(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電圧の配電線路に接続された所定の変電設備と、前記高電圧より低い電圧で負荷に電力を供給する自家用変電設備とを接続して前記配電線路からの電力を前記自家用変電設備に引き込む引込みケーブルを有し、  前記引込みケーブルは、複数の各芯線各々に遮蔽銅テープが設けられ、これらの遮蔽銅テープ同志は互いに接続され、かつ接地線でアースに接続されたものであり、
前記接地線は、前記引込みケーブルの前記自家用変電設備側の端部で前記各芯線各々の遮蔽銅テープに一方を接続し、他方を前記アースに接地してなり、
前記自家用変電設備側の前記引込みケーブルの前記端部、該端部の各芯線各々の遮蔽銅テープ側に接続された前記一方側の接地線及び前記引込みケーブルの端部の近傍とを一緒にクランプして通過させる一次側及び二次側からなる極性をもつ第１の零相変流器と、
前記アースに接続された接地線の他方側のみをクランプして通過させる一次側及び二次側からなる極性をもつ第２の零相変流器と、
前記第１の零相変流器からの第１の検出電流と前記第２の零相変流器からの第２の検出電流とを入力し、検出電流の有無、電流の方向が同相か逆相か、逆相であれば電流の大きさから前記配電線路側、前記引込みケーブル又は前記自家用変電設備のいずれかの区間に地絡故障が発生したかを判別して知らせる地絡区間判別装置とを有することを特徴とする自家用変電設備における地絡区間判別方式。
【請求項２】
前記第１の零相変流器と前記第２の零相変流器は、接地線のアース側から見て、極性が反対となるようにクランプすることを特徴とする請求項１記載の自家用変電設備における地絡区間判別方式。
【請求項３】
前記第１の零相変流器は、前記引込みケーブルを前記自家用変電設備内に引き込む際に、前記ケーブル端末を処理する三叉分岐管より前記配電線路側の引込みケーブルにクランプし、そのケーブル端末から接地線を引き出すことを特徴とする請求項１記載の自家用変電設備における地絡区間判別方式。
【請求項４】
前記第１の零相変流器は、一次側を前記配電線路側となるようにクランプすることを特徴とする請求項１、２又は３記載の自家用変電設備における地絡区間判別方式。
【請求項５】
高電圧の配電線路に接続された所定の変電設備と、前記高電圧より低い電圧で負荷に電力を供給する自家用変電設備とを接続して前記配電線路からの電力を前記自家用変電設備に引き込む引込みケーブルを有し、この引込みケーブルは、複数の各芯線各々に遮蔽銅テープが設けられ、これらの遮蔽銅テープ同志は互いに接続され、かつ前記自家用変電設備側の前記遮蔽銅テープ同士に一方の接地線が接続され、該接地線の他方がアースに接地されたものであり、互いに接続された遮蔽銅テープ同士を接続する接地線と前記自家用変電設備の引込みケーブルを、遮蔽銅テープ同士を互いに接続している場所の近傍で一緒にクランプして通過させる一次側及び二次側からなる極性を持つ第１の零相変流器と、前記接地線の他方側をクランプして通過させる一次側及び二次側からなる極性をもつ第２の零相変流器とに接続された地絡区間判別装置であって、
前記地絡区間判別装置は、
前記第１の零相変流器からの第１の検出電流と前記第２の零相変流器からの第２の検出電流とを入力し、前記第１の零相変流器が検出した第１の検出電流、及び第２の零相変流器が検出した第２の検出電流を読み、両方の検出電流の位相が同相又は逆相かどうかを判別する手段と、
逆相のときは、前記第１の検出電流が前記第２の検出電流を越えているときには、前記自家用変電設備内の地絡故障と判別する手段と、
前記第２の検出電流が前記第１の検出電流を越えているときには、前記引込みケーブルの地絡故障と判別する手段と、
さらに同相のときは、前記配電線路側と判別する手段とを有することを特徴とする地絡区間判別装置。
【請求項６】
前記第１の検出電流のみが検出されたときには、前記自家用変電設備内の地絡故障と判別する手段と、
前記第２の検出電流のみが検出されたときには、前記引込みケーブルの地絡故障と判別する手段とを有することを特徴とする請求項５記載の地絡区間判別装置。
【請求項７】
前記地区区間判別装置は、
前記第１、第２の零相変流器がそれぞれの一次側から２次側に向かって流れる第１、第２の検出電流又はそれぞれの二次側から一次側に向かって流れる第１、第２の検出電流を検出したとき、これらの第１、第２の検出電流を電圧増幅してアース電位に対する差を増幅して前記判別する手段に送出する整定回路部と、
前記整定回路部から前記第１、第２の検出電流値と両方の検出か、又はいずれか一方の検出かを判別し、両方の検出のときは位相か同相か又は逆相かを判別すると共に、この判別結果及び前記両方の検出電流の比較結果を設定してこれらの設定データから前記配電線路側、前記引込みケーブル又は前記自家用変電設備のいずれかの区間に地絡故障が発生したかを判別して知らせる地絡区間判別演算部によって前記地絡故障を判別する
ことを特徴とする請求項５又は６記載の地絡区間判別装置。
【請求項８】
前記整定回路部は、
