地絡発生バンク特定方法および地絡発生バンク特定装置
【課題】 多重接地式低圧交流配電線路においては複数のバンクに対して多重接地のままで地絡発生バンクを特定することのできる地絡発生バンク特定方法と特定装置。
【解決手段】 複数のバンクＢ１〜Ｂ５を備えた多重接地式低圧交流配電線路１において、いずれかの低圧交流配電線路で地絡が発生したとき、共同接地線５の隣接バンク間にある並列接続箇所１２ａ〜１２ｄに流れる地絡電流Ｉａ〜Ｉｄを変流器ＣＴで検出し、各電流の位相を基準時間信号ＣＰに基づいて測定して、並列接続箇所１２ａ〜１２ｄに流れる地絡電流の方向を判別することで地絡発生バンクを特定する。
【解決手段】 複数のバンクＢ１〜Ｂ５を備えた多重接地式低圧交流配電線路１において、いずれかの低圧交流配電線路で地絡が発生したとき、共同接地線５の隣接バンク間にある並列接続箇所１２ａ〜１２ｄに流れる地絡電流Ｉａ〜Ｉｄを変流器ＣＴで検出し、各電流の位相を基準時間信号ＣＰに基づいて測定して、並列接続箇所１２ａ〜１２ｄに流れる地絡電流の方向を判別することで地絡発生バンクを特定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低圧需要家に電力供給する複数のバンク（柱上変圧器）のＢ種接地線を共同接地線で並列に連系した多重接地式低圧交流配電線路などの配電系統における地絡発生バンク特定方法および特定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のバンクそれぞれの変圧器Ｂ種接地線が単独接地されている場合、バンクの低圧交流配電線路から電力供給される住宅や工場、事務所等の低圧需要家のいずれかで地絡が発生すると、地絡発生の低圧需要家に電力供給するバンクのＢ種接地線にのみ地絡電流が流れる。複数あるバンクで低圧需要家に地絡が発生した場所のバンクの特定は、別の地絡発生の無いバンクには地絡電流が流れないので、地絡発生のバンクのみについて行い、漏電遮断器がある低圧需要家ではその動作確認で行い、また、漏電遮断器がない低圧需要家については引込線で地絡電流の大きさを測定し、地絡電流の有無で地絡が発生した低圧需要家を特定する。さらに、地絡発生が特定できた低圧需要家の低圧交流配電線路で地絡電流の大きさを測定し、地絡発生場所を特定することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１０１３５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
バンクの変圧器二次側の中性線または１端子に施設するＢ種接地工事は、バンク個々について行う単独接地の他、複数の各バンクのＢ種接地線を並列に接続して多重化する多重接地がある。Ｂ種接地工事が行われる土地の状況によっては、単独接地では接地抵抗を規定の値に保つことが経済的に難しくなる場合がある。このような場合には、複数バンクのＢ種接地線を共同接地線で並列に連結して合成接地抵抗値を低くし、これを規定値に保つことが行われている。
【０００４】
複数のバンクを多重接地した多重接地式（架空共同地線式）の低圧交流配電線路においては、任意の１つのバンクから電力供給される低圧需要家に地絡が発生して地絡電流が流れた場合、地絡発生バンクのＢ種接地線だけでなく共同接地線を通して連系される他の全てのバンクのＢ種接地線にもその接地抵抗値に応じた地絡電流が流れる。このため、地絡が発生した低圧需要家を電力供給するバンクの特定ができず、Ｂ種接地を共同接地している全てのバンクから電力供給される全ての低圧需要家の引込線や負荷回線で地絡電流を測定する必要があり、特定範囲が広がり過ぎて地絡発生バンクの特定とその作業が困難であった。
【０００５】
また、複数の各バンクのＢ種接地を切り離して単独接地に戻すことで、地絡発生のバンクを特定することができる。この場合、複数のバンクでのＢ種接地の切離しの手間と、元の多重接地に戻す手間を要するのみならず、地絡発生が間欠的に行われる間欠地絡では、Ｂ種接地切離し後、次の地絡発生までＢ種接地抵抗値が規定値未満となる状態を招く不具合があり、信頼性に欠ける。
【０００６】
本発明の目的は、地絡発生バンクの特定を作業工数少なく簡易に行うことのできる地絡発生バンク特定方法および特定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明方法は、複数のバンクの低圧交流配電線路を並列に接続した配電系統におけるいずれかの地絡発生低圧交流配電線路に対応するバンクを特定する方法であって、複数の低圧交流配電線路間の負荷電流が流れていない並列接続箇所それぞれで地絡電流を検出し、検出されたそれぞれの地絡電流の位相を共通の基準時間信号に基づいて測定して、隣接する並列接続箇所での地絡電流の位相が同相または逆相かの判定に基づいて地絡発生低圧交流配電線路に対応するバンクを特定することを特徴とする。
【０００８】
ここで、複数のバンクの低圧交流配電線路は、いずれかの地絡発生の低圧交流配電線路に地絡電流が流れると、この地絡電流が地絡発生していない他の低圧交流配電線路にも流れるように並列に接続された複数の低圧交流配電線路から成る配電系統である。並列に接続された複数の低圧交流配電線路は、単相交流式または三相交流式の低圧配電線路が適用できる。隣接する低圧交流配電線路間の並列接続箇所は、負荷電流が流れない箇所であり、複数の並列接続箇所のいずれか１箇所に地絡発生により地絡電流が流れると、この地絡電流は大地を介して他の地絡発生していない低圧交流配電線路にも流れる。複数の各並列接続箇所それぞれに地絡電流が、地絡発生バンクとの位置関係で決まる大きさ、方向で流れる。この各並列接続箇所における地絡電流の方向を、各並列接続箇所で検出されたそれぞれの地絡電流の位相を共通の基準時間信号に基づいて測定することで検知する。隣接する各並列接続箇所での地絡電流の位相が同相の場合は、各並列接続箇所に流れる地絡電流が同じ方向であると判定できる。また、隣接する各並列接続箇所での地絡電流の位相が逆相の場合は、各並列接続箇所に流れる地絡電流が１８０°逆方向であると判定でき、隣接する並列接続箇所で挟まれたバンクが地絡発生バンクであると判定できる。各並列接続箇所の地絡電流の方向は、地絡電流と低圧交流配電線路の線間電圧の位相差や、地絡電流と対地電圧の位相差からも検出することができるが、地絡電流検出時の基準時間信号を基準に測定することで、地絡電流検出の作業のみで地絡発生バンクの特定ができ、地絡発生バンク特定の作業性がよくなる。
【０００９】
本発明においては、基準時間信号を、低圧交流配電線路の商用電源と同期したパルス信号に基づいて生成することができる。また、基準時間信号を、低圧交流配電線路の商用周波数を整数で除した周波数でパルス信号を発振するパルス発振回路からのパルス信号に基づいて生成することができる。さらに、基準時間信号を、全地球測位システムのＧＰＳ信号に基づいて生成することができる。
【００１０】
上述の低圧交流配電線路の商用電源と同期したパルス信号に基づいて生成した基準時間信号は、低圧交流配電線路の商用電源に微少な周波数変動が生じても、この変動に応じて基準時間信号や地絡電流の周波数が変動するので、常に高精度に地絡電流位相測定ができる。また、基準時間信号を、低圧交流配電線路の商用周波数を整数ｎで除した１／ｎの周波数のパルス信号を発振するパルス発振回路からのパルス信号に基づいて生成する場合、整数ｎは１、２、４のいずれかが高精度な地絡電流位相測定をする上で望ましい。また、全地球測位システム（ＧＰＳ）のＧＰＳ信号に同期させて生成した基準時間信号は、誤差のない絶対的な基準時間信号として使用できて、この場合も常に高精度に地絡電流位相測定ができる。
