JP2011180053A - 直流事故点検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】直流電源から並列接続された分岐回路の負荷に直流電力を供給する直流回路の静電容量が大きい場合であっても事故点を精度よく検出できる直流事故点検査装置を提供することである。
【解決手段】直流電源から並列接続された分岐回路の負荷に直流電力を供給する直流回路に事故点の検査用の交流電圧を印加する電圧電源装置１９に直列に、検査用の基準電圧Ｖを発生させるための基準抵抗２２を接続し、直流回路の分岐回路に流れる電流の電流波形を測定するためのクランプＣＴ２０を直流回路の分岐回路のうち事故点の検査対象の分岐回路に把持し、ベクトルマルチメータ２３は、クランプＣＴ２０で測定された電流波形及び基準抵抗で発生した基準電圧の電圧波形を表示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、直流回路のいずれの箇所に事故が発生しているかを検査する直流事故点検査装置に関する。

例えば、変電所の機器を制御する制御回路には、直流電源から直流回路にて直流が制御電源として供給されている。直流回路は、直流電源からＤＣ分電盤を介して並列接続された機器盤に直流電力を供給するように構成されており、機器盤は分岐回路を構成している。

この直流回路の分岐回路のいずれかのプラス側に地絡が発生した場合、充電器内の直流地絡過電圧保護継電器が動作し制御所へ故障表示が発報される。プラス側だけに地絡が発生した段階では、機器運転上の支障は特段ないが、この状況でマイナス側にも直流地絡が発生した場合には直流回路の短絡へと移行する。そうすると、事故発生した分岐回路の直流回路が分電盤の開閉器（例えばＮＦＢ）にて遮断され、分岐回路である機器盤の制御電源の喪失に至り、機器操作不能や電力系統事故の保護が不能となる。これにより、配電系統が広範囲停電となることがある。

そこで、直流地絡過電圧保護継電器が動作したときは、直流事故点検査装置を用いて事故点を捜査するようにしている。図１１は、従来の直流事故点検査装置を用いて直流回路の事故点を捜査する一例の説明図である。

図１１に示すように、直流回路は、直流電力を蓄電するバッテリ１１と、バッテリ１１に直流電力を充電する充電器盤１２と、バッテリ１１からの直流電力を複数の機器盤１３ａ〜１３ｎに分岐して供給するＤＣ分電盤１４とから構成される。機器盤１３ａ〜１３ｎには直流の負荷１５ａ〜１５ｎが接続され、ＤＣ分電盤１４から開閉器１６ａ〜１６ｎを介して負荷１５ａ〜１５ｎに直流電力が供給される。この負荷１５ａ〜１５ｎには、並列に制御ケーブルの静電容量Ｃａ〜Ｃｎが等価的に接続された状態となっている。

充電器盤１２のＡＣ／ＤＣコンバータ１７は、図示省略の交流系統からの交流電力を直流電力に変換してバッテリ１１に蓄電する。充電器盤１２には直流地絡過電圧保護継電器１８が設けられており、直流回路のいずれかのプラス側に地絡が発生した場合、充電器盤１２内の直流地絡過電圧保護継電器１８が動作し、図示省略の制御所へ故障表示が発報される。図１１では、機器盤１３ａの分岐回路に地絡Ｆが発生した場合を示している。直流地絡過電圧保護継電器１８が動作し制御所へ故障表示が発報されると、作業員は、直流事故点検査装置を用いて事故点を捜査することになる。

事故点検査装置は、直流回路に事故点の検査用の交流電圧を印加する電圧電源装置１９と、検査対象の分岐回路に流れる電流の電流波形を測定するためのクランプＣＴ２０と、このクランプＣＴ２０で測定された電流値を表示する電流計２１とから構成される。

事故点の捜査にあたっては、まず、直流事故点検査装置の電圧電源装置１９の一方端を直流回路のプラス極の電源線に接続し他方端を接地する。また、検査対象の分岐回路１３のＤＣ分電盤１４との接続線にクランプＣＴ２０を把持する。これにより、検査対象の機器盤１３に流れる電流を検出する。

