JPS642010B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 各々が電気線路における第１および第２の点
の間に延びる端部を有する２つの平行線を有し、
各線路は前記端部間に直列に補償コンデンサを有
してなる電気線路に生じる故障点を検出する装置
において、 各線路の各端部で前記電気線路上の故障方向が
前方か後方かを検出する手段と、 この検出する手段の検出出力に応じて、検出さ
れた前方故障を示す第１の信号および検出された
後方故障を示す第２の信号を発生する手段と、 前記第１の線路の両端で前方故障信号が形成さ
れたとき前記２つの線路の一方上の故障存在を示
す信号を発生する手段とをそなえ、 前記一方の線路の第１の端部で前方故障信号が
発生し、かつ前記一方の線路の第２の端部で後方
故障信号が発生したとき、前記第２の線路の第１
の端部で後方故障信号が発生したことを条件とし
て前記２つの線路の一方に故障が発生したことを
示す信号も発生することを特徴とする電気系統中
の故障点検出装置。 ２ 請求の範囲第１項記載の装置において、前記
２つの線路の一方上の故障存在を示す手段は、前
記第２の線路の前記第２の端部で前方故障信号も
検出されたとき、前記第１の線路の第１の端部に
おける前方故障の検出、前記第１の線路の第２の
端部における後方故障信号および前記第２の線路
の第１の端部のみにおける後方故障信号に応じて
故障を示す信号を発生する装置。 ３ 請求の範囲第１項記載の装置において、前記
故障検出手段の各々は前記線路の各々の各端部に
位置する方向性ユニツトを有し、 この方向性ユニツトの各々は前方故障の検出に
よる第１の論理レベルおよび後方故障の検出によ
る第２の論理レベルの出力信号を発生する手段を
有し、 前記２つの線路の一方上の故障存在を示す信号
を発生する手段は、 前記２つの線路の一方の前記第１および第２の
方向性ユニツトの出力に接続された第１および第
２の入力を有する第１のアンドゲートと、 前記２つの線路の一方の前記第１および第２の
方向性ユニツトの出力にそれぞれ接続された反対
極性の第１および第２の入力、ならびに前記２つ
の線路の他方の第１方向性ユニツトの出力に接続
された第３の入力を有し、前記第２および第３の
入力は同極性を有し、各々が１つの出力を有する
第２のアンドゲートと、 それぞれ前記第１および第２のアンドゲートの
出力に接続された第１および第２の入力を有する
オアゲートとをそなえた装置。 ４ 請求の範囲第３項記載の装置において、前記
第２のアンドゲートは前記２つの線路の他方の第
２のユニツトの出力接続された第４の入力を有
し、 前記第１および第４の入力は同一極性を有する
装置。 ５ 請求の範囲第１，２，３または４項記載の装
置において、 前記電気線路の一方上の故障存在の検出に応じ
て少なくとも前記第１の線路の前記端部の各々を
遮断する装置。 明細書 本発明は、特に長距離送電施設の監視のための
方向型検出システムに関するものである。 まる送電線または送電系はそれだけ単独で考慮
する事なく、送電線の複合回路全体の中で考慮し
なければならない事を想起しなければならない。
即ち、１つの線路上に１つの故障が出現した時、
この故障によつて発生される擾乱が回路網全体に
沿つて反響し、多小とも影響を及ぼす。 回路網の中の１つの線路の正確な監視を実施す
るには、二、三の特別の注意を払う必要がある。
まず第１に、故障が回路網上に出現した時に出力
に信号を出す“故障点標定器”と言う名称で知ら
れる装置によつて、全線路が監視される。これら
の公知の検出器は例えばインピーダンス測定型の
ものである。更に、線路の各集中点において、こ
の測定点に対して各線路を配向する事によつてこ
の測定点の“上流”または“下流”に故障がある
かいなかを確認する事のできる装置が接続される
事が好ましい。故にもし線路の各端に配置され、
この線路の方に配向されたこの種の２個の装置が
“下流”故障を表示するならば、この故障がその
線路上に存在する。またもしこれらの装置が線路
の一端において“上流”情報を与えるなら、この
故障は線路外にある。これらの装置は方向継電器
の名称で知られている。 この種の測定が実施された時、この“故障”を
分析しこの分析結果について、その線路において
生じる故障が少なくとも部分的な線路故障を生じ
る事を防止する目的で、この線路をその給電源か
ら遮断する保護装置が監視システムの中に備えら
