JP2000074972A - 単相三線方式配電線における中性線の欠相検出方法およびこれに使用する検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 単相三線方式配電線における中性線の欠相を
速やかに検出することのできる検出方法を提供する。 【解決手段】 負荷を遮断した状態で、単相三線方式配
電線の各所において異常電圧検出用負荷R1, R2を内蔵し
た電圧検出器を接続して、中性線の欠相時に中性線と他
の線との間に発生する異常電圧を検出し、中性線の欠相
の発生を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、単相三線方式配電
線における中性線の欠相を検出する方法およびこれに使
用する検出器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、一般家庭へ供給される配電方式と
しては、エアコン等の大容量負荷と電灯などの一般負荷
との両方に効率的に供給するなどの効率の良さの点から
単相三線方式の配電方式が一般化している。この場合に
は、図２に示すように、大容量負荷に対しては、単相３
線の両側の線からＡＣ２００Ｖを供給し、一般負荷に対
しては、中性線と片側の線とからＡＣ１００Ｖを供給し
ている。ここで、三線のうちの中性線が欠相し、一般負
荷のバランスがとれていないときに異常電圧が発生する
ことが知られている。この単相三線方式配電線の負荷の
バランスを常に均等に保つことは難しく、中性線が接続
不良等で欠相状態になったとき、この配電線に接続され
ている一般家庭用機器に異常電圧がかかり、一般家庭用
機器の破損が発生する。

【０００３】このため、異常電圧による損害を防止する
ために、この配電線に接続されている需要家の分電盤に
は欠相保護付き漏電遮断器が設置されている。この欠相
保護付き漏電遮断器は、配電線に前記異常電圧が発生し
た時に、その異常電圧（通常、１３５Ｖ以上の電圧）を
検出部で検出して配電線を高速遮断し、需要家への送電
を停止するものであるが、中性線欠相の発生個所などを
確認をするものではないので、この欠相保護付き漏電遮
断器では、どの個所で中性線が切れたかが不明であるた
め、この遮断器が動作した後、速やかに欠相状態になっ
た個所を探査する必要があった。

【０００４】中性線の欠相には、断線などにより生じる
永久欠相とねじの緩みなどにより一次的、間欠的に生じ
る間欠欠相とがある。中性線の欠相が永久欠相の場合に
は、配電線を需要家側の遮断器で遮断しておいてテスタ
ーなどで各所を測定することにより確認することが可能
であるが、配電線を遮断状態で欠相箇所の発見まで一つ
一つ接続箇所を確認するしかないため、修理に長時間を
要する欠点があった。さらに、中性線の欠相が間欠欠相
の場合には、中性線が欠相した後、しばらくすると元の
状態に戻るため、テスターで検出することができず、こ
の欠相に対する測定器がないのが現状である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる現状
に鑑み、単相三線方式配電線における中性線の欠相が永
久欠相の場合のみならず、間欠欠相の場合にも速やかに
検出することのできる検出方法の提供を目的とするもの
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、単相三線方式
配電線の各所において異常電圧検出用負荷を内蔵した電
圧検出器を接続して中性線と他の線との間に発生する異
常電圧を検出し、中性線の欠相の発生を判定することを
特徴とする単相三線方式配電線における中性線の欠相検
出方法および単相三線方式配電線に各々接続するための
各端子と、中性線の欠相の発生による異常電圧を１２０
〜１３５Ｖの範囲内の電圧に抑制するための電圧検出用
負荷と、抑制した電圧を検出する電圧検出部と、検出し
た電圧が１２０〜１３５Ｖである場合に警報信号を出力
する異常電圧判定部と、前記警報信号により警報を表示
する警報表示部とからなることを特徴とする単相三線方
式配電線における中性線の欠相検出器である。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明は、単相三線方式配電線における中性線の
負荷側に発生する異常電圧を検出し、中性線の欠相の発
生を判定するものであるが、この中性線の欠相時の異常
電圧発生のメカニズムは、以下のとおりである。

【０００８】中性線が欠相していない状態では、図２に
示すように、中性線Ｎと電圧線L1との間の電圧と中性線
Ｎと電圧線L2との間の電圧は、１００Ｖに保持されてい
る。しかし、中性線が断線、接続不良等で欠相すると、
図３の電圧線L1のａ点と電圧線L2のｂ点のみに電圧が印
加され、中性線Ｎと電圧線L1との間の一般負荷の電気機
器の抵抗値と中性線Ｎと電圧線L2との間の一般負荷の電
気機器の抵抗値とに比例した電圧配分となる。

【０００９】そこで、中性線Ｎと電圧線L1との間の電気
機器を500Wの電子レンジ(20 オーム) とし、中性線Ｎと
電圧線L2との間の電気機器を50W の蛍光灯(200オーム)
とすると、電圧配分は次式のように、 Va＝200 × 20/(200＋20) ＝ 18V Vb＝200 ×200/(200＋20) ＝182V そこで、蛍光灯には、182Vの電圧が印加され、蛍光灯が
損傷することとなるので、中性線の欠相時には直ちに配
電線からの送電を遮断せねばならない。そこで、前述の
ように欠相保護付き漏電遮断器によりその異常電圧（通
常、１３５Ｖ以上の電圧）を検出して配電線を高速遮断
するので、この遮断器が動作した後、速やかに欠相個所
を修理する必要がある。

