JP3372055B2 - 高速再閉路接地装置 - Google Patents
高速再閉路接地装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電力用高電圧送電線に
おいて、送電線路の碍子連アークホーン間に生じる逆フ
ラッシオーバー（逆閃絡）によって１線地絡事故が発生
した場合、その送電線路を高速で再閉路するために使用
される高速再閉路接地装置に関するもので、特に、前記
地絡事故が発生した相と同一回線の他相にて前記地絡事
故と時差を持って後追い地絡事故が発生する場合でも、
遮断器の再閉路による再送電を可能にする高速再閉路接
地装置に係る。 【０００２】 【従来の技術】送電線に雷が落ちると、送電線に吊られ
た碍子連のアークホーンに逆フラッシオーバーが発生す
る。送電線に生じる事故の大半は、この逆フラッシオー
バーを原因とする１線地絡事故である。地絡事故による
故障を解消するためには、故障区間を無電圧として、事
故原因である逆フラッシオーバーを消弧してしまえば良
い。具体的には、故障を起こした送電線の両端にある送
電線路用の遮断器に再閉路動作を行わせることが有効で
ある。再閉路動作とは、一旦開極して、故障区間を無電
圧とし、逆フラッシオーバーを消弧した後、再度投入す
ることである。この様な再閉路動作を行うことにより、
停電に至ることなく、再送電を行うことができる。再閉
路の代表的な方式としては単相再閉路方式がある。この
単相再閉路方式は、電力の変動が少なく、過渡安定度に
優れているため広く使われている。 【０００３】ところが、近年では電力需要の増大に伴っ
て、高電圧送電線として１１００ｋＶなどＵＨＶ系送電
線が用いられている。このＵＨＶ系送電線にて単相再閉
路を行う場合には、従来の５００ｋＶ系統の場合に比較
して、同一回線の他相や併架された他回線から受ける静
電電磁誘導が大きい。このような他相からの静電電磁誘
導が大きいと、碍子連アークホーンの逆フラッシオーバ
ーが発生した時、たとえ故障区間両端の遮断器を開極状
態にしたにせよ、逆フラッシオーバーを消弧することが
難しくなる。そこで、ＵＨＶ系のような高電圧送電線で
は、逆フラッシオーバーを消弧するために、高電圧送電
線の各相に接地開閉器が設置されている。すなわち、事
故発生箇所をその両端の遮断器によって送電線路から切
り離した後、この接地開閉器を遮断器の開閉動作と協調
して高速投入することにより、碍子連アークホーンに持
続する電磁誘導電流アークを消弧し、且つ即座に開極動
作を行って誘導電流を遮断して、遮断器の再閉路による
再送電を可能にしている。 【０００４】以下、この接地開閉器を採用した保護シス
テムを、図面を参照して具体的に説明する。図４はこの
システムの構成を示す説明図である。図において、１は
ブッシング、３はＵＨＶ系の鉄塔である。２は高電圧用
の送電線であり、上相、中相、下相の３線を有し、ブッ
シング１と鉄塔３又は鉄塔３同士の間に張り渡されてい
る。各鉄塔３にはアークホーン３ａを備えた碍子連３ｂ
が設けられ、この碍子連３ｂによって送電線２が鉄塔３
に吊り下げられている。送電線２の一定区間の両端に
は、遮断器ＧＣＢと接地開閉器ＨＳＥＳが設けられてい
る。なお、４は雷雲、５は雷である。このシステムにお
いて、３線の送電線２のある１線に雷雲４から雷５が落
ちると、その送電線２を吊り下げている碍子連３ｂのア
ークホーン３ａに逆フラッシオーバー３ｃが発生し、送
電線２からこの逆フラッシオーバー３ｃを介して鉄塔３
へ地絡事故電流が流れ、地絡事故が生じる。 【０００５】この逆フラッシオーバー３ｃにより１線地
絡事故が起きた場合の遮断器ＧＣＢ及び接地開閉器ＨＳ
ＥＳの動作順序を、図５の動作シーケンス図に沿って説
明する。すなわち、地絡事故発生前は、遮断器ＧＣＢは
投入状態、接地開閉器ＨＳＥＳは開極状態である。送電
線２に地絡事故が発生すると、送電線事故検出保護リレ
ー時間であるＴ１時間経過後、まず遮断器ＧＣＢが開極
動作を行う。しかし、事故送電線２には、他相からの静
電電磁誘導により誘導電流が流れ、それによってアーク
ホーン３ａ間には依然として逆フラッシオーバー３ｃが
持続している。そこで、遮断器ＧＣＢが開極した状態
で、接地開閉器ＨＳＥＳを強制的に高速で投入動作を行
い、アークホーン３ａ部分で接地されている誘導電流を
接地開閉器ＨＳＥＳ側に導くことにより、アークホーン
３ａの逆フラッシオーバーを消弧する。接地開閉器は、
θ時間投入状態を続けて逆フラッシオーバーを消弧した
後、開極状態に戻って誘導電流を遮断し、最後に遮断器
が投入動作を行い送電を再開する。 【０００６】続いて、図６を参照して、地絡事故電流及
び接地開閉器ＨＳＥＳに流れる電流について説明する。
前記の通り、送電線２は上相、中相、下相を有してお
り、各相には所定の負荷電流が流れているが、前記の地
絡事故が送電線２の中相にて発生したと仮定する。送電
線２の中相において、図中Ｔ０１が地絡事故発生時、Ｔ
０２が遮断器ＧＣＢの開極動作開始時で、送電線２の中
相にＴ０１〜Ｔ０２間だけ事故電流が流れている。とこ
ろが、送電線２の中相は他の健全相である上相及び下相
や、併架された他の回線から静電電磁誘導を受けるた
め、遮断器が開極した状態では、そのアークホーンには
誘導電流に起因する逆フラッシオーバーが依然として生
じているため、逆フラッシオーバーの消弧のために接地
開閉器を投入する。すると、接地開閉器には、図６に示
すように、その投入時点Ｔ０３以降、最初は直流成分の
含まれた地絡事故電流と電磁誘導電流とが重畳され電流
零点よりも変移した電流が流れ、その後地絡事故電流が
接地されるにつれて電磁誘導電流成分が多くなり、電流
零点を通る交流電流が流れることになる。そこで、接地
開閉器によって、この誘導電流を遮断する場合には、電