れる。 この種の装置は、この技術分野の専門家によつ
て“保護リレー”の名称で知られている。 また、これらの故障が一時的である事は殆どな
い事を注意しなければならない。事実、もし故障
が外部物体を原因とする短絡によつて生じたのな
ら、この外部物体は短絡状態を保持する可能性が
強い。故にこの場合にその故障を局地化する必要
がある。これは特に長距離送電線の場合、故障に
最も近い専門装置ができるだけ急速に介入して、
その線路を復旧する事ができる様にする為であ
る。線路上で集められた種々の信号を分析する事
によつて測定点から故障点までの距離を算定する
事のできる、保護リレーに対して並列の装置が存
在する。この種の装置は故障点標定器の名称で知
られている。 上述の様な種々の必要を満たす為、多くの場合
に良い結果を与える装置が現に存在している。 しかし、最近の方向継電器でさえも、２点間の
送電が並列の２線路または２線路以上によつて実
施される系統の場合、特にこれらの線路がコンデ
ンサによつて補償される場合、誤つた結果を与え
る場合がある事がわかつた。ある種の条件におい
ては、方向継電器は、実際の故障が下流にあるの
に上流故障を表示する場合がある。 実際に線路中を通過させられる電力を増大し、
回路網の安定度を改良し、長距離線路を利用する
為、線路を補償しうる事を想起しなければならな
い。この様な補償は一般に、線路上に直列に配置
された１個または複数のコンデンサ群によつて得
られる。これらのコンデンサは、その場合に応じ
て線路の種々の点に配置する事ができる。とにか
くこの様にコンデンサを備えた線路の全補償率
は、平均的に30％〜70％の範囲にあり、その結果
ともかく補償線路の全合成インピーダンスは常に
誘導性となる。 この故に、また先に述べた様に、ある線路の監
視はその線路の１点から実施される。路線は常に
この点から見て一定のリアクタンスを示し、この
リアクタンスは、コンデンサの存在しない場合、
この点から見た線路の長さに近似的に比例してい
る。この線路上に故障が現われた時、測定点から
この故障点までの距離は線路単位長さ当りのリア
クタンスの一次関数となるであろう。以下の説明
において、測定点と故障との間に含まれる線路部
分の全リアクタンスをＸで示す。 種々の手段によつてこのリアクタンスＸの値を
研究すれば、リアクタンスの値Ｘの基準となつた
測定点に対して故障点が下流にあるか上流にある
かを決定する事ができる。現在まで知られている
方向継電器は、総ての場合において、分析パラメ
ータとしてこのリアクタンスＸを取つて故障点位
置を決定する事ができる。この様な決定法は、複
数の並列線路の場合、特にこれらの線路が補償コ
ンデンサを備えていれば実施困難である事がわか
つた。 本発明は、これらの欠点を解決し電気接続中の
故障点の方向と位置を決定する事のできる方法並
びに装置を提供するものである。 本発明によれば、少なくとも２本の並列線路を
含み各線路はその各端に近接して１個の方向性要
素を備える様にした電気系統において、系統にお
ける故障点の検出に対応してこれら線路のいずれ
か１つにこの故障があるかないかを決定する為
に、前記方向性要素の少なくとも３要素の表示を
組合わせる事によつて、故障点位置を検出する。
故障点の存在する場合には、第４要素の表示を用
いて故障がどちらの線路上にあるかを検出でき
る。 本発明によれば、前記の電気系統の路線に接続
された少なくとも３個の要素から出される少なく
とも３つの方向情報をうる為の手段と、これら路
線の少なくとも１つに関して故障点位置の表示を
発生する為これら３情報を組合わせる手段とを含
む装置が提供される。 本発明のその他の内容並びに利点は添付図面を
参照し且つ下記説明を読めば明白となろう。 添付図において、 第１図は並列線路を含む電気系統の説明図、 第２図はこの系統の回路図、 第３図は第２図の回路図と等価の回路図、 第４図は線路を監視する方向継電器について使
用される表現モードを示す図、 第５図は本発明の原理を実施する為の装置例の
ブロツクダイヤグラムである。 線路の各端に直列に接続されたコンデンサによ
つて補償される並列線路に関する方向検出に応用
された本発明の実施例について下記に説明する。 従来の方向検出においては、方向情報を与える
ためリレーまたは方向要素が線路Ｌの各末端に配
置される。第４図の検出リレーD₁は、その組合
わされた線路を風下（第４図の小旗の向いた方
