JP2006038604A - Leakage current measuring instrument - Google Patents
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Description
本発明は、電路の絶縁状態の計測に関し、活線状態で電路に直接ふれることなく、電路の絶縁抵抗に起因する漏れ電流を計測する漏れ電流計測器に関するものである。 The present invention relates to a measurement of an insulation state of an electric circuit, and relates to a leakage current measuring instrument that measures a leakage current caused by an insulation resistance of the electric circuit without directly touching the electric circuit in a live line state.
電気は電気事業法に基づく技術基準(電気設備技術基準、以下電技)により、保安の原則として、電路は、大地から絶縁しなければならないと定められている。絶縁抵抗計での測定では、その基準値は使用電路電圧に換算して1mAである。一般住宅での絶縁抵抗は、4年に1度おこなわれている。しかし、現状は日中は留守であったり、また、停電作業による問題点や、住宅内での測定を好ましく思われないケースがある。そこで、これらの要求に応えるかたちとして、使用電圧が低圧の電路にあって、絶縁測定が困難な場合には、漏洩電流を1mA以下に保つことが規定された。この方法は停電させないで、しかも屋外から住宅内の絶縁状態がわかるために、広く活用されている。クランプ式の漏れ電流計で漏れ電流を高精度に計測するする方法がある(特許文献1)。 According to the technical standards based on the Electricity Business Law (electrical equipment technical standards, hereinafter referred to as electrical engineering), as a principle of safety, electricity is required to be insulated from the earth. In the measurement with an insulation resistance meter, the reference value is 1 mA in terms of the circuit voltage used. Insulation resistance in ordinary houses is carried out once every four years. However, there are cases where the present situation is absence during the day, problems due to power outage work, and measurement in a house are not preferable. In order to meet these requirements, it has been stipulated that the leakage current be kept at 1 mA or less when the working voltage is in a low voltage circuit and insulation measurement is difficult. This method is widely used in order not to cause a power outage and to understand the insulation state in the house from the outside. There is a method of measuring the leakage current with a clamp-type leakage ammeter with high accuracy (Patent Document 1).
漏洩電流が1mAを超える場合は、電路と大地との間の静電容量によるものか、電路の絶縁が低下したことによるものかは不明である。そこで、停電させて絶縁抵抗試験器による絶縁抵抗の測定や、一般住宅内の分電盤において、活線状態のままで電路電圧と零相電流を入力させて、漏れ電流の中に含まれる抵抗分電流を計測する方法がおこなわれている。 When the leakage current exceeds 1 mA, it is unclear whether the leakage current is due to the capacitance between the electric circuit and the ground or the insulation of the electric circuit is lowered. Therefore, measure the insulation resistance with an insulation resistance tester after a power failure, or input the circuit voltage and zero-phase current while keeping the live line state in the distribution board in a general house, and the resistance included in the leakage current A method of measuring the partial current has been performed.
その方法を図1示す。図1で、ブレーカ1の負荷側端子2に電圧検出用クリップ4により電路電圧を漏れ電流抵抗分測定器6に取り込む。負荷電流が流れる電線3に分割型ZCT5を挟み込み零相電流を検出し、零相電流の中に含まれる電路電圧と同相分電流を計測する。この電流が漏れ電流に含まれる抵抗分電流である(特許文献2)。
屋外の引き込み口における漏れ電流の測定は住宅内全体の配線と大地間のストレー容量(静電容量)が漏洩電流となって表れる。大きさとしては1mA前後である。これは、電路の絶縁の計測値の基準が1mA以下という要求に対して、不必要な電流である。計測電流が1mAを超えた場合には、住宅内に入り分電盤を切り、フィーダ毎の絶縁抵抗計を測定する。あるいは分電盤のブレーカの2次側から電圧を計測して漏れ電流に含まれる抵抗分電流を計測し、電路の絶縁が良好なことを確認している。このような場合、時間と手間が多くかかる。 In the measurement of leakage current at the outdoor entrance, the stray capacitance (capacitance) between the wiring in the entire house and the ground appears as leakage current. The size is around 1 mA. This is an unnecessary current in response to a requirement that the standard of the measured value of the insulation of the electric circuit is 1 mA or less. If the measured current exceeds 1 mA, enter the house, cut off the distribution board, and measure the insulation resistance meter for each feeder. Alternatively, the voltage is measured from the secondary side of the breaker of the distribution board to measure the resistance divided current included in the leakage current, and it is confirmed that the insulation of the electric circuit is good. In such a case, it takes a lot of time and effort.
