(57)【要約】【課題】短絡事故から三相交流回路を保護するための変流器および短絡保護継電器の設置台数を更に削減することができるクロス貫通変流器、端子台および保護継電装置を提供する。【解決手段】クロス貫通変流器１０は、第１および第２の一次導体１２1，１２2と、二次コイル１４が巻装された環状鉄心１６とを具備する。ここで、第１の一次導体１２1は環状鉄心１６の第１の開口面から環状鉄心１６の第２の開口面への方向に貫通されているが、第２の一次導体１２2は環状鉄心１６の第２の開口面から環状鉄心１６の第１の開口面への方向に貫通されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２の一次導体（１２1，１２2；２２1，２２2）と、
二次コイル（１４；２４）が巻装された鉄心（１６；２６）とを具備し、
前記第１の一次導体が、前記鉄心の第１の開口面から該鉄心の第２の開口面への方向に貫通されており、
前記第２の一次導体が、前記鉄心の前記第２の開口面から該鉄心の前記第１の開口面への方向に貫通されている、
ことを特徴とする、クロス貫通変流器。
【請求項２】
請求項１記載のクロス貫通変流器の機能を内蔵した端子台（３０）であって、
前記第１の一次導体（３２1）の両端部が、前記端子台内部で第１の外側端子（４１O1）および第２の内側端子（４１I2）にそれぞれ接続されており、
前記第２の一次導体（３２2）の両端部が、前記端子台内部で第２の外側端子（４１O2）および第１の内側端子（４１I1）にそれぞれ接続されており、
前記二次コイル（３４）が巻装された鉄心（３６）が、前記第１および第２の一次導体が該鉄心をクロスして貫通するように、前記第１の外側および内側端子と前記第２の外側および内側端子との間の前記端子台内部に設けられており、
前記二次コイルの両端がそれぞれ接続された２個の二次端子（３５）が、前記第１および第２の内側端子の間に設けられている、
ことを特徴とする、端子台。
【請求項３】
短絡事故から三相交流回路を保護するための保護継電装置であって、
請求項１または２記載のクロス貫通変流器（１０；２０）と、
該クロス貫通変流器から入力される短絡電流（ＩRy；ＩRy1，ＩRy2）に基づいて短絡事故を検出すると、前記三相交流回路の各相に設置された遮断器（２1〜２3）を一括遮断させる短絡保護継電器（４；４1，４2）と、
を具備することを特徴とする、保護継電装置。
【請求項４】
前記三相交流回路の３つの線間電圧（ＶRS，ＶST，ＶTR）、３つの相電圧（ＶR，ＶS，ＶT）または相・線間電圧に基づいて該三相交流回路の短絡事故の事故様相を判定する事故様相判定手段をさらに具備することを特徴とする、請求項３記載の保護継電装置。
【請求項５】
前記三相交流回路の１つの線間電圧（ＶRS，ＶST，ＶTR）および１つの相電圧（ＶR，ＶS，ＶT）の電圧値および位相に基づいて該三相交流回路の短絡事故の事故様相を判定する事故様相判定手段をさらに具備することを特徴とする、請求項３記載の保護継電装置。
【請求項６】
前記三相交流回路の１つの線間電圧（ＶRS，ＶST，ＶTR）の電圧値および位相と前記クロス貫通変流器から入力される短絡電流（ＩRy）の位相とに基づいて該三相交流回路の短絡事故の事故様相を判定する事故様相判定手段をさらに具備することを特徴とする、請求項３記載の保護継電装置。
【請求項７】
２次側が前記三相交流回路の第１の相電圧（ＶR）を極性方向で該三相交流回路の第２の相の相電圧（ＶS）を反極性方向で該三相交流回路の第３の相電圧（ＶT）を反極性方向で２倍して合成するように結線されている事故様相判定用変圧器（１１０）と、
該事故様相判定用変圧器から入力される合成電圧（ＶR-S-2T）の電圧値および位相と前記クロス貫通変流器から入力される短絡電流の位相とに基づいて前記三相交流回路の短絡事故の事故様相を判定する事故様相判定手段と、
をさらに具備することを特徴とする、請求項３記載の保護継電装置。
【請求項８】
２次側が前記三相交流回路の第１の相電圧（ＶR）を極性方向で該三相交流回路の第２の相の相電圧（ＶS）を反極性方向で該三相交流回路の第３の相電圧（ＶT）を極性方向で２倍して合成するように結線されている事故様相判定用変圧器（１２０）と、
該事故様相判定用変圧器から入力される合成電圧（ＶR-S+2T）の電圧値および位相と前記クロス貫通変流器から入力される短絡電流の位相とに基づいて前記三相交流回路の短絡事故の事故様相を判定する事故様相判定手段と、
をさらに具備することを特徴とする、請求項３記載の保護継電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クロス貫通変流器、端子台および保護継電装置に関し、特に、短絡事故から三相交流回路を保護するための変流器および短絡保護継電器の設置台数を削減するのに好適なクロス貫通変流器、端子台および保護継電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、三相交流回路では、短絡事故から三相交流回路を保護するために、変流器（ＣＴ）および過電流継電器（ＯＣ）を相ごとに設置している（たとえば下記の特許文献１参照）。
【０００３】
図１５に、このような変流器として使用されている貫通変流器５１０の一例を示す。
貫通変流器５１０は、筐体５１１と、両端が入力側一次端子５１３Iおよび出力側一次端子５１３Oにそれぞれ取り付けられた一次導体５１２と、二次コイル５１４と、筐体５１１の上面に取り付けられたかつ二次コイル５１４の両端がそれぞれ接続された２個の二次端子５１５と、二次コイル５１４が巻装された環状鉄心５１６と、環状鉄心５１６の外周面および両側面を囲むように筐体５１１内部に取り付けられたシールド５１７と、筐体５１１の底面に取り付けられた取付具５１８とを具備する。
ここで、入力側一次端子５１３Iおよび出力側一次端子５１３Oに送配電線の１相を接続し一次導体５１２を介して貫通変流器５１０の極性方向に貫通させるために、筐体５１１には一次導体５１２を筐体５１１の一方の側面（図１５図示左側の側面）から筐体５１１の他方の側面（同図示右側の側面）まで貫通させるための貫通孔が形成されており、環状鉄心５１６は第１および第２の開口面が筐体５１１の両側面とそれぞれ対向するように筐体５１１内部に取り付けられている。
また、二次コイル５１４、環状鉄心５１６およびシールド５１７は、樹脂によってモールドされて筐体５１１内に収納されている。
【０００４】
また、末端回路の送配電線などでは、過電流継電器を相ごとに設置する代わりに、短絡電流が２相に流れることを利用して過電流継電器を２相にだけ設置することにより、設備コストの抑制を図っている。
たとえば、図１６に示すように、送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相のうちＲ相およびＴ相にそれぞれ設置された第１および第２の貫通変流器５１０1，５１０2に第１および第２の過電流継電器４1，４2をそれぞれ接続して、送配電線において短絡事故が発生したときには、以下に示すように、その事故様相に応じて送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相にそれぞれ設置された第１乃至第３の遮断器２1〜２3を第１および第２の過電流継電器４1，４2で一括遮断している。
（１）Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故の場合
送配電線のＲ相およびＳ相に短絡電流が流れるので、Ｒ相に設置された第１の貫通変流器５１０1から入力される短絡電流に基づいて第１の過電流継電器４1が動作して第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
（２）Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
送配電線のＳ相およびＴ相に短絡電流が流れるので、Ｔ相に設置された第２の変流器５１０2から入力される短絡電流に基づいて第２の過電流継電器４2が動作して第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
（３）Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の場合
送配電線のＲ相およびＴ相に短絡電流が流れるので、Ｒ相およびＴ相にそれぞれ設置された第１および第２の変流器５１０1，５１０2からそれぞれ入力される短絡電流に応じて第１および第２の過電流継電器４1，４2が動作して第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
（４）Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｒ相、Ｓ相およびＴ相に短絡電流が流れるので、Ｒ相およびＴ相にそれぞれ設置された第１および第２の変流器５１０1，５１０2からそれぞれ入力される短絡電流に基づいて第１および第２の過電流継電器４1，４2が動作して第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
【特許文献１】特開平８−００５６５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、１つの送配電線につき貫通変流器および過電流継電器を３台または２台ずつ設置しているため、以下に示すような問題があった。
（１）貫通変流器および過電流継電器の設置台数を更に少なくして設備コストの削減を図りたいという要請がある。
（２）過電流継電器の設置台数が２台である場合には、自回路の短絡事故からは三相交流回路を保護することはできるが、過電流継電器を設置していない相と他回路にまたがる短絡事故については検出することができないため、電源側の短絡保護継電器で三相交流回路を保護することになるので、停電の範囲が拡大する。
（３）過電流継電器の設置台数が２台である場合には、１台の過電流継電器が故障または点検により使用できなくなると、短絡事故から三相交流回路を保護することができなくなる。
【０００６】
このような問題は、変圧器内部の短絡事故から三相交流回路を保護するための電流差動継電器、構内における短絡事故から三相交流回路を保護するための受電保護継電器または分割受電保護継電器として使用されている過電流継電器や、送配電線の電源端母線側および受電端母線側にそれぞれ設置されて使用されるパルス符号変調電流差動継電器（ＰＣＭ電流差動継電器）などについても存在する。
【０００７】