【００１１】
また、低圧交流配電線路は、複数のバンクのＢ種接地線を共同接地線で並列に接続した多重接地式低圧交流配電線路で、共同接地線のＢ種接地線が接続された並列接続箇所両側の各並列接続箇所それぞれで地絡電流を検出して地絡発生バンクを特定することができる。
【００１２】
この場合の低圧交流配電線路は、高圧配電線路に柱上変圧器であるバンクで連系される単相交流式または三相交流式の低圧配電線路が適用できる。この低圧交流配電線路における複数のバンクは、住宅や工場などの低圧需要家に電力供給する柱上変圧器系で、各バンクの変圧器Ｂ種接地線が共通の共同接地線で連結されて多重接地される。１つのバンクで漏電による地絡が発生すると、地絡発生のバンクを含む全てのバンクのＢ種接地線、共同接地線に地絡電流が流れる。各バンクでの地絡電流は交流で、その電流方向は地絡発生のバンクに流入する方向と、地絡発生のバンクから流出する方向の繰り返しである。各バンクでの地絡電流方向を、基準時間信号に基づいて測定することで、地絡発生バンクが特定できる。この場合、複数のバンクの全てにおいて地絡電流方向を検知することが望ましいが、地絡発生バンクの位置によっては少数バンクで地絡電流方向を検知すれば地絡発生のバンクが特定できる。このような地絡発生バンクの特定は、多重接地式低圧交流配電線路を多重接地にしたままの状態で行うことができる。従って、地絡発生バンクの特定が、Ｂ種単独接地の場合とほとんど変わらない程度の労力と時間で行うことができる。
【００１３】
また、多重接地式低圧交流配電線路の複数の各バンク間の共同接地線である並列接続箇所それぞれに地絡電流を検出する変流器を常設して、複数の並列接続箇所で同時に地絡電流を検出し、検出した地絡電流の位相（方向）を基準時間信号に基づいて測定することができる。更には、複数の並列接続箇所での地絡電流の検出と基準時間信号に基づいた位相（方向）測定を順次に行うことができる。この後者の場合、地絡電流を検出する１台の変流器で各並列接続箇所の地絡電流を順に検出し、地絡電流検出毎に位相（方向）のデータを記憶し、必要に応じて表示器に表示させ、遠隔地に送信することができる。
【００１４】
本発明装置は、複数のバンクの低圧交流配電線路を並列に接続した配電系統におけるいずれかの地絡発生低圧交流配電線路に対応するバンクを特定する装置であって、低圧交流配電線路間の並列接続箇所それぞれで当該並列接続箇所を流れる地絡電流を検出する地絡電流検出部と、並列接続箇所で検出されたそれぞれの地絡電流の位相を測定するための基準となる共通の基準時間信号を生成する基準時間信号生成部と、隣接する並列接続箇所の地絡電流の位相が同相または互いに逆相かを判別し、逆相と判別された隣接する並列接続箇所に挟まれたバンクを地絡発生バンクと判定する地絡バンク判定部とを具備する。
【００１５】
ここでの基準時間信号生成部は、低圧交流配電線路の商用電源と同期した高周波パルス電流を並列接続箇所に重畳する重畳変流器を有する構造とすることができる。
【００１６】
本発明装置における地絡電流検出部は、低圧交流配電線路間の複数の並列接続箇所に順次に移動して電流検出をする変流器、または、複数の並列接続箇所の全てに１台ずつ常設的に設置される複数の変流器を有する構成にすることができる。また、基準時間信号生成部は、低圧交流配電線路の商用電源電圧の例えばゼロクロスを検出するゼロクロス検出回路、商用電圧のゼロクロスの立ち上がり点に同期したパルスを発生させるパルス発生回路、発生させたパルスを低圧交流配電線路の複数ある並列接続箇所のいずれかに重畳させる重畳変流器で構成することができる。さらに、基準時間信号生成部は、ＧＰＳ受信機能を備えたものや、専用のパルス発振回路を備えたものが適用できる。また、地絡バンク判定部は、複数の各並列接続箇所での地絡電流の位相と、隣接する二並列接続箇所の地絡電流位相が同相または逆相かを記憶し、表示して、逆相の場合に地絡発生バンクであることを音声表示する機能を備えたものが適用できる。更には、これら記憶し表示するデータを、電力会社などの遠隔地に送信する機能を備えたものが適用できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、低圧交流配電線路間の並列接続箇所それぞれで検出した地絡電流の位相、方向を各並列接続箇所に共通の基準時間信号に基づいて測定して、各並列接続箇所での地絡電流の位相が同相または互いに逆相かを判定するようにしたので、低圧交流配電線路の線間電圧や対地電圧を測定することなく簡単な作業で、かつ、常に高精度に地絡発生バンクの特定ができるようになる。特に、多重接地式低圧交流配電線路の複数バンクのいずれかに地絡が発生して、複数のバンクに地絡電流が流れても、多重接地のままで地絡発生したバンクが特定できるようになり、多重接地式低圧交流配電線路のバンク地絡対策が作業性よく、常に正確にできるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図５を参照して説明する。
【００１９】
図１は、複数のバンクＢのＢ種接地線４を共同接地線５で並列に連結した単相三線式の多重接地式低圧交流配電線路１に適用したものである。高圧交流配電線路に接続された各バンクＢのＢ種接地線４は、低圧柱の変圧器二次側に低圧線がある場合は低圧線中性線に、低圧線がない場合は直接柱上変圧器中性線に接続される。図１に示すバンクＢの数は５で、図１で左からバンクＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５と称する。各バンクＢ１〜Ｂ５における接地抵抗値は、５つのバンクＢ１〜Ｂ５の接地抵抗を並列接続したときの合成接地抵抗値になる。共同接地線５には負荷電流が流れず、いずれかのバンクの低圧需要家に地絡が発生したときに、５つの各バンクＢ１〜Ｂ５に地絡発生バンクとの位置関係で決まる大きさの地絡電流が流れる。
【００２０】
地絡発生による地絡電流は、各バンクＢ１〜Ｂ５の定期的な接地抵抗測定の際、或いは住宅、工場、事務所等からの漏電申し出によりに検知されて、地絡発生バンクの特定作業が行われる。図１に示される地絡発生バンク特定装置１０は、地絡電流検出部２０と、基準時間信号生成部３０と、地絡バンク判定部４０を備える。地絡発生バンク特定装置１０の説明の前に、地絡バンク発生時に各バンクＢ１〜Ｂ５で地絡電流がどのように流れるかを説明する。
【００２１】
図１は、５つのバンクＢ１〜Ｂ５の内の図１で左から３番目のバンクＢ３から供給する低圧需要家に漏電による地絡が発生して地絡電流Ｉｇが流れた場合を示す。この地絡電流Ｉｇは商用交流で、地絡発生バンクから大地に流れ出し、地絡発生バンクＢ３のＢ種接地線４を通り、大地から地絡発生バンクＢ３に地絡電流Ｉｇ３が戻る。また、地絡電流Ｉｇは、地絡発生をしていない他のバンクＢ１、Ｂ２、Ｂ４、Ｂ５それぞれのＢ種接地線４を通り、それぞれに電流Ｉｇ１、Ｉｇ２、Ｉｇ４、Ｉｇ５が大地から戻る。この各電流Ｉｇ１、Ｉｇ２、Ｉｇ４、Ｉｇ５は、共同接地線５を通り地絡発生のバンクＢ３に戻る。
【００２２】
