JP2006071341A - 電気設備の絶縁監視装置と方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 絶縁監視装置10において、電流計測手段11は、受電トランス1の接地線3に結合したZCT4からの零相電流を所定の時間間隔でサンプリングして計測し、零相電流サンプリング値を得る。電圧計測手段12は、ケーブル2から供給される電源電圧を所定の時間間隔でサンプリングして計測し、電圧サンプリング値を得る。模擬ベクトル生成手段13は、電圧サンプリング値を用いて電気設備の対地充電電流と略同位相の充電電流模擬ベクトルを生成する。直交成分演算手段14は、零相電流サンプリング値の充電電流模擬ベクトルに対する直交成分を算出する。絶縁監視手段15は、直交成分に基づいて電気設備の絶縁不良の有無を判定する。警報出力手段16は、絶縁不良の場合に警報を出力する。
【選択図】 図1
Description
[1−1.構成]
図1は、本発明を適用した第1の実施形態に係る絶縁監視装置を電気設備に設置した状態を示す回路図と絶縁監視装置の構成を示すブロック図である。この図1に示すように、監視対象となる電気設備の受電トランス(変圧器)1は、高圧受電した電気を降圧し、ケーブル2を経由して負荷設備へ配分するようになっている。受電トランス1の接地線3には、零相変流器(以下には、ZCTと略称する)4が取り付けられている。なお、図1は、受電トランス1が単相回路である場合を示している。
以上のような構成を有する第1の実施形態に係る絶縁監視装置の動作は次の通りである。
ただし、θはI0とIVCがなす角度。
= I0m-3・IVCm−I0m・IVCm-3 …(2)
ただし、添え字mが現時点のサンプリングデータとした場合、m−3は、3サンプリング(90°)前のデータであることを示す。
以上のような第1の実施形態に係る絶縁監視装置によれば、対地充電電流の成分を除去した零相電流を精度よく抽出することができる。以下には、この点について説明する。
図3は、本発明を適用した第2の実施形態に係る絶縁監視装置を電気設備に設置した状態を示す回路図と絶縁監視装置の構成を示すブロック図である。この図3に示すように、本実施形態は、監視対象となる電気設備の受電トランス1が3相△(あるいはV)結線である点、および、絶縁監視装置10が移相演算手段17を備えている点で第1の実施形態と相違するが、他の構成は、第1の実施形態と同様である。
図5は、本発明を適用した第3の実施形態に係る絶縁監視装置を電気設備に設置した状態を示す回路図と絶縁監視装置の構成を示すブロック図である。この図5に示すように、本実施形態は、監視対象となる電気設備の受電トランス1Aが3相△(あるいはV)回路であるのに対し、電圧計測手段12による電圧の取込み先が単相変圧器である別の受電トランス1Bの回路である点で、第2の実施形態と相違するが、他の構成は、第2の実施形態と同様である。ただし、この構成は、受電トランス1Aと受電トランス1Bの1次側が同一系統である(受電トランス1Bが監視対象となる電気設備につながっている)ことを前提条件としている。
図6は、本発明を適用した第4の実施形態に係る絶縁監視装置を電気設備に設置した状態を示す回路図と絶縁監視装置の構成を示すブロック図である。この図6に示すように、本実施形態は、第1の実施形態に係る絶縁監視装置に、直交成分演算手段14で算出された直交成分のデータを出力する直交成分データ出力手段18を設けたものであり、他の構成は、第1の実施形態と同様である。
図7は、本発明を適用した第5の実施形態に係る絶縁監視装置を電気設備に設置した状態を示す回路図と絶縁監視装置の構成を示すブロック図である。この図7に示すように、本実施形態は、第2の実施形態に係る絶縁監視装置において、絶縁監視装置10を監視対象設備に設置する際に絶縁監視装置10の外部に設けた電圧計測手段12により模擬ベクトルを生成する際の位相基準となる設備側電圧を一時的に取込み、取込んだ電圧を絶縁監視装置10の内部に設けた電圧記憶手段19で記憶するように構成したものである。
図8は、本発明を適用した第6の実施形態に係る絶縁監視装置を電気設備に設置した状態を示す回路図と絶縁監視装置の構成を示すブロック図である。この図8に示すように、本実施形態は、第5の実施形態に係る絶縁監視装置において、電圧計測手段12に、電気設備の通電の有無を判定する検電手段21と、当該電気設備が通電中であると判定した場合に、当該電気設備の電圧を導入する電圧導入手段22を設けたものであり、他の構成は、第5の実施形態と同様である。
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で他にも多種多様な変形例が実施可能である。すなわち、図面に示した絶縁監視装置の構成は、一例にすぎず、本発明の絶縁監視装置は、電気設備の電圧サンプリング値を用いて電気設備の充電電流模擬ベクトルを生成し、電気設備の接地線に流れる零相電流サンプリング値の充電電流模擬ベクトルに対する直交成分をディジタル演算して絶縁監視を行うものである限り、その具体的な装置構成は適宜選択可能である。
