JPH1090376A - 開閉器試験回路の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 供試開閉器の遮断不能を検出して保護遮断器
による電源の切り離しを速やかに行う。 【解決手段】 シーケンスタイマ８により予め設定して
おいたＴ１２時点以降で、ＣＴ５で検出した各相電流Ｉ
ａ、Ｉｂ、Ｉｃのいずれかが設定値１１ａａ以上になれ
ば、第２のＯＣＲ１１が瞬時に動作し、保護遮断器４が
開路する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、交流開閉器の試験
を行うときの試験回路の制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は従来の開閉器試験回路を示す回路
図である。図において、１は試験の対象である供試開閉
器としての供試遮断器、２は供試遮断器１へ電力を供給
する電源、３および４は電源２と供試遮断器１の間に設
けられた投入器および保護遮断器、５および６は供試遮
断器の電流、電圧を検出する変流器（ＣＴ）および電圧
変成器（ＰＴ）、７は誘導円板形の過電流継電器（ＯＣ
Ｒ）で、７ａおよび７ｂはその励磁コイルおよび接点、
８はシーケンスタイマで、８ａ、８ｂおよび８ｃはその
接点、９は制御電源である。

【０００３】各相のＣＴの出力はそれぞれのＯＣＲ７の
励磁コイル７ａに入力され、制御電源９からはシーケン
スタイマ８を経由して投入器３と供試開閉器１と保護遮
断器４のそれぞれの制御回路（図示せず）に接続すると
ともに、制御電源９からＯＣＲ７の接点７ｂを経由して
保護遮断器４に接続している。

【０００４】次に、動作について、図９の波形図により
説明する。図において、Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃは各相の電圧
で、Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃは各相の電流であり、８ａ、８
ｂ、８ｃ、７ｂはシーケンスタイマ８およびＯＣＲ７の
接点８ａ、８ｂ、８ｃ、７ｂの動作状態を示し、図中の
線の上方への移動は、接点からの出力が有ることを表す
ものとする。まず、供試遮断器１および保護遮断器４が
閉、投入器３が開の状態から、時刻Ｔ０でシーケンスタ
イマ８の接点８ａを動作させて、投入器３に投入指令を
送る。Ｔ１時点で投入器３の接触子が接触して電流が流
れ始める。Ｔ２時点でシーケンスタイマ８の接点８ｂを
動作させて、供試遮断器１に開極指令を送る。供試遮断
器１の接触子はＴ３時点で開離する。

【０００５】供試遮断器１による遮断が成功の場合は、
アーク時間経過後のＴ４時点で１相が遮断し、残りが２
相電流になって交流分電流が８７％になる。Ｔ５時点で
その２相電流も遮断する。電流が遮断してから各相の電
圧は電源電圧に回復する。Ｔ７時点でシーケンスタイマ
８の接点８ｃを動作させて、保護遮断器４に開極指令を
送る。開極時間経過後、Ｔ８時点で電圧の印加が終了す
る。なお、供試遮断器１の接触子の開離開始から電流遮
断までの間、すなわちＴ３からＴ４ないしＴ５までの
間、Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃにアーク電圧が生じるが図９では
その図示を省略した（後述の図２、図３においても同様
にアーク電圧の図示を省略した）。

【０００６】電気学会電気規格調査委員会標準規格ＪＥ
Ｃ２３００によれば、短絡電流の遮断（Ｔ５）後から
０．１秒間以上、回復電圧を印加するように規定されて
いる。そのため供試遮断器１の遮断が失敗した場合は、
何も対策を行わないと仮定すると、アークが０．１秒間
以上継続することとなり、アーク継続中に消弧室内部の
損傷が大きくなって、失敗原因の究明が困難になる。ま
た供試遮断器１が壊れてしまう恐れがある。

