JPS5838873A - 零相電圧検出用コンデンサ - 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】 この発明は絶縁電線より成る配電線における地絡故障を
検出するために使用される零相電圧検出用コンデンサに
関するものである。

従来、零相電圧の検出部として多く採用されている装置
としては配電線の芯線に直接取付ゆる方式の零相電圧検
出用コンデンサがあるが、この種のコンデンサでは絶縁
電線より成る配電線に取付けることは困難であり、特に
活線作業は極めて難しい。又、配電線に対する取外しを
考慮して配電線における絶縁電線の周側面に直接取付け
る方式のコンデンサを考えた場合には絶縁電線とコンデ
ンサとの間に雨水が浸入して静電容量が変化し、その静
電容量の変化の割合が三相の内−相分でも異なると零相
電圧に相当する電圧が発生し、地絡継電器を誤動作させ
る危険が生じる。

この発明は上記従来技術に存する問題点に着目して成さ
れたものであって、配電線における対地電圧を検出する
コンデンサとして、配電線における絶縁電線の外周面に
密着されて絶縁電線の芯線との間に第一コンデンサを形
成する第一導電層と、前記第一導電層の外側に一体形成
した絶縁層内に埋設されて第一導電層との間に第二コン
デンサを形成する第二導電層とより形成し、前記第二コ
ンデンサよりも第一コンデンサの静電容量を大きくする
ことによりζ前記第一導電層と絶縁電線の外周面との間
に浸入する雨水の影響を少なくし、両コンデンサを合成
した全体としての静電容量の変動を低減させて地絡継電
器を誤動作させる危険を無くすととも”に、絶縁電線よ
り成る配電線に対して活線状態においても直接取付は得
るようにして地絡故障における事故点の発見時間の短縮
のために配電線路における取付可能な箇所を増大させる
ようにした零相電圧検出用コンデンサを提供することを
目的とする。

以下、この発明の零相電圧検出用コンデンサを、それを
利用した故障区間検出表示装置全体とともに具体化した
一実施例によって図面に従い説明する。まず、その概略
を第１図及び第２図に従って・説明すると、電柱１の腕
金２に立設されたピン碍子３に支持された配電線におけ
る各相の絶縁電線４にはそれぞれ零相電圧検出用コンデ
ンサ５が嵌着され、そのコンデンサ５の中央部には電流
検出器６が取付けられている。そして、前記腕金２を支
持するように電柱１と腕金２間に設けた補強アームには
前記各コンデンサ５から導出された日出線７を一本のシ
ールド線８に接続するための端子箱９が固定されるとと
もに、前記電柱１の下部には足場ボルト１０及び取付バ
ンド１１にて表示器１２が固定され、その表示器１２に
は上方位置の足場ボルト１０部分にて結束された前記各
検出器６のり７ド線１３及び前記シールド線８が接続さ
れている。

次に、前記零相電圧検出用コンデンサＨこついて第３図
〜第５図に従って詳細に説明すると、このコンデンサ５
は円筒状を成し、互いに同形を成す一対のコンデンサ片
２１にて軸心方向に二分割可能に形成されている。そし
て、両コンデンサ片２１はそれぞれ半円筒状を成し、互
いをこその平面部分において離脱可能に対向密接されて
いる。

そして前記各コンデンサ片２１は内側が絶縁電線４の外
周面に密接されその電線４の芯線４ａとの間に第一コン
デンサを形成するように半円筒形を成す導電ゴム製の第
一導電層２２と、その導電層２２における外側の曲面部
分を半円筒状に覆う正面Ｈ字状を成す絶縁ゴム製の第一
絶縁層２３と、その絶縁層２３の曲面部分を覆う半円筒
状を成す絶縁ゴム製の第二絶縁層２４と、前記第一導電
層２２との間に第二コンデンサを形成するように両絶縁
層２３．２４間に埋設された半円筒状を成す　・金属製
の第二導電層２５とが一体に形成された４層構造を成し
、第二コンデンサよりモ第一コンデンサの静電容量が大
きくなるように第二導電層２５はその配置箇所及び大き
さが設定されている。