前記第１、第２の零相変流器がそれぞれの一次側から２次側に向かって流れる第１、第２の検出電流又はそれぞれの二次側から一次側に向かって流れる第１、第２の検出電流を出したとき、これらの第１、第２の検出電流を電圧増幅して出力すると共に、前記第１、第２の検出電流から一定幅の周波数帯域の第１の検出信号、第２の検出信号を送出するものであり、
前記地絡区間判別演算部は、
前記第１の検出信号及び第２の検出信号を入力し、これらの検出信号の電圧が予め設定されている電圧値、継続時間とに基づいて前記第１、第２の検出信号の検出を知らせる検知電流判別回路と、
前記検知電流判別回路からの検出結果と前記整定回路部から前記第１、第２の検出電流の値から両方の検出か、又はいずれか一方の検出かを判別し、両方の検出のときは位相か同相か又は逆相かを判別すると共に、逆相であれば電流の大きさから、前記引込みケーブル又は前記自家用変電設備のいずれかの区間に地絡故障が発生したかを判別して知らせる地絡区間判別演算手段とを有することを特徴とする請求項５、６又は７記載の地絡区間判別装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自家用変電設備における地絡区間判別方式に関し、特に引込みケーブルに零相変流器を用いて地絡区間を判別する方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、構外の電力会社の配電線と構内の自家用変電設備との間には高圧地絡継電器が設けられている。
【０００３】
この高圧地絡継電器が動作（地絡を検出）したとき、動作原因を調べるために、地絡継電器が動作したときの入力波形を観測する装置、又は高感度な地絡検出を行い、地絡検出したときの日時、検出レベルをメモリに記憶する装置を設けていた。
【０００４】
構外と構内の地絡を判別する装置においては、零相電圧検出器を用いて検出した零相電圧と地絡電流との位相差によって構外又は構内の地絡箇所を判別するのが一般的である。
【０００５】
一方、特公平７−７１３７４号公報の配電線の地絡点認識装置においては、地域的な広がりを持つ配電系統（フィーダ）を集めた変電所に、フィーダ遮断器をフィーダ毎に設け、このフィーダ遮断器を手動又は自動シーケンス制御的に遮断して行く。このとき、フィーダの各区間に設けられて区間開閉器ＤＭ１、ＤＭ２、ＤＭ３に順次、電圧を印加させながら遮断するまでの時間を計測し、この時間から地絡区間を認識することが開示されている。
【０００６】
また、特公平７−７１３７４号公報においては、地絡地点が区間内のどの部分であるかを検出するために、区間内の開閉器を流れる電流を零相変流器を用いて検出し、子局がこの電流から地絡電流検出値と地絡時の位相とを求めて親局に送信する。
【０００７】
親局は、送信された区間の地絡電流検出値がしきい値より大きいかどうか、さらに前後の区間における地絡電流の位相（地絡時位相）が１８０度異なるかどうか、または前後の地絡電流の差がしきい値以上であり、前のデータと比べて大きくなっており、次の区間比較では小さくなっているかどうかを確認し、そのような区間があれば、その区間にて地絡が発生したものと判断していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、高圧地絡継電器の動作原因を調べる装置は無方向性であるため、構外又は構内のいずれかで地絡故障が発生したかが容易に判断できないという課題があった。
【０００９】
例えば、ある地域では高圧地絡継電器の動作件数が年間で１０００件程あるが約半数は、どこの区間における地絡故障かが判別できなかった。
【００１０】
さらに、地絡区間を判別する方式もあるが零相電圧検出器を用いているので、接地変圧器等を必要とするので回路が複雑になると共に、配線作業が必要になるという課題があった。
【００１１】
一方、特公平７−７１３７４号公報の方式は、いわば構外の配電線の地絡区間を検出するものであり、構外又は構内の引き込み側、変電設備内のいずれかが地絡故障かを判別するものではない。
【００１２】
また、地絡地点の認識は、各区間に開閉器を設け、この開閉器において地絡を検出したとき、前後の区間の地絡電流、位相差、しきい値を用いて地絡地点を認識するものであるからシステムが大規模になり、自家用変電設備を用いている場合に、構外又は構内の引き込み側、変電設備側のいずれかの地絡故障を判別するには適さないという課題があった。
【００１３】
本発明は以上の課題を解決するためになされたもので、自家用変電設備において、零相電圧検出器を用いないで簡単な構成で精度良く構外又は構内の引き込み側、変電設備側のいずれかの地絡故障かを判別できる自家用変電設備の地絡区間判別方式を得ることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の自家用変電設備における地絡区間判別方式は、高電圧の配電線路に接続された所定の変電設備と、前記高電圧より低い電圧で負荷に電力を供給する自家用変電設備とを接続して前記配電線路からの電力を前記自家用変電設備に引き込む引込みケーブルを有し、  前記引込みケーブルは、複数の各芯線各々に遮蔽銅テープが設けられ、これらの遮蔽銅テープ同志は互いに接続され、かつ接地線でアースに接続されたものである。
