JP2003032878A - 地絡検出装置および地絡検出方法 - Google Patents

地絡検出装置および地絡検出方法

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JP2003032878A
JP2003032878A JP2001208631A JP2001208631A JP2003032878A JP 2003032878 A JP2003032878 A JP 2003032878A JP 2001208631 A JP2001208631 A JP 2001208631A JP 2001208631 A JP2001208631 A JP 2001208631A JP 2003032878 A JP2003032878 A JP 2003032878A
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JP
Japan
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JP2001208631A
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English (en)
Inventor
Kiyoshi Otomo
潔 大友
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Mitsubishi Electric Corp
Kyoei Sangyo KK
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Mitsubishi Electric Corp
Kyoei Sangyo KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 零相変流器の偏磁による検出感度への影響を
適切に防ぎ、不要動作を的確に軽減できる地絡検出装置
を得る。 【解決手段】 交流電路1と電磁的に結合され前記交流
電路の地絡を検出する零相変流器4と、零相変流器4の
出力としての地絡成分が所定の大きさ以上のとき作動す
るスイッチング素子6とを備えた地絡検出装置におい
て、偏磁した零相変流器4の出力としてのオフセットを
持つ地絡成分に対して零相変流器4の出力としての地絡
成分における直流分を阻止しオフセットを解消するよう
補正をかける偏磁補正回路11を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、交流電路に地絡
が発生したとき、その交流電路を遮断するための地絡検
出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図5に、従来の地絡検出装置の回路構成
を示す。図において、1は交流電路、2は電動機などの
突入電流を発する負荷機器、3は交流電路1に設置され
た遮断器、4は交流電路1を一次巻線とする零相変流
器、5は遮断器3に連結された電磁装置、6は電磁装置
5に直列に接続されたスイッチング素子、7は零相変流
器4の出力を入力とするレベル判別器、8はレベル判別
器7の出力の時間幅を判別する信号幅判別器、9は信号
幅判別器8からの出力を入力とするラッチ回路、10は
時間幅設定用コンデンサである。
【0003】次に、図6に示すタイミングチャートに従
って、一般の地絡検出動作について説明する。図におい
て、(a)は交流電路1の地絡成分信号、(b)は零相
変流器4の出力を示す。この零相変流器4の出力(b)
がレベル判別器7の判定レベルTH1と超えると、レベ
ル判別器7内の定電流源出力回路(c)が動作しコンデ
ンサ10を充電し、コンデンサ10の端子電位は(d)
に示すように上昇する。所定の時間TD後、コンデンサ
10の端子電位は信号幅判別器8の判定レベルTH2に
達し、ラッチ回路9が動作する。ラッチ回路9の出力
(e)にてサイリスタ等のスイッチング素子6を動作さ
せて電磁装置5を介し遮断器3を引き外して、交流電路
1を遮断する。
【0004】零相変流器4の出力(b)がレベル判別器
7の判定TH1を超える時間が所定の時間Tdより短い
場合はコンデンサ10の端子電位は信号幅判別器8の判
定レベルTH2に達しないので、ラッチ回路9が動作せ
ず交流電路1を遮断することはない。また、零相変流器
4の出力(b)がレベル判別器7の判定レベルTH1に
至らない場合には、コンデンサ10への充電がなく交流
電路1を遮断することはない。
【0005】次に、図7および図8に示すタイミングチ
ャートに従って、電動機,雷サージなどの突入電流によ
り零相変流器4が偏磁した場合の地絡検出装置の不要動
作について説明する。零相変流器4は、理論的には一次
