直流地絡検出回路及び直流地絡検出方法
【課題】 本発明は、直流電路が長い場合に直流地絡の検出感度を向上させることができる直流地絡検出回路を提供することを課題とする。
【解決手段】 直流電路で発生する直流地絡を検出するために設けられる直流地絡検出回路１であって、直流地絡が発生するときに直流電路上の検出地点を流れる電流を検出する電流検出手段と、前記検出地点より上流側の対地静電容量の増加に対応すべく、上流側の対地静電容量を相殺するように設けられる共振回路３とを備えることを特徴とする。
【解決手段】 直流電路で発生する直流地絡を検出するために設けられる直流地絡検出回路１であって、直流地絡が発生するときに直流電路上の検出地点を流れる電流を検出する電流検出手段と、前記検出地点より上流側の対地静電容量の増加に対応すべく、上流側の対地静電容量を相殺するように設けられる共振回路３とを備えることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電路で発生する直流地絡を検出する直流地絡検出回路及び直流地絡検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、直流送電設備には、電路に地絡電流が流れているか否かを検出することにより直流地絡を検出する直流地絡継電器が設けられている。この直流地絡継電器が作動することにより、地絡がこの直流回路内で発生していることを検出することができる。さらに、この直流回路内で発生している地絡の発生箇所（発生電路）を特定するために、直流地絡検出装置が設けられている。この直流地絡検出装置は、各電路上に検出地点を設けて、その検出地点を流れる地絡電流の有無から、その地絡の発生箇所を特定する（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭５４−００５０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、送電距離が長くなり、つまり、電路の長さが長くなるにつれて、電路の対地静電容量も増加する。特に、検出地点より上流側の電路の長さが長くなって、当該電路の対地静電容量が増加すると、検出地点で検出される地絡電流が抑制される。直流地絡検出装置は、検出地点を流れる地絡電流が動作値に達しなければ動作しないため、抑制された分、高い地絡電流が流れなければ、直流地絡を検出できなかった。つまり、電路の長さが短いときと比べて長いときは、直流地絡の検出感度が低かった。そこで、従来から、電路の長さが長い場合は、直流制限回路地絡継電器（６４Ｄ）が動作しても直流電路地絡検出装置が動作しない現象が発生し、分岐電路ごとに配線用遮断器(以下，遮断器という)を手切りにより地絡回路を検出することにより対処していたが、その作業が伴うことにより、制御系全体の信頼度を低下させていた。
【０００５】
よって、本発明は、かかる事情に鑑み、直流電路が長い場合に直流地絡の検出感度を向上させることができる直流地絡検出回路及び直流地絡検出方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る直流地絡検出回路は、直流地絡が発生したときに直流電路上の検出地点を流れる電流を検出する電流検出手段を備える直流地絡検出回路であって、前記検出地点より上流側の対地静電容量の増加に対応すべく、上流側の対地静電容量を相殺するように設けられる共振回路を備えることを特徴とする。
【０００７】
かかる構成によれば、直流電路が長い場合に前記共振回路を設けることにより検出地点より上流側の対地静電容量が相殺されるため、検出地点を流れる地絡電流が抑制されず、直流地絡の検出感度を維持することができる。
【０００８】
また、本発明によれば、前記共振回路は、直流電路の正極側電路の前記検出地点より上流側の地点を接地して設けられる正極側並列共振回路と、直流電路の負極側電路の前記検出地点より上流側の地点を接地して設けられる負極側並列共振回路とを備えることが好ましい。
【０００９】
かかる構成によれば、直流電路の正極側電路に正極側並列共振回路を設け、負極側電路に負極側並列共振回路を設けることにより検出地点より上流側の対地静電容量が相殺されるため、検出地点を流れる地絡電流が抑制されず、直流地絡の検出感度を維持することができる。
【００１０】
また、本発明によれば、前記共振回路は、中性点接地方式の直流電路の中性点を接地して設けられる直列共振回路であることが好ましい。
【００１１】
かかる構成によれば、中性点接地方式の直流電路の中性点に直列共振回路を設けることにより検出地点より上流側の対地静電容量が相殺されるため、検出地点を流れる地絡電流が抑制されず、直流地絡の検出感度を維持することができる。
【００１２】
本発明に係る直流地絡検出方法は、直流電路で発生する直流地絡を検出する直流地絡検出方法であって、直流地絡が発生するときに直流電路上の検出地点を流れる電流を検出する電流検出手段が設けられている直流回路に対して、上流側の対地静電容量を相殺するように設けられる共振回路を検出地点の上流側に設置することを特徴とする。
【００１３】
かかる構成によれば、直流電路が長い場合に前記共振回路を設けることにより検出地点より上流側の対地静電容量が相殺されるため、検出地点を流れる地絡電流が抑制されず、直流地絡の検出感度を維持することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上の如く、本発明に係る直流地絡検出回路及び直流地絡検出方法によれば、直流電路が長い場合に共振回路を設けることにより検出地点より上流側の対地静電容量が相殺されるため、検出地点を流れる地絡電流が抑制されず、直流地絡の検出感度を向上させることができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る直流地絡検出回路が設けられた直流回路の全体回路図を示す。
【図２】同実施形態に係る直流地絡検出回路が設けられた一分岐回路の等価回路図を示す。
【図３】（ａ）は、同実施形態に係る一分岐回路の正極側電路の地絡時の等価回路図を示す。（ｂ）は、同分岐回路の正極側電路の並列共振条件を表す説明図を示す。
【図４】（ａ）は、同実施形態に係る一分岐回路の負極側電路の地絡時の等価回路図を示す。（ｂ）は、同分岐回路の負極側電路の並列共振条件を表す説明図を示す。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、同実施形態に係る直流地絡検出回路の直流地絡動作特性を表すグラフを示す。
