(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受電端に１次側が接続された主開閉器の２次側に分配導体で分配された少なくとも１つの回路が１段または複数段形成され、上記分配された少なくとも１つの回路にはそれぞれ少なくとも１つの分岐開閉器が配置されてなる配電システムであって、
上記主開閉器の開極時間が１０ｍｓ以下であり、
上記主開閉器および少なくとも１つの分岐開閉器の１次側または２次側に設けられ、上記主開閉器および少なくとも１つの分岐開閉器を流れる電流の大きさを検出する複数の電流検出器と、
上記複数の電流検出器の検出出力に基づき、上記少なくとも１つの分岐開閉器に設定値以上の電流が流れたときは、上記主開閉器を開極させてその電流を遮断させ、その直後に上記設定値以上の電流が流れた分岐開閉器を開極させて電路を開放させ、上記分岐開閉器の開極動作中に、上記分岐開閉器の接点間距離が、上記主開閉器が閉極した場合の回路電圧に対して十分な値となる時点を予測して当該時点に上記主開閉器が再度閉極するように閉極指令を送出する制御手段と
を備えることを特徴とする配電システム。
【請求項２】
上記主開閉器の持つ遮断能力は、上記分岐開閉器の遮断能力より大きく、  上記制御手段は、上記所定の分岐開閉器にその分岐開閉器で遮断できないような大きさの電流が流れたとき、上記主開閉器を開極させることを特徴とする請求項１に記載の配電システム。
【請求項３】
上記制御手段は、事故判定制御装置で構成され、
上記複数の電流検出器の検出出力は上記事故判定制御装置に供給され、
上記事故判定制御装置は、上記複数の電流検出器の検出出力に基づき、開極すべき１個または複数個の分岐開閉器を特定し、その特定された分岐開閉器に流れる電流がその特定された分岐開閉器の遮断能力以内である場合にはその特定された分岐開閉器に開極指令を送出し、それ以外の場合には上記主開閉器に開極指令を送出すると共に、その直後に上記特定された分岐開閉器に開極指令を送出し、さらにその後に上記主開閉器に閉極指令を送出することを特徴とする請求項１に記載の配電システム。
【請求項４】
上記制御手段は、主開閉制御器と、事故判定制御装置とで構成され、
上記主開閉器の１次側または２次側に配された第１の電流検出器の検出出力は上記主開閉制御器に供給され、
上記少なくとも１つの分岐開閉器の１次側または２次側に配された複数の第２の電流検出器の検出出力は上記事故判定制御装置に供給され、
上記第１の電流検出器で設定値以上の電流が検出された場合、上記主開閉制御器は上記主開閉器に瞬時に開極指令を送出し、
上記事故判定制御装置は、上記複数の第２の電流検出器の検出出力に基づき、事故箇所に最も近接し、かつこの事故箇所の受電側に当たる開放すべき分岐開閉器を特定し、この特定された分岐開閉器に開極指令を送出し、その後に上記主開閉器に閉極指令を送出することを特徴とする請求項１に記載の配電システム。
【請求項５】
上記制御手段は、上記複数の電流検出器の検出出力がそれぞれ供給される複数の個別判定制御器で構成され、
上記それぞれの個別判定制御器は、対応する開閉器より下位に位置する開閉器に対応した個別判定制御器と接続され、
上記それぞれの個別判定制御器は、接続された電流検出器の検出出力と上記下位の個別判定制御器より供給される上記下位に位置する開閉器の状態信号とから上記対応する開閉器の動作を決定してその開閉器を制御すると共に、上記対応する開閉器の上位に位置する開閉器に対応した個別判定制御器に上記対応する開閉器の状態信号を供給することを特徴とする請求項１または２に記載の配電システム。
【請求項６】
上記制御手段は、上記主開閉器に開極指令を送出した後に上記分岐開閉器に開極指令を送出する際、上記主開閉器によって電流が遮断されたことを確認した後、上記特定された分岐開閉器に開極指令を送出することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の配電システム。
【請求項７】
