CN107209217A - 漏电流算出装置及漏电流算出方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种漏电流值算出装置，精度佳地算出流通于电路的漏电流(Io)中的起因于电路的对地绝缘电阻值的成分的漏电流(Ior)。提供一种漏电流算出装置(10)，具备有：电流测量手段(11)，测量流通于具有既定的保护导体的电路(A)的漏电流；电压测量手段(12)，在将保护导体作为E相时，测量电路(A)的电源部(1)的各相的各者与E相之间的电压的各相‑E相间电压；电压值算出手段(131)，依据各相‑E相间电压，算出已将保护导体的接地电阻所产生的电位差予以排除并将施予至对地绝缘电阻的电压成分予以抽出的既定的电压值；以及电流值算出手段(141)，依据既定的电压值，抽出漏电流中的已排除对地电容成分后的起因于对地绝缘电阻值的成分。

Description

漏电流算出装置及漏电流算出方法
技术领域
本发明涉及一种用以抽出并测量流通于具有既定的保护导体的电路的漏电流中的起因于电路内的对地绝缘电阻值的成分的漏电流算出装置及漏电流算出方法，尤其涉及一种用以抽出并测量流通于电路的漏电流中的已排除对地电容(earth capacity)成分的起因于对地绝缘电阻值的成分的漏电流算出装置及漏电流算出方法。
背景技术
已知有一种装置，用以将流通于既定的电路的漏电流作为零相电流Io予以测量，且抽出并测量该零相电流Io中的起因于电路内的对地绝缘电阻值的成分的漏电流Ior。
例如，专利文献1所记载的漏电流测量装置(以下称为「装置1」)测量二次侧绕线接线成Δ(三角(delta))形的三相变压器的该二次侧中R相与T相之间的线间电压VRT(或者T相与S相之间的线间电压VTS，或者S相与R相之间的线间电压VSR)，并测量流通于用以连接该三相变压器的二次侧与负载装置的配电线的零相电流Io，算出将线间电压VRT(或者是VTS或VSR)作为基准电压时的该基准电压与零相电流Io之间的相位差，并将零相电流Io区分成与基准电压同相的有效成分以及相对于基准电压具有90°的相位差的无效成分，藉此将有效成分作为漏电流Ior予以算出。
在该装置1中，即使负载装置(例如电动机)成为运转状态且电路成为热线(hotline)状态时，也能算出漏电流Ior。
[现有技术文献]
专利文献1：日本特开2011-153910号公报。
发明内容
[发明所要解决的问题]
如上述装置1般，测量漏电流Ior的装置从以往就存在。
并且，在此种测量装置中，要求更正确地测量漏电流Ior。
然而，在实际的测量装置中，有因为各种因素而于所测量的漏电流Ior产生误差的情形。
仅可能地排除此种误差所产生的因素并精度佳地测量漏电流Ior成为设计该测量装置的课题。
此外，在占地面积广大的大规模的工厂等中布设电路的情形中，在建筑物内广范围地配置多个构成该电路的配电线或负载装置等设备时，起因于该电路中的对地静电电容而流通的漏电流Ioc也增大。并且，也有下述课题：当随着漏电流Ioc的增大而漏电流Io也增大时，因为接地电阻所产生的电位差增加，于用以算出漏电流Ior的相位角产生误差，故无法精度佳地算出该漏电流Ior。
本发明为了解决这些课题而研创，其目的在于提供一种漏电流算出装置及漏电流算出方法，可精度佳地算出流通于电路的漏电流Io中的起因于电路的对地绝缘电阻值的成分的漏电流Ior，且即使在起因于布设于大规模的工厂等的电路设备中的对地静电电容而流通的漏电流Ioc较大的情形，也可精度佳地算出漏电流Ior。
[解决问题的技术手段]
为了达成上述目的，本发明的漏电流算出装置用以抽出并测量流通于具有既定的保护导体的电路的漏电流中的起因于电路内的对地绝缘电阻值的成分，并具备有：电流测量手段，测量流通于电路的漏电流；电压测量手段，在将保护导体作为E相时，测量各相-E相间电压，所述各相-E相间电压为电路的电源部的各相的各者与E相之间的电压；电压值算出手段，依据各相-E相间电压，算出已将因保护导体的接地电阻所产生的电位差予以排除并将施予至对地绝缘电阻的电压成分予以抽出而得的既定的电压值；以及电流值算出手段，依据既定的电压值，抽出漏电流中的已排除对地电容成分后的起因于对地绝缘电阻值的成分。
