JP6928202B2

JP6928202B2 - Ｏｃｒテスター

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Inventors: 芳律浜田
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Description

本発明は、受変電設備の定期点検作業に用いるＯＣＲテスターに関する。

受変電設備の主回路に接続された過電流継電器（ＯＣＲ：ＯｖｅｒｃｕｒｒｅｎｔＲｅｌａｙ）は、電気事業法に基づき、自家用電気施設に対し事業者が作成した保安規程により定める保安点検の１つとして、１年に１回動作特性試験を実施するよう求められている。この試験は、遮断器の連動特性試験を併せて行うことが一般的である（例えば、特許文献１参照。）。これらの試験は、過電流継電器の動作特性試験と遮断器の連動特性試験とを併せて実施可能なテスターを用いて行われる。本明細書においては、このテスターを「ＯＣＲテスター」という。

以下、図８を用いて、従来知られているＯＣＲテスターの構成及びこれを用いた過電流継電器及び遮断器の試験方法について説明する。図８は、受変電設備の主回路に備えられている過電流継電器及び遮断器に、従来知られているＯＣＲテスターを接続した状態を示す図である。

図８に示すように、受変電設備の主回路を構成する受配電線１００には、変流器１０１と、変流器１０１に接続された過電流継電器１０２と、変流器１０１と過電流継電器１０２とを接続する回路に設けられたテスト端子１０３と、が備えられている。また、受配電線１００には、遮断器１０４と、遮断器１０４の遮断動作を検出して検出信号を出力する遮断検出部１０５と、が備えられている。過電流継電器１０２の出力端子には、遮断器１０４に備えられた図示しない電磁プランジャーの駆動コイル（以下、このコイルを「トリップコイル」という。）１０６が接続されている。

従来例に係るＯＣＲテスター２００は、ＡＣ１００Ｖ電源により駆動されるもので、単巻変圧器であるスライダック２０１と、出力電流の保護と調整を容易にするための限流抵抗器２０２と、遮断検出部１０５の出力信号を取り込み、過電流継電器１０２及び遮断器１０４の動作時間を計測するカウンター２０３と、を備えて構成されている。なお、受変電設備の保安点検は、作業の安全を確保するため、停電作業とすることが原則である。このため、従来例に係るＯＣＲテスター２００を用いて動作特性試験を実施するためには、図８に示すように、ＯＣＲテスター２００にＡＣ１００Ｖ電源を供給する発電機３００が必要となる。

従来例に係るＯＣＲテスター２００は、スライダック２０１に備えられた図示しない調整つまみや、限流抵抗器２０２に備えられた図示しない選択つまみを操作することにより、ＡＣ１００Ｖ電源から保安規程で定められた試験電流を生成し、電流出力端子から出力する。電流出力端子から出力された試験電流は、変流器１０１と切り分けられたテスト端子１０３を介して過電流継電器１０２の入力端子に印加される。

これにより、過電流継電器１０２にセットされた時限で過電流継電器１０２が作動し、試験電流が瞬時にトリップコイル１０６に転流して、遮断器１０４が動作する。遮断検出部１０５は、遮断器１０４の遮断動作を検出し、検出信号をＯＣＲテスター２００に出力する。ＯＣＲテスター２００は、遮断検出部１０５の検出信号を受けて過電流継電器１０２への試験電流の出力を遮断すると共に、試験電流の出力時から遮断時までの経過時間、即ち、過電流継電器１０２及び遮断器１０４の動作時間をカウンター２０３で計測する。そして、過電流継電器１０２及び遮断器１０４の動作電流及び動作時間が過電流継電器メーカー及び遮断器メーカーが指定する範囲内にあるときには、過電流継電器１０２及び遮断器１０４は正常であると判定する。

なお、遮断検出部１０５としては、遮断器１０４に備えられ、遮断器１０４の主接点に連動して動作する補助接点の動作を機械的に検出するものや、遮断器１０４の近傍に付設され、遮断器１０４が動作したときの動作音を検出する音感センサー等を用いることができる。

特開平１１−１１８８６２号公報

ところで、過電流継電器１０２に印加する試験電流の電流値は、過電流継電器１０２に設定される瞬時整定値及び限時整定値を考慮した場合、最低でも４０Ａが必要となる。また、遮断器１０４を確実に動作させるためには、通常、トリップコイル１０６に３Ａ以上の電流を流すことが要求されているが、トリップコイル１０６の巻き線インピーダンスを考慮すると、最低でも４０Ｖ以上の交流電圧を必要とするため、ＯＣＲテスター２００の供給電力は、最低でも１６００ＶＡは必要となる。

