JPH0136593B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は絶縁電線より成る配電線における地
絡故障を検出するために使用用される零相電圧検
出用コンデンサに関するものである。

従来、零相電圧の検出部として多く採用されて
いる装置としては配電線の芯線に直接取付ける方
式の零相電圧検出用コンデンサがあるが、この種
のコンデンサでは絶縁電線より成る配電線に取付
けることは困難であり、特に活線作業は極めて難
しい。又、配電線に対する取外しを考慮して配電
線における絶縁電線の周側面に直接取付ける方式
のコンデンサを考えた場合には絶縁電線とコンデ
ンサとの間に雨水が浸入して静電容量が変化し、
その静電容量の変化の割合が三相の内一相分でも
異なると零相電圧に相当する電圧が発生し、地絡
継電器を誤動作させる危険が生じる。

この発明は上記従来技術に存する問題点に着目
して成されたものであつて、配電線における対地
電圧を検出するコンデンサとして、配電線におけ
る絶縁電線の外周面に密着されて絶縁電線の芯線
との間に第一コンデンサを形成する第一導電層
と、前記第一導電層の外側に一体形成した絶縁層
内に埋設されて第一導電層との間に第二コンデン
サを形成する第二導電層とより形成し、前記第二
コンデンサよりも第一コンデンサの静電容量を大
きくすることにより、前記第一導電層と絶縁電線
の外周面との間に浸入する雨水の影響を少なく
し、両コンデンサを合成した全体としての静電容
量の変動を低減させて地絡継電器を誤動作させる
危険を無くすとともに、絶縁電線より成る配電線
に対して活線状態においても直接取付け得るよう
にして地絡故障における事故点の発見時間の短縮
のために配電線路における取付可能な箇所を増大
させるようにした零相電圧検出用コンデンサを提
供することを目的とする。

以下、この発明の零相電圧検出用コンデンサ
を、それを利用した故障区間検出表示装置全体と
ともに具体化した一実施例によつて図面に従い説
明する。まず、その概略を第１図及び第２図に従
つて説明すると、電柱１の腕金２に立設されたピ
ン碍子３に支持された配電線における各相の絶縁
電線４にはそれぞれ零相電圧検出用コンデンサ５
が嵌着され、コンデンサ５の中央部には電流検出
器６が取付けられている。そして、前記腕金２を
支持するように電柱１と腕金２間に設けた補強ア
ームには前記各コンデンサ５から導出された口出
線７を一本のシールド線８に接続するための端子
箱９が固定されるとともに、前記電柱１の下部に
は足場ボルト１０及び取付バンド１１にて表示器
１２が固定され、その表示器１２には上方位置の
足場ボルト１０部分にて結束された前記各検出器
６のリード線１３及び前記シールド線８が接続さ
れている。

次に、前記零相電圧検出用コンデンサ５につい
て第３図〜第５図に従つて詳細に説明すると、こ
のコンデンサ５は円筒状を成し、互いに同形を成
す一対のコンデンサ片２１にて軸心方向に二分割
可能に形成されている。そして、両コンデンサ片
２１はそれぞれ半円筒状を成し、互いにその平面
部分において離脱可能に対向密接されている。

そして前記各コンデンサ片２１は内側が絶縁電
線４の外周面に接続されその電線４の芯線４ａと
の間に第一コンデンサを形成するように半円筒形
を成す導電ゴム製の第一導電層２２と、その導電
層２２における外側の曲面部分を半円筒状に覆う
正面Ｈ字状を成す絶縁ゴム製の第一絶縁層２３
と、その絶縁層２３の曲面部分を覆う半円筒状を
成す絶縁ゴム製の第二絶縁層２４と、前記第一導
電層２２との間に第二コンデンサを形成するよう
に両絶縁層２３，２４間に埋設された半円筒状を
成す金属製の第二導電層２５とが一体に形成され
た４層構造を成し、第二コンデンサよりも第一コ
ンデンサの静電容量が大きくなるように第二導電
層２５はその配置箇所及び大きさが設定されてい
る。