流零点になるタイミングを捕らえて開極動作を行う。 【０００７】しかし、このような電磁誘導電流は、図７
に示すように、２０００Ａにも達するものであり、その
電流遮断時には、図８に示すように、電気回路の過渡現
象分と故障送電線が他線から受ける静電誘導電圧が重畳
した過渡回復電圧とが印加される。このような比較的大
きな電流と、比較的大きな上昇率及び高い波高値の過渡
回復電圧条件の遮断は、単にＳＦ6 ガス中で棒状の接触
子を開閉するだけの並切り形の接地開閉器では遮断する
ことができず、遮断器と同様にパッファ形の消弧室を有
する接地開閉器が必要となる。 【０００８】図９は、前記のような接地開閉器として従
来から知られている装置の具体的構成を示すものであ
る。この接地開閉器は、絶縁ガスを充填した接地タンク
１９内に収納されており、タンク１９の中心部に送電線
側に接続された導体１１が設けられ、その一部に固定電
極１２が設けられている。タンク１９における固定電極
１２に対向した部分には、可動電極１３が固定電極１２
に向かって接離可能に支持されている。この固定電極１
２は、その基部において、図示しない操作装置に連結さ
れいる。可動電極１３の先端側には、可動電極１３と同
心円状に消弧ガス案内用のノズル１４が設けられてい
る。このノズル１４は、可動電極１３の外周に同心円状
に配置されたパッファシリンダ１８の先端に固定されて
いる。このパッファシリンダ１８の基部が可動電極１３
の操作装置に連結され、可動電極１３と共に固定電極側
に向かって往復動する。可動電極１３とパッファシリン
ダ１８との間の空間がパッファ室１６になっており、そ
の先端側は前記ノズル１４の連通している。パッファ室
１６の基端側（ノズル１４と反対側）には、固定された
パッファピストン１７が設けられている。このパッファ
ピストン１７は、可動電極１３及びパッファシリンダ１
８の対してスライド自在に組み込まれている。 【０００９】このような構成を有する従来の接地開閉器
を、図９のような開極状態とする場合には、図示しない
操作装置を駆動して、可動電極１３及びパッファシリン
ダ１８をタンク１９側（図中下方）に移動させ、固定電
極１２と可動電極１３とを開離させる。すると、移動す
るパッファシリンダ１８と固定されているパッファピス
トン１７との間のパッファ室１６の容積が縮小し、パッ
ファ室１６内部の絶縁ガスが消弧ガス２１となってノズ
ル１４から吹き出され、固定電極１２と可動電極１３と
の間のアークを消弧する。この場合の可動電極１３のス
トローク２０とパッファ室１６内のパッファ圧力ΔＰと
の関係を示すと、図１０の通りである。すなわち、可動
電極１３の開極ストロークのほぼ１／２の行程において
パッファ圧力は最大値に達し、開極完了に伴い圧力は低
下している。 【００１０】 【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のよう
な接地開閉器による電流遮断時において、送電線の隣接
する他の相、例えば図６の上相で時間Ｔ０４において、
直流電流成分が多い後追い故障が発生すると、中相の送
電線には、上相の事故電流による電磁誘導で生じた直流
電流成分の多い誘導電流が流れ、図６のＡ部分に示すよ
うに、中相の接地開閉器には電流零点を形成しない零ミ
ス電流が流れることになる。この零ミス電流を遮断する
ことは、通常の交流電流の零点遮断に比較すると格段に
困難であり、従来の接地開閉器の能力を超えたものであ
る。その結果、後追い故障の発生タイミングがちょうど
中相の接地開閉器の開極タイミングと重なり、合せて後
追い故障電流分に直流電流分が多く含まれている場合に
は、再閉路が実現されず、高電圧の電力送電に対し由々
しい問題が発生することになる。 【００１１】この点を、図９の接地開閉器の動作に従っ
て具体的に述べると、次の通りである。まず、図９の装
置では、可動側接触子１３が開極動作を止めるまでの
間、パッファシリンダ１８内の絶縁性消弧ガスを固定側
と可動側の両接触子１２，１３間に発生しているアーク
に吹き付けることにより、アークの消弧と電流遮断及び
電流後の耐極間電圧責務を処理している。ところが、前
記接地開閉器に求められる開極時の過渡回復電圧性能を
考えると、図８の波形に示すように商用周波の１／２の
サイクルで過渡回復電圧ピークを得るため、開極スピー
ドは遮断器並の速度が必要となり、前記図１０の開極開
始からストロークエンドに達するまでの時間ｔが短く、
ΔＰが一定値以上にある実質のガス流れ吹き付け時間は
２サイクル程度が限界である。 【００１２】一方、接地開閉器開極動作直後で、まだ接
地開閉器が電流遮断を完了する前に前述のように隣接相
で後追い故障が発生すると、図６のＡ部に示すような電
流零点を形成しない誘導電流（約数千Ａ）が４サイクル
程度流れる条件が発生する。この場合、交流電流の消弧
メカニズム上、電流零点を形成しないアークの消弧が難
しいことから、このタイミングで後追い故障誘導電流を
受けた接地開閉器はストローク終端まで開極動作を終了
しても極間にアークを形成し続けることになる。そし
て、その後、電流零点が復帰したアーク電流となって
も、２サイクル程度であるパッファ室からのガス流の吹
き付け時間はすでに経過しているため、消弧不能状態の
ままとなる。 【００１３】本発明は以上のような従来技術の有する問
題点を解消するために提案されたもので、その目的とす
るところは、１線地絡事故発生後に他相で後追い地絡事
故が発生しそれが前記事故発生相の接地装置の開極途中
であっても、前記事故発生相における誘導電流の遮断を
確実に行うことができ、その後の遮断器の高速再閉路を
可能とした高速再閉路接地装置を提供することにある。 【００１４】 【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、遮断器を結ぶ高電圧送電線の各相に設置