向）に見る様に接続され、従つて風上は、このリ
レーの測定点Ａに関して、その線路の外部にある
電気系統の部分に対応している。言いかえれば、
リレーの点で測定された電流と電圧は、この点で
決定される線路の方向（例えば点ＡにおいてＡか
らＢに向つての方向）を基準とする電流及び電圧
である。線路Ｌの各端はそれぞれリレーD₁とD₂
を備えているのであるから、もしこれらの２リレ
ーD₁とD₂が下流にそれぞれ１個の故障表示を与
えるなら、始動装置、例えばインピーダンス測定
リレーが予め故障の存在を検出した時、その保護
線路に関して故障が宣言されうるであろう。線路
の１端から他端への、いずれか一方のリレーの情
報の伝送は、従来通り、２個の方向情報を結合す
る様に線路上のHF伝送によつて実施される。 故障がリレーの上流にあるという１回の表示だ
けで、その線路を保護する遮断装置、即ち遮断器
その他の装置は引はずしを鎖錠するのに十分であ
る事をも注意しなければならない。 これらの機能を実施するために使用される代表
的２図式について第４図を参照して下記に述べ
る。この図において、各保護点D₁とD₂について
線路Ｌの下流方向は対向の小旗の向いた方向であ
る。 超過（パーミツシブオーバリーチ）に伴う条件
的引はずし 保護点D₁は、下流に故障を“見た”時、パー
ミツシブオーバリーチの情報を末端Ｂに向つて送
る。しかし、上流に故障を見る時には信号を出さ
ない。 もし保護点D₂が保護点D₁から“パーミツシブ
オーバリーチ”の情報を受けるなら、またもし保
護点D₂が下流に故障を見た結果、同様にして保
護点D₁に向つて引はずし許可信号を送るなら、
この線路上の引はずしは原則として、その両端に
おける遮断の形をとる。 鎖錠図式―ブロツキング 保護点D₁は、上流に故障を見た時、閉塞情報、
即ち鎖錠情報を保護点D₂に向つて送るが、保護
点D₁が下流に故障を見た時には信号を出さない。 保護点D₁から来る閉塞信号または鎖錠信号が
ない時に保護点D₂が下流に故障を見るなら、引
はずしが生じる。 上記の説明は、“遠隔保護”技術において使用
される原理の極めて簡単な要約である。これらの
原理とその実施例は、“遠隔保護”の表題で
CIGREによつて1969年３月に出版されたメモワ
ールの317頁に詳細に論述されている（大送電網
に関する国際会議―パリ、75008―ハウスマンビ
ル112）。 この英仏二言語のメモワールは、これらの問題
に関する共同作業グループによつて作成されたリ
ポートに基づくものであつて、種々の情報源から
得られた情報に基づいて保護システムを作動する
条件のみならず、各保護システムを相互に接続す
る為にこれらの情報を伝送するモード（遠隔通信
システム）についても記述している。 方向継電器の伝統的作動原理は、線路の一端に
おける一点（いわゆる測定点）で測定された電圧
値と電流値の間の局所的位相比較に基づいてい
る。この線路の他端に場合によつて伝送される上
流／下流表示を与えるのは、この比較の結果であ
る。 即ち、例えば、合計インピーダンスリレーと呼
ばれる方向継電器を使用して、故障の出現以前に
測定点に存在する電圧（記憶された電圧）の位相
と、そのリレーの存在する測定点において故障出
現時に測定された電流の位相とを比較する。これ
ら位相の比較は、考慮される電圧と電流を代表す
る複素数記号の比によつて現わされるのが便利で
ある。この比が正の場合、これは比の各項の位相
の一致を示し、これは測定点の下流における故障
に対応している。逆の場合（負の比、位相の不一
致）、故障は上流にある。 上流インピーダンスリレーと呼ばれる前記より
新しい型のリレーを使用する場合、故障の出現後
と出現前において測定された電圧の差と、故障発
生後の電流との間において位相比較を実施する。
この比較から引出された結論は、符号以外は、合
計インピーダンスリレーの場合と同様である。即
ち、位相の不一致（負の比）は測定点の下流にお
ける故障を表示するものと見なされ、位相の一致
（正の比）は上流の故障に対応する。 Ａ点とＢ点の間の線路を見る場合、それぞれＡ
点とＢ点のリレー即ち方向保護要素による下流故
障の表示は、他の装置によつてもその存在が検出
される故障がその線路上にある事を確認するため
に原則として必要かつ十分である。 複素数電気回路の展開に伴なつて、二、三の場
合には線路の二点ＡとＢの間に故障が出現して
も、線路の各端に結合された方向要素が下流にお
ける故障の表示を発生しない場合のありうる事が