従って、従来例に係るＯＣＲテスター２００は、内蔵されるスライダック２０１及び限流抵抗器２０２が必然的に大型化し、全体が大重量のものとなる。また、従来例に係るＯＣＲテスター２００を用いて、過電流継電器１０２の動作特性試験及び遮断器１０４の連動特性試験を実施するためには、上記のように１６００ＶＡ以上の電力を出力可能な大型の発電機３００が必要となるので、試験を実施するための機材の運搬が更に大掛かりなものとなる。そのため、従来例に係るＯＣＲテスター２００を用いた場合には、試験を実施する作業員の肉体的負担が大きく、作業効率を上げることも困難である。

このような問題点を解決するものとして、本願の出願人は先に、バッテリーで駆動する小型軽量のＯＣＲテスターを発明し、特許出願した（特願２０１８−１４６２８９）。本願の出願人が先に発明したＯＣＲテスターは、受変電設備の主回路に接続された過電流継電器の動作特性試験と、前記過電流継電器の動作に連動して作動する遮断器の連動特性試験と、を行うＯＣＲテスターにおいて、前記過電流継電器に試験電流を供給する試験電流源と、前記遮断器を動作させる直流電流源と、前記試験電流源からの前記試験電流の供給を受けて前記過電流継電器が動作した瞬間を検出する動作検出回路と、前記動作検出回路の出力信号に応じて、前記過電流継電器に供給する電流源を、前記試験電流源から前記直流電流源に瞬時に切り替える電流切替回路と、を備えたことを特徴とするものである。

このように、本願の出願人が先に発明したＯＣＲテスターは、動作検出回路を用いて過電流継電器が動作した瞬間を検出し、電流切替回路により過電流継電器に供給する電流源を試験電流源から直流電流源に瞬時に切り替えるものであるので、動作検出回路は過電流継電器が動作した瞬間を試験電流値の大小に関わらず安定かつ確実に検出できる必要がある。また、ＯＣＲテスターの使用を容易なものにするため、試験電流値の大小に応じた動作検出回路の動作検出条件の設定は、自動的に行われることが望ましい。本願の出願人が先に発明したＯＣＲテスターは、このような点において更なる改善の余地があった。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、使用が容易で動作安定性に優れた小型軽量のＯＣＲテスターを提供することにある。

前記課題を解決するため、本発明の一態様は、受変電設備の主回路に接続された過電流継電器の動作特性試験と、前記過電流継電器の動作に連動して作動する遮断器の連動特性試験と、を行うＯＣＲテスターにおいて、前記過電流継電器に試験電流を供給する試験電流源と、前記遮断器を動作させる直流電流源と、前記試験電流源からの前記試験電流の供給を受けて前記過電流継電器が動作した瞬間を検出する動作検出回路と、前記動作検出回路の出力信号に応じて、前記過電流継電器に供給する電流源を、前記試験電流源から前記直流電流源に瞬時に切り替える電流切替回路と、を備え、前記動作検出回路は、プラス端子及びマイナス端子に入力される各入力信号の大小関係が反転したときに電流切替信号を出力する比較器と、前記比較器に入力される前記各入力信号間に前記試験電流源から出力される前記試験電流の電流値に応じた直流バイアス電圧を付与するバイアス調整回路と、を有し、前記比較器のプラス端子には、前記試験電流源から出力される交流電圧を脈流化することにより得られる脈流電圧を入力し、前記比較器のマイナス端子には、前記過電流継電器への出力電流を検出する変流器で検出した電流値を電圧変換及び脈流化することにより得られる脈流電圧を入力することを特徴とする。前記バイアス調整回路は、前記試験電流源に対して行われる前記電流値の調整操作に連動して、前記直流バイアス電圧が自動的に所定の値に調整されるようにすることもできる。

本発明によれば、比較器に入力される各入力信号間に試験電流値に応じた直流バイアス電圧が付与されるので、試験電流値の大小に関係なく過電流継電器が動作したときの各入力信号の位相ずれ等に起因する動作検出回路の誤動作が回避され、ＯＣＲテスターの動作安定性が高められる。上述した以外の課題、構成及び効果については、以下に記載する実施形態の説明により明らかにされる。