本発明の目的は、短絡事故から三相交流回路を保護するための変流器および短絡保護継電器の設置台数を更に削減することができるクロス貫通変流器、端子台および保護継電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のクロス貫通変流器は、第１および第２の一次導体（１２1，１２2；２２1，２２2）と、二次コイル（１４；２４）が巻装された鉄心（１６；２６）とを具備し、前記第１の一次導体が、前記鉄心の第１の開口面から該鉄心の第２の開口面への方向に貫通されており、前記第２の一次導体が、前記鉄心の前記第２の開口面から該鉄心の前記第１の開口面への方向に貫通されていることを特徴とする。
本発明の端子台は、本発明のクロス貫通変流器の機能を内蔵した端子台（３０）であって、前記第１の一次導体（３２1）の両端部が、前記端子台内部で第１の外側端子（４１O1）および第２の内側端子（４１I2）にそれぞれ接続されており、前記第２の一次導体（３２2）の両端部が、前記端子台内部で第２の外側端子（４１O2）および第１の内側端子（４１I1）にそれぞれ接続されており、前記二次コイル（３４）が巻装された鉄心（３６）が、前記第１および第２の一次導体が該鉄心をクロスして貫通するように、前記第１の外側および内側端子と前記第２の外側および内側端子との間の前記端子台内部に設けられており、前記二次コイルの両端がそれぞれ接続された２個の二次端子（３５）が、前記第１および第２の内側端子の間に設けられていることを特徴とする。
本発明の保護継電装置は、短絡事故から三相交流回路を保護するための保護継電装置であって、本発明のクロス貫通変流器（１０；２０）または本発明の端子台に内蔵されたクロス貫通変流器と、該クロス貫通変流器から入力される短絡電流（ＩRy；ＩRy1，ＩRy2）に基づいて短絡事故を検出すると、前記三相交流回路の各相に設置された遮断器（２1〜２3）を一括遮断させる短絡保護継電器（４；４1，４2）とを具備することを特徴とする。
ここで、前記三相交流回路の３つの線間電圧（ＶRS，ＶST，ＶTR）、３つの相電圧（ＶR，ＶS，ＶT）または相・線間電圧に基づいて該三相交流回路の短絡事故の事故様相を判定する事故様相判定手段をさらに具備してもよい。
前記三相交流回路の１つの線間電圧（ＶRS，ＶST，ＶTR）および１つの相電圧（ＶR，ＶS，ＶT）の電圧値および位相に基づいて該三相交流回路の短絡事故の事故様相を判定する事故様相判定手段をさらに具備してもよい。
前記三相交流回路の１つの線間電圧（ＶRS，ＶST，ＶTR）の電圧値および位相と前記クロス貫通変流器から入力される短絡電流（ＩRy）の位相とに基づいて該三相交流回路の短絡事故の事故様相を判定する事故様相判定手段をさらに具備してもよい。
２次側が前記三相交流回路の第１の相電圧（ＶR）を極性方向で該三相交流回路の第２の相の相電圧（ＶS）を反極性方向で該三相交流回路の第３の相電圧（ＶT）を反極性方向で２倍して合成するように結線されている事故様相判定用変圧器（１１０）と、該事故様相判定用変圧器から入力される合成電圧（ＶR-S-2T）の電圧値および位相と前記クロス貫通変流器から入力される短絡電流の位相とに基づいて前記三相交流回路の短絡事故の事故様相を判定する事故様相判定手段とをさらに具備してもよい。
２次側が前記三相交流回路の第１の相電圧（ＶR）を極性方向で該三相交流回路の第２の相の相電圧（ＶS）を反極性方向で該三相交流回路の第３の相電圧（ＶT）を極性方向で２倍して合成するように結線されている事故様相判定用変圧器（１２０）と、該事故様相判定用変圧器から入力される合成電圧（ＶR-S+2T）の電圧値および位相と前記クロス貫通変流器から入力される短絡電流の位相とに基づいて前記三相交流回路の短絡事故の事故様相を判定する事故様相判定手段とをさらに具備してもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のクロス貫通変流器、端子台および保護継電装置は、以下に示す効果を奏する。
（１）本発明のクロス貫通変流器または本発明の端子台を使用することにより、短絡事故から三相交流回路を保護するための変流器および短絡保護継電器の設置台数を更に削減して、設備コストの削減を図ることができる。
（２）クロス貫通変流器および短絡保護継電器を２台ずつ使用することにより、自回路および他回路にまたがる短絡事故であっても確実に検出することができるので、停電の範囲の拡大を防止することができる。
（３）クロス貫通変流器および短絡保護継電器を２台ずつ使用することにより、１台の短絡保護継電器が故障または点検によって使用できなくなっても、自回路の短絡事故は他の１台の短絡保護継電器でバックアップすることができるので、短絡事故から三相交流回路を保護することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
上記の目的を、第１の一次導体を二次コイルが巻装された鉄心の第１の開口面から鉄心の第２の開口面への方向に貫通するとともに第２の一次導体を鉄心の第２の開口面から鉄心の第１の開口面への方向に貫通してクロス貫通変流器を構成することにより実現した。
【実施例１】
【００１１】
以下、本発明のクロス貫通変流器、端子台および保護継電装置の実施例について図面を参照して説明する。
本発明の第１の実施例によるクロス貫通変流器１０は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、筐体１１と、両端が第１の入力側一次端子１３I1および第１の出力側一次端子１３O1に取り付けられた第１の一次導体１２1と、両端が第２の入力側一次端子１３I2および第２の出力側一次端子１３O2に取り付けられた第２の一次導体１２2と、二次コイル１４と、筐体１１の底部に取り付けられたかつ二次コイル１４の両端がそれぞれ接続された２個の二次端子１５と、二次コイル１４が巻装された環状鉄心１６と、環状鉄心１６の外周面および両側面を囲むように筐体１１内部に取り付けられたシールド（不図示）と、筐体１１の底面に取り付けられた取付具１８とを具備する。
【００１２】
ここで、筐体１１は、環状鉄心１６を収容するための円筒部と、この円筒部の両側面に一体的に設けられた第１および第２の側面部とを備える。
【００１３】
環状鉄心１６は、第１および第２の開口面が筐体１１の円筒部の両側面とそれぞれ互いに対向するように（すなわち、環状鉄心１６は、第１の開口面が筐体１１の第１の側面と平行になるとともに第２の開口面が筐体１１の第２の側面と平行になるように）、筐体１１の円筒部内に取り付けられている。
【００１４】
第１の入力側一次端子１３I1は筐体１１の第１の側面部の一方の端面（図１（ａ）図示左側の端面）に取り付けられており、第２の入力側一次端子１３I2は筐体１１の第２の側面部の一方の端面（同図図示左側の端面）に取り付けられている。また、第１の出力側一次端子１３O2は筐体１１の第２の側面部の他方の端面（同図図示右側の端面）に取り付けられており、第２の出力側一次端子１３O2は筐体１１の第１の側面部の他方の端面（同図図示右側の端面）に取り付けられている。
【００１５】
第１の一次導体１２1はクロス貫通変流器１０の極性方向（環状鉄心１６の第１の開口面から環状鉄心１６の第２の開口面への方向）に貫通されているが、第２の一次導体１２2はクロス貫通変流器１０の反極性方向（環状鉄心１６の第２の開口面から環状鉄心１６の第１の開口面への方向）に貫通されている。
すなわち、第１の一次導体１２1と第２の一次導体１２2とが互いに接触することなく環状鉄心１６をクロスして貫通するように、第１の一次導体１２1は、図１（ｂ）に示すように、第１の入力側一次端子１３I1側において上方に曲げられたのち水平になるように曲げられ、環状鉄心１６の第１の開口面から第２の開口面に向けて貫通したのち、第１の出力側一次端子１３O1側において下方に曲げられたのち水平になるように曲げられている。一方、第２の一次導体１２2は、第２の入力側一次端子１３I2側において下方に曲げられたのち水平になるように曲げられ、環状鉄心１６の第２の開口面から第１の開口面に向けて貫通したのち、第２の出力側一次端子１３O2側において上方に曲げられたのち水平になるように曲げられている。
【００１６】
これにより、クロス貫通変流器１０では、第１の一次導体１２1と第２の一次導体１２2とは環状鉄心１６をクロスして貫通しているため、第１の一次導体１２1を流れる第１の電流ｉ1によって二次コイル１４に誘起される電流の極性と第２の一次導体１２2を流れる第２の電流ｉ2によって二次コイル１４に誘起される電流の極性とは逆になるので、第１の電流ｉ1と第２の電流ｉ2とのベクトル差（＝ｉ1−ｉ2）に応じた電流が二次端子１５から出力される。
【００１７】
二次コイル１４、環状鉄心１６およびシールドは、樹脂によってモールドされて筐体１１内に収納されている。
【実施例２】
【００１８】
次に、本発明の第２の実施例によるクロス貫通変流器２０について、図２を参照して説明する。
本実施例によるクロス貫通変流器２０は、低圧用変流器として使用するものであり、図２（ａ），（ｂ）に示すように、矩形状の筐体２０を具備する点と、筐体２０の底面に矩形状の取付具２８を具備する点とで、上述した第１の実施例によるクロス貫通変流器１０と異なる。
【００１９】
クロス貫通変流器２０においても、第１の一次導体２２1と第２の一次導体２２2とは環状鉄心２６をクロスして貫通しているため、第１の一次導体２２1を流れる第１の電流ｉ1によって二次コイル２４に誘起される電流の極性と第２の一次導体２２2を流れる第２の電流ｉ2によって二次コイル２４に誘起される電流の極性とは逆になるので、第１の電流ｉ1と第２の電流ｉ2とのベクトル差（＝ｉ1−ｉ2）に応じた電流が二次端子２５から出力される。
【００２０】
なお、筐体の形態は、図１に示したような円筒部と第１および第２の側面部とを備える形態や図４に示したような矩形状の形態に限らず、高圧用の変流器として一般的に使用されているブッシング変流器の形態としてもよい。
【実施例３】
【００２１】
次に、本発明のクロス貫通変流器の機能を備えた本発明の一実施例による端子台３０について、図３を参照して説明する。
【００２２】
端子台３０では、図３に示すように、第１の一次導体３２1の両端部が端子台３０内部で第１の外側端子４１O1および第２の内側端子４１I2にそれぞれ接続されているとともに第２の一次導体３２2の両端部が端子台３０内部で第２の外側端子４１O2および第１の内側端子４１I1にそれぞれ接続されており、二次コイル３４が巻装された環状鉄心３６が、第１および第２の一次導体３２1，３２2が環状鉄心３６をクロスして貫通するように、第１の外側および内側端子４１O1，４１I1と第２の外側および内側端子４１O2，４１I2との間の端子台３０内部に設けられており、二次コイル３４の両端がそれぞれ接続された２個の二次端子３５が第１および第２の内側端子４１I1，４１I2の間に設けられている。