例えば、検査対象が機器盤１３ａの分岐回路である場合、クランプＣＴ２０はＤＣ分電盤１４の開閉器１６ａの負荷１５ａ側に設置され、この状態で電圧電源装置１９から検査用交流電圧を印加する。この場合、検査対象の機器盤１３ａの分岐回路には地絡Ｆが発生しているので、検査用交流電圧により検査対象の機器盤１３ａの分岐回路に流れる電流は、地絡Ｆの地絡抵抗Ｒｆと静電容量Ｃａとの並列回路を流れる電流の和である。この電流は、クランプＣＴ２０で検出され電流計２１に表示出力される。

一方、検査対象が機器盤１３ｂの分岐回路である場合、クランプＣＴ２０はＤＣ分電盤１４の開閉器１６ｂの負荷１５ｂ側に設置され、この状態で電圧電源装置１９から検査用交流電圧を印加する。この場合、検査対象の機器盤１３ｂの分岐回路には地絡Ｆが発生していないので、検査用交流電圧により検査対象の機器盤１３ａの分岐回路に流れる電流は、静電容量Ｃａを流れる電流となる。この電流は、クランプＣＴ２０で検出され電流計２１に表示出力される。

このように、地絡Ｆが発生している機器盤１３ａの分岐回路に流れる電流と、地絡Ｆが発生していない機器盤１３ｂの分岐回路に流れる電流とは、地絡抵抗Ｒｆを流れる電流の有無により異なった電流値となるので、作業員は、電流計２１に表示出力される電流値を監視して、検査対象の機器盤１３ａの分岐回路に地絡Ｆが発生しているか否かを判断している。

ここで、電気を通ずる電線又はケーブルの絶縁劣化が生じた領域を特定するものとして、交流電源装置からケーブルへの供給電圧Ｖを交流地絡電流変換器で測定し、測定した電圧信号と漏洩電流Ｉとの位相差θを検出して抵抗漏洩電流Ｉｒを求め、供給電圧Ｖを抵抗漏洩電流Ｉｒで割ることにより絶縁抵抗Ｒを検出するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−６２１２４号公報

しかし、特許文献１のものは、交流の配電系統の絶縁不良箇所を検出するものであり、並列接続された機器盤に直流電力を供給する直流回路の絶縁不良箇所を検出するものに適用することができない。

また、図１１に示した従来の直流事故点検査装置では、電流計２１で検出される電流値は絶対値表示による判定であるので、故障電流と健全電流との判定ができないことがある。すなわち、地絡Ｆの地絡抵抗Ｒｆが小さい場合には、検査対象の機器盤１３ａの分岐回路に地絡Ｆが発生していることを容易に判定できるが、地絡Ｆの地絡抵抗Ｒｆが大きい場合には地絡抵抗Ｒｆを流れる電流が小さいので、地絡抵抗Ｒｆを流れる電流と静電容量Ｃａを流れる電流との和の絶対値が、健全な機器盤１３ｂの分岐回路の静電容量Ｃｂを流れる電流の絶対値と識別できないことがある。

その原因として、近年の機器盤１３の負荷１５が例えばデジタルリレーの場合には、その電源回路にフィルタとしてコンデンサが取付けられているので、そのコンデンサの静電容量を流れる電流を無視できなくなっている。また、ＣＶＶ−Ｓケーブルの標準化によりＤＣ回路の静電容量が増加している。このことから、電圧電源装置１９の交流電圧の印加による充電電流が増大しているので、健全な機器盤１３ｂの分岐回路であっても電流計２１の電流表示が大きな値となり、地絡Ｆが発生した機器盤１３ａの分岐回路を流れる電流との識別ができなくなっており、事故点を判断できないことがある。

そこで、直流地絡過電圧保護継電器１８が動作したときは、直流回路から制御電源を供給しているすべての主要機器を停止した上で、ＤＣ分電盤１４にて各開閉器１６ａ〜１６ｎを順次開放していき、直流地絡過電圧保護継電器１８が故障復帰したときに、その機器盤１３の分岐回路に地絡Ｆが発生していると判定することも考えられる。しかし、そのようにした場合には、直流回路から制御電源を供給しているすべての主要機器を停止しなければならないので、配電系統に停電区間が生じる。