巻線を流れる電流が平衡であれば鉄心内の磁束が相殺さ
れ二次出力を生じない。しかし、電動機,雷サージなど
により短い時間ではあるが通常電流の数倍に達する電流
が流れると、零相変流器4の鉄心内磁束が偏磁され、そ
のアンバランスな磁気特性により、これを打ち消すため
の電流が二次巻線に発生し、二次出力が生じた状態で平
衡状態を保つ。つまり、常にオフセットを持った状態で
地絡検出することになる。従って、地絡検出装置として
の精度に誤差を生じているだけでなく、不要動作しやす
い状態となる。
【0006】図7に示すタイミングチャートに従って零
相変流器4が正側のオフセットを持った場合の動作につ
いて説明する。図において、(a)に示す交流電路の信
号成分は変わらない。しかし、正側に偏磁した零相変流
器4の出力は(b)に示すように正側にオフセットを持
った波形となる。そのため、正側に偏磁した零相変流器
4の出力を入力とするレベル判別器7の負側判別レベル
TH1を超える部分が少なくなり、コンデンサ10への
充電時間が短くなる。これにより、信号幅判別回路8の
判定レベルTH2に達しなくなりラッチ回路を動作させ
ず、スイッチング素子6が動作しないために電磁装置5
を介して遮断器3を引き外して、交流電路1を遮断する
ことはない。
【0007】次に、図8に示すタイミングチャートに従
って零相変流器4が負のオフセットを持った場合の動作
について説明する。図において、図8(a)に示す交流
電路の信号成分は変わらない。しかし、負側に偏磁した
零相変流器4の出力は図8(b)に示すように負側にオ
フセットを持った波形となる。そのため、負側に偏磁し
た零相変流器4の出力を入力とするレベル判別器7の負
側判別レベルTH1を超える部分が多くなり、コンデン
サ10への充電時間が長くなる。これにより、信号幅判
別回路8の判定レベルTH2に達しやすくなりラッチ回
路9を動作させ、スイッチング素子6が動作され、電磁
装置5を介して遮断器3を引き外して、交流電路1を遮
断しやすくなる。このように、零相変流器4を偏磁して
しまうと、本来の精度および動作に大きく影響を与えて
しまう。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、零相変流
器の偏磁による検出感度への影響を防ぎ、不要動作を軽
減できる地絡検出装置を得ようとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】第1の発明に係る地絡検
出装置では、交流電路と電磁的に結合され前記交流電路
の地絡を検出する零相変流器と、前記零相変流器の出力
としての地絡成分が所定の大きさ以上のとき作動するス
イッチング素子とを備えた地絡検出装置において、偏磁
した零相変流器の出力としての地絡成分に対して補正を
かける補正手段を設けたものである。
【0010】第2の発明に係る地絡検出装置では、交流
電路と電磁的に結合され前記交流電路の地絡を検出する
零相変流器と、前記零相変流器の出力としての地絡成分
が所定の大きさ以上のとき作動するスイッチング素子と
を備えた地絡検出装置において、偏磁した零相変流器の
出力としてのオフセットを持つ地絡成分に対して前記零
相変流器の出力としての地絡成分における直流分を阻止
しオフセットを解消するよう補正をかける補正手段を設
けたものである。
【0011】第3の発明に係る地絡検出方法では、交流
電路と電磁的に結合された零相変流器の出力としての地
絡成分により前記交流電路の地絡を検出するにあたり、
偏磁した零相変流器の出力としてのオフセットを持つ地
絡成分に対して前記オフセットを解消するよう補正処理
を施すようにしたものである。
【0012】
【発明の実施の形態】実施の形態1.この発明の実施の
形態1を図1ないし図4について説明する。図1は、こ
の発明による実施の形態における地絡検出装置の回路構
成を示す接続図である。図2は、この発明による実施の
形態における動作を示すタイミングチャートである。図
3は、この発明による実施の形態における零相変流器が
正側に偏磁した場合の動作を示すタイミングチャートで
ある。図4は、この発明による実施の形態における零相
変流器が負側に偏磁した場合の動作を示すタイミングチ
ャートである。この発明による実施の形態において、こ
こで説明する特有の構成以外の構成については、先に図
5ないし図8について説明して従来の技術と同様の構成
を有し、同様の作用を奏するものである。図中、同一ま
たは相当部分には同一の符号を付けている。
【0013】図において、1は交流電路、2は電動機な
どの突入電流を発する負荷機器、3は交流電路1に設置
された遮断器、4は交流電路1を一次巻線とする零相変
流器、5は遮断器3に連結された電磁装置、6は電磁装
