JPH0819158A

JPH0819158A - 自動区分開閉器

Info

Publication number: JPH0819158A
Application number: JP6167558A
Authority: JP
Inventors: Masaji Nakajima; 正司中島
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-06-28
Filing date: 1994-06-28
Publication date: 1996-01-19
Anticipated expiration: 2014-07-19
Also published as: JP2920072B2

Abstract

(57)【要約】【目的】地絡故障時に変電所が無停電で、地絡故障の
配電区間より変電所側の健全区間も停電せず、停電区間
の縮小と停電時間の短縮化を図る。【構成】地絡・短絡故障を選択検知する零相変流器、
零相変成器、その選択検知に基づいてを作動する地絡方
向リレー、地絡方向リレーの動作によって順次動作する
第１のリレー、第２のリレー、配電線の変電所側と負荷
側とを開閉する高圧開閉器、自動区分開閉装置、開放遅
延時間を設定する開放遅延回路を設け、開放遅延回路に
より設定される固有の開放遅延時間を変電所の地絡保護
リレーの動作時間より短く変電所の反限時特性の短絡保
護リレーの動作時間より長くした。開放遅延回路を可変
式開放遅延回路とし、それにより設定される開放遅延時
間が平常動作時よりも地絡故障時に自動的に短縮される
ようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は時限順送式配電線の配電
区間に配置されて使用される自動区分開閉器に関するも
のであり、配電区間に地絡故障、短絡故障等が生じたと
きに、その故障を自動的に選択検知でき、更にその選択
検知に基づいて故障の配電区間を変電所側の健全区間か
ら自動的に開放遮断して切り離すようにしたものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】時限順送式配電線は図４に示すように、
多数の配電区間Ａ₁ 、Ａ₂ ・・・の区分点に自動区分開
閉器Ｂ₂ 、Ｂ₃ ・・・を配置し、変電所の遮断器ＣＢが
閉路すると自動区分開閉器Ｂ₂ 、Ｂ₃ ・・・が、変電所
側の自動区分開閉器Ｂ₁ から負荷側の自動区分開閉器Ｂ
₂ 、Ｂ₃ ・・・に順次、予め定められている投入時間差
をもって投入されて、変電所側の配電区間Ａ₁ から最終
の配電区間Ａ_n まで順次送電されるようにしてある。

【０００３】このような時限順送式配電線１では、変圧
器の絶縁不良に起因する地絡故障、高圧配電線を支持す
る支柱の碍子の絶縁不良等に起因する地絡故障、強風や
鳥等の接触に起因する地絡故障、等々の各種地絡故障が
生ずることがある。また、ケーブル自体の絶縁不良に起
因する短絡故障が生ずることもある。近年はこれらの故
障のうち、短絡故障はケーブルの品質の改善に伴って非
常に少なくなり、僅か１０〜２０％に過ぎず、残りの８
０〜９０％は地絡故障である。

【０００４】

【平常送電】図４に示す時限順送式配電線では次のよう
にして変電所から高圧配電線へ送電される。（１）変電所のフィーダＦ１のＣＢ（遮断器）が閉路す
ると配電区間Ａ₁ に送電され、自動区分開閉器Ｂ₁ とＢ
₅ に電圧が印加される。（２）自動区分開閉器Ｂ₁ は予め定められている投入時
間（例・７秒）後に投入され、配電区間Ａ₂ に送電され
る。（３）以下、配電区間Ａ₂ 以降の自動区分開閉器Ｂ₂ 、
Ｂ₃ ・・・は前記の時間差をもって順次投入され、４９
秒後に最終配電区間Ａ₈ に送電される。

【０００５】図４の時限順送式配電線１では配電区間Ａ
₁ 、Ａ₂ ・・・のいずれかに短絡或は地絡故障が発生し
た場合、次の様に処理されていた。（１）例えば、配電区間Ａ₃ で短絡或は地絡事故が発生
した場合、変電所の遮断器ＣＢが遮断する。通常、遮断
器ＣＢはその遮断後に２度閉路されるように設定されて
いる。この場合、１回目の閉路を再閉路、２回目の閉路
を再々閉路という。（２）前記遮断器ＣＢの遮断後に再閉路して配電線に再
送電した時に同遮断器ＣＢが再度遮断して再停電する
と、その配電区間Ａ₃ が短絡或は地絡故障区間として検
出される。このとき、自動区分開閉器Ｂ₂ は遮断状態に
ロック（その後に再度閉路しても負荷側に送電されない
状態に保持されること）されて、遮断器ＣＢがその後に
再々閉路されて変電所から配電区間Ａ₂ に送電されても
自動区分開閉器Ｂ₂ は投入せず、事故区間（図４の配電
区間Ａ₃ ）がそれより変電所側の健全区間から切り離さ
れる。この場合、切り放された配電区間Ａ₃ 以降の配電
区間は停電するが、それよりも変電所側の健全な配電区
間Ａ₁ 、Ａ₂ は停電しない。（３）前記の再閉路時に、予め定められている検出時間
内に地絡故障が検出されなければ、自動区分開閉器Ｂ₂
は平常状態に戻り、ロックが解除されて、再々閉路後は
それより後段の自動区分開閉器Ｂ₃ 、Ｂ₄ ・・・に電源
が順次投入される。

【０００６】

【発明が解決する課題】前記した事故処理方法では次の
様な問題があった。．いずれかの配電区間Ａ₁ 、Ａ₂ ・・・に短絡或は地
絡故障が生ずると変電所の遮断器ＣＢが遮断するので、
その遮断器ＣＢ以降の全ての配電区間が停電し、地絡故
障の生じていない健全区間も停電してしまう。しかも、
地絡故障区間を健全区間から切離すときも停電するの
で、地絡故障が発生すると健全区間に送電できるように
なるまでに最低２回は停電する。．配電区間が多くなると故障区間の検出に時間がかか
り、停電してから復帰までの停電時間が長くなる。

