JP2009295839A - クロス貫通変流器、端子台および保護継電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】短絡事故から三相交流回路を保護するための変流器および短絡保護継電器の設置台数を更に削減することができるクロス貫通変流器、端子台および保護継電装置を提供する。
【解決手段】クロス貫通変流器１０は、第１および第２の一次導体１２₁，１２₂と、二次コイル１４が巻装された環状鉄心１６とを具備する。ここで、第１の一次導体１２₁は環状鉄心１６の第１の開口面から環状鉄心１６の第２の開口面への方向に貫通されているが、第２の一次導体１２₂は環状鉄心１６の第２の開口面から環状鉄心１６の第１の開口面への方向に貫通されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、クロス貫通変流器、端子台および保護継電装置に関し、特に、短絡事故から三相交流回路を保護するための変流器および短絡保護継電器の設置台数を削減するのに好適なクロス貫通変流器、端子台および保護継電装置に関する。

従来、三相交流回路では、短絡事故から三相交流回路を保護するために、変流器（ＣＴ）および過電流継電器（ＯＣ）を相ごとに設置している（たとえば下記の特許文献１参照）。

図１５に、このような変流器として使用されている貫通変流器５１０の一例を示す。
貫通変流器５１０は、筐体５１１と、両端が入力側一次端子５１３_Iおよび出力側一次端子５１３_Oにそれぞれ取り付けられた一次導体５１２と、二次コイル５１４と、筐体５１１の上面に取り付けられたかつ二次コイル５１４の両端がそれぞれ接続された２個の二次端子５１５と、二次コイル５１４が巻装された環状鉄心５１６と、環状鉄心５１６の外周面および両側面を囲むように筐体５１１内部に取り付けられたシールド５１７と、筐体５１１の底面に取り付けられた取付具５１８とを具備する。
ここで、入力側一次端子５１３_Iおよび出力側一次端子５１３_Oに送配電線の１相を接続し一次導体５１２を介して貫通変流器５１０の極性方向に貫通させるために、筐体５１１には一次導体５１２を筐体５１１の一方の側面（図１５図示左側の側面）から筐体５１１の他方の側面（同図示右側の側面）まで貫通させるための貫通孔が形成されており、環状鉄心５１６は第１および第２の開口面が筐体５１１の両側面とそれぞれ対向するように筐体５１１内部に取り付けられている。
また、二次コイル５１４、環状鉄心５１６およびシールド５１７は、樹脂によってモールドされて筐体５１１内に収納されている。

また、末端回路の送配電線などでは、過電流継電器を相ごとに設置する代わりに、短絡電流が２相に流れることを利用して過電流継電器を２相にだけ設置することにより、設備コストの抑制を図っている。
たとえば、図１６に示すように、送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相のうちＲ相およびＴ相にそれぞれ設置された第１および第２の貫通変流器５１０₁，５１０₂に第１および第２の過電流継電器４₁，４₂をそれぞれ接続して、送配電線において短絡事故が発生したときには、以下に示すように、その事故様相に応じて送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相にそれぞれ設置された第１乃至第３の遮断器２₁〜２₃を第１および第２の過電流継電器４₁，４₂で一括遮断している。
（１）Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故の場合
送配電線のＲ相およびＳ相に短絡電流が流れるので、Ｒ相に設置された第１の貫通変流器５１０₁から入力される短絡電流に基づいて第１の過電流継電器４₁が動作して第１乃至第３の遮断器２₁〜２₃を一括遮断する。
（２）Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
送配電線のＳ相およびＴ相に短絡電流が流れるので、Ｔ相に設置された第２の変流器５１０₂から入力される短絡電流に基づいて第２の過電流継電器４₂が動作して第１乃至第３の遮断器２₁〜２₃を一括遮断する。
（３）Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の場合
送配電線のＲ相およびＴ相に短絡電流が流れるので、Ｒ相およびＴ相にそれぞれ設置された第１および第２の変流器５１０₁，５１０₂からそれぞれ入力される短絡電流に応じて第１および第２の過電流継電器４₁，４₂が動作して第１乃至第３の遮断器２₁〜２₃を一括遮断する。
（４）Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｒ相、Ｓ相およびＴ相に短絡電流が流れるので、Ｒ相およびＴ相にそれぞれ設置された第１および第２の変流器５１０₁，５１０₂からそれぞれ入力される短絡電流に基づいて第１および第２の過電流継電器４₁，４₂が動作して第１乃至第３の遮断器２₁〜２₃を一括遮断する。
特開平８−００５６５９号公報

しかしながら、１つの送配電線につき貫通変流器および過電流継電器を３台または２台ずつ設置しているため、以下に示すような問題があった。
（１）貫通変流器および過電流継電器の設置台数を更に少なくして設備コストの削減を図りたいという要請がある。
（２）過電流継電器の設置台数が２台である場合には、自回路の短絡事故からは三相交流回路を保護することはできるが、過電流継電器を設置していない相と他回路にまたがる短絡事故については検出することができないため、電源側の短絡保護継電器で三相交流回路を保護することになるので、停電の範囲が拡大する。
（３）過電流継電器の設置台数が２台である場合には、１台の過電流継電器が故障または点検により使用できなくなると、短絡事故から三相交流回路を保護することができなくなる。

このような問題は、変圧器内部の短絡事故から三相交流回路を保護するための電流差動継電器、構内における短絡事故から三相交流回路を保護するための受電保護継電器または分割受電保護継電器として使用されている過電流継電器や、送配電線の電源端母線側および受電端母線側にそれぞれ設置されて使用されるパルス符号変調電流差動継電器（ＰＣＭ電流差動継電器）などについても存在する。

本発明の目的は、短絡事故から三相交流回路を保護するための変流器および短絡保護継電器の設置台数を更に削減することができるクロス貫通変流器、端子台および保護継電装置を提供することにある。

本発明のクロス貫通変流器は、第１および第２の一次導体（１２₁，１２₂；２２₁，２２₂）と、二次コイル（１４；２４）が巻装された鉄心（１６；２６）とを具備し、前記第１の一次導体が、前記鉄心の第１の開口面から該鉄心の第２の開口面への方向に貫通されており、前記第２の一次導体が、前記鉄心の前記第２の開口面から該鉄心の前記第１の開口面への方向に貫通されていることを特徴とする。
本発明の端子台は、本発明のクロス貫通変流器の機能を内蔵した端子台（３０）であって、前記第１の一次導体（３２₁）の両端部が、前記端子台内部で第１の外側端子（４１_O1）および第２の内側端子（４１_I2）にそれぞれ接続されており、前記第２の一次導体（３２₂）の両端部が、前記端子台内部で第２の外側端子（４１_O2）および第１の内側端子（４１_I1）にそれぞれ接続されており、前記二次コイル（３４）が巻装された鉄心（３６）が、前記第１および第２の一次導体が該鉄心をクロスして貫通するように、前記第１の外側および内側端子と前記第２の外側および内側端子との間の前記端子台内部に設けられており、前記二次コイルの両端がそれぞれ接続された２個の二次端子（３５）が、前記第１および第２の内側端子の間に設けられていることを特徴とする。
本発明の保護継電装置は、短絡事故から三相交流回路を保護するための保護継電装置であって、本発明のクロス貫通変流器（１０；２０）または本発明の端子台に内蔵されたクロス貫通変流器と、該クロス貫通変流器から入力される短絡電流（Ｉ_Ry；Ｉ_Ry1，Ｉ_Ry2）に基づいて短絡事故を検出すると、前記三相交流回路の各相に設置された遮断器（２₁〜２₃）を一括遮断させる短絡保護継電器（４；４₁，４₂）とを具備することを特徴とする。
ここで、前記三相交流回路の３つの線間電圧（Ｖ_RS，Ｖ_ST，Ｖ_TR）、３つの相電圧（Ｖ_R，Ｖ_S，Ｖ_T）または相・線間電圧に基づいて該三相交流回路の短絡事故の事故様相を判定する事故様相判定手段をさらに具備してもよい。
前記三相交流回路の１つの線間電圧（Ｖ_RS，Ｖ_ST，Ｖ_TR）および１つの相電圧（Ｖ_R，Ｖ_S，Ｖ_T）の電圧値および位相に基づいて該三相交流回路の短絡事故の事故様相を判定する事故様相判定手段をさらに具備してもよい。
前記三相交流回路の１つの線間電圧（Ｖ_RS，Ｖ_ST，Ｖ_TR）の電圧値および位相と前記クロス貫通変流器から入力される短絡電流（Ｉ_Ry）の位相とに基づいて該三相交流回路の短絡事故の事故様相を判定する事故様相判定手段をさらに具備してもよい。
２次側が前記三相交流回路の第１の相電圧（Ｖ_R）を極性方向で該三相交流回路の第２の相の相電圧（Ｖ_S）を反極性方向で該三相交流回路の第３の相電圧（Ｖ_T）を反極性方向で２倍して合成するように結線されている事故様相判定用変圧器（１１０）と、該事故様相判定用変圧器から入力される合成電圧（Ｖ_R-S-2T）の電圧値および位相と前記クロス貫通変流器から入力される短絡電流の位相とに基づいて前記三相交流回路の短絡事故の事故様相を判定する事故様相判定手段とをさらに具備してもよい。
２次側が前記三相交流回路の第１の相電圧（Ｖ_R）を極性方向で該三相交流回路の第２の相の相電圧（Ｖ_S）を反極性方向で該三相交流回路の第３の相電圧（Ｖ_T）を極性方向で２倍して合成するように結線されている事故様相判定用変圧器（１２０）と、該事故様相判定用変圧器から入力される合成電圧（Ｖ_R-S+2T）の電圧値および位相と前記クロス貫通変流器から入力される短絡電流の位相とに基づいて前記三相交流回路の短絡事故の事故様相を判定する事故様相判定手段とをさらに具備してもよい。

