JPH055067B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は三相の遮断部が同一の接地金属容器
中に収容された開閉機器によつて変電所の母線や
送電回線の切換えの際に流れる三相ループ電流を
遮断する際のこの開閉機器の性能を検証する遮断
試験方法に使用される装置に関する。

一般に高電圧の変電所においては第１図の単線
結線図に示されるように平行に走る２組の母線
１，２によつて二重母線が形成され、両者の間に
母線連絡遮断器３、断路器４，５，６，７、遮断
器８，９を備えている。１０は変圧器、１１は送
電線である。いま変圧器１０が送電線１１からの
電力を、断路器４、母線１、断路器６、遮断器９
を介して受けているとし、断路器５，７は開路し
ているものとする。変電所の運転上の理由によつ
てこの電力を母線２を介して受けようとする場合
にはまず断路器５を投入し、つづいて４を開路す
る。この断路器５の投入時に送電線１１からの電
流はこれら両断路器に分流するが、断路器４の方
を流れる分流電流は断路器４の開路によつて断路
器５に転流する。この転流現象は断路器４の分流
電流と大きさが同じで方向が反対の電流をループ
１２に沿つて強制的に流通させるのに等しい。こ
の強制流通に要する電圧はループ１２の有するイ
ンピーダンスと断路器４を流れる分流電流との積
に等しく、この電圧が断路器４の開路後に回復電
圧としてその断路接点間に現われる。つぎに断路
器７を投入し、６を開路する際の転流現象も同様
に、ループ１３に沿つて断路器６の方の分流電流
と同じ大きさの電流をこれと反対方向に流通させ
るのに等しく、断路器６の開路後にその断路接点
間に現われる電圧は、ループ１３のインピーダン
スと断路器６の分流電流との積に等しい。また送
電回線においてはたとえば第２図に示すように上
位変電所の母線１４と下位変電所の母線１５との
間に走つている並行２回線のうち、電流が流れて
いる１つの回線１６から電流の流れていない他の
回線１７に電流を移すときにも、電流を一旦２回
線に分流させた後、はじめの回線の分流電流と大
きさが同じで方向が反対の電流をループ１８に沿
つて流通させることにより、開閉機器１９が分流
電流に等しいループ電流を遮断したのと同一の結
果となり、送電回線の切換えが行われることにな
る。

このようなループ電流の遮断が通常の短絡電流
の遮断と異なるところは、遮断電流が数百ないし
数千アンペアと小さく、回復電圧も数百ないし数
千ボルトと低いことはもちろんであるが、電流の
遮断中および遮断後において各相の遮断接点が電
源側、負荷側ともに大地に対して相電圧に等しい
電位をもち、かつ各相の遮断部相互間に線間電圧
が課電されていることである。この発明はこのよ
うな電圧条件の下で遮断される三相ループ電流の
遮断試験方法に使用される装置に関するものであ
る。

〔従来技術とその問題点〕

第３図に従来の遮断試験方法の一例を示す。図
において２１は三相電源であつてその各相はそれ
ぞれ単相または三相変圧器の各相２２ａ，２２
ｂ，２２ｃの２次側の低圧巻線２３ａ，２３ｂ，
２３ｃを介して供試開閉機器２５の各相の遮断部
２５ａ，２５ｂ，２５ｃに所定の遮断電流と回復
電圧とを供給するとともに、高圧巻線２４ａ，２
４ｂ，２４ｃを介して開閉機器の各相の遮断部２
５ａ，２５ｂ，２５ｃとこれら遮断部を収容する
接地金属容器２５ｄとの間にこの開閉機器の定格
電圧に相当した相電圧を供給している。

