JPH04295775A - 接地線地絡電流検出装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は変電所内の断路器、遮断
器等各変電機器の架台の接地線等を流れる地絡電流を検
出して、故障機器の判別を行うための情報を提供する接
地線地絡電流検出装置に関する。

【０００２】

【従来技術】接地線地絡電流検出装置のー形式として、
変電機器等の架台の接地線に流れる電流を検出する電流
検出手段と、同電流検出手段からの検出信号に基づいて
前記接地線に流れる電流量を判別する地絡電流判別手段
を備えた接地線地絡電流検出装置があり、同接地線地絡
電流検出装置の従来のー例が図４に概略的に示されてい
る。当該接地線地絡電流検出装置は、変電所内にて架台
に配設された遮断器、断路器等多数の変電機器１１，１
２の故障機器を判別するために使用されるもので、各変
電機器群が配設された各架台１３はそれぞれ接地線１４
を備え、これら各接地線１４を流れる電流を検出する電
流検出手段１５が配設されている。しかして、各電流検
出手段１５は地絡電流判別手段である地絡電流検出器１
６の各検出部１６ａ，１６ｂに接続されており、かつ各
検出部１６ａ，１６ｂ…は故障点表示盤１７に接続され
ている。

【０００３】当該接地線地絡電流検出装置における電流
検出手段１５には一般の変流器が採用されてる。当該変
流器は刊行物「電気協同研究第４６巻第４号、４４頁（
平成２年９月２０日電気協同研究会発行）」に示されて
いるように、環状の鉄心の外周にコイル状に巻回された
２次側巻線と、同巻線内を貫通する直線状の１次側接地
線を備えてなり、１次側接地線に流れる電流により２次
側巻線に誘起される誘導電流を２本のリード線で取り出
して、その誘導電流に比例した電圧を検出信号として利
用するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の接
地線地絡電流検出装置においては、電流検出手段として
上記したごとき変流器を採用しているため、下記のごと
き種々の問題を備えている。 （１）各変流器の２次側巻線から２本のリード線で誘導
電流を取り出す必要上各変流器から地絡電流検出器の各
検出部までの間を２芯シールドケーブルで個別に配線し
なければならず、信号配線のとり回しが煩雑になる。 （２）かかる対策として地絡電流検出器を各変流器にで
きるだけ近接させて配設することになるが、地絡電流検
出器を各変流器に近接して配設するには屋外に配設しな
ければならず、屋外環境下でも使用できるようなケース
内に地絡電流検出器を収納する必要があること、頻繁に
保守点検をしなければならない等、同検出器の保守点検
が面倒になるとともに寿命の低下を早めるおそれがある
。

【０００５】（３）信号配線である上記ケーブルがメタ
ルケーブルであるため、同ケーブルに対する外乱対策が
必要である。 （４）屋外に配設した地絡電流検出器までの電源配線が
必要になる。 （５）変流器に接続されている信号配線には常に誘導電
流が存在しているため同信号配線を取り外すことができ
ず、信号配線を取り外して行う作業を妨げることになる
。従って、本発明の目的はこれらの各問題に対処するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、変電機器等の
架台の接地線に流れる電流を検出する電流検出手段と、
同電流検出手段からの検出信号に基づいて前記接地線に
流れる電流量を判別する地絡電流判別手段を備えた接地
線地絡電流検出装置において、前記地絡電流検出手段と
して、光変流器を採用したことを特徴とする。しかして
、当該接地線地絡電流検出装置における前記光変流器と
しては、前記接地線に流れる電流により生じる磁界を検
出して同磁界の変化量を光の変化量に変換する光−磁界
変換素子を構成要素とする光変流器が好ましい。かかる
光−磁界変換素子としてはファラデー効果を有する特性
の磁器光学材料、より具体的にはＢＳＯ（Ｂｉ１２Ｓｉ
Ｏ２０）等のセラミック結晶材料をからなるものが好ま
しい。

