JPH1042449A

JPH1042449A - 高速再閉路装置

Info

Publication number: JPH1042449A
Application number: JP8190660A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yamamoto; 博山本; Masakazu Fukada; 雅一深田; Nobuyuki Kanai; 信之金井
Original assignee: Tokyo Electric Power Co Inc; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Tokyo Electric Power Company Holdings Inc
Priority date: 1996-07-19
Filing date: 1996-07-19
Publication date: 1998-02-13
Anticipated expiration: 2016-07-19
Also published as: JP3423539B2

Abstract

(57)【要約】【課題】配電系統に落雷等で地絡事故が発生した時、
地絡電流及び地絡による短絡電流を配電用変電所の送り
出し遮断器が動作する前に遮断し、需要家の使用機器に
影響を与えない範囲で再閉路することが可能な高速再閉
路装置を得る。【解決手段】配電系統の各相の母線に直列に接続され
た真空電磁接触器２Ｕ〜２Ｗと、半導体スイッチ１Ｕ〜
１Ｗ及びこの半導体スイッチ１Ｕ〜１Ｗに並列に接続さ
れた高速スイッチ３Ｕ〜３Ｗと、母線の地絡事故時にこ
の母線に流れる事故電流を検出する変流器４、５ａ，５
ｂと、事故電流検出時に、母線電流の少なくとも１／４
サイクル以内に事故電流を、高速スイッチ３Ｕ〜３Ｗか
ら半導体スイッチ１Ｕ〜１Ｗに転流させて１／２サイク
ルで半導体スイッチ１Ｕ〜１Ｗで遮断し、その後、サイ
クル後に半導体スイッチ１Ｕ〜１Ｗ、高速スイッチ３Ｕ
〜３Ｗの順で再投入して母線に通電させる制御部１６ａ
とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、配電系統におけ
る短絡事故および地絡事故時の際、事故電流を１サイク
ル以内に遮断し、遮断してから１サイクル後に通電する
高速再閉路装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は、従来の配電系統として例えば
「雑誌ＯＨＭ平成２年７月発行ｐ４３〜ｐ４９」
に示された配電系統の系統図である。図において、１
Ａ,１Ｂはそれぞれ配電系統Ａ、配電系統Ｂの送り出し
遮断器、２Ａ１〜２Ａ４は配電系統Ａにおける区分開閉
器、２Ｂ１〜２Ｂ４は配電系統Ｂにおける区分開閉器、
３はループ点開閉器である。

【０００３】次に、図９に示した従来の配電系統で地絡
事故が発生した場合の各遮断器の動作について説明す
る。例えば、区分開閉器２Ａ１と２Ａ２との間で１線地
絡事故が発生した場合、配電系統Ａの送り出し遮断器１
Ａが設置されている配電用変電所内の地絡検出用継電器
が作動し、遮断器１Ａが遮断動作する。その後に区分開
閉器２Ａ１〜２Ａ４は開放される。

【０００４】更に、一定時間（約１分）経過後に送り出
し遮断器１Ａを投入し、異常がなければ区分開閉器２Ａ
１を投入する。その後、区分開閉器２Ａ２〜２Ａ４を順
次投入することにより配電系統Ａを復旧させていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の配電系統は以上
のように事故から保護されているため、地絡事故発生時
には配電系統の送り出し遮断器が遮断し、次に送り出し
遮断器が投入されるまでの間は配電系統は停電する。

【０００６】従って、需要家にて使用しているインバー
タ、ＯＡ機器が停止したり、水銀灯が消える等の影響が
あった。

【０００７】また、地絡事故は落雷等で発生するが、１
サイクル（５０Ｈｚであれば２０ｍｓｅｃ）程度の瞬時
地絡が殆どである。従って、配電系統復旧までに１分程
度を停電させる必要は無く、その時間電力を遮断してし
まうと需要家に大きな影響を与えるという問題点があっ
た。

【０００８】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、地絡電流はもとより２相以上の
地絡事故時に流れる短絡電流を遮断できると共に、遮断
後１サイクル以内で配電系統復旧のために再投入される
高速再閉路装置を得ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る高
速再閉路装置は、配電系統の各相の母線に直列に接続さ
れた電流遮断手段と、前記母線の地絡事故時にこの母線
に流れる事故電流を検出する電流検出手段と、前記事故
電流検出時に、母線電流の少なくとも１サイクル以内に
前記電流遮断手段を開放し、開放から少なくとも１サイ
クル後に前記電流遮断手段を再投入する制御手段とを備
えたものである。