又、前記第一絶縁層２３の外周両端部において
上下各分割面側縁部にはそれぞれ肉厚の異なる四
角板状の係合フランジ２６，２７が上下各方向へ
一体に張り出し形成され、その上下各一対の係合
フランジ２６，２７の側面にはそれぞれ大小一対
の孔とその両孔を連通するスリツトから成る適数
個（この実施例ではそれぞれ４個）の係止孔２８
が各別に透設されている。前記上下の係合フラン
ジ２６，２７の内、肉厚の厚い一方の係合フラン
ジ２６の端部には指掛け片２９がそのフランジ２
６の張り出し方向へ突設され、又そのフランジ２
６における係止孔２８にはポリエチレン樹脂等の
合成樹脂など前記両フランンジ２６，２７より硬
い絶縁材より成る連結片３０が嵌合係止され、そ
の連結片３０の外端部には前記フランジ２６の外
側面に当接係止される大径の円板状を成す係止部
３０ａが形成されるとともに、その中央部には前
記係止孔２８における大径の孔部分に嵌合される
円柱状の嵌挿部３０ｂが形成され、その内端部に
は円錐状の係合部３０ｃが形成されている。

さらに、肉厚が薄い他方の係合フランジ２７の
端部付近には四角板状の指掛け片３１がそのフラ
ンジ２７の張り出し方向へ突設され、一対のコン
デンサ片２１を対向密接させた際に一方の係合フ
ランジ２６の指掛け片２９とは半分程ずれて当接
し、一方のコンデンサ片２１の係合フランジ２７
における係止孔２８に対する他方のコンデンサ片
２１の連結片３０の係合を外すように前記指掛け
片２９とともに使用される。

又、前記第二絶縁層２４の側面一端部付近には
支持突起３２が側方へ突出形成され、その支持突
起３２には前記口出線７の端部が一体にモールド
支持されるとともに、その口出線７の導線７ａは
前記第二導電層２５に接続されている。

なお、前記第一導電層２２の内径は前記絶縁電
線４の外径より若干小さく形成され、第一導電層
２２の内面が絶縁電線４の外周面に密接し得るよ
うになつているとともに、前記連結片３０の嵌挿
部３０ｂの長さは両係合フランジ２６，２７の厚
みを合わせた分又はそれより若干短く形成され、
一対のコンデンサ片２１を特にその両端部におい
て互いに密接し得るようになつている。

次に、前記電流検出器６について第６図におけ
る紙面表側を前方として第６図〜第１０図に従つ
て詳細に説明すると、この検出器６における円筒
状の主柱４１の上端にはチヤンネル状の板材より
成る上枠４２が右方へ延出するようにボルトにて
締着されるとともに、その中央やや上方には断面
逆Ｌ字状の板材より成る固定金具４３が左下方へ
延出するように嵌挿溶着され、又その中央やや下
方において前後両部にはそれぞれ四角板状を成す
取付金具４４が左方へ向つてその基端部が溶着さ
れ、さらにその上端付近前部には四角板状の取付
片４５がその基端において固着されている。

そして、前記固定金具４３の左端には上下に長
いＬ字状の板材より成る支持片４６がその下部に
おいてボルト着され、その支持片４６の上部には
端子部４７が支持固定されるとともに、その中央
部には前記端子台４７を所定の隙間をもつて上方
から覆う底無し箱状の端子箱４８が箱固定台４９
を介してビス止固定され、又その下端部と前記上
枠４２間において前後位置にはそれぞれ円柱状の
案内柱５０が並設配置され、両案内柱５０の上下
各端はそれぞれ上枠４２及び支持片４６に対して
ナツトにて締付固定されている。

各案内柱５０にはそれぞれ円筒形の可動体５１
が上下動可能に遊嵌され、その両可動体５１の上
端部間には板状の連結片５２が溶着され両可動体
５１を一体的に移動させるようになつているとと
もに、両可動体５１の上下各面はそれぞれ前記上
枠４２の下面及び支持片４６の上面に当接するこ
とにより可動体５１の上下動範囲を規制するよう
になつている。前記各可動体５１の下端部には右
方へ延出する可動枠５３が平面横Ｙ字状を成す連
結部５３ａの二叉状の各端部において溶着され、
その可動枠５３における連結部５３ａの先端部上
端には連結部５３ａ先端に対して側面Ｔ字状を成
すように水平板状の取付部５３ｂが形成されてい
る。