本発明の目的は、直流電源から並列接続された分岐回路の負荷に直流電力を供給する直流回路の静電容量が大きい場合であっても事故点を精度よく検出できる直流事故点検査装置を提供することである。

請求項１の発明に係る直流事故点検査装置は、直流電源から並列接続された分岐回路の負荷に直流電力を供給する直流回路に事故点の検査用の交流電圧を印加する電圧電源装置と、前記電圧電源装置に直列に接続され検査用の基準電圧を発生させるための基準抵抗と、前記直流回路の分岐回路のうち事故点の検査対象の分岐回路に把持され前記直流回路の分岐回路に流れる電流の電流波形を測定するためのクランプＣＴと、前記クランプＣＴで測定された電流波形及び前記基準抵抗で発生した基準電圧の電圧波形を表示するベクトルマルチメータとを備えたことを特徴とする。

請求項２の発明に係る直流事故点検査装置は、請求項１の発明において、前記基準抵抗は、抵抗値を可変できる可変抵抗であることを特徴とする。

請求項３の発明に係る直流事故点検査装置は、請求項１または２の発明において、前記ベクトルマルチメータに代え、または追加して、前記クランプＣＴで測定された電流波形と基準電圧の電圧波形との位相に基づき、前記電流波形が前記基準電圧の電圧波形と同相であるときは、その検査対象の分岐回路に完全地絡が発生していると判定し、前記電流波形の位相が前記基準電圧の電圧波形の位相より遅れているときは、その検査対象の分岐回路に地絡が発生していると判定する事故点判定装置を設けたことを特徴とする。

請求項４の発明に係る直流事故点検査装置は、請求項１の発明において、前記ベクトルマルチメータに代えて、前記直流回路の地絡事故を検出する直流地絡過電圧保護継電器が動作したときに、前記クランプＣＴで測定された電流波形及び前記基準電圧の電圧波形を記録する記録装置を設けたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、電圧電源装置に直列に基準抵抗を接続して、この基準抵抗により検査用の基準電圧を発生させ、直流回路の分岐回路のうち事故点の検査対象の分岐回路に流れる電流をクランプＣＴで測定し、クランプＣＴで測定された電流波形及び基準抵抗で発生した基準電圧の電圧波形をベクトルマルチメータに表示するので、基準抵抗で発生した基準電圧の電圧波形とランプＣＴで測定された電流波形との位相を表示できる。従って、その位相関係から、例えば、電流波形の位相が基準電圧波形の位相より遅れているときは、その検査対象の分岐回路に事故が発生していると判定できる。

請求項２の発明によれば、基準抵抗の抵抗値を可変できるので、基準抵抗で発生する基準電圧の電圧レベルを調整でき、クランプＣＴで測定された電流との位相を判別し易くできる。

請求項３の発明によれば、事故点判定装置により、電流波形が基準電圧の電圧波形と同相であるときは、その検査対象の分岐回路に完全地絡が発生していると判定し、電流波形の位相が基準電圧の電圧波形の位相より遅れているときは、その検査対象の分岐回路に地絡が発生していると判定するので、検査対象の分岐回路に地絡が発生していることの検出が容易に行える。

請求項４の発明によれば、直流回路の地絡事故を検出する直流地絡過電圧保護継電器が動作したときに、記録装置にクランプＣＴで測定された電流波形及び基準電圧の電圧波形を記録するので、自動的に検査対象の分岐回路に地絡事故が発生していることを記録できる。