【００１０】請求項２の発明に係る高速再閉路装置は、
請求項１において電流遮断手段が、２個の半導体スイッ
チング素子を逆並列接続した半導体スイッチとこの半導
体スイッチに並列接続された高速スイッチより構成さ
れ、制御手段が電流検出手段による事故電流検出時には
前記高速スイッチ、半導体スイッチの順にＯＦＦ信号を
送出し事故電流を遮断し、母線電流再通電時に前記半導
体スイッチ、高速スイッチの順にＯＮ信号を送出するも
のである。

【００１１】請求項３の発明に係る高速再閉路装置は、
請求項２において高速スイッチは電磁引き外し機構を有
する機械式スイッチであり、ＯＦＦ信号の供給後に１ｍ
ｓｅｃ以内で開極するものである。

【００１２】請求項４の発明に係る高速再閉路装置は、
請求項１において電流遮断手段が、２個の半導体スイッ
チング素子を逆並列接続した第１の半導体スイッチと２
個の半導体スイッチング素子を逆並列接続した第２の半
導体スイッチとを並列接続して構成し、制御手段は電流
検出手段による事故電流検出時には前記第２の半導体ス
イッチ、第１の半導体スイッチの順にＯＦＦ信号を送出
し事故電流を遮断し、母線電流再通電時に前記第１の半
導体スイッチ、第２の半導体スイッチの順にＯＮ信号を
送出するものである。

【００１３】請求項５の発明に係る高速再閉路装置は、
請求項４において第２の半導体スイッチを構成する半導
体スイッチング素子は自己消弧形半導体スイッチ素子を
用いたものである。

【００１４】請求項６の発明に係る高速再閉路装置は、
請求項１ないし５において電流検出手段は地絡事故電流
を零相電流検出用変流器で検出し、この検出結果に従っ
て制御手段は地絡事故電流の第１相遮断電流の１／４サ
イクル以内にＯＦＦ信号を電流遮断手段に送出するもの
である。

【００１５】請求項７の発明に係る高速再閉路装置は、
請求項１ないし５において電流検出手段は地絡事故電流
を母線電流検出用の電流検出用変流器で検出し、この検
出結果に従って制御手段は地絡事故電流の第１相遮断電
流の１／４サイクル以内にＯＦＦ信号を電流遮断手段に
送出するものである。

【００１６】請求項８の発明に係る高速再閉路装置は、
請求項１ないし７において制御手段が電流遮断手段にＯ
ＦＦ信号を送出した後、電流検出手段による通電電流の
零を確認したから少なくとも１サイクル後に前記電流遮
断手段を再投入するＯＮ信号を送出するものである。

【００１７】請求項９の発明に係る高速再閉路装置は、
請求項１ないし８において制御部の電源電圧を配電系統
の母線電圧より供給するものである。

【００１８】請求項１０の発明に係る高速再閉路装置
は、請求項１ないし９において電流遮断手段を含む主回
路部をＳＦ₆ガス等の不活性ガスを封入した気密容器内
に収納し、制御手段を通常の密封容器内に収納しこれら
容器をコンタクトを介してケーブルで離脱自在に結合す
るものである。

【００１９】請求項１１の発明に係る高速再閉路装置
は、請求項１ないし１０において電流遮断手段は、配電
系統の２相の母線中、２相分の母線に直列接続したもの
である。

【００２０】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下、この発明の実施の形態１を図につ
いて説明する。図１は本実施の形態に係る高速再閉路装
置の構成を示す回路図である。尚、高速再閉路装置は図
８に示すように従来の配電系統Ａの送り出し遮断器１Ａ
と区分開閉器２Ａ１の間と、配電系統Ｂの送り出し遮断
器１Ｂと区分開閉器２Ｂ１の間にそれぞれ高速再閉路装
置４Ａ,４Ｂとして設られる。

【００２１】この結果、地絡事故時には、配電系統用の
送り出し遮断器１Ａ或いは１Ｂを開放、投入せず、開放
より再投入まで１サイクル以内で行える高速再閉路装置
４Ａ或いは４Ｂを作動させることで、需要家側の機器に
影響を与えない時間範囲で瞬時停電を復電することが可
能となる。

【００２２】尚、高速再閉路装置４Ａ或いは４Ｂを再投
入後においても地絡事故が継続している場合は、従来と
同様に配電系統用の送り出し遮断器１Ａ或いは１Ｂを開
放して停電することになる。

