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JPH09103025A - 漏電保護方式 - Google Patents

漏電保護方式

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Publication number
JPH09103025A
JPH09103025A JP25836595A JP25836595A JPH09103025A JP H09103025 A JPH09103025 A JP H09103025A JP 25836595 A JP25836595 A JP 25836595A JP 25836595 A JP25836595 A JP 25836595A JP H09103025 A JPH09103025 A JP H09103025A
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JP
Japan
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voltage
line
zero
earth
ground
Prior art date
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Application number
JP25836595A
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English (en)
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JP3378418B2 (ja
Inventor
Koji Kumita
耕次 汲田
Tatsuya Murata
達哉 村田
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Hikari Trading Co Ltd
Original Assignee
Hikari Trading Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH09103025A publication Critical patent/JPH09103025A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数台の変圧器の2次側を共通の接地極で第
二種接地し、各変圧器に接続される負荷機器を第三種接
地極で接地してなる受変電設備において、一回線で漏電
事故が発生した場合、他の健全回線にも対地静電容量を
通して漏れ電流が流れ、誤動作する場合がある。この誤
動作の防止が望まれている。 【解決手段】 第三種接地抵抗R3と第二種接地抵抗R2
間に電圧検出リレー10を設け、漏電電流iRが流れた
ときの接地抵抗間に発生する接地極間電圧E2+E3を検
出し、これにより漏電故障回線を判別する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は漏電保護方式に関
し、特に、変圧器の2次側を第二種接地工事を施し、負
荷機器を第三種接地工事を施した受変電設備の漏電保護
に関する。
【0002】
【従来の技術】複数台の変圧器を設置し、それぞれの変
圧器から負荷機器に電力を供給する受変電設備において
は、変圧器の2次側の1線又は中性線は、接地線を介し
て共通の接地母線に接続され、共通の接地極により第二
種接地工事が施されている。そして、各変圧器の接地線
に漏電リレーを設けて漏電時の保護を行っている。
【0003】図5にかかる受変電設備内の回路と、漏電
検出保護の説明図を示す。
【0004】図5において、1A,1B,1Cは変圧器
で、2次側巻線のみを示し、各2次側は夫々回線A,
B,Cを介して負荷に接続され電力を供給する。そし
て、各変圧器の2次側の1線又は中性線は、接地線2
A,2B,2Cにより接地母線3を介して共通の接地極
4によって第二種接地工事が施されている。R2 はこの
第二種接地の接地抵抗を示している。
【0005】5A,5B,5Cは零相電流を検出する手
段としての零相変流器、6A,6B,6Cは零相変流器