此外，本发明的漏电流算出方法用以抽出并测量流通于具有既定的保护导体的电路的漏电流中的起因于电路内的对地绝缘电阻值的成分，并具备有：电流测量步骤，测量流通于电路的漏电流；电压测量步骤，在将保护导体作为E相时，测量电路的电源部的各相的各者与E相之间的电压的各相-E相间电压；电压值算出步骤，依据各相-E相间电压，算出已将保护导体的接地电阻所产生的电位差予以排除并将施予至对地绝缘电阻的电压成分予以抽出的既定的电压值；以及电流值算出步骤，依据既定的电压值，抽出漏电流中的已排除对地电容成分后的起因于对地绝缘电阻值的成分。
[发明的效果]
依据本发明的漏电流算出装置及漏电流算出方法，依据各相-E相间电压，算出已将保护导体的接地电阻所产生的电位差予以排除并将施予至对地绝缘电阻的电压成分予以抽出的既定的电压值，并依据该既定的电压值，从漏电流Io中抽出并算出已排除对地电容成分Ioc后的起因于对地绝缘电阻值的成分的漏电流Ior，因此能精度佳地算出该漏电流Ior。
此外，即使在起因于布设于大规模的工厂等的电路中的对地静电电容而流通的漏电流Ioc较大的情形，也可精度佳地算出漏电流Ior。
附图说明
图1示出本发明实施方式之一的漏电流算出装置及电路的构成的电路图。
图2示出漏电流算出装置所具有的电压信号处理部与电压值算出部的构成的一例的电路图。
图3示出各相-E相间电压VER、VES、VET的各向量的图。
图4示出已将R相-E相间电压VER与T相-E相间电压VET予以合成的电压VERT的向量的图。
图5示出已将各相-E相间电压VER、VES、VET予以合成而得的电压VERST的向量的图。
图6示出合成电压VERST的向量、起因于对地绝缘电阻而流通的漏电流Ior的方向以及起因于对地静电电容而流通的漏电流Ioc的方向。
图7示出用以测量三相变压器的二次侧的各相的对地电压VRG、VSG、VTG的漏电流算出装置及电路的构成的电路图。
图8示出电路中的负载装置的对地绝缘电阻成分、对地电容成分、D种接地的接地电阻以及B种接地的接地电阻的等效电路。
图9电路的等效电路，且为以各相表示负载装置的对地绝缘电阻成分与对地电容成分的等效电路。
图10示出本发明实施方式的一的漏电流算出方法的各步骤的流程图。
图11示出未具备有变换器(inverter)机器的电路的构成的电路图。
具体实施方式
以下参照图1至图9说明本发明的漏电流算出装置及漏电流算出方法的优选实施方式。
在此，先说明用以将交流电源电压供给至既定的负载装置的电路的构成，之后再说明用以将该电路作为对象测量漏电流的漏电流算出装置的构成。
[电路]
如图1所示，电路A的配电方式为三相三线式。
该电路A具备有三相变压器1、变换器机器2、负载装置3以及配电线4。
三相变压器1用以将一次侧的交流电压变换并输出成二次侧的电流电压的电源部，且二次侧绕线的接线方式成为三角形接线。
在该三相变压器1的二次侧的各相的R相、S相、T相中的一个相(在图1中为S相)施予有B种接地。
B种接地为以接地电阻值会变成与电性设备的技术基准的解释所规定的B种接地工事的接地电阻值相同值或者其值以下的值的方式连接至大地的接地。
将该B种接地的接地电阻值设为RB。此外，将三相变压器1的二次侧的各相的R相、S相、T相中的施予有B种接地的相(在图1中为S相)设为接地相。再者，将为了施予该B种接地而埋设至大地等的电极设为接地极gpb。并且，将用以将接地极gpb与接地相(S相)连接的配线设为接地线gcb。
变换器机器2将从三相变压器1的二次侧输出的交流电压予以输入，并输出基于该交流电压的电压(例如将所输入的交流电压的频率予以转换而得的交流电压)且输送至负载装置3。
此外，于变换器机器2的输入侧连接有三相变压器1的R相、S相、T相。此外，于变换器机器2的输出侧连接有电动机3a的电源输入端子U、V、W。
负载装置3为用以将从变换器机器2所输出的电压予以输入并进行既定的动作的装置。以该负载装置3的例子而言，能例举电动机3a。
电动机3a将从变换器机器2所输出的交流电压作为电源电压予以输入，并将交流电流流通于各绕线，使旋转轴旋转。
为了防止触电，于电动机3a的外壳施予有D种接地。
D种接地为以接地电阻值会变成与电性设备的技术基准的解释所规定的D种接地工事的接地电阻值相同值或者其值以下的值的方式连接至大地的接地。
将该D种接地的接地电阻值设为RD。此外，于电动机3a的外壳设置有用以施予D种接地的端子的接地端子gt。再者，将为了施予该D种接地而埋设至大地等的电极设为接地极gpd。并且，将用以将电动机3a的接地端子gt与接地极gpd之间予以连接的配线设为接地线gcd。如此，以接地线gcd连接电动机3a的接地端子gt与埋设于地中的接地极gpd之间，藉此能对电动机3a的外壳施予D种接地。
