JP2004317164A - Ground fault detector and ground fault remote monitoring system - Google Patents

Ground fault detector and ground fault remote monitoring system Download PDF

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JP2004317164A
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Yukihiko Shimono
幸彦 下野
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Kansai Electric Power Co Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ground fault detector which has a simple and small circuitry with an insulation resistance measuring feature, and a ground fault remote monitoring system using the ground fault detector. <P>SOLUTION: A current transformer CT2 in a detector circuit 20 detects ground current I<SB>O</SB>which refluxes an earthing conductor L<SB>E</SB>by receiving a signal voltage E of a power supply circuit 10. Only low frequency components of the ground fault current I<SB>O</SB>goes through a low-pass filter circuit LF. The ground current I<SB>O</SB>is diverted at the low-pass filter circuit LF to flow into a compensation resistance (r) and a compensation condenser (q). The current (i<SB>r</SB>) flowing into the compensation resistance (r) is transmitted to a phase difference detecting part 2. The phase difference detecting part 2 detects a phase difference between the current (i<SB>r</SB>) flowing into the compensation resistance (r) and the signal voltage E of a power supply circuit 10. A controlling part 3 sends a control signal to make the phase difference to be 0 to the compensation resistance (r) when receiving a detection result signal. As a result, influence of capacitance to the earth is compensated by adjusting the resistance. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、地絡故障検出装置および地絡故障遠隔監視システムに関し、より特定的には、絶縁抵抗測定機能を備えた地絡故障検出装置および地絡故障遠隔監視システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
3相3線式や3相4線式、あるいは単相3線式などの低圧電線路においては、高圧または特別高圧が低圧と混解するおそれがある場合に、低圧電路の保護の目的から、変圧器の中性点を接地線によって接地させるB種接地工事が施されている。
【0003】
このため、このような電線路において、地絡故障検出を行なう場合や絶縁抵抗を活線状態で測定する場合には、B種接地工事用の接地線を活用して行なう方法が一般的である。
【0004】
しかしながら、上記の方法で地絡故障検出を行なう場合、電線路の地絡故障点から大地を介して接地線に還流する地絡電流には、地絡抵抗による電流成分に加えて、電線路の対地静電容量に対する充電電流が含まれることから、地絡抵抗による電流成分を精度良く検出することが必要とされる。
【0005】
また、電線路の対地静電容量は、低圧電線路への負荷の接続状態や機器の運転状態によって常に変動することから、地絡電流から、変動する対地静電容量の影響を確実に除外することが望ましい。
【0006】
これらの必要性に鑑みて、従来の地絡故障検出装置および絶縁監視装置においては、対地静電容量の影響を除去するための様々な方法が提案されている(例えば、特許文献1,2,3参照)。
【0007】
図18は、特許文献1に記載される従来の絶縁抵抗測定装置の一例の構成を示す概略ブロック図である。
【0008】
図18を参照して、地絡故障検出装置は、負荷Zを有する受電変圧器Tの接地線Lに配された変圧器OTおよび零相変流器ZCTと、商用周波数よりも低周波の測定用低周波信号を発振する発振器OSCと、増幅器AMPと、フィルタFILと、整流器DETとを有する。
【0009】
絶縁抵抗測定装置は、さらに、変圧器OTおよび零相変流器ZCTを貫通するループ接地線Lと、ループ接地線Lに直列に接続された可変コンデンサCと可変抵抗Rとからなる並列回路とを備える。
【0010】
なお、ループ接地線Lは、接地線Lを流れる漏洩電流とは、互いに逆相となる電流IC0’が変圧器OTおよび零相変流器ZCTを貫通するように配される。
【0011】
この構成において、発振器OSCから出力される測定用低周波信号が、変圧器OTから接地線Lに印加されると、接地線Lには、電線路Lの絶縁抵抗Rと対地静電容量Cとを流れ、接地線Lに還流する漏洩電流IC0+IR0が誘起される。ここで、IC0は、対地静電容量C0に対する充電電流であり、IR0は、電線路の絶縁抵抗Rを流れる電流である。
【0012】
漏洩電流IC0+IR0は、接地線Lから零相変流器ZCTに誘起されると、これに接続した増幅器AMP、フィルタFILおよび整流回路DETを介して、出力端子OUTから出力される。
【0013】
一方、ループ接地線Lには、変圧器OTから印加される測定用低周波信号によって、漏洩電流IC0+IR0とは逆相の電流IC0’が誘起され、可変コンデンサCと可変抵抗Rとからなる並列回路を流れる。したがって、電流IC0’は、可変抵抗Rを流れる電流IRVと、可変コンデンサCを流れる電流ICVとの合成電流となる。
【0014】
さらに、ループ接地線Lは、零相変流器ZCTを貫通することから、電流IC0’は、漏洩電流と同様に、増幅器AMP、フィルタFILおよび整流回路DETを介して出力端子OUTから出力される。
【0015】
したがって、出力端子OUTには、漏洩電流IC0+IR0と、これとは逆相の電流IC0’との合成電流が出力されることとなる。両電流は、互いに打ち消し合う関係にあることから、可変抵抗Rおよび可変コンデンサCの値を調整することにより、合成電流の絶対値は最小となる。このときの可変抵抗Rおよび可変コンデンサCの値は、電線路の絶縁抵抗Rおよび対地静電容量Cの値とそれぞれ等価であることから、絶縁抵抗Rの抵抗値を得ることができる。
【0016】
【特許文献1】
特開昭60−165559号公報(第2頁、第3図)
【0017】
【特許文献2】
特開平10−78461号公報(第2頁、第1図)
【0018】
【特許文献3】
特開2002−125313号公報(第3頁、第1図)
【0019】
【発明が解決しようとする課題】
図18の従来の絶縁抵抗測定装置は、零相変流器に漏洩電流とは逆相の電流を発生させて、両電流が互いに打消し合うことによって、零相変流器を流れる電流が最小となるように制御することによって、対地静電容量の影響を除去するものである。
【0020】
一方で、従来の絶縁抵抗測定装置は、現地で測定装置の操作を行なって絶縁抵抗を求める構成であることから、常時監視が必要な地絡故障検出用には適さないという問題がある。このような理由から、従来では、地絡故障検出装置と絶縁抵抗測定装置とは、各々独立して配設され、その目的に応じて使い分ける必要があった。
【0021】
また、図示しない特許文献3に記載の絶縁抵抗測定装置においては、測定装置内部に、零相変流器における地絡有効電流を算出するためのベクトル演算回路を必要とすることから、装置の回路構成が複雑となるとともに、回路規模が大型化してしまうという不具合が発生していた。この問題は、コスト面においても不利となり、汎用化を阻む一因となっていた。
【0022】
それゆえ、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、簡易かつ小規模の回路構成であって、絶縁抵抗測定機能をも備えた地絡故障検出装置および該地絡故障検出装置を用いた地絡故障遠隔監視システムを提供することである。
【0023】
【課題を解決するための手段】
この発明のある局面によれば、低圧電線路に発生した地絡故障を検出する地絡故障検出装置であって、低圧電線路の変圧器の中性点に配された接地線に対して、商用周波数よりも低周波の信号電圧を印加する電源回路と、信号電圧に応じて、低圧電線路から接地線に還流される地絡電流に基づいて地絡故障を検出する検出回路とを含む。検出回路は、接地線に配され、地絡電流を検出回路内部に誘起する変流器と、並列接続された抵抗素子と容量素子とを含み、変流器から誘起されて抵抗素子に駆動される地絡電流の無効分を補償するための補償回路と、抵抗素子に駆動される地絡電流と信号電圧との位相差を検出し、検出結果信号を出力する位相差検出部と、位相差検出部の検出結果信号に基づいて、補償回路の抵抗素子と容量素子との値を制御して、抵抗素子に駆動される地絡電流と信号電圧との位相差がゼロとなるように制御する制御部と、無効分が補償された抵抗素子に駆動される地絡電流の電流値を常時監視し、所定の電流値を超えたときに地絡故障を検出して警報を発する地絡故障検出部とを備える。
【0024】
好ましくは、制御部は、位相差検出部の検出結果信号に基づいて、補償回路の抵抗素子の抵抗値および容量素子の容量値のいずれか一方、あるいは両方の値を制御する。
【0025】
より好ましくは、地絡故障検出部は、無効分が補償された抵抗素子に駆動される地絡電流の電流値に基づいて、低圧電線路の地絡抵抗または絶縁抵抗を測定する抵抗測定手段をさらに備える。
【0026】
この発明の別の局面によれば、低圧電線路に発生した地絡故障を検出する地絡故障検出手段と、前記低圧電線路の地絡故障を検出すると、前記低圧電線路の分岐点と各負荷とを結ぶ複数の引出し線にそれぞれ配設され、各前記複数の引出し線に発生した地絡故障を検出して、検出結果から地絡故障箇所を特定する地絡故障箇所検出手段とを備える。地絡故障検出手段は、低圧電線路の変圧器の中性点に配された接地線に対して、商用周波数よりも低周波の信号電圧を印加する第1の電源回路と、信号電圧に応じて、低圧電線路から前記接地線に還流される地絡電流に基づいて地絡故障を検出する第1の検出回路とを含む。地絡故障箇所検出手段は、引出し線に対して、商用電圧よりも低周波の信号電圧を印加する第2の電源回路と、信号電圧に応じて、地面から引出し線に還流される地絡電流に基づいて地絡故障を検出する第2の検出回路とを含む。第1および第2の検出回路は、接地線および引出し線にそれぞれ配され、地絡電流を検出回路内部に誘起する変流器と、並列接続された抵抗素子と容量素子とを含み、前記変流器から誘起されて前記抵抗素子に駆動される前記地絡電流の無効分を補償するための補償回路と、抵抗素子に駆動される地絡電流と信号電圧との位相差を検出し、検出結果信号を出力する位相差検出部と、位相差検出部の検出結果信号に基づいて、補償回路の抵抗素子と容量素子との値を制御して、抵抗素子に駆動される地絡電流と信号電圧との位相差がゼロとなるように制御する制御部と、無効分が補償された抵抗素子に駆動される地絡電流の電流値を常時監視し、所定の電流値を超えたときに地絡故障を検出して警報を発する地絡故障検出部とを備える。
【0027】
好ましくは、制御部は、位相差検出部の検出結果信号に基づいて、補償回路の抵抗素子の抵抗値および容量素子の容量値のいずれか一方、あるいは両方の値を制御する。
【0028】
この発明の別の局面によれば、各複数の需要家の受電設備に発生する地絡故障を遠隔的に監視して検出するための地絡故障遠隔管理システムであって、各複数の需要家の受電設備構内における低圧電線路の変圧器の中性点に接地された地絡故障検出装置と、地絡故障検出装置が地絡故障を検出して発する警報を伝送する信号伝送装置と、各複数の需要家の受電設備から遠隔に位置し、各複数の需要家の信号伝送装置から伝送される警報を常時監視し、警報が検知された需要家の受電設備に対して保全要員を派遣する監視センタとを備える。地絡故障検出装置は、各複数の需要家の受電設備構内における低圧電線路の変圧器の中性点に配された接地線に対して、商用周波数よりも低周波の信号電圧を印加する電源回路と、信号電圧に応じて、電線路から接地線に還流される地絡電流に基づいて地絡故障を検出する検出回路とを含む。検出回路は、接地線に配され、地絡電流を検出回路内部に誘起する変流器と、並列接続された抵抗素子と容量素子とを含み、変流器から誘起されて抵抗素子に駆動される地絡電流の無効分を補償するための補償回路と、抵抗素子に駆動される地絡電流と信号電圧との位相差を検出し、検出結果信号を出力する位相差検出部と、位相差検出部の検出結果信号に基づいて、補償回路の抵抗素子と容量素子との値を制御して、抵抗素子に駆動される地絡電流と信号電圧との位相差がゼロとなるように制御する制御部と、無効分が補償された抵抗素子に駆動される地絡電流の電流値を常時監視し、所定の電流値を超えたときに地絡故障を検出して警報を発する地絡故障検出部とを含む。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
【0030】
[実施の形態1]
図1は、この発明の実施の形態1に従う地絡故障検出装置の構成を示す図である。なお、本実施の形態では、地絡故障検出装置100を単相3線式電線路200の地絡故障検出に適用するときを例に説明する。
【0031】
図1を参照して、単相3線式電線路200の変圧器TにはB種接地工事が施され、中性点が接地線Lを介して接地される。
【0032】
単相3線式電線路200は、変圧器Tの2次側の低電圧を負荷に駆動するための電線路であり、各電線路L,Lは、それぞれ対地静電容量C,Cを有する。
【0033】
電線路Lにおける抵抗Rは、電線路Lに地絡故障が発生したときの故障地点における地絡抵抗である。したがって、地絡故障が発生すると、電線路Lの故障地点から地面へと地絡電流Iが流れ込む。地絡電流Iは、さらに、地面から接地線Lへと還流する。
【0034】
図2は、接地線Lに還流する地絡電流Iをベクトル表示した図である。
図2に示すように、地絡電流Iは、信号電圧Eと同相の有効分Iと、信号電圧Eに対して位相がπ/2進んだ無効分(IC1+IC2)とに分解される。
【0035】
ここで、有効分Iとは、図1の単相3線式電線路において、電線路の地絡地点における地絡抵抗Rを流れる電流に相当する。一方、無効分(IC1+IC2)は、各電線路の対地静電容量C,Cに対する充電電流の和に相当する。
【0036】
したがって、地絡抵抗Rを流れる地絡電流Iを求めるためには、地絡電流Iから無効分(IC1+IC2)を除去する必要がある。
【0037】
本実施の形態にかかる地絡故障検出装置は、この対地静電容量の影響の除去を実現する方法について提案するものである。以下に、地絡故障検出回路の構成およびその動作について詳細に説明する。
【0038】
地絡故障検出装置100は、単相3線式電線路200の中性点に配置されており、電源回路10と検出回路20とに大別される。電源回路10および検出回路20は、いずれも、変流器CT1,CT2を介して単相3線式電線路200の接地線Lに結合される。
【0039】
電源回路10は、接地線Lを1次導線とする貫通形の変流器CT1と、変流器CT1を介して接地線Lに信号電圧Eを印加するための電源1とを備える。
【0040】
後述するように、電源回路10の電源1から特定周波数の信号電圧Eが接地線Lに印加されると、地絡故障時には、接地線Lに特定周波数の地絡電流Iが還流される。
【0041】
