JPH0130366B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0130366B2 JPH0130366B2 JP18800781A JP18800781A JPH0130366B2 JP H0130366 B2 JPH0130366 B2 JP H0130366B2 JP 18800781 A JP18800781 A JP 18800781A JP 18800781 A JP18800781 A JP 18800781A JP H0130366 B2 JPH0130366 B2 JP H0130366B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- voltage
- ground fault
- ground
- switch
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Breakers (AREA)
- Control Of High-Frequency Heating Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、再閉路成功地絡事故時の短時間停
電事故を防止する短時間停電防止装置に関するも
のである。
電事故を防止する短時間停電防止装置に関するも
のである。
従来、一般に非接地三相三線式配電線路におけ
る地絡事故保護をするのに、例えば第１図に示す
方式でなされている。第１図で、１は三相交流電
源、２はこの三相交流電源１に接続される三相配
電線、３は零相電圧を検出するための計器用変圧
器、４は零相電圧によつて動作する地絡継電器、
５は開閉器、６は前記三相配電線２が有する対地
静電容量、７は前記三相配電線２中にあると仮定
したギヤツプ状の地絡事故点である。
る地絡事故保護をするのに、例えば第１図に示す
方式でなされている。第１図で、１は三相交流電
源、２はこの三相交流電源１に接続される三相配
電線、３は零相電圧を検出するための計器用変圧
器、４は零相電圧によつて動作する地絡継電器、
５は開閉器、６は前記三相配電線２が有する対地
静電容量、７は前記三相配電線２中にあると仮定
したギヤツプ状の地絡事故点である。
次に動作について説明する。第１図の構成にお
いて、開閉器５が閉路状態のときの三相交流のベ
クトル図は第２図に示される如くであり、図中
ea，eb，ecは前記三相交流電源１の電源電圧で、
電源電圧ピーク値をＥとし、ａ相を基準にとる
と、次のように表すことができる。
いて、開閉器５が閉路状態のときの三相交流のベ
クトル図は第２図に示される如くであり、図中
ea，eb，ecは前記三相交流電源１の電源電圧で、
電源電圧ピーク値をＥとし、ａ相を基準にとる
と、次のように表すことができる。
ea＝Esinωt
eb＝Esin（ωt−２／３π）
ecEsin（ωt−４／３π）
線路に地絡事故がなく、線路の対地静電容量６
が各相ともC0で平衡しているときには、零相電
圧は発生せず、上記の電源電圧ea，eb，ecが平衡
した三相電圧として三相配電線２に課電される。
が各相ともC0で平衡しているときには、零相電
圧は発生せず、上記の電源電圧ea，eb，ecが平衡
した三相電圧として三相配電線２に課電される。
ここで、例えば第１図に示すように、ａ相のギ
ヤツプ状の地絡事故点７が放電し、抵抗値Rgで
地絡すると、次のような零相電圧V0が発生する。
ヤツプ状の地絡事故点７が放電し、抵抗値Rgで
地絡すると、次のような零相電圧V0が発生する。
V0＝−V0・sin（ωt−θ）
ただし、
この条件を第２図のベクトル図で考えると、地
絡事故により発生した零相電圧V0によつて中性
点の接地電圧は点ＯからO′に移動し、地絡後の
各相の対地電圧はVa，Vb，Vcで表わされる。こ
の場合、線路の対地静電容量６や地絡抵抗が変わ
ると、点O′は円線図８上を動く。
絡事故により発生した零相電圧V0によつて中性
点の接地電圧は点ＯからO′に移動し、地絡後の
各相の対地電圧はVa，Vb，Vcで表わされる。こ
の場合、線路の対地静電容量６や地絡抵抗が変わ
ると、点O′は円線図８上を動く。
一般に配電線路での地絡事故時の保護を行うに
は、この零相電圧がある設定レベルを越えると動
作する地絡継電器４の信号により開閉器５を開路
する方式を採用しており、地絡事故の後、ある設
定動作時限、例えば20サイクル程度をもつて開閉
器５を開き、線路を無電圧状態とする。この動作
時限は、瞬間的な地絡事故による不必要動作を防
止するためのものである。
は、この零相電圧がある設定レベルを越えると動
