JP2577825B2 - 非停電絶縁診断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、運転中の受変電設備機器の絶縁診断を非
停電のもとで行うことができる非停電絶縁診断装置に関
するものである。

〔従来の技術〕

第２図は例えば特願平１−216936号明細書に示された
従来の非停電絶縁診断装置を示す構成図であり、図にお
いて、１は断路器２を介して充電されている母線、３は
ブッシング５を介して母線１から課電される受変電設備
機器としての被診断機器、７は母線１により同時に課電
される隣接の受変電機器、4,8および13は接地、11は被
診断機器３の接地線６にクランプされるクランプ型変成
器、12は高周波電源、21は受変電機器７の接地線にクラ
ンプされる電流センサ、22は計測部である。

次に動作について説明する。

まず、クランプ型変成器11はその１次側巻線のターン
数、高周波電源12の周波数ｆおよびインピーダンス等を
適当に選ぶことにより、鉄心磁束密度１〜1.5テスラに
て、接地線６のａ点と、接地４間に例えば1035Hz、10V
の電圧V_sを誘導することができる。この誘起電圧V_sは母
線電圧6600Vに比較すると充分低く、機器の絶縁に悪影
響を与えることはない。

被診断機器３が三相機器の場合には、第２図に示され
るように、U,V,W相と接地されたタンク間に、それぞれ
絶縁抵抗および静電容量が存在する。被診断機器３が絶
縁劣化を起した場合には、特に絶縁抵抗がある相または
全相にまたがって低下をきたす。これにより、上記高周
波電圧が接地線６に印加され、被診断機器３各相の絶縁
抵抗および静電容量を介して漏れ電流が商用周波数電圧
の母線１に流れ込む。この漏れ電流は被診断機器３に隣
接した受変電機器７の静電容量を介して接地８へ流出
し、しかる後に接地４へ戻り閉ループを形成する。そこ
で、隣接の受変電機器７の接地線にクランプ型電流セン
サ21をセットすれば、商用周波に重畳した高周波漏れ電
流I_Xを検出することが可能になる。この漏れ電流I_Xを高
周波誘導電圧V_sと共に計測部22に入力することにより、
第３図ベクトル図に示す如くベクトル演算関数θがV_sに
乗算され、この負帰還によって漏れ電流I_Xの静電容量成
分I_CXが相殺されて、抵抗成分のI_RXが認知されるに至
る。したがって、tan δ＝I_RX/|θ・V_s|,C_X＝｜θ|/2π
f,R_X＝1/2πfC_X・tan δなる内部演算を行って、被診断
機器３の誘電体損失率tan δ、全静電容量C_Xおよび全絶
縁抵抗R_Xをそれぞれ計測部22のインジケータに表示させ
ることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の非停電絶縁診断装置は以上のように構成されて
いるので、第４図の回路図で示されるように、高周波誘
導電圧V_sがR_XおよびC_Xを経由して母線１に流れ込む全漏
れ電流I_Xのうち、隣接の受変電機器７の一部の静電容量
C₁を介して流れる成分I₁だけを検出していたため、特に
電源側の静電容量C_Oが上記受変電機器７の静電容量C₁に
比べ大きいときには、上記誘電体損失率などの計測結果
に大きい誤差を伴うなどの課題があった。

この発明は上記のような課題を解消するためになされ
たもので、高周波の被測定漏れ電流I_Xの大部分が電源側
へ流れ出してしまうような場合でも、これを高精度に計
測して被診断機器の絶縁診断を完遂できる非停電絶縁診
断装置を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る非停電絶縁診断装置は、母線に接続さ
れた被診断機器の接地線に磁気誘導セットしたクランプ
型変成器と、該クランプ型変成器の１次側に商用周波よ
り充分高い周波数の高周波電流を供給する高周波電源と
を備え、上記母線へ給電している電力の引込ケーブルに
一括してクランプする電流センサを磁気誘導セットし、
上記高周波電流に起因する漏れ電流を検出して、計測部
において被診断機器の絶縁抵抗，誘電体損失率および静
電容量を上記検出結果に従って演算表示するようにした
ものである。

〔作用〕

この発明における電力ケーブルに一括してクランプし
た電流センサは、三相の母線電流の零相電流とともに、
被診断機器を経由して母線に流入し、かつその大部分が
電源側に流出する高周波漏れ電流を精度良く検出し、こ
の検出結果にもとづき計測部が被診断機器の絶縁抵抗，
誘電体損失率および静電容量を演算表示し、この表示結
果に従って被診断機器の絶縁診断を行えるようにする。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図において、９は母線１に断路器２を経由して給
電する引込ケーブルの母線、10は引込ケーブル、31はケ
ーブルを一括するクランプ型の電流センサである。な
お、このほかの第２図に示したものと同一の回路部分に
は同一符号を付して、その重複する説明を省略する。