【００１５】
前記接地線は、前記引込みケーブルの前記自家用変電設備側の端部で前記各芯線各々の遮蔽銅テープに一方を接続し、他方を前記アースに接地してなり、
前記自家用変電設備側の前記引込みケーブルの前記端部、該端部の各芯線各々の遮蔽銅テープ側に接続された前記一方側の接地線及び前記引込みケーブルの端部の近傍とを一緒にクランプして通過させる一次側及び二次側からなる極性をもつ第１の零相変流器と、前記アースに接続された接地線の他方側のみをクランプして通過させる一次側及び二次側からなる極性をもつ第２の零相変流器と、
前記第１の零相変流器からの第１の検出電流と前記第２の零相変流器からの第２の検出電流とを入力し、検出電流の有無、電流の方向が同相か逆相か、逆相であれば電流の大きさから前記配電線路側、前記引込みケーブル又は前記自家用変電設備のいずれかの区間に地絡故障が発生したかを判別して知らせる地絡区間判別装置とからなることを要旨とする。
【００１６】
このため、地絡が自家用変電設備内で発生したときは、アースから接地線を介して引込みケーブルに向かってながれる第２の電流が接地線と遮蔽銅テープとを逆向きに流れるので第１の零相変流器でこの第２の電流がキャンセルされる。
【００１７】
そして、アースから配電線路を介して引込みケーブルに流れ込む第１の検出電流のみが第１の零相変流器によって検出される。
【００１８】
また、接地線に設けられた第２の零相変流器はアースから流れ込み第２の電流を検出する。つまり、二次側巻線から一次側巻線に向かう第２の電流を検出する。
【００１９】
このため、第１の零相変流器と第２の零相変流器からの第１、第２の検出電流は逆相となって地絡区間判別装置に入力する。
【００２０】
また、引込みケーブル内で地絡が発生したときは、引込みケーブルの遮蔽銅テープから接地線を介してアースに向かってながれる第２の電流が接地線と遮蔽銅テープとを逆向きに流れるので第１の零相変流器でこの第２の電流がキャンセルされる。
【００２１】
そして、アースから自家用変電設備を介して引込みケーブルに流れ込む第１の検出電流のみが第１の零相変流器によって検出される。このときの第１の電流は第１の零相変流器の二次側から一次側に向かって流れる。
【００２２】
また、接地線に設けられた第２の零相変流器は接地線からアースに流れ込む第２の電流を検出する。つまり、一次側巻線から二次側巻線に向かう第２の電流を検出する。
【００２３】
このため、第１の零相変流器と第２の零相変流器からの第１、第２の検出電流は逆相となって地絡区間判別装置に入力する。
【００２４】
さらに、配電線路側に地絡が発生したときは、アースから接地線を介して引込みケーブルに向かってながれる第２の電流が接地線と遮蔽銅テープとを逆向きに流れるので第１の零相変流器でこの第２の電流がキャンセルされる。
【００２５】
そして、アースから自家用変電設備を介して引込みケーブルに流れ込む第１の検出電流のみが第１の零相変流器によって検出される。つまり、第１の零相変流器は二次側から一次側に向かう第１の電流を検出する。
【００２６】
また、接地線に設けられた第２の零相変流器はアースから流れ込み第２の電流を検出する。つまり、二次側巻線から一次側巻線に向かう第２の電流を検出する。
【００２７】
このため、第１の零相変流器と第２の零相変流器からの第１、第２の検出電流は同相となって地絡区間判別装置に入力する。
【００２８】
また、本発明の地絡区間判別装置は、高電圧の配電線路に接続された所定の変電設備と、前記高電圧より低い電圧で負荷に電力を供給する自家用変電設備とを接続して前記配電線路からの電力を前記自家用変電設備に引き込む引込みケーブルを有し、この引込みケーブルは、複数の各芯線各々に遮蔽銅テープが設けられ、これらの遮蔽銅テープ同志は互いに接続され、かつ前記自家用変電設備側の前記遮蔽銅テープ同士に一方の接地線が接続され、該接地線の他方がアースに接続されたものであり、互いに接続された遮蔽銅テープ同士を接続する接地線と前記自家用変電設備の引込みケーブルを、遮蔽銅テープ同士を互いに接続している場所の近傍で一緒にクランプして通過させる一次側及び二次側からなる極性を持つ第１の零相変流器と、前記接地線の他方側をクランプして通過させる一次側及び二次側からなる極性をもつ第２の零相変流器とに接続された地絡区間判別装置である。
【００２９】
前記地絡区間判別装置は、
前記第１の零相変流器からの第１の検出電流と前記第２の零相変流器からの第２の検出電流とを入力し、前記第１の零相変流器が検出した第１の検出電流、及び第２の零相変流器が検出した第２の検出電流を読み、両方の検出電流の位相が同相又は逆相かどうかを判別する手段と、逆相のときは、前記第１の検出電流が前記第２の検出電流を越えているときには、前記自家用変電設備内の地絡故障と判別する手段と、前記第２の検出電流が前記第１の検出電流を越えているときには、前記引込みケーブルの地絡故障と判別する手段と、さらに同相のときは、前記配電線路側と判別する手段とを備えたことを要旨とする。
【００３０】
【発明の実施の形態】
