JPH0993836A - 開閉装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 開閉器子局の弱電回路部分を区分開閉器等の
高電圧部分から絶縁分離し、耐電圧，耐雷設計を容易に
するとともに装置の小形化，低価格化を図る。 【解決手段】 開閉器子局３０を、区分開閉器２に接続
され，配電線路１から給電されて区分開閉器２を制御す
る強電部子局２９と、配電線路１から絶縁された電源が
給電され，通信線路５に接続された通信処理手段及び強
電部子局２９に開閉制御の指令を与える制御演算手段を
有する弱電部子局３０とにより形成し、強電部子局２９
と弱電部子局３０とを光ファイバ３３により接続して電
気的に絶縁する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、配電線路を区分す
る開閉装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、配電系統の柱上設備としてのこの
種開閉装置は、図５に示すように、配電線路１の区分開
閉器２，この開閉器２を制御する開閉器子局３を電柱４
に取付けて形成される。

【０００３】このとき、配電線路１が電柱４の最上部付
近を通り、しかも、区分開閉器２が高電圧回路で危険で
あるため、区分開閉器２は電柱４の最上部付近に取付け
られる。

【０００４】また、開閉器子局３は区分開閉器２の制御
機能の他、配電線路１と別個の遠方監視制御の通信線路
５を介して電力会社の営業所等の親局と通信する機能を
備え、通信線路５が電柱４の中程の高さの位置を通り、
しかも、作業員による手動操作や状態監視の表示確認が
容易に行えるようにする必要もあるため、電柱４のほぼ
通信線路５の高さの位置に取付けられる。

【０００５】そして、区分開閉器２，開閉器子局３は図
６に示すように構成され、同図において、６は区分開閉
器２の金属製の筐体、７ａ，７ｂ，７ｃは筐体６に収容
された配電線路１の相毎の主回路接点、８は主回路接点
７ａ〜７ｃを開閉する主回路操作コイル、９は主回路接
点７ａ〜７ｃに連動する状態監視用の補助接点、１０
ａ，１０ｂは１次側が主回路接点７ａ，７ｃの上流側，
下流側それぞれの２相に接続された２個の制御電源変圧
器であり、２次側の単相の制御電源を給電ケーブル１１
ａ，１１ｂ，１１ｃを介して開閉器子局３に給電する。

【０００６】１２は開閉器子局３の金属製の筐体、１３
ａ，１３ｂ，１３ｃは筐体１２に収容された電源スイッ
チであり、給電ケーブル１１ａ〜１１ｃそれぞれに接続
され、電源投入操作により投入され、制御電源変圧器１
０ａ，１０ｂの２次側出力を入，切する。

【０００７】１４は電源スイッチ１３ａ〜１３ｃの後段
の電源入力部であり、図示省略された電源監視部の系統
停電監視等に基づき、制御電源変圧器１０ａ，１０ｂの
２次側出力を択一的に選択し、制御電源として出力す
る。

【０００８】１５は電源入力部１４の出力を電子回路駆
動用の各種電圧の安定化電源に加工する論理回路用電源
部、１６は開閉制御，通信制御の各種演算を行う論理部
であり、マイクロコンピュータ等の電子回路からなり、
論理回路用電源部１５の安定化電源により動作する。

【０００９】１７は論理部１６の開閉器制御の指令が供
給される開閉器制御部であり、電源入力部１４の出力に
より駆動されるリレー等の強電回路素子からなり、供給
された開閉器制御の指令に基づき、制御ケーブル１８
ａ，１８ｂを介して主回路操作コイル８の通電を制御
し、制御ケーブル１９ａ，１９ｂを介した補助接点９の
接点信号に基づき、主回路接点７ａ〜７ｃの開閉状態を
論理部１６に通知する。

【００１０】２０は論理部１６の通信制御により動作す
る通信部であり、モデム等により形成され、その信号線
２１ａ及び筐体１２に接続された接地線２１ｂが分岐接
続箱２２を介して通信線路５の信号線５ａ，接地された
シールド線５ｂに接続されている。