されており、前記送電線に設けられた碍子連のアークホ
ーンにおける逆フラッシオーバーによる１線地絡事故に
対して、前記送電線の両端にある遮断器を開極した状態
で高速で投入動作を行い、前記逆フラッシオーバーの消
弧後に開極動作を行う接地開閉器を備えた高速再閉路接
地装置において、前記接地開閉器を第１の接地開閉器と
し、この第１の接地開閉器に対して並列に接続された第
２の接地開閉器を各相に設け、各相の送電線には、前記
地絡事故が発生した相と同一回線の他相にて前記地絡事
故と時差を持って後追い地絡事故が発生したことを検知
する送電線事故検出保護リレーを接続し、前記第１の開
閉器に開極指令が出力された以降開極動作を行っている
最中に、前記送電線事故検出保護リレーが前記後追い地
絡事故を検出した際に、第２の開閉器に対して投入動作
を行うように即座に投入指令を発し、続けて他相におけ
る地絡事故がこの他相の遮断器の開極により除去された
後に開極動作を行うように開極指令を発する制御ユニッ
トを設けたことを特徴とする。 【００１５】 【作用】以上のような構成を有する本発明においては、
地絡事故発生相の第１の接地開閉器に開極指令を出した
時点から一定の時差内に、静電電磁誘導の影響が大きい
同一回線の他相にて後追い地絡事故が発生した場合、そ
の後追い故障発生相の地絡故障検出保護リレーが地絡検
出信号を発する。この検出信号を基に、前記第１の開閉
器に開極指令が出力された以降開極動作を行っている最
中に、前記送電線事故検出保護リレーが前記後追い地絡
事故を検出した際に、第２の開閉器に対して投入動作を
行うように即座に投入指令を発し、第２の接地開閉器を
投入をさせる。その後、他相の後追い故障が解消され、
零点ミス電流が消滅したタイミングを見図らって第２の
接地開閉器に対して開極指令を発し、この第２の接地開
閉器によって地絡事故発生相の誘導電流をその電流零点
にて遮断する。 【００１６】 【実施例】以下、本発明による高速再閉路接地装置の一
実施例を図１から図３を参照して具体的に説明する。な
お、図４に示した従来技術と同一の部分に関しては同一
符号を付し、説明は省略する。 【００１７】（１）実施例の構成 図１は本実施例を含むシステムの構成図である。この図
１に示すように、同一回線を構成する各相の送電線２の
両端には、従来技術と同様に遮断器ＧＣＢが設けられ、
この遮断器ＧＣＢに近接して、互いに並列に接続された
第１と第２の接地開閉器ＨＳＥＳ−Ａ，Ｂが設けられて
いる。各相の接地開閉器ＨＳＥＳ−Ａ，Ｂは、それぞれ
その動作制御ユニット１０に接続され、このユニット１
０からの投入指令及び開極指令に基づいて開閉し、アー
クホーン３ａに生じる逆フラッシオーバー３ｃの消弧及
び誘導電流の遮断を行う。この接地開閉器の動作制御ユ
ニット１０は、各相の地絡事故検出用の送電線事故検出
保護リレーＲｙに接続されている。この保護リレーＲｙ
は、それが設けられた相の地絡事故を検出し、その検出
信号を前記動作制御ユニット１０に送出するものであ
る。この地絡事故の検出手段としては、従来公知の検出
手段を適宜使用できるが、本実施例では、各相の遮断器
ＧＣＢに近接して変流器ＣＴを設け、この変流器ＣＴに
よって送電線２の電流を監視することにより地絡事故を
検出する。 【００１８】動作制御ユニット１０の構成は、図２に拡
大して示す通りである。この動作制御ユニット１０は、
地絡事故発生相の接地開閉器ＨＳＥＳの開極指令の入力
部１０ａと、同一回線の他相の保護リレーＲｙから入力
された後追い地絡事故検出信号の検出部１０ｂとを備え
ている。この後追い地絡事故検出信号の検出部１０ｂ
は、一例としてその動作保持時間を１〜５サイクルの間
で設定変更が可能な時限保持タイマー６に接続され、こ
の時限保持タイマー６と前記開極指令の入力部１０ａと
がアンド回路７に接続されている。アンド回路７は、第
２の接地開閉器への投入指令出力部８と第１及び第２の
接地開閉器に対する開極指令出力部９Ａ，９Ｂを有して
おり、このうち第２の接地開閉器の開極指令出力部９Ｂ
は、一例としてその時限後動作時間を１サイクルから１
秒の間で設定変更が可能な時限後動作タイマー１０ｃを
介して、動作制御ユニット１０外部の第２の接地開閉器
ＨＳＥＳ−Ｂに接続されている。また、前記開極指令の
入力部１０ａは、前記アンド回路７や時限後動作タイマ
ー１０ｃを介することなく、直接第１の接地開閉器の開
極指令出力部９Ａに接続されている。 【００１９】（２）実施例の作用 前記のような構成を有する本実施例では、図３に示すよ
うに、ある相で１線地絡事故が発生すると、その相の送
電線２では、事故発生後Ｔ１時間で遮断器ＧＣＢが開極
し、電流を遮断する。その後一定のタイミングで、第１
の接地開閉器ＨＳＥＳ−Ａが投入され、アークホーン３
ａの逆フラッシオーバー３ｃを消弧する。投入された接
地開閉器ＨＳＥＳ−Ａには、一定の時間Ｔ２経過後に開
極指令が出される。この開極指令は、動作制御ユニット
１０にその入力部１０ａから入力され、第１の接地開閉
器の開極指令出力部９Ａから第１の接地開閉器ＨＳＥＳ
−Ａに出力されてその開極動作を開始させると同時に、
時限保持タイマー６に対して動作保持時間のカウント開
始の指令を与える。この状態で、特に他相で後追い地絡
が発生しなければ、第１の接地開閉器ＨＳＥＳ−Ａの開
極は成功し、誘導電流の遮断が行われ、引き続いて遮断
器ＧＣＢが投入されて送電線の再閉路がなされる。 【００２０】ところが、開極途中において第１の接地開
閉器ＨＳＥＳ−Ａの動作相以外の相で後追い地絡事故が
発生すると、その影響で零点ミス電流が発生し、前記の
ような開極動作では誘導電流の遮断は不可能になる恐れ
がある。そこで、本実施例では、他相の後追い地絡事故