5A,5B,5Cの出力側に接続された漏電リレーを示
している。
【0006】7は受変電設備内に設置された第三種接地
を要する負荷機器で、例えば、鉄台や配電盤の外箱等が
接地される。各機器は接地母線(又は集合端子)8を介
して接地極9により第三種接地が施されている。R3
この第三種接地の接地抵抗を示している。
【0007】CA,CB,CCは、各回線A,B,Cの
対地静電容量、K,Lは零相変流器を貫通する方向を示
し、K側を電源端として貫通する。
【0008】図6は図5の等価回路で、図5と同じ符号
は同一部分を示している。
【0009】次に、漏電保護について説明する。今、変
圧器1Cの負荷側の機器が完全地絡に相当する漏電が発
生すると、漏電電流iRは、回線Cの電路から第三種接
地極9、第二種接地の接地極4、接地線2Cおよび変圧
器1Cを通して流れる。この漏電電流iRは零相変流器
5Cによって検出され、漏電リレー6Cに入力され、該
漏電リレー6Cの設定値以上であるときは該漏電リレー
6Cは動作し、警報又は遮断器を遮断する等の保護動作
を行う。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかし、各回線A,
B,Cには、第5図に示すように対地静電容量CA,C
B,CCがあり、回線Cで漏電が発生したとき、他の健
全な回線AおよびBにも、この対地静電容量CA,CB
を介して漏れ電流iCA,iCBが流れる。
【0011】この漏れ電流iCA,iCBは、回線A,
Bの対地静電容量の大きさにより影響を受け、この漏れ
電流の電流値が漏電リレー6A,6Bの動作感度設定値
以上に流れると、回線A,Bは健全であるにかかわら
ず、漏電リレー6A,6Bは動作(貰い動作)し、健全
回線を遮断することがある。
【0012】この対策としては、漏電リレーの感度設定
を対地静電容量による漏れ電流に見合った感度電流にす
ればよいが、対地静電容量は、配電線の長さ、布設方法
及び負荷機器のもつ静電容量、その他、コンピュータ等
各種電子機器に設置されているノイズ防止用コンデンサ
などによって大きく変わる。
【0013】感度設定の電流値は、これらの負荷の静電
容量を予測し、他回線で事故が発生したとき健全回線に
流れ込む電流値を算出し、この電流値から、ある程度余
裕を持たせる必要があり、適切な設定値の決定は極めて
困難であった。
【0014】以上の点に鑑み、本発明は負荷側の対地静
電容量を考慮することなく、しかも、誤動作を生ずるこ
とのない此の種の漏電保護方式を提供することを目的と
する。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明において、上記の
課題を解決するための手段は、ある回線で漏電が発生し
たとき、漏電電流は第三種接地の接地極から第二種接地
の接地極を介して故障回線内を流れる。このとき、両接
地極の接地抵抗により、第三種と第二種の接地極間に、
漏電電流に比例した電圧が発生する。そこで、本発明は
この電圧を検出して故障回線を判別するようにするもの
である。
【0016】また、この接地極間の電圧(以下、接地極
間電圧と称す)と漏電電流には、一定の位相関係があ
り、漏電電流の位相が接地極間電圧を基準として位相判
別を行い、動作位相のとき、故障回線を判別して保護動
作を行わせる。
【0017】また、前記接地極間電圧が所定レベルに達
したとき出力信号を停止し、所定レベルに達しないとき
に出力信号を出し、該出力信号を零相電流が所定レベル
を超えたことを条件に出力する手段を設け、接地極間電
圧が所定レベル以下でも零相電流が所定レベルを超えた
ときに保護動作を行わせるようにする。
【0018】更に、漏電故障回線に流れる漏電電流は、
他の健全回線に対地静電容量を介して流れる漏れ電流よ
り常に大きいので、各回線の零相電流を比較し、最も大
きい零相電流の流れている回線を故障回線と判別するも
である。
【0019】このようにすることにより、各回線の対地
静電容量を予測して漏電リレー等の動作電流値を変更す
る必要はなくなり、従来の課題は解決される。
【0020】
【発明の実施の形態】本発明は、ある回線で漏電事故が
発生したとき、他の健全回線に対地静電容量を通して漏
れ電流が流れ、これにより健全回線に設置した漏電リレ
ーが貰い動作をするのを防止しようとするものである。