置5に直列に接続されたスイッチング素子、7は零相変
流器4の出力を入力とするレベル判別器、8はレベル判
別器7の出力の時間幅を判別する信号幅判別器、9は信
号幅判別器8からの出力を入力とするラッチ回路、10
は時間幅設定用コンデンサである。11は零相変流器4
の出力を入力として、その入力信号波形のDC成分をカ
ットし零相変流器4の偏磁によりオフセットを持った波
形に対して補正をかける偏磁補正回路、12はコンデン
サカップリング用のコンデンサである。
【0014】次に、図2に示すタイミングチャートに従
って、一般の地絡検出動作について説明する。図におい
て、図2(a)は交流電路1の地絡成分を、図2(b)
は零相変流器4の出力を示す。零相変流器4が偏磁して
いないので、偏磁補正回路11の出力は図2(b)と同
様の波形となる。したがって、これ以降は、従来と同様
の動作となる。レベル判別器7の判定レベルTH1を超
えると負側レベル判別器7内の定電流源が動作し、コン
デンサ10を充電し、コンデンサ10の端子電位は図2
(e)に示すように上昇する。所定の時間Td後、コン
デンサ10の端子電位は信号幅判別回路8の判定レベル
TH2に達し、信号幅判別回路8の出力信号fにて、ラ
ッチ回路9が動作する。
【0015】このようにして、零相変流器4からの負側
信号がラッチ回路9を動作させて、スイッチング素子6
を導通し、電磁装置5を介して遮断器3を引き外し、交
流電路1を遮断することができる。
【0016】次に、零相変流器4が交流(AC)的な中
心電位に対して、正側・負側に偏磁した場合の動作につ
いて、図3,図4に示すタイミングチャートに従って動
作説明する。
【0017】図3に零相変流器4が正側に偏磁した場合
を示す。図3(a)に示す交流電路1の地絡成分信号は
通常であるが、図3(b)は正側に偏磁しているため、
信号は正側にオフセットを持った信号となる。図3
(c)はオフセットを持った零相変流器4の出力を入力
とする偏磁補正回路11の出力である。偏磁補正回路1
1による偏磁補正により、零相変流器4の出力としての
地絡成分について、その直流(DC)分が阻止され、オ
フセットが解消される。したがって、以降は通常の動作
波形となる。図3(d)は偏磁補正回路11による偏磁
補正により通常の波形が入力されたときのレベル判別器
の出力である。後は、従来回路と同様に動作する。
【0018】図4に零相変流器4が負側に偏磁した場合
を示す。図4(a)に示す交流電路1の地絡成分信号は
通常であるが、図4(b)は負側に偏磁しているため、
信号は負側にオフセットを持った信号となる。図4
(c)はオフセットを持った零相変流器4の出力を入力
とする偏磁補正回路11の出力である。偏磁補正回路1
1による偏磁補正により、零相変流器4の出力としての
地絡成分について、その直流(DC)分が阻止され、オ
フセットが解消される。したがって、以降は通常の動作
波形となる。図3(d)は偏磁補正回路11による偏磁
補正により通常の波形が入力されたときのレベル判別器
の出力である。後は、従来回路と同様に動作する。
【0019】この発明による実施の形態によれば、交流
電路1と電磁的に結合され前記交流電路の地絡を検出す
る零相変流器4と、前記零相変流器4の出力としての地
絡成分が所定の大きさ以上のとき作動するスイッチング
素子6とを備えた地絡検出装置において、零相変流器の
偏磁が与える検出感度への影響および不要動作を軽減す
ることを目的に、偏磁した零相変流器4の出力としての
オフセットを持つ地絡成分に対して前記零相変流器4の
出力としての地絡成分における直流分を阻止しオフセッ
トを解消するよう補正をかける偏磁補正回路11からな
る補正手段を設けたので、零相変流器の偏磁による検出
感度への影響を適切に防ぎ、不要動作を的確に軽減でき
る地絡検出装置を得ることができる。
【0020】また、この発明による実施の形態によれ
ば、交流電路1と電磁的に結合された零相変流器4の出
力としての地絡成分により前記交流電路1の地絡を検出
するにあたり、零相変流器44の偏磁が与える検出感度
への影響および不要動作を軽減することを目的に、偏磁
した零相変流器の出力としてのオフセットを持つ地絡成
分に対して前記オフセットを解消するよう作動する偏磁
補正回路11の処理動作によって補正処理を施すように
したので、零相変流器の偏磁による検出感度への影響を
適切に防ぎ、不要動作を的確に軽減できる地絡検出方法
を得ることができる。
【0021】
【発明の効果】第1の発明によれば、交流電路と電磁的
に結合され前記交流電路の地絡を検出する零相変流器
と、前記零相変流器の出力としての地絡成分が所定の大
きさ以上のとき作動するスイッチング素子とを備えた地
絡検出装置において、偏磁した零相変流器の出力として