図１は本実施の形態の自家用変電設備における地絡区間判別方式の概略構成図である。この方式は、引込みケーブルの電源側１からの３相電力を自家用変電設備２側に引き込むための引込みケーブル３内のシールド線４ａ、４ｂ、４ｃ（遮蔽銅テープ）に対して接地線５をアース接地する。
【００３１】
そして、この引込みケーブル３と接地線５とを零相変流器ＺＣＴ１で一緒にクランプすると共に、零相変流器ＺＣＴｃで接地線５を流れる電流Ｉｃを検出し、この零相変流器ＺＣＴ１からの検出電流ｉ１と零相変流器ＺＣＴｃの検出電流ｉｃとを地絡区間判別装置６に入力して地絡故障が引込みケーブル電源側１、引込みケーブル３の区間、自家用変電設備２側のいずれかを判別する。
【００３２】
また、前述の引込みケーブルの電源側１においては、受電設備９を引き込み柱に設けている。この受電設備９は、電力会社の３相の配電線路８と引込みケーブル３とを接続する高圧交流負荷開閉器（又は高圧交流遮断器）と、無方向性の地絡継電器ＧＲｙ等を備えて、配電線路８と引込みケーブル３とに接続されている。
【００３３】
また、引込みケーブル３は、例えば高圧ＣＶケーブルなどを用いており、３本の芯線はそれぞれ絶縁体により被覆されており、その外周を例えば銅テープなどの遮蔽用導電性シールド材により覆われて、シールド線４ａ、４ｂ、４ｃを構成している。これらシールド線には前述の通り、各シールド線４ａ、４ｂ、４ｃの遮蔽銅テープに接続する接地線５が設けられている。
【００３４】
一般的に、引込みケーブル３の対地静電容量と、自家用変電設備２の対地静電容量（図示せず）の比率は１０対１〜１対１０の範囲内にある。
【００３５】
また、零相変流器ＺＣＴ１、ＺＣＴｃは、既設の引込みケーブル３や接地線５への設置が容易にできるように分割形を用いており、その際には複数の鉄心を多数積層して重ね合わせ、分割接合部が嵌合式を用いるのがよい。また、後述のとおりＺＣＴ１、ＺＣＴｃは、本発明において極性、即ち取り付け向きを注意する必要がある。
【００３６】
当業者間では、零相変流器の向きを示すために、電源側をＫ、負荷側をＬで示すことが一般的であるが（ＪＩＳ  Ｃ  １７３１計器用変成器  を参照）、以後の説明では、ＺＣＴ１、ＺＣＴｃそれぞれの向き（極性）を説明するために、前述の電源側を一次側と設定し、一次側Ｋと表記し、前述負荷側を二次側と設定し、二次側Ｌとして説明する。
【００３７】
上記のように構成された地絡箇所判別方式の動作を図２、図３、図４を用いて以下に説明する。
【００３８】
＜変電設備の地絡故障の場合＞
図２は変電設備内で地絡故障が発生した場合の零相変流器ＺＣＴ１、ＺＣＴｃを通電する電流のルートを説明する説明図である。図２において、Ｉｇｃは引込みケーブル３の対地静電容量Ｃｃを介して地絡点に戻る電流、Ｉｇ１は配電線路８の対地静電容量Ｃ１を介して流れる電流、Ｉｇは電流Ｉｇｃと電流Ｉｇ１とを合計した電流である。
【００３９】
例えば、図２に示すように、自家用変電設備２の母線のａ点で地絡が発生すると、電流Ｉｇが変電設備２の母線のａ点からアースに流れる。
【００４０】
また、この電流Ｉｇがアースに流れ込むのに伴って、電流Ｉｇ１がアース、配電線路８の対地静電容量Ｃ１、配電線路８、受電設備９、引込みケーブル３、自家用変電設備２の地絡点ａのルートで流れる。
【００４１】
さらに、電流Ｉｇがアースに流れ込むのに伴って、電流Ｉｇｃがアース、接地線５、シールド線４（４ａ、４ｂ、４ｃ）、引込みケーブル３の対地静電容量Ｃｃ、引込みケーブル３、自家用変電設備２の地絡点ａのルートで流れこむ。
【００４２】
すなわち、零相変流器ＺＣＴ１においては、接地線５、シールド線４を流れるＩｇｃが互いに逆向きで鉄心を通過する。零相変流器Ｚｃｔ１の一次側Ｋから二次側Ｌに向かう電流Ｉｇｃと、二次側Ｌから一次側Ｋに向かう電流Ｉｇｃとが同時に通過するため、両電流がキャンセルされることになる。
【００４３】
従って、ＺＣＴ１では引込みケーブルの電源側１から引込みケーブル３を通る電流Ｉｇ１と引込みケーブル３の対地静電容量を介して引き込みケーブルを通る電流Ｉｇｃの合計が検出される。
【００４４】
すなわち、自家用変電設備２側で地絡故障が発生すると、零相変流器ＺＣＴ１は、引込みケーブルの電源側１及び引込みケーブルの対地静電容量から流れ込んで、一次側Ｋから二次側Ｌに向かう地絡電流Ｉｇ（Ｉｇ；Ｉｇｃ＋Ｉｇ１）を電流Ｉ１として検出し、かつ接地線５に設けられた零相変流器ＺＣＴｃは、アース側から流れ込んで二次側Ｌから一次側Ｋに向かう地絡電流Ｉｇｃを電流Ｉｃとして検出する。
【００４５】
つまり、変電設備側で地絡故障が発生した場合は、電流Ｉｇｃ及び電流Ｉｇは位相が１８０°異なって検出される（電流Ｉ１と電流Ｉｃの位相差は１８０°）。
【００４６】
また、引込みケーブル３の対地静電容量Ｃｃと配電線路８の静電容量Ｃ１との関係は、配電線路８の静電容量Ｃ１の方が極めて大きいので、Ｉ１とＩｃの関係はＩ１≫Ｉｃとなる。
【００４７】
＜引込みケーブル内で地絡故障が発生した場合＞
図３に示すように、例えば引込みケーブル３のｂ点で地絡故障が発生すると、電流Ｉｇが引込みケーブル３のｂ点からシールド線４（４ａ、４ｂ、４ｃ）、接地線５、アースのルートで流れる。
【００４８】