を送電線事故検出保護リレーＲｙにて検出すると、その
他相の地絡事故検出指令が、既に動作している相の動作
制御ユニット１０に導かれる。この他相地絡事故検出指
令が、第１の接地開閉器ＨＳＥＳ−Ａの開極直後、すな
わち前記時限保持タイマー６の動作保持時間（一般には
５サイクル程度）内に入った場合、時限保持タイマー６
を介してこの他相地絡事故検出指令がアンド回路７に入
力される。 【００２１】そして、この他相地絡事故検出指令と、既
に動作制御ユニット１０に入力されている第１の接地開
閉器ＨＳＥＳ−Ａに対する開極指令とのアンド条件が成
立する場合のみ、第２の接地開閉器ＨＳＥＳ−Ｂに対す
る投入指令がその出力部８から出され、第２の接地開閉
器ＨＳＥＳ−Ａによって当該事故相の送電線２は再投入
される。この第２の接地開閉器に対する投入指令の復帰
は、時限後動作タイマー１０ｃに対するカウント開始指
令となり、この時限後動作タイマー１０ｃによるカウン
ト時間経過後に、第２の接地開閉器の開極指令出力部９
Ｂから、第２の接地開閉器ＨＳＥＳ−Ｂに開極指令が出
される。この時点では、既に他相の後追い地絡事故が他
相の遮断器及び接地開閉器の作用により解消され、例え
ば４サイクル程度継続する零点ミス電流も解消している
ので、再び開極動作を行う第２の接地開閉器では、その
パッファ室からの消弧ガス流により電流零点を利用して
事故相の誘導電流を遮断することができる。 【００２２】なお、一般には、第２の接地開閉器ＨＳＥ
Ｓ−Ｂの開極指令となる後追い事故相の保護リレーＲｙ
からの検出信号は、後追い事故相での遮断器の開路動作
に基づいて出力されるため、第２の接地開閉器を投入後
直ちに開極動作させても、その投入開極動作中に後追い
事故が解消される。そのため、制御ユニット１０に時限
後動作タイマー１０ｃを使用することなく、第２の接地
開閉器をその投入後直ちに開極動作が行われるように構
成しても良い。 【００２３】 【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、他
相での後追い地絡事故が発生し第１の接地開閉器によっ
て電流遮断が不可能な場合には、第２の接地開閉器を投
入し、一定の時間経過後に開極することにより、他相の
後追い地絡事故による静電、電磁誘導によって動作相に
誘導される電流零点を形成しない誘導電流を確実に遮断
することが可能となり、後追い地絡事故時においても高
速再閉路が可能な高速再閉路接地装置を提供することが
できる。
おいて、送電線路の碍子連アークホーン間に生じる逆フ
ラッシオーバー（逆閃絡）によって１線地絡事故が発生
した場合、その送電線路を高速で再閉路するために使用
される高速再閉路接地装置に関するもので、特に、前記
地絡事故が発生した相と同一回線の他相にて前記地絡事
故と時差を持って後追い地絡事故が発生する場合でも、
遮断器の再閉路による再送電を可能にする高速再閉路接
地装置に係る。 【０００２】 【従来の技術】送電線に雷が落ちると、送電線に吊られ
た碍子連のアークホーンに逆フラッシオーバーが発生す
る。送電線に生じる事故の大半は、この逆フラッシオー
バーを原因とする１線地絡事故である。地絡事故による
故障を解消するためには、故障区間を無電圧として、事
故原因である逆フラッシオーバーを消弧してしまえば良
い。具体的には、故障を起こした送電線の両端にある送
電線路用の遮断器に再閉路動作を行わせることが有効で
ある。再閉路動作とは、一旦開極して、故障区間を無電
圧とし、逆フラッシオーバーを消弧した後、再度投入す
ることである。この様な再閉路動作を行うことにより、
停電に至ることなく、再送電を行うことができる。再閉
路の代表的な方式としては単相再閉路方式がある。この
単相再閉路方式は、電力の変動が少なく、過渡安定度に
優れているため広く使われている。 【０００３】ところが、近年では電力需要の増大に伴っ
て、高電圧送電線として１１００ｋＶなどＵＨＶ系送電
線が用いられている。このＵＨＶ系送電線にて単相再閉
路を行う場合には、従来の５００ｋＶ系統の場合に比較
して、同一回線の他相や併架された他回線から受ける静
電電磁誘導が大きい。このような他相からの静電電磁誘
導が大きいと、碍子連アークホーンの逆フラッシオーバ
ーが発生した時、たとえ故障区間両端の遮断器を開極状
態にしたにせよ、逆フラッシオーバーを消弧することが
難しくなる。そこで、ＵＨＶ系のような高電圧送電線で
は、逆フラッシオーバーを消弧するために、高電圧送電
線の各相に接地開閉器が設置されている。すなわち、事
故発生箇所をその両端の遮断器によって送電線路から切
り離した後、この接地開閉器を遮断器の開閉動作と協調
して高速投入することにより、碍子連アークホーンに持
続する電磁誘導電流アークを消弧し、且つ即座に開極動
作を行って誘導電流を遮断して、遮断器の再閉路による
再送電を可能にしている。 【０００４】以下、この接地開閉器を採用した保護シス
テムを、図面を参照して具体的に説明する。図４はこの
システムの構成を示す説明図である。図において、１は
ブッシング、３はＵＨＶ系の鉄塔である。２は高電圧用
の送電線であり、上相、中相、下相の３線を有し、ブッ
シング１と鉄塔３又は鉄塔３同士の間に張り渡されてい
る。各鉄塔３にはアークホーン３ａを備えた碍子連３ｂ
が設けられ、この碍子連３ｂによって送電線２が鉄塔３
に吊り下げられている。送電線２の一定区間の両端に
は、遮断器ＧＣＢと接地開閉器ＨＳＥＳが設けられてい
る。なお、４は雷雲、５は雷である。このシステムにお
いて、３線の送電線２のある１線に雷雲４から雷５が落
ちると、その送電線２を吊り下げている碍子連３ｂのア
ークホーン３ａに逆フラッシオーバー３ｃが発生し、送
電線２からこの逆フラッシオーバー３ｃを介して鉄塔３
へ地絡事故電流が流れ、地絡事故が生じる。 【０００５】この逆フラッシオーバー３ｃにより１線地