第１実施形態に係るＯＣＲテスターの使用状態を示す図である。本発明のＯＣＲテスターに備えられるデジタルオーディオアンプの機能ブロック図である。実施形態に係る動作検出回路の機能ブロック図である。試験電流値に応じた直流バイアス電圧の調整方式を示すグラフ図である。過電流継電器動作時における比較器のマイナス端子及びプラス端子に印加される脈流の変化を示す図である。従来知られている電流引き外し方式の過電流継電器の機能構成図である。第２実施形態に係るＯＣＲテスターの使用状態を示す図である。従来例に係るＯＣＲテスターの使用状態を示す図である。

以下、本発明に係るＯＣＲテスターの構成を、実施形態毎に図を用いて説明する。

［第１実施形態］
図１に示すように、第１実施形態に係るＯＣＲテスター１Ａは、電源としてバッテリー２を備えており、図８に示した従来技術とは異なり、発電機を必要としない構成になっている、バッテリー２としては、小型、軽量かつ大容量が要求されることから、リチウムポリマーバッテリー又はリチウムフェライトバッテリー等が好適に用いられるが、これに限定されるものではない。また、バッテリー２は、単体で用いることもできるし、複数個のバッテリーが直列又は並列に接続された電池パックを用いることもできる。バッテリー容量は、理論的には３０Ｖ３０００ｍＡｈ程度であれば良いが、実用的には３０Ｖ６０００ｍＡｈ以上であることが望ましい。さらに、バッテリー２は、ＯＣＲテスター１Ａの筐体内に内蔵することもできるし、ＯＣＲテスター１Ａに外付けすることもできる。

図１において、３は過電流継電器１０２の試験電流を発生する試験電流源、４は遮断器１０４の動作電流を発生する直流電流源、５は過電流継電器１０２が動作した瞬間を検出する動作検出回路、６は作業者によりオン操作又はオフ操作されるリレー、７は過電流継電器１０２への出力電流を検出する変流器、８は動作検出回路５の検出信号に応じて、過電流継電器１０２に供給される電流を、試験電流源３から直流電流源４に瞬時に切り替える半導体リレー、９は変流器７から出力される電流信号を演算して電流計１０に表示する演算回路、１１は過電流継電器１０２の起動及び停止等に関する制御並びに過電流継電器１０２及び遮断器１０４の動作時間の計測を行う制御回路、１２は過電流継電器１０２及び遮断器１０４の動作時間を表示するカウンター回路を示している。なお、本明細書において「瞬時」とは、１〜数μＳ（マイクロ秒）程度の時間をいう。

試験電流源３は、図１に示すように、発振回路２１と、可変抵抗器２２を介して発振回路２１に接続されたデジタルオーディオアンプ２３と、デジタルオーディオアンプ２３の出力を保護すると共に、デジタルオーディオアンプ２３の出力電流の制御性を上げるための限流抵抗器２４と、から構成されている。

発振回路２１は、ＯＣＲテスター１Ａから出力される交流の周波数を、過電流継電器１０２が保護する受変電設備の電気仕様に合わせるためのものであって、関東地区以北では５０Ｈｚの正弦波を出力するものが用いられ、関西地区以西では６０Ｈｚの正弦波を出力するものが用いられる。なお、発振回路２１は、日本全国で同一のＯＣＲテスター１Ａを使用できるようにするため、出力周波数を切替可能に構成されたものを用いることもできる。発振回路２１は、正弦波電圧を発生させる基準発振回路であり、回路方式については、特に限定されない。

可変抵抗器２２は、ＯＣＲテスター１Ａの出力電流を設定するもので、発振回路２１の出力を電圧調整してデジタルオーディオアンプ２３に供給する。可変抵抗器２２は、作業者によって操作される。