共同接地線５と各バンクＢ１〜Ｂ５のＢ種接地線４との接続箇所１１が５箇所あり、３つの各バンクＢ２、Ｂ３、Ｂ４の接続箇所１１の両側線路を並列接続箇所１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄとする。４線路の各並列接続箇所１２ａ〜１２ｄに、後述の地絡電流Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃ、Ｉｄが流れる。この各地絡電流Ｉａ〜Ｉｄは、その流れる方向と大きさが地絡発生バンクと地絡が発生していないバンクの位置関係によって決まる。
【００２３】
なお、地絡発生バンクＢ３から大地に流出する地絡電流Ｉｇは、共同接地線５で連結された５つの各バンクＢ１〜Ｂ５のすべてのＢ種接地線４を通って大地から戻り、それぞれの電流Ｉｇ１〜Ｉｇ５の向きは同じであることから、Ｂ種接地線４を流れる地絡電流Ｉｇ１〜Ｉｇ５を検知しても地絡発生バンクは分からない。
【００２４】
図１で左端から１番目のバンクＢ１と２番目のバンクＢ２の間の並列接続箇所１２ａに流れる地絡電流Ｉａは、地絡発生のバンクＢ３に戻るため図１の左から右の方向に流れる。図１で左端から２番目のバンクＢ２と３番目のバンクＢ３の間の並列接続箇所１２ｂに流れる地絡電流Ｉｂは、地絡発生のバンクＢ３に戻るため図１の左から右の方向に流れる。この地絡電流Ｉｂは、並列接続箇所１２ａからの地絡電流Ｉａが合流した電流であり、地絡電流Ｉａより大きい。さらに、図１で左端から３番目のバンクＢ３と４番目のバンクＢ４の間の並列接続箇所１２ｃに流れる地絡電流Ｉｃは、地絡発生のバンクＢ３に戻るため図１の右から左の方向に流れる。また、図１で左端から４番目のバンクＢ４と５番目のバンクＢ５の間の並列接続箇所１２ｄに流れる地絡電流Ｉｄは、地絡発生のバンクＢ３に戻るため図１の右から左の方向に流れて地絡電流Ｉｃに合流する。即ち、地絡発生のバンクＢ３を挟む並列接続箇所１２ｂ、１２ｃの地絡電流方向が１８０°逆であり、位相が１８０°逆相である。このことから隣接バンクから地絡電流が流れ込むばかりのバンクが、地絡発生バンクであると判定できる。また、地絡が発生していないバンクでは、隣接するバンクとの共同接地線を流れる地絡電流の向きが同じで、位相が同相である。
【００２５】
図１の地絡発生バンク特定装置１０は、任意の隣接する並列接続箇所１２での地絡電流を検出して、各々の流れる方向が同じか逆かを位相が同相か逆相かで判定することで、地絡発生バンクを特定する。地絡電流検出部２０で並列接続箇所１２ａ〜１２ｄに流れる地絡電流を検出する。並列接続箇所１２ａ〜１２ｄで検出されたそれぞれの地絡電流の位相を測定するための基準となる共通の基準時間信号ＣＰを基準時間信号生成部３０で生成して、地絡バンク判定部４０で隣接する並列接続箇所１２ａ〜１２ｄでの地絡電流の位相が同相または互いに逆相かを判別し、逆相と判別された隣接する二並列接続箇所で挟まれたバンクを地絡発生バンクと判定する。
【００２６】
地絡電流検出部２０は、並列接続箇所１２ａ〜１２ｄに流れる地絡電流を検出する変流器ＣＴを備える。使用する変流器ＣＴの数は、単数または複数と任意であり、単数の場合は４線路区間の各並列接続箇所１２ａ〜１２ｄに順次に設置して使用する。図１には、本発明方法の説明上に４台の変流器ＣＴ１〜ＣＴ４を示しているが、数は任意である。以下、必要に応じて４台の変流器ＣＴ１〜ＣＴ４を検出ＣＴ１〜ＣＴ４と称する。
【００２７】
図１に示す基準時間信号生成部３０は、低圧交流配電線路であるバンクＢの商用電源と同期したパルス信号に基づいて基準時間信号ＣＰを生成する。この基準時間信号生成部３０は、いずれか１つのバンクＢの低圧交流配電線路の商用電源に同期させるため、例えば正弦波の商用電源電圧のゼロクロスを検出するゼロクロス検出回路３１と、商用電圧のゼロクロスの立ち上がり点に同期したパルスを発生させるパルス発生回路３２と、発生させたパルスを共同接地線５のいずれか１箇所に重畳する重畳変流器３３を備える。以下、必要に応じて重畳変流器３３を重畳ＣＴと称する。
【００２８】
図２に重畳ＣＴで重畳されるパルス波形と、検出ＣＴ１〜ＣＴ４で検出した地絡電流波形を示す。重畳ＣＴは、商用低圧線間電圧を検出し、ゼロクロスの立ち上がり点に同期したパルスを基準時間信号ＣＰとして生成し、共同接地線５に重畳する。一方で共同接地線５の、例えば並列接続箇所１２ａに設置した検出ＣＴ１で地絡電流Ｉａを検出する。ここで検出された電流は商用周波数の正弦波で、重畳パルスがノイズとして入るので、バンドパスフィルター等でノイズ成分を除いて地絡電流Ｉａを検出する。地絡バンク判定部４０で、基準時間信号ＣＰを基準とした地絡電流Ｉａの立ち上がり時間を測定し、基準に対する電流位相θ°を算出する。
【００２９】
また、並列接続箇所１２ｂに設置した検出ＣＴ２で地絡電流Ｉｂを検出し、地絡バンク判定部４０で基準時間信号ＣＰを基準とした地絡電流Ｉｂの立ち上がり時間を測定して、基準に対する電流位相θ°を算出する。２つの地絡電流Ｉａ、Ｉｂは同方向に流れる電流ゆえに同じ電流位相θ°であり、大きさが相違する。地絡バンク判定部４０は、２箇所の地絡電流Ｉａ、Ｉｂが同相と判別すると、バンクＢ２からバンクＢ３のある外側に流れる地絡電流と判別し、バンクＢ１とＢ２が地絡発生バンクでないと判別する。なお、図１では検出ＣＴ１、ＣＴ２で検出した地絡電流Ｉａ、Ｉｂを有線で地絡バンク判定部４０に送信するようにしているが、無線で検出電流の送信を行うようにしてもよい。このことは、他の検出ＣＴ３、ＣＴ４においても同様である。
【００３０】
また、別の並列接続箇所１２ｃに設置した検出ＣＴ３で地絡電流Ｉｃを検出し、地絡バンク判定部４０で基準時間信号ＣＰを基準とした地絡電流Ｉｃの立ち上がり時間を測定して、基準に対する電流位相を算出する。地絡電流Ｉｃは、地絡電流Ｉａ、Ｉｂと逆方向に流れる電流であるから、測定される電流位相は１８０°ずれた（θ°＋１８０°）である。地絡バンク判定部４０は、バンクＢ３を挟む２箇所の地絡電流Ｉｂ、Ｉｃが逆相であると判別すると、地絡電流Ｉｂ及びＩｃがバンクＢ３に隣接するバンクＢ２とバンクＢ４の両方から流れ込む電流と判別し、バンクＢ３が地絡発生バンクと特定する。
【００３１】
また、並列接続箇所１２ｄに設置した検出ＣＴ４で地絡電流Ｉｄを検出し、地絡バンク判定部４０で基準時間信号ＣＰを基準とした地絡電流Ｉｄの立ち上がり時間を測定して、基準に対する電流位相を算出する。ここでの地絡電流Ｉｄは、地絡電流Ｉｃと同方向に流れる電流であるから、測定される電流位相は（θ°＋１８０°）である。地絡バンク判定部４０は、バンクＢ４における２つの地絡電流Ｉｃ、Ｉｄが同相と判別して、バンクＢ４さらにはバンクＢ５が地絡発生バンクでないと判別する。
【００３２】
４箇所の並列接続箇所１２ａ〜１２ｃにおける地絡電流検出は、同時或いは順次に行うことができる。同時に行う場合は、各並列接続箇所１２ａ〜１２ｃに検出ＣＴ１〜ＣＴ４を設置して行い、各線路で電流位相が同相と逆相かを判定して地絡発生バンクを特定する。順次に行う場合は、例えば１台の検出ＣＴ１のみ使用して行うことができる。また、２台の検出ＣＴ１、ＣＴ２を同時に使用して、バンクＢ２が地絡発生バンクかどうかの判別をし、地絡発生バンクでないと判別すると、この２台を別のバンクＢへと移動させることも有効である。また、５つのバンクＢ１〜Ｂ５における地絡電流検出と位相測定の順番は上記例に限らず、任意である。仮に、最初に地絡発生のバンクＢ３で地絡電流検出と位相測定して、２つの地絡電流Ｉｂ、Ｉｃが逆相であり、地絡発生バンクであると判定されると、他のバンクでの地絡電流検出と位相測定は必ずしも必要としない。この場合、より高い正確性を期するため、他のバンクでの地絡電流検出と位相測定を行うことが望ましい。
