JPH0712938Y2 - 送電線の故障電流検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は送電線の故障電流検出装置に関し、特に、送電
線の故障時の電流を検出して故障区間を標定する送電線
の故障電流検出装置に関する。

［従来の技術］ 第５図は架空地線に流れる送電線の故障電流を検出する
故障電流検出装置を示したもので、架空地線１に変流器
２が設けられ、架空地線１の電流に応じた変流器２の出
力によって発光ダイオード13を作動させ、その光を光フ
ァイバ15を介して測定系へ伝送するものである。第６図
は第５図の回路を更に改良したもので、架空地線１に設
けられた変流器２の２次側に負荷抵抗（基準抵抗）３を
接続し、これと並列にダイオード７、８、９、10より構
成されるブリッジ回路Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを組み、その対角
線Ｃ、Ｄ上に制限抵抗14とLED（発光ダイオード）13と
を直列接続して設け、架空地線１に流れる架空地線電流
の大きさに比例してLED13を発光させる構成を有する。
負荷抵抗３には並列に２つのツェナーダイオード４、５
が逆方向に挿入されている。片方のツェナーダイオード
４はツェナー電圧が十分に高いものを、他方のツェナー
ダイオード５はツェナー電圧が十分に低いものを選んで
用いる。

以上の構成において、架空地線電流が架空地線１に流れ
ると、架空地線電流が順方向の場合（変流器２の出力電
位がＡ＞Ｂの場合）、ツェナーダイオード４のツェナー
電圧以下の信号であれば架空地線電流に比例した光信号
がLED13において得られるが、逆方向ではツェナーダイ
オード５のツェナー電圧に対応した光信号がLED13で得
られる。前者を計測用、後者を校正用の信号とする。第
７図に示すように、架空地線電流波形の半波ごとに校正
用信号を得ることができるので故障電流の電流値および
その位相差を正確に検出することができる。

［考案が解決しようとする課題］ しかし、以上述べた送電線の故障電流検出装置による
と、負荷抵抗３の抵抗値に応じて発光ダイオード13に流
れる電流値が決まる。例えば、第８図の直線ａのような
場合、変流器２の電流値が小さい領域の検出精度は良好
であるが、大きな電流値の領域では電流値が定格以上に
なってLED13が破壊する恐れがあり、また、直線ｂのよ
うな場合、変流器２の電流値が大きい領域の測定が可能
になるが、電流値の小さい領域の検出精度が低下する。

［課題を解決するための手段］ 本考案は上記に鑑みてなされたものであり、広いダイナ
ミックレンジを有し、かつ、そのレンジにおいて高い検
出精度で架空地線に流れる故障電流を検出できるように
するため、故障電流に応じた検出信号が図8Cのように２
段階になるような検出信号変換回路を具備した故障電流
検出装置を提供する。

即ち、本考案の送電線の故障電流検出装置は以下の手段
を備えている。

（１）検出信号発生手段 架空地線に変流器（電流トランス）を取り付け、架空地
線に流れる故障電流に応じた電流信号を検出し、その電
流信号を負荷抵抗（基準抵抗）に供給して負荷抵抗の両
端に信号電圧を得る。その信号電圧を検出信号とする。
変流器は架空地線を内部に通す貫通型が好ましいが、特
にそれに限定するものではない。また、架空地線は内部
に伝送用光ファイバを有したものが好ましい。

（２）レベル変換回路 前記負荷抵抗と並列に設けられた第１および第２のツェ
ナーダイオードより構成される。２つのダイオードは逆
方向に直列に接続され、第１のツェナーダイオードのツ
ェナー電圧は前記検出信号の所定値に設定され、第２の
ツェナーダイオードのツェナー電圧は前記所定の値より
十分小さいものを使用する。

（３）検出信号変換回路 前記第１のツェナーダイオードと直列に挿入された、例
えば、抵抗によって構成される。

［作用］ 架空地線に故障電流が流れると、変流器の出力端子に故
障電流に応じた電流信号が出力される。この出力端子に
負荷抵抗が接続されているので負荷抵抗の両端に故障電
流に応じた電圧の検出信号が得られる。この検出信号が
順方向のときは第１のツェナー電圧を有する第１のツェ
ナーダイオードに対して逆方向電圧になるので検出信号
が第１のツェナー電圧より大になると、第１のツェナー
ダイオードは定電圧回路となる。このため、第１のツェ
ナーダイオードに直列に挿入されている抵抗にも電流が
流れて、発光ダイオードに流れる電流を規制する。従っ
て、この抵抗の抵抗値を所定の値にすることによって２
段階の信号電流が得られる。一方、検出信号が逆方向の
ときはツェナー電圧の小さい方の第２のツェナーダイオ
ードに対して逆方向電圧になるので検出信号がそのツェ
ナー電圧より大きいときはそのツェナー電圧に制限され
たレベルとなる。従って、検出信号が順方向のときは故
障電流に応じた計測用光信号が得られる。しかも、この
計測用光信号は所定抵抗により２段階にできるので、ダ
イナミックレンジは大になり、全てのレンジにおいて高
い検出精度が得られる。一方、検出信号が逆方向のとき
は第２のツェナーダイオードのツェナー電圧に応じた校
正用光信号が得られる。この場合、第１のツェナーダイ
オードと並列に同じ向きのダイオードを挿入しておけば
第１のツェナーダイオードに直列に挿入されている検出
信号変換回路の影響は受けない。