此外，在本实施方式中，虽例举电动机3a作为负载装置3的例子，但负载装置3并未限定于电动机3a，只要是用以输入三相交流电压并进行既定动作的机器即能作为负载装置3来使用。
配电线4为用以将电源电压供给至负载装置3的电源线。该配电线4为包含有用以将三相变压器1的二次侧与变换器机器2予以连接的配电线以及用以将变换器机器2与负载装置3予以连接的配电线。
此外，电路A具有既定的保护导体。
所谓保护导体指以安全目的例如为了触电保护而设置的导体，且为使用于各种接地形态的导体。
该保护导体包含有例如使用于B种接地或D种接地的导体(接地线gcb、接地线gcd、接地极gpb、接地极gpd)、使用于IT、TT、TN各系统的接地的导体、使用于非接地式(医用保护接地或伺服器中心等阻抗接地)的导体、设置于负载装置3的接地端子gt、以及属于配电线4的电源线等。
将这些保护导体作为E相。
具体而言，在图1所示的电路A中，能例举将用以将电动机3a的接地端子gt与接地极gpd予以连接的接地线gcd作为E相的例子。
[漏电流算出装置]
本实施方式的漏电流算出装置10为用以抽出并测量流通于电路A的漏电流中的起因于电路A内的对地绝缘电阻值的成分的装置。
如图1所示，该漏电流算出装置10具备有零相变流器(ZCT)11、电压测量手段12、信号处理部13、运算部14以及显示部15。
零相变流器(ZCT)11作为电流测量手段而动作，将流通于电路A的漏电流作为零相电流Io予以测量。
该零相电流Io为已将起因于负载装置3中的各相的对地绝缘电阻(Ru、Rv、Rw)的电阻值的成分的漏电流Ior以及起因于各相的对地静电电容(Cu、Cv、Cw)的成分的漏电流Ioc予以合成的电流。
此外，在图1中，于示出控制盘等的盘5的一点炼线中示出零相变流器11。此为假想以零相变流器11的箝夹(clamp)部夹住配设于盘5内部的配电线4，并测量流通于配电线4的零相电流Io的情形。然而，在盘5的外部中可测量零相电流Io的情形中，例如在可以零相变流器11的箝夹部夹住连接于三相变压器1的二次侧的配电线4、连接于电动机3a的电源端子的配电线4、或者将三相变压器1的二次侧的S相与B种接地的接地极gpb予以连接的接地线gcb等并测量零相电流Io的情形中，能使用这些方法。
电压测量手段12测量三相变压器1的二次侧(输出侧)的三相各相(R相、S相、T相)各者与E相之间的电压的各相-E相间电压。
该电压测量手段12具备有电压取得部121以及电压信号处理部122。
电压取得部121为电性连接至R相、S相、T相、E相的各者并用以取得各相-E相间电压的构件。
电压取得部121在漏电流算出装置10中连接成四条。分别将四条电压取得部121作为电压取得部121a、121b、121c、121d，这四条中的一条电压取得部121a连接于R相，另一条电压取得部121b连接于S相，另一条电压取得部121c连接于T相，剩余的一条电压取得部121d连接于E相。
如外，在图1中，于示出盘5的一点炼线中示出三条电压取得部121a至121c与配电线4的连接部分。然而，在盘5的外部中可连接三条电压取得部121a至121c与配电线4的情形中，能使用此种方法进行连接。
再者，在图1中，于示出盘5的一点炼线中示出电压取得部121d与接地线gcd的连接部分。然而，在盘5的外部中可连接电压取得部121d与接地线gcd的情形中，能使用此种方法进行连接。
电压信号处理部122通过连接于R相、S相、T相、E相各者的四条电压取得部121a至121d输入各相的电压，并依据这些各相的电压测量各相-E相间电压。
于各相电压存在有R相的电压VR、S相的电压VS、T相的电压VT、E相的电压VE。
此外，于各相-E相间电压存在有R相与E相之间的电压的R相-E相间电压VER、S相与E相之间的电压的S相-E相间电压VES、T相与E相之间的电压的T相-E相间电压VET。
该电压信号处理部122为能使用用以依据各相的电压测量各相-E相间电压的电压取入装置。
电压取入装置输入R相电压VR与E相电压VE，并将这些电压VR与电压VE之间的差作为R相-E相间电压VER予以输出。此外，电压取入装置输入S相电压VS与E相电压VE，并将这些电压VS与电压VE之间的差作为S相-E相间电压VES予以输出。再者，电压取入装置输入T相电压VT与E相电压VE，并将这些电压VT与电压VE之间的差作为T相-E相间电压VET予以输出。
