JPS5889020A

JPS5889020A - 短時間停電防止装置

Info

Publication number: JPS5889020A
Application number: JP18800781A
Authority: JP
Inventors: 幸雄藤原
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1981-11-24
Filing date: 1981-11-24
Publication date: 1983-05-27
Also published as: JPH0130366B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 −この発明は、再閉路成功地絡事故時の短時間停電事故
を防止する短時間停電防止装置に関するものである。

□　　従来、一般に非接地三相三線式配電線路における
地絡事故保護をするのに、例えば第１図に示す方式でな
されている。第１図で、１は三相交流電源、２はこの三
相交流電源１に接続される三相配電線、３は零相電圧を
検出するための計器用変圧器、４は零相電圧によって動
作する地絡継電器、５は開閉器、６は前記三相配電線２
が有する対地静電容量、７は前記三相配電線２中にある
と仮定したギャップ状の地絡事故点である。

次に動作について説明する。第１図の構成において、開
閉器５が閉路状態のときの三相交流のぺクトル図は第２
図に示される如くであり、図中ｅａＴｅｂ　ｅ　ｅｃは
前記三相交流電源１の電源電圧で、電源電圧ピーク値を
Ｅとし、１相を基準にとると、次のように表わすことが
できる。

６ａ　”Ｅ　ｓｉｎ　ａｃｔｅｂ　＝Ｅ　ｓｉｎ　（ωｔ　−”ｘ　）ｅ、＝ｇｓｉ
ｏ（ωｔ　４π）１１％に地絡事故がなく、線路の対地静電容量６が各相
ともＣ，で平衡しているときには、零相電圧は発生せず
、上記の電源電圧ｅａ　ｅ　ｅｂ　ｐ　ｅｃが平衡した
三相電圧として三相配電線２に課電される。

ここで、例えば第１図に示すように、１相のギャップ状
の地絡事故点１が放電し、抵抗値Ｒ５で地絡すると、次
のよ５な零相電圧■。が発生する。

Ｖ＠　＝　−Ｖ６−＠ｉｎ　（ωｔ−θ）この条件を第
２図のベクトル図で考えると、地絡事故により発生した
零相電圧ｖ０によって中性点の接地電圧は点Ｏから０２
に移動し、地絡後の各相の対地電圧はＶａ　ｅ　ｖｂ　
ａ　Ｖｃで表わされる。この場合、線路の対地静電容量
６や地絡抵抗が変わると、点αは円線図８上を動（。

一般に配電線路での地絡事故時の保護を行うには、この
零相電圧がある設定レベルを越えると動作する地絡継電
器４の信号により開閉器５を閉略する方式を採用してお
り、地絡事故の後、ある設定動作時限、例えば２０サイ
クル程度をもって開閉器５を開き、線、路を無電圧Ｂｇ
とする。この動作時限は、瞬間的な地絡事故による不必
要動作を防止するためのものである。

一方、配電線路の地絡事故は永久的な地絡事故は少なく
、上記停電後数秒〜数分間に自動的に開閉器５を閉略さ
せる再閉路送電動作において、何ら支障なく送電できる
ことが大部分を占める。これは、地絡事故点がギャップ
状の特性を示し、上記の短時間の停電により、放電した
ギャップの絶縁回復が行われるためである。

しかしながら、従来の地絡事故保護では、永久的な地絡
事故でない再閉路送電可能事故により、度々数秒−数分
程度の短時間停電をもたらし、これらは予告できない停
電であるため需要家に多大の損害を与えることがあった
。また一度再閉略成功事故があることは線略に何らの欠
陥があることを一意味し、その後このよ５な再閉路成功
事故が頻発し、事故点の発見も非常に困難な事故である
ため、社会的に大きな問題ともなることがあった。

この発明は、上記のような従来のものの欠点を除去する
ためになされたもので、地絡事故時に地絡相を検…し、
地絡相を接地用のスイッチにより短時間接地することに
より短時間停電を防止できる装置を提供することを目的
としている。以下この発明の一実施例を図について説明
する。