上記主開閉器および上記少なくとも１つの分岐開閉器の一部または全部が、半導体スイッチ素子で構成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の配電システム。
【請求項８】
上記主開閉器および上記少なくとも１つの分岐開閉器の一部または全部は、開閉機構部に電磁反発力を利用した高速応答開閉器であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の配電システム。
【請求項９】
上記高速応答開閉器の少なくとも開極または閉極の駆動機構が外部電源から供給される高周波電流同士あるいはそれによる渦電流の作用で発生する電磁反発力によって直接的に駆動されることを特徴とする請求項８に記載の配電システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばビルや工場などの施設において、電力を受電して施設内の負荷機器へ電力を分配する配電システムに関し、特に短絡などの事故発生時における健全箇所の電圧低下時間の短縮による電力供給信頼度の向上や、内部事故による機器損傷程度の低減を図るようにした配電システムに係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７（ａ）、（ｂ）は、例えばオーム社によって出版されている高圧受電設備指針改訂版の第１５４頁に示されている高圧受電設備の一部を簡略化した図と、図中の各開閉器の動作特性を示したものである。この図は、ごく一般的な高圧受電系統の保護方式に関するものである。
図７（ａ）において、１は受電端に最も近い主開閉器、２は主開閉器１の下位に位置する母線２２に接続された図示しないいくつかの第１階層分岐のうちのひとつの分岐開閉器、３は分岐開閉器２の下位に位置する母線２３に接続されたいくつかの図示していない第２階層分岐のうちのひとつの分岐開閉器、４は分岐開閉器３の下位に位置する母線２４に接続されたいくつかの図示していない第３階層分岐のうちのひとつの分岐開閉器であり、１１，１２，１３，１４は各開閉器の近くに設置された電流検出器である。
図７（ｂ）はそれぞれの開閉器の動作特性を示すもので、ある電流値Ｉfに対してそれぞれの開閉器の動作時間は、上位開閉器ほど長い時間に設定されていることを示している。
【０００３】
次に動作について説明する。
図７（ａ）において、事故点Ａで事故が発生し、事故電流Ifが流れた場合、分岐開閉器４が図７（ｂ）に示した時間t4で電流を遮断する。このとき、主開閉器１、分岐開閉器２および３にも事故電流が流れているが、動作時間設定が図７（ｂ）に示すようにt4以上であるため、それぞれの開閉器は動作しない。
次に事故点Ｂで短絡事故などが発生した場合について説明する。この場合、分岐開閉器３，４には一般に事故電流が流れないので、それぞれの開閉器は動作しないし、動作する必要もない。この事故電流は分岐開閉器２が遮断することになるが、この配電システムでは分岐開閉器２の動作時間はt2に設定されているため、開閉器の能力としては時間t4以下で動作可能にも拘らず、t2という時間の間事故を除去できない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の配電システムでは以上のように各開閉器の動作時間が予め設定されたいわゆる時限協調方式であるため、前述したように例えば事故点Ｂで事故が発生した場合には、t2という時間の間事故が継続し、例えば母線２２に接続された分岐開閉器２以外の図示されていない分岐開閉器につながる系統はt2の間電圧低下が発生してる。従来の開閉器では例えばｔ2は０．５ｍｓ〜１ｓ程度であり、このような時間の電圧低下によって負荷の機器は重大な影響を受ける。図８に代表的な機器の電圧低下に対する影響を示している。
【０００５】
さらに、事故点Ａで発生している事故アークによって機器は損傷を受けるが、その程度は事故継続時間（この場合の時間ｔ4）に依存し、損傷の程度は大きなものとなる。またこのような配電システムは筐体の中に収納され使用される場合が一般的であるが、この事故点Ａが例えば筐体の内部であれば、事故アークによって筐体内部の圧力が上昇し、筐体はこの圧力上昇に対して十分な強度を有する構造である必要がある。
