JP2015025775A - 通電試験システム、通電試験装置および通電試験方法 - Google Patents

Abstract

【課題】発電機変流器の通電試験における利便性および安全性を向上させる通電試験システムを提供する。
【解決手段】通電試験システムは、１本の芯線が一端から他端まで複数回数往復してなる多芯化ケーブル５を発電機変流器２の一次側の鉄心に貫通させ、複数の芯線を連環接続させることにより、試験用電線３を発電機変流器２の一次側に複数回巻きつけた状態と同様な状態とし、この状態で電圧電流発生器４から発電機変流器の通電試験を行うための電流を試験用電線３の両端から印加し、計測機器２０により発電機変流器２の二次側に派生する電流位相を測定し、発電機変流器２や周辺回路の健全性を確認する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、通電試験システム、通電試験装置および通電試験方法に関する。

従来、発電機ＣＴ（Current Transformer：変流器）の鉄心の一次側通電試験を行うに当たり、図１３に示すように、発電機母線１を貫通させた発電機ＣＴ２の鉄心の一次側に試験用電線３を貫通させて巻きつける。そして、電圧電流発生器４から試験用電線３に電流を印加して、発電機ＣＴ２の鉄心の二次側に発生する電流位相を計測機器２０により測定する。このようにして、発電機ＣＴ及び周辺回路の健全性を確認している。

特開２０１０−１２２０２９号公報

しかし、発電機ＣＴはＣＴ比（変流比）が大きいため、ＣＴの一次側から印加できる最大電流を印加しても、二次側に発生する電流値は、計測機器では判定できないほどの微弱な値となってしまう。このため、発電機ＣＴの鉄心の一次側に試験用電線を数回にわたって、場合によっては数十回にわたって巻きつけることで一次側に流れる電流を増幅させた上で、ＣＴ二次側に発生する電流を測定する必要があった。

しかし、発電機ＣＴの鉄心の一次側に試験用電線を複数回巻きつける作業を行うためには多大な手間を要する。また、この作業は高所での作業となるので、安全性が低いだけでなく、感電事故等を引き起こす可能性が高かった。

本発明が解決しようとする課題は、発電機ＣＴの通電試験における利便性および安全性を向上させることが可能な通電試験システム、通電試験装置および通電試験方法を提供することにある。

実施形態における通電試験システムは、１本の芯線が一端から他端まで複数回数往復してなる多芯化ケーブルを変流器の一次側の鉄心に貫通させて連環させた状態で、変流器の通電試験を行うための電流を多芯化ケーブルに印加する印加部をもつ。

本発明によれば、発電機ＣＴの通電試験における発電機ＣＴの通電試験における利便性および安全性を向上させることができる。

第１の実施形態における発電機ＣＴ一次通電試験システムの構成例を示す図。 第１の実施形態における発電機ＣＴ一次通電試験システムの通電試験装置の外観の一例を示す図。 第１の実施形態における発電機ＣＴ一次通電試験システムの発電機ＣＴに対する通電試験装置の取り付け形態の一例を示す図。 第１の実施形態における発電機ＣＴ一次通電試験システムで用いる多芯化ケーブルの構成例を示す図。 第１の実施形態における発電機ＣＴ一次通電試験システムで用いる多芯化ケーブルの配線図の一例を示す図。 第２の実施形態における発電機ＣＴ一次通電試験システムの通電試験装置の外観の一例を示す図。 第２の実施形態における発電機ＣＴ一次通電試験システムで用いる多芯化ケーブルの配線図の一例を示す図。 第２の実施形態における発電機ＣＴ一次通電試験システムで用いる多芯化ケーブルの接点の切り替えの形態の一例を表形式で示す図。 第３の実施形態における発電機ＣＴ一次通電試験システムで用いる多芯化ケーブルのコネクタの接続形態の一例を示す断面図。 第３の実施形態における発電機ＣＴ一次通電試験システムで用いる多芯化ケーブルの一例を示す図。 第４の実施形態における発電機ＣＴ一次通電試験システムの通電試験装置の外観の一例を示す図。 第４の実施形態における発電機ＣＴ一次通電試験システムの通電試験装置のランプ回路の構成例を示す図。 従来の発電機ＣＴ一次通電試験システムの構成例を示す図。

