JPH1082819A - 地絡検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 三相交流配電線の零相電圧を検出する地絡検
出装置において、高絶縁かつ耐ノイズ性に優れた経済的
にも効果を持たせた地絡検出装置を提供する。 【解決手段】 三相交流配電線の電界強度を測定するこ
とにより電位差を算出する電位差計測手段と、前記電位
差計測手段からの現周期の電位差と少なくとも１周期前
の健全時の電位差との差を比較演算する変化量検出手段
と、前記変化量検出手段からの出力データにより零相電
圧を検出する零相電圧検出手段とを備えた地絡検出装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は三相交流配電線路に
発生した地絡事故時に発生する零相電圧を検出する地絡
検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の地絡検出装置を、図１２及び図１
３に沿って説明する。

【０００３】三相交流配電線路に発生した地絡事故時に
発生する零相電圧の検出方法としては、図１２に示すよ
うに、三相交流配電線３のＲ、Ｓ及びＴの各相にコンデ
ンサＣ１、Ｃ２及びＣ３の一端を接続し、他の一端を共
通に接続して零相検出用コンデンサＣ０の一端に接続
し、零相検出用コンデンサＣ０の他端を大地に接続し、
更に零相検出用コンデンサＣ０に並列に降圧用絶縁トラ
ンス２７を接続する構成の零相電圧検出器（以下、ＺＰ
Ｄと称す）が一般的である。

【０００４】更に特開平４−２７７７５号公報に記載さ
れているように、図１３において三相交流配電線路の任
意の一相に高圧コンデンサＣｐ２５と低圧コンデンサＣ
ｓ２６を直列に接続し、またＣｓ２６に並列に降圧用絶
縁トランス２８が接続された構成の地絡検出装置があ
る。この構成の地絡検出装置は高圧コンデンサＣｐ２５
の一端を三相高圧配電線３の任意の相、例えばＳ相に接
続し、低圧コンデンサＣｓ２６の一端を大地に接続し、
前記地絡検出装置に接続されたＳ相の対地間電圧の計測
を行うことにより計測値の変化量差から零相電圧を得る
ようにしている。

【０００５】地絡検出装置による電圧計測出力値Ｖ2は
Ｖ2＝Ｖs×Ｃp／（Ｃp＋Ｃs） となる。

【０００６】零相電圧発生時のＶ2gは Ｖ2g＝Ｖsg×
Ｃp／（Ｃp＋Ｃs） となる。事故時の対地間電圧Ｖsg
はＶｓをＳ相の対地間電圧とするとＶsg＝Ｖs−Ｖoより
零相電圧Ｖoは −Ｖo＝Ｖsg−Ｖs＝（Ｃp＋Ｃs）／Ｃp
×（Ｖ2g−Ｖ2）となり、降圧用絶縁トランス２８を介
し、上記Ｖ2及びＶ2gを計測することにより、Ｖoを算出
するための信号処理を波形処理回路２９で実行すること
で零相電圧を検出している。

【０００７】また、光電圧センサにより構成された電圧
計測手段を三相交流配電線の各相に設置し、同電圧計測
手段の計測値を各相の対地間電圧に比例した等価的な信
号とみなし、前記計測値を３相ベクトル演算し零相電圧
を検出する方法もある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＺＰＤによる方式及び特開平４−２７７７５号公報に記
載された零相電圧の検出方式の場合、次のような問題点
があった。

【０００９】（１）各相の対地間電圧を計測するために
高圧配電線の充電部に、直接計測部を接続しなければな
らず、作業中は停電にする必要があった。

【００１０】（２）高圧活線状態で設置する場合に於い
ては、配電線の被服を剥ぐか予め設置された開閉器もし
くは変圧器等の接続部分のクランプカバーを外し、直接
充電部に接続する必要があるため非常に危険な作業が伴
い設置作業が複雑になる。

【００１１】（３）信頼性面においては、機器の耐電圧
特性を高くするため絶縁距離を充分にとる必要があり機
器が大型化してしまう。

【００１２】（４）使用方法に於いては、一端を高圧充
電部に直接接続するため一般的には高圧受電設備等の防
水構造がなされた筐体内で使用されるのが一般的である
が、万が一本装置の高圧コンデンサの絶縁不良による短
絡現象が発生した場合、低圧コンデンサに直接高圧が印
加されるため機器不良による配電線事故及び計測装置へ
の事故波及が発生してしまう。逆に低圧側に事故が発生
した場合でも、電気的に接続されているため高圧配電線
に事故が波及してしまう恐れもある。

【００１３】ところで、光電圧センサから構成された電
圧計測手段を用いた３相ベクトル演算方式により零相電
圧を検出する場合、各相の計測装置の特性を平衡に保つ
必要があり製造上、また管理面が特に難しくなってしま
う。また、光電圧センサからなる電圧計測手段により計
測される電位差信号は、各相配電線により形成される容
量係数により、対地間電圧に比例した電位差信号とはな
らないため、配電線が三相平衡状態に於いてベクトル演
算を実行してもその演算値は零とはならず、演算値の信
号処理を行って零相電圧を検出する必要がある。そして
光電圧センサの場合は、高価であるため各相分の光電圧
センサを用意する場合は、地絡検出装置が特に高価格に
なってしまう。

