JP2000507798A - 電気設備をテストする方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 主回路用のループテスターであって、細長いスパイク状の電流パルスを発生させるように構成され、高振幅の出力を発生させるパワーステージに接続された波形発生器と、複数グループの低電流パルスを高い周波数で発生させる高周波発生器と、主電源回路からの生成出力信号の抵抗分および無効分を測定する測定回路とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】 電気設備をテストする方法および装置 本発明は、電気設備のテストに関し、詳しくは、ＲＣＤ（残留電流装置）を含 む電気設備をテストする方法および装置に関する。 電気設備の安全性を確保するための電気測定は、通電部分または位相端子とア ース（大地）との間のインピーダンスを利用して行われている。このようなテス トは通常、「ループテスト」と称される。従来の「ループテスト」は、通電部分 とアースとの間に負荷をかけて、大電流（国際標準により通常２５アンペア）を 比較的短い時間内に流動させて行われていた。このとき、電流による電圧降下を 利用して、ループインピーダンスを計算することができる。 通常の電気設備は、ＲＣＤ（残留電流装置）を含んでおり、通電部分における インバランスと電気設備に流れているニュートラル（中性）電流とを検知するこ とによって、大地へ流れる故障電流を検出することができる。しかし、設定レベ ル以上のインバランスによって、ＲＣＤが故障すると、設備への主電源が遮断さ れることになる。 ＲＣＤの負荷側にかけられたループテストでは、ＲＣＤを妨害する大きな電流 インバランスを発生させてしまうので、このようなループテストを希望通りに完 成することが難しい。しかも、主電源が遮断されるので、使用者に不便をもたら すことになる。 ＥＰ−Ａ−０２９５８８０（ロビンエレクトロニクス社）は、標準のループテ ストに際してＲＣＤを故障から守るテスト方法を開示しているが、現実には、こ のテスト方法を利用してもＲＣＤが故障になりやすい状態は変わっていない。 従って本発明は、ＲＣＤを故障させないループテストを行う方法を提供するこ とを目的としている。 本発明の第一形態によれば、主電源回路のループテストを行う方法が提供され ている。該方法は、高いピーク値（例えば２５Ａのピーク値）め狭いパルスをか けて、パルス期間内の電圧降下を最大にすることによって、小さなループインピ ーダンスを正確に測定することを含んでいる。 ＲＣＤの設計は通常、「妨害性引き外し」を防止するためのフィルター回路を 含んでいる。このような「妨害性引き外し」は、ノイズトランジェントが主電源 回路に現れたとき例えば設備がスイッチオンされたときに発生する。従って、パ ルスの幅は、ＲＣＤが妨害されないように小さく設定され、また、パルスの形状 は、ＲＣＤ回路への影響が最小限となるように設定されることが必要である。 上記ループテスト測定を所要の精度で達成するために、複数のパルスを印加す ることが必要となっている。また、複数のパルス間の間隔は、ＲＣＤが次のパル スが印加される前に公称状態となるように長く設定されている。 このように、短いパルスを用いるので、系統中のリアクタンス（例えば、主電 源を送電している変電所の変圧器のインダクタンス）は、テストの結果に大きな 影響を与える。 本発明の第二形態によれば、主電源回路のループテストを行う方法が提供され ている。該方法では、比較的に振幅が低く周波数が高い信号が回路に入力される ようになっている。 このような信号は、主電源周波数より相当高い周波数、例えば１０ｋＨｚまで のオーディオ周波数を含んでいる。該周波数は、主電源の存在下で容易に検出さ れることが可能である。さらに、周波数が高ければ高いほど信号の無効分におい ては、大きい位相シフトを発生させることに なるので、測定を容易に完成することができるようになる。 好ましくは、上記した信号は、複数のサイクルにわたって順次に印加されるこ とである。これにより、系統中のトランジェントを消えるようにさせてから、信 号電圧および信号電流の位相角を測定することができる。従って、この方法によ って、ループインピーダンスの抵抗分および無効分を計算することができる。 この方法において、タイミングはたいへん重要であるので、通常はデジタル回 路（マイクロプルセサを含む）を使って機器の制御を行っている。テスト条件に よっては、上記した一つまたは両方の方法を使用することが可能である。また、 テスト機器によって、位相角を有しまたは有さないループインピーダンスの大き さが表示され、或いは抵抗分および無効分が別々に表示される。或いは、設定レ ベルに対する故障かどうかの表示が出される。 さらに、上記したテスト機器は、保護用のショート回路電流を表示することが できる。該ショート回路電流は、テストに際して通電部分と大地との間のショー ト回路故障点を流れる電流である。 以上の説明から判るように、本発明は、電気設備をテストする２段階の方法と しても使用可能である。該２段階の方法のうち、第１段階では、高いピーク値を 有する幅の狭いパルスを印加し、第２段階では、周波数が高くて振幅が低い信号 を入力する。これにより、上記インピーダンス中の抵抗分および無効分を測定す ることができる。 以下、例を挙げて図面を参照しながら、本発明における一部の実施例を説明す る。 図１は、従来のループテスト装置を示すブロック図である。 図２は、図１のテストパルス期間中におけるフェーズ／アース電圧（アースに 対する位相をもつ電圧）の波形を示している。 図３は、図１のテストパルス期間中におけるフェーズ／アース電流（アースに 対する位相をもつ電流）の波形を示している。 図４は、本発明における第１タイプのループテスターを示す回路図である。 