第３図は第１図に示した系統にこの発明による短時間停
電防止装置９を三相配電線２に設置した実施例である。

１０は地絡事故が生じたとき数ｍｓの時間内に地絡事故
相を検出する地絡相検出装置、１１ｍ、１１ｂ、１１ｃ
Ｇ！地絡した事故相だけを高速度で接地する三相各相に
星形ＫＷ続されたスイッチ、１２は前記地絡相検出装置
１０からの信号をもとにスイッチ１１　ａ、　　１　ｌ
　ｂ、　　１１　ｃを動作させる信号を送るクープル、
１３は第４図に示されるような電圧−電流特性を有する
、例えば酸化亜鉛素子のような非直線抵抗体で、スイッ
チ１１の中性点とアース間に接続される。１４はこれに
並列につながる接地解除のためのスイッチで、スイッチ
Ｉｌｂ、１１ｃのいずれかの動作後裔用周波で約１０サ
イクル後に閉略するものである。ここで、スイッチ１１
　ａ、　　１　ｌ　ｂ、　　１１　ｃおよび１４は動作
後適当な時間にリセットされる。

次に動作について説明する。第３図において、仮に地絡
事故点１が地絡しなげれば、地絡相検出装置１０は動作
せず、スイッチ１１ａ、１１ｂ、１１Ｃは閉略したまま
であるので、この発明による短時間停電防止装置９がな
い場合と全く同様、線路に影響を与えずに送電される。

が再閉略成功地絡事故・な起したときの時間的な動作状
況を第５図で説明する。

第５図において、Ｖ、は地絡事故点があると考えられる
ａ相の対地電圧波形で、図のように電圧波形が急激に小
さくなる時刻ｔゆで地絡事故が発生するものとする。地
絡事故が発生すると、第２図のベクトル図で示したよう
に零相電圧１１Ｑが発生し、対地電圧の三相バランスが
くずれる。地絡相検出装置１０は、これらの電圧をベク
トル合成し、地絡事故相を数ｍｓの短時間に判別するも
のであるが、第２図の例のよ５に地絡抵抗値Ｒヨが小さ
い条件の事故では、事故相の対地電圧Ｖ、が他より着し
く小さくなるので、ベクトル合成の手段に頼ることなく
地絡相を判別できる。地絡相な判別後１．−旭川のスイ
ッチの事故相のスイッチ１１ａ上述の方法で事故相が一
旦接地されると、ギャップ状の地絡事故一点７を流れる
地絡電流はなくなり、地絡事故点Ｔへ注入されるエネル
ギが消滅するため、導通状態であったギャップの絶縁回
復が始まる。これを第６図に示す。なお、第６図中横軸
は時間、縦軸は絶縁回復電圧を示し、実線にはさまれた
斜線領埴はばらつきな示している。また原点はギャップ
状の地絡事故点７の電流遮断時点に相当し、破線Ｂは地
絡事故直前の放電電圧を示す。−事故点の特性に依存す
るが、第６図に示すように約１００　ｍｓ程度無電圧の
状態が続けば再閉略成功事故点の絶縁が回復し、場合に
よっては放電開始電圧Ｂより高くなることがある。この
ため事故相を短時間接地することにより、線路を元の正
常状態に戻すことが可能となる。

次に第５図の時刻ｔ、で、スイッチ１４を開路するσス
イッチ１４を開路すると、自動的に事故相に非直線抵抗
体１３が接続されることになる。

この非直線抵抗体１３の特性は第４図に示され、線路対
地容量６によるが、約ｌＯμＡ−１００Ａ程度の電流Ｉ
ｒ　に対し、制限電圧ｖｒは三相電源電圧のピーク値Ｅ
程度に選ぶ。このように選ぶと、スイッチ１４の開路後
に発生する異常電圧の発生を防止でき、＃路電圧のピー
ク値８以上の電圧が加わらなくなり、異常電圧に起因す
る事故点の再放電を防止できる。

この点は、この発明の特有の効果であるので、さらに詳
しく説明する。

ここで、非直線抵抗体１３がない場合を考えると、スイ
ッチ１４を流れていた電流は、零相電流から理解できる
ようにほぼπ／　２　（ｒａｄ　）進んだ電流であり、
スイッチ１４の開放時に、前記した零相電圧ｖ０のピー
ク電圧ｖ０が線路に直流電圧成分として残る。このため
、対地電圧は時刻ｔ、以後に元の交流成分か脈動成分と
なった直流電圧となり、最大時には元の正常時の丁度２
倍の高い異常電圧が加わることになる。この現象は三相
非接地配電線で引き起される間欠アーク地絡の原因とな
ることが従来から−知られている。この関係を第５図に
示すと、一点鎖線のｖ、Ｉとなる。