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、事故継続期間を短くして、電圧低下時間を短縮すると共に、機器の損傷、筐体の内部圧力上昇を極力小さくすることができる配電システムを提供することを目的としている。
【０００６】
また、従来の開閉器では図７（ｂ）に示したｔ4は一般に５０ｍｓ〜１００ｍｓ程度であり、この場合でも図８に示した機器の電圧低下に対する影響から考えると、負荷に影響を与える。
この発明は、開閉器の開極時間を短くすることで、あらゆる事故に対して負荷に与える影響を最小限に抑制することができる配電システムを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る配電システムは、受電端に１次側が接続された主開閉器の２次側に分配導体で分配された少なくとも１つの回路が１段または複数段形成され、分配された少なくとも１つの回路にはそれぞれ少なくとも１つの分岐開閉器が配置されてなる配電システムであって、主開閉器および少なくとも１つの分岐開閉器の１次側または２次側に設けられ、主開閉器および少なくとも１つの分岐開閉器を流れる電流の大きさを検出する複数の電流検出器と、上記複数の電流検出器の検出出力に基づき、上記少なくとも１つの分岐開閉器に設定値以上の電流が流れたときは、上記主開閉器を開極させてその電流を遮断させ、その直後に上記設定値以上の電流が流れた分岐開閉器を開極させて電路を開放させ、上記分岐開閉器の開極動作中に、上記分岐開閉器の接点間距離が、上記主開閉器が閉極した場合の回路電圧に対して十分な値となる時点を予測して当該時点に上記主開閉器が再度閉極するように閉極指令を送出する制御手段とを備えるものである。
【０００８】
この発明に係る配電システムは、主開閉器の持つ遮断能力は分岐開閉器の遮断能力より大きく、制御手段は所定の分岐開閉器にその分岐開閉器で遮断できないような大きさの電流が流れたとき、主開閉器を開極させるものである。
【０００９】
この発明に係る配電システムは、制御手段は事故判定制御装置で構成され、複数の電流検出器の検出出力は事故判定制御装置に供給され、事故判定制御装置は、複数の電流検出器の検出出力に基づき、開極すべき１個または複数個の分岐開閉器を特定し、その特定された分岐開閉器に流れる電流がその特定された分岐開閉器の遮断能力以内である場合にはその特定された分岐開閉器に開極指令を送出し、それ以外の場合には主開閉器に開極指令を送出すると共に、その直後に特定された分岐開閉器に開極指令を送出し、さらにその後に主開閉器に閉極指令を送出するものである。
【００１０】
この発明に係る配電システムは、制御手段は主開閉制御器と事故判定制御装置とで構成され、主開閉器の１次側または２次側に配された第１の電流検出器の検出出力は主開閉制御器に供給され、少なくとも１つの分岐開閉器の１次側または２次側に配された複数の第２の電流検出器の検出出力は事故判定制御装置に供給され、第１の電流検出器
で設定値以上の電流が検出された場合、主開閉制御器は主開閉器に瞬時に開極指令を送出し、事故判定制御装置は、複数の第２の電流検出器の検出出力に基づき、事故箇所に最も近接し、かつこの事故箇所の受電側に当たる開放すべき分岐開閉器を特定し、この特定された分岐開閉器に開極指令を送出し、その後に主開閉器に閉極指令を送出するものである。
【００１１】
この発明に係る配電システムは、制御手段は、上記複数の電流検出器の検出出力がそれぞれ供給される複数の個別判定制御器で構成され、それぞれの個別判定制御器
は、対応する開閉器より下位に位置する開閉器に対応した個別判定制御器と接続され、それぞれの個別判定制御器は、接続された電流検出器の検出出力と下位の個別判定制御器より供給される上記下位に位置する開閉器の状態信号とから上記対応する開閉器の動作を決定してその開閉器を制御すると共に、上記対応する開閉器の上位に位置する開閉器に対応した個別判定制御器に上記対応する開閉器の状態信号を供給するものである。