この試験方法によれば各相の遮断部２５ａ，２
５ｂ，２５ｃ中におけるアーク電流の継続中も、
また遮断後においても遮断部と大地との間に相電
圧、遮断部相互間に相間電圧が課電され、実回路
と全く同一条件のもとで、しかもただ１回の試験
によつて所定の三相ループ電流を遮断する際の遮
断部の遮断性能の検証と、遮断部と大地および遮
断部相互間の絶縁性能の検証とを行なうことがで
きるという長所を有している。他方、この試験方
法においてはアーク電流の継続中においても供試
開閉機器の定格電圧相当の相電圧が変圧器の高圧
巻線２４ａ，２４ｂ，２４ｃに発生していなけれ
ばならないから、三相電源２１の各相２１ａ，２
１ｂ，２１ｃの内部インピーダンスと、変圧器の
１次側巻線と低圧巻線間の漏れインピーダンスと
による電圧降下を僅少にとどめる必要がある。こ
れらのインピーダンスのうち三相電源の内部イン
ピーダンスは、三相電源として通常大容量の短絡
発電機が使用されることからすでに小さい値が得
られているので、変圧器の漏れインピーダンスを
小さくする必要があり、このことは大容量の変圧
器を必要とすることを意味する。また変圧器２次
側の低圧巻線の発生する電圧は供試開閉機器の回
復電圧相当の低い電圧であるが、この低圧巻線の
対地絶縁は供試開閉機器の定格電圧相当のものと
する必要があり、しかも高圧巻線とともに３相分
を必要とし、試験方法として経済性に問題があつ
た。

第４図に経済性に配慮した従来の遮断試験方法
の別の例を示す。この試験方法は単相電源２６を
使用し、遮断部の電流遮断性能の検証にはまずこ
の単相電源からたとえば遮断部２５ａに所定の遮
断電流と回復電圧とを供給して遮断性能を検証
し、つぎにアーク電流の継続中および遮断後にお
ける遮断部相互間の絶縁性能の検証には、金属容
器を大地から絶縁支持するとともに、三相ループ
電流を遮断したときに金属容器中に生ずるアーク
エネルギと同一のアークエネルギを生ずる等価単
相電流を単相電源２６から遮断部２５ａに供給し
かつこの遮断部２５ａと、一括接続された他相の
遮断部との間に別の単相電源２７から相間電圧を
供給するものである。この試験方法は、密閉され
た金属容器中においてアークによつて加熱され、
熱分解し、電離した絶縁性ガスの絶縁性能が、遮
断部におけるアーク電流の瞬時値とは一義的に関
連せず、金属容器中に放出されたアークエネルギ
の総和によつてきまるという試験結果に基づくも
のであつて、単相電源２６の容量は、アーク電流
継続中の端子電圧がほとんど零まで低下すること
が許されることから小容量のものですみ、また単
相電源２７の容量は出力電流を必要としないので
試験用変圧器のような極めて小容量のものですむ
という設備費用上の利点を有する。また上述の遮
断部相互間のかわりに遮断部と大地との間の絶縁
性能を検証するときには、金属容器２５ｄを接地
しかつ試験用変圧器２７の出力電圧を相電圧とし
て遮断部２５ｂ，２５ｃの対地絶縁性能を検証す
る。なお参考として遮断部２５ａの対地絶縁性能
をも検証するときは、接地された金属容器２５ｄ
を再び絶縁支持してこれを試験用電源２７に接続
すればよい。

第５図に第４図と同様に単相電源を使用するさ
らに別の従来の遮断試験方法の例を示す。第４図
の例とくらべて最も大きく相異する点は、供試開
閉機器の使用状態に対応して供試遮断部２５ａの
対地電位を相電圧としたことと、この供試遮断部
の電位から単相電源２８の絶縁を保護するために
この供試遮断部と単相電源２８との間に単相変圧
器２９を介在させたことである。この単相変圧器
の２次側には遮断部２５ａに対して所定の遮断電
流と回復電圧とを供給するための低圧巻線３０ａ
と遮断部２５ａの対地絶縁性能を検証する高圧巻
線３０ｂとを有し、また低圧巻線３０ａと遮断部
２５ａとの間には電流調整用のリアクトル３１が
設けられている。

第５図の試験回路によつて試験を行なうには、
まず変圧器２次側の低圧巻線３０ａからリアクト
ル３１を経由して所定の遮断電流と回復電圧とを
遮断部２５ａに供給することにより、遮断部２５
ａの電流遮断性能の検証を行なう。もちろんこの
ときには高圧巻線３０ｂに供試開閉機器の定格電
圧相当の相電圧を発生しているから第４図の試験
方法において説明したようにこの遮断電流を等価
単相電流と考えた場合の、もとのより小さい遮断
電流に相当した対地絶縁性能も同時に検証されて
いることになる。所定の遮断電流を三相の遮断部
に流した場合の対地絶縁性能の検証には、すでに
説明したように三相のアークエネルギと同一のア
ークエネルギを生ずる等価単相電流を遮断部２５
ａに流してこれを遮断することにより、遮断部２
５ａと大地すなわち接地された金属容器２５ｄと
の間の絶縁性能を検証することができる。また遮
断部相互間の絶縁性能を検証するには金属容器２
５ｄを大地から絶縁支持するとともに高圧巻線３
０ｂの発生電圧が相間電圧となるようなタツプを
用いればよい。この試験方法においてはアーク電
流継続中も高圧巻線３０ｂに所要電圧を発生して
いなければならないから単相電源２８、単相変圧
器２９ともに比較的大容量のものを必要とするが
個数はいずれも１個ですむから設備に対する経済
的負担は第３図のものにくらべれば小さい。しか
し第４図、第５図の試験方法はともに単相試験に
よる等価試験方法であつて、これらの方法による
試験結果の信頼性は前記第３図の方法によるもの
に及ばないという欠点があつた。

