JP2001320828A

JP2001320828A - 事故範囲判別機能付地絡継電器

Info

Publication number: JP2001320828A
Application number: JP2000134554A
Authority: JP
Inventors: Hideki Osawa; 秀樹大澤
Original assignee: TOHOKU DENKI HOAN KYOKAI
Current assignee: TOHOKU DENKI HOAN KYOKAI
Priority date: 2000-05-08
Filing date: 2000-05-08
Publication date: 2001-11-16

Abstract

(57)【要約】【課題】配電用変電所からの高圧配電線路に接続され
る自家用受電設備で地絡事故が発生したときに、自家用
側か否かを判断する手段を設けて、もらい事故の場合に
は、自家用側の地絡継電器の動作時間を遅延させる制御
を行う。【解決手段】自家用側地絡継電器に設ける制御装置１
０は、入力信号を自家用側零相変流器で検知した事故電
流の情報を用い、前記事故電流の信号を入力回路１２か
らフィルタ回路１３、高調波解析回路１４とレベル検出
回路１５に伝達し、前記２つの回路の出力を動作時間特
性切替回路１６にタイマー１７の信号をも入力して処理
し、信号を出力回路１８を介してＧＲの動作回路に出力
する。そして、波形の違いと高調波の解析値との２つの
情報を用いて判断し、もらい事故の場合には、ＧＲの動
作時間を遅らせるような制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高圧電気設備の送
配電設備に接続し、自家用電気設備に設ける地絡継電器
において、地絡事故が発生した箇所が自家用側か否かを
判別し、配電系統での事故に対しては、自家用側の地絡
継電器が作動しないように保護する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、高圧電気設備を含む送配電設備
においては、図８に示すように、供給変電所（配電用変
電所）１からの高圧配電線路２に自家用受電設備３、４
……を配置し、前記自家用受電設備３、４……において
は、各需要部に給電する給電経路を設けている。一般の
工場等においては、配電用変電所からの高圧配電線から
自家用受電設備に分岐して接続し、変圧器を通して低圧
電力をモータ等の自家用電気設備に供給するようにして
いる。前記自家用受電設備には、高圧受電用地絡継電器
（以下「ＧＲ」と呼ぶ）が広く用いられており、自家用
設備内で地絡事故が発生した時に、前記ＧＲが動作して
自家用設備側の開閉器を遮断し高圧電線配電線から切り
離すようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記自家用
受電設備に設けているＧＲは、高圧配電線側の事故（も
らい事故）によっても作動するので、自家用受電設備側
に何等の異常がない場合にも停電するという問題があ
る。前記高圧配電線側で異常電流が流れた場合に、比較
的短時間（数秒）の停電の後に送電が再開されたとして
も、前記自家用側では開閉器が切られた状態が続くの
で、停電の回復のために長い時間を要するとともに、工
場等では停電による損失が大きく発生する。また、前記
ＧＲとしては、一般に静止型機器が用いられており、外
部から供給する電源、またはＧＲ付交流負荷開閉器内の
専用変圧器による制御電源を設けることが必要である。
ところが、専用の電源を用いてＧＲの制御を行う場合に
は、余分な給電系統を設ける必要があり、専用変圧器を
用いる場合には、開閉器全体が大型となるという問題が
ある。

【０００４】本発明は、前述したような従来のＧＲの不
必要な動作を解消しようとするもので、もらい事故に対
しては作動せずに、自己の地絡事故に対しては他の設備
に影響を与えないように早期に開閉器を作動させ得る装
置を提供することを第１の目的とし、ＧＲに対して制御
電源の供給を容易に行い得る手段を提供することを第２
の目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、配電用変電所
からの高圧配電線路に接続される自家用高圧受電設備に
関する。本発明の請求項１の発明は、前記自家用高圧受
電設備に零相変流器を内蔵した開閉器を配置し、零相変
流器を介して地絡継電器を配置し、前記開閉器に設ける
地絡継電器には、零相変流器から入力される高圧電路の
零相電流データから、自家用高圧受電設備側での事故と
高圧配電線路側での事故とを判別する手段を設け、前記
事故の発生源が高圧配電線路側の場合に、自家用高圧受
電設備側での開閉器の動作時間を遅らせるよう制御する
ことを特徴とする。