【００２３】高速再閉路装置４Ａ或いは４Ｂの構成とし
て、図１に示すように配電用系統を流れる電流を遮断及
び復電させる高速再閉路装置主回路部（以下、主回路部
と記載する）ＭＣ１と主回路部ＭＣ１を開放及び再投入
制御する高速再閉路装置制御部（以下、制御部と記載す
る）１６ａより構成される。

【００２４】主回路部ＭＣ１の構成としては、三相電源
の電源側端子Ｕ１,Ｖ１,Ｗ１と区分開閉器接続側端子Ｕ
２,Ｖ２,Ｗ２との間の各相毎に、例えば第１相の端子Ｕ
１と端子Ｕ２に間には真空電磁接触器２Ｕと２個のサイ
リスタを逆並列接続したサイリスタスイッチ１Ｕを直列
接続し、サイリスタスイッチ１Ｕに機械式の高速スイッ
チ３Ｕを並列接続する。

【００２５】同じように、第２相の端子Ｖ１と端子Ｖ２
との間には真空電磁接触器２Ｖと、機械式の高速スイッ
チ３Ｖを並列接続したサイリスタスイッチ１Ｖとを直列
接続し、また第３相の端子Ｗ１と端子Ｗ２との間には真
空電磁接触器２Ｗと、機械式の高速スイッチ３Ｗを並列
接続したサイリスタスイッチ１Ｗとを直列接続する。こ
れら真空電磁接触器と、機械式の高速スイッチを並列接
続したサイリスタスイッチより電流遮断手段を構成す
る。

【００２６】各真空電磁接触器２Ｕ,２Ｖ,２Ｗは、制御
部１６ａより入力される制御信号Ｓ１０に従って動作す
る操作回路９からの操作信号Ｓ１１で開放或いは再投入
される。同じく高速スイッチ３Ｕ,３Ｖ,３Ｗは制御部１
６ａより入力される制御信号Ｓ２０に従って動作する操
作回路１０からの操作信号Ｓ２１で開放或いは再投入さ
れる。

【００２７】また、サイリスタスイッチ１Ｕ,１Ｖ,１Ｗ
を構成する各サイリスタは、制御部１６ａより入力され
る制御信号Ｓ３０に従って動作するゲートパルスユニッ
ト７Ｕ〜７Ｚより出力されるゲートパルス信号ＧでＯＮ
／ＯＦＦ動作する。

【００２８】真空電磁接触器２Ｕ,２Ｖ,２Ｗとサイリス
タスイッチ１Ｕ,１Ｖ,１Ｗとを接続する電力ラインには
一括して零相検出用変流器４が設けられ、検出信号Ｓ４
０は制御部１６ａに出力される。更に、サイリスタスイ
ッチ１Ｕと端子Ｕ２を接続する第１相の電力ライン及
び、サイリスタスイッチ１Ｗと端子Ｗ２を接続する第３
相の電力ラインにそれぞれ相電流を検出する電流検出用
変流器５ａ,５ｂが設けられ、検出信号Ｓ４０,Ｓ４１は
制御部１６ａに出力される。配電系統に印加される電圧
は制御電源用変圧器６で降圧されて制御部１６ａに送ら
れる。

【００２９】制御部１６ａは、零相電流検出用変流器４
より出力された検出信号Ｓ４０により零相電流を検出す
ると、論理レベルＨの検出信号Ｄ１を出力する零相電流
検出回路１４、各電流検出用変流器５ａ,５ｂより出力
された検出信号Ｓ４０,Ｓ４１により短絡電流を検出す
ると論理レベルＨの検出信号Ｄ２を出力する電流検出回
路１３、零相電流検出回路１４及び電流検出回路１３に
よる電流検出結果に従ってＯＮ信号Ｓ_ON或いは,ＯＦＦ
信号Ｓ_OFFを生成し、各操作回路９,１０にそれぞれ制御
信号（スイッチＯＮ／ＯＦＦ信号）Ｓ１０,Ｓ２０を出
力すると共に、ゲートアンプ回路１１に制御信号Ｓ３０
を出力するゲート論理回路１２、制御電源用変圧器６で
降圧され電圧を直流安定化し電源電圧として各回路１１
〜１４に供給する制御電源回路１５より構成される。
尚、ゲートアンプ回路１１は制御信号Ｓ３０が入力され
ると、ゲートパルストランスユニット７Ｕ〜７Ｚに駆動
信号Ｓ３１を出力する。また、ゲート論理回路１２は地
絡事故等に無関係に外部より必要に応じてＯＮ信号
Ｓ_ON、ＯＦＦ信号Ｓ_OFFを取り込み、サイリスタスイッ
チ１Ｕ〜１Ｗ、真空電磁接触器２Ｕ〜２Ｗ或いは高速ス
イッチ３Ｕ〜３Ｗに送出して開閉動作する。

