JPS6243142B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高圧配電線路全体を又はこれに連なる
個々の電力ケーブルの絶縁抵抗を活線下で測定し
劣化の進行状況を監視しようとする活線下絶縁監
視システムの施設方法に関し、詳細には高圧配電
線路に複数個の接地用変圧器が場所を異にして設
置されている場合のこれら接地用変圧器の接地方
法に関する。

第１図は従来の接地用変圧器の接地方法を示す
図である。１は特別高圧から高圧に逓降する電源
変圧器、２は前記変圧器１の二次側に接続された
配電線路幹線、２′，２″は前記幹線２から分岐さ
れた複数組（ここでは２組）の分岐配電線路で前
記幹線２と共にそれぞれケーブルを使用すること
で図示されている。３は前記変圧器１の近くで前
記幹線２に接続された接地用変圧器、３′，３″は
それぞれ前記分岐配電線路２′，２″の分岐部近辺
に接続された接地用変圧器であり、これら接地用
変圧器３，３′，３″はそれぞれその一次側はスタ
ー結線、二次側は開放デルタ結線にて使用され
る。４，４′，４″はそれぞれ前記接地用変圧器
３，３′，３″の一次側中性点と大地との間に挿入
接続された大容量の蓄電器，５，５′，５″はそれ
ぞれ前記蓄電器４，４′，４″に並列にそれらの両
端を短絡又は開放するように接続された電磁接触
器（以下スイツチと記載する）で、常時は閉路さ
れ中性点と大地との短絡状態を保持するが、配電
線路又はこれに連なるケーブルの絶縁抵抗を活線
下で測定するときのみ、操作電源装置８から制御
ケーブル７を介して電気的に附勢（又は消勢）さ
れて開放されるように構成されている。６，
６′，６″はそれぞれ保安用装置として前記蓄電器
４，４′，４″及びスイツチ５，５′，５″に並列に
接続されたアレスタである。９は測定用直流電源
又はケーブル絶縁抵抗側定用電流計で、その一端
は接地用変圧器３の一次側中性点に接続され他端
は接地される。９はその内部に波装置その他を
含むがここでは省略する。

測定方法について説明する。配電線路全体又は
これに連なる各ケーブルの絶縁抵抗を測定するた
めには、配電線路を交流的には低インピーダンス
による中性点接地が継続されておりながら直流的
には大地から絶縁された状態にする必要がある。
そこで先ず、操作電源装置８を稼動せしめて制御
ケーブル７を介して電気信号をスイツチ５，
５′，５″に送り、これらスイツチを動作せしめて
接地用変圧器３，３′，３″のそれぞれの一次側中
性点と大地との間の短絡状態を開放状態にかえ
る。これにより接地用変圧器３，３′，３″のそれ
ぞれの一次側中性点と大地との間には前記蓄電器
４，４′，４″が自動的に挿入された形になるので
所期の状態が達成される。そのうえで、９が測定
用直流電源であればこれを稼動せしめれば、配電
線路全体の絶縁抵抗又はこれに連なる個々のケー
ブルの絶縁抵抗を測定するための直流電圧が配電
線路にその交流電圧に重畳して印加できるし、９
がケーブル絶縁抵抗測定用電流計であれば測定対
象の個々のケーブルの遮蔽と大地との間に別途測
定用直流電源を順次印加することによりそれぞれ
のケーブルの絶縁抵抗を測定することができるも
のである。

測定が終了すれば、測定用直流電源を消勢しつ
いで前記操作電源装置８から制御ケーブル７を介
しての操作により前記スイツチ５，５′，５″をそ
れぞれ閉路状態に復せしめ、前記接地用変圧器
３，３′，３″のそれぞれの一次側中性点と大地と
の間が短絡されている常時の状態に戻す。