ここで、単相3線式電線路200に地絡故障が発生すると、商用周波数の零相電圧が発生する。このため、電源回路10に商用周波数の電源を用いると、信号電圧Eは零相電圧との干渉による影響を受ける。よって、信号電圧Eの周波数は、商用周波数とは異なるものとする必要がある。
【0042】
さらに、電線路の対地静電容量に対する充電電流は、周波数に比例して電流値が増加することから、充電電流の抑制のために、信号電圧Eの周波数は、商用周波数よりも低く設定する。
【0043】
検出回路20は、接地線Lを1次導線とする貫通形の変流器CT2と、ローパスフィルタ回路LFと、抵抗値を可変とする補償用抵抗rと補償用コンデンサqと電流計4とからなる補償回路と、位相差検出部2と、制御部3とから構成される。
【0044】
変流器CT2は、信号電圧Eを受けて接地線Lに駆動される地絡電流Iを検出して、検出回路20内部へと伝送する。
【0045】
変流器CT2には、入力信号のうち低周波成分のみを抽出するローパスフィルタ回路LFが接続される。ローパスフィルタ回路LFは、検出した地絡電流Iから高周波である商用周波数成分を取り除き、特定周波数成分のみを通過させる。
【0046】
ローパスフィルタ回路LFの出力ノードには、補償回路が結合される。補償回路は、地絡電流Iから対地静電容量の影響を補償するための回路である。補償回路は、並列接続された補償用コンデンサqと、補償用抵抗rと、補償用抵抗rを流れる電流値を測定するための電流計4とを有する。
【0047】
ローパスフィルタ回路LFから補償回路に入力された地絡電流Iは、補償用抵抗rと補償用コンデンサqとに分流される。このうち、補償用抵抗rを流れる電流iは、さらに、位相差検出部2へと伝送される。
【0048】
位相差検出部2は、補償用抵抗rを流れる電流iと、電源回路10からの信号電圧Eとが入力されると、両者間の位相差を検出する。検出された位相差は、さらに、検出結果信号として、制御部3に入力される。制御部3は、検出結果信号を受けると、検出された位相差を「0」とする制御信号を補償用抵抗rに入力して抵抗値を調整する。ここで、位相差検出部2と制御部3との詳細な構成を以下に示す。
【0049】
図3は、図1の位相差検出部2および制御部3の回路構成の一例を示す図である。
【0050】
図3を参照して、位相差検出部2は、電流・電圧変換部と、コンパレータと、差動増幅器とで構成され、電源回路10からの電圧入力(信号電圧Eに相当)と検出回路20からの電流入力(補償用抵抗rにおける電流iに相当)との間の位相差を検出する。
【0051】
電流・電圧変換部は、位相差検出部2の電流入力側に設けられており、演算増幅器OP1と、抵抗R1,R2とで構成される。演算増幅器OP1が理想的であるとすると、入力された電流iは、負帰還接続された抵抗R2との積となる出力電圧に変換される。
【0052】
コンパレータは、信号電圧Eを受ける演算増幅器OP2と、電流・電圧変換された電流Iを受ける演算増幅器OP3と、抵抗R3〜R8とからなる。
【0053】
演算増幅器OP2は、正弦波の信号電圧Eが入力されると、ゼロ電圧との比較、すなわち極性を判定して、比較結果として2値の電位レベルを有する矩形波の信号を出力する。
【0054】
演算増幅器OP3においても、同様に、電圧変換された電流Iを受けると、極性を判定して、2値の電位レベルを有する矩形波の比較結果信号を出力する。
【0055】
演算増幅器OP2,OP3の出力信号は、後段の差動増幅器に入力される。差動増幅器は、演算増幅器OP4と、抵抗R9〜R12とからなる。演算増幅器OP2,OP3の出力信号は、抵抗R9,R10を介して、演算増幅器OP4の反転入力端子、非反転入力端子にそれぞれ入力される。差動増幅器は、2つの入力信号の位相差のみを増幅し、検出結果信号として、制御部3へと伝送する。
【0056】
制御部3は、可変抵抗である補償用抵抗rの抵抗値を制御するためのサーボモータ駆動部からなる。
【0057】
サーボモータ駆動部は、位相差検出部2の差動増幅器からの検出結果信号を、抵抗R13を介して反転入力端子に受け、非反転入力端子に接地電位を受ける演算増幅器OP5と、サーボモータMとを含む。
【0058】
演算増幅器OP5の反転入力端子と出力端子との間には、抵抗R14が結合されており、出力端子には、電位が抵抗R13,R14の比に比例した出力信号が出力される。
【0059】
演算増幅器OP5の出力信号は、後段のサーボモータMに入力される。サーボモータMは、演算増幅器OP5からの出力信号を動力として、直線または回転運動することにより、補償用抵抗rの抵抗値を変化させる。このとき、電流のiの位相が信号電圧Eよりも進んでいるときには、補償用抵抗rの抵抗値を大きくする。一方、電流iの位相が信号電圧Eよりも遅れているときには、補償用抵抗rの抵抗値を小さくする。
【0060】
このようにして、信号電圧Eと電流Iとの位相差が「0」となると、補償用抵抗rを流れる電流iからは、対地静電容量C,Cに起因する無効分が除去されることとなる。
【0061】
したがって、電流iは、後述するように、変流器CT1,CT2の巻数比と地絡抵抗Rとに比例する有効電流となることから、その電流値から地絡抵抗Rの抵抗値を求めることができる。
【0062】
なお、電線路に地絡故障が発生していない場合は、得られた抵抗値は、電線路の絶縁抵抗に相当することから、本実施の形態の地絡検出装置は、絶縁抵抗測定装置としての機能も備える。
【0063】
さらに、検出回路10内部の電流計4に警報接点付きのものを用いて、所定の絶縁抵抗値以下の抵抗値となったときに警報を発する構成とすれば、絶縁劣化による漏電の発生を検出できることから、常時監視型の地絡故障検出装置を得ることができる。
【0064】
次に、図1に示す本実施の形態の地絡故障検出装置の動作原理について、より詳細に説明する。
【0065】
図4は、図1の地絡検出装置100と単相3線式電線路200とを一体化したときの零相回路図である。
【0066】
図4を参照して、単相3線式電線路200の零相回路は、零相抵抗rと、零相リアクタンスXと、対地静電容量Cと地絡抵抗Rとからなる外部インピーダンスZとからなる。
【0067】
単相3線式電線路には、変流器CT1,CT2が配設される。変流器CT1,CT2の巻数比を、それぞれk,kとする。
【0068】
地絡故障検出装置100において、電源回路10は、変流器CT1と、電源Eと、内部抵抗rと、内部リアクタンスXとで表わされる。
【0069】
一方、検出回路20は、変流器CT2と、補償用抵抗rと、補償用コンデンサqと、内部抵抗rと、内部リアクタンスXとで表わされる。
【0070】
この構成において、単相3線式電線路200には、電源回路10より変流器CT1を介して印加された信号電圧Eによって、地絡電流Iが誘起される。
【0071】
地絡電流Iは、検出回路20の変流器CT2で検出されると、検出回路10内部の補償用コンデンサqと補償用抵抗rとに分流される。補償用抵抗rには、電流iが流れる。
【0072】
ここで、図4の単相3線式電線路200と電源回路10との組合せに係る零相等価回路は、図5の回路図で与えられる。
【0073】
図5を参照して、単相3線式電線路200の内部インピーダンスは、変流器CT1の巻数比kを用いて、零相抵抗k と零相リアクタンスk とで表わされる。また、外部インピーダンスは、k Zで与えられる。
【0074】
電源回路10を流れる電流I’は、巻数比kを比例定数として、I/kで与えられる。
【0075】
変流器CT1は、リアクタンスと抵抗とで表わされ、内部アドミッタンスYを有する。
【0076】
ここで、図5の電源回路10の内部インピーダンスと、単相3線式電線路200の零相回路の内部インピーダンスとは、地絡抵抗Rと対地静電容量Cとで構成される外部インピーダンスk Zに対して十分小さいことから、これらを無視することとする。また、変流器CT1の内部アドミタンスYも非常に小さい値であることから、同様に無視することとする。
【0077】
この結果、図5の零相等価回路は、さらに、図6の零相簡易等価回路図に簡略化することができる。
【0078】
図6に示すように、電源回路10と単相3線式電線路200との零相回路は、電源回路10の信号電圧Eと、電線路の内部インピーダンスk Zとで表わされる。
【0079】
このとき、回路を流れる電流I’は、地絡電流Iと、変流器CT1の巻数比kから、I’=I/kとなる。
【0080】
したがって、地絡電流Iは、信号電圧Eと電線路の内部インピーダンスk Zとから、式(1)で与えられる。
【0081】
【数1】

Figure 2004317164
【0082】
次に、図7に、地絡故障検出装置100の検出回路20と単相3線式電線路とを組合わせた簡易等価回路図を示す。
【0083】
図7を参照して、検出回路20は、電線路に配設された、巻数比kの変流器CT2と、補償用抵抗rと、補償用コンデンサqとからなる。
【0084】
検出回路20は、変流器CT2にて信号電圧Eの印加によって電線路に駆動された地絡電流Iを検出すると、内部に電流iを駆動する。電流iは、電線路の地絡電流Iに比例し、変流器CT2の巻数比kを比例定数として、式(2)で与えられる。
【0085】
【数2】
Figure 2004317164
【0086】
したがって、検出回路20を流れる電流iのうち、補償抵抗rを流れる電流iは、式(3)により求めることができる。
【0087】
【数3】
Figure 2004317164
【0088】
ここで、式(3)において、電線路の内部インピーダンスと検出回路の内部インピーダンスとの間に、CR=qrの関係が成り立てば、電流iの無効分が「0」となる。これによって、電流iは、式(4)のように、信号電圧Eと同相となる。
【0089】
【数4】
Figure 2004317164
【0090】
したがって、式(4)で得られる電流iより、地絡抵抗Rの抵抗値は、式(5)として求めることができる。
【0091】
【数5】
Figure 2004317164
【0092】
このとき、電線路に地絡故障が発生していない場合は、式(5)から得られる抵抗値Rは、電線路の絶縁抵抗の抵抗値に相当する。
【0093】
式(5)から明らかなように、電流iと信号電圧Eとの位相差が「0」となった状態では、電流計の指示値と変流器CT1,CT2の巻数比k,kと信号電圧Eとから、地絡抵抗Rの抵抗値を導出することができる。
【0094】
ここで、変流器CT1,CT2の巻数比k,kと信号電圧Eとは、いずれも固定値であるとから、電流計の目盛板に、電流値に対応する抵抗値を予め印字しておけば、地絡抵抗の値を直接読取ることが可能となる。
【0095】
以上のように、検出回路20の補償用抵抗rを流れる電流iと信号電圧Eとの位相差が「0」となるように、補償用抵抗rと補償用コンデンサqとの値を調整すれば、対地静電容量に対する充電電流を補償することができ、地絡抵抗Rを求めることが可能となる。
【0096】
なお、本実施の形態では、抵抗値を可変とする補償用抵抗rを調整することによって、地絡電流の無効分を補償する構成としたが、補償用抵抗rと補償用コンデンサqとの値をいずれも可変とすること、あるいは補償用コンデンサqの容量値のみを可変とすることによっても、同様の効果を得ることは明らかである。
【0097】
最後に、以上の構成および動作原理を備えた本実施の形態の地絡故障検出装置を用いた単相3線式電線路の地絡故障検出例について説明する。
【0098】
まず、補償動作に先立って、電線路の対地静電容量が地絡電流に及ぼす影響について説明する。
【0099】
図8は、図1の電源回路10から供給される信号電圧Eと信号電圧Eによって接地線Lに駆動される地絡電流Iとの間の位相差の対地静電容量依存性を示す図である。
【0100】
図8の特性は、電線路の地絡抵抗をR=1kΩに設定し、対地静電容量C(=C+C)を1pFから150μFまで変化させたときに得られた特性であり、地絡電流Iの電流値および信号電圧Eとの位相差の変化を示すものである。
【0101】
図8を参照して、電線路の対地静電容量Cが1pFと小さいときには、地絡電流Iの電流値は10mAと低く、信号電圧Eとの位相差もほぼ0度を示す。
【0102】
地絡電流Iは、対地静電容量Cの増加にしたがって、電流値が増加するとともに、信号電圧Eとの位相差も増加する。対地静電容量Cが150μFに至っては、地絡電流Iは、電流値140mAかつ位相差86度にまで増加する。
【0103】
図8の特性が得られた条件下において、検出回路20にて対地静電容量Cによる充電電流を補償しない(補償用抵抗rを固定とすることに相当)場合、補償用抵抗rを流れる電流iの対地静電容量依存性は、図9に示す特性となる。
【0104】
図9を参照して、補償用抵抗rを流れる電流iは、図8の地絡電流Iと同様に、対地静電容量Cの増加に伴なって、電流値および信号電圧Eとの位相差が増加していく傾向にある。
【0105】
そこで、次に、検出回路20において、対地静電容量Cに対する充電電流を補償(補償用抵抗rを可変とすることに相当)した場合について示す。
【0106】
図10に、補償用抵抗rを流れる電流iから対地静電容量の影響を補償した結果を示す。
【0107】
図10の特性は、図8および9と同様に、地絡抵抗Rを1kΩに設定し、対地静電容量Cを1pFから150μFまで変化させて得られた特性である。さらにこのとき、補償用抵抗rの抵抗値については、50Ω〜7.5MΩの範囲を変化させている。
【0108】
図10から明らかなように、補償用抵抗rにおいて、流れる電流iと信号電圧Eとの位相差が「0」となるように抵抗値を調整することにより、補償用抵抗rにおける電流iは、対地静電容量Cの増加にかかわらず、電流値10mAおよび信号電圧Eとの位相差0度に保たれる。このことから、電流iは、対地静電容量Cの影響が除去され、地絡抵抗Rの抵抗値にのみに依存した値となっていることが分かる。したがって、電流iの電流値から地絡抵抗Rの抵抗値を容易に求めることができる。
【0109】
ところで、実際に電線路に地絡故障が発生する場合には、それまで健全であった電線路の絶縁抵抗値が外部要因によって、徐々にまたは突然に低下するものである。そこで、地絡抵抗Rの抵抗値が変化したときに、地絡故障検出装置でみられる変化について示す。
【0110】
図11は、地絡電流Iおよび補償用抵抗rを流れる電流iと地絡抵抗Rとの関係および補償用抵抗rの抵抗値と地絡抵抗Rとの関係を示す図である。なお、電線路の対地静電容量Cは、100μFを示す。
【0111】
図11を参照して、地絡抵抗Rの抵抗値が1kΩから0.1kΩへと低下(変化率900%に相当)するにしたがって、地絡電流Iと補償用抵抗rを流れる電流iとは、いずれも増加する。
【0112】
このとき、地絡電流Iは、電流値が94mAから137mAへと変化しており、変化率は46%となる。一方、補償用抵抗rを流れる電流iは、電流値が10mAから100mAへと変化しており、変化率は900%を示す。
【0113】
この結果は、地絡電流Iが、電線路の対地静電容量に対する充電電流を含んでいるのに対して、補償用抵抗rを流れる電流iは、抵抗値の調整により、対地静電容量に対する充電電流を補償していることから、地絡抵抗Rを正確に検出していることを保証している。
【0114】
以上のように、この発明の実施の形態1に従えば、電線路の接地線に配した変流器の2次側の検出回路に、地絡電流と対地静電容量に対する充電電流との合成電流を誘起し、該合成電流と電源電圧との位相差をが「0」となるように検出回路内部の補償用抵抗の抵抗値を制御することにより、対地静電容量の影響を補償することができる。
【0115】
さらに、補償後の地絡電流から得られた抵抗は、地絡抵抗若しくは絶縁抵抗に相当することから、地絡検出とともに絶縁抵抗測定機能をも備えた地絡故障検出装置が実現される。
【0116】
[実施の形態2]
実施の形態1で説明したように、地絡故障検出装置を単相3線式電線路の中性点に接地することによって、電線路における地絡故障を検出することができる。ここで、電線路に地絡故障が発生したことが検出された場合、さらに、故障箇所がどこにあるのかを探索する必要が生じてくる。
【0117】
そこで、本実施の形態では、実施の形態1の地絡故障検出装置を用いて、さらに地絡故障箇所を検出する方法について説明する。
【0118】
図12は、この発明の実施の形態2に従う地絡故障検出装置の構成例を示す図である。
【0119】
図12を参照して、単相3線式電線路200の電線路L1には、負荷1〜負荷4へと電力を供給するための引出し線L1−1〜L1−4が配設されている。引出し線L1−1〜L1−4は、それぞれ、対地静電容量C1〜C4を含む。
【0120】
ここで、前以って、接地線に設置した地絡故障検出装置100(図示せず)によって、地絡故障が検出されているものとする。この場合、電線路に結合される引出し線ごとに地絡故障検出装置を設置して地絡故障検出を行なえば、地絡故障箇所を特定すことができる。
【0121】
図12では、一例として、引出し線L1−4に地絡検出装置100を設置して地絡故障の検出を行なうものとする。
【0122】
今、引出し線L1−4が地絡抵抗Rで地絡した場合、引出し線L1−4と地絡故障検出回路100とを組合わせた回路構成は、図13(a)の回路図で示される。
【0123】