【０００７】

【発明の作用・効果】かかる構成の接地線地絡電流検出
装置においては、接地線を流れる電流を検出する電流検
出手段として光変流器を採用しているので同光変流器を
構成するセンサ部のみを接地線に配設することができ、
下記のごとき作用効果を奏するものである。 （１）各光変流器のセンサ部からの信号線として光ファ
イバーケーブルを使用することかでき、各センサ部から
の信号線を一束とした多芯化が可能となり、また全ての
光変流器と地絡電流判別手段とを１本または複数本の多
芯ケーブルにて接続することができ、信号配線を個別に
する必要がなくて信号配線のとり回しが簡素化される。 （２）信号配線のとり回しが簡素化されるため、各光変
流器のセンサ部を除いて接地線に近接して配設する必要
がなくて保守点検を要する構成部材の全てを屋内に配設
することができて保守点検が容易になるとともに、屋外
に配設されている各センサ部および光ファイバーケーブ
ル等に対する面倒な保守点検をほとんど必要としない。

【０００８】（３）信号配線として光ファイバーケーブ
ルを使用することができるため、かかるケーブルに対す
る外乱対策が不要になる。 （４）各センサ部等屋外に配設される構成部材に対する
電源配線の必要がなくなる。 （５）信号配線には光信号が伝達されるものであるから
、光変流器と信号配線との取り外しは何等問題がなく、
信号配線を取り外して行う作業に対して何等の支障もな
い。

【０００９】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
るに、図１には本発明のー実施例に係る接地線地絡電流
検出装置の概略構成が示されている。当該接地線地絡電
流検出装置（以下地絡電流検出装置という）は屋外構成
部と２点鎖線で囲む屋内構成部とに大別される。同図に
おいて符号１１，１２は変電所内に配設されている遮断
器、断路器等の変電機器であり、各変電機器は各架台１
３上に複数台づつ配設されていて、各架台１３の脚部に
は接地線１４が設けられている。かかる構成は従来の変
電所内と何等異なるものではなく、各接地線１４に本発
明の主要部をなす光変流器２０を構成する光／電流セン
サ２１が配設されている。当該地絡電流検出装置におい
ては、各光／電流センサ２１（以下電流センサという）
、各電流センサ２１からの信号線である光ファイバーケ
ーブル２２、同ケーブル２２を集合させる集合ボツクス
２３、および集合ボックス２３と光変流器２０を構成す
る後述する電気／光変換部、光／電気変換部とを接続す
る接続線である光ファイバーケーブル２４が屋外構成部
を形成している。

【００１０】屋内構成部を形成する電気／光変換部２５
（以下光変換部という）および光／電気変換部２６（以
下電気変換部という）は光変流器２０の構成部材であり
、これら各構成部材２５，２６は地絡検出器２７とー体
に地絡電流検出盤に配設されて屋内に位置している。 なお、かかる屋内には故障点表示盤３１が設置されてい
て、同表示盤３１の各表示部には各地絡検出器２７が信
号線３２にて接続されている。

【００１１】図２は光変流器２０の構成を概略的に示す
ブロツク線図であり、同変流器２０は電流センサ２１、
光変換部２５および電気変換部２６にて構成され、かつ
地絡検出器２７を一体的に備えている。電流センサ２１
と光変換部２５、同センサ２１と電気変換部２６とは光
フアイバケーブル２２により接続されている。また、電
気変換部２６は信号線２８にて地絡検出器２７に接続さ
れている。地絡検出器２７は本発明における地絡電流判
別手段に該当する。

【００１２】電流センサ２１はセラミック質であるＢＳ
Ｏ　等光透過度のよい磁気光学材料にて構成されていて
、外部から磁界を加えるとともに磁界と同じ方向に光を
透過させると光の偏光面が磁界に比例して回転する現象
（ファラデー効果）を生じるもである。ー方、光変換部
２５は付与された電流を光に変換するものでＬＥＤ　（
発光素子）にて構成され、かつ電気変換部２６は付与さ
れた光を電気に変換するものでＰＤ（受光素子）にて構
成されている。かかる構成の光変流器２０それ自体は公
知である。

【００１３】従って、当該接地線地絡電流検出装置にお
いて接地線１４に地絡電流が流れると、光変流器２０の
電流センサ２１からの光出力は地絡電流に比例した変調
度が加算され、同光出力または同出力の変調度が光信号
として電気変換部２６に伝達され、同電気変換部２６に
て電気信号に変換されて地絡検出器２７に出力される。 この結果、地絡検出器２７にて地絡電流を判別して地絡
電流の発生カ所を故障点表示盤３１に表示させる。