【０００６】請求項２の発明は、前記自家用高圧受電設
備に設ける事故判別手段においては、事故電流の波形を
解析した結果にもとづいて、高圧配電線路側の事故を判
別して、前記自家用高圧受電設備の開閉器の動作時間
を、自家用高圧受電設備側事故時の動作時間よりも所定
の時間遅らせる制御を行うことを特徴とする。請求項３
の発明は、前記自家用高圧受電設備に設ける事故判別手
段において、零相変流器から地絡継電器の制御回路に入
力される情報を、高調波解析する回路とレベル検出回路
とに並列に入力し、前記２つの回路の出力を動作時間特
性切換回路に伝達し、前記動作時間特性切換回路におい
ては、波形の歪率と偶数高調波成分の含有率を、あらか
じめ設定している値と比較し、自家用側か否かの判断を
行う手段を設けることを特徴とする。

【０００７】前述したように構成した制御装置を用いる
のであるから、異常電流が流れた場合に、自家用側での
地絡事故か、もらい事故かを容易に判別することができ
る。そして、前記自家用側での地絡事故ではない場合
に、その開閉器の動作を遅延させている間に、事故電流
が流れた原因側での電路が遮断されて、特定の自家用側
での開閉器が遮断されずに済むことになる。したがっ
て、前記制御装置により、従来のＧＲの場合のように、
異常電流が流れたことを検知した時に、直ちに開閉器を
遮断する処理を行わないので、開閉器の不必要遮断が少
なくなり、停電後の復旧処理を行う頻度が少なくなる。
また、特定の自家用側での地絡事故が、他の自家用側の
受電設備や変電所に影響を与えることがなくなる。

【０００８】請求項４の発明は、配電用変電所からの高
圧配電線路に接続される自家用高圧電気設備において、
前記自家用高圧受電設備に設ける地絡継電器に対して、
制御電源としての自己電源回路を設け、前記自己電源回
路においては、一次導体の絶縁に用いる絶縁ブッシング
に対して、二次巻線を設けた磁心を配置して変流手段を
構成することを特徴とする。

【０００９】そして、ＧＲの動作のために必要とされる
電源を、高圧コンデンサおよび負荷設備に流れる電流を
自己電源回路を介して給電する手段を設けることによ
り、従来のＧＲのような電源を別の変圧器等を用いて形
成する必要がない。そして、前記自己電源回路において
は、貫通ブッシングを用いたことで、変流器の磁心や二
次巻線を一次導体に対して絶縁する必要がなく、高圧電
路のサージングインピーダンスに不均衡が生じないた
め、高圧電路に過渡電圧の集中が発生しにくいという特
徴がある。

【００１０】

【発明の実施の形態】最初に、本発明の装置の動作原理
と、背景技術を説明する。一般に、ＧＲのもらい事故
は、前記図８に示したように、配電用変電所からの高圧
配電線路に対して、多数の自家用受電設備を接続して配
置した場合に、高圧配電線路での事故や、他の自家用受
電設備での事故により発生する。そして、その高圧配電
線路に接続される各自家用受電設備のＧＲが、前記事故
により流れる異常電流を検知して、高圧配電線路から遮
断する動作を行う。

【００１１】前記もらい事故の際に流れる電流は、図１
２の配電線側地絡時の非接地配電系統の等価回路図に示
すように、配電系統に零相電圧Ｖｏが発生する。この系
統に発生したＶｏにより、自家用側対地静電容量Ｃ２を
通して電流Ｉｇ２が流れるもので、このＩｇ２が流れる
状態をもらい事故という。なお、この等価回路図におい
て、Ｒ：配電用変電所等価中性点抵抗、Ｖｏ：零相電
圧、Ｅ：配電線対地電圧、Ｒｇ：地絡点抵抗、Ｃ１・Ｃ
２：配電線側および自家用側対地静電容量、ＺＣＴ１：
配電用変電所零相変流器、ＺＣＴ２：自家用側零相変流
器、を各々示している。