此外，电压信号处理部122能具备有针对通过电压取得部121a至121d所输入的电压将噪声(谐波成分)予以去除的功能等。
此外，属于电压信号处理部122的电压取入装置能作成例如图2所示般使用模拟放大器AM1至AM3的电路构成。
然而，图2所示的模拟放大器AM1至AM3的电路构成为电压信号处理部122的电路构成的一例。使用模拟(analog)放大器以外的电路，只要为可取得各相-E相间电压的电路即能作为电压信号处理部122使用。
信号处理部13具备有(所述)电压信号处理部122、电压值算出部131以及电流信号处理部132。
电压值算出部131作为电压值算出手段而动作，当从电压信号处理部122接受各相-E相间电压时，将这些各相-E相间电压予以合成。
该电压值算出部131为能使用用以将各相-E相间电压予以合成的加算装置。
加算装置将属于各相-E相间电压的R相-E相间电压VER、S相-E相间电压VES以及T相-E相间电压VET予以输入且将这些予以合成，并输出该合成电压VERST。
使用向量说明该加算装置的动作。
以向量来表示属于各相-E相间电压的R相-E相间电压VER、S相-E相间电压VES以及T相-E相间电压VET时，如图3所示。
此外，图3所示的虚线为将相同的电路A作为对象，并示出测量T相与R相之间的线间电压VTR、R相与S相之间的线间电压VRS以及S相与T相之间的线间电压VST时，示出这些线间电压VTR、VRS、VST的向量的位置。
首先，将T相-E相间电压VET与R相-E相间电压VER予以合成。如图4所示，将该合成所获得的电压作为VERT。
接着，将合成电压VERT与S相-E相间电压VES予以合成。如图5所示，将该合成所获得的电压作为VERST。
该合成电压VERST为成为各相-E相间电压的合成电压，即成为R相-E相间电压VER、S相-E相间电压VES以及T相-E相间电压VET的合成电压。
电压值算出部131将合成电压VERST输送至运算部14的电流值算出部141。
在此，为了方便说明，虽然针对将T相-E相间电压VET与R相-E相间电压VER予以合成后再将S相-E相间电压VES合成至该合成电压VERT并算出合成电压VERST的顺序，但合成电压VERST的算出顺序并未限定于此顺序。
此外，例如图2所示般，属于电压值算出部131的加算装置能作成使用模拟放大器AM4的电路构成。
然而，图2所示的模拟放大器AM4的电路构成为电压值算出部131的电路构成的一例。使用模拟放大器以外的电路，只要是可将各相-E相间电压予以合成的电路或可可将各相-E相间电压予以合成的装置，即能作为电压值算出部131来使用。
此外，合成电压VERST的向量的方向与流通于电路A的漏电流Io中的起因于负载装置3的对地绝缘电阻值的成分的漏电流Ior的相位相同(参照图6)。
此是由于合成电压VERST为将各相-E相间电压VER、VES、VET予以合成的电压，而各相-E相间电压VER、VES、VET为已排除D种接地及B种接地的接地电阻所产生的电位差且由负载装置3的对地绝缘电阻(Ru、Rv、Rw)所产生电压之故。
并且，相对于合成电压VERST的向量的方向偏移90°相位的方向成为与流通于电路A的漏电流Io中的起因于负载装置3的对地静电电容的成分的漏电流Ioc的相位相同(参照图6)。
电流信号处理部132作为电流测量手段而动作，将从零相变流器11所输出的电流作为零相电流Io予以输入，并输送至运算部14的电流值算出部141。
此外，电流信号处理部132具备有针对从零相变流器11所输入的零相电流Io予以放大的功能或去除噪声(谐波成分)的功能等。
运算部14例如由具备有中央运算处理装置(CPU)、ROM(Read Only Memory；只读存储器)、RAM(Random Access Memory；快闪存储器)、I/O(输入/输出)等界面等的电脑所构成，并具备有电流值算出部141与电阻值算出部142。
电流值算出部141作为电流值算出手段而动作，将从电压值算出部131所输送来的合成电压VERST予以输入，且将从电流信号处理部132所输送来的零相电流Io予以输入，并依据这些合成电压VERST与零相电流Io，抽出并算出起因于对地绝缘电阻(Ru、Rv、Rw)而流通的漏电流Ior。
该漏电流Ior的算出能使用下述式1。
Ior＝Io·cosθ (式1)
在该式1中，Io为从电流信号处理部132所输入的零相电流Io的实效值。此外，θ为合成电压VERST与零相电流Io的相位差。