作する地絡継電器４の信号により開閉器５を開路
する方式を採用しており、地絡事故の後、ある設
定動作時限、例えば20サイクル程度をもつて開閉
器５を開き、線路を無電圧状態とする。この動作
時限は、瞬間的な地絡事故による不必要動作を防
止するためのものである。
一方、配電線路の地絡事故は永久的な地絡事故
は少なく、上記停電後数秒〜数分間に自動的に開
閉器５を閉路させる再閉路送電動作において、何
ら支障なく送電できることが大部分を占める。こ
れは、地絡事故点がギヤツプ状の特性を示し、上
記の短時間の停電により、放電したギヤツプの絶
縁回復が行われるためである。
は少なく、上記停電後数秒〜数分間に自動的に開
閉器５を閉路させる再閉路送電動作において、何
ら支障なく送電できることが大部分を占める。こ
れは、地絡事故点がギヤツプ状の特性を示し、上
記の短時間の停電により、放電したギヤツプの絶
縁回復が行われるためである。
しかしながら、従来の地絡事故保護では、永久
的な地絡事故でない再閉路送電可能事故により、
度々数秒〜数分程度の短時間停電をもたらし、こ
れらは予告できない停電であるため需要家に多大
の損害を与えることがあつた。また一度再閉路成
功事故があることは線路に何らの欠陥があること
を意味し、その後このような再閉路成功事故が頻
発し、事故点の発見も非常に困難な事故であるた
め、社会的に大きな問題ともなることがあつた。
的な地絡事故でない再閉路送電可能事故により、
度々数秒〜数分程度の短時間停電をもたらし、こ
れらは予告できない停電であるため需要家に多大
の損害を与えることがあつた。また一度再閉路成
功事故があることは線路に何らの欠陥があること
を意味し、その後このような再閉路成功事故が頻
発し、事故点の発見も非常に困難な事故であるた
め、社会的に大きな問題ともなることがあつた。
この発明は、上記のような従来のものの欠点を
除去するためになされたもので、地絡事故時に地
絡相を検出し、地絡相を接地用のスイツチにより
短時間接地することにより短時間停電を防止でき
る装置を提供することを目的としている。以下こ
の発明の一実施例を図について説明する。
除去するためになされたもので、地絡事故時に地
絡相を検出し、地絡相を接地用のスイツチにより
短時間接地することにより短時間停電を防止でき
る装置を提供することを目的としている。以下こ
の発明の一実施例を図について説明する。
第３図は第１図に示した系統にこの発明による
短時間停電防止装置９を三相配電線２に設置した
実施例である。１０は地絡事故が生じたとき数ｍ
ｓの時間内に地絡事故相を検出する地絡相検出装
置、１１ａ，１１ｂ，１１ｃは地絡した事故相だ
けを高速度で接地する三相各相に星形に接続され
たスイツチ、１２は前記地絡相検出装置１０から
の信号をもとにスイツチ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ
を動作させる信号を送るケーブル、１３は第４図
に示されるような電圧−電流特性を有する、例え
ば酸化亜鉛素子のような非直線抵抗体で、スイツ
チ１１の中性点とアース間に接続される。１４は
これに並列につながる接地解除のためのスイツチ
で、スイツチ１１ｂ，１１ｃのいずれかの動作後
商用周波で約10サイクル後に開路するものであ
る。ここで、スイツチ１１ａ，１１ｂ，１１ｃお
よび１４は動作後適当な時間にリセツトされる。
短時間停電防止装置９を三相配電線２に設置した
実施例である。１０は地絡事故が生じたとき数ｍ
ｓの時間内に地絡事故相を検出する地絡相検出装
置、１１ａ，１１ｂ，１１ｃは地絡した事故相だ
けを高速度で接地する三相各相に星形に接続され
たスイツチ、１２は前記地絡相検出装置１０から
の信号をもとにスイツチ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ
を動作させる信号を送るケーブル、１３は第４図
に示されるような電圧−電流特性を有する、例え
ば酸化亜鉛素子のような非直線抵抗体で、スイツ
チ１１の中性点とアース間に接続される。１４は
これに並列につながる接地解除のためのスイツチ
で、スイツチ１１ｂ，１１ｃのいずれかの動作後
商用周波で約10サイクル後に開路するものであ
る。ここで、スイツチ１１ａ，１１ｂ，１１ｃお
よび１４は動作後適当な時間にリセツトされる。
次に動作について説明する。第３図において、
仮に地絡事故点７が地絡しなければ、地絡相検出
装置１０は動作せず、スイツチ１１ａ，１１ｂ，
１１ｃは開路したままであるので、この発明によ
る短時間停電防止装置９がない場合と全く同様、
線路に影響を与えずに送電される。
仮に地絡事故点７が地絡しなければ、地絡相検出