次に動作について、第４図の回路図を参照しながら説
明する。

まず、被診断機器３の接地線６にクランプしたクラン
プ型変成器11の１次巻線を高周波電源12により励磁す
る。これにより、接地線６のａ点に高周波電圧V_Sが誘導
される。被診断機器３の静電容量C_Xと比較して、電源側
および負荷側の静電容量の合計は充分大きいので、高周
波誘導電圧は全て被診断機器３の絶縁抵抗R_X,静電容量C
_Xに加わることになる。したがって、 なる漏れ電流が母線１に流入する。この漏電流_Ｘは被
診断機器３より見て、電源側のケーブルの静電容量C_Cお
よびその他の静電容量C₀、負荷側の隣接機器の静電容量
C_Iのそれぞれの大きさに比例按分されて設置へ流出す
る。ここで、一般の自家用電気需要家等では、 であるので、I_Xのほとんどが電源側へ流出する。そこ
で、第１図に示すように、クランプ型の電流センサ31を
引込ケーブル10に一括してクランプすれば、電流側に流
出していくI_Xのほとんど全てを検出することができる。
このクランプ型の電流センサはケーブルの最外接地層の
外周からセッティングするので、活線作業は全くなく、
安全である。また、ケーブル内導体U,V,W相の母線電流
のベクトル和である商用周波の零相電流は、ミリアンペ
アのオーダであるので、高周波漏れ電流の検出における
S/N比も良好であるという長所を有する。

クランプ型の電流センサ31の出力I_Xは、被診断機器３
の接地線６のａ点の高周波誘導電圧V_Sと共に計測器22に
入力され、この計測器22においてフィルター回路，増幅
回路，比較回路，演算回路において、フィルタ，増幅，
比較，演算の各処理を経た後に、被診断機器３の誘電体
損失率tan δ、全静電容量C_Xおよび全絶縁抵抗R_Xをイン
ジケータへ表示する。このようにして、上記被診断機器
３の絶縁診断を高精度に実施できることとなる。

なお、上記実施例では電力の引込ケーブル10にクラン
プ型電流センサをクランプするものを示したが、分割型
の零相変流器と称する２個割りの電流センサを使用し
て、上記漏れ電流の検出を行ってもよい。

また、上記実施例では被診断機器３が三相の場合につ
いて説明したが、二相から課電される機器、あるいは一
つの相から課電される機器であってもよく、上記実施例
と同様の効果を奏する。

さらに、上記実施例では母線電圧が6600Vの場合につ
いて説明したが、被診断機器３の電源側に電力ケーブル
を有する場合であれば、母線電圧が特別高圧であったも
よく、上記実施例と同様の効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、インダクタンス成
分を接続しない被診断装置の接地線に高周波電流を供給
するとともに、引込ケーブルに流れる電流から高周波電
流を抽出し、被診断装置の接地線に印加される電圧を基
準にして、その抽出した高周波電流から被診断装置の誘
電体損失率を演算するように構成したので、被診断装置
の接地線に供給した高周波電流の大部分が電流側に流れ
てしまう場合でも、非停電の条件下で安全確実に、精度
よく被診断装置の絶縁診断を行うことができる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による非停電絶縁診断装置
を示す構成図、第２図は従来の非停電絶縁診断装置を示
す構成図、第３図および第４図は非停電絶縁診断装置に
よる診断原理を説明するベクトル図および等価回路図で
ある。 １は母線、３は被診断機器、６は接地線、11はクランプ
型変成器、12は高周波電源、22は計測部、31は電流セン
サである。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高圧母線に接続されたインダクタンス成分
   を接続しない被診断機器の接地線に磁気誘導セットした
   クランプ型変成器と、前記クランプ型変成器の１次側に
   所定周波数の高周波電流を供給する高周波電源と、前記
   高圧母線の引込ケーブルに一括して磁気誘導セットした
   クランプ型の電流センサと、前記電流センサにより検出
   された電流から前記所定周波数の高周波電流を抽出し、
   前記被診断装置の接地線に印加される電圧を基準にし
   て、その抽出した高周波電流から前記被診断装置の誘電
   体損失率を演算する計測部とを備えた非停電絶縁診断装
   置。