【００３３】
図１に示す基準時間信号生成部３０は、低圧交流配電線路であるバンクＢの商用電源周波数と共同接地線５を流れる地絡電流の周波数に同じ微少な変動が生じても、この変動に対応して商用電源と同期した基準時間信号ＣＰの周波数が変動する。そのため、各バンクＢ１〜Ｂ５での地絡電流検出と位相測定の順番が時間的に相違しても、常に高精度で地絡電流の位相測定、同相か逆相かの判別ができる。
【００３４】
基準時間信号生成部３０は、図１のパルス重畳式のもの以外に、例えば、図３に示すＧＰＳ受信器３５を使用したものや、図５に示すパルス発振回路３７を使用したものが適用できる。
【００３５】
図３に示す基準時間信号生成部３０は、全地球測位システム（ＧＰＳ）のＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号をアンテナ３６を通してＧＰＳ受信器３５で受信する。受信したＧＰＳ信号から同期した基準時間信号ＣＰを生成して、地絡バンク判定部４０に送信する。地絡バンク判定部４０は、ＧＰＳ信号から生成された基準時間信号ＣＰを絶対的な時間として地絡電流位相の測定に使用する。
【００３６】
図３のＧＰＳ基準時間方式の場合、同時刻で２箇所以上を同時に地絡電流の位相を測定する。例えば、図３に示すように、並列接続箇所１２ａに検出ＣＴ１を設置し、この検出ＣＴ１に地絡バンク判定部４０と位相データ受信器４１、受信アンテナ４２を付設する。別の並列接続箇所１２ｄに検出ＣＴ４を設置し、この検出ＣＴ４に位相データ送信器４３と送信アンテナ４４を付設する。並列接続箇所１２ａと並列接続箇所１２ｄそれぞれのＧＰＳ受信器３５で同時刻の基準時間信号ＣＰを生成する。例えば、図４に示すように、１２時００分００秒の基準時間信号ＣＰ１を基準とした検出ＣＴ１の地絡電流Ｉａの立ち上がり時間を測定し、基準に対する電流位相θ１°を算出し、その位相データを地絡バンク判定部４０に有線で送信する。同様に１２時００分００秒の基準時間信号ＣＰ１を基準とした検出ＣＴ４の地絡電流Ｉｄの立ち上がり時間を測定し、基準に対する電流位相（θ１°＋１８０°）を算出して、その位相データを送信器４３、送信アンテナ４４から地絡バンク判定部４０の受信アンテナ４２、受信器４１に無線送信し、受信器１から地絡バンク判定部４０に有線送信する。この場合、地絡バンク判定部４０は、２箇所の並列接続箇所１２ａと１２ｄの地絡電流が逆相と判別し、バンクＢ１とバンクＢ５が地絡発生バンクでないと判別し、バンクＢ１とバンクＢ５の内側に地絡発生バンクがあると判定する。また、同様にして例えば１２時００分０１秒の基準時間信号ＣＰ２を基準とした検出ＣＴ１の地絡電流Ｉａの電流位相（θ２°＋１８０°）を算出し、同じ１２時００分０１秒の基準時間信号ＣＰ２を基準とした検出ＣＴ４の地絡電流Ｉｄの電流位相θ２°を算出する。この場合も地絡バンク判定部４０は、２箇所の並列接続箇所１２ａと１２ｄの地絡電流が逆相と判別し、バンクＢ１とバンクＢ５の内側に地絡発生バンクがあると判定する。なお、図３では１台の地絡バンク判定部４０で２箇所の並列接続箇所の地絡電流が同相か逆相かを判定しているが、２箇所の各並列接続箇所に１台ずつ地絡バンク判定部を設置して、互いにデータ交信させてそれぞれの地絡バンク判定部で２箇所の地絡電流が同相か逆相かの判別をしてもよい。
【００３７】
図５に示す基準時間信号生成部３０は、単独の高周波パルス発振回路３７で低圧交流配電線路の商用周波数を整数ｎで除した１／ｎの周波数のパルス信号を発振させ、このパルス信号に同期させた基準時間信号ＣＰを地絡バンク判定部４０で使用する。この場合、ｎ＝１またはｎ＝２にして、商用電圧のゼロクロスでパルス信号を発信させるのが、精度的かつ実用上に望ましい。
【００３８】
以上の実施の形態は、住宅や工場等の低圧需要家に電力供給する複数のバンクのＢ種接地線を共同接地線で並列に連系した多重接地式低圧交流配電線路に適用した地絡バンク特定方法、地絡バンク特定装置である。本発明は、多重接地式低圧交流配電線路に限らず適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る地絡発生バンク特定装置の実施の形態を示す低圧交流配電線路の概要を示す回路図である。
【図２】図１の地絡発生バンク特定装置による地絡電流位相測定方法を説明するための電圧・電流波形図である。
【図３】他の実施の形態を示す低圧交流配電線路の概要を示す回路図である。
【図４】図３の地絡発生バンク特定装置による地絡電流位相測定方法を説明するための地絡電流波形図である。
【図５】他の実施の形態を示す低圧交流配電線路の概要を示す回路図である。
【符号の説明】
【００４０】
１ 低圧交流配電線路
４ 接地線
５ 共同接地線
Ｂ バンク（柱上変圧器）
Ｉａ〜Ｉｄ 地絡電流
１０ 地絡発生バンク特定装置
１２ａ〜１２ｄ 並列接続箇所
２０ 地絡電流検出部
３０ 基準時間信号生成部
３１ ゼロクロス検出回路
３２ パルス発生回路
３３ 重畳変流器
３５ ＧＰＳ受信器
３６ アンテナ
３７ 発信回路
４０ 地絡バンク判定部
ＣＰ 基準時間信号
ＣＴ 変流器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低圧需要家に電力供給する複数のバンク（柱上変圧器）のＢ種接地線を共同接地線で並列に連系した多重接地式低圧交流配電線路などの配電系統における地絡発生バンク特定方法および特定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のバンクそれぞれの変圧器Ｂ種接地線が単独接地されている場合、バンクの低圧交流配電線路から電力供給される住宅や工場、事務所等の低圧需要家のいずれかで地絡が発生すると、地絡発生の低圧需要家に電力供給するバンクのＢ種接地線にのみ地絡電流が流れる。複数あるバンクで低圧需要家に地絡が発生した場所のバンクの特定は、別の地絡発生の無いバンクには地絡電流が流れないので、地絡発生のバンクのみについて行い、漏電遮断器がある低圧需要家ではその動作確認で行い、また、漏電遮断器がない低圧需要家については引込線で地絡電流の大きさを測定し、地絡電流の有無で地絡が発生した低圧需要家を特定する。さらに、地絡発生が特定できた低圧需要家の低圧交流配電線路で地絡電流の大きさを測定し、地絡発生場所を特定することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１０１３５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
バンクの変圧器二次側の中性線または１端子に施設するＢ種接地工事は、バンク個々について行う単独接地の他、複数の各バンクのＢ種接地線を並列に接続して多重化する多重接地がある。Ｂ種接地工事が行われる土地の状況によっては、単独接地では接地抵抗を規定の値に保つことが経済的に難しくなる場合がある。このような場合には、複数バンクのＢ種接地線を共同接地線で並列に連結して合成接地抵抗値を低くし、これを規定値に保つことが行われている。
【０００４】
