JP2019015749A - 移動式漏電探索装置 - Google Patents
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Abstract
Description
即ち、例えば、大韓民国特許第10−0778089号(特許文献1)は、特に、複数個の地上変圧器(master device)とその従属変圧器(slave device)並びに検出装置等が含まれている同一の区域内に複数個の変圧器がグループ化されている様な都市部において、地中に埋設されている低圧給電線(LV)の分配システムの磁界形成ネットワーク情報を取得する為の探索システム及びその方法を開示している。当該複数の地上高圧変圧器は、当該変圧器の内部で相端部(terminal phase)と接地部とに接続されており、それにより、当該給電線に関する、それぞれの変圧器や、相状態及び回路に関する固有識別番号を発信するものであり、一方、当該従属変圧器は、当該送信されたコード情報を読み取るか、サービス窓口で当該給電線の接続点から顧客の施設に送られた、リクエストに対する返答情報を読み取って、電源変圧器、接続相及び回路等に関する情報を取得するものであり、更に、当該検出装置は、給電サービス中に絶縁状態を取り除くことなく、当該給電線の埋設経路の途中にて、当該従属変圧器から送信された信号を収集することにより、当該電源変圧器、相及び顧客情報を取得するものである。
一方、当該送信装置は、非対称パルス信号列をパッド搭載型変圧器に引加するに際して、当該変圧器から給電線に向けて供給された出力信号列は、商用電源(AC main)の信号と非対称ACパルス信号が混合された信号となる。
当該受信装置は、地表からの対地電圧信号を収集する為の信号入力部と、当該入力信号から、対称的な商用電源及びノイズを除去するためのフィルタリング部と、当該フィルタリング部からの入力信号のDC信号極性を比較して、当該信号に関して‘+’又は‘−’値を表示する比較回路部及び、特定の期間の間に当該フィルタリング部からの蓄積されたDC信号値に関する値を平均化して、当該比較回路部から得られた極性値情報と共に、それを表示する平均値回路部と、を含んでおり、且つ当該漏電発生部位において、検出可能な複合信号から商用電源電圧波を取り除いた後で、地表からの非対称のパルス信号を取得するものである。
処で、従来の技術による移動式の漏電探査装置及びそれを使用した漏電探査方法の問題点について、以下に、図1乃至図9を参照しながら、詳細に説明する。
図1及び図2を参照すると、従来の配電用低圧線(給電線・feeder line)絶縁不良漏電点の探査方法は、4工程から構成されており、その第1のステップは、編造線を介して、変圧器捲線中性点(X0)と対地接地(G)の間に流れる電流(編造線電流)Igを測定して、一定値以上(200mA以上)の場合、変圧器に連結された低圧線(給電線)のどれかに、漏電状態が発生したかどうかを判定する段階、第2のステップは、当該低圧線(給電線)の中から、変圧器に連結された編造線電流Igよりも大きなベクトル和電流(vector sum current)を流している低圧線(給電線)を漏電低圧線(給電線)として把握する段階、第3のステップは、前記漏電低圧線(給電線)埋設経路から漏電区間を判定する段階、及び第4のステップは、前記漏電低圧線(給電線)の当該漏電区間内で対地漏電点を探す段階とからなる。
そこで、当該給電線(低圧線路)か顧客側の施設の何れかに漏電が発生した場合、漏電(故障)電流(earth fault current)は、SGR(Source Ground Return)接地方式に従って、変圧器のみに歸還されるべきものとされてきていた。つまり、若し、構造物2と構造物3との間のどこかで、当該低圧線の絶縁が破壊された場合、AC本線(main)の商用電圧は地中に漏れ出し、そして対地抵抗を通じて変圧器に戻ると推定され、それによって、当該編造線(Ig)を介して、当該変圧器の中性点に向けた0.5Aの漏電電流(If)が発生する。
同時に、当該漏電電流(If)と同じ0.5Aの零相電流(zerophase sequence current)(Ion)も当該給電線(低圧線路)に発生する。当該編造線(Ig)電流は、当該構造物2(Io2L)(If=Ig=Ion=Io1s〜Io2L)の負荷側に迄、延展されるが、当該構造物3(Io3s)の電源側では、電流が消滅して檢出されないので、当該構造物2と当該構造物3との間の部位が、疑わしい漏電部位であると判定されてしまう。
