JPH0620346B2 - ガス絶縁開閉装置の事故区間標定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、変電所等の電気所に設置されるガス絶縁開閉
装置に関するものである。

［従来の技術］ ガス絶縁開閉装置はＳＦ６ガス等の絶縁ガスを封入した
密閉容器内に遮断器や断路器等の機器を収納して構成し
た開閉装置エレメントを電気所の構成に応じて複数台設
置し、エレメント相互間を絶縁スペーサを介して接続し
た構造を有する。このようにガス絶縁開閉装置において
は各エレメントの機器が密閉容器内に収納されているた
め、ガス絶縁開閉装置内で事故が生じた場合に事故を目
視により発見することはできない。

そこでガス絶縁開閉装置の事故区間標定装置として、ガ
ス絶縁開閉装置を複数の区間に分けて該複数の間を区分
する絶縁スペーサに磁界センサを取付け、該磁界センサ
の出力から事故電流を検出して事故区間の標定を行うよ
うにした標定装置が提案された。この標定装置は、ガス
絶縁開閉装置の複数の区間の間を区分する各絶縁スペー
サに取付けられた磁界センサと、各磁界センサの出力を
基準レベルと比較して磁界センサの各相の出力及び３相
の和の出力が基準レベル以上ある時に事故電流検出信号
を出力するレベル比較回路と、事故電流検出信号から事
故が生じた区間を標定して事故区間標定信号を出力する
事故区間標定回路とを備えており、この装置ではガス絶
縁開閉装置に設けられている母線保護継電装置から事故
の検出信号を得て該事故検出信号を標定条件の１つとし
て用いている。

［発明が解決しようとする問題点］ 一般に上位の変電所では母線保護継電装置が設けられて
いるため、上記のような標定装置で支障なく事故区間の
標定を行うことができる。

しかしながら、上位の変電所の保護機能に依存している
下位の配電用変電所等においては、変電所内に母線保護
装置を持たないため、ガス絶縁開閉装置内で事故が生じ
たことを示す信号を得ることができない。この様な電気
所において、磁界センサの検出信号のみにより事故区間
の標定を行うと、変電所の外部で事故が生じたことによ
り磁界センサが所定レベル以上の検出信号を出力した場
合や、負荷電流に不平衡が生じたり、変圧器の励磁突入
電流が流れたりして磁界センサが所定レベル以上の検出
信号を出力した場合に標定装置が誤動作をするという不
都合があった。

本発明の目的は、母線保護継電装置を持たないガス絶縁
開閉装置において、前述の磁界センサ方式の事故区間標
定装置を用いて事故区間の標定を確実に行い得るように
することにある。

［問題点を解決するための手段］ そのため本発明においては、ガス絶縁開閉装置の電源側
回路の各入口に設けられた変流器の出力と負荷側回路の
各出口に設けられた変流器の出力とを入力として電源側
回路の入口側の電流と出口側の電流との差が所定レベル
以上になった時に短絡事故検出信号を出力し電源側回路
の入口側電流と出口側電流との差の３相和が所定のレベ
ル以上になった時に地絡事故検出信号を出力する事故検
出回路を設け、該事故検出回路の出力を事故区間標定回
路に入力する。そして事故区間標定回路は、各磁界セン
サの出力を基準レベルと比較するレベル比較回路から得
られる事故電流検出信号と上記短絡事故検出信号及び地
絡事故検出信号とを入力とし、事故電流検出信号と短絡
事故検出信号及び地絡事故検出信号とを標定条件として
事故区間標定信号を出力するようにした。

［発明の作用］ 上記の装置において、定常運転が行われている状態で
は、ガス絶縁開閉装置の電源側回路に流入する電流と負
荷側回路から流出する電流との差が平衡しているため、
事故検出回路は短絡事故検出信号及び地絡事故検出信号
を出力しない。またガス絶縁開閉装置の外部で事故が生
じた場合にも、電源側回路に流入する電流と負荷側回路
から流出する電流とが平衡しているため、短絡事故検出
信号及び地絡事故検出信号は出力されない。従ってこれ
らの状態で、変圧器の励磁突入電流等を磁界センサが事
故電流として誤検出して事故区間を標定しても、事故区
間標定信号は出力されない。