【図６】同実施形態に係る直流地絡検出回路の直流地絡検出感度特性を表すグラフを示す。
【図７】本発明の第２実施形態に係る直流地絡検出回路が設けられた一分岐回路の等価回路図を示す。
【図８】（ａ）は、同実施形態に係る一分岐回路の正極側電路の地絡時の等価回路図を示す。（ｂ）は、同分岐回路の正極側電路の直列共振条件を表す説明図を示す。
【図９】同実施形態に係る直流地絡検出回路の直流地絡検出感度特性を表すグラフを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の第１実施形態に係る直流地絡検出回路について、図１〜図６を参酌しつつ説明する。同実施形態に係る直流地絡検出回路１は、図１に示すように、直流電流を流す直流回路２に設けられ、直流電路で発生する直流地絡を検出するために設けられる。直流回路２は、正極側電路Ｐと負極側電路Ｎとを備え、当該電路の中性点Ｑを接地する中性点接地方式の電路である。
【００１７】
直流回路２には、正極側電路Ｐ及び負極側電路Ｎと中性点Ｑとの間に接続される接地用抵抗Ｒ０，Ｒ０と、該接地用抵抗Ｒ０，Ｒ０の電圧、つまり正極側電路Ｐ及び負極側電路Ｎの対地電圧Ｖ１，Ｖ２を計測する電圧計（又は、直流制限回路地絡継電器。以下同じ）６４Ｄ１，６４Ｄ２と、中性点Ｑと対地間に接続する交流電源Ｅａｃ（周波数１１Ｈｚ）とを備える。直流回路２に地絡が発生すると、地絡が発生している地絡電路（正極側電路Ｐ又は負極側電路Ｎ）の地絡箇所から大地を介して中性点Ｑを通り、地絡電路に戻る地絡回路が形成される。そして、地絡電流が接地用抵抗Ｒ０を流れることにより、正極側電路Ｐの対地電圧と、負極側電路Ｎの対地電圧が変化するため、その変化を電圧計６４Ｄ１，６４Ｄ２で検出して、直流地絡を検出する。
【００１８】
直流回路２は、直流電源Ｅｄｃを備えており、当該直流電源Ｅｄｃが設けられている位置には、母線２１と、該母線２１から複数に分岐される分岐回路２２とが設けられている。母線２１と各分岐回路２２，…との分岐点には、遮断器ＣＢと、直流地絡が発生するときに直流電路上の検出地点を流れる電流を検出する零相変流器（本発明の「電流検出手段」に相当）ＺＣＴと、各検出地点より電源側（以下，母線２１（上流）側という）の対地静電容量の増加に対応すべく、母線２１（上流）側の対地静電容量を相殺する共振回路３とが設けられている。
【００１９】
遮断器ＣＢは、母線２１と各分岐回路２２，…とを切り離すために設けられている。零相変流器ＺＣＴは、各電路の直流地絡の有無を検出するために、分岐回路２１，…ごとに設けられている。共振回路３は、図２に示すように、母線２１（上流）側の対地静電容量を相殺するように静電容量補償用リアクタンスを発生させる回路である。共振回路３は、正極側電路Ｐの検出地点より母線２１側の地点に接地して設けられる正極側並列共振回路３１と、負極側電路Ｎの検出地点より母線２１側の地点に接地して設けられる負極側並列共振回路３２とを備える。
【００２０】
正極側並列共振回路３１及び負極側並列共振回路３２は、図３及び図４に示すように、静電容量補償用リアクトルＬｅ１，Ｌｅ２と、直流カット用直列コンデンサＣｅ１，Ｃｅ２とを直列に接続して構成されている。また、静電容量補償用リアクトルＬｅ１，Ｌｅ２と、直流カット用直列コンデンサＣｅ１，Ｃｅ２とは、電路の対地静電容量Ｃ０１，Ｃ０２，Ｃ０３，Ｃ０４及び対地絶縁抵抗Ｒ０１，Ｒ０２，Ｒ０３，Ｒ０４と並列に接続される。直流カット用直列コンデンサＣｅ１，Ｃｅ２は、静電容量補償用リアクトルＬｅ１，Ｌｅ２より電路側に接続され、通過する電流の直流成分をカットする。静電容量補償用リアクトルＬｅ１，Ｌｅ２は、母線２１側の電路の対地静電容量を相殺すべく、共振可能な容量が選択される（ωＬｅ１−（１／ωＣｅ１）≒Σ（１／ωＣ０１），ωＬｅ２−（１／ωＣｅ２）≒Σ（１／ωＣ０２）；ω＝２πｆ，ｆ＝１１Ｈｚ）。直流カット用直列コンデンサＣｅ１，Ｃｅ２の容量は、直流回路の耐電圧を有する小さな容量が選択される。
【００２１】
次に、同実施形態に係る直流地絡検出回路の直流地絡動作特性（対地静電容量補償前）について、図２及び図５を参酌しつつ説明する。なお、図２に示す、正極側電路Ｐ及び負極側電路Ｎの線路抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４及び線路リアクタンスＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４、線間抵抗Ｒ１２，Ｒ３４及び線間静電容量Ｃ１２，Ｃ３４、中性点接地抵抗Ｚｅは、直流地絡に影響を与えないため、無視するものとする。また、直流地絡検出時において、直流電源Ｅｄｃ（及び内部抵抗ｒ）は、正極側電路Ｐと負極側電路Ｎを短絡しているものとみなす。また、対地静電容量補償前の特性であるため、静電容量補償用リアクトルＬｅ１，Ｌｅ２と、直流カット用直列コンデンサＣｅ１，Ｃｅ２も無視するものとする。このときの負極側電路Ｎの対地電圧Ｖ２、つまり、負極側の電圧計６４Ｄ２の値は、下記の式により算出される。
【数１】
【００２２】
図５（ａ）は、接地用抵抗Ｒ０が１ｋΩのときに、負極側の合成対地絶縁抵抗Ｚ０２４を１００ｋΩから１Ωまで変化させたときの負極側の電圧計６４Ｄ２の電圧値Ｖ２を示す。なお、グラフａは、正極側電路Ｐの合成対地絶縁抵抗Ｚ０１３の抵抗値を５００ｋΩとしたときの値である。グラフｂは、合成対地絶縁抵抗Ｚ０１３の抵抗値を１００ｋΩとしたときの値である。グラフｃは、合成対地絶縁抵抗Ｚ０１３の抵抗値を５０ｋΩとしたときの値である。正極側電路Ｐと負極側電路Ｎとの間の線間電圧が１００Ｖであり、中性点Ｑと各電路Ｐ，Ｑとの間の対地電圧が±５０Ｖである。直流地絡検出回路１は、対地電圧に対して±８０％のときに動作する動作値が設定されている。つまり、動作値は、±４０Ｖで動作するように設定されている。図５（ａ）からわかるように、電圧計６４Ｄ２で検出される電圧値Ｖ２は、正極側電路Ｐの合成対地絶縁抵抗Ｚ０１３の値が５００ｋΩから５０ｋΩ間では同じ値が検出される。
【００２３】
図５（ｂ）は、正極側電路Ｐの合成対地絶縁抵抗Ｚ０１３の抵抗値が１００ｋΩのときに、合成対地絶縁抵抗Ｚ０２４を１００ｋΩから１Ωまで変化させたときの負極側の電圧計６４Ｄ２の電圧値Ｖ２を示す。なお、グラフｄは、接地用抵抗Ｒ０の抵抗値を１０ｋΩとしたときの値である。グラフｅは、接地用抵抗Ｒ０の抵抗値を５ｋΩとしたときの値である。グラフｆは、接地用抵抗Ｒ０の抵抗値を１ｋΩとしたときの値である。図５（ｂ）からわかるように、電圧計６４Ｄ２で検出される電圧値Ｖ２は、接地用抵抗Ｒ０の値に依存しており、接地用抵抗Ｒ０の値が高くなるほど高い合成対地絶縁抵抗Ｚ０２４を検出することができる。