又、前記第一絶縁層２３の外周両端部において上下各分
割面側縁部にはそれぞれ肉厚の異なる四角板状のｉ合フ
ランジ２６，２７が上下各方向へ一体に張り出し形成さ
り、その上下各一対の保合フランジ２６．２７の側面に
はそれぞれ大小一対の孔とその両孔を連通ずるスリット
から成る適数個（この実施例ではそれぞれ４個）の係止
孔２Ｂが各別に透設されている。前記上下の保合フラン
ジ２６．２７の内、肉厚の厚い一方の係合フランジ２６
の端部には指掛は片２９がそのフランジ２６の張り出し
方向へ突設され、又そのフランジ２６におけ゛る係止孔
２Ｂにはポリエチレン樹脂等の合成樹脂など前記両フラ
ンジ２６．２７より硬い絶縁材より成る連結片３０が嵌
合係止され、その連結片３昏の外端部には前記フランジ
２６の外側面に当接係止される大径の円板状を成す係止
部３０ａが形成されるとともに、その中央部には前記係
止孔２８における大径の孔部分に嵌合される円柱状の嵌
挿部３０ｂが形成され、その内端部には円錐状の保合部
３０ｃが形成されている。

さらに、肉厚が薄い他方の係合フランジ２７の端部付近
には四角板状の指掛は片３１がそのフランジ２７の張り
出し方向へ突設され、一対のコンデンサ片２１を対向密
接させた際に一方の係合フランジ２６の指掛は片２９と
は半分程ずれて当接し、一方のコンデンサ片２１の係合
フランジ２７における係止孔２８に対する他方のコンデ
ンサ片２１の連結片３０の係合を外すように前記指掛は
片２９とともに使用される。

又、前記第二絶縁層２４の側面一端部付近には支持突起
３２が側方へ突出形成され、その支持突起３２には前記
日出線７の端部が一体にモールド支持されるとともに、
その口出線７め導線７．ａはなお、前記第一導電層２２
の内径は前記絶縁電線４の外径より若干小さく形成され
、第一導電層２２の内面が絶縁電線４の外周面に密接し
得るようになっているとともに、前記連結片３ｏの嵌挿
部３０．ｂの長さは再係合フランジ２６．２７の厚みを
合わせた分又はそれより若干短く形成され、一対のコン
デンサ片２１を特にその両端部において互いに密接し得
るようになっている。

次に、前記電流検出器６について第６図における紙面表
側を前方として第６図〜第１０図に従って詳細に説明す
ると、この検出器６における円筒状の主柱４１の上端に
はチャンネル状の板材より成る上枠４２が右方へ延出す
るようにボルトにて・締着されるとともに、その中央や
や上方には断面逆り字状の板材より成る固定金具４３が
左下方へ延出するように嵌挿溶着され、又その中央やや
下方において前後両部にはそれぞれ四角板状を成す取付
金具４４が左方へ向ってその基端部が溶着され、さらに
その上端付近前部には四角板状の取付片４５がその基端
において固着されている。

そして、前記固定金具４３の左端には上下に長いＬ字状
の板材より成る支持片４６がその下部においてボルト着
され、その支持片４６の上部には端子台４７が支持固定
されるとともに、その中央部には前記端子台４７を所定
の隙間をもって上方から覆う底無し箱状の端子箱４８が
箱固定台４９を介してビス止固定され、又その下端部と
前記上枠４２間において前後位置にはそれぞれ円柱状の
案内柱５０が並設配置され、両案内柱５０の上下各端は
それぞれ上枠４２及び支持片４６に対してナツトにて締
付固定されている。

各案内柱５０にはそれぞれ円筒形の可動体５１が上下動
可能に遊嵌され、その両回動体５１の上端部間には板状
の連結片５２が溶着され両回動体５１を一体的に移動さ
せるようになっているとともに、両回動体５１の上下各
面はそれぞれ前記」−枠４２の下面及び支持片４６の上
面に当接することにより可動体５１の上下動範囲を規制
するようになっている。前記各可動体５１の下端部（こ
は右方へ延出する可動枠５３が平面積Ｙ字状を成す連結
部５３ａの二叉状の各端部において溶着され、その可動
枠５３における連結部５３ａの先端部」二端には連結部
５３ａ先端に対して側面Ｔ字状を成すように水平板状の
取付部５３ｂが形成されている。

