JP2012233809A - 漏電検出装置の貰い動作警報装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】電力負荷の高度化に伴い直接接地配電系統に設置した無方向性漏電検出装置がその被監視電路以外の他回線地絡や電源側地絡に起因して生ずる貰い電流により動作し、不必要な警報や遮断装置動作による停電を引き起こすという生産上の障害が増加している。
【解決手段】既設の無方向性漏電検出装置と同一被監視電路から検出した零相電流を被監視電路と大地間の零相電圧位相を基準に判定し、その結果が貰い電流である場合には貰い電流警報として接点の動作又は電子的な警報情報を出力する。
この貰い電流警報の情報により既設無方向性漏電検出装置が出力する警報信号或いは当該遮断装置への接続を絶ち、貰い動作を防止することができる。
【選択図】図１
【解決手段】既設の無方向性漏電検出装置と同一被監視電路から検出した零相電流を被監視電路と大地間の零相電圧位相を基準に判定し、その結果が貰い電流である場合には貰い電流警報として接点の動作又は電子的な警報情報を出力する。
この貰い電流警報の情報により既設無方向性漏電検出装置が出力する警報信号或いは当該遮断装置への接続を絶ち、貰い動作を防止することができる。
【選択図】図１
Description
本発明は、電気の安全や保安を確保するために使用する無方向性の漏電検出装置や漏電地絡遮断装置等の漏電検出装置に関するものである。
従来より、Ｂ種接地などを施した直接接地方式低圧配電設備には、地絡障害防止や地絡波及事故防止などの目的で無方向性の漏電検出装置や漏電地絡遮断装置が多く使用されてきた。
近年、半導体応用電力制御系や情報通信関連の電力負荷設備などの高度化した負荷が増加し、従来の電気設備工事設計時に比べ電力負荷機器が様変わりしつつある。
近年、半導体応用電力制御系や情報通信関連の電力負荷設備などの高度化した負荷が増加し、従来の電気設備工事設計時に比べ電力負荷機器が様変わりしつつある。
近年の電力負荷は、電子制御や情報処理又は半導体応用電力設備などの発達と共に電路対地間静電容量の増加をもたらし、被監視電路以外で生じた地絡事故により被監視電路の静電容量に流入する貰い電流が増加し、これによる零相電流を既設の無方向性漏電検出装置が検出して不必要な動作をし、誤った警報や停電等の思わぬ生産障害を引き起こすという貰い事故が増加しつつあり対策が要望されている。
図３は国内で多用されているＢ種接地方式の低圧配電設備に、一般的に設置されている漏電検出地絡遮断装置である。
図３に於いて、１は漏電検出装置本体、２は既設の零相電流検出用ＺＣＴ、３は信号出力接点、４は遮断装置で５は引き外しコイルである。６は、電気的な雑音に対して忌避要因を持つ負荷設備で７は負荷設備の関係する雑音成分が低圧電路に流出あるいは流入させないための低域濾波器で８は低域濾波器を構成する電路対地間静電容量である。
図３に於いて、１は漏電検出装置本体、２は既設の零相電流検出用ＺＣＴ、３は信号出力接点、４は遮断装置で５は引き外しコイルである。６は、電気的な雑音に対して忌避要因を持つ負荷設備で７は負荷設備の関係する雑音成分が低圧電路に流出あるいは流入させないための低域濾波器で８は低域濾波器を構成する電路対地間静電容量である。
図３に於いて貰い動作について説明する。
低圧電路の被監視電路以外の電路Ｆ１のＰ点で電路が地絡抵抗Ｒｇにより大地Ｅｄ（Ｄ種接地の鉄箱等）に地絡する事故を起こした場合、電路対地間零相電圧（Ｖｄｂ）により地絡電流Ｉｇが流れる。
ＩｇはＤ種接地極ＥｄとＢ種接地極Ｅｂ間の大地抵抗Ｒｄｂを通って電源変圧器に戻る電流Ｉｇｂと、低域濾波器などの電路対地静電容量８を通って健全フィーダーＦ２に至り、既設無方向性漏電検出装置１のＺＣＴ２を通って電源変圧器に戻る貰い電流Ｉｇｃの合成電流となる。