【００２４】
次に、同実施形態に係る直流地絡検出回路の直流地絡感度特性について、図２及び図６を参酌しつつ説明する。なお、図２に示す、正極側電路Ｐ及び負極側電路Ｎの線路抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４及び線路リアクタンスＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４、線間抵抗Ｒ１２，Ｒ３４及び線間静電容量Ｃ１２，Ｃ３４、中性点接地抵抗Ｚｅは、直流地絡に影響を与えないため、無視するものとする。また、直流地絡検出時において、直流電源Ｅｄｃ（及び内部抵抗ｒ）は、正極側電路Ｐと負極側電路Ｎを短絡しているものとみなす。このとき電圧計６４Ｄ２の対地電圧Ｖ２は、正極側電路Ｐの合成対地絶縁抵抗Ｚ０１３の値が５００ｋΩから５０ｋΩ間では同じ値が検出される。地絡検出電流Ｉｄは、下記の式により算出される。
【数２】
【００２５】
図６は、接地用抵抗Ｒ０が１ｋΩのときに、対地絶縁抵抗Ｒ０４を１００ｋΩから１ｋΩまで変化させたときの、負極側の電圧計６４Ｄ２の電圧値と、零相変流器ＺＣＴで検出される地絡検出電流値とを示す。グラフｇ，ｊは、母線２１側の静電容量を補償する前の値であって、分岐回路２２側の電路が２０ｋｍ相当のときの値を示す。グラフｈ，ｋは、補償前の値であって、分岐回路２２側の電路が１００ｋｍ相当のときの値を示す。グラフｉ，ｌは、補償後の値であって、分岐回路２２側の電路が１００ｋｍ相当のときの値を示す。
【００２６】
図６からわかるように、電圧計６４Ｄ２で検出される電圧値Ｖ２は、正極側電路Ｐの合成対地絶縁抵抗Ｚ０１３の値が５００ｋΩから５０ｋΩ間では同じ値が検出され、電路の対地静電容量の値に関らず同じ値が検出される。地絡検出電流Ｉｄは、電路長が長くなるにつれて感度が下がるが、補償することにより、感度が約６０％改善される。
【００２７】
このようにして、直流電路が長い場合に、直流電路の正極側電路Ｐに正極側並列共振回路３１を設け、負極側電路Ｎに負極側並列共振回路３２を設けることにより検出地点より母線２１側の各電路の対地静電容量が相殺されるため、検出地点を流れる地絡電流Ｉｄが抑制されず、直流地絡の検出感度を維持することができる。
【００２８】
また、電路が延長されるなどして検出地点から上流側の対地静電容量が増加した場合であっても、直流カット用直列コンデンサＣｅ１及びＣｅ２の容量を変更して、直流地絡検出回路１の検出感度を所望のレベルに戻すことができる。
【００２９】
また、この直流地絡検出回路は、直流カット用直列コンデンサＣｅ１及びＣｅ２が静電容量補償用リアクトルに対して直列に接続されているため、（静電容量補償用リアクトルを直流回路に接続することにより地絡事故の恐れがあった）１００Ｖから５００ｋＶまでの直流回路においても適用することができる。
【００３０】
次に、本発明の第２実施形態に係る直流地絡検出回路について、図７〜図９を参酌しつつ説明する。なお、本実施形態に係る直流地絡検出回路１０１は、第１実施形態に係る直流地絡検出回路の共振回路３の変形例であるため、以下、共振回路３を中心に説明し、第１実施形態に係る直流地絡検出回路１の構成と同一の構成については、同一の符号を付すとともに、説明を省略する。
【００３１】
直流回路２は、図７に示すように、中性点接地方式の直流電路の中性点Ｑを接地する接地線２３が設けられている。この接地線２３は、交流電源Ｅａｃ及び共振回路３が設けられる第１の接地線２３ａと、該第１の接地線２３ａと並列に設けられる第２の接地線２３ｂとを備える。第１の接地線２３ａと第２の接地線２３ｂとは、並列に接続されている。
【００３２】
第１の接地線２３ａに設けられる共振回路３は、中性点接地方式の直流電路の中性点Ｑを接地して設けられる直列共振回路１３１である。
【００３３】
直列共振回路１３１は、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、静電容量補償用リアクトルＬｅ３と、直流カット用直列コンデンサＣｅ３とを直列に接続して構成されている。また、静電容量補償用リアクトルＬｅ３と、直流カット用直列コンデンサＣｅ３とは、各電路の対地静電容量Ｃ０１，Ｃ０２，Ｃ０３，Ｃ０４及び対地絶縁抵抗Ｒ０１，Ｒ０２，Ｒ０３，Ｒ０４と直列に接続される。静電容量補償用リアクトルＬｅ３は、母線２１側の電路の対地静電容量Ｃ０１，Ｃ０２を相殺すべく、共振可能な容量が選択される（ωＬｅ３−（１/ωＣｅ３）≒１／ωＣ；Ｃは、母線側の正極側電路Ｐの対地静電容量Ｃ０１と負極側電路Ｎの対地静電容量Ｃ０２との合成対地静電容量。）。直流カット用直列コンデンサＣｅ３の容量は、直流回路の耐電圧に相当する小さな容量が選択され、共振可能なリアクトル容量は母線側の合成対地静電容量Ｚ１と略同一となる容量が選択される。合成対地静電容量Ｃは、下記の式により算出される。
【数３】
【００３４】
また、第２の接地線２３ｂには、中性点Ｑを接地するためのスイッチＳＷが設けられている。このスイッチＳＷは、直流制限回路地絡継電器（６４Ｄ）による直流地絡検出と直流地絡検出回路１による直流地絡検出とを選択するために設けられている。
【００３５】
このスイッチＳＷは、常時、ＯＮ（接続）されているため、中性点Ｑは、第２の接地線２３ｂを介して大地に接地されている。第２の接地線２３ｂは、直流カット用直列コンデンサＣｅ３により開放されている。つまり、直流制限回路地絡継電器（６４Ｄ）が動作可能な状態となっている。
【００３６】
交流電源Ｅａｃを起動させて、直流地絡検出回路１による直流地絡検出を実施するとき、スイッチＳＷは、ＯＦＦ（切断）され、中性点Ｑは、第１の接地線２３ａを介して大地に接地される。つまり、直流地絡検出回路１が動作できるため、活線で絶縁抵抗を測定することができるようになっている。
【００３７】
次に、同実施形態に係る直流地絡検出回路の直流地絡感度特性について、図７及び図９を参酌しつつ説明する。なお、図７に示す、正極側電路Ｐ及び負極側電路Ｎの線路抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４及び線路リアクタンスＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４、線間抵抗Ｒ１２，Ｒ３４及び線間静電容量Ｃ１２，Ｃ３４、中性点接地抵抗Ｚｅは、直流地絡に影響を与えないため、無視するものとする。また、直流地絡検出時において、直流電源Ｅｄｃ（及び内部抵抗ｒ）は、正極側電路Ｐと負極側電路Ｎを短絡しているものとみなす。この電圧計６４Ｄ２の対地圧値Ｖ２は、正極側電路Ｐの合成対地絶縁抵抗Ｚ０１３の値が５００ｋΩから５０ｋΩ間では同じ値が検出される。地絡検出電流Ｉｄは、下記の式により算出される。