以下、各実施形態について図面を用いて説明する。

（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態について説明する。
図１は、第１の実施形態における発電機ＣＴ一次通電試験システムの構成例を示す図である。
図１に示すように、第１の実施形態における発電機ＣＴ一次通電試験システムは、発電機母線１、発電機ＣＴ（変流器）の鉄心２、印加部としての電圧電流発生器４、多芯化ケーブル５、通電試験装置１０、計測機器２０を有する。以下、発電機ＣＴの鉄心を単に発電機ＣＴと称することがある。

発電機ＣＴ２は、発電機母線１の複数箇所のそれぞれに取り付けられる。
発電機ＣＴ２の中空部の一次側には、芯線としての試験用電線３を複数回数往復させてなる多芯化ケーブル５を貫通させて、発電機ＣＴ２と多芯化ケーブル５とを連環させることができる。
多芯化ケーブル５を発電機ＣＴ２の一次側に連環させることにより、試験用電線３を発電機ＣＴ２の一次側に複数回巻きつけた状態と同様の状態となる。

多芯化ケーブル５の一部は通電試験装置１０に組み込まれている。
多芯化ケーブル５をなす試験用電線３には、電圧電流発生器４を電気的に接続することができる。この接続した試験用電線３には、電圧電流発生器４により試験用の電流を印加することができる。

この試験用の電流を試験用電線３に印加した状態で、計測機器２０は、発電機ＣＴ２の二次側に発生する電流位相を測定することができる。この測定結果により、発電機ＣＴ２や周辺の回路の健全性を確認することができる。

図２は、第１の実施形態における発電機ＣＴ一次通電試験システムの通電試験装置の外観の一例を示す図である。
図３は、第１の実施形態における発電機ＣＴ一次通電試験システムの発電機ＣＴに対する通電試験装置の取り付け形態の一例を示す図である。
図２や図３に示すように、多芯化ケーブル５では、発電機ＣＴ２に連環できるように、試験用電線３の端子としての２つのコネクタ同士を着脱できるようになっている。
多芯化ケーブル５のコネクタの一方は、通電試験装置１０側に組み込まれている。このコネクタに対して多芯化ケーブル５の他方のコネクタ５ａを着脱する事で、リング状のケーブルとして発電機ＣＴ２の一次側に連環させたり、発電機ＣＴ２の一次側から取り外したりすることができる。

これらのコネクタを接続した多芯化ケーブル５が発電機ＣＴ２に連環された状態では、この多芯化ケーブル５をなす発電機ＣＴ２を通る試験用電線３の本数に応じた巻き数の試験用電線３を発電機ＣＴ２に巻きつけた状態と同じ状態となる。

また、図２に示すように、通電試験装置１０の筐体における多芯化ケーブル５をなす試験用電線３の一端の近傍と他端の近傍のそれぞれには、スライド式のスイッチ１０ａが設けられる。
また、通電試験装置１０におけるスイッチ１０ａの近傍には、多芯化ケーブル５の一端および他端のそれぞれと電圧電流発生器４とを接続するための接続端子１０ｂが設けられる。

スライド式のスイッチ１０ａは、近傍にある多芯化ケーブル５側と接続端子１０ｂ側との間でスライドさせることができる。
スイッチ１０ａを多芯化ケーブル５側にスライドさせている場合は、近傍にある試験用電線３の端部と接続端子１０ｂとは電気的に接続されない。
一方、スイッチ１０ａを接続端子１０ｂ側にスライドさせている場合は、近傍にある試験用電線３の端部と接続端子１０ｂとが電気的に接続される。

