JP2914830B2

JP2914830B2 - 高圧無停電絶縁レベル測定方法

Info

Publication number: JP2914830B2
Application number: JP22780692A
Authority: JP
Inventors: 秀樹大澤
Original assignee: TOHOKU DENKI HOAN KYOKAI
Current assignee: TOHOKU DENKI HOAN KYOKAI
Priority date: 1992-08-05
Filing date: 1992-08-05
Publication date: 1999-07-05
Anticipated expiration: 2014-07-05
Also published as: JPH0662524A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電力の需要者側で、高圧
給電系統での絶縁の劣化の状態を、無停電状態で測定す
る方法に関し、特に、微小な漏洩電流により得られる零
相変流器（ＺＣＴ）と検出変流器（検出クランプＣＴ）
等の情報を用いて、絶縁層が絶縁破壊される以前に、絶
縁の状態を地絡継電器および高圧ケーブルの設置された
任意の電気設備を任意の時間に知ることができるように
する高圧無停電絶縁レベル測定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】高圧給電設備では、電力会社と自家用側
電気設備との間で、責任分界点を境にして需要者が管理
することが行われている。前記給電設備では、電力会社
が管理する高圧配電線路は、例えば、ＺＣＴ等の設備を
高圧配電線路に対して設けておくことにより、高圧配電
線路での絶縁の劣化による漏洩電流の検知を随時行うよ
うな手段が用いられている。これに対して、需要者側で
は、年に１回の漏電検査を行うことが行われており、そ
の漏電検査を行う場合には、需要側の開閉器を切り、停
電状態で需要側の絶縁試験を行うような手段を用いてい
る。

【０００３】前記需要者側での電気設備に対する漏電の
検査を定期的に行うことにより、例えば、高圧ケーブル
での絶縁の劣化等に伴う漏電が発生していると、その区
間を特定する試験を行うことができる。そして、前記試
験結果にもとづいて、高圧ケーブルの交換等を行うこと
によって、需要者側での漏電による事故の発生を予防
し、安全に電力を使用することが可能になる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述したよ
うに、需要者側での絶縁試験を定期的に行う場合には、
その作業を行っている間は、停電させることが必要であ
り、例えば、コンピュータ等の装置を使用している需要
者では、停電状態を設定することが困難である。また、
停電して検査を行うためには、日曜日等のように、電力
を使用しない日を選んで試験を行う必要があり、その検
査のための人員の確保が困難であるという問題が発生す
る。さらに、自家用電気設備を停電させ、作業の後で開
閉器を投入する際には、その作業手順にしたがって、復
旧の作業を行うものの、その復旧の手順が非常に多項目
に亘り、面倒な作業を行わなければならないという問題
がある。

【０００５】前述したような定期点検の面倒さに加え
て、年に１回の定期点検では、高圧受電設備の絶縁劣化
の状態は、大きな値の漏電が発生していない場合には、
容易に検知できないという問題がある。したがって、例
えば、高圧ケーブルの絶縁が経年変化等により次第に劣
化し、微小な漏洩電流が流れ出している状態では、その
絶縁の劣化の程度を容易に知ることができない場合が多
くある。そして、例えばケーブルから漏電が発生して、
開閉器がＧＲ（地絡継電器）により自動的に切れる等の
重大な事故が発生した後で、ケーブルの交換を行うよう
なことが行われているのが実情である。

【０００６】

【発明の目的】本発明は、前述したような定期点検のみ
で対応していた従来の点検方式に代えて、需要者側での
高圧電気設備の絶縁の状態を、無停電状態で測定するこ
とができ、微小な漏洩電流が流れる状態でも、その漏電
の検知を容易に、しかも、任意の時点で測定可能な方法
を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、電力会社側電
気設備に対して、責任分界点で区画される自家用側電気
設備に関する。本発明の測定方法は、前記責任分界点に
設ける開閉器の部分に配置した零相変流器の二次回路に
接続する地絡継電器の二次入力端子間から得られる零相
電流の情報と、需要側高圧ケーブル遮蔽層接地線に設け
た検出変流器から出力される零相電圧の情報とを用い、
前記零相電流と前記零相電圧との情報を、零相電圧要素
と零相電流要素として各々測定装置に入力して波形処理
を行い、零相変流器設置点の高圧電路の前記零相電流要
素の大きさと、検出変流器で検出される前記零相電圧要
素の大きさ、および、前記零相電流要素と前記零相電圧
要素のうちの一方の成分を基準位相として、他方の成分
位相の進みまたは遅れ状態の３要素を連続的に表すこと
を特徴とする。

【０００８】前述したようにして、測定装置を構成する
ことにより、従来の漏電の検知の場合のように、受電設
備を停電状態にして、絶縁診断を行う必要がなく、作業
を容易に行うことができるとともに、安全性を向上させ
ることができる。また、検知される高圧電気設備に対し
て、直流または交流電圧を印加する必要がないために、
給電回路に余分なストレスを与えることがなく、開閉器
に設けるＺＣＴ以降のすべての回路での絶縁測定を可能
にする。