【0021】その第1の発明の形態は、ある回線で漏電
が発生したとき、漏電電流は、第三種接地の接地極(以
下、第三種接地極と称する。)から第二種接地の接地極
(以下、第二種接地極と称す。)を通して故障回線内を
流れる。このとき、これら接地極の有する接地抵抗によ
り、接地極間に漏電電流に応じた電圧が発生する点に着
目し、この接地極間の電圧(以下、接地極間電圧と称
す。)を利用して漏電故障を検出するものである。
【0022】図1は本発明を図5の受変電設備に適用し
た場合の等価回路図を示し、図5と同一又は相当部分に
は、これと同じ符号を付して説明を省略する。
【0023】しかして、10は電圧検出手段としての電
圧リレーで、第三種接地極9と第二種接地極4間に接続
され、接地極9の接地抵抗R3と接地極4の接地抵抗R2
間に発生する電圧E3+E2を検出する。そして、この
電圧リレー10の動作電圧設定値をあらかじめ設定し、
検出電圧が、この設定値を超えたとき動作するようにす
る。
【0024】図5に示す回線Cで漏電が発生すると、他
の健全回線A,Bにも対地静電容量CA,CBを通して
漏れ電流iCA,iCBが流れる。この漏れ電流値は、
対地静電容量に影響されるが、漏電電流が接地極の接地
抵抗R3,R2を流れたときに発生する接地極間電圧E3
およびE2にも影響される。漏電電流が大きければ、こ
の電圧E2+E3もそれに応じて高くなる。よって、漏電
故障回線に設けられた電圧リレー10は確実に動作す
る。
【0025】一方、健全回線の第三種接地極には、漏電
電流は流れないので、第三種接地間電圧E3は発生しな
いので、貰い動作することはない。
【0026】また、この電極間電圧E2,E3と、漏電電
流および健全回線に対地静電容量を通して流れる漏れ電
流との間には、一定の位相関係がある。第2の実施の形
態は、この位相を判別して漏電事故回線を検出するもの
である。
【0027】即ち、漏電が発生した回線Cに設置されて
いる零相変流器5Cに流れる電流iRと、接地極間電圧
(E2+E3)との位相関係は、接地極間電圧を基準とす
ると同相であり、一方、このときの健全回線A,Bの零
相変流器5A,5Cに流れる電流iCA,iCBは、接
地極間電圧を基準として90゜遅れとなる。
【0028】16A,16B,16Cは、この方向性を
もたせた漏電リレーを示し、接地極間電圧E2+E2と自
己回線の零相変流器5A,5B,5Cからの零相電流を
入力する。
【0029】これら各漏電リレー16A,16B,16
Cは、入力した零相電流および接地極間電圧を夫々、フ
ィルタ回路で基本波成分を取り出してこれを増幅し、波
形整形して、入力信号が所定レベルに達していることを
条件に接地極間電圧と零相電流の位相比較を行い。動作
位相範囲内のときに自己回線漏電故障と判別して動作
し、不動作位相範囲のときは他回線故障と判別して不動
作とするものである。
【0030】以上は完全地絡に相当する漏電故障の場合
であるが、漏電故障時の地絡(漏電)抵抗Rgが大き
く、地絡抵抗間の電圧Vgが地絡極間電圧E2+E3より
極めて高くなり、漏電電流は漏電リレーの動作設定値程
度流れていても、電極間電圧は電圧リレー10の動作設
定値に達しない場合がある。第3の実施の形態は、かか
る場合漏電電流のみで動作するようにしたものである。
【0031】図2はかかる機能を備えた漏電リレーの回
路図を示し、同図において、21は零相変流器の出力端
子Z1,Z2から零相電流を入力して基本波成分を取り出
すフィルタ、22はフィルタ21の出力を増幅する増幅
器、23はレベル検出回路、24は波形整形回路、25
は第1のアンド回路を示し、検出した零相電流が所定の
レベル以上となったとき、波形整形回路24の出力を第
1のアンド回路25から出力する。
【0032】31は接地極間電圧E2,E3を入力し、基
本波成分を取り出すフィルタ、32は増幅器、33はレ
ベル検出回路、34は波形整形回路、35は第2のアン
ド回路を示し、接地極間電圧が所定レベル以上となった
とき、波形整形回路34の出力を第2のアンド回路35
から出力する。
【0033】40は位相判別回路で、第1および第2の
アンド回路25,35の出力を入力して位相比較し、設
定した動作位相のとき出力信号をオア回路41に出力
し、該オア回路41を介して時限回路42に入力し、所