複数のバンクを多重接地した多重接地式（架空共同地線式）の低圧交流配電線路においては、任意の１つのバンクから電力供給される低圧需要家に地絡が発生して地絡電流が流れた場合、地絡発生バンクのＢ種接地線だけでなく共同接地線を通して連系される他の全てのバンクのＢ種接地線にもその接地抵抗値に応じた地絡電流が流れる。このため、地絡が発生した低圧需要家を電力供給するバンクの特定ができず、Ｂ種接地を共同接地している全てのバンクから電力供給される全ての低圧需要家の引込線や負荷回線で地絡電流を測定する必要があり、特定範囲が広がり過ぎて地絡発生バンクの特定とその作業が困難であった。
【０００５】
また、複数の各バンクのＢ種接地を切り離して単独接地に戻すことで、地絡発生のバンクを特定することができる。この場合、複数のバンクでのＢ種接地の切離しの手間と、元の多重接地に戻す手間を要するのみならず、地絡発生が間欠的に行われる間欠地絡では、Ｂ種接地切離し後、次の地絡発生までＢ種接地抵抗値が規定値未満となる状態を招く不具合があり、信頼性に欠ける。
【０００６】
本発明の目的は、地絡発生バンクの特定を作業工数少なく簡易に行うことのできる地絡発生バンク特定方法および特定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明方法は、複数のバンクの低圧交流配電線路を並列に接続した配電系統におけるいずれかの地絡発生低圧交流配電線路に対応するバンクを特定する方法であって、複数の低圧交流配電線路間の負荷電流が流れていない並列接続箇所それぞれで地絡電流を検出し、検出されたそれぞれの地絡電流の位相を共通の基準時間信号に基づいて測定して、隣接する並列接続箇所での地絡電流の位相が同相または逆相かの判定に基づいて地絡発生低圧交流配電線路に対応するバンクを特定することを特徴とする。
【０００８】
ここで、複数のバンクの低圧交流配電線路は、いずれかの地絡発生の低圧交流配電線路に地絡電流が流れると、この地絡電流が地絡発生していない他の低圧交流配電線路にも流れるように並列に接続された複数の低圧交流配電線路から成る配電系統である。並列に接続された複数の低圧交流配電線路は、単相交流式または三相交流式の低圧配電線路が適用できる。隣接する低圧交流配電線路間の並列接続箇所は、負荷電流が流れない箇所であり、複数の並列接続箇所のいずれか１箇所に地絡発生により地絡電流が流れると、この地絡電流は大地を介して他の地絡発生していない低圧交流配電線路にも流れる。複数の各並列接続箇所それぞれに地絡電流が、地絡発生バンクとの位置関係で決まる大きさ、方向で流れる。この各並列接続箇所における地絡電流の方向を、各並列接続箇所で検出されたそれぞれの地絡電流の位相を共通の基準時間信号に基づいて測定することで検知する。隣接する各並列接続箇所での地絡電流の位相が同相の場合は、各並列接続箇所に流れる地絡電流が同じ方向であると判定できる。また、隣接する各並列接続箇所での地絡電流の位相が逆相の場合は、各並列接続箇所に流れる地絡電流が１８０°逆方向であると判定でき、隣接する並列接続箇所で挟まれたバンクが地絡発生バンクであると判定できる。各並列接続箇所の地絡電流の方向は、地絡電流と低圧交流配電線路の線間電圧の位相差や、地絡電流と対地電圧の位相差からも検出することができるが、地絡電流検出時の基準時間信号を基準に測定することで、地絡電流検出の作業のみで地絡発生バンクの特定ができ、地絡発生バンク特定の作業性がよくなる。
【０００９】
本発明においては、基準時間信号を、低圧交流配電線路の商用電源と同期したパルス信号に基づいて生成することができる。また、基準時間信号を、低圧交流配電線路の商用周波数を整数で除した周波数でパルス信号を発振するパルス発振回路からのパルス信号に基づいて生成することができる。さらに、基準時間信号を、全地球測位システムのＧＰＳ信号に基づいて生成することができる。
【００１０】
上述の低圧交流配電線路の商用電源と同期したパルス信号に基づいて生成した基準時間信号は、低圧交流配電線路の商用電源に微少な周波数変動が生じても、この変動に応じて基準時間信号や地絡電流の周波数が変動するので、常に高精度に地絡電流位相測定ができる。また、基準時間信号を、低圧交流配電線路の商用周波数を整数ｎで除した１／ｎの周波数のパルス信号を発振するパルス発振回路からのパルス信号に基づいて生成する場合、整数ｎは１、２、４のいずれかが高精度な地絡電流位相測定をする上で望ましい。また、全地球測位システム（ＧＰＳ）のＧＰＳ信号に同期させて生成した基準時間信号は、誤差のない絶対的な基準時間信号として使用できて、この場合も常に高精度に地絡電流位相測定ができる。
【００１１】
また、低圧交流配電線路は、複数のバンクのＢ種接地線を共同接地線で並列に接続した多重接地式低圧交流配電線路で、共同接地線のＢ種接地線が接続された並列接続箇所両側の各並列接続箇所それぞれで地絡電流を検出して地絡発生バンクを特定することができる。
【００１２】
この場合の低圧交流配電線路は、高圧配電線路に柱上変圧器であるバンクで連系される単相交流式または三相交流式の低圧配電線路が適用できる。この低圧交流配電線路における複数のバンクは、住宅や工場などの低圧需要家に電力供給する柱上変圧器系で、各バンクの変圧器Ｂ種接地線が共通の共同接地線で連結されて多重接地される。１つのバンクで漏電による地絡が発生すると、地絡発生のバンクを含む全てのバンクのＢ種接地線、共同接地線に地絡電流が流れる。各バンクでの地絡電流は交流で、その電流方向は地絡発生のバンクに流入する方向と、地絡発生のバンクから流出する方向の繰り返しである。各バンクでの地絡電流方向を、基準時間信号に基づいて測定することで、地絡発生バンクが特定できる。この場合、複数のバンクの全てにおいて地絡電流方向を検知することが望ましいが、地絡発生バンクの位置によっては少数バンクで地絡電流方向を検知すれば地絡発生のバンクが特定できる。このような地絡発生バンクの特定は、多重接地式低圧交流配電線路を多重接地にしたままの状態で行うことができる。従って、地絡発生バンクの特定が、Ｂ種単独接地の場合とほとんど変わらない程度の労力と時間で行うことができる。
【００１３】
また、多重接地式低圧交流配電線路の複数の各バンク間の共同接地線である並列接続箇所それぞれに地絡電流を検出する変流器を常設して、複数の並列接続箇所で同時に地絡電流を検出し、検出した地絡電流の位相（方向）を基準時間信号に基づいて測定することができる。更には、複数の並列接続箇所での地絡電流の検出と基準時間信号に基づいた位相（方向）測定を順次に行うことができる。この後者の場合、地絡電流を検出する１台の変流器で各並列接続箇所の地絡電流を順に検出し、地絡電流検出毎に位相（方向）のデータを記憶し、必要に応じて表示器に表示させ、遠隔地に送信することができる。
【００１４】
本発明装置は、複数のバンクの低圧交流配電線路を並列に接続した配電系統におけるいずれかの地絡発生低圧交流配電線路に対応するバンクを特定する装置であって、低圧交流配電線路間の並列接続箇所それぞれで当該並列接続箇所を流れる地絡電流を検出する地絡電流検出部と、並列接続箇所で検出されたそれぞれの地絡電流の位相を測定するための基準となる共通の基準時間信号を生成する基準時間信号生成部と、隣接する並列接続箇所の地絡電流の位相が同相または互いに逆相かを判別し、逆相と判別された隣接する並列接続箇所に挟まれたバンクを地絡発生バンクと判定する地絡バンク判定部とを具備する。
【００１５】
ここでの基準時間信号生成部は、低圧交流配電線路の商用電源と同期した高周波パルス電流を並列接続箇所に重畳する重畳変流器を有する構造とすることができる。
【００１６】