【００１２】＊もらい事故の動作：例えば、前記図８に
おいて、自家用電気設備３に地絡が発生した場合に、前
記設備３のみのＧＲが動作し、配電線２から遮断される
ことが望ましい。ところが、前記設備３に地絡事故が発
生した場合に、その際に流れる電流Ｉｇ２により、他の
設備４等でもＧＲが動作して、不要な停電に至るという
問題かある。つまり、設備３の事故が他の設備４等にも
影響を与えて、地絡事故が発生した設備３の保護範囲外
にも影響が発生する原因となっている。＊もらい事故の電流の大きさ：もらい事故電流の大きさ
Ｉｇ２［Ａ］は、系統の地絡事故により発生する零相電
圧Ｖｏ［Ｖ］と、自家用側対地静電容量Ｃ２［Ｆ］およ
び、系統の周波数ｆ［Ｈｚ］によって、式１で定められ
る。Ｉｇ２＝２πｆＣ２Ｖｏ…………… 式１＊高圧受電用地絡継電器（ＧＲ）の動作：ＧＲは零相変
流器（以下「ＺＣＴ」という）設置点に流れる定格周波
数（商用周波数）電流（以下「Ｉｇ」という）の大きさ
のみを判断し、動作する継電器である。高圧受電設備用
ＧＲは、一般に静止型で動作電流タップ（０．２Ａ、
０．４Ａなど）が設けられ、図２の例のように、動作時
間は、定限時動作（Ｉｇがタップ値からある値を越えた
場合一定時間で動作）である。また、Ｉｇと零相電流Ｉ
ｏの関係は、Ｉｇ＝３Ｉｏで表される。

【００１３】＊もらい事故によるＧＲの不必要動作：高
圧配電系統に接続された多数の高圧受電設備３、４……
のうちの１か所に地絡が生じると、前記図１２の等価回
路図に示したように、高圧配電系統にＶｏが発生する。
このＶｏにより、各自家用電気設備の対地静電容量に応
じたもらい事故電流Ｉｇ２が、ＺＣＴ２に流れる。この
Ｉｇ２の大きさは、前記式１に示す大きさとなる。前記
もらい事故電流の大きさが、ＧＲの整定タップ値（０．
２Ａ、０．４Ａなど）を超え、図４に示すような慣性不
動作時間と余裕時間の和を超える電流が連続して流れた
場合、ＧＲが動作して電路を遮断する動作を行う。前記
Ｉｇ２の大きさは、Ｖｏが一定の場合には、自家用電気
設備の対地静電容量Ｃ２に比例する。したがって、対地
静電容量の大きい（高圧ケーブル旦長の長い）電気設備
程、ＧＲが不必要動作しやすくなる。これらの点から、
同一の配電系統に接続された多数の自家用電気設備のう
ち、１か所で地絡事故が発生した場合、対地静電容量の
大きい電気設備等がもらい事故電流によりＧＲが不必要
動作し、多数の自家用電気設備が不要な停電に至るとい
う問題がある。

【００１４】自家用側地絡時の特徴：地絡電流波形と高
調波成分分析例：自家用側地絡時には、図９の等価回路
図に示すような地絡電流Ｉｇが流れる。前記Ｉｇ波形例
は図１０に示すようなものであり、高調波成分分析例は
図１１に示すようになる。その波形と高調波成分の特徴
は、以下の通りとなる。（ａ）地絡電流波形は、放電を原因とするものが多いた
めに、図１０に示すように、基本波成分が少なく、高調
波成分を多く含む。（ｂ）間欠放電等が発生した場合、正極側と負極側の波
形が非対称のいわゆる非対称波が多く発生する。（ｃ）非対称波が発生した場合には、高調波成分には図
１１に示すような２次、４次等の偶数次数の高調波成分
を多く含む。（ｄ）変圧器等の油入機器の場合は、絶縁油の消弧能力
が高いため、放電の発生がランダムで高い次数の高調波
が発生する。