【数４】
【００３８】
図９は、接地用抵抗Ｒ０が１ｋΩのときに、対地絶縁抵抗Ｒ０４を１００ｋΩから１ｋΩまで変化させたときの、負極側の電圧計６４Ｄ２の電圧値Ｖ２と、零相変流器ＺＣＴで検出される地絡検出電流値Ｉｄとを示す。グラフｏ，ｒは、母線２１側の静電容量を補償する前の値であって、電路が２０ｋｍ相当のときの値を示す。グラフｐ，ｓは、補償前の値であって、電路が１００ｋｍ相当のときの値を示す。グラフｑ，ｔは、補償後の値であって、電路が１００ｋｍ相当のときの値を示す。
【００３９】
図９からわかるように、電圧計６４Ｄ２で検出される電圧値Ｖ２は、電路の対地静電容量の値に関らず同じ値が検出される。地絡検出電流Ｉｄは、電路長が長くなるにつれて感度が下がるが、補償することにより、感度が約２０％改善される。
【００４０】
このようにして、中性点接地方式の直流電路の中性点Ｑに直列共振回路１３１を設けることにより検出地点より母線２１側の各電路の対地静電容量が相殺されるため、検出地点を流れる地絡電流が抑制されず、直流地絡の検出感度を維持することができる。
【００４１】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
【００４２】
本発明の第１及び第２実施形態に係る直流地絡検出回路１は、中性点接地方式の直流回路２に設けられる例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、直流地絡検出回路は、抵抗接地方式や直接接地方式などの直流回路に設けられてもよい。
【００４３】
本発明の第１及び第２実施形態に係る直流地絡検出回路１は、電流検出手段が零相変流器ＺＣＴである例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、電流検出手段は、交流変流器であってもよい。交流変流器を用いる場合、地絡電流に交流信号を付加することにより、交流変流器が地絡電流を検出可能にされることが好ましい。
【００４４】
本発明の第１及び第２実施形態に係る直流地絡検出回路１は、直流カット用直列コンデンサＣｅ１，Ｃｅ２，Ｃｅ３のコンデンサ容量及び静電容量補償用リアクトル容量が固定値である例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、直流カット用直列コンデンサのコンデンサ容量及び静電容量補償用リアクトル容量は、可変値又は複数の固定値から選択された選択値であってもよい。よって、電路の増設・撤去等によりその電路の長さが変化した場合、その静電容量補償用リアクトル容量を調整することができる。
【００４５】
本発明の第１及び第２実施形態に係る直流地絡検出回路１は、直流カット用直列コンデンサＣｅ１，Ｃｅ２，Ｃｅ３を直流回路２の上流側にのみ設ける例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、直流カット用直列コンデンサは、分岐回路側の対地静電容量を補償するために、直流回路の下流側に局所的に設けられてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１…直流地絡検出回路、２…直流回路、Ｐ…正極側電路、Ｎ…負極側電路、Ｑ…中性点、Ｒ０…接地用抵抗、Ｖ１…正極側電路の対地電圧、Ｖ２…負極側電路の対地電圧、６４Ｄ１…正極側電圧計、６４Ｄ２…負極側電圧計、Ｅａｃ…交流電源、Ｅｄｃ…直流電源、２１…母線、２２…分岐回路、ＣＢ…遮断器、ＺＣＴ…零相変流器、３…共振回路、２３…接地線、２３ａ…第１の接地線、２３ｂ…第２の接地線、３１…正極側並列共振回路、３２…負極側並列共振回路、Ｌｅ１…正極側静電容量補償用リアクトル、Ｌｅ２…負極側静電容量補償用リアクトル、Ｃｅ１…正極側直流カット用直列コンデンサ、Ｃｅ２…負極側直流カット用直列コンデンサ、Ｒ１…線路抵抗（母線側の正極側電路）、Ｒ２…線路抵抗（母線側の負極側電路）、Ｒ３…線路抵抗（分岐回路側の正極側電路）、Ｒ４…線路抵抗（分岐回路側の負極側電路）、Ｌ１…線路リアクタンス（母線側の正極側電路）、Ｌ２…線路リアクタンス（母線側の負極側電路）、Ｌ３…線路リアクタンス（分岐回路側の正極側電路）、Ｌ４…線路リアクタンス（分岐回路側の負極側電路）、Ｒ１２…母線側線間抵抗、Ｒ３４…分岐回路側線間抵抗、Ｃ１２…母線側線間静電容量、Ｃ３４…分岐回路側線間静電容量、Ｒ０１…対地絶縁抵抗（母線側の正極側電路）、Ｒ０２…対地絶縁抵抗（母線側の負極側電路）、Ｒ０３…対地絶縁抵抗（分岐回路側の正極側電路）、Ｒ０４…対地絶縁抵抗（分岐回路側の負極側電路）、Ｃ０１…対地静電容量（母線側の正極側電路）、Ｃ０２…対地静電容量（母線側の負極側電路）、Ｃ０３…対地静電容量（分岐回路側の正極側電路）、Ｃ０４…対地静電容量（分岐回路側の負極側電路）、Ｚｅ…交流電源Ｅａｃ（周波数１１Ｈｚ）の内部抵抗、ｒ…直流電源Ｅｄｃの内部抵抗、１０１…直流地絡検出回路、１３１…直列共振回路、Ｌｅ３…静電容量補償用リアクトル、Ｃｅ３…直流カット用直列コンデンサ、ＳＷ…スイッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電路で発生する直流地絡を検出する直流地絡検出回路及び直流地絡検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、直流送電設備には、電路に地絡電流が流れているか否かを検出することにより直流地絡を検出する直流地絡継電器が設けられている。この直流地絡継電器が作動することにより、地絡がこの直流回路内で発生していることを検出することができる。さらに、この直流回路内で発生している地絡の発生箇所（発生電路）を特定するために、直流地絡検出装置が設けられている。この直流地絡検出装置は、各電路上に検出地点を設けて、その検出地点を流れる地絡電流の有無から、その地絡の発生箇所を特定する（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭５４−００５０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、送電距離が長くなり、つまり、電路の長さが長くなるにつれて、電路の対地静電容量も増加する。特に、検出地点より上流側の電路の長さが長くなって、当該電路の対地静電容量が増加すると、検出地点で検出される地絡電流が抑制される。直流地絡検出装置は、検出地点を流れる地絡電流が動作値に達しなければ動作しないため、抑制された分、高い地絡電流が流れなければ、直流地絡を検出できなかった。つまり、電路の長さが短いときと比べて長いときは、直流地絡の検出感度が低かった。そこで、従来から、電路の長さが長い場合は、直流制限回路地絡継電器（６４Ｄ）が動作しても直流電路地絡検出装置が動作しない現象が発生し、分岐電路ごとに配線用遮断器(以下，遮断器という)を手切りにより地絡回路を検出することにより対処していたが、その作業が伴うことにより、制御系全体の信頼度を低下させていた。