【００１４】また、三相交流配電線の地絡事故を検出し
事故区間を限定する場合には、配電線路上に多数の方向
性地絡検出装置を設置する必要があり、従って方向性地
絡検出装置を構成する地絡検出装置も必要になる。

【００１５】そしてこの場合、地絡検出装置は高圧充電
部と直接接続されるため装置自身の信頼性を長期的に保
証する必要があり、更に装置自体の耐電圧特性を満足さ
せるためには装置が大型化し、かつ設置工事の安全性に
伴う設置作業の複雑さが発生し、ユーザにとってはトー
タルコストアップにつながってしまう。また装柱した場
合の美観を損ねる等の問題もあげられる。

【００１６】本発明は上記課題を解決するもので、地絡
事故時に発生する零相電圧を検出する地絡検出装置を提
供することを目的としている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１記載の地絡検出装置は、三相交流配電線の
電界強度を測定することにより電位差を算出する電位差
計測手段と、前記電位差計測手段からの現周期の電位差
と少なくとも１周期前の健全時の電位差との差を比較演
算する変化量検出手段と、前記変化量検出手段からの出
力データにより零相電圧を検出する零相電圧検出手段と
を備えている。

【００１８】また請求項２記載の地絡検出装置は、変化
量検出手段で算出される電位差の変化量を補正する補正
演算手段と、前記補正演算手段への補正パラメータを入
力する補正要素入力手段とを備えている。

【００１９】また請求項３記載の地絡検出装置は、補正
要素入力手段と補正演算手段を送受信可能な通信ができ
るようにしたものである。

【００２０】また請求項４記載の地絡検出装置は、電位
差計測手段を三相交流配電線から任意の位置に設置でき
る設置手段を設けたものである。

【００２１】また請求項５記載の地絡検出装置は、電位
差計測手段には光電圧センサを用い、前記光電圧センサ
からの信号を光ファイバケーブルで伝送したものであ
る。

【００２２】また請求項６記載の地絡検出装置は、補正
要素入力手段は、補正パラメータを入力するデータ入力
部と、前記データ入力部から入力されたデータを所定の
データに変換するデータ変換部と、前記デ―タ変換部に
より変換されたデータを出力する送受信可能なデータ通
信部とを備えたものである。

【００２３】さらに請求項７記載の地絡検出装置は、三
相交流配電線の電界強度を測定することにより電位差を
算出する電位差計測手段と、前記電位差計測手段からの
現周期の電位差と少なくとも１周期前の健全時の電位差
との差を比較演算する変化量検出手段と、前記変化量検
出手段からの出力データにより零相電圧を検出する零相
電圧検出手段と、三相交流配電線の零相電流を検出する
零相電流検出手段と、前記零相電圧検出段からの零相電
圧検出信号と前記零相電流検出手段からの零相電流信号
とにより地絡事故方向を判定する地絡事故方向判定手段
とを備えたものである。

【００２４】

【発明の実施の形態】上記構成により請求項１記載の発
明は、三相交流配電線の電界強度を測定するため、万
一、本発明の地絡検出装置の機器不良による事故が発生
しても低圧部および配電線への事故波及の恐れはなく、
また、高圧充電部に非接触で零相電圧を検出できる。

【００２５】請求項２に記載の発明は、請求項１の発明
において、算出される電位差の変化量を補正するため、
より精度の高い零相電圧を検出できる。

【００２６】請求項３に記載の発明は、補正要素入力手
段と補正演算手段を送受信可能な通信ができるようにし
たもので、補正値の入力は、地絡検出装置を取り外すこ
となく、かつ再度の柱上作業をすることなく補正値の変
更が可能である。

【００２７】請求項４に記載の発明は、電位差計測手段
を三相交流配電線から任意の位置に設置できる設置手段
を設けたので、作業が容易になり、自由度の高い設置が
可能である。

【００２８】請求項５に記載の発明は、電位差計測手段
に光電圧センサを用い、光電圧センサからの信号を光フ
ァイバケーブルで伝送したもので、高絶縁・無誘導形
で、耐ノイズ性がよい。

【００２９】請求項６に記載の発明は、補正要素入力手
段は、補正パラメータのデータ入力部と、データ変換部
と、データを出力する送受信可能なデータ通信部とを備
えたもので、補正値の入力は、地絡検出装置を取り外す
ことなく、かつ再度の柱上作業をすることなく補正値の
変更が可能であり、補正要素入力手段１つで複数の地絡
検出装置の補正値設定が可能となる。

【００３０】請求項７に記載の発明は、三相交流配電線
の電界強度を測定することにより電位差を算出し、現周
期の電位差と少なくとも１周期前の健全時の電位差との
差を比較演算することにより零相電圧を検出し、地絡事
故方向も判定しているので、万一、本発明の地絡検出装
置の機器不良による事故が発生しても低圧部および配電
線への事故波及の恐れはなく、また、高圧充電部に非接
触で零相電圧を検出できる。さらに常設用・非常用とし
て使用できる地絡の方向性が判断できる。