【０００７】図９の破線は遮断失敗の場合を示す。この
異常電流（遮断失敗時の電流）を検出して保護遮断器４
で早く電流を遮断するために、ＣＴ５で電流を検出して
ＯＣＲ７へ入力する。ＯＣＲ７の設定は時限動作を使用
し、動作時間は供試遮断器１開極後試験するアーク時間
に余裕分を加えた値に設定する。ＯＣＲ７が動作したＴ
９時点で保護遮断器４へ開極指令を出し、Ｔ１０時点で
保護遮断器４の接触子が開離して、Ｔ１１時点で電流が
遮断する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】供試開閉器の遮断が失
敗したときは、できるだけ早い時点で、保護遮断器を開
路することが望ましいが、従来の技術では遮断失敗時の
保護をＯＣＲの時限動作を使用して行っていたので、保
護遮断器を早い時点で動作させることができなかった。
すなわち、上記ＯＣＲの設定では、試験電流値、直流分
含有率、交流分減衰、直流分減衰などを考慮し、余裕を
持たせなければならず、したがって保護遮断器が動作す
るまでの時間が長めになる問題があった。また、３相短
絡のうち１相の電流が正常に遮断し、２相短絡状態で遮
断不能になった場合は、交流分電流が３相短絡状態に比
べて８７％に減るので、その電流減少分だけＯＣＲの動
作時間が長くなるという問題があった。

【０００９】さらに、次のような場合にはアークが長時
間継続することになる。図９のＴ５時点で供試開閉器に
より一旦電流を遮断した後、回復電圧印加中のある時点
Ｔ６（図示せず）で再閃絡した場合である。電流が遮断
してから再び電流が流れ出すまでの時間、つまりＴ５〜
Ｔ６の間にＯＣＲ内部の円板が元に戻る。そしてＴ６時
点から円板が再び動き出すが、閃絡してから保護遮断器
４で電流を遮断するまで、Ｔ１〜Ｔ１１の時間がかかる
（供試開閉器の接触子は開いた状態であり、保護遮断器
４により保護するが、この場合、段落０００７で説明し
た遮断失敗のときの投入から遮断までの時間と同じだけ
時間がかかる）。よって、アークが発生している合計時
間は（Ｔ５−Ｔ３）＋（Ｔ１１−Ｔ１）となり、アーク
時間が長くなるという問題があった。

【００１０】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、速やかに供試開閉器の遮断不能
を検出して保護遮断器による電源の切り離しを行うこと
を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明に係る開閉器試
験回路の制御方法は、予め設定しておいた時点以降、試
験終了まで電気的測定値の監視を続け、その電気的測定
値が所定範囲外になった時に、保護遮断器を開路するも
のである。さらに、上記電気的測定値を供試開閉器の電
流値としたものである。また、上記電気的測定値を供試
開閉器の電圧値としたものである。また、上記電気的測
定値を供試開閉器の電力値としたものである。また、上
記電気的測定値を供試開閉器のエネルギ量としたもので
ある。さらに、予め設定しておいた時点を、開極時点か
ら遮断可能時間に余裕αを加えた時間とし、 ０＜α≦
１／２サイクル としたものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１を示すた
めの開閉器試験回路の回路図であり、図において、１は
試験の対象である供試開閉器としての供試遮断器、２は
供試遮断器１へ電力を供給する電源、３および４は電源
２と供試遮断器１の間に設けられた投入器および保護遮
断器であり、投入器３を閉路することにより供試遮断器
１へ電源２を投入し、また保護遮断器４を開路すること
により供試遮断器１を保護する。

【００１３】５および６は供試遮断器の電流および電圧
を検出する変流器（ＣＴ）および電圧変成器（ＰＴ）、
７は誘導円板形の第１の過電流継電器（第１のＯＣＲ）
で、７ａ、７ｂはその励磁コイルおよび接点、８はシ
ーケンスタイマで、８ａ、８ｂ、８ｃおよび８ｄはその
接点、９は制御電源、１１は高速動作形の第２の過電流
継電器（第２のＯＣＲ）で、１１ａ、１１ｂはその励磁
コイルと接点である。なお、この試験を行うような大電
力試験場では高電圧大電流を扱うので電子機器がノイズ
で誤動作することがある。そのため、ＯＣＲはデジタル
式でなく、ノイズに対して影響を受けにくい機械式を使
用している。

【００１４】各相のＣＴの出力はそれぞれの第１および
第２のＯＣＲ７、１１の励磁コイル７ａ、１１ａに入力
され、制御電源９からはシーケンスタイマ８の各接点８
ａ、８ｂ、８ｃを経由して投入器３、供試遮断器１、保
護遮断器４のそれぞれの制御回路（図示せず）に接続す
るとともに、シーケンスタイマ８の接点８ｄと第２のＯ
ＣＲ１１の接点１１ｂを経由して保護遮断器４の制御回
路に接続し、さらに、制御電源９から第１のＯＣＲ７の
接点７ｂを経由して保護遮断器４に接続している。