接続端子１０ｂには、この接続端子１０ｂと電圧電流発生器４の図示しない電流電圧出力端子とを電気的に接続するための接続ケーブル１０ｃを取り付けることができる。
つまり、多芯化ケーブル５をなす試験用電線３の端部のスイッチ１０ａを近傍にある接続端子１０ｂ側にそれぞれスライドさせて、試験用電線３の端部と接続端子１０ｂとを電気的に接続した状態で、この接続端子１０ｂを接続ケーブル１０ｃを介して電圧電流発生器４の電流電圧端子に接続する事ができる。
この接続した状態で、電圧電流発生器４に対して試験用の電流電圧印加のための操作がなされると、電流電圧端子から多芯化ケーブル５に電流電圧印加がなされる。

図４は、第１の実施形態における発電機ＣＴ一次通電試験システムで用いる多芯化ケーブルの構成例を示す図である。
図４に示すように、多芯化ケーブル５はフラットケーブルであり、この多芯化ケーブル５の断面は、複数の試験用電線３が束ねられて、それぞれが被覆５ｂに覆われた形状となっている。多芯化ケーブル５をフラットケーブルとすれば、発電機ＣＴ２の中空部における発電機母線１の占有割合が大きいために、多芯化ケーブル５を貫通させるためのスペースが狭くても、このスペースに多芯化ケーブル５を容易に貫通させることができる。

図５は、第１の実施形態における発電機ＣＴ一次通電試験システムで用いる多芯化ケーブルの配線図の一例を示す図である。
前述したコネクタ同士を接続して発電機ＣＴ２に連環させた多芯化ケーブル５は、図５に示すように、電圧電流発生器４の印加電流の正極側からみて、＊１、＊２、＊３、…、＊２０、印加電流の負極側の順で電気的に接続される。この多芯化ケーブル５は、一本の試験用電線３が一端から他端までにかけて発電機ＣＴ２の一次側に複数回数、ここでは２０回にわたって巻回される状態と同じ状態となるように構成されている。

以上説明したように、第１の実施形態では、試験用電線３を複数回数往復させてなる多芯化ケーブル５を発電機ＣＴ２の一次側に貫通させて連環させる構成としたので、試験用電線３を発電機ＣＴ２の一次側に複数回数巻きつけた状態と同じ状態とすることができる。
よって、試験用電線３を発電機ＣＴ２に数回ないし数十回巻きつける作業が不要になり、発電機ＣＴ２の一次側へ試験用電線を容易に取り付けることが可能となる。これにより、発電機ＣＴの通電試験における発電機ＣＴの通電試験における利便性および安全性を向上させることができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。なお、以下の各実施形態において、第１の実施形態で説明した部分と同一の部分の詳細な説明は省略する。
図６は、第２の実施形態における発電機ＣＴ一次通電試験システムの通電試験装置の外観の一例を示す図である。
図６に示すように、第２の実施形態では、第１の実施形態と比較して、通電試験装置１０の筐体に切り替えスイッチ６ａがさらに設けられる。この切り替えスイッチ６ａは、発電機ＣＴ２のＣＴ比率の計測環境を変更したい場合に応じて、多芯化ケーブル５における接点の切り替えを行うことで、多芯化ケーブル５の実効巻線数を切り替えるためのスイッチである。
この実効巻線数とは、多芯化ケーブル５を発電機ＣＴ２に連環させた状態での多芯化ケーブル５をなす試験用電線３のうち電流が流れる部分が発電機ＣＴを通過する数である。

図７は、第２の実施形態における発電機ＣＴ一次通電試験システムで用いる多芯化ケーブルの配線図の一例を示す図である。
図７に示すように、第２の実施形態では、多芯化ケーブル５内には、試験用電線３の一部を選択的に短絡又は開放するための接点６１，６２，６３，６４，６５，６６，６７，６８が設けられて、回路切替部６を構成している。この多芯化ケーブル５の実効巻線数は１巻、５巻、１０巻、２０巻のいずれかに切り替え可能である。
具体的には、電圧電流発生器４の印加電流の正極側から＊１にかけて接点６７，６８が設けられる。
また、＊１０と＊１１との間に接点６６が設けられ、この接点６６の近傍に接点６５が設けられる。
また、＊１５と＊１６との間に接点６４が設けられ、この接点６４の近傍に接点６３が設けられる。
また、＊１９と＊２０との間に接点６２が設けられ、この接点６２の近傍に接点６１が設けられる。
接点６７，６５，６３，６１は常に電気的に接続される。