前記可動枠５３の取付部５１忙札はチャンネル状の変流
器取付台５４が上下動可能に取着され、その取付台５４
の下面において前後対称位置にはそれぞれ前記可動枠５
３の取付部５３ｂ゛に対して一上下動可能に貫通された
支持柱５５が突設されている。そして、その支持柱５５
の下端には係止ナツト５６が螺着され、前記取付部５３
ｂの下面に当接することにより取付台５４の上動範囲を
規制するようになっているとともに、前記各支持柱５５
にはそれぞれ圧縮バネ５７が遊嵌され、前記取付部５３
ｂに対して取付台５４を上方へ付勢するようになってい
る。

前記取付台５４の上面において前後位置にはそれぞれ半
円環状の下部変流器片５８及び横り字状の下部コア片５
９がビス着され、前記上枠４２の下面右端部における前
後位置にそれぞれビス着された半円環状の上部変流器片
６０及び横り字状の」二部コア片６１に対してそれぞれ
対向圧接可能になっている。そして、前記上部コア片６
１の下面開放端部には下面が下部コア片５９上面に対し
て圧接可能な連結コア片６２が突設され、そのコア片６
２には絶縁体にてモールドされたコイル６３が落脱不能
に嵌着されるとともに、上下の前記コア片６１．、５９
と上枠４２及び取付台５４との間にはそれぞれヌペーサ
６４が介装され、又上下のコア片６．１　、５９の各内
面には前記零相電圧検出持する挾持片６５が固着され、
その挟持片６５の内側面には前記絶縁層２４の外周面に
対応する曲面を成、す嵌合凹部６５ａが形成されている
。

なお、前記各変流器片５８．６０におけるコイル分は第
７図に示すように断面四角形及び一対の断面Ｕ字状の導
体にて形成され、それらは樹脂絶縁材にて導体モールド
され、両変流器片５８，６０にて前記コンデンサ５の第
二絶縁層２４の外径より若干小さな内孔を有する円環状
の零相電流検出用変流器６６が形成されるとともに、前
記各コア片５９，６１’、６２及びコイル６３にて過電
流検出用変流器６７が形成されている。

前記取付片４５には平面積Ｕ字伏を成す板状の案内片６
８がボルト着され、その上部間には前記上部変流器片６
０が挾持されるとともに、その下端部には案内部８８ａ
が外方へ折曲形成されて前記下部変流器片５８を挟入案
内し、両変流器片５゜８．６０を確実に対向密接させる
ようになっている。又、両変流器６６　、６’　７から
導出されたリード線（図示せず）は前記端子箱４８内に
て２芯シールド付４芯の前記リード線１３に接続され、
そのリード線１３は線押え板６９にて前記箱固定台４９
に支持固定されるとともに、主柱４１に対してその中央
部から挿入され、下端から導出されている。

前記可動枠５３の連結部５３ａ下部には係止ピン７１が
前後方向へ突出するように嵌挿取着され、その係止ビン
７１の前後画部分にはそれぞれ連結リンク７２の上端部
が回動可能に取着′されるとともに、その両リンク７２
の下端部には連結ピン７３が嵌挿取着されている。その
連結ピン７３の両端部にはそれぞれ下部において折曲さ
れた形状を成すロックレバ−７４の上端部が回動可能に
連結され、そのロックレバ−７４の右側上端には前記係
止ビン７１に対して離脱可能に係合する保合突起７５が
設けられるととも（こ、その折曲部分（こは前記再取付
金具４４に対して嵌挿取着された軸ビン７６が回動可能
に取着され、又その′下端部間には止めピン７７が嵌挿
取着されている。そして、前記両口ツクレバ−７４の下
部間には円筒状の操作レバー７８の上端部が前記両ビン
７６．７７を介して相対移動不能に取付けられている。

