JPS60160328A - 直流地絡故障検出装置 - Google Patents

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】 し技術分野の説明〕 本発明は、電気鉄道のき電系統１こおいて直流地絡が発
生し九場合の電気鉄道用直流変電所の直流地絡故障検出
装置に関する。

〔従来技術の説明〕

正極および負極のき電線、電車線等が共に絶縁されてい
るような電気鉄道のき電系統Ｉこおける直流地絡故障検
出は、従来は、直流変電所の負極に接続される直流地絡
継電器による。第１図は、従来における構成図である。

第１図において、１は交流電源、２は変圧器・整流器等
で構成した交・直変換装置、３は変電所正極母線、４は
変電所負極母線、５Ａおよび５Ｂは直流変電所の高速度
しゃ断器等の直流側の主回路機器、６Ａおよび６Ｂは正
極き電線、７Ａおよび７Ｂは負極き電線、８Ａおよび８
Ｂは正極電車線、９Ａおよび９Ｂは負極電車線、１０は
変電所出力の負荷となる電気車、１１は直流地絡継電器
である。

また、８Ａと８Ｂおよび９人と９Ｂはセクション１７　
、１８により、絶縁される。

上記した従来の直流地絡継電器１１］こよる直流地絡故
障検出は、変電所正極母線３あるいは正極電車線８Ｎ、
８Ｂ等が絶縁破壊したとき等のように正極が大地に地絡
し大地電位が変電所負極母線４の電位ｌこ対して正電位
になった場合、直流地絡継電器１１を動作させて行なっ
ている。しかし、特に正極、負極が共に絶縁されている
ようなき電系統では、負極の地絡故障を検出できないと
いう問題点がある。

第２図のように、電鉄用変電所の正極母線３と負極母線
４の間ｌこ中性点が接地された抵抗器１２を接続し、正
極あるいは負極で地絡故障が発生した場合に地絡電流が
流れるようにする。正極母線および負極母線にそれぞれ
電流検出器１３　、１４を設け、その出力の差をとり、
地絡故障点の判別および地絡故障相の判別をする回路を
設けること１こよって、正極および負極の地絡故障の判
別を容易にすることができる。

しかし、この直流地絡検出でも変電所母線３゜４および
すべての電車線８Ａ、８Ｂ、９Ａ１９Ｂ　のいずれの地
絡故障でも直流地絡検出器は動作することになり故障点
の判別ができないという問題点がある。

一方、この直流地絡検出器が動作すると通常は交・直変
換装置２の停止とすべてのき電線の主回路機器５Ａ、５
Ｂの開放・鎖錠がなされる。この復旧のためには、変電
所および全線の電車線の点検をし、事故点を取り除き、
変電所の鎖錠を解除して電車線に直流電力を供給してい
るために多大の労力と時間を必要としている。

〔発明の目的〕

本発明の目的は電気鉄道用直流変電所から電車線におけ
る地絡の場合、地絡故障点の判別を容易にし、故障復旧
のための労力と時間を短縮することができる直流地絡故
障検出装置を提供すること１こある。

〔発明の概要〕

電鉄用変電所の正ｆ！母線と負極母線の間Ｅこ中性点が
接地された抵抗器を接続し、正極あるいは負極で地絡故
障が発生した場合に地絡電流が流れるようにし、正極き
“電線および負極き電線にそれぞれき電々流を検出する
検出器を設け、その出力の差をとり、地絡故障点の判別
および地絡故障相の判別をする。

〔発明の実施例〕

本発明を図面に示す一実施例に基づいて説明する。

第３図に本発明による電気鉄道用直流変電所の構成図を
示す。第１図と同一部分には同一符号を付し、その説明
を省略する。

第３図において、１２は変電所正極母線３と変電所負極
母線４との間に接続した抵抗器で中性点を接地する。

１３人および１３Ｂはそれぞれ変電所の正極き電線６人
および６Ｂに流れる電流を検出する正極き電々流検出器
、１４人および１４Ｂはそれぞれ変電所の負極き電線７
Ａおよび７Ｂに流れる電流を検出する負極き電々流検出
器である。１５人および１５Ｂはそれぞれ正極き電々流
検出器１３Ａ　、　１３Ｂと負極き電々流検出器１４Ａ
　、　１４Ｂの差をめる差動回路であり、これらの差動
回路１５Ａ　、　１５Ｂの出力をそれぞれ直流地絡判別
回路１６Ａおよび１６Ｂに与える。

次１こ上記のように構成された実施例の作用を第４〜７
図に示す動作説明図により説明する。

第４図は地絡故障の無い通常の状態を示したもので、電
気車１０には、交・直変換装置２より、変電所正極母線
３、正極き電線６Ｂ、正極電車線８Ｂを通って交・直変
換装置２１こ戻ってくる。

したがって、正極き電々流検出器１３Ｂの出力ＩＦＦと
負極き電々流検出器１４Ｂの出力ＩＦＮとは等しくなる
。差動回路１５Ｂの出力よりはＩＤ　”　Ｉｎ’　ＩＦ
Ｎとすれば、この場合Ｉｎ　”　０となる。