本発明のクロス貫通変流器、端子台および保護継電装置は、以下に示す効果を奏する。
（１）本発明のクロス貫通変流器または本発明の端子台を使用することにより、短絡事故から三相交流回路を保護するための変流器および短絡保護継電器の設置台数を更に削減して、設備コストの削減を図ることができる。
（２）クロス貫通変流器および短絡保護継電器を２台ずつ使用することにより、自回路および他回路にまたがる短絡事故であっても確実に検出することができるので、停電の範囲の拡大を防止することができる。
（３）クロス貫通変流器および短絡保護継電器を２台ずつ使用することにより、１台の短絡保護継電器が故障または点検によって使用できなくなっても、自回路の短絡事故は他の１台の短絡保護継電器でバックアップすることができるので、短絡事故から三相交流回路を保護することができる。

上記の目的を、第１の一次導体を二次コイルが巻装された鉄心の第１の開口面から鉄心の第２の開口面への方向に貫通するとともに第２の一次導体を鉄心の第２の開口面から鉄心の第１の開口面への方向に貫通してクロス貫通変流器を構成することにより実現した。

以下、本発明のクロス貫通変流器、端子台および保護継電装置の実施例について図面を参照して説明する。
本発明の第１の実施例によるクロス貫通変流器１０は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、筐体１１と、両端が第１の入力側一次端子１３_I1および第１の出力側一次端子１３_O1に取り付けられた第１の一次導体１２₁と、両端が第２の入力側一次端子１３_I2および第２の出力側一次端子１３_O2に取り付けられた第２の一次導体１２₂と、二次コイル１４と、筐体１１の底部に取り付けられたかつ二次コイル１４の両端がそれぞれ接続された２個の二次端子１５と、二次コイル１４が巻装された環状鉄心１６と、環状鉄心１６の外周面および両側面を囲むように筐体１１内部に取り付けられたシールド（不図示）と、筐体１１の底面に取り付けられた取付具１８とを具備する。

ここで、筐体１１は、環状鉄心１６を収容するための円筒部と、この円筒部の両側面に一体的に設けられた第１および第２の側面部とを備える。

環状鉄心１６は、第１および第２の開口面が筐体１１の円筒部の両側面とそれぞれ互いに対向するように（すなわち、環状鉄心１６は、第１の開口面が筐体１１の第１の側面と平行になるとともに第２の開口面が筐体１１の第２の側面と平行になるように）、筐体１１の円筒部内に取り付けられている。

第１の入力側一次端子１３_I1は筐体１１の第１の側面部の一方の端面（図１（ａ）図示左側の端面）に取り付けられており、第２の入力側一次端子１３_I2は筐体１１の第２の側面部の一方の端面（同図図示左側の端面）に取り付けられている。また、第１の出力側一次端子１３_O2は筐体１１の第２の側面部の他方の端面（同図図示右側の端面）に取り付けられており、第２の出力側一次端子１３_O2は筐体１１の第１の側面部の他方の端面（同図図示右側の端面）に取り付けられている。

第１の一次導体１２₁はクロス貫通変流器１０の極性方向（環状鉄心１６の第１の開口面から環状鉄心１６の第２の開口面への方向）に貫通されているが、第２の一次導体１２₂はクロス貫通変流器１０の反極性方向（環状鉄心１６の第２の開口面から環状鉄心１６の第１の開口面への方向）に貫通されている。
すなわち、第１の一次導体１２₁と第２の一次導体１２₂とが互いに接触することなく環状鉄心１６をクロスして貫通するように、第１の一次導体１２₁は、図１（ｂ）に示すように、第１の入力側一次端子１３_I1側において上方に曲げられたのち水平になるように曲げられ、環状鉄心１６の第１の開口面から第２の開口面に向けて貫通したのち、第１の出力側一次端子１３_O1側において下方に曲げられたのち水平になるように曲げられている。一方、第２の一次導体１２₂は、第２の入力側一次端子１３_I2側において下方に曲げられたのち水平になるように曲げられ、環状鉄心１６の第２の開口面から第１の開口面に向けて貫通したのち、第２の出力側一次端子１３_O2側において上方に曲げられたのち水平になるように曲げられている。

これにより、クロス貫通変流器１０では、第１の一次導体１２₁と第２の一次導体１２₂とは環状鉄心１６をクロスして貫通しているため、第１の一次導体１２₁を流れる第１の電流ｉ₁によって二次コイル１４に誘起される電流の極性と第２の一次導体１２₂を流れる第２の電流ｉ₂によって二次コイル１４に誘起される電流の極性とは逆になるので、第１の電流ｉ₁と第２の電流ｉ₂とのベクトル差（＝ｉ₁−ｉ₂）に応じた電流が二次端子１５から出力される。

二次コイル１４、環状鉄心１６およびシールドは、樹脂によってモールドされて筐体１１内に収納されている。

次に、本発明の第２の実施例によるクロス貫通変流器２０について、図２を参照して説明する。
本実施例によるクロス貫通変流器２０は、低圧用変流器として使用するものであり、図２（ａ），（ｂ）に示すように、矩形状の筐体２０を具備する点と、筐体２０の底面に矩形状の取付具２８を具備する点とで、上述した第１の実施例によるクロス貫通変流器１０と異なる。

クロス貫通変流器２０においても、第１の一次導体２２₁と第２の一次導体２２₂とは環状鉄心２６をクロスして貫通しているため、第１の一次導体２２₁を流れる第１の電流ｉ₁によって二次コイル２４に誘起される電流の極性と第２の一次導体２２₂を流れる第２の電流ｉ₂によって二次コイル２４に誘起される電流の極性とは逆になるので、第１の電流ｉ₁と第２の電流ｉ₂とのベクトル差（＝ｉ₁−ｉ₂）に応じた電流が二次端子２５から出力される。

なお、筐体の形態は、図１に示したような円筒部と第１および第２の側面部とを備える形態や図４に示したような矩形状の形態に限らず、高圧用の変流器として一般的に使用されているブッシング変流器の形態としてもよい。

次に、本発明のクロス貫通変流器の機能を備えた本発明の一実施例による端子台３０について、図３を参照して説明する。

端子台３０では、図３に示すように、第１の一次導体３２₁の両端部が端子台３０内部で第１の外側端子４１_O1および第２の内側端子４１_I2にそれぞれ接続されているとともに第２の一次導体３２₂の両端部が端子台３０内部で第２の外側端子４１_O2および第１の内側端子４１_I1にそれぞれ接続されており、二次コイル３４が巻装された環状鉄心３６が、第１および第２の一次導体３２₁，３２₂が環状鉄心３６をクロスして貫通するように、第１の外側および内側端子４１_O1，４１_I1と第２の外側および内側端子４１_O2，４１_I2との間の端子台３０内部に設けられており、二次コイル３４の両端がそれぞれ接続された２個の二次端子３５が第１および第２の内側端子４１_I1，４１_I2の間に設けられている。
また、二次コイルが巻装された環状鉄心４２が、第３の外側端子４１_O3と第３の内側端子４１_I3とを接続する導電板４４が環状鉄心４２を貫通するように、第３の外側端子４１_O3と第３の内側端子４１_I3との間の端子台３０内部に設けられている。
さらに、環状鉄心４２に巻装された二次コイルの両端がそれぞれ接続された２個の二次端子４３が、第３の内側端子４１_I3付近に設けられている。

これにより、第１乃至第３の外側端子４１_O1〜４１_O3に第１の送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相をそれぞれ接続するとともに第１乃至第３の内側端子４１_I1〜４１_I3に第１の送配電線のＳ相、Ｒ相およびＴ相をそれぞれ接続すれば、二次端子３５に第１の送配電線のＲ相を流れる電流と第１の送配電線のＳ相を流れる電流とのベクトル差に応じた二次電流を得ることができるとともに、二次端子４３に第１の送配電線のＴ相を流れる電流に応じた二次電流を得ることができる。
したがって、二次端子３５に得られる二次電流と二次端子４３に得られる二次電流とを短絡保護継電器に入力すれば、後述するような短絡事故から三相交流回路を保護する保護継電装置を構成することができる。

第２の送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相についても、端子台３０の第４乃至第６の外側端子４１_O4〜４１_O6と第４乃至第６の内側端子４１_I4〜４１_I6とについて同様に構成することにより、第４および第５の内側端子４１_I4，４１_I5の間に設けられた二次端子３５に第２の送配電線のＲ相を流れる電流と第２の送配電線のＳ相を流れる電流とのベクトル差に応じた二次電流を得ることができるとともに、第６の内側端子４１_I6付近に設けられた二次端子４３に第２の送配電線のＴ相を流れる電流に応じた二次電流を得ることができる。
したがって、二次端子３５に得られる二次電流と二次端子４３に得られる二次電流とを他の短絡保護継電器に入力すれば、後述するような短絡事故から三相交流回路を保護する他の保護継電装置を構成することができる。

次に、本発明の第１の実施例による保護継電装置について、図４乃至図６を参照して説明する。
本実施例による保護継電装置は、図１に示したクロス貫通変流器１０を１個用いて短絡事故から３相の送配電線（三相交流回路）を保護するためのものであり、図４に示すように、送配電線のＲ相およびＳ相がクロスするように貫通されたクロス貫通変流器１０と、クロス貫通変流器１０から入力される短絡電流Ｉ_Ryに基づいて送配電線の短絡事故を検出すると、送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相にそれぞれ設置された第１乃至第３の遮断器２₁〜２₃を一括遮断する過電流継電器４とを具備する。