図13(a)を参照して、引出し線L1−4を流れる地絡電流Iは、地絡抵抗Rを流れる電流Iと、引出し線L1−4の対地静電容量C4に対する充電電流Iとの合成電流となる。
【0124】
図13(b)は、引出し線L1−4を流れる地絡電流Iをベクトル表示した図である。図13(b)から明らかなように、地絡電流Iと信号電圧Eとの間には、無効分Iによる位相差が生じている。
【0125】
この場合も、実施の形態1と同様に、変流器CT2の2次回路に設けた検出回路20に地絡電流Iを誘起し、補償用抵抗rの抵抗値を制御することにより、対地静電容量C4に対する充電電流成分を補償することができ、地絡抵抗Rを流れる電流Iのみを精度良く検出することができる。
【0126】
なお、地絡故障検出装置の詳細な動作については、実施の形態1にて説明したものと共通することから繰り返さない。
【0127】
ここで、引出し線L1−4上に配した地絡故障検出装置100によって検出された地絡故障は、本検出装置の取付け位置よりも負荷側で発生したものである。
【0128】
一方で、地絡故障検出装置100の取付け位置よりも電源側で地絡が起こった場合、引出し線L1−4と地絡故障検出回路100とを組合わせた回路構成は、図14(a)の回路図で表わすことができる。
【0129】
図14(a)の回路において、信号電圧Eによって引出し線L1−4に駆動される電流Iは、対地静電容量C4に対する充電電流Iのみとなる。
【0130】
図14(b)は、電流Iをベクトル表示した図である。同図からも明らかなように、地絡抵抗を流れる有効分はゼロであることから、地絡故障検出装置100よりも負荷側には、故障箇所がないことが判断できる。
【0131】
以上のように、実施の形態2に従えば、地絡故障検出装置を電線路の引出し線に設置することにより、本検出装置の取付け位置に対して負荷側若しくは電源側のいずれかに地絡故障箇所があるのかを判断することができ、地絡発生箇所の特定を行なうことが可能となる。
【0132】
[実施の形態3]
以上のように、実施の形態1,2では、本発明に係る地絡故障検出装置を単相3線式電線路の地絡故障検出に用いた場合を例に説明した。本発明に係る地絡故障検出装置は、単相3線式に限定されず、変圧器の低圧側から負荷に電力を供給するための電線路であって、変圧器の中性点にB種接地工事が施されているものであれば、その方式にかかわらず適用可能であることは明らかである。具体的には、3相3線式や3相4線式の電線路の地絡故障についても検出可能である。
【0133】
そこで、本実施の形態では、図1の地絡故障検出装置を3相3線式電線路に設置して、地絡故障を検出する場合について説明する。
【0134】
図15は、3相3線式電線路300の回路図である。
図15を参照して、3相3線式電線路300は、a相,b相,c相の3相からなり、線電流I,I,Iがそれぞれ流れる。中性点は、接地線Lによって接地されている。
【0135】
ここで、図15に示すように、1線地絡故障が発生し、a相電線がインピーダンスZを通じて地絡したとする。
【0136】
1線地絡故障において、a相の電圧をVとすると、線電流I,I,Iの間には、式(6),(7)の関係が成り立つ。
【0137】
【数6】
Figure 2004317164
【0138】
【数7】
Figure 2004317164
【0139】
零相分電流をI、正相分電流をI、逆相分電流をIとし、式(6),(7)の条件を対称分に書き直すと、式(8)で示す関係が得られる。
【0140】
【数8】
Figure 2004317164
【0141】
このため、a相の電圧Vは、a相の起電圧E、対称分電圧V,V,V、対称分インピーダンスZ,Z,Zおよび式(6)を用いると、式(9)で与えられる。
【0142】
【数9】
Figure 2004317164
【0143】
さらに、式(9)に式(8)を代入すると、式(10)となる。
【0144】
【数10】
Figure 2004317164
【0145】
ここで、(Z+Z)≪(Z+3Z)であることから、零相分電流Iは、式(11)で与えられる。
【0146】
【数11】
Figure 2004317164
【0147】
また、低圧側の地絡故障では、インピーダンスZは、抵抗成分のみと考えられるため、図15の3相3線式電線路300は、図16(a)の零相等価回路で表わすことができる。
【0148】
図16(a)は、図15の3相3線式電線路300の零相等価回路である。また、本装置は、微地絡故障を検出するためのものであり、その場合には、Z≪Zであるため、零相分電流Iをベクトル表示すると、図16(b)となる。
【0149】
図16(a)を参照して、零相分電流Iは、地絡抵抗Zを流れる電流Iと、対地静電容量Cの充電電流Iとの合成電流となる。図16(b)に示すように、零相分電流Iは、対地静電容量Cの影響を受けていることが分かる。
【0150】
したがって、実施の形態1と同様に、零相分電流Iと信号電圧Eとの位相差が「0」となるように、検出回路20内部の補償用抵抗rの抵抗値を制御することにより、対地静電容量Cの影響を補償することができる。よって、本実施の形態においても、地絡電流のみを抽出して、地絡故障を検出することができる。
【0151】
以上のように、この発明の実施の形態3に従えば、零相電流と信号電圧との位相差を「0」となるように、地絡故障検出装置の補償用抵抗の抵抗値を制御することにより、対地静電容量の影響を補償でき、3相3線式電線路に生じた地絡故障を検出することができる。
【0152】
なお、実施の形態1と同様に、補償後の地絡電流から得られた抵抗は、地絡抵抗若しくは絶縁抵抗に相当することから、地絡検出とともに絶縁抵抗測定機能をも備えた地絡故障検出装置が実現される。
【0153】
[実施の形態4]
最後に、今回の発明に係る地絡故障検出装置を活用した遠隔監視システムについて説明する。
【0154】
図17は、この発明の実施の形態4に従う地絡故障の遠隔監視システムの構成を示す図である。
【0155】
本実施の形態の遠隔監視システムは、各需要家が所有する負荷設備に電力を供給するための受電設備400において、本発明に係る地絡故障検出装置を配設し、外部の監視センタ410から、遠隔的に地絡故障を検出することを目的とする。
【0156】
図17を参照して、複数の需要家の受電設備400において、変圧器Tの低圧側電線路200の中性点にはB種接地工事が施されている。各変圧器Tの接地線Lには、図1の地絡故障検出装置100が配設される。
【0157】
なお、本実施の形態の遠隔監視システムに用いた各需要家構内の配電系統は、標準的な配電系統の一例である。
【0158】
図17に示すように、配電系統として、図示しない変電所から電力を供給する配電線には、過電流に対する保護として、配電線の故障時に遮断する遮断器PASが配置される。遮断器PASは、地絡事故発生時において、他の需要家への影響を防止するために、内部の零相変流器ZCTと継電器Gとの組合せによって開放される。
【0159】
遮断器PASを経由した電力は、ケーブルCVTを介して計器用変成器PCTへと駆動される。計器用変成器PCTは、交流高電圧を測定するための計器用変圧器PTと、交流大電流を測定するための計器用変流器CTとからなる。計器用変成器PCTにおいて、交流高電圧(6600V)は、2次電圧として低圧(200V)に降下される。
【0160】
さらに、配電線には、負荷開閉器LBSが接続される。負荷開閉器LBSは、変圧器の保守点検時あるいは事故時において、変圧器を配電線から切り離す目的で使用される。
【0161】
配電線は、複数の配電線に分岐され、各変圧器Tの1次側に高電圧を駆動する。変圧器Tの1次側には、電力ヒューズPFが結合されており、変圧器Tの内部短絡時において、短絡電流を遮断する。なお、配電線には、電力用コンデンサSCが結合される。電力用コンデンサSCは、誘導性の負荷によって生じる遅れ力率を進ませて、送配電線の力率を改善して電力損失を軽減する目的で使用される。
【0162】
各変圧器Tでは、1次側の高電圧(6600V)が2次側において100−200Vの配電電圧に変電されると、配電用遮断器MCBを介して複数の負荷へと伝送される。変圧器Tの2次側は、先述のように、単相3線式電線路または3相3線式電線路などで構成され、中性点は接地線Lにより接地されている。
【0163】
さらに、接地線には、本発明に係る地絡検出装置が設置される。
以上の構成において、地絡故障検出回路100内部の図示しない電源回路から低周波の信号電圧Eが印加されると、接地線Lには地絡電流が誘起される。地絡電流は、変流器CT2で検出されて、図示しない検出回路へと駆動される。
【0164】
地絡故障検出装置100は、各接地線Lを流れる地絡電流を常時監視する。検出装置内部では、予め地絡故障の基準となる電流値が設定されている。地絡故障検出装置100は、対地静電容量の影響を補償した後の地絡電流と設定値とを常時比較する。地絡電流が設定値に達した場合、地絡故障検出回路100は、地絡故障が発生した電線路を検出し、検出信号を出力する。
【0165】
信号伝送装置110は、検出信号を受けると、通信回線により監視センタ410に警報を発報するともに、需要家の顧客名と故障内容とを監視センタ410の画面に表示する。
【0166】
監視センタ410では、故障内容を保全要員420の携帯端末に自動送信して知らせる。
【0167】
以上のように、この発明の実施の形態4に従えば、地絡故障検出装置を各需要家の受電設備構内の低圧電線路に設置することにより、各需要家の受電設備に発生し得る地絡故障を常時に監視可能な遠隔監視システムを構築することができる。
【0168】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【0169】
【発明の効果】
以上のように、この発明のある局面に従えば、電線路の接地線に配した変流器の2次側の検出回路に、地絡電流と対地静電容量に対する充電電流との合成電流を誘起し、該合成電流と電源電圧との位相差をが「0」となるように検出回路内部の補償用抵抗の抵抗値を制御することにより、対地静電容量の影響を補償することができる。
【0170】
さらに、補償後の地絡電流から得られた抵抗は、地絡抵抗若しくは絶縁抵抗に相当することから、地絡検出とともに絶縁抵抗測定機能をも備えた地絡故障検出装置が実現される。
【0171】
また、地絡故障検出装置を各需要家の受電設備構内の低圧電線路に設置することにより、各需要家の受電設備に発生し得る地絡故障を常時に監視可能な遠隔監視システムを構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1に従う地絡故障検出装置の構成を示す図である。
【図2】接地線Lに還流する地絡電流Iをベクトル表示した図である。
【図3】図1の位相差検出部2および制御部3の回路構成の一例を示す図である。
【図4】図1の地絡検出装置100と単相3線式電線路200とを一体化したときの零相回路図である。
【図5】図4の単相3線式電線路200と電源回路10との組合せに係る零相等価回路図である。
【図6】図5の零相等価回路図を簡略化した零相簡易等価回路図である。
【図7】地絡故障検出装置100の検出回路20と単相3線式電線路とを組合わせた簡易等価回路図である。
【図8】信号電圧Eと信号電圧Eによって接地線Lに駆動される地絡電流Iとの間の位相差の対地静電容量依存性を示す図である。
【図9】補償用抵抗rを流れる電流iの対地静電容量依存性を示す図である。
【図10】補償用抵抗rを流れる電流iから対地静電容量の影響を補償した結果を示す図である。
【図11】地絡電流Iおよび補償用抵抗rを流れる電流iと地絡抵抗Rとの関係および補償用抵抗rの抵抗値と地絡抵抗Rとの関係を示す図である。
【図12】この発明の実施の形態2に従う地絡故障検出装置の構成例を示す図である。
【図13】引出し線L1−4と地絡故障検出回路100とを組合わせた回路構成(図13(a))と、引出し線L1−4に流れる地絡電流Iをベクトル表示した図(図13(b))とである。
【図14】引出し線L1−4と地絡故障検出回路100とを組合わせた回路構成(図14(a))と、引出し線L1−4を流れる電流Iをベクトル表示した図(図14(b))とである。
【図15】3相3線式電線路300の回路図である。
【図16】図15の3相3線式電線路300の零相等価回路図(図16(a))と、零相分電流Iをベクトル表示した図(図16(b))とである。
【図17】この発明の実施の形態4に従う地絡故障の遠隔監視システムの構成を示す図である。
【図18】特許文献1に記載される従来の絶縁抵抗測定装置の一例の構成を示す概略ブロック図である。
【符号の説明】
1 電源、2 位相差検出部、3 制御部、4 電流計、5 リレー回路、10 電源回路、20 検出回路、L 接地線、L1,L2 電線路、R 地絡抵抗、C1,C2,C 対地静電容量、T,OT 変圧器、CT1,CT2 変流器、M サーボモータ、r 補償用抵抗、q 補償用コンデンサ、OP1〜OP5 演算増幅器、R1〜R14 抵抗、PAS 遮断器、G 継電器、CVTケーブル、PCT 計器用変成器、LBS 負荷開閉器、PF 電力ヒューズ、SC 電力用コンデンサ、MCB 配電用遮断器、、ZCT 零相変流器、AMP 増幅器、FIL フィルタ回路、DET 整流回路、OSC 発振器、L ループ接地線、100 地絡故障検出回路、110 信号伝送装置、200単相3線式電線路、300 3相3線式電線路、400 受電設備、410 監視センタ、420 保全要員。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a ground fault detection device and a ground fault remote monitoring system, and more particularly to a ground fault detection device and a ground fault remote monitoring system having an insulation resistance measuring function.
[0002]
[Prior art]
In the case of a low-voltage line such as a three-phase three-wire system, a three-phase four-wire system, or a single-phase three-wire system, when there is a risk that high voltage or extra high voltage may be mixed with low voltage, the purpose is to protect the low piezoelectric path. Class B grounding work is performed to ground the neutral point of the transformer with a ground wire.
[0003]
For this reason, in such an electric wire path, when detecting a ground fault or measuring insulation resistance in a live state, it is common to use a ground wire for class B grounding work. .
[0004]
However, when the ground fault is detected by the above method, the ground fault current flowing from the ground fault point of the power line to the ground wire via the ground is added to the current component due to the ground fault resistance, Since the charging current for the ground capacitance is included, it is necessary to accurately detect the current component due to the ground fault resistance.
[0005]
In addition, since the ground capacitance of the electric line constantly fluctuates depending on the connection state of the load to the low-voltage line and the operation state of the device, the influence of the fluctuating ground capacitance is reliably excluded from the ground fault current. It is desirable.
