特許 7263251 配電系統電源線路故障時のリアルタイム探知／復旧システム及びその工事方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-04-14

(45)【発行日】2023-04-24

(54)【発明の名称】配電系統電源線路故障時のリアルタイム探知／復旧システム及びその工事方法

(51)【国際特許分類】

   H02H 3/24 20060101AFI20230417BHJP

   H02H 3/253 20060101ALI20230417BHJP

   H02H 3/13 20060101ALI20230417BHJP

   G01R 31/52 20200101ALI20230417BHJP

   G01R 31/54 20200101ALI20230417BHJP

   G01R 29/18 20060101ALI20230417BHJP

【ＦＩ】

H02H3/24 L

H02H3/253

H02H3/13

G01R31/52

G01R31/54

G01R29/18 Q

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2019558318

(86)(22)【出願日】2017-12-11

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-05-21

(86)【国際出願番号】 KR2017014469

(87)【国際公開番号】W WO2018131797

(87)【国際公開日】2018-07-19

【審査請求日】2020-12-11

(31)【優先権主張番号】10-2017-0004231

(32)【優先日】2017-01-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(31)【優先権主張番号】10-2017-0026270

(32)【優先日】2017-02-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(31)【優先権主張番号】10-2017-0049489

(32)【優先日】2017-04-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】519249480

【氏名又は名称】ナウン エナジー，カンパニー，リミテッド

(73)【特許権者】

【識別番号】519249491

【氏名又は名称】キム，ナ ウン

(74)【代理人】

【識別番号】110001139

【氏名又は名称】ＳＫ弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100130328

【弁理士】

【氏名又は名称】奥野 彰彦

(74)【代理人】

【識別番号】100130672

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 寛之

(72)【発明者】

【氏名】キム，ナ ウン

(72)【発明者】

【氏名】キム，イン タエ

(72)【発明者】

【氏名】キム，ト ウン

【審査官】早川 卓哉

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－３０９０３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２０１０９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２８５７８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－０７９９６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－０７４６１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２７７５８１０（ＣＮ，Ｙ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ３／００－５／００

Ｈ０２Ｈ３／０８－３／２５３

Ｈ０２Ｈ９／００－９／０８

Ｈ０１Ｆ３０／００－３８／１２

Ｈ０１Ｆ３８／１６

Ｇ０１Ｒ２９／００－２９／２６

Ｇ０１Ｒ３１／５０－３１／７４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

配電系統の電源側断線、抵抗の増加、接触不良、半断線、漏電による停電、感電、火災事故防止のためのシステムにおいて、
前記配電系統に電源側探知／復旧器及び負荷側探知／復旧器を備え、
前記電源側探知／復旧器は、電源出力コイルの中間に中性点を構成して、この中性点を大地に接地するか、中性点と大地との電位差を検出することにより、単相または三相電源の電源供給線路における欠相、断線、接触不良、抵抗の増加時に、復旧、遮断、警報のうちのいずれか１つ以上を行い、
前記負荷側探知／復旧器は、電源出力コイルの中間に中性点を構成して、この中性点を大地に接地するか、前記電源側探知／復旧器の中性点に接続するか、中性点と大地との電位差を検出することにより、単相または三相電源の電源供給線路における欠相、断線、接触不良、抵抗の増加時に、復旧、遮断、警報のうちのいずれか１つ以上を行うことを特徴とする配電系統電源線路故障時のリアルタイム探知／復旧システムに於いて、
前記負荷側探知／復旧器は、
前記負荷側探知／復旧器の中性点を大地に接地し、単相電源供給線路を１つの線で構成することにより、線路による短絡事故を防止し、漏電の減少、線路故障の減少、線路保守を容易に行い、工事コストを削減することを特徴とし、
また、前記負荷側探知／復旧器は、
前記負荷側探知／復旧器の電源側において断線、抵抗の増加、接触不良、半断線、または漏電（地絡）が発生して電気故障が発生した場合、前記負荷側探知／復旧器の中性点と大地または電力線（Ｒ、Ｓ、またはＴ）において電気信号を発生して故障検出器に伝達することを特徴とし、
また、前記電源側探知／復旧器及び前記負荷側探知／復旧器は、
単相または三相電源に電気／電子的に接続される素子で中性点を構成し、この中性点を大地に接地するか、この中性点と大地との電位差を検出することにより、単相または三相電源の電源供給線路における欠相、断線、接触不良、抵抗の増加時に、復旧、遮断、警報、のうちのいずれか１つ以上を行うことを特徴とする配電系統電源線路故障時のリアルタイム探知／復旧システム。

【請求項2】

前記素子は、
インダクタ、抵抗、キャパシタ、バリスタ、シリコンまたはゲルマニウム、炭素、コイル、集積回路のうちから選択された１つ以上を含むことを特徴とする請求項１に記載の配電系統電源線路故障時のリアルタイム探知／復旧システム。

【請求項3】

前記故障検出器は、
前記負荷側探知／復旧器の入出力線路に備えられた電力線または中性点の故障時に発生する電気信号を探知して、断線、抵抗の増加、接触不良、半断線、または漏電（地絡）の発生が探知された場合、警報発生器を用いて警報するか、遮断器を用いて遮断するか、前記負荷側探知／復旧器を用いてリアルタイムで復旧できるようにすることを特徴とする請求項１に記載の配電系統電源線路故障時のリアルタイム探知／復旧システム。

【請求項4】

前記故障検出器としては、
前記中性点または電力線から出力される故障発生電気信号を検出するために、電子リレ－（ＳＳＲ）、零相変流器、電圧検出器、電流検出器、またはリレーを使用することを特徴とする請求項１に記載の配電系統電源線路故障時のリアルタイム探知／復旧システム。

【請求項5】

前記電源側探知／復旧器は、
前記電源側探知／復旧器から電源を供給するコイルの中間に中性点を構成して大地に接地し、前記電源供給線路と大地との電位差を一定に維持できるようにすることにより、漏電発生による感電、火災事故の発生を予防することを特徴とする請求項１に記載の配電系統電源線路故障時のリアルタイム探知／復旧システム。

【請求項6】

前記電源側探知／復旧器は、
単相３線式または三相４線式の負荷線路を有する配電系統に接続され、前記配電系統における中性線断線時に不平衡過電圧の流入を防止して、それによる過熱、火災を根本的に防止することを特徴とする請求項１に記載の配電系統電源線路故障時のリアルタイム探知／復旧システム。

【請求項7】

配電系統に電源側探知／復旧器及び負荷側探知／復旧器を備える、配電系統の電源側断線、抵抗の増加、接触不良、半断線、漏電による停電、感電、火災事故防止のためのシステムにおいて、
前記電源側探知／復旧器は、第１レッグ、第２レッグ及び第３レッグと；第1巻線、第２巻線及び第３巻線を備え、
前記第１巻線は、前記第１レッグに巻き付けられ、前記第２巻線は前記第３レッグに巻き付けされ、前記第３巻線は、前記第１巻線及び前記第２巻線が巻き付けられた巻線の逆方
向に前記第１レッグ及び前記第３レッグにおいてジグザグに巻き付けられており、前記第１巻線、第２巻線、第３巻線の一方の端が中性線に接続され、前記中性線と接続されている前記第１巻線、前記第２巻線、または前記第３巻線の中間には、単相電源を供給する中間タップを含んでいることを特徴とする配電系統電源線路故障時のリアルタイム探知／復旧システム。