すなわち、零相変流器ＺＣＴ１においては、図３に示すように、接地線５、シールド線４を流れる電流Ｉｇが互いに逆向きで鉄心を通過する。零相変流器Ｚｃｔ１の一次側Ｋから二次側Ｌに向かう電流Ｉｇと、二次側Ｌから一次側Ｋに向かう電流Ｉｇとが同時に通過するため、両電流がキャンセルされることになる。
【００４９】
また、これによって、電流Ｉｇ１がアース、配電線路８の対地静電容量Ｃ１、配電線路８、受電設備９、引込みケーブル３の地絡点ｂのルートで流れる。
【００５０】
さらに、電流Ｉｇ２がアース、自家用変電設備２の対地静電容量Ｃ２、自家用変電設備の母線、引込みケーブル３のｂ点のルートで流れる。
【００５１】
すなわち、引込みケーブル３内で地絡故障が発生すると、零相変流器ＺＣＴ１がアース、自家用変電設備２側から流れ込んで、二次側Ｌから一次側Ｋに向かう電流Ｉｇ２を電流Ｉ１として検出し、かつ接地線５に設けられた零相変流器ＺＣＴｃ
は、シールド線４から接地線５を介してアースに流れ込んで、一次側Ｋから二次側Ｌに向かう電流Ｉｇを電流Ｉｃとして検出する。
【００５２】
つまり、引込みケーブル３内で地絡故障が発生した場合は、地絡電流Ｉｇ及び電流Ｉｇ２は位相が１８０°異なって検出される（電流Ｉ１と電流Ｉｃの位相差は１８０°）。
【００５３】
また、自家用変電設備２の対地静電容量Ｃ２と配電線路８の静電容量Ｃ１との関係は、配電線路８の静電容量Ｃ１の方が極めて大きいので、Ｉ１とＩｃの関係はＩｃ≫Ｉ１となる。
【００５４】
＜引込みケーブルの電源側で地絡故障が生じた場合＞
図４に示すように、引込みケーブルの電源側１のｃ点で地絡故障が発生すると、電流Ｉｇがアースに流れる。
【００５５】
これによって、電流Ｉｇ２がアース、自家用変電設備２の対地静電容量Ｃ２、自家用変電設備の母線、引込みケーブル３、高圧交流負荷開閉器（又は高圧交流遮断機）９、地絡点Ｃのルートで流れる。
【００５６】
一方、電流Ｉｇｃがアース、接地線５、シールド線４、引込みケーブル３の静電容量Ｃｃ、引込みケーブル３、高圧交流負荷開閉器９、地絡点Ｃのルートで流れる。
【００５７】
すなわち、零相変流器ＺＣＴ１においては、図４に示すように、接地線５、シールド線４を流れる電流Ｉｇｃが互いに逆向きで鉄心を通過する。零相変流器Ｚｃｔ１の一次側Ｋから二次側Ｌに向かう電流Ｉｇｃと、二次側Ｌから一次側Ｋに向かう電流Ｉｇｃとが同時に通過するため、両電流がキャンセルされることになる。
【００５８】
従って、引込みケーブルの電源側１から自家用変電設備２を通る電流Ｉｇ２のみが検出される。
【００５９】
すなわち、引込みケーブルの電源側１で地絡故障が発生すると、零相変流器ＺＣＴ１が、アース、自家用変電設備２側から流れ込んで、二次側Ｌから一次側Ｋに向かう電流Ｉｇ２を電流Ｉ１として検出し、かつ接地線５に設けられた零相変流器ＺＣＴｃは、アース、接地線５からシールド線４に流れ込んで、二次側Ｌから一次側Ｋに向かう電流Ｉｇｃを電流Ｉｃとして検出する。
【００６０】
つまり、引込みケーブルの電源側１で地絡故障が発生した場合は、電流Ｉｇ２及び電流Ｉｇｃは位相が同相で検出される（電流Ｉ１と電流Ｉｃの位相差は０°）。
【００６１】
すなわち、引込みケーブルの電源側１、引込みケーブル３、自家用変電設備２において地絡が発生したときの電流と位相の関係は表１に示すようになっている。
【００６２】
なお、一般的な引込みケーブル３の対地静電容量と自家用変電設備２における対地静電容量の比率から、ＺＣＴ１、ＺＣＴｃの各々の検出電流は、双方とも検出可能レベルに達し、電流Ｉ１、Ｉｃの位相判断は、殆どの場合に於いて判断可能である。
【００６３】
【表１】
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表１においては、零相変流器ＺＣＴ１を流れる電流を単にＩ１とし、零相変流器ＺＣＴｃを流れる電流を単にＩｃとして示している。
【００６４】
この表１に示すように、引込みケーブル３に設けた零相変流器ＺＣＴ１を流れる電流Ｉ１及び引込みケーブル３のシールド線４に設けた零相変流器ＺＣＴｃを流れる電流Ｉｃの位相関係と大きさとを判断できれば、地絡箇所が自家用変電設備内、引込みケーブル内又は引込みケーブルの電源側かどうかを判別できることになる。
【００６５】
この判別方法の概略を図５を用いて説明する。図５に示すように、零相変流器ＺＣＴ１及び零相変流器ＺＣＴＣによって、ＺＣＴ１、ＺＣＴＣを流れる電流Ｉ１、電流Ｉｃを検出し（ｄ１、ｄ２）、この検出電流ｉ１、ｉｃを所定の電圧に整定する（ｄ３、ｄ４）。
【００６６】
次に、検出電流ｉ１と検出電流ｉｃの両方か又は検出電流ｉ１若しくは検出電流ｉｃの一方を検出したかどうかを判別する検出電流判別を行う（ｄ５）。
【００６７】
この検出電流判別によって、ｉ１とｉｃ共に検出したときは（ｄ６）、両方の検出電流の位相差を比較する（ｄ７）。
【００６８】
次に、この位相差が位相差約０°（同相）又は位相差約１８０°かどうかを判定する（ｄ８、ｄ９）。
【００６９】
位相差が位相差約０°（同相）のときは、引込みケーブルの電源側１の地絡と判定する（ｄ１０）。この結果をＬＥＤ（発光ダイオード）を用いて知らせる。
【００７０】