当該作業は、当該疑わしい漏電区域内で地面を掘削し、変圧器で当該編造線を分離した後に、図10に示すように先端が尖がった電極を使用した受信裝置を利用して、中性導体線(X0)と地面(G)との間に接続されている送信装置により発生された、最大でDC50Vの非対対称パルス信号を検出することにより実行される。
つまり、従来の技術に於いては、当該漏電の判断は、専ら、変圧器の電流(Ig)と給電線(低圧線)の電流(Ion)とに基づいて行われてきている。
接地環境の変化にも拘らず従来の漏電探査技術を新接地環境で使用すると、図5に例示するように、TNC環境下で、構造物2と構造物3との間の何処かで漏電が発生し、漏電故障電流(If)として1Aの電流が流れたとしても、当該電流は当該変圧器には最早戻ることはなく、最も近いFED PEN2に帰還し、当該編造線に於いて、当該欠陥帰還電流は0Aである判断され、結局、従来技術によって、1Aの漏洩電流を持つ当該給電線(低圧線)は安全であるとの誤判断が行われ、従って、メンテナンス操作は放棄され、それによって、電気ショックの危険性が極めて高い可能性を有して、歩行者に与えられる事になる。
その結果、変圧器での電流測定による判断は、低圧線における漏電有無に関する真の状態を表示する為には正確ではない。
真の漏電している給電線(低圧線)と漏電区域とを検出する為の唯一の方法は、埋設されている当該給電線(低圧線)に沿って配置されている全ての構造物に於いて、当該零相電流(Io)を測定することである。
これによって、当該給電線(低圧線)内のマンホール1と2の間(Io2)、及びマンホール3と4との間(Io4)で漏電発生区域が決定されることになる。
つまり、図7は、FED PENに於ける帰還負荷電流の給電線のインピーダンスとアンペア容量(ampacity)に基づいて、他の中性導体線の周りを迂回する、有る程度の大きさの帰還負荷電流が存在する事を示している。
この現象が、当該従来技術に於ける漏洩電流(Ig)を意味する事になっている。
当該15Aの迂回された帰還負荷電流は、記漏電探査作業の第3及び4の各ステップを実行した後に当該構造体に於けるバイパス電流として理由付けされることから、帰還故障である可能性が高いとして処理されてしまうので、不必要な予算と労力を浪費している。
然しながら、当該DC電圧は全てのPENで漏れ出し、真の漏洩地点に到達する前に、当該変圧器の接地部迄戻るので、従って、従来の方法では、当該電流漏れ部位を検出する事が出来ず、その為、当該絶縁不良による中性の位置が常に、欠陥相導体線(faulty phase conductor wires)の位置と同じであるか否かと言う問題を提起させることになり、これは、TNC接地システムの下では、危険な電圧リスク問題を生じさせている。
然しながら、従来の方法では、当該大きな電流内に隠匿された小さい電流を区別する事ができないので、当該電流は当該構造体1に於いて迂回電流により発生させられたものと判断され、真の接地電圧漏れを検出する事無く、当該検査を終了してしまうと言う問題が存在していた。
そして、本発明による漏電発生部位探索方法は次の4つの工程を含んでいる。
即ち、複数個の注水型電極輪を使用した移動用対地電位の測定裝置を使用して、(1)電圧(相)線の埋設経路の追跡する工程、(2)AC商用電源の対地電位の上昇点を把握する工程、(3)DC対地電圧の論理値が‘1’である時に、DC探索信号の極性(大きさ)を比較して、当該DC探索信号の最大上昇点(漏電点)を把握する工程、及び(4)対地電圧の論理値を分析して漏電発生部位を特定し、それによって、漏電故障になる低圧線の補修のために正確な掘削位置(漏電点)を把握する事が出来る技術を提供すると共に、漏電による感電事故を防止する為に、危険な電圧を除去する事を可能にする漏電源情報及び緊急措置が要求される公共工事の開示の前に必要な装置欠陥に関する技術を提供する工程、とから構成されている。
更に、本発明の他の態様としては、大地と容量結合する様に構成された複数個の電極と、当該複数個の電極と大地に対して水分を供給する為の、複数個の水分供給手段と、当該複数個の電極から入力された複数個の対地電圧値を測定する為の電位測定部とが含まれている移動式対地電圧探索装置が提供される。