また、二次コイルが巻装された環状鉄心４２が、第３の外側端子４１O3と第３の内側端子４１I3とを接続する導電板４４が環状鉄心４２を貫通するように、第３の外側端子４１O3と第３の内側端子４１I3との間の端子台３０内部に設けられている。
さらに、環状鉄心４２に巻装された二次コイルの両端がそれぞれ接続された２個の二次端子４３が、第３の内側端子４１I3付近に設けられている。
【００２３】
これにより、第１乃至第３の外側端子４１O1〜４１O3に第１の送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相をそれぞれ接続するとともに第１乃至第３の内側端子４１I1〜４１I3に第１の送配電線のＳ相、Ｒ相およびＴ相をそれぞれ接続すれば、二次端子３５に第１の送配電線のＲ相を流れる電流と第１の送配電線のＳ相を流れる電流とのベクトル差に応じた二次電流を得ることができるとともに、二次端子４３に第１の送配電線のＴ相を流れる電流に応じた二次電流を得ることができる。
したがって、二次端子３５に得られる二次電流と二次端子４３に得られる二次電流とを短絡保護継電器に入力すれば、後述するような短絡事故から三相交流回路を保護する保護継電装置を構成することができる。
【００２４】
第２の送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相についても、端子台３０の第４乃至第６の外側端子４１O4〜４１O6と第４乃至第６の内側端子４１I4〜４１I6とについて同様に構成することにより、第４および第５の内側端子４１I4，４１I5の間に設けられた二次端子３５に第２の送配電線のＲ相を流れる電流と第２の送配電線のＳ相を流れる電流とのベクトル差に応じた二次電流を得ることができるとともに、第６の内側端子４１I6付近に設けられた二次端子４３に第２の送配電線のＴ相を流れる電流に応じた二次電流を得ることができる。
したがって、二次端子３５に得られる二次電流と二次端子４３に得られる二次電流とを他の短絡保護継電器に入力すれば、後述するような短絡事故から三相交流回路を保護する他の保護継電装置を構成することができる。
【実施例４】
【００２５】
次に、本発明の第１の実施例による保護継電装置について、図４乃至図６を参照して説明する。
本実施例による保護継電装置は、図１に示したクロス貫通変流器１０を１個用いて短絡事故から３相の送配電線（三相交流回路）を保護するためのものであり、図４に示すように、送配電線のＲ相およびＳ相がクロスするように貫通されたクロス貫通変流器１０と、クロス貫通変流器１０から入力される短絡電流ＩRyに基づいて送配電線の短絡事故を検出すると、送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相にそれぞれ設置された第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する過電流継電器４とを具備する。
【００２６】
ここで、クロス貫通変流器１０には送配電線のＲ相およびＳ相が貫通されているため、短絡事故が発生していないときに送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる負荷電流をＩR，ＩS，ＩTで表すと、Ｒ相の負荷電流ＩRとＳ相の負荷電流ＩSとは図５（ａ）に示すように１２０°の位相差でクロス貫通変流器１０の環状鉄心１６（図１参照）を逆向きに貫通して流れる（すなわち、Ｒ相の負荷電流ＩRはクロス貫通変流器１０を極性方向に貫通して流れ、Ｓ相の負荷電流ＩSはクロス貫通変流器１０を反極性方向に貫通して流れる）。そのため、クロス貫通変流器１０から過電流継電器４に入力される負荷電流Ｉ（Ｒ相の負荷電流ＩRとＳ相の負荷電流ＩSとのベクトル差）の振幅はＲ相の負荷電流ＩR（Ｓ相の負荷電流ＩS）の振幅の３1/2倍となる。
Ｉ＝ＩR−ＩS
｜Ｉ｜＝｜ＩR−ＩS｜＝３1/2×｜ＩR｜＝３1/2×｜ＩS｜
【００２７】
また、送配電線に短絡事故が発生したときに送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる短絡電流をＩFR，ＩFS，ＩFTで表すと、クロス貫通変流器１０から過電流継電器４に入力される短絡電流ＩRyは、短絡電流ＩFR，ＩFS，ＩFTのインピーダンス角をθとすると、事故様相に応じて以下のように表される。
（１）Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故の場合
Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故が発生すると、図４に破線の矢印で示すように送配電線のＲ相にＲ相の短絡電流ＩFRが内部方向に流れ、送配電線のＳ相にＳ相の短絡電流ＩFSが外部方向に流れるが、送配電線のＴ相にはＴ相の短絡電流ＩFTが流れない。
したがって、クロス貫通変流器１０から過電流継電器４に入力される短絡電流ＩRyは、図４に実線の太矢印で示すようにＲ相の短絡電流ＩFRとＳ相の短絡電流ＩFSとのベクトル差となり、短絡電流ＩRyの振幅はＲ相の短絡電流ＩFR（Ｓ相の短絡電流ＩFS）の振幅の２倍となる（図６（ａ）参照。なお、図６においては、送配電線の内部方向に流れる短絡電流ＩFR，ＩFS，ＩFTは実線の矢印で、送配電線の外部方向に流れる短絡電流ＩFR，ＩFS，ＩFTは一点鎖線の矢印で示している。）。
ＩRy＝ＩFR−ＩFS
｜ＩRy｜＝｜ＩFR−ＩFS｜＝２×｜ＩFR｜＝２×｜ＩFS｜
（２）Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故が発生すると、送配電線のＳ相にＳ相の短絡電流ＩFSが内部方向に流れ、送配電線のＴ相にＴ相の短絡電流ＩFTが外部方向に流れるが、送配電線のＲ相にはＲ相の短絡電流ＩFRが流れない。
したがって、クロス貫通変流器１０から過電流継電器４に入力される短絡電流ＩRyは、極性が負のＳ相の短絡電流−ＩFSとなり、短絡電流ＩRyの振幅はＳ相の短絡電流ＩFSの振幅となる（図６（ｂ）参照）。
ＩRy＝−ＩFS
｜ＩRy｜＝｜ＩFS｜
（３）Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の場合
Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故が発生すると、送配電線のＴ相にＴ相の短絡電流ＩFTが内部方向に流れ、送配電線のＲ相にＲ相の短絡電流ＩFRが外部方向に流れるが、送配電線のＳ相にはＳ相の短絡電流ＩFSが流れない。
したがって、クロス貫通変流器１０から過電流継電器４に入力される短絡電流ＩRyはＲ相の短絡電流ＩFRとなり、短絡電流ＩRyの振幅はＲ相の短絡電流ＩFRの振幅となる（図６（ｃ）参照）。
ＩRy＝ＩFR
｜ＩRy｜＝｜ＩFR｜
（４）Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故が発生すると、送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相にＲ相の短絡電流ＩFR、Ｓ相の短絡電流ＩFSおよびＴ相の短絡電流ＩFTが位相差１２０°で内部方向にそれぞれ流れる。
したがって、クロス貫通変流器１０から過電流継電器４に入力される短絡電流ＩRyはＲ相の短絡電流ＩFRとＳ相の短絡電流ＩFSとのベクトル差となり、短絡電流ＩRyの振幅はＲ相の短絡電流ＩFR（Ｓ相の短絡電流ＩFS）の振幅の３1/2倍となる（図６（ｄ）参照）。
ＩRy＝ＩFR−ＩFS
｜ＩRy｜＝｜ＩFR−ＩFS｜＝３1/2×｜ＩFR｜＝３1/2×｜ＩFS｜
【００２８】
過電流継電器４は、短絡電流ＩRyの振幅が電流整定値を超えた場合には、送配電線に短絡事故が発生したと判定して、第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
【００２９】
このように、本発明のクロス貫通変流器を使用することにより、１個の変流器（クロス貫通変流器１０）と１個の過電流継電器（過電流継電器４）とで短絡事故から３相の送配電線を保護することができる。
【００３０】
なお、クロス貫通変流器１０には送配電線のＲ相およびＳ相を貫通させたが、送配電線のＳ相およびＴ相を貫通させてもよいし、送配電線のＲ相およびＴ相を貫通させてもよい。
【００３１】
以上説明したように、本発明のクロス貫通変流器を用いることにより変流器および短絡保護継電器の設置台数を更に削減することができるが、上述したように短絡電流ＩRyの振幅が事故様相によって異なる。
すなわち、Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故における短絡電流ＩRyの振幅は、Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故およびＴ相−Ｒ相間の短絡事故における短絡電流ＩRyの振幅の２倍となり、また、負荷電流およびＲ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故における短絡電流ＩRyの振幅は、Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故およびＴ相−Ｒ相間の短絡事故における短絡電流ＩRyの振幅の３1/2倍となる。
そのため、短絡保護継電器の検出感度および動作時間をすべての事故様相に対して同じにすることができない。
【００３２】
そこで、以下に示す第１乃至第５の事故様相判定方法のいずれかを用いて事故様相を判定し、クロス貫通変流器１０から出力される短絡電流ＩRYを事故様相判定結果に応じて１倍、１／２倍または１／３1/2倍とする演算処理部を、クロス貫通変流器１０と短絡保護継電器との間または短絡保護継電器に設けてもよい。
【００３３】
（第１の事故様相判定方法）
３つの線間電圧、３つの相電圧または相・線間電圧（相電圧と線間電圧との組合せ）に基づいて事故様相を判定する。
【００３４】
表１に、３つの線間電圧に基づく事故様相判定条件を示す。なお、○印は、母線に設置された不足電圧継電器からの電圧情報に基づいて電圧低下が検出された線間電圧を示し、また、×印は、この不足電圧継電器からの電圧情報に基づいて電圧低下が検出されなかった線間電圧を示す（電圧低下の検出感度は定格電圧の７５〜８０％程度とする。）。
【表１】
2009295839.tif 000003
【００３５】