[0006]
In view of these needs, various methods for removing the influence of the earth capacitance have been proposed in the conventional ground fault detection device and insulation monitoring device (for example, Patent Documents 1, 2, and 2). 3).
[0007]
FIG. 18 is a schematic block diagram showing a configuration of an example of a conventional insulation resistance measuring device described in Patent Document 1.
[0008]
Referring to FIG. 18, the ground fault detecting device includes a grounding line L of a power receiving transformer T having a load Z.EOT, a zero-phase current transformer ZCT, an oscillator OSC for oscillating a low-frequency signal for measurement having a frequency lower than the commercial frequency, an amplifier AMP, a filter FIL, and a rectifier DET.
[0009]
The insulation resistance measuring device further includes a loop ground line L passing through the transformer OT and the zero-phase current transformer ZCT.PAnd the loop ground line LPVariable capacitor C connected in series toVAnd variable resistor RVAnd a parallel circuit comprising:
[0010]
Note that the loop ground line LPIs the ground line LEThe leakage current flowing through theC0′ Are arranged to penetrate the transformer OT and the zero-phase current transformer ZCT.
[0011]
In this configuration, the measurement low-frequency signal output from the oscillator OSC is transmitted from the transformer OT to the ground line L.ETo the ground line LEHas an electric line L1Insulation resistance R0And ground capacitance C0And the ground line LELeakage current I returning toC0+ IR0Is induced. Where IC0Is a charging current for the ground capacitance C0, and IR0Is the insulation resistance R of the wireway0Is the current flowing through
[0012]
Leakage current IC0+ IR0Is the ground line LEIs output to the zero-phase current transformer ZCT from the output terminal OUT via the amplifier AMP, the filter FIL, and the rectifier circuit DET connected thereto.
[0013]
On the other hand, the loop ground line LPHas a leakage current I due to a measurement low-frequency signal applied from the transformer OT.C0+ IR0Current I in opposite phase toC0′ Is induced and the variable capacitor CVAnd variable resistor RVFlows through a parallel circuit consisting of Therefore, the current IC0’Is a variable resistor RVCurrent I flowing throughRVAnd the variable capacitor CVCurrent I flowing throughCVAnd the combined current.
[0014]
Further, the loop ground line LPPasses through the zero-phase current transformer ZCT, so that the current IC0'Is output from the output terminal OUT via the amplifier AMP, the filter FIL, and the rectifier circuit DET, similarly to the leakage current.
[0015]
Therefore, the output terminal OUT has the leakage current IC0+ IR0And the current I in opposite phaseC0′ Are output. Since both currents are in a mutually canceling relationship, the variable resistor RVAnd variable capacitor CVIs adjusted, the absolute value of the combined current is minimized. The variable resistor R at this timeVAnd variable capacitor CVIs the insulation resistance R of the wireway0And capacitance C to ground0Is equivalent to the insulation resistance R0Can be obtained.
[0016]
[Patent Document 1]
JP-A-60-165559 (page 2, FIG. 3)
[0017]
[Patent Document 2]
JP-A-10-78461 (page 2, FIG. 1)
[0018]
[Patent Document 3]
JP-A-2002-125313 (page 3, FIG. 1)
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional insulation resistance measuring device shown in FIG. 18 generates a current having a phase opposite to the leakage current in the zero-phase current transformer, and the two currents cancel each other, so that the current flowing through the zero-phase current transformer is minimized. Thus, the influence of the capacitance to the ground is removed by controlling so that
[0020]
On the other hand, the conventional insulation resistance measuring device has a problem that it is not suitable for detecting a ground fault that requires constant monitoring because the insulation resistance is measured by operating the measuring device on site. For these reasons, conventionally, the ground fault detecting device and the insulation resistance measuring device are provided independently of each other and need to be used properly according to the purpose.
[0021]
In addition, the insulation resistance measurement device described in Patent Document 3 (not shown) requires a vector operation circuit for calculating the ground fault effective current in the zero-phase current transformer inside the measurement device. In addition to the complicated configuration, there has been a problem that the circuit scale is increased. This problem is disadvantageous also in terms of cost, and has been a factor that hinders generalization.
[0022]
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a ground fault detecting apparatus having a simple and small-scale circuit configuration and also having an insulation resistance measuring function. And to provide a ground fault remote monitoring system using the ground fault detecting device.
[0023]
[Means for Solving the Problems]
According to an aspect of the present invention, there is provided a ground fault detection device for detecting a ground fault occurring in a low-voltage line, and a ground line disposed at a neutral point of a transformer of the low-voltage line, The power supply circuit includes a power supply circuit that applies a signal voltage having a frequency lower than the commercial frequency, and a detection circuit that detects a ground fault based on a ground fault current returned from the low piezoelectric line to the ground line according to the signal voltage. The detection circuit includes a current transformer that is arranged on the ground line and induces a ground fault current inside the detection circuit, and a resistance element and a capacitance element that are connected in parallel, and is induced by the current transformer and driven by the resistance element. A compensating circuit for compensating for an ineffective component of the ground fault current, a phase difference detecting unit for detecting a phase difference between the ground fault current driven by the resistance element and the signal voltage, and outputting a detection result signal; The value of the resistance element and the capacitance element of the compensation circuit are controlled based on the detection result signal of the detection unit, and the phase difference between the ground fault current driven by the resistance element and the signal voltage is controlled to be zero. Ground fault detection that constantly monitors the current value of the ground fault current driven by the control unit and the resistive element whose ineffectiveness has been compensated, and detects a ground fault when a predetermined current value is exceeded and issues an alarm. Unit.
[0024]
Preferably, the control unit controls one or both of the resistance value of the resistance element and the capacitance value of the capacitance element of the compensation circuit based on the detection result signal of the phase difference detection unit.
[0025]
More preferably, the ground fault detection unit includes a resistance measuring unit that measures a ground fault resistance or an insulation resistance of the low piezoelectric line based on a current value of a ground fault current driven by the resistance element whose ineffective component has been compensated. Further prepare.