【００１２】
この発明に係る配電システムは、制御手段は、主開閉器に開極指令を送出した後に分岐開閉器に開極指令を送出する際、主開閉器によって電流が遮断されたことを確認した後、分岐開閉器に開極指令を送出するものである。
【００１６】
この発明に係る配電システムは、主開閉器および少なくとも１つの分岐開閉器の一部または全部が、半導体スイッチ素子で構成されるものである。
【００１７】
この発明に係る配電システムは、主開閉器および少なくとも１つの分岐開閉器の一部または全部は、開閉機構部に電磁反発力を利用した高速応答開閉器であることを
特徴とするものである。
【００１８】
この発明に係る配電システムは、高速応答開閉器の少なくとも開極または閉極の駆動機構が外部電源から供給される高周波電流同士あるいはそれによる渦電流の作用で発生する電磁反発力によって直接的に駆動されることを特徴とするものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態を説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１としての配電システムの簡略化した単線結線図である。
図において、１は電磁反発を利用した閉極・開極時間ともに数ｍｓ程度の高速応答可能な主開閉器、２ａ〜２ｃは主開閉器１の２次側につながる第１の母線２２から分岐した分岐回路に接続された電磁反発を利用した閉極・開極時間ともに数ｍｓ程度の高速応答可能な分岐開閉器であり、これら分岐開閉器２ａ〜２ｃの電流遮断能力は主開閉器１より低くてもかまわない。
【００２０】
３ａ〜３ｃは分岐開閉器２ｃの２次側に接続された第２の母線２３から分岐した分岐回路に接続された電磁反発を利用した閉極・開極時間ともに数ｍｓ程度の高速応答可能な分岐開閉器であり、これら分岐開閉器３ａ〜３ｃの電流遮断能力は、分岐開閉器２ａ〜２ｃと同様に、主開閉器１より低くてもかまわない。また、主開閉器１、分岐開閉器２ａ〜２ｃ，３ａ〜３ｃは、例えば、電磁反発力を外部電源から供給される高周波電流同士またはそれによる渦電流との作用で発生させるような高速開閉器である。
【００２１】
１１は主開閉器１の２次側に設置された回路を流れる電流を検出する電流検出器であり、１２ａ〜１２ｃはそれぞれ分岐開閉器２ａ〜２ｃの２次側に設置された電流検出器であり、１３ａ〜１３ｃはそれぞれ分岐開閉器３ａ〜３ｃの２次側に設置された電流検出器である。
なお、これら電流検出器１１，１２ａ〜１２ｃ，１３ａ〜１３ｃは、それぞれ対応する開閉器の１次側に設置するようにしてもよい。
【００２２】
３１は分岐開閉器２ａに接続された負荷であり、３２は分岐開閉器３ｃに接続された負荷である。なお、図中で分岐開閉器の２次側の線路が点線表示になっているところは、負荷や母線などが接続されていることを示している。
４２は事故判定制御装置であり、それぞれの電流検出器１１，１２ａ〜１２ｃ，１３ａ〜１３ｃから信号線５１，５２ａ〜５２ｃ，５３ａ〜５３ｃによって電流に関する情報が送られており、制御線６１，６２ａ〜６２ｃ，６３ａ〜６３ｃによって主開閉器１、各分岐開閉器２ａ〜２ｃ，３ａ〜３ｃに開極指令や閉極指令が送出される。
【００２３】
次に動作について説明する。
図２（１）〜（４）は、図１に示す配電システムの動作を説明するためのタイミングチャートであり、図１中の事故点Ａで短絡事故が発生した場合を想定している。図２（１）は、事故点Ａで短絡事故が発生したことによって、図１中の主開閉器１と分岐開閉器２ｃと分岐開閉器３ｃで構成される回路を介して事故点Ａへ流れる事故電流波形を示したものであるが、簡略化して通常の３相回路の１相分だけを示している。図２（２）は主開閉器１の開閉状態を示す波形、図２（３）は分岐開閉器３ｃの開閉状態を示す波形、図２（４）は負荷３１にかかる回路電圧を通常時の電圧を１００％として表した波形である。
【００２４】