デジタルオーディオアンプ２３は、図２に示すように、Ａ／Ｄ変換回路３１と、ドライバー回路３２と、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を備えたパワーアンプ回路（ＦＥＴＰＡ回路）３３と、波形整形用のＬＣフィルター回路３４と、から構成されている。ＦＥＴＰＡ回路３３は、最低４０Ａの交流電流を出力するため、高速スイッチング特性と、６０Ａ以上のドレン電流容量とを持つＦＥＴを出力素子として備えている。このように、デジタルオーディオアンプ２３は、ＦＥＴを出力素子として備えているので、バッテリー２の容量を有効活用することができる。即ち、デジタルオーディオアンプ２３は、過電流継電器１０２を動作させるためにのみ利用するものであり、過電流継電器１０２を含めた回路インピーダンスから見て、その出力電圧はほとんど限流抵抗器２４に依存する。従って、デジタルオーディオアンプ２３の出力電圧は、限流抵抗器２４の抵抗値の選択にもよるが、１５Ｖ程度あれば良く、バッテリー２の容量を有効活用することができる。

限流抵抗器２４は、過電流継電器１０２が接続されている回路の合成インピーダンスが０．１Ω〜０．２Ωと短絡状態に近いことから、デジタルオーディオアンプ２３の出力保護と出力電流の制御性を良くするために、整定電流範囲毎の限流を目的として挿入される。一般的には、試験電流値を０〜５Ａ、０〜１０Ａ、０〜２５Ａ、０〜５０Ａの４段階に切り替えるため、４個の抵抗器をロータリースイッチ等により切り替えている。

直流電流源４は、図１に示すように、遮断器１０４に内蔵されたトリップコイル１０６を励磁するためのもので、ＤＣ／ＤＣコンバーター４１と、ＤＣ／ＤＣコンバーター４１により生成された直流電圧を蓄電するコンデンサー４２と、コンデンサー４０２を放電させる時間だけＤＣ／ＤＣコンバーター４１を切り離すリレー回路４３と、から構成されている。コンデンサー４２には、遮断器１０４を動作させるに必要な４０Ｖ以上の直流電圧が蓄電される。リレー回路４３は、過電流継電器１０２が動作したタイミングで、動作検出回路５の出力信号により導通状態から遮断状態に切り換えられる。

動作検出回路５は、過電流継電器１０２が動作したときの試験電流源３から出力される交流電圧の上昇と変流器７で検出する試験電流値の減少を検出するものであり、図３に示すように、変流器７で検出した電流値を電圧変換し、増幅回路５１で所定電圧まで増幅した後、第１の整流回路５２で脈流化している。また、第１の整流回路５２で脈流化された脈流電圧にバイアス調整回路５８で調整されたプラスの直流バイアス電圧を付与し、比較器５３のマイナス（−）端子に入力している。一方、試験電流源３から出力される交流電圧を第２の整流回路５４で脈流化し、フォトカップラー５５を介して比較器５３のプラス（＋）端子に入力している。フォトカップラー５５を備えることにより、その入出力回路が絶縁されるので、第１の整流回路５２で脈流化された脈流と第２の整流回路５４で脈流化された脈流との混触が避けられる。

比較器５３は、マイナス端子に入力される脈流電圧とプラス端子に入力される脈流電圧の大小関係が反転したときに電流切替信号を出力するもので、過電流継電器１０２の動作以前においては、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、マイナス端子に入力される脈流電圧Ａのピーク値Ｖ_Ａとプラス端子に入力される脈流電圧Ｂのピーク値Ｖ_Ｂとがほぼ同程度となるように調整されている。また、マイナス端子に入力される脈流電圧Ａには、バイアス調整回路５８によって調整された直流バイアス電圧Ｖ_ｂｉａｓが加えられている。直流バイアス電圧Ｖ_ｂｉａｓは、図４（ａ）と図４（ｂ）の比較から明らかなように、マイナス端子に入力される脈流電圧Ａのピーク値Ｖ_Ａが高いほど、即ち、試験電流源３の出力電流値が高いほど大きくなるように調整される。なお、図４（ａ）及び図４（ｂ）においては、理解を容易にするため、脈流電圧Ａのピーク値Ｖ_Ａ、脈流電圧Ｂのピーク値Ｖ_Ｂ及び直流バイアス電圧Ｖ_ｂｉａｓの関係を実際よりも極端に表示している。