【０００７】．健全区間が停電しないようにするため
には、変電所の遮断器ＣＢが遮断する前に、故障配電区
間以降の自動区分開閉器が遮断するようにすればよい
が、時限順送式配電線１の短絡故障時に、自動区分開閉
器の遮断容量を越えた大電流をこの自動区分開閉器が遮
断すると爆発する虞れがある。このため従来は短絡故障
時も地絡故障時も変電所の遮断器ＣＢより先に配電線に
配置されている自動区分開閉器を遮断することはできな
かった。

【０００８】本発明の目的は、配電区間に短絡故障が生
じたときは従来通り先に変電所の遮断器が遮断するが、
地絡故障のときはその配電区間の自動区分開閉器が自ら
地絡故障を検出し、変電所の遮断器よりも先に遮断し
て、変電所は無停電で、地絡故障の配電区間以降だけが
停電し、地絡故障の配電区間より変電所側の健全区間は
一切停電しないようにして、停電区間の縮小と停電時間
の短縮化を実現することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のうち請求項１の
自動区分開閉器は、図１のように時限順送式配電線１の
配電区間Ａ₁ 、Ａ₂ ・・・の区分点に設置されて、同配
電線１を配電区間Ａ₁ 、Ａ₂ ・・・毎に開閉可能な高圧
開閉器Ｓを備えた自動区分開閉器であり、この高圧開閉
器Ｍ固有の開放遅延時間を変電所の地絡保護リレーの動
作時間より短く変電所の反限時特性の短絡保護リレーの
動作時間より長く設定したものである。

【００１０】本発明のうち請求項２の自動区分開閉器
は、図１のように配電区間Ａ₁ 、Ａ₂・・・に生ずる地
絡・短絡故障を選択検知する零相変流器ＺＣＴ、零相変
成器ＺＰＤ、それらからの零相電流、零相電圧を受けて
作動する地絡方向リレーＥ、この地絡方向リレーＥの動
作によって順次動作する第１のリレーＧ、第２のリレー
Ｆ、前記配電線１の変電所側と負荷側とを開閉する高圧
開閉器Ｍ、自動区分開閉器固有の投入時間及びその投入
後の検出時間を設定するタイマーと、再送電時に負荷側
に電源が送られないようにロックするロック機構を有す
る自動区分開閉装置Ｈ、高圧開閉器Ｓ固有の開放遅延時
間を設定する開放遅延回路３を備え、この開放遅延回路
３により設定される前記固有の開放遅延時間を変電所の
地絡保護リレーの動作時間より短く変電所の反限時特性
の短絡保護リレーの動作時間より長く設定したものであ
る。

【００１１】本発明のうち請求項３の自動区分開閉器
は、図１のように前記開放遅延回路３が前記高圧開閉器
Ｓの作動電磁石ｍに並列に接続されたダイオードＤ₁ と
抵抗Ｒの直列回路よりなるものである。

【００１２】本発明のうち請求項４の自動区分開閉器
は、図２のように時限順送式配電線１の配電区間Ａ₁ 、
Ａ₂ ・・・の区分点に設置されて、て、同配電線１を配
電区間Ａ₁ 、Ａ₂ ・・・毎に開閉可能な高圧開閉器Ｓを
備えた自動区分開閉器であり、この高圧開閉器Ｓ固有の
開放遅延時間を平常動作時は変電所の反限時特性の短絡
保護リレーの動作時間より長くし、地絡故障時には変電
所の地絡保護リレーの動作時間より自動的に短くなるよ
うにしたものである。

【００１３】本発明のうち請求項５の自動区分開閉器
は、図２のように時限順送式配電線１の配電区間Ａ₁ 、
Ａ₂ ・・・に生ずる地絡・短絡故障を選択検知する零相
変流器ＺＣＴ、零相変成器ＺＰＤ、それらからの零相電
流、零相電圧を受けて作動する地絡方向リレーＥ、その
地絡方向リレーＥの動作によって順次動作する第１のリ
レーＧ、第２のリレーＦ、前記配電線１の変電所側と負
荷側とを開閉する高圧開閉器Ｓ、自動区分開閉器固有の
投入時間及びその投入後の検出時間を設定するタイマー
と、再送電時に負荷側に電源が送られないようにロック
するロック機構を有する自動区分開閉装置Ｈ、高圧開閉
器Ｓ固有の開放遅延時間を設定する可変式開放遅延回路
４を備え、可変式開放遅延回路４により設定される前記
開放遅延時間を、平常動作時は変電所の変電所の反限時
特性の短絡保護リレーの動作時間より長くし、地絡故障
時には変電所の地絡保護リレーの動作時間より自動的に
短くなるように短縮可能としたものである。

【００１４】本発明のうち請求項６の自動区分開閉器
は、図２のように請求項５における自動区分開閉器の可
変式開放遅延回路４が、前記高圧開閉器Ｓの作動電磁石
ｍにダイオードＤ₁ と抵抗Ｒ₁ 、Ｒ₂ の直列回路を並列
に接続し、その抵抗Ｒ₂ に前記第１のリレーＧの開放接
点ｇ₂ 、ｇ₄ を並列に接続して平常時は同抵抗Ｒ₂ が短
絡され、地絡故障時には同抵抗Ｒ₂ が前記ダイオードＤ
₁ 、抵抗Ｒ₁ に直列に挿入されるように構成されてなる
ものである。