前記可動枠５３の取付部５３ｂにはチヤンネル
状の変流器取付台５４が上下動可能に取着され、
その取付台５４の下面において前後対称位置には
それぞれ前記可動枠５３の取付部５３ｂに対して
上下動可能に貫通された支持柱５５が突設されて
いる。そして、その支持柱５５の下端には係止ナ
ツト５６が螺着され、前記取付部５３ｂの下面に
当接することにより取付台５４の上動範囲を規制
するようになつているとともに、前記各支持柱５
５にはそれぞれ圧縮バネ５７が遊嵌され、前記取
付部５３ｂに対して取付台５４を上方へ付勢する
ようになつている。

前記取付台５４の上面において前後位置にはそ
れぞれ半円環状の下部変流器片５８及び横Ｌ字状
の下部コア片５９がビス着され、前記上枠４２の
下面右端部における前後位置にそれぞれビス着さ
れた半円環状の上部変流器片６０及び横Ｌ字状の
上部コア片６１に対してそれぞれ対向圧接可能に
なつている。そして、前記上部コア片６１の下面
開端部には下面が下部コア片５９上面に対して圧
接可能な連結コア片６２が突設され、そのコア片
６２には絶縁体にてモールドされたコイル６３が
落脱不能に嵌着されるとともに、上下の前記コア
片６１，５９と上枠４２及び取付台５４との間に
はそれぞれスペーサ６４が介装され、又上下のコ
ア片６１，５９の各内面には前記零相電圧検出用
コンデンサ５を第二絶縁層２４部分において挾持
する挾持片６５が固着され、その挾持片６５の内
側面には前記絶縁層２４の外周面に対応する曲面
を成す嵌合凹部６５ａが形成されている。

なお、前記各変流器片５８，６０におけるコイ
ル分は第７図に示すように断面四角形及び一対の
断面Ｕ字状の導体にて形成され、それらは樹脂絶
縁材にて一体モールドされ、両変流器片５８，６
０にて前記コンデンサ５の第二絶縁層２４の外径
より若干小さな内孔を有する円環状の零相電流検
出用変流器６６が形成されるとともに、前記各コ
ア片５９，６１，６２及びコイル６３にて過電流
検出用変流器６７が形成されている。

前記取付片４５には平面横Ｕ字状を成す板状の
案内片６８がボルト着され、その上部間には前記
上部変流器片６０が挾持されるとともに、その下
端部には案内部６８ａが外方へ折曲形成されて前
記下部変流器片５８を挾入案内し、両変流器片５
８，６０を確実に対向密接させるようになつてい
る。又、両変流器６６，６７から導出されたたリ
ード線（図示せず）は前記端子箱４８内にて２芯
シールド付４芯の前記リード線１３に接続され、
そのリード線１３は線押え板６９にて前記箱固定
台４９に支持固定されるとともに、主柱４１に対
してその中央部から挿入され、下端から導出され
ている。

前記可動枠５３の連結部５３ａ下部には係止ピ
ン７１が前後方向へ突出するように嵌挿取着さ
れ、その係止ピン７１の前後両部分にはそれぞれ
連結リンク７２の上端部が回動可能に取着される
とともに、その両リンク７２の下端部には連結ピ
ン７３が嵌挿取着されている。その連結ピン７３
の両端部にはそれぞれ下部において折曲された形
状を成すロツクレバー７４の上端部が回動可能に
連結され、そのロツクレバー７４の右側上端には
前記係止ピン７１に対して離脱可能に係合する係
合突起７５が設けられるとともに、その折曲部分
には前記両取付金具４４に対して嵌挿取着された
軸ピン７６が回動可能に取着され、又その下端部
間に止めピン７７が嵌挿取着されている。そし
て、前記両ロツクレバー７４の下部間には円筒状
の操作レバー７８の上端部が前記両ピン７６，７
７を介して相対移動不能に取付けられている。