本発明の実施の形態に係る実施例１の直流事故点検査装置を用いて直流回路の事故点の捜査に適用した構成図。 本発明の実施の形態に係る直流事故点検査装置の基準抵抗及び電源電圧装置を直流回路に接続した場合に直流回路に流れる電流の説明図。 本発明の実施の形態に係る直流事故点検査装置の電源電圧装置の交流電圧を直流回路に印加した場合の電源電圧装置の交流電圧Ｅ、基準抵抗の基準電圧Ｖ、全体電流Ｉ、分流電流Ｉ１〜Ｉｎのベクトル図。 地絡抵抗が零の場合（完全地絡の場合）の基準抵抗の基準電圧Ｖと全体電流Ｉとのベクトル図。 地絡が発生していない場合の基準電圧と健全な機器盤を流れる電流の波形図。 地絡抵抗が零である地絡が発生した場合の基準電圧と機器盤を流れる電流の波形図。 地絡抵抗が零でない中抵抗値である地絡が発生した場合の基準電圧と機器盤を流れる電流の波形図。 地絡抵抗が零でない高抵抗値である地絡が発生した場合の基準電圧と機器盤を流れる電流の波形図。 本発明の実施の形態に係る実施例２の直流事故点検査装置を用いて直流回路の事故点の捜査に適用した構成図。 本発明の実施の形態に係る実施例３の直流事故点検査装置を用いて直流回路の事故点の捜査に適用した構成図。 従来の直流事故点検査装置を用いて直流回路の事故点を捜査する一例の説明図。

以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態に係る実施例１の直流事故点検査装置を用いて直流回路の事故点の捜査に適用した構成図である。図１１に示した従来例に対し、検査用の基準電圧Ｖを発生させるための基準抵抗２２を電圧電源装置に１９直列に接続し、電流計２１に代えてベクトルマルチメータ２３を設け、このベクトルマルチメータ２３にクランプＣＴ２０で測定された電流波形及び基準抵抗２２で発生した基準電圧Ｖの電圧波形を表示するようにしたものである。図１と同一要素には、同一符号を付し重複する説明は省略する。

電圧電源装置１９は、直流回路に事故点の検査用の交流電圧を印加するものである。すなわち、電圧電源装置１９は、充電器盤１２内の直流地絡過電圧保護継電器１８が動作したときに、一方端は直流回路のプラス極の電源線に接続され他方端は接地される。電圧電源装置１９で発生する試験用の交流電圧は、例えば周波数が商用電源周波数（６０Ｈｚ、５０Ｈｚ）以下の３２Ｈｚで電圧レベルは４２Ｖ以下の交流電圧である。

基準抵抗２２は、直流のプラス極の電源線と電圧電源装置１９との間に直列に接続され、電圧電源装置１９から直流回路の分岐回路である機器盤１３ａ〜１３ｎに検査用の交流電圧が印加されたとき、検査用の基準電圧Ｖを発生させるものである。この基準抵抗２２は、抵抗値を可変できる可変抵抗で構成されている。例えば、１００Ω以下の範囲で抵抗値を調整できるものを使用する。これにより、基準抵抗２２で発生する基準電圧Ｖの電圧レベルを調整できるようにしている。

検査用の交流電圧が直流回路に印加されると、地絡事故が発生していないときは、基準抵抗２２と機器盤１３ａ〜１３ｎの静電容量Ｃａ〜Ｃｎを介し閉回路が形成される。また、地絡事故が発生しているときは、機器盤１３ａ〜１３ｎの静電容量Ｃａ〜Ｃｎに加え地絡抵抗を介して閉回路が形成される。その閉回路に流れる電流により基準抵抗２２には基準電圧Ｖが発生する。前述したように、基準抵抗２２は抵抗値を可変できる可変抵抗であるので、基準抵抗２２の抵抗値を可変にすることにより閉回路に流れる電流が変化し、基準抵抗２２で発生する基準電圧の電圧レベルを調整する。

また、クランプＣＴは各々の機器盤１３ａ〜１３ｎに流れる電流波形を測定するものであり、検査用の交流電圧を直流回路に印加したときに各々の機器盤１３ａ〜１３ｎに形成される閉回路の電流を測定する。この場合、クランプＣＴは、ＤＣ分電盤１４から分岐した各々の機器盤１３ａ〜１３ｎ毎に、その分岐回路のプラス極の電源線とマイナス極の電源線とを把持し、その把持部分を順次付け替えて各々の機器盤１３ａ〜１３ｎに流れる電流を測定していく。各々の機器盤１３ａ〜１３ｎの分岐回路のプラス極の電源線とマイナス極の電源線とをともに把持するのは、直流回路に含まれる交流分の測定を相殺するためである。