【０００５】
よって、本発明は、かかる事情に鑑み、直流電路が長い場合に直流地絡の検出感度を向上させることができる直流地絡検出回路及び直流地絡検出方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る直流地絡検出回路は、直流地絡が発生したときに直流電路上の検出地点を流れる電流を検出する電流検出手段を備える直流地絡検出回路であって、前記検出地点より上流側の対地静電容量の増加に対応すべく、上流側の対地静電容量を相殺するように設けられる共振回路を備えることを特徴とする。
【０００７】
かかる構成によれば、直流電路が長い場合に前記共振回路を設けることにより検出地点より上流側の対地静電容量が相殺されるため、検出地点を流れる地絡電流が抑制されず、直流地絡の検出感度を維持することができる。
【０００８】
また、本発明によれば、前記共振回路は、直流電路の正極側電路の前記検出地点より上流側の地点を接地して設けられる正極側並列共振回路と、直流電路の負極側電路の前記検出地点より上流側の地点を接地して設けられる負極側並列共振回路とを備えることが好ましい。
【０００９】
かかる構成によれば、直流電路の正極側電路に正極側並列共振回路を設け、負極側電路に負極側並列共振回路を設けることにより検出地点より上流側の対地静電容量が相殺されるため、検出地点を流れる地絡電流が抑制されず、直流地絡の検出感度を維持することができる。
【００１０】
また、本発明によれば、前記共振回路は、中性点接地方式の直流電路の中性点を接地して設けられる直列共振回路であることが好ましい。
【００１１】
かかる構成によれば、中性点接地方式の直流電路の中性点に直列共振回路を設けることにより検出地点より上流側の対地静電容量が相殺されるため、検出地点を流れる地絡電流が抑制されず、直流地絡の検出感度を維持することができる。
【００１２】
本発明に係る直流地絡検出方法は、直流電路で発生する直流地絡を検出する直流地絡検出方法であって、直流地絡が発生するときに直流電路上の検出地点を流れる電流を検出する電流検出手段が設けられている直流回路に対して、上流側の対地静電容量を相殺するように設けられる共振回路を検出地点の上流側に設置することを特徴とする。
【００１３】
かかる構成によれば、直流電路が長い場合に前記共振回路を設けることにより検出地点より上流側の対地静電容量が相殺されるため、検出地点を流れる地絡電流が抑制されず、直流地絡の検出感度を維持することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上の如く、本発明に係る直流地絡検出回路及び直流地絡検出方法によれば、直流電路が長い場合に共振回路を設けることにより検出地点より上流側の対地静電容量が相殺されるため、検出地点を流れる地絡電流が抑制されず、直流地絡の検出感度を向上させることができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る直流地絡検出回路が設けられた直流回路の全体回路図を示す。
【図２】同実施形態に係る直流地絡検出回路が設けられた一分岐回路の等価回路図を示す。
【図３】（ａ）は、同実施形態に係る一分岐回路の正極側電路の地絡時の等価回路図を示す。（ｂ）は、同分岐回路の正極側電路の並列共振条件を表す説明図を示す。
【図４】（ａ）は、同実施形態に係る一分岐回路の負極側電路の地絡時の等価回路図を示す。（ｂ）は、同分岐回路の負極側電路の並列共振条件を表す説明図を示す。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、同実施形態に係る直流地絡検出回路の直流地絡動作特性を表すグラフを示す。
【図６】同実施形態に係る直流地絡検出回路の直流地絡検出感度特性を表すグラフを示す。
【図７】本発明の第２実施形態に係る直流地絡検出回路が設けられた一分岐回路の等価回路図を示す。
【図８】（ａ）は、同実施形態に係る一分岐回路の正極側電路の地絡時の等価回路図を示す。（ｂ）は、同分岐回路の正極側電路の直列共振条件を表す説明図を示す。
【図９】同実施形態に係る直流地絡検出回路の直流地絡検出感度特性を表すグラフを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の第１実施形態に係る直流地絡検出回路について、図１〜図６を参酌しつつ説明する。同実施形態に係る直流地絡検出回路１は、図１に示すように、直流電流を流す直流回路２に設けられ、直流電路で発生する直流地絡を検出するために設けられる。直流回路２は、正極側電路Ｐと負極側電路Ｎとを備え、当該電路の中性点Ｑを接地する中性点接地方式の電路である。
【００１７】
直流回路２には、正極側電路Ｐ及び負極側電路Ｎと中性点Ｑとの間に接続される接地用抵抗Ｒ０，Ｒ０と、該接地用抵抗Ｒ０，Ｒ０の電圧、つまり正極側電路Ｐ及び負極側電路Ｎの対地電圧Ｖ１，Ｖ２を計測する電圧計（又は、直流制限回路地絡継電器。以下同じ）６４Ｄ１，６４Ｄ２と、中性点Ｑと対地間に接続する交流電源Ｅａｃ（周波数１１Ｈｚ）とを備える。直流回路２に地絡が発生すると、地絡が発生している地絡電路（正極側電路Ｐ又は負極側電路Ｎ）の地絡箇所から大地を介して中性点Ｑを通り、地絡電路に戻る地絡回路が形成される。そして、地絡電流が接地用抵抗Ｒ０を流れることにより、正極側電路Ｐの対地電圧と、負極側電路Ｎの対地電圧が変化するため、その変化を電圧計６４Ｄ１，６４Ｄ２で検出して、直流地絡を検出する。
【００１８】