なお、前記主柱４１及び操作レバー７８の下部
表面には絶縁ゴム等の絶縁材が被覆されるととも
に、前記連結ピン７３において両連結リンク７２
間及び連結リンク７２とロツクレバー７４間には
それぞれ間隔保持用のリングが嵌挿されている。

次に、前記表示器１２について第１１図〜第１
３図に従つて詳細に説明すると、この表示器１２
のケース８１下部には端子箱８２が設けられ、そ
の端子箱８２内上部には前記各リード線１３及び
シールド線を接続するためのメタルコンセント８
２，８４が設けられるとともに、そのケース８１
の上部において蓋内前面には地絡方向継電器DG
が設けられ、又その中央部前面には地絡故障回数
測定用の積算カウンタ８５が設けられ、さらに前
記ケース８１の中央部内には地絡方向兼過電流表
示用の表示棒８６ａをケース８１外へ突出させる
ためのソレノイド８６が設けられている。又、前
記ケース８１上面にはアース端子８７及び前記足
場ボルト１０に吊下するための取付金具８８が設
けられるとともに、その背面には前記取付バンド
１１に取付けるための金具８９が設けられてい
る。

そして、前記表示器１２におけるケース８１に
は第１３図中一点鎖線で囲まれた電気回路に相当
する電気部品が内蔵され、その電気回路には前記
各相における過電流検出用変流器６７からの電流
をそれぞれ変圧器及び整流回路を通し、その出力
電流を各相分合わせて平滑し、過電流継電器９０
に接続する過電流検出回路がある。又、前記各相
における零相電流検出用変流器６６からの電流を
三相分合成して前記地絡方向継電器DGの端子
Z₁，Z₂に入力する回路、及び前記シールド線８か
らの零相電圧を前記継電器DGの端子Ｎに入力す
る回路より成る地絡方向検出回路がある。さら
に、前記継電器DGに対し、サージアブソーバを
介して端子P₁，P₂において入力される操作電源
が変圧器に入力され、その変圧器の出力が整流・
平滑されて操作用直流電源として無電圧検出用継
電器９１に入力されるとともに、一方においては
前記継電器DGの出力端子Ａ，Ｃを介して前記積
算カウンタ８５、電源用コンデンサＣ及びびソレ
ノイド８６に接続され、かつ前記カウンタ８５と
コンデンサＣとの間に逆流防止用のダイオードＤ
及びコンデンサＣとソレノイド８６との間に前記
継電器９１の常閉接点X₁bが接続された回路があ
り、他方においては前記過電流継電器９０の常開
接点X₀aを介して前記ソレノイド８６と前記操作
用直流電源とを接続する回路がある。

そして、前記継電器９０に入力される電流が整
定値以上になつた場合その継電器９０の接点X₀a
は閉成し、又前記継電器９１はそこに入力される
電源が無くなつた場合にはその接点X₁bは開放
し、さらに前記継電器DGの接点Ａ，Ｃ間は地絡
故障を検出した場合に変電所がトリツプするのに
要する時間よりも長い時間短絡するようになつて
いる。

次に、上記のように構成された故障区間検出表
示装置全体の作用を説明する。まず、零相電圧検
出用コンデンサ５について説明すると、このコン
デンサ５は各相の絶縁電線４に対しそれぞれ一対
のコンデンサ片２１を対向して嵌合させ、連結片
３０により相異なるコンデンサ片２１における係
合フランジ２６，２７を互いに密接させる。する
と、各コンデンサ片２１はその第一導電層２２内
面において絶縁電線４の外周面に対して移動不能
に密着され、コンデンサ片２１自身における第二
コンデンサとともに絶縁電線４の芯線４ａとの間
に第一コンデンサを形成する。そして、このよう
に取付けられた各相のコンデンサ５はそれぞれ各
相の対地電圧を検出し、その各対地電圧を合成し
た零相電圧がシールド線８に入力される。