能使用式1算出漏电流Ior的理由如下述。
本实施方式的漏电流算出装置10在测量各相-E相间电压VER、VES、VET时，算出已将这些各相-E相间电压VER、VES、VET予以合成的合成电压VERST。将该合成电压VERST以向量来表示时，如图6所示。
如图6所示，合成电压VERST与漏电流Ior同相。并且，该合成电压VERST与零相电流Io的相位差成为式1的θ。
因此，能使用式1算出漏电流Ior。
并且，在式1中，θ为合成电压VERST与零相电流Io的相位差，合成电压VERST为各相-E相间电压的合成电压，各相-E相间电压VER、VES、VET作为未含有由保护导体的接地电阻所产生的电位差且由对地绝缘电阻(Ru、Rv、Rw)所产生的电压予以测量。因此，本实施方式的漏电流算出装置10能精度佳地算出θ，并能精度佳地算出漏电流Ior。
如此，电流值算出部141能依据合成电压VERST，从漏电流Io抽出并算出已排除对地电容成分Ioc后的起因于对地绝缘电阻值的成分的漏电流Ior。
此外，在此算出的漏电流Ior为已将起因于对地绝缘电阻Ru而流通的漏电流、起因于对地绝缘电阻Rv而流通的漏电流以及起因于对地绝缘电阻Rw而流通的漏电流予以合成的电流。
电流值算出部141使各种数据(例如零相电流Io、合成电压VERST、漏电流Ior等)存储至RAM等存储部(未图示)。此外，电流值算出部141将这些数据输送至电阻值算出部142。再者，电流值算出部141能将这些数据输送至显示部15。
电阻值算出部142使用合成电压VERST与漏电流Ior，算出负载装置3中对地绝缘电阻(Ru、Rv、Rw)的合成电阻值R0。
合成电阻值R0能使用下述式2算出。
合成电阻值R0＝合成电压VERST÷漏电流Ior (式2)
电阻值算出部142使各种数据(例如所算出的对地绝缘电阻的合成电阻值R0等)存储至存储部(未图示)。此外，电阻值算出部142将这些数据输送至显示部15。
显示部15将从运算部14所输送来的各种数据予以输入，并将既定的数据予以画面显示。此外，显示部15藉由使用者操作由物理按键或软件按键等所构成的输入操作部(未图示)，将所指定的数据予以画面显示。显示部15所显示的各种数据为有从电阻值算出部142或电流值算出部141输送来的数据，或者从存储部取出的数据。该显示部15能使用例如液晶显示器等。
[测量各相-E相间电压的理由]
接着，说明测量各相-E相间电压的理由。
在此，为了比较，依序说明下述测量方法。
(1)测量R相、S相、T相的对地电压的情形。
(2)测量R相、S相、T相的线间电压的情形。
(3)测量各相-E相间电压的情形。
在此，参照图7至图9说明(1)至(3)。图7为示出用以测量R相、S相、T相的对地电压的漏电流测量装置100及电路A的构成的电路图。图8为图7所示的电路A中漏电流Io所流通的路径的等效电路。图9为示出图7所示的电路A中漏电流Io所流通的路径的图，且为示出在负载装置3的对地绝缘电阻Ru与对地静电电容Cu的并联电路、对地绝缘电阻Rv与对地静电电容Cv的并联电路、以及对地绝缘电阻Rw与对地静电电容Cw的并联电路各者的两端施加各相-E相间电压的图。为了简单且容易理解(1)至(3)的说明，这些图7至图9示出未连接变换器机器2的电路A的电路构成或该电路A的等效电路。以下针对将这些图7至图9所示的电路A作为对象测量对地电压、线间电压、各相-E相间电压的情形，区分成(1)至(3)来说明。
(1)测量R相、S相、T相的对地电压的情形
在此情形中，如图7所示，所测量的电压为相对于大地(G：Ground；也称为接地)的R相的电压VRG、相对于大地(G)的S相的电压VSG以及相对于大地(G)的T相的电压VTG。
如图8所示，这些效电路将负载装置3的对地绝缘电阻(Ru、Rv、Rw)与对地静电电容(Cu、Cv、Cw)的并联电路(以下称为「负载装置3的对地成分电路2b」)、D种接地的接地电阻RD、以及B种接地的接地电阻RB的串联电路作为串联连接的电路予以示出。
此外，在图8所示的等效电路中，将三相变压器1的二次侧与负载装置3的对地成分电路2b之间设为点x，将负载装置3的对地成分电路2b与D种接地的接地电阻RD之间设为点y，将D种接地的接地电阻与B种接地的接地电阻之间设为点z。
在这些效电路中，R、S、T各相的对地电压VRG、VSG、VTG成为点x与点z之间地电压。