【００３０】以下、本実施の形態の動作を図２のタイム
チャートに従って説明する。通常、主回路部ＭＣ１にお
いて真空電磁接触器２Ｕ〜２Ｗ、高速スイッチ３Ｕ〜３
Ｗ、サイリスタスイッチ１Ｕ〜１ＷはＯＮ状態にある。
この状態で例えば、配電用系統の１相において地絡事故
が発生すると、高速用閉路装置の該当相に過大な短絡電
流が流れる。

【００３１】この短絡電流は高速スイッチ３Ｕ〜３Ｗ、
サイリスタスイッチ１Ｕ〜１Ｗに流れる。そして、短絡
電流が流れると、零相検出用変流器４によって零相電流
が検出され、検出信号Ｓ４０が零相電流検出回路１４に
出力される。また、短絡電流は例えば電流検出用変流器
５ａによって検出され、検出信号Ｓ４２が電流検出回路
１３に出力される。

【００３２】各検出回路１３,１４は検出信号Ｓ４２,Ｓ
４０を入力すると、検出信号Ｄ２,Ｄ１としてゲート論
理回路１２に出力される。ゲート論理回路１２は検出信
号Ｄ２,Ｄ１を入力するとＯＦＦ信号Ｓ_OFFを生成し制御
信号Ｓ２０として高速スイッチ３Ｕ〜３Ｗの操作回路１
０に出力すると共に、制御信号Ｓ２０発生から２ｍｓｃ
遅れてサイリスタスイッチ１Ｕ〜１ＷのＯＦＦ信号Ｓ
_OFFとしての制御信号Ｓ３０をゲートアンプ回路１１に
出力する。

【００３３】操作回路１０は制御信号Ｓ２０を入力する
と、スイッチＯＦＦの操作信号Ｓ２１を高速スイッチ３
Ｕ〜３Ｗに出力してＯＦＦ動作させる。高速スイッチ３
Ｕ〜３Ｗは操作信号Ｓ２１が入力されると１ｍｓｃ後に
開極して短絡電流を遮断し、ＯＮ状態であるサイリスタ
スイッチ１Ｕ〜１Ｗに転流させる。

【００３４】サイリスタスイッチ１Ｕ〜１Ｗに転流した
短絡電流は略１ｍｓｃ後に零になるため、この時点でゲ
ートアンプ回路１１より出力されたスイッチＯＦＦの操
作信号Ｓ３１が各ゲートパルストランスユニット７Ｕ〜
７Ｚに入力されると、サイリスタスイッチＯＦＦのゲー
トパルス信号Ｇが各ゲートに入力されてサイリスタスイ
ッチ１Ｕ〜１ＷをＯＦＦし、転流された短絡電流を遮断
する。

【００３５】サイリスタスイッチ１Ｕ〜１ＷをＯＦＦし
た後に、系統電流の１サイクル分に相当する時間が経過
したならゲート論理回路１２はＯＮ信号Ｓ_ONを生成し、
サイリスタスイッチ１Ｕ〜１ＷをＯＮにすべく制御信号
Ｓ３０を出力する。そして、更に１サイクル後に、ゲー
ト論理回路１２は高速スイッチ３Ｕ〜３ＷをＯＮにすべ
く制御信号Ｓ２０を出力する。

【００３６】この結果、サイリスタスイッチ１Ｕ〜１Ｗ
は瞬時停電時より１サイクル相当の時間後にＯＮして系
統電流を復電させることができる。また、高速スイッチ
３Ｕ〜３Ｗは瞬時停電時より３サイクル相当の時間後に
ＯＮしてサイリスタスイッチ１Ｕ〜１Ｗに流れる系統電
流を転流させる。

【００３７】次に、ゲート論理回路１２の動作を図７の
フローチャートに従って説明する。先ず、ステップＳ１
で零相電流検出回路１４より検出信号Ｄ１を論理レベル
にて読み込み、ステップＳ２で検出信号Ｄ１が論理Ｈで
あるか否かを判定する。ここで検出信号Ｄ１がＨであれ
ば零相電流検出と判断する。