発見された。従つて、その結果これらの方向要素
によつて与えられる表示の解釈において見掛け上
の不確定性が存在し、この不確定性は、線路に沿
つたＡ点とＢ点との間における故障の位置に関連
し、従つて故障点ＤとそれぞれＡ点とＢ点との間
にある線路区間の複素数インピーダンスの値に関
連している（第２図において表示される線路の
インピーダンスZ₁とZ₂）。 ここで、Z₁，Z₂は複合インピーダンスを示して
いる。そしてZ₁を例にとれば、このZ₁は線路の
故障点Ｄとこの線路の端部点Ａとの間の線路部分
の複合インピーダンスである。 このZ₁は故障点Ｄの位置によつて変化する。そ
して線路上の故障点につき、３つの異なつた点
を考えた場合それらの点にZ₁は対応する。（Z₁）₁，
（Z₁）₂および（Z₁）₃は故障点Ｄの３つの仮想固定
点に対するZ₁の固定値である。第１の位置１は点
Ａに最も近く、第３の位置３は最も遠くて第２の
位置２はその中間である。この結果、（Z₁）₁＜
（Z₁）₂＜（Z₁）₃となる。 本発明によれば、線路の２点ＡとＢの間に平行
線路を備え、少なくとも二、三の情況において、
これら２点間の一方の線路に結合された方向要素
から出る情報を、これら２点間の他方の線路に結
合された少なくとも１個の他の方向要素の情報と
比較する事によつて、二、三の回路形態において
現れうる見掛け不確定性を解決可能な事が確認さ
れた。 Ａ点とＢ点との間の２本の（または２本以上
の）平行線路について、これらの線路に共通の末
端ＡまたはＢのいずれかの近傍に直列に補償コン
デンサを接続した場合、前記の不確定性をどの様
にして解決できるかを特に下記の２例について説
明しよう。またこの様な不確定性を除去する装置
についても説明する。 前段に述べた回路形態において、この装置は、
一方の線路の両端に結合された２個の方向要素が
２つ共に下流故障を表示する時、遠隔保護の正常
動作を遂行する。平行線路上に相互矛盾した方向
情報の組合わせが出現する場合、補償コンデンサ
側と反対の側の末端において各線路に結合された
方向要素によつて出される方向情報が逆転された
かの様に動作し、この逆転結果に従つて、遠隔保
護動作によつていずれか一方の線路の引はずしを
許可しまたは許可しない。 第１図は２組の母線ＡとＢの間に２本の線路
とが並列に接続された電気系統または回路部分
を示す。これらの線路とはそれぞれ、母線Ａ
と直列に接続する補償コンデンサC〓とC〓を備え
る。母線Ｂに隣接配置された補償コンデンサは存
在しない。 線路の両端ＡとＢはそれぞれ方向要素R₁と
R₂を備え、これに対して、線路の対応の末端
はそれぞれ方向要素R₃とR₄を備えている。 第２図は、線路に対してＤ点において故障が
作用すると仮定して、接続部Ａ及びＢと故障点Ｄ
との間の線路部分のインピーダンスがそれぞれZ₁
及びZ₂であるとした第１図に対応の電気回路であ
る。線路のインピーダンスはZ₃で示される。
V_AとV_Bは故障の出現後にそれぞれＡとＢにおい
て測定された電圧である。Z_AとZ_BはそれぞれＡ
とＢから見て接続ABに対して上流のインピーダ
ンスである。I_AとI_Bは、それぞれインピーダンス
Z_AとZ_Bを通る電流である。I_1A，I_1B，I_2A，I_2Bはそ
れぞれの数値指数及び文字指数に対応する線路
との末端ＡとＢにおける電流である。即ち、例
えばI_1Aは、線路Ｉの末端Ａにおいて測定された
電流であつて、方向要素R₁を給電する。故障電
流をＪと呼び、この故障電流は第２図において
は、線路ＩのＤ点とアースとの間において流れる
ものと仮定されている。電圧、電流及びインピー
ダンスについて使用された符号は定常状態での特
定周波数における複素数記号である。 また故障の出現直前に測定点ＡとＢにおいて測
定され、上述の様にそれぞれの要素が指向性情報
を誘導できる様に記憶された電圧V_AMとV_BMを下
記において考慮する。更に、故障出現前における
故障点Ｄの電圧V_Dは、下記の記号法においては、
負荷電流の値がゼロ、または少なくとも故障電流
に比して無視できる程度であると仮定されるが故
に、実際上V_AM及びV_BMに等しいものと見なされ
る。 また最後に、下記の諸例においては、インピー
ダンスZ₁（このインピーダンスは故障点Ｄの位置
とともに変動する）について特に下記の３値を用
いる（この場合インピーダンスはリアクタンスを
も意味する）。 これらの値（Z₁）₁，（Z₁）₂及び（Z₁）₃は次の不