第一、注水型湿潤式電極輪を使用して当該測定裝置を速やかに移動させることによって、AC商用電源の対地電位の上昇点を把握する事が出来、それによって、零相漏れ電流の測定によるエラー無しに、当該漏電位置を正確に特定する事が出来るので、探査信頼度を高める効果を奏する。
第二、電圧(相)線の埋設経路を、正確に特定し、且つ、電気ショックによる事故の危険を持つ、給電線に於ける漏電部位をピンポイント的に検出する事が出来、それによって、AC商用電圧の対地電位とDC対地電圧とを測定する事によって、掘削位置(漏電点)を正確に探索する事が可能になった。
その結果、電気ショックを発生する当該漏電部位が特定化され、更に、当該給電線に対するメンテナンス操作も容易に遂行出来るので事故を予防する効果を奏する。
第四、故障復旧のための掘削作業に長時間が掛かる場合、漏電を示している低電圧線を電源から分離すると言う様な、一時的作業が出来るので、感電危険の要因を速やかに除去することが出来、保持補修の費用を下げる効果を奏する。
尚、以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい具体例を詳細に説明するが、本発明が当該各具体例により制限または限定されるわけではない。なお、当業者に自明と判断されるか、反復する内容は省略した。
一方、本発明に於ける、当該移動式対地電圧のスキャン装置は、好ましくは、移動式検出装置の同期した動きに対応してそれぞれの部位に於いて測定した複数個の対地電位値を含むデータ−列を記憶する記録部をさらに包含してもよく、更に好ましくは、本発明による移動式対地電圧スキャン裝置は前記記録部の情報を表示する為に、マップ上の座標面にカラー化された点状体をプロッティングする為のマッピング部を包含してもよい。
一方、本具体例於いては、好ましくは、当該対地電圧測定信号送信裝置は、前記コーディング部に当該電圧送信装置の識別情報を入力し、そして、当該AC電源を単相或いは3相に設定するための入力/設定部をさらに包含してもよい。
処で、大韓民国に於いては、中圧(MV)用及び低圧用(LV)の給電線は地中に埋設されている反面、図11に示したように、複数個の開閉器及び変圧器のような器機類は、省スペ−スのために、人口が密集する都市部の地上に於ける一つの場所に集めて設置している。
そして、当該図12は、中圧給電線(MV)は当該スイッチ部SW1から供給され、そして、それぞれの変圧器は、逐次その電圧を中圧から低圧に段階的に降下させ、接地端子を共有する中圧(MV)給電線と同じ配線構成内に配置されている低圧(LV)給電線を使用している末端顧客に対し、交流電力(AC main)を供給する。
一方、マンホール1は、1本の中圧(MV)給電線と2本の低圧(LV)給電線を含む3本の給電線と、共通的に接地された当該3本の異なる給電線である3本の中性線とを有しているが、それらの配線は、インピーダンスに強く依存して、帰還負荷電流を他の配線通路に迂回させる可能性が高く、その結果、迂回された中性電流が容易に発生する様な当該システムに於ける低圧(LV)給電線のベクトル和電流を測定することによって、接地故障電流として処理されてしまうおそれのある電流ベクトル和(current vector sum)値を、検査すべき対象としてしまうので、そこを流れる電流が、漏電部位を誤って検出してしまう可能性が極めて高い。
しかしながら、当該迂回された電流から放射された電磁信号(EM)の強さは、探索されるべき当該給電線からの電磁信号の強さよりもかなり強いので、それがバイパスされた中性線の線路の経路を当該給電線の経路として誤って決定してしまう主な原因となり、これが正確に探索されるべき電気ショックの危険を持つ事になる。
一方、迂回された中性導体線を含む他方のダクトでは、当該導体線の周りには、一つの同一方向をもつ電磁力環を有し、隣接する導体線からの反発力は存在しない。
即ち、異なる極性を持った導体線間に形成された磁界の零点(a nulling point of magnetism)が、同図のA−A’セクションで示されているように、地上で探索された場合に、当該電磁界の低いピーク点を形成するが、同図のB−B’セクションは、図示の様に、磁界の零点(a nulling point)を形成することなく、当該迂回中性導線に関し、単一極性の方向に、磁界による同心円状の完全ピークが形成されている。
この様な、同じダクト内に於ける当該相導体線と当該中性導体線間の反発は、探査者に、当該迂回中性導体線の経路を、相導体線として誤って判断させてしまう危険がある。