【００１５】

【請求項１の発明の作用】請求項１の自動区分開閉器で
は自動区分開閉器の開放遅延時間を変電所の地絡保護リ
レーの動作時間より短く設定したので、自動区分開閉器
は地絡故障時に変電所の遮断器が遮断する前に必ず遮断
する。このため変電所は無停電で、地絡故障の配電区間
以降だけが停電し、地絡故障の配電区間より変電所側の
健全区間は一切停電しない。また前記開放遅延時間を変
電所の反限時特性の短絡保護リレーの動作時間よりは長
く設定したので、配電区間の短絡故障時に変電所の短絡
保護リレーより先に遮断して自動区分開閉器が爆発する
こともない。

【００１６】

【請求項２の発明の作用】請求項２の自動区分開閉器で
は零相変流器ＺＣＴ、零相変成器ＺＰＤを設けたので、
配電区間に地絡故障が生ずるとその故障が零相変流器Ｚ
ＣＴ、零相変成器ＺＰＤにより選択検知される。即ち、
自動区分開閉器自体でその配電区間の地絡故障が検知さ
れる。また、零相変流器ＺＣＴ、零相変成器ＺＰＤから
の零相電流、零相電圧により地絡方向リレーＥ、第１の
リレーＧ、第２のリレーＦが作動して自動区分開閉器が
開放遮断する。このとき開放遅延回路３による開放遅延
時間が変電所の地絡保護リレーの動作時間（例、０．８
秒）より短く（例、０．６秒）設定されているので、変
電所の遮断器ＣＢが遮断する前に必ず自動区分開閉器が
開放遮断する。このため変電所は無停電で、地絡故障の
配電区間以降だけが停電し、地絡故障の配電区間より変
電所側の健全区間は一切停電しない。またまた前記開放
遅延時間を変電所の反限時特性の短絡保護リレーの動作
時間よりは長く設定したので、配電区間の短絡故障時に
変電所の短絡保護リレーより先に遮断して自動区分開閉
器が爆発することもない。

【００１７】

【請求項３の発明の作用】本発明のうち請求項３の自動
区分開閉器ではダイオードＤ₁ と抵抗Ｒの直列回路によ
り開放遅延回路３を構成してあるので、ダイオードＤ₁
と抵抗Ｒの時定数を任意に選択することにより、開放遅
延時間を変電所の地絡保護リレーの動作時間より短い任
意の時間に定めることができる。

【００１８】

【請求項４の発明の作用】請求項４の自動区分開閉器で
は、開放遅延時間が平常時は変電所の反限時特性の短絡
保護リレーの動作時間より長く、地絡時には変電所の地
絡保護リレーの動作時間より短くなるように短縮される
ので、短絡故障時には自動区分開閉器は必ず変電所の遮
断器が遮断してから開放され、自動区分開閉器に短絡の
大電流が流れて自動区分開閉器が爆発することがない。
また、地絡故障時には変電所の遮断器が遮断する前に必
ず遮断し、変電所は無停電で、地絡故障の配電区間以降
だけが停電し、地絡故障の配電区間より変電所側の健全
区間は一切停電しない。

【００１９】

【請求項５の発明の作用】請求項５の自動区分開閉器で
は零相変流器ＺＣＴ、零相変成器ＺＰＤを設けたので、
配電区間に地絡故障が生ずると、それが零相変流器ＺＣ
Ｔ、零相変成器ＺＰＤにより選択検知される。即ち、自
動区分開閉器自体でその配電区間の地絡故障が検知され
る。また、零相変流器ＺＣＴ、零相変成器ＺＰＤからの
零相電流、零相電圧により地絡方向リレーＥ、第１のリ
レーＧ、第２のリレーＦが作動して自動区分開閉器が開
放遮断する。このとき、可変式開放遅延回路４により設
定される開放遅延時間が、平常動作時は変電所の反限時
特性の短絡保護リレーの動作時間（例、０．２秒）より
長く（例、１．０秒）、地絡故障時は変電所の地絡保護
リレーの動作時間（例、０．８秒）より自動的に短く
（例、０．６秒）なるように短縮可能であるため、短絡
故障時には自動区分開閉器は必ず変電所の遮断器が遮断
してから開放され、自動区分開閉器に短絡の大電流が流
れて自動区分開閉器が爆発することがない。また、地絡
故障時には変電所の遮断器が遮断する前に必ず遮断し、
変電所は無停電で、地絡故障の配電区間以降だけが停電
し、地絡故障の配電区間より変電所側の健全区間は一切
停電しない。

【００２０】

【請求項６の発明の作用】本発明のうち請求項６の自動
区分開閉器では開放遅延回路４を、高圧開閉器Ｓの作動
電磁石ｍにダイオードＤ₁ と抵抗Ｒ₁ 、Ｒ₂ の直列回路
を並列に接続し、その抵抗Ｒ₂ に前記第１のリレーＧの
開放接点ｇ₂ 、ｇ₄ を並列に接続して、平常時は同抵抗
Ｒ₂ が短絡され、地絡故障時には同抵抗Ｒ₂ が前記ダイ
オードＤ₁、抵抗Ｒ₁ に直列に挿入されるようにしてあ
るため、ダイオードＤ₁ と抵抗Ｒ₁、Ｒ₂ の時定数を任
意に選択することにより、開放遅延時間を任意の時間に
定めることができる。また、この自動区分開閉器では平
常時には開放接点ｇ₂ 、ｇ₄が閉じて抵抗Ｒ₂ が短絡さ
れ、開放遅延時間が長くなるが、地絡故障時には開放接
点ｇ₂ 、ｇ₄ が開いて抵抗Ｒ₂ が挿入され、直列抵抗が
Ｒ₁ ＋Ｒ₂ となり、開放遅延時間が短縮される。例え
ば、平常時の開放遅延時間を１．０秒とし、地絡故障時
の開放遅延時間を０．６秒以下に短縮することができ
る。