フィーダーＦ２に設置されたＺＣＴ２により検出された零相電流値が感度電流整定値を超え且つ動作時限整定値を超えて継続したとき、信号出力接点３が閉となり遮断装置４の引き外しコイル５にトリップ電源の電圧が印加されて遮断装置４が遮断動作をすることとなる。
フィーダーＦ２は地絡を起こしていない健全な電路であるからこの動作は不必要な警報や停電であり貰い動作による生産障害などを引き起こすこととなる。
低圧電路の被監視電路以外の電路Ｆ１のＰ点で電路が地絡抵抗Ｒｇにより大地Ｅｄ（Ｄ種接地の鉄箱等）に地絡する事故を起こした場合、電路対地間零相電圧（Ｖｄｂ）により地絡電流Ｉｇが流れる。
ＩｇはＤ種接地極ＥｄとＢ種接地極Ｅｂ間の大地抵抗Ｒｄｂを通って電源変圧器に戻る電流Ｉｇｂと、低域濾波器などの電路対地静電容量８を通って健全フィーダーＦ２に至り、既設無方向性漏電検出装置１のＺＣＴ２を通って電源変圧器に戻る貰い電流Ｉｇｃの合成電流となる。
フィーダーＦ２に設置されたＺＣＴ２により検出された零相電流値が感度電流整定値を超え且つ動作時限整定値を超えて継続したとき、信号出力接点３が閉となり遮断装置４の引き外しコイル５にトリップ電源の電圧が印加されて遮断装置４が遮断動作をすることとなる。
フィーダーＦ２は地絡を起こしていない健全な電路であるからこの動作は不必要な警報や停電であり貰い動作による生産障害などを引き起こすこととなる。
これらの既設無方向性漏電検出装置に後付けして貰い動作による障害を防止する装置は現状では知られていない。
本発明では、既設の無方向性漏電検出装置と同一被監視電路から検出した零相電流を、被監視電路の変圧器Ｂ種接地相とＤ種又はＣ種接地極或いはこれに接続する電気設備の接地構造物等との間に発生する電路対地間零相電圧を基準にして位相判定を行い、その結果が検出零相変流器の負荷側Ｌから電源側Ｋ即ち変圧器側に向かう貰い電流であり負荷側で発生した地絡事故に起因するものではない場合には、貰い電流警報として接点の動作又は電子的な警報情報を出力する機能を構成した無方向性漏電検出装置の貰い動作警報装置により解決する。
この貰い電流警報の情報により既設無方向性漏電検出装置から出力される警報動作、或いは当該遮断装置の遮断動作を停止させることが出来るので貰い動作による障害を防止することが出来る。
この貰い電流警報の情報により既設無方向性漏電検出装置から出力される警報動作、或いは当該遮断装置の遮断動作を停止させることが出来るので貰い動作による障害を防止することが出来る。
詳述すると、被監視電路又は変圧器群の共通Ｂ種接地回路と、Ｄ種接地極又はこれに接続する電気設備の鉄箱や建屋鉄骨等接地構造物との間に生ずる電路対地間零相電圧Ｖｄｂを検出し、この零相電圧情報を基準にして既設の無方向性漏電検出装置の零相変流器端子或いは被監視電路に増設した零相変流器から零相電流情報信号を取り込んで両者を位相比較し、判定した零相電流の方向が検出零相変流器の負荷側Ｌから電源側Ｋ即ち変圧器側に向かう貰い電流である場合には貰い位相信号を発生する貰い位相検出回路と、電路対地間零相電圧レベルが適宜に整定した動作感度電圧値を超えたとき零相電圧信号を出力する電圧感度整定回路と、貰い位相信号と零相電圧信号の双方が揃ったときに貰い動作状態検出信号を出力する貰い動作判別回路と、貰い動作状態検出信号を受けて貰い電流警報信号を出力する警報信号出力回路とを備えた貰い動作警報装置により課題を解決する。
本発明の貰い動作警報装置の制御接点を、既設の無方向性漏電検出装置の動作出力を遮断装置に接続する回路に割り込ませることで、既設の無方向性漏電検出装置に方向性を持たせて、貰い電流による不必要動作を防止することが出来るようになった。