これに対し、ガス絶縁開閉装置の内部で短絡事故が生じ
ると、電源側回路に流入する電流と負荷側回路から流出
する電流との平衡が崩れて、両電流の差が所定レベル以
上になるため短絡事故検出信号が発生する。この時事故
区間標定回路はレベル比較回路から入力される事故電流
検出信号と事故検出回路から得られる短絡事故検出信号
とに基いて事故区間を標定し、事故区間標定信号を出力
する。またガス絶縁開閉装置の内部で地絡事故が生じた
場合には、電源側回路を流れる零相電流と負荷側回路を
流れる零相電流との平衡が崩れて電源側回路の入口側電
流と出口側電流との差の３相和が所定のレベル以上にな
るため、地絡事故検出信号が出力される。この時事故区
間標定回路はレベル比較回路から入力される事故電流検
出信号と事故検出回路から得られる地絡事故検出信号と
に基いて事故区間を標定し、事故区間標定信号を出力す
る。

上記のように、ガス絶縁開閉装置内の事故を検出する事
故検出回路を設けて該検出回路の検出信号と磁界センサ
の検出信号との双方を標定条件として用いると、ガス絶
縁開閉装置内の事故が検出された時にのみ事故区間標定
信号が出力されるため誤動作を防ぐことができ、事故区
間の標定を適確に行わせることができる。

［実施例］ 以下添附図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図ないし第４図は本発明の実施例を示したもので、
第１図はガス絶縁開閉装置の電気的構成を示す単線結線
図、第２図は絶縁スペーサに磁界センサを取付けた状態
を説明する説明図、第３図は事故区間標定装置の全体的
構成を示すブロック図、第４図は事故検出回路の構成を
示すブロック図である。

第１図に示したガス絶縁開閉装置は２回線受電３変圧器
バンク構成の配電用変電所を構成するもので、同図にお
いて鎖線で囲まれた各ブロックはそれぞれＳＦ６ガスを
封入した気密容器内に所定の機器を収納して構成したエ
レメントである。各エレメントは独立のガス区分を構成
するもので、隣接するエレメント間は絶縁スペーサを介
して接続されている。

第１図に示されたガス絶縁開閉装置は、ケーブルヘッド
ＣＨ１、接地開閉器ＥＳ１、避雷器ＬＡ及び断路器ＤＳ
１を備えた受電エレメントＥ11及びＥ12と、遮断器Ｃ
Ｂ、及び接地開閉器ＥＳ２，ＥＳ３を備えた遮断器エレ
メントＥ21及びＥ22と、断路器ＤＳ２を備えた遮断器エ
レメントＥ31及びＥ32と、母線導体Ｃ１及び断路器ＤＳ
３を備えた母線断路器エレメントＥ41ないしＥ43と、遮
断器ＣＢ２及び接地開閉器ＥＳ４，ＥＳ５を備えた遮断
器エレメントＥ51ないしＥ53と、ケーブルヘッドＣＨ２
を備えたケーブルヘッドエレメントＥ61ないしＥ63と、
遮断器ＤＳ４を備えた断路器エレメントＥ71及びＥ72
と、接続導体Ｃ１を備えたガス変成器接続エレメントＥ
８と、ガス変成器ＧＰＴからなる変成器エレメントＥ９
とからなる。