【００３８】零相電流を検出すると共に、ステップＳ３
で電流検出回路１３より検出信号Ｄ２を論理レベルにて
読み込み、ステップＳ４で検出信号Ｄ２が論理Ｈである
か否かを判定する。ここで検出信号Ｄ２が論理Ｈであれ
ば短絡電流検出と判断する。このように零相電流又は短
絡電流が検出されたならば、ステップＳ５でＯＦＦ信号
Ｓ_OFFを生成する。ＯＦＦ信号Ｓ_OFFは、ステップＳ６で
高速スイッチ３Ｕ〜３ＷをＯＦＦ動作させる制御信号Ｓ
２０として操作回路１０に出力される。制御信号Ｓ２０
が発生して２ｍｓｅｃが経過したなば（ステップＳ
７）、ステップＳ８では、サイリスタスイッチ１Ｕ〜１
ＷをＯＦＦ動作させるため、ＯＦＦ信号Ｓ_OFFを制御信
号Ｓ３０にてゲートアンプ回路１１に出力する。この結
果、サイリスタスイッチ１Ｕ〜１Ｗは短絡電流が零点付
近で開放される。

【００３９】高速スイッチ３Ｕ〜３Ｗおよびサイリスタ
スイッチ１Ｕ〜１Ｗが開放されたならば、ステップＳ１
０では系統電流の周期（サイクル）を時間対応で計数す
る。そして、ステップＳ１１で１サイクルに相当する時
間（２０ｍｓｅｃ（５０Ｈｚの場合）或いは１６.７ｍ
ｓｅｃ（６０Ｈｚの場合））を計数したならば、ステッ
プＳ１２でＯＮ信号Ｓ_ONを生成する。

【００４０】そして、ステップＳ１３でサイリスタスイ
ッチ１Ｕ〜１ＷをＯＮ動作させるべく、ＯＮ信号Ｓ_ONを
制御信号Ｓ３０にてゲートアンプ回路１１に出力する。
サイリスタスイッチ１Ｕ〜１ＷのＯＮ後に、ステップＳ
１４でサイクル計数値を読み込み３サイクルに相当する
時間が経過したを判定する。

【００４１】３サイクル経過が判定されたならば、高速
スイッチ３Ｕ〜３ＷをＯＮ動作させるべく、ＯＮ信号Ｓ
_ONを制御信号Ｓ２０にて操作回路１０に出力する。高速
スイッチ３Ｕ〜３Ｗはサイリスタスイッチ１Ｕ〜１Ｗの
ＯＮ動作後、１サイクル程度遅れてＯＮ動作してサイリ
スタスイッチ１Ｕ〜１Ｗに流れる電流を転流させること
になる。

【００４２】本実施の形態では地絡事故電流を検出後、
地絡事故電流の第１相遮断電流の１サイクル以内にサイ
リスタスイッチ１Ｕ〜１Ｗ及び高速スイッチ３Ｕ〜３Ｗ
にＯＦＦ信号を出力したが、１／４サイクル以内の高速
でＯＦＦ信号を出力することもできる。

【００４３】実施の形態２．上記実施の形態１では、真
空電磁接触器、サイリスタスイッチ、高速スイッチを３
相分備えたものを示した。だが、真空電磁接触器、サイ
リスタスイッチ、高速スイッチの極間電圧が実施例１で
使用した真空電磁接触器２Ｕ〜２Ｗ、サイリスタスイッ
チ１Ｕ〜１Ｗ、高速スイッチ３Ｕ〜３Ｗに比較して√３
倍のものを使用することで、図３に示すように２相分の
真空電磁接触器２Ｕ,２Ｗ、サイリスタスイッチ１Ｕ,１
Ｗ、高速スイッチ３Ｕ,３Ｗで主回路部ＭＣ１を構成で
きる。この結果、主回路部ＭＣ１及び制御部１６ｂの構
成を簡略できると共に低コスト化を実現でき、しかも各
機器を３相分備えたものと同様の効果がある。尚、詳細
な動作は実施の形態１と同様である。

【００４４】実施の形態３．上記実施の形態１では、サ
イリスタスイッチ１Ｕ〜１Ｗに機械式の高速スイッチ３
Ｕ〜３Ｗを並列接続したが、高速スイッチ３Ｕ〜３Ｗの
代わりに２個の自己消弧形半導体素子（ＧＴＯ等）を逆
並列接続した自己消弧形半導体スイッチを用いてもよ
い。