等式によつて結合される。 （Z₁）₃＜（Z₁）₂＜（Z₁）₁＜０ 前述の定義並びに説明に照らして、下記の２型
の方向装置について本発明の実施例を検討する。 第１装置 合計インピーダンス測定（例えば、スイヤー
ル、サルキス及びムートン諸氏による1974年
CIGREリポート34.02pp.7（高圧大送電網に関する
国際会議、２ Bd Haussman 75008パリ）の
記憶式方向継電器参照）。 合計インピーダンス測定に際して、各測定点に
おける測定値は記憶された電圧と電流である。言
いかえるならば、方向継電器R₁〜R₄は記憶され
た電圧測定値（V_AM、V_BM）と電流測定値I_1A，
I_1B，I_2A及びI_2Bとをそれぞれ使用する。 記憶された電圧値と電流間の位相比較結果を下
表に示す（Z₂＞０）。

【表】 符号＋は方向情報：下流故障に対
応する。
符号−は方向情報：上流故障に対
応する。
一般に、合計インピーダンスが負の時、コンデ
ンサの端子における火花ギヤツプの放電は確実で
あると認められる。実際上、電流が危険なほどに
高い値をとつた時に放電する火花ギヤツプによつ
てコンデンサC〓とC〓が保護されている。値Z₁の
（Z₁）₂への移行は、式VD／Ｊの符号がゼロを通つて 逆転する事に対応する事を証明する事ができる
（例えば下記の展開計算を参照）。これは、故障電
流が非常に高い値を通過する事に対応する（無限
への傾向）。故に、最後のケースZ₁＜（Z₁）₂は生じ
る事なく、最初の３ケースのみが生じうる。 最初の２ケース（Z₁＞（Z₁）₁）は遠隔保護に関
する前記説明の様に、故障線路１において引はず
しが生じ、健全路線上の２方向継電器の一方が
鎖錠する場合に対応する。 第３ケースは、見掛け不確定性を伴なつた各線
路上において引はずしのないケースである。即ち
要素R₂によるＢ点上流の故障（負のV_D／I_1B）、及
び要素R₃によるＡ点上流の故障（負のV_D／I_2A）。 本発明を実施する為に考慮される装置は、２線
路のいずれか一方の引はずしを伴なわずに故障が
見られる事を特徴とする場合において、位相比較
情報の特定処理を実施するものである。 即ち、この装置はＢ点（コンデンサ側と反対の
側）における方向情報を逆転する事ができ、Ａ点
（コンデンサ側）において与えられる情報を考慮
する。 これらの新規な方向情報全体は、線路の上に
故障が存在しこの線路の２個の方向要素R₁と
R₂がこの故障を下流に見る事、また線路の上
に故障が存在せず、２個の方向要素R₃とR₄が故
障を上流に見る事を表示する。 他の型式のもとに、考慮される装置は下記の組
合わせを直接に線路上の故障の特徴と見なし、
この線路上の引はずしを生じると言う事ができ
る。 −線路上のＡ点から見て下流の故障（コンデン
サ側） −線路上のＢ点から見て上流故障、 −線路上においてＡ点から見て上流故障（コン
デンサ側） −線路上においてＢ点から見て下流故障。 超過（パーミツシブオーバリーチ）を伴なう条
件的許可図式の場合においては、Ｂ点から見た下
記の論理組合わせを線路上の故障の特徴と見な
す。 −線路上にパーミツシブオーバリーチ信号の存
在、 −線路上にパーミツシブオーバリーチ信号の不
存在 −線路上の上流方向情報、 −線路上の下流方向情報。 鎖錠図式または閉塞図式において、下記の論理
組合わせは線路上の故障を特徴づける。 −線路上の閉塞信号の不存在、 −線路上の閉塞信号の存在、 −線路上の上流方向情報、 −線路上の下流方向情報、 実際問題として、この装置は、表の線路と
の組合わせのほかに、この組合わせに対して反
応して引はずしを生じるものと考える事ができ
る。 故に、前記の表の４欄に示された位相関係の
４表示は、線路または線路部分のいずれか一端に
伝送されたのち、論理装置中において組合わされ
る事ができ、この論理装置が、線路上の故障を
特徴づけるこの表の最初の３行に示される論理組
合わせのいずれか１つの存在において、この線路
の引はずしを生じるであろう。 この種の装置は第５図のブロツクダイヤグラム
において、点線フレーム１５の内部に例示されて
いる。このフレーム内部においてANDゲートま
たはORゲートから成る論理回路は、考慮される
系統の末端部Ｂについて検討したばかりの真理表
の翻訳を成すものである。 この末端に位置する開閉所は、点Ａの方向にそ
れぞれ線路とを検査する方向継電器R₂とR₄
を備える。更にこの開閉所は、それぞれの線路