その理由は、当該相導体線からの電磁界が当該迂回中性導体線の電磁界よりも高い事及び当該給電線の探索は、主に、当該給電線の埋設路線の経路を決定する為に、地上での電磁界のピーク強度に依存している事による。
何故ならば、探索電流の流れは、当該給電線の専用の相導体線と中性導体線を通じてのみ流れるからである。
然しながら、本発明に於いては、一つのシステムに於ける全ての中性導体線が、他の中性導体線を介して容易に迂回される様に、一つの接地端子に結合された後では、迂回した中性導体線上のいくつかの部位におけるピーク値を検出する代わりに、当該給電線のホットな相導体線(hot(phase)conductor)を正確に探索する為に、2つの要因が考えられる。
その一つの要因は、上記した磁界の零点現象(null phenopenon)の様なより弱い電磁信号空間が、2つのより強力な電磁信号の間で検出されたか否かであり、また他の要因は、当該相導体線と当該中性導体線がその中に配置されているダクトの位置を探索する為に、地表面上の好ましくは20cm離れた部位における、異なる極性信号間の磁界の当該零点(the null)を補足する為に、図16に示す様に、当該導体線の埋設された経路の配列方向に対して水平面で直交する方向に15cmの間隔を開けて、4個のフェライトコイル磁気センサ15を配置する事によって本発明を実行するに当たり、図15に示すように、2つの強力な信号が、相反する極性を持っているか否かである。
此処では、当該複数個の電磁センサの配列状態は、水平であり、且つ、図16に示された、当該センサのそれぞれの位置が、当該波形にリンクされており、此処に於いて、上段の波形は左側のセンサからの波形であり、中段の波形は、右側のセンサからの波形であり、最後の最下段の波形は、中央のセンサからの波形である。
当該左側のセンサからの、上段にある波形の極性は、+(正)であり、中央と右側の各センサからの他の2つの波形の極性はともに同じで−(負)である。
当該相導体線と中性導体線を持つ埋設ダクトの埋設位置は、異なる極性を示すセンサ間に存在し、この例の場合は、左側と中央のセンサの間となる。
一方、図18は、迂回中性導線を含むダクトに関する3種類の波形を示すものであり、図中、3本の全ての波形が同じ極性である+(正)を有している。
当該判断の実行に対する最も高い優先事項は、4個の入力の中で、複数個の当該入力信号が相互に反対の極性信号を含んでいるか否かという点と、当該入力された信号が、当該反対方向の極性間で、磁界零点(null)の様な、キャンセル行為により生じた、より弱いレベルを持っている場合には、当該漏電発生部位は、当該相導体線と中性導体線を含むダクトの直上にあると決定すること、及びその後、前方に移動するように指示する上向き方向の矢印を表示する、というものである。
当該入力信号間に磁界零点(null)の様な領域が存在しない、同一の極性と相反する極性とを有する2対の信号に関しては、当該方向に逆らって、右方或いは左方向への移動を表す矢印が示される。
一方、当該領域を有さず、反対方向の極性信号を持つ2対の信号に関しては、より弱い反対方向の極性信号対に向けて水平移動を示す矢印が表示される。
又、入力信号から、反対方向の極性はなく、同一方向の極性からなる信号の場合には、相導体線(迂回経路)無しに、電流の存在位置は、ダクトの上に存在するというメッセージと共に、より強力なセンサに向けた矢印が表示されることになる。
一方、本発明は、更に、当該経路探索装置と当該経路探索方法を開示しており、当該経路探索装置と当該経路探索方法を使用して、当該給電線の埋設経路に沿って、移動しつつ、該電線に於ける電気絶縁性が悪化することにより電気の漏れが発生している地対電位が増加している位置を探索することにより、漏電している位置を探索する為の方法と装置を提供するものである。
測定作業を迅速化するため、本発明の1実施形態では、図22に示す複数の鋳鉄製の金属電極輪が提供され、当該複数個の金属電極輪は、回転しながら移動し、地上に直接接触しつつ、対地電位上昇領域を検出するように構成される。
しかし、上記の実施形態では、土壌の破片やゴミなどの異物が金属輪表面に容易に接着して、地上と金属面間の導電を遮断し、さらに金属輪が十分な接触面積を有することができないために、漏れ電圧を測定する金属電極輪を押しつける新たな方法による利点が、予測したよりも小さかった。