本発明装置における地絡電流検出部は、低圧交流配電線路間の複数の並列接続箇所に順次に移動して電流検出をする変流器、または、複数の並列接続箇所の全てに１台ずつ常設的に設置される複数の変流器を有する構成にすることができる。また、基準時間信号生成部は、低圧交流配電線路の商用電源電圧の例えばゼロクロスを検出するゼロクロス検出回路、商用電圧のゼロクロスの立ち上がり点に同期したパルスを発生させるパルス発生回路、発生させたパルスを低圧交流配電線路の複数ある並列接続箇所のいずれかに重畳させる重畳変流器で構成することができる。さらに、基準時間信号生成部は、ＧＰＳ受信機能を備えたものや、専用のパルス発振回路を備えたものが適用できる。また、地絡バンク判定部は、複数の各並列接続箇所での地絡電流の位相と、隣接する二並列接続箇所の地絡電流位相が同相または逆相かを記憶し、表示して、逆相の場合に地絡発生バンクであることを音声表示する機能を備えたものが適用できる。更には、これら記憶し表示するデータを、電力会社などの遠隔地に送信する機能を備えたものが適用できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、低圧交流配電線路間の並列接続箇所それぞれで検出した地絡電流の位相、方向を各並列接続箇所に共通の基準時間信号に基づいて測定して、各並列接続箇所での地絡電流の位相が同相または互いに逆相かを判定するようにしたので、低圧交流配電線路の線間電圧や対地電圧を測定することなく簡単な作業で、かつ、常に高精度に地絡発生バンクの特定ができるようになる。特に、多重接地式低圧交流配電線路の複数バンクのいずれかに地絡が発生して、複数のバンクに地絡電流が流れても、多重接地のままで地絡発生したバンクが特定できるようになり、多重接地式低圧交流配電線路のバンク地絡対策が作業性よく、常に正確にできるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図５を参照して説明する。
【００１９】
図１は、複数のバンクＢのＢ種接地線４を共同接地線５で並列に連結した単相三線式の多重接地式低圧交流配電線路１に適用したものである。高圧交流配電線路に接続された各バンクＢのＢ種接地線４は、低圧柱の変圧器二次側に低圧線がある場合は低圧線中性線に、低圧線がない場合は直接柱上変圧器中性線に接続される。図１に示すバンクＢの数は５で、図１で左からバンクＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５と称する。各バンクＢ１〜Ｂ５における接地抵抗値は、５つのバンクＢ１〜Ｂ５の接地抵抗を並列接続したときの合成接地抵抗値になる。共同接地線５には負荷電流が流れず、いずれかのバンクの低圧需要家に地絡が発生したときに、５つの各バンクＢ１〜Ｂ５に地絡発生バンクとの位置関係で決まる大きさの地絡電流が流れる。
【００２０】
地絡発生による地絡電流は、各バンクＢ１〜Ｂ５の定期的な接地抵抗測定の際、或いは住宅、工場、事務所等からの漏電申し出によりに検知されて、地絡発生バンクの特定作業が行われる。図１に示される地絡発生バンク特定装置１０は、地絡電流検出部２０と、基準時間信号生成部３０と、地絡バンク判定部４０を備える。地絡発生バンク特定装置１０の説明の前に、地絡バンク発生時に各バンクＢ１〜Ｂ５で地絡電流がどのように流れるかを説明する。
【００２１】
図１は、５つのバンクＢ１〜Ｂ５の内の図１で左から３番目のバンクＢ３から供給する低圧需要家に漏電による地絡が発生して地絡電流Ｉｇが流れた場合を示す。この地絡電流Ｉｇは商用交流で、地絡発生バンクから大地に流れ出し、地絡発生バンクＢ３のＢ種接地線４を通り、大地から地絡発生バンクＢ３に地絡電流Ｉｇ３が戻る。また、地絡電流Ｉｇは、地絡発生をしていない他のバンクＢ１、Ｂ２、Ｂ４、Ｂ５それぞれのＢ種接地線４を通り、それぞれに電流Ｉｇ１、Ｉｇ２、Ｉｇ４、Ｉｇ５が大地から戻る。この各電流Ｉｇ１、Ｉｇ２、Ｉｇ４、Ｉｇ５は、共同接地線５を通り地絡発生のバンクＢ３に戻る。
【００２２】
共同接地線５と各バンクＢ１〜Ｂ５のＢ種接地線４との接続箇所１１が５箇所あり、３つの各バンクＢ２、Ｂ３、Ｂ４の接続箇所１１の両側線路を並列接続箇所１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄとする。４線路の各並列接続箇所１２ａ〜１２ｄに、後述の地絡電流Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃ、Ｉｄが流れる。この各地絡電流Ｉａ〜Ｉｄは、その流れる方向と大きさが地絡発生バンクと地絡が発生していないバンクの位置関係によって決まる。
【００２３】
なお、地絡発生バンクＢ３から大地に流出する地絡電流Ｉｇは、共同接地線５で連結された５つの各バンクＢ１〜Ｂ５のすべてのＢ種接地線４を通って大地から戻り、それぞれの電流Ｉｇ１〜Ｉｇ５の向きは同じであることから、Ｂ種接地線４を流れる地絡電流Ｉｇ１〜Ｉｇ５を検知しても地絡発生バンクは分からない。
【００２４】
図１で左端から１番目のバンクＢ１と２番目のバンクＢ２の間の並列接続箇所１２ａに流れる地絡電流Ｉａは、地絡発生のバンクＢ３に戻るため図１の左から右の方向に流れる。図１で左端から２番目のバンクＢ２と３番目のバンクＢ３の間の並列接続箇所１２ｂに流れる地絡電流Ｉｂは、地絡発生のバンクＢ３に戻るため図１の左から右の方向に流れる。この地絡電流Ｉｂは、並列接続箇所１２ａからの地絡電流Ｉａが合流した電流であり、地絡電流Ｉａより大きい。さらに、図１で左端から３番目のバンクＢ３と４番目のバンクＢ４の間の並列接続箇所１２ｃに流れる地絡電流Ｉｃは、地絡発生のバンクＢ３に戻るため図１の右から左の方向に流れる。また、図１で左端から４番目のバンクＢ４と５番目のバンクＢ５の間の並列接続箇所１２ｄに流れる地絡電流Ｉｄは、地絡発生のバンクＢ３に戻るため図１の右から左の方向に流れて地絡電流Ｉｃに合流する。即ち、地絡発生のバンクＢ３を挟む並列接続箇所１２ｂ、１２ｃの地絡電流方向が１８０°逆であり、位相が１８０°逆相である。このことから隣接バンクから地絡電流が流れ込むばかりのバンクが、地絡発生バンクであると判定できる。また、地絡が発生していないバンクでは、隣接するバンクとの共同接地線を流れる地絡電流の向きが同じで、位相が同相である。
【００２５】
図１の地絡発生バンク特定装置１０は、任意の隣接する並列接続箇所１２での地絡電流を検出して、各々の流れる方向が同じか逆かを位相が同相か逆相かで判定することで、地絡発生バンクを特定する。地絡電流検出部２０で並列接続箇所１２ａ〜１２ｄに流れる地絡電流を検出する。並列接続箇所１２ａ〜１２ｄで検出されたそれぞれの地絡電流の位相を測定するための基準となる共通の基準時間信号ＣＰを基準時間信号生成部３０で生成して、地絡バンク判定部４０で隣接する並列接続箇所１２ａ〜１２ｄでの地絡電流の位相が同相または互いに逆相かを判別し、逆相と判別された隣接する二並列接続箇所で挟まれたバンクを地絡発生バンクと判定する。
【００２６】
地絡電流検出部２０は、並列接続箇所１２ａ〜１２ｄに流れる地絡電流を検出する変流器ＣＴを備える。使用する変流器ＣＴの数は、単数または複数と任意であり、単数の場合は４線路区間の各並列接続箇所１２ａ〜１２ｄに順次に設置して使用する。図１には、本発明方法の説明上に４台の変流器ＣＴ１〜ＣＴ４を示しているが、数は任意である。以下、必要に応じて４台の変流器ＣＴ１〜ＣＴ４を検出ＣＴ１〜ＣＴ４と称する。
【００２７】