装置１０は動作せず、スイツチ１１ａ，１１ｂ，
１１ｃは開路したままであるので、この発明によ
る短時間停電防止装置９がない場合と全く同様、
線路に影響を与えずに送電される。
一方、この状態で、ギヤツプ状の地絡事故点７
が再閉路成功地絡事故を起したときの時間的な動
作状況を第５図で説明する。
が再閉路成功地絡事故を起したときの時間的な動
作状況を第５図で説明する。
第５図において、vaは地絡事故点があると考え
られるａ相の対地電圧波形で、図のように電圧波
形が急激に小さくなる時刻t0で地絡事故が発生す
るものとする。地絡事故が発生すると、第２図の
ベクトル図で示したように零相電圧v0が発生し、
対地電圧の三相バランスがくずれる。地絡相検出
装置１０は、これらの電圧をベクトル合成し、地
絡事故相を数ｍｓの短時間に判別するものである
が、第２図の例のように地絡抵抗値Rgが小さい
条件の事故では、事故相の対地電圧vaが他より著
しく小さくなるので、ベクトル合成の手段に頼る
ことなく地絡相を判別できる。地絡相を判別後、
接地用のスイツチの事故相のスイツチ１１ａを時
刻t1で閉じ事故相を接地する。事故相を接地する
と、ａ相の対地電圧vaは完全に零になる。
られるａ相の対地電圧波形で、図のように電圧波
形が急激に小さくなる時刻t0で地絡事故が発生す
るものとする。地絡事故が発生すると、第２図の
ベクトル図で示したように零相電圧v0が発生し、
対地電圧の三相バランスがくずれる。地絡相検出
装置１０は、これらの電圧をベクトル合成し、地
絡事故相を数ｍｓの短時間に判別するものである
が、第２図の例のように地絡抵抗値Rgが小さい
条件の事故では、事故相の対地電圧vaが他より著
しく小さくなるので、ベクトル合成の手段に頼る
ことなく地絡相を判別できる。地絡相を判別後、
接地用のスイツチの事故相のスイツチ１１ａを時
刻t1で閉じ事故相を接地する。事故相を接地する
と、ａ相の対地電圧vaは完全に零になる。
上述の方法で、事故相が一旦接地されると、ギ
ヤツプ状の地絡事故点７を流れる地絡電流はなく
なり、地絡事故点７へ注入されるエネルギが消滅
するため、導通状態であつたギヤツプの絶縁回復
が始まる。これを第６図に示す。なお、第６図中
横軸は時間、縦軸は絶縁回復電圧を示し、実線に
はさまれた斜線領域はばらつきを示している。ま
た原点はギヤツプ状の地絡事故点７の電流遮断時
点に相当し、破線Ｂは地絡事故直前の放電電圧を
示す。事故点の特性に依存するが、第６図に示す
ように約100ｍｓ程度無電圧の状態が続けば再閉
路成功事故点の絶縁が回復し、場合によつては放
電開始電圧Ｂより高くなることがある。このため
事故相を短時間接地することにより、線路を元の
正常状態に戻すことが可能となる。
ヤツプ状の地絡事故点７を流れる地絡電流はなく
なり、地絡事故点７へ注入されるエネルギが消滅
するため、導通状態であつたギヤツプの絶縁回復
が始まる。これを第６図に示す。なお、第６図中
横軸は時間、縦軸は絶縁回復電圧を示し、実線に
はさまれた斜線領域はばらつきを示している。ま
た原点はギヤツプ状の地絡事故点７の電流遮断時
点に相当し、破線Ｂは地絡事故直前の放電電圧を
示す。事故点の特性に依存するが、第６図に示す
ように約100ｍｓ程度無電圧の状態が続けば再閉
路成功事故点の絶縁が回復し、場合によつては放
電開始電圧Ｂより高くなることがある。このため
事故相を短時間接地することにより、線路を元の
正常状態に戻すことが可能となる。
次に第５図の時刻t2で、スイツチ１４を開路す
る。スイツチ１４を開路すると、自動的に事故相
に非直線抵抗体１３が接続されることになる。こ
の非直線抵抗体１３の特性は第４図に示され、線
路対地容量６によるが、約10μA〜100A程度の電
流Irに対し、制限電圧Vrは三相電源電圧のピーク
値Ｅ程度に選ぶ。このように選ぶと、スイツチ１
４の開路後に発生する異常電圧の発生を防止で
き、線路電圧のピーク値Ｅ以上の電圧が加わらな
くなり、異常電圧に起因する事故点の再放電を防
止できる。
る。スイツチ１４を開路すると、自動的に事故相
に非直線抵抗体１３が接続されることになる。こ
の非直線抵抗体１３の特性は第４図に示され、線
路対地容量６によるが、約10μA〜100A程度の電
流Irに対し、制限電圧Vrは三相電源電圧のピーク
値Ｅ程度に選ぶ。このように選ぶと、スイツチ１
４の開路後に発生する異常電圧の発生を防止で
き、線路電圧のピーク値Ｅ以上の電圧が加わらな
くなり、異常電圧に起因する事故点の再放電を防
止できる。
この点は、この発明の特有の効果であるので、
さらに詳しく説明する。
さらに詳しく説明する。
ここで、非直線抵抗体１３がない場合を考える