固体金属輪による問題点を今一度改善するため、本発明の別の実施形態では、図23に示すように、金属導体が弾性車両タイヤの周りに巻き回され、その後、「ベルクロ」(登録商標)フックのような耐久性(durability)をもった炭素繊維布帛が金属導体上に設けられる。さらに、給電線の経路に沿って移動しつつ、水がポンプによって布に噴霧されるため、ポンプで供給される水が当該電極輪のゴミを清浄化し、布全体に均等に対地電位を分布させて交流電源の対地電位を測定する。
図26は、記憶され且つ管理されるべきサンプルデータベースの内容を示しており、当該データベースは、8つの注水型湿式電極輪間の交流電源の電圧値および電流値、位置データ、天候情報を含んでおり、移動しながら電圧と電流を同時にモニターすることが、上昇する電位を判断するために、より簡単でより迅速な方法であるとする理由は、正に、内部抵抗を変更する事によって、対地電位を確認する操作を停止する事の無しに、交流電源の漏電から正しい漏電状態を示しているからである。
当該地図の座標面上にプロットされている各点の色は、測定地点における湿潤式電極輪で測定された対地電位値と電流値を表す。
図28に示す広域交流電源漏電探索装置によって、対地電位の上昇領域を高速でスキャンした結果を取得した後、図44に示す時間始動プロトコルまたは図61のフローチャートに記載される「01010000」のような非反復信号列が、探査電流信号発信器により、真時間「T]として生成された場合に、対地漏電点精密探査は、当該漏電が疑われる部位において、手押し式精密漏電探索装置により引き継がれる事になる。
此処で、当該時間「T」を取得するとすぐに、精密漏電点探査装置はタイマをリセットし、信号創生時間と、探索電流発信器と精密な漏電探索装置間のリーディング時間とを同期させ、それによって、所定の区切られた時間と、その間の時間間隔が発生され、その結果、2つの対向極性間のNull現象と、3つの湿潤式電極輪間の交流電源の対地電位上昇電圧を検出することによって、地上で両電磁信号を捕捉する。
次に、濾波された信号は、若し、入力電位がインピーダンスロジックの最高値に関連する閾値よりも高いとき、インピーダンスロジックを介して電圧計(ADC)に到達し、当該上昇した電位が、当該3ステップに於けるインピーダンス値が低下した後であっても、当該電圧値が直、安定している場合に、交流電源からの真の漏電であるか否かを検証し、当該交流電源における最も高い電位上昇点を、図48ないし図51に示す3つの電極検出ジョブフロー図を用いて追跡を行い、最後に、導体線に注入されたDC探査電圧を用いて、且つ、当該論理値が1の場合に、当該DC極性の方向を比較することによって、交流電源の最高電位上昇点の位置を特定し、次いで、穴を掘ることなしに、DC探査電圧信号に於けるエンコードされた情報を読み出すことによって、当該交流電源の漏電源を発見する。
即ち、(1)地上での電磁信号の極性と大きさを収集する事によって、相導体線の埋設経路を追跡する工程と、
(2)相導体線の埋設経路を追跡しつつ、対地電位上昇点の部位を探索する工程と、
(3)交流電源の漏電源から漏れDC探査電圧を捕捉することによって、対地漏電点を特定する工程、及び
(4)地上面に於ける漏れDC探査電圧のコードを解析することによって、漏電源を見つけ出す工程、である。
疑わしい対地漏電部位の発見後、精密対地漏電点探査装置が使用され、それによって、相導体線の埋設経路に沿って歩きつつ、交流電源の漏電源の部位を正確に特定することができる。
探査精度を向上させるため、本発明では、精密対地漏電点探査装置とDC探査電圧、及びDC電流発信装置との間の時間同期を採用する。
当該車両は、電極として、ゴムタイヤの外周に螺旋状に巻き回されて、タイヤの荷重によって接触し、地上の対地電位をスキャンする導電金属線と、電極表面上の異物を除去し、電極周囲の対地電位を均等に分布する、水流ポンプで駆動される給水スプレーノズルとを含む。
当該車両は、対地電位上昇点を検出するタスクを実行する間に、各測定位置で、地上に向かって手動で押しつけられる鋭い先端を有する従来の電極よりもずっと高速に移動することができる。
さらに、当該車両は、対地電位および電流情報を個々の位置データと共に、管理および解析目的でサーバに記憶することができる。
図31は、中性導体線が接地していない対地漏電点近傍の交流電源の対地電位上昇レベルを示しており、従って、単独ピーク点辺りの部位を発見するためには複雑ではない交流電源の漏れ電圧のみが検討される。