【００１５】自家用地絡時の地絡電流値変化の特徴：自
家用側地絡時の等価回路は前記図９に示したようにな
り、ＺＣＴ２に流れる電流Ｉｇ２′は、図のとの合
成電流となり、第２式で表される。

【００１６】計算例１（地絡点抵抗がＲｇの場合） ……式２但し２πｆ＝ω 計算例２（完全地絡し、地絡抵抗Ｒｇが「０」の場合）Ｒｇ２′＝｛（１／Ｒ）＋ｊωＣ１｝Ｅ ……式３前記式２および式３からＲｇ２′は、系統の対地静電容
量Ｃ１と、変電所の等価中性点抵抗Ｒ、対地電圧Ｅおよ
び地絡抵抗Ｒｇから定まる。一般に自家用地絡時に流れ
る電流値はＣ１の値が数μＦから十数μＦ程度と大きい
ため、もらい事故電流に比較して変化が大きく、地絡点
抵抗の変化により、０（Ｒｇ＝∞）から、数十Ａ程度
（Ｒｇ＝０）まで変化する。また、地絡抵抗はアーク地
絡に発展することが多く、アークの特性から極めて短時
間に小電流領域から最大値まで変化することがある。な
お、最大電流は系統の対地静電容量Ｃ１によりほぼ定ま
り、１０〜３０Ａ程度の場合が多い。

【００１７】もらい事故時の特徴：前記図１２の等価回
路図に示したような地絡事故が発生した場合に、そのＺ
ＣＴ設置点のＩｇ波形例は図１３に示されるようにな
り、前記Ｉｇの高調波成分分析結果例は図１４に示され
るように得られる。＊地絡電流波形と高調波成分分析：もらい事故電流がＧ
Ｒのタップ値（０．２Ａ、０．４Ａなど）に近くなる場
合は、配電系統が完全地絡に近い状態の場合である。そ
して、この時の波形と高調波成分の特徴と以下のように
なる。（ａ）地絡電流波形は、高調波成分を殆ど含まず、基本
波成分が多い。（ｂ）波形の正極側と負極側が対称の対称波が多く発生
する。（ｃ）高調波成分は奇数波成分が多く、偶数波成分をほ
とんど含まない。

【００１８】＊もらい事故時のＩｇ変化の特徴：前記図
１２の等価回路からＺＣＴ２に流れる電流は、自家用電
気設備の対地静電容量Ｃ２と、Ｖｏにより決定され、前
記式１の電流値となる。なお、６，６ｋＶ系統では、Ｖ
ｏは最大で３８１０Ｖで、静電容量Ｃ２は一般にＣ１に
比較して１／１０以下であるため、もらい事故の電流は
一般に１Ａ以下である。また、Ｖｏの最大値をＶｏｍと
すると、最大電流Ｉｇ２ｍは、次の式４のようになる。Ｉｇ２ｍ＝２πｆＣ２Ｖｏｍ……… 式４したがって、Ｃ２をあらかじめ測定してある場合は、最
大電流値Ｉｇ２ｍは既知となり、Ｉｇ２の値は、Ｉｇ２
ｍに収束する。

【００１９】もらい事故電流によるＧＲ動作を防止する
ための手段＊原理：前述の例のように、自家用設備ＺＣＴ設置点に
流れる地絡電流波形は、自家用側地絡時ともらい事故時
では、地絡電流波形に顕著な差異がある。また、自家用
側完全地絡時と、もらい事故時のＺＣＴ２設置点のＩｇ
の大きさには１０倍以上の開きがある。この性質を利用
して、自家用側地絡と判断される場合ともらい事故と判
断される場合に、継電器の動作時間特性を変化させ、も
らい事故電流による継電器の不必要動作を低減させるも
のである。