このガス絶縁開閉装置においては、エレメントＥ11，Ｅ
21及びエレメントＥ12，Ｅ22によりそれぞれ第１及び第
２の電源側回路Ｐ１及びＰ２が構成され、エレメントＥ
31，Ｅ41，Ｅ71，Ｅ８，Ｅ42，Ｅ72，Ｅ32及びＥ43によ
り電源側回路Ｐ１，Ｐ２側を伸びる母線部分ＢＵＳが構
成されている。またエレメントＥ51，Ｅ61により第１の
負荷側回路Ｑ１が構成され、エレメントＥ52，Ｅ62及び
Ｅ53，Ｅ63によりそれぞれ第２及び第３の負荷側回路Ｑ
２及びＱ３が構成されている。１Ｌ及び２Ｌはそれぞれ
上位の変電所につながる第１及び第２の回線で、これら
の回線はそれぞれ第１及び第２の電源側回路Ｐ１及びＰ
２と母線部分の一部を成すエレメントＥ31及びＥ32とを
介して該母線部分に接続されている。また第１ないし第
３の負荷側回路Ｑ１ないしＱ３はそれぞれエレメントＥ
41ないしＥ43を介して母線部分に接続され、負荷側回路
Ｑ１ないしＱ３のケーブルヘッドエレメントＥ61ないし
Ｅ63がそれぞれケーブルを介して第１ないし第３の変圧
器Ｔr1ないしＴr3に接続されている。そして本実施例に
おいては、エレメントＥ11及びＥ12の入口側に第１及び
第２の電源側回路に流入する電流を検出する変流器ＣＴ
１及びＣＴ２が設けられ、エレメントＥ61ないしＥ63の
出口側に第１ないし第３の負荷側回路の回路から流出す
る電流を検出する変流器ＣＴ３ないしＣＴ５が設けられ
ている。

本実施例においては、上記ガス絶縁開閉装置を図示のよ
うに第１ないし第３の区間ＩないしIIIに区分し、これ
らの内のいずれの区間で事故が生じたかを標定するもの
とする。そのため、区間Ｉ及びIIの間を区分する絶縁ス
ペーサＳ１及びＳ２にそれぞれ磁界センサＡ及びＢを取
付ける。第２図は磁界センサＡの取付け状態の一例を示
したもので、この例ではエレメントＥ71の容器１とエレ
メントＥ８の容器２との間をガス区分する絶縁スペーサ
Ｓ１の外面に貼りつけられている。磁界センサＡは絶縁
スペーサＳ１に支持された導体３を流れる電流により生
じる磁界を検出して該電流の大きさに相応した検出信号
を出力する。他方の磁界センサＢも同様な構造で絶縁ス
ペーサＳ２の外面に取付けられ、この磁界センサＢは絶
縁スペーサＳ２に支持された導体を流れる電流の大きさ
に相応した検出信号を出力する。尚図面には磁界センサ
Ａが１個のみ示されているが、実際には絶縁スペーサに
支持された３組の導体にそれぞれ近付けて３個の磁界セ
ンサを配置し、該３個の磁界センサにより３組の電流を
それぞれ検出する。

尚磁界センサとしては、ホール素子、ホールＩＣ、マグ
ネトダイオード、光磁気センサ等任意のものを用いるこ
とができる。

第３図は各相の磁界センサＡ及びＢの出力信号を入力と
して事故区間を標定する標定装置の構成を示したもの
で、ＵないしＷ相の磁界センサＡの出力は、レベル位相
調整回路４auないし４awを通して短絡検知用レベル比較
回路５ａに入力され該比較回路により基準レベルと比較
される。レベル位相調整回路４auないし４awは３相の磁
界センサＡの出力レベルと位相とを調整して、定常状態
でレベル比較回路５ａに入力される信号ＶauないしＶaw
のレベルと位相とを平衡させるために設けられている。
短絡検知用レベル比較回路５ａは短絡事故が生じていず
れかの相の信号Ｖau〜Ｖawが基準レベルを超えた時に事
故電流検出信号Ｖsaを出力する。レベル位相調整回路４
auないし４awの出力はまた３相一括して地絡検知用レベ
ル比較回路６ａに入力されて該比較回路により基準レベ
ルと比較される。地絡検知用レベル比較回路６ａは零相
電流が流れて３相の磁界センサＡの出力の合成値が所定
のレベル以上になった時に事故電流検出信号Ｖgaを出力
する。