電路対地間零相電圧の上昇と貰い電流が比例する性質と、従来の方向性漏電検出装置は被監視回線の地絡を選択検出するものであったのに対し、本願発明は「他回線地絡を検出したときに漏電検出警報を停止せしめる電気的信号を発生する」という方式を開発したことで最小資源で安価な「直接接地系低圧電路に於ける無方向性漏電検出装置の貰い動作警報装置」が提供出来ることとなり、これを既設の無方向性漏電検出装置に接続することで貰い動作を防止することが可能になった。
図１は、本発明の１実施例である。 １は既設の無方向性漏電検出装置、２は零相変流器、３は無方向性漏電検出装置の遮断用出力接点、４は遮断装置、５は遮断装置の引き外しコイルであり、これらは既設の無方向性漏電地絡遮断装置を構成する。
２１は本発明になる貰い動作警報装置本体、２２は既設の零相変流器から出力情報信号を取り込む接続箇所、２３は貰い動作警報用出力接点端子、２４はＤ種接地極Ｅｄ又は建屋接地構造体への接続線、２５は配電用変圧器のＢ種接地極Ｅｂへの接続線であり、これらの構成によって零相変流器で検出した電流が被監視電路の地絡ではなく電源側もしくは他回線の地絡であることを検出したときに貰い動作警報接点２３を開いて無方向性漏電検出装置の動作による遮断装置の遮断動作を防止するという既設の無方向性漏電検出地絡遮断装置に対する方向性貰い動作防止付加機能を提供する。
２１は本発明になる貰い動作警報装置本体、２２は既設の零相変流器から出力情報信号を取り込む接続箇所、２３は貰い動作警報用出力接点端子、２４はＤ種接地極Ｅｄ又は建屋接地構造体への接続線、２５は配電用変圧器のＢ種接地極Ｅｂへの接続線であり、これらの構成によって零相変流器で検出した電流が被監視電路の地絡ではなく電源側もしくは他回線の地絡であることを検出したときに貰い動作警報接点２３を開いて無方向性漏電検出装置の動作による遮断装置の遮断動作を防止するという既設の無方向性漏電検出地絡遮断装置に対する方向性貰い動作防止付加機能を提供する。
図１において電路Ｆ１の電圧相がＰ点で地絡抵抗Ｒｇにより接地する地絡事故発生時の動作について説明する。
地絡抵抗ＲｇによりＥｄに地絡して生じた地絡電流ＩｇはＤ種接地極ＥｄとＢ種接地極Ｅｂ間の大地抵抗Ｒｄｂを通ってＢ種接地線を経て変圧器に戻るＩｇｂと、電路Ｆ２の対地間静電容量８を通って変圧器に戻る貰い電流Ｉｇｃとに分流する。 この時流れるＩｇｃはＩｇｂがＲｄｂに流れることにより生ずる降下電圧Ｖｄｂが健全なフィーダＦ２の対地静電容量８に加わって流れる貰い電流であり電路Ｆ２を負荷側から変圧器電源側に向かって、既設の検出用ＺＣＴ２の負荷側Ｌから電源側Ｋに流れる。
地絡抵抗ＲｇによりＥｄに地絡して生じた地絡電流ＩｇはＤ種接地極ＥｄとＢ種接地極Ｅｂ間の大地抵抗Ｒｄｂを通ってＢ種接地線を経て変圧器に戻るＩｇｂと、電路Ｆ２の対地間静電容量８を通って変圧器に戻る貰い電流Ｉｇｃとに分流する。 この時流れるＩｇｃはＩｇｂがＲｄｂに流れることにより生ずる降下電圧Ｖｄｂが健全なフィーダＦ２の対地静電容量８に加わって流れる貰い電流であり電路Ｆ２を負荷側から変圧器電源側に向かって、既設の検出用ＺＣＴ２の負荷側Ｌから電源側Ｋに流れる。
電路Ｆ２に設置した本発明の貰い動作警報装置２１では、Ｄ種接地極ＥｄとＢ種接地極Ｅｂ間の電路対地間零相電圧Ｖｄｂを零相電圧情報信号として取り込み用配線２４及び２５によって「電圧入力処理」回路に取り込む。
又、電路Ｆ２の検出用ＺＣＴ２で検出した零相電流情報信号を既設の漏電検出装置の零相変流器端子から電流信号取り込み線２２により「電流入力処理」回路に取り込む。
取り込んだ零相電圧情報信号ＶｄｂとＦ２の零相電流情報信号を「貰い位相検出」回路において位相比較し結果がＺＣＴ２の負荷側Ｌから電源側Ｋに向かう貰い電流位相の場合貰い位相信号を「貰い動作判別」回路に送る。