なお、この対地電圧を検出する際に各相のコン
デンサ５のうち少なくとも一相分における静電容
量に変化が生じていると地絡故障が存在していな
くてもシールド線８に零相電流が出力され、地絡
方向継電器DGを誤動作させる危険があるため、
この実施例の各コンデンサ片２１においては絶縁
電線４と第一導電層２２との間に雨水が浸入して
静電容量が変化する危険のある第一コンデンサの
静電容量を第二コンデンサよりも大きくし、全体
としての静電容量を容量の変化がない第二コンデ
ンサの静電容量に近似させている。

又、このコンデンサ５を絶縁電線４から取外す
場合には相異なるコンデンサ片２１における指掛
け片２９，３１を互いに拡開させれば一方の係合
フランジ２６に設けた連結片３０の係合部３０ｃ
が他方の係合フランジ２７の係止孔２８から外れ
るので、一対のコンデンサ片２１に二分割された
状態にて絶縁電線４から取外されることになる。

次に、電流検出器６について説明すると、この
検出器６の操作レバー７８は主柱４１に対して軸
ピン７６を中心に開閉回動され、その回動によ
り、操作レバー７８に対して一体状に取付けられ
たロツクレバー７４と連結リンク７２を連結する
連結ピン７３の軸心は、連結リンク７２と可動枠
５３とを連結する係止ピン７１の軸心と前記軸ピ
ン７６の軸心とを結ぶ死点Ｄ（第６図及び第１０
図に一点鎖線で示す）を越えて上下方向に移動さ
れる。又、前記操作レバー７８の回動はロツクレ
バー７４、連結リンク７２を介して可動枠５３の
上下動に変換され、その上下動は可動体５１を介
して案内柱５０により直線的に行われる。

そして、可動枠５３の上動は圧縮バネ５７のバ
ネ力に抗して変流器取付台５４に伝達され、その
取付台５４の上動により下部変流器片５８は案内
片６８に案内され上部変流器片６０に対して前後
及び横方向にずれが生じることなく前記バネ５７
の付勢力により圧接されるとともに、下部コア片
５９は上部コア片６１に対して圧接され、零相電
流検出用変流器６６及び過電流検出用変流器６７
を形成する。なお、可動枠５３の上動はロツクレ
バー７４の係合突起７５が係止ピン７１に係合さ
れた状態にてトグルロツクされ、又前記両コア片
５０，６１が圧接された際には連結コア片６２の
下面が下部コア片５９に圧接され磁気抵抗の小さ
なコアを形成する。

一方、可動枠５３の下動は連結ピン７３の軸心
が死点Ｄを越すとともに圧縮バネ５７にバネ力に
助けられて行われその下動は可動体５１下面が支
持片４６の下部上面に当接するまで行われ、その
際の両変流器片５８，６０（両コア片５９，６１
の場合も同じ）の離間距離は前記コンデンサ５に
おける単純円筒形を成す中央部の外径よりも大き
くなつている。

さて、この電流検出器６を絶縁電線４に取付け
る場合には、まず第１０図に示すように操作レバ
ー７８を開放操作した状態にて前記コンデンサ５
の中央部に対し、コンデンサ５自体の絶縁耐力を
利用して外方から遊嵌し、上部変流器片６０及び
上方の挾持片６５を上方から嵌合係止する。そし
て、この状態にて風雨の影響等を考慮して、必要
に応じて垂直線に対して所定の角度だけ傾けて操
作レバー７８を閉じる。すると、前記両変流器片
５８，６０及び両挾持片６５間に前記コンデンサ
５の中央部は若干収縮した状態にて挾持されるの
で、電流検出器６はコンデンサ５に固定されると
ともに、前記両変流器６６，６７が形成され、各
変流器６６，６７からはそれぞれ変成された電流
を前記表示器１２に出力する。

なお、前記状態にて操作レバー７８を開けば表
示器に対する出力は無くなるとともに、コンデン
サ５から取り外し可能になり、又操作レバー７８
を開いてコンデンサ５に係止した場合及びコンデ
ンサ５に挾着した場合において、電流検出器６が
コンデンサ５に対してその軸心方向に移動されて
もコンデンサ５の両端部における係合フランジ２
６，２７により電流検出器６はコンデンサ５から
外れることはない。