【００４５】図４は本実施の形態に係る高速再閉路装置
の構成図である。尚、図中、図１と同一符号は同一また
は相当部分を示す。図において、８Ｕ〜８Ｗは２個の自
己消弧形半導体素子を逆並列接続した自己消弧形半導体
スイッチ、１７Ｕ〜１７Ｚは自己消弧形半導体スイッチ
８Ｕ〜８Ｗを構成する自己消弧形半導体素子にゲートパ
ルス信号Ｇを出力するゲートパルストランスである。ま
た、制御回路１６Ｃにおいて、１８はゲート論理回路１
２からの制御信号Ｓ５０に従ってゲートパルストランス
１７Ｕ〜１７Ｚに駆動信号Ｓ５１を出力するゲートアン
プである。

【００４６】尚、本実施の形態に係る高速再閉路装置の
動作については、実施の形態１で高速スイッチ３Ｕ〜３
Ｗに操作回路１０を通してＯＮ／ＯＦＦ信号を送出する
のに代えて自己消弧形半導体スイッチ８Ｕ〜８Ｗにゲー
トパルス信号Ｇを送りＯＮ／ＯＦＦ動作させる以外は実
施の形態１と同様である。

【００４７】このように自己消弧形半導体スイッチ８Ｕ
〜８Ｗを用いることで、高速再閉路装置は自己消弧形半
導体スイッチ８Ｕ〜８Ｗの通電損失による発熱に対する
冷却手段が必要となるが、より速い応答性を有した高速
スイッチを構成できると共に、開閉回数に制限のない高
寿命な装置となる。

【００４８】実施の形態４．上記実施の形態３では、真
空電磁接触器、サイリスタスイッチ、自己消弧形半導体
スイッチを３相分備えたものを示した。だが、真空電磁
接触器、サイリスタスイッチ、自己消弧形半導体スイッ
チの極間電圧が実施例３で使用した真空電磁接触器２Ｕ
〜２Ｗ、サイリスタスイッチ１Ｕ〜１Ｗ、自己消弧形半
導体スイッチ１８Ｕ〜８Ｗに比較して√３倍のものを使
用することで、図５に示すように２相分の真空電磁接触
器２Ｕ,２Ｗ、サイリスタスイッチ１Ｕ,１Ｗ、自己消弧
形半導体スイッチ１８Ｕ,８Ｗで主回路部ＭＣ１を構成
できる。この結果、主回路部ＭＣ１及び制御部１６ｄの
構成を簡略できると共に低コストを実現でき、しかも各
機器を３相分備えたものと同様の効果がある。尚、詳細
な動作は実施の形態３と同様である。

【００４９】実施の形態５．本実施の形態では、図６に
示すように高電圧が印加される主回路部ＭＣ１を、ＳＦ
₆ガス等の不活性ガスを封入した密封容器内に収納し、
低電圧回路でなる制御部１６を密閉容器に収納する。そ
して、主回路部ＭＣ１と制御部１６間の信号伝送用のケ
ーブル２２を互いの容器に設けられたメタルコンタクト
２０,２１に接続して信号伝送を行う。

【００５０】この結果、装置全体がコンパクト化し絶縁
性などの面で高信頼性を図ることができる。また、湿気
の多い場所、粉塵の立ち込め易い場所など使用する場
合、使用環境条件に影響をされ難い装置を得ることがで
きる。

【００５１】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、配電系統の各
相の母線に直列に接続された電流遮断手段と、前記母線
の地絡事故時にこの母線に流れる事故電流を検出する電
流検出手段と、前記事故電流検出時に、母線電流の少な
くとも１サイクル以内に前記電流遮断手段を開放し、開
放から少なくとも１サイクル後に前記電流遮断手段を再
投入する制御手段とを備えたので、配電系統の地絡事故
及び短絡事故時において、需要家が使用する電気機器に
影響を与えない時間の範囲で配電系統を開放して事故電
流を遮断することで、配電系統の信頼性を向上させるこ
とができるという効果がある。

