JPS63313074A - 零相変流器 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、３相配電線の地絡事故を発見すべく零相電流
を検出する零相変流器に関する。

〔従来の技術〕

第２図は、「計器用変成器」　（電気書院、池田三穂司
著）に記されている従来の零相変流器の構成を示す模式
図であり、図中１ａ、　Ｉｂ、　Ｉｃは位相差が１２０
度の３相配電線を示す。その内部を３相配電線１ａ、　
１ｂ＋　ｌｃが貫通するようにして環状の鉄芯２が設け
られ、鉄芯２の一部には２次巻線３が巻回されており、
２次巻線３には、２次巻線３を流れる電流を検出する電
流検出部４が接続されている。

３相配電線１ａ、　Ｉｂ、　ｌｃを流れる電流は、定常
時は正相分及び逆相骨からなり、鉄芯２に誘起される磁
束は、各相の正相分及び逆相骨の電流に比例した磁界を
合成したものであるから、定常時の鉄芯２の磁束は零で
ある。従ってこの場合には２次巻線３には電流が流れな
い。ところが配電線に地絡が発生すると、零相電流が配
電線に流れて３相分の電流を合成しても零とならないの
で、鉄芯２に磁束が誘起され、２次巻線３には零相電流
に比例した２次電流が流れ、電流検出部４にてその電流
が検出される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

地絡゛バ故が発生した場合、停電頭載をできる限り狭く
し、しかも復旧時間を短くするためには、地絡事故地点
を？急かつ正確に発見することが必要であり、このため
には零相変流器を変電所構内だけでなく、配電線の中途
にも設置したほうが良い。

ところが従来の零相変流器では、１個の鉄芯内を３相配
電線が貫通する構成を有しているので、鉄芯が大型化し
て屋外の配電柱等に零相変流器を設置しようとする場合
には、その設置が困難であるという問題点があり、また
導体の鉄芯内を配電線が貫通しているので落雷等の際に
は事故が拡大することがあるという問題点があった。

配電線に地絡事故が発生した場合に生じる零相電流の大
きさは、定常時に各配電線に流れる電流の大きさの１／
１００〜１　／１０００であり、各相電流を検出し、電
気信号に変換した後各相電流を合成して零相電流を検出
する方法では、各相電流の検出精度を高くする必要があ
った。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、小型
、軽量であって、しかも地絡事故を拡大する虞がな（、
配電柱等に設置することに適した零相変流器を提供する
ことを目的とする。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明に係る零相変流器は、３相配電線に各相の電流を
検出する３個の光電流検出素子を設け、各光電流検出素
子からの光信号出力を光合波器にて合成し、その光合波
器からの出力に基づいて零相電流を検出するようになし
たものである。

〔作用〕

本発明の零相変流器では３相配電線夫々に設けられた光
電流検出素子にて各相の電流が光信号にて検出される。

検出された光信号が光合波器により合成され、次いで光
合波器の出力に基づき零…電流が検出される。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて具体的に
説明する。第１図は本発明の零相変流器の構成を示す模
式図であり、図中１ａ、　ｌｂ、　ｌｃは位相差が１２
０度の３相配電線を示す。磁界強度に応　　−じた光の
偏向面の回転に基づき対応する配電線を流れる電流の大
きさを検出できる光電流検出素子５ａ、　５ｂ、　５ｃ
が、各配電線１ａ、　１ｂ＋　ｌｃの電流にて生じる磁
界内に設けられている。光電流検出素子５ａ（５ｂ、　
５ｃ）は、光ファイバ６ａ　（６ｂ、　６ｃ）　、７ａ
　（７ｂ。

７ｃ）を夫々介して、電気信号を光信号に変換する電気
・光信号変換器８ａ　（８ｂ、　８ｃ）　、光電流検出
素子５ａ　（５ｂ、　５ｃ）からの光信号を分配する光
分配器９ａ　（９ｂ、　９ｃ）に接続している。電気・
光信号変換器８ａ　（８ｂ、　８ｃ）から出力された光
信号は、光ファイバ６ａ　（６ｂ、　６ｃ）　、光電流
検出素子５ａ　（５ｂ、　５ｃ）　。

光ファイハフａ　（７ｂ、　７ｃ）を通過して光分配器
９ａ（９ｂ、　９ｃ）に入力する。配電線１ａ　（ｌｂ
、’　ｌｃ）を流れる電流によって生じる磁界により、
光電流検出素子５ａ　（５ｂ、　５ｃ）において光の偏
向面が回転する。