【００２１】

【実施例１】図１に本発明の自動区分開閉器の第１の実
施例を示す。この自動区分開閉器は高圧開閉器Ｓと制御
函Ｔとから構成されている。

【００２２】高圧開閉器Ｓには零相変流器ＺＣＴ、零相
変成器ＺＰＤ、開閉器Ｍ、抵抗ＲとダイオードＤ₁ とか
らなる開放遅延回路３が設けられている。開放遅延回路
３は自動区分開閉器の開放遅延時間を設定するものであ
る。この開放遅延時間は自動区分開閉器の高圧開閉器が
無電圧開放するまでの時間であり通常は地絡故障時の開
放遅延時間０．６秒、短絡故障時の開放遅延時間０．４
秒である。

【００２３】制御函Ｔには零相変流器ＺＣＴ、零相変成
器ＺＰＤからの零相電流、零相電圧を受けて作動する地
絡方向リレー（ＤＧＲ）Ｅ、地絡方向リレーＥの動作に
よって動作する第１のリレーＧ、第１のリレーＧが動作
すると開路する第２のリレーＦ、そして自動区分開閉装
置Ｈが備えられている。この自動区分開閉装置Ｈは投入
時間及び地絡、短絡を検出する検出時間を設定するタイ
マーと、ロック機構をもつリレー装置からなる。ここ
で、投入時間は、図１のＡＣ１００Ｖの操作電源を加圧
後、開閉器ＭがＯＮとなって変電所側と負荷側の配電線
が接続されるまでの時間、即ち、自動区分開閉器が配電
線に投入されるまでの時間をいい、通常は７秒に設定さ
れている。図３の様に配電線の分岐線に設置される自動
区分開閉器の場合は７ｎ秒に設定される。また、前記の
検出時間は前記投入後に地絡、短絡を検出する時間をい
い、通常は前記投入時間（７秒）後６秒に設定されてい
る。

【００２４】図１のｅ₁ は地絡方向リレーＥの動作接
点、ｇ₂ 、ｇ₄ は第１のリレーＧの開放接点、ｆは第２
のリレーＦの動作接点、Ｔは操作電源用変圧器である。

【００２５】図１の自動区分開閉器の動作を配電区間の
正常時（地絡故障も短絡故障もないとき）、地絡故障
時、地絡故障消滅時、短絡故障時、地絡・短絡故障同時
発生時の夫々について説明する。

【００２６】

【正常時の動作】図１において自動区分開閉器に操作電
源ＡＣ１００Ｖが印加されると、第１のリレーＧの開放
接点ｇ₄ が閉路のため第２のリレーＦが動作し、これに
より同リレーＦの動作接点ｆ₁ が閉路する。以後、自動
区分開閉装置Ｈが起動→第１のリレーＧの開放接点ｇ₂
閉路、開閉器Ｍが自動区分開閉装置Ｈのタイマーで予め
設定されている投入時間（例・７秒）後に投入→自動区
分開閉装置Ｈが機械的にロック（再閉路時に負荷側に送
電されない様に保持）→同タイマーで予め設定されてい
る検出時間（６秒）内に地絡故障の検出→地絡故障検出
されず（地絡故障なし）→自動区分開閉装置Ｈのロック
が解除（負荷側に送電される）→平常（正常）動作とな
る。

【００２７】

【地絡故障時の動作】送電中に図１の高圧開閉器の負荷
側の区間に地絡故障が発生すると、その故障が零相変流
器ＺＣＴ、零相変成器ＺＰＤにより検出され、零相変流
器ＺＣＴ、零相変成器ＺＰＤからの零相電流、零相電圧
を受けて地絡方向リレーＥが動作し、以後、その動作接
点ｅ₁ 閉路→第１のリレーＧが動作、その開放接点ｇ
₂ 、ｇ₄開放→第２のリレーＦが復帰、その動作接点ｆ₁
開放→自動区分開閉装置Ｈが復帰（動作停止）とな
る。このとき、開放接点ｇ₂ の前記開放により高圧開閉
器は変電所の地絡保護リレーの動作時間（例、０．８
秒）より短い開放遅延時間（例、０．６秒）後に開放遮
断する。このため変電所の遮断器（ＣＢ）は遮断せず、
地絡故障区間より変電所側の健全区間も全く停電しな
い。

【００２８】前記の高圧開閉器の開放遮断により地絡故
障区間以降が無電圧になると→地絡電流が無くなり、以
後、→地絡方向リレーＥが復帰、その動作接点ｅ₁ 開放
→第１のリレ−Ｇが復帰、その開放接点ｇ₂ 、ｇ₄ 閉路
→第２のリレーＦが動作、その動作接点ｆが閉路→自動
区分開閉装置Ｈが起動→投入時間（７秒）後に高圧開閉
器投入（再投入）→自動区分開閉装置Ｈは機械的にロッ
ク→検出時間内に地絡電流が流れる→地絡方向リレーＥ
が動作、その動作接点ｅ₁ 閉路→第１のリレーＧが動
作、その開放接点ｇ₂ 、ｇ₄ 開放→第２のリレーＦが復
帰、その動作接点ｆ開放→自動区分開閉装置Ｈは無電圧
になり機械的に遮断状態にロックのままとなる。この結
果、高圧開閉器は開放遅延時間（例、０．６秒）後に開
放→故障区間が切離される（再投入しない）。即ち、変
電所の遮断器（ＣＢ）は遮断せず、地絡故障区間より変
電所側の健全区間も全く停電しない状態が保持される。