【００２０】＊配電用変電所の動作時間特性：配電用変
電所の地絡保護動作は、地絡方向継電器（ＤＧＲ）と地
絡過電圧継電器（ＯＶＧ）のＡＮＤ条件で動作し、一般
に６ｋΩで系統に地絡があった場合に、１秒以内（一般
に０．７秒程度）の定限時動作となるように整定されて
いる。

【００２１】＊継電器の動作特性上重要な事項：自家用
設備用保護継電器を設計または整定する場合、継電装置
の動作時間を配電用変電所より自家用側が早くなるよう
に整定する。そして、自家用側に地絡事故があった場合
に、速やかに自家用側地絡継電器を動作させて事故を除
去し、配電用変電所の継電装置が先に動作することがな
いようにする。

【００２２】＊自家用側地絡時ともらい事故の相違：保
護範囲判別機能は、自家用側地絡事故時ともらい事故の
それぞれに対して、ＺＣＴ一次電流の地絡電流波形と地
絡電流値の変化の違いに着目し、自家用側地絡時、配電
系統の地絡によるもらい事故を判別する。そして、前記
地絡が自家用側地絡と判断される場合には、ＧＲを動作
させて速やかに開閉器を遮断する。また、もらい事故と
判別される場合は、ＧＲの動作時間特性を変化させ、Ｇ
Ｒの不必要動作を防ぐように制御するものである。前述
したように、もらい事故の場合と自家用側での事故の場
合との間で、波形と電流の大きさの２つの要素に明らか
な差異があることを前提として、本発明においては、以
下に説明するような装置を構成することができる。

【００２３】次に、前記動作原理を利用した本発明の装
置の構成を説明する。図１に示す制御装置１０において
は、入力信号に自家用側零相変流器（以下「ＺＣＴ」と
呼ぶ）で検知した事故電流の情報を用い、前記事故電流
の信号を入力端子１１から入力回路１２に入力する。前
記入力回路１２の出力はフィルタ回路１３に伝達され、
その出力を高調波解析回路１４とレベル検出回路１５に
伝達する。そして、前記高調波解析回路とレベル検出回
路の出力を動作時間特性切替回路１６に伝達して処理す
るが、前記動作時間特性切替回路１６にはタイマー１７
の信号をも入力して処理し、信号を出力回路１８を介し
てＧＲのトリップ回路に出力する。

【００２４】前記制御装置１０に配置する各回路におい
て、入力回路１２では、ＺＣＴ２次端子からの入力され
る２次電流をＧＲ内部で処理しやすい電圧に変換する。
また、フィルタ回路１３はローパスフィルタであり、系
統周波数から針状波形の周波数成分までの、周波数帯域
を通過させることができる。

【００２５】高調波解析回路１４においては、Ｉｇ波形
を高調波解析し、波形の歪率（高調波成分の実効値／基
本波の実効値）がある一定の割合を超過した場合、また
は偶数高調波成分の含有率（偶数波成分の実効値／波形
の実効値）がある一定の割合を超過した場合は、自家用
側と判断した信号を動作時間特性切替回路１６に向けて
出力する。また、波形の歪率、または偶数高調波成分の
含有率が一定の割合以下の場合は、もらい事故電流と判
断する信号を、動作時間特性切替回路１６に向けて出力
する。前記レベル検出回路１５は、入力されたＩｇ電流
の大きさを実効値または平均値で検出し、動作時間特性
切替回路１６に向けて信号を出力する。

【００２６】動作時間特性切替回路１６における動作時
間特性を、定限時特性と反限時特性（Ｉｇが大きくなる
にしたがって動作時間が短くなる）の２つの特性をＩｇ
波形の高調波解析結果により切替える処理を行う。（ａ）定限時動作時：自家用設備で地絡があった場合
に、Ｉｇが大きいので、動作時間が早くなり、速やかに
地絡事故を除去することが必要である。そこで、従来の
ＧＲの場合と同様に、動作時間特性切替回路１６では、
高調波解析により、自家用側地絡と判断した場合は、図
２の定限時動作特性とし、Ｉｇの値が制定タップ値
（０．２Ａ、０．４Ａなど）を超過した場合は、速やか
にＧＲを動作させる。なお、前記自家用側地絡と判断し
た場合に、ＧＲを動作させる時間は０．２秒程度に設定
される。