[0026]
According to another aspect of the present invention, a ground fault detecting means for detecting a ground fault occurring in the low-voltage line, and detecting a ground fault in the low-voltage line, a branch point of the low-voltage line and A ground fault detecting unit that is disposed on each of the plurality of leads connecting to the load, detects a ground fault occurring in each of the plurality of leads, and specifies a ground fault location based on the detection result. . The ground fault detecting means includes: a first power supply circuit for applying a signal voltage of a frequency lower than the commercial frequency to a ground wire disposed at a neutral point of the transformer of the low-voltage line; A first detection circuit for detecting a ground fault based on a ground fault current returned from the low-voltage line to the ground line. The ground fault location detecting means includes: a second power supply circuit for applying a signal voltage having a frequency lower than the commercial voltage to the lead, and a ground fault current that is returned from the ground to the lead according to the signal voltage. And a second detection circuit for detecting a ground fault based on The first and second detection circuits are arranged on the ground line and the lead line, respectively, include a current transformer for inducing a ground fault current inside the detection circuit, and a resistance element and a capacitance element connected in parallel. A compensating circuit for compensating for an ineffective part of the ground fault current driven by the resistance element induced by the current transformer, and detecting and detecting a phase difference between the ground fault current driven by the resistance element and the signal voltage. A phase difference detection unit that outputs a result signal, and a ground fault current and a signal that are driven by the resistance element by controlling values of the resistance element and the capacitance element of the compensation circuit based on the detection result signal of the phase difference detection unit. A control unit that controls the phase difference with the voltage to be zero, and a current value of the ground fault current driven by the resistance element whose ineffective component has been compensated is constantly monitored, and when the current value exceeds a predetermined current value, the ground level is monitored. A ground fault detection unit that detects a ground fault and issues an alarm.
[0027]
Preferably, the control unit controls one or both of the resistance value of the resistance element and the capacitance value of the capacitance element of the compensation circuit based on the detection result signal of the phase difference detection unit.
[0028]
According to another aspect of the present invention, there is provided a ground fault fault remote management system for remotely monitoring and detecting a ground fault occurring in a power receiving facility of each of a plurality of consumers, A ground fault detector that is grounded to the neutral point of a low-voltage line transformer in the power receiving facility premises, a signal transmission device that transmits an alarm that the ground fault detector detects and issues a ground fault, and It is located remotely from the power receiving equipment of a plurality of customers, constantly monitors the alarm transmitted from the signal transmission device of each of the plurality of customers, and dispatches maintenance personnel to the power receiving equipment of the customer where the alarm is detected. And a monitoring center. The ground fault detection device is a power supply that applies a signal voltage of a frequency lower than the commercial frequency to a ground line disposed at a neutral point of a transformer of a low-voltage line in a power receiving facility of each of a plurality of customers. And a detection circuit that detects a ground fault based on a ground fault current returned from the power line to the ground line according to the signal voltage. The detection circuit includes a current transformer that is arranged on the ground line and induces a ground fault current inside the detection circuit, and a resistance element and a capacitance element that are connected in parallel, and is induced by the current transformer and driven by the resistance element. A compensating circuit for compensating for an ineffective component of the ground fault current, a phase difference detecting unit for detecting a phase difference between the ground fault current driven by the resistance element and the signal voltage, and outputting a detection result signal; The value of the resistance element and the capacitance element of the compensation circuit are controlled based on the detection result signal of the detection unit, and the phase difference between the ground fault current driven by the resistance element and the signal voltage is controlled to be zero. Ground fault detection that constantly monitors the current value of the ground fault current driven by the control unit and the resistance element whose ineffectiveness has been compensated, and detects a ground fault when a predetermined current value is exceeded and issues an alarm. Parts.
[0029]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
[0030]
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a ground fault detection device according to the first embodiment of the present invention. In the present embodiment, a case where the ground fault detection device 100 is applied to the detection of a ground fault in the single-phase three-wire electric line 200 will be described as an example.
[0031]
Referring to FIG. 1, class B grounding is performed on transformer T of single-phase three-wire electric line 200, and neutral point is ground line L.EGrounded.
[0032]
The single-phase three-wire electric line 200 is an electric line for driving a low voltage on the secondary side of the transformer T to a load, and each electric line L1, L2Is the ground capacitance C1, C2Having.
[0033]
Electric line L1Is the resistance R1Is a ground fault resistance at a fault point when a ground fault occurs in the first embodiment. Therefore, when a ground fault occurs, the power line L1Ground fault current I0Flows in. Ground fault current IoIs further connected to the ground line L from the ground.EReflux.
[0034]
FIG. 2 shows the ground line LEGround current I flowing back to0FIG. 5 is a vector display.
As shown in FIG.0Is an effective component I in phase with the signal voltage E.gAnd an invalid component (IC1+ IC2).
[0035]
Here, the effective component Ig1 corresponds to the current flowing through the ground fault resistance R at the ground fault point of the electric line in the single-phase three-wire electric line shown in FIG. On the other hand, the invalid portion (IC1+ IC2) Indicates the ground capacitance C of each electric line.1, C2Corresponding to the sum of the charging currents.
[0036]
Therefore, the ground fault current I flowing through the ground fault resistance RgIn order to obtain the0From the invalid part (IC1+ IC2) Must be removed.
[0037]
The ground fault detection device according to the present embodiment proposes a method for realizing the removal of the influence of the ground capacitance. Hereinafter, the configuration and operation of the ground fault detection circuit will be described in detail.
[0038]
The ground fault detection device 100 is disposed at the neutral point of the single-phase three-wire electric line 200, and is roughly classified into a power supply circuit 10 and a detection circuit 20. Both the power supply circuit 10 and the detection circuit 20 are connected to the ground line L of the single-phase three-wire electric line 200 via the current transformers CT1 and CT2.EIs combined with
[0039]
The power supply circuit 10 includes a ground line LEIs a primary conductor, a through-type current transformer CT1 and a ground wire L via the current transformer CT1.EAnd a power supply 1 for applying a signal voltage E to the power supply.
[0040]
As described later, a signal voltage E of a specific frequency is supplied from the power supply 1 of the power supply circuit 10 to the ground line L.EIs applied to the ground line L when a ground fault occurs.ETo the ground fault current I at a specific frequency0Is refluxed.
[0041]
Here, when a ground fault occurs in the single-phase three-wire electric line 200, a zero-phase voltage of a commercial frequency is generated. Therefore, when a commercial frequency power supply is used for the power supply circuit 10, the signal voltage E is affected by interference with the zero-phase voltage. Therefore, the frequency of the signal voltage E needs to be different from the commercial frequency.
[0042]
Furthermore, since the charging current for the capacitance of the electric line relative to the ground increases in proportion to the frequency, the frequency of the signal voltage E is set lower than the commercial frequency to suppress the charging current.
[0043]
The detection circuit 20 includes a ground line LE, A compensating circuit including a compensating resistor r and a compensating capacitor q for varying the resistance value, an ammeter 4, and a phase difference detection. It comprises a unit 2 and a control unit 3.
[0044]
The current transformer CT2 receives the signal voltage E andEGround fault current I driven0Is detected and transmitted to the inside of the detection circuit 20.
[0045]
The current transformer CT2 is connected to a low-pass filter circuit LF that extracts only low-frequency components of the input signal. The low-pass filter circuit LF outputs the detected ground fault current I0, The high frequency commercial frequency component is removed, and only the specific frequency component is passed.
[0046]
A compensation circuit is coupled to an output node of the low-pass filter circuit LF. The compensation circuit calculates the ground fault current I0This is a circuit for compensating for the influence of the ground capacitance. The compensating circuit includes a compensating capacitor q, a compensating resistor r, and an ammeter 4 for measuring a current value flowing through the compensating resistor r.
[0047]
The ground fault current I input from the low-pass filter circuit LF to the compensation circuit0Is shunted to a compensating resistor r and a compensating capacitor q. Among them, the current i flowing through the compensation resistor rrIs further transmitted to the phase difference detection unit 2.
[0048]
The phase difference detector 2 detects the current i flowing through the compensation resistor r.rAnd the signal voltage E from the power supply circuit 10, the phase difference between them is detected. The detected phase difference is further input to the control unit 3 as a detection result signal. Upon receiving the detection result signal, the control unit 3 inputs a control signal that sets the detected phase difference to “0” to the compensation resistor r to adjust the resistance value. Here, a detailed configuration of the phase difference detection unit 2 and the control unit 3 will be described below.
[0049]
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of the phase difference detection unit 2 and the control unit 3 in FIG.
[0050]
Referring to FIG. 3, phase difference detection section 2 includes a current / voltage conversion section, a comparator, and a differential amplifier, and receives a voltage input (corresponding to signal voltage E) from power supply circuit 10 and detection circuit 20. (Current i in compensation resistor r)r) Is detected.
[0051]
The current / voltage converter is provided on the current input side of the phase difference detector 2, and includes an operational amplifier OP1 and resistors R1 and R2. Assuming that the operational amplifier OP1 is ideal, the input current irIs converted to an output voltage that is a product of the resistance R2 connected in negative feedback.
[0052]
The comparator includes an operational amplifier OP2 receiving the signal voltage E and a current / voltage-converted current Ir, And an operational amplifier OP3 that receives the current, and resistors R3 to R8.
[0053]
When the sine wave signal voltage E is input, the operational amplifier OP2 compares it with the zero voltage, that is, determines the polarity, and outputs a rectangular wave signal having a binary potential level as a comparison result.
[0054]
Similarly, in the operational amplifier OP3, the voltage-converted current IrUpon receiving the signal, the polarity is determined and a rectangular wave comparison result signal having a binary potential level is output.
[0055]
Output signals from the operational amplifiers OP2 and OP3 are input to a differential amplifier at a subsequent stage. The differential amplifier includes an operational amplifier OP4 and resistors R9 to R12. The output signals of the operational amplifiers OP2 and OP3 are input to the inverting input terminal and the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP4 via the resistors R9 and R10, respectively. The differential amplifier amplifies only the phase difference between the two input signals and transmits the result to the control unit 3 as a detection result signal.
[0056]
The control unit 3 includes a servo motor drive unit for controlling the resistance value of the compensating resistor r, which is a variable resistor.
[0057]
The servo motor driving unit receives the detection result signal from the differential amplifier of the phase difference detection unit 2 via an inverting input terminal via a resistor R13, and receives a ground potential at a non-inverting input terminal, and an operational amplifier OP5. And
[0058]
The resistor R14 is connected between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier OP5, and an output signal whose potential is proportional to the ratio of the resistors R13 and R14 is output to the output terminal.
[0059]
The output signal of the operational amplifier OP5 is input to the servo motor M at the subsequent stage. The servo motor M changes the resistance value of the compensating resistor r by performing a linear or rotational movement using the output signal from the operational amplifier OP5 as power. At this time, the current irIs higher than the signal voltage E, the resistance value of the compensation resistor r is increased. On the other hand, the current irIs smaller than the signal voltage E, the resistance value of the compensating resistor r is reduced.
[0060]
Thus, the signal voltage E and the current IrIs zero, the current i flowing through the compensation resistor rrFrom the ground capacitance C1, C2Will be removed.
[0061]
Therefore, the current irIs an effective current that is proportional to the turns ratio of the current transformers CT1 and CT2 and the ground fault resistance R, as described later, so that the resistance value of the ground fault resistor R can be obtained from the current value.
[0062]
In addition, when the ground fault does not occur in the electric line, the obtained resistance value corresponds to the insulation resistance of the electric line, so the ground fault detecting device of the present embodiment is used as an insulation resistance measuring device. It also has the function of
[0063]
Furthermore, if the ammeter 4 in the detection circuit 10 is provided with an alarm contact and an alarm is issued when the resistance value becomes equal to or less than a predetermined insulation resistance value, the occurrence of leakage due to insulation deterioration is detected. As a result, it is possible to obtain a ground fault detection device that is constantly monitored.
[0064]
Next, the operation principle of the ground fault detection device of the present embodiment shown in FIG. 1 will be described in more detail.
[0065]
FIG. 4 is a zero-phase circuit diagram when the ground fault detection device 100 of FIG. 1 and the single-phase three-wire electric line 200 are integrated.
[0066]
Referring to FIG. 4, the zero-phase circuit of single-phase three-wire electric line 200 has a zero-phase resistance r.0And zero-phase reactance X0And an external impedance Z comprising a ground capacitance C and a ground fault resistance R.
[0067]
Current transformers CT1 and CT2 are provided on the single-phase three-wire electric line. The turns ratio of the current transformers CT1 and CT2 is k1, K2And
[0068]
In the ground fault detection device 100, the power supply circuit 10 includes a current transformer CT1, a power supply E, and an internal resistance r.1And the internal reactance X1And represented by
[0069]
On the other hand, the detection circuit 20 includes a current transformer CT2, a compensating resistor r, a compensating capacitor q, and an internal resistor r.2And the internal reactance X2And represented by
[0070]
In this configuration, the ground fault current I is applied to the single-phase three-wire electric line 200 by the signal voltage E applied from the power supply circuit 10 via the current transformer CT1.0Is induced.
[0071]
Ground fault current I0Is detected by the current transformer CT2 of the detection circuit 20, and is divided into a compensation capacitor q and a compensation resistor r inside the detection circuit 10. The compensation resistor r has a current irFlows.