とをＢ方向に検査する２個の方向継電器R₁と
R₃からこれらの線路との上を高周波で伝送
される情報の２個の受信器R′₁とR′₃を含んでい
る。これらのリレーR₁とR₃は、前掲の文献“遠
隔保護”に記載の技術の１つによつてEF線路
及びHF線路によつてそれぞれ受信器R′₁及び
R′₃と通信する発信器を備えている。 受信器R₁とR₃及びリレーR₂とR₄から来る信号
は、開閉所Ｂに接続した回路１５の入力E₁，E₂，
E₃，E₄に加えられる。入力E₁〜E₄のそれぞれの
論理水準１は、同じ指数のリレーR₁〜R₄が下流
に故障を“見る”と言う表示に対応する。 回路１５は、それぞれの線路の引はずし装置を
それぞれドライブする２個の出力１６と１８を持
ち、またこれらの引はずし装置は、線路につい
ては２１、線路については２２で示してある。 出力１６は、２入力３３，３５を有するORゲ
ート３１から給電される。入力３３は２入力を有
するANDゲート３７によつてドライブされ、こ
れらの入力はそれぞれ装置の入力E₁とE₂に接続
されているので、もしリレーR₁とR₂が２つ共に、
それぞれの位置の下流に故障を見るならば、線路
の引はずし命令がゲート３１を通して出力１６
に対して出される。 このORゲート３１の入力３５はANDゲート４
０によつてドライブされ、このANDゲート４０
は４入力４１，４２，４３，４４を有し、これら
の入力はそれぞれE₁，E₂，E₃，E₄に接続されて
いる。入力４２と４３は逆転入力であるから、
R₁とR₄が下流に故障を見、R₂とR₃が上流に故障
を見る時、線路の引はずし命令がORゲート３
１を通して出力１６に加えられる。 線路の引はずし装置２２は、２個のANDゲ
ート５０と６０の命令で前記と同様にして作動さ
せられる。 E₃とE₄に接続させられた２入力を有するAND
ゲート５０は、線路を監視する２個のリレー
R₃とR₄によつて下流に見られる故障の条件を検
出する。４入力E₁〜E₄にそれぞれ接続された４
入力６１〜６４（その内２入力６１と６４は逆転
入力）を有するANDゲート６０は、ANDゲート
４０を作動させる状態と逆の状態、即ちR₁とR₄
から上流に故障を見、R₂とR₃から下流に故障を
見る状態において、線路の遮断を命令する。 この様にして、ANDゲート４０とANDゲート
６０によつて検出される状態において、引はずさ
れる線路上の総ての不確定性が除去される。これ
らのANDゲートの動作をまとめて言えば、不確
定性が現われた場合にR₂とR₄の（コンデンサと
反対の開閉所Ｂのリレーの）表示が逆転されたか
の様に、開閉所Ｂに対してそれぞれ線路または
の引はずし許可を与える。場合によつてこれら
のゲートは、超過（パーミツシブオーバーリー
チ）を伴う条件的許可手続（発信）の枠内、また
は鎖錠或いは閉塞（発信の停止）の枠内におい
て、故障線路に関する対応の信号を開閉所Ａに送
る為に遠隔保護機能に影響を与える。 もちろん、もし例えばＡ点におけるリレーR₁
とR₃が下流故障を見るのに対してリレーR₂とR₄
がこの同一故障を上流に配置するならば、不確定
性は存在せず、線路またはのいかなる引はず
し命令も出されないであろう。 この装置の利点は合計インピーダンスリレーの
指向性を保持して、コンデンサ下流の電圧測定を
可能にするにある。この事は、線路の一端から他
端への、方向情報の高周波伝送を容易にする。 第２方向装置 上流インピーダンスの測定（コンタールシユル
ンベルジユにより1977年２月９日に出願され、
1978年９月に第2380631号として公表されたフラ
ンス特願第7703569号を参照） 上流インピーダンス測定に際して、測定値は各
点における電圧変動（故障後の電圧―故障前の電
圧）、及び電流である。 測定された電圧と電流との間の位相比較によつ
て下記表を作成する事ができる。

【表】 符号−は方向情報：下流故障に対
応する。
符号＋は方向情報：上流故障に対
応する。
考慮される装置は、第５図の装置における入力
の符号を逆転する事によつて同様にして製作する
事ができ、この装置は前記装置と同様に、２線路
の上に引はずしが存在せずに故障が検出された
時、位相比較情報の特殊処理を実施する。 即ちこの装置はＢ点（コンデンサと反対の側）
の方向情報を逆転する事ができ、Ａ点に供給され
る情報を考慮に入れる。 または他の形式として、この装置は下記組合わ
せを線路上の故障の特徴と見なして、この線路
上の引はずしを生じる。 −線路上のＡから見て下流の故障（コンデンサ