〔発明の目的〕

この発明は試験結果の信頼性にすぐれかつ試験
設備の面で経済的な三相ループ電流の遮断試験方
法に使用される装置を提供することを目的とす
る。

〔発明の要点〕

この発明は三相の遮断部が同一の接地金属容器
中に収容された開閉機器に対する三相ループ電流
の遮断性能を検証する試験装置であつて、三相電
源の各相に一次側巻線が接続された変圧器のそれ
ぞれの２次側の低圧巻線を介して前記開閉機器の
各相のそれぞれの遮断部に所定の遮断電流と回復
電圧とを供給する構成とするとともに、前記三相
電源の各相の少なくとも一相に前記変圧器とは別
の一次巻線を有する変圧器を設けこの変圧器の２
次側に設けられた高圧巻線を介してその相の遮断
部と大地との間または他相の遮断部との間に絶縁
性能を検証する電圧を供給することにより、遮断
部の全相にて所定のループ電流を遮断する際の遮
断部の電流遮断性能と、遮断部の対地または相間
絶縁性能とを同時に検証して、実回路と同一条件
下の試験結果を経済的に得ようとするものであ
る。

〔発明の実施例〕

第６図に本発明による三相ループ電流の遮断試
験方法に使用する回路構成の実施例を示す。図に
おいて３３は三相電源、３３ａ，３３ｂ，３３ｃ
はその各相、３７ａ，３７ｂ，３７ｃはその各相
に接続され、２次側に所定の遮断電流と回復電圧
とを供給する低圧巻線３８ａ，３８ｂ，３８ｃを
有する単相変圧器である。これらの変圧器は三相
変圧器として形成してもよい。３９は変圧器３７
ａ，３７ｂ，３７ｃとは別の変圧器であつて、供
試開閉機器の遮断部２５ａと金属容器２５ｄとの
間および他相の遮断部２５ｂ，２５ｃとの間の絶
縁性能を検証する電圧を供給する巻線を２次側に
備え、タツプＢと大地との間に相電圧を、またタ
ツプＡと大地との間に相間電圧を発生する。また
３５は実回路のループを代表するインピーダンス
であつて、複数個のインダクタンスとキヤパシタ
ンスとからなる分布定数回路として構成される。

変圧器３７ａ，３７ｂ，３７ｃの低圧巻線３８
ａ，３８ｂ，３８ｃのアーク電流継続中における
端子電圧は、ループインピーダンス３５に抗して
所定のアーク電流を流すに足るだけの電圧まで降
下することが許されるから、変圧器３７ａ，３７
ｂ，３７ｃの容量は極めて小さくてすむ。またこ
のように小容量の変圧器においては１次側巻線と
２次側巻線との間の漏れインピーダンスが大きい
から、三相電源３３として通常内部インピーダン
スの小さい大容量の短絡発電機が使用されること
とあわせて、１次側巻線入口の電圧は三相電源の
無負荷時とほゞ同じ値に保たれ、従つてアーク電
流継続中も変圧器３９の高圧巻線４０には所定の
絶縁検証電圧を発生することができる。なおこの
変圧器３９は出力電流を必要としないから極めて
小容量のものでよい。