また、位相差約１８０°のときは、検出電流ｉｃと検出電流ｉ１との大きさを比較し（ｄ１１）、検出電流ｉ１が検出電流ｉｃより大きいときは（ｄ１２）、自家用変電設備２内の地絡と判定する（ｄ１４）。この結果をＬＥＤを用いて知らせる。
【００７１】
また、位相差１８０°で、検出電流ｉｃが検出電流ｉ１より大きいときは（ｄ１３）、引込みケーブル３内の地絡と判定する（ｄ１８）。この結果をＬＥＤを用いて知らせる。さらに、検出電流ｉ１のみを検出したとき（ｄ１７）は、自家用変電設備２の地絡と判定（ｄ１４）し、検出電流ｉｃのみを検出したとき（ｄ１６）は、引き込みケーブル３内の地絡と判定する（ｄ１８）。
【００７２】
次に、この判別方法を用いた地絡区間判別装置の具体的構成を図６、図７を用いて以下に説明する。
【００７３】
地絡区間判別装置６は図６に示すように、引込みケーブル３の本体と接地線５とをクランプしている零相変流器ＺＣＴ１からの検出電流ｉ１と、接地線５をクランプしている零相変流器ＺＣＴＣからの検出電流ｉｃとをそれぞれ入力し、これをアナログの電気部品で所定の電圧波形に変換及び位相差を求めるための信号を生成する整定回路部８と、整定回路部８からの検出電流ｉｃ、ｉ１の有無を判別し、この判別結果と、位相差及び検出電流の大きさに基づいて、地絡区間を演算判別する地絡区間判別演算部９（ＣＰＵ部ともいう）とを備えている。
【００７４】
この地絡区間判別演算部９には、整定回路部８からの零相変流器ＺＣＴ１による検出電流ｉ１及び零相変流器ＺＣＴＣの検出電流ｉｃが入力したときに、その検出電流の判別の感度を決めるロータリスイッチＳＷ１、ＳＷ２が接続されている。
【００７５】
例えば、これらのロータリスイッチの設定によって、５０〔ｍＡ〕、１００〔ｍＡ〕、２００〔ｍＡ〕…の判別の感度となる。
【００７６】
さらに、地絡区間判別演算部９には所定秒以下の地絡を無視させるためのロータリスイッチＳＷ３が接続されている。このロータリスイッチＳＷ３の操作によって、０．４〔ｓ〕、０．３〔ｓ〕、０．２〔ｓ〕…以下の地絡を無視させることが可能となっている。
【００７７】
また、この地絡区間判別演算部９には、引込みケーブルの電源側１の地絡を知らせるためのＬＥＤ１０ａ（以下引込みケーブル電源側地絡報知用ＬＥＤという）と、引込みケーブル３内の地絡を知らせるためのＬＥＤ１０ｂ（以下引込みケーブル内地絡報知用ＬＥＤという）と、自家用変電設備２内の地絡を知らせるためのＬＥＤ１０ｃ（以下自家用変電設備内地絡報知用ＬＥＤという）とが接続されている。
【００７８】
前述の整定回路部８及び地絡区間判別演算部９の構成は図７に示すように構成されている。
【００７９】
図７に示すように、整定回路部８は、電流−電圧変換回路１２ａ、１２ｂと、バンドパスフィルタ１３ａ、１３ｂと、地絡検知回路１４ａ、１４ｂとを備えている。
【００８０】
電流−電圧変換回路１２ａは、引込みケーブル３をクランプ（本体、接地線）した零相変流器ＺＣＴ１の検出電流ｉ１を電圧増幅する。
【００８１】
この電流−電圧変換回路１２ａは、零相変流器ＺＣＴ１の一次側Ｋから二次側Ｌに向かう電流Ｉ１及び零相変流器ＺＣＴ１の二次側Ｌから一次側Ｋに向かう電流Ｉ１を検出可能にされている。
【００８２】
また、電流−電圧変換回路１２ａは、例えば零相変流器ＺＣＴ１が５０〔ｍＡ〕の検出電流ｉ１を検出したとき、０．１〔Ｖ〕程度に変換する。
【００８３】
バンドパスフィルタ１３ａは、図示しない微分回路、積分回路、アンプなどによって構成されている。
【００８４】
電流−電圧変換回路１２ａからの検出電流信号ｉ１は、例えば、５０〔Ｈｚ〕又は６０〔Ｈｚ〕の周波数を中心として、その上下に任意に設定した一定幅の周波数帯内のものが通過するようにしている。
【００８５】
地絡検知回路１４ａは、電流−電圧変換回路１２ａからの検出電流信号ｉ１を入力し、この信号（方向はマイナス又はプラス）とグランドレベルとの差を増幅して送出する。
【００８６】
一方、接地線５に設けられた零相変流器ＺＣＴｃには、図７に示すように上記と同様な電流−電圧変換回路１２ｂ、バンドパスフィルタ１３ｂ、地絡検知回路１４ｂの順で直列に接続されている。
【００８７】
また、バンドパスフィルタ１３ａ、１３ｂの出力及び地絡検知回路１４ａ、１４ｂの出力を入力して、それぞれを所定の電圧レベルに変換する電圧レベル変換回路１５が設けられ、地絡区間判別演算部９に送出する。
【００８８】
この電圧レベル変換回路１５におけるバンドパスフィルタ１３ａの検出電流信号ｉ１をレベル変換した信号を検出電流ｉ１１、バンドパスフィルタ１３ｂの検出電流信号ｉｃをレベル変換した信号を検出電流ｉｃｃと称する。
【００８９】
さらに、地絡区間判別演算部９は、図７に示すように、検知電流判別回路１８とＭＰＵ１９（マイクロコンピュータ）とを備えている。
【００９０】
また、本実施の形態では検出電流ｉ１、ｉｃは電圧に変換されているが単に検出電流ｉ１、ｉｃ、ｉ１１、ｉｃｃとして説明する。
【００９１】