なお、前記主柱４１及び操作レバー７Ｂの下部表面には
絶縁ゴム等の絶縁材が被覆されるとともに、前記連結ピ
ン７３において両連結リンク７２間及び連結リンク７２
とロックレバ−７４間にはそれぞれ間隔保持用のリング
が嵌挿されている。

次に、前記表示器１２について第１１図〜第１３図に従
って詳細に説明すると、この表示器１２のケース８１下
部には端子箱８２が設けられ、その端子箱８２内上部に
は前記各リード線１３及びシールド線を接続するための
メタルコンセント８３．８４が設けられるとともに、そ
のケース８１の上部において蓋内前面には地絡方向継電
器ＤＧが設けられ、又その中央部前面には地絡故障回数
測定用の積算カウンタ８５が設けられ、さらに前記ケー
ス８１の中央部内には地絡方向兼過電流表示用の表示棒
８６ａをケース８１外へ突出させるためのソレノイド８
６が設けられている。又、前詰グーヌ８１上面にはアー
ス端子８７及び前記足場ボルト１０に吊下するための取
付金具８８が設けられるとともに、その背面には前記取
付バンド１１に取付けるための金具８９が設けられてい
る。

そして、前記表示器１２におけるケース８１には第１３
図中一点鎖線で囲まれた電気回路に相当する電気部品が
内蔵され、その電気回路には前記各相における過電流検
出用変流器６７からの電流をそれぞれ変圧器及び整流回
路を通し、その出力電流を各相分合わせて平滑し、過電
流継電器９０に接続する過電流検出回路がある。又、前
記各相における零相電流検出用変流器６６からの電流を
三相分合成して前記地絡方向継電器ＤＧの端子Ｚｌ。

ｚ２に入力する回路、及び前記シールド線８からの零相
電圧を前記継電器ＤＧの端子Ｎに入力する回路より成る
地絡方向検出回路がある。さらに、前記継電器ＤＧＧこ
対し、サージアブソーバを介して端子ＰＩ、Ｐ２におい
て入力される操作電源が変圧器に入力され、その変圧器
の出力が整流・平滑されて操作用直流電源として無電圧
検出用継電器９１に入力されるとともに、一方において
は前記継電器ＤＧの出力端子Ａ、Ｃを介して前記積算カ
ウンタ８５、電源用コンデンサＣ及びソレノイド８６に
接続され、かつ前記カウンタ８５とコンデンサＣとの間
に逆流防止用のダイオードＤ及びコンデンサＣとソレノ
イド８６との間に前記継電器９１の常閉接点Ｘｔｂが接
続された回路があり、他方においては前記過電流継電器
９０の常開接点Ｘ。ａを介して前記ソレノイド８６と前
記操作用直流電源とを接続する回路がある。

そして、前記継電器９０に入力される電流が整定値以上
になった場合その継電器９０の接点Ｘ。ａは閉成し、又
前記継電器９１はそこに入力される電源が無くな゛つた
場合にその接点Ｘｘｂは開放し、さらに前記継電器ＤＧ
の接点Ａ、Ｃ間は地絡故障を検出した場合に変電所がト
リップするのに要する時間よりも長い時間短絡するよう
になっている。

次に９、上記のように構成された故障区間検出表示装置
全体の作用を説明する。まず、零相電圧検出用コンデン
サ５について説明すると、このコンデンサ５は各相の絶
縁電線４に対しそれぞれ一対のコンデンサ片２１を対向
して嵌合させ、連結片３０により相異なるコンデンサ片
２１における保合フランジ２６．２７を互いに密接させ
る。すると、各コンデンサ片２１はその第一導電層２２
内面において絶縁電線４の外周面に対して移動不能に密
着され、コンデンサ片２１自身における第二コンデンサ
とともに絶縁電線４の芯線４ａとの財間に第一コンデン
サを形成する。そして、このように取付けられた各相の
コンデンサ５はそれぞれ各相の対地電圧を検出し、その
各対地電圧を合成した零相電圧がシールド線８に入力さ
れる。