表２に、３つの相電圧に基づく事故様相判定条件を示す。なお、○印は、母線に設置された不足電圧継電器からの電圧情報に基づいて電圧低下が検出された相電圧を示し、また、×印は、この不足電圧継電器からの電圧情報に基づいて電圧低下が検出されなかった相電圧を示す（電圧低下の検出感度は定格電圧の７５〜８０％程度とする。）。
【表２】
2009295839.tif 000004
【００３６】
表３に、相・線間電圧に基づく事故様相判定条件を示す。なお、○印は、母線に設置された不足電圧継電器からの電圧情報に基づいて電圧低下が検出された相電圧および線間電圧を示し、また、×印は、この不足電圧継電器からの電圧情報に基づいて電圧低下が検出されなかった相電圧および線間電圧を示す（電圧低下の検出感度は定格電圧の７５〜８０％程度とする。）。
【表３】
2009295839.tif 000005
【００３７】
（第２の事故様相判定方法）
１つの線間電圧および１つの相電圧の電圧値および位相に基づいて事故様相を判定する。
【００３８】
たとえば、Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相が２１０°でかつＲ相の相電圧ＶRの位相が０°であることを基準として（図５（ｂ）参照）、送配電線のＲ相−Ｓ相間の短絡事故時のＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRSおよびＳ相−Ｔ相間の短絡事故時のＳ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTを短絡事故検出感度の８５Ｖとすると、Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRが所定の第１の電圧値ｋ１＝８５Ｖ以下であることを条件として短絡事故が発生したと判定するとともに、Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRが所定の第２の電圧値ｋ２＝１０４．３Ｖ以下であり、かつ、短絡事故前のＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相＝２１０°を基準として短絡事故時のＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相が所定の角度範囲α内だけ遅れているか進んでいること（５．９５°≦α≦３０°または−３０°≦α≦−５．９５°）を条件として短絡事故が発生したと判定する（以下の（１−１）式および（１−２）式参照）。
ＶTR≦［｛（１１０／３1/2）×１．５｝2＋（８５／２）2］1/2
≦（９５．２６2＋４２．５2）1/2
≦１０４．３（Ｖ）  ・・・（１−１）
α≧３０°−ｔａｎ-1（４２．５／９５．２６）
≧５．９５（°）  ・・・（１−２）
【００３９】
また、以下のようにして事故様相を判定する。
（１）Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故の場合
Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRが１０４．３Ｖ以下であり、かつ、短絡事故前のＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相＝２１０°を基準としてＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相が角度範囲α内だけ遅れている（＋α）場合に、Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故と判定する（図７（ａ）参照）。
（２）Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRが１０４．３Ｖ以下であり、かつ、短絡事故前のＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相＝２１０°を基準としてＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相が角度範囲α内だけ進んでいる（−α）場合に、Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故と判定する（図７（ｂ）参照）。
（３）Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の場合
Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRが８５Ｖ以下であり、かつ、短絡事故前のＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相＝２１０°を基準としてＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相が角度範囲α内だけ遅れていたり進んでいたりしておらず（すなわち、−５．９５°よりも大きくて５．９５°よりも小さく）、かつ、短絡事故前のＲ相の相電圧ＶRの位相＝０°を基準としてＲ相の相電圧ＶRの位相が所定の他の角度範囲β（６．７６°≦β≦６０°、（１−３）式参照）内だけ進んでいる（−β）場合に、Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故と判定する（図７（ｃ）参照）。
β≧６０°−ｔａｎ-1［４２．５／｛１１０／（２×３1/2）｝］
≧６．７６（°）  ・・・（１−３）
（４）Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRが８５Ｖ以下であり、かつ、短絡事故前のＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相＝２１０°を基準としてＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相が角度範囲α内だけ遅れていたり進んでいたりしておらず（すなわち、−５．９５°よりも大きくて５．９５°よりも小さく）、かつ、短絡事故前のＲ相の相電圧ＶRの位相＝０°を基準としてＲ相の相電圧ＶRの位相が他の角度範囲β内だけ遅れていたり進んでいたりしていない（すなわち、−６．７６°よりも大きくて６．７６°よりも小さい）ことを条件に、Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故と判定する（図７（ｄ）参照）。
【００４０】
なお、Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRおよびＲ相の相電圧ＶRを用いたが、表４に丸印で示す電圧の組合せのいずれか１つを用いてもよい。ただし、上述した短絡事故発生判定条件および事故様相判定条件を電圧の組合せに応じて変更する必要がある。
【表４】
2009295839.tif 000006
【００４１】
（第３の事故様相判定方法）
１つの線間電圧の電圧値および位相とクロス貫通変流器１０から入力される短絡電流ＩRyの位相とに基づいて事故様相を判定する。
【００４２】
たとえば、Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相が２１０°であることを基準として、送配電線のＲ相−Ｓ相間の短絡事故時のＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRSおよびＳ相−Ｔ相間の短絡事故時のＳ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTを短絡事故検出感度の８５Ｖとすると、Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶT Rが所定の第１の電圧値ｋ１＝８５Ｖ以下であることを条件として短絡事故が発生したと判定するとともに、Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶT Rが所定の第２の電圧値ｋ２＝１０４．３Ｖ以下であり、かつ、短絡事故前のＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相＝２１０°を基準として短絡事故時のＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相が所定の角度範囲α内だけ遅れているか進んでいること（５．９５°≦α≦３０°または−３０°≦α≦−５．９５°）を条件として短絡事故が発生したと判定する（（１−１）式および（１−２）式参照）。
【００４３】
また、以下のようにして事故様相を判定する。
（１）Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故の場合
Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRが１０４．３Ｖ以下であり、かつ、短絡事故前のＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相＝２１０°を基準としてＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相が角度範囲α内だけ遅れている（＋α）場合に、Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故と判定する（図８（ａ）参照）。
（２）Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRが１０４．３Ｖ以下であり、かつ、短絡事故前のＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相＝２１０°を基準としてＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相が角度範囲α内だけ進んでいる（−α）場合に、Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故と判定する（図８（ｂ）参照）。
（３）Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の場合
Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRが８５Ｖ以下であり、かつ、短絡事故前のＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相＝２１０°を基準としてＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相が角度範囲α内だけ遅れていたり進んでいたりしておらず（すなわち、−５．９５°よりも大きくて５．９５°よりも小さく）、かつ、短絡電流ＩRyの位相が所定の第１の角度範囲γ（−１５０°≦γ≦−９０°、γはインピーダンス角θ＝７５°としアーク抵抗などを考慮して決定する。）内にある場合に、Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故と判定する（図８（ｃ）参照）。
（４）Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRが８５Ｖ以下であり、かつ、短絡事故前のＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相＝２１０°を基準としてＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相が角度範囲α内だけ遅れていたり進んでいたりしておらず（すなわち、−５．９５°よりも大きくて５．９５°よりも小さく）、かつ、短絡電流ＩRyの位相が所定の第２の角度範囲δ（１３９．１°≦δ≦１９９．１°、δはインピーダンス角θ＝７５°としアーク抵抗などを考慮して決定する。）内にある場合に、Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故と判定する（図８（ｄ）参照）。
【００４４】
（第４の事故様相判定方法）
図９に示す事故様相判定用変圧器１１０を母線に設置し、事故様相判定用変圧器１１０から出力される合成電圧ＶR-S-2Tの電圧値および位相と短絡電流ＩRyの位相とに基づいて、以下のようにして事故様相を判定する。
ここで、事故様相判定用変圧器１１０の２次側は、Ｒ相の相電圧ＶRを極性方向で、Ｓ相の相電圧ＶSを反極性方向で、Ｔ相の相電圧ＶTを反極性方向で２倍して合成するように結線されている。その結果、事故様相判定用変圧器１１０から出力される合成電圧ＶR-S-2Tは次式で表される。
ＶR-S-2T＝ＶR−ＶS−２ＶT
また、インピーダンス角θは通常７５°であるが、短絡電流ＩRyの位相角は、アーク抵抗を考慮して、３０°（−４５°）から短絡事故時の最大角である９０°（＋１５°）とする。
【００４５】
（１）Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故の場合
合成電圧ＶR-S-2Tの電圧値が所定の第１の合成電圧値Ｋ1＝１００．１Ｖ以下であり（（２−１）式参照）、かつ、正常時の合成電圧ＶR-S-2Tの位相が１９．１°であることを基準として短絡事故時の合成電圧ＶR-S-2Tの位相が所定の第１の合成電圧角度範囲ε1（７．１０°（＝Ｘ1）≦ε1≦４０．９°（＝Ｘ2）。（２−２）式および（２−３）式参照）内だけ遅れており（＋ε1）、かつ、短絡電流ＩRyの位相が所定の第１の短絡電流角度範囲λ1（−１９．１°≦λ1≦４０．９°）内にある場合に、Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故と判定する。
Ｋ1＝［（８３．１５）2＋（７２．０１×８５／１１０）2］1/2
＝１００．１（Ｖ）  ・・・（２−１）
Ｘ1＝ｃｏｓ-1（８３．１５／１１０．０）−ｃｏｓ-1（８３．１５／１００．０５）
＝７．１０（°）  ・・・（２−２）
Ｘ2＝６０−１９．１
＝４０．９（°）  ・・・（２−３）
（２）Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
合成電圧ＶR-S-2Tの電圧値が所定の第２の合成電圧値Ｋ2＝１０７．６Ｖ以下であり（（２−４）式参照）、かつ、正常時の合成電圧ＶR-S-2Tの位相が１９．１°であることを基準として短絡事故時の合成電圧ＶR-S-2Tの位相が所定の第２の合成電圧角度範囲ε2（４．１２°（＝Ｘ3）≦ε2≦１９．１°（＝Ｘ4）。（２−５）式および（２−６）式参照）内だけ進んでおり（−ε2）、かつ、短絡電流ＩRyの位相が所定の第２の短絡電流角度範囲λ2（１９．１°≦λ2≦７９．１°）内だけ進んでいる（−λ2）場合に、Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故と判定する。
Ｋ2＝［（１０３．９４）2＋（３６．０１×８５／１１０）2］1/2
＝１０７．６（Ｖ）  ・・・（２−４）
Ｘ3＝ｃｏｓ-1（１０３．９４／１１０）−ｃｏｓ-1（１０３．９４／１０７．６０）
＝４．１２（°）  ・・・（２−５）
Ｘ4＝１９．１−０
＝１９．１（°）  ・・・（２−６）
（３）Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の場合
合成電圧ＶR-S-2Tの電圧値が所定の第３の合成電圧値Ｋ3＝８６．０Ｖ以下であり（（２−７）式参照）、かつ、正常時の合成電圧ＶR-S-2Tの位相が１９．１°であることを基準として短絡事故時の合成電圧ＶR-S-2Tの位相が所定の第３の合成電圧角度範囲ε3（３．０９°（＝Ｘ5）≦ε3≦７９．１°（＝Ｘ6）。（２−８）式および（２−９）式参照）内だけ進んでおり（−ε3）、かつ、短絡電流ＩRyの位相が所定の第３の短絡電流角度範囲λ3（４０．９°≦λ3≦１００．９°）内だけ遅れている（＋λ3）場合に、Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故と判定する。
Ｋ3＝［（２０．７９）2＋（１０８．０２×８５／１１０）2］1/2
＝８６．０（Ｖ）  ・・・（２−７）
Ｘ5＝ｃｏｓ-1（２０．７９／１１０）−ｃｏｓ-1（２０．７９／８６．０２）
＝３．０９（°）  ・・・（２−８）
Ｘ6＝６０＋１９．１
＝７９．１（°）  ・・・（２−９）
（４）Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
合成電圧ＶR-S-2Tの電圧値が所定の第４の合成電圧値Ｋ4＝８５Ｖ（定格電圧の７５〜８０％）以下であり、かつ、正常時の合成電圧ＶR-S-2Tの位相が１９．１°であることを基準として短絡事故時の合成電圧ＶR-S-2Tの位相が所定の第４の合成電圧角度範囲ε4（−３．０９°（＝−Ｘ5）≦ε4≦７．１０°（＝Ｘ1））内に入っており（すなわち、同位相であり）、かつ、短絡電流ＩRyの位相が所定の第４の短絡電流角度範囲λ4（−１９．１°≦λ4≦４０．９°）内にある場合に、Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故と判定する。
【００４６】
（第５の事故様相判定方法）
図１０に示す事故様相判定用変圧器１２０を母線に設置し、事故様相判定用変圧器１２０から出力される合成電圧ＶR-S+2Tの電圧値および位相と短絡電流ＩRyの位相とに基づいて、以下のようにして事故様相を判定する。
ここで、事故様相判定用変圧器１２０の２次側は、Ｒ相の相電圧ＶRを極性方向で、Ｓ相の相電圧ＶSを反極性方向で、Ｔ相の相電圧ＶTを極性方向で２倍して合成するように結線されている。その結果、事故様相判定用変圧器１２０から出力される合成電圧ＶR-S+2Tは次式で表される。
ＶR-S+2T＝ＶR−ＶS＋２ＶT
また、インピーダンス角θは通常７５°であるが、短絡電流ＩRyの位相角は、アーク抵抗を考慮して、３０°（−４５°）から短絡事故時の最大角である９０°（＋１５°）とする。
【００４７】
（１）Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故の場合
合成電圧ＶR-S+2Tの電圧値が所定の第５の合成電圧値Ｋ5＝１００．１Ｖ以下であり（（３−１）式参照）、かつ、正常時の合成電圧ＶR-S+2Tの位相が２８０．９°であることを基準として短絡事故時の合成電圧ＶR-S+2Tの位相が所定の第５の合成電圧角度範囲ε5（７．１０°（＝Ｘ7）≦ε5≦４０．９°（＝Ｘ8）。（３−２）式および（３−３）式参照）内だけ進んでおり（−ε5）、かつ、短絡電流ＩRyの位相が所定の第５の短絡電流角度範囲λ5（７９．１°≦λ5≦１３９．１°）内だけ遅れている（＋λ5）場合に、Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故と判定する。
Ｋ5＝［（８３．１５）2＋（７２．０１×８５／１１０）2］1/2
＝１００．１（Ｖ）  ・・・（３−１）
Ｘ7＝ｃｏｓ-1（８３．１５／１１０．０）−ｃｏｓ-1（８３．１５／１１０．０５）
＝７．１０（°）  ・・・（３−２）
Ｘ8＝２８０．９−２４０
＝４０．９（°）  ・・・（３−３）
（２）Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
合成電圧ＶR-S+2Tの電圧値が所定の第６の合成電圧値Ｋ6＝８６．０Ｖ以下であり（（３−４）式参照）、かつ、正常時の合成電圧ＶR-S+2Tの位相が２８０．９°であることを基準として短絡事故時の合成電圧ＶR-S+2Tの位相が所定の第６の合成電圧角度範囲ε6（３．０９°（＝Ｘ9）≦ε6≦７９．１°（＝Ｘ10）。（３−５）式および（３−６）式参照）内だけ遅れており（＋ε6）、かつ、短絡電流ＩRyの位相が所定の第６の短絡電流角度範囲λ6（１９．１°≦λ6≦７９．１°）内だけ遅れている（＋λ6）場合に、Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故と判定する。
Ｋ6＝［（２０．７９）2＋（１０８．０２×８５／１１０）2］1/2
＝８６．０（Ｖ）  ・・・（３−４）
Ｘ9＝ｃｏｓ-1（２０．７９／１１０）−ｃｏｓ-1（２０．７９／８６．０２）
＝３．０９（°）  ・・・（３−５）
Ｘ10＝３６０−２８０．９
＝７９．１（°）  ・・・（３−６）
（３）Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の場合
合成電圧ＶR-S+2Tの電圧値が所定の第７の合成電圧値Ｋ7＝１０７．６Ｖ以下であり（（３−７）式参照）、かつ、正常時の合成電圧ＶR-S+2Tの位相が２８０．９°であることを基準として短絡事故時の合成電圧ＶR-S+2Tの位相が所定の第７の合成電圧角度範囲ε7（４．１２°（＝Ｘ11）≦ε7≦１９．１°（＝Ｘ12）。（３−８）式および（３−９）式参照）内だけ遅れており（＋ε7）、かつ、短絡電流ＩRyの位相が所定の第７の短絡電流角度範囲λ7（１３９．１°≦λ7≦１９９．１°）内だけ遅れている（＋λ7）場合に、Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故と判定する。