【００１５】次に動作について説明する。供試遮断器１
による遮断が成功した場合は、従来例における遮断成功
の場合と同様であるので図９を流用し、その実線で表示
した部分を参照して説明する。まず、供試遮断器１およ
び保護遮断器４が閉、投入器３が開の状態から、時刻Ｔ
０でシーケンスタイマ８の接点８ａを動作させて、投入
器３に投入指令を送る。Ｔ１時点で投入器３の接触子が
接触して電流が流れ始める。Ｔ２時点でシーケンスタイ
マ８の接点８ｂを動作させて、供試遮断器１に開極指令
を送る。供試遮断器１の接触子はＴ３時点で開離する。

【００１６】Ｔ４時点で１相（図ではａ相）が遮断し、
残りが２相電流になって交流分電流が８７％に減る。Ｔ
５時点でその２相電流も遮断する。電流が遮断してから
各相の電圧は電源電圧に回復する。Ｔ７時点でシーケン
スタイマ８の接点８ｃを動作させて、保護遮断器４に開
極指令を送る。開極時間経過後、Ｔ８時点で電圧の印加
が終了し、試験が終了する。

【００１７】次に、供試遮断器１による遮断が失敗の場
合につき、図２の波形図により説明する。図において、
Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃは各相の電圧で、Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃは
各相の電流であり、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、１１ｂは
シーケンスタイマ８および第２のＯＣＲ１１の接点８
ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、１１ｂの動作状態を示し、図中
の線の上方への移動は、接点からの出力が有ることを表
すものとする。１１ｂはＡ相、Ｂ相、Ｃ相の論理ＯＲ回
路を示す。１１ａａは第２のＯＣＲ１１の動作電流の設
定値であり、遮断電流に比べて十分小さい値に設定して
おき、電流がこの値以上になれば第２のＯＣＲ１１が瞬
時に動作する（これに対し、第１のＯＣＲ７は従来と同
様に時限動作を行い、動作時間も従来と同様に設定す
る）。

【００１８】まず、時刻Ｔ０でシーケンスタイマ８の接
点８ａを動作させて、投入器３に投入指令を送る。Ｔ１
時点で投入器３の接触子が接触して電流が流れ始める。
Ｔ２時点でシーケンスタイマ８の接点８ｂを動作させ
て、供試遮断器１に開極指令を送る。供試遮断器１の接
触子はＴ３時点で開離する。しかしＴ４、Ｔ５時点にな
っても３相ともアークが継続しているとする。

【００１９】シーケンスタイマ８の接点８ｄがＴ１２時
点で動作するように予め設定されており、Ｔ１２時点以
降は試験終了まで動作が継続する。その設定時間は、供
試遮断器１の開極時点Ｔ３からこの遮断器の遮断可能ア
ーク時間に余裕αを加えた値にしている。この余裕αは
あまり大きい値でないのがよく、 ０＜α≦１／２サイ
クル にするのが好ましい。この実施の形態では、アー
ク時間＝１サイクル、α＝１／４サイクルにした。 こ
のＴ１２時点で電流Ｉｂ、Ｉｃが所定範囲外、すなわち
設定値１１ａａ以上になっているので第２のＯＣＲ１１
のＢ相、Ｃ相の接点１１ｂは閉であり、保護遮断器４へ
開極指令が送られる。Ｔ１０時点で保護遮断器４の接触
子が開離し、Ｔ１１時点で電流が遮断し、試験が終了す
る。なお、以上では３相とも遮断失敗の場合について説
明したが、１相遮断後、残りの２相の遮断が不能の場合
も、この電流を検出して上記と同様にして電流が遮断す
る。

【００２０】図３は、図１の回路において、電流を一旦
遮断した後、３相とも再閃絡した場合を示す波形図であ
る。Ｔ５時点で３相遮断した後、Ｔ１２時点を過ぎてＴ
１３時点で再閃絡し、電流が流れ始めたとする。この時
シーケンスタイマ８の接点８ｄの設定時間Ｔ１２過ぎて
いるのであるから接点８ｄは閉となってその動作が継続
している。ＣＴ５で検出して第２のＯＣＲ１１へ送られ
る電流値が、再閃絡後、時間Δｔで設定値１１ａａにな
るとすると、（Ｔ１３＋Δｔ）時点で第２のＯＣＲ１１
の接点１１ｂが閉となって保護遮断器４へ開極指令を送
る。Ｔ１０時点で保護遮断器４の接触子が開離し、Ｔ１
１で電流が遮断する。