【請求項8】

前記電源側探知／復旧器は、前記配電系統における落雷、短絡、地絡、機材焼損、ヒューズ断線が原因で、電源側においてＲ相、Ｓ相、Ｔ相、または中性線Ｎが断線するか欠相しても、リアルタイムで電気故障を復旧し、単相電源を供給して単相電源の停電を防止し、単相電源の大地との電位差を降圧して漏電（地絡）による感電、火災の発生を予防することができることを特徴とする請求項７に記載のリアルタイム探知／復旧システム。

【請求項9】

前記電源側探知／復旧器は、中性点を大地に接地し、電源供給線路と大地との電位差を一定電位に維持できるようにすることにより、漏電発生による感電、火災事故の発生を予防することができることを特徴とする請求項７に記載のリアルタイム探知／復旧システム。

【請求項10】

前記負荷側探知／復旧器は、中性点を大地に接地し、単相電源供給線路を１つの線で構成することにより、線路による短絡事故を防止し、漏電の減少、線路故障の減少、線路保守を容易に行い、工事コストを削減することができることを特徴とする請求項７に記載のリアルタイム探知／復旧システム。

【請求項11】

前記負荷側探知／復旧器は、中性点を前記電源側探知／復旧器の中性点に接続して、前記負荷側探知／復旧器の電源側において断線、接触不良、半断線、または漏電（地絡）が発生して電気故障が発生した場合、前記負荷側探知／復旧器の電力線（Ｒ、Ｓ、またはＴ）または中性点において電気信号を発生して故障検出器に伝達することができることを特徴とする請求項７に記載のリアルタイム探知／復旧システム。

【請求項12】

前記電源側探知／復旧器及び負荷側探知／復旧器は、単相または三相電源に電気／電子的に接続される素子で中性点を構成し、この中性点を大地に接地するか、この中性点と大地との電位差を検出することにより、単相または三相電源の電源供給線路における欠相、断線、接触不良、抵抗の増加時に、復旧、遮断、警報、通知、制御のうちのいずれか１つ以上を行うことを特徴とする請求項７に記載のリアルタイム探知／復旧システム。

【請求項13】

前記素子は、
インダクタ、抵抗、キャパシタ、バリスタ、シリコンまたはゲルマニウム、炭素、コイル、集積回路のうちから選択された１つ以上を含むことを特徴とする請求項１２に記載のリアルタイム探知／復旧システム。

【請求項14】

前記故障検出器は、
前記負荷側探知／復旧器の入出力線路に備えられた電力線または第２中性点の故障時に発生する電気信号を探知して、断線、抵抗の増加、接触不良、半断線、または漏電（地絡）の発生が探知された場合、警報発生器を用いて警報するか、遮断器を用いて遮断するか、前記負荷側探知／復旧器を用いてリアルタイムで復旧できるようにすることを特徴とする請求項１１に記載の配電系統電源線路故障時のリアルタイム探知／復旧システム。

【請求項15】

前記故障検出器は、
前記中性点または電力線から出力される故障発生電気信号を検出するために、電子リレー（ＳＳＲ）、零相変流器、電圧検出器、電流検出器、またはリレーを使用することを特徴とする請求項１１に記載の配電系統電源線路故障時のリアルタイム探知／復旧システム。

【請求項16】

前記電源側探知／復旧器は、
単相３線式または三相４線式の負荷線路を有する配電系統に接続され、前記配電系統における中性線断線時に不平衡過電圧の流入を防止して、それによる過熱、火災を根本的に防止することを特徴とする請求項７に記載の配電系統電源線路故障時のリアルタイム探知／復旧システム。

【請求項17】

前記電源側探知／復旧器は、
三相または三相４線式配電系統に接続され、電源側において１相のヒューズ断線、線路の損傷・断線、変圧器の故障、機材の焼損、欠相、中性線断線時に、リアルタイムで三相電力を復旧し、負荷側に単相電源を停電せずに供給することにより、電気の故障による単相電源の停電を根本的に防止することを特徴とする請求項７に記載の配電系統電源線路故障時のリアルタイム探知／復旧システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、三相または単相配電系統の電源線路において断線、漏電、反断線、抵抗の増加、接触不良などの電気故障発生時、これをリアルタイムで探知して、これらの電気故障による電気信号を発生させ遮断または警報または停電をリアルタイムで復旧できるようにする配電系統電源線路故障時のリアルタイム探知／復旧システムとその工事方法に関する。

【背景技術】

【0002】

図１の配電系統は三相４線式配電系統の例を示す。Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相からなるメイン変圧器３００は、一般的にＹ結線、Δ結線、Ｙ－Δ結線などの方法で中性線（Ｎ）と電力線（Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相）とを組み合わせることにより、負荷に電力を供給する。この時、１つの電力線と他の電力線との間に負荷を接続すると、３８０Ｖが負荷に供給され、１つの電力線（例えば、Ｒ相）及び中性線（Ｎ）に負荷を接続すると、２２０Ｖが負荷に供給される。

【0003】

ここで中性線（Ｎ）は、多相多線式線路において各相の一側線路を共通（ｃｏｍｍｏｎ）に処理する線路を指す。原則として３相を使用するには、６本の電線が必要であるが、単相２線式線路の位相を１２０度ずつずらして一方線をすべて共通に処理すると、４本に減り、このように共通処理した箇所の電位は、ベクトル和によってゼロ（０）になる。このようなゼロ電位（０電位）がすぐに基準電位となり、いわゆるＮ相、すなわち、中性線となる。中性線は、原則的に大地電位であるゼロ電位を持つ必要があるが、実際の現場で各相の位相が正確に１２０度でないときは、少しの電圧を有してもよい。このとき、中性線電位の上昇を防ぐために大地電位線である接地線に中性線を共通接続すると、各相の位相が若干差が生じても大地と接しているので、ゼロ電位を維持するようになる。

【0004】

単相電線路では、２本の線を接続して使用するが、２本の線のいずれか一方の線は大地と等電位である中性線に接続され、他方の線は大地との電位差が２２０Ｖである電力線に接続されるので、電力線から漏電（地絡）が発生した場合、感電死や火災発生の危険が高い。

【0005】

また、単相負荷が共通に接続されている電源側中性線が断線するか、接触不良を起こすと、他の３相の位相に接続されている不平衡単相負荷に共通に接続されている中性線を介して、互いに異なる不平衡負荷に起因して異常電圧が負荷に流入し、電気機器の過熱焼損及びそれによる火災の発生が頻繁に発生しているのが現状である。これを防ぐために、配線用遮断器および／または漏電遮断器などの遮断装置１１０が設けられる。

【0006】

遮断装置１１０に使用される配線用遮断器（またはモールドケース遮断器：ｍｏｌｄｅｄ ｃａｓｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｒｅａｋｅｒ）は、配線に流れる過負荷および短絡に対する保護のためにモールドケース内に収容されるもので、交流６００Ｖ以下または直流２５０Ｖ以下の低圧屋内電圧の回路における配線保護に使用される。一般的に、配線用遮断器は、ＭＣＣＢ（遮断器ー）とも呼ばれる。