【００５２】請求項２の発明によれば、請求項１におい
て電流遮断手段が、２個の半導体スイッチング素子を逆
並列接続した半導体スイッチとこの半導体スイッチに並
列接続された高速スイッチより構成され、制御手段が電
流検出手段による事故電流検出時には前記高速スイッ
チ、半導体スイッチの順にＯＦＦ信号を送出し事故電流
を遮断し、母線電流再通電時に前記半導体スイッチ、高
速スイッチの順にＯＮ信号を送出するようにしたので、
高速スイッチの高寿命及び高信頼性が得られるという効
果がある。

【００５３】請求項３の発明によれば、請求項２におい
て高速スイッチは電磁引き外し機構を有する機械式スイ
ッチであり、ＯＦＦ信号の供給後に１ｍｓｅｃ以内で開
極するようにしたので、請求項２の効果に加えて電流遮
断部の損失を低減できるという効果がある。

【００５４】請求項４の発明によれば、請求項１におい
て電流遮断手段が、２個の半導体スイッチング素子を逆
並列接続した第１の半導体スイッチと２個の半導体スイ
ッチング素子を逆並列接続した第２の半導体スイッチと
を並列接続して構成し、制御手段は電流検出手段による
事故電流検出時には前記第２の半導体スイッチ、第１の
半導体スイッチの順にＯＦＦ信号を送出し事故電流を遮
断し、母線電流再通電時に前記第１の半導体スイッチ、
第２の半導体スイッチの順にＯＮ信号を送出するように
したので、請求項1の効果に加えてスイッチの開閉回数
に制限のない高信頼性を有する装置が得られるという効
果がある。

【００５５】請求項５の発明によれば、請求項４におい
て第２の半導体スイッチを構成する半導体スイッチング
素子は自己消弧形半導体スイッチ素子を用いるようにし
たので、請求項1の効果に加えて高速に事故電流を転流
させることができるという効果がある。

【００５６】請求項６の発明によれば、請求項１ないし
５において電流検出手段は事故電流を零相電流検出用変
流器で検出し、この検出結果に従って制御手段は事故電
流の第１相遮断電流の１／４サイクル以内にＯＦＦ信号
を電流遮断手段に送出するようにしたので、配電系統の
短絡事故時において事故電流を1サイクル以内で遮断で
きるという効果がある。

【００５７】請求項７の発明によれば、請求項１ないし
５において電流検出手段は事故電流を母線電流検出用の
電流検出用変流器で検出し、この検出結果に従って制御
手段は事故電流の第１相遮断電流の１／４サイクル以内
にＯＦＦ信号を電流遮断手段に送出するようにしたの
で、配電系統の地絡事故時において事故電流を1サイク
ル以内で遮断できるという効果がある。

【００５８】請求項８の発明によれば、請求項１ないし
７において制御手段が電流遮断手段にＯＦＦ信号を送出
した後、電流検出手段による通電電流の零を確認したか
ら少なくとも１サイクル後に前記電流遮断手段を再投入
するＯＮ信号を送出するようにしたので、配電系統の事
故電流遮断後、需要家の機器に影響を与えない範囲で配
電系統を再閉路して復電できるという効果がある。

【００５９】請求項９の発明によれば、請求項１ないし
８において制御部の電源電圧を配電系統の母線電圧より
供給するようにしたので、特別に電源装置を必要としな
い汎用性の高い装置を得ることができるという効果があ
る。

【００６０】請求項１０の発明によれば、請求項１ない
し９において電流遮断手段を含む主回路部をＳＦ₆ガス
等の不活性ガスを封入した気密容器内に収納し、制御手
段を通常の密封容器内に収納しこれら容器をコンタクト
を介してケーブルで離脱自在に結合するようにしたの
で、装置全体がコンパクト化し絶縁性などの面で高信頼
性を図ることができる。また、使用される環境条件の影
響を受け難い信頼性の高い装置を得ることができるとい
う効果がある。

【００６１】請求項１１の発明によれば、請求項１ない
し１０において電流遮断手段は、配電系統の３相の母線
中、２相分の母線に直列接続したので、回路構成が簡易
化されると共に、小型化が図れるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１に係る高速再閉路装
置の構成図である。