と、スイツチ１４を流れていた電流は、零相電流
から理解できるようにほぼπ／２〔rad〕進んだ
電流であり、スイツチ１４の開放時に、前記した
零相電圧v0のピーク電圧V0が線路に直流電圧成
分として残る。このため、対地電圧は時刻t2以後
に元の交流成分が脈動成分となつた直流電圧とな
り、最大時には元の正常時の丁度２倍の高い異常
電圧が加わることになる。この現象は三相非接地
配電線で引き起される間欠アーク地絡の原因とな
ることが従来から知られている。この関係を第５
図に示すと、一点鎖線のv′aとなる。
と、スイツチ１４を流れていた電流は、零相電流
から理解できるようにほぼπ／２〔rad〕進んだ
電流であり、スイツチ１４の開放時に、前記した
零相電圧v0のピーク電圧V0が線路に直流電圧成
分として残る。このため、対地電圧は時刻t2以後
に元の交流成分が脈動成分となつた直流電圧とな
り、最大時には元の正常時の丁度２倍の高い異常
電圧が加わることになる。この現象は三相非接地
配電線で引き起される間欠アーク地絡の原因とな
ることが従来から知られている。この関係を第５
図に示すと、一点鎖線のv′aとなる。
しかしながら、この発明のように、スイツチ１
４の開路とともに、非直線抵抗体１３が事故相に
接続されると、第５図の時刻t2以後の実線で示す
ように非直線抵抗体１３の動作により異常電圧分
が、第４図の関係により元の対地電圧のピーク値
Ｅに抑制される。このため、スイツチ１４の開路
時に発生する異常電圧によつて、事故点が再放電
地絡することが防止できる。
４の開路とともに、非直線抵抗体１３が事故相に
接続されると、第５図の時刻t2以後の実線で示す
ように非直線抵抗体１３の動作により異常電圧分
が、第４図の関係により元の対地電圧のピーク値
Ｅに抑制される。このため、スイツチ１４の開路
時に発生する異常電圧によつて、事故点が再放電
地絡することが防止できる。
この場合、スイツチ１１ａ，１１ｂ，１１ｃお
よび１４のリセツト状態への復帰を変電所継電器
が動作する前の時刻t3に行うと、非直線抵抗体１
３に流れる電流により変電所継電器が動作しない
ようにできる。またこの場合、スイツチ１１ａ，
１１ｂ，１１ｃが先に開路状態になることはもち
ろんのことである。
よび１４のリセツト状態への復帰を変電所継電器
が動作する前の時刻t3に行うと、非直線抵抗体１
３に流れる電流により変電所継電器が動作しない
ようにできる。またこの場合、スイツチ１１ａ，
１１ｂ，１１ｃが先に開路状態になることはもち
ろんのことである。
なお、上記の説明では、ある一相のギヤツプ状
の地絡事故点７について述べたが、その事故発生
確率は少ないが、第７図のようにギヤツプ状の地
絡事故点７が７ａ，７ｂの２箇所となり、多少の
時間差をもつて地絡事故に至ることがある。この
場合、スイツチ１１と直列に抵抗、静電容量、イ
ンダクタンス、非直線抵抗のようなインピーダン
ス要素Ｚを直列に挿入すれば、２箇所地絡事故時
に、線路に流れる短絡電流を小さな値に制限でき
る。この場合も短時間停電防止装置９の１箇所地
絡時の短時間停電防止機能は何ら変化しない。
の地絡事故点７について述べたが、その事故発生
確率は少ないが、第７図のようにギヤツプ状の地
絡事故点７が７ａ，７ｂの２箇所となり、多少の
時間差をもつて地絡事故に至ることがある。この
場合、スイツチ１１と直列に抵抗、静電容量、イ
ンダクタンス、非直線抵抗のようなインピーダン
ス要素Ｚを直列に挿入すれば、２箇所地絡事故時
に、線路に流れる短絡電流を小さな値に制限でき
る。この場合も短時間停電防止装置９の１箇所地
絡時の短時間停電防止機能は何ら変化しない。
以上のようにこの発明によれば、非接地三相三
線式配電線路において、地絡事故時に地絡相を短
時間接地させることによりギヤツプ状の地絡事故
の絶縁を回復させることができると同時に、上記
短時間接地解除時に事故相に非直線抵抗体を接続
する回路とすることにより接地解除後に配電線に
発生する異常電圧の発生防止を行つたので、再閉
路成功事故による短時間の停電事故を確実になく
すことができる。またこれにより停電にともなう
需要家の被害を永久事故時だけの最少限の停電に
とどめられる利点がある。
線式配電線路において、地絡事故時に地絡相を短
時間接地させることによりギヤツプ状の地絡事故
の絶縁を回復させることができると同時に、上記
短時間接地解除時に事故相に非直線抵抗体を接続
する回路とすることにより接地解除後に配電線に
発生する異常電圧の発生防止を行つたので、再閉
路成功事故による短時間の停電事故を確実になく
すことができる。またこれにより停電にともなう
需要家の被害を永久事故時だけの最少限の停電に