ここで、クロス貫通変流器１０には送配電線のＲ相およびＳ相が貫通されているため、短絡事故が発生していないときに送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる負荷電流をＩ_R，Ｉ_S，Ｉ_Tで表すと、Ｒ相の負荷電流Ｉ_RとＳ相の負荷電流Ｉ_Sとは図５（ａ）に示すように１２０°の位相差でクロス貫通変流器１０の環状鉄心１６（図１参照）を逆向きに貫通して流れる（すなわち、Ｒ相の負荷電流Ｉ_Rはクロス貫通変流器１０を極性方向に貫通して流れ、Ｓ相の負荷電流Ｉ_Sはクロス貫通変流器１０を反極性方向に貫通して流れる）。そのため、クロス貫通変流器１０から過電流継電器４に入力される負荷電流Ｉ（Ｒ相の負荷電流Ｉ_RとＳ相の負荷電流Ｉ_Sとのベクトル差）の振幅はＲ相の負荷電流Ｉ_R（Ｓ相の負荷電流Ｉ_S）の振幅の３^1/2倍となる。
Ｉ＝Ｉ_R−Ｉ_S
｜Ｉ｜＝｜Ｉ_R−Ｉ_S｜＝３^1/2×｜Ｉ_R｜＝３^1/2×｜Ｉ_S｜

また、送配電線に短絡事故が発生したときに送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる短絡電流をＩ_FR，Ｉ_FS，Ｉ_FTで表すと、クロス貫通変流器１０から過電流継電器４に入力される短絡電流Ｉ_Ryは、短絡電流Ｉ_FR，Ｉ_FS，Ｉ_FTのインピーダンス角をθとすると、事故様相に応じて以下のように表される。
（１）Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故の場合
Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故が発生すると、図４に破線の矢印で示すように送配電線のＲ相にＲ相の短絡電流Ｉ_FRが内部方向に流れ、送配電線のＳ相にＳ相の短絡電流Ｉ_FSが外部方向に流れるが、送配電線のＴ相にはＴ相の短絡電流Ｉ_FTが流れない。
したがって、クロス貫通変流器１０から過電流継電器４に入力される短絡電流Ｉ_Ryは、図４に実線の太矢印で示すようにＲ相の短絡電流Ｉ_FRとＳ相の短絡電流Ｉ_FSとのベクトル差となり、短絡電流Ｉ_Ryの振幅はＲ相の短絡電流Ｉ_FR（Ｓ相の短絡電流Ｉ_FS）の振幅の２倍となる（図６（ａ）参照。なお、図６においては、送配電線の内部方向に流れる短絡電流Ｉ_FR，Ｉ_FS，Ｉ_FTは実線の矢印で、送配電線の外部方向に流れる短絡電流Ｉ_FR，Ｉ_FS，Ｉ_FTは一点鎖線の矢印で示している。）。
Ｉ_Ry＝Ｉ_FR−Ｉ_FS
｜Ｉ_Ry｜＝｜Ｉ_FR−Ｉ_FS｜＝２×｜Ｉ_FR｜＝２×｜Ｉ_FS｜
（２）Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故が発生すると、送配電線のＳ相にＳ相の短絡電流Ｉ_FSが内部方向に流れ、送配電線のＴ相にＴ相の短絡電流Ｉ_FTが外部方向に流れるが、送配電線のＲ相にはＲ相の短絡電流Ｉ_FRが流れない。
したがって、クロス貫通変流器１０から過電流継電器４に入力される短絡電流Ｉ_Ryは、極性が負のＳ相の短絡電流−Ｉ_FSとなり、短絡電流Ｉ_Ryの振幅はＳ相の短絡電流Ｉ_FSの振幅となる（図６（ｂ）参照）。
Ｉ_Ry＝−Ｉ_FS
｜Ｉ_Ry｜＝｜Ｉ_FS｜
（３）Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の場合
Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故が発生すると、送配電線のＴ相にＴ相の短絡電流Ｉ_FTが内部方向に流れ、送配電線のＲ相にＲ相の短絡電流Ｉ_FRが外部方向に流れるが、送配電線のＳ相にはＳ相の短絡電流Ｉ_FSが流れない。
したがって、クロス貫通変流器１０から過電流継電器４に入力される短絡電流Ｉ_RyはＲ相の短絡電流Ｉ_FRとなり、短絡電流Ｉ_Ryの振幅はＲ相の短絡電流Ｉ_FRの振幅となる（図６（ｃ）参照）。
Ｉ_Ry＝Ｉ_FR
｜Ｉ_Ry｜＝｜Ｉ_FR｜
（４）Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故が発生すると、送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相にＲ相の短絡電流Ｉ_FR、Ｓ相の短絡電流Ｉ_FSおよびＴ相の短絡電流Ｉ_FTが位相差１２０°で内部方向にそれぞれ流れる。
したがって、クロス貫通変流器１０から過電流継電器４に入力される短絡電流Ｉ_RyはＲ相の短絡電流Ｉ_FRとＳ相の短絡電流Ｉ_FSとのベクトル差となり、短絡電流Ｉ_Ryの振幅はＲ相の短絡電流Ｉ_FR（Ｓ相の短絡電流Ｉ_FS）の振幅の３^1/2倍となる（図６（ｄ）参照）。
Ｉ_Ry＝Ｉ_FR−Ｉ_FS
｜Ｉ_Ry｜＝｜Ｉ_FR−Ｉ_FS｜＝３^1/2×｜Ｉ_FR｜＝３^1/2×｜Ｉ_FS｜

過電流継電器４は、短絡電流Ｉ_Ryの振幅が電流整定値を超えた場合には、送配電線に短絡事故が発生したと判定して、第１乃至第３の遮断器２₁〜２₃を一括遮断する。

このように、本発明のクロス貫通変流器を使用することにより、１個の変流器（クロス貫通変流器１０）と１個の過電流継電器（過電流継電器４）とで短絡事故から３相の送配電線を保護することができる。

なお、クロス貫通変流器１０には送配電線のＲ相およびＳ相を貫通させたが、送配電線のＳ相およびＴ相を貫通させてもよいし、送配電線のＲ相およびＴ相を貫通させてもよい。

以上説明したように、本発明のクロス貫通変流器を用いることにより変流器および短絡保護継電器の設置台数を更に削減することができるが、上述したように短絡電流Ｉ_Ryの振幅が事故様相によって異なる。
すなわち、Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故における短絡電流Ｉ_Ryの振幅は、Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故およびＴ相−Ｒ相間の短絡事故における短絡電流Ｉ_Ryの振幅の２倍となり、また、負荷電流およびＲ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故における短絡電流Ｉ_Ryの振幅は、Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故およびＴ相−Ｒ相間の短絡事故における短絡電流Ｉ_Ryの振幅の３^1/2倍となる。
そのため、短絡保護継電器の検出感度および動作時間をすべての事故様相に対して同じにすることができない。

そこで、以下に示す第１乃至第５の事故様相判定方法のいずれかを用いて事故様相を判定し、クロス貫通変流器１０から出力される短絡電流Ｉ_RYを事故様相判定結果に応じて１倍、１／２倍または１／３^1/2倍とする演算処理部を、クロス貫通変流器１０と短絡保護継電器との間または短絡保護継電器に設けてもよい。

（第１の事故様相判定方法）
３つの線間電圧、３つの相電圧または相・線間電圧（相電圧と線間電圧との組合せ）に基づいて事故様相を判定する。

表１に、３つの線間電圧に基づく事故様相判定条件を示す。なお、○印は、母線に設置された不足電圧継電器からの電圧情報に基づいて電圧低下が検出された線間電圧を示し、また、×印は、この不足電圧継電器からの電圧情報に基づいて電圧低下が検出されなかった線間電圧を示す（電圧低下の検出感度は定格電圧の７５〜８０％程度とする。）。

表２に、３つの相電圧に基づく事故様相判定条件を示す。なお、○印は、母線に設置された不足電圧継電器からの電圧情報に基づいて電圧低下が検出された相電圧を示し、また、×印は、この不足電圧継電器からの電圧情報に基づいて電圧低下が検出されなかった相電圧を示す（電圧低下の検出感度は定格電圧の７５〜８０％程度とする。）。

表３に、相・線間電圧に基づく事故様相判定条件を示す。なお、○印は、母線に設置された不足電圧継電器からの電圧情報に基づいて電圧低下が検出された相電圧および線間電圧を示し、また、×印は、この不足電圧継電器からの電圧情報に基づいて電圧低下が検出されなかった相電圧および線間電圧を示す（電圧低下の検出感度は定格電圧の７５〜８０％程度とする。）。

（第２の事故様相判定方法）
１つの線間電圧および１つの相電圧の電圧値および位相に基づいて事故様相を判定する。

たとえば、Ｔ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRの位相が２１０°でかつＲ相の相電圧Ｖ_Rの位相が０°であることを基準として（図５（ｂ）参照）、送配電線のＲ相−Ｓ相間の短絡事故時のＲ相−Ｓ相の線間電圧Ｖ_RSおよびＳ相−Ｔ相間の短絡事故時のＳ相−Ｔ相の線間電圧Ｖ_STを短絡事故検出感度の８５Ｖとすると、Ｔ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRが所定の第１の電圧値ｋ１＝８５Ｖ以下であることを条件として短絡事故が発生したと判定するとともに、Ｔ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRが所定の第２の電圧値ｋ２＝１０４．３Ｖ以下であり、かつ、短絡事故前のＴ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRの位相＝２１０°を基準として短絡事故時のＴ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRの位相が所定の角度範囲α内だけ遅れているか進んでいること（５．９５°≦α≦３０°または−３０°≦α≦−５．９５°）を条件として短絡事故が発生したと判定する（以下の（１−１）式および（１−２）式参照）。
Ｖ_TR≦［｛（１１０／３^1/2）×１．５｝²＋（８５／２）²］^1/2
≦（９５．２６²＋４２．５²）^1/2
≦１０４．３（Ｖ） ・・・（１−１）
α≧３０°−ｔａｎ^-1（４２．５／９５．２６）
≧５．９５（°） ・・・（１−２）