【００３１】以下本発明の実施の形態について図面を基
に説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の実施の形態１の地絡検
出装置の全体構成図であり、電位差計測手段４及び信号
処理回路手段７より構成されおり、それぞれの構成を以
下に説明する。

【００３２】電位差計測手段４は三相交流配電線３の任
意の一相の周囲に形成された電界の電界強度を効率よく
測定するための電極１及び電極２（電極１及び電極２は
予め相対位置が決定した構成とする）と電極１、電極２
間の電位差を入力し、前記電位差に比例した光変調信号
に変換する光電圧センサ５と、電極１及び電極２並びに
光電圧センサ５を内蔵し、三相交流配電線３に対し前記
電極の位置関係が予め設定された位置関係になるよう構
成された第１の計測ユニット部６と、光電圧センサ５及
び入出力変換部８の間の信号伝送媒体である光ファイバ
ケーブル１３より構成されている。

【００３３】一方、信号処理回路手段７は電位差計測手
段４により計測された光変調信号を入力し光変調信号に
比例した電気信号に変換する入出力変換部８と、電位差
計測手段４により計測される電位差信号を、少なくとも
１周期前に計測した健全時の電位差信号と差分演算する
ことにより電位差信号の変化量を検出する変化量検出部
９と、電位差計測手段４が設置された三相交流配電線３
の装柱状態及び電位差計測手段４の配置位置に応じた補
正パラメータ値を入力する入力部１０と、入力部１０に
より入力された補正パラメータ値により補正演算値を決
定し記憶する補正演算部１１と、変化量検出部９と補正
演算部１１の結果を入力し信号処理を行うことで零相電
圧を検出する零相電圧検出部１２より構成されている。

【００３４】なお、電位差計測手段４の電位差計測法及
び計測信号の伝送媒体は、光電センサ５及び光ファイバ
ケーブル１３に限らず、電界強度計を利用した電位差計
測法、伝送手段は赤外線通信や電波等による通信手段で
あっても良い。

【００３５】上記構成による本実施の形態の地絡検出装
置の動作について、図１ないし図７に沿って説明する。

【００３６】図２は電位差計測手段４と三相交流配電線
３による関係図であり、以下電位差計測手段４による電
位差の計測手段を図１、図２に沿って説明する。

【００３７】Ｒ、Ｓ、Ｔは三相交流配電線３、Ｑｒ，Ｑ
ｓ及びＱｔは三相交流配電線３の各相配電線が持つ電荷
量Ｑ、Ｃr1，Ｃr2，Ｃs1，Ｃs2，Ｃt1及びＣt2は各相配
電線と電極１及び電極２の位置関係により形成される容
量係数を示すものである。

【００３８】ここで電極１、電極２におけるそれぞれの
電界強度Ｅ１、電界強度Ｅ２は Ｅ１＝Ｑｒ／Ｃr1＋Ｑｓ／Ｃs1＋Ｑｔ／Ｃt1（Ｖ／ｍ） Ｅ２＝Ｑｒ／Ｃr2＋Ｑｓ／Ｃs2＋Ｑｔ／Ｃt2（Ｖ／ｍ） で示される。よって電極１、電極２間に発生する電位差
Ｅは Ｅ＝Ｅ１−Ｅ２＝Ｑｒ×（１／Ｃr1−１／Ｃr2）＋Ｑｓ
×（１／Ｃs1−１／Ｃs2）＋Ｑｔ×（１／Ｃt1−１／Ｃ
t2）（Ｖ） である。

【００３９】（１／Ｃr1−１／Ｃr2）＝Ｃre （１／Ｃs1−１／Ｃs2）＝Ｃse （１／Ｃt1−１／Ｃt2）＝Ｃte とおくと、 電位差Ｅ＝Ｃre×Ｑr＋Ｃse×Ｑs＋Ｃte×Ｑt（Ｖ） として示される。Ｃre，Ｃse，Ｃteは公知の通り三相配
電線と電極の位置関係および電極長で決定される。

【００４０】なお上記により形成された電位差は、光電
圧センサ５により電位差に比例した光変調信号に変換さ
れ、信号処理回路手段７により計測する構成としてい
る。

【００４１】以上のように電位差計測手段４として三相
交流配電線３の任意の一相と非接触な電極１及び電極２
と光電圧センサ５により計測を行い、かつ計測信号の伝
送媒体としてノンメタリックの光ファイバケーブル１３
を用いているため、高圧部と低圧部が絶縁分離でき絶縁
信頼性に優れた、かつノイズに対し無誘導形の装置を提
供することができる。

【００４２】図３は電位差計測手段４により計測された
電位差信号Ｅに比例した光変調信号を電気信号に変換す
る入出力変換部８と、入出力変換部８により電気信号に
変換された電位差信号Ｅより少なくとも１周期前に計測
した健全時の電位差信号Ｅｏとを差分演算することによ
り電位差信号の変化量ΔＶを検出する変化量検出部９の
構成図を示すものであり、地絡事故発生による零相電圧
の発生に伴う電位差信号の変化量ΔＶを検出するまでの
機能を示したものである。