とどめられる利点がある。
第１図は従来の配電線路の地絡事故保護方式を
示す図、第２図は地絡事故時の電圧ベクトルを示
す図、第３図はこの発明による短時間停電防止装
置の一実施例を系統に適用した場合の構成を示す
図、第４図は非直線抵抗体の電圧−電流特性を示
す図、第５図は第３図に示した短時間停電防止装
置の動作時間を示す図、第６図は再閉路成功ギヤ
ツプ状の地絡事故の絶縁回復特性を示す図、第７
図はこの発明の短時間停電防止装置の他の実施例
を示す接続図である。 図中、１は三相交流電源、２は三相配電線、３
は計器用変圧器、４は地絡継電器、５は開閉器、
６は対地静電容量、７は地絡事故点、９は短時間
停電防止装置、１０は地絡相検出装置、１１，１
４はスイツチ、１２はケーブル、１３は非直線抵
抗体、Ｚはインピーダンス要素である。なお、図
中の同一符号は同一または相当部分を示す。
示す図、第２図は地絡事故時の電圧ベクトルを示
す図、第３図はこの発明による短時間停電防止装
置の一実施例を系統に適用した場合の構成を示す
図、第４図は非直線抵抗体の電圧−電流特性を示
す図、第５図は第３図に示した短時間停電防止装
置の動作時間を示す図、第６図は再閉路成功ギヤ
ツプ状の地絡事故の絶縁回復特性を示す図、第７
図はこの発明の短時間停電防止装置の他の実施例
を示す接続図である。 図中、１は三相交流電源、２は三相配電線、３
は計器用変圧器、４は地絡継電器、５は開閉器、
６は対地静電容量、７は地絡事故点、９は短時間
停電防止装置、１０は地絡相検出装置、１１，１
４はスイツチ、１２はケーブル、１３は非直線抵
抗体、Ｚはインピーダンス要素である。なお、図
中の同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 非接地三相三線式配電線路の地絡事故相を検
出する地絡相検出装置、前記三相各相に星形に接
続される接地用のスイツチ、前記星形接続の中性
点とアース間に接続される非直線抵抗体、この非
直線抵抗体に並列に接続される接地解除用のスイ
ツチから成り、前記地絡相検出装置により地絡相
を検出後、直ちに当該事故相を前記接地用のスイ
ツチにより接地し、所定時間後前記接地解除用の
スイツチを開いて前記非直線抵抗体を事故相に接
続し、かつ変電所地絡継電器動作前に前記接地用
のスイツチと接地解除用のスイツチをリセツトす
る構成としたことを特徴とする短時間停電防止装
置。 ２ 接地用のスイツチの各相分は直列接続された
インピーダンス要素を備えたことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の短時間停電防止装置。 ３ 非直線抵抗体の電圧−電流特性を、三相対地
電圧ピーク値の電圧のとき、10μA〜100Aの電流
範囲に設定したことを特徴とする特許請求の範囲
第１項または第２項記載の短時間停電防止装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18800781A JPS5889020A (ja) | 1981-11-24 | 1981-11-24 | 短時間停電防止装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18800781A JPS5889020A (ja) | 1981-11-24 | 1981-11-24 | 短時間停電防止装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5889020A JPS5889020A (ja) | 1983-05-27 |
| JPH0130366B2 true JPH0130366B2 (ja) | 1989-06-19 |
Family
ID=16216006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18800781A Granted JPS5889020A (ja) | 1981-11-24 | 1981-11-24 | 短時間停電防止装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5889020A (ja) |
-
1981
- 1981-11-24 JP JP18800781A patent/JPS5889020A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5889020A (ja) | 1983-05-27 |
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