また、以下のようにして事故様相を判定する。
（１）Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故の場合
Ｔ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRが１０４．３Ｖ以下であり、かつ、短絡事故前のＴ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRの位相＝２１０°を基準としてＴ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRの位相が角度範囲α内だけ遅れている（＋α）場合に、Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故と判定する（図７（ａ）参照）。
（２）Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｔ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRが１０４．３Ｖ以下であり、かつ、短絡事故前のＴ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRの位相＝２１０°を基準としてＴ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRの位相が角度範囲α内だけ進んでいる（−α）場合に、Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故と判定する（図７（ｂ）参照）。
（３）Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の場合
Ｔ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRが８５Ｖ以下であり、かつ、短絡事故前のＴ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRの位相＝２１０°を基準としてＴ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRの位相が角度範囲α内だけ遅れていたり進んでいたりしておらず（すなわち、−５．９５°よりも大きくて５．９５°よりも小さく）、かつ、短絡事故前のＲ相の相電圧Ｖ_Rの位相＝０°を基準としてＲ相の相電圧Ｖ_Rの位相が所定の他の角度範囲β（６．７６°≦β≦６０°、（１−３）式参照）内だけ進んでいる（−β）場合に、Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故と判定する（図７（ｃ）参照）。
β≧６０°−ｔａｎ^-1［４２．５／｛１１０／（２×３^1/2）｝］
≧６．７６（°） ・・・（１−３）
（４）Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｔ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRが８５Ｖ以下であり、かつ、短絡事故前のＴ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRの位相＝２１０°を基準としてＴ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRの位相が角度範囲α内だけ遅れていたり進んでいたりしておらず（すなわち、−５．９５°よりも大きくて５．９５°よりも小さく）、かつ、短絡事故前のＲ相の相電圧Ｖ_Rの位相＝０°を基準としてＲ相の相電圧Ｖ_Rの位相が他の角度範囲β内だけ遅れていたり進んでいたりしていない（すなわち、−６．７６°よりも大きくて６．７６°よりも小さい）ことを条件に、Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故と判定する（図７（ｄ）参照）。

なお、Ｔ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRおよびＲ相の相電圧Ｖ_Rを用いたが、表４に丸印で示す電圧の組合せのいずれか１つを用いてもよい。ただし、上述した短絡事故発生判定条件および事故様相判定条件を電圧の組合せに応じて変更する必要がある。

（第３の事故様相判定方法）
１つの線間電圧の電圧値および位相とクロス貫通変流器１０から入力される短絡電流Ｉ_Ryの位相とに基づいて事故様相を判定する。

たとえば、Ｔ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRの位相が２１０°であることを基準として、送配電線のＲ相−Ｓ相間の短絡事故時のＲ相−Ｓ相の線間電圧Ｖ_RSおよびＳ相−Ｔ相間の短絡事故時のＳ相−Ｔ相の線間電圧Ｖ_STを短絡事故検出感度の８５Ｖとすると、Ｔ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_{T R}が所定の第１の電圧値ｋ１＝８５Ｖ以下であることを条件として短絡事故が発生したと判定するとともに、Ｔ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_{T R}が所定の第２の電圧値ｋ２＝１０４．３Ｖ以下であり、かつ、短絡事故前のＴ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRの位相＝２１０°を基準として短絡事故時のＴ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRの位相が所定の角度範囲α内だけ遅れているか進んでいること（５．９５°≦α≦３０°または−３０°≦α≦−５．９５°）を条件として短絡事故が発生したと判定する（（１−１）式および（１−２）式参照）。

また、以下のようにして事故様相を判定する。
（１）Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故の場合
Ｔ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRが１０４．３Ｖ以下であり、かつ、短絡事故前のＴ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRの位相＝２１０°を基準としてＴ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRの位相が角度範囲α内だけ遅れている（＋α）場合に、Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故と判定する（図８（ａ）参照）。
（２）Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｔ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRが１０４．３Ｖ以下であり、かつ、短絡事故前のＴ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRの位相＝２１０°を基準としてＴ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRの位相が角度範囲α内だけ進んでいる（−α）場合に、Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故と判定する（図８（ｂ）参照）。
（３）Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の場合
Ｔ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRが８５Ｖ以下であり、かつ、短絡事故前のＴ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRの位相＝２１０°を基準としてＴ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRの位相が角度範囲α内だけ遅れていたり進んでいたりしておらず（すなわち、−５．９５°よりも大きくて５．９５°よりも小さく）、かつ、短絡電流Ｉ_Ryの位相が所定の第１の角度範囲γ（−１５０°≦γ≦−９０°、γはインピーダンス角θ＝７５°としアーク抵抗などを考慮して決定する。）内にある場合に、Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故と判定する（図８（ｃ）参照）。
（４）Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｔ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRが８５Ｖ以下であり、かつ、短絡事故前のＴ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRの位相＝２１０°を基準としてＴ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRの位相が角度範囲α内だけ遅れていたり進んでいたりしておらず（すなわち、−５．９５°よりも大きくて５．９５°よりも小さく）、かつ、短絡電流Ｉ_Ryの位相が所定の第２の角度範囲δ（１３９．１°≦δ≦１９９．１°、δはインピーダンス角θ＝７５°としアーク抵抗などを考慮して決定する。）内にある場合に、Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故と判定する（図８（ｄ）参照）。

（第４の事故様相判定方法）
図９に示す事故様相判定用変圧器１１０を母線に設置し、事故様相判定用変圧器１１０から出力される合成電圧Ｖ_R-S-2Tの電圧値および位相と短絡電流Ｉ_Ryの位相とに基づいて、以下のようにして事故様相を判定する。
ここで、事故様相判定用変圧器１１０の２次側は、Ｒ相の相電圧Ｖ_Rを極性方向で、Ｓ相の相電圧Ｖ_Sを反極性方向で、Ｔ相の相電圧Ｖ_Tを反極性方向で２倍して合成するように結線されている。その結果、事故様相判定用変圧器１１０から出力される合成電圧Ｖ_R-S-2Tは次式で表される。
Ｖ_R-S-2T＝Ｖ_R−Ｖ_S−２Ｖ_T
また、インピーダンス角θは通常７５°であるが、短絡電流Ｉ_Ryの位相角は、アーク抵抗を考慮して、３０°（−４５°）から短絡事故時の最大角である９０°（＋１５°）とする。

（１）Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故の場合
合成電圧Ｖ_R-S-2Tの電圧値が所定の第１の合成電圧値Ｋ₁＝１００．１Ｖ以下であり（（２−１）式参照）、かつ、正常時の合成電圧Ｖ_R-S-2Tの位相が１９．１°であることを基準として短絡事故時の合成電圧Ｖ_R-S-2Tの位相が所定の第１の合成電圧角度範囲ε₁（７．１０°（＝Ｘ₁）≦ε₁≦４０．９°（＝Ｘ₂）。（２−２）式および（２−３）式参照）内だけ遅れており（＋ε₁）、かつ、短絡電流Ｉ_Ryの位相が所定の第１の短絡電流角度範囲λ₁（−１９．１°≦λ₁≦４０．９°）内にある場合に、Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故と判定する。
Ｋ₁＝［（８３．１５）²＋（７２．０１×８５／１１０）²］^1/2
＝１００．１（Ｖ） ・・・（２−１）
Ｘ₁＝ｃｏｓ^-1（８３．１５／１１０．０）−ｃｏｓ^-1（８３．１５／１００．０５）
＝７．１０（°） ・・・（２−２）
Ｘ₂＝６０−１９．１
＝４０．９（°） ・・・（２−３）
（２）Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
合成電圧Ｖ_R-S-2Tの電圧値が所定の第２の合成電圧値Ｋ₂＝１０７．６Ｖ以下であり（（２−４）式参照）、かつ、正常時の合成電圧Ｖ_R-S-2Tの位相が１９．１°であることを基準として短絡事故時の合成電圧Ｖ_R-S-2Tの位相が所定の第２の合成電圧角度範囲ε₂（４．１２°（＝Ｘ₃）≦ε₂≦１９．１°（＝Ｘ₄）。（２−５）式および（２−６）式参照）内だけ進んでおり（−ε₂）、かつ、短絡電流Ｉ_Ryの位相が所定の第２の短絡電流角度範囲λ₂（１９．１°≦λ₂≦７９．１°）内だけ進んでいる（−λ₂）場合に、Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故と判定する。
Ｋ₂＝［（１０３．９４）²＋（３６．０１×８５／１１０）²］^1/2
＝１０７．６（Ｖ） ・・・（２−４）
Ｘ₃＝ｃｏｓ^-1（１０３．９４／１１０）−ｃｏｓ^-1（１０３．９４／１０７．６０）
＝４．１２（°） ・・・（２−５）
Ｘ₄＝１９．１−０
＝１９．１（°） ・・・（２−６）
（３）Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の場合
合成電圧Ｖ_R-S-2Tの電圧値が所定の第３の合成電圧値Ｋ₃＝８６．０Ｖ以下であり（（２−７）式参照）、かつ、正常時の合成電圧Ｖ_R-S-2Tの位相が１９．１°であることを基準として短絡事故時の合成電圧Ｖ_R-S-2Tの位相が所定の第３の合成電圧角度範囲ε₃（３．０９°（＝Ｘ₅）≦ε₃≦７９．１°（＝Ｘ₆）。（２−８）式および（２−９）式参照）内だけ進んでおり（−ε₃）、かつ、短絡電流Ｉ_Ryの位相が所定の第３の短絡電流角度範囲λ₃（４０．９°≦λ₃≦１００．９°）内だけ遅れている（＋λ₃）場合に、Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故と判定する。
Ｋ₃＝［（２０．７９）²＋（１０８．０２×８５／１１０）²］^1/2
＝８６．０（Ｖ） ・・・（２−７）
Ｘ₅＝ｃｏｓ^-1（２０．７９／１１０）−ｃｏｓ^-1（２０．７９／８６．０２）
＝３．０９（°） ・・・（２−８）
Ｘ₆＝６０＋１９．１
＝７９．１（°） ・・・（２−９）
（４）Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
合成電圧Ｖ_R-S-2Tの電圧値が所定の第４の合成電圧値Ｋ₄＝８５Ｖ（定格電圧の７５〜８０％）以下であり、かつ、正常時の合成電圧Ｖ_R-S-2Tの位相が１９．１°であることを基準として短絡事故時の合成電圧Ｖ_R-S-2Tの位相が所定の第４の合成電圧角度範囲ε₄（−３．０９°（＝−Ｘ₅）≦ε₄≦７．１０°（＝Ｘ₁））内に入っており（すなわち、同位相であり）、かつ、短絡電流Ｉ_Ryの位相が所定の第４の短絡電流角度範囲λ₄（−１９．１°≦λ₄≦４０．９°）内にある場合に、Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故と判定する。