【００１１】２３は論理部１６に接続された操作・表示
部であり、作業員が操作する各種操作釦及び状態監視用
のランプ等の表示手段が設けられている。

【００１２】ところで、配電線路１を落雷等から保護す
るため、電柱４には主回路接点７ａ〜７ｃの上流側，下
流側の各相に配電線保護用の避雷器（アレスタ）２４も
取付けられ、各避雷器２４は筐体６に接続された避雷器
接地線２５を介して大地に接地されている。

【００１３】また、区分開閉器２と開閉器子局３とを電
気的に接続するため、筐体６，１２は接続線２６により
接続されている。

【００１４】さらに、通信線路５の落雷等から開閉器子
局３を保護するため、その通信部２０の信号線２１ａと
接地線２１ｂとの間には保安器２７が設けられている。

【００１５】なお、シールド線５ｂは通信線路接地線２
８により避雷器接地線２５から十分に離れた地点で大地
に接地され、接地線２１ｂが接続されていなければ、通
信線路５は避雷器接地線２５と電気的に絶縁された状態
になる。

【００１６】そして、開閉器子局３は論理部１６及び通
信部２０により通信線路５に接続された通信処理手段が
形成され、この通信処理手段により通信線路５を介して
親局と遠方監視制御の情報をやりとりする。

【００１７】また、論理部１６は区分開閉器２の開閉の
制御演算手段も形成し、この制御演算手段は、前記親局
からの情報，系統の停電監視の情報及び開閉器制御部１
７の開閉状態の通知等に基づき、開閉器制御部１７に開
閉制御の指令を与え、区分開閉器２を開閉する。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の開閉装置の
場合、区分開閉器２，開閉器子局３は、電気的な接続を
図るため、接続線２６により筐体６，１２が接続され、
共に避雷器接地線２５に接続された状態になる。

【００１９】さらに、通信線路５の落雷等による通信部
２０等への高電圧の印加を防止するため、通信部２０の
接地線２１ｂが筐体１２に接続される。

【００２０】この結果、配電線路１の落雷等により各避
雷器２４が放電し、瞬時的に大電流の放電電流ｉが発生
すると、図６に示すように放電電流ｉは、避雷器接地線
２５を流れる電流ｉ₁ と，接続線２６，接地線２１ｂ，
２８を介して放電する電流ｉ₂ とに分流して大地に至
る。

【００２１】このとき、大きな電流ｉ₂ により区分開閉
器２と開閉器子局３との間の電位差及び通信部２０の接
地線２１ｂ等の電位上昇が過大になる。

【００２２】例えば、電流ｉ₂ が１０００Ａ，接続線２
６の抵抗等に基づく区分開閉器２，開閉器子局３間の抵
抗が１０Ωであれば、区分開閉器２と開閉器子局３との
間に１００００Ｖもの電位差が生じる。

【００２３】そして、とくに開閉器子局３においては、
通信部２０の信号線２１ａ，接地線２１ｂの接続部及び
内部の論理部１６，通信部２０等の電子回路等で形成さ
れたいわゆる弱電回路部分が前記の過大な電位差及び電
位上昇の影響を受け易く、十分な耐電圧，耐雷設計がな
されていなければ、それらの焼損等の破壊が生じる。

【００２４】したがって、従来は区分開閉器２及び開閉
器子局３等を十分な耐電圧，耐雷設計に基づいて形成し
なければならず、設計が容易に行えないのは勿論、装置
が大形，高価になる問題点がある。

【００２５】本発明は、開閉器子局の弱電回路部分を区
分開閉器２等の高電圧部分から絶縁分離し、耐電圧，耐
雷設計を容易にするとともに装置の小形化，低価格化を
図ることを目的とする。

【００２６】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、この出願の請求項１の開閉装置においては、開閉
器子局を、区分開閉器に接続され，配電線路から給電さ
れて区分開閉器を制御する強電部子局と、配電線路から
絶縁された電源が給電され，通信線路に接続された通信
処理手段及び強電部子局に開閉制御の指令を与える制御
演算手段を有する弱電部子局とにより形成し、強電部子
局と弱電部子局とを光ファイバにより接続して電気的に
絶縁する。