【００２１】以上のようにＴ１２時点以降は試験終了ま
で、各相電流Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃが設定値１１ａａ以上に
ならないか監視を続け、１１ａａ以上になれば保護遮断
器４を開く。また、Ｔ１２時点以前で再閃絡が生じた場
合は、Ｔ１２時点でシーケンスタイマ８の接点８ｄが閉
じた後、上記と同様にして電流が遮断する。なお、上記
では電流値を監視したが、電流値、電圧値から電力値
（ワット値）を算出して、この電力値を監視するように
してもよい。

【００２２】実施の形態２．図４はこの発明の実施の形
態２を示すための開閉器試験回路の回路図であり、図に
おいて、１〜６、８ａ、８ｂ、８ｃおよび９は図１の場
合と同様であるので説明を省略する。１３は保護遮断器
４を制御する制御装置で、１３ａ、１３ｂ、１３ｃはそ
の入力部、演算部および接点であり、入力部１３ａで受
け取った信号に基づき演算部１３ｂで演算を行い、その
結果により接点１３ｃが動作する。シーケンスタイマ８
の接点８ｄはその動作状態を制御装置１３へ伝えるよう
になっている。

【００２３】次に動作について説明する。供試遮断器１
による遮断が成功の場合は実施の形態１と同様であるの
で説明を省略する。図５は図４の回路において、３相と
も遮断失敗の場合の波形図であり、図において、Ｅａ、
Ｅｂ、Ｅｃは各相のアークエネルギ量、１３ｃは制御装
置１３の接点１３ｃの出力の有無を表し、１３ａａはこ
の接点１３ｃの動作設定値であり、演算部１３ｂで計算
した各相のアークエネルギ量Ｅａ、Ｅｂ、Ｅｃのいずれ
かがこの値以上になれば、接点１３ｃが動作する。設定
値１３ａａは供試遮断器１の遮断可能アークエネルギを
推定し、余裕分を加えた値とする。

【００２４】シーケンスタイマ８の接点８ｄは、投入器
３を投入するＴ１時点で動作するように予め設定してお
り、このＴ１時点から各相のアークエネルギの計算を始
める。供試遮断器１の接触子が開離するＴ３時点からア
ークエネルギが上昇する。Ｔ１６時点でＡ相のアークエ
ネルギＥａが設定値１３ａａに達し、制御装置１３の接
点１３ｃが動作し、保護遮断器４に開極指令を送る。そ
してＴ１０時点で保護遮断器４の接触子が開離し、Ｔ１
１時点で電流が遮断する。

【００２５】図６は制御装置１３の演算部１３ｂでアー
クエネルギを計算するときの動作を示すフローチャート
である。ステップ１で予め、アークエネルギの設定値１
３ａａを入力しておく。ステップ２でシーケンスタイマ
８の接点８ｄが動作したかどうかを調べ、動作をしてい
るならばアークエネルギの計算を開始する。ステップ３
でアークエネルギの値を初期化する。そしてステップ４
で電圧値、電流値を用いて計算を行う。ΔＴは計算を繰
り返す時間間隔である。ステップ５でアークエネルギＥ
ａ、Ｅｂ、Ｅｃの大きさをチェックし、これらの大きさ
が全て設定値１３ａａより小さければステップ４へ戻っ
て計算を続行し、もし、いずれかの相のアークエネルギ
の大きさが設定値１３ａａより大きくなればステップ６
へ進んで、制御装置１３の接点１３ｃが動作する。

【００２６】実施の形態３．図７はこの発明の実施の形
態３を示すための開閉器試験回路の回路図であり、図に
おいて、１〜７および８ａ、８ｂ、８ｃ、９は図１の場
合と同様であるので説明を省略する。１４は不足電圧継
電器で、１４ａ、１４ｂはその励磁コイルおよび接点で
ある。制御電源９からはシーケンスタイマの接点８ｄお
よび不足電圧継電器１４の接点１４ｂを経由して保護遮
断器４の制御回路へ接続している。