次に、前記各相のコンデンサ５及び検出器６の
出力を受ける表示器１２について説明すると、ま
ず配電線において変電所がトリツプするよりも短
時間で絶縁が回復する地絡故障が発生した場合に
は、操作電源が無くならないので接点X₁bは開放
されたままの状態にあつて地絡方向継電器DGの
端子Ａ，Ｃ間が短絡されるので積算カウンタ８５
が働き１回分カウントする。

次に、配電線において変電所がトリツプする地
絡故障が発生した場合には、無電圧検出用継電器
９１に電流が流れないのでその接点X₁bが閉成
し、電源用コンデンサＣに蓄えられた電気をソレ
ノイド８６に流してその表示棒８６ａを表示器１
２のケース８１外に突出係止させるとともに、前
記と同様にカウンタ８５にカウントさせる。

さらに、配電線において過電流が流れた場合に
は、過電流継電器９０に流れる電流が整定値以上
になるので、その継電器９０が動作して接点X₀a
を閉じ、ソレノイド８６を動作させてその表示棒
８６ａを突出させる。

以上詳述したように、この発明の零相電圧検出
用コンデンサは配電線における絶縁配線の外周面
に密着されて絶縁電線の芯線との間に第一コンデ
ンサを形成する第一導電層と、その導電層の外側
に一体形成した絶縁層と、その絶縁層内に埋設さ
れて前記導電層との間に前記コンデンサよりも小
さな静電容量をもつ第二コンデンサを形成する第
二導電層とより構成したことにより、第一導電層
と絶縁電線の外周面との間に浸入する雨水による
影響を低減して全体としての静電容量を外部から
の影響を受け難くなり、地絡継電器を誤動作させ
る危険が無くなるとともに、配電線に対して活線
作業を行うことができ、配電線路における取付可
能な箇所が増大し、ひいては地絡故障における事
故点の発見に要する時間短縮に貢献する効果を奏
するので地絡故障検出のための零相電圧検出用コ
ンデンサとして産業利用上好ましい発明である。

なお、この発明は前記実施例に限定されるもの
ではなく、第一及び第二絶縁層を一体化したり、
第二導電層を導電ゴムにて形成したり、各部の形
状を必要に応じて変更する等、この発明の趣旨を
逸脱しない範囲で任意に変更可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を故障区間検出表示装置全体
とともに具体化した一実施例における取付状態を
示す正面図、第２図は同じく取付状態を示す側面
図、第３図〜第５図は同じく零相電圧検出用コン
デンサを示し、第３図はその分解斜視図、第４図
はその平断面図、第５図はその側断面図である。
第６図〜第１０図は同じく電流検出器を示し、第
６図はその正面図、第７図は第６図のほぼＸ−Ｘ
線断面図、第８図はその側面図、第９図は第８図
のほぼＹ−Ｙ線断面図、第１０図はその開いた状
態を示す正面図である。第１１図及び第１２図は
同じく表示器を示し第１１図はその正面図、第１
２図は同じくその側面図である。第１３図は同じ
く全体の電気回路図である。 絶縁電線４、芯線４ａ、零相電圧検出用コンデ
ンサ５、第一導電層２２、第一絶縁層２３、第二
絶縁層２４、第二導電層２５。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 配電線における絶縁配線の外周面に密着され
   て絶縁電線の芯線との間に第一コンデンサを形成
   する第一導電層と、その導電層の外側に一体形成
   した絶縁層と、その絶縁層内に埋設されて前記導
   電層との間に前記コンデンサよりも小さな静電容
   量をもつ第二コンデンサを形成する第二導電層と
   より構成したことを特徴とする零相電圧検出用コ
   ンデンサ。 ２ 両導電層及び絶縁層は円筒状を成し、軸心方
   向に二分割可能に形成されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の零相電圧検出用
   コンデンサ。 ３ 第一導電層は導電ゴムにて形成されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項
   に記載の零相電圧検出用コンデンサ。