【００２９】

【短絡故障時の動作】送電中に短絡故障が発生すると→
図１の地絡方向リレーＥが不動作、その動作接点ｅ₁ 開
放→変電所の反限時特性の短絡保護リレーが動作→動作
時間（例、０．２秒）後に変電所の遮断器（ＣＢ）が遮
断→無電圧→自動区分開閉装置Ｈが復帰、動作接点ｆ開
放→開放遅延時間（例・０．４秒）後に高圧開閉器開放
となり、変電所の再閉路により短絡故障区間が切り放さ
れる。

【００３０】

【地絡・短絡故障同時発生時の動作】送電中に地絡故障
と短絡故障が同時に発生すると→図１の地絡方向リレー
Ｅが動作、その動作接点ｅ₁ 閉路→第１のリレーＧが動
作、その開放接点ｇ₂ 、ｇ₄開放となる。これと同時に
変電所の短絡保護リレー（反限時特性）が動作→その動
作時間（例、０．２秒）後に変電所の遮断器が遮断→無
電圧→地絡方向リレーＥが復帰、その動作接点ｅ₁ 開放
→第１のリレーＧが復帰、その開放接点ｇ₂ 、ｇ₄ 閉路
となる。また、前記無電圧により→自動区分開閉装置Ｈ
が復帰、その動作接点ｆ開放→開放遅延時間（例・０．
４秒）後に高圧開閉器開放となり、変電所の再閉路によ
り短絡及び地絡故障区間が切り放される。

【００３１】

【実施例２】図２に本発明の自動区分開閉器の第２の実
施例を示す。この自動区分開閉器の構成は基本的には図
１の第１の実施例の自動区分開閉器と同じものであり、
異なるのは、図２に明示してあるように、第１のリレー
Ｇの開放接点を図１の場合より一つ多くしてｇ₂ 、ｇ
₄ 、ｇ₆ の３個にしたこと、また、図２の作動電磁石ｍ
にダイオードＤ₁ と抵抗Ｒ₁ 、Ｒ₂ の直列回路を並列に
接続し、その抵抗Ｒ₂ に第１のリレーＧの開放接点ｇ
₂ 、ｇ₄ を並列に接続して、平常時は同抵抗Ｒ₂ が短絡
され、地絡故障時には同抵抗Ｒ₂ が前記ダイオードＤ
₁ 、抵抗Ｒ₁ に直列に挿入されるようにしたことであ
る。

【００３２】図２の自動区分開閉器の動作を配電区間の
正常時（地絡故障も短絡故障もないとき）、地絡故障
時、地絡故障消滅時、短絡故障時、地絡・短絡故障同時
発生時の夫々について説明する。

【００３３】

【正常時の動作】図２において自動区分開閉器に操作電
源ＡＣ１００Ｖが印加されると、第１のリレーＧの開放
接点ｇ₆ が閉路のため第２のリレーＦが動作し、その動
作接点ｆ₁ が閉路する。以後、自動区分開閉装置Ｈが起
動→第１のリレーＧの開放接点ｇ₄ が閉路のため開閉器
Ｍが投入時間後に投入→自動区分開閉装置Ｈが機械的に
ロック→投入後の検出時間内に地絡故障の検出→地絡故
障検出されず→自動区分開閉装置Ｈのロックが解除→平
常動作となる。

【００３４】

【地絡故障時の動作】送電中に図２の高圧開閉器の負荷
側の区間に地絡故障が発生すると、それが零相変流器Ｚ
ＣＴ、零相変成器ＺＰＤにより検出され、零相変流器Ｚ
ＣＴ、零相変成器ＺＰＤからの零相電流、零相電圧を受
けて地絡方向リレーＥが動作し、その動作接点ｅ₁ が閉
路する。以後、第１のリレーＧが動作、その開放接点ｇ
₂ 、ｇ₄ 、ｇ₆ 開放→第２のリレーＦが復帰、その動作
接点ｆ₁ 開放→自動区分開閉装置Ｈが復帰となる。この
とき、開放接点ｇ₂ 、ｇ₄ が前記のように開放している
ので、高圧開閉器は変電所の地絡保護リレーの動作時間
（例・０．８秒）より短い開放遅延時間（例・０．６
秒）後に開放遮断する。このため変電所の遮断器は遮断
せず、地絡故障区間より変電所側の健全区間も全く停電
しない。

【００３５】前記の高圧開閉器の開放遮断により地絡故
障区間以降が無電圧になると→地絡電流が無くなり→地
絡方向リレーＥが復帰、その動作接点ｅ₁ が開放→第１
のリレ−Ｇが復帰、その開放接点ｇ₂ 、ｇ₄ 、ｇ₆ 閉路
→第２のリレーＦが動作、その動作接点ｆ閉路→自動区
分開閉装置Ｈが起動→投入時間（７秒）後に高圧開閉器
Ｓ投入（再投入）→自動区分開閉装置Ｈは機械的にロッ
ク→検出時間（６秒）内に地絡電流が流れる→地絡方向
リレーＥが動作、その動作接点ｅ₁ 閉路→第１のリレー
Ｇが動作、その開放接点ｇ₂ 、ｇ₄ 、ｇ₆ 開放→第２の
リレーＦが復帰、その動作接点ｆ開放→自動区分開閉装
置Ｈは無電圧になり機械的に遮断状態にロックのままと
なる。このとき、開放接点ｇ₂ 、ｇ₄ が前記のように開
放しているので、高圧開閉器Ｓは開放遅延時間（例・
０．６秒）後に開放→故障区間が切離される（再投入し
ない）。即ち、変電所の遮断器（ＣＢ）は遮断せず、地
絡故障区間より変電所側の健全区間も全く停電しない状
態が保持される。