一方、直流地絡判別回路１６Ｂは、Ｉｂの値が正か、零
か、負かの判別を行う回路でよりが零の場合、動作しな
いようにする。第４図に示す場合Ｉｎ　”’　０のため
直流地絡判別回路１６Ｂは動作しない。

第５図は、正極電車線８Ｂに地絡故障が発生した場合を
示しており、第４図と同様の電気車に流れる電流工、の
他に、直流地絡電流が交・直変換装置２、変電所正極母
線３、正極き電線（３Ｂ、正極電車線８Ｂを通って故障
点から大地に流入する。

この故障電流工０は、大地を通って抵抗器１２の中性点
から交・直変換装置２の負極へ戻る。

従−って、正極き電線６Ｂを流れる電流■ＦＰおよび負
極き電線７Ｂを流れる電流ｂＮはそれぞれ次の式で表わ
される。

”ＰＰ　＝　ＩＬ＋ＩＧ　・・・・・・・・・（１）Ｉ
ｙＮ＝　ＩＬ　・・・・・・・・・（２）すなわち、Ｉ
ｖＰ＞ＩＦＮとなり正極き電々流検出器１３Ｂの出力は
、負極き電々流検出器１４Ｂの出力より大きくなり、差
動回路１５Ｂの出力はＩＤ　＝　ＩＰＰ　ＩＦＮのため
正の値を示す。

直流地絡判別回路１６Ｂは、差動回路１５Ｂの出力が正
の値であることから、正極電車線８Ｂで地絡故障があっ
たことを判別し動作する。

＄６図は、負極電車線９Ｂに地絡故障が発生した場合を
示し、第５図とは逆に電気車１こ流れる電流ＩＬの他に
、直流地絡電流が、交・直変換装置２の正極から１２の
抵抗器の中性点を通って大地に流入する。この故障電流
ＩＧは故障点から負極電車線９Ｂ、負極き電線７Ｂ、変
電所負極母線４を経由して交・直変換装置２に戻る。

従って正極き電線６Ｂを流れる電流ＩＦＰおよび負極き
電線７Ｂを流れる電流ＩＦＮはそれぞれ次の式で表わさ
れる。

ＩＦＦ　”　ＩＩ、　・・・・・・・・・（３）５Ｎ＝
　ＩＬ　十ＩＱ　・＝−＝−・（４）すなわち、ＩＦＰ
　＜　ｂｒｉとなり、正極き竜々流検出器１３Ｂの出力
は、負極き電々流検出器１４Ｂの出力より小さくなり差
動回路１５Ｂの出力はＩＤ＝ｌＦＰ　ＩＦＮとしている
ため負の値を示す。

直流地絡判別回路１６Ｂは、第５図の場合とは逆に、差
動回路１５Ｂの出力が負の値であることから、負極電車
線９Ｂで地絡故障があったことを判別し動作する。

また、第７図は、変電所正極母線３で地絡故障が発生し
た場合を示しているが、この場合には、地絡電流は交・
直変換装置２から変電所正極母線３、故障点を通って大
地に流入し、抵抗器Ｊ２の中性点から交・直変換装置２
の負極へ戻る。

従って、正極き電線６Ｂおよび負極き電線７Ｂのどちら
にも、故障電流は流れないため、正極き電々流検出器１
３Ｂの出力と、負極き電々流検出器１４Ｂの出力とは等
しく、差動回路１５Ｂの出力はＩｎ　”’　Ｉｒｐ　−
ＩＦＮ　＝　０となり、直流地絡判別回路１６Ｂは動作
しない。

第７図は、変電所正極母線で地絡故障が発生した場合を
示したが、これ以外でも、正極き電々流検出器１３Ｂお
よび負極き電々流検出器１４Ｂよりも交・直変換装置２
に近い側で地絡故障が発生した場合には、いずれの場合
でも、直流地絡判別回路１６Ｂは動作しない。

以上述べたように、本発明によれば、直流地絡故障が特
定の電車線で発生したことを判別する。

それと同時に、正極電車線で地絡が発生したのか、負極
電車線で地絡が発生したのかを明確に判別することがで
き、地絡故障点を判別できるようにしたので、地絡故障
点を探すための労力と時間が短縮される直流地絡故障検
出装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来の電気鉄道用変電所の構成図、
第３図は本発明による直流地絡故障検出成因である。 ２・・・交・直変換装置 ６ＡＩ６Ｂ・・・正極き電線 ７ＡＩ７Ｂ・・・負極き電線 １２・・・・・・・・・・・・抵抗器 １３Ａ、１３Ｂ　ｔｊ・正極き電々流検出器１４Ａ１１
４Ｂ・・・負極き電々流検出器１５Ａｔ１５Ｂ・・・差
動回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 交流を直流に変換してき電する電気鉄道用直流変電所か
   らの正極母線および負極母線の間に接続される中性点が
   接地された抵抗器と、前記正極母線に接続された正極き
   電線のき電々流を検出する正極電流検出器と、前記負極
   母線に接続された負極き電線のき電々流を検出する負極
   電流検出器と、る直流地絡判別回路とを有する直流地絡
   故障検出装置。