Ｋ7＝［１０３．９４2＋（３６．０１×８５／１１０）2］1/2
＝１０７．６（Ｖ）  ・・・（３−７）
Ｘ11＝ｃｏｓ-1（１０３．９４／１１０）−ｃｏｓ-1（１０３．９４／１０７．６０）
＝４．１２（°）  ・・・（３−８）
Ｘ12＝３００−２８０．９
＝１９．１（°）  ・・・（３−９）
（４）Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
合成電圧ＶR-S+2Tの電圧値が所定の第８の合成電圧値Ｋ8＝８５Ｖ（定格電圧の７５〜８０％）以下であり、かつ、正常時の合成電圧ＶR-S+2Tの位相が２８０．９°であることを基準として短絡事故時の合成電圧ＶR-S+2Tの位相が所定の第８の合成電圧角度範囲ε8（−７．１０°（＝−Ｘ7）≦ε8≦３．０９°（＝Ｘ9））内に入っており（すなわち、同位相であり）、かつ、短絡電流ＩRyの位相が所定の第８の短絡電流角度範囲λ8（７９．１°≦λ8≦１３９．１°）内だけ遅れている（＋λ8）場合に、Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故と判定する。
【００４８】
演算処理部は、事故様相判定結果がＳ相−Ｔ相間の短絡事故またはＴ相−Ｒ相間の短絡事故であることを示す場合には短絡電流ＩRYを１倍とし、事故様相判定結果がＲ相−Ｓ相間の短絡事故であることを示す場合には短絡電流ＩRYを１／２倍とし、事故様相判定結果がＲ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故であることを示す場合には短絡電流ＩRYを１／３1/2倍とする。また、演算処理部は、負荷電流Ｉを１／３1/2倍とする。
【００４９】
演算処理部は、図１１に示すように、線間電圧、相電圧または相・線間電圧（相電圧と線間電圧との組合せ）に基づいて事故様相を判定する事故様相判定回路７１と、クロス貫通変流器１０から出力される短絡電流ＩRyを１倍する第１の振幅調整回路７２1と、短絡電流ＩRyを１／２倍する第２の振幅調整回路７２2と、負荷電流Ｉおよび短絡電流ＩRyを１／３1/2倍する第３の振幅調整回路７２3と、事故様相判定回路７１から入力されるスイッチ制御信号ＳSWに応じて基づいて第１乃至第３の振幅調整回路７２1〜７２3の出力信号のうちのいずれか１つを選択する選択スイッチ７３とで構成してもよい。
【００５０】
選択スイッチ７３は、通常は、第３の振幅調整回路７２3の出力信号を選択するようにされている。これにより、短絡事故が発生していないときには、クロス貫通変流器１０から出力される負荷電流Ｉは、第３の振幅調整回路７２3において１／３1/2倍されたのちに、選択スイッチ７３を介して短絡保護継電器に入力される。
【００５１】
事故様相判定回路７１は、「Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故である」と判定すると、第２の振幅調整回路７２2の出力信号を選択スイッチ７３に選択させるスイッチ制御信号ＳSWを出力する。これにより、Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故が発生したときには、クロス貫通変流器１０から出力される短絡電流ＩRyは、第２の振幅調整回路７２2において１／２倍されたのちに、選択スイッチ７３を介して短絡保護継電器に入力される。
【００５２】
また、事故様相判定回路７１は、「Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故である」または「Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故である」と判定すると、第１の振幅調整回路７２1の出力信号を選択スイッチ７３に選択させるスイッチ制御信号ＳSWを出力する。これにより、Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故またはＴ相−Ｒ相間の短絡事故が発生したときには、クロス貫通変流器１０から出力される短絡電流ＩRyは、第１の振幅調整回路７２1において１倍されたのちに、選択スイッチ７３を介して短絡保護継電器に入力される。
【００５３】
さらに、事故様相判定回路７１は、「Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故である」と判定すると、第３の幅調整回路７２3の出力信号を選択スイッチ７３に選択させるスイッチ制御信号ＳSWを出力する。これにより、Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故が発生した場合には、クロス貫通変流器１０から出力される短絡電流ＩRyは、第３の振幅調整回路７２3において１／３1/2倍されたのちに、選択スイッチ７３を介して短絡保護継電器に入力される。
【００５４】
その結果、短絡電流ＩRyの振幅を事故様相によらず同じにすることができるので、短絡保護継電器の検出感度および動作時間を同じにすることができる。
【実施例５】
【００５５】
次に、本発明の第２の実施例による保護継電装置について、図１２乃至図１４を参照して説明する。
本実施例による保護継電装置は、図１に示したクロス貫通変流器１０を２個（第１および第２のクロス貫通変流器１０1，１０2）用いて短絡事故から三相交流回路を保護するためのものであり、図１２に示すように、送配電線のＲ相およびＳ相がクロスするように貫通された第１のクロス貫通変流器１０1と、送配電線のＲ相およびＴ相がクロスするように貫通された第２のクロス貫通変流器１０2と、第１のクロス貫通変流器１０1から入力される第１の短絡電流ＩRy1に基づいて送配電線の短絡事故を検出すると、送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相にそれぞれ設置された第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する第１の過電流継電器４1と、第２のクロス貫通変流器１０2から入力される第２の短絡電流ＩRy2に基づいて送配電線の短絡事故を検出すると、第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する第２の過電流継電器４2とを具備する。
【００５６】
ここで、第１のクロス貫通変流器１０1には送配電線のＲ相およびＳ相が貫通されているため、短絡事故が発生していないときに送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる負荷電流をＩR，ＩS，ＩTで表すと、図１３に示すようにＲ相の負荷電流ＩRとＳ相の負荷電流ＩSとが１２０°の位相差で第１のクロス貫通変流器１０1の環状鉄心（図１に示した環状鉄心１６参照）を逆向きに貫通して流れる（すなわち、Ｒ相の負荷電流ＩRは第１のクロス貫通変流器１０1を極性方向に貫通して流れ、Ｓ相の負荷電流ＩSは第１のクロス貫通変流器１０1を反極性方向に貫通して流れる）。そのため、第１のクロス貫通変流器１０1から第１の過電流継電器４1に入力される第１の負荷電流Ｉ1はＲ相の負荷電流ＩRとＳ相の負荷電流ＩSとのベクトル差となり、第１の負荷電流Ｉ1の振幅はＲ相の負荷電流ＩR（Ｓ相の負荷電流ＩS）の振幅の３1/2倍となる
Ｉ1＝ＩR−ＩS
｜Ｉ1｜＝｜ＩR−ＩS｜＝３1/2×｜ＩR｜＝３1/2×｜ＩS｜
同様に、第２のクロス貫通変流器１０2には送配電線のＲ相およびＴ相が貫通されているため、図１３に示すようにＲ相の負荷電流ＩRとＴ相の負荷電流ＩTとが１２０°の位相差で第２のクロス貫通変流器１０2の環状鉄心（図１に示した環状鉄心１６参照）を逆向きに貫通して流れる（すなわち、Ｒ相の負荷電流ＩRは第２のクロス貫通変流器１０2を極性方向に貫通して流れ、Ｔ相の負荷電流ＩTは第２のクロス貫通変流器１０2を反極性方向に貫通して流れる）。そのため、第２のクロス貫通変流器１０2から第２の過電流継電器４2に入力される第２の負荷電流Ｉ2はＲ相の負荷電流ＩRとＴ相の負荷電流ＩTとのベクトル差となり、第２の負荷電流Ｉ2の振幅はＲ相の負荷電流ＩR（Ｔ相の負荷電流ＩT）の振幅の３1/2倍となる。
Ｉ2＝ＩR−ＩT
｜Ｉ2｜＝｜ＩR−ＩT｜＝３1/2×｜ＩR｜＝３1/2×｜ＩT｜
【００５７】
また、送配電線において短絡事故が発生したときに送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる短絡電流をＩFR，ＩFS，ＩFTで表すと、第１および第２の短絡電流ＩRy1，ＩRy2は、短絡電流ＩFR，ＩFS，ＩFTのインピーダンス角をθとすると、事故様相に応じて以下のように表される。
（１）Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故の場合
Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故が発生すると、図１２に破線の矢印で示すように送配電線のＲ相にＲ相の短絡電流ＩFRが内部方向に流れ、送配電線のＳ相にＳ相の短絡電流ＩFSが外部方向に流れるが、送配電線のＴ相にはＴ相の短絡電流ＩFTが流れない。
したがって、第１のクロス貫通変流器１０1から第１の過電流継電器４1に入力される第１の短絡電流ＩRy1は、図１２に太矢印の実線で示すようにＲ相の短絡電流ＩFRとＳ相の短絡電流ＩFSとのベクトル差となり、第１の短絡電流ＩRy1の振幅はＲ相の短絡電流ＩFR（Ｓ相の短絡電流ＩFS）の振幅の２倍となる（図１４（ａ）参照。なお、図１４においては、送配電線の内部方向に流れる短絡電流ＩFR，ＩFS，ＩFTは実線の矢印で、送配電線の外部方向に流れる短絡電流ＩFR，ＩFS，ＩFTは一点鎖線の矢印で示している。）。
ＩRy1＝ＩFR−ＩFS
｜ＩRy1｜＝｜ＩFR−ＩFS｜＝２×｜ＩFR｜＝２×｜ＩFS｜
また、第２のクロス貫通変流器１０2から第２の過電流継電器４2に入力される第２の短絡電流ＩRy2は、図１２に太矢印の破線で示すようにＲ相の短絡電流ＩFRとなり、第２の短絡電流ＩRy2の振幅はＲ相の短絡電流ＩFRの振幅となる（図１４（ａ）参照）。
ＩRy2＝ＩFR
｜ＩRy2｜＝｜ＩFR｜
（２）Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故が発生すると、送配電線のＳ相にＳ相の短絡電流ＩFSが内部方向に流れ、送配電線のＴ相にＴ相の短絡電流ＩFTが外部方向に流れるが、送配電線のＲ相にはＲ相の短絡電流ＩFRが流れない。