【００４３】電位差計測手段４により計測された電位差
信号Ｅは、入出力変換部８により電位差信号Ｅに比例し
た電気信号に変換され変化量検出部９に出力される。変
化量検出部９は入出力変換部８により変換された電位差
信号の最新の電位差信号Ｅnから少なくとも１周期前の
電位差信号Ｅoをベクトル演算することにより、三相交
流配電線の地絡事故発生による零相電圧の発生に伴う電
位差信号の変化量ΔＶを検出する構成となっている。図
３を基に更に詳細な説明を行う。

【００４４】入出力変換部８は、光ファイバケーブル１
３を信号伝送媒体とし光電圧センサ５に一定光量を供給
する発光部８Ａと、光電圧センサ５により変調された光
変調信号を受光する受光部８Ｂと、受光部８Ｂにより受
光された光信号に比例した電気信号に変換するＩ／Ｖ変
換部８Ｃと、Ｉ／Ｖ変換部８Ｃの信号を適当な信号レベ
ルに増幅する増幅部８Ｄより構成されている。また増幅
部８Ｄから出力された電位差変換信号Ｅを入力し電位差
の変化量を検出する変化量検出部９は、入力された変換
信号Ｅを１周期単位に一定時間メモリする記憶部９Ａ
と、電位差信号Ｅの最新入力信号と記憶部９Ａにより記
憶された電位差信号Ｅをベクトル演算し、かつ記憶部９
Ａにメモリデータの更新指令を出力する演算部９Ｂと、
演算部９Ｂの結果を出力する変化量出力部９Ｃから構成
されている。

【００４５】図３、図４を基に変化量検出部９の説明を
行う。入出力変換部８から出力された電位差信号は記
憶部９Ａにメモリされると、次周期の電位差信号は記
憶部９Ａに入力されると共に演算部９Ｂにも入力され
る。演算部９Ｂに於いては。

【００４６】（１）「次周期の電位差信号(A)−メモリ
された電位差信号(B)」＝電位差変化量（ΔＶ） （２）電位差変化量ΔＶ≧一定値（Ｓｈ）の判定処理。
及び （３）電位差変化量ΔＶが一定値以下の場合は記憶部９
Ａにメモリ更新指令Ｒsを出力する記憶部９Ａ制御。 を行う。

【００４７】記憶部９Ａは、演算部９Ｂからメモリ更新
指令Ｒsを入力するとメモリしているメモリデータを消
去し、新たに入力された電位差信号をメモりする。

【００４８】図４によると、電位差信号はメモリされ
た電位差信号とベクトル演算を行い変化量ΔＶを計測
する。この場合、変化量ΔＶは一定値以下であるため演
算部９Ｂは記憶部９Ａにメモリ更新指令Ｒsを出力する
と、記憶部９Ａはメモリデータを電位差信号に更新す
る。以下同様に電位差信号、をメモりされた電位差
信号、とベクトル演算を行い変化量ΔＶを計測す
る。図４に示すように、電位差信号とメモリデータ
のベクトル演算後変化量ΔＶが一定値（Ｓｈ）以上を検
出すると、メモリ更新指令Ｒsは出力されずメモリデー
タは電位差信号で固定され、以後電位差変化量状態を
計測する。

【００４９】なお本実施の形態によると三相交流配電線
が健全時の場合、１周期単位にメモり波形の更新制御を
行っているが、初期電位差信号のメモり制御以後、メモ
リ波形の更新はＭ周期（Ｍ≧２）更新またはメモリ更新
制御を行わない。もしくは予め設定された電位差信号を
メモリ信号としメモリ制御を未制御とする方法であって
も良いものとする。

【００５０】次に図５に沿って、電位差計測手段４が設
置された三相交流配電線３の装柱状態（例えば配電線の
配列、地上高、線間距離、回線数）及び電位差計測手段
４の配置位置を補正パラメータとした補正パラメータ値
を入力する入力部１０と、入力部１０により入力された
補正パラメータ値により補正値を決定する補正演算部１
１について説明を行う。

【００５１】図５は三相交流配電線の装柱状態及び各相
配電線と大地により形成される容量係数を示したもので
ある。Ｃｒ，Ｃｓ，Ｃｔは各相配電線と大地間に形成さ
れる容量係数。Ｃrs，Ｃst，Ｃtrは各相配電線間に形成
される容量係数、Ｑｒ，Ｑｓ，Ｑｔは三相交流配電線３
の各相配電線が持つ電荷量Ｑである。ここで各電荷量Ｑ
は、 Ｑr＝Ｖr×Ｃr＋Ｖs×Ｃrs＋Ｖt×Ｃtr Ｑs＝Ｖr×Ｃrs＋Ｖs×Ｃs＋Ｖt×Ｃst Ｑt＝Ｖr×Ｃtr＋Ｖs×Ｃst＋Ｖt×Ｃt により表すことができる。ここで、Ｖr，Ｖs，Ｖtは三
相交流配電線３の各相対地間電圧を示す。