このような従来の方法による多重設置の接続用
変圧器の接地方法には次のような欠点があつた。
すなわち、多重設置されている接地用変圧器の
個々の位置は相互に遠く離されていることが多
く、例えば接地用変圧器３は受電変電所に、３は
第１電気室に、３″は第２電気室にあるといつた
如くで、それぞれの間は数百ｍあるいはそれ以上
離れている。また、配電線路の活線下絶縁監視を
行おうという時期はある程度線路が古くなり劣化
が進んでからである。運営を開始して何年も経つ
た時期に、接地用変圧器の中性点と大地との間の
開閉機構を遠隔操作するために制御ケーブルを新
たに布設するには、配電線路建設当初に布設する
のにくらべてルートの選択や工事の実施が極めて
難しく、費用も莫大となり不経済である。この費
用があまりかゝる場合、布設ルートがない場合あ
るいは工事不可能な場合には活線下絶縁監視その
ものの実施ができなくなることになる。

本発明の目的は、配電線路に多重に設けられて
いる接地用変圧器のうち測定場所から手近にあつ
て制御配線が容易にできる特定の接地用変圧器に
ついてだけ遠方操作機構を設けこれに付随する制
御ケーブルを布設することにより、高圧配電線路
を活線下で絶縁監視できるようにする接地用変圧
器の接地方法を提供することである。具体的には
特定の接地用変圧器の一次側中性点は常時は直接
接地とし測定時のみ大地から直流的に浮かすもの
とするが、他の接地用変圧器は常時も測定時もそ
れらの一次側中性点は常に大地から直流的に浮か
すために蓄電器を通じて接地し、これに振動抑制
用の抵抗を直列に挿入するものである。

以下に図面を参照して本発明について詳細に説
明する。

第２図は本発明の接地用変圧器の接地方法を示
す図である。１は特別高圧から高圧に逓降する電
源変圧器、２は前記変圧器１の二次側に接続され
た配電線路幹線、２′，２″は前記幹線２から分岐
された複数組（ここでは２組で示す）の分岐配電
線路で前記幹線２と同様それぞれ大部分はケーブ
ルを使用していることで図示されている。３は前
記変圧器１の近くで前記幹線２に接続された接地
用変圧器で通常この位置のものを特定接地用変圧
器とする。この変圧器３の一次側中性点と大地と
の間には遠方操作開閉機構として電磁接触器５が
あり、制御ケーブル７を介して操作電源装置８か
ら操作される。ここでは特定接地用変圧器として
１個のみを示したが複数であつてよい。例えば母
線がダブル母線になつていて各母線毎に１個の接
地用変圧器が接続されている時は計２個が特定接
地用変圧器となつて良い。前記特定接地用変圧器
を代表している変圧器３の一次側中性点と大地と
の間には更に大容量の蓄電器４と保安用アレスタ
６とが挿入されている。９は測定用直流電源又は
ケーブル絶縁抵抗側定用電流計で、その一端は特
定接地用変圧器３の一次側中性点に接続され他端
は接地される。この９はその内部に波装置その
他を含むがここでは省略してある。特定接地用変
圧器が１個でなく複数個の場合はそれぞれの一次
側中性点と大地との間に電磁接触器から個々に入
つてもよいし、それぞれの一次側中性点を共通化
したうえで１個の電磁接触器を入れてもよい。前
者の場合には、９は現に配電線路に接続されてい
る特定接地用変圧器の何れか１つの一次側中性点
と大地との間に接続すれば良い。絶縁抵抗測定時
の電磁接触器の開閉操作は特定接地用変圧器に関
しては従来の方法と全く同様である。