したがって、第１のクロス貫通変流器１０1から第１の過電流継電器４1に入力される第１の短絡電流ＩRy1は、極性が負のＳ相の短絡電流−ＩFSとなり、第１の短絡電流ＩRy1の振幅は、Ｓ相の短絡電流ＩFSの振幅となる（図１４（ｂ）参照）。
ＩRy1＝−ＩFS
ＩRy1＝ＩFS
｜ＩRy1｜＝｜ＩFS｜
また、第２のクロス貫通変流器１０2から第２の過電流継電器４2に入力される第２の短絡電流ＩRy2は、極性が負のＴ相の短絡電流−ＩFTとなり、第２の短絡電流ＩRy2の振幅はＴ相の短絡電流ＩFTの振幅となる（図１４（ｂ）参照）。
ＩRy2＝−ＩFT
｜ＩRy2｜＝｜ＩFT｜
（３）Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の場合
Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故が発生すると、送配電線のＴ相にＴ相の短絡電流ＩFTが内部方向に流れ、送配電線のＲ相にＲ相の短絡電流ＩFRが外部方向に流れるが、送配電線のＳ相にはＳ相の短絡電流ＩFSが流れない。
したがって、第１のクロス貫通変流器１０1から第１の過電流継電器４1に入力される第１の短絡電流ＩRy1はＲ相の短絡電流ＩFRとなり、第１の短絡電流ＩRy1の振幅はＲ相の短絡電流ＩFRの振幅となる（図１４（ｃ）参照）。
ＩRy1＝ＩFR
｜ＩRy1｜＝｜ＩFR｜
また、第２のクロス貫通変流器１０2から第２の過電流継電器４2に入力される第２の短絡電流ＩRy2はＲ相の短絡電流ＩFRとＴ相の短絡電流ＩFTとのベクトル差となり、第２の短絡電流ＩRy2の振幅はＲ相の短絡電流ＩFR（Ｔ相の短絡電流ＩFT）の振幅の２倍となる（図１４（ｃ）参照）。
ＩRy2＝ＩFR−ＩFT
｜ＩRy2｜＝｜ＩFR−ＩFT｜＝２×｜ＩFR｜＝２×｜ＩFT｜
（４）Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故が発生すると、送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相にＲ相の短絡電流ＩFR、Ｓ相の短絡電流ＩFSおよびＴ相の短絡電流ＩFTが位相差１２０°で内部方向にそれぞれ流れる。
したがって、第１のクロス貫通変流器１０1から第１の過電流継電器４1に入力される第１の短絡電流ＩRy1はＲ相の短絡電流ＩFRとＳ相の短絡電流ＩFSとのベクトル差となり、第１の短絡電流ＩRy1の振幅はＲ相の短絡電流ＩFR（Ｓ相の短絡電流ＩFS）の振幅の３1/2倍となる（図１４（ｄ）参照）。
ＩRy1＝ＩFR−ＩFS
｜ＩRy1｜＝｜ＩFR−ＩFS｜＝３1/2×｜ＩFR｜＝３1/2×｜ＩFS｜
また、第２のクロス貫通変流器１０2から第２の過電流継電器４2に入力される第２の短絡電流ＩRy2はＲ相の短絡電流ＩFRとＴ相の短絡電流ＩFTとのベクトル差となり、第２の短絡電流ＩRy2の振幅はＲ相の短絡電流ＩFR（Ｔ相の短絡電流ＩFT）の振幅の３1/2倍となる（図１４（ｄ）参照）。
ＩRy2＝ＩFR−ＩFT
｜ＩRy2｜＝｜ＩFR−ＩFT｜＝３1/2×｜ＩFR｜＝３1/2×｜ＩFT｜
【００５８】
第１の過電流継電器４1は、第１の短絡電流ＩRy1の振幅が電流整定値を超えた場合には、送配電線に短絡事故が発生したと判定して、第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
また、第２の過電流継電器４2は、第２の短絡電流ＩRy2の振幅が電流整定値を超えた場合には、送配電線に短絡事故が発生したと判定して、第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
【００５９】
このように、本発明のクロス貫通変流器を使用することにより、２個の変流器（第１および第２のクロス貫通変流器１０1，１０2）と２個の過電流継電器（第１および第２の過電流継電器４1，４2）とで短絡事故から３相の送配電線を保護することができる。
【００６０】
なお、第１のクロス貫通変流器１０1には送配電線のＲ相およびＳ相を貫通させるとともに第２のクロス貫通変流器１０2には送配電線のＲ相およびＴ相を貫通させたが、第１および第２のクロス貫通変流器１０1，１０2に貫通させる送配電線の２相は他の組合せでもよい。
【００６１】
以上説明したように、本実施例による保護継電装置では、本発明のクロス貫通変流器を２個（第１および第２のクロス貫通変流器１０1，１０2）を用いることにより、変流器および短絡保護継電器の設置台数を更に削減することができるが、第１および第２の短絡電流ＩRy1，ＩRy2の振幅が事故様相によって異なる。
すなわち、Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故における第１の短絡電流ＩRy1の振幅は、Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故およびＴ相−Ｒ相間の短絡事故における第１の短絡電流ＩRy1の振幅の２倍となり、Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故における第１の短絡電流ＩRy1の振幅は、Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故およびＴ相−Ｒ相間の短絡事故における第１の短絡電流ＩRy1の振幅の３1/2倍となる。
また、Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故における第２の短絡電流ＩRy2の振幅は、Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故およびＳ相−Ｔ相間の短絡事故における第２の短絡電流ＩRy2の振幅の２倍となり、Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故における第２の短絡電流ＩRy2の振幅は、Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故およびＳ相−Ｔ相間の短絡事故における第２の短絡電流ＩRy2の振幅の３1/2倍となる。
そのため、短絡保護継電器の検出感度および動作時間をすべての事故様相に対して同じにすることができない。
【００６２】
そこで、上述した第１乃至第５の事故様相判定方法のいずれかを用いて事故様相を判定し、第１のクロス貫通変流器１０1から出力される第１の短絡電流ＩRy1を事故様相判定結果に応じて１倍、１／２倍または１／３1/2倍とする第１の演算処理部を第１のクロス貫通変流器１０1と短絡保護継電器（第１の過電流継電器４1）との間または短絡保護継電器に設けるとともに、第２のクロス貫通変流器１０2から出力される第２の短絡電流ＩRy2を事故様相判定結果に応じて１倍、１／２倍または１／３1/2倍とする第２の演算処理部を第２のクロス貫通変流器１０2と短絡保護継電器（第２の過電流継電器４2）との間または短絡保護継電器に設けてもよい。
【００６３】
たとえば、上述した第１の事故様相判定方法を用いる場合には、第１および第２の演算処理部は、表１に示した３つの線間電圧に基づく事故様相判定方法、表２に示した３つの相電圧に基づく事故様相判定方法、または、表３に示した相・線間電圧に基づく事故様相判定方法を用いて、短絡事故の事故様相を判定する。
【００６４】
第１の演算処理部は、事故様相判定結果がＳ相−Ｔ相間の短絡事故またはＴ相−Ｒ相間の短絡事故であることを示す場合には第１のクロス貫通変流器１０1から出力される第１の短絡電流ＩRy1を１倍とし、事故様相判定結果がＲ相−Ｓ相間の短絡事故であることを示す場合には第１の短絡電流ＩRy1を１／２倍とし、事故様相判定結果がＲ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故であることを示す場合には第１の短絡電流ＩRy1を１／３1/2倍とする。また、第１の演算処理部は、第１の負荷電流Ｉ1を１／３1/2倍とする。
第２の演算処理部は、事故様相判定結果がＲ相−Ｓ相間の短絡事故またはＳ相−Ｔ相間の短絡事故であることを示す場合には第２のクロス貫通変流器１０2から出力される第２の短絡電流ＩRy2を１倍とし、事故様相判定結果がＴ相−Ｒ相間の短絡事故であることを示す場合には第２の短絡電流ＩRy2を１／２倍とし、事故様相判定結果がＲ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故であることを示す場合には第２の短絡電流ＩRy2を１／３1/2倍とする。また、第２の演算処理部は、第２の負荷電流Ｉ2を１／３1/2倍とする。
【００６５】
第１の演算処理部は、図１１に示した演算処理部と同様に、線間電圧、相電圧または相・線間電圧（相電圧と線間電圧との組合せ）に基づいて事故様相を判定する事故様相判定回路と、第１の短絡電流ＩRy1を１倍する第１の振幅調整回路と、第１の短絡電流ＩRy1を１／２倍する第２の振幅調整回路と、第１の負荷電流Ｉ1および第１の短絡電流ＩRy1を１／３1/2倍する第３の振幅調整回路と、事故様相判定回路から入力されるスイッチ制御信号に応じて第１乃至第３の振幅調整回路の出力信号のうちのいずれか１つを選択する選択スイッチとで構成してもよい。
【００６６】
選択スイッチは、通常は、第３の振幅調整回路の出力信号を選択するようにされている。これにより、短絡事故が発生していないときには、第１の負荷電流Ｉ1は、第３の振幅調整回路において１／３1/2倍されたのちに、選択スイッチを介して短絡保護継電器（第１の過電流継電器４1）に入力される。
【００６７】
事故様相判定回路は、「Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故である」と判定すると、第２の振幅調整回路の出力信号を選択スイッチに選択させるスイッチ制御信号を出力する。これにより、Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故が発生したときには、第１の短絡電流ＩRy1は、第２の振幅調整回路において１／２倍されたのちに、選択スイッチを介して短絡保護継電器に入力される。
【００６８】
また、事故様相判定回路は、「Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故である」または「Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故である」と判定すると、第１の振幅調整回路の出力信号を選択スイッチに選択させるスイッチ制御信号を出力する。これにより、Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故またはＴ相−Ｒ相間の短絡事故が発生したときには、第１の短絡電流ＩRy1は、第１の振幅調整回路において１倍されたのちに、選択スイッチを介して短絡保護継電器に入力される。