然而，由于该对地电压VRG、VSG、VTG为这些点x与点z之间地电压，因此也包含在接地电阻RD所产生的电位差VeD。即，对地电压VRG、VSG、VTG成为比在对地绝缘电阻(Ru、Rv、Rw)的两端间的电压(点x与点y之间的电压)还多出在接地电阻RD所产生的电位差VeD的程度。
此外，于接地电阻RD不仅流通漏电流Ior，也流通漏电流Ioc。
因此，即使使用该对地电压VRG、VSG、VTG，也无法精度佳地算出起因于对地绝缘电阻值而流通的漏电流Ior。
(2)测量R相、S相、T相的线间电压的情形
线间电压为三相变压器1的二次侧中R相与T相之间的电压VRT、T相与S相之间的电压VTS、以及S相与R相之间的电压VSR。
在图8所示的等效电路中，该线间电压不仅是在对地成分电路2b，也成为施加于接地电阻RD或接地电阻RB的电压(图8中未示出线间电压)。
相对于此，漏电流Ior为起因于对地绝缘电阻(Ru、Rv、Rw)而流通的漏电流。并且，虽然该漏电流Ior也流通于接地电阻RD或接地电阻RB，但于这些接地电阻RD或接地电阻RB也流通漏电流Ioc。
因此，仅测量线间电压VRT、VTS、VSR并无法精度佳地算出漏电流Ior。
(3)测量各相-E相间电压的情形
如图8所示，各相-E相间电压VER、VES、VET成为对地成分电路2b的两端间的电压(点x与点y之间的电压)。即，如图9所示，各相-E相间电压VER、VES、VET成为R、S、T各相中的对地绝缘电阻(Ru、Rv、Rw)与对地静电电容(Cu、Cv、Cw)的并联电路的两端间的电压。
再者，已将各相-E相间电压VER、VES、VET予以合成的电压VERST成为已将分别流通于负载装置3的对地绝缘电阻(Ru、Rv、Rw)的漏电流予以合成的漏电流Ior同相。再者，相对于合成电压VERST超前90°相位的电流成为已将分别流通于对地静电电容(Cu、Cv、Cw)的漏电流予以合成的漏电流Ioc同相(参照图6)。
即，合成电压VERST成为已将排除D种接地及B种接地的接地电阻所产生的电位差且将施加于负载装置3的对地绝缘电阻(Ru、Rv、Rw)的电压成分予以抽出的既定的电压值。
因此，藉由使用已将各相-E相间电压VER、VES、VET予以合成的电压VERST，能精度佳地算出漏电流Ior。
此外，假设即使在用以算出漏电流Ior的现有技术中存在用以测量各相与E相之间的电压者，该现有技术也是将其测量值作为对地电压或线间电压，并据以算出漏电流Ior。因此，即使在此种现有技术中，也无法精度佳地算出漏电流Ior。
在此，在以未连接变换器机器2的电路A作为对象测量对地电压、线间电压、各相-E相间电压的情形中，已区分成(1)至(3)进行说明。然而，即使在以连接有变换器机器2的电路A作为对象测量各相-E相间电压的情形中，也认为与(3)所说明的内容同样。即，即使在使用本发明的漏电流算出装置10并将连接有变换器机器2的电路A作为对象测量各相-E相间电压VER、VES、VET的情形中，已将这些各相-E相间电压VER、VES、VET予以合成的电压VERST成为已将D种接地及B种接地的接地电阻所产生的电位差予以排除且将施加至负载装置3的对地绝缘电阻(Ru、Rv、Rw)的电压成分予以抽出的既定的电压值。因此，藉由使用该合成电压VERST，能精度佳地算出漏电流Ior。
[漏电流算出方法]
接着，参照图1及图10说明本实施方式的漏电流算出方法。
图10示出漏电流算出装置10所执行的漏电流算出方法的各步骤的流程图。
以准备阶段而言，藉由零相变流器11的箝夹部夹住配电线4或接地线gcb。
此外，电压测量手段12的电压取得部121电性连接至电路A的配电线4(R相、S相、T相)与接地线gcd(E相)。具体而言，电压取得部121a连接至R相，电压取得部121b连接至S相，电压取得部121c连接至T相，电压取得部121d连接至E相。
零相变流器11依据流通于电路A(配电线4或接地线gcb)的零相电流Io，将藉由在配电线4或接地线gcb的周围所产生的磁场而于箝夹内的磁性磁心所产生的感应电流输送至电流信号处理部132。
电流信号处理部132将从零相变流器11所输送来的感应电流作为零相电流Io输送至运算部14的电流值算出部141(电流测量步骤，S10)。
电压测量手段12的电压信号处理部122通过电压取得部121将R相、S相、T相、E相的各相的电压VR、VS、VT、VE予以输入，并依据所输入的各相的电压VR、VS、VT、VE，分别将R相与E相之间的电压的R相-E相间电压EER、S相与E相之间的电压的S相-E相间电压VES、T相与E相之间的电压的T相-E相间电压VET作为各相-E相间电压予以测量(电压测量步骤，S11)。
