JPS60178371A - 高電圧機器の地絡検出方法 - 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】 （発明の技術分野） 不発明は、高電圧機器の動節検出方法に係り、特に密閉
形電気機器における地絡電流および地絡箇所を検出する
方法に関する。

（発明の技術的背景とその問題点） 最近、都市に訃ける用地難の問題や安全性などから、変
電所などの高電圧機器においては充を部間を空気により
絶縁した空気絶縁方式から、接地した圧力容器内に充電
部導体を配置し、８Ｆｂガス等によりこれらの間を絶縁
したいわゆる縮小形ガス絶縁開閉装＠（以下、ＧＩＳと
呼ぶ）が多く採用されるようになった。このＧＩＳにお
いては、充電部導体が金鵜性圧力容器によって完全に＆
われている几め、内部事故の場合に保守員が直接目視に
よって事故点を知ることは困難でるる。また、ＧＩＳの
大きさは、たとえＶｉ５０（ＨＶ用などでは長さが１０
０メートル以上に及ぶものもめる。その事故部分の切り
離しや交換などの復旧作業を迅速に行なうためには、事
故発生から短時間のうちに事故の検出ならびに事故点を
知ることが、きわめて重要となる。また、事故電流の大
きさを知ることができればその損傷の程度を推定するこ
ともできる。

高電圧機器の内部事故には、地絡事故と相聞短絡事故が
あるが、地絡事故単独で終わる場合や、または地絡事故
から相聞短絡へと発展するものも多く、地絡事故全すみ
やかに検出することは非常に大きな意義がある。

（発明の目＠） 不発明は、上記の必袈性に鑑みてなされたもので、ＧＩ
Ｓをはじめとする密閉形電気機器の、内部地絡事故位徴
ならびに地絡を流値を検出する高電圧機器の地絡検出方
法を提供すること全目的とするものである。

（発明の概要） 本発明においては、高電圧機器の互に分割絶縁されたし
ゃ閉ケースのそれぞれを、複数の接地線によＶ接地する
。この任意の一対の接地線には、それぞれ電流検出？ラ
ドが接続されている。電流検出ヘッドは、上記一対の接
地線に流れる地絡誘専篭流１１、Ｉ２全検出する。ここ
で、Ｉ　１　＝　Ｉ’　２ａ　ｓｉｒ＋　、ｙｆｔＩ　
２　＝　Ｉ’　２ｂ　ｓｉｎ　（ｊｌＦｔ＋θ）Ｉ’２
ａとＩ’２ｂはそれぞれの電流最大値Ｗは電流の角周′
ｔＢＬ数 ｔは時間 αとβは任意の定数 には不感帯の電流値 とすると、 ＩＩ’　２ａ　ｓｉｎ　７ｔ　＋　ａ　Ｉ’　２ｂ　＝
　（ｙ−を十β＃）ｌ＞ｘのとき地絡事故発生と判定す
る。また、この左辺の電流値から地絡電流の大きさを判
定する。

（発明の実施例） 〔実施例の構成〕 以下図面を参照しながら不発明の一実施例全説明する０
第１図は不発明の地絡検出方法ｔ−実施したＧＩ８タン
クｌの一部切欠袈部断面図である。

第１図において、ＧＩＳタンクｌは、図示しない送電線
路からの高電圧が印加された中心導体２を有し、互に絶
縁板３を介して分割絶縁されたし中これらの元ファイバ
他端は受信器９に接続されて接地線の地絡電流によって
生じる磁束の磁路を構成する磁性コア１０が設けられて
いる。この磁性コアｌＯには上述した地絡電流誘導用の
コイル１１が巻回されており、コイル１１は半固定抵抗
１２と互に逆極性に並列接続された一対の発光ダイオー
ド１３．１４と直列に接続されている。発光ダ１６に入
力される。０／ｇ変換器１５．１６の出力は後述する合
成回路１７と判定回路１８に１１に吸絖されている。

受信器９は、第３図に示すように、各元ファイバ伝送路
７．８．７′、８′からの地絡誘４電流１１、工２の各
正・負成分に対応する　− アバランシェフォトタイオード を含むＯ／Ｅ変換器１５．１６、ｌ　５’、ｌ　６’と
、これらの出力をそれぞれ合成する合成回路１７．１７
’ｉ有している。判定回路１Ｂは、合成［ｇｌ路１７’
からの出力の位相と絶対値を調整する補正回路１９と、
この補正回路１９及び前記合成回路１７からの出力を加
算する加算器２０と、加算器２０の出力音そのまま表示
する亀叱出力器２１と、加算器２０の出力を所定値にと
比較して地絡を判定する判定器２２と、地絡衣示器２３
とを有している。

〔実施例の作用〕

上記検出装置は次のように作動する。検出ヘッドυづコ
イル１１には、接地線’ｒ−’を流れる電流に対応する
電流が誘起される。この電流は交流だからその正極性分
により発光ダイオード１３が発光し、負極性分により発
光ダイオード１４が発光する。そして、光ファイバ７．
８で別々に０／Ｅ変換器１５．１６に送９込まれ、合成
回路１７でもとの電流波形に復元される。