定時限後、リレー接点45を作動させる。
【0034】44はインバータ回路で、接地極間電圧側
のレベル検出回路33の出力を入力し、その出力は第3
のアンド回路45に入力される。また、第3のアンド回
路45には、零相電流側のレベル検出回路23の出力を
入力する。そして、この第3のアンド回路45の出力は
オア回路41に入力される。
【0035】従って、インバータ44は通常状態におい
ては、接地極間電圧側のレベル検出回路33の出力が無
いので(所定レベルに達していない)、第3のアンド回
路45に出力信号を入力するが、零相電流側のレベル検
出回路23の出力がなければ第3のアンド回路45から
は出力信号は出力しない。
【0036】しかし、接地極間電圧E2+E3がレベル検
出回路33の設定レベルに達しない場合でも、零相電流
がレベル検出回路23の設定レベル以上のときは、第3
のアンド回路45から出力を出し、リレー接点43を作
動させる。
【0037】このように、上記の地絡抵抗Rgが大き
く、接地極間電圧が設定レベルに達していない場合で
も、零相電流が設定レベルに達していれば動作し、遮断
器を遮断する等の動作を行う。
【0038】この場合、健全回線への対地静電容量を通
して流れる漏れ電流iCは、極端に小さいので、健全回
線に設けた漏電リレーは貰い動作することがない。よっ
て、漏電リレーとして方向性をもたせる必要がない。
【0039】一方、接地極間電圧が設定レベル以上とな
ったときは、インバータ回路44は出力を出さないの
で、第3のアンド回路45からも出力を出すことはな
い。接地極間電圧が設定レベル以上で零相電流が設定レ
ベル以上となったときは、位相判別回路40に両出力信
号は入力され、位相判別され、漏電リレーとしての本来
の機能を発揮する。
【0040】以上は、接地極間電圧を使用した本発明の
実施の形態について説明したが、必ずしも接地極間電圧
を利用しなくとも貰い動作を防止する手段があることが
わかった。図3にかかる第4の実施の形態を示す。
【0041】漏電故障回線に流れる漏電電流は、他の健
全回線に対地静電容量を通して流れる漏れ電流より大き
い。図3の回線Cの電路に漏電故障が発生すると漏電電
流iRは矢印のように、第三種接地極9,第二種接地極
4,接地母線3,接地線2C,変圧器1Cを通して流れ
る。
【0042】一方、健全回線A,Bには、対地静電容量
CA,CBを介して漏れ電流iCA,iCBをが夫々接
地線2A,2Bを通して矢印の方向に流れ、更に、接地
母線3を介して接地線2Cに流れ込む。この漏れ電流i
CA,iCBは接地線2C内を漏電電流iRと同方向に
流れるため、接地線2Cには、iR+iCA+iCBの
電流が流れることになる。他方、健全回線AおよびBの
接地線2Aおよび2Bには夫々漏れ電流iCAおよびi
CBのみが流れるので、最も大きい零相電流の流れる回
線を検出するようにする。
【0043】即ち、図3に示すように、漏電電流を検出
する零相変流器5A,5B,5Cの出力を比較判別回路
15に入力し、該比較判別回路15で、一番電流値の大
きい回線を判別し、該当する回線の出力信号OA,O
B,OCの一つを出力する。
【0044】比較判別回路15による比較判別は、例え
ば、零相変流器5Aと5Bの出力電流を比較し、その大
きい方と零相変流器5Cの出力とを比較して、最も大き
い電流の回線を判別する方法、又は零相変流器5A,5
B,5Cの出力を同時に比較し、一番大きい電流を出力
する最大値選択回路を使用し、この出力から漏電故障回
線を判別する方法によって判別する。
【0045】以上説明した図1〜図3の実施の形態は、
複数台の変圧器1A〜1Cの2次側を共通の接地極で接
地した場合についての適用例であるが、図4に示すよう
な1台の変圧器Trの2次側を第二種接地工事を施し、
2次側を、複数の回線A〜Nに分岐し、各回線の負荷機
器を第三種接地した場合にも適用でき、同様の作用効果
が得られる。なお、この場合の零相電流を検出する手段
は、各回線に設けた零相変流器ZCTによって検出す
る。
【0046】
【発明の効果】従来、完全地絡事故に相当する漏電故障
が発生したときに、故障の無い健全回線に設置した漏電
リレーが貰い動作をすることがあったが、本発明におい
ては、漏電故障の回線を設置した電圧リレー又は漏電リ
レーのみが動作するので、事故回線の発見に時間を要す