ベクトルマルチメータ２３は、クランプＣＴ２０で測定された電流波形及び基準抵抗２２で発生した基準電圧Ｖの電圧波形を表示するものであり、機器盤１３ａ〜１３ｎの分岐回路に流れる電流波形及び基準電圧Ｖの電圧波形が表示されることから、これらの位相関係を容易に把握できる。この場合、基準抵抗２２の抵抗値を可変にして、基準抵抗２２で発生する基準電圧Ｖの電圧レベルを調整し、クランプＣＴ２０で測定された電流波形と基準電圧Ｖの電圧波形との位相関係を判別し易くする。

図２は、本発明の実施の形態に係る直流事故点検査装置の基準抵抗及び電源電圧装置を直流回路に接続した場合に直流回路に流れる電流の説明図である。図２では、機器盤１３ｂに地絡Ｆが発生しており、その他の機器盤１３ａ、１３ｃ〜１３ｎは健全である場合を示している。直流回路に電源電圧装置１９の交流電圧が印加されると、基準抵抗２２には全体電流Ｉが流れ、各々の機器盤１３ａ〜１３ｎへの分岐回路には電流Ｉが分流して分流電流Ｉ１〜Ｉｎ（Ｉ＝Ｉ１＋Ｉ２＋…Ｉｎ）が流れる。

図３は、直流回路に電源電圧装置１９の交流電圧を印加した場合の電源電圧装置１９の交流電圧Ｅ、基準抵抗２２の基準電圧Ｖ、全体電流Ｉ、分流電流Ｉ１〜Ｉｎのベクトル図である。図３（ａ）に示すように、健全な機器盤１３ａ、１３ｃ〜１３ｎに流れる分流電流Ｉ１、Ｉ３…Ｉｎは、静電容量Ｃａ、Ｃｃ〜Ｃｎを流れる電流であるので、電源電圧装置１９の交流電圧Ｅより位相がπ／２だけ進んだ電流である。これに対し、地絡Ｆが発生した機器盤１３ｂに流れる分流電流Ｉ２は、静電容量Ｃｂを流れる電流Ｉｃと地絡抵抗Ｒｇを流れる地絡電流Ｉｇとのベクトル和になる。

全体電流Ｉは、分流電流Ｉ１〜Ｉｎのベクトル和となり、基準抵抗２２の基準電圧Ｖは全体電流Ｉと同相となる。図３（ｂ）に示すように、健全な機器盤１３ｉ（ｉは地絡が発生した１３ｂを除いたもの、ｉ＝ａ、ｃ…ｎ、以下同様）に流れる分流電流Ｉｉは、静電容量Ｃｉを流れる電流であるので、電源電圧装置１９の交流電圧Ｅより位相がπ／２だけ進んだ電流であり、基準電圧Ｖの位相よりも進んだ電流となる。一方、地絡Ｆが発生した機器盤１３ｂに流れる電流Ｉ２は、静電容量Ｃｂを流れる電流Ｉｃと地絡抵抗Ｒｇを流れる地絡電流Ｉｇとのベクトル和であるので、図３（ｃ）に示すように基準電圧Ｖの位相よりも遅れた電流となる。

また、地絡Ｆの地絡抵抗Ｒｇが零の場合（完全地絡の場合）には、図４に示すように、全体電流Ｉは基準電圧Ｖと同相となる。完全地絡の場合には、地絡Ｆが発生した機器盤１４ｂの地絡点に全体電流Ｉが流れることになるので、健全な機器盤１４ｉにはほとんど分流電流Ｉｉは流れない。

このことから、地絡Ｆが発生していない場合には健全な機器盤１３ｉを流れる電流Ｉｉは、必ず基準電圧Ｖより位相が進むことになる。これに対し、地絡抵抗Ｒｇが零でない地絡が発生した場合には、健全な機器盤１３ｉを流れる電流Ｉｉは、必ず基準電圧Ｖより位相が進むことになり、地絡Ｆが発生した機器盤１３ｂの電流Ｉ２は、必ず基準電圧Ｖより遅れることになる。また、地絡抵抗Ｒｇが零である地絡が発生した場合には、健全な機器盤１３ｉを流れる電流Ｉｉはほぼ零となり、地絡Ｆが発生した機器盤１３ｂの電流Ｉ２は基準電圧Ｖと同相になる。これらの関係から、地絡Ｆが発生した機器盤１３ｂを判別することができる。