（第５の事故様相判定方法）
図１０に示す事故様相判定用変圧器１２０を母線に設置し、事故様相判定用変圧器１２０から出力される合成電圧Ｖ_R-S+2Tの電圧値および位相と短絡電流Ｉ_Ryの位相とに基づいて、以下のようにして事故様相を判定する。
ここで、事故様相判定用変圧器１２０の２次側は、Ｒ相の相電圧Ｖ_Rを極性方向で、Ｓ相の相電圧Ｖ_Sを反極性方向で、Ｔ相の相電圧Ｖ_Tを極性方向で２倍して合成するように結線されている。その結果、事故様相判定用変圧器１２０から出力される合成電圧Ｖ_R-S+2Tは次式で表される。
Ｖ_R-S+2T＝Ｖ_R−Ｖ_S＋２Ｖ_T
また、インピーダンス角θは通常７５°であるが、短絡電流Ｉ_Ryの位相角は、アーク抵抗を考慮して、３０°（−４５°）から短絡事故時の最大角である９０°（＋１５°）とする。

（１）Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故の場合
合成電圧Ｖ_R-S+2Tの電圧値が所定の第５の合成電圧値Ｋ₅＝１００．１Ｖ以下であり（（３−１）式参照）、かつ、正常時の合成電圧Ｖ_R-S+2Tの位相が２８０．９°であることを基準として短絡事故時の合成電圧Ｖ_R-S+2Tの位相が所定の第５の合成電圧角度範囲ε₅（７．１０°（＝Ｘ₇）≦ε₅≦４０．９°（＝Ｘ₈）。（３−２）式および（３−３）式参照）内だけ進んでおり（−ε₅）、かつ、短絡電流Ｉ_Ryの位相が所定の第５の短絡電流角度範囲λ₅（７９．１°≦λ₅≦１３９．１°）内だけ遅れている（＋λ₅）場合に、Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故と判定する。
Ｋ₅＝［（８３．１５）²＋（７２．０１×８５／１１０）²］^1/2
＝１００．１（Ｖ） ・・・（３−１）
Ｘ₇＝ｃｏｓ^-1（８３．１５／１１０．０）−ｃｏｓ^-1（８３．１５／１１０．０５）
＝７．１０（°） ・・・（３−２）
Ｘ₈＝２８０．９−２４０
＝４０．９（°） ・・・（３−３）
（２）Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
合成電圧Ｖ_R-S+2Tの電圧値が所定の第６の合成電圧値Ｋ₆＝８６．０Ｖ以下であり（（３−４）式参照）、かつ、正常時の合成電圧Ｖ_R-S+2Tの位相が２８０．９°であることを基準として短絡事故時の合成電圧Ｖ_R-S+2Tの位相が所定の第６の合成電圧角度範囲ε₆（３．０９°（＝Ｘ₉）≦ε₆≦７９．１°（＝Ｘ₁₀）。（３−５）式および（３−６）式参照）内だけ遅れており（＋ε₆）、かつ、短絡電流Ｉ_Ryの位相が所定の第６の短絡電流角度範囲λ₆（１９．１°≦λ₆≦７９．１°）内だけ遅れている（＋λ₆）場合に、Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故と判定する。
Ｋ₆＝［（２０．７９）²＋（１０８．０２×８５／１１０）²］^1/2
＝８６．０（Ｖ） ・・・（３−４）
Ｘ₉＝ｃｏｓ^-1（２０．７９／１１０）−ｃｏｓ^-1（２０．７９／８６．０２）
＝３．０９（°） ・・・（３−５）
Ｘ₁₀＝３６０−２８０．９
＝７９．１（°） ・・・（３−６）
（３）Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の場合
合成電圧Ｖ_R-S+2Tの電圧値が所定の第７の合成電圧値Ｋ₇＝１０７．６Ｖ以下であり（（３−７）式参照）、かつ、正常時の合成電圧Ｖ_R-S+2Tの位相が２８０．９°であることを基準として短絡事故時の合成電圧Ｖ_R-S+2Tの位相が所定の第７の合成電圧角度範囲ε₇（４．１２°（＝Ｘ₁₁）≦ε₇≦１９．１°（＝Ｘ₁₂）。（３−８）式および（３−９）式参照）内だけ遅れており（＋ε₇）、かつ、短絡電流Ｉ_Ryの位相が所定の第７の短絡電流角度範囲λ₇（１３９．１°≦λ₇≦１９９．１°）内だけ遅れている（＋λ₇）場合に、Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故と判定する。
Ｋ₇＝［１０３．９４²＋（３６．０１×８５／１１０）²］^1/2
＝１０７．６（Ｖ） ・・・（３−７）
Ｘ₁₁＝ｃｏｓ^-1（１０３．９４／１１０）−ｃｏｓ^-1（１０３．９４／１０７．６０）
＝４．１２（°） ・・・（３−８）
Ｘ₁₂＝３００−２８０．９
＝１９．１（°） ・・・（３−９）
（４）Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
合成電圧Ｖ_R-S+2Tの電圧値が所定の第８の合成電圧値Ｋ₈＝８５Ｖ（定格電圧の７５〜８０％）以下であり、かつ、正常時の合成電圧Ｖ_R-S+2Tの位相が２８０．９°であることを基準として短絡事故時の合成電圧Ｖ_R-S+2Tの位相が所定の第８の合成電圧角度範囲ε₈（−７．１０°（＝−Ｘ₇）≦ε₈≦３．０９°（＝Ｘ₉））内に入っており（すなわち、同位相であり）、かつ、短絡電流Ｉ_Ryの位相が所定の第８の短絡電流角度範囲λ₈（７９．１°≦λ₈≦１３９．１°）内だけ遅れている（＋λ₈）場合に、Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故と判定する。

演算処理部は、事故様相判定結果がＳ相−Ｔ相間の短絡事故またはＴ相−Ｒ相間の短絡事故であることを示す場合には短絡電流Ｉ_RYを１倍とし、事故様相判定結果がＲ相−Ｓ相間の短絡事故であることを示す場合には短絡電流Ｉ_RYを１／２倍とし、事故様相判定結果がＲ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故であることを示す場合には短絡電流Ｉ_RYを１／３^1/2倍とする。また、演算処理部は、負荷電流Ｉを１／３^1/2倍とする。

演算処理部は、図１１に示すように、線間電圧、相電圧または相・線間電圧（相電圧と線間電圧との組合せ）に基づいて事故様相を判定する事故様相判定回路７１と、クロス貫通変流器１０から出力される短絡電流Ｉ_Ryを１倍する第１の振幅調整回路７２₁と、短絡電流Ｉ_Ryを１／２倍する第２の振幅調整回路７２₂と、負荷電流Ｉおよび短絡電流Ｉ_Ryを１／３^1/2倍する第３の振幅調整回路７２₃と、事故様相判定回路７１から入力されるスイッチ制御信号Ｓ_SWに応じて基づいて第１乃至第３の振幅調整回路７２₁〜７２₃の出力信号のうちのいずれか１つを選択する選択スイッチ７３とで構成してもよい。

選択スイッチ７３は、通常は、第３の振幅調整回路７２₃の出力信号を選択するようにされている。これにより、短絡事故が発生していないときには、クロス貫通変流器１０から出力される負荷電流Ｉは、第３の振幅調整回路７２₃において１／３^1/2倍されたのちに、選択スイッチ７３を介して短絡保護継電器に入力される。

事故様相判定回路７１は、「Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故である」と判定すると、第２の振幅調整回路７２₂の出力信号を選択スイッチ７３に選択させるスイッチ制御信号Ｓ_SWを出力する。これにより、Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故が発生したときには、クロス貫通変流器１０から出力される短絡電流Ｉ_Ryは、第２の振幅調整回路７２₂において１／２倍されたのちに、選択スイッチ７３を介して短絡保護継電器に入力される。

また、事故様相判定回路７１は、「Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故である」または「Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故である」と判定すると、第１の振幅調整回路７２₁の出力信号を選択スイッチ７３に選択させるスイッチ制御信号Ｓ_SWを出力する。これにより、Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故またはＴ相−Ｒ相間の短絡事故が発生したときには、クロス貫通変流器１０から出力される短絡電流Ｉ_Ryは、第１の振幅調整回路７２₁において１倍されたのちに、選択スイッチ７３を介して短絡保護継電器に入力される。

さらに、事故様相判定回路７１は、「Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故である」と判定すると、第３の幅調整回路７２₃の出力信号を選択スイッチ７３に選択させるスイッチ制御信号Ｓ_SWを出力する。これにより、Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故が発生した場合には、クロス貫通変流器１０から出力される短絡電流Ｉ_Ryは、第３の振幅調整回路７２₃において１／３^1/2倍されたのちに、選択スイッチ７３を介して短絡保護継電器に入力される。

その結果、短絡電流Ｉ_Ryの振幅を事故様相によらず同じにすることができるので、短絡保護継電器の検出感度および動作時間を同じにすることができる。

次に、本発明の第２の実施例による保護継電装置について、図１２乃至図１４を参照して説明する。
本実施例による保護継電装置は、図１に示したクロス貫通変流器１０を２個（第１および第２のクロス貫通変流器１０₁，１０₂）用いて短絡事故から三相交流回路を保護するためのものであり、図１２に示すように、送配電線のＲ相およびＳ相がクロスするように貫通された第１のクロス貫通変流器１０₁と、送配電線のＲ相およびＴ相がクロスするように貫通された第２のクロス貫通変流器１０₂と、第１のクロス貫通変流器１０₁から入力される第１の短絡電流Ｉ_Ry1に基づいて送配電線の短絡事故を検出すると、送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相にそれぞれ設置された第１乃至第３の遮断器２₁〜２₃を一括遮断する第１の過電流継電器４₁と、第２のクロス貫通変流器１０₂から入力される第２の短絡電流Ｉ_Ry2に基づいて送配電線の短絡事故を検出すると、第１乃至第３の遮断器２₁〜２₃を一括遮断する第２の過電流継電器４₂とを具備する。