検知電流判別回路１８は、ロータリスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３に接続され、整定回路部８から入力する検出電流ｉ１がロータリスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３の設定条件を満たしているとき、ＭＰＵ１９に出力信号を送出する。  例えば、ＳＷ１、ＳＷ２の設定が５０〔ｍＡ〕にされているときは、検出電流ｉ１、ｉｃが５０〔ｍＡ〕に相当する電圧レベルになっているとき、検出電流ｉ１、ｉｃを検知したことを知らせる出力信号を送出する。
【００９２】
この出力信号の送出は、ロータリスイッチＳＷ３の設定時間を越えているときに送出する。例えば、設定時間が０．３〔ｓ〕で、ＳＷ１、ＳＷ２の設定が５０〔ｍＡ〕にされているとき、検出電流ｉ１が５０〔ｍＡ〕に相当する電圧を越えて、かつ０．３〔ｓ〕以上継続したときは、検出電流ｉ１の検出を知らせる出力信号を送出する。
【００９３】
ＭＰＵ１９は、検出電流ｉ１及びｉｃの検知又は検出電流ｉ１又はｉｃのいずれかの検知が知らせられると以下に説明する処理を行ってＬＥＤ１０ａ、１０ｂ、１０ｃを点灯させる。
【００９４】
図８、９はＭＰＵ１９の動作を説明するフローチャートである。ＭＰＵ１９は、検知電流判別回路１８の出力信号が書き込まれるポートをリードする（Ｓ８０１）。
【００９５】
そして、このポートに書き込まれた出力信号（フラグ）の種類から検出電流の種類を判別する（Ｓ８０３）。例えば、検出電流ｉ１、ｉｃの両方の検知若しくは検出電流ｉ１又はｉｃの検知かどうかを判定する。
【００９６】
ステップＳ８０３において、ｉ１とｉｃの検出と判定したときは、判別用レジスタ（図示せず）にｉ１とｉｃの検出フラグｆｉ１、ｆｉｃを設定する（Ｓ８０５）。そして、電圧レベル変換回路１５からのバンドパスフィルタ１３ａの検出電流ｉ１をレベル変換した検出電流ｉ１１と、バンドパスフィルタ１３ｂの検出電流ｉｃをレベル変換した検出電流ｉｃｃを電圧に変換し、この位相差を検出電流ｉ１と検出電流ｉｃの位相差として求める（Ｓ８０７）。次に、この位相差を判別する（Ｓ８０９）。
【００９７】
ステップＳ８０９で位相差が１８０°と判定された場合は、位相差１８０°を示すフラグｆ１８０を判別レジスタＨｉに設定する（Ｓ８１１）。
【００９８】
つまり、図２において説明したように、零相変流器ＺＣＴ１は引込みケーブルの電源側及び引込みケーブルの対地静電容量から流れ込んで、一次側Ｋから二次側Ｌに向かう地絡電流Ｉｇ（Ｉｇ；Ｉｇｃ＋Ｉｇ１）を電流Ｉ１として検出し、かつ接地線５に設けられた零相変流器ＺＣＴｃは、アース側から流れ込んで二次側Ｌから一次側Ｋに向かう地絡電流Ｉｇｃを電流Ｉｃとして検出していることになる。
【００９９】
若しくは、図３において説明したように、引込みケーブル３内で地絡故障が発生すると、零相変流器ＺＣＴ１がアース、自家用変電設備２側から流れ込んで、二次側Ｌから一次側Ｋに向かう電流Ｉｇ２を電流Ｉ１として検出し、かつ接地線５に設けられた零相変流器ＺＣＴｃは、シールド線４から接地線５を介してアースに流れ込んで、一次側Ｋから二次側Ｌに向かう電流Ｉｇを電流Ｉｃとして検出していることになる。
【０１００】
すなわち、自家用変電設備２又は引込みケーブル３内の地絡故障のいずれかである。
【０１０１】
次に、ＭＰＵ１９は、電圧レベル変換回路１５からの検出電流Ｉ１、ＩＣの値を求め（Ｓ８１３）、Ｉ１とＩＣの大きさを比較する（Ｓ８１５）。
【０１０２】
ステップＳ８１５において、検出電流Ｉ１が検出電流ＩＣより大きいと判定したときは、検出電流Ｉ１の方が大きい値であることを示すフラグｆｋを判別用レジスタＨｉに設定する（Ｓ８１７）。
【０１０３】
つまり、引込みケーブル３に設けられた零相変流器ＺＣＴ１を流れる電流Ｉ１と接地線５に設けられた零相変流器ＺＣＴＣを流れる電流ＩＣの位相差が１８０°で、かつ電流Ｉ１が大きいことを設定したことになる。
【０１０４】
また、ステップＳ８１５において、零相変流器ＺＣＴＣを流れる電流ＩＣの方が大きいと判定したときは、電流ＩＣの方が大きいことを示すフラグｆｍを判別用レジスタＨｉに設定する（Ｓ８１９）。
【０１０５】
さらに、ステップＳ８０９において、ｉｃとｉ１の位相差が「０°」と判定したときは、両方の電流が同相であることを示すフラグｆ０を設定する（Ｓ８２１）。つまり、図４において説明したように、零相変流器ＺＣＴ１が、アース、自家用変電設備２側から流れ込んで、二次側Ｌから一次側Ｋに向かう電流Ｉｇ２を電流Ｉ１として検出し、かつ接地線５に設けられた零相変流器ＺＣＴｃは、アース、接地線５からシールド線４に流れ込んで、二次側Ｌから一次側Ｋに向かう電流Ｉｇｃを電流Ｉｃとして検出したことになる。
【０１０６】
さらに、ステップＳ８０３において、検出電流の種類がｉ１又はｉｃのいずれかと判定したときは、その電流はｉｃかどうかを判定する（Ｓ８２３）。
【０１０７】
ステップＳ８２３において、ｉｃと判定したときは、検出電流ｉｃの検出を示すフラグｆｉｃを判別用レジスタＨｉに設定する（Ｓ８２５）。
【０１０８】
また、ステップＳ８２３において、ｉｃではないと判定したときは、検出電流ｉ１のみの検出であることを示すフラグｆｉ１を判別用レジスタＨｉに設定する（Ｓ８２７）。
【０１０９】