まず時刻t1で事故が発生し、図２（１）に示す大電流が回路に流れる。この事故電流は電流検出器１１，１２ｃ，１３ｃで検出され、例えば１２ａ，１２ｂ、１３ａ，１３ｂでは検出されない。これらの電流検出器１１，１２ｃ，１３ｃの検出出力は信号線５１，５２ｃ，５３ｃによって事故判定制御装置４２に送られる。事故判定制御装置４２では、事故電流（図２（１）参照）が、例えば電流レベルＩ1を越えたことで時刻t2で事故が発生したと判断し、直ちに主開閉器１に対して開極指令を送出する。主開閉器１は電磁反発を用いた高速応答の開閉器であるため、時間Ｔ1という短い開極時間で時刻ｔ3において接点が離れてアークが発生する。
【００２５】
事故判定制御装置４２は、主開閉器１に開極指令を送ると共に、分岐回路の電流検出器１２ａ〜１２ｃ，１３ａ〜１３ｃ等からの情報によって、事故発生箇所を特定する。この場合、電流検出器１２ｃおよび１３ｃで事故電流が検出され、その他の電流検出器では事故電流が検出されていないので、電流検出器１３ｃの下位で事故が発生しており、事故を切り離すためには分岐開閉器３ｃが回路を開放する必要があることを判断する。主開閉器１は時刻ｔ3で開極を開始した後、事故電流の電流ゼロ点ｔ4で電流を遮断する。主開閉器１はその下位で発生する事故によって流れる事故電流に対して必要な遮断能力を有している。分岐開閉器２ａ〜２ｃ，３ａ〜３ｃは、その下位で事故が発生してもその電流は主開閉器１で遮断するので、事故電流に対する遮断能力を有している必要がない。
【００２６】
電流検出器１１，１２ｃ，１３ｃで主開閉器１が事故電流を時刻t4で遮断したことを確認すると、時間Ｔ2後に、即座に事故判定制御装置４２は事前に特定していた次に開放すべき分岐開閉器３ｃに対して開極指令を送出する。開極指令を送出した時刻をt5とすると、その時刻から分岐開閉器３ｃの開極時間Ｔ3後の時刻ｔ6に分岐開閉器３ｃの接点は離れる。その後分岐開閉器３ｃの接点間距離が回路電圧に対して十分となるのに有する時間Ｔ4と余裕時間Ｔ5を足した時刻ｔ8に主開閉器１に対して事故判定制御装置４２は閉極指令を送出する。
【００２７】
事故判定制御装置４２は時刻ｔ6で実際に指令したとおりに分岐開閉器３ｃが開極したことを、例えば分岐開閉器３ｃの開極検出手段としての補助接点などで検出し、そこからＴ4＋Ｔ5の時間を計数している。主開閉器１に閉極指令を送出してから、主開閉器１の閉極時間Ｔ6後の時刻ｔ9に主開閉器１の接点は電気的につながり、分岐開閉器３ｃの２次側以外の全ての回路に電圧が復帰する。
なお、ｔ7は分岐開閉器３ｃの接点間距離が回路電圧に対して十分となる時刻である。
【００２８】
これらの一連の動作中の負荷３１にかかる電圧について説明する。負荷３１はいわゆる健全回路につながるものである。時刻t1で事故が発生し、主開閉器１が時刻ｔ4で事故電流を遮断するまでの間は回路定数で決まる電圧まで電圧が低下する。主開閉器１が電流を遮断した後、負荷３１の電圧はゼロになり、この状態は次に主開閉器１が閉極するまでの間継続し、主開閉器１が時刻ｔ9で閉極すると電圧が完全に復帰する。
【００２９】
この負荷３１の電圧低下継続時間について説明する。電磁反発を利用した高速応答スイッチでは、例えば開極時間として１ｍｓ、閉極時間として５ｍｓ程度である。開極時間が１ｍｓ程度であれば、商用周波の半サイクルで事故電流を遮断することが可能であるので、事故発生から事故電流遮断までの時間は１０ｍｓ程度になる。
事故判定制御装置４２が電流遮断を確認する時間Ｔ2はほぼゼロ、分岐開閉器３ｃに開極指令を送出し開極開始までの時間Ｔ3は分岐開閉器３ｃの開極時間１ｍｓ、分岐開閉器３ｃが開極完了するのに要する時間を５ｍｓ、余裕時間Ｔ5を２ｍｓ、その後主開閉器１を閉極するのに要する時間Ｔ6を５ｍｓとすると、事故が発生してから主開閉器１が再度閉極するまでは２３ｍｓ程度となる。
【００３０】
次に図１中の事故点Ｂで事故が発生した場合を考える。この場合、事故判定制御装置４２は各電流検出器から送られる情報によって分岐開閉器２ｃと分岐開閉器３ａ〜３ｃの間で事故が発生しており、開放すべき開閉器は分岐開閉器２ｃであると判断する。この場合、図２のタイミングチャートにおいて、動作する開閉器が、分岐開閉器３ｃの代わりに分岐開閉器２ｃとなる。この場合でも、健全回路の負荷３１にかかる電圧の低下時間は、事故点Ａで事故が発生した場合と全く同じになる。