电压值算出部131将各相-E相间电压予以合成(电压值算出步骤，S12)。电压值算出部131将合成电压VERST输送至电流值算出部141。
电流值算出部141依据从电流信号处理部132所输送来的零相电流Io以及从电压值算出部131所输送来的合成电压VERST，算出起因于对地绝缘电阻值而流通的漏电流Ior(电流值算出步骤，S13)。
电阻值算出部142依据漏电流Ior与合成电压VERST，算出负载装置3中的对地绝缘电阻的电阻值R0(S14)。
这些测量或算出的零相电流Io、各相-E相间电压、合成电压VERST、漏电流Ior、对地绝缘电阻的电阻值R0等存储至存储部(未图示)。此外，零相电流Io等能使显示部15显示。
如上所说明般，依据本实施方式的漏电流算出装置及漏电流算出方法，由于依据各相-E相间电压，算出已将保护导体的接地电阻所产生的电位差予以排除并将施予至对地绝缘电阻的电压成分予以抽出的既定的电压值，并依据该既定的电压值，从漏电流Io中抽出并算出已排除对地电容成分Ioc后的起因于对地绝缘电阻值的成分的漏电流Ior，因此能精度佳地算出该漏电流Ior。
此外，即使在起因于布设于大规模的工厂等的电路中的对地静电电容而流通的漏电流Ioc较大的情形，也可精度佳地算出漏电流Ior。
以上虽已说明本发明的漏电流算出装置及漏电流算出方法的优选实施方式，但本发明的漏电流算出装置及漏电流算出方法并未仅限定于上述实施方式，在本发明的范围内可进行各种变化实施。
例如，在图1中，虽然将电路的配电方式设定成三相三线式，但并未限定于三相三线式，也可为三相四线式、单相三线式、单相双线式。再者，在电路的配电方式为三相四线式的情形中，各相-E相间电压能作为R相与E相之间的电压、T相与E相之间的电压、S相与E相之间的电压、N相与E相之间的电压。此外，在电路的配电方式为单相三线式的情形中，各相-E相间电压能作为L1相与E相之间的电压、L2相与E相之间的电压、N相与E相之间的电压。再者，在电路的配电方式为单相双线式的情形中，各相-E相间电压能作为a相与E相之间的电压、b相与E相之间的电压。
此外，在图1中，虽然将三相变压器的二次侧绕线的接线方式作成三角形接线，但也可为V形接线或星形接线。
再者，在图1中，虽然将三相变压器的一次侧的接线方式作成星形接线，但也可为三角形接线。
此外，电路除了包含有三相变压器、负载装置、配电线的外，也包含有连结至负载装置的电源缆线。
再者，在上述实施方式中，虽然电路为具备有三相变压器、变换器机器以及负载装置的构成，但并未限定于该构成，如图11所示，也可为未具备有变换器机器的构成。在此情形中，负载装置将从三相变压器的二次侧所输出的交流电压作为电源电压予以输入，并进行既定的动作。
此外，即使在电路的构成为图11所示的构成的情形中，本发明的漏电流算出装置也与上述实施方式所说明的内容同样，能算出合成电压VERST。
然而，本发明的漏电流算出装置以下述方式进行漏电流Ior的算出。
例如，以在算出漏电流Ior时所使用的公知的公式而言，有下述式3。
Ior＝Io·sinθ/cos30° (式3)
该式3为在未连接有变换器机器的电路(图11所示的电路A)中在算出漏电流Ior时所使用的公知的公式。
在该式3中，Io为零相电流Io的实效值。
此外，式3将T相与R相之间的线间电压VTR作为基准。因此，式3的θ为合成电压VTR与零相电流Io的相位差。
相对于此，本发明的漏电流算出装置用以算出已将各相-E相间电压VER、VES、VET予以合成的合成电压VERST。又，将该合成电压VERST作为基准的测量方法相对于以线间电压VTR作为基准的公知的测量方法产生90°的相位差。
此种产生90°的相位差的理由如下所述。在此，为了简单且容易理解地说明，以条件而言为将接地电阻设为0Ω，将E相与S相的电位差设为0V。此外，R相的对地绝缘电阻Ru的电阻值与T相的对地绝缘电阻Rw的电阻值设为相同，流通于对地绝缘电阻Ru的漏电流Ior-R的大小与流通于对地绝缘电阻Rw的漏电流Ior-T的大小设为相同。在此种条件下，在以合成电压VERST作为基准的情形中，漏电流Ior的向量相对于该合成电压VERST的相位差为0°；相对于此，在以线间电压VTR作为基准的情形中，漏电流Ior的向量相对于该线间电压VTR的相位差为90°。因此，以合成电压VERST作为基准的测量方法相对于与以线间电压VTR作为基准的公知的测量方法产生90°的相位差。