ることなく、即座に知ることができる。よって故障回線
発見のための無駄な時間をはぶき、且つ信頼性が向上す
る等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した受変電設備の等価回路図。
【図2】本発明に使用する漏電リレーの回路図。
【図3】本発明を適用した受変電設備の回路図。
【図4】本発明を適用した他の受変電設備の回路図。
【図5】従来の受変電設備の回路図。
【図6】図5の等価回路図。
【符号の説明】
1A,1B,1C…変圧器 2A,2B,2C…接地線 3…接地母線 4…第二種接地極 5A,5B,5C…零相変流器 6A,6B,6C…漏電リレー 7…負荷機器 8…接地母線 9…第三種接地極 10…電圧リレー 15…比較判別回路 16A,16B,16C…漏電リレー 21,31…フィルタ 22,32…増幅器 23,33…レベル検出回路 24,33…波形整形回路 25,35…アンド回路 40…位相判別回路 41…オア回路 42…時限回路 43…リレー接点 44…インバータ回路 45…アンド回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1台又は複数台の変圧器によって複数の
    回線により負荷機器に電力を供給するとともに、前記変
    圧器の2次側の1線又は中性線を接地極により第二種接
    地を施し、各回線に接続された負荷機器を接地極により
    第三種接地を施してなる受変電設備の漏電保護方式にお
    いて、 前記第二種接地と第三種接地の接地極間に接地極間電圧
    を検出する検出手段を設け、該接地極間電圧が所定値を
    超えたときに保護動作を行わせるようにしたことを特徴
    とする漏電保護方式。
  2. 【請求項2】 前記各回線に各回線を流れる零相電流を
    検出する手段を設け、これら各手段により検出した零相
    電流と前記接地極間電圧との位相を比較して動作位相を
    判別する判別手段を設け、零相電流と接地極間電圧が動
    作位相のとき保護動作を行わせるようにしたことを特徴
    とする請求項1記載の漏電保護方式。
  3. 【請求項3】 前記接地極間電圧が所定レベルに達した
    とき出力信号を停止し、所定レベルに達しないときに出
    力信号を出し、該出力信号を零相電流が所定レベルを超
    えたことを条件に出力する手段を設け、接地極間電圧が
    所定レベル以下でも零相電流が所定レベルを超えたとき
    に保護動作を行わせるようにしたことを特徴とする請求
    項2記載の漏電保護方式。
  4. 【請求項4】 1台又は複数台の変圧器によって複数の
    回線により負荷機器に電力を供給するとともに、前記変
    圧器の2次側の1線又は中性線を接地極により第二種接
    地を施し、各回線に接続された負荷機器を接地極により
    第三種接地を施してなる受変電設備の漏電保護方式にお
    いて、 前記各回線に、各回線を流れる零相電流に検出する検出
    手段を設け、且つこれら各検出手段で検出した零相電流
    を比較し、最も大きい零相電流を検出した回線を漏電故
    障回線と判別する判別手段を設けて、判別された回線に
    ついて保護動作を行わせるようにしたことを特徴とする
    漏電保護方式。
JP25836595A 1995-10-05 1995-10-05 漏電保護方式 Expired - Lifetime JP3378418B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012233809A (ja) * 2011-05-05 2012-11-29 Life Technos:Kk 漏電検出装置の貰い動作警報装置
JP2014220055A (ja) * 2013-05-07 2014-11-20 中国電力株式会社 漏電遮断器

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JP2014220055A (ja) * 2013-05-07 2014-11-20 中国電力株式会社 漏電遮断器

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