【００２７】（ｂ）反限時動作時：高調波解析の結果、
もらい事故と判断される場合には、図３の反限時特性と
して処理する。つまり、配電系統に接続されている他の
自家用設備で地絡事故が発生した場合に、そのもらい事
故の事故電流（Ｉｇ）は小さい値となるので、動作時間
は一般のＧＲの動作時間よりも遅くなるような、反限時
特性とすることにより、不必要なＧＲの動作を防止す
る。タイマー回路１７は、一定の時間信号を出力するも
ので、前記図９、図１０の動作時間の設定に用いる。ま
た、出力回路１８は、ＧＲに動作信号（トリップ信号
等）を出力する回路で、前記動作時間特性切替回路１６
の出力を、ＧＲに向けて出力する。

【００２８】前述したように構成した制御装置１０で
は、高調波解析回路１４において前記図１０、図１３に
示すような波形の解析を行い、レベル検出回路１５にお
いて図１１、図１４に示すような解析を行って、その解
析の結果の情報を動作時間特性切替回路１６に伝達す
る。前記動作時間特性切替回路１６においては、ＧＲに
つながる自家用側受電設備での地絡と、もらい事故の判
別を行い、レベル検出回路１５でのＩｇ波形からの電流
の大きさの検出結果から、図２、３の入力電流（Ｉｇ）
のデータとして用いる。

【００２９】そして、前記動作時間特性切替回路１６に
入力された情報にもとづいて、自家用設備で地絡があっ
たと判別された時には、開閉器を遮断する動作を迅速に
行って、配電用変電所や配電線に接続されている他の自
家用設備に影響を与えないような処理を行う。また、前
記検知された電流が、もらい事故であると判別された場
合には、タイマー１７の信号を加味して信号の処理を行
い、図４に示すような余裕時間を設定し、自家用側での
開閉器の動作時間を遅らせる処理を行うことで、そのＧ
Ｒを設置している自家用側受電設備での開閉器が遮断さ
れないようにする。

【００３０】前述したような構成の制御装置１０を設け
て、異常電流が流れた場合に、自家用側での地絡事故
か、もらい事故かを容易に判別することができる。そし
て、前記自家用側での地絡事故ではない場合に、その開
閉器の動作を遅延させている間に、事故電流が流れた原
因側での電路が遮断されて、特定の自家用側での開閉器
が遮断されずに済むことになる。したがって、前記制御
装置により、従来のＧＲの場合のように、異常電流が流
れたことを検知した時に、直ちに開閉器を遮断する処理
を行わないので、開閉器の不必要遮断が少なくなり、復
旧作業を行う頻度が少なくなる。また、特定の自家用側
での地絡事故が、他の自家用側の受電設備や変電所に影
響を与えることがなくなる。

【００３１】

【ＧＲの電源】一般に従来の交流負荷開閉器において
は、専用の変圧器を内蔵しており、高圧電路と負荷側の
間に設けている開閉器の負荷側に変圧器を配置し、ＧＲ
用の交流低圧電源に変換して、１１０Ｖ程度の電源電圧
をＧＲに供給している。ところが、前記専用の変圧器を
用いた電源装置の場合には、変圧器の２次側配線に異常
が生じた場合等に、ＧＲの動作を正常に行わせることが
できなくなるという問題がある。また、前記ＧＲの電源
として外部電源を配線する場合には、電気室等にＧＲ電
源専用の回路を設け、電源の配線を行う必要があるが、
その専用線の配線や保守に問題がある。