【０００９】さらに、絶縁の測定に際しては、高圧充電
部分等に接近する必要がないために、感電等の事故が発
生することを防止でき、他の高圧電気機器を別個に接続
することがないので、電気設備の信頼性を低下させたり
することがない。そして、測定装置により得られたデー
タは、表示装置で直接目視できる他に、プリンタを用い
て記録することができ、必要な時間に亘って、高圧電気
設備での絶縁の劣化を診断することにより、重大な事故
が発生する前に、対応させること等の処理を行うことが
可能になる。

【００１０】

【実施例】図示される例にしたがって、本発明の高圧無
停電絶縁レベル測定方法を説明する。図１に示される例
は、本発明の測定方法に使用する測定装置の配置状態を
示すもので、電力会社側の電気設備（高圧給電線）１
と、自家用電気設備２との間に、責任分界点３を設定し
て、前記責任分界点３の自家用電気設備２側に開閉器４
を設けている。前記開閉器４には、需要側のケーブル７
を接続し、負荷側に高圧ケーブル９を介して給電する回
路を設けている。本発明においては、前記開閉器４に設
けたＺＣＴ１２からの出力を、地絡継電器５を介して測
定装置６のＺＣＴ入力端子１３に接続しており、さら
に、ケーブル７の遮蔽層接地線８に設けたＣＴ１０の出
力を、前記測定装置６のＣＴ入力端子１１に入力させて
いる。そして、前記ＺＣＴとＣＴからの出力を用いて、
絶縁レベルの測定を無停電状態のままで行うことができ
るようにしている。

【００１１】前記図１に示される回路において、地絡継
電器５は、ＺＣＴが検知した零相電流が、あるレベルを
越えた場合に、開閉器４のスイッチに信号を送り、自動
的にスイッチをオフにする働きを行う。また、ＣＴ１０
では、高圧電気設備の、絶縁レベルが低下し、零相電圧
が発生した場合に、遮蔽層に電流が流れるので、その電
流を検知した情報を測定装置６に伝達する。そして、前
記測定装置６では、ＺＣＴ１２とＣＴ１０との２つの検
知器からの情報を処理して、ＺＣＴ１２以降の負荷側す
べての絶縁レベルの低下の状態を検出し、必要に応じて
記録したり、ディスプレーに表示することができるよう
にする。

【００１２】前記本発明の測定装置６では、図２に示さ
れるような回路を用いて、装置を構成することができ
る。前記図２に示される測定装置２０では、ＺＣＴから
の出力とＣＴからの出力とを、それぞれの入力端子１
３、１１から入力するとともに、受電設備に対して、Ｚ
ＰＤ（零相基準入力装置）が設けられている場合には、
該ＺＰＤからの出力を、入力端子１４を介して入力する
ことができる。そして、前記ＺＣＴからの入力値は、零
相電流要素回路Ａを介して処理し、出力端子２７を介し
て位相計比較入力へ向けて出力する。また、ＣＴとＺＰ
Ｄからの入力値は、零相電圧要素回路Ｂを介して処理
し、位相計基準入力へ、出力端子３７を介して出力され
る。

【００１３】前記零相電流要素回路Ａでは、入力回路２
１と、増幅回路２２、フィルター２３、および利得調整
回路２４を用いて、ＺＣＴからの一次電流を補正し、増
幅リミッタ２６を介して出力端子２７に向けて出力す
る。また、前記利得調整回路２４からの出力を、出力回
路２５を介して電圧計に向けて端子２８から出力させ
る。さらに、零相電圧要素回路Ｂにおいては、ＣＴから
入力端子１１を介して入力された信号を、入力回路３
０、増幅回路３１を介して演算和回路３２に入力し、Ｚ
ＰＤから端子１４を介して入力される信号は、同様に、
入力回路３０ａと増幅回路３１ａを介して演算和回路３
２に入力される。そして、前記演算和回路３２からの出
力は、フィルター３３、位相シフト回路３４、増幅リミ
ッタ３６を介して処理し、端子３７から位相計基準入力
へ向けて出力され、端子２７から出力される値と、端子
３７から出力される値とを比較して、零相電圧と零相電
流の位相の差を表示する。また、前記位相シフト回路３
４からの出力を、出力回路３５を介して電圧計に向けて
端子３８から出力させる。そして、端子２８に接続され
た電圧計はＺＣＴ一次電流を表示し、端子３８に接続さ
れた電圧計はＣＴ一次電流を表示し、これらのデータか
ら高圧回路の絶縁状態をモニターできる。

【００１４】前記図２に示される回路を構成する各部材
のうち、フィルターでは、５０Ｈｚのバンドパスフィル
ターを用いている。また、利得調整回路２３では、ＺＣ
Ｔの製造会社により変流比、地絡継電器での負荷抵抗が
異なるのに対応させて利得調整を行い、ＺＣＴ一次電流
を装置に表示させるようにする。さらに、位相シフト回
路３４では、高圧ケーブルでの遮蔽層接地線電流は、零
相電圧よりも９０°進むことに対応させて、ＣＴからの
出力値を９０°遅らせる処理を行い、零相電圧と高圧ケ
ーブル遮蔽層接地線電流の位相を一致させる処理を行
う。また、ＺＰＤ入力の場合は、前記回路は不要となる
ため素通しとなる。