【００６９】
さらに、事故様相判定回路は、「Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故である」と判定すると、第３の幅調整回路の出力信号を選択スイッチに選択させるスイッチ制御信号を出力する。これにより、Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故が発生したときには、第１の短絡電流ＩRy1は、第３の幅調整回路において１／３1/2倍されたのちに、選択スイッチを介して短絡保護継電器に入力される。
【００７０】
その結果、第１の短絡電流ＩRy1の振幅を事故様相によらず同じにすることができるので、短絡保護継電器の検出感度および動作時間を同じにすることができる。
【００７１】
同様に、第２の演算処理部は、線間電圧、相電圧または相・線間電圧（相電圧と線間電圧との組合せ）に基づいて事故様相を判定する事故様相判定回路と、第２の短絡電流ＩRy2を１倍する第１の振幅調整回路と、第２の短絡電流ＩRy2を１／２倍する第２の振幅調整回路と、第２の負荷電流Ｉ2および第２の短絡電流ＩRy2を１／３1/2倍する第３の振幅調整回路と、事故様相判定回路から入力されるスイッチ制御信号に応じて第１乃至第３の振幅調整回路の出力信号のうちのいずれか１つを選択する選択スイッチとで構成してもよい。
【００７２】
選択スイッチは、通常は、第３の振幅調整回路の出力信号を選択するようにされている。これにより、短絡事故が発生していないときには、第２のクロス貫通変流器１０2から出力される第２の負荷電流Ｉ2は、第３の振幅調整回路において１／３1/2倍されたのちに、選択スイッチを介して短絡保護継電器（第２の過電流継電器４2）に入力される。
【００７３】
事故様相判定回路は、「Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故である」または「Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故である」と判定すると、第１の振幅調整回路の出力信号を選択スイッチに選択させるスイッチ制御信号を出力する。これにより、Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故またはＳ相−Ｔ相間の短絡事故が発生したときには、第２の短絡電流ＩRy2は、第１の振幅調整回路において１倍されたのちに、選択スイッチを介して短絡保護継電器に入力される。
【００７４】
また、事故様相判定回路は、「Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故である」と判定すると、第２の振幅調整回路の出力信号を選択スイッチに選択させるスイッチ制御信号を出力する。これにより、Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の短絡事故が発生したときには、第２の短絡電流ＩRy2は、第２の振幅調整回路において１／２倍されたのちに、選択スイッチを介して短絡保護継電器に入力される。
【００７５】
さらに、事故様相判定回路は、「Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故である」と判定すると、第３の幅調整回路の出力信号を選択スイッチに選択させるスイッチ制御信号を出力する。これにより、Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故が発生したときには、第２の短絡電流ＩRy2は、第３の幅調整回路において１／３1/2倍されたのちに、選択スイッチを介して短絡保護継電器に入力される。
【００７６】
その結果、第２の短絡電流ＩRy2の振幅を事故様相によらず同じにすることができるので、短絡保護継電器の検出感度および動作時間を同じにすることができる。
【００７７】
本実施例による保護継電器では、送配電線につきクロス貫通変流器および短絡保護継電器を２台ずつ使用することにより、自回路および他回路にまたがる短絡事故であっても確実に検出することができるとともに、１台の短絡保護継電器が故障または点検によって使用できなくなっても、自回路の短絡事故は他の１台の短絡保護継電器でバックアップすることができる。
【００７８】
以上では、送配電線において使用される短絡保護継電器との組合せで本発明のクロス貫通変流器について説明したが、本発明のクロス貫通変流器は、たとえばロボットの手足を駆動するための三相モータ（三相負荷）に電力を供給する三相交流回路において使用されている短絡保護装置と組み合わせても、同様の効果を得ることができる。
【００７９】
また、保護継電装置として、短絡事故から三相交流回路を保護するための過電流継電器を具備したものについて説明したが、変圧器内部の短絡事故から三相交流回路を保護するための電流差動継電器、構内における短絡事故から三相交流回路を保護するための受電保護継電器または分割受電保護継電器として使用されている過電流継電器や、送配電線の電源端母線側および受電端母線側にそれぞれ設置されて使用されるパルス符号変調電流差動継電器（ＰＣＭ電流差動継電器）などを具備するものであっても、本発明のクロス貫通変流器と組み合わせることにより、同様の効果を得ることができる。
【００８０】
さらに、クロス貫通変流器の環状鉄心には三相交流回路の任意の２相を逆向きに１回クロスさせて貫通させたが、三相交流回路の任意の２相が２回以上クロスしてクロス貫通変流器を貫通するように、三相交流回路の任意の２相をクロス貫通変流器の環状鉄心に同じ回数または異なる回数だけ巻いてもよい。この場合には、一次導体として、絶縁ケーブルなどのように曲げ易いものを使用してもよい。
【００８１】
さらに、環状鉄心を用いてクロス貫通変流器を構成したが、カットコアや積鉄心などを用いてクロス貫通変流器を構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の第１の実施例によるクロス貫通変流器１０の構成を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図である。
【図２】本発明の第２の実施例によるクロス貫通変流器２０の構成を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図である。
【図３】本発明のクロス貫通変流器の機能を備えた本発明の一実施例による端子台３０の構成を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施例による保護継電装置について説明するための図である。
【図５】短絡事故が発生していないときの負荷電流ＩとＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRおよびＲ相の相電圧ＶRとについて説明するための図である。
【図６】短絡事故が発生したときに図４に示したクロス貫通変流器１０から過電流継電器４に入力される短絡電流ＩRyについて説明するための図である。
【図７】第２の事故様相判定方法について説明するための図である。
【図８】第３の事故様相判定方法について説明するための図である。
【図９】第４の事故様相判定方法において用いられる事故様相判定用変圧器１１０の構成を示す図である。
【図１０】第５の事故様相判定方法において用いられる事故様相判定用変圧器１２０の構成を示す図である。
【図１１】図４に示した過電流継電器４などの検出感度および動作時間を同じにするための演算処理部の一構成例を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施例による保護継電装置について説明するための図である。
【図１３】短絡事故が発生していないときの負荷電流Ｉについて説明するための図である。
【図１４】短絡事故が発生したときに図１２に示した第１および第２のクロス貫通変流器１０1，１０2から第１および第２の過電流継電器４1，４2にそれぞれ入力される第１および第２の短絡電流ＩRy1，ＩRy2について説明するための図である。
【図１５】短絡事故から三相交流回路を保護するための変流器として使用されている貫通変流器の一例の構成を示す図である。
【図１６】末端回路の送配電線などで過電流継電器を２相にだけ設置して短絡事故からの保護を図る従来方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００８３】
１  電源
２1〜２3  第１乃至第３の遮断器
４，４1，４2  第１および第２の過電流継電器
１０，２０  クロス貫通変流器
１０1，１０2  第１および第２のクロス貫通変流器
１１，２１，５１１  筐体
１２1，１２2，２２1，２２2，３２1，３２2  第１および第２の一次導体
１３I1，１３I2，２３I1，２３I2  第１および第２の入力側一次端子
１３O1，１３O2，２３O1，２３O2  第１および第２の出力側一次端子
１４，２４，５１４  二次コイル
１５，２５，３５，４３，５１５  二次端子
１６，２６，３６，４２，５１６  環状鉄心
１８，２８，５１８  取付具
３０  端子台
４１O1〜４１O6  第１乃至第６の外側端子
４１I1〜４１I6  第１乃至第６の内側端子
４４  導電板
７１  事故様相判定回路
７２1〜７２3  第１乃至第３の振幅調整回路
７３  選択スイッチ
１１０，１２０  事故様相判定用変圧器
５１０  貫通変流器
５１０1，５１０2  第１および第２の貫通変流器
５１２  一次導体
５１３I  入力側一次端子
５１３O  出力側一次端子
５１７  シールド
ｉ1，ｉ2  第１および第２の電流
ＩRy，ＩFR，ＩFS，ＩFT  短絡電流
ＩRy1，ＩRy2  第１および第２の短絡電流
Ｉ，ＩR，ＩS，ＩT  負荷電流
Ｉ1，Ｉ2  第１および第２の負荷電流
ＶR，ＶS，ＶT  相電圧
ＶRS，ＶST，ＶTR  線間電圧
ＶR-S-2T，ＶR-S+2T  合成電圧
ＳSW  スイッチ制御信号
θ  インピーダンス角
α，β  角度範囲
γ，δ  第１および第２の角度範囲
Ｋ1〜Ｋ8  第１乃至第８の合成電圧値
ε1〜ε8  第１乃至第８の合成電圧角度範囲
λ1〜λ8  第１乃至第８の短絡電流角度範囲
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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