【００２７】次に動作について説明する。供試遮断器１
による遮断成功の場合は、実施の形態１の場合と同様で
あるので説明を省略する。遮断失敗の場合につき、図２
を流用して説明する。シーケンスタイマ８の接点８ｄが
Ｔ１２時点で動作するように予め設定されている。その
設定時間は、供試遮断器１の開極時点Ｔ１２からこの遮
断器の遮断可能アーク時間に余裕αを加えた値にする。
余裕αのとり方については実施の形態１で述べたのと同
様とする。このＴ１２時点で電圧が３相中１相でも設定
値を満たしていなければ、不足電圧継電器１４の接点１
４ｂが動作し、保護遮断器４に開極指令を送り、電流を
遮断する。電圧の設定値は、回復電圧から余裕分を減じ
た値にする。

【００２８】

【発明の効果】この発明は、予め設定しておいた時点以
降、試験終了まで電気的測定値（電流値、電圧値、電力
値またはエネルギ量）の監視を続け、その電気的測定値
が所定範囲外になった時に、保護遮断器を開路するよう
に構成したので、再閃絡の場合も含めて、速やかに供試
開閉器の遮断不能を検出して保護遮断器による電源の切
り離しを行うことができる。さらに、上記の予め設定し
ておいた時点を、開極時点から遮断可能時間に余裕αを
加えた時間とし、 ０＜α≦１／２サイクル とするこ
とにより、供試開閉器に遮断の機会を十分に与えなが
ら、かつ、できるだけ速やかに保護遮断器が動作するよ
うにできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１を示す開閉器試験回
路の回路図である。

【図２】 この発明の実施の形態１における動作を示す
波形図である。

【図３】 この発明の実施の形態１における動作を示す
波形図である。

【図４】 この発明の実施の形態２を示す開閉器試験回
路の回路図である。

【図５】 この発明の実施の形態２における動作を示す
波形図である。

【図６】 この発明の実施の形態２における動作を示す
フローチャートである。

【図７】 この発明の実施の形態３を示す開閉器試験回
路の回路図である。

【図８】 従来の開閉器試験回路の制御方法を示す回路
図である。

【図９】 従来の開閉器試験回路の動作を示す波形図で
ある。

【符号の説明】

１ 供試遮断器、２ 電源、３ 投入器、４ 保護遮断
器、５ ＣＴ、６ ＰＴ、８ シーケンスタイマ、８ｄ
シーケンスタイマの接点、１１ 第２のＯＣＲ、１３
制御装置、１４ 不足電圧継電器。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試験の対象である供試開閉器、この供試
   開閉器に電力を供給する電源、上記電源と供試開閉器と
   の間に設けられて上記供試開閉器へ上記電源を投入する
   投入器、上記電源と供試開閉器との間に設けられて上記
   供試開閉器を保護する保護遮断器、および上記供試開閉
   器の電流と電圧を検出する変流器と電圧変成器から成る
   開閉器試験回路の制御方法において、予め設定しておい
   た時点以降、試験終了まで上記開閉器試験回路の電気的
   測定値の監視を続け、上記電気的測定値が所定範囲外に
   なった時に、上記保護遮断器を開路することを特徴とす
   る開閉器試験回路の制御方法。
2. 【請求項２】 電気的測定値は変流器により検出した供
   試開閉器の電流値であることを特徴とする請求項１記載
   の開閉器試験回路の制御方法。
3. 【請求項３】 電気的測定値は電圧変成器により検出し
   た供試開閉器の電圧値であることを特徴とする請求項１
   記載の開閉器試験回路の制御方法。
4. 【請求項４】 電気的測定値は変流器および電圧変成器
   により検出した供試開閉器の電流および電圧から算出し
   た電力値であることを特徴とする請求項１記載の開閉器
   試験回路の制御方法。
5. 【請求項５】 電気的測定値は変流器および電圧変成器
   により検出した供試開閉器の電流および電圧から積算し
   たエネルギ量であることを特徴とする請求項１記載の開
   閉器試験回路の制御方法。
6. 【請求項６】 予め設定しておいた時点は、供試開閉器
   の開極時点から、上記供試開閉器の遮断可能アーク時間
   に余裕αを加えた時間だけ経過した時点とし、上記余裕
   αを ０＜α≦１／２サイクル としたことを特徴とす
   る請求項２から請求項４のいずれかに記載の開閉器試験
   回路の制御方法。