バイアス調整回路５８は、図３に示すように、直流バイアス電圧を調整するための可変抵抗器５８ａと、整流回路５２の出力インピーダンスへの影響を除くための１つの固定抵抗器５８ｂと、から構成されており、可変抵抗器５８ａは、試験電流源３に備えられた可変抵抗器２２の操作に連動して抵抗値が調整されるようになっている。即ち、可変抵抗器５８ａと可変抵抗器２２とは、１つの図示しない操作軸上に同軸に配置されており、試験電流源３から出力される試験電流の電流値（試験電流値）を高くする方向に可変抵抗器２２を操作すると、自動的に第１の整流回路５２で脈流化された脈流に付与されるプラスの直流バイアス電圧が増加する方向に可変抵抗器５８ａが操作されるように構成されている。これにより、マイナス端子に入力される脈流電圧Ａには、試験電流値に応じた大きさの直流バイアス電圧Ｖ_ｂｉａｓが付与される。直流バイアス電圧Ｖ_ｂｉａｓは、脈流電圧Ａ，Ｂの位相ずれや脈流電圧Ａ，Ｂに重畳するノイズ、それに動作検出回路５の感度等を考慮し、動作検出回路５に誤動作を生じさせず、かつ良好な感度を維持できる適度の値に設定される。具体的な直流バイアス電圧Ｖ_ｂｉａｓの値は、実験やシミュレーションにより求められる。

なお、バイアス調整回路５８は、必ずしも試験電流源３に備えられた可変抵抗器２２の操作に連動させる必要はなく、作業員が手動にて直流バイアス電圧を調整する構成とすることもできる。

以下、実施形態に係る動作検出回路５の動作について説明する。

過電流継電器１０２が動作する以前においては、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、比較器５３のマイナス端子に入力される脈流電圧Ａのピーク値Ｖ_Ａと比較器５３のプラス端子に入力される脈流電圧Ｂのピーク値Ｖ_Ｂとがほぼ同程度となるように調整されている。また、比較器５３のマイナス端子に入力される脈流電圧Ａには、バイアス調整回路５８によって調整された直流バイアス電圧Ｖ_ｂｉａｓが加えられている。過電流継電器１０２が動作する以前においては、比較器５３のマイナス端子に入力される脈流電圧Ａの位相と比較器５３のプラス端子に入力される脈流電圧Ｂの位相とが同相であり、かつ比較器５３のマイナス端子に入力される脈流電圧Ａにはバイアス調整回路５８によって調整された直流バイアス電圧Ｖ_ｂｉａｓが加えられているために、比較器５３のマイナス端子に入力される脈流電圧Ａの方が比較器５３のプラス端子に入力される脈流電圧Ｂよりも常に高くなる。従って、比較器５３の出力端子には電流切替信号が出力されない。

これに対して、過電流継電器１０２が動作した瞬間（ＯＣＲ動作点）においては、試験電流が瞬時に過電流継電器１０２からトリップコイル１０６に転流するため、図５に示すように、比較器５３のマイナス端子に入力される脈流電圧Ａがトリップコイル１０６に流れる電流値に相当するレベルまで低下する。一方、比較器５３のプラス端子に入力される脈動電圧Ｂは、試験電流が過電流継電器１０２からトリップコイル１０６に転流し、限流抵抗器２４による電圧降下が減少するために上昇する。即ち、トリップコイル１０６のインピーダンスは、過電流継電器１０２のインピーダンスよりも大きな値であるため、過電流継電器１０２が動作した瞬間においては、試験電流が減流し、試験電流源３の出力電圧は上昇することになる。そして、比較器５３のプラス端子に入力される脈動電圧Ｂが比較器５３のマイナス端子に入力される脈流電圧Ａを超えた時点（比較器出力点）で比較器５３から電流切替信号が出力され、半導体リレー８が動作して過電流継電器１０２に供給される電流源が試験電流源３から直流電流源４に切り替えられる。

なお、図５においては、理解を容易にするため、比較器出力点以降についても脈流電圧Ａ、Ｂを図示しているが、比較器５３から電流切替信号が出力され、半導体リレー８が動作した後は、過電流継電器１０２に供給される電流源が試験電流源３から直流電流源４に切り替えられるため、消失する。

本例の動作検出回路５Ａでは、電流切替信号を安定的に短時間持続させるため、比較器５３から出力される電流切替信号を信号一時保持回路５７に入力し、半導体リレー８の制御信号として出力している。第１の整流回路５２としては、増幅回路５１の出力電圧が低いため、ＩＣ演算素子等による絶対値回路を利用する。これに対して、第２の整流回路５４としては、ダイオードブリッジからなるものを利用できる。また、信号一時保持回路５７としては、単安定マルチバイブレーターを利用できる。