第２の実施形態では、切り替えスイッチ６ａを通電試験装置１０の筐体の「１」側、「５」側、「１０」側、「２０」側（図６参照）に合わせる様に操作する事で、接点６７，６８の間、接点６５，６６の間、接点６３，６４の間、接点６１，６２の間のいずれか１つの組の接点を短絡して他の組の接点を開放することができる。

図８は、第２の実施形態における発電機ＣＴ一次通電試験システムで用いる多芯化ケーブルの接点の切り替えの形態の一例を表形式で示す図である。
多芯化ケーブル５の実効巻線数の切り替えの第１の例について説明する。
切り替えスイッチ６ａを通電試験装置１０の筐体の「１」側（図６参照）に合わせる様に操作すると、図８に示すように、接点６１，６２の間を短絡（ＯＮ）させて、他の接点を開放（ＯＦＦ）させることができる。この状態では、印加電流の正極側と負極側との間は、印加電流の正極側、接点６７，６５，６３，６１，６２，＊２０、印加電流の負極側の順で電気的に接続され、＊１〜＊１９の間は試験用電流が流れなくなる。
この結果、多芯化ケーブル５の実効巻線数は１巻となり、この多芯化ケーブル５を発電機ＣＴ２の一次側に連環させた状態では、試験用電線３を発電機ＣＴ２の一次側に１回巻きつけた状態と同様の状態となる。

実効巻線数の切り替えの第２の例について説明する。
切り替えスイッチ６ａを通電試験装置１０の筐体の「５」側（図６参照）に合わせる様に操作すると、図８に示すように、接点６３，６４の間を短絡（ＯＮ）させて、他の接点を開放（ＯＦＦ）させることができる。この状態では、印加電流の正極側と負極側との間は、印加電流の正極側、接点６７，６５，６３，６４，＊１６〜＊１９，接点６２，＊２０、印加電流の負極側の順で電気的に接続され、＊１〜＊１５の間は試験用電流が流れなくなる。
この結果、多芯化ケーブル５の実効巻線数は５巻となり、この多芯化ケーブル５を発電機ＣＴ２の一次側に連環させた状態では、試験用電線３を発電機ＣＴ２の一次側に５回巻きつけた状態と同様の状態となる。

実効巻線数の切り替えの第３の例について説明する。
切り替えスイッチ６ａを通電試験装置１０の筐体の「１０」側（図６参照）に合わせる様に操作すると、図８に示すように、接点６５，６６の間を短絡（ＯＮ）させて、他の接点を開放（ＯＦＦ）させることができる。この状態では、印加電流の正極側と負極側との間は、印加電流の正極側、接点６７，６５，６６，＊１１〜＊１５，接点６４，＊１６〜＊１９，接点６２，＊２０、印加電流の負極側の順で電気的に接続され、＊１〜＊１０の間は試験用電流が流れなくなる。
この結果、多芯化ケーブル５の実効巻線数は１０巻となり、この多芯化ケーブル５を発電機ＣＴ２の一次側に連環させた状態では、試験用電線３を発電機ＣＴ２の一次側に１０回巻きつけた状態と同様の状態となる。

実効巻線数の切り替えの第４の例について説明する。
切り替えスイッチ６ａを通電試験装置１０の筐体の「２０」側（図６参照）に合わせる様に操作すると、図８に示すように、接点６７，６８の間を短絡（ＯＮ）させて、他の接点を開放（ＯＦＦ）させることができる。この状態では、印加電流の正極側と負極側との間は、印加電流の正極側、接点６７，６８，＊１〜＊１０，接点６６，＊１１〜＊１５，接点６４，＊１６〜＊１９，接点６２，＊２０、印加電流の負極側の順で電気的に接続され、＊１〜＊２０の間に試験用電流が流れる。
この結果、多芯化ケーブル５の実効巻線数は２０巻となり、この多芯化ケーブル５を発電機ＣＴ２の一次側に連環させた状態では、試験用電線３を発電機ＣＴ２の一次側に２０回巻きつけた状態と同様の状態となる。