然しながら、当該中性導体線が接地している対地電位上昇レベルと当該対地電位の複数のピークとがPEN周囲に広がり、交流電源(相導体線)の漏電点と別の中性帰還点(中性導体線)とが、図32に示す漏れ電流と負荷電流の複数の帰還路のために相互に混合しており、その結果、交流電源のピークレベルを追跡することが容易ではない。
純交流電源の波形は、複数のピークの波形に隠されるため、交流電源のピークレベルを精密に検出する為に、ゼロ交差時間を捕捉することが困難である。
図35は、図36に示す衝撃電圧信号を生成することができるDC探索電圧信号発信器の回路図である。
このDC探索電圧信号発信器は、図13に示すDC探索電流信号発信器と共に探索されるべき給電線に追加される。
当該DC探索電圧のピーク値を検出しながら、対地漏電点の部位を追跡することで、交流電源ピークの追跡に対する正確性を向上させることができる。
図36は、半波DC探索電圧信号を生成するタイムチャートである。
時間Tgの間、電圧発信器のスイッチをオンにすることによってIGBT(絶縁ゲート双極トランジスタ)のゲートにターンオン電圧を印加した後、スイッチを瞬時にオフにすることによってIGBTのゲートに対する印加電圧を取り除き、位相導体線と中性導体線間に大衝撃電流(Ti)を生成させる。
上述したように、IGBTのゲート電圧を取り除くことによって、流れる電流を急激に切断すると、電流の流れる同じ導体線間で単極過渡電圧(Vp)が発生する。
韓国では、交流電源の電圧範囲は220±13Vであり、交流電源の最大許容ピーク電圧は329V未満(233rmsACV*1.414)でなければならない。
図38は、図37のDC探索電圧の拡大波形を示す。
ゲートがオンとなる時間Tgは電流の流れる時間(Ti)と略同じであって、約40マイクロ秒であり、最大約320VのDC過渡電圧を生成する。
対地漏電追跡装置を搭載した当該車両内のレシーバは、交流電源の正傾斜ゼロ交差とIGBTの始動時間との間の特定の時間経過後、DC探索電圧信号の測定ウィンドウを開放する。
図39の上側は、発信器と対地電位ロケータ(レシーバ)との間の論理値「10」に合致するジャストインタイムの交流電源の電圧波形とDC探索電圧パルスを示す。
しかし、図39の下側は、180度反転した電圧波形を示しており、そこでは、発信器が、ゼロ交差から180度遅延した時刻と同じ経過時間、DC探索電圧を生成しても、電圧パルス生成時間はレシーバの測定時間に合致せず、最終的に対地漏電ロケータ(レシーバ)は、発信器によって生成される信号パルスを恐らく捕捉できないであろう。
エラーなしに、当該DC探索電圧信号を確実にレシーバに送信する事を保証するため、発信器とレシーバ間に交流電源のゼロ交差のような別の時間基準を設定して、DC探索電圧ピークの位置を追跡し、交流電源の漏電源を特定することが必要である。
図36に示すDC探索電圧のタイムチャートと類似するが、例外点として、IGBTのスイッチオフ時間が、カットオフサージ電圧を最小化する為に、電流の負極性がダイオードによってカットされる事を意味する、負傾斜ゼロ交差以降であるということである。
時間Tgの間、IGBTのゲートにターンオン電圧を印加する際、負傾斜ゼロ交差時間後の時間(Ti)までスイッチはオンである。
図36に示す電圧発信器との違いは、カット電圧(Vp)がダイオードのように殆ど0Vであるために、カットオフ過渡電圧が恐らく生成されず、ターンオンゲート時間(Tg)および電流の流れる時間(Ti)が図36の電圧発信器と同じでない点である。
探索電流と電圧信号の特性は、相互に妨害しないように異なる。
当該環境下では、図35に示すように、交流電源のピーク電圧が320V(226V*1.414)であり、且つ、直列状に2.5Ωの限流抵抗が含まれ、負傾斜ゼロ交差時間の前に1.5msの間、IGBTが始動され、そして、交流電源の測定電圧が174Vp−pであり、始動時の探索信号として瞬時ピーク電流が65Ap−p[174V/2.67Ω(2.5+0.17導体抵抗)]となり、そして、0Aまで低下し、図41に示すように1.5msec後に消滅する。
当該電圧(Vt)が、Vt=174Vのとき、電流信号瞬時値は約65A(0.17Ωの導体抵抗を含む)である。
若し、2.0Ωの抵抗値を有する抵抗が電流信号の生成に使用される場合、約147Aの瞬時電流信号が生成される。
しかし、漏電点から収集される交流電源の波形は、図32または図34に示すように、歪んでいるため、発信器とレシーバ(ロケータ)間の信号生成および受信(測定)時間とを同期させる為に使用されるゼロ交差時間を抽出することは容易でない。