図１に戻って、リレー６は、常開型のリレーであり、作業者が制御回路１１に付設された計測開始スイッチ１１ａを操作することによって導通状態に切り換えられる。これにより、ＯＣＲテスター１Ａの電流出力端子１ａから過電流継電器１０２への試験電流の出力が開始される。なお、リレー６を省略し、作業者により計測開始スイッチ１１ａが操作されたときに、制御回路１１により半導体リレー８を制御して、ＯＣＲテスター１Ａの電流出力端子１ａから過電流継電器１０２への試験電流の出力を開始する構成とすることもできる。

半導体リレー８は、過電流継電器１０２が動作した瞬間に、過電流継電器１０２に供給される電流を試験電流源３から直流電流源４に瞬時に切り替える電流切替回路であり、ＦＥＴを利用したＩＣリレーをもって構成されている。半導体リレー８は、過電流継電器１０２が動作した瞬間に、過電流継電器１０２に供給される電流を試験電流源３から直流電流源４に瞬時に切り替えられるものであれば良く、図１に示す回路構成に限定されるものではない。

演算回路９は、変流器７の出力電圧を増幅及び演算して、過電流継電器１０２に出力される電流の電流値を計測し、その計測値を電流計１０に表示させる。

制御回路１１は、計測開始スイッチ１１ａを備えており、出力のオンオフ制御、出力時間（計測開始スイッチ１１ａの操作時から遮断器１０４が動作するまでの時間）の計測等を制御する機能を備えている。カウンター回路１２は、出力時間をカウントして表示部に表示する。これにより、過電流継電器１０２及び遮断器１０４の動作時間が検出される。

上記のように、本例の動作検出回路５Ａは、ＯＣＲ動作点において減少する脈流電圧Ａを比較器５３のマイナス端子に入力し、ＯＣＲ動作点において増加する脈流電圧Ｂを比較器５３のプラス端子に入力したので、ＯＣＲ動作点における脈流電圧Ｂの増加分に相当する大きな直流バイアス電圧Ｖ_ｂｉａｓを脈流電圧Ａに付与できる。このため、本例の動作検出回路５Ａは、本願の出願人が先に出願したＯＣＲテスターに比べて、脈流電圧Ａ、Ｂ間に生じるより大きな位相ずれや脈流電圧Ａ、Ｂに重畳するより大きなノイズを許容でき、動作安定性に優れる。

以下、第１実施形態に係るＯＣＲテスター１Ａを用いた動作特性試験の試験方法について説明する。なお、以下においては、受変電設備の受配電線１００に、電流引き外し方式の過電流継電器１０２が備えられている場合を例にとって説明する。

電流引き外し方式の過電流継電器１０２は、図６に示すように、変流器１０１等から流入する負荷電流を流すオフ接点１１１を内蔵した主回路１１２と、主回路１１２の電流を検出する変流器１１３の出力電流値と内蔵する動作設定回路の設定電流値とを比較して、変流器１１３の出力電流値は動作設定回路の設定電流値を超えていると判断した場合に所定の制御信号を出力する制御回路１１４と、から構成されている。そして、制御回路１１４は、変流器１１３の出力電流値は動作設定回路の設定電流値を超えていると判断した場合、設定電流値により定められた時限をもって主回路１１２に内蔵されたオフ接点１１１を作動し、過電流継電器１０２に流入した電流を遮断器１０４に内蔵されたトリップコイル１０６に流し込む。これにより遮断器１０４を遮断させる。

動作特性試験の実施に際しては、図１に示すように、ＯＣＲテスター１Ａの電流出力端子１ａをテスト端子１０３に接続すると共に、制御回路１１に遮断検出部１０５の出力端子を接続する。

次に、作業員が制御回路１１に備えられた計測開始スイッチ１１ａを操作し、可変抵抗器２２を調整して、ＯＣＲテスター１Ａの電流出力端子１ａからテスト端子１０３を介して過電流継電器１０２の入力端子に、過電流継電器１０２の駆動に必要な電流値、例えば瞬時特性試験であれば瞬時整定電流値（最低２０Ａ）の２倍である４０Ａを設定し出力する。これにより、過電流継電器１０２にセットされた時限で過電流継電器１０２が作動する。