【００５２】次に三相交流配電線３の地絡事故により発
生する零相電圧Ｖｏによる各相対地間電圧（Ｖrg，Ｖs
g，Ｖtg）は、 Ｖrg＝Ｖr−Ｖo Ｖsg＝Ｖs−Ｖo Ｖtg＝Ｖt−Ｖo で表され、この時の各相配電線が持つ電荷量Ｑgは Ｑrg＝Ｖrg×Ｃr＋Ｖsg×Ｃrs＋Ｖtg×Ｃtr Ｑsg＝Ｖrg×Ｃrs＋Ｖsg×Ｃs＋Ｖtg×Ｃst Ｑtg＝Ｖrg×Ｃtr＋Ｖsg×Ｃst＋Ｖtg×Ｃt で表される。

【００５３】三相交流配電線の健全時及び地絡事故時の
電位差Ｅを表すと 健全時電位差 Ｅa＝Ｃre×Ｑr＋Ｃse×Ｑs＋Ｃte×Ｑt（Ｖ） 地絡事故時電位差 Ｅg＝Ｃre×Ｑrg＋Ｃse×Ｑsg＋Ｃte×Ｑtg（Ｖ） で表される。

【００５４】三相交流配電線の健全時及び地絡事故時の
電位差Ｅa、Ｅg信号を電位差計測手段４により計測し、
入出力変換部８及び変化量検出部９の構成により求めら
れる電位差変化量信号ΔＶは ΔＶ＝Ｅg−Ｅa ＝Ｃre×（Ｑrg−Ｑr）＋Ｃse×（Ｑsg−Ｑs）＋Ｃte×（Ｑtg−Ｑt） であり、三相交流配電線３の装柱状態および各相配電線
と電極の位置関係が一定であるならば、これは各相配電
線が持つ電荷量の変化量により決定する。

【００５５】 Ｑrg−Ｑr＝−（Ｖo×Ｃr＋Ｖo×Ｃrs＋Ｖo×Ｃtr） ＝−Ｖo×（Ｃr＋Ｃrs＋Ｃtr）＝−Ｖo×Ｃ1 Ｑsg−Ｑs＝−（Ｖo×Ｃrs＋Ｖo×Ｃs＋Ｖo×Ｃst） ＝−Ｖo×（Ｃrs＋Ｃs＋Ｃst）＝−Ｖo×Ｃ2 Ｑtg−Ｑt＝−（Ｖo×Ｃtr＋Ｖo×Ｃst＋Ｖo×Ｃt） ＝−Ｖo×（Ｃtr＋Ｃst＋Ｃt）＝−Ｖo×Ｃ3 より、電位差変化量ΔＶは ΔＶ ＝−Ｖo×Ｃ1×Ｃre−Ｖo×Ｃ2×Ｃse−Ｖo×Ｃ3×Ｃte ＝−Ｖo×（Ｃ1×Ｃre＋Ｃ2×Ｃse＋Ｃ3×Ｃte）＝−Ｖo×Ｈ （Ｈ＝Ｃ1×Ｃre＋Ｃ2×Ｃse＋Ｃ3×Ｃte） により表される。電位差変化量ΔＶが上記で表されると
いうことは、変化量検出部９により検出された変化量信
号ΔＶを補正演算値Ｈで除算処理を行えば零相電圧Ｖo
が検出できることを意味している（Ｖo＝−ΔＶ／
Ｈ）。本装置の補正演算値とは、三相交流配電線の装柱
状態及び電位差計測手段の配置位置により決定される前
記補正係数Ｈを示すものである。

【００５６】入力部１０及び補正演算部１１は、電位差
計測手段４を配置する三相交流配電線３の装柱状態及び
電位差計測手段４の配置位置を示す補正パラメータ値を
入力するための入力手段であり、且つ前記補正パラメー
タ値に基づき補正演算値Ｈを算出するために構成された
手段である。

【００５７】零相電圧検出部１２は、変化量検出部９に
より検出された変化量信号ΔＶと補正演算部１１により
算出された補正演算値Ｈを入力し、除算処理（ΔＶ÷
Ｈ）を行うことで零相電圧Ｖoを検出するよう構成して
いる。

【００５８】次に、電極１及び電極２並びに光電圧セン
サ５を内蔵し、三相交流配電線３に対し前記電極の位置
関係が予め設定された位置関係になるよう構成された第
１の計測ユニット部６と、電位差計測手段４の配置位置
を調整可能な構成とした電位差計測手段４について説明
する。

【００５９】図６は電極１及び電極２並びに光電圧セン
サ５を内蔵し、三相交流配電線３に対し前記電極の位置
関係が予め設定された位置関係になるよう構成された、
第１の計測ユニット部６の構成図を示すものであり、６
Ａは第１の計測ユニット部６の上ユニット、６Ｂは第１
の計測ユニット部６の下ユニット、６Ｃは上下ユニット
を組み合わせた時に構成される配電線をクランプするた
めのクランプ部を示す。