図１に示す基準時間信号生成部３０は、低圧交流配電線路であるバンクＢの商用電源と同期したパルス信号に基づいて基準時間信号ＣＰを生成する。この基準時間信号生成部３０は、いずれか１つのバンクＢの低圧交流配電線路の商用電源に同期させるため、例えば正弦波の商用電源電圧のゼロクロスを検出するゼロクロス検出回路３１と、商用電圧のゼロクロスの立ち上がり点に同期したパルスを発生させるパルス発生回路３２と、発生させたパルスを共同接地線５のいずれか１箇所に重畳する重畳変流器３３を備える。以下、必要に応じて重畳変流器３３を重畳ＣＴと称する。
【００２８】
図２に重畳ＣＴで重畳されるパルス波形と、検出ＣＴ１〜ＣＴ４で検出した地絡電流波形を示す。重畳ＣＴは、商用低圧線間電圧を検出し、ゼロクロスの立ち上がり点に同期したパルスを基準時間信号ＣＰとして生成し、共同接地線５に重畳する。一方で共同接地線５の、例えば並列接続箇所１２ａに設置した検出ＣＴ１で地絡電流Ｉａを検出する。ここで検出された電流は商用周波数の正弦波で、重畳パルスがノイズとして入るので、バンドパスフィルター等でノイズ成分を除いて地絡電流Ｉａを検出する。地絡バンク判定部４０で、基準時間信号ＣＰを基準とした地絡電流Ｉａの立ち上がり時間を測定し、基準に対する電流位相θ°を算出する。
【００２９】
また、並列接続箇所１２ｂに設置した検出ＣＴ２で地絡電流Ｉｂを検出し、地絡バンク判定部４０で基準時間信号ＣＰを基準とした地絡電流Ｉｂの立ち上がり時間を測定して、基準に対する電流位相θ°を算出する。２つの地絡電流Ｉａ、Ｉｂは同方向に流れる電流ゆえに同じ電流位相θ°であり、大きさが相違する。地絡バンク判定部４０は、２箇所の地絡電流Ｉａ、Ｉｂが同相と判別すると、バンクＢ２からバンクＢ３のある外側に流れる地絡電流と判別し、バンクＢ１とＢ２が地絡発生バンクでないと判別する。なお、図１では検出ＣＴ１、ＣＴ２で検出した地絡電流Ｉａ、Ｉｂを有線で地絡バンク判定部４０に送信するようにしているが、無線で検出電流の送信を行うようにしてもよい。このことは、他の検出ＣＴ３、ＣＴ４においても同様である。
【００３０】
また、別の並列接続箇所１２ｃに設置した検出ＣＴ３で地絡電流Ｉｃを検出し、地絡バンク判定部４０で基準時間信号ＣＰを基準とした地絡電流Ｉｃの立ち上がり時間を測定して、基準に対する電流位相を算出する。地絡電流Ｉｃは、地絡電流Ｉａ、Ｉｂと逆方向に流れる電流であるから、測定される電流位相は１８０°ずれた（θ°＋１８０°）である。地絡バンク判定部４０は、バンクＢ３を挟む２箇所の地絡電流Ｉｂ、Ｉｃが逆相であると判別すると、地絡電流Ｉｂ及びＩｃがバンクＢ３に隣接するバンクＢ２とバンクＢ４の両方から流れ込む電流と判別し、バンクＢ３が地絡発生バンクと特定する。
【００３１】
また、並列接続箇所１２ｄに設置した検出ＣＴ４で地絡電流Ｉｄを検出し、地絡バンク判定部４０で基準時間信号ＣＰを基準とした地絡電流Ｉｄの立ち上がり時間を測定して、基準に対する電流位相を算出する。ここでの地絡電流Ｉｄは、地絡電流Ｉｃと同方向に流れる電流であるから、測定される電流位相は（θ°＋１８０°）である。地絡バンク判定部４０は、バンクＢ４における２つの地絡電流Ｉｃ、Ｉｄが同相と判別して、バンクＢ４さらにはバンクＢ５が地絡発生バンクでないと判別する。
【００３２】
４箇所の並列接続箇所１２ａ〜１２ｃにおける地絡電流検出は、同時或いは順次に行うことができる。同時に行う場合は、各並列接続箇所１２ａ〜１２ｃに検出ＣＴ１〜ＣＴ４を設置して行い、各線路で電流位相が同相と逆相かを判定して地絡発生バンクを特定する。順次に行う場合は、例えば１台の検出ＣＴ１のみ使用して行うことができる。また、２台の検出ＣＴ１、ＣＴ２を同時に使用して、バンクＢ２が地絡発生バンクかどうかの判別をし、地絡発生バンクでないと判別すると、この２台を別のバンクＢへと移動させることも有効である。また、５つのバンクＢ１〜Ｂ５における地絡電流検出と位相測定の順番は上記例に限らず、任意である。仮に、最初に地絡発生のバンクＢ３で地絡電流検出と位相測定して、２つの地絡電流Ｉｂ、Ｉｃが逆相であり、地絡発生バンクであると判定されると、他のバンクでの地絡電流検出と位相測定は必ずしも必要としない。この場合、より高い正確性を期するため、他のバンクでの地絡電流検出と位相測定を行うことが望ましい。
【００３３】
図１に示す基準時間信号生成部３０は、低圧交流配電線路であるバンクＢの商用電源周波数と共同接地線５を流れる地絡電流の周波数に同じ微少な変動が生じても、この変動に対応して商用電源と同期した基準時間信号ＣＰの周波数が変動する。そのため、各バンクＢ１〜Ｂ５での地絡電流検出と位相測定の順番が時間的に相違しても、常に高精度で地絡電流の位相測定、同相か逆相かの判別ができる。
【００３４】
基準時間信号生成部３０は、図１のパルス重畳式のもの以外に、例えば、図３に示すＧＰＳ受信器３５を使用したものや、図５に示すパルス発振回路３７を使用したものが適用できる。
【００３５】
図３に示す基準時間信号生成部３０は、全地球測位システム（ＧＰＳ）のＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号をアンテナ３６を通してＧＰＳ受信器３５で受信する。受信したＧＰＳ信号から同期した基準時間信号ＣＰを生成して、地絡バンク判定部４０に送信する。地絡バンク判定部４０は、ＧＰＳ信号から生成された基準時間信号ＣＰを絶対的な時間として地絡電流位相の測定に使用する。
【００３６】
図３のＧＰＳ基準時間方式の場合、同時刻で２箇所以上を同時に地絡電流の位相を測定する。例えば、図３に示すように、並列接続箇所１２ａに検出ＣＴ１を設置し、この検出ＣＴ１に地絡バンク判定部４０と位相データ受信器４１、受信アンテナ４２を付設する。別の並列接続箇所１２ｄに検出ＣＴ４を設置し、この検出ＣＴ４に位相データ送信器４３と送信アンテナ４４を付設する。並列接続箇所１２ａと並列接続箇所１２ｄそれぞれのＧＰＳ受信器３５で同時刻の基準時間信号ＣＰを生成する。例えば、図４に示すように、１２時００分００秒の基準時間信号ＣＰ１を基準とした検出ＣＴ１の地絡電流Ｉａの立ち上がり時間を測定し、基準に対する電流位相θ１°を算出し、その位相データを地絡バンク判定部４０に有線で送信する。同様に１２時００分００秒の基準時間信号ＣＰ１を基準とした検出ＣＴ４の地絡電流Ｉｄの立ち上がり時間を測定し、基準に対する電流位相（θ１°＋１８０°）を算出して、その位相データを送信器４３、送信アンテナ４４から地絡バンク判定部４０の受信アンテナ４２、受信器４１に無線送信し、受信器１から地絡バンク判定部４０に有線送信する。この場合、地絡バンク判定部４０は、２箇所の並列接続箇所１２ａと１２ｄの地絡電流が逆相と判別し、バンクＢ１とバンクＢ５が地絡発生バンクでないと判別し、バンクＢ１とバンクＢ５の内側に地絡発生バンクがあると判定する。また、同様にして例えば１２時００分０１秒の基準時間信号ＣＰ２を基準とした検出ＣＴ１の地絡電流Ｉａの電流位相（θ２°＋１８０°）を算出し、同じ１２時００分０１秒の基準時間信号ＣＰ２を基準とした検出ＣＴ４の地絡電流Ｉｄの電流位相θ２°を算出する。この場合も地絡バンク判定部４０は、２箇所の並列接続箇所１２ａと１２ｄの地絡電流が逆相と判別し、バンクＢ１とバンクＢ５の内側に地絡発生バンクがあると判定する。なお、図３では１台の地絡バンク判定部４０で２箇所の並列接続箇所の地絡電流が同相か逆相かを判定しているが、２箇所の各並列接続箇所に１台ずつ地絡バンク判定部を設置して、互いにデータ交信させてそれぞれの地絡バンク判定部で２箇所の地絡電流が同相か逆相かの判別をしてもよい。