2…ケーブル
3…データ参照処理部
4…零相変流器(ZCT)
10…絶縁監視装置
11…電流計測手段
12…電圧計測手段
13…模擬ベクトル生成手段
14…直交成分演算手段
15…絶縁監視手段
16…警報出力手段
17…移相演算手段
18…直交成分出力手段
19…電圧記憶手段
21…検電手段
22…電圧導入手段
Claims (8)
- 変圧器を含む電気設備の絶縁監視を行う絶縁監視装置において、
前記変圧器の接地線に結合した変流器からの零相電流を所定の時間間隔でサンプリングして計測し、零相電流サンプリング値を得る電流計測手段と、
前記電気設備の電圧を所定の時間間隔でサンプリングして計測し、電圧サンプリング値を得る電圧計測手段、または、電圧計測手段により一時的に取込まれた電気設備の電圧を所定の時間間隔でサンプリングし、得られた電圧サンプリング値を記憶する電圧記憶手段を含む電圧データ取得手段と
前記電圧サンプリング値を用いて前記電気設備の対地充電電流と略同位相の充電電流模擬ベクトルを生成する模擬ベクトル生成手段と、
前記零相電流サンプリング値の前記充電電流模擬ベクトルに対する直交成分を算出する直交成分演算手段と、
前記直交成分に基づいて電気設備の絶縁不良の有無を判定する絶縁監視手段と、
前記絶縁不良ありと判定された場合に警報を出力する警報出力手段
を備えたことを特徴とする電気設備の絶縁監視装置。 - 前記電圧データ取得手段は、前記サンプリングの前記時間間隔を、商用周波数の電気角30°またはこれに自然数を乗除した電気角として、前記電圧サンプリング値を得るように構成され、
前記模擬ベクトル生成手段は、前記電圧サンプリング値に対するディジタル移相演算により前記充電電流模擬ベクトルを生成するように構成される
ことを特徴とする請求項1に記載の電気設備の絶縁監視装置。 - 前記電圧データ取得手段は、前記変圧器の低圧側巻線の構成が3相ΔまたはV結線の場合に、当該低圧側巻線の非接地相の線間電圧を前記電気設備の電圧として前記電圧サンプリング値を取得するように構成される
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電気設備の絶縁監視装置。 - 前記電圧データ取得手段は、前記変圧器が3相変圧器の場合に、前記電気設備につながる単相変圧器の線間電圧または相電圧を前記電気設備の電圧として前記電圧サンプリング値を取得するように構成される
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電気設備の絶縁監視装置。 - 前記直交成分のデータを出力する直交成分データ出力手段
を備えたことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の電気設備の絶縁監視装置。 - 前記電圧データ取得手段は、装置本体の外部に設けられて前記電気設備の電圧を一時的に取込む前記電圧計測手段と、装置本体の内部に設けられた前記電圧記憶手段を含む
ことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の電気設備の絶縁監視装置。 - 前記電圧計測手段は、前記電気設備の通電の有無を判定する検電手段と、当該電気設備が通電中であると判定した場合に、当該電気設備の電圧を導入する電圧導入手段を含む
ことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の電気設備の絶縁監視装置。 - 変圧器を含む電気設備の絶縁監視を行う絶縁監視方法において、
電流計測手段、電圧データ取得手段、模擬ベクトル生成手段、直交成分演算手段、絶縁監視手段、警報出力手段を備えた絶縁監視装置を用いて、
前記電流計測手段により前記変圧器の接地線に結合した変流器からの零相電流を所定の時間間隔でサンプリングして計測し、零相電流サンプリング値を得る電流計測ステップと、
前記電圧データ取得手段により前記電気設備の電圧を所定の時間間隔でサンプリングして計測し、電圧サンプリング値を得る電圧計測処理、または、電圧データ取得手段により電気設備の電圧を一時的に取込み、この取込まれた電圧を所定の時間間隔でサンプリングして、得られた電圧サンプリング値を記憶する電圧記憶処理を含む電圧データ取得ステップと
前記模擬ベクトル生成手段により前記電圧サンプリング値を用いて前記電気設備の対地充電電流と略同位相の充電電流模擬ベクトルを生成する模擬ベクトル生成ステップと、
前記直交成分演算手段により前記零相電流サンプリング値の前記充電電流模擬ベクトルに対する直交成分を算出する直交成分演算ステップと、
前記絶縁監視手段により前記直交成分に基づいて電気設備の絶縁不良の有無を判定する絶縁監視ステップと、
前記絶縁不良ありと判定された場合に、前記警報出力手段により警報を出力する警報出力ステップ
を含むことを特徴とする電気設備の絶縁監視方法。
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