[0072]
Here, the zero-phase equivalent circuit according to the combination of the single-phase three-wire electric line 200 and the power supply circuit 10 in FIG. 4 is given by the circuit diagram in FIG.
[0073]
Referring to FIG. 5, the internal impedance of single-phase three-wire electric line 200 is determined by the turns ratio k of current transformer CT1.1And the zero-phase resistance k1 2r0And zero-phase reactance k1 2X0And represented by The external impedance is k1 2Given by Z.
[0074]
Current I flowing through power supply circuit 100’Is the turns ratio k1Is the proportionality constant, I0/ K1Given by
[0075]
The current transformer CT1 is represented by reactance and resistance, and has an internal admittance Y.
[0076]
Here, the internal impedance of the power supply circuit 10 of FIG. 5 and the internal impedance of the zero-phase circuit of the single-phase three-wire electric line 200 are represented by an external impedance k constituted by a ground fault resistance R and a ground capacitance C.1 2These are ignored because they are sufficiently small with respect to Z. Further, the internal admittance Y of the current transformer CT1 is also a very small value, and is therefore similarly ignored.
[0077]
As a result, the zero-phase equivalent circuit of FIG. 5 can be further simplified to a zero-phase simple equivalent circuit diagram of FIG.
[0078]
As shown in FIG. 6, the zero-phase circuit of the power supply circuit 10 and the single-phase three-wire system 200 has a signal voltage E of the power circuit 10 and an internal impedance k1 2And Z.
[0079]
At this time, the current I flowing through the circuit0’Is the ground fault current I0And the turns ratio k of the current transformer CT11From I0’= I0/ K1Becomes
[0080]
Therefore, the ground fault current I0Is the signal voltage E and the internal impedance k of the power line1 2From Z, it is given by equation (1).
[0081]
(Equation 1)
Figure 2004317164
[0082]
Next, FIG. 7 shows a simplified equivalent circuit diagram in which the detection circuit 20 of the ground fault detection device 100 and a single-phase three-wire electric line are combined.
[0083]
Referring to FIG. 7, detection circuit 20 is provided with a turns ratio k,2, A compensating resistor r, and a compensating capacitor q.
[0084]
The detection circuit 20 detects the ground fault current I driven to the electric line by the application of the signal voltage E by the current transformer CT2.0Is detected, the current i0Drive. Current i0Is the ground fault current I0And the turns ratio k of the current transformer CT22Is given by Expression (2), where is a proportional constant.
[0085]
(Equation 2)
Figure 2004317164
[0086]
Therefore, the current i flowing through the detection circuit 200Of the current i flowing through the compensation resistor rrCan be obtained by Expression (3).
[0087]
(Equation 3)
Figure 2004317164
[0088]
Here, in equation (3), if a relationship of CR = qr is established between the internal impedance of the power line and the internal impedance of the detection circuit, the current irBecomes "0". As a result, the current irBecomes in-phase with the signal voltage E as in the equation (4).
[0089]
(Equation 4)
Figure 2004317164
[0090]
Therefore, the current i obtained by equation (4)rThus, the resistance value of the ground fault resistance R can be obtained as Expression (5).
[0091]
(Equation 5)
Figure 2004317164
[0092]
At this time, when no ground fault has occurred in the electric line, the resistance value R obtained from Equation (5) corresponds to the resistance value of the insulation resistance of the electric line.
[0093]
As is clear from equation (5), the current irWhen the phase difference between the current and the signal voltage E is “0”, the indicated value of the ammeter and the turns ratio k of the current transformers CT1 and CT2 are k.1, K2And the signal voltage E, the resistance value of the ground fault resistor R can be derived.
[0094]
Here, the turns ratio k of the current transformers CT1, CT21, K2Since both the signal voltage E and the signal voltage E are fixed values, it is possible to directly read the value of the ground fault resistance by printing the resistance value corresponding to the current value on the scale plate of the ammeter in advance. Become.
[0095]
As described above, the current i flowing through the compensation resistor r of the detection circuit 20rIf the values of the compensating resistor r and the compensating capacitor q are adjusted so that the phase difference between the signal and the signal voltage E becomes “0”, the charging current with respect to the ground capacitance can be compensated, The resistance R can be obtained.
[0096]
In this embodiment, the ineffective component of the ground fault current is compensated by adjusting the compensating resistor r which makes the resistance value variable. However, the value of the compensating resistor r and the compensating capacitor q is adjusted. It is apparent that the same effect can be obtained by making any of these variables variable, or by making only the capacitance value of the compensating capacitor q variable.
[0097]
Lastly, a description will be given of an example of detecting a ground fault in a single-phase three-wire electric line using the ground fault detecting device of the present embodiment having the above configuration and operation principle.
[0098]
First, prior to the compensation operation, the effect of the capacitance of the power line to ground on the ground fault current will be described.
[0099]
FIG. 8 shows a signal line E supplied from the power supply circuit 10 of FIG.EGround fault current I driven0FIG. 4 is a diagram illustrating the dependence of the phase difference between the ground capacitance and the ground capacitance.
[0100]
The characteristic of FIG. 8 is that the ground fault resistance of the electric line is set to R = 1 kΩ, and the ground capacitance C (= C1+ C2) Is changed from 1 pF to 150 μF.0And the change in the phase difference between the current value and the signal voltage E.
[0101]
Referring to FIG. 8, when the ground capacitance C of the electric line is as small as 1 pF, the ground fault current I0Has a low value of 10 mA, and the phase difference with the signal voltage E also shows almost 0 degrees.
[0102]
Ground fault current I0As the current value increases as the ground capacitance C increases, the phase difference with the signal voltage E also increases. When the ground capacitance C reaches 150 μF, the ground fault current I0Increases to a current value of 140 mA and a phase difference of 86 degrees.
[0103]
Under the condition that the characteristic of FIG. 8 is obtained, when the charging current due to the ground capacitance C is not compensated by the detection circuit 20 (corresponding to fixing the compensation resistor r), the current flowing through the compensation resistor r irIs the characteristic shown in FIG.
[0104]
Referring to FIG. 9, current i flowing through compensation resistor rrIs the ground fault current I of FIG.0Similarly, as the capacitance C to the ground increases, the phase difference between the current value and the signal voltage E tends to increase.
[0105]
Therefore, next, a case will be described in which the detection circuit 20 compensates the charging current for the ground capacitance C (corresponding to making the compensation resistor r variable).
[0106]
FIG. 10 shows the current i flowing through the compensation resistor r.r5 shows the result of compensating for the influence of the ground capacitance.
[0107]
The characteristic of FIG. 10 is a characteristic obtained by setting the ground fault resistance R to 1 kΩ and changing the ground capacitance C from 1 pF to 150 μF, similarly to FIGS. 8 and 9. Further, at this time, the resistance value of the compensating resistor r is changed in the range of 50Ω to 7.5MΩ.
[0108]
As is apparent from FIG. 10, the current i flowing through the compensation resistor rrThe resistance i is adjusted so that the phase difference between the signal voltage E and the signal voltage E becomes "0".rIs maintained at a current value of 10 mA and a phase difference of 0 degree from the signal voltage E irrespective of an increase in the ground capacitance C. From this, the current irIt can be seen from the graph that the influence of the capacitance C to the ground is removed and the value depends only on the resistance value of the ground fault resistance R. Therefore, the current irThe resistance value of the ground fault resistor R can be easily obtained from the current value.
[0109]
When a ground fault actually occurs in an electric line, the insulation resistance value of the previously healthy line is gradually or suddenly decreased due to an external factor. Therefore, a change observed in the ground fault detection device when the resistance value of the ground fault resistor R changes will be described.
[0110]
FIG. 11 shows the ground fault current I0And current i flowing through compensation resistor rrFIG. 6 is a diagram showing a relationship between the ground fault resistance R and a resistance value of the compensation resistor r and the ground fault resistance R. Note that the capacitance C of the electric wire path to ground indicates 100 μF.
[0111]
Referring to FIG. 11, as the resistance value of ground fault resistor R decreases from 1 kΩ to 0.1 kΩ (corresponding to a change rate of 900%), ground fault current I increases.0And the current i flowing through the compensation resistor rrAnd both increase.
[0112]
At this time, the ground fault current I0The current value has changed from 94 mA to 137 mA, and the rate of change is 46%. On the other hand, the current i flowing through the compensation resistor rrIndicates that the current value has changed from 10 mA to 100 mA, and the rate of change indicates 900%.
[0113]
The result is that the ground fault current I0Contains the charging current for the earth capacitance of the electric line, while the current i flowing through the compensating resistor rrCompensates for the charging current with respect to the ground capacitance by adjusting the resistance value, and thus guarantees that the ground fault resistance R is accurately detected.
[0114]
As described above, according to the first embodiment of the present invention, the detection circuit on the secondary side of the current transformer arranged on the ground line of the power line has a combination of the ground fault current and the charging current with respect to the ground capacitance. Compensating for the influence of the ground capacitance by inducing a current and controlling the resistance value of a compensation resistor inside the detection circuit so that the phase difference between the combined current and the power supply voltage becomes “0”. Can be.
[0115]
Furthermore, since the resistance obtained from the compensated ground fault current corresponds to the ground fault resistance or the insulation resistance, a ground fault detection device having a ground fault detection and an insulation resistance measurement function is realized.
[0116]
[Embodiment 2]
As described in the first embodiment, by grounding the ground fault detecting device to the neutral point of the single-phase three-wire electric line, a ground fault in the electric line can be detected. Here, when it is detected that a ground fault has occurred in the electric wire path, it is necessary to further search for a fault location.
[0117]
Therefore, in the present embodiment, a method of further detecting a ground fault location using the ground fault detection device of the first embodiment will be described.
[0118]
FIG. 12 is a diagram showing a configuration example of a ground fault detection device according to the second embodiment of the present invention.
[0119]
Referring to FIG. 12, lead lines L1-1 to L1-4 for supplying electric power to loads 1 to 4 are provided in electric line L1 of single-phase three-wire electric line 200. . The lead lines L1-1 to L1-4 include ground capacitances C1 to C4, respectively.
[0120]
Here, it is assumed that the ground fault has been detected by the ground fault detecting device 100 (not shown) installed on the ground wire in advance. In this case, if a ground fault detection device is installed for each lead wire connected to the electric wire and ground fault detection is performed, a ground fault location can be specified.
[0121]
In FIG. 12, as an example, it is assumed that the ground fault detecting device 100 is installed on the lead line L1-4 to detect a ground fault.
[0122]
Now, in the case where the lead line L1-4 is grounded due to the ground fault resistance R, a circuit configuration in which the lead line L1-4 and the ground fault detection circuit 100 are combined is shown in the circuit diagram of FIG. .
[0123]
Referring to FIG. 13A, ground fault current I flowing through lead line L1-4 is provided.0Is the current I flowing through the ground fault resistance R.gAnd the charging current I to the ground capacitance C4 of the lead line L1-4.CAnd the combined current.
[0124]
FIG. 13B shows a ground fault current I flowing through the lead line L1-4.0FIG. 5 is a vector display. As is clear from FIG. 13B, the ground fault current I0And the signal voltage E, there is an invalid component ICCauses a phase difference.
[0125]
Also in this case, similarly to the first embodiment, the ground fault current I is supplied to the detection circuit 20 provided in the secondary circuit of the current transformer CT2.0By controlling the resistance value of the compensating resistor r, the charging current component with respect to the ground capacitance C4 can be compensated, and the current I flowing through the ground fault resistor R can be compensated.gCan be accurately detected.
[0126]
The detailed operation of the ground fault detection device is not repeated since it is common to that described in the first embodiment.
[0127]
Here, the ground fault detected by the ground fault detecting device 100 disposed on the lead line L1-4 is generated on the load side of the mounting position of the present detecting device.
[0128]
On the other hand, when a ground fault occurs on the power supply side from the mounting position of the ground fault detection device 100, the circuit configuration in which the lead L1-4 and the ground fault detection circuit 100 are combined is shown in FIG. Can be represented by the following circuit diagram.
[0129]
In the circuit shown in FIG. 14A, the current I driven to the lead lines L1-4 by the signal voltage E is0Is the charging current I with respect to the ground capacitance C4.COnly.
[0130]
FIG. 14B shows the current I0FIG. 5 is a vector display. As is clear from the figure, since the effective component flowing through the ground fault resistance is zero, it can be determined that there is no fault location on the load side of the ground fault detection device 100.
[0131]
As described above, according to the second embodiment, the ground fault detection device is installed on the lead wire of the power line, so that the ground fault is located on either the load side or the power supply side with respect to the mounting position of the detection device. It is possible to determine whether there is a failure location, and it is possible to specify a location where a ground fault has occurred.
[0132]
[Embodiment 3]
As described above, in the first and second embodiments, the case where the ground fault detecting device according to the present invention is used for detecting a ground fault in a single-phase three-wire electric line is described as an example. The ground fault detection device according to the present invention is not limited to a single-phase three-wire system, but is a power line for supplying power from a low-voltage side of a transformer to a load. It is clear that the method is applicable regardless of the type of the grounding work. Specifically, a ground fault in a three-phase three-wire system or a three-phase four-wire system can be detected.
