(57)【要約】【課題】地絡方向検出の誤判定を防止する。【解決手段】検出零相電流Ｉo を第１の所定期間記録する零相電流波形記録回路１と記録波形値を記憶する零相電流波形記憶回路２と記憶零相電流を反転させ、検出零相電流と加算して補正零相電流Ｉo′ を出力する零相電流補正回路３と補正零相電流を第２の所定期間の開始時点で記録する補正零相電流振幅値記録回路４と記録振幅値を記憶する補正零相電流振幅値記憶回路５と補正零相電流振幅値差を演算し、この差を元に傾斜値を演算し、この値が設定値以上であれば所定値を出力し、この値が継続している場合にカウント値を増加させ、この値が設定値以上で地絡判定信号を出力する第１の地絡判定回路６と補正零相電流が設定値以上かつ設定時間以上で地絡判定信号を出力する第２の地絡判定回路７と両地絡判定信号が入力されると、そのときの零相電圧Ｖo と、補正零相電流との位相差を演算する地絡方向検出回路８とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
変電所から引き出される３相配電線の適宜の箇所に零相電圧検出器及び零相電流検出器を設け、検出された零相電圧と零相電流との位相差を求めることにより、地絡点が検出点に対し、電源側であるか負荷側であるかを判定するようにした地絡検出装置であって、    検出された零相電流の波形を第１の所定期間記録する零相電流波形記録回路と、
記録された波形値を第１の所定期間の経過毎に更新して記憶させる零相電流波形記憶回路と、
記憶された零相電流を反転させた反転零相電流と検出された零相電流とを加算して補正零相電流を出力する零相電流補正回路と、
前記補正零相電流の振幅値を第２の所定期間の開始時点で記録する補正零相電流振幅値記録回路と、
記録された振幅値を第２の所定期間の開始毎に更新して記憶する補正零相電流振幅値記憶回路、
前記補正零相電流と記憶された補正零相電流との補正零相電流振幅値差を演算し、補正零相電流振幅値差を第２の所定期間で除した傾斜値を演算し、傾斜値が傾斜設定値以上であれば所定レベルを出力し、所定レベル出力が継続している場合にカウント値を増加させ、カウント値が傾斜継続設定値以上であれば、第１の地絡判定信号を出力する第１の地絡判定回路と、
前記補正零相電流が設定電流値以上かつ設定時間以上であれば、第２の地絡判定信号を出力する第２の地絡判定回路と、
前記第１の地絡判定信号及び第２の地絡判定信号が共に入力されたときの、検出された零相電圧と補正零相電流との位相差を演算する地絡方向検出回路とを備えた地絡検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３相配電線での地絡点の方向を検出する地絡検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
変電所から引き出される３相配電線の適宜の箇所に零相電圧検出器及び零相電流検出器を設け、この零相電圧と零相電流との位相差を求めることにより、地絡点が検出点に対し、電源側であるか負荷側であるかを判定するようにした地絡検出装置は、例えば特許文献１に示されている。
【０００３】
３つの電流検出器を使用する場合の零相電流には、各電流検出器の特性差、設置後の配電線の振動（例えば、風）などで揺れることにより、真の地絡分にノイズ分が重畳するため、地絡検出の妨げとなる。この雑音信号は、鉄心を有する電流検出器の場合、ほぼ一定値を保つため初期調整によりほぼ除去できるが、例えば特許文献２に示されるように、鉄心を使用した電流検出器に比較して非常に軽く、電流検出器の小型化を図ることができるため、空芯の電流検出器を用いた場合、配電線が振動（風）などで揺れることにより、大幅に変動することになり、変動すると零相電流も緩慢に大幅に変動する。
【０００４】
図２は従来の地絡検出装置を示すブロック図である。地絡検出装置は、零相電流振幅値記録回路１４、零相電流振幅値記憶回路１５、地絡判定回路１６及び地絡方向検出回路１８から構成され、地絡判定回路１６は、零相電流振幅値差演算回路１６ａ、振幅傾斜値演算回路１６ｂ、傾斜値比較回路１６ｃ、カウンタ１６ｄ及び傾斜継続比較回路１６ｅから構成される。
【０００５】
零相電流振幅値記録回路１４は、所定期間Ｔの開始時点ｔにおける、零相電流検出器（図示しない）により検出された零相電流Ｉo の＋側または−側の振幅値を記録する。零相電流振幅値記憶回路１５は、記録された振幅値を所定期間Ｔ（例えば、１サイクル）の開始毎に更新して記憶する。
【０００６】
地絡判定回路１６の零相電流振幅値差演算回路１６ａは、次の所定期間開始時点（所定期間開始時点ｔ＋所定期間Ｔ）における、零相電流検出器により検出された零相電流Ｉo の＋側または−側の振幅値と、前の所定期間開始時点ｔにおける零相電流Ｉo の振幅値としての、零相電流振幅値記憶回路１５に記憶された零相電流Ｉo の振幅値との差（零相電流振幅値差）を所定期間Ｔの経過毎に演算する。なお、次の所定期間開始時点（所定期間開始時点ｔ＋所定期間Ｔ）に記憶された振幅値が用いられないように演算される。