【００３６】

【短絡故障時の動作】送電中に短絡故障が発生すると→
地絡方向リレーＥが不動作、その動作接点ｅ₁ 開放→変
電所の反限時特性の短絡保護リレー動作→動作時間（例
・０．２秒）後に変電所の遮断器（ＣＢ）遮断→無電圧
→自動区分開閉装置Ｈが復帰、動作接点ｆ開路→開放遅
延時間（例・１．０秒）後に高圧開閉器Ｓ開放となり、
変電所の再閉路により短絡故障区間が切り放される。

【００３７】

【地絡・短絡故障同時発生時の動作】送電中に地絡故障
と短絡故障が同時に発生すると→図２の地絡方向リレー
Ｅ動作、その動作接点ｅ₁ 閉路→第１のリレーＧ動作、
その開放接点ｇ₂ 、ｇ₄ 、ｇ₆ 開放となる。これと同時
に変電所の短絡保護リレー動作→動作時間（例、０．２
秒）後に変電所の遮断器遮断→無電圧→地絡方向リレー
Ｅ復帰、その動作接点ｅ₁ 開放→第１のリレーＧ復帰、
その開放接点ｇ₂ 、ｇ₄ 、ｇ₆ 閉路となる。また、前記
の無電圧により→自動区分開閉装置Ｈが復帰し、その動
作接点ｆ開放→開放遅延時間Ｔ（例・１．０秒）後に高
圧開閉器が開放となり、変電所の再閉路により短絡及び
地絡故障区間が切り放される。

【００３８】

【実施例３】前記図１、図２の自動区分開閉器に、変流
器（ＣＴ）、過電流リレーを追加し、負荷電流が整定値
以下の時だけ、第１のリレーＧが動作するようにすれ
ば、図１、図２の自動区分開閉器と同様の特性を持つ自
動区分開閉器が得られる。

【００３９】

【使用例】次に、本発明の自動区分開閉器の使用例を説
明する。本発明の自動区分開閉器は例えば図３に示す様
に時限順送式配電線１の区分点に配置する。図３では本
発明の自動区分開閉器を二重丸で示し、従来の自動区分
開閉器を一重丸で示す。

【００４０】図３に示す様に同一配電線の直列の配電区
間に自動区分開閉器Ｂ₁ 、Ｂ₂ を２台設置するときは、
負荷側の自動区分開閉器の開放遅延時間は、変電所側に
設置するものより短く（例えば０．２秒程度）して、地
絡故障が発生した場合、負荷側の自動区分開閉器が変電
所側の自動区分開閉器よりも先に遮断開放されるように
し、これにより、停電区間（停電エリア）をできるだけ
狭くするのがよい。

【００４１】図３の同一配電線の直列の配電区間に配置
された自動区分開閉器Ｂ₁ 、Ｂ₂ と、分岐線の第２番目
以降に配置された自動区分開閉器Ｂ₄ の投入時間は各々
７秒であるが、分岐線の一番目に配置されている自動区
分開閉器Ｂ₃ の投入時間は７ｎ秒（例えば１４秒）とし
て、直列の配電区間に先に送電され、その後に分岐線の
配電区間に送電されるようにしてある。

【００４２】

【地絡故障時】図３において配電区間Ａ₃ に地絡故障が
発生したときは、図３の矢印方向に地絡電流が流れ、自
動区分開閉器Ｂ₁ 、Ｂ₂ の地絡方向リレーが動作する
が、自動区分開閉器Ｂ₂ の開放遅延時間の方が自動区分
開閉器Ｂ₁ の開放遅延時間より０．２秒短いので、自動
区分開閉器Ｂ₁ は開放せず、自動区分開閉器Ｂ₂ のみが
開放する。また、変電所の地絡保護リレーの動作時間
（例、０．８秒）は自動区分開閉器Ｂ₁ 、Ｂ₂ ・・・の
開放遅延時間より長いので、変電所の遮断器ＣＢも遮断
しない。地絡故障が配電区間Ａ₁ にあるときは、変電所
の遮断器ＣＢが動作して遮断する。

【００４３】

【地絡故障が解消したとき】このときは、図３の自動区
分開閉器Ｂ₂ が起動して投入時間（７秒）後に再投入さ
れ（このとき自動区分開閉装置Ｈは機械的にロックされ
る）、次の配電区間（地絡故障が解消された配電区間Ａ
₃ ）に送電されると、検出時間（６秒）中に地絡故障が
検出されず、その後に自動区分開閉装置Ｈのロックが解
除されて平常状態に戻る。

【００４４】

【地絡故障が続いているとき】このときは、図３におい
て自動区分開閉器Ｂ₂ が起動して投入時間（７秒）後に
再投入され（このとき自動区分開閉装置Ｈは機械的にロ
ックされる）、次の配電区間（地絡故障が継続している
配電区間Ａ₃ ）に送電されると、検出時間（６秒）以内
に自動区分開閉器Ｂ₂ の地絡方向リレーが動作し、その
自動区分開閉器Ｂ₂ の開放遅延時間後に開放遮断して、
地絡区間Ａ₃ を切離し、再投入されないように自動区分
開閉装置Ｈは機械的にロックしたままとなる。

【００４５】

【請求項１の発明の効果】請求項１の自動区分開閉器で
は、地絡故障時に変電所の遮断器が遮断する前に必ず自
動区分開閉器が遮断するため、変電所は無停電で、地絡
故障の配電区間より変電所側の健全区間も一切停電せ
ず、故障区間が開放遅延時間後に開放遮断される。ま
た、短絡故障時には自動区分開閉器よりも先に変電所の
遮断器が遮断するので、自動区分開閉器に短絡電流（大
電流）が流れて自動区分開閉器が爆発することがない。