【0007】

また、遮断装置１１０に使用される漏電遮断器は、５～３０ｍＡ程度の漏れ電流を感知して感電を防止する装置である。ほとんどのヒューズや配線用遮断器は、数Ａ程度の大電流で作動する。したがって、小さな漏れ電流による感電事故を防止するためには、漏電遮断器を使用しなければならず、これは電気ショックが感電者の心臓まで伝わって死亡に至らないようにするために、５～３０ｍＡ程度の漏れ電流を感知して、２５～４０ｍｓｅｃの時間内に回路を遮断する。遮断基準となる漏れ電流は、国や地域によって異なり、韓国では、定格電流の２０００分の１に制限されている。例えば、漏電遮断器の定格電流が１００Ａであれば、その漏れ電流は５０ｍＡ以内である。

【0008】

一般的な漏電遮断器は、電力線に流出する電流と中性線に流入する電流との差を測定する。発信電流と受信電流との合計が０でない場合は、どこかで漏電が起こっていることを意味する。このとき、漏電遮断器が作動して漏れ電流を遮断する。このように漏電遮断器は、大きな電流を遮断するヒューズや配線用遮断器とは、互いに補完する関係にある。漏電専用遮断器だけでは過負荷や短絡を防止することができないので、ほとんど過電流（短絡）及び漏電遮断兼用の遮断器をほとんど使用している。

【0009】

また、漏洩遮断電流が５００ｍＡ以上である特殊用途の漏電遮断器は、低遮断電流スペックを持つ一般的な漏電遮断器がミス（ｍｉｓｓ）て事故で稼動することができるデータセンターなどの環境に設けられる。このような特殊用途の漏電遮断器は、感電防止用ではなく、火災防止用に設けられる。

【0010】

このような接触不良や断線が原因で発生する諸問題を解決するために、従来の提案された技術が、大韓民国特許庁公開特許公報公開番号１０－２００９－０００４７１８号（２００９．１．１２．公開）（発明の名称：接触不良感知装置及び方法）（以下、「従来技術１」）、大韓民国特許庁登録特許公報登録番号１０－１１０９０２４号（２０１２．１．１７．登録）（発明の名称：電力量計の接触不良感知装置及び感知方法）（以下、「従来技術２」）、大韓民国特許庁登録特許公報登録番号１０－１３２０３７３号（２０１３．１０．１５．登録）（発明の名称：変圧器付き欠相復旧装置及びその設置工事方法）（以下「従来技術３」）に開示されている。

【0011】

開示された「従来技術１」は、電流実効値、力率、電流瞬時値、高調波などの変化を指標として接触不良を感知し、それに応じて電源を遮断することにより、使用者を火災の危険から保護することができる。接触不良を感知することができる５つの要因のうち２つ以上の要因が満たされたとき、接触不良と判定することにより、より正確に接触不良を感知する。さらに、接触不良による遮断状況についての情報を使用者端末に通知することにより、遠距離の使用者も容易にこれを認知することができるように構成されている。

【0012】

「従来技術２」は、需用家に供給される電圧及び電流を検出する電圧及び電流検出部と、前記検出された電圧値及び電流値を用いて既に設定された総測定時間及び測定時間単位で力率値を演算する力率演算部と、上記既に設定され、総測定時間及び測定時間単位で演算された力率値が予め定められた基準値よりも小さい値の範囲内で継続的に減少している場合、接触不良と判断する接触不良判断部と、前記接触不良判断部で接触不良と判断された場合、接触不良信号をリモートサーバに送信するインタフェース部と、を含み、電力量計の接触不良を防止して接触不良による電気機器（電力量計）の焼損を防ぐことができるように構成されている。

【0013】

「従来技術３」は、三相４線式配電系統で電力線の欠相、中性線の断線、および電力線と中性線に発生する不平衡異常電流を検出して、このような電力線の欠相、中性線断線、および電力不平衡を正常状態に復旧し、映像高調波を減少させて正常電力を維持するように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0014】

【文献】大韓民国特許庁公開特許公報公開番号１０－２００９－０００４７１８号（２００９．１．１２．公開）（発明の名称：接触不良感知装置及び方法）

【文献】大韓民国特許庁登録特許公報登録番号１０－１１０９０２４号（２０１２．１．１７．登録）（発明の名称：電力量計の接触不良感知装置及び感知方法）

【文献】大韓民国特許庁登録特許公報登録番号１０－１３２０３７３号（２０１３．１０．１５．登録）（発明の名称：変圧器付き欠相復旧装置及びその設置工事方法）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0015】

しかし、上記のような従来技術は、三相４線式（Ｒ、Ｓ、Ｔ、Ｎ）または単相２線式（ＲＮ、ＳＮ、ＴＮ）配電系統から供給される電源側の断線、接触不良、半断線、抵抗の増加、漏電などによる電気故障発生時には、これを電気・電子的に探知して遮断、警報、復旧できず異常電圧、感電、停電、火災などが発生するという問題がある。

【0016】

また、既存の単相３線式配電系統での電源側断線（Ｒ１またはＮまたはＲ２など）、抵抗の増加、接触不良、半断線、漏電などによる電気故障発生時に、これを検出して遮断・警報・復旧できる方法がないので、電源側漏電による感電、断線による停電及び接触不良、半断線による過熱、火災発生を警報または遮断または復旧できないという問題がある。

【0017】

また、電源側線路で断線が発生した場合、交通信号、街灯、消防設備、排水ポンプ場などの制御機能が麻痺して、電源線路異常時に自動的に開閉される開閉器の機能障害が発生し、大規模な事故に拡大してしまうという問題がある。

【0018】

また、単相電源の大地との電位差が２２０Ｖで電位が高くて電力線で漏電が生じた場合、感電や火災が発生して人命と財産被害が発生するという問題がある。

【0019】

したがって、三相または単相配電系統の電源側で断線、抵抗の増加、接触不良、半断線、漏電などが発生した場合、直ちに警報、遮断、リアルタイムで復旧する、配電系統電源線路故障時のリアルタイム探知／復旧システムが必要となり、本発明は、このような従来の配電系統で発生する諸問題を解決するために、三相４線式（Ｒ、Ｓ、Ｔ、Ｎ）または単相２線式（ＲＮは、ＳＮ、ＴＮ）配電系統から供給される電源ラインで断線、抵抗の増加、接触不良、半断線、漏電が発生する際に、このような異常の発生を直ちに警報・遮断・リアルタイム復旧、これにより停電、感電、機器焼損、火災、過熱、開閉器の機能麻痺などの事故が発生することを防止するための、配電系統電源線路故障時のリアルタイム探知／復旧システム及びその工事方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0020】

上記課題を解決するための本発明の一側面による、配電系統における電源側断線、抵抗の増加、接触不良、半断線、漏電による停電、感電、火災事故防止のためのシステムは、前記配電系統に電源側探知／復旧器及び負荷側探知／復旧器の少なくともいずれか1つを備えていてもよい。

【0021】

前記電源側探知／復旧器及び負荷側探知／復旧器は、単相または三相電源に電気／電子的に接続される素子で中性点を形成し、この中性点を大地に接地するか、この中性点と大地との電位差を検出することにより、単相または三相電源の電源供給線路における欠相、断線、接触不良、抵抗の増加時に、復旧、遮断、警報、通知、制御のうちのいずれか１つ以上を行うことを特徴とする。