振幅傾斜値演算回路１６ｂは、零相電流振幅値差演算回路１６ａからの零相電流振幅値差を所定期間Ｔで除した傾斜値を所定期間Ｔの経過毎に演算する。傾斜値比較回路１６ｃは、予め定められた傾斜設定値（地絡と見なす値（「緩慢」な変動による値ではない））が設定されており、振幅傾斜値演算回路１６ｂからの傾斜値と傾斜設定値とを所定期間Ｔの経過毎に比較し、傾斜値が傾斜設定値以上であれば、「Ｈ」レベルを出力する。カウンタ１６ｄは、傾斜値比較回路１６ｃからの「Ｈ」レベル出力が継続している場合に所定期間経過毎にカウント値を増加させる。傾斜継続比較回路１６ｅは、予め定められた傾斜継続設定値が設定されており、カウンタからのカウント値が傾斜継続設定値以上であれば、地絡判定信号を出力すると共に、地絡表示信号を出力する。
【０００７】
地絡方向検出回路１８は、傾斜継続比較回路１６ｅからの地絡判定信号が入力されると、そのときの零相電圧検出器（図示しない）により検出された零相電圧Ｖo と、上記のように地絡判定した零相電流Ｉo との位相差θ、すなわち零相電圧Ｖo の零レベルからの立ち上がりまたは立ち下がり時点から零相電流Ｉo の零レベルからの立ち上がりまたは立ち下がり時点までの時間を演算することにより、地絡点が検出点に対し、電源側または負荷側であるかを判定する。
【特許文献１】特開平５−２５６８９１号公報
【特許文献２】特開平１０−１７０５９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
地絡判定回路から地絡判定信号が出力されると、地絡方向検出回路により上記位相差θが演算されるが、地絡が発生する寸前まで零相電流の「振幅値の変動」がプラス方向に継続して変動している場合、この変動は、零相電流と同位相のノイズ分に、このノイズ分と同位相の真の地絡分が重畳されたことによるものであるので、上記位相差θが正しい位相差となる。ところが、地絡が発生する寸前まで零相電流の「振幅値の変動」がマイナス方向に継続して変動した場合、この変動は、零相電流と同位相のノイズ分に、このノイズ分と逆位相の真の地絡分が重畳されたことによるものであるので、零相電圧と真の地絡分による位相差（θ＋半サイクル）が正しいものとなる。したがって、上記位相差θでは地絡方向が正しく判定されないという問題が生じる。
【０００９】
本発明の目的は、地絡方向検出の誤判定を防止した地絡検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、変電所から引き出される３相配電線の適宜の箇所に零相電圧検出器及び零相電流検出器を設け、検出された零相電圧と零相電流との位相差を求めることにより、地絡点が検出点に対し、電源側であるか負荷側であるかを判定するようにした地絡検出装置に係るものである。
【００１１】
第１の発明は、検出された零相電流の波形を第１の所定期間記録する零相電流波形記録回路と、記録された波形値を第１の所定期間の経過毎に更新して記憶させる零相電流波形記憶回路と、記憶された零相電流を反転させた反転零相電流と検出された零相電流とを加算して補正零相電流を出力する零相電流補正回路と、補正零相電流の振幅値を第２の所定期間の開始時点で記録する補正零相電流振幅値記録回路と、記録された振幅値を第２の所定期間の開始毎に更新して記憶する補正零相電流振幅値記憶回路、補正零相電流と記憶された補正零相電流との補正零相電流振幅値差を演算し、補正零相電流振幅値差を第２の所定期間で除した傾斜値を演算し、傾斜値が傾斜設定値以上であれば所定レベルを出力し、所定レベル出力が継続している場合にカウント値を増加させ、カウント値が傾斜継続設定値以上であれば、第１の地絡判定信号を出力する第１の地絡判定回路と、補正零相電流が設定電流値以上かつ設定時間以上であれば、第２の地絡判定信号を出力する第２の地絡判定回路と、第１の地絡判定信号及び第２の地絡判定信号が共に入力されたときの、検出された零相電圧と補正零相電流との位相差を演算する地絡方向検出回路とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、第１の発明によれば、所定期間毎に検出された零相電流に、この所定期間直前の所定期間に検出された零相電流の位相を反転させて加算することにより、検出された零相電流に含まれるノイズ分が除去されて真の地絡分が検出され、零相電圧と真の地絡分による位相差で地絡判定するので、地絡方向検出の誤判定を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は本発明の地絡検出装置に係る一実施形態を示すブロック図である。地絡検出装置は、零相電流波形記録回路１、零相電流波形記憶回路２、零相電流補正回路３、補正零相電流振幅値記録回路４、補正零相電流振幅値記憶回路５、第１の地絡判定回路６、第２の地絡判定回路７及び地絡方向検出回路８から構成され、零相電流補正回路３は、反転回路３ａ及び加算回路３ｂから構成される。第１の地絡判定回路６は、補正零相電流振幅値差演算回路６ａ、振幅傾斜値演算回路６ｂ、傾斜値比較回路６ｃ、カウンタ６ｄ及び傾斜継続比較回路６ｅから構成される。