送信時間と受信時間が図39に示すように相互に一致しない場合、ロケータはDC探索電圧信号を全く検出できない。
地上でDC探索電圧を検出する操作は、いずれも探索される給電線に連結される(1)探索されるべき給電線に接続されているDC探索電圧発信器、(2)探索されるべき給電線に接続されているDC探索電流発信器、(3)DC探索電流の流れる相導体線と中性導体線の経路に沿って移動しつつ、反対方向間での一連の電磁信号Null感知点を追跡することによって、湿潤式電極輪から当該交流電源に於ける、対地電位上昇位置を検出するように構成される精密対地漏電点探索装置、を含む図42に示す3つの装置を必要とする。この手順は、以下のステップを含む。
(1)DC探索電圧とDC探索電流の発信器間で、DC探索電圧信号の始動時間を交換する工程と、
(2)DC探索電流発信器から、得られた電磁信号の形態で、精密対地漏電点探索装置に測定時間を通知する工程と、
(3)電磁信号を収集することによって新たな測定時間を設定した後、精密対地漏電点探索装置により地上でDC探索電圧信号の対地電位を検出する工程と、
(4)当該漏電点の検出に加えて、精密対地漏電点探索装置が対地漏電源情報を把握して、掘削作業を行わずに感電事故を防止する。
当該DC探索電圧発信器は、順次、各位相に開始コードを送信し、DC探索電流発信器からの応答を待って、どの位相が連結されているかを知る。
例えば、DC探索電流発信器は位相Bで応答する。
位相Bから応答を得た後、DC探索電圧信号発信器は、相導体Bを介して継続的な測定信号を送信して、精密対地漏電点探索装置によってDC探索電圧信号の位置を追跡し、相導体を追跡する為に、電磁信号を取得し、測定時間を同期させて、DC探索電圧信号を担持する相導体の経路を追跡しつつ、地上でDC探索電圧信号を検出する。
DC探索電圧信号による移動エネルギーの量は、図36に示すようにゲートを流れる電流量に比例するため、ゲート電圧の位相角を、最大電圧に対応するサイン曲線の頂部に近くなるように調節することができ、電流が瞬間的に切断されるとき、探索電圧発信器はより高い探索電圧を生成することができる。
この装置は、DC探索電圧発信器と精密対地漏電点探索装置との間で信号を調整して、交流電源のゼロ交差時間に依存せずに探索精度を向上させるように構成される。
第1に、交流電源の対地電位検出機能は、地上を移動しながら、相導体線の埋設経路を追跡する際に、地上に接触して、交流電源の対地電位を走査し電位上昇位置を探索する、ポンプ式給水ノズルを備えた湿潤式電極輪からの3つの入力を必要とする。
電極からの3つの入力は、入力選択スイッチを通過し、交流電源の周波数内の40〜300Hzの範囲でBPFによって濾波されて、スイッチを選択する内部インピーダンスを介してADCに到達し、対地電位の入力が実際に交流電源の電位漏れであることを確認する。
内部インピーダンスの最高値を無限に設定し、移動して、電位が50mV超である部位で停止し、インピーダンスが低い値に変化しても電位読み出し値が安定レベルで維持するように確保することが好ましい。
測定時間および経路追跡信号は、DC探索電流信号発信器から送信される空中の電磁信号の形態を取る。
DC探索電圧の入力信号は、例えば10MΩの固定内部インピーダンスを介して15kHzの高域フィルタを通過して、ADCに供給される。
DC探索電圧信号の信号レベルを変更する必要があるとき、IGBT(Tg)の始動時間は、図36に示すようにシフトされるべきである。
DC探索電圧信号は、又、DC探索電流発信器によって送信される対地漏電源の情報を有し、それは、緊急状況において、掘削なしに対地漏電源を隔離するのに有効である。
図49は、対地漏電点上で直接検出される交流電源の対地電位レベルを示し、V1、V2、V3の3つすべての値が同じ最低値を取る場合では、当該装置が当該漏電点の真上にいることを示す、円を表示する。
3つの湿潤式電極輪間の交流電源の対地電位が、対地漏電点の前後で電位の値が急増または急減するが、対地漏電点では、その値は3つすべての電極において最も低い、と云う方法で比較され且つ解析され、それによって、すなわち、最低電位値を有する点は漏電点と判定する。
40〜300Hzの範囲の交流電源の対地電位と15kHz超のDC探索電圧信号の波形は、交流電源の低周波数と他の帰還路によって生成される電位の混合により、DC探索信号の波形と比べて歪み(時間シフト)が大きいため、ピークのタイミングと振幅がうまく合致していない。