絡事故が起きた場合の遮断器ＧＣＢ及び接地開閉器ＨＳ
ＥＳの動作順序を、図５の動作シーケンス図に沿って説
明する。すなわち、地絡事故発生前は、遮断器ＧＣＢは
投入状態、接地開閉器ＨＳＥＳは開極状態である。送電
線２に地絡事故が発生すると、送電線事故検出保護リレ
ー時間であるＴ１時間経過後、まず遮断器ＧＣＢが開極
動作を行う。しかし、事故送電線２には、他相からの静
電電磁誘導により誘導電流が流れ、それによってアーク
ホーン３ａ間には依然として逆フラッシオーバー３ｃが
持続している。そこで、遮断器ＧＣＢが開極した状態
で、接地開閉器ＨＳＥＳを強制的に高速で投入動作を行
い、アークホーン３ａ部分で接地されている誘導電流を
接地開閉器ＨＳＥＳ側に導くことにより、アークホーン
３ａの逆フラッシオーバーを消弧する。接地開閉器は、
θ時間投入状態を続けて逆フラッシオーバーを消弧した
後、開極状態に戻って誘導電流を遮断し、最後に遮断器
が投入動作を行い送電を再開する。 【０００６】続いて、図６を参照して、地絡事故電流及
び接地開閉器ＨＳＥＳに流れる電流について説明する。
前記の通り、送電線２は上相、中相、下相を有してお
り、各相には所定の負荷電流が流れているが、前記の地
絡事故が送電線２の中相にて発生したと仮定する。送電
線２の中相において、図中Ｔ０１が地絡事故発生時、Ｔ
０２が遮断器ＧＣＢの開極動作開始時で、送電線２の中
相にＴ０１〜Ｔ０２間だけ事故電流が流れている。とこ
ろが、送電線２の中相は他の健全相である上相及び下相
や、併架された他の回線から静電電磁誘導を受けるた
め、遮断器が開極した状態では、そのアークホーンには
誘導電流に起因する逆フラッシオーバーが依然として生
じているため、逆フラッシオーバーの消弧のために接地
開閉器を投入する。すると、接地開閉器には、図６に示
すように、その投入時点Ｔ０３以降、最初は直流成分の
含まれた地絡事故電流と電磁誘導電流とが重畳され電流
零点よりも変移した電流が流れ、その後地絡事故電流が
接地されるにつれて電磁誘導電流成分が多くなり、電流
零点を通る交流電流が流れることになる。そこで、接地
開閉器によって、この誘導電流を遮断する場合には、電
流零点になるタイミングを捕らえて開極動作を行う。 【０００７】しかし、このような電磁誘導電流は、図７
に示すように、２０００Ａにも達するものであり、その
電流遮断時には、図８に示すように、電気回路の過渡現
象分と故障送電線が他線から受ける静電誘導電圧が重畳
した過渡回復電圧とが印加される。このような比較的大
きな電流と、比較的大きな上昇率及び高い波高値の過渡
回復電圧条件の遮断は、単にＳＦ6 ガス中で棒状の接触
子を開閉するだけの並切り形の接地開閉器では遮断する
ことができず、遮断器と同様にパッファ形の消弧室を有
する接地開閉器が必要となる。 【０００８】図９は、前記のような接地開閉器として従
来から知られている装置の具体的構成を示すものであ
る。この接地開閉器は、絶縁ガスを充填した接地タンク
１９内に収納されており、タンク１９の中心部に送電線
側に接続された導体１１が設けられ、その一部に固定電
極１２が設けられている。タンク１９における固定電極
１２に対向した部分には、可動電極１３が固定電極１２
に向かって接離可能に支持されている。この固定電極１
２は、その基部において、図示しない操作装置に連結さ
れいる。可動電極１３の先端側には、可動電極１３と同
心円状に消弧ガス案内用のノズル１４が設けられてい
る。このノズル１４は、可動電極１３の外周に同心円状
に配置されたパッファシリンダ１８の先端に固定されて
いる。このパッファシリンダ１８の基部が可動電極１３
の操作装置に連結され、可動電極１３と共に固定電極側
に向かって往復動する。可動電極１３とパッファシリン
ダ１８との間の空間がパッファ室１６になっており、そ
の先端側は前記ノズル１４の連通している。パッファ室
１６の基端側（ノズル１４と反対側）には、固定された
パッファピストン１７が設けられている。このパッファ
ピストン１７は、可動電極１３及びパッファシリンダ１
８の対してスライド自在に組み込まれている。 【０００９】このような構成を有する従来の接地開閉器
を、図９のような開極状態とする場合には、図示しない
操作装置を駆動して、可動電極１３及びパッファシリン
ダ１８をタンク１９側（図中下方）に移動させ、固定電
極１２と可動電極１３とを開離させる。すると、移動す
るパッファシリンダ１８と固定されているパッファピス
トン１７との間のパッファ室１６の容積が縮小し、パッ
ファ室１６内部の絶縁ガスが消弧ガス２１となってノズ
ル１４から吹き出され、固定電極１２と可動電極１３と
の間のアークを消弧する。この場合の可動電極１３のス
トローク２０とパッファ室１６内のパッファ圧力ΔＰと
の関係を示すと、図１０の通りである。すなわち、可動
電極１３の開極ストロークのほぼ１／２の行程において
パッファ圧力は最大値に達し、開極完了に伴い圧力は低
下している。 【００１０】 【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のよう
な接地開閉器による電流遮断時において、送電線の隣接
する他の相、例えば図６の上相で時間Ｔ０４において、
直流電流成分が多い後追い故障が発生すると、中相の送
電線には、上相の事故電流による電磁誘導で生じた直流
電流成分の多い誘導電流が流れ、図６のＡ部分に示すよ
うに、中相の接地開閉器には電流零点を形成しない零ミ
ス電流が流れることになる。この零ミス電流を遮断する
ことは、通常の交流電流の零点遮断に比較すると格段に
困難であり、従来の接地開閉器の能力を超えたものであ
る。その結果、後追い故障の発生タイミングがちょうど
中相の接地開閉器の開極タイミングと重なり、合せて後