変流器の窓内に2個以上の電極を取り付け、この電極と大地との間に誘起する電位の大きさ及び位相を検出し、この基準位相を求め、この位相によって零相電流を同期検波させる。 Two or more electrodes are installed in the current transformer window, the magnitude and phase of the potential induced between this electrode and the ground are detected, the reference phase is obtained, and the zero-phase current is synchronously detected by this phase. Let
この電極に誘起される電圧はCTの窓内の1次導体の電圧が誘起される。電圧と同時に位相も検出する。この検出された位相と電圧の大きさから1次導体の活線相の位相を計算する。これにより、分割CTを1次導体にクランプするのみで、電路に流れる漏れ電流の中の抵抗分漏れ電流の計測が可能になる。 The voltage induced in this electrode is the voltage of the primary conductor in the CT window. The phase is detected simultaneously with the voltage. The phase of the live conductor phase of the primary conductor is calculated from the detected phase and voltage magnitude. Thereby, it is possible to measure the resistance leakage current in the leakage current flowing in the electric circuit only by clamping the divided CT to the primary conductor.
CTの窓の内周に銅テープ又は金属片の電極を2枚以上取り付ける。CTの側面又は側面と外周側に、電界シールドを各電極に共通のアース電位面として取り付ける。これにより、CTの窓内に任意の位置に配置された単相又は3相電源の各相電圧の対地間電位を電極と電界シールド間に生じた電位により演算処理し、CTの1次側の各相の位相を算出する。算出された位相を基に漏れ電流に対して同期検波させ、漏れ電流に含まれる抵抗分電流を計測する。単相電路用では電極に誘起させた電圧の位相を基準とする。3相電路用は各電極に誘起された位相から又は誘起電圧の大きさを含めた位相から、基準位相を求めて零相電流に対し同期検波を行い、抵抗分漏れ電流を求める。 At least two copper tape or metal strip electrodes are attached to the inner periphery of the CT window. An electric field shield is attached to each electrode as a common ground potential surface on the side surface or side surface and outer peripheral side of the CT. As a result, the ground-to-ground potential of each phase voltage of a single-phase or three-phase power source arranged at an arbitrary position in the CT window is processed by the potential generated between the electrode and the electric field shield, and the primary side of the CT is processed. Calculate the phase of each phase. Based on the calculated phase, synchronous detection is performed with respect to the leakage current, and the resistance component current included in the leakage current is measured. For a single-phase circuit, the phase of the voltage induced in the electrode is used as a reference. For the three-phase circuit, the reference phase is obtained from the phase induced in each electrode or the phase including the magnitude of the induced voltage, and synchronous detection is performed on the zero-phase current to obtain the resistance leakage current.