そこで、本発明の実施の形態では、クランプＣＴ２０で各々の機器盤１３ａ〜１３ｎの分岐回路を流れる電流Ｉ１〜Ｉｎを順次測定していき、ベクトルマルチメータ２３には、その電流Ｉ１〜Ｉｎと基準抵抗２２の基準電圧Ｖとを表示し、電流Ｉ１〜Ｉｎと基準電圧Ｖとの位相関係から地絡Ｆが発生した機器盤１３ｂを判別することになる。

次に、ベクトルマルチメータ２３に表示出力された基準抵抗２２の基準電圧Ｖと機器盤１３ｉの分岐回路を流れる電流Ｉｉについて説明する。

図５は、地絡Ｆが発生していない場合の基準電圧Ｖと健全な機器盤１３ｉを流れる電流Ｉｉの波形図である。地絡Ｆが発生していない場合には、健全な機器盤１３ｉを流れる電流Ｉｉは基準電圧Ｖより位相がπ／２だけ進んだ波形となる。これにより、機器盤１３ｉを流れる電流Ｉｉが、基準電圧Ｖより位相がπ／２だけ進んだ波形であるときは、直流回路の各々の機器盤１３ａ〜１３ｎには地絡は発生していないと判断できる。

図６は地絡抵抗Ｒｇが零である地絡が発生した場合の基準電圧Ｖと機器盤１３ｊ（ｊ＝ａ〜ｎ）を流れる電流Ｉｊの波形図であり、図６（ａ）は基準電圧Ｖと健全な機器盤１３ｉを流れる電流Ｉｉの波形図、図６（ｂ）は基準電圧Ｖと地絡Ｆが発生した機器盤１３ｂを流れる電流Ｉ２の波形図である。地絡抵抗Ｒｇが零である地絡（完全地絡）である場合には、全体電流Ｉは地絡点を流れる。従って、健全な機器盤１３ｉを流れる電流Ｉｉは、図６（ａ）に示すように零となる。一方、地絡が発生した機器盤１３ｂを流れる電流Ｉ２は、全体電流Ｉに等しいので、図６（ｂ）に示すように、基準電圧Ｖと同相の電流となる。これにより、機器盤１３ｊを流れる電流Ｉｊが零であるときは、直流回路のいずれかの機器盤１３ｊに故障が発生していると判断できる。そして、機器盤１３ｊを流れる電流Ｉｊが基準電圧Ｖと同相であるときは、その機器盤１３ｊに完全地絡が発生していると判断できる。

図７は地絡抵抗Ｒｇが零でない中抵抗値である地絡が発生した場合の基準電圧Ｖと機器盤１３ｊを流れる電流Ｉｊの波形図であり、図７（ａ）は基準電圧Ｖと健全な機器盤１３ｉを流れる電流Ｉｉの波形図、図７（ｂ）は基準電圧Ｖと地絡Ｆが発生した機器盤１３ｂを流れる電流Ｉ２の波形図である。地絡抵抗Ｒｇが零でない中抵抗値である地絡が発生した場合には、図２に示したように、健全な機器盤１３ｉには静電容量Ｃｉに電流Ｉｉが流れ、地絡が発生した機器盤１３ｂには静電容量Ｃｂに流れる電流Ｉｃと地絡抵抗Ｒｇに流れる電流Ｉｇとのベクトル和の電流Ｉ２が流れる。

健全な機器盤１３ｉには静電容量Ｃｉに流れる電流Ｉｉは、図７（ａ）に示したように基準電圧Ｖより位相が進んだ電流となる。一方、地絡が発生した機器盤１３ｂに流れる電流Ｉ２は、図７（ｂ）に示すように、基準電圧Ｖより位相が遅れた電流となる。これにより、機器盤１３ｊを流れる電流Ｉｊが基準電圧Ｖより位相がπ／２未満の進んだ電流であるときは、直流回路のいずれかの機器盤１３ｊに故障が発生しているが、その機器盤１３ｊは健全な機器盤１３ｉであると判断できる。そして、機器盤１３ｊを流れる電流Ｉｊが基準電圧Ｖより遅れているときは、その機器盤１３ｊが地絡の発生している機器盤１３ｂであると判断できる。