[0133]
Therefore, in the present embodiment, a case will be described in which the ground fault detection device of FIG. 1 is installed in a three-phase three-wire electric line to detect a ground fault.
[0134]
FIG. 15 is a circuit diagram of the three-phase three-wire electric line 300.
Referring to FIG. 15, three-phase three-wire electric line 300 includes three phases of a phase, b phase, and c phase, and has a line current Ia, Ib, IcFlows each. The neutral point is the ground line LEGrounded.
[0135]
Here, as shown in FIG. 15, a one-wire ground fault occurs, and thefSuppose you have a ground fault.
[0136]
In the case of one-line ground fault, the voltage of phase a isaThen, the line current Ia, Ib, IcThe relations of equations (6) and (7) are established between.
[0137]
(Equation 6)
Figure 2004317164
[0138]
(Equation 7)
Figure 2004317164
[0139]
Zero phase current0, And the positive-phase current1, And the negative phase current2Then, if the conditions of Expressions (6) and (7) are rewritten symmetrically, the relationship represented by Expression (8) is obtained.
[0140]
(Equation 8)
Figure 2004317164
[0141]
Therefore, the voltage V of the a-phaseaIs the a-phase electromotive voltage Ea, The symmetrical component voltage V0, V1, V2, Symmetrical impedance Z0, Z1, Z2Using equation (6), equation (9) is given.
[0142]
(Equation 9)
Figure 2004317164
[0143]
Further, when Expression (8) is substituted into Expression (9), Expression (10) is obtained.
[0144]
(Equation 10)
Figure 2004317164
[0145]
Here, (Z1+ Z2) ≪ (Z0+ 3Zf), The zero-phase current I0Is given by equation (11).
[0146]
(Equation 11)
Figure 2004317164
[0147]
In the case of a ground fault on the low voltage side, the impedance ZfIs considered to be only a resistance component, the three-phase three-wire electric line 300 in FIG. 15 can be represented by a zero-phase equivalent circuit in FIG.
[0148]
FIG. 16A is a zero-phase equivalent circuit of the three-phase three-wire electric line 300 in FIG. The present device is for detecting a micro-ground fault, in which case,0≪ZfTherefore, the zero-phase current I0Is vector-displayed as shown in FIG.
[0149]
Referring to FIG. 16A, zero-phase current I0Is the ground fault resistance ZfCurrent I flowing throughZAnd the charging current I of the ground capacitance CCAnd the combined current. As shown in FIG. 16B, the zero-phase current I0Is affected by the ground capacitance C.
[0150]
Therefore, similarly to the first embodiment, the zero-phase current I0And the signal voltage EaBy controlling the resistance value of the compensating resistor r inside the detection circuit 20 so that the phase difference between the two becomes zero, the influence of the ground capacitance C can be compensated. Therefore, also in the present embodiment, a ground fault can be detected by extracting only the ground fault current.
[0151]
As described above, according to the third embodiment of the present invention, the resistance value of the compensation resistor of the ground fault detection device is controlled such that the phase difference between the zero-phase current and the signal voltage becomes “0”. This makes it possible to compensate for the influence of the ground capacitance and detect a ground fault occurring in the three-phase three-wire system.
[0152]
As in the first embodiment, since the resistance obtained from the ground fault current after compensation corresponds to the ground fault resistance or the insulation resistance, a ground fault having both the ground fault detection and the insulation resistance measurement function is provided. A detection device is realized.
[0153]
[Embodiment 4]
Lastly, a remote monitoring system using the ground fault detection device according to the present invention will be described.
[0154]
FIG. 17 shows a configuration of a ground fault remote monitoring system according to the fourth embodiment of the present invention.
[0155]
The remote monitoring system according to the present embodiment includes a ground fault detecting device according to the present invention in a power receiving facility 400 for supplying power to a load facility owned by each customer, and a remote monitoring center 410 It is intended to remotely detect a ground fault.
[0156]
Referring to FIG. 17, in a power receiving facility 400 of a plurality of consumers, a neutral point of the type B ground is applied to a neutral point of the low-voltage side electric line 200 of the transformer T. Ground line L of each transformer TEIs provided with the ground fault detection device 100 of FIG.
[0157]
The distribution system in each customer premises used in the remote monitoring system according to the present embodiment is an example of a standard distribution system.
[0158]
As shown in FIG. 17, as a power distribution system, a circuit breaker PAS that cuts off when a distribution line fails as a protection against overcurrent is provided on a distribution line that supplies power from a substation (not shown). The circuit breaker PAS is opened by a combination of the internal zero-phase current transformer ZCT and the relay G in order to prevent the influence on other customers when a ground fault occurs.
[0159]
Power via the circuit breaker PAS is driven to the instrument transformer PCT via the cable CVT. The instrument transformer PCT includes an instrument transformer PT for measuring an AC high voltage, and an instrument current transformer CT for measuring a large AC current. In the instrument transformer PCT, the AC high voltage (6600 V) is dropped to a low voltage (200 V) as a secondary voltage.
[0160]
Further, a load switch LBS is connected to the distribution line. The load switch LBS is used for disconnecting the transformer from the distribution line at the time of maintenance and inspection of the transformer or at the time of an accident.
[0161]
The distribution line is branched into a plurality of distribution lines and drives a high voltage to the primary side of each transformer T. A power fuse PF is coupled to the primary side of the transformer T, and cuts off a short-circuit current when the transformer T is internally short-circuited. Note that a power capacitor SC is coupled to the distribution line. The power capacitor SC is used for advancing a delay power factor caused by an inductive load, improving a power factor of a transmission and distribution line, and reducing power loss.
[0162]
In each transformer T, when the high voltage (6600V) on the primary side is transformed into a distribution voltage of 100-200V on the secondary side, it is transmitted to a plurality of loads via the distribution circuit breaker MCB. As described above, the secondary side of the transformer T is constituted by a single-phase three-wire system or a three-phase three-wire system, and the neutral point is a ground line L.EGrounded.
[0163]
Further, a ground fault detecting device according to the present invention is installed on the ground wire.
In the above configuration, when a low-frequency signal voltage E is applied from a power supply circuit (not shown) inside the ground fault detection circuit 100, the ground line LE, A ground fault current is induced. The ground fault current is detected by the current transformer CT2 and driven to a detection circuit (not shown).
[0164]
The ground fault detection device 100 is connected to each ground line LEThe ground fault current that flows through is constantly monitored. In the detection device, a current value serving as a reference for a ground fault is set in advance. The ground fault detection device 100 constantly compares the ground fault current after compensation for the influence of the ground capacitance with the set value. When the ground fault current reaches the set value, the ground fault detection circuit 100 detects the electric line on which the ground fault has occurred, and outputs a detection signal.
[0165]
Upon receiving the detection signal, the signal transmission device 110 issues an alarm to the monitoring center 410 via the communication line, and displays the customer name of the customer and the details of the failure on the screen of the monitoring center 410.
[0166]
The monitoring center 410 automatically notifies the portable terminal of the maintenance staff 420 of the details of the failure and informs them.
[0167]
As described above, according to the fourth embodiment of the present invention, by installing the ground fault detecting device on the low-voltage line in the power receiving facility premises of each customer, a ground that can be generated in the power receiving facility of each customer is provided. It is possible to construct a remote monitoring system capable of constantly monitoring a fault.
[0168]
The embodiments disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
[0169]
【The invention's effect】
As described above, according to one aspect of the present invention, the combined current of the ground fault current and the charging current with respect to the ground capacitance is supplied to the detection circuit on the secondary side of the current transformer arranged on the ground line of the power line. By inducing and controlling the resistance value of the compensation resistor inside the detection circuit so that the phase difference between the combined current and the power supply voltage becomes “0”, it is possible to compensate for the influence of the ground capacitance. .
[0170]
Furthermore, since the resistance obtained from the compensated ground fault current corresponds to the ground fault resistance or the insulation resistance, a ground fault detection device having a ground fault detection and an insulation resistance measurement function is realized.
[0171]
In addition, a remote monitoring system capable of constantly monitoring a ground fault that may occur in a power receiving facility of each customer by constructing a ground fault detecting device on a low-voltage line in the power receiving facility premises of each customer is constructed. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a ground fault detection device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows a ground line LEGround current I flowing back to0FIG. 5 is a vector display.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of a phase difference detection unit 2 and a control unit 3 in FIG.
FIG. 4 is a zero-phase circuit diagram when the ground fault detecting device 100 of FIG. 1 and a single-phase three-wire electric line 200 are integrated.
FIG. 5 is a zero-phase equivalent circuit diagram according to the combination of the single-phase three-wire electric line 200 and the power supply circuit 10 of FIG.
6 is a simplified zero-phase equivalent circuit diagram obtained by simplifying the zero-phase equivalent circuit diagram of FIG. 5;
FIG. 7 is a simplified equivalent circuit diagram in which the detection circuit 20 of the ground fault detection apparatus 100 and a single-phase three-wire electric line are combined.
FIG. 8 illustrates a signal line E and a ground line L according to the signal voltage E;EGround fault current I driven0FIG. 4 is a diagram illustrating the dependence of the phase difference between the ground capacitance and the ground capacitance.
FIG. 9 shows a current i flowing through a compensation resistor r.rFIG. 5 is a diagram showing the dependence of the capacitance on the ground.
FIG. 10 shows a current i flowing through a compensation resistor r.rFIG. 9 is a diagram showing the result of compensating for the influence of the ground capacitance from FIG.
FIG. 11: Ground fault current I0And current i flowing through compensation resistor rrFIG. 6 is a diagram showing a relationship between the ground fault resistance R and a resistance value of the compensation resistor r and the ground fault resistance R.
FIG. 12 is a diagram showing a configuration example of a ground fault detection device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 13 shows a circuit configuration (FIG. 13 (a)) obtained by combining a lead line L1-4 and a ground fault detection circuit 100, and a ground fault current I flowing through the lead line L1-4.0(FIG. 13 (b)).
FIG. 14 is a circuit configuration (FIG. 14A) in which a lead line L1-4 and a ground fault detection circuit 100 are combined, and a current I flowing through the lead line L1-4.0(FIG. 14 (b)).
FIG. 15 is a circuit diagram of a three-phase three-wire electric line 300;
FIG. 16 is a zero-phase equivalent circuit diagram (FIG. 16A) of the three-phase three-wire electric line 300 shown in FIG.0(FIG. 16 (b)).
FIG. 17 is a diagram showing a configuration of a ground fault fault remote monitoring system according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a schematic block diagram showing a configuration of an example of a conventional insulation resistance measuring device described in Patent Document 1.
[Explanation of symbols]
1 power supply, 2 phase difference detection section, 3 control section, 4 ammeter, 5 relay circuit, 10 power supply circuit, 20 detection circuit, LE  Ground wire, L1, L2 electric wire path, R ground fault resistance, C1, C2, C capacitance to ground, T, OT transformer, CT1, CT2 current transformer, M servo motor, r compensation resistor, q compensation capacitor , OP1 to OP5 Operational amplifier, R1 to R14 resistor, PAS circuit breaker, G relay, CVT cable, PCT instrument transformer, LBS load switch, PF power fuse, SC power capacitor, MCB power distribution circuit breaker, ZCT Zero-phase current transformer, AMP amplifier, FIL filter circuit, DET rectifier circuit, OSC oscillator, LP  Loop ground wire, 100 ground fault detection circuit, 110 signal transmission device, 200 single-phase three-wire system, 300 three-phase three-wire system, 400 power receiving equipment, 410 monitoring center, 420 maintenance personnel.