【００３２】そこで、前記ＧＲへの給電の問題に対処さ
せるために、例えば、図５に示すような機器の外箱等を
貫通するブッシング変流器（以下「ＢＣＴ」と呼ぶ）を
用いた自己電源回路３０を設けることができる。前記自
己電源回路３０は、開閉器の外箱の金属部に一次導体２
１を貫通させる部分で、一次導体２１の絶縁に用いる碍
子製貫通ブッシング２２に対して、二次巻線２４を設け
た磁心２３を配置し、前記一次導体２１に流れている電
流に対して二次巻線２４の巻線比率に応じた電流を自己
電源回路３０へ供給する。ＢＣＴ２０は一次導体２１に
一次電流Ｉ₁が流れると、二次巻線には変流比に応じた
二次電流Ｉ₂が流れるため、この電流を自己電源回路３
０に供給することにより、外部電源を設けない自己電源
型ＧＲ付交流負荷開閉器を構成することが可能になる。

【００３３】前記自己電源機能をＧＲに設けるために、
図６に示すような自家用高圧受電設備の特性を利用する
ことができる。前記高圧受電設備においては、開閉器２
５の設置箇所に流れる電流Ｉ₁は、高圧進相コンデンサ
２７に流れる電流Ｉｃと、負荷２６に流れる電流ＩＬの
ベクトル和となる。前記負荷電流は常に変動し、０から
最大値まで変動するが、前記負荷電流ＩＬが０となって
も、コンデンサ２７は常に一定電流が流れるので、この
開閉器２５の一次導体に流れる電流が０にならないこと
を利用してＧＲの電源とすることが可能である。

【００３４】前述したように、開閉器２５の一次導体に
常に流れる電流を利用するために、図７に示すような自
己電源回路を構成することができる。前記図７に示す例
では、ＢＣＴ（図５のＢＣＴ２０と同様な部材）により
得られる自己電源回路二次電流を、自己電源回路３０の
昇圧トランス３２により必要な電圧まで昇圧する。そし
て、前記トランス３２の出力電圧を整流・安定化回路３
３を通して、整流、安定化し。ＧＲ動作に必要な直流電
源として用いる。なお、装置の使用初期段階等で必要な
電源が得られない場合があるために、バッテリー３４を
付設して、地絡検出部３５の電源として用いる。なお、
前記バッテリーとしては、ニッケル水素電池等の二次電
池、または、超大容量コンデンサ（スーパーキャパシ
タ）等を利用することができる。

【００３５】したがって、前記ＧＲの動作のために必要
とされる電源を、開閉器２５の一次導体に流れる電流を
ＢＣＴ２０を介して利用することにより、従来のＧＲの
ように、電源を別の変圧器等を用いて形成する必要がな
い。そして、前記自己電源回路においては、貫通ブッシ
ングを用いたことで、変流器の磁心や二次巻線を一次導
体に対して絶縁する必要がなく、高圧電路のサージング
インピーダンスに不均衡が生じないため、高圧電路に過
渡電圧の集中が発生しにくいという特徴がある。また、
前記ＢＣＴを用いることで、一次導体から二次側への移
行電圧値が一般に小さい。さらに、前記二次側電流は、
開閉器の過電流検知用としても併用が可能である。

【００３６】

【発明の効果】本発明の装置は、前述したように構成し
た制御装置を用いるのであるから、異常電流が流れた場
合に、自家用側での短絡事故か、もらい事故かを容易に
判別することができる。そして、前記自家用側での地絡
事故ではない場合に、その開閉器の動作を遅延させてい
る間に、事故電流が流れた原因側での電路が遮断され
て、特定の自家用側での開閉器が遮断されずに済むこと
になる。したがって、前記制御装置により、従来のＧＲ
の場合のように、異常電流が流れたことを検知した時
に、直ちに開閉器を遮断する処理を行わないので、開閉
器の不要な遮断が少なくなり、停電後の復旧処理を行う
頻度が少なくなる。また、特定の自家用側での地絡事故
が、他の自家用側の受電設備や変電所に影響を与えるこ
とがなくなる。