動作検出回路５は、変流器７の出力信号と試験電流源３の出力電圧とから過電流継電器１０２が動作した瞬間を検出して電流切替信号を生成し、半導体リレー８に電流切替信号を送信する。これにより、電流出力端子１ａから過電流継電器１０２に供給される電流源が、試験電流源３から直流電流源４に瞬時（１〜数μＳ程度）に切り替えられ、コンデンサー４２に蓄電された直流電流がトリップコイル１０６に流れ込んで、遮断器１０４が遮断側に切り替わる。このときの遮断器１０４の動作は、遮断検出部１０５によって検知され、遮断検出部１０５は、検知信号を制御回路１１に出力する。

カウンター回路１２は、試験電流の出力時から遮断時までの経過時間、即ち、過電流継電器１０２及び遮断器１０４の動作時間を計測する。そして、過電流継電器１０２の動作電流及び動作時間が過電流継電器メーカー及び遮断器メーカーが指定する範囲内にあるとき、制御回路１１は過電流継電器１０２及び遮断器１０４は正常であると判定する。

第１実施形態に係るＯＣＲテスター１Ａは、バッテリー２を電源とするので、全体を小型かつ軽量に作製できる。また、第１実施形態に係るＯＣＲテスター１Ａは、試験電流源３に発振回路２１及びデジタルオーディオアンプ２３を備えたので、バッテリー２の出力電流から過電流継電器１０２の動作に必要な最低４０Ａの交流の試験電流を効率よく生成できる。さらに、第１実施形態に係るＯＣＲテスター１Ａは、過電流継電器１０２の動作後にコンデンサー４２に蓄電された直流電圧をトリップコイル１０６に出力するので、遮断器１０４を動作させることができる、この直流電流は、トリップコイル１０６を起動する瞬間的な時間だけ継続すればよいので、直流電源容量としては僅かであり、コンデンサー４２に蓄積させた電荷で対応できる。

この点についてより詳細に説明すると、過電流継電器１０２を動作させる試験電流源３の電圧は、負荷インピーダンスが０．１Ω〜０．２Ωと非常に小さいことから、限流抵抗器２４を加えても１５Ｖ以上あれば良い。従って、電力容量としては、理論的に４０Ａ×１５Ｖで６００Ｗ以上あれば良いことになる。一方、遮断器１０４の動作電圧は、トリップコイル１０６への流入電流が３Ａ以上と規程されている場合が多いことから、交流電圧で４０Ｖ以上の電圧が必要とされる。このため、過電流継電器１０２を動作させる試験電流源３では、そのまま遮断器１０４へ転流しても、遮断器１０４は動作できないか、動作が不安定となる。

第１実施形態のＯＣＲテスター１Ａは、バッテリー２の出力から過電流継電器１０２の動作電流と遮断器１０４の動作電流とをそれぞれ生成し、過電流継電器１０２が動作した瞬間に半導体リレー８で過電流継電器１０２に供給される電流源を試験電流源３から直流電流源４に瞬時に切り替えるので、遮断器１０４を安定して動作させることができる。

［第２実施形態］
以下、第２実施形態に係るＯＣＲテスター１Ｂの構成を、図７に基づいて説明する。第２実施形態に係るＯＣＲテスター１Ｂは、図７に示すように、第１実施形態に係るＯＣＲテスター１Ａに、過電流継電器１０２及び遮断器１０４の試験モードを、過電流継電器１０２の動作特性試験及び遮断器１０４の連動特性試験の双方について行う第１モード又は過電流継電器１０２の動作特性試験のみを行い、遮断器１０４の連動特性試験については行わない第２モードに切り替えるモード切替スイッチ８ａ、８ｂを追加したことを特徴とするものである。

モード切替スイッチ８ａは、ＯＣＲテスター１Ｂの使用者が手動により切り替える。使用者がモード切替スイッチ８ａを閉状態に切り替えた場合には、過電流継電器１０２が動作した瞬間に直流電流源４に貯えられた電流が遮断器１０４に供給されるので、第１モードで試験を行うことができる。これに対して、使用者がモード切替スイッチ８ａを開状態に切り替えた場合には、過電流継電器１０２が動作したのちも直流電流源４に貯えられた電流が遮断器１０４に供給されないので、第２モードで試験を行うことができる。この場合、モード切替スイッチ８ｂを動作検出回路５側に切り替えることにより、動作信号が動作検出回路５から直接制御回路に入力されるので、過電流継電器１０２の動作時間計測が可能になる。その他については、第１実施形態に係るＯＣＲテスター１Ａと同じであるので、対応する部分に同一の符号を付して説明を省略する。