なお、この対地電圧を検出する際に各相のコンデンサ５
のうち少なくとも一相分における静電容量に変化が生じ
ていると地絡故障が存在していなくてもシールド線８に
零相電流が出力され、地絡方向継電器ＤＧを誤動作させ
る危険があるため、この実施例の各コンデンサ片２１に
おいては絶縁電線４と第一導電層２２との間に雨水が浸
入して静電容量が変化する危険のある第一コンデンサの
静電容量を第二コンデンサよりも大キ＜シ、全体として
の静電容量を容量の変化がない第二コンデンサの静電容
量に近似させている。

又、このコンデンサ５を絶縁電線４から取外す場合には
相異なるコンデンサ片２１における指掛は片２９．３１
を互いに拡開させれば一方の係合フランジ２６に設けた
連結片３０の係合部３０ｃが他方の係合フランジ２７の
係止孔イ８から外れるので、一対のコンデンサ片２１に
二分割された状態にて絶縁電線４から取外されることに
なる。

次に、電流検出器６について説明すると、この検出器６
の操作レバーγＢは主柱４１に対して軸ピン７６を中心
に開閉回動され、その回動により、操作レバーγＢに対
して一体状に取付けられたロックレバ−７４と連結リン
ク７２を連結する連結ピン７３の軸心は、連結リンクＴ
２と可動枠５３とを連結する係止ピン７１の軸心と前記
軸ピン７６の軸心とを結ぶ死点Ｄ（第６図及び第１０１
ｍに一点鎖線で示す）を越えて上下方向に移動される。

又、前記操作レバー７Ｂの回動はロックレバ−１４、連
結リンク７２を介して可動枠５３の上下動に変換され、
その上下動は可動体５１を介して案内柱５０に゛より直
線的に行われる。

そして、可動枠５３の上動は圧縮バネ５７のバネ力に抗
して変流器取付台５４番こ伝達され、その取付台５４の
」〕動により下部変流器片５８は案内片６８に案内され
上部変流器片６ｏに対して前後及び横方向のずれが生じ
ることなく前記バネ５７の付勢力により圧接されるとと
もに、下部コア片５９は上部コア片６１に対して圧接さ
れ、零相電流検出用変流器６６及び過°電流検出用変流
器６７を形成する。なお、可動枠５３の上動はロックレ
バ−７４の係合突起７５が係止ピン７１に係合された状
態にてトグルロックされ、又前記両コア片゛１５９．６
１が圧接された際には連結コア片６２の下面が下部コア
片５９に圧接され磁気抵抗の小さなコアを形成する。

一方、可動枠５３の下動は連結ピン７３の軸心が死点り
を越すとともに圧縮バネ５７のバネ力に助けられて行わ
れその下動は可動体５１下面が支持片４６の下部上面に
当接するまで行われ、その際の両変流器片５８．，６ｏ
（ｖｉｉコア片５９．６１の場合も同じ）の離間距離は
前記コンデンサ５における単純円筒形を成す中央部の外
径よりも大きくなっている。

さて、この電流検出器６を絶縁電線４に取付ける場合に
は、まず第１０図に示すように操作レバー７８を開放操
作した状態に℃前記コンデンサ５の中央部に対し、コン
デンサ５自体の絶縁耐力を利用して外方から遊嵌し、上
部変流器片６０及び上方の挾持片６５を上方から嵌合係
止する。そして、この状態にて風雨の影響等を考慮して
、必要に応じて垂直線に対して所定の角度だけ傾けて操
作レバー７８を閉じる。すると、前記両変流器片５Ｂ、
６０及び両挾持片６５間に前記コンデンサ５の中央部は
若干収縮した状態にて挾持されるので、電流検出器６は
コンデンサ５に固定されるとともに、前記両変流器６６
．６７が形成され、各変流器６６．６７からはそれぞれ
変成された電流を前記表示器１２に出力する。

なお、前記状態にて操作レバー７８を開けば表示器に対
する出力は無くなるとともに、コンデンサ５から取り外
し可能になり、又操作レバー７８を開いてコンデンサ５
に係止した場合及びコンデンサ５に挟着した場合におい
て、電流検出器６がコンデンサ５に対してその軸心方向
に移動されてもコンデンサ５の両端部（こおける係合フ
ランジ２６．２７により電流検出器６はコンデンサ５か
ら外れることはない。