【0022】

ここで、前記素子は、インダクタ（ｉｎｄｕｃｔｏｒ）、抵抗（ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）、キャパシタ（ｃａｐａｃｉｔｏｒ）、バリスタ（ｖａｒｉｓｔｏｒ）、シリコン（ｓｉｌｉｃｏｎ）またはゲルマニウム（ｇｅｒｍａｎｉｕｍ）、炭素（ｃａｒｂｏｎ）、コイル（ｃｏｉｌ）、集積回路（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ）のうちから選択された１つ以上であることを特徴とする。

【0023】

本発明の一実施例において、前記電源側探知／復旧器は、電源出力コイルの中間（センタータップ）に中性点を構成して、この中性点を大地に接地するか、中性点と大地との電位差を検出することにより、単相または三相電源の電源供給線路における欠相、断線、接触不良、抵抗の増加時に、復旧、遮断、警報、通知、制御のうちのいずれか１つ以上を行うことができ、前記負荷側探知／復旧器は、電源出力コイルの中間に中性点を構成して、この中性点を大地に接地するか、前記電源側探知／復旧器の中性点に接続するか、中性点と大地との電位差を検出することにより、単相または三相電源の電源供給線路における欠相、断線、接触不良、抵抗の増加時に、復旧、遮断、警報、通知、制御のうちのいずれか１つ以上を行うことができる。

【0024】

一方、本発明の他の実施例において、前記電源側探知／復旧器は、１次コイルを含んでいてもよく、鉄心である第１レッグ、第２レッグ、第３レッグと；２次コイルである第１巻線、第２巻線、第３巻線と；を備えていてもよい。ここで、前記第２レッグは、２つの位相の磁束の通路として使用し、前記第１巻線は、前記第１レッグに巻き付けられ、前記第２巻線は、前記第３レッグに巻き付けされ、前記第３巻線は、前記第１巻線及び前記第２巻線が巻き付けられた巻線の逆方向に前記第１レッグ及び前記第３レッグにおいてジグザグに巻き付けられており、前記第１巻線、第２巻線、第３巻線の一方の端が中性線に接続され、前記中性線と接続されている前記第１巻線、前記第２巻線、または前記第３巻線の中間には、単相電源を供給する中間タップを含んでいてもよい。

【0025】

本発明のまた他の実施例において、前記電源側探知／復旧器は、前記配電系統における落雷、短絡、地絡、機材焼損、ヒューズ断線が原因で、電源側においてＲ相、Ｓ相、Ｔ相、または中性線Ｎが断線するか欠相しても、リアルタイムで電気故障を復旧し、単相電源を供給して単相電源の停電を防止し、単相電源の大地との電位差を降圧して漏電（地絡）による感電、火災の発生を予防することができる。

【0026】

本発明のまた他の実施例において、前記電源側探知／復旧器は、中性点を大地に接地し、電源供給線路と大地との電位差を一定電位（例えば、１１０Ｖ）に維持できるようにすることにより、漏電発生による感電、火災事故の発生を予防することができる。

【0027】

本発明のまた他の実施例において、前記電源側探知／復旧器は、三相４線式または単相３線式配電系統に接続され、前記配電系統における中性線断線時に不平衡過電圧の流入を防止して、それによる発熱、火災を根本的に防止することができる。

【0028】

本発明のまた他の実施例において、前記電源側探知／復旧器は、三相または三相４線式配電系統に接続され、電源側において１相のヒューズ断線、線路の損傷・断線、変圧器の故障、機材の焼損、欠相、中性線断線時にも、リアルタイムで三相電力を復旧し、負荷側に単相電源を停電せずに供給することにより、電気の故障による単相電源の停電を根本的に防止することができる。

【0029】

一方、本発明の一実施例において、前記負荷側探知／復旧器は、中性点を大地に接地し、単相電源供給線路を１つの線で構成することにより、線路による短絡事故を防止し、漏電の減少、線路故障の減少、線路保守を容易に行い、工事コストを削減することができる。

【0030】

また、本発明の他の実施例において、前記負荷側探知／復旧器は、中性点を前記電源側探知／復旧器の中性点に接続して、前記負荷側探知／復旧器の電源側において断線、接触不良、半断線、または漏電（地絡）が発生して電気故障が発生した場合、前記負荷側探知／復旧器の電力線または中性点において電気信号を発生して故障検出器（後述）に伝達することができる。

【0031】

一方、前記故障検出器は、前記負荷側探知／復旧器の入出力線路に備えられた電力線または中性点の故障時に発生する電気信号を探知して、断線、接触不良、半断線、または漏電（地絡）の発生が探知された場合、警報発生器を用いて警報するか、遮断器を用いて遮断するか、前記負荷側探知／復旧器を用いてリアルタイムで復旧できるようにすることができる。

【0032】

前記故障検出器としては、前記中性点または電力線から出力される故障発生電気信号を検出するために、電子リレー（ＳＳＲ）、零相変流器、電圧検出器、電流検出器、またはリレーを使用することができる。

【0033】

また、課題を解決するための本発明の他の側面によれば、第１中性点を備え、この中性点を大地に接地して大地との電位差を既存の電位差より降圧する電源側探知／復旧器と；第２中性点を備え、この中性点を大地に接地するか、前記電源側探知／復旧器の中性点に接続して電源側の電気故障をリアルタイムで復旧する負荷側探知／復旧器と；前記負荷側探知／復旧器の電力線または中性点の入出力電流を検出するか、前記中性点と大地電圧を探知して警報または遮断するか、検出した故障検出値を制御器に伝達する故障検出器と；前記故障検出器により提供された検出値を既設定値と比較して故障と判断されると、警報を発するか、電源を遮断するか、有無線で通知するように通信モジュールに伝達し、警報解除信号が受信されると、警報を解除する制御器と；前記故障検出器または制御器から提供された警報信号に応じて警報を発する警報発生器と；前記警報発生器の警報発報を解除するための警報解除入力器と；前記故障検出器または制御器の遮断信号に応じて故障電源を遮断するための遮断器と；を含む配電系統電源線路故障時のリアルタイム探知／復旧システムが提供される。

【0034】

課題を解決するための本発明のまた他の側面によれば、配電系統電源線路故障時のリアルタイム探知／復旧システム工事方法が提供されるが、この方法は、三相または単相の既存の配電系統に電源側探知／復旧器または負荷側探知／復旧器を設けるステップと；前記電源側探知／復旧器の中性点を大地に接地するか、前記負荷側探知／復旧器の中性点に接続するか、前記電源側探知／復旧器の中性点と大地との電位差を検出するために故障検出器を設けるステップと；前記負荷側探知／復旧器の中性点を大地に接地するか、前記電源側探知／復旧器の中性点に接続するか、前記負荷側探知／復旧器の中性点と大地との電位差を検出するために故障検出器を設けるステップと；前記電源側探知／復旧器の出力コイルの巻線と負荷とを接続するか、前記電源側探知／復旧器の出力コイルの巻線と、前記負荷側探知／復旧器の入力コイルの巻線とを電気的に接続するステップと；前記電源側探知／復旧器の入力電源側コイル巻線を、既存の配電系統の三相または単相電源線路に電気的に接続して、前記電源側探知／復旧器及び電源設備または前記電源側探知／復旧器及び前記負荷側探知／復旧器の単相または三相電源の電源設備における欠相、断線、接触不良、または抵抗の増加時に、復旧、遮断、警報、通知、制御のうちのいずれか１つ以上を行うステップと；を含む。