したがって、交流電源の接地電圧のピーク検出を行った後のみで、対地漏電点を確定する場合には、エラーの多い結果を生む可能性がある。
若し、DC探索電流発信器が、電磁信号の形態で精密対地漏電点探索装置に通知を送信した場合、当該通知信号を無事受信後、精密対地漏電点探索装置は、論理値が「1」である時点から1/3サイクル時間遅れて、DC探索電圧の測定を行う。
精密対地漏電点探索装置は、当該測定ウィンドウ開放時間内でDC探索パルスの対地電位を測定して、信号と雑音とを区別し、対地電位信号が測定ウィンドウ開放時間内に存在すれば、論理値を「1」と設定し、さもなければ「0」に設定する。
図42のケースに示すように、探索電流および探索電圧発信器は、検査対象のLVケーブルに連結される。
対地漏電点の精密探索を実行するため、精密対地漏電点探索装置を用いて、相導体線の埋設経路に沿って追跡する。
もしくは、当該装置を、予測される埋設ケーブル経路に沿って運転して、複数の湿潤式電極輪を備えた交流電源漏電探索装置を用いることによって、当該給電線が、地中に分散して埋設されている特定の広域における対地電位上昇(危険)領域を大まかにスキャンし、そして、その後、対地漏電の精密部位を正確に特定し、前記対地電位上昇(危険)場所内の漏電ケーブル情報を取得する。
図60は、異なる内部インピーダンスを図47に示す測定回路に接続することによって、接地電位が閾値レベルを超過する警告位置において、誘起された誤った電圧から区別される真の接地電位漏れを判定するスクリーンを示す。
負荷電流の影響を最小化するため、当該負荷電流を、600Hzのフィルタの負荷電流通路(pass)を通過させ、且つ、当該電流をデジタル化するように構成される。
さらに、ある期間およびシーケンスにおいて、当該探索電流信号と類似するサンプル信号を再構成し、それを、図62に示す信号の真偽を判定する、信号信憑性ロジック(authenticity logic)を介して通過させる。
その後、起動時間Tが信号信憑性ロジックによって判定されると、真の時間「T」が電磁信号の極性と大きさを測定する同期時間として使用される。
4つのEMFセンサからの入力信号を、中心周波数600Hzを有するフィルタに送信し、追跡されるべき電力ケーブルを流れる負荷電流からの影響を最小化するように、特定の電力周波数範囲の電磁信号を排除することが好ましく、その後、濾波された信号はサンプル19200Hzレートによってデジタル化される。探索電流信号と同じ個別期間(1.5msec)を有するように信号を変換し、16サンプル(0.8msec)の平均を取るか、あるいは最大値を選び、探索電流信号の開始コードと同じ値を有する回収電磁信号の論理値チェーンを発見して、同期基準時間として真時間「T」を判定し、電磁信号の極性と大きさを比較して電線埋設点を発見し、時間に応じて対地電位を測定し、衛星からの位置データと共に測定データを、精密対地漏電点探索装置の記録部に記録する。
Claims (5)
- 磁界センサと、
対地と静電結合するように構成された複数の電極と
前記磁界センサから入力された信号を解析することによって、探索電流送信器の信号開始時間と一致する時間Tを探して設定する信号タイミング部と、
前記磁界センサから、前記時間Tから所定の時間および所定の時間間隔で受信された信号の極性と大きさとを把握する信号検出部と、
前記複数の電極から入力される対地電位値を測定するための電位測定部と、
を備える移動式漏電探索装置。 - 前記電位測定部が、前記時間Tと同期して、前記時間Tから前記所定の時間および前記所定の時間間隔で、複数の電極から入力された前記対地電位の極性と大きさを把握する、請求項1に記載の移動式漏電探索装置。
- 前記信号検出部が、前記複数の磁気センサのそれぞれから入力された前記信号の極性と大きさを同時に把握する様に構成された、請求項1に記載の移動式漏電探索装置。
- 複数のインピーダンスを選択し、前記対地電位値と並列して、インピーダンス値を変更するインピーダンス選択部をさらに備える、請求項1に記載の移動式漏電探索装置。
- 前記電位測定部が、前記電極から入力される信号を捕捉することによって一連の漏電部位を示す給電線情報を表示する様に構成されている、請求項1に記載の移動式漏電探索装置。
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