【００１４】
零相電流波形記録回路１は、第１の所定期間Ｔ１（例えば、２〜３サイクル）における、零相電流検出器により検出された零相電流Ｉo の波形を記録する。零相電流波形記憶回路２は、記録された波形値を所定期間Ｔ１の経過毎に更新して記憶する。
【００１５】
零相電流補正回路３の反転回路３ａは、零相電流波形記憶回路２に記憶された零相電流Ｉo の位相を反転させる。加算回路３ｂは、反転回路３ａからの反転零相電流と零相電流検出器により検出された零相電流Ｉo とを位相を合わせて加算して補正零相電流Ｉo′ を出力する。なお、次の所定期間Ｔ１の経過時点に記憶された波形値が用いられないように演算される。
【００１６】
補正零相電流振幅値記録回路４は、第２の所定期間Ｔ２の開始時点ｔにおける、加算回路３ｂからの補正零相電流Ｉo′ の＋側または−側の振幅値を記録する。補正零相電流振幅値記憶回路５は、記録された振幅値を所定期間Ｔ２（例えば、１サイクル）の開始毎に更新して記憶する。
【００１７】
第１の地絡判定回路６の補正零相電流振幅値差演算回路６ａは、次の所定期間開始時点（所定期間開始時点ｔ＋所定期間Ｔ２）における、加算回路３ｂからの補正零相電流Ｉo′ の＋側または−側の振幅値と、前の所定期間開始時点ｔにおける補正零相電流Ｉo′の振幅値としての、補正零相電流振幅値記憶回路５に記憶された補正零相電流Ｉo′ の振幅値との差（補正零相電流振幅値差）を所定期間Ｔ２の経過毎に演算する。なお、次の所定期間開始時点（所定期間開始時点ｔ＋所定期間Ｔ２）に記憶された振幅値が用いられないように演算される。振幅傾斜値演算回路６ｂは、補正零相電流振幅値差演算回路６ａからの補正零相電流振幅値差を所定期間Ｔ２で除した傾斜値を所定期間Ｔ２の経過毎に演算する。傾斜値比較回路６ｃは、予め定められた傾斜設定値（地絡と見なす値（「緩慢」な変動による値ではない））が設定されており、振幅傾斜値演算回路６ｂからの傾斜値と傾斜設定値とを所定期間Ｔ２の経過毎に比較し、傾斜値が傾斜設定値以上であれば、「Ｈ」レベルを出力する。カウンタ６ｄは、傾斜値比較回路６ｃからの「Ｈ」レベル出力が継続している場合にカウント値を増加させる。傾斜継続比較回路６ｅは、予め定められた傾斜継続設定値が設定されており、カウンタからのカウント値が傾斜継続設定値以上であれば、第１の地絡判定信号を出力する。
【００１８】
第２の地絡判定回路７は、予め定められた地絡判定値が設定されており、補正零相電流Ｉo′ が設定電流値以上かつ設定時間以上であれば、第２の地絡判定信号を出力すると共に、地絡表示信号を出力する。
【００１９】
地絡方向検出回路８は、第１の地絡判定回路６からの第１の地絡判定信号及び第２の地絡判定回路７からの第２の地絡判定信号が共に入力されると、そのときの零相電圧検出器（図示しない）により検出された零相電圧Ｖo と、上記のように地絡判定した補正零相電流Ｉo′ との位相差θ、すなわち補正零相電圧の零レベルからの立ち上がりまたは立ち下がり時点から補正零相電流の零レベルからの立ち上がりまたは立ち下がり時点までの時間を演算することにより、地絡点が検出点に対し、電源側または負荷側であるかを判定する。
【００２０】
このような構成において、所定期間毎に検出された零相電流に、この所定期間直前の所定期間に検出された零相電流の位相を反転させて加算することにより、検出された零相電流に含まれるノイズ分が除去されて真の地絡分としての補正零相電流Ｉo′ が検出され、零相電圧Ｖo と補正零相電流Ｉo′ との位相差で地絡判定するので、地絡方向検出の誤判定が防止される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の地絡検出装置に係る一実施形態を示すブロック図である。
【図２】従来の地絡検出装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  零相電流波形記録回路
２  零相電流波形記憶回路
３  零相電流補正回路
４  補正零相電流振幅値記録回路
５  補正零相電流振幅値記憶回路
６  第１の地絡判定回路
７  第２の地絡判定回路
８  地絡方向検出回路
Ｉo  零相電流
Ｉo′補正零相電流
Ｖo  零相電圧
【図１】
2009247140.tif 000003
【図２】
2009247140.tif 000004