この回路構成による三相ループ電流の遮断試験
はつぎのように行なわれる。すなわち変圧器３９
の高圧巻線４０のタツプＢを低圧巻線３８ａの接
続端子Ｃと接続して遮断部２５ａの対地電位を相
電圧に保つとともに金属容器２５ｄを接地して三
相の遮断部２５ａ，２５ｂ，２５ｃにより三相ル
ープ電流を遮断する。このとき遮断部２５ａと接
地された金属容器２５ｄとの間にかかる電圧はア
ーク電流の継続中もまた遮断後も相電圧値に維持
され、実回路と同一条件下で遮断部２５ａの対地
絶縁性能が各相遮断部の電流遮断性能と同時に検
証される。つぎに変圧器３９の高圧巻線４０のタ
ツプＢをタツプＡに切り換えて高圧巻線の出力電
圧を相間電圧とするとともに、金属容器２５ｄを
大地から絶縁支持した後、三相の遮断部２５ａ，
２５ｂ，２５ｃによつて三相ループ電流を遮断す
る。このとき遮断部２５ａと他相の遮断部２５
ｂ，２５ｃとの間にかかる電圧はアーク電流の継
続中もまた遮断後も相間電圧に維持され、実回路
と同一条件下で遮断部２５ａと他相の遮断部２５
ｂ，２５ｃとの間の絶縁性能が各相遮断部の電流
遮断性能と同時に検証される。

以上の実施例においては高圧巻線を有する変圧
器３９が三相電源の１相（ここではａ相）にのみ
接続される場合を示したが、第７図に示されるよ
うに相電圧のみを発生する高圧巻線を有する変圧
器をａ相のみならず、３９ｂ，３９ｃのように他
相にも配し、かつ金属容器２５ｄを接地すれば、
変圧器３９ｂ，３９ｃの容量が小さいことから試
験設備としていちじるしい経済的負担の増加を伴
うことなく、所定の三相ループ電流遮断時の各相
遮断部の電流遮断性能の検証と、遮断部と大地間
および相間の絶縁性能の検証とがただ１回の試験
によつて可能となる。

〔発明の効果〕

この発明は三相の遮断部が同一の接地金属容器
中に収容された開閉機器に対する三相ループ電流
の遮断性能を検証する試験装置であつて、三相電
源の各相に一次側巻線が接続された変圧器のそれ
ぞれの２次側の低圧巻線を介して前記開閉機器の
各相のそれぞれの遮断部に所定の遮断電流と回復
電圧とを供給する構成とするとともに、前記三相
電源の各相の少なくとも一相に前記変圧器とは別
の一次巻線を有する変圧器を設けこの変圧器の２
次側に設けられた高圧巻線を介してその相の遮断
部と大地との間または他相の遮断部との間に、絶
縁性能を検証する電圧を供給するようにしたの
で、実回路と同一条件下の試験が可能となり、信
頼性の高い試験結果が得られるとともに、試験設
備を小容量のものとすることができて経済的負担
が軽くなるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は変電所の母線を切り換える際の断路器
の操作順序と、ループ電流の経路とを説明する
図、第２図は送電回線を切り換える際の開閉機器
の操作順序と、ループ電流の経路とを説明する
図、第３図は三相電源を使用した従来の三相ルー
プ電流の遮断試験回路の例、第４図は単相試験に
よつて等価的に三相ループ電流の遮断試験を行な
う従来の試験回路の第１の例、第５図は単相試験
によつて等価的に三相ループ電流の遮断試験を行
なう従来の試験回路の第２の例、第６図は本発明
による三相ループ電流の遮断試験回路の第１の実
施例、第７図は同じく第２の実施例を示す。 ２１，３３……三相電源、２１ａ，２１ｂ，２
１ｃ，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ……三相電源の各
相、２５……開閉機器、２５ａ，２５ｂ，２５ｃ
……開閉機器の各相の遮断部、２５ｄ……開閉機
器の接地金属容器、３７ａ，３７ｂ，３７ｃ……
所定の遮断電流と回復電圧とを供給する変圧器、
３９，３９ａ，３９ｂ，３９ｃ……別の変圧器、
４０，４０ａ，４０ｂ，４０ｃ……高圧巻線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 三相の遮断部が同一の接地金属容器中に収容
   された開閉機器に対する三相ループ電流の遮断性
   能を検証する試験装置であつて、三相電源の各相
   に一次側巻線が接続された変圧器のそれぞれの２
   次側の低圧巻線を介して前記開閉機器の各相のそ
   れぞれの遮断部に所定の遮断電流と回復電圧とを
   供給する構成とするとともに、前記三相電源の各
   相の少なくとも一相に前記変圧器とは別の一次巻
   線を有する変圧器を設けこの変圧器の２次側に設
   けられた高圧巻線を介してその相の遮断部と大地
   との間または他相の遮断部との間に、絶縁性能を
   検証する電圧を供給する構成としたことを特徴と
   する三相ループ電流の遮断試験装置。