【００４６】

【請求項２の発明の効果】．請求項２の自動区分開閉器では零相変流器ＺＣＴ、
零相変成器ＺＰＤがあるので、自動区分開閉器自体で短
絡故障、地絡故障を検知することができる。．自動区分開閉器が変電所の遮断器（ＣＢ）が遮断す
る前に開放遮断するので変電所は無停電であり、また、
地絡故障の配電区間より変電所側の健全区間も一切停電
しない。．開放遅延回路３により開放遅延時間Ｔを任意選択す
ることができる。

【００４７】

【請求項３の発明の効果】請求項３の自動区分開閉器で
はダイオードＤ₁ と抵抗Ｒの時定数を任意に選択するこ
とにより、開放遅延時間を変電所の地絡保護リレーの動
作時間より短い任意の時間に選択できる。

【００４８】

【請求項４の発明の効果】請求項４の自動区分開閉器で
は開放遅延時間が平常時よりも地絡時の方が自動的に短
縮されので、平常時は変電所の遮断器が遮断してから遮
断開放され、地絡故障時には変電所の遮断器が遮断する
前に遮断開放するようにすることができる。このため請
求項１の場合と同様に短絡故障時に自動区分開閉器に短
絡電流が流れて自動区分開閉器が爆発することがなく、
地絡故障時には変電所が無停電で、地絡故障の配電区間
より変電所側の健全区間も一切停電しない。

【００４９】

【請求項５の発明の効果】請求項５の自動区分開閉器で
は請求項２の場合と同様に、自動区分開閉器自体で短絡
故障、地絡故障を検知することができ、地絡故障時には
変電所は無停電で、また、地絡故障の配電区間より変電
所側の健全区間は一切停電せず、開放遅延時間を任意に
選択することもできる。

【００５０】

【請求項６の発明の効果】請求項６の自動区分開閉器で
はその開放遅延時間が平常時よりも地絡時に短縮される
ので、短絡故障時には変電所の反限時特性の短絡保護リ
レーが先に遮断し、地絡故障時には自動区分開閉器が変
電所の地絡保護リレーよりも先に遮断する。このため、
短絡故障時に自動区分開閉器が爆発することがなく、地
絡故障時には変電所は無停電で、地絡故障の配電区間よ
り変電所側の健全区間は一切停電しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動区分開閉器の第１の実施例を示す
説明図。

【図２】本発明の自動区分開閉器の第２の実施例を示す
説明図。

【図３】本発明の自動区分開閉器の時限順送式配電線へ
の配置例を示す説明図。

【図４】従来の時限順送式配電線の説明図。

【符号の説明】

１は時限順送式配電線３は開放遅延回路４は可変式開放遅延回路Ａ₁ 、Ａ₂ は配電区間Ｂ₁ 、Ｂ₂ は自動区分開閉器ＺＣＴは零相変流器ＺＰＤは零相変成器Ｓは高圧開閉器Ｅは地絡方向リレーＧは第１のリレーＦは第２のリレーＭは開閉器Ｈは自動区分開閉装置Ｄ₁ はダイオードＲ、Ｒ₁ 、Ｒ₂ は抵抗ｍは作動電磁石

【手続補正書】

【提出日】平成６年８月１２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】

【請求項２の発明の作用】請求項２の自動区分開閉器で
は零相変流器ＺＣＴ、零相変成器ＺＰＤを設けたので、
配電区間に地絡故障が生ずるとその故障が零相変流器Ｚ
ＣＴ、零相変成器ＺＰＤにより選択検知される。即ち、
自動区分開閉器自体でその配電区間の地絡故障が検知さ
れる。また、零相変流器ＺＣＴ、零相変成器ＺＰＤから
の零相電流、零相電圧により地絡方向リレーＥ、第１の
リレーＧ、第２のリレーＦが作動して自動区分開閉器が
開放遮断する。このとき開放遅延回路３による開放遅延
時間が変電所の地絡保護リレーの動作時間（例、０．８
秒）より短く（例、０．６秒）設定されているので、変
電所の遮断器ＣＢが遮断する前に必ず自動区分開閉器が
開放遮断する。このため変電所は無停電で、地絡故障の
配電区間以降だけが停電し、地絡故障の配電区間より変
電所側の健全区間は一切停電しない。また前記開放遅延
時間を変電所の反限時特性の短絡保護リレーの動作時間
より長く設定したので、配電区間の短絡故障時に変電所
の短絡保護リレーが先に遮断して自動区分開閉器が爆発
することもない。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】高圧開閉器Ｓには零相変流器ＺＣＴ、零相
変成器ＺＰＤ、開閉器Ｍ、抵抗ＲとダイオードＤ_１とか
らなる開放遅延回路３が設けられている。開放遅延回路
３は自動区分開閉器の開放遅延時間を設定するものであ
る。この開放遅延時間は自動区分開閉器の高圧開閉器が
無電圧開放するまでの時間であり通常は地絡故障時の開
放遅延時間０．６秒、短絡故障時の開放遅延時間０．６
秒である。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２９】

【短絡故障時の動作】送電中に短絡故障が発生すると→
図１の地絡方向リレーＥが不動作、その動作接点ｅ_１開
放→変電所の反限時特性の短絡保護リレーが動作→動作
時間（例、０．２秒）後に変電所の遮断器（ＣＢ）が遮
断→無電圧→自動区分開閉装置Ｈが復帰、動作接点ｆ開
放→開放遅延時間（例・０．６秒）後に高圧開閉器開放
となり、変電所の再閉路により短絡故障区間が切り放さ
れる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３０】