追い故障電流分に直流電流分が多く含まれている場合に
は、再閉路が実現されず、高電圧の電力送電に対し由々
しい問題が発生することになる。 【００１１】この点を、図９の接地開閉器の動作に従っ
て具体的に述べると、次の通りである。まず、図９の装
置では、可動側接触子１３が開極動作を止めるまでの
間、パッファシリンダ１８内の絶縁性消弧ガスを固定側
と可動側の両接触子１２，１３間に発生しているアーク
に吹き付けることにより、アークの消弧と電流遮断及び
電流後の耐極間電圧責務を処理している。ところが、前
記接地開閉器に求められる開極時の過渡回復電圧性能を
考えると、図８の波形に示すように商用周波の１／２の
サイクルで過渡回復電圧ピークを得るため、開極スピー
ドは遮断器並の速度が必要となり、前記図１０の開極開
始からストロークエンドに達するまでの時間ｔが短く、
ΔＰが一定値以上にある実質のガス流れ吹き付け時間は
２サイクル程度が限界である。 【００１２】一方、接地開閉器開極動作直後で、まだ接
地開閉器が電流遮断を完了する前に前述のように隣接相
で後追い故障が発生すると、図６のＡ部に示すような電
流零点を形成しない誘導電流（約数千Ａ）が４サイクル
程度流れる条件が発生する。この場合、交流電流の消弧
メカニズム上、電流零点を形成しないアークの消弧が難
しいことから、このタイミングで後追い故障誘導電流を
受けた接地開閉器はストローク終端まで開極動作を終了
しても極間にアークを形成し続けることになる。そし
て、その後、電流零点が復帰したアーク電流となって
も、２サイクル程度であるパッファ室からのガス流の吹
き付け時間はすでに経過しているため、消弧不能状態の
ままとなる。 【００１３】本発明は以上のような従来技術の有する問
題点を解消するために提案されたもので、その目的とす
るところは、１線地絡事故発生後に他相で後追い地絡事
故が発生しそれが前記事故発生相の接地装置の開極途中
であっても、前記事故発生相における誘導電流の遮断を
確実に行うことができ、その後の遮断器の高速再閉路を
可能とした高速再閉路接地装置を提供することにある。 【００１４】 【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、遮断器を結ぶ高電圧送電線の各相に設置
されており、前記送電線に設けられた碍子連のアークホ
ーンにおける逆フラッシオーバーによる１線地絡事故に
対して、前記送電線の両端にある遮断器を開極した状態
で高速で投入動作を行い、前記逆フラッシオーバーの消
弧後に開極動作を行う接地開閉器を備えた高速再閉路接
地装置において、前記接地開閉器を第１の接地開閉器と
し、この第１の接地開閉器に対して並列に接続された第
２の接地開閉器を各相に設け、各相の送電線には、前記
地絡事故が発生した相と同一回線の他相にて前記地絡事
故と時差を持って後追い地絡事故が発生したことを検知
する送電線事故検出保護リレーを接続し、前記第１の開
閉器に開極指令が出力された以降開極動作を行っている
最中に、前記送電線事故検出保護リレーが前記後追い地
絡事故を検出した際に、第２の開閉器に対して投入動作
を行うように即座に投入指令を発し、続けて他相におけ
る地絡事故がこの他相の遮断器の開極により除去された
後に開極動作を行うように開極指令を発する制御ユニッ
トを設けたことを特徴とする。 【００１５】 【作用】以上のような構成を有する本発明においては、
地絡事故発生相の第１の接地開閉器に開極指令を出した
時点から一定の時差内に、静電電磁誘導の影響が大きい
同一回線の他相にて後追い地絡事故が発生した場合、そ
の後追い故障発生相の地絡故障検出保護リレーが地絡検
出信号を発する。この検出信号を基に、前記第１の開閉
器に開極指令が出力された以降開極動作を行っている最
中に、前記送電線事故検出保護リレーが前記後追い地絡
事故を検出した際に、第２の開閉器に対して投入動作を
行うように即座に投入指令を発し、第２の接地開閉器を
投入をさせる。その後、他相の後追い故障が解消され、
零点ミス電流が消滅したタイミングを見図らって第２の
接地開閉器に対して開極指令を発し、この第２の接地開
閉器によって地絡事故発生相の誘導電流をその電流零点
にて遮断する。 【００１６】 【実施例】以下、本発明による高速再閉路接地装置の一
実施例を図１から図３を参照して具体的に説明する。な
お、図４に示した従来技術と同一の部分に関しては同一
符号を付し、説明は省略する。 【００１７】（１）実施例の構成 図１は本実施例を含むシステムの構成図である。この図
１に示すように、同一回線を構成する各相の送電線２の
両端には、従来技術と同様に遮断器ＧＣＢが設けられ、
この遮断器ＧＣＢに近接して、互いに並列に接続された
第１と第２の接地開閉器ＨＳＥＳ−Ａ，Ｂが設けられて
いる。各相の接地開閉器ＨＳＥＳ−Ａ，Ｂは、それぞれ
その動作制御ユニット１０に接続され、このユニット１
０からの投入指令及び開極指令に基づいて開閉し、アー
クホーン３ａに生じる逆フラッシオーバー３ｃの消弧及
び誘導電流の遮断を行う。この接地開閉器の動作制御ユ
ニット１０は、各相の地絡事故検出用の送電線事故検出
保護リレーＲｙに接続されている。この保護リレーＲｙ
は、それが設けられた相の地絡事故を検出し、その検出
信号を前記動作制御ユニット１０に送出するものであ
る。この地絡事故の検出手段としては、従来公知の検出
手段を適宜使用できるが、本実施例では、各相の遮断器
ＧＣＢに近接して変流器ＣＴを設け、この変流器ＣＴに
よって送電線２の電流を監視することにより地絡事故を
検出する。 【００１８】動作制御ユニット１０の構成は、図２に拡
大して示す通りである。この動作制御ユニット１０は、
地絡事故発生相の接地開閉器ＨＳＥＳの開極指令の入力
部１０ａと、同一回線の他相の保護リレーＲｙから入力