【００６０】クランプ部６Ｃにおいては配電線の電線径
を問わず、常に三相交流配電線３の任意の一相であるＳ
相３Ａが、クランプ部６Ｃの中心になるよう電線径に応
じたスペーサ６Ｄを挿入し、クランプ部６Ｃの中心にな
るよう固定、確定させる。そして図６に示すよう電極１
及び電極２は、クランプ部６Ｃの中心よりｒ１，ｒ２の
位置になるよう予め下ユニット６Ｂに構成しておくこと
で、三相交流配電線３の任意の一相に対する相対位置を
確保する構造としている。

【００６１】図７は腕金４Ａの一端に、腕金４Ａとは絶
縁した状態で第２の計測ユニット部６Ｅを構成した電位
差計測手段４の構成・外観図を示すものであり、上ユニ
ット６Ａ、クランプ部６Ｃ及びスペーサ６Ｄの構造を省
いた以外は、電極１及び電極２並びに光電圧センサ５か
らなる基本構成及び構造は、図６に示す第１の計測ユニ
ット部６と同等である。更に第２の計測ユニット部６Ｅ
に、絶縁体２４からなる取り外し可能な位置決め定規４
Ｂを設け、配電線との相対位置が決定できる構成となっ
ている。腕金４Ａの他端は電柱２３に固定するものとす
る。

【００６２】なお、図６及び図７記載の実施の形態と
も、電極１及び電極２による電位差の計測は光電圧セン
サ５によるものであり、計測信号の伝送媒体は光ファイ
バケーブル１３によるものである。

【００６３】以上のことから、通常必要なバケット車等
を用いることなく柱上作業で電位差計測手段４の設置が
可能であり、設置作業の容易化及び設置工事費の低減を
図ることが可能となる。そして取り外し可能な位置決め
定規４Ｂを設けることで、配電線の電線径を与えるだけ
で任意の一相に対する相対位置が決定する他、設置作業
時には設置するための指示器となるため一層の設置作業
の容易化を図ることができる。設置後は前記定規を取り
外すことで、配電線とは完全に非接続状態とする構成が
可能となる。

【００６４】また配電線が多回線の場合は、それぞれの
配電線により形成される容量係数を演算し多回線状態に
応じた補正演算値を算出すればよく、三相交流配電線の
装柱状態を入力することにより零相電圧を検出するに必
要な補正演算値Ｈの算出が可能となる。

【００６５】さらに、前記した１構成の電位差計測手段
で精度のよい零相電圧の検出ができ、１構成の電位差計
測手段から零相電圧の検出を可能にしているため、経済
的に優れた零相電圧検出装置の提供を可能にし、１構成
の電位差計測手段の計測信号から零相電圧を検出するた
め、従来（三相加算方式を適用した零相電圧検出装置）
は必要であった各相計測装置の特性を平衡に保つ制御を
不要にし、製造上また管理面上の作業の容易化を図るこ
とが可能であり、装置の低コスト化を可能にしている。

【００６６】（実施の形態２）本実施の形態２は、実施
の形態１の入力部を送信部１４Ａと受信部１４Ｂから成
る送受信可能な通信手段１４で構成した零相電圧検出装
置であり、図８にその構成を示す。

【００６７】本構成は、電位差計測手段４が設置される
三相交流配電線３の装柱状態を示す補正パラメータ値
を、地絡検出装置とは別の装置として構成された補正要
素入力装置１５に入力し、補正要素入力装置１５から各
補正パラメータ値を得るようにした地絡検出装置であ
る。

【００６８】また図９は、本実施の形態２の通信手段１
４の出力を直接零相電圧検出部に入力するよう構成した
地絡検出装置であり、補正演算値Ｈを算出する補正演算
部１１を補正要素入力装置１５内に構成し、補正要素入
力装置１５にて補正演算値Ｈを算出し、補正要素入力装
置１５から補正演算値Ｈを得るよう構成した地絡検出装
置である。２実施の形態とも、その他の構成及び各構成
機能は実施の形態１と同様である。なお、図９に示す実
施の形態２の場合、補正演算値Ｈを記憶する機能を零相
電圧検出部１２に付加している。

【００６９】図１０は補正要素入力装置１５の構成を示
すものである。補正要素入力装置１５は、電位差計測手
段４が設置される三相交流配電線３の装柱状態を示す補
正パラメータ値を入力する入力部１６と、入力部１６に
より入力された補正パラメータ値を所定のデータに変換
するデータ変換部１７と、データ変換部１７により変換
された補正演算値に係わるデータを、前記地絡検出装置
に出力する送受信可能な通信手段１８で構成されてい
る。また補正要素入力装置１５に補正演算値Ｈを算出す
る機能を付加する場合は、データ変換部１７に補正演算
部１１と同機能を付加する構成とすればよい。

【００７０】本実施の形態２によると、三相交流配電線
３に設置された後も補正パラメータ値の入力が可能であ
り、補正パラメータ値の誤入力があった場合でも設置さ
れた地絡検出装置を取り外すことなく、かつ再度の柱上
作業を発生させることなく補正パラメータ値を再入力す
ることが可能であり、作業の容易化を図ることができ
る。