【地絡・短絡故障同時発生時の動作】送電中に地絡故障
と短絡故障が同時に発生すると→図１の地絡方向リレー
Ｅが動作、その動作接点ｅ_１閉路→第１のリレーＧが動
作、その開放接点ｇ_２、ｇ_４開放となる。これと同時に
変電所の短絡保護リレー（反限時特性）が動作→その動
作時間（例、０．２秒）後に変電所の遮断器が遮断→無
電圧→地絡方向リレーＥが復帰、その動作接点ｅ_１開放
→第１のリレーＧが復帰、その開放接点ｇ_２、ｇ_４閉路
となる。また、前記無電圧により→自動区分開閉装置Ｈ
が復帰、その動作接点ｆ開放→開放遅延時間（例・０．
６秒）後に高圧開閉器開放となり、変電所の再閉路によ
り地絡及び地絡故障区間が切り放される。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】時限順送式配電線（１）の配電区間（Ａ
₁ 、Ａ₂ ・・・）の区分点に設置されて、同配電線
（１）を配電区間（Ａ₁ 、Ａ₂ ・・・）毎に開閉可能な
高圧開閉器（Ｓ）を備えた自動区分開閉器であり、この
高圧開閉器（Ｓ）固有の開放遅延時間を変電所の地絡保
護リレーの動作時間より短く変電所の反限時特性の短絡
保護リレーの動作時間より長く設定したことを特徴とす
る自動区分開閉器。
【請求項２】時限順送式配電線（１）の配電区間（Ａ
₁ 、Ａ₂ ・・・）に生ずる地絡・短絡故障を選択検知す
る零相変流器（ＺＣＴ）、零相変成器（ＺＰＤ）、それ
らからの零相電流、零相電圧を受けて作動する地絡方向
リレー（Ｅ）、この地絡方向リレー（Ｅ）の動作によっ
て順次動作する第１のリレー（Ｇ）、第２のリレー
（Ｆ）、前記配電線（１）の変電所側と負荷側とを開閉
する高圧開閉器（Ｓ）、自動区分開閉器固有の投入時間
及びその投入後の検出時間を設定するタイマーと、再送
電時に負荷側に電源が送られないようにロックするロッ
ク機構を有する自動区分開閉装置（Ｈ）、高圧開閉器
（Ｓ）固有の開放遅延時間を設定する開放遅延回路
（３）を備え、この開放遅延回路（３）により設定され
る前記固有の開放遅延時間を変電所の地絡保護リレーの
動作時間より短く変電所の反限時特性の短絡保護リレー
の動作時間より長く設定したことを特徴とする自動区分
開閉器。
【請求項３】前記開放遅延回路（３）が前記高圧開閉器
（Ｓ）の作動電磁石（ｍ）に並列に接続されたダイオー
ド（Ｄ₁ ）と抵抗（Ｒ）の直列回路よりなることを特徴
とする請求項２記載の自動区分開閉器。
【請求項４】時限順送式配電線（１）の配電区間（Ａ
₁ 、Ａ₂ ・・・）の区分点に設置されて、同配電線１を
配電区間（Ａ₁ 、Ａ₂ ・・・）毎に開閉可能な高圧開閉
器（Ｓ）を備えた自動区分開閉器であり、この高圧開閉
器（Ｓ）固有の開放遅延時間を平常動作時は変電所の反
限時特性の短絡保護リレーの動作時間より長くし、地絡
故障時には変電所の地絡保護リレーの動作時間より自動
的に短くなるようにしたことを特徴とする自動区分開閉
器。
【請求項５】時限順送式配電線（１）の配電区間（Ａ
₁ 、Ａ₂ ・・・）に生ずる地絡・短絡故障を選択検知す
る零相変流器（ＺＣＴ）、零相変成器（ＺＰＤ）、それ
らからの零相電流、零相電圧を受けて作動する地絡方向
リレー（Ｅ）、その地絡方向リレー（Ｅ）の動作によっ
て順次動作する第１のリレー（Ｇ）、第２のリレー
（Ｆ）、前記配電線（１）の変電所側と負荷側とを開閉
する高圧開閉器（Ｓ）、自動区分開閉器固有の投入時間
及びその投入後の検出時間を設定するタイマーと、再送
電時に負荷側に電源が送られないようにロックするロッ
ク機構を有する自動区分開閉装置（Ｈ）、高圧開閉器
（Ｓ）固有の開放遅延時間を設定する可変式開放遅延回
路（４）を備え、可変式開放遅延回路（４）により設定
される前記開放遅延時間を、平常動作時は変電所の変電
所の反限時特性の短絡保護リレーの動作時間より長く
し、地絡故障時には変電所の地絡保護リレーの動作時間
より自動的に短くなるように短縮可能としたことを特徴
とする自動区分開閉器。
【請求項６】前記可変式開放遅延回路（４）が、前記高
圧開閉器（Ｓ）の作動電磁石（ｍ）にダイオード（Ｄ
₁ ）と抵抗（Ｒ₁ 、Ｒ₂ ）の直列回路を並列に接続し、
その抵抗（Ｒ₂ ）に前記第１のリレー（Ｇ）の開放接点
（ｇ₂ 、ｇ₄ ）を並列に接続して平常時はその抵抗（Ｒ
₂ ）が短絡され、地絡故障時には同抵抗（Ｒ₂ ）が前記
ダイオード（Ｄ₁ ）、抵抗（Ｒ₁ ）に直列に挿入される
ように構成されてなることを特徴とする請求項５記載の
自動区分開閉器。