図８は地絡抵抗Ｒｇが零でない高抵抗値である地絡が発生した場合の基準電圧Ｖと機器盤１３ｊを流れる電流Ｉｊの波形図であり、図８（ａ）は基準電圧Ｖと健全な機器盤１３ｉを流れる電流Ｉｉの波形図、図８（ｂ）は基準電圧Ｖと地絡Ｆが発生した機器盤１３ｂを流れる電流Ｉ２の波形図である。地絡抵抗Ｒｇが零でない高抵抗値である地絡が発生した場合には、図７に示した場合と同様に、健全な機器盤１３ｉには静電容量Ｃｉに流れる電流Ｉｉは基準電圧Ｖより位相が進んだ電流となり、地絡が発生した機器盤１３ｂに流れる電流Ｉ２は基準電圧Ｖより位相が遅れた電流となる。

この場合、地絡抵抗Ｒｇが高抵抗値であることから、基準電圧Ｖと健全な機器盤１３ｉを流れる電流Ｉｉとの位相差は、図８（ａ）に示すように、図７（ａ）の中抵抗値である場合と比較して小さくなっている。同様に、基準電圧と地絡が発生した機器盤１３ｂを流れる電流Ｉ２との位相差は、図８（ｂ）に示すように、図７（ｂ）の中抵抗値である場合と比較して小さくなっている。これにより、基準電圧Ｖと機器盤１３ｊを流れる電流Ｉｊとの位相差により地絡抵抗Ｒｇの大きさをある程度判断できることになる。

実施例１によれば、電圧電源装置に直列に基準抵抗２２を接続して、この基準抵抗２２により検査用の基準電圧Ｖを発生させ、直流回路の機器盤１３ａ〜１３ｎの分岐回路のうち事故点の検査対象の機器盤１３ｊの分岐回路に流れる電流をクランプＣＴ２０で順次測定していき、クランプＣＴ２０で測定された電流波形及び基準抵抗２２で発生した基準電圧Ｖの電圧波形をベクトルマルチメータ２３に表示するので、ベクトルマルチメータ２３に表示された基準電圧Ｖの電圧波形とランプＣＴ２０で測定された電流波形との位相を判断できる。これにより、その位相関係から、検査対象の分岐回路に事故が発生しているか否かを判定できる。

例えば、電流波形の電流値が零である場合には完全地絡である場合の健全回路であると判断でき、電流波形が基準電圧Ｖと同相であるときは完全地絡である場合の地絡回路であると判断でき、また、電流波形の位相が基準電圧波形の位相より遅れているときは、その検査対象の分岐回路に事故が発生していると判定できる。さらには、その位相差を判断することにより、地絡抵抗Ｒｇの大きさをある程度判断できる。

次に、本発明の実施の形態に係る実施例２の直流事故点検査装置を説明する。図９は、本発明の実施の形態に係る実施例２の直流事故点検査装置を用いて直流回路の事故点の捜査に適用した構成図である。この実施例２は、図１に示した実施例１に対し、ベクトルマルチメータに追加して事故点判定装置２４を設けたものである。図１と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。

事故点判定装置２４は、クランプＣＴ２０で測定された電流波形と基準電圧Ｖの電圧波形を入力しその位相差を判定する。電流波形の位相と基準電圧Ｖの電圧波形の位相とが同相であるときは、その検査対象の分岐回路に完全地絡が発生していると判定する。また、電流波形の位相が基準電圧Ｖの電圧波形の位相より遅れているときは、その検査対象の分岐回路に地絡が発生していると判定する。そして、これらの完全地絡や地絡を検出したときには外部にその旨を発報する。これにより、作業員は、検査対象の機器盤１３ｊに地絡事故が発生しているか否かを容易に認識できる。

以上の説明では、ベクトルマルチメータに追加して事故点判定装置２４を設けた場合について説明したが、ベクトルマルチメータに代えて事故点判定装置２４を設けるようにしてもよい。