【００３７】さらに、本発明においては、ＧＲの動作の
ために必要とされる電源を、高圧電路の一次導体に流れ
る電流をＢＣＴを介して給電する手段を設けることによ
り、従来のＧＲのように、電源を別の変圧器等を用いて
形成する必要がない。そして、前記自己電源回路におい
ては、貫通ブッシングを用いたことで、変流器の磁心や
二次巻線を一次導体に対して絶縁する必要がなく、高圧
電路のサージングインピーダンスに不均衡が生じないた
め、高圧電路に過渡電圧の集中が発生しにくいという特
徴がある。また、前記自己電源回路を用いることで、一
次導体側から二次側への移行電圧値が一般に小さく、前
記二次側電流は、開閉器の過電流検出用としても併用が
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の制御装置の構成を示す回路図であ
る。

【図２】定限時動作での動作時間と入力電流の関係の
説明図である。

【図３】反限時動作での動作時間と入力電流の関係の
説明図である。

【図４】動作時間の説明図である。

【図５】ＢＣＴの構成を示す説明図である。

【図６】自家用高圧受電設備の説明図である。

【図７】自己電源回路の構成を示す説明図である。

【図８】事故に対する配電系統に流れる電流の説明図
である。

【図９】自家用側の事故で流れる電流の説明図であ
る。

【図１０】事故電流の波形の説明図である。

【図１１】図１０の波形解析の説明図である。

【図１２】もらい事故で流れる電流の説明図である。

【図１３】事故電流の波形の説明図である。

【図１４】図１３の波形解析の説明図である。

【符号の説明】

１変電所、２配電線、３・４自家用電
気設備、１０制御装置、１１入力端子、１
２入力回路、１３フィルタ回路、１４高
調波解析回路、１５レベル検出回路、１６動
作時間特性切替回路、１７タイマー、１８出
力回路、２０ＢＣＴ、２１一次導体、２２
貫通型ブッシング、２３磁心、２４二次
巻線、２５開閉器、２６負荷、２７高
圧進相コンデンサ、３０自己電源回路、３１
ＢＣＴ、３２昇圧トランス、３３整流・安
定化回路、３４バッテリー、３５地絡検出
部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】配電用変電所からの高圧配電線路に接続
される自家用高圧受電設備において、前記自家用高圧受電設備に零相変流器を内蔵した開閉器
を配置し、零相変流器を介して地絡継電器を配置し、前記開閉器に設ける地絡継電器には、零相変流器から入
力される高圧電路の零相電流データから、自家用高圧受
電設備側での事故と高圧配電線路側での事故とを判別す
る手段を設け、前記事故の発生源が高圧配電線路側の場合に、自家用高
圧受電設備側での開閉器の動作時間を遅らせるよう制御
することを特徴とする事故範囲判別機能付地絡継電器
【請求項２】前記自家用高圧受電設備に設ける事故判
別手段においては、事故電流の波形を解析した結果にも
とづいて、高圧配電線路側の事故を判別して、前記自家
用高圧受電設備の開閉器の動作時間を、自家用高圧受電
設備側事故時の動作時間よりも所定の時間遅らせる制御
を行うことを特徴とする請求項１に記載の事故範囲判別
機能付地絡継電器。
【請求項３】前記自家用高圧受電設備に設ける事故判
別手段において、零相変流器から地絡継電器の制御回路
に入力される情報を、高調波解析する回路とレベル検出
回路とに並列に入力し、前記２つの回路の出力を動作時間特性切換回路に伝達
し、前記動作時間特性切換回路においては、波形の歪率と偶
数高調波成分の含有率を、あらかじめ設定している値と
比較し、自家用側か否かの判断を行う手段を設けること
を特徴とする請求項２に記載の事故範囲判別機能付地絡
継電器。
【請求項４】配電用変電所からの高圧配電線路に接続
される自家用高圧電気設備において、前記自家用高圧受電設備に設ける地絡継電器に対して、
制御電源としての自己電源回路を設け、前記自己電源回
路においては、一次導体の絶縁に用いる絶縁ブッシング
に対して、二次巻線を設けた磁心を配置して変流手段を
構成し、外部電源を設けない自己電源型を設けることを
特徴とする事故範囲判別機能付地絡継電器。