【００１４】なお、本実施例が適用対象としている変電
所においては、各変電機器１１，１２が配設されている
架台１３は２点接地されており、当該接地線地絡電流検
出装置では図３の（ａ）に示すように各接地線１４に配
置した電流センサ２１が互いに直列接続され、かつ光変
換部２５および電気変換部２６に対して互いに直列接続
されている。また、電流センサ２１は図３の（ｂ）に示
すように、上下方向に延びる接地線１４のコイル状巻回
部１４ａ内に配置されている。

【００１５】電流センサ２１のかかる配置により、同一
架台１３に配設されている変電機器１１，１２に地絡事
故が発生した場合には両電流センサ２１に図３の（ａ）
にて実線で示すように同一方向の電流が流れ、電気変換
部２６に対する光出力は両電流センサ２１に流れる地絡
電流に対応する値となる。また、他の架台１３に配設さ
れている変電機器１１，１２に地絡電流事故が発生した
場合には両電流センサ２１に同図の破線で示すように互
いに異なる方向の地絡電流が流れ、電気変換部２６に対
する光出力は零の値となる。この結果から、地絡事故が
発生している架台１３を正確に確認することが可能であ
る。

【００１６】また、接地線１４のコイル状巻回部１４ａ
の作用により発生する磁界が縦方向になって光の透過方
向と一致させることができるとともに、数１００Ａとい
う小さい電流に対しても大きな磁界が得られ、光出力が
大きくできて誤動作を防止することが可能である。

【００１７】しかして、当該接地線地絡電流検出装置に
おいては、変流器として上記したごとき特定された光変
流器２０を採用しているので、下記の作用効果を奏する
ものである。 （１）各光変流器２０の電流センサ２１からの全ての信
号線として光ファイバーケーブル２２，２４，２８を使
用することかでき、各電流センサ２１からの信号線であ
る光ファイバーケーブル２２を光ファイバーボックス２
３内にて一束とした多芯化が可能となり、また全ての光
変流器２０の電気変換部２６と地絡検出器２７とを１本
または複数本の多芯ケーブル２８にて接続することがで
き、信号配線を個別にする必要がなくて信号配線のとり
回しが簡素化される。 （２）信号配線のとり回しが簡素化されるため地絡検出
器２７を各光変流器２０の電流センサ２１に近接させる
必要がなく、同電流センサ２１以外の全ての構成部材を
屋内に配設することができて保守点検が容易であるとと
もに、屋外に配設されている各電流センサ２１および光
ファイバーケーブル２２，２４等に対する面倒な保守点
検をほとんど必要としない。

【００１８】（３）信号配線として光ファイバーケーブ
ルを使用することができるため、かかるケーブルに対す
る外乱対策が不要になる。 （４）屋外に配設される構成部材までの電源配線が不要
になる。 （５）信号配線には光信号が伝達されるものであるから
、光変流器２０と信号配線との取り外しは何等問題がな
く、信号配線を取り外して行う作業に対して何等の支障
もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のー実施例に係る接地線地絡電流検出装
置を示す概略構成図である。

【図２】同検出装置に採用した光変流器の構成を示すブ
ロック図である。

【図３】同検出装置における光変流器を構成する電流セ
ンサの接地線に対する配設状態を示す概略図である。

【図４】従来の接地線地絡電流検出装置を示す概略構成
図である。

【符号の説明】

１１，１２…変電機器、１３…架台、１４…接地線、２
０…光変流器、２１…光／電流センサ、２２…光ファイ
バーケーブル、２３…集合ボツクス、２４…光ファイバ
ーケーブル、２５…電気／光変換部、２６…光／電気変
換部、２７…地絡検出器。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】変電機器等の架台の接地線に流れる電流を
   検出する電流検出手段と、同電流検出手段からの検出信
   号に基づいて前記接地線に流れる電流量を判別する地絡
   電流判別手段を備えた接地線地絡電流検出装置において
   、前記電流検出手段として、光変流器を採用したことを
   特徴とする接地線地絡電流検出装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の接地線地絡電流検出装置
   において、前記光変流器が、前記接地線に流れる電流に
   より生じる磁界を検出して同磁界の変化量を光の変化量
   に変換する光−磁界変換素子を構成要素としていること
   を特徴とする接地線地絡電流検出装置。