【００１０】本発明は、単相三線方式配電線の各所にお
いて異常電圧検出用負荷を内蔵した電圧検出器を接続し
て中性線と他の線との間に発生する異常電圧を検出し、
中性線の欠相の発生を判定するものである。この中性線
の欠相の判定に使用する中性線欠相検出器１は、図１に
示したように単相三線方式配電線L1，Ｎ，L2に各々接続
するための各端子T1,T2,T3と、中性線の欠相の発生によ
る異常電圧を１２０〜１３５Ｖの範囲内の電圧に抑制す
るための電圧検出用負荷R1,R2 と、抑制した電圧を検出
する電圧検出部と、検出した電圧が１２０〜１３５Ｖで
ある場合に異常電圧信号を出力する異常電圧判定部と、
前記異常電圧信号により警報を表示する警報表示部とか
らなるものである。

【００１１】配電線の３線L1，Ｎ，L2に、それぞれ中性
線欠相検出器１のT1,T2,T3端子を接続すると、中性線欠
相検出器内に予め設定した異なる電圧検出用負荷R1, R2
に応じたL1ーＮ間電圧Ｖa とL2ーＮ間電圧Ｖb とが電圧
検出部で検出される。電圧検出用負荷としては抵抗ある
いはコンデンサーを採用することができる。ここでは、
コンデンサーを採用して容量C1とC2として説明する。 Va＝V ×ωC2/(ωC1＋ωC2) Vb＝V ×ωC1/(ωC1＋ωC2) なお、ω＝ 2πf である。この電圧検出負荷ωC2, ωC1
の設定にあたっては、確認しやすい異常電圧として表示
させることと、機器を損傷させるような高電圧をあまり
発生させたくないことの両方の条件を満足することが望
ましく、この電圧検出負荷の値としては、L1ーＮ間電圧
VaとL2ーＮ間電圧Vbのいずれか一方が１２０〜１３５Ｖ
の範囲内の異常電圧となるように選択する。例えば電圧
検出負荷の比が約１：２の比となるように設定すると、
異常電圧を 200× 2/3＝133Vとすることができる。

【００１２】中性線欠相検出器の各電圧検出部が上記の
範囲の異常電圧を検出すると、異常電圧判定部におい
て、設定値と対比して配電線が欠相状態にあることを示
す警報信号が出力され、警報表示部により警報が表示さ
れる。警報表示部としては、異常電圧の存在をランプの
点滅、ブザーなどの音、警報表示板などで表示するなど
各種の手段が採用される。中性欠相が永久欠相である場
合には、検査時における状態が直ちに表示されるので、
検査時に結果が分かり易い特にブザーなどが好適であ
り、中性欠相が間欠欠相である場合には、検査期間にお
ける一時的欠相結果が表示されるので、検査結果が持続
して表示される警報表示板が好適である。この警報表示
板としては、例えば表裏の着色等が異なる表示板とし異
常電圧が検出された際に反転し、その状態が保持される
ものである。

【００１３】中性線の欠相が永久欠相である場合には、
単相三線方式配電線の各所における配電線３線に上記の
検査を行うことにより、永久欠相の個所の探知が可能と
なる。中性線の欠相が間欠欠相である場合には、単相三
線方式配電線の分岐個所や需要家の配電盤などの各所に
おいて中性線欠相検出器を各々設置しておき、警報表示
板に異常電圧の発生を表示させることにより、間欠欠相
の個所の探知が可能となる。すなわち、ある分岐個所で
間欠欠相が生じた場合には、それ以降の分岐個所や配電
盤でも間欠欠相が生ずるので、複数個所で間欠欠相を検
出することにより、間欠欠相の生じている個所が特定す
ることができることとなる。

【００１４】本発明では、このように電圧測定器内に形
成した電圧検出負荷回路により、単相３線式配電線にア
ンバランス負荷状態をつくり出し、中性線の欠相による
異常電圧の確認が行えるものである。本発明は上記のよ
うに、中性線の欠相を検出する方法および装置に関する
ものであるが、本発明の装置に、漏電遮断器が作動可能
な異常電圧を生ずる負荷（可変の負荷など）を有する回
路を並設し、必要に応じて切り換えることにより、欠相
保護付き漏電遮断器が異常電圧に対して正常動作するか
を試験することも可能である。

【００１５】

【発明の効果】本発明によれば、単相三線方式配電線に
おける中性線の欠相を速やかに検出することのできる検
出方法およびこれに使用する中性線の欠相検出器を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の中性線欠相検出器を一例を示す概略図
である。

【図２】単相三線方式配電線における正常電圧の状態を
示す説明図である。

【図３】単相三線方式配電線における異常電圧の状態を
示す説明図である。

【符号の説明】

１ 中性線欠相検出器 T1,T2,T3 端子 R1, R2 電圧検出用負荷 S スイッチ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 単相三線方式配電線の各所において異常
   電圧検出用負荷を内蔵した電圧検出器を接続して、中性
   線の欠相時に中性線と他の線との間に発生する異常電圧
   を検出し、中性線の欠相の発生を判定することを特徴と
   する単相三線方式配電線における中性線の欠相検出方
   法。
2. 【請求項２】 単相三線方式配電線に各々接続するため
   の各端子と、中性線の欠相の発生による異常電圧を１２
   ０〜１３５Ｖの範囲内の電圧に抑制するための電圧検出
   用負荷と、抑制した電圧を検出する電圧検出部と、検出
   した電圧が１２０〜１３５Ｖである場合に警報信号を出
   力する異常電圧判定部と、前記警報信号により警報を表
   示する警報表示部とからなることを特徴とする単相三線
   方式配電線における中性線の欠相検出器。