JPH03285514A - 地絡検出用光ｃｔ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は例えば高圧地中ケーブルのような電力輸送用導
体に地絡事故が生じた場合に直ちにこれを検出し、地絡
電流の大きさ及び事故相を監視所等に知らせるために用
いられる地絡検出用光ＣＴに関するものである。

（従来の技術） 電力輸送用導体の地絡検出手段としては、各相の一次導
体にそれぞれＣＴを取付けるのが普通であるが、設備が
大型化して重量も重くなる欠点があるうえに、検出端と
なるＣＴの出力信号を接地側に設けられた処理回路まで
導電線により導く必要があり、その間の絶縁を完全なも
のとしなければならないという問題があった。また処理
回路では各相に取付けられたＣＴの出力を個別に処理し
たうえで監視所等へ異常の有無を知らせる必要があり、
回路構成が複雑となって設備コストが高くつく問題があ
った。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は上記した従来の問題点を解決して、次導体で地
絡事故が生じた場合に地絡電流値と事故相とを正確に知
ることができ、しかも軽量、小型で設備コストが安いう
え検出端と処理回路との間の絶縁を容易に確保すること
ができる地絡検出用光ＣＴを提供するために完成された
ものである（課題を解決するための手段） 上記の課題を解決するためになされた本発明は、各相の
一次導体の周囲に取付けられたトロイダルコイルを各相
用ソレノイドコイル及び零相合成用ソレノイドコイルに
直列に接続するとともに、各相用ソレノイドコイルお各
々に光電流センサ（５）を配設し、同一軸上に巻いた各
相の零相合成用ソレノイドコイルの内部に光電流センサ
をそれぞれ設置したことを特徴とするものである。

（実施例） 以下に本発明を図示の実施例によって更に詳細に説明す
る。

第１図は実施例の地絡検出用光ＣＴの概略的な構成を示
すものであり、（１）は三相の一次導体、（２）は各相
の一次導体（１）の周囲に取付けられた空心のトロイダ
ルコイルである。本実施例では空心のトロイダルコイル
として、短絡電流の最大値まで、１次電流に対する直線
性を確保できるようにしたが、分割型の鉄心にトロイダ
ルコイルを巻く構成でもよい。けい素鋼板やパーマロイ
などの透磁率の大きい材料の鉄心を円周上に複数箇所も
うけたギャップで構成した分割型鉄心では導体（１）に
流れる１次電流に対して、トロイダル部分で高い電圧が
得られ、結果として光電流センサに加える磁界を大きく
できる。このため、より容易に精度よく測定できる。（
３）は各相毎に設けられた各相用ソレノイドコイルであ
って、第２図の回路図に示すように、各相のトロイダル
コイル（２）の巻線は各相用ソレノイドコイル（３）と
直列に接続されている。また（４）は零相合成用ソレノ
イドコイルであり、同一の巻線枠に三相分の巻線を巻く
ことによって零相合成を行わせるためのものであるが、
各相のトロイダルコイル（２）の巻線はこの零相合成用
ソレノイドコイル（４）にも直列に接続されている。

トロイダルコイル（２）は各相の一次導体（１）に流れ
る一次電流の変化量に比例した電圧を発生し、これに応
じて各相用ソレノイドコイル（３）には各相の一次電流
に比例した磁界が発生する。これを検出するために各相
用ソレノイドコイル（３）の内部には光電流センサ（５
）が設置してあり、各相の一次電流を光信号に変換して
出力する。また零相合成用ソレノイドコイル（４）には
三相分の一次電流に比例した零相の磁界が発生すること
となり、その内部に設置した光電流センサ（６）が零相
合成された磁界の強さを光信号として出力するようにな
っている。

以上の構成を回路方程式により説明すると次のとおりで
ある。

まず回路を第２図に記したようにモデル化し、記号を定
める。

２□＝トロイダルコイルのインピーダンス（２ｙｔ＝Ｒ
Ｔｉ＋　ｊω１，１１） ２３　Ｐ　ｉ　ｌ各相用ソレノイドコイルのインピーダ
ンス＜７ｓｐｒ　＝　Ｒｓｐ＝　　＋　ｊωＬｓｒｚ　
）２　Ｓ　Ｚ　ｉ　ｉ各相合成用ソレノイドコイルのイ
ンピーダンス （２ＳＺｉ　　−ＲＳｋｉ　　＋Ｊ　ωＬｓｚ＋　　）
Ｍｉｊ：ｉ、ｊ　間の相互インダクタンス（ｉ、ｊ＝１
〜３） である。