【００３１】
以上のように、図１に示す配電システムによれば、配電系統の事故発生の箇所に拘らず、例えば１０ｍｓという短時間で事故を除去できると共に、健全回路の負荷の電圧低下時間も２０数ｍｓという短時間にすることができる効果がある。なお、図１に示す配電システムによれば、事故発生時には、まず主開閉器１の開極によって電流を遮断させ、その後に所定の分岐開閉器を開極させて電路を開放させるようにしたものであるが、その所定の分岐開閉器が事故電流の遮断能力がある場合には、主開閉器１を開極させることなく、その所定の分岐開閉器のみを開極させて電流を遮断するようにしてもよい。
【００３２】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２としての配電システムの構成を示している。この図３において、図１と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。主開閉器１の２次側に設置された電流検出器１１の出力は主開閉器制御器４１に入力され、さらにこの主開閉器制御器４１から直接主開閉器１に対して開極・閉極指令を送出できるように構成される。
また、この主開閉器制御器４１は、信号線５１、制御線６１によって事故判定制御装置４２と接続され、電流検出器情報、制御信号のやりとりができる。図３に示す配電システムのその他の構成は、図１に示す配電システムと同様である。
【００３３】
次に動作について説明する。
図３の例えば事故点Ａで事故が発生した場合、その事故電流を電流検出器１１が検出すると、その電流検出器１１と接続された主開閉器制御器４１は事故であることを判定し、瞬時に主開閉器１に対して開極指令を送出する。それと同時に事故判定制御装置４２に対しても電流情報、もしくは主開閉器１に対する開極指令送出に関する情報を送出する。その後の主開閉器１で遮断後の動作は、図１に示す配電システムと同様であり、また効果も図１に示す配電システムと同様であるのでここでは省略する。
【００３４】
実施の形態３．
図４は、この発明の実施の形態３としての配電システムを示している。この図４において、図１と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。この発明では、主開閉器１、分岐開閉器２ａ〜２ｃ、３ａ〜３ｃがサイリスタ素子を用いた半導体開閉器で構成されている。その他の構成は図１に示す配電システムと同様であるので説明は省略する。
【００３５】
この図４に示す配電システムの動作および効果は、図１に示す配電システムと同様であるので説明を省略する
この図４に示す配電システムでは、サイリスタ素子を逆並列に接続したものであるが、サイリスタ素子の他に、例えばＧＴＯ、ＩＧＢＴ、ダイオードなどの半導体スイッチ素子を用いたものでも、同様の効果を得ることができる。
【００３６】
実施の形態４．
図５は、この発明の実施の形態４としての配電システムを示している。この図５において、図１と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。
この図５に示す配電システムが例えば図１に示す配電システムと大きく異なる点としては、主開閉器１に対応して個別判定制御器７１が設置されている点である。この個別判定制御器７１は電流検出器１１と接続されて電流情報を得ると共に、主開閉器１に対して開閉制御信号を送出することができるように構成されている。
【００３７】
同様に、分岐開閉器２ａ〜２ｃに対応しては個別判定制御器７２ａ〜７２ｃが、分岐開閉器３ａ〜３ｃに対応しては個別判定制御器７３ａ〜７３ｃが設置されている点が異なっている。そして、例えば、個別判定制御器７２ｃは、対応する分岐開閉器２ｃの下位に位置する分岐開閉器３ａ〜３ｃに対応した個別判定制御器７３ａ〜７３ｃと情報のやりとりが可能なように信号線で接続されている。