側） −線路上のＢから見て上流の故障、 −線路においてＡから見られた上流故障（コン
デンサ側） −線路においてＢから見て下流の故障 この種の装置の利点は、あらゆる可能な条件に
おいて作動する事である。即ちこの装置はコンデ
ンサの両端子における火花ギヤツプの放電条件に
関する仮説を立てない。 線路に係わる故障電流Ｊとして選ばれた基準
値の位相に対して、２線路との各端において
得られる総ての値の位相を研究する事により、前
記の表との中に求められている結果の証明を
試みる事ができる。この様にして下記の表に達
する。この表から出発して、基準項を消去する
事により、それぞれの方向装置R₁，R₂，R₃及び
R₄によつて対応の末端について直接に測定され
た値のみを介入させる前述の表とが誘導され
る。 下記の二、三の仮説から出発する。 −総ての抵抗項を無視する（特に完全故障に関し
て） −放電電流はゼロと仮定される（もしくは故障電
流に対して無視できるものと仮定される）。 線路の補償が100％以下とすれば、 リアクタンスZ_A，Z₁＋Z₂，Z₃は、基本周波数
例えば50Hzにおいて正である。 保護線路に給電する為に各測定点ＡとＢにおい
て得られる値は電圧V_AとV_Bであり、また測定点
ＡとＢにおいて記憶された電圧（故障以前）はそ
れぞれV_AMとV_BMであり、また電流はそれぞれ
I_1A，I_1B，I_2A，及びI_2Bである。 星型一三角形変換法を応用する事により、即ち
故障点Ｄを含む第２図の三角形Ａ，Ｄ，Ｂの代わ
りに末端Ａ，Ｂ，Ｔ（アース）を有しまた各分岐
が下記のインピーダンスを有する頂点D′の星型
回路を用いる事によつて、第２図の回路と等価の
第３図の回路を作成する事ができる。 D′A：Z₁Z₃／Z₁＋Z₂＋Z₃ D′B：Z₂Z₃／Z₁＋Z₂＋Z₃ D′T：Z₁Z₂／Z₁＋Z₂＋Z₃ 下記の様に置く。 Z_T＝Z₁＋Z₂＋Z₃ Z_D＝Z_A＋Z₁Z₃／Z_T Z_C＝Z_B＋Z₂Z₃／Z_T Z_G＝Z_C＋Z_D 故障点における故障前の電圧をVDとし、負荷
電流をゼロとすれば、下記の様に書く事ができ
る。 V_AM＝V_BM＝V_D 故障電流Ｊ（線路上の故障）の関数として、
各測定点における相対的電圧値と電流値を下記の
様に求める事ができる。 I_A＝ＪZ_C／Z_C＋Z_D I_B＝ＪZ_D／Z_C＋Z_D V_A＝Z₁Z₃／Z_T I_A＋Z₁Z₂／Z_TＪ ＝ＪZ₁／Z_T Z₃Z_C＋Z₂（Z_C＋Z_D）／Z_C＋Z_D 対称性により、下記が得られる。 V_B＝ＪZ₂／Z_T・Z₃Z_D＋Z₁（Z_C＋Z_D）／Z_C＋Z_D I_1A＝V_A／Z₁＝ＪZ₃Z_C＋Z₂（Z_C＋Z_D）／Z_T（Z_C＋Z_D） I_1B＝V_B／Z₂＝ＪZ₃Z_D＋Z₁（Z_C＋Z_D）／Z_T（Z_C＋Z_D） I_2A＝V_A−V_B／Z₃＝ＪZ₁Z_C−Z₂Z_D／Z_T（Z_C＋Z_D） ＝ＪZ₁Z_B−Z₂Z_A／Z_T（Z_C＋Z_D） I_2B＝ＪZ₂Z_A−Z₁Z_B／Z_T（Z_C＋Z_D） V_D＝Ｊ（Z₁Z₂／Z_T＋Z_CZ_D／Z_C＋Z_D） ＝ＪZ₁Z₂（Z_C＋Z_D）＋Z_CZ_DZ_T／Z_T（Z_C＋Z_D） 各点における値と故障電流との間において位相
を比較しようとすれば、下記の三種の場合を考慮
しなければならない（この場合インピーダンスは
リアクタンスをも意味する）。 (1) Z₁＞０、Z₂＞０ (2) Z₁＜０、Z₂＞０ これはコンデンサがＡ点にある時に生じる、 (3) Z₁＞０、Z₂＜０ これはコンデンサがＢ点にある場合に生じる
（ケース２の対称）。 ケース１はコンデンサのない通常線路のケース
と同様であるから、下記においてケース２を詳細
に検討しよう。 Z₁＜０及びZ₂＞０の場合、前記方程式に対応し
て下記の様に書く事ができる。 V_A／Ｊ＜０，I_1A／Ｊ＞０，I_2A／Ｊ＜０，I_2B／Ｊ＞
０ etV_A−V_D／Ｊ＜０ Ｊの位相に対するI_1B，V_B，V_D及びV_B−V_Dの位
相はZ₁の値に依存している。 V_BとI_1Bが常に同相にある事は理解されよう。 Z₁の値に対応する二、三の式の符号の変換を研
究してみると面白い。更に詳しくは、下記を確認
する事ができる。即ち V_B／Ｊは、Z₁＝（Z₁）₁の時 にゼロを通過する際に符号を変換する。 故にZ₁＝（Z₁）₁の時、V_AとV_Bの位相関係の変換