ここで、第１のクロス貫通変流器１０₁には送配電線のＲ相およびＳ相が貫通されているため、短絡事故が発生していないときに送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる負荷電流をＩ_R，Ｉ_S，Ｉ_Tで表すと、図１３に示すようにＲ相の負荷電流Ｉ_RとＳ相の負荷電流Ｉ_Sとが１２０°の位相差で第１のクロス貫通変流器１０₁の環状鉄心（図１に示した環状鉄心１６参照）を逆向きに貫通して流れる（すなわち、Ｒ相の負荷電流Ｉ_Rは第１のクロス貫通変流器１０₁を極性方向に貫通して流れ、Ｓ相の負荷電流Ｉ_Sは第１のクロス貫通変流器１０₁を反極性方向に貫通して流れる）。そのため、第１のクロス貫通変流器１０₁から第１の過電流継電器４₁に入力される第１の負荷電流Ｉ₁はＲ相の負荷電流Ｉ_RとＳ相の負荷電流Ｉ_Sとのベクトル差となり、第１の負荷電流Ｉ₁の振幅はＲ相の負荷電流Ｉ_R（Ｓ相の負荷電流Ｉ_S）の振幅の３^1/2倍となる
Ｉ₁＝Ｉ_R−Ｉ_S
｜Ｉ₁｜＝｜Ｉ_R−Ｉ_S｜＝３^1/2×｜Ｉ_R｜＝３^1/2×｜Ｉ_S｜
同様に、第２のクロス貫通変流器１０₂には送配電線のＲ相およびＴ相が貫通されているため、図１３に示すようにＲ相の負荷電流Ｉ_RとＴ相の負荷電流Ｉ_Tとが１２０°の位相差で第２のクロス貫通変流器１０₂の環状鉄心（図１に示した環状鉄心１６参照）を逆向きに貫通して流れる（すなわち、Ｒ相の負荷電流Ｉ_Rは第２のクロス貫通変流器１０₂を極性方向に貫通して流れ、Ｔ相の負荷電流Ｉ_Tは第２のクロス貫通変流器１０₂を反極性方向に貫通して流れる）。そのため、第２のクロス貫通変流器１０₂から第２の過電流継電器４₂に入力される第２の負荷電流Ｉ₂はＲ相の負荷電流Ｉ_RとＴ相の負荷電流Ｉ_Tとのベクトル差となり、第２の負荷電流Ｉ₂の振幅はＲ相の負荷電流Ｉ_R（Ｔ相の負荷電流Ｉ_T）の振幅の３^1/2倍となる。
Ｉ₂＝Ｉ_R−Ｉ_T
｜Ｉ₂｜＝｜Ｉ_R−Ｉ_T｜＝３^1/2×｜Ｉ_R｜＝３^1/2×｜Ｉ_T｜

また、送配電線において短絡事故が発生したときに送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる短絡電流をＩ_FR，Ｉ_FS，Ｉ_FTで表すと、第１および第２の短絡電流Ｉ_Ry1，Ｉ_Ry2は、短絡電流Ｉ_FR，Ｉ_FS，Ｉ_FTのインピーダンス角をθとすると、事故様相に応じて以下のように表される。
（１）Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故の場合
Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故が発生すると、図１２に破線の矢印で示すように送配電線のＲ相にＲ相の短絡電流Ｉ_FRが内部方向に流れ、送配電線のＳ相にＳ相の短絡電流Ｉ_FSが外部方向に流れるが、送配電線のＴ相にはＴ相の短絡電流Ｉ_FTが流れない。
したがって、第１のクロス貫通変流器１０₁から第１の過電流継電器４₁に入力される第１の短絡電流Ｉ_Ry1は、図１２に太矢印の実線で示すようにＲ相の短絡電流Ｉ_FRとＳ相の短絡電流Ｉ_FSとのベクトル差となり、第１の短絡電流Ｉ_Ry1の振幅はＲ相の短絡電流Ｉ_FR（Ｓ相の短絡電流Ｉ_FS）の振幅の２倍となる（図１４（ａ）参照。なお、図１４においては、送配電線の内部方向に流れる短絡電流Ｉ_FR，Ｉ_FS，Ｉ_FTは実線の矢印で、送配電線の外部方向に流れる短絡電流Ｉ_FR，Ｉ_FS，Ｉ_FTは一点鎖線の矢印で示している。）。
Ｉ_Ry1＝Ｉ_FR−Ｉ_FS
｜Ｉ_Ry1｜＝｜Ｉ_FR−Ｉ_FS｜＝２×｜Ｉ_FR｜＝２×｜Ｉ_FS｜
また、第２のクロス貫通変流器１０₂から第２の過電流継電器４₂に入力される第２の短絡電流Ｉ_Ry2は、図１２に太矢印の破線で示すようにＲ相の短絡電流Ｉ_FRとなり、第２の短絡電流Ｉ_Ry2の振幅はＲ相の短絡電流Ｉ_FRの振幅となる（図１４（ａ）参照）。
Ｉ_Ry2＝Ｉ_FR
｜Ｉ_Ry2｜＝｜Ｉ_FR｜
（２）Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故が発生すると、送配電線のＳ相にＳ相の短絡電流Ｉ_FSが内部方向に流れ、送配電線のＴ相にＴ相の短絡電流Ｉ_FTが外部方向に流れるが、送配電線のＲ相にはＲ相の短絡電流Ｉ_FRが流れない。
したがって、第１のクロス貫通変流器１０₁から第１の過電流継電器４₁に入力される第１の短絡電流Ｉ_Ry1は、極性が負のＳ相の短絡電流−Ｉ_FSとなり、第１の短絡電流Ｉ_Ry1の振幅は、Ｓ相の短絡電流Ｉ_FSの振幅となる（図１４（ｂ）参照）。
Ｉ_Ry1＝−Ｉ_FS
Ｉ_Ry1＝Ｉ_FS
｜Ｉ_Ry1｜＝｜Ｉ_FS｜
また、第２のクロス貫通変流器１０₂から第２の過電流継電器４₂に入力される第２の短絡電流Ｉ_Ry2は、極性が負のＴ相の短絡電流−Ｉ_FTとなり、第２の短絡電流Ｉ_Ry2の振幅はＴ相の短絡電流Ｉ_FTの振幅となる（図１４（ｂ）参照）。
Ｉ_Ry2＝−Ｉ_FT
｜Ｉ_Ry2｜＝｜Ｉ_FT｜
（３）Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の場合
Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故が発生すると、送配電線のＴ相にＴ相の短絡電流Ｉ_FTが内部方向に流れ、送配電線のＲ相にＲ相の短絡電流Ｉ_FRが外部方向に流れるが、送配電線のＳ相にはＳ相の短絡電流Ｉ_FSが流れない。
したがって、第１のクロス貫通変流器１０₁から第１の過電流継電器４₁に入力される第１の短絡電流Ｉ_Ry1はＲ相の短絡電流Ｉ_FRとなり、第１の短絡電流Ｉ_Ry1の振幅はＲ相の短絡電流Ｉ_FRの振幅となる（図１４（ｃ）参照）。
Ｉ_Ry1＝Ｉ_FR
｜Ｉ_Ry1｜＝｜Ｉ_FR｜
また、第２のクロス貫通変流器１０₂から第２の過電流継電器４₂に入力される第２の短絡電流Ｉ_Ry2はＲ相の短絡電流Ｉ_FRとＴ相の短絡電流Ｉ_FTとのベクトル差となり、第２の短絡電流Ｉ_Ry2の振幅はＲ相の短絡電流Ｉ_FR（Ｔ相の短絡電流Ｉ_FT）の振幅の２倍となる（図１４（ｃ）参照）。
Ｉ_Ry2＝Ｉ_FR−Ｉ_FT
｜Ｉ_Ry2｜＝｜Ｉ_FR−Ｉ_FT｜＝２×｜Ｉ_FR｜＝２×｜Ｉ_FT｜
（４）Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故が発生すると、送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相にＲ相の短絡電流Ｉ_FR、Ｓ相の短絡電流Ｉ_FSおよびＴ相の短絡電流Ｉ_FTが位相差１２０°で内部方向にそれぞれ流れる。
したがって、第１のクロス貫通変流器１０₁から第１の過電流継電器４₁に入力される第１の短絡電流Ｉ_Ry1はＲ相の短絡電流Ｉ_FRとＳ相の短絡電流Ｉ_FSとのベクトル差となり、第１の短絡電流Ｉ_Ry1の振幅はＲ相の短絡電流Ｉ_FR（Ｓ相の短絡電流Ｉ_FS）の振幅の３^1/2倍となる（図１４（ｄ）参照）。
Ｉ_Ry1＝Ｉ_FR−Ｉ_FS
｜Ｉ_Ry1｜＝｜Ｉ_FR−Ｉ_FS｜＝３^1/2×｜Ｉ_FR｜＝３^1/2×｜Ｉ_FS｜
また、第２のクロス貫通変流器１０₂から第２の過電流継電器４₂に入力される第２の短絡電流Ｉ_Ry2はＲ相の短絡電流Ｉ_FRとＴ相の短絡電流Ｉ_FTとのベクトル差となり、第２の短絡電流Ｉ_Ry2の振幅はＲ相の短絡電流Ｉ_FR（Ｔ相の短絡電流Ｉ_FT）の振幅の３^1/2倍となる（図１４（ｄ）参照）。
Ｉ_Ry2＝Ｉ_FR−Ｉ_FT
｜Ｉ_Ry2｜＝｜Ｉ_FR−Ｉ_FT｜＝３^1/2×｜Ｉ_FR｜＝３^1/2×｜Ｉ_FT｜