【発明の効果】

【0035】

本発明によれば、単相２線式または単相３線式または三相４線式配電系統から供給される電源側の断線時に、正常電力にリアルタイムで復旧することにより、停電を防止して、停電による各種事故の発生を防止することができる。これにより、電源側の断線、接触不良、漏電、反断線などによる感電、電気機器焼損、電気火災などで人命事故の発生を防止することができる。

【0036】

また、単相（２線式、３線式）または三相（３線式、４線式）配電系統における電源側の漏電、断線、接触不良、半断線、抵抗の増加などによる電気故障を直ちに遮断するか、リアルタイムで通知（警報）することにより、電気故障を迅速に復旧できるようにして事故の拡大を防止することができる。

【0037】

また、三相４線式に備えられた単相配電系統において中性線が原因で発生する断線、映像高調波などの中性線による事故はもちろん、単相電力線の大地に対する電位を降圧して、漏電（地絡）による感電及び火災事故の発生を予防することができる。

【図面の簡単な説明】

【0038】

【図1】従来の単相２線式配電線路の構成図である。

【図2】本発明の配電系統電源線路故障時のリアルタイム探知／復旧システム２００の構成図である。

【図3】単相２線式入力電源であるときの図２の実施例回路図である。

【図4】図３の変形実施例であって、復旧配電系統１５０の線路を１線で構成する場合の図２の実施例回路図である。

【図5】単相３線式入力電源であるときの図２の実施例回路図である。

【図6】三相４線式入力電源であるときの図２の回路図、及び本発明の好適な実施例による配電系統電源線路故障時のリアルタイム探知／復旧システムの工事方法２００の構成図である。

【図7】電源側探知／復旧器の複数の実施例の回路図である。

【図8】三相４線式電源側探知／復旧器の欠相時の電力復旧原理（手順）を説明するためのベクトル図であって、 ベクトル図２４１－ａは、電源側探知／復旧器２４０の正常状態であるときの位相ベクトル図であり、 ベクトル図２４２－ｂは、入力電源Ｓ相が断線、欠相したときの復旧手順ベクトル図であり、 ベクトル図２４３－ａは、入力電源Ｒ相が断線、欠相したときの復旧手順ベクトル図であり、 ベクトル図２４２－ｂは、入力電源Ｔ相が断線、欠相したときの復旧手順ベクトル図である。

【発明を実施するための形態】

【0039】

本発明に係る「配電系統電源線路故障時のリアルタイム探知／復旧システム」は、中性点を備え、この中性点を大地に接地して大地との電位差を既存の電位差より降圧する電源側探知／復旧器と；中性点を備え、この中性点を大地に接地するか、前記電源側探知／復旧器の中性点に接続して電源側の電気故障をリアルタイムで復旧する負荷側探知／復旧器と；前記負荷側探知／復旧器の電力線または中性点の入出力電流を検出するか、前記中性点と大地電圧を探知して警報または遮断するか、検出した故障検出値を制御器に伝達する故障検出器と；前記故障検出器により提供された検出値を設定値と比較して故障と判断されると、警報を発するか、電源を遮断するか、有無線で通知するように通信モジュールに伝達し、警報解除信号が受信されると、警報を解除する制御器と；前記故障検出器または制御器から提供された警報信号に応じて警報を発する警報発生器と；前記警報発生器の警報発報を解除するための警報解除入力器と；前記故障検出器または制御器の遮断信号に応じて故障電源を遮断するための遮断器と；を備える。図面を参照してより具体的に説明する。

【0040】

図２は、本発明の好適な一実施例による配電系統電源線路故障時のリアルタイム探知／復旧システム２００の構成図であって、以下の構成要素を含む。

【0041】

－既存の単相または多相の多線式（例えば、単相（２線式、３線式）、三相（３線式、４線式））などの配電系統（例えば、図１）に備えられたメイン変圧器（例えば、図１の３００）に接続される電源側探知／復旧器２４０。これは、自体的に大地に接地される中性点（第１中性点）を備え、大地との電位差を既存の電位差より降圧する役割を果たす。

【0042】

－配電系統の負荷側線路に接続される負荷側探知／復旧器２３０。これは、自体的に他の中性点（第２中性点）を備え、この第２中性点を大地に接地するか、前記電源側探知／復旧器の第１中性点と接続して電源側の電気故障をリアルタイムで復旧する。

【0043】

－負荷側探知／復旧器２３０と連動して電源側の断線、抵抗の増加、接触不良、半断線、漏電の発生を探知する故障検出器２１０。前記負荷側探知／復旧器の電力線または第２中性点の入出力電流を検出するか、第２中性点の電圧を検出して故障を探知し、検出した故障検出値を制御器に伝達する。

【0044】

－故障検出器２１０によって検出されるか、下記制御器によって判断される故障発生を視覚的および／または聴覚的警報で発報する警報器２５０。

【0045】

－発生した警報を解除する信号を入力されて（例えば、警報解除スイッチの操作時）警報解除信号を発生する警報解除入力器２６０。

【0046】

－故障検出器２１０によって故障発生が検出されるにより、または下記制御器の遮断信号に応じて配電系統の電源側及び負荷側を遮断する遮断器２７０。

【0047】

－前記故障検出器２１０の出力から配電系統の故障を判断して、前記警報発生器２５０または遮断器２７０を作動させる警報または遮断信号を出力し、通信モジュールを用いて有無線で外部の管理者に通知する制御器２２０。

【0048】

以下、図２の各構成要素の詳細について、図３～図６を参照して、具体的な実施例を挙げて説明する。図３は、単相２線式入力電源である場合の図２の実施例である、単相配電系統電源線路故障時のリアルタイム探知／復旧システム２００の実施例回路図である。図４は、単相２線式である図３の変形実施例であり、復旧配電系統１５０の線路を１線で構成する場合の図２の実施例回路図である。図５は、単相３線式入力電源であるときの図２の実施例回路図である。図６は、三相４線式入力電源であるときの図２の実施例回路図である。

【0049】

電源側探知／復旧器２４０は、配電系統（例えば、図１）のメイン変圧器（ｍａｉｎ ｖｏｌｔａｇｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）（例えば、図１の３００）から電源を供給されるために電源側に接続され、自体的に大地に接地される中性点（第１中性点Ｎ１）を有して、大地との電位差を既存の電位差より降圧する役割を果たす。

【0050】

具体的な例として、図３における電源側探知／復旧器２４０は、メイン変圧器３００のＲ相単相電源の出力に接続される１次コイルＬ５と、この１次コイルＬ５に直列に並んで接続される２つの２次コイルＬ３、Ｌ４と、から構成されている。直列接続されている２つの２次コイルＬ３とＬ４との間には、第１中性点Ｎ１が形成されて接地される。実際に２次コイルＬ３及びＬ４は１つのコイルであり、その中間に形成したセンタータップを第１中性点Ｎ１として接地してもよい。図３の実施例の電源側探知／復旧器２４０では、１次コイルＬ５と２次コイルＬ３との間の接続点から１つの負荷電力供給線Ｒ２が出てき、２次コイルＬ３と接続されている他の２次コイルＬ４の終端部から他の１つの負荷電力供給線Ｒ１が出てきて復旧配電系統１５０を構成する。