このように、第２の実施形態では、スイッチ６ａの切り替えにより発電機ＣＴ２の一次側への多芯化ケーブル５の実効巻数を容易に選択する事ができるので、実効巻数に応じて多芯化ケーブル５を複数種類用意したり、試験用電線３を巻きなおしたりする必要なしに、ＣＴ比率の計測環境を変更することが可能となる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。
図９は、第３の実施形態における発電機ＣＴ一次通電試験システムで用いる多芯化ケーブルのコネクタの接続形態の一例を示す断面図である。
図１０は、第３の実施形態における発電機ＣＴ一次通電試験システムで用いる多芯化ケーブルの一例を示す図である。
図９に示すように、多芯化ケーブル５の一方および他方のコネクタは、階段状に加工された絶縁体１２を基材として、この絶縁体１２の各段の面に導電体１３が取り付けられる。一方のコネクタの導電体１３における他方のコネクタの導電体１３に対する面は凹凸状に加工されている。互いのコネクタは、導電体１３同士を係合させることで電気的に接続される、これら係合された導電体１３は多芯化ケーブル５の試験用電線３となる。

また、一方のコネクタの絶縁体１２には凸部１５ａが設けられており、この凸部１５ａを他方のコネクタの絶縁体１２に設けられる凹部１５ｂに組み合わせることができる。これにより、接続したコネクタ同士を接続した状態で互いに固定することができる。

また、第３の実施形態では、図９に示すように、一方のコネクタの絶縁体１２と導電体１３との間にスプリング１４が設けられている。このスプリング１４を設けたコネクタを他方のコネクタに接続すると、スプリング１４の弾力により、スプリング１４を設けない場合と比較して、導電体１３の接続面同士をより確実に電気的に接続することができる。これにより、導電体１３同士を、接触抵抗を低減させて組み合わせて多芯化ケーブル５の試験用電線３を構成することができる。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。
図１１は、第４の実施形態における発電機ＣＴ一次通電試験システムの通電試験装置の外観の一例を示す図である。
図１２は、第４の実施形態における発電機ＣＴ一次通電試験システムの通電試験装置のランプ回路の構成例を示す図である。
図１１に示すように、第４の実施形態では、通電試験装置１０の筐体に電池３０、電源スイッチ３１、電流印加方向表示器（ランプ）３４ａ，３４ｂが設けられる。
また、図１２に示すように、通電試験装置１０には、多芯化ケーブル５の試験用電線３に対する電流印加方向を検出または表示させるための表示用回路（ランプ回路）が組み込まれる。

この表示用回路の電池３０の正極側には電源スイッチ３１が接続される。この電源スイッチ３１は表示用回路の電源をＯＮ／ＯＦＦするためのスイッチであり、電流印加方向検出器３２に接続される。この表示用回路の電池３０は交換可能である。

電流印加方向検出器３２は、電圧電流発生器４から多芯化ケーブル５の試験用電線３に対する電流印加方向を検出する。電流印加方向検出器３２には、電流印加方向表示器３４ａ，３４ｂが接続される。電流印加方向表示器３４ａ，３４ｂは電池３０の負極側に接続される。つまり、電流印加方向表示器３４ａ，３４ｂは電池３０で駆動する。

電源スイッチ３１がＯＮ状態のときに、多芯化ケーブル５の試験用電線３に対する電流印加方向が第１の方向であることを電流印加方向検出器３２が検出した場合には、電流印加方向検出器３２は、電流印加方向表示器３４ａを点灯させて電流印加方向表示器３４ｂを消灯させる。ここでは、第１の方向とは、発電機ＣＴ２に貫通させた多芯化ケーブル５における通電試験装置１０の筐体側のコネクタからみて、多芯化ケーブル５を通って他方のコネクタ５ａに向かう方向である。