【００２７】したがって、開閉器子局が区分開閉器に接
続された強電部子局と、通信処理手段及び制御演算手段
等の弱電回路部からなる弱電部子局とに分離され、この
弱電部子局は配電線路から絶縁された電源が給電される
とともに光ファイバにより強電部子局に接続され、区分
開閉器等の高電圧部分から電気的に絶縁される。

【００２８】そのため、配電線路の落雷等により、その
避雷器の放電電流が発生しても、この放電電流が弱電部
子局を通らず、弱電部子局はその影響を受けない。

【００２９】したがって、開閉器子局の耐電圧設計，耐
雷設計が大幅に簡略化されて容易になり、しかも、装置
の小形化，低価格化が図れる。

【００３０】つぎに、この出願の請求項２の開閉装置に
おいては、強電部子局と弱電部子局とを光ファイバによ
り接続する代わりに、強電部子局と弱電部子局とを無線
通信手段により無線で結合する。

【００３１】したがって、この場合も強電部子局が区分
開閉器等の高電圧部から電気的に絶縁され、開閉器子局
の耐電圧設計，耐雷設計が大幅に簡略化されて容易にな
り、しかも、装置の小形化，低価格化が図れる。

【００３２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図
１ないし図４を参照して説明する。

【００３３】（１形態）まず、光ファイバを用いた本発
明の実施の１形態について、図１及び図２を参照して説
明する。図１は回路ブロック図、図２は装柱状態の説明
図であり、それらの図面において、図６，図５と同一符
号は同一もしくは相当するものを示す。

【００３４】なお、図２においては、開閉器子局等の表
示部の取付け状態を分り易く示すため、図５の避雷器２
４及びその接続線等は省いている。

【００３５】そして、図１，図２の開閉装置は図５，図
６の従来装置と、つぎの（ｉ），（ii），（iii） の点
で異なる。

【００３６】（ｉ）従来装置の開閉器子局３の代わり
に、強電部子局２９と弱電部子局３０とにより形成され
た開閉器子局３１を備えた点。

【００３７】（ii）弱電部子局３０に、配電線路１から
絶縁された低圧電灯線路３２の電源を給電するようにし
た点。

【００３８】（iii） 強電部子局２９と弱電部子局３０
とを光ファイバ３３により接続した点。

【００３９】そして、強電部子局２９は図１に示すよう
に、金属製の筐体３４に、図６の電源入力部１４，開閉
器制御部１７に相当する電源入力部３５，開閉器制御部
３６と、開閉器制御部３５と光ファイバ３３との間の通
信インタフェース用の電気／光の変換部３７とを収容し
て形成されている。

【００４０】また、接続線２６，電源ケーブル１１ａ〜
１１ｃ及び制御ケーブル１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９
ｂを極力短くし、接続線２６の抵抗を小さくして不用意
な電位差の発生を確実に防止するため、筐体６の下部に
筐体３４がねじ止め等により一体に接続され、図２に示
すように強電部子局２９は区分開閉器２の下部に筐体接
続で一体に取付けられている。なお、図６の電源スイッ
チ１３ａ〜１３ｃは省かれている。

【００４１】つぎに、弱電部子局３０は図１に示すよう
に、金属製の筐体３８に、低圧電灯線路３２の電源を各
種電圧の安定化電源に加工して論理部１６等に給電する
論理回路用電源部３９，論理部１６と光ファイバ３３と
の間の通信インタフェース用の電気／光の変換部４０及
び通信部２０，操作・表示部２３，保安器２７を収容し
て形成され、図２に示すように電柱４の通信線路５の高
さの位置に取付けられている。

【００４２】このとき、筐体３８は接地線２１ａ，通信
線路５のシールド線５ｂ，通信線路接地線２８を介して
大地に接地され、弱電部子局３０は区分開閉器２，強電
部子局２９から電気的に絶縁される。

【００４３】そして、弱電部子局３０は低圧電灯線路３
２からの給電により、電子回路等の弱電回路で構成され
た論理部１６，通信部２０等が動作し、論理部１６，通
信部２０が形成する通信処理手段により通信線路５を介
して親局と遠方監視制御の情報をやりとりする。