【0051】

また、図４における電源側探知／復旧器２４０は、メイン変圧器３００のＲ相単相電源の出力に接続される１次コイルＬ５と、この１次コイルＬ５に直列に接続される１つの２次コイルＬ３と、から構成されている。直列接続された２次コイルＬ３の終端部が第１中性点Ｎ１で構成されて接地される。１次コイルＬ５と２次コイルＬ３との間の接続点から１つの負荷電力供給線Ｒ１が出てきて復旧配電系統１５０を構成する。

【0052】

また、図５の単相３線式入力電源の実施例における電源側探知／復旧器２４０の構成は、図３の場合と同じである。但し、Ｎ１が自体的に接地されておらず、他の２つの負荷電力供給線Ｒ１、Ｒ２とともに、第３負荷電力供給線Ｎから出てきて復旧配電系統１５０を構成する。

【0053】

一方、三相４線式入力電源であるときの電源側探知／復旧器２４０－ａは、図６に示すように構成されて、三つの負荷電力供給線Ｒ１、Ｒ２、Ｎが出てきて復旧配電系統１５０を構成する。

【0054】

電源側探知／復旧器２４０を総合的に詳細に説明すると、既存の三相４線式（Ｒ、Ｓ、Ｔ、Ｎ）または単相（ＲＮ、ＳＮ、ＴＮ）配電系統の電源電圧が２２０Ｖであれば、大地との電位差は２２０Ｖとなる。ここで、電源側探知／復旧器（２４０、または図６～図８の２４０－ａ）の１次コイルは、三相３８０Ｖまたは単相２２０Ｖの電源を供給される。供給された電源を実使用電源に変圧するために変圧比に応じて２次コイルを巻き付ける。２次コイル巻線の中間には、中間タップまたは第１中性点Ｎ１を構成し、この中性点Ｎ１を大地Ｅに接地することで、復旧配電系統１５０の電源ラインを確保し、供給電源の大地との電位差を１１０Ｖに降圧する。ここで、電源側探知／復旧器２４０、２４０－ａの２次コイルの巻線Ｌ３、Ｌ４を、変圧比を１：１にして巻き付けることが望ましい。

【0055】

このような電源側探知／復旧器２４０は、単相供給電源の電位を１１０Ｖに降圧することにより、漏電（地絡）時にも感電の危険性を減らすことができ、不平衡単相負荷を有する配電系統で共通に使用される中性線を排除させて、中性線の断線が原因で不平衡負荷によって流入する異常電圧の発生を遮断する。これにより、復旧配電系統１５０の信頼性を確保し、特に単相３線式では、中性線が断線してもリアルタイムで復旧することができるようにして、中性線による電気事故を負荷側探知／復旧器２３０を用いて根本的に防止することができる。

【0056】

次に、負荷側に接続される負荷側探知／復旧器２３０について説明する。

【0057】

図３において、負荷側探知／復旧器２３０は、負荷に供給される２線Ｒ１’、Ｒ２’に夫々接続されて単相電源が入出力される各コイルＬ１とＬ２の接続点（または２線に接続される１つのコイルＬ１－Ｌ２のセンタータップ）に、第２中性点Ｎ２を形成して接地する構成を有している。

【0058】

図４の負荷側探知／復旧器２３０は、図３の負荷側探知／復旧器２３０に対して、それ自体構成は類似しているが、負荷側探知／復旧器２３０が遮断器２７０よりも前段で復旧配電系統１５０に接続されるという点が相違している。また、図４において、負荷側探知／復旧器２３０は、１つ以上の多数で並列接続されて一種の冗長（ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ）機能を有する。

【0059】

図５において、負荷側探知／復旧器２３０は、遮断器２７０の後段の２つの負荷電力供給線Ｒ１’、Ｒ２’に図３の場合と同様に接続され、第２中性点Ｎ２は、第３負荷電力供給線Ｎ’に接続される。

【0060】

また、図６において、負荷側探知／復旧器２３０は、２つの遮断器２７０の後段に位置するが、左の図５の場合と同様に、第２中性点Ｎ２を電源側探知／復旧器２４０－ａ の第１中性点Ｎ１と電気的接続し、右は図４の場合と同様に、第２中性点Ｎ２を接地する。

【0061】

その後、故障検出器２１０では、電流／電圧検出器を使用して負荷側探知／復旧器２３０のコイルＬ１－Ｌ２に流れる電流またはその両端の電圧を検出するか、第２中性点Ｎ２と接地Ｅとの間の電流を検出する。この場合に、制御器（図２の２２０）は、故障検出器２１０が検出した検出値と、制御器２２０に予め設定した設定値とを比較判断して故障かどうかを判断し、故障と判断すれば、遮断器２７０でトリップ信号を出力するようにする。トリップ信号は、図２に示すように、故障検出器２１０から出力されるように設計してもよく、制御器２２０から出力されるように設計してもよい。

【0062】

一方、他の実施例として、故障検出器２１０を無接点リレー（ＳＳＲ）で実現すると、電源線の断線を探知し、これから制御器２２０により断線を判断して警報または遮断信号を出力できるようにしてもよい。

【0063】

以下では、図３～図５に示す各実施例に基づき、単相配電系統電源線路故障時のリアルタイム探知／復旧システム２００の作用について具体的に説明する。

【0064】

電源側探知／復旧器２４０は、単相電源を変圧（ｖｏｌｔａｇｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）して出力するコイルと鉄心とから構成されている。出力コイルの巻線の中間に第１中性点Ｎ１を形成し、この中性点Ｎ１を大地Ｅに接地することにより、前記電源側探知／復旧器２４０から出力されて供給される単相２線の電源の電位差を既存の供給電源に対して半分に減少させて、地絡（漏電）による感電、火災事故を大幅に緩和させる。また、一般的な単相負荷で共通に使用される一般配電系統の中性線Ｎを使用しないので、中性線による異常電圧の流入を根本的に防止して、中性線の断線による火災危険を根本的に除去することにより、電気火災から人命と財産を保護する機能を有する（但し、図５の単相３線式では中性線を使用するが、中性線が断線しても負荷側で直ちに復旧して異常電圧を発生しない）。

【0065】

このような単相配電系統電源線路故障時のリアルタイム探知／復旧システム２００は、復旧配電系統１５０の配電線路の負荷側電路に設けられる負荷側探知／復旧器２３０を含む。前記電源側探知／復旧器２４０から供給される電源ラインが故障した場合にこれを復旧、遮断、警報、通知するために、負荷側探知／復旧器２３０の入力または出力コイルに第２中性点Ｎ２を構成し、この第２中性点Ｎ２を大地Ｅに接地するか、第２中性点Ｎ２を、前記電源側探知／復旧器２４０に備えられた第１中性点Ｎに電気的に接続する。これにより、単相２線式または単相３線式の電源が断線、接触不良、または半断線時にリアルタイムで復旧する。または、断線、抵抗の増加、接触不良、半断線、漏電発生時に、電力線または中性点での故障電圧発生または故障電流の流れを、故障検出器２１０が探知することができる。

【0066】

また、前記電源側探知／復旧器２４０の第１中性点Ｎ１と電気的に接続される前記負荷側探知／復旧器２３０の第２中性点Ｎ２は、単相３線式においては中性線となり、単相３線において電源側の断線発生時に、直ちに警報または遮断または復旧可能になる。前記第１中性点Ｎ１と電気的に接続されている第２中性点Ｎ２を、単相２線式系統においても使用すると、電源線路の断線時に予備線路としての役割を果たすようになり、負荷側における短絡時には、短絡電流が分散されて流れることにより、系統の信頼性を向上させることができるようになる。