された後追い地絡事故検出信号の検出部１０ｂとを備え
ている。この後追い地絡事故検出信号の検出部１０ｂ
は、一例としてその動作保持時間を１〜５サイクルの間
で設定変更が可能な時限保持タイマー６に接続され、こ
の時限保持タイマー６と前記開極指令の入力部１０ａと
がアンド回路７に接続されている。アンド回路７は、第
２の接地開閉器への投入指令出力部８と第１及び第２の
接地開閉器に対する開極指令出力部９Ａ，９Ｂを有して
おり、このうち第２の接地開閉器の開極指令出力部９Ｂ
は、一例としてその時限後動作時間を１サイクルから１
秒の間で設定変更が可能な時限後動作タイマー１０ｃを
介して、動作制御ユニット１０外部の第２の接地開閉器
ＨＳＥＳ−Ｂに接続されている。また、前記開極指令の
入力部１０ａは、前記アンド回路７や時限後動作タイマ
ー１０ｃを介することなく、直接第１の接地開閉器の開
極指令出力部９Ａに接続されている。 【００１９】（２）実施例の作用 前記のような構成を有する本実施例では、図３に示すよ
うに、ある相で１線地絡事故が発生すると、その相の送
電線２では、事故発生後Ｔ１時間で遮断器ＧＣＢが開極
し、電流を遮断する。その後一定のタイミングで、第１
の接地開閉器ＨＳＥＳ−Ａが投入され、アークホーン３
ａの逆フラッシオーバー３ｃを消弧する。投入された接
地開閉器ＨＳＥＳ−Ａには、一定の時間Ｔ２経過後に開
極指令が出される。この開極指令は、動作制御ユニット
１０にその入力部１０ａから入力され、第１の接地開閉
器の開極指令出力部９Ａから第１の接地開閉器ＨＳＥＳ
−Ａに出力されてその開極動作を開始させると同時に、
時限保持タイマー６に対して動作保持時間のカウント開
始の指令を与える。この状態で、特に他相で後追い地絡
が発生しなければ、第１の接地開閉器ＨＳＥＳ−Ａの開
極は成功し、誘導電流の遮断が行われ、引き続いて遮断
器ＧＣＢが投入されて送電線の再閉路がなされる。 【００２０】ところが、開極途中において第１の接地開
閉器ＨＳＥＳ−Ａの動作相以外の相で後追い地絡事故が
発生すると、その影響で零点ミス電流が発生し、前記の
ような開極動作では誘導電流の遮断は不可能になる恐れ
がある。そこで、本実施例では、他相の後追い地絡事故
を送電線事故検出保護リレーＲｙにて検出すると、その
他相の地絡事故検出指令が、既に動作している相の動作
制御ユニット１０に導かれる。この他相地絡事故検出指
令が、第１の接地開閉器ＨＳＥＳ−Ａの開極直後、すな
わち前記時限保持タイマー６の動作保持時間（一般には
５サイクル程度）内に入った場合、時限保持タイマー６
を介してこの他相地絡事故検出指令がアンド回路７に入
力される。 【００２１】そして、この他相地絡事故検出指令と、既
に動作制御ユニット１０に入力されている第１の接地開
閉器ＨＳＥＳ−Ａに対する開極指令とのアンド条件が成
立する場合のみ、第２の接地開閉器ＨＳＥＳ−Ｂに対す
る投入指令がその出力部８から出され、第２の接地開閉
器ＨＳＥＳ−Ａによって当該事故相の送電線２は再投入
される。この第２の接地開閉器に対する投入指令の復帰
は、時限後動作タイマー１０ｃに対するカウント開始指
令となり、この時限後動作タイマー１０ｃによるカウン
ト時間経過後に、第２の接地開閉器の開極指令出力部９
Ｂから、第２の接地開閉器ＨＳＥＳ−Ｂに開極指令が出
される。この時点では、既に他相の後追い地絡事故が他
相の遮断器及び接地開閉器の作用により解消され、例え
ば４サイクル程度継続する零点ミス電流も解消している
ので、再び開極動作を行う第２の接地開閉器では、その
パッファ室からの消弧ガス流により電流零点を利用して
事故相の誘導電流を遮断することができる。 【００２２】なお、一般には、第２の接地開閉器ＨＳＥ
Ｓ−Ｂの開極指令となる後追い事故相の保護リレーＲｙ
からの検出信号は、後追い事故相での遮断器の開路動作
に基づいて出力されるため、第２の接地開閉器を投入後
直ちに開極動作させても、その投入開極動作中に後追い
事故が解消される。そのため、制御ユニット１０に時限
後動作タイマー１０ｃを使用することなく、第２の接地
開閉器をその投入後直ちに開極動作が行われるように構
成しても良い。 【００２３】 【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、他
相での後追い地絡事故が発生し第１の接地開閉器によっ
て電流遮断が不可能な場合には、第２の接地開閉器を投
入し、一定の時間経過後に開極することにより、他相の
後追い地絡事故による静電、電磁誘導によって動作相に
誘導される電流零点を形成しない誘導電流を確実に遮断
することが可能となり、後追い地絡事故時においても高
速再閉路が可能な高速再閉路接地装置を提供することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高速再閉路接地装置の一実施例を示す
システム構成図。 【図２】図１に実施例における動作制御ユニット部を示
す回路図。 【図３】図１の実施例における動作シーケンス図。 【図４】従来の接地開閉器の一例を示すシステム構成
図。 【図５】従来の接地開閉器の動作シーケンス図。 【図６】接地開閉器と各相に流れる電流の変化を示す特
性図。 【図７】接地開閉器の動作相への他相からの静電誘導電
流及び電磁誘導電流の特性を示す波形図。 【図８】接地開閉器の開極時の過渡回復電圧波形図。 【図９】従来のパッファ形接地開閉器における電極部分
の開極状態を示す断面図。 【図１０】図９の接地開閉器におけるパッファ室圧力と
動作ストロークの関係を示すグラフ。 【符号の説明】 ＧＣＢ…遮断器 ＨＳＥＳ−Ａ…第１の接地開閉器 ＨＳＥＳ−Ｂ…第２の接地開閉器 ＣＴ…変流器 Ｒｙ…送電線事故検出保護リレー １…ブッシング ２…送電線 ３…鉄塔 ６…時限保持タイマー ７…アンド回路 ８…投入指令出力部 ９Ａ…第１の接地開閉器の開極指令出力部 ９Ｂ…第２の接地開閉器の開極指令出力部 １０…接地開閉器の動作制御ユニット １０ａ…開極指令入力部 １０ｂ…他相後追い地絡事故検出指令入力部 １０ｃ…時限後動作タイマー