因此，使用于式3的θ加上其相位差的下述式4，可算出以合成电压VERST作为基准时的漏电流Ior。
Ior＝Io·sin(θ+90°)/cos30° (式4)
在该式4中，θ为合成电压VERST与零相电流Io的相位差。此外，合成电压VERST为各相-E相间电压的合成电压，各相-E相间电压VER、VES、VET作为未包含有保护导体的接地电阻所产生的电位差且由对地绝缘电阻(Ru、Rv、RW)所产生的电压予以测量。因此，即使对于未连接有变换器机器的电路，本发明的漏电流算出装置也能精度佳地算出θ，而能精度佳地算出漏电流Ior。
(产业可利用性)
本发明能广泛地利用于用以测量电路的漏电流的装置。
图中：
10 漏电流算出装置
11 零相变流器(ZCT、电流测量手段)
12 电压测量手段
121 电压取得部
122 电压信号处理部
13 信号处理部
131 电压值算出部(电压值算出手段)
132 电流信号处理部(电流测量手段)
14 运算部
141 电流值算出部(电流值算出手段)
142 电阻值算出部
15 显示部
A 电路
1 三相变压器
2 变换器机器
3 负载装置
3a 电动机
4 配电线
5 盘

Claims (6)

1.一种漏电流算出装置，用以抽出并测量流通于具有既定的保护导体的电路的漏电流中的起因于所述电路內的对地绝缘电阻值的成分，并具备有：
电流测量手段，测量流通于所述电路的漏电流；
电压测量手段，在将所述保护导体作為E相時，测量各相-E相间电压，所述各相-E相间电压为所述电路的电源部的各相的各者与所述E相之间的电压；
电压值算出手段，依据所述各相-E相间电压，算出已将因所述保护导体的接地电阻所产生的电位差予以排除并将施予至所述对地绝缘电阻的电压成分予以抽出而得的既定的电压值；以及
电流值算出手段，依据所述既定的电压值，抽出所述漏电流中的已排除对地电容成分后的起因于所述对地绝缘电阻值的成分。
2.如权利要求1所述的漏电流算出装置，其特征在于，所述电压值算出手段将已合成所述各相-E相间电压而得的电压的合成电压作为所述既定的电压值予以算出；
所述电流值算出手段使用所述合成电压将所述漏电流中的已排除对地电容成分后的起因于所述对地绝缘电阻值的成分予以抽出。
3.如权利要求1或2所述的漏电流算出装置，其特征在于，所述电压值算出手段将已合成所述各相-E相间电压而得的电压的合成电压作为所述既定的电压值予以算出；
所述电流值算出手段将所述漏电流中的与所述合成电压的相位為相同相位的成分作為所述漏电流中的已排除对地电容成分后的起因于所述对地绝缘电阻值的成分予以抽出。
4.如权利要求1至3中任一权利要求所述的漏电流算出装置，其特征在于，所述电源部的各相为R相、S相以及T相；
所述各相-E相间电压为所述R相与所述E相之间的电压的R相-E相间电压、所述S相与所述E相之间的电压的S相-E相间电压以及所述T相与所述E相之间的电压的T相-E相间电压；
所述电压值算出手段将已将所述R相-E相间电压、所述S相-E相间电压以及所述T相-E相间电压予以合成而得的电压作为合成电压予以算出；
所述电流值算出手段依据所述合成电压将所述漏电流中的已排除对地电容成分后的起因于所述对地绝缘电阻值的成分予以抽出。
5.如权利要求1至4中任一权利要求所述的漏电流算出装置，其特征在于，所述电路具备有：
变换器，将从所述电源部输出的交流电压予以转换并输出成既定的电压；以及
负载装置，将从所述变换器输出的既定的电压予以输入而动作。
6.一种漏电流算出方法，用以抽出并测量流通于具有既定的保护导体的电路的漏电流中的起因于所述电路内的对地绝缘电阻值的成分，并具备有：
电流测量步骤，测量流通于所述电路的漏电流；
电压测量步驟，在将所述保护导体作為E相時，测量各相-E相间电压，所述各相-E相间电压为所述电路的电源部的各相的各者与所述E相之间的电压；
电压值算出步骤，依据所述各相-E相间电压，算出已将所述保护导体的接地电阻所产生的电位差予以排除并将施予至所述对地绝缘电阻的电压成分予以抽出的既定的电压值；以及
电流值算出步骤，依据所述既定的电压值，抽出所述漏电流中的已排除对地电容成分后的起因于所述对地绝缘电阻值的成分。
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