【００３７】
図５に示す基準時間信号生成部３０は、単独の高周波パルス発振回路３７で低圧交流配電線路の商用周波数を整数ｎで除した１／ｎの周波数のパルス信号を発振させ、このパルス信号に同期させた基準時間信号ＣＰを地絡バンク判定部４０で使用する。この場合、ｎ＝１またはｎ＝２にして、商用電圧のゼロクロスでパルス信号を発信させるのが、精度的かつ実用上に望ましい。
【００３８】
以上の実施の形態は、住宅や工場等の低圧需要家に電力供給する複数のバンクのＢ種接地線を共同接地線で並列に連系した多重接地式低圧交流配電線路に適用した地絡バンク特定方法、地絡バンク特定装置である。本発明は、多重接地式低圧交流配電線路に限らず適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る地絡発生バンク特定装置の実施の形態を示す低圧交流配電線路の概要を示す回路図である。
【図２】図１の地絡発生バンク特定装置による地絡電流位相測定方法を説明するための電圧・電流波形図である。
【図３】他の実施の形態を示す低圧交流配電線路の概要を示す回路図である。
【図４】図３の地絡発生バンク特定装置による地絡電流位相測定方法を説明するための地絡電流波形図である。
【図５】他の実施の形態を示す低圧交流配電線路の概要を示す回路図である。
【符号の説明】
【００４０】
１ 低圧交流配電線路
４ 接地線
５ 共同接地線
Ｂ バンク（柱上変圧器）
Ｉａ〜Ｉｄ 地絡電流
１０ 地絡発生バンク特定装置
１２ａ〜１２ｄ 並列接続箇所
２０ 地絡電流検出部
３０ 基準時間信号生成部
３１ ゼロクロス検出回路
３２ パルス発生回路
３３ 重畳変流器
３５ ＧＰＳ受信器
３６ アンテナ
３７ 発信回路
４０ 地絡バンク判定部
ＣＰ 基準時間信号
ＣＴ 変流器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のバンクの低圧交流配電線路を並列に接続した配電系統におけるいずれかの地絡発生低圧交流配電線路に対応するバンクを特定する方法であって、
複数の前記低圧交流配電線路間の負荷電流が流れていない並列接続箇所それぞれで地絡電流を検出し、検出されたそれぞれの地絡電流の位相を共通の基準時間信号に基づいて測定して、隣接する前記並列接続箇所での地絡電流の位相が同相または逆相かの判定に基づいて地絡発生低圧交流配電線路に対応するバンクを特定することを特徴とする地絡発生バンク特定方法。
【請求項２】
前記基準時間信号を、前記低圧交流配電線路の商用電源と同期したパルス信号に基づいて生成することを特徴とする請求項１に記載の地絡発生バンク特定方法。
【請求項３】
前記パルス信号を複数の前記並列接続箇所に重畳したことを特徴とする請求項２に記載の地絡発生バンク特定方法。
【請求項４】
前記基準時間信号を、前記低圧交流配電線路の商用周波数を整数で除した周波数でパルス信号を発振するパルス発振回路からのパルス信号に基づいて生成することを特徴とする請求項１に記載の地絡発生バンク特定方法。
【請求項５】
前記基準時間信号を、全地球測位システムのＧＰＳ信号に基づいて生成することを特徴とする請求項１に記載の地絡発生バンク特定方法。
【請求項６】
複数のバンクの低圧交流配電線路を並列に接続した配電系統におけるいずれかの地絡発生低圧交流配電線路に対応するバンクを特定する装置であって、
前記低圧交流配電線路間の前記並列接続箇所それぞれで当該並列接続箇所を流れる地絡電流を検出する地絡電流検出部と、前記並列接続箇所で検出されたそれぞれの地絡電流の位相を測定するための基準となる共通の基準時間信号を生成する基準時間信号生成部と、隣接する前記並列接続箇所の地絡電流の位相が同相または互いに逆相かを判別し、逆相と判別された隣接する並列接続箇所に挟まれたバンクを地絡発生バンクと判定する地絡バンク判定部とを具備したことを特徴とする地絡発生バンク特定装置。
【請求項７】
前記基準時間信号生成部は、前記低圧交流配電線路の商用電源と同期した高周波パルス電流を前記並列接続箇所に重畳する重畳変流器を有することを特徴とする請求項６に記載の地絡発生バンク特定装置。
【請求項１】
複数のバンクの低圧交流配電線路を並列に接続した配電系統におけるいずれかの地絡発生低圧交流配電線路に対応するバンクを特定する方法であって、
複数の前記低圧交流配電線路間の負荷電流が流れていない並列接続箇所それぞれで地絡電流を検出し、検出されたそれぞれの地絡電流の位相を共通の基準時間信号に基づいて測定して、隣接する前記並列接続箇所での地絡電流の位相が同相または逆相かの判定に基づいて地絡発生低圧交流配電線路に対応するバンクを特定することを特徴とする地絡発生バンク特定方法。
【請求項２】
前記基準時間信号を、前記低圧交流配電線路の商用電源と同期したパルス信号に基づいて生成することを特徴とする請求項１に記載の地絡発生バンク特定方法。
【請求項３】
前記パルス信号を複数の前記並列接続箇所に重畳したことを特徴とする請求項２に記載の地絡発生バンク特定方法。
【請求項４】
前記基準時間信号を、前記低圧交流配電線路の商用周波数を整数で除した周波数でパルス信号を発振するパルス発振回路からのパルス信号に基づいて生成することを特徴とする請求項１に記載の地絡発生バンク特定方法。
【請求項５】
前記基準時間信号を、全地球測位システムのＧＰＳ信号に基づいて生成することを特徴とする請求項１に記載の地絡発生バンク特定方法。
【請求項６】
複数のバンクの低圧交流配電線路を並列に接続した配電系統におけるいずれかの地絡発生低圧交流配電線路に対応するバンクを特定する装置であって、
前記低圧交流配電線路間の前記並列接続箇所それぞれで当該並列接続箇所を流れる地絡電流を検出する地絡電流検出部と、前記並列接続箇所で検出されたそれぞれの地絡電流の位相を測定するための基準となる共通の基準時間信号を生成する基準時間信号生成部と、隣接する前記並列接続箇所の地絡電流の位相が同相または互いに逆相かを判別し、逆相と判別された隣接する並列接続箇所に挟まれたバンクを地絡発生バンクと判定する地絡バンク判定部とを具備したことを特徴とする地絡発生バンク特定装置。
【請求項７】
前記基準時間信号生成部は、前記低圧交流配電線路の商用電源と同期した高周波パルス電流を前記並列接続箇所に重畳する重畳変流器を有することを特徴とする請求項６に記載の地絡発生バンク特定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−９２４１７（Ｐ２００９−９２４１７Ａ）
【公開日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２６１０２７（Ｐ２００７−２６１０２７）
【出願日】平成１９年１０月４日（２００７．１０．４）
【出願人】（０００１５６９３８）関西電力株式会社 (1,442)
【出願人】（０００２１４５６０）長谷川電機工業株式会社 (25)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月４日（２００７．１０．４）
【出願人】（０００１５６９３８）関西電力株式会社 (1,442)
【出願人】（０００２１４５６０）長谷川電機工業株式会社 (25)
【Ｆターム（参考）】
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