次に、３′，３″は前記分岐配電線路２′，２″の
分岐部近辺に接続された接地用変圧器であつて、
前記特定接地用変圧器を除くその他の接地用変圧
器を代表するものである。これらの変圧器の一次
側中性点と大地との間には保安用アレスタ６，
６″の他に第２図に示す如くそれぞれ大容量の蓄
電器４′，４″と抵抗１０′，１０″とが直列接続さ
れた回路が挿入されている。ここで接地用変圧器
の定格が３′及び３″に同じであれば、大容量蓄電
器４′及び４″，抵抗１０′及び１０″の定格はそれ
ぞれ同じでよいし、異なればそれぞれに通した定
数のものを使用しなければならない。大容量蓄電
器の静電容量値としては、それ自体のインピーダ
ンスとして少くとも第３種の接地抵抗値として規
定されている100Ω以下の値にすることが好まし
いので、普通40μＦ（50Hzにおけるインピーダン
ス79.6Ω）以上を採る。平常はこの蓄電器を通じ
て流れる零相電流値は数ｍＡであり、一線地絡事
故時でも数百ｍＡ程度が普通であるから、蓄電器
のインピーダンスによる電圧降下は僅かで接地用
変圧器の二次側の地絡検出機能に与える影響はほ
とんどない。むしろ静電容量が存在するために事
故時の突入零相電流に励発されて、接地用変圧器
の零相回路実効インダクタンスとで直列共振を起
し、異常電圧が発生して、そのために接地用変圧
器や蓄電器の絶縁が破壊する心配の方が大きい。
そこでかゝる振動発生を抑制するために本発明の
方法では蓄電器に直列に抵抗を常時挿入しておく
ものである。

第２図では抵抗１０′，１０″をそれぞれ中性点
に近い側に、蓄電器４′，４″を大地側に配置して
いるがその配置を逆にしてもさしつかえない。接
地用変圧器の二次側デルタ結線の開放端にはもと
もと電流制限用抵抗が入つていて、平常時はその
値を一次側零相回路に換算した値が中性点と大地
との間に入つている値に等しいのであるが、事故
のごく初期には急変する現象に鉄心の励磁特性が
時間的に追随し得ないため、接地用変圧器の一次
側巻線の直流抵抗値だけが振動抑制抵抗として存
在するに過ぎないことになり、この値は一般に低
いものであるから十分な振動抑制効果は期待でき
ない。そこで固定抵抗を常時中性点と大地との間
に挿入しておくものとし、その値は固定抵抗が常
時入つているため接地用変圧器の本来の責務であ
る零相電流検出機能を阻害することがないよう
に、二次側電流制限用抵抗の一次側への換算値の
10％を最高値とする。今、次のような定格の接地
用変圧器について一次側に挿入する抵抗値を検討
してみる。

イ 一次定格電圧 3300V ロ 二次 〃 110／3V ハ 完全地絡時にデルタ結線の 開放端にあらわれる電圧 110V ニ 二次側電流制限抵抗 50Ω ホ 完全地絡時二次側電流 2.2A ヘ 〃 一次側電流 0.127A ト 一次側換算抵抗値 50Ω×（２．２／０．１２７）^２＝15000Ω 故に一次側中性点と大地との間に挿入できる最高
抵抗値はこの場合1500Ωである。実際に挿入する
抵抗値はこの値から一次巻線の３相並列直流抵抗
値を引いた値であるが、一応それを含めた1500Ω
が挿入されたものとし、これに直列の蓄電器の静
電容量値を40μＦとする。

第３図は一次側に抵抗を挿入した接地用変圧器
を示す図である。Ｒは二次側電流制限抵抗で50
Ω、Roは一次側挿入抵抗で1500Ω、Ｃは抵抗Ro
に直列の蓄電器で40μＦである。この回路に存在
していて抵抗Roのために振動状態とならない限
界の最大インダクタンスLmaxは、 Lmax＝Ｒｏ^２Ｃ／４ ＝１５００^２×４０×１０^−６／４ ＝22.5（Ｈ） となる。

接地用変圧器の零相回路残留インダクタンスは
零ではなく、実際は相当なインダクタンス値を有
する。しかし前記のような大きいインダクタンス
があつても1500Ωの挿入により振動状態とはなら
ないので、実際問題としてはほとんどの場合振動
現象は抑制できる。