【0067】

一方、前記負荷側探知／復旧器２３０について説明すると、負荷側探知／復旧器２３０においても、供給電源の入出力コイルの中間に第２中性点Ｎ２を形成して、この第２中性点Ｎ２を大地に接地するか、前記電源側探知／復旧器２４０の第１中性点Ｎ１と接続する。これにより、復旧配電系統１５０の電線路Ｒ１、Ｒ２などにおいて断線、抵抗の増加、接触不良、半断線、漏電が発生して、前記電線路に不平衡が発生した場合、リアルタイム復旧、警報または遮断できるように第２中性点Ｎ２を用いて動作するようになる。

【0068】

ここで、前記電線路のうち単相２線式のＲ１の断線時の復旧過程を説明する。電源側において電線路Ｒ１が断線すると、電線路Ｒ２である１つの線だけが残ってしまい、前記電線路Ｒ２が負荷側探知／復旧器２３０のコイルＬ２に電源を供給する。このコイルＬ２は、負荷側探知／復旧器２３０の第２中性点Ｎ２に接続されている大地Ｅと連携することにより、コイルＬ１を電磁誘導して単相２線式の電源を復旧する。一方、前記電線路Ｒ２が断線すると、電線路Ｒ１である１つの線だけが復旧配電系統１５０に残ってしまい、前記電線路Ｒ１が負荷側探知／復旧器２３０のコイルＬ１に電源を供給する。このコイルＬ１は、負荷側探知／復旧器２３０の第２中性点Ｎ２に接続されている大地Ｅと１１０Ｖの電位を維持することにより、コイルＬ２を電磁誘導して単相２線式の電源をリアルタイムで復旧する。接触不良や半断線の場合にも、前記のような理由によりリアルタイムで復旧される。

【0069】

単相３線式の場合にも単相２線式の場合と同様に、大地Ｅの代わりに中性点を利用することにより、同じ原理で復旧が行われるので、前記単相３線式についての詳細な説明は省略する。結局、図４に示した回路と同様に、単相電源線路を１つの線で構成しても正常的な電気使用が可能であることは自明である。

【0070】

また、前記復旧配電系統１５０の線路Ｒ１、Ｒ２からの漏電（地絡）が発生すると、漏電した回路にのみ漏れ電流が流れるようになり、負荷側探知／復旧器２３０の復旧電力によって漏れ電流が供給されるので、負荷側探知／復旧器２３０の入出力線路を零相変流器で監視するか、負荷側探知／復旧器２３０のＮ２端子と接続されている接地Ｅ線を零相変流器で監視すると、漏れ電流を検出することができる。または、負荷側探知／復旧器２３０のＮ２端子と接地とを接続せず、電圧により漏電のみを 検出する方法を取ってもよい。

【0071】

ここで、負荷側探知／復旧器２３０のＮ２端子と接地とを接続せずに電圧を検出すると、断線、接触不良、半断線の場合にも、前記Ｎ２端子と接地Ｅから電圧を検出することができるので、前記線路Ｒ１またはＲ２からの漏れ電流が検出される。前記Ｎ２端子と接地Ｅから電圧が検出されると、制御器２２０は、漏電（地絡）と判断して遮断または通知（警報）を発する。万が一、線路Ｒ１またはＲ２からの漏れ電流が検出されず、前記Ｎ２端子と接地Ｅから電圧が検出されると、断線、接触不良、半断線発生と判断し、制御器２２０は、前記Ｎ２端子と接地Ｅとを接続できるようにして復旧するか、遮断器または警報または通信モジュールを作動できるように電気信号を伝達する機能を実行する（ここで、電源側に漏電遮断器を使用すると、制御器、トリップコイル等を使用しなくても直ちに遮断することができる）。

【0072】

以下では、図６～図８を参照して、三相４線式の電源の場合の断線及び欠相復旧について説明する。図６及び図７において、電源側探知／復旧器２４０－ａは、夫々の電圧比１：１で巻き付けられた巻線Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４と、レッグ１２０、１３０、１４０と、を備え、単相電源を出力する中間タップと、中間タップに接続されている復旧配電系統１５０の単相線路Ｒ１及びＲ２と、が示される。

【0073】

図７は、電源側探知／復旧器２４０の複数の実施例を示す。２４０－ａは、図６の３相４線式系統に使用された電源側探知／復旧器を示し、２４０－ｂは、図３の電源側探知／復旧器２４０の他の実施例であって、１次側と２次側とを隔離（ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）するための構造を有し、２４０－ｃは、図４の電源側探知／復旧器２４０の他の実施例を示す。

【0074】

図８には、電源側探知／復旧器２４０－ａの正常状態のベクトル図２４１－ａと、断線、欠相時の復旧ベクトル図２４２－ａ、２４２－ｂ、２４２－ｃが記述されている。図８に基づいて復旧について説明する。ベクトル図２４２－ａの１１は、入力Ｓ相が消滅した状態のベクトル図である。入力Ｓ相が消滅すると、巻線Ｐ１の電源は無くなり、互いに位相角１２０度を維持する入力Ｒ相と入力Ｔ相と中性線Ｎにのみ電源が入力され、一方の端が中性線Ｎと接続されている巻線Ｐ２の他方の端に入力Ｒ相の電圧が投入される。前記巻線Ｐ２が巻き付けられた第３レッグ１４０と同じレッグ１４０に、前記巻線Ｐ２の逆方向に巻き付けられた巻線Ｐ４には、中性点Ｎを基準として前記巻線Ｐ２に誘起された電圧と、位相が１８０度異なる位相電圧とが、電磁誘導で発生し、２４２－ａ（１１）状態の位相ベクトルが示される。一方、前記入力Ｒ相と１２０度の位相差及び３８０Ｖの電位差を有し、中性線Ｎと２２０Ｖの電位差を有する前記入力Ｔ相は、巻線Ｐ３の一方の端に接続されて電源が投入され、前記巻線Ｐ４で発生した位相の電圧は、前記巻線Ｐ３と接続されている他方の端に入力Ｔ相と位相差を有する入力Ｒ相の逆方向の電圧を投入することになり、結局は前記巻線Ｐ３にも消滅した入力Ｓ相の位相と同じ電圧が誘起されて２４２－ａ（１２）の状態の位相ベクトルが示される。また、前記巻線Ｐ３は、巻線Ｐ３が巻き付けられた同じレッグ１２０において逆方向に巻き付けられた巻線Ｐ１に巻線Ｐ３が持つ位相の逆位相の電圧を発生する電磁誘導を生じさせて、このため、前記中性点Nに一方の端が接続されている前記巻線Ｐ１は、中性点を基準として前記巻線Ｐ３位相の１８０逆位相である、消滅した電源入力Ｓ相を発生させて入力S相を復旧する。