システム構成図。 【図２】図１に実施例における動作制御ユニット部を示
す回路図。 【図３】図１の実施例における動作シーケンス図。 【図４】従来の接地開閉器の一例を示すシステム構成
図。 【図５】従来の接地開閉器の動作シーケンス図。 【図６】接地開閉器と各相に流れる電流の変化を示す特
性図。 【図７】接地開閉器の動作相への他相からの静電誘導電
流及び電磁誘導電流の特性を示す波形図。 【図８】接地開閉器の開極時の過渡回復電圧波形図。 【図９】従来のパッファ形接地開閉器における電極部分
の開極状態を示す断面図。 【図１０】図９の接地開閉器におけるパッファ室圧力と
動作ストロークの関係を示すグラフ。 【符号の説明】 ＧＣＢ…遮断器 ＨＳＥＳ−Ａ…第１の接地開閉器 ＨＳＥＳ−Ｂ…第２の接地開閉器 ＣＴ…変流器 Ｒｙ…送電線事故検出保護リレー １…ブッシング ２…送電線 ３…鉄塔 ６…時限保持タイマー ７…アンド回路 ８…投入指令出力部 ９Ａ…第１の接地開閉器の開極指令出力部 ９Ｂ…第２の接地開閉器の開極指令出力部 １０…接地開閉器の動作制御ユニット １０ａ…開極指令入力部 １０ｂ…他相後追い地絡事故検出指令入力部 １０ｃ…時限後動作タイマー
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 戸田 弘明
神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号
株式会社東芝 浜川崎工場内
(56)参考文献 特開 平５−199653（ＪＰ，Ａ)
特開 昭55−92530（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−139206（ＪＰ，Ａ)
実開 昭61−51632（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02B 13/02,13/075
H01H 33/70 - 33/99
H02H 1/00 - 3/07
H02H 7/22 - 7/30
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 遮断器を結ぶ高電圧送電線の各相に設置
されており、前記送電線に設けられた碍子連のアークホ
ーンにおける逆フラッシオーバーによる１線地絡事故に
対して、前記送電線の両端にある遮断器を開極した状態
で高速で投入動作を行い、前記逆フラッシオーバーの消
弧後に開極動作を行う接地開閉器を備えた高速再閉路接
地装置において、前記接地開閉器を第１の接地開閉器とし、 この第１の接
地開閉器に対して並列に接続された第２の接地開閉器を
各相に設け、各相 の送電線には、前記地絡事故が発生した相と同一回
線の他相にて前記地絡事故と時差を持って後追い地絡事
故が発生したことを検知する送電線事故検出保護リレー
を接続し、 前記第１の開閉器に開極指令が出力された以降開極動作
を行っている最中に、前記送電線事故検出保護リレーが
前記後追い地絡事故を検出した際に、第２の開閉器に対
して投入動作を行うように即座に投入指令を発し、続け
て他相における地絡事故がこの他相の遮断器の開極によ
り除去された後に開極動作を行うように開極指令を発す
る制御ユニットを設けたことを特徴とする高速再閉路接
地装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18377392A JP3372055B2 (ja) | 1992-07-10 | 1992-07-10 | 高速再閉路接地装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18377392A JP3372055B2 (ja) | 1992-07-10 | 1992-07-10 | 高速再閉路接地装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0628956A JPH0628956A (ja) | 1994-02-04 |
| JP3372055B2 true JP3372055B2 (ja) | 2003-01-27 |
Family
ID=16141701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18377392A Expired - Fee Related JP3372055B2 (ja) | 1992-07-10 | 1992-07-10 | 高速再閉路接地装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3372055B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101472495B (zh) | 2006-07-03 | 2011-01-12 | 奥托立夫开发公司 | 座椅安全带用带扣紧扣检测装置以及座椅安全带用带扣 |
| JP5606108B2 (ja) * | 2010-03-17 | 2014-10-15 | 株式会社東芝 | 送電線保護継電装置 |
-
1992
- 1992-07-10 JP JP18377392A patent/JP3372055B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0628956A (ja) | 1994-02-04 |
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