第２実施形態に係るＯＣＲテスター１Ｂは、このように構成されているので、過電流継電器１０２の動作特性試験と遮断器１０４の連動特性試験とを切り分けて実施することが可能となり、受電状態での過電流継電器１０２の動作特性試験の実施が可能となる。また、過電流継電器１０２の動作特性試験を単独で行うことができるので、遮断器１０４の動作に伴う騒音問題も解消できる。

なお、本発明の範囲は、上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々に変更、追加又は削除を加えて実施することができる。

例えば、上記の実施形態では、バッテリー２を電源として用いたが、バッテリーに代えて発電機を電源として用いることもできる。この場合には、試験電流源３にスライダックが備えられる。上記のように、実施形態のＯＣＲテスター１Ａ、１Ｂは、試験電流源３と直流電流源４とを別構成にしたので、従来技術に比べて小型のスライダックを備えれば良く、小型の発電機を用いて過電流継電器１０２の動作特性試験及び遮断器１０４の連動特性試験を実施することができる。よって、過電流継電器１０２の動作特性試験及び遮断器１０４の連動特性試験を容易に行うことができる。

また、限流抵抗器２４の切替タップを追加し、出力電流値を小さく（ｍＡ単位）可変すると共に、この電流との位相と出力電圧を可変できる小容量の電圧源を付加することにより、地絡方向継電器（ＤＧＲ）用のテスターとしても利用可能となる。

１Ａ、１Ｂ…ＯＣＲテスター、１ａ…電流出力端子、２…バッテリー、３…試験電流源、４…直流電流源、５、５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ…動作検出回路、６…リレー、７…変流器、８…半導体リレー（電流切替回路）、８ａ、８ｂ…モード切替スイッチ、９…演算回路、１０…電流計、１１…制御回路、１１ａ…計測開始スイッチ、１２…カウンター回路、２１…発振回路、２２…可変抵抗器、２３…デジタルオーディオアンプ、２４…限流抵抗器、３１…Ａ／Ｄ変換回路、３２…ドライバー回路、３３…ＦＥＴＰＡ回路、３４…ＬＣフィルター回路、４１…ＤＣ／ＤＣコンバーター、４２…コンデンサー、４３…リレー回路、５１…増幅回路、５２…整流回路、５３…比較器、５４…整流回路、５５…フォトカップラー、５６…位相補償回路、５７…信号一時保持回路、５８…バイアス調整回路、５８ａ…可変抵抗器、５８ｂ…固定抵抗器、１００…受配電線、１０１…変流器、１０２…過電流継電器、１０３…テスト端子、１０４…遮断器、１０５…遮断検出部、１０６…トリップコイル、１１１…オフ接点、１１２…主回路、１１３…変流器、１１４…制御回路。

Claims

受変電設備の主回路に接続された過電流継電器の動作特性試験と、前記過電流継電器の動作に連動して作動する遮断器の連動特性試験と、を行うＯＣＲテスターにおいて、
前記過電流継電器に試験電流を供給する試験電流源と、前記遮断器を動作させる直流電流源と、前記試験電流源からの前記試験電流の供給を受けて前記過電流継電器が動作した瞬間を検出する動作検出回路と、前記動作検出回路の出力信号に応じて、前記過電流継電器に供給する電流源を、前記試験電流源から前記直流電流源に瞬時に切り替える電流切替回路と、を備え、
前記動作検出回路は、プラス端子及びマイナス端子に入力される各入力信号の大小関係が反転したときに電流切替信号を出力する比較器と、前記比較器に入力される前記各入力信号間に前記試験電流源から出力される前記試験電流の電流値に応じた直流バイアス電圧を付与するバイアス調整回路と、を有し、
前記比較器のプラス端子には、前記試験電流源から出力される交流電圧を脈流化することにより得られる脈流電圧を入力し、前記比較器のマイナス端子には、前記過電流継電器への出力電流を検出する変流器で検出した電流値を電圧変換及び脈流化することにより得られる脈流電圧を入力することを特徴とするＯＣＲテスター。
前記バイアス調整回路は、前記試験電流源に対して行われる前記電流値の調整操作に連動して、前記直流バイアス電圧が自動的に所定の値に調整されることを特徴とする請求項１に記載のＯＣＲテスター。