の地絡成分に対して補正をかける補正手段を設けたの
で、零相変流器の偏磁による検出感度への影響を適切に
防ぎ、不要動作を的確に軽減できる地絡検出装置を得る
ことができる。
【0022】第2の発明によれば、交流電路と電磁的に
結合され前記交流電路の地絡を検出する零相変流器と、
前記零相変流器の出力としての地絡成分が所定の大きさ
以上のとき作動するスイッチング素子とを備えた地絡検
出装置において、偏磁した零相変流器の出力としてのオ
フセットを持つ地絡成分に対して前記零相変流器の出力
としての地絡成分における直流分を阻止しオフセットを
解消するよう補正をかける補正手段を設けたので、零相
変流器の偏磁による検出感度への影響をより適切に防
ぎ、不要動作を的確に軽減できる地絡検出装置を得るこ
とができる。
【0023】第3の発明によれば、交流電路と電磁的に
結合された零相変流器の出力としての地絡成分により前
記交流電路の地絡を検出するにあたり、偏磁した零相変
流器の出力としてのオフセットを持つ地絡成分に対して
前記オフセットを解消するよう補正処理を施すようにし
たので、零相変流器の偏磁による検出感度への影響を適
切に防ぎ、不要動作を的確に軽減できる地絡検出方法を
得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明による実施の形態における地絡検出
装置の回路構成を示す接続図である。
【図2】 この発明による実施の形態における動作を示
すタイミングチャートである。
【図3】 この発明による実施の形態における零相変流
器が正側に偏磁した場合の動作を示すタイミングチャー
トである。
【図4】 この発明による実施の形態における零相変流
器が負側に偏磁した場合の動作を示すタイミングチャー
トである。
【図5】 従来技術における回路構成を示す接続図であ
る。
【図6】 従来技術における動作を示すタイミングチャ
ートである。
【図7】 従来技術における零相変流器が正側に偏磁し
た場合の動作を示すタイミングチャートである。
【図8】 従来技術における零相変流器が負側に偏磁し
た場合の動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
1 交流電路、2 電動機などの突入電流を発する負荷
機器、3 遮断器、4零相変流器、5 電磁装置、6
スイッチング素子、7 レベル判別器、8 信号幅判別
器、9 ラッチ回路、10 時間幅設定用コンデンサ、
11 偏磁補正回路、12 カップリング用コンデン
サ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流電路と電磁的に結合され前記交流電
    路の地絡を検出する零相変流器と、前記零相変流器の出
    力としての地絡成分が所定の大きさ以上のとき作動する
    スイッチング素子とを備えた地絡検出装置において、偏
    磁した零相変流器の出力としての地絡成分に対して補正
    をかける補正手段を設けたことを特徴とする地絡検出装
    置。
  2. 【請求項2】 交流電路と電磁的に結合され前記交流電
    路の地絡を検出する零相変流器と、前記零相変流器の出
    力としての地絡成分が所定の大きさ以上のとき作動する
    スイッチング素子とを備えた地絡検出装置において、偏
    磁した零相変流器の出力としてのオフセットを持つ地絡
    成分に対して前記零相変流器の出力としての地絡成分に
    おける直流分を阻止しオフセットを解消するよう補正を
    かける補正手段を設けたことを特徴とする地絡検出装
    置。
  3. 【請求項3】 交流電路と電磁的に結合された零相変流
    器の出力としての地絡成分により前記交流電路の地絡を
    検出するにあたり、偏磁した零相変流器の出力としての
    オフセットを持つ地絡成分に対して前記オフセットを解
    消するよう補正処理を施すことを特徴とする地絡検出方
    法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008083539A1 (fr) * 2007-01-12 2008-07-17 Lian Electric (Heshan) Technology Development Co. Ltd. Relais protecteur fonctionnel de type à surveillance pour un courant résiduel
JP2014207644A (ja) * 2013-04-16 2014-10-30 富士電機株式会社 差動増幅器および漏電遮断器

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