の信号の処理中の誤差全補正回路１９で補正して、加算
器２０て加算する。その出力電流を比較判定器２２で判
定する。

ここで、第４図および８５図により、通常時と地絡時の
電流の関係を説明する。第４図は通常の運転状態で、負
荷電施工１により、接地線５ａ。

５ｂには誘４電流Ｉ２ａ、Ｉ２ｂが、それぞれ流れる。

電流１．２ａとＩ２ｂとは大きさが等しく、位相は逆位
相となっている。すなわち、次式のとおり両者は相殺す
る方向であり、ベクトル和は零Ｉ２ａ　＋　Ｉ２ｂ　＝
＝　Ｄ　＠１１１１１１１１１１拳−（１）一方、接地
線５ａおよび５ｂの区間間で、導体２とじゃ閉り−ス４
との間に地絡が生ずると、第５図のように、地絡電流Ｉ
ｆ　と、電流Ｉ２ａ、Ｉ２ｂとの関係はキルヒホッフの
法則から明らかなように、次式で衣わせる。

１２ａ＋■２ｂ＝Ｉｆ・・・・・・・φ　（２）以上の
とおり、接地線５ａ、５ｂに流れる電流の請求め、それ
が、零であれは、内部 に地絡はなく、零てなけれは地絡が発生したことｆ がわかる。また、このオ日電胃賃地絡電流を衣わしてい
る。

尿、３図の受信器は、前記の現象を利用して地絡を検出
する。即ち、加算器２０において、２つの検出ヘッドに
より有られた又流電流のベクトル和金求めるよう合成す
る。通常の運転状態では、それぞれ実線のような電流が
得られる。すなわち合成回路１７と１７’の出力電流は
、互に逆位相となりその和は零となる。地絡があった場
合には、破線のような電流が得られる。ところが、実際
には、受信回路や合成回路には誤差があるから、通常の
の測定値とのベクトル和は零とはならない。従って、誤
判定の可能性もめる。この誤判定を防止するため、次式
のとおり補正回路に調整機能を持たせる。

１’２ａ　ｓｉｎ　ｐｔ　＋　ａ　Ｉ’　２ｂ　ｓ。＜
ａｒｔ＋ＩＯ）　＞　Ｋ　−−−（ａ）ここで、 Ｉ’２ａ：接地＃ｉ！５ａに流れる電流の測定値のピー
ク値 １′２ｂ＝接地線５ｂに流れる′電流の測定値のピーク
値 θ：　Ｉ２ａとＩ′２ｂトノ位相先 α：位相先代の第２項の大きさを調整する係数β：位相
差を調整する係数 に：不感帯 αおよびβは通常の運転時に（３）式の左辺の値がほぼ
零になるように調整する。それでも完全に零にすること
はできないので、不感＠Ｋを設ける。

判定器２２においてＫを越え７’Ｃ場合には、内部地絡
があったものと判定し、地絡衣示器２３で弄示するよう
にする。端子２１からの電流出力は、フラウン管等を用
いて絶対値を数値で光示してもよいし、波形全出力して
もよい。以上により、地絡の有無と地絡電流の大きさ全
知ることができる。

（発明の効果） 不発明によれは、多点接地した高電圧機器の一対の接地
線に検出ヘッドを接続し、前記一対の接地線に導かれる
逆相の地絡電流を検出ヘッドにて逆相の地絡誘４電流と
して検知・すると共に電−気一光変換して光フアイバ伝
送路により受信側に伝送し、この受信側で再度元−電気
変換して再生した逆相のままの各地絡誘導電流の一方を
他方と相加し、この相加量と所定の電流値とを比較する
ようにしたことで、非地絡時に高電圧機器のしゃ閉り−
スに誘導されて接地線に流れる同相の訪ｉｔ流と地絡電
流とを明確に識別でき、かつ光フアイバ伝送ｊ１２！を
用いたことから地絡以外の電流や電磁誘導の影響を受け
ずに地絡を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法に係る機器構成図、第２図は検出装
置の一部分の結線図、第３図は受信器の回路フロック図
、第４図と第５図は、検出のｙＡ理説明図である。 ｌ　＊ｅ・・・・・・・・・・■・・・高電圧開閉装置
２・・・・０・・・・・争・・・・・中心得体９・・・
・０・・・・・・・・・・・受信器１５．１５′、１６
．１６’Φ・・・・０／Ｅ俊換器１７、１７’・・・・
０・・ｌ・・合成回路１９・・・・・拳・・・・・・・
ｌ補正回路２０・・・・・・・・・００・拳加算器２２
・・拳・・・・・・・・・・・・比較判定器　。 第２ＷＪ 第１頁の続き ０発　明　者　黒　沢　昇　川崎市川崎区小田栄：社内 ０発　明　者　笹　野　直　哉　川崎市川崎区小田栄：
社内 ０発　明　者　大　根　１）　進　川崎市川崎区小田栄
：社内 ２丁目１番１号　昭和電線電纜株式会 ２丁目１番１号　昭和電線電纜株式会 ２丁目１番１号　昭和電線電纜株式会

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　互いに分割絶縁されたし中間り−スのそれ′ぞれ
   を、複数の接地線により接地した高電圧機器において、
   前記しゃ閉り−スの任意の一対の接地線にそれぞれ電流
   検出ヘッドを接続し、前記一対の接地＃にそれぞれ４か
   れる地絡電流を前記検出ヘッドにて地絡誘導電流工１、
   工２とし検出し、 ｌ　Ｉ’２ａ　ｓｉｎ　ｗｔ　−１−ｃｌ　Ｉ’　２ｂ
   　ｓｉｎ　贋１＋βθ）ｌ＞Ｋのとち地絡と判定するこ
   とを特徴とする高電圧機器の地絡検出方法。