また、電源スイッチ３１がＯＮ状態のときに、多芯化ケーブル５の試験用電線３に対する電流印加方向が第１の方向と逆の第２の方向であることを電流印加方向検出器３２が検出した場合には、電流印加方向検出器３２は、電流印加方向表示器３４ｂを点灯させて、電流印加方向表示器３４ａを消灯させる。

このように、電流印加方向検出器３２による検出状態に応じて、電流印加方向表示器３４ａ，３４ｂのいずれかを点灯させる構成とすることで、多芯化ケーブル５の試験用電線３に対する電流印加方向を容易に確認する事ができるので、電流印加方向を誤ることによる不具合を防止する事ができる。

また、電源スイッチ３１と電流印加方向検出器３２との間には、ランプテストボタン３３の端子の一端が接続される。このランプテストボタン３３は、任意のタイミングでＯＮ／ＯＦＦ切替可能である。このランプテストボタン３３の端子の他端は、電流印加方向検出器３２と電流印加方向表示器３４ａ，３４ｂとの間に接続されて、表示用回路内にテスト回路が構成される。

電源スイッチ３１がＯＮ状態のときにランプテストボタン３３をＯＮすると、電流印加方向検出器３２による検出状態に関わらず、電流印加方向表示器３４ａ，３４ｂの双方が点灯する。このように、任意のタイミングでランプテストボタン３３をＯＮさせて、電流印加方向表示器３４ａ，３４ｂを点灯させる構成とすると、電池３０や電流印加方向表示器３４ａ，３４ｂが正常な状態にあるか否かを容易に確認することができる。

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…発電機母線、２…発電機ＣＴ、３…試験用電線、４…電圧電流発生器、５…多芯化ケーブル、６…回路切替部、６ａ…スイッチ、１０…通電試験装置、１２…絶縁体、１３…導電体、１４…スプリング、２０…計測機器、３０…電池、３１…電源スイッチ、３２…電流印加方向検出器、３３…ランプテストボタン、３４ａ，３４ｂ…電流印加方向表示機。

Claims (6)

1. １本の芯線を一端から他端までにわたり複数回数往復させてなる多芯化ケーブルと、
   前記多芯化ケーブルを変流器の一次側の鉄心に貫通させて連環させた状態で、前記変流器の通電試験を行うための電流を前記多芯化ケーブルに印加する印加部を備えた
   ことを特徴とする通電試験システム。
2. 前記多芯化ケーブルは、
   前記芯線の一端から他端までの間に短絡又は開放可能な複数の接点が設けられ、
   前記接点のうち短絡させる接点を切り替えることで前記芯線の一端から他端までにおける通電試験を行うための電流が流れる部分の往復数を切り替える構成とした
   ことを特徴とする請求項１に記載の通電試験システム。
3. 前記多芯化ケーブルは、
   前記芯線の端子としての第１のコネクタと第２のコネクタとを接続することでリング状をなし、
   前記第１および第２のコネクタの少なくとも１つにおいて絶縁部材と導電部材との間にスプリングを挿入した
   ことを特徴とする請求項１に記載の通電試験システム。
4. 前記多芯化ケーブルの芯線に対する電流の印加方向を検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出した印加方向を表示する表示装置とをさらに備えた
   ことを特徴とする請求項１に記載の通電試験システム。
5. １本の芯線が一端から他端まで複数回数往復してなる多芯化ケーブルを変流器の一次側の鉄心に貫通させて連環させた状態で、前記変流器の通電試験を行うための電流を前記多芯化ケーブルに印加する電流印加部を備えた
   ことを特徴とする通電試験装置。
6. １本の芯線を一端から他端までにわたり複数回数往復させてなる多芯化ケーブルを備えた通電試験システムに適用される通電試験方法であって、
   前記多芯化ケーブルを変流器の一次側の鉄心に貫通させて連環させた状態で、前記変流器の通電試験を行うための電流を前記多芯化ケーブルに印加する
   ことを特徴とする通電試験方法。

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