図５は、図４に示す回路のテストパルス期間中のフェーズ／アース電圧（アー スに対する位相をもつ電圧）の波形を示している。 図６は、図４に示す回路のテストパルス期間中のフェーズ／アース電流（アー スに対する位相をもつ電流）の波形を示している。 図７は、本発明における第２タイプのループテスターを示す回路図である。 図８は、図７に示す回路の出力として得られるＨＦ電流の波形を示している。 図面を参照して、図１に示す従来のループテスターは、図３に示すテストパル スを発生させる。該テストパルスは、図１に示すフェーズ／アースループにおい て、通常２５アンペアでハーフサイクルである。これによって、図２に示すフェ ーズ／アース電圧（アースに対する位相をもつ電圧）信号が発生するが、この電 圧信号を測定することで、ループ抵抗を決めることができる。図１の回路にＲＣ Ｄ（残留電流装置）を組み合わせた場合、電流インバランスはＲＣＤを妨害する ことになるので、ループテストを完成することが難しくなる。 図４に示すように、本発明における第１タイプのループテスターは、測定回路 ６と、波形発生器８と、パワーステージ１０とを備えている。これらによって、 図６に示す細長いスパイク状の波形を有するフェーズ／アース電流（アースに対 する位相をもつ電流）パルスが発生する。このように発生した電流は、大きくて 例えば２５アンペアであるが、テスト中の回路に組み込まれたＲＣＤ１２への妨 害がないように電流パルス が調整されている。また、図５に示すように、フェーズ／アース電圧の降下を利 用することで、テスト中の回路におけるインピーダンスの抵抗分を測定すること ができる。 本発明における第２タイプのループテスターに用いられる通常形態の回路は、 図７に示されている。該図に示すように、測定回路１４は該回路に接続されてお り、テストによって発生したフェーズ／アース電圧を測定できるようになってい る。なお、この場合、小電流（例えば数ミリアンペア）は、高周波発生器１６に よって、図８に示すように一連の速いバーストで入力されている。このような高 周波（例えば１０ｋＨｚ以下のオーディオ周波数）を使用することによって、回 路に組み込まれたＲＣＤ１８は作用しない状態となっている。これにより、入力 電流と測定された電圧信号との間の位相差を利用して、ループインピーダンスの 無効分を決定することができるようになる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ， ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ， ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，Ｎ Ｚ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ， ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 リッツァーランド マーティン イギリス国、エスエヌ８ ４イーワイ ウ ィルツ、マルボロ、イースト ケネット、 ザ コテージ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ＲＣＤ（残留電流装置）を含む主電源回路のループテストを行う方法であっ て、ピーク値が高く幅が狭いパルス信号を印加して、パルス期間中における比較 的大きい電圧降下の結果として小さなループインピーダンスを測定し、ＲＣＤの 故障を回避するように上記パルスの幅を充分狭く維持することを特徴とする方法 。 ２．一連のパルスを充分長い間隔で回路に印加して、ＲＣＤをパルス間の公称状 態に落ち着かせることを特徴とする請求項１記載の方法。 ３．ＲＣＤ（残留電流装置）を含む主電源回路のループテストを行う方法であっ て、振幅が低く周波数が主電源の周波数より遙かに高い信号を印加し、主電源の 存在下で出力信号を検出することを特徴とする方法。 ４．上記信号は複数の順次サイクルにわたって印加されて、系統中のトランジェ ントを消えさせ、信号の電圧位相角および電流位相角を測定することとを特徴と する請求項３記載の方法。 ５．上記周波数はオーディオ周波数を含むことを特徴とする請求項３または４記 載の方法。 ６．ＲＣＤ（残留電流装置）を含む主電源回路のループテストを行う方法であっ て、 （１）ピーク電流値が高くパルス幅が狭いパルス信号を印加し、或いは充分長 い間隔で分離されている一連の上記パルス信号を印加し、両パ ルス間において上記ＲＣＤを落ち着かせることと、 （２）振幅が低く周波数が主電源の周波数より遙かに高い信号を印加して、出 力信号を主電源周波数から区別することと、 を実行し、インピーダンス中の抵抗分および無効分を測定することを特徴とす る方法。 ７．主電源回路ループテスターであって、幅の狭いスパイク状の電流パルスを発 生させる波形発生器と、高振幅の出力を発生させるパワーステージと、主電源回 路からの出力信号の関数としてループインピーダンスの抵抗分を測定する測定回 路とを備えていることを特徴とするループテスター装置。 ８．主電源回路ループテスターであって、複数グループの低電流パルスを高い周 波数で発生させる高周波発生器と、主電源回路からの出力信号の関数としてルー プインピーダンスの抵抗分を測定する測定回路とを備えていることを特徴とする ループテスター装置。 ９．主電源回路ループテスターであって、 幅の狭いスパイク状の電流パルスを発生させるように構成され、高振幅の出力 を発生させるパワーステージに接続された波形発生器と、複数グループの低電流 パルスを高い周波数で発生させる高周波発生器と、主電源回路からの生成出力信 号の抵抗分および無効分を測定する測定回路とを備えていることを特徴とするル ープテスター装置。