一方、電路対地間零相電圧Ｖｄｂのレベルが「電圧感度整定」回路に於いて整定したレベルを超えると零相電圧信号が「貰い動作判別」回路に与えられる。
この回路では、貰い位相信号と零相電圧信号が揃ったときに貰い動作状態検出信号を次の「警報信号出力」回路に送る。
警報信号出力回路では貰い動作状態検出信号を受けて貰い動作警報用出力接点２３が開となる。
これにより既設の無方向性漏電検出装置が、ＺＣＴ２で電路Ｆ２の零相電流としてＰ点での地絡に起因する貰い電流Ｉｇｃを漏電として検出し、このレベルが既設無方向性漏電検出装置の動作感度及び時限の整定値を超えて出力接点３が動作し引き外しコイルの駆動電圧が出力しても、本発明の貰い動作警報出力接点２３が開いているために通電を阻止され引き外しコイル５には引き外し電力が供給されることがないから遮断装置４は動作することがなく、貰い動作による電路Ｆ２の不必要停電障害等は防止される。
又、電路Ｆ２の検出用ＺＣＴ２で検出した零相電流情報信号を既設の漏電検出装置の零相変流器端子から電流信号取り込み線２２により「電流入力処理」回路に取り込む。
取り込んだ零相電圧情報信号ＶｄｂとＦ２の零相電流情報信号を「貰い位相検出」回路において位相比較し結果がＺＣＴ２の負荷側Ｌから電源側Ｋに向かう貰い電流位相の場合貰い位相信号を「貰い動作判別」回路に送る。
一方、電路対地間零相電圧Ｖｄｂのレベルが「電圧感度整定」回路に於いて整定したレベルを超えると零相電圧信号が「貰い動作判別」回路に与えられる。
この回路では、貰い位相信号と零相電圧信号が揃ったときに貰い動作状態検出信号を次の「警報信号出力」回路に送る。
警報信号出力回路では貰い動作状態検出信号を受けて貰い動作警報用出力接点２３が開となる。
これにより既設の無方向性漏電検出装置が、ＺＣＴ２で電路Ｆ２の零相電流としてＰ点での地絡に起因する貰い電流Ｉｇｃを漏電として検出し、このレベルが既設無方向性漏電検出装置の動作感度及び時限の整定値を超えて出力接点３が動作し引き外しコイルの駆動電圧が出力しても、本発明の貰い動作警報出力接点２３が開いているために通電を阻止され引き外しコイル５には引き外し電力が供給されることがないから遮断装置４は動作することがなく、貰い動作による電路Ｆ２の不必要停電障害等は防止される。
図２は既設のＺＣＴの利用が困難な場合にＺＣＴを新設して行う貰い動作警報装置の実施方法を示す説明図である。
３２は貰い電流位相の検出のために設置した零相変流器ＺＣＴ３である。停電施工が困難な場合は分割式のケーブル用ＺＣＴが便利に使用できる。
実施例１では電路Ｆ２の零相電流を電流信号取り込み線２２により既設のＺＣＴから取り込んでいたが、工事施工上この作業が困難な場合にこのように分割形の零相変流器を専用に設置することも施工上合理的な場合もある。
その他の動作については実施例１と同じである。
３２は貰い電流位相の検出のために設置した零相変流器ＺＣＴ３である。停電施工が困難な場合は分割式のケーブル用ＺＣＴが便利に使用できる。
実施例１では電路Ｆ２の零相電流を電流信号取り込み線２２により既設のＺＣＴから取り込んでいたが、工事施工上この作業が困難な場合にこのように分割形の零相変流器を専用に設置することも施工上合理的な場合もある。
その他の動作については実施例１と同じである。
本発明は、漏電検出装置や絶縁地絡監視装置、等にも適用が可能な他、絶縁地絡監視装置にも適用して有効な活用が期待出来る。
１ 既設の無方向性漏電検出装置
２ 既設の検出用ＺＣＴ
３ 無方向性漏電検出装置の遮断用出力接点
４ 遮断装置
５ 遮断装置の引き外しコイル
６ 電気的な雑音に対して忌避要因を持つ負荷設備
７ 低域濾波器
８ 低域濾波器を構成する対地間静電容量
２１ 貰い動作警報装置本体
２２ 零相変流器の出力情報信号取り込み接続箇所
２３ 貰い動作警報用出力接点端子
２４ Ｄ種接地極Ｅｄ又は建屋接地構造体への接続線