そして、ＭＰＵ１９は、図９に示すように、判別用レジスタＨｉの各フラグを読み（Ｓ９０１）、判別用レジスタＨｉの状態を判別する（Ｓ９０３）。
【０１１０】
ステップＳ９０３において、判別用レジスタＨｉにフラグｆｉ１、ｆｉｃ、ｆ０が設定されているときは、引込みケーブルの電源側１と判定し（Ｓ９０５）、引込みケーブルの電源側地絡報知用ＬＥＤ１０ａを点灯させる（Ｓ９０７）。
【０１１１】
また、ステップＳ９０３において、判別用レジスタＨｉにフラグｆｉ１、ｆｉｃ、ｆ１８０、ｆｋが設定されているとき又はｆｉ１のみが設定されているときは、自家用変電設備２内の地絡と判定し（Ｓ９０９）、変電設備内地絡報知用ＬＥＤ１０ｂを点灯させる（Ｓ９１１）。
【０１１２】
さらに、ステップＳ９０３において、判別用レジスタＨｉにフラグｆｉ１、ｆｉｃ、ｆ１８０、ｆｍの組で設定されているとき、又はｆｉｃのみが設定されているときは、引込みケーブル３内の地絡と判定し（Ｓ９１３）、引込みケーブル内地絡報知用ＬＥＤ１０ｃを点灯させる（Ｓ９１５）。
【０１１３】
そして、終了かどうかを判定し（Ｓ９１７）、終了でないときは処理をステップＳ８０１に戻して上記のように、どの区間に地絡故障が発生しているかを判定して知らせる。
【０１１４】
すなわち、ＭＰＵ１９のプログラム構成は、図１０に示すように、引込みケーブル３に設けられた零相変流器ＺＣＴ１（本体、接地線を一緒にクランプ）からの検出電流ｉ１、接地線５に設けられた零相変流器ＺＣＴＣからの検出電流ｉｃが同時に検出されたか或いはいずれか一方の検出かを判別する検出電流判別手段２０と、ｉ１及びｉｃが検出されたとき、両方の電流の位相差を求めて判別する位相差判別手段２１と、ｉ１及びｉｃが検出されたとき、両方の電流の大きさを求めて比較する電流値比較手段２２と、検出電流判別手段２０と位相差判別手段２１と電流値比較手段２２の結果を判別用レジスタＨｉに設定する判別結果設定手段２３と、この判別用レジスタＨｉの設定内容から地絡区間が引込みケーブルの電源側１、引込みケーブル３内又は自家用変電設備内２かどうかを判定し、この判定結果に基づくＬＥＤを点灯させる地絡区間判別手段２４とを備えていることになる。
【０１１５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、各零相変流器の極性を活用し、第１の零相変流器と第２の零相変流器の極性を逆向きにクランプさせ、また、第１の零相変流器によって引込みケーブル及び接地線を一緒にクランプして通過させ、第２の零相変流器を用いて接地線のみをクランプさせることにより、これら変流器の検出電流の位相差、電流値に基づいて地絡区間（地絡故障の発生した区間）を判別するようしたので、零相電圧検出器を用いなくとも、零相変流器のみで配電線路側、引込みケーブル、自家用変電設備内のいずれかに地絡故障が発生したかを知らせることができるという効果が得られている。
【０１１６】
更に、配電工事の際に行われる三叉分岐管処理箇所近傍の高圧配電線路側の引込みケーブルに第１の零相変流器を設けたので、三叉分岐管近傍から引き出される接地線を引込みケーブルと一緒にクランプし易いという効果も併せ持っている。
従って、引込みケーブルや、引込みケーブルの端末処理などで設けられている、遮蔽銅テープに接続した接地線などの既設の線に前述の各零相変流器を分割形であることを利用して、簡単に取り付けることができ、各零相変流器を地絡区間判別装置に接続するだけで、大規模な地絡故障判別装置を持たない一般的にある自家用変電設備の地絡故障が、配電線路側、引込みケーブル、自家用変電設備内のいずれかの区間で発生しているのかが容易に作業者に知らせることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態の自家用変電設備における地絡区間判別方式の概略構成図である。
【図２】自家用変電設備の地絡故障時の電流の流れを説明する説明図である。
【図３】引込みケーブル内の地絡故障時の電流の流れを説明する説明図である。
【図４】引込みケーブル電源側の地絡故障時の電流の流れを説明する説明図である。
【図５】本実施の形態の地絡区間の判別を説明する説明図である。
【図６】本実施の形態の地絡区間判別装置の概略構成図である。
【図７】地絡区間判別装置の詳細構成図である。
【図８】地絡区間判別装置のＭＰＵの動作を説明するフローチャートである。
【図９】地絡区間判別装置のＭＰＵの動作を説明するフローチャートである。
【図１０】地絡区間判別装置のＭＰＵの処理を説明する構成図である。
【符号の説明】
１  引込みケーブルの電源側
２  自家用変電設備
３  引込みケーブル
４ａ、４ｂ、４ｃ  シールド線（遮蔽銅テープ）
５  接地線
ＺＣＴ１  零相変流器
ＺＣＴＣ  零相変流器
６  地絡区間判別装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003634986.tif 000009
【図８】
0003634986.tif 000010
【図９】
0003634986.tif 000011
【図１０】
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