメモリ162は記憶する。
比較器165の規定値はそれぞれの比較器で異なってい
る。なお、加算器161〜比較器165はそれぞれ図示
しないマイクロプロセッサにより制御されている。次に
動作を説明する。地中配電線に接続された需要家機器で
地絡事故が発生すると、事故電流は零相変流器6のみで
検出され、各電流センサ15は検出しない。したがっ
て、図5において、加算器161の出力は零となり、ま
た演算増幅器163の出力も零となる。零相変流器6か
らの信号は入力されるので、「需要家機器」と記してい
る出力のみが出される。R相のケーブルで地絡事故が生
じると、R相接地線の電流センサ15および零相変流器
6からの信号が入力され、加算器161およびR相の演
算増幅器163の信号が出力され、図4で「R相ケーブ
ル」、「ケーブル」と記している出力が出る。S相、T
相ケーブル地絡の場合も同様である。このようにして、
地中配電線の地絡事故原因および地絡相の判別が可能と
なる。
【0008】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、地
中配電線の地絡事故原因および地絡相の判別が可能とな
るので、地絡事故探査において、多大の労力や時間を節
減することができる効果がある。すなわち、ケーブル地
絡と判別できれば事故相のケーブル接続部のみを切り離
して事故点探査を行えばよく、また需要家機器の地絡事
故と判別できればケーブルヘッドを切り離して、需要家
機器について探査を行えばよく、従来のようにケーブル
や需要家機器のすべてについて事故探査を行う必要がな
くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施例を示す配電系統図であ
る。
【図2】 本発明の第1の実施例を示す配電系統の等価
回路図である。
【図3】 本発明の第1の実施例の事故判別装置の処理
動作を示すブロック図である。
【図4】 本発明の第2の実施例を示す配電系統図であ
る。
【図5】 本発明の第2の実施例の事故判別装置の処理
動作を示すブロック図である。
【図6】 従来例を示す配電系統図である。
【符号の説明】
1 配電用変圧器、2 遮断器、21 フィーダ、3
ケーブル、4 遮蔽層、41 接地線、5 接地形計器
用変圧器、6 零相変流器、7 地絡方向継電器、8
ケーブルヘッド、9 受電用断路器、10 ネットワー
ク変圧器、11プロテクターヒューズ、12 プロテク
ター遮断器、13 ネットワーク母線、14 幹線保護
装置、15 電流センサ、16、16’ 事故判別装
置、161 加算器、162 メモリ、163 演算増
幅器、16A,164 整流回路、16B、165 比
較器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 配電用変圧器と、前記配電用変圧器より
    引き出される複数のフィーダと、前記それぞれのフィー
    ダに接続される遮断器と、一端を前記各遮断器の負荷側
    に接続し、他端を需要家機器に接続し、かつ遮蔽層を被
    覆したケーブルと、前記フィーダの零相電圧を測定する
    接地形計器用変圧器と、前記ケーブルの零相電流を測定
    する零相変流器と、前記接地形計器用変圧器と前記零相
    変流器の出力により地絡事故を検出する地絡方向継電器
    とを備えた地中配電線の地絡事故原因判別装置におい
    て、前記遮蔽層の接地線電流を検出する電流センサと、
    前記電流センサの検出値と前記零相変流器の零相電流の
    検出値から、前記ケーブルの地絡事故と前記需要家機器
    の地絡事故とを判別する事故判別装置とを備えたことを
    特徴とする地中配電線の地絡事故原因判別装置。
  2. 【請求項2】 前記事故判別装置が、複数相のケーブル
    を備えた前記地中配電線のそれぞれの相の遮蔽層の接地
    線電流を測定する電流センサを設け、前記零相変流器お
    よび前記電流センサの出力信号から地絡相を判別する請
    求項1記載の地中配電線の地絡事故原因判別装置。
JP6202876A 1994-08-03 1994-08-03 地中配電線の地絡事故原因判別装置 Pending JPH0843474A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102129008A (zh) * 2011-01-07 2011-07-20 杭州市电力局 配电网络故障检测装置
JP6450037B1 (ja) * 2018-02-08 2019-01-09 東伸電機株式会社 受配電設備システムにおける高圧ケーブル地絡検出遮断回路

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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