【００４４】さらに、このやりとりの結果等に基づき、
論理部１６が形成する制御演算手段は区分開閉器２の開
閉制御の指令（電気信号）を発生し、この指令は変換部
４０の電気／光変換により光信号に変換され、光ファイ
バ３３を介して強電部子局２９に伝送される。

【００４５】そして、強電部子局２９は伝送された光信
号を変換部３７の光／電気変換により開閉制御の指令の
電気信号に変換し、この信号に基づき開閉器制御部３６
を介して主回路操作コイル８を通電制御し、区分開閉器
２を開閉する。

【００４６】また、補助接点９の接点信号に基づいて開
閉器制御部３６から出力された区分開閉器２の開閉状態
の情報（電気信号）は、変換部３７により光信号に変換
され、この光信号が光ファイバ３３を介して弱電部子局
３０に伝送される。

【００４７】そして、弱電部子局３０は伝送された光信
号を変換部４０の光／電気変換により元の開閉状態の情
報の電気信号に変換し、この信号に基づき論理部１６に
より区分開閉器２の状態を把握し、操作・表示部２３の
表示及び親局への情報送信等を行う。

【００４８】つぎに、配電線路１の落雷等により各避雷
器２４が放電し、従来装置の場合と同様、瞬時的に大電
流の放電電流ｉが発生すると、このとき、図１からも明
らかなように、強電部子局２９の筐体３４が避雷器接地
線２５にのみ接続されているため、放電電流ｉは全て接
地線２５を介して大地に流れる。

【００４９】しかも、光ファイバ３３等により、弱電部
子局３０は強電部子局２９から電気的に絶縁された状態
にある。

【００５０】そのため、放電電流ｉが弱電部子局３０を
介して通信線路接地線２８に分流することがなく、弱電
部子局３０に放電電流ｉに基づく過大な電位差及び電位
上昇が発生せず、弱電部子局３０に収容された論理部１
６，通信部２０等の電子回路等で形成された弱電回路部
分は、放電電流ｉに基づく過大な電位差及び電位上昇の
影響を受けることがなく、落雷等に伴うそれらの焼損等
が発生しない。

【００５１】また、放電電流ｉが接続線２６に分流しな
いため、接続線２６の抵抗に基づく電位差が発生せず、
区分開閉器２と強電部子局２９とは同電位に保持され、
強電部子局２９の各部３５，３６，３７等にも放電電流
ｉに基づく過大な電位差及び電位上昇が発生せず、それ
らの焼損等も防止される。

【００５２】したがって、弱電部子局３０は落雷等を考
慮することなく形成することができ、しかも、強電部子
局２９についても落雷等の影響を厳密に考慮することな
く形成することができ、開閉器子局３１の耐電圧，耐雷
設計が容易になり、設計が容易に行えるとともに、装置
の小形化，低価格化が図れる。

【００５３】なお、図１及び図２においては、いわゆる
筐体接続により、強電部子局２９を区分開閉器２の下部
に一体に設けたため、接続線２６及び各ケーブル１１ａ
〜１１ｃ，１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂが極めて短
くなり、強電部子局２９の接地線としての接続線２６の
抵抗が極めて小さくなり、区分開閉器２と強電部子局２
９との間に不用意な電位差が生じることもない。

【００５４】また、強電部子局２９と弱電部子局３０と
が電気的に絶縁されるため、補助接点９の接点信号に区
分開閉器２の投入，開放の比較的大きなサージ電圧が重
畳しても、このサージ電圧が弱電部子局３０には伝わら
ず、前記サージ電圧から開閉器子局３１の弱電回路部分
が保護される利点もある。

【００５５】ところで、強電部子局２９は区分開閉器２
に筐体接続されていなくてもよく、また、強電部子局２
９が区分開閉器２の直近に設けられていなくてもよい。

【００５６】（他の形態）無線通信手段を用いた本発明
の他の形態について、図３及び図４を参照して説明す
る。図３は図１に対応する回路結線図、図４は図２に対
応する装柱状態の説明図であり、それらの図面におい
て、図１，図２と同一符号は同一のものを示す。なお、
図４においても、図５の避雷器２４及びその接続線等は
省いている。