が生じる。 更に具体的には、 Z₁＞（Z₁）₁である限り、V_Bは故障出現前に持つ
ていた符号を保持し、Z₁が（Z₁）₁より小となる
時、即ち実際上、故障がコンデンサC_Iに近接した
時、V_BはV_Aの符号をとる。 V_D／Ｊは、Z₁＝（Z₁）₂の時にゼロを通過する際に 符号を変換する。 故に、Z₁＝（Z₁）₂の時、V_AとV_Dの間の位相関係
の変換が生じる。 更に具体的には、これは、Z₁が（Z₁）₂以下とな
る時に、故障電流が容量的となる。 下記を考慮して（Z₁）₁と（Z₁）₂をそれぞれ求め
る。 Z₁＞−Z_AZ_T／Z₃（１＋Z_GZ_T／Z₃2）に対してV_B／V_A＜０ 故に、（Z₁）₁＝−Z_AZ_T／Z₃（１＋Z_GZ_T／Z₃2） Z₁＞−Z_AZ_T／Z₃（１＋Z₂Z_G／Z_CZ₃）に対してV_A／V_D＜
０（また はI_1A／V_D＞０） 故に、（Z₁）₂＝−Z_AZ_T／Z₃（１＋Z_AZ_G／Z_CZ₃） また下記に注意せよ。 ｜（Z₁）₂｜＞｜（Z₁）₁｜ 同様にして、V_B−V_D／Ｊは、Z₁＝（Z₁）₃の時にゼ ロを通過する際に符号を変換する。故に、Z₁が値
（Z₁）₃を通過する瞬間にV_B−V_DとV_Aとの位相関
係が変換する。同様にして、Z₁が（Z₁）₃以下とな
る時、V_A−V_Dとの間の位相関係が逆転する。 前記と同様にして下記をうる。 （Z₁）₃＝−Z_AZ_T／Z₃ また下記を注意しよう。 （Z₁）₃＜（Z₁）₂＜（Z₁）₁＜０ 要約すれば、線路が故障状態にある時、故障
電流Ｊに対する測定値の相対位相を示す表を下
記の様に作成する事ができる。 符号−は位相の不一致を示す。 符号＋は位相の一致を示す。 表とは直接にこの表から誘導できる事を
注意しよう。

【表】 Z₁＝（Z₁）₁の場合、電圧V_Bと電流I_1Bは２つ共に
ゼロを通ると言う事ができる。従つて、方向要素
R₂は不確定表示を出す。しかしこの事は、先に
述べた様に不確定性を除去する事のできる他の３
方向情報から正確な表示をうる事を妨げない。 上記表からにおいて各横欄はZ₁の値、すな
わち前述の（Z₁）₁，（Z₂）₂および（Z₃）₃に関する
故障点位置に対応する。そして各縦欄は横欄に示
されたV_DとかI_1Aのような２つの信号に位相比較
の結果を与える。 従来これらの信号は複合量として考えられてお
り、位相が一致するとそれらの比は正（表中では
「＋」符号で示されていて測定点から故障が前方
であることを示している。 今暫く第５図に戻つて説明すれば、それぞれ線
路１６と１７に現われる線路との引はずし命
令は、引はずし装置２１と２２を介して開閉所Ｂ
の水準において線路の遮断を生じる様に作動す
る。但し一般に、本発明とは関係のないその他
二、三の条件が満たされる必要がある。また、遠
隔保護の手続の範囲内において、線路の両端が遮
断される様に対応線路の引はずし命令で作動する
類似の遮断装置が開閉所Ａに存在する。 また厳密に言えば、ANDゲート４０と６０の
入力４４と６２は必要でない事を注意しよう。ま
た本発明によれば、前もつて選定された線路ま
たはのいずれかにおける故障の有無を表示する
為には、前述の４個の方向情報で充分である事が
わかる。実際に、もし線路を例えば開閉所Ｂに
おいて考慮すれば、この線路上に故障がある事
を確認するには、または逆に故障が線路の上
に、或いは開閉所Ｂの上流にある事を確認するに
は、リレーR₁，R₃及びR₂から来る情報だけで充
分である。先に述べた不確定性はＡの上流に故障
のある場合に生じない事はもちろんである。この
様にして、特定の線路を１つの開閉所において考
慮する時、この線路に関して故障の存在を確認す
る為には、この開閉所における他方の線路に結合
した方向要素の情報は無関係である。 前述の技術は、モードがどの様であれ、即ち例
えば相間モードであれ、雰相モードであれ、或い
は逆相モードであれ、全インピーダンス或いは上
流インピーダンス方向継電器に応用される。 またコンデンサＣとＣが第１図に図示の位
置において、即ち各線路の中央から同一側にあつ
て、作動していても、いなくても、共同に作動し
てもまたは別個に作動しても、総ての考慮される
場合において得られる方向表示は正確である事を
も注意しなければならない。 前述の諸原理を保持して、本発明の実施の為に
種々の変形が考えられる事は言うまでもない。特
に、これらの原理は、電気系統中において並列に
接続されたＮ線路（Ｎ＞２）が使用される場合に
応用する事ができる。