次に、インダクタンス値が実際には前記の1/10
の2.25Hしかなかつた場合についても考える。も
ちろん1500Ωはこの場合高すぎる値であるから振
動は起らない。完全地絡事故等の初期で二次側電
流制限抵抗の一次側への換算導入が期待できない
短期間には抵抗の両端に1758V、蓄電器の両端に
93Vの電圧降下ができるが、二次側電流制限抵抗
の一次側への移行がなされると抵抗で173V、蓄
電器で9Vの電圧分担となる。この時二次側電流
制限抵抗の両端の電圧は50Hzで計算した場合
100Vと約10％の低下となつている。

以上のように、本発明による方法では特定接地
用変圧器を除くその他の接地用変圧器は遠方操作
開閉機構を持たず、変圧器の一次側中性点と大地
との間には蓄電器と抵抗とが直列回路を構成して
常時挿入されているので、系統地絡事故時には必
ず蓄電器及び抵抗を通じて零相電流が流れ、それ
ぞれの両端に電圧降下を生じるが振動の発生は挿
入抵抗のために抑制され、蓄電器や接地用変圧器
の絶縁がおびやかされることはなく、接地用変圧
器の二次側での地絡検出機能も大きい影響を受け
ない。そしていうまでもなく遠方操作開閉機構の
ための制御ケーブル布設は回避できる。一方、特
定接地用変圧器では常時はその一次側中性点が直
接接地されているから系統地絡事故はその状態で
起る確率が高い。測定時に地絡事故が発生する可
能性は測定外時間と測定中時間との割合からみて
極めて少いから、その僅かの可能性にそなえて振
動抑制用抵抗を入れる必要は殊更ないが、もちろ
ん安全のために挿入することはさしつかえない。
特定接地用変圧器へは操作電源装置８からの制御
ケーブル７の配線が必要であるが、もともとこれ
らの位置関係は極めて接近しているものであるか
らここでの制御ケーブル７の配線工事が経済性そ
の他で問題になることはない。

本発明の効果としては、遠方に設置されている
接地用変圧器の一次側中性点と大地との間の短絡
開閉機構を不要としたので制御ケーブルの布設も
不要となりこのため運転開始後何年も経つた状態
で絶縁監視システムを採用する際に大きい障壁と
なる制御ケーブル布設工事費が大幅に縮小され経
済的であること、常時その一次側中性点と大地と
の間を蓄電器による接地で直流的に浮かしている
接地用変圧器の二次側電流制限抵抗を一次側に換
算した値の10％以下の抵抗を蓄電器と直列に挿入
しているので地絡検出機能を損うことなく地絡時
の電気振動発生を防止して接地用変圧器や蓄電器
の絶縁破壊の危険性を無くしていることがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の接地用変圧器の接地方法を示す
図、第２図は本発明の接地用変圧器の接地方法を
示す図、第３図は一次側に抵抗を挿入した接地用
変圧器を示す図である。 １……電源変圧器、２……配電線路幹線、
２′，２″……分岐配電線路、３，３′，３″……接
地用変圧器、４，４′，４″……蓄電器、５，
５′，５″……電磁接触器、６，６′，６″……アレ
スタ、７……制御ケーブル、８……操作電源装
置、９……測定用直流電源又はケーブル絶縁抵抗
測定用電流計、１０，１０′，１０″……抵抗、Ｒ
……二次側電流制限抵抗、Ro……一次側挿入抵
抗、Ｃ……蓄電器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 多重設置された接地用変圧器が存在する高圧
   配電線路において活線下で絶縁監視を行なう場合
   の接地用変圧器の接地方法において、特定の接地
   用変圧器にのみその一次側中性点と大地との間に
   遠方操作開閉機構を設け、他の接地用変圧器はそ
   れぞれの一次側中性点と大地との間に蓄電器と抵
   抗との直列回路を常時挿入したことを特徴とする
   接地用変圧器の接地方法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の接地方法におい
   て、前記抵抗の値が当該接地用変圧器の二次側電
   流制限抵抗の値を一次側零相回路に換算した値の
   10％以下であることを特徴とする接地用変圧器の
   接地方法。