【００５７】そして、図３，図４の開閉装置は、図１，
図２の開閉装置のように強電部子局２９と弱電部子局３
０とを光ファイバ３３により接続する代わりに、強電部
子局２９と弱電部子局３０とを無線通信手段により無線
結合して形成される。

【００５８】すなわち、強電部子局２９，弱電部子局３
０に、図１の変換部３７，４０の代わりに、無線通信手
段として、図３の無線の送受信部４１，４２が設けら
れ、送受信部４１，４２の間で例えば電波を媒体として
開閉制御の指令，状態監視の無線情報がやりとりされて
強電部子局２９と弱電部子局３０とが無線結合される。

【００５９】なお、図４の４３，４４は強電部子局２
９，弱電部子局３０のアンテナである。そして、この無
線結合の場合も、強電部子局２９と弱電部子局３０とが
電気的に絶縁され、光ファイバ３３を用いた場合と同様
の効果が得られる。

【００６０】ところで、強電部子局２９，弱電部子局３
０の間の無線結合媒体は、音波又は赤外線等の光であっ
てもよい。

【００６１】そして、強電部子局２９，弱電部子局３０
の内部の構成は図１，図３のものに限定されるものでは
ない。また、弱電部子局３０の電源は、低圧電灯線路３
２以外の電線路から得るようにしてもよく、通信線路５
から得るようにしてもよく、さらに、２次電池や太陽電
池等を利用して得るようにしてもよい。

【００６２】

【発明の効果】本発明は、以下に説明する効果を奏す
る。まず、請求項１の開閉装置の場合、開閉器子局３１
が区分開閉器２に接続された強電部子局２９と、通信処
理手段及び制御演算手段等の弱電回路部からなる弱電部
子局３０とに分離され、この弱電部子局３０が配電線路
１から絶縁された電源が給電されるとともに光ファイバ
３３により強電部子局２９に接続され、区分開閉器２等
の高電圧部分から電気的に絶縁される。

【００６３】したがって、配電線路１の落雷等により、
その避雷器２４の放電電流が発生しても、この放電電流
が弱電部子局３０を通らず、弱電部子局はその影響を受
けることがなく、開閉器子局３１の耐電圧設計，耐雷設
計を大幅に簡略化することができ、容易に形成すること
ができ、しかも、装置の小形化，低価格化を図ることが
できる。

【００６４】つぎに、請求項２の開閉装置の場合は、強
電部子局２９と弱電部子局３０とを光ファイバ３３によ
り接続する代わりに、無線通信手段により無線で結合し
たため、この場合も弱電部子局が区分開閉器等の高電圧
部から電気的に絶縁され、請求項１の開閉装置と同様の
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の１形態の回路ブロック図であ
る。

【図２】図１の一部を省略した装柱状態の説明図であ
る。

【図３】本発明の実施の他の形態の回路ブロック図であ
る。

【図４】図３の一部を省略した装柱状態の説明図であ
る。

【図５】従来装置の装柱状態の説明図である。

【図６】図５の回路ブロック図である。

【符号の説明】

１ 配電線路 ２ 区分開閉器 ５ 通信線路 ２９ 強電部子局 ３０ 弱電部子局 ３１ 開閉器子局 ３３ 光ファイバ ４１，４２ 無線通信手段としての送受信部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配電線路に設けられた区分開閉器を、前
   記配電線路と別個の遠方監視制御の通信線路に接続され
   た開閉器子局により開閉する開閉装置において、 前記開閉器子局を、 前記区分開閉器に接続され，前記配電線路から給電され
   て前記区分開閉器を制御する強電部子局と、 前記配電線路から絶縁された電源が給電され，前記通信
   線路に接続された通信処理手段及び前記強電部子局に開
   閉制御の指令を与える制御演算手段を有する弱電部子局
   とにより形成し、 前記強電部子局と前記弱電部子局とを光ファイバにより
   接続して電気的に絶縁したことを特徴とする開閉装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の開閉装置において、強電
   部子局と弱電部子局とを光ファイバにより接続する代わ
   りに、前記強電部子局と前記弱電部子局とを無線通信手
   段により無線で結合したことを特徴とする開閉装置。