例として、本発明によるCTの窓、及び外周の回りに貼付された電極、シールドと1次導体との静電結合を示す図2で説明する。鉄心7の回りには零相電流を検出するための2次巻線8が巻かれている。その周りには樹脂の外装ケース9で覆われている。導体でできた電極10、11、12、13がCTの窓の内周にお互いどうしは絶縁されて取り付けられている。大地アース側の電位を基準とするために、人体を介し又は直接アースに接続されている電界シールド14がCTの窓の内周を除いた回りに取り付けられている。1次側の導体15をR相、導体16を接地相側のS相とする。すると、各部品どうし間において静電容量が生じる。導体15、16付近の静電容量値を示すと、電極導体15と電極10との間の静電容量値をC1、電極10とシールド14間はC2、導体15とシールド間はC3、導体15と電極13間はC4、導体15と16間はC5、導体16と電極10間はC6、導体16と電極13間はC7、電極13とシールド14間はC8とすると、各導体の電位と導体付近の各電極の電位を求める等価回路は図3で表せる。図3の中で、電圧17の電圧VRは導体15の大地に対するR相の電圧である。導体16は大地と同電位である。電極10、13とシールド14間の電位は各々、電圧V1、V2で示す。するとV1,V2の出力はVRの位相を維持したまま大きさのみの変化として表れる。よってV1、V2のどちらかをを基準位相として零相電流に対して同期検波を行うと、抵抗分漏れ電流が計測できる。デルタ結線され、1端子がB種接地された一般的な3相電路では1次側の活線相同士の電圧の位相範囲は60度である。このときは各電極の大きさと位相から1次電圧の位相範囲の中間の位相である30度の位相を算出し、この位相を基準位相とする。図4は本発明によるクランプタイプの抵抗分漏れ電流計の回路ブロック図である。CT部18は分割型CTで漏れ電流計測用の2次巻線8を有し、詳細は図2で示す通りである。バッファ19、20、21、22でインピーダンス変換させる。演算回路23ではCT18の窓内の1次側電圧の位相を検出する。バッファ19、20、21、22の出力の位相が同一又は180°の位相のみが含まれているときは単相電源と判断し、一つの電極の位相を基準位相をする。バッファ19、20、21、22の出力の位相の範囲が10°〜60°のときは1次側電圧を3相電源と判断して、1次側電源の位相範囲の1/2である30°を算出し、基準とする。この1次側電源の位相範囲の1/2である30°の位相検出方法は、バッファ19、20、21、22の出力を平均する方程式から解を求める方法や、連立方程式等により求める。演算回路の出力は整流回路24で直流にし、コンパレータ25で基準電圧と比較し、ノイズと信号レベルを選別し、計測状態をLED表示26で示す。計測の良好状態を確認したあと、演算出力はアンプ27で増幅後、同期検波28の基準信号とする。零相電流はCTの2次コイル8から出力され、アンプ29で増幅され、位相可変回路30で誤差位相を調整後同期検波28に信号として入力される。同期検波28の出力はフィルタ31を通過後直流レベルとなり、表示部32で零相電流の中に含まれる抵抗分電流を表示する。
As an example, FIG. 2 shows the CT window according to the present invention and the electrostatic coupling between the electrodes, shields and primary conductors attached around the periphery. A secondary winding 8 for detecting a zero-phase current is wound around the
1・・ブレーカ、2・・ブレーカの負荷側端子、3・・負荷電流が流れる電線、4・・電圧計測用クリップ、5・・分割型CT、6・・漏れ電流の抵抗分計測用計測器本体、7・・CTに使用する鉄心、8・・CTの2次巻線、9・・外装ケース、10・・電極1、11・・電極2、12・・電極3、13・・電極4、14・・電界シールド、15・・R相電源、16・・S相電源、17・・大地に対するR相電源の電位,18・・CT部,19,20,21,22,・・インピーダンス変換用バッファ、23・・電圧の大きさ及び位相を計測する演算回路、24・・整流回路、25・・コンパレータ回路、26・・LED表示、27・・増幅回路、28・・同期検波回路、29・・アンプ、30・・位相調整回路、31・・ローパスフィルタ、32・・表示部、C1・・R相と電極1間の静電容量、C2・・電極1と電界シールド間の静電容量、C3・・R相と電界シールド間の静電容量、C4・・R相と電極2間の静電容量、C5・・R相とS相間の静電容量、C6・・S相と電極1との間の静電容量、C7・・S相と電極2との間の静電容量、C8・・電極2と電界シールド間の静電容量、C9・・S相と電界シールド間の静電容量、V1・・電極1と電界シールド14間に生じる電位、V2・・電極2と電界シールド間14に生じる電位
1 .... Breaker 2. Load terminal of breaker 3 .... Electric wire through which load current flows 4 .... Clip for voltage measurement 5 .... Split CT, 6 .... Measuring instrument for resistance measurement of leakage current Main body, 7 ... Iron core used for CT, 8 ... CT secondary winding, 9 ... Exterior case, 10 ... Electrode 1, 11 ... Electrode 2, 12 ... Electrode 3, 13 ... Electrode 4 , 14 .. Electric field shield, 15 .. R phase power supply, 16 .. S phase power supply, 17 .. Potential of R phase power supply with respect to ground, 18 .. CT section, 19, 20, 21, 22,. Buffer, 23 .... arithmetic circuit for measuring voltage magnitude and phase, 24..rectifier circuit, 25..comparator circuit, 26..LED display, 27..amplifier circuit, 28..synchronous detection circuit, 29. ..Amplifier 30 ..
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WO2008069249A1 (en) * | 2006-12-08 | 2008-06-12 | Ohno, Takemi | Leakage current determining apparatus and leakage current determining method |
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