同様に、Ｕ相ないしＷ相の磁界センサＢの出力がレベル
位相調整回路４buないし４bwを通して短絡検知用レベル
比較回路５ｂに入力され該比較回路により基準レベルと
比較される。短絡検知用レベル比較回路５ｂは短絡事故
が生じていずれかの相の信号Ｖbu〜Ｖbwが基準レベルを
超えた時に事故電流検出信号Ｖsbを出力する。レベル位
相調整回路４buないし４bwの出力はまた３相一括して地
絡検知用レベル比較回路６ｂに入力されて該比較回路に
より基準レベルと比較される。地絡検知用レベル比較回
路６ｂは零相電流が流れて３相の磁界センサＢの出力の
合成値が所定のレベル以上になった時に事故電流検出信
号Ｖgbを出力する。

上記事故電流検出信号Ｖsa，Ｖga，Ｖsb及びＶgbは事故
検出回路７から得られる短絡事故検出信号Ｖts及び地絡
事故検出信号Ｖtgとともに事故区間標定回路８に入力さ
れている。

事故検出回路７は、第４図に示したように、電源側回路
Ｐ１及びＰ２に流入する電流を検出する変流器ＣＴ１及
びＣＴ２の出力と負荷側回路Ｑ１ないしＱ３から流出す
る電流を検出する変流器ＣＴ３ないしＣＴ５の出力とを
それぞれ比率位相調整回路７０を通して過電流継電器Ｏ
Ｃに加えるＵ相ないしＷ相の短絡事故検出回路７１ｕな
いし７２ｗと、過電流継電器ＯＣから流出した３組の電
流検出信号を一括して地絡過電流継電器ＯＣＧに入力し
てなる地絡事故検出回路７２と、事故検出信号出力回路
７３とからなる。３相の短絡事故検出回路７１ｕないし
７１ｗの過電流継電器ＯＣは、電源側回路Ｐ１及びＰ２
に流入する電流の検出信号と負荷側回路Ｑ１ないしＱ３
から流出する電流の検出信号との差を差動電流として検
出し、該差動電流が所定のレベルを超えた時に短絡検出
信号Ｖ1uないしＶ1wを出力する。比率位相調整回路７０
は、定常時に過電流継電器ＯＣが短絡事故検出動作をし
ないように（差動電流をほぼ零にするように）、変流器
ＣＴ１ないしＣＴ５の出力のレベルを調整するものであ
る。

地絡事故検出回路７２の地絡過電流継電器ＯＣＧは、変
流器ＣＴ１ないしＣＴ３の検出信号の３相和（残留差動
電流）を所定のレベルと比較して、該残留差動電流が所
定のレベル以上になった時に出力回路７３を通して地絡
事故検出信号Ｖtgを出力する。

事故検出信号出力回路７３は３組の短絡事故検出回路７
１ｕないし７１ｗからそれぞれ得られる短絡検出信号Ｖ
1uないしＶ1wを入力とするオア回路ＯＲを備え、短絡検
出信号Ｖ1uないしＶ1wのいずれかが検出された時に短絡
事故検出信号Ｖtsを出力する。

事故区間標定回路８は、磁界センサＡ及びＢの出力の状
態から事故区間を標定し、事故検出回路７が事故を検出
している時には標定結果を示す事故区間標定信号を出力
する。例えば第１図において第１の回線１Ｌからのみ受
電している状態を考えると、区間Ｉで事故が生じた時に
は事故検出回路７から短絡事故検出信号または地絡事故
検出信号が発生するのみで、磁界センサＡ及びＢはいず
れも事故電流を検出しない。また区間IIで事故が生じた
場合には、事故検出回路７から短絡事故検出信号または
地絡事故検出信号が得られ、磁界センサＡから事故電流
検出信号が得られるが、磁界センサＢからは事故電流検
出信号が得られない。区間IIIで事故が生じた場合に
は、事故検出回路７が短絡事故検出信号または地絡事故
検出信号を出力すると同時い、磁界センサＡ及びＢの双
方が事故電流を検出する。このように、磁界センサＡ及
びＢの出力の状態は事故が生じている区間によって異な
るため、これらの出力の状態すら事故区間を標定するこ
とができる。第１の回線１Ｌからのみ受電している状態
で短絡事故が生じた場合の事故区間標定の論理を表１に
示す。表１において「０」は事故検出回路が事故を検出
していないこと及び各磁界センサが事故電流を検出して
いないことを意味し、「１」は事故検出回路が事故を検
出していること及び各磁界センサが事故電流を検出して
いることを意味している。