さらに個別判定制御器７２ａ〜７２ｃは、分岐開閉器２ａ〜２ｃの上位に位置する主開閉器１に対応する個別判定制御器７１と情報のやりとりが可能なように信号線で接続されている。
【００３８】
次に動作について説明する。
図５中の事故点ＡないしＢで事故が発生した場合、電流検出器１２ｃはその事故電流を検出する。その後の動作を図６を用いて説明する。その事故電流に対して個別判定制御器７２ｃは、遮断可能かどうか、すなわち分岐開閉器２ｃの遮断能力以上の電流かどうかを判定する。
このような配電システムの場合では、配電系統で発生する事故の最大電流に対しては主開閉器が遮断可能であれば良く、分岐開閉器はその最大電流に対し遮断能力を持つ必要がない。
【００３９】
その後、事故箇所の特定すなわち分岐開閉器２ｃと分岐開閉器３ａ〜３ｃの間での事故か、分岐開閉器３ａ〜３ｃより下位での事故かを判定する。これには個別判定制御器７３ａ〜７３ｃからの情報すなわち下位の電流検出器１３ａ〜１３ｃが事故電流を検出したかどうかで判定する。
個別判定制御器７３ａ〜７３からの情報が無い場合には事故点は例えば事故点Ｂのように分岐開閉器２ｃと分岐開閉器３ａ〜３ｃの間であり、情報がある場合には分岐開閉器３ａ〜３ｃより下位での事故、例えば事故点Ａでの事故である。
【００４０】
事故電流が分岐開閉器２ｃの遮断能力以内であり事故箇所が例えば事故点Ｂであれば分岐開閉器２ｃを遮断し、上位の主開閉器１を遮断しないように、上位の個別判定制御器７１へそのことを連絡する。図６中では状態２として表現している。分岐開閉器２の遮断能力以内例えば事故点Ａでの事故であり、分岐開閉器３ｃが遮断する場合には、分岐開閉器２ｃは動作せず個別判定制御器７１に対して状態２を出力し、分岐開閉器３ｃの遮断能力を超えており、個別判定制御器７３ｃから動作せずの連絡すなわち状態１が連絡されてきた場合には分岐開閉器２ｃが遮断し、上位に対して状態２を送る。
【００４１】
次に、事故電流が分岐開閉器２ｃの遮断能力以上である場合について説明する。下位の個別判定制御器７３ａ〜７３ｃから情報が無く例えば事故点Ｂで事故が発生したと判断される場合には、上位の主開閉器１で事故電流を遮断する必要があることになり、上位の個別判定制御器７１へ主開閉器１で遮断すること、すなわち状態１を連絡する。
【００４２】
この場合、事故点に最も近接しかつ上位に位置するのは分岐開閉器２ｃであることより、主開閉器１で遮断完了後、分岐開閉器２ｃは回路を開放する。そして回路を開放したことを個別判定制御器７１に連絡し、主開閉器１に再投入許可を与える。事故点Ａでの事故の場合で分岐開閉器３ｃが遮断する場合には、分岐開閉器２ｃは動作せずに主開閉器１の個別判定制御器７１に対して状態２を送出する。分岐開閉器３ｃが遮断しない場合には、主開閉器１の個別判定制御器７１に対して状態１を送出する。
なお、上述の各実施の形態では、分岐回路および分岐開閉器がそれぞれ複数の場合について説明したが、１つの場合でも同様に適用できる。
【００４３】
【発明の効果】
この発明によれば、配電系統内のいずれの箇所で発生した事故で流れる事故電流に対し、まず主開閉器によって遮断し、その後分岐開閉器が回路を開放し、さらにその後に主開閉器が再度閉極するように構成したので、配電系統内のあらゆる事故に対して事故の継続時間、健全回路の電圧低下時間を一定かつ短縮することができ、電力供給の信頼性向上、事故箇所の機器損傷程度の低減、配電盤内部圧力上昇程度の低減ができるという効果がある。
また、主開閉器を開極時間の短い開閉器とするので、配電系統内のあらゆる事故に対して事故の継続時間、健全回路の電圧低下時間を一定かつ大幅に短縮することができ、電力供給の信頼性向上、事故箇所の機器損傷程度の低減、配電盤内部圧力上昇程度の低減ができるという効果がある。
また、上記分岐開閉器の開極動作中に、上記分岐開閉器の接点間距離が、上記主開閉器が閉極した場合の回路電圧に対して十分な値となる時点を予測して当該時点に上記主開閉器が再度閉極するように閉極指令を送出するので、事故回路を切り離した後の電圧の復旧をさらに高速化する事ができ、健全回路の電圧低下時間さらに大幅に短縮することができ、電力供給の信頼性向上が高くなるという効果がある。