直流回路２は、直流電源Ｅｄｃを備えており、当該直流電源Ｅｄｃが設けられている位置には、母線２１と、該母線２１から複数に分岐される分岐回路２２とが設けられている。母線２１と各分岐回路２２，…との分岐点には、遮断器ＣＢと、直流地絡が発生するときに直流電路上の検出地点を流れる電流を検出する零相変流器（本発明の「電流検出手段」に相当）ＺＣＴと、各検出地点より電源側（以下，母線２１（上流）側という）の対地静電容量の増加に対応すべく、母線２１（上流）側の対地静電容量を相殺する共振回路３とが設けられている。
【００１９】
遮断器ＣＢは、母線２１と各分岐回路２２，…とを切り離すために設けられている。零相変流器ＺＣＴは、各電路の直流地絡の有無を検出するために、分岐回路２１，…ごとに設けられている。共振回路３は、図２に示すように、母線２１（上流）側の対地静電容量を相殺するように静電容量補償用リアクタンスを発生させる回路である。共振回路３は、正極側電路Ｐの検出地点より母線２１側の地点に接地して設けられる正極側並列共振回路３１と、負極側電路Ｎの検出地点より母線２１側の地点に接地して設けられる負極側並列共振回路３２とを備える。
【００２０】
正極側並列共振回路３１及び負極側並列共振回路３２は、図３及び図４に示すように、静電容量補償用リアクトルＬｅ１，Ｌｅ２と、直流カット用直列コンデンサＣｅ１，Ｃｅ２とを直列に接続して構成されている。また、静電容量補償用リアクトルＬｅ１，Ｌｅ２と、直流カット用直列コンデンサＣｅ１，Ｃｅ２とは、電路の対地静電容量Ｃ０１，Ｃ０２，Ｃ０３，Ｃ０４及び対地絶縁抵抗Ｒ０１，Ｒ０２，Ｒ０３，Ｒ０４と並列に接続される。直流カット用直列コンデンサＣｅ１，Ｃｅ２は、静電容量補償用リアクトルＬｅ１，Ｌｅ２より電路側に接続され、通過する電流の直流成分をカットする。静電容量補償用リアクトルＬｅ１，Ｌｅ２は、母線２１側の電路の対地静電容量を相殺すべく、共振可能な容量が選択される（ωＬｅ１−（１／ωＣｅ１）≒Σ（１／ωＣ０１），ωＬｅ２−（１／ωＣｅ２）≒Σ（１／ωＣ０２）；ω＝２πｆ，ｆ＝１１Ｈｚ）。直流カット用直列コンデンサＣｅ１，Ｃｅ２の容量は、直流回路の耐電圧を有する小さな容量が選択される。
【００２１】
次に、同実施形態に係る直流地絡検出回路の直流地絡動作特性（対地静電容量補償前）について、図２及び図５を参酌しつつ説明する。なお、図２に示す、正極側電路Ｐ及び負極側電路Ｎの線路抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４及び線路リアクタンスＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４、線間抵抗Ｒ１２，Ｒ３４及び線間静電容量Ｃ１２，Ｃ３４、中性点接地抵抗Ｚｅは、直流地絡に影響を与えないため、無視するものとする。また、直流地絡検出時において、直流電源Ｅｄｃ（及び内部抵抗ｒ）は、正極側電路Ｐと負極側電路Ｎを短絡しているものとみなす。また、対地静電容量補償前の特性であるため、静電容量補償用リアクトルＬｅ１，Ｌｅ２と、直流カット用直列コンデンサＣｅ１，Ｃｅ２も無視するものとする。このときの負極側電路Ｎの対地電圧Ｖ２、つまり、負極側の電圧計６４Ｄ２の値は、下記の式により算出される。
【数１】
【００２２】
図５（ａ）は、接地用抵抗Ｒ０が１ｋΩのときに、負極側の合成対地絶縁抵抗Ｚ０２４を１００ｋΩから１Ωまで変化させたときの負極側の電圧計６４Ｄ２の電圧値Ｖ２を示す。なお、グラフａは、正極側電路Ｐの合成対地絶縁抵抗Ｚ０１３の抵抗値を５００ｋΩとしたときの値である。グラフｂは、合成対地絶縁抵抗Ｚ０１３の抵抗値を１００ｋΩとしたときの値である。グラフｃは、合成対地絶縁抵抗Ｚ０１３の抵抗値を５０ｋΩとしたときの値である。正極側電路Ｐと負極側電路Ｎとの間の線間電圧が１００Ｖであり、中性点Ｑと各電路Ｐ，Ｑとの間の対地電圧が±５０Ｖである。直流地絡検出回路１は、対地電圧に対して±８０％のときに動作する動作値が設定されている。つまり、動作値は、±４０Ｖで動作するように設定されている。図５（ａ）からわかるように、電圧計６４Ｄ２で検出される電圧値Ｖ２は、正極側電路Ｐの合成対地絶縁抵抗Ｚ０１３の値が５００ｋΩから５０ｋΩ間では同じ値が検出される。
【００２３】
図５（ｂ）は、正極側電路Ｐの合成対地絶縁抵抗Ｚ０１３の抵抗値が１００ｋΩのときに、合成対地絶縁抵抗Ｚ０２４を１００ｋΩから１Ωまで変化させたときの負極側の電圧計６４Ｄ２の電圧値Ｖ２を示す。なお、グラフｄは、接地用抵抗Ｒ０の抵抗値を１０ｋΩとしたときの値である。グラフｅは、接地用抵抗Ｒ０の抵抗値を５ｋΩとしたときの値である。グラフｆは、接地用抵抗Ｒ０の抵抗値を１ｋΩとしたときの値である。図５（ｂ）からわかるように、電圧計６４Ｄ２で検出される電圧値Ｖ２は、接地用抵抗Ｒ０の値に依存しており、接地用抵抗Ｒ０の値が高くなるほど高い合成対地絶縁抵抗Ｚ０２４を検出することができる。
【００２４】
次に、同実施形態に係る直流地絡検出回路の直流地絡感度特性について、図２及び図６を参酌しつつ説明する。なお、図２に示す、正極側電路Ｐ及び負極側電路Ｎの線路抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４及び線路リアクタンスＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４、線間抵抗Ｒ１２，Ｒ３４及び線間静電容量Ｃ１２，Ｃ３４、中性点接地抵抗Ｚｅは、直流地絡に影響を与えないため、無視するものとする。また、直流地絡検出時において、直流電源Ｅｄｃ（及び内部抵抗ｒ）は、正極側電路Ｐと負極側電路Ｎを短絡しているものとみなす。このとき電圧計６４Ｄ２の対地電圧Ｖ２は、正極側電路Ｐの合成対地絶縁抵抗Ｚ０１３の値が５００ｋΩから５０ｋΩ間では同じ値が検出される。地絡検出電流Ｉｄは、下記の式により算出される。
【数２】
【００２５】
図６は、接地用抵抗Ｒ０が１ｋΩのときに、対地絶縁抵抗Ｒ０４を１００ｋΩから１ｋΩまで変化させたときの、負極側の電圧計６４Ｄ２の電圧値と、零相変流器ＺＣＴで検出される地絡検出電流値とを示す。グラフｇ，ｊは、母線２１側の静電容量を補償する前の値であって、分岐回路２２側の電路が２０ｋｍ相当のときの値を示す。グラフｈ，ｋは、補償前の値であって、分岐回路２２側の電路が１００ｋｍ相当のときの値を示す。グラフｉ，ｌは、補償後の値であって、分岐回路２２側の電路が１００ｋｍ相当のときの値を示す。
【００２６】
図６からわかるように、電圧計６４Ｄ２で検出される電圧値Ｖ２は、正極側電路Ｐの合成対地絶縁抵抗Ｚ０１３の値が５００ｋΩから５０ｋΩ間では同じ値が検出され、電路の対地静電容量の値に関らず同じ値が検出される。地絡検出電流Ｉｄは、電路長が長くなるにつれて感度が下がるが、補償することにより、感度が約６０％改善される。