２５ Ｂ種接地極Ｅｂへの接続線
３２ 貰い電流位相の検出のために設置した零相変流器
Ｅｂ Ｂ種接地極
Ｅｄ Ｄ種接地極
Ｆ１ 被監視電路以外の電路
Ｆ２ 被監視電路
Ｉｇ 地絡電流
Ｉｇｂ 大地抵抗Ｒｄｂを通って電源変圧器に戻る電流
Ｉｇｃ 貰い電流
Ｒｄｂ Ｄ種接地極ＥｄとＢ種接地極Ｅｂ間の大地抵抗
ＺＣＴ１ Ｆ１に設置した零相変流器
ＺＣＴ２ Ｆ２に設置した既設無方向性漏電検出装置の零相変流器
ＺＣＴ３ Ｆ２に新たに設置した貰い動作警報装置用の零相変流器
２ 既設の検出用ＺＣＴ
３ 無方向性漏電検出装置の遮断用出力接点
４ 遮断装置
５ 遮断装置の引き外しコイル
６ 電気的な雑音に対して忌避要因を持つ負荷設備
７ 低域濾波器
８ 低域濾波器を構成する対地間静電容量
２１ 貰い動作警報装置本体
２２ 零相変流器の出力情報信号取り込み接続箇所
２３ 貰い動作警報用出力接点端子
２４ Ｄ種接地極Ｅｄ又は建屋接地構造体への接続線
２５ Ｂ種接地極Ｅｂへの接続線
３２ 貰い電流位相の検出のために設置した零相変流器
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Ｅｄ Ｄ種接地極
Ｆ１ 被監視電路以外の電路
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Ｉｇ 地絡電流
Ｉｇｂ 大地抵抗Ｒｄｂを通って電源変圧器に戻る電流
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ＺＣＴ１ Ｆ１に設置した零相変流器
ＺＣＴ２ Ｆ２に設置した既設無方向性漏電検出装置の零相変流器
ＺＣＴ３ Ｆ２に新たに設置した貰い動作警報装置用の零相変流器
Claims (3)
- 被監視電路に設置した零相変流器が検出した電流が、その電路の負荷側で発生した地絡事故に起因する電流ではないことを検出した時、貰い電流警報情報を出力する貰い動作警報装置。
- 既設の無方向性漏電検出装置と同一被監視電路から検出した零相電流を、被監視電路の変圧器Ｂ種接地相とＤ種又はＣ種接地極或いはこれに接続する電気設備の接地構造物等との間に発生する電路対地間零相電圧を基準にして位相判定を行い、その結果が検出零相変流器の負荷側Ｌから電源側Ｋ即ち変圧器側に向かう貰い電流である場合には、貰い電流警報として接点の動作又は電子的な警報情報を出力する機能を構成した無方向性漏電検出装置の貰い動作警報装置
- 被監視電路の零相電流情報を接続する電流入力処理回路と、被監視電路の変圧器接地相と大地間の零相電圧情報を接続する電圧入力処理回路と、零相電圧の位相を基準に零相電流の方向を判別し貰い位相信号を出力する貰い位相検出回路と、零相電圧レベルが整定値を超えた時に零相電圧信号を出力する電圧感度整定回路と、貰い位相信号と零相電圧信号の双方が揃ったときに貰い動作状態検出信号を出力する貰い動作判別回路と、貰い動作状態検出信号を受けて接点又は電子的な情報により貰い電流警報信号を発する警報信号出力回路で構成される無方向性漏電検出装置の貰い動作警報装置。
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| JP2011103341A JP2012233809A (ja) | 2011-05-05 | 2011-05-05 | 漏電検出装置の貰い動作警報装置 |
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- 2011-05-05 JP JP2011103341A patent/JP2012233809A/ja active Pending
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