各閉回路の方程式は次のようになる。

ココＴ：　２　＝　２７Ｉ　＋　ＺＳＰＩ　＋　２ＳＺ
、−Ｚ　ｔ　ｚ　十ｇ　Ｓ　Ｐ　２　　＋　ｇ　ｓ　ｚ
　ｚ＝　ｇ　Ｔ　３＋２　Ｓ　ｐ　ｊ　　＋’７．　ｓ
　ｚ　：＋Ｍ＝Ｍ、□−Ｍ　２：＋　＝　Ｍ Ｖ　ＯＰ　ｅ。、ニドロイダルコイル無負荷開放電圧（
ｉ：１〜３） Ｎα１の回路についてまとめると、次の回路方程式％式
％ 三相平衡回路であることから、 １ｓｚ＝ａ　ｉｓ＋、　　１ｓｚ＝ａ”　ＩＳＩ　（ａ
　＝　ε”７”’）よって ２　ｊｓｒ＋ＪωＭ　（ａ＋ａ”　）ｉｓ　Ｉ＝　”Ｊ
　ｏ　ｒ　１１　Ｒ１これより １ｇ＋＝　ＶＯＰ＠ｆｉｌ　　／　（２Ｊ　０Ｍ　）＝
　ＶＯＰ−１／　（（Ｒｙ　　＋　Ｒ３Ｐ＋　Ｒ３Ｚ）
　　＋ｊω（Ｌア＋Ｌｓｒ＋Ｌｓｚ　　Ｍ））ここで零
相合成用ソレノイドコイルの各相の巻線は全て同一と仮
定すれば、 Ｍ　＝Ｌ　ｓ□ よって Ｉ　ｓ＋＝　ＶＯＰ−１／　（（Ｒｔ　　＋　Ｒ３Ｐ＋
　ＲＩＦ）　　＋ｊω（ＬＴ　＋ＬＳＰ）　） 従ってｉｓはソレノイドコイル内部に発生する磁界に比
例し、内部の光電流センサはこの磁界を検出することが
できる。

（作用） このように構成された本発明の地絡検出用光ＣＴは、各
相の一次導体（１）に地絡がない健全状態においては零
相合成用ソレノイドコイル（４）の内部に発生する磁界
は零であるので、光電流センサ（６）は出力を生じない
。しかしいずれかの−次導体（１）において地絡が生ず
ると、三相の一次導体（１）の電流のバランスが崩れる
ため、零相合成用ソレノイドコイル（４）の内部に地絡
電流に応じた磁界が発生し、光電流センサ（６）がこれ
を検出する。また零相合成用ソレノイドコイル（４）内
の光電流センサ（６）のみでは事故相を知ることができ
ないが、本発明においては各相用ソレノイドコイル（３
）内にも光電流センサ（５）を設置しであるため、その
出力によってどの相で地絡事故が発生したかが直ちに分
かることとなる。そして光電流センサ（５）、（６）の
出力信号は遠方の監視所等へ瞬時に伝達され、地絡事故
の発生及び事故相を直ちに知ることができる。

（発明の効果） 本発明は以上のように構成されたものであるから、次の
とおりの優れた作用効果を発揮することができる。

第１に、本発明の地絡検出用光ＣＴは一次導体に地絡事
故が発生した場合、事故相と地絡電流値を一つの構成単
位によって正確に知ることができる。

第２に、本発明において用いられているトロイダルコイ
ル、ソレノイドコイルはともに空心であるために全体の
重量を小さくすることができ、設備コストの引下げを図
ることができる。

第３に、本発明においては検出端に光電流センサを用い
ているので、絶縁性の光ファイバにより接地側の処理回
路へ信号を伝達することができ、絶縁上のトラブルを発
生することがない。

第４に、各相用ソレノイドコイルの巻線を光電流センサ
に対応させて決定すれば、地絡電流のみならず負荷電流
の測定も可能となる。

このように本発明によれば高圧地中ケーブルのような電
力輸送用導体に発生した地絡事故をただちに光信号に変
換して知らせることが可能となり、電力の安定供給に大
きく寄与することができる

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の概略的な構成を示す断面図、
第２図はその回路図である。 （１）ニー次導体、（２）　：　ｌ−ロイダルコイル、
（３）：各相用ソレノイドコイル、 （４）：零相合成用ソレノイドコイル、（５）：光電流
センサ、（６）：光電流センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 各相の一次導体（１）の周囲に取付けられたトロイダル
   コイル（２）を各相用ソレノイドコイル（３）及び零相
   合成用ソレノイドコイル（４）に直列に接続するととも
   に、各相用ソレノイドコイル（３）の各々に光電流セン
   サ（５）を配設し、同一軸上に巻いた各相の零相合成用
   ソレノイドコイル（４）の内部に光電流センサ（６）を
   それぞれ設置したことを特徴とする地絡検出用光ＣＴ。