第１の過電流継電器４₁は、第１の短絡電流Ｉ_Ry1の振幅が電流整定値を超えた場合には、送配電線に短絡事故が発生したと判定して、第１乃至第３の遮断器２₁〜２₃を一括遮断する。
また、第２の過電流継電器４₂は、第２の短絡電流Ｉ_Ry2の振幅が電流整定値を超えた場合には、送配電線に短絡事故が発生したと判定して、第１乃至第３の遮断器２₁〜２₃を一括遮断する。

このように、本発明のクロス貫通変流器を使用することにより、２個の変流器（第１および第２のクロス貫通変流器１０₁，１０₂）と２個の過電流継電器（第１および第２の過電流継電器４₁，４₂）とで短絡事故から３相の送配電線を保護することができる。

なお、第１のクロス貫通変流器１０₁には送配電線のＲ相およびＳ相を貫通させるとともに第２のクロス貫通変流器１０₂には送配電線のＲ相およびＴ相を貫通させたが、第１および第２のクロス貫通変流器１０₁，１０₂に貫通させる送配電線の２相は他の組合せでもよい。

以上説明したように、本実施例による保護継電装置では、本発明のクロス貫通変流器を２個（第１および第２のクロス貫通変流器１０₁，１０₂）を用いることにより、変流器および短絡保護継電器の設置台数を更に削減することができるが、第１および第２の短絡電流Ｉ_Ry1，Ｉ_Ry2の振幅が事故様相によって異なる。
すなわち、Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故における第１の短絡電流Ｉ_Ry1の振幅は、Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故およびＴ相−Ｒ相間の短絡事故における第１の短絡電流Ｉ_Ry1の振幅の２倍となり、Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故における第１の短絡電流Ｉ_Ry1の振幅は、Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故およびＴ相−Ｒ相間の短絡事故における第１の短絡電流Ｉ_Ry1の振幅の３^1/2倍となる。
また、Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故における第２の短絡電流Ｉ_Ry2の振幅は、Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故およびＳ相−Ｔ相間の短絡事故における第２の短絡電流Ｉ_Ry2の振幅の２倍となり、Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故における第２の短絡電流Ｉ_Ry2の振幅は、Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故およびＳ相−Ｔ相間の短絡事故における第２の短絡電流Ｉ_Ry2の振幅の３^1/2倍となる。
そのため、短絡保護継電器の検出感度および動作時間をすべての事故様相に対して同じにすることができない。

そこで、上述した第１乃至第５の事故様相判定方法のいずれかを用いて事故様相を判定し、第１のクロス貫通変流器１０₁から出力される第１の短絡電流Ｉ_Ry1を事故様相判定結果に応じて１倍、１／２倍または１／３^1/2倍とする第１の演算処理部を第１のクロス貫通変流器１０₁と短絡保護継電器（第１の過電流継電器４₁）との間または短絡保護継電器に設けるとともに、第２のクロス貫通変流器１０₂から出力される第２の短絡電流Ｉ_Ry2を事故様相判定結果に応じて１倍、１／２倍または１／３^1/2倍とする第２の演算処理部を第２のクロス貫通変流器１０₂と短絡保護継電器（第２の過電流継電器４₂）との間または短絡保護継電器に設けてもよい。

たとえば、上述した第１の事故様相判定方法を用いる場合には、第１および第２の演算処理部は、表１に示した３つの線間電圧に基づく事故様相判定方法、表２に示した３つの相電圧に基づく事故様相判定方法、または、表３に示した相・線間電圧に基づく事故様相判定方法を用いて、短絡事故の事故様相を判定する。

第１の演算処理部は、事故様相判定結果がＳ相−Ｔ相間の短絡事故またはＴ相−Ｒ相間の短絡事故であることを示す場合には第１のクロス貫通変流器１０₁から出力される第１の短絡電流Ｉ_Ry1を１倍とし、事故様相判定結果がＲ相−Ｓ相間の短絡事故であることを示す場合には第１の短絡電流Ｉ_Ry1を１／２倍とし、事故様相判定結果がＲ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故であることを示す場合には第１の短絡電流Ｉ_Ry1を１／３^1/2倍とする。また、第１の演算処理部は、第１の負荷電流Ｉ₁を１／３^1/2倍とする。
第２の演算処理部は、事故様相判定結果がＲ相−Ｓ相間の短絡事故またはＳ相−Ｔ相間の短絡事故であることを示す場合には第２のクロス貫通変流器１０₂から出力される第２の短絡電流Ｉ_Ry2を１倍とし、事故様相判定結果がＴ相−Ｒ相間の短絡事故であることを示す場合には第２の短絡電流Ｉ_Ry2を１／２倍とし、事故様相判定結果がＲ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故であることを示す場合には第２の短絡電流Ｉ_Ry2を１／３^1/2倍とする。また、第２の演算処理部は、第２の負荷電流Ｉ₂を１／３^1/2倍とする。

第１の演算処理部は、図１１に示した演算処理部と同様に、線間電圧、相電圧または相・線間電圧（相電圧と線間電圧との組合せ）に基づいて事故様相を判定する事故様相判定回路と、第１の短絡電流Ｉ_Ry1を１倍する第１の振幅調整回路と、第１の短絡電流Ｉ_Ry1を１／２倍する第２の振幅調整回路と、第１の負荷電流Ｉ₁および第１の短絡電流Ｉ_Ry1を１／３^1/2倍する第３の振幅調整回路と、事故様相判定回路から入力されるスイッチ制御信号に応じて第１乃至第３の振幅調整回路の出力信号のうちのいずれか１つを選択する選択スイッチとで構成してもよい。

選択スイッチは、通常は、第３の振幅調整回路の出力信号を選択するようにされている。これにより、短絡事故が発生していないときには、第１の負荷電流Ｉ₁は、第３の振幅調整回路において１／３^1/2倍されたのちに、選択スイッチを介して短絡保護継電器（第１の過電流継電器４₁）に入力される。

事故様相判定回路は、「Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故である」と判定すると、第２の振幅調整回路の出力信号を選択スイッチに選択させるスイッチ制御信号を出力する。これにより、Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故が発生したときには、第１の短絡電流Ｉ_Ry1は、第２の振幅調整回路において１／２倍されたのちに、選択スイッチを介して短絡保護継電器に入力される。

また、事故様相判定回路は、「Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故である」または「Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故である」と判定すると、第１の振幅調整回路の出力信号を選択スイッチに選択させるスイッチ制御信号を出力する。これにより、Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故またはＴ相−Ｒ相間の短絡事故が発生したときには、第１の短絡電流Ｉ_Ry1は、第１の振幅調整回路において１倍されたのちに、選択スイッチを介して短絡保護継電器に入力される。

さらに、事故様相判定回路は、「Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故である」と判定すると、第３の幅調整回路の出力信号を選択スイッチに選択させるスイッチ制御信号を出力する。これにより、Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故が発生したときには、第１の短絡電流Ｉ_Ry1は、第３の幅調整回路において１／３^1/2倍されたのちに、選択スイッチを介して短絡保護継電器に入力される。

その結果、第１の短絡電流Ｉ_Ry1の振幅を事故様相によらず同じにすることができるので、短絡保護継電器の検出感度および動作時間を同じにすることができる。

同様に、第２の演算処理部は、線間電圧、相電圧または相・線間電圧（相電圧と線間電圧との組合せ）に基づいて事故様相を判定する事故様相判定回路と、第２の短絡電流Ｉ_Ry2を１倍する第１の振幅調整回路と、第２の短絡電流Ｉ_Ry2を１／２倍する第２の振幅調整回路と、第２の負荷電流Ｉ₂および第２の短絡電流Ｉ_Ry2を１／３^1/2倍する第３の振幅調整回路と、事故様相判定回路から入力されるスイッチ制御信号に応じて第１乃至第３の振幅調整回路の出力信号のうちのいずれか１つを選択する選択スイッチとで構成してもよい。

選択スイッチは、通常は、第３の振幅調整回路の出力信号を選択するようにされている。これにより、短絡事故が発生していないときには、第２のクロス貫通変流器１０₂から出力される第２の負荷電流Ｉ₂は、第３の振幅調整回路において１／３^1/2倍されたのちに、選択スイッチを介して短絡保護継電器（第２の過電流継電器４₂）に入力される。

事故様相判定回路は、「Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故である」または「Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故である」と判定すると、第１の振幅調整回路の出力信号を選択スイッチに選択させるスイッチ制御信号を出力する。これにより、Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故またはＳ相−Ｔ相間の短絡事故が発生したときには、第２の短絡電流Ｉ_Ry2は、第１の振幅調整回路において１倍されたのちに、選択スイッチを介して短絡保護継電器に入力される。

また、事故様相判定回路は、「Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故である」と判定すると、第２の振幅調整回路の出力信号を選択スイッチに選択させるスイッチ制御信号を出力する。これにより、Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の短絡事故が発生したときには、第２の短絡電流Ｉ_Ry2は、第２の振幅調整回路において１／２倍されたのちに、選択スイッチを介して短絡保護継電器に入力される。

さらに、事故様相判定回路は、「Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故である」と判定すると、第３の幅調整回路の出力信号を選択スイッチに選択させるスイッチ制御信号を出力する。これにより、Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故が発生したときには、第２の短絡電流Ｉ_Ry2は、第３の幅調整回路において１／３^1/2倍されたのちに、選択スイッチを介して短絡保護継電器に入力される。

その結果、第２の短絡電流Ｉ_Ry2の振幅を事故様相によらず同じにすることができるので、短絡保護継電器の検出感度および動作時間を同じにすることができる。

本実施例による保護継電器では、送配電線につきクロス貫通変流器および短絡保護継電器を２台ずつ使用することにより、自回路および他回路にまたがる短絡事故であっても確実に検出することができるとともに、１台の短絡保護継電器が故障または点検によって使用できなくなっても、自回路の短絡事故は他の１台の短絡保護継電器でバックアップすることができる。