【００２７】
このようにして、直流電路が長い場合に、直流電路の正極側電路Ｐに正極側並列共振回路３１を設け、負極側電路Ｎに負極側並列共振回路３２を設けることにより検出地点より母線２１側の各電路の対地静電容量が相殺されるため、検出地点を流れる地絡電流Ｉｄが抑制されず、直流地絡の検出感度を維持することができる。
【００２８】
また、電路が延長されるなどして検出地点から上流側の対地静電容量が増加した場合であっても、直流カット用直列コンデンサＣｅ１及びＣｅ２の容量を変更して、直流地絡検出回路１の検出感度を所望のレベルに戻すことができる。
【００２９】
また、この直流地絡検出回路は、直流カット用直列コンデンサＣｅ１及びＣｅ２が静電容量補償用リアクトルに対して直列に接続されているため、（静電容量補償用リアクトルを直流回路に接続することにより地絡事故の恐れがあった）１００Ｖから５００ｋＶまでの直流回路においても適用することができる。
【００３０】
次に、本発明の第２実施形態に係る直流地絡検出回路について、図７〜図９を参酌しつつ説明する。なお、本実施形態に係る直流地絡検出回路１０１は、第１実施形態に係る直流地絡検出回路の共振回路３の変形例であるため、以下、共振回路３を中心に説明し、第１実施形態に係る直流地絡検出回路１の構成と同一の構成については、同一の符号を付すとともに、説明を省略する。
【００３１】
直流回路２は、図７に示すように、中性点接地方式の直流電路の中性点Ｑを接地する接地線２３が設けられている。この接地線２３は、交流電源Ｅａｃ及び共振回路３が設けられる第１の接地線２３ａと、該第１の接地線２３ａと並列に設けられる第２の接地線２３ｂとを備える。第１の接地線２３ａと第２の接地線２３ｂとは、並列に接続されている。
【００３２】
第１の接地線２３ａに設けられる共振回路３は、中性点接地方式の直流電路の中性点Ｑを接地して設けられる直列共振回路１３１である。
【００３３】
直列共振回路１３１は、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、静電容量補償用リアクトルＬｅ３と、直流カット用直列コンデンサＣｅ３とを直列に接続して構成されている。また、静電容量補償用リアクトルＬｅ３と、直流カット用直列コンデンサＣｅ３とは、各電路の対地静電容量Ｃ０１，Ｃ０２，Ｃ０３，Ｃ０４及び対地絶縁抵抗Ｒ０１，Ｒ０２，Ｒ０３，Ｒ０４と直列に接続される。静電容量補償用リアクトルＬｅ３は、母線２１側の電路の対地静電容量Ｃ０１，Ｃ０２を相殺すべく、共振可能な容量が選択される（ωＬｅ３−（１/ωＣｅ３）≒１／ωＣ；Ｃは、母線側の正極側電路Ｐの対地静電容量Ｃ０１と負極側電路Ｎの対地静電容量Ｃ０２との合成対地静電容量。）。直流カット用直列コンデンサＣｅ３の容量は、直流回路の耐電圧に相当する小さな容量が選択され、共振可能なリアクトル容量は母線側の合成対地静電容量Ｚ１と略同一となる容量が選択される。合成対地静電容量Ｃは、下記の式により算出される。
【数３】
【００３４】
また、第２の接地線２３ｂには、中性点Ｑを接地するためのスイッチＳＷが設けられている。このスイッチＳＷは、直流制限回路地絡継電器（６４Ｄ）による直流地絡検出と直流地絡検出回路１による直流地絡検出とを選択するために設けられている。
【００３５】
このスイッチＳＷは、常時、ＯＮ（接続）されているため、中性点Ｑは、第２の接地線２３ｂを介して大地に接地されている。第２の接地線２３ｂは、直流カット用直列コンデンサＣｅ３により開放されている。つまり、直流制限回路地絡継電器（６４Ｄ）が動作可能な状態となっている。
【００３６】
交流電源Ｅａｃを起動させて、直流地絡検出回路１による直流地絡検出を実施するとき、スイッチＳＷは、ＯＦＦ（切断）され、中性点Ｑは、第１の接地線２３ａを介して大地に接地される。つまり、直流地絡検出回路１が動作できるため、活線で絶縁抵抗を測定することができるようになっている。
【００３７】
次に、同実施形態に係る直流地絡検出回路の直流地絡感度特性について、図７及び図９を参酌しつつ説明する。なお、図７に示す、正極側電路Ｐ及び負極側電路Ｎの線路抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４及び線路リアクタンスＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４、線間抵抗Ｒ１２，Ｒ３４及び線間静電容量Ｃ１２，Ｃ３４、中性点接地抵抗Ｚｅは、直流地絡に影響を与えないため、無視するものとする。また、直流地絡検出時において、直流電源Ｅｄｃ（及び内部抵抗ｒ）は、正極側電路Ｐと負極側電路Ｎを短絡しているものとみなす。この電圧計６４Ｄ２の対地圧値Ｖ２は、正極側電路Ｐの合成対地絶縁抵抗Ｚ０１３の値が５００ｋΩから５０ｋΩ間では同じ値が検出される。地絡検出電流Ｉｄは、下記の式により算出される。
【数４】
【００３８】
図９は、接地用抵抗Ｒ０が１ｋΩのときに、対地絶縁抵抗Ｒ０４を１００ｋΩから１ｋΩまで変化させたときの、負極側の電圧計６４Ｄ２の電圧値Ｖ２と、零相変流器ＺＣＴで検出される地絡検出電流値Ｉｄとを示す。グラフｏ，ｒは、母線２１側の静電容量を補償する前の値であって、電路が２０ｋｍ相当のときの値を示す。グラフｐ，ｓは、補償前の値であって、電路が１００ｋｍ相当のときの値を示す。グラフｑ，ｔは、補償後の値であって、電路が１００ｋｍ相当のときの値を示す。
【００３９】
図９からわかるように、電圧計６４Ｄ２で検出される電圧値Ｖ２は、電路の対地静電容量の値に関らず同じ値が検出される。地絡検出電流Ｉｄは、電路長が長くなるにつれて感度が下がるが、補償することにより、感度が約２０％改善される。
【００４０】
このようにして、中性点接地方式の直流電路の中性点Ｑに直列共振回路１３１を設けることにより検出地点より母線２１側の各電路の対地静電容量が相殺されるため、検出地点を流れる地絡電流が抑制されず、直流地絡の検出感度を維持することができる。
【００４１】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
【００４２】
本発明の第１及び第２実施形態に係る直流地絡検出回路１は、中性点接地方式の直流回路２に設けられる例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、直流地絡検出回路は、抵抗接地方式や直接接地方式などの直流回路に設けられてもよい。
【００４３】