次に、第１及び第２の回線１Ｌ及び２Ｌの双方から受電
している場合の事故区間の標定論理を表２に示す。

ここで「Ａ」及び「Ｂ」はそれぞれ磁界センサＡ及びＢ
を意味し、「Ａの極性」及び「Ｂの極性」はそれぞれ磁
界センサＡ及びＢの出力の極性を意味している。このよ
うに磁界センサの出力の極性をも判定条件に入れること
により、２回線並行受電の場合の事故区間の標定をも行
うことができる。

上記の実施例において、過電流継電器ＯＣ及び地絡過電
流継電器ＯＣＧは、もっぱらガス絶縁開閉装置内の事故
の検出のみに用いられており、保護機能を有しない。保
護機能は上位の変電所に依存しており、ガス絶縁開閉装
置内で事故が生じた場合には、上記変電所の遮断器を開
くことにより保護が図られる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、ガス絶縁開閉装置内の
事故を検出する事故検出回路を設けて、磁界センサと検
出出力と該事故検出回路の検出出力との双方を標定条件
として事故区間を標定を行うようにしたので、変電所の
外部で事故が生じたことにより磁界センサが所定レベル
以上の検出信号を出力した場合や、負荷電流に不平衡が
生じたり、変圧器の励磁突入電流が流れたりして磁界セ
ンサが所定レベル以上の検出信号を出力した場合に標定
装置が誤動作をするのを防ぐことができ、事故区間の標
定を常に適確に行わせることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の実施例を示したもので、
第１図はガス絶縁開閉装置の電気的構成を示す単線結線
図、第２図は絶縁スペーサに磁界センサを取付けた状態
を説明する説明図、第３図は事故区間標定装置の全体的
構成を示すブロック図、第４図は事故検出回路の構成を
示すブロック図である。 Ｅ11〜Ｅ31，Ｅ12〜Ｅ32，Ｅ41〜Ｅ43，Ｅ51〜Ｅ53，Ｅ
61〜Ｅ63，Ｅ71，Ｅ72，Ｅ８，Ｅ９……ガス絶縁開閉装
置を構成するエレメント、Ｉ〜III……事故を標定する
区間、Ｓ１，Ｓ２……事故を標定する区間の間に設けら
れた絶縁スペーサ、Ａ，Ｂ……磁界センサ、４au〜４a
w，４bu〜４bw……レベル位相調整回路、５ａ，５ｂ…
…短絡検知用レベル比較回路、６ａ，６ｂ……地絡検知
用レベル比較回路、７……事故検出回路、ＣＴ１〜ＣＴ
５……変流器、ＯＣ……過電流継電器、ＯＣＧ……地絡
過電流継電器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】母線保護継電装置を持たないガス絶縁開放
   装置の複数の区間の間を区分する各絶縁スペーサに取付
   けられた磁界センサと、 前記各磁界センサの出力を基準レベルと比較して磁界セ
   ンサの出力が基準レベル以上ある時に事故電流検出信号
   を出力するレベル比較回路と、 前記事故電流検出信号から事故が生じた区間を標定して
   事故区間標定信号を出力する事故区間標定回路とを備え
   たガス絶縁開閉装置の事故区間標定装置において、 前記ガス絶縁開放装置の電源側回路の各入口に設けられ
   た変流器の出力と負荷側回路の各出口に設けられた変流
   器の出力とを入力として各相の電源側回路の入口側の電
   流と出口側の電流との差が所定レベル以上になった時に
   短絡事故検出信号を出力し、電源側回路の入力側電流と
   出口側電流との差の３相和が所定のレベル以上になった
   時に地絡事故検出信号を出力する事故検出回路が設けら
   れて該事故検出回路の出力が前記事故区間標定回路に入
   力され、 前記事故区間標定回路は前記事故電流検出信号と前記短
   絡事故検出信号及び地絡事故検出信号とを標定条件とし
   て事故区間標定信号を出力するように構成されているこ
   とを特徴とするガス絶縁開閉装置の事故区間標定装置。