光分配器９ａ　（９ｂ、　９ｃ）は入力した光信号を分
配し、電気・光信号変換器８ａ　（８ｂ、　８ｃ）に接
続して該電気・光信号変換Ｗ８ａ　（８ｂ、　８ｃ）か
らの光信号出力を制御する光信号出力制御器１０ａ　　
（１０ｂ、　１Ｏｃ）、及び複数の光信号を合成する光
合波器１１にその分配した光信号を出力する。

光信号出力制御器１０ａ　　（１０ｂ、　１０ｃ）は、
各電気・光信号変換器８ａ　（８ｂ、　８ｃ）からの光
出力信号のレベルが同一となるように制御信号を電気・
光信号変換器８ａ　（８ｂ、　８ｃ）に出力する。光合
波器１１は光分配器９ａ、　９ｂ、　９ｃからの出力を
合成し、この合成した光信号をフィルタに通してＤＣ成
分とＡＣ成分とに分け、その２成分の光信号を光・電気
信号変換器１２に出力する。光・電気信号変換器１２は
この２成分の光信号を電気信号に夫々変換し、その電気
信号を信号処理回路１３に出力する。信号処理回路１３
は入力した２成分の電気信号の商（へＣ成分／ＤＣ成分
）を算出し、この算出値を零相電流に換算する。

次に動作について説明する。電気・光信号変換器８ａ、
　８ｂ、　８ｃにて電気信号から変換された同一レベル
の光信号が電気・光信号変換器８ａ、　８ｂ、　８ｃか
ら光ファイバ６ａ、　６ｂ、　６ｃを介して出力され、
光電流検出素子５ａ、　５ｂ、　５ｃにおいて、配電線
１ａ＋　ＩＪｌｃを流れる電流によって生じる磁界の強
さに応じて光の偏向面が回転する。偏向面が回転された
光信号は光ファイバ７ａ、　７ｂ、　７ｃを経て光分配
５９ａ。

９ｂ、　９ｃを通過して光合波器１１に入力し、光合波
器１１で３相の光信号が合成される。光分配Ｗ９ａ、　
９ｂ。

９ｃにて分配された光信号が光信号出力制御器１０ａ。

１０ｂ、　１０ｃに入力され、この入力信号に基づき、
各電気・光信号変換器８ａ、　８ｂ、　８ｃからの光出
力信号のレベルが同一となるように光信号出力制御器１
０ａ。

１０ｂ、１０ｃから制御信号が電気・光信号変換器８ａ
＋８ｂ、　８ｃに出力される。

合成された光信号は光合波器１１内のフィルタを通って
ＡＣ成分及びＤＣ成分に分けられ、光・電気信号変換器
１２にて各成分の光信号が電気信号に変換され、その電
気信号は信号処理面路１３にて換算され零相電流が検出
される。

定常時は３相配電線１ａ、　ｌｂ、　ｌｃを流れる交流
のヘクトル和は零であり、電気・光信号変換器８ａ。

８ｂ、　８ｃからの光出力信号のレベルは同一であるの
で、定常時の光信号のＡＣ成分は零である。従って信号
処理回路１３での両成分の商は零となり、零相電流は検
出されない。

一方地路事故が発生すると、３相配電線１ａ＋　ＩＬｌ
ｃを流れる交流のヘクトル和は零ではなく、光信号のＡ
Ｃ成分が存在する。この場合は信号処理回路１３にて両
成分の商（零でない値）が算出され、この算出値に適当
な比例定数をかけて零相電流を検出する。

本実施例では信号処理回路１３にて処理される信号は零
相電流成分のみであるので、信号処理回路１３の処理精
度をあまり高くすることなく正確に零相電流を検出する
ことができる。

〔発明の効果〕

以上詳述した如（、本発明の零相変流器は光信号に基づ
き零相電流を検出するので従来のように大型の鉄芯が不
要となって、機器が小型、軽口であり、配電柱等に容易
に取付けることができる。

また、従来のような落雷に伴う事故拡大の盾がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の零相変流器の構成を示す模式図、第２
図は従来の零相変流器の構成を示す模式図である。 ｌａ、　ｌｂ、　ｌｃ−３相配電線　５ａ、　５ｂ、　
５ｃｍ光電流検出素子　１１・・・光合波器 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、３相配電線の零相電流を検出する零相変流器におい
   て、 ３相配電線の各相の電流を検出する３個の光電流検出素
   子と、該光電流検出素子からの光信号出力を合成する光
   合波器と、該光合波器の出力に基づいて３相配電線の零
   相電流を検出する回路とを具備することを特徴とする零
   相変流器。