以下、本考案の送電線の故障電流検出装置を詳細に説明
する。

［実施例］ 第１図は本考案の一実施例を示し、第６図と同一部分に
は同一の引用数字を附したので重複する説明は省略する
が、第２のツェナーダイオード５と逆向きに第１のツェ
ナーダイオード20が設けられ、それに直列に抵抗21が挿
入されている。また、第１のツェナーダイオード20と抵
抗21の直列回路に対して並列に第２のツェナーダイオー
ド５と逆向きにダイオード22が接続されている。第１の
ツェナーダイオード20のツェナー電圧は第８図の変流器
電流Ipが流れたときのLED部の電圧に設定されている。

以上の構成において、本考案の動作を説明する。

（１）回路に順方向の信号が加わりかつ故障電流のレベ
ルが変流器電流Ipに相当する電流以下のとき 架空地線１に故障電流が流れると変流器２がそれを検出
し、負荷抵抗３の両端に検出信号が得られる。検出信号
のレベルがツェナーダイオード20の第１のツェナー電圧
以下であるので順方向の検出信号がブリッジ回路Ａ、
Ｂ、Ｃ、ＤのＡ端子に、また、逆方向の検出信号が第２
のツェナーダイオードの第２のツェナー電圧に制限され
てＢ端子に加えられる。ここで、順方向の検出信号が第
１のツェナーダイオードの第１のツェナー電圧より低い
ので主として抵抗14の抵抗値に比例した検出信号が得ら
れる。この信号は第８図の直線c₁で示すように、傾きを
比較的大となる回路定数と設定することによって小さい
電流領域の検出精度の低下を抑えることができる。

（２）順方向の信号で故障電流のレベルが変流器電流Ip
に相当する電流以上のとき 検出信号のレベルが第１のツェナーダイオード20の第１
のツェナー電圧より大になるので、第１のツェナーダイ
オード20は定電圧回路となり、検出信号は抵抗３と抵抗
21の合成抵抗によって規制される。従って、第８図の直
線c₂のようになり、大きな電流領域においてもLEDを壊
すことなしに、検出が可能になる。

以上の実施例で、検出信号が逆方向のときはダイオード
22が導通するので、抵抗21の回路への影響がなくなる。

第２図は本考案の第２の実施例を示し、第１の実施例と
同一の部分は同一の引用数字で示されている。ただし、
ダイオード７、８、９、10より構成されるブリッジ回路
に代えて、ツェナーダイオード５、20の接続点に発光ダ
イオード13のアノードを接続し、その発光ダイオード13
のカソードはダイオード９と抵抗24の直列回路、および
ダイオード10と抵抗25の直列回路に夫々接続され、ま
た、負荷抵抗３と並列に抵抗23が接続されている構成に
おいて第１の実施例と相違する。この実施例では、ダイ
オードの数が減少し、更に、抵抗23を発光ダイオード13
の電流を制限するものとして使用することができる。

第３図は本考案の第３の実施例を示し、第１の実施例に
おいて、一対の第１のツェナーダイオード20および抵抗
21を並列に配置したもので、それぞれ容量の小さいもの
を使用することができる。

第４図は本考案の第４の実施例を示し、第２の実施例に
おいて、一対の第１のツェナーダイオード20および抵抗
21を並列に配置したものである。

［考案の効果］ 以上説明した通り、本考案の送電線の故障電流検出装置
によれば、故障電流に応じた検出信号を故障電流のレベ
ルが大になるに応じて小さくしたため、ダイナミックレ
ンジを広くし、かつ、そのレンジにおいて検出精度の低
下を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図より第４図は本考案の第１より第４の実施例を示
す回路図、第５図および第６図は提案されている送電線
の故障電流検出装置を示す回路図、第７図は計測用信号
と校正用信号を示す波形図、第８図は変流器電流と発光
ダイオードの動作電流の関係を示す説明図。 ［符号の説明］ １……架空地線 ２……変流器 ３……負荷抵抗 ４、５、20……ツェナーダイオード ７、８、９、10……整流用ダイオード 13……発光ダイオード 21、23、24、25……抵抗 22……ダイオード

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】架空地線に流れる順方向および逆方向の故
   障電流に応じた検出信号を光信号発生手段に供給して順
   方向の検出信号に基づいて計測用光信号を発生し、逆方
   向の検出信号に基づいて校正用光信号を発生する送電線
   の故障電流検出装置において、前記検出信号の所定のレ
   ベルに対応した第１のツェナー電圧を有する第１のツェ
   ナーダイオードと、前記第１のツェナー電圧より小なる
   第２のツェナー電圧を有する第２のツェナーダイオード
   を逆方向に直列に接続して前記検出信号の発生部に並列
   に配置されたレベル変換回路と、前記第１のツェナーダ
   イオードに直列に検出信号変換回路として抵抗を挿入し
   て構成されたことを特徴とする送電線の故障電流検出装
   置。
2. 【請求項２】前記第１のツェナーダイオードおよび前記
   抵抗に、前記第１のツェナーダイオードと同じ向きのダ
   イオードを並列に設けて構成されたことを特徴とする請
   求項第１項記載の送電線の故障電流検出装置。
3. 【請求項３】前記第１のツェナーダイオードおよび前記
   抵抗が、２群並列に配置されている構成の請求項第１項
   又は第２項記載の送電線の故障電流検出装置。