Claims (6)

低圧電線路に発生した地絡故障を検出する地絡故障検出装置であって、
前記低圧電線路の変圧器の中性点に配された接地線に対して、商用周波数よりも低周波の信号電圧を印加する電源回路と、
前記信号電圧に応じて、前記低圧電線路から前記接地線に還流される地絡電流に基づいて地絡故障を検出する検出回路とを含み、
前記検出回路は、
前記接地線に配され、前記地絡電流を前記検出回路内部に誘起する変流器と、並列接続された抵抗素子と容量素子とを含み、前記変流器から誘起されて前記抵抗素子に駆動される前記地絡電流の無効分を補償するための補償回路と、
前記抵抗素子に駆動される前記地絡電流と前記信号電圧との位相差を検出し、検出結果信号を出力する位相差検出部と、
前記位相差検出部の検出結果信号に基づいて、前記補償回路の前記抵抗素子と前記容量素子との値を制御して、前記抵抗素子に駆動される前記地絡電流と前記信号電圧との位相差がゼロとなるように制御する制御部と、
無効分が補償された前記抵抗素子に駆動される前記地絡電流の電流値を常時監視し、所定の電流値を超えたときに地絡故障を検出して警報を発する地絡故障検出部とを備える、地絡故障検出装置。
A ground fault detector for detecting a ground fault generated in a low-voltage line,
A power supply circuit for applying a signal voltage of a frequency lower than a commercial frequency to a ground line arranged at a neutral point of the transformer of the low-voltage line,
A detection circuit that detects a ground fault based on a ground fault current returned from the low-voltage line to the ground line in accordance with the signal voltage,
The detection circuit,
A current transformer that is arranged on the ground line and induces the ground fault current inside the detection circuit; and a resistance element and a capacitance element connected in parallel, and are driven by the resistance element by being induced from the current transformer. A compensating circuit for compensating for the ineffective component of the ground fault current,
A phase difference detection unit that detects a phase difference between the ground fault current and the signal voltage driven by the resistance element, and outputs a detection result signal;
A value of the resistance element and the capacitance element of the compensation circuit is controlled based on a detection result signal of the phase difference detection unit, and a position of the ground fault current and the signal voltage driven by the resistance element is controlled. A control unit that controls the phase difference to be zero,
A ground fault detecting unit that constantly monitors the current value of the ground fault current driven by the resistance element whose ineffective component is compensated, detects a ground fault when a predetermined current value is exceeded, and issues an alarm. A ground fault detection device comprising:
前記制御部は、前記位相差検出部の検出結果信号に基づいて、前記補償回路の前記抵抗素子の抵抗値および前記容量素子の容量値のいずれか一方、あるいは両方の値を制御する、請求項1に記載の地絡故障検出装置。The control unit controls one or both of a resistance value of the resistance element and a capacitance value of the capacitance element of the compensation circuit based on a detection result signal of the phase difference detection unit. 2. The ground fault detection device according to 1. 前記地絡故障検出部は、前記無効分が補償された抵抗素子に駆動される前記地絡電流の電流値に基づいて、前記低圧電線路の地絡抵抗または絶縁抵抗を測定する抵抗測定手段をさらに備える、請求項1に記載の地絡故障検出装置。The ground fault detection unit includes a resistance measuring unit that measures a ground fault resistance or an insulation resistance of the low piezoelectric line based on a current value of the ground fault current driven by the resistance element whose ineffective component has been compensated. The ground fault detection device according to claim 1, further comprising: 低圧電線路に発生した地絡故障を検出する地絡故障検出手段と、前記低圧電線路の地絡故障を検出すると、前記低圧電線路の分岐点と各負荷とを結ぶ複数の引出し線にそれぞれ配設され、各前記複数の引出し線に発生した地絡故障を検出して、検出結果から地絡故障箇所を特定する地絡故障箇所検出手段とを備え、
前記地絡故障検出手段は、
前記低圧電線路の変圧器の中性点に配された接地線に対して、商用周波数よりも低周波の信号電圧を印加する第1の電源回路と、
前記信号電圧に応じて、前記低圧電線路から前記接地線に還流される地絡電流に基づいて地絡故障を検出する第1の検出回路とを含み、
前記地絡故障箇所検出手段は、
前記引出し線に対して、商用電圧よりも低周波の信号電圧を印加する第2の電源回路と、
前記信号電圧に応じて、地面から前記引出し線に還流される地絡電流に基づいて地絡故障を検出する第2の検出回路とを含み、
前記第1および第2の検出回路は、
前記接地線および前記引出し線にそれぞれ配され、前記地絡電流を前記検出回路内部に誘起する変流器と、
並列接続された抵抗素子と容量素子とを含み、前記変流器から誘起されて前記抵抗素子に駆動される前記地絡電流の無効分を補償するための補償回路と、
前記抵抗素子に駆動される前記地絡電流と前記信号電圧との位相差を検出し、検出結果信号を出力する位相差検出部と、
前記位相差検出部の検出結果信号に基づいて、前記補償回路の前記抵抗素子と前記容量素子との値を制御して、前記抵抗素子に駆動される前記地絡電流と前記信号電圧との位相差がゼロとなるように制御する制御部と、
無効分が補償された前記抵抗素子に駆動される前記地絡電流の電流値を常時監視し、所定の電流値を超えたときに地絡故障を検出して警報を発する地絡故障検出部とを備える、地絡故障検出装置。
Ground fault detection means for detecting a ground fault occurring in the low-voltage line, and detecting a ground fault in the low-voltage line, a plurality of lead lines connecting a branch point of the low-voltage line and each load. Disposed, detecting a ground fault occurring in each of the plurality of lead wires, and comprising a ground fault location detecting means for identifying a ground fault location from the detection result,
The ground fault detection means,
A first power supply circuit for applying a signal voltage of a frequency lower than a commercial frequency to a ground line disposed at a neutral point of the transformer of the low-voltage line,
A first detection circuit that detects a ground fault based on a ground fault current returned from the low-voltage line to the ground line in accordance with the signal voltage,
The ground fault location detection means,
A second power supply circuit for applying a signal voltage having a frequency lower than a commercial voltage to the lead wire;
A second detection circuit that detects a ground fault based on a ground fault current returned from the ground to the lead line in accordance with the signal voltage,
The first and second detection circuits include:
A current transformer arranged on the ground wire and the lead wire, respectively, for inducing the ground fault current inside the detection circuit;
Including a resistance element and a capacitance element connected in parallel, a compensation circuit for compensating for the ineffective component of the ground fault current induced from the current transformer and driven by the resistance element,
A phase difference detection unit that detects a phase difference between the ground fault current and the signal voltage driven by the resistance element, and outputs a detection result signal;
A value of the resistance element and the capacitance element of the compensation circuit is controlled based on a detection result signal of the phase difference detection unit, and a position of the ground fault current and the signal voltage driven by the resistance element is controlled. A control unit that controls the phase difference to be zero,
A ground fault detecting unit that constantly monitors the current value of the ground fault current driven by the resistance element whose ineffective component is compensated, detects a ground fault when a predetermined current value is exceeded, and issues an alarm. A ground fault detection device comprising:
前記制御部は、前記位相差検出部の検出結果信号に基づいて、前記補償回路の前記抵抗素子の抵抗値および前記容量素子の容量値のいずれか一方、あるいは両方の値を制御する、請求項4に記載の地絡故障検出装置。The control unit controls one or both of a resistance value of the resistance element and a capacitance value of the capacitance element of the compensation circuit based on a detection result signal of the phase difference detection unit. 5. The ground fault detection device according to 4. 各複数の需要家の受電設備に発生する地絡故障を遠隔的に監視して検出するための地絡故障遠隔管理システムであって、
前記各複数の需要家の受電設備構内における低圧電線路の変圧器の中性点に接地された地絡故障検出装置と、
前記地絡故障検出装置が地絡故障を検出して発する警報を伝送する信号伝送装置と、
前記各複数の需要家の受電設備から遠隔に位置し、前記各複数の需要家の信号伝送装置から伝送される警報を常時監視し、警報が検知された前記需要家の受電設備に対して保全要員を派遣する監視センタとを備え、
前記地絡故障検出装置は、
前記各複数の需要家の受電設備構内における低圧電線路の変圧器の中性点に配された接地線に対して、商用周波数よりも低周波の信号電圧を印加する電源回路と、
前記信号電圧に応じて、前記電線路から前記接地線に還流される地絡電流に基づいて地絡故障を検出する検出回路とを含み、
前記検出回路は、
前記接地線に配され、前記地絡電流を前記検出回路内部に誘起する変流器と、並列接続された抵抗素子と容量素子とを含み、前記変流器から誘起されて前記抵抗素子に駆動される前記地絡電流の無効分を補償するための補償回路と、
前記抵抗素子に駆動される前記地絡電流と前記信号電圧との位相差を検出し、検出結果信号を出力する位相差検出部と、
前記位相差検出部の検出結果信号に基づいて、前記補償回路の前記抵抗素子と前記容量素子との値を制御して、前記抵抗素子に駆動される前記地絡電流と前記信号電圧との位相差がゼロとなるように制御する制御部と、
無効分が補償された前記抵抗素子に駆動される前記地絡電流の電流値を常時監視し、所定の電流値を超えたときに地絡故障を検出して警報を発する地絡故障検出部とを含む、地絡故障遠隔監視システム。
A ground fault remote management system for remotely monitoring and detecting a ground fault occurring in the power receiving equipment of each of the plurality of customers,
A ground fault detector that is grounded to the neutral point of the transformer of the low-voltage line in the power receiving facility premises of each of the plurality of consumers;
A signal transmission device that transmits an alarm that the ground fault detection device detects and issues a ground fault,
It is located remotely from the power receiving equipment of each of the plurality of customers, constantly monitors an alarm transmitted from the signal transmission device of each of the plurality of customers, and performs maintenance on the power receiving equipment of the customer where the alarm is detected. With a monitoring center to dispatch personnel,
The ground fault detection device,
A power supply circuit that applies a signal voltage of a frequency lower than the commercial frequency to a ground line disposed at a neutral point of the transformer of the low-voltage line in the power receiving facility premises of each of the plurality of consumers,
A detection circuit that detects a ground fault based on a ground fault current returned from the electric line to the ground line in accordance with the signal voltage,
The detection circuit,
A current transformer that is arranged on the ground line and induces the ground fault current inside the detection circuit; and a resistance element and a capacitance element connected in parallel, and are driven by the resistance element by being induced from the current transformer. A compensating circuit for compensating for the ineffective component of the ground fault current,
A phase difference detection unit that detects a phase difference between the ground fault current and the signal voltage driven by the resistance element, and outputs a detection result signal;
A value of the resistance element and the capacitance element of the compensation circuit is controlled based on a detection result signal of the phase difference detection unit, and a position of the ground fault current and the signal voltage driven by the resistance element is controlled. A control unit that controls the phase difference to be zero,
A ground fault detecting unit that constantly monitors the current value of the ground fault current driven by the resistance element whose ineffective component is compensated, detects a ground fault when a predetermined current value is exceeded, and issues an alarm. And a ground fault remote monitoring system.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104678257A (en) * 2015-02-08 2015-06-03 云南酷联科技有限公司 Method for positioning faults of high voltage single-core cable protective layer accurately
CN106556774A (en) * 2015-09-25 2017-04-05 浙江科畅电子有限公司 Overhead transmission line grounding fault searching instrument
CN108448562A (en) * 2018-05-25 2018-08-24 云南电网有限责任公司电力科学研究院 A kind of full compensation method of electric current based on singlephase earth fault and system
CN110073339A (en) * 2016-11-02 2019-07-30 日立汽车系统株式会社 Electronic control unit and communication equipment
JP2019135473A (en) * 2018-02-05 2019-08-15 ファナック株式会社 Motor drive device capable of estimating stray capacitance
CN110261720A (en) * 2019-08-06 2019-09-20 云南电网有限责任公司电力科学研究院 The single-phase earthing method of discrimination and device of distribution net work earthing fault
CN110261722A (en) * 2019-08-06 2019-09-20 云南电网有限责任公司电力科学研究院 A kind of single-phase earthing of isolated neutral system differentiates and sentences phase method
CN110261721A (en) * 2019-08-06 2019-09-20 云南电网有限责任公司电力科学研究院 Single-phase earthing under active compensation mode differentiates and sentences phase method
CN113933748A (en) * 2021-10-15 2022-01-14 劲逐软件技术(深圳)有限公司 Grounding monitoring method and device, computer equipment and storage medium

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104678257A (en) * 2015-02-08 2015-06-03 云南酷联科技有限公司 Method for positioning faults of high voltage single-core cable protective layer accurately
CN106556774A (en) * 2015-09-25 2017-04-05 浙江科畅电子有限公司 Overhead transmission line grounding fault searching instrument
CN110073339B (en) * 2016-11-02 2023-05-05 日立安斯泰莫株式会社 Electronic control device and communication apparatus
CN110073339A (en) * 2016-11-02 2019-07-30 日立汽车系统株式会社 Electronic control unit and communication equipment
US10972035B2 (en) 2018-02-05 2021-04-06 Fanuc Corporation Motor drive apparatus for estimating stray capacitance
JP2019135473A (en) * 2018-02-05 2019-08-15 ファナック株式会社 Motor drive device capable of estimating stray capacitance
CN108448562A (en) * 2018-05-25 2018-08-24 云南电网有限责任公司电力科学研究院 A kind of full compensation method of electric current based on singlephase earth fault and system
CN108448562B (en) * 2018-05-25 2024-05-28 云南电网有限责任公司电力科学研究院 Current full compensation method and system based on single-phase earth fault
CN110261720A (en) * 2019-08-06 2019-09-20 云南电网有限责任公司电力科学研究院 The single-phase earthing method of discrimination and device of distribution net work earthing fault
CN110261722A (en) * 2019-08-06 2019-09-20 云南电网有限责任公司电力科学研究院 A kind of single-phase earthing of isolated neutral system differentiates and sentences phase method
CN110261721A (en) * 2019-08-06 2019-09-20 云南电网有限责任公司电力科学研究院 Single-phase earthing under active compensation mode differentiates and sentences phase method
CN110261722B (en) * 2019-08-06 2021-02-02 云南电网有限责任公司电力科学研究院 Single-phase grounding judgment and phase judgment method of neutral point ungrounded system
CN113933748A (en) * 2021-10-15 2022-01-14 劲逐软件技术(深圳)有限公司 Grounding monitoring method and device, computer equipment and storage medium

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