【図２】本実施の形態の動作を説明するタイミングチ
ャートである。

【図３】この発明の実施の形態２に係る高速再閉路装
置の構成図である。

【図４】この発明の実施の形態３に係る高速再閉路装
置の構成図である。

【図５】この発明の実施の形態４に係る高速再閉路装
置の構成図である。

【図６】この発明の実施の形態５に係る高速再閉路装
置の構成図である。

【図７】各実施の形態に係るゲート論理回路の動作を
説明するフローチャートである。

【図８】この発明を適用した配電系統の系統図であ
る。

【図９】従来の配電系統の系統図である。

【符号の説明】

１Ｕ〜１Ｗサイリスタスイッチ、２Ｕ〜２Ｗ真空電
磁接触器、３Ｕ〜３Ｗ高速スイッチ、４零相検出用変
流器、５ａ,５ｂ電流検出用変流器、６制御用変圧
器、Ｃ１高速再閉路装置の主回路部、１０高速スイ
ッチの操作回路、１１ゲートアンプ、１２ゲート論
理回路、１３電流検出回路、１４零相電流検出回路、
１５制御電源回路、１６ａ〜１６ｄ高速再閉路装置
の制御部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者金井信之東京都千代田区内幸町一丁目１番３号東京電力株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】配電系統の各相の母線に直列に接続され
た電流遮断手段と、前記母線の地絡事故時にこの母線に
流れる事故電流を検出する電流検出手段と、前記事故電
流検出時に、母線電流の少なくとも１サイクル以内に前
記電流遮断手段を開放し、開放から少なくとも１サイク
ル後に前記電流遮断手段を再投入する制御手段とを備え
たことを特徴とする高速再閉路装置。
【請求項２】電流遮断手段は、２個の半導体スイッチ
ング素子を逆並列接続した半導体スイッチとこの半導体
スイッチに並列接続された高速スイッチより構成され、
制御手段は電流検出手段による事故電流検出時には前記
高速スイッチ、半導体スイッチの順にＯＦＦ信号を送出
して事故電流を遮断し、母線電流再通電時には前記半導
体スイッチ、高速スイッチの順にＯＮ信号を送出するこ
とを特徴とする請求項１に記載の高速再閉路装置。
【請求項３】高速スイッチは電磁引き外し機構を有す
る機械式スイッチであり、ＯＦＦ信号の供給後に１ｍｓ
ｅｃ以内で開極することを特徴とする請求項２に記載の
高速再閉路装置。
【請求項４】電流遮断手段は、２個の半導体スイッチ
ング素子を逆並列接続した第１の半導体スイッチと２個
の半導体スイッチング素子を逆並列接続した第２の半導
体スイッチとを並列接続して構成し、制御手段は電流検
出手段による事故電流検出時には前記第２の半導体スイ
ッチ、第１の半導体スイッチの順にＯＦＦ信号を送出し
て事故電流を遮断し、母線電流再通電時には前記第１の
半導体スイッチ、第２の半導体スイッチの順にＯＮ信号
を送出することを特徴とする請求項１に記載の高速再閉
路装置。
【請求項５】第２の半導体スイッチを構成する半導体
スイッチング素子は自己消弧形半導体スイッチング素子
を用いたことを特徴とする請求項４に記載の高速再閉路
装置。
【請求項６】電流検出手段は地絡事故電流を零相電流
検出用変流器で検出し、この検出結果に従って制御手段
は地絡事故電流の第１相遮断電流の１／４サイクル以内
にＯＦＦ信号を電流遮断手段に送出することを特徴とす
る請求項１ないし５のいずれかに記載の高速再閉路装
置。
【請求項７】電流検出手段は地絡事故電流を母線電流
検出用の電流検出用変流器で検出し、この検出結果に従
って制御手段は地絡事故電流の第１相遮断電流の１／４
サイクル以内にＯＦＦ信号を電流遮断手段に送出するこ
とを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の高
速再閉路装置。
【請求項８】制御手段が電流遮断手段にＯＦＦ信号を
送出した後、電流検出手段により通電電流の零を確認し
てから少なくとも１サイクル後に前記電流遮断手段を再
投入するＯＮ信号を送出することを特徴とする請求項１
ないし７のいずれかに記載の高速再閉路装置。
【請求項９】制御部の電源電圧を配電系統の母線電圧
より供給することを特徴とする請求項１ないし８のいず
れかに記載の高速再閉路装置。
【請求項１０】電流遮断手段を含む主回路部をＳＦ₆
ガス等の不活性ガスを封入した気密容器内に収納し、制
御手段を通常の密封容器内に収納しこれら容器間をコン
タクトを介してケーブルで離脱自在に結合したことを特
徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の高速再閉
路装置。
【請求項１１】電流遮断手段は、配電系統の３相の母
線中、２相の母線にそれぞれ直列接続したことを特徴と
する請求項１ないし１０のいずれかに記載の高速再閉路
装置。