図１０は、本発明の実施の形態に係る実施例３の直流事故点検査装置を用いて直流回路の事故点の捜査に適用した構成図である。この実施例３は、図１に示した実施例１に対し、予め各々の機器盤１３ａ〜１３ｎの分岐回路に流れる電流Ｉ１〜Ｉｎを測定するクランプＣＴ２０ａ〜２０ｎを設置しておき、ベクトルマルチメータ２３に代えて、クランプＣＴ２０ａ〜２０ｎで検出された電流Ｉ１〜Ｉｎ及び基準抵抗２２の基準電圧Ｖを記録するための記録装置２５を設けたものである。図１と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。

図１０に示すように、各々の機器盤１３ａ〜１３ｎには、それぞれクランプＣＴ２０ａ〜２０ｎがそれぞれ設けられ、各々の機器盤１３ａ〜１３ｎに流れる電流Ｉ１〜Ｉｎが計測され記録装置２５に入力される。一方、記録装置２５には、基準抵抗２２からの基準電圧Ｖも入力される。そして、記録装置２５は、直流地絡過電圧保護継電器１８が動作したときに、予め定められた所定期間のクランプＣＴ２０ａ〜２０ｎで検出された電流Ｉ１〜Ｉｎの電流波形及び基準電圧Ｖの電圧波形を記録する。予め定められた所定期間は、記録された電流Ｉ１〜Ｉｎの電流波形及び基準電圧Ｖの電圧波形から地絡判定ができる程度の期間である。これにより、直流地絡過電圧保護継電器１８が動作した後に、記録装置２５に記録された電流Ｉ１〜Ｉｎの電流波形及び基準電圧Ｖの電圧波形から、いずれの機器盤１３ｊに地絡が発生しているのかの判定ができる。

以上のように、本発明の実施の形態によれば、電圧電源装置１９に直列に基準抵抗２２を設け、機器盤１３ａ〜１３ｎの分岐回路に流れる電流Ｉ１〜Ｉｎの電流波形との位相測定のための基準電圧Ｖの電圧波形を取り込み、基準電圧Ｖの電圧波形と電流Ｉ１〜Ｉｎの電流波形との位相差を得ることができるので、この位相差により地絡事故を容易に判定できる。

１１…バッテリ、１２…充電器盤、１３…機器盤、１４…ＤＣ分電盤、１５…負荷、１６…開閉器、１７…ＡＣ／ＤＣコンバータ、１８…直流地絡過電圧保護継電器、１９…電圧電源装置、２０…クランプＣＴ、２１…電流計、２２…基準抵抗、２３…ベクトルマルチメータ、２４…事故点判定装置、２５…記録装置

Claims (4)

1. 直流電源から並列接続された分岐回路の負荷に直流電力を供給する直流回路に事故点の検査用の交流電圧を印加する電圧電源装置と、
   前記電圧電源装置に直列に接続され検査用の基準電圧を発生させるための基準抵抗と、
   前記直流回路の分岐回路のうち事故点の検査対象の分岐回路に把持され前記直流回路の分岐回路に流れる電流の電流波形を測定するためのクランプＣＴと、
   前記クランプＣＴで測定された電流波形及び前記基準抵抗で発生した基準電圧の電圧波形を表示するベクトルマルチメータとを備えたことを特徴とする直流事故点検査装置。
2. 前記基準抵抗は、抵抗値を可変できる可変抵抗であることを特徴とする請求項１記載の直流事故点検査装置。
3. 前記ベクトルマルチメータに代え、または追加して、前記クランプＣＴで測定された電流波形と基準電圧の電圧波形との位相に基づき、前記電流波形が前記基準電圧の電圧波形と同相であるときは、その検査対象の分岐回路に完全地絡が発生していると判定し、前記電流波形の位相が前記基準電圧の電圧波形の位相より遅れているときは、その検査対象の分岐回路に地絡が発生していると判定する事故点判定装置を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の直流事故点検査装置。
4. 前記ベクトルマルチメータに代えて、前記直流回路の地絡事故を検出する直流地絡過電圧保護継電器が動作したときに、前記クランプＣＴで測定された電流波形及び前記基準電圧の電圧波形を記録する記録装置を設けたことを特徴とする請求項１に記載の直流事故点検査装置。

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