【００７１】また、補正パラメータ値を通信にて入力す
ることができるため、補正パラメータ値を入力するに必
要である入力端末部を地絡検出装置に構成する必要がな
く地絡検出装置を小型・軽量にて構成することができ
る。

【００７２】また補正演算値Ｈを算出する補正演算部１
１を専用装置化することで補正演算値Ｈの精度を向上さ
せることも可能であり、また補正演算値Ｈの精度向上の
ための回路部及びソフトプログラム構成を追加すること
も容易に行える。

【００７３】更に経済的効果を考えると、三相交流配電
線３に多数設置し使用する方向を認識する地絡検出装置
の用途には、その分の地絡検出装置が必要になるため、
個々の地絡検出装置に入力端末部（及び補正演算部１
１）を構成するよりも、補正要素入力装置１５として専
用装置化することで、補正要素入力装置１５を１台で地
絡検出装置の補正要素設定を行えるよう構成すればよ
い。

【００７４】なお本実施の形態２において、通信手段１
８に送信部１８Ａおよび受信部１８Ｂを設けた構成とし
ているが、これは補正要素入力装置１５により送信され
た送信データを地絡検出装置が受信すると、前記地絡検
出装置は受信データに応答をする形で受信データを補正
要素入力装置１５に応答送信する構成としている。そし
て補正要素入力装置１５は前記応答送信の受信結果を表
示する表示部１９を設けた構成とすると、地絡検出装置
が補正要素入力装置１５からの送信データを正しく受信
できているか確認する手段として、また補正パラメータ
値の入力に誤入力がなかったか再確認する手段として構
成することも可能である。

【００７５】（実施の形態３）図１１は本実施の形態３
の地絡検出装置を用いた方向を認識する地絡検出装置の
構成図を示すものであり、Ｒ，Ｓ，Ｔは三相交流配電線
３の各相、１６は本実施の形態３の地絡検出装置からな
る零相電圧検出部、２０は零相電流検出部であり、三相
交流配電線３の各相電流をコア及び光電流センサ（図示
せず）により検出する各相電流検出部２０Ａと、各相電
流検出部２０Ａにより検出された各相電流を三相加算
（ベクトル演算）することにより零相電流を検出するた
めの演算部２０Ｂより構成されている。２１は零相電圧
検出部１２と零相電流検出部２０の出力を入力し地絡事
故方向を判定する地絡事故方向判定部、２２は地絡事故
方向判定部２１により検出された地絡事故方向判定結果
を出力する出力部である。

【００７６】本構成によると、三相交流配電線３に地絡
事故が発生すると三相交流配電線３は不平衡状態になる
ため、各相電流検出部２０Ａで計測された各相電流を三
相加算する演算部２０Ｂ出力に零相電流が検出される。
また零相電圧検出部１２においても、前記した通り各相
配電線が持つ電荷量に変化が生ずるため電位差変化量が
発生し零相電圧が検出される。公知の通り、零相電圧と
零相電流には地絡事故方向に応じ特定の位相関係にある
ことから、前記した零相電流と零相電圧の検出レベルお
よび位相差から地絡事故および地絡事故方向を検出する
ことが可能になる。

【００７７】本実施の形態３によると光計測によるた
め、高絶縁・無誘導形の装置が実現でき信頼性の高い、
また設置作業時に停電させることなく本装置の設置が可
能であり配電線への取り付けが容易に行えるため常設用
・非常用として使用できる方向を認識する地絡検出装置
の提供が可能である。

【００７８】

【発明の効果】本発明によると、次のすぐれた効果が得
られる。

【００７９】（１）三相交流配電線の電界強度を測定す
ることにより電位差を算出しているので、高圧充電部に
非接触であるため、設置作業の容易化、優れた安全性を
図ることができる。

【００８０】（２）電位差の変化量を補正するため、よ
り精度の高い零相電圧を検出することができる。

【００８１】（３）補正要素入力手段と補正演算手段を
送受信可能な通信ができるようにしたため、地絡検出装
置から入力端末部が省け、地絡検出装置を小型・軽量に
できるため優れた経済性と、作業の容易化が図れる。

【００８２】（４）電位差計測手段を三相交流配電線か
ら任意の位置に設置できる設置手段を設けたので、任意
の電位差計測手段の設置が可能であり、設置作業の容易
化、設置工数の低減および自由度の高い設置ができる。

【００８３】（５）電位差計測手段に光電圧センサを用
い、光電圧センサからの信号を光ファイバケーブルで伝
送したので、高絶縁・無誘導形の地絡検出装置が実現で
き、耐ノイズ性の向上が図れる。

【００８４】（６） 補正要素入力手段は、補正パラメ
ータのデータ入力部と、その入力されデータを所定のデ
ータに変換するデータ変換部と、変換されたデータを出
力する送受信可能なデータ通信部とを備えているので、
地絡検出装置に補正パラメータ値のデータ入力部を設け
る必要がなく、１つの補正要素入力手段で複数の地絡検
出装置の補正値設定ができるため、地絡検出装置が複数
必要な場合は特に経済的な効果を向上できる。