しかしながら、この発明のように、スイッチ１４の開路
とともに、非直線抵抗体１３が事゛故相に接続される“
薯、第５図の時刻ｔ、以後の実線で示すように非直線抵
抗体１３の動作により異常電圧分が、第４図の関係によ
り元の対地電圧のピーク値Ｅに抑制される。このため、
スイッチ１４の開路時に発生する異常電圧によって、事
故点が再放電地絡することが防止できる。

この場合、スイッチ１１　ａ、　　１　ｌ　ｂ、　　１
１　ｃおよび１４のリセット状態への復帰を変電所継電
器が動作する前の時刻ｔ、に行うと、非直線抵抗体１３
に流れる電流により変電所継電器が動作しないようにで
きる。またこの場合、スイッチ１１ａ。

１１ｂ、１１ｃが先に開路状態になることはもちろんの
ことである。

なお、上記の説明では、ある−相のギャップ状の地絡事
故点７について述べたが、その事故発生確率は少ないが
、第７図のようにギャップ状の地絡事故点Ｔが７ａｔ７
ｂの２箇所となり、多少の時間差をもって地絡事故に至
ることがある。この場合、スイッチ１１と直列に抵抗、
静電容量、インダクタンス、非直線抵抗のようなインピ
ーダンス要素２を直列に挿入すれば、−２箇所地絡事故
時に、線路に流れる短絡電流を小さな値に制限できる。

この場合も短時間停電防止装置９の１箇所地絡時の短時
間停電防止機能は何ら変化しない。

以上のようにこの発明によれば、非接地三相三線式配電
＃ｉＡ路において、地絡事故時に地絡相を短時間接地さ
せることによりギャップ状の地絡事故の絶縁を回復させ
ることができると同時に、上記短時間接地解除時に事故
相に非直４Ｉ抵抗体を接続する回路とすることにより接
地解除後に配電線に発生する異常電圧の発生防止を行っ
たので、再閉略成功事故による短時間の停電事故を確実
になくすことができる。またこれにより停電にともなう
Ｓｗ家の被害を永久事故時だけの最少限の停電にととめ
られる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の配電線路の地絡事故保繰方式を示す図、
第２図は地絡事故時の電圧ベクトルを示す図、第３図は
この発明による短時間停電防止装置の一実施例を系統に
適用した場合の構成を示す図、第４図は非直線抵抗体の
電圧−電流特性を示す図、第５図は第３図に示した短時
間停電防止装置の動作時間を示す甲、第６図は再閉路成
功ギャップ状の地絡事故の絶縁回復特性を示す図、第７
図はこの発明の短時間停電防止装置の他の実施例を示す
接続図である。図中、１は三相交流電源、２は三相配電線、３は計器用
変圧器、４は地絡継電器、５は開閉器、６は対地静電容
量、１は地絡事故点、９は短時間停電防止装置、１０は
地絡相検出装置、１１．１４はスイッチ、１２はクープ
ル、１３は非直線抵抗体、２はインピーダンス要素であ
る。なお、図中の同一符号は同一または相当部分を示す
。代理人　葛野信−（外１名）第６図第７図「

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　　非接地三相三線式配電線路の地絡事故相を検
出する地絡相検出装置、前記三相各相に星形に接続され
る接地用のスイッチ、前記星形接続の中性点と７−入間
に接続される非直線抵抗体ｉこの非直線抵抗体に並列に
接続される接地解除用のスイッチから成り、前記地絡相
検出装置により地絡相を検出後、直ちに当該事故相を前
記接地用のスイッチにより接地し、所定時間後前記接地
解除用のスイッチを開いて前記非直線抵抗体を事故相に
接続し、かつ変電所地絡継電器動作前に前記接地用のス
イッチと接地解除用のスイッチをリセットする構成とし
たことを特徴とする短時間停電防止装置。
（２）接地用のスイッチの各相分は直列接続されたイン
ピーダンス要素を備えたことを特徴とする特許請求の範
囲第０）項記載の短時間停電防止装置。
（３）　　非直線抵抗体の電圧−電流特性を、三相対地
電圧ピーク値の電圧のとき、１０μＡ〜１００Ａの電流
範囲に設定したことを特徴とする特許請求の範囲第（１
）項または第＜２）項記載の短時間停電防止装置。