以上では、送配電線において使用される短絡保護継電器との組合せで本発明のクロス貫通変流器について説明したが、本発明のクロス貫通変流器は、たとえばロボットの手足を駆動するための三相モータ（三相負荷）に電力を供給する三相交流回路において使用されている短絡保護装置と組み合わせても、同様の効果を得ることができる。

また、保護継電装置として、短絡事故から三相交流回路を保護するための過電流継電器を具備したものについて説明したが、変圧器内部の短絡事故から三相交流回路を保護するための電流差動継電器、構内における短絡事故から三相交流回路を保護するための受電保護継電器または分割受電保護継電器として使用されている過電流継電器や、送配電線の電源端母線側および受電端母線側にそれぞれ設置されて使用されるパルス符号変調電流差動継電器（ＰＣＭ電流差動継電器）などを具備するものであっても、本発明のクロス貫通変流器と組み合わせることにより、同様の効果を得ることができる。

さらに、クロス貫通変流器の環状鉄心には三相交流回路の任意の２相を逆向きに１回クロスさせて貫通させたが、三相交流回路の任意の２相が２回以上クロスしてクロス貫通変流器を貫通するように、三相交流回路の任意の２相をクロス貫通変流器の環状鉄心に同じ回数または異なる回数だけ巻いてもよい。この場合には、一次導体として、絶縁ケーブルなどのように曲げ易いものを使用してもよい。

さらに、環状鉄心を用いてクロス貫通変流器を構成したが、カットコアや積鉄心などを用いてクロス貫通変流器を構成してもよい。

本発明の第１の実施例によるクロス貫通変流器１０の構成を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図である。 本発明の第２の実施例によるクロス貫通変流器２０の構成を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図である。 本発明のクロス貫通変流器の機能を備えた本発明の一実施例による端子台３０の構成を示す図である。 本発明の第１の実施例による保護継電装置について説明するための図である。 短絡事故が発生していないときの負荷電流ＩとＴ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRおよびＲ相の相電圧Ｖ_Rとについて説明するための図である。 短絡事故が発生したときに図４に示したクロス貫通変流器１０から過電流継電器４に入力される短絡電流Ｉ_Ryについて説明するための図である。 第２の事故様相判定方法について説明するための図である。 第３の事故様相判定方法について説明するための図である。 第４の事故様相判定方法において用いられる事故様相判定用変圧器１１０の構成を示す図である。 第５の事故様相判定方法において用いられる事故様相判定用変圧器１２０の構成を示す図である。 図４に示した過電流継電器４などの検出感度および動作時間を同じにするための演算処理部の一構成例を示す図である。 本発明の第２の実施例による保護継電装置について説明するための図である。 短絡事故が発生していないときの負荷電流Ｉについて説明するための図である。 短絡事故が発生したときに図１２に示した第１および第２のクロス貫通変流器１０₁，１０₂から第１および第２の過電流継電器４₁，４₂にそれぞれ入力される第１および第２の短絡電流Ｉ_Ry1，Ｉ_Ry2について説明するための図である。 短絡事故から三相交流回路を保護するための変流器として使用されている貫通変流器の一例の構成を示す図である。 末端回路の送配電線などで過電流継電器を２相にだけ設置して短絡事故からの保護を図る従来方法を説明するための図である。

符号の説明

１ 電源
２₁〜２₃ 第１乃至第３の遮断器
４，４₁，４₂ 第１および第２の過電流継電器
１０，２０ クロス貫通変流器
１０₁，１０₂ 第１および第２のクロス貫通変流器
１１，２１，５１１ 筐体
１２₁，１２₂，２２₁，２２₂，３２₁，３２₂ 第１および第２の一次導体
１３_I1，１３_I2，２３_I1，２３_I2 第１および第２の入力側一次端子
１３_O1，１３_O2，２３_O1，２３_O2 第１および第２の出力側一次端子
１４，２４，５１４ 二次コイル
１５，２５，３５，４３，５１５ 二次端子
１６，２６，３６，４２，５１６ 環状鉄心
１８，２８，５１８ 取付具
３０ 端子台
４１_O1〜４１_O6 第１乃至第６の外側端子
４１_I1〜４１_I6 第１乃至第６の内側端子
４４ 導電板
７１ 事故様相判定回路
７２₁〜７２₃ 第１乃至第３の振幅調整回路
７３ 選択スイッチ
１１０，１２０ 事故様相判定用変圧器
５１０ 貫通変流器
５１０₁，５１０₂ 第１および第２の貫通変流器
５１２ 一次導体
５１３_I 入力側一次端子
５１３_O 出力側一次端子
５１７ シールド
ｉ₁，ｉ₂ 第１および第２の電流
Ｉ_Ry，Ｉ_FR，Ｉ_FS，Ｉ_FT 短絡電流
Ｉ_Ry1，Ｉ_Ry2 第１および第２の短絡電流
Ｉ，Ｉ_R，Ｉ_S，Ｉ_T 負荷電流
Ｉ₁，Ｉ₂ 第１および第２の負荷電流
Ｖ_R，Ｖ_S，Ｖ_T 相電圧
Ｖ_RS，Ｖ_ST，Ｖ_TR 線間電圧
Ｖ_R-S-2T，Ｖ_R-S+2T 合成電圧
Ｓ_SW スイッチ制御信号
θ インピーダンス角
α，β 角度範囲
γ，δ 第１および第２の角度範囲
Ｋ₁〜Ｋ₈ 第１乃至第８の合成電圧値
ε₁〜ε₈ 第１乃至第８の合成電圧角度範囲
λ₁〜λ₈ 第１乃至第８の短絡電流角度範囲

Claims (8)

1. 第１および第２の一次導体（１２₁，１２₂；２２₁，２２₂）と、
   二次コイル（１４；２４）が巻装された鉄心（１６；２６）とを具備し、
   前記第１の一次導体が、前記鉄心の第１の開口面から該鉄心の第２の開口面への方向に貫通されており、
   前記第２の一次導体が、前記鉄心の前記第２の開口面から該鉄心の前記第１の開口面への方向に貫通されている、
   ことを特徴とする、クロス貫通変流器。
2. 請求項１記載のクロス貫通変流器の機能を内蔵した端子台（３０）であって、
   前記第１の一次導体（３２₁）の両端部が、前記端子台内部で第１の外側端子（４１_O1）および第２の内側端子（４１_I2）にそれぞれ接続されており、
   前記第２の一次導体（３２₂）の両端部が、前記端子台内部で第２の外側端子（４１_O2）および第１の内側端子（４１_I1）にそれぞれ接続されており、
   前記二次コイル（３４）が巻装された鉄心（３６）が、前記第１および第２の一次導体が該鉄心をクロスして貫通するように、前記第１の外側および内側端子と前記第２の外側および内側端子との間の前記端子台内部に設けられており、
   前記二次コイルの両端がそれぞれ接続された２個の二次端子（３５）が、前記第１および第２の内側端子の間に設けられている、
   ことを特徴とする、端子台。
3. 短絡事故から三相交流回路を保護するための保護継電装置であって、
   請求項１または２記載のクロス貫通変流器（１０；２０）と、
   該クロス貫通変流器から入力される短絡電流（Ｉ_Ry；Ｉ_Ry1，Ｉ_Ry2）に基づいて短絡事故を検出すると、前記三相交流回路の各相に設置された遮断器（２₁〜２₃）を一括遮断させる短絡保護継電器（４；４₁，４₂）と、
   を具備することを特徴とする、保護継電装置。
4. 前記三相交流回路の３つの線間電圧（Ｖ_RS，Ｖ_ST，Ｖ_TR）、３つの相電圧（Ｖ_R，Ｖ_S，Ｖ_T）または相・線間電圧に基づいて該三相交流回路の短絡事故の事故様相を判定する事故様相判定手段をさらに具備することを特徴とする、請求項３記載の保護継電装置。
5. 前記三相交流回路の１つの線間電圧（Ｖ_RS，Ｖ_ST，Ｖ_TR）および１つの相電圧（Ｖ_R，Ｖ_S，Ｖ_T）の電圧値および位相に基づいて該三相交流回路の短絡事故の事故様相を判定する事故様相判定手段をさらに具備することを特徴とする、請求項３記載の保護継電装置。
6. 前記三相交流回路の１つの線間電圧（Ｖ_RS，Ｖ_ST，Ｖ_TR）の電圧値および位相と前記クロス貫通変流器から入力される短絡電流（Ｉ_Ry）の位相とに基づいて該三相交流回路の短絡事故の事故様相を判定する事故様相判定手段をさらに具備することを特徴とする、請求項３記載の保護継電装置。
7. ２次側が前記三相交流回路の第１の相電圧（Ｖ_R）を極性方向で該三相交流回路の第２の相の相電圧（Ｖ_S）を反極性方向で該三相交流回路の第３の相電圧（Ｖ_T）を反極性方向で２倍して合成するように結線されている事故様相判定用変圧器（１１０）と、
   該事故様相判定用変圧器から入力される合成電圧（Ｖ_R-S-2T）の電圧値および位相と前記クロス貫通変流器から入力される短絡電流の位相とに基づいて前記三相交流回路の短絡事故の事故様相を判定する事故様相判定手段と、
   をさらに具備することを特徴とする、請求項３記載の保護継電装置。
8. ２次側が前記三相交流回路の第１の相電圧（Ｖ_R）を極性方向で該三相交流回路の第２の相の相電圧（Ｖ_S）を反極性方向で該三相交流回路の第３の相電圧（Ｖ_T）を極性方向で２倍して合成するように結線されている事故様相判定用変圧器（１２０）と、
   該事故様相判定用変圧器から入力される合成電圧（Ｖ_R-S+2T）の電圧値および位相と前記クロス貫通変流器から入力される短絡電流の位相とに基づいて前記三相交流回路の短絡事故の事故様相を判定する事故様相判定手段と、
   をさらに具備することを特徴とする、請求項３記載の保護継電装置。