【００８５】（７）三相交流配電線の電界強度を測定す
ることにより電位差を算出し、現周期の電位差と少なく
とも１周期前の健全時の電位差との差を比較演算するこ
とにより零相電圧を検出し、地絡事故方向も判定してい
るので、正確な零相電圧を得ることが出来るとともに、
常設用・非常用として使用できる地絡の方向性を判断す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における零相電圧検出装
置の全体構成図

【図２】同実施の形態１における電位差計測手段と三相
交流配電線の関係図

【図３】同実施の形態１における入出力変換部と変化量
検出部の構成図

【図４】同実施の形態１における変化量検出部の機能概
念図

【図５】同実施の形態１における三相交流配電線が形成
する静電容量を示す状態図

【図６】同実施の形態１における第１の計測ユニット部
を示す構成図

【図７】同実施の形態１における電位差計測手段を示す
構成・外観図

【図８】同実施の形態２における地絡検出装置の全体構
成図

【図９】同実施の形態２における第２の地絡検出装置の
全体構成図

【図１０】同実施の形態２における補正要素入力装置の
全体構成図

【図１１】同実施の形態３における地絡検出装置を用い
た方向を認識する地絡検出装置の全体構成図

【図１２】従来の地絡検出装置を示す第１の構成図

【図１３】従来の地絡検出装置を示す第２の構成図

【符号の説明】

１ 電極１ ２ 電極２ ３ 三相交流配電線 ３Ａ 三相交流配電線の任意の一相であるＳ相 ４ 電位差計測手段 ４Ａ 腕金 ４Ｂ 定規 ５ 光電圧センサ ６ 第１の計測ユニット部 ６Ａ 上ユニット ６Ｂ 下ユニット ６Ｃ クランプ部 ６Ｄ スペーサ ６Ｅ 第２の計測ユニット部 ７ 信号処理回路手段 ８ 入出力変換部 ８Ａ 発光部 ８Ｂ 受光部 ８Ｃ Ｉ／Ｖ変換部 ８Ｄ 増幅部 ９ 変化量検出部 ９Ａ 記憶部 ９Ｂ 演算部（ベクトル演算） ９Ｃ 変化量出力部 １０ 入力部 １１ 補正演算部 １２ 零相電圧検出部 １３ 光ファイバケーブル １４ 通信手段 １４Ａ 送信部 １４Ｂ 受信部 １５ 補正要素入力装置 １６ 入力部 １７ データ変換部 １８ 通信手段 １８Ａ 送信部 １８Ｂ 受信部 １９ 表示部 ２０ 零相電流検出部 ２０Ａ 各相電流検出部 ２０Ｂ 演算部 ２１ 地絡事故方向判定部 ２２ 出力部 ２３ 電柱 ２４ 絶縁体 ２５ 高圧用コンデンサＣp ２６ 低圧用コンデンサＣs ２７，２８ 降圧用絶縁トランス ２９ 波形処理回路

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】三相交流配電線の電界強度を測定すること
   により電位差を算出する電位差計測手段と、前記電位差
   計測手段からの現周期の電位差と少なくとも１周期前の
   健全時の電位差との差を比較演算する変化量検出手段
   と、前記変化量検出手段からの出力データにより零相電
   圧を検出する零相電圧検出手段とを備えた地絡検出装
   置。
2. 【請求項２】変化量検出手段で算出される電位差の変化
   量を補正する補正演算手段と、前記補正演算手段への補
   正パラメータを入力する補正要素入力手段とを備えた請
   求項１記載の地絡検出装置。
3. 【請求項３】補正要素入力手段と補正演算手段は送受信
   可能な通信ができる請求項２記載の地絡検出装置。
4. 【請求項４】電位差計測手段を三相交流配電線から任意
   の位置に設置できる設置手段を設けた請求項２記載の地
   絡検出装置。
5. 【請求項５】電位差計測手段には光電圧センサを用い、
   前記光電圧センサからの信号を光ファイバケーブルで伝
   送した請求項１または２記載の地絡検出装置。
6. 【請求項６】補正要素入力手段は、補正パラメータを入
   力するデータ入力部と、前記データ入力部から入力され
   たデータを所定のデータに変換するデータ変換部と、前
   記デ―タ変換部により変換されたデータを出力する送受
   信可能なデータ通信部とを備えた請求項３記載の地絡検
   出装置。
7. 【請求項７】三相交流配電線の電界強度を測定すること
   により電位差を算出する電位差計測手段と、前記電位差
   計測手段からの現周期の電位差と少なくとも１周期前の
   健全時の電位差との差を比較演算する変化量検出手段
   と、前記変化量検出手段からの出力データにより零相電
   圧を検出する零相電圧検出手段と、三相交流配電線の零
   相電流を検出する零相電流検出手段と、前記零相電圧検
   出段からの零相電圧検出信号と前記零相電流検出手段か
   らの零相電流信号とにより地絡事故方向を判定する地絡
   事故方向判定手段とを備えた地絡検出装置。