次に、前記各相のコンデンサ５及び検出器６の出力を受
ける表示器１２について説明すると、まず配電線におい
て変電所がトリップするよりも短時間で絶縁が回復する
地絡故障が発生した場合には、操作電源が無くならない
ので接点Ｘ１ｂは開放されたままの状態にあって地絡方
向継電器ＤＧの端子Ａ、Ｃ間が短絡されるので積算カウ
ンタ８５が働き１回分カウントする。

次に、配電線において変電所がトリップする地絡故障が
発生した場合には、無電圧検出用継電器９１に電流が流
れないのでその接点Ｘｔｂが閉成し、電源用コンデンサ
Ｃに蓄えられた電気をソレノイド８６に流してその表示
棒８６ａを表示器１２のケース８１外に突出係止させる
と凄もに、前記と同様にカウンタ８５にカウントさせる
。

さらに、配電線において過電流が流れた場合には、過電
流継電器９０に流れる電流が整定値以上になるので、そ
の継電器９０が動作して接点Ｘ。ａを閉じ、ソレノイド
８６を動作させてそ、の表示棒８６ａを突出させる。

以上詳述したように、この発明の零相電圧検出用コンデ
ンサは配電線における絶縁配線の外周面に密着されて絶
縁電線の芯線との間に第一コンデンサを形成する第一導
電層と、その導電層の外側に一体形成した絶縁層と、そ
の絶縁層内に埋設されて前記導電層との間に前記コンデ
ンサよりも小さな静電容量をもつ第二コンデンサを形成
する第二導電層とより構成したことにより、第一導電層
と絶縁電線の外周面との間に浸入する雨水による影響を
低減して全体としての静電容量を外部からの影響を受は
難くなり、地絡継電器を誤動作させる危険が無くなると
ともに、配電線に対して活線作業を行うことができ、配
電線路における取付可能な箇所が増大し、ひいては地絡
故障における事故点の発見に要する時間短縮に貢献する
効果を奏するので地絡故障検出のための零相電圧検出用
コンデンサとして産業利用上好ましい発明である。

なお、この発明は前記実施例に限定されるものではなく
、第−及び第二絶縁層を一体化したり、第二導電層を導
電ゴムにて形成したり、各部の形状を必要に応じて変更
する等、この発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変更
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を故障区間検出表示装置全体とともに
具体化した一実施例裔こおける取付状態を示す正面図、
第２図は同じく取付状態を示す側面図、第３図〜第５図
は同じく零相電圧検出用コンデンサを示し、第３図はそ
の分解斜視図、第４図はその平断面図、第５図はその側
断面図である。 第６図〜第１０図は同じく電流検出器を示し、第６図は
その正面図、第７図は第６図のほぼＸ−Ｘ線断面図、第
８図はその側面図、第９図は第８図のほぼＹ−Ｘ線断面
図、第１０図はその開いｔこ状態を示す正面図である。 第１１図及び第１２図は同じく表示器を示し第１１図は
その正面図、第１２図は同じくその側面図である。第１
３図は同しく全体の電気回路図である。 絶縁電線４、芯線４ａ、零相電圧検出用コンデンサ５、
第一導電層２２、第一絶縁層２３、第二絶縁層２４、第
二導電層２５゜ 特許出願人　　　　株式会社高松電気製作所代理人　　
弁理士恩田博宜

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　配電線における絶縁配線の外周面に密着されて絶縁
   電線の芯線との間に第一コンデンサを形成する第一導電
   層と、その導電層の外側に一体形成した絶縁層と、その
   絶縁層内に埋設されて前記導電層との間に前記コンデン
   サよりも小さな静電容量をもつ第二コンデンサを形成す
   る第二導電層とより構成したことを特徴とする零相電圧
   検出用コンデンサ。 ２　両導電層及び絶縁層は円筒状を成し、軸心方向に二
   分割可能に形成されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の零相電圧検出用コンデンサ。 ８　第一導電層は導電ゴムにて形成されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の零相
   電圧検出用コンデンサ。