本発明の第１及び第２実施形態に係る直流地絡検出回路１は、電流検出手段が零相変流器ＺＣＴである例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、電流検出手段は、交流変流器であってもよい。交流変流器を用いる場合、地絡電流に交流信号を付加することにより、交流変流器が地絡電流を検出可能にされることが好ましい。
【００４４】
本発明の第１及び第２実施形態に係る直流地絡検出回路１は、直流カット用直列コンデンサＣｅ１，Ｃｅ２，Ｃｅ３のコンデンサ容量及び静電容量補償用リアクトル容量が固定値である例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、直流カット用直列コンデンサのコンデンサ容量及び静電容量補償用リアクトル容量は、可変値又は複数の固定値から選択された選択値であってもよい。よって、電路の増設・撤去等によりその電路の長さが変化した場合、その静電容量補償用リアクトル容量を調整することができる。
【００４５】
本発明の第１及び第２実施形態に係る直流地絡検出回路１は、直流カット用直列コンデンサＣｅ１，Ｃｅ２，Ｃｅ３を直流回路２の上流側にのみ設ける例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、直流カット用直列コンデンサは、分岐回路側の対地静電容量を補償するために、直流回路の下流側に局所的に設けられてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１…直流地絡検出回路、２…直流回路、Ｐ…正極側電路、Ｎ…負極側電路、Ｑ…中性点、Ｒ０…接地用抵抗、Ｖ１…正極側電路の対地電圧、Ｖ２…負極側電路の対地電圧、６４Ｄ１…正極側電圧計、６４Ｄ２…負極側電圧計、Ｅａｃ…交流電源、Ｅｄｃ…直流電源、２１…母線、２２…分岐回路、ＣＢ…遮断器、ＺＣＴ…零相変流器、３…共振回路、２３…接地線、２３ａ…第１の接地線、２３ｂ…第２の接地線、３１…正極側並列共振回路、３２…負極側並列共振回路、Ｌｅ１…正極側静電容量補償用リアクトル、Ｌｅ２…負極側静電容量補償用リアクトル、Ｃｅ１…正極側直流カット用直列コンデンサ、Ｃｅ２…負極側直流カット用直列コンデンサ、Ｒ１…線路抵抗（母線側の正極側電路）、Ｒ２…線路抵抗（母線側の負極側電路）、Ｒ３…線路抵抗（分岐回路側の正極側電路）、Ｒ４…線路抵抗（分岐回路側の負極側電路）、Ｌ１…線路リアクタンス（母線側の正極側電路）、Ｌ２…線路リアクタンス（母線側の負極側電路）、Ｌ３…線路リアクタンス（分岐回路側の正極側電路）、Ｌ４…線路リアクタンス（分岐回路側の負極側電路）、Ｒ１２…母線側線間抵抗、Ｒ３４…分岐回路側線間抵抗、Ｃ１２…母線側線間静電容量、Ｃ３４…分岐回路側線間静電容量、Ｒ０１…対地絶縁抵抗（母線側の正極側電路）、Ｒ０２…対地絶縁抵抗（母線側の負極側電路）、Ｒ０３…対地絶縁抵抗（分岐回路側の正極側電路）、Ｒ０４…対地絶縁抵抗（分岐回路側の負極側電路）、Ｃ０１…対地静電容量（母線側の正極側電路）、Ｃ０２…対地静電容量（母線側の負極側電路）、Ｃ０３…対地静電容量（分岐回路側の正極側電路）、Ｃ０４…対地静電容量（分岐回路側の負極側電路）、Ｚｅ…交流電源Ｅａｃ（周波数１１Ｈｚ）の内部抵抗、ｒ…直流電源Ｅｄｃの内部抵抗、１０１…直流地絡検出回路、１３１…直列共振回路、Ｌｅ３…静電容量補償用リアクトル、Ｃｅ３…直流カット用直列コンデンサ、ＳＷ…スイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流地絡が発生したときに直流電路上の検出地点を流れる電流を検出する電流検出手段を備える直流地絡検出回路であって、
前記検出地点より上流側の対地静電容量の増加に対応すべく、上流側の対地静電容量を相殺するように設けられる共振回路を備えることを特徴とする直流地絡検出回路。
【請求項２】
前記共振回路は、直流電路の正極側電路の前記検出地点より上流側の地点を接地して設けられる正極側並列共振回路と、直流電路の負極側電路の前記検出地点より上流側の地点を接地して設けられる負極側並列共振回路とを備える請求項１に記載の直流地絡検出回路。
【請求項３】
前記共振回路は、中性点接地方式の直流電路の中性点を接地して設けられる直列共振回路である請求項１に記載の直流地絡検出回路。
【請求項４】
直流電路で発生する直流地絡を検出する直流地絡検出方法であって、
直流地絡が発生するときに直流電路上の検出地点を流れる電流を検出する電流検出手段が設けられている直流回路に対して、上流側の対地静電容量を相殺するように設けられる共振回路を検出地点の上流側に設置することを特徴とする直流地絡検出方法。
【請求項１】
直流地絡が発生したときに直流電路上の検出地点を流れる電流を検出する電流検出手段を備える直流地絡検出回路であって、
前記検出地点より上流側の対地静電容量の増加に対応すべく、上流側の対地静電容量を相殺するように設けられる共振回路を備えることを特徴とする直流地絡検出回路。
【請求項２】
前記共振回路は、直流電路の正極側電路の前記検出地点より上流側の地点を接地して設けられる正極側並列共振回路と、直流電路の負極側電路の前記検出地点より上流側の地点を接地して設けられる負極側並列共振回路とを備える請求項１に記載の直流地絡検出回路。
【請求項３】
前記共振回路は、中性点接地方式の直流電路の中性点を接地して設けられる直列共振回路である請求項１に記載の直流地絡検出回路。
【請求項４】
直流電路で発生する直流地絡を検出する直流地絡検出方法であって、
直流地絡が発生するときに直流電路上の検出地点を流れる電流を検出する電流検出手段が設けられている直流回路に対して、上流側の対地静電容量を相殺するように設けられる共振回路を検出地点の上流側に設置することを特徴とする直流地絡検出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−８５３９２（Ｐ２０１３−８５３９２Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２４０６４（Ｐ２０１１−２２４０６４）
【出願日】平成２３年１０月１１日（２０１１．１０．１１）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１１日（２０１１．１０．１１）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【Ｆターム（参考）】
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