【0075】

また、図８のベクトル図２４２－ｃ（３１）に示すようにＴ相が断線して消滅すると、入力Ｒ相と入力Ｓ相と中性線Ｎの電源だけが巻線Ｐ１、Ｐ２に入力されて、巻線Ｐ２は、同じレッグ１４０に巻き付けられた巻線Ｐ４を電磁誘導して巻線Ｐ４に電圧が誘起され、また、巻線Ｐ３は、入力Ｓ相と同じレッグ１２０に巻き付けられた巻線Ｐ１によって電磁誘導されてＴ相が復旧される。同様に、ベクトル図２４２－ｂ２１に示すように、入力Ｒ相が断線して消滅すると、入力Ｓ相の巻線Ｐ１によって巻線Ｐ３に同じ相の電圧が誘導され、入力Ｔ相の大地との電気的位置によって、巻線Ｐ３は、入力Ｔ相と接続されている電気的位置で入力Ｓ相の位相電圧が誘起されて、巻線Ｐ３と一方の端が接続されている巻線Ｐ４には、中性線との電位差２２０Ｖが発生し、その電位差によって巻線Ｐ４に電圧が誘起されて、最終的に巻線Ｐ２にも電圧が発生して入力Ｒ相が元に復旧される。

【0076】

また、前述したように、負荷側探知／復旧器２３０の中性点Ｎ２に故障検出器２１０を設け、前記故障検出器は、断線、漏電、接触不良、半断線の電気故障を探知し、探知された場合、その電気故障を警報または遮断するか、制御器２２０に伝達して復旧するようにするか、故障電気をリモート遮断するか、外部に有無線で通知して警報を発するようにすることができる。または、故障検出器２１０のみを用いて、制御器２２０無しで遮断や警報することも可能である。

【0077】

ここでは、制御器２２０無しで遮断または警報することについて詳しく説明する。断線、接触不良、または半断線が発生すると、負荷側探知／復旧器２３０に備えられた中性点Ｎ２と大地Ｅに電圧が発生する。故障検出器２１０として実現された無接点リレー（ＳＳＲ）は、この際に発生した電圧を探知し、自体的に備えられたスイッチを使用してトリップコイルを作動させて遮断器２７０を動作させるか、警報発生器２５０を動作させることができ、故障電気をリアルタイムで復旧するために、前記負荷側探知／復旧器２３０に備えられた中性点Ｎ２と大地Ｅとを接続することができる。また、中性点Ｎ２と大地Ｅに流れる電流を故障検出器２１０で検出すると、復旧されていることを外部に知らせることができる。

【0078】

以下では、故障検出器２１０が電源側断線、接触不良、半断線を探知する方式について説明する。１）断線、接触不良、半断線を復旧するときに発生する大地Ｅと中性点Ｎ２の電圧や電流を探知する。２）単相２線式の電線路において電流値を検出し、その結果、Ｒ１＋Ｒ２＝０であれば正常と判断し、Ｒ１＋Ｒ２≠０であれば復旧配電系統１５０に異常が発生したと判断する。３）単相３線式の電線路において電流値を検出し、その結果、故障復旧時に発生する電流がＲ１＋Ｎ２≠０であるか、Ｒ２＋Ｎ２≠０であれば、復旧配電系統１５０に異常が発生したと判断する。同様に、漏電発生の場合についても説明する。１）大地Ｅと中性点Ｎ２の電圧または電流を探知することができる。２）単相２線式の電線路において電流値を検出し、その結果、Ｒ１＋Ｒ２＝０であれば正常と判断し、Ｒ１＋Ｒ２≠０であれば復旧配電系統１５０に異常が発生したと判断することができる。故障発生と判断されると、警報発報または遮断器２７０の遮断を行うか、検出値を制御器２２０に伝達して、制御器２２０からリモートで遮断器に遮断信号を送信するか、通信モジュールを介して有無線で故障発生を管理者に通知することができる。

【0079】

ここで、制御器２２０としては、既存のマイコン機能を有するリレー、漏電警報器などを用いてもよく、既存の施設に配備された通信設備を利用してもよい。ただし、本発明における制御器２２０は、制御可能なプログラムを格納し、このプログラムに基づいて配電系統電源線路故障時のリアルタイム探知／復旧システム２００の全体の動作を制御することができるマイコン、マイクロプロセッサ、中央処理装置、マイクロコントローラなどで実現することが望ましい。

【0080】

一方、制御器２２０は、周知のように、電力線の断線、接触不良、半断線または漏電が原因で中性点Ｎ２において異常電圧が発生するか、異常電流が流れると判断されると、直ちに遮断器２７０を作動させるか、警報発生器２５０を駆動させる。警報発生器２５０は、断線、接触不良、半断線、または漏電異常を警報するが、本発明では、視覚的な警報および／または聴覚的な警報方法を利用して警報を発する。視覚および／または聴覚警報を発した状態で、管理者がこれを認識すると、直ちに後続措置を取り、これにより電力線の断線、接触不良、半断線、または漏電が原因で発生することができる様々な電気事故を防止することができる。

【0081】

管理者は、必要に応じて発した警報を解除することができる。例えば、警報解除入力器２６０に備えられた警報解除スイッチを操作すると、警報解除入力器２６０からの警報解除信号を発生し、制御器２２０に伝達する。制御器２２０は、警報解除信号が伝達されると、警報発生器２５０の動作を停止させて警報を解除する。

【0082】

また、本発明において、故障検出器２１０は、断線、接触不良、半断線、または漏電の発生を検出し、その結果、断線、接触不良、半断線、漏電発生であればハイ信号を、正常であればロー信号を夫々制御器２２０に伝達し、制御器２２０は、所定の設定値と比較して故障かどうかを判断し、予め定めた通りに、リアルタイムで復旧するか、警報するか、遮断するか、管理者に有無線で通知することにより、断線、接触不良、半断線、漏電が原因で発生する虞のある停電、感電、制御中断、機器焼損、火災などの電気事故を事前に防止することができる。

【0083】

また、本発明では、周知のように、断線、接触不良、または半断線時に負荷側探知／復旧器２３０を動作させて復旧させた状態においても、断線、接触不良、半断線、または漏電が発生したかどうかを、故障検出器２１０を用いて継続的に検出するが、この場合、電力線または中性点に異常電圧、異常電流が発生した際に負荷側探知／復旧器２３０を動作させたにもかかわらず、漏電、接触不良または半断線が検出されると、制御器２２０からの制御信号を用いて自動的に遮断器（ＭＣＣＢ、ＥＬＢ、ギターなど）を動作させるか、警報するか、有無線で通知して停電、感電、負荷焼損、火災の発生を防止することができる。

【0084】

例えば、本発明によれば、配電系統の電源側での断線時には、自動的に故障電力自動復旧を行い、断線が原因で発生する停電事故の発生を防止し、接触不良、半断線時には、復旧してトラッキング、スパーク、劣化によるショート（短絡）、電気機器の焼損、過熱、電気火災を防止し、漏電発生時には、漏電による感電、電気火災を減らすことができるので、故障電気による事故を防止することができる。

【0085】

また、故障電力復旧に失敗した場合には、遮断器動作制御信号を発生して遮断器を動作させることにより、過電流、異常電圧などにより後段機器が損傷するのを防止することができる。

【0086】

本発明の配電系統電源線路故障時のリアルタイム探知／復旧システム２００は、１つのモジュールとして実現して製品化することができる。これにより、電気故障（単相電源側の漏電、断線、接触不良、半断線）をチェックするか、分電盤または配電盤に設けて警報するか、遮断器と連携して電力異常時に電力を遮断するか、既存に設けられている電力供給用機器に簡単に適用して異常電力を警報するか、遮断するか、リアルタイムで電気故障復旧を行うことができるという利点を得ることができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】