【００４４】
この発明によれば、主開閉器の持つ遮断能力は分岐開閉器の遮断能力より大きく、所定の分岐開閉器にその分岐開閉器で遮断できないような大きさの電流が流れたとき、主開閉器を開極させてその電流を遮断するので、分岐開閉器の下位で発生する短絡などの事故時に流れる事故電流に対して分岐開閉器は遮断能力を持たなくてもよく、分岐開閉器のサイズ、コストを低減できるという効果がある。
【００４５】
この発明によれば、電流検出器の出力信号は事故判定制御装置に集められ、事故判定制御装置において、事故箇所の特定、制御対象開閉器の制御を行うように構成したので、複雑な配電系統でも素早く事故検出と制御が可能となり、電力供給の信頼性が高く、事故による機器損傷や配電装置内部の圧力上昇が低い配電システムを得ることができるという効果がある。
【００４６】
この発明によれば、主開閉器の制御は主開閉器に近接した電流検出器の信号で可能な構成としたので、事故電流遮断を高速かつ確実にできるという効果がある。
【００４７】
この発明によれば、各開閉器に対応して個別判定制御器が設置され、各個別判定制御器はその個別判定制御器の上位に位置する個別判定制御器および下位に位置する個別判定制御器と情報のやりとりが可能なように接続された構成としたので、複雑な配電系統でも素早く事故検出と制御が可能となり、電力供給の信頼性が高く、事故による機器損傷や配電装置内部の圧力上昇が低い配電システムを得る効果があり、さらにシステムの拡張などの場合にでも容易に対応可能となるという効果がある。
【００４８】
この発明によれば、分岐開閉器への開極指令は主開閉器によって事故電流が遮断されたことを確認した後に送出される構成としたので、分岐開閉器の接点間にその遮断能力以上の電流値のアークが発生することなく、分岐開閉器を保護できるという効果がある。
【００５２】
この発明によれば、主開閉器、少なくとも１つの分岐開閉器の一部または全部が半導体スイッチ素子で構成されるので、開閉器の開極・閉極を容易に高速化できるという効果がある。
【００５３】
この発明によれば、主開閉器、少なくとも１つの分岐開閉器の一部または全部が開閉機構部に電磁反発力を利用した高速応答開閉器であるので、開極・閉極を容易に
高速化できるという効果がある。
【００５４】
この発明によれば、電磁反発力を外部電源から供給される高周波電流同士またはそれによる渦電流の作用で発生する電磁反発力によって直接的に駆動される高速開閉器としたので、開極・閉極を容易に高速化できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１としての配電システムの構成を示す簡略化した回路図である。
【図２】  図１に示した配電システムの動作を示すタイミングチャートである。
【図３】  この発明の実施の形態２としての配電システムの構成を示す簡略化した回路図である。
【図４】  この発明の実施の形態３としての配電システムの構成を示す簡略化した回路図である。
【図５】  この発明の実施の形態４としての配電システムの構成を示す簡略化した回路図である。
【図６】  図５に示した配電システムの動作を示すフローチャートである。
【図７】  従来の配電システムの構成を示す簡略化した回路図である。
【図８】  電圧低下が負荷の機器に及ぼす影響を示す図である。
【符号の説明】
１  主開閉器、２ａ〜２ｃ，３ａ〜３ｃ  分岐開閉器、１１，１２ａ〜１２ｃ，１３ａ〜１３ｃ  電流検出器、２２  第１の母線、２３  第２の母線、３１，３２  負荷、４１  主開閉制御器、４２  事故判定制御装置、５１，５２ａ〜５２ｃ，５３ａ〜５３ｃ  信号線、６１，６２ａ〜６２ｃ，６３ａ〜６３ｃ  制御線、７１，７２ａ〜７２ｃ，７３ａ〜７３ｃ  個別判定制御器。
【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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