【００１５】前記図２に示される測定装置の回路とは別
に、本発明の測定装置では、図３に示されるような回路
を構成することができ、電力会社の給電経路１から、需
要者側の高圧ケーブル９を介して負荷設備に給電する経
路を構成する。前記図３に示される測定装置５０に対し
て、高圧ケーブル側では、前記図１の場合と同様に、Ｚ
ＣＴ１２とＣＴ１０の検知値として、端子４７からＩ_０
（電流要素）成分を、端子４５からＶ_０（電圧要素）成
分をそれぞれ入力する。

【００１６】前記測定装置５０において、ＺＣＴからの
出力を端子４５から入力する検知情報は、入力回路５
１、フィルター５２、増幅器５３を通して処理される。
そして、前記増幅器５３の出力値は、Ｖ_０成分実効値検
出回路５８を介して処理され、高圧ケーブルの遮蔽層か
ら接地線を通してアースに流れる電流の実効値として出
力される。また、前記増幅器５３の出力値は、リミッタ
ー回路５４、微分回路５５、波形成形回路５６、発振回
路５７を通して処理され、位相比較回路６５と、Ｉ_０成
分実効値検出回路６６に向けて出力する。

【００１７】前記信号処理回路において、リミッター回
路５４では、増幅器から出力された信号のうち、あるレ
ベル以上の波高値をカットし、疑似的な方形波として出
力する。また、微分回路５５では、リミッターから出力
された信号を、微分回路により微分して、波形成形回路
５６に向けて出力する。そして、波形成形回路５６で
は、微分回路により微分された波形を成形し、インパル
ス状の同期信号を出力し、発振回路５７を通して処理
し、零相電圧要素信号と同周波数、同位相の正弦波を出
力する。

【００１８】また、電流要素入力端子４７を介して入力
される検知値は、入力回路６１、フィルター６２、増幅
器６３を介して処理され、レベル設定回路６４におい
て、メーカーによって異なるＺＣＴの変流比を調整し
て、位相比較回路６５に向けて出力する。前記位相比較
回路６５では、Ｖo 成分を基準位相として、Ｉo 成分の
位相の進み、遅れを検知する。前記位相の遅れ、進みの
状態により、Ｉo 成分の電流が流れる原因が、電力会社
側の給電線での漏電によるものか、需要者側の高圧ケー
ブルでの絶縁の劣化によるものかを判断することができ
る。

【００１９】そして、前述したように、位相比較回路６
５で得られた値と、Ｖo 成分実効値検出回路５８での出
力値、および、レベル設定回路６４からの出力値とは、
それぞれディスプレー６８とプリンタ６７とに入力さ
れ、表示と印字とを行うことができるようにされる。前
記ディスプレー６８および、プリンタ６７では、Ｉo 成
分と、開閉器のＺＣＴ一次側の電流実効値の表示との、
プリントアウトを行うことができる。その他に、Ｉo 成
分の位相の遅れ、進みの状態、および、Ｖo 成分の高圧
ケーブル遮蔽層の接地線の電流、または、ＺＰＤ出力電
圧の実効値のそれぞれを、表示とプリントアウトするこ
とができるようにしている。なお、前記測定装置５０で
は、１００Ｖの交流電源を端子４８より入力し、電源回
路４９を介して各装置を作動させること、および、バッ
テリー６９を用いて給電する回路を構成している。

【００２０】前記図３に示された測定装置の構成の他
に、本発明においては、図４に示されるように、高圧常
時絶縁監視装置を構成することができる。前記高圧常時
絶縁監視装置では、測定装置５０ａの回路において、Ｖ
o 成分の入力端子４５からと、Ｉo 成分の入力端子４７
からの信号とは、前記図３の回路と同様な処理回路を介
して処理される。前記Ｖo 成分の処理信号は、発振回路
５７からＣＰＵ７０に向けて出力され、Ｉo 成分の処理
信号は、レベル設定回路６４からＣＰＵ７０に向けて出
力される。そして、前記ＣＰＵ７０に発信回路５７から
入力される信号は、ＣＰＵにおいて、位相比較用の基準
信号として使用する。

【００２１】前記ＣＰＵにおいて、位相比較、レベル検
出、時間検出の処理を行い、接続される各回路に向けて
必要とされる情報を出力させるようにする。前記ＣＰＵ
では、次の〜のようにして、信号の処理を行うこと
ができる。位相比較：Ｖo 成分を基準位相として、Ｉo 成分の位
相の遅れ、進みを検出する。レベル検出：開閉器のＺＣＴの一次電流が一定のレベ
ルの範囲にあるかを検知する。時間検出および警報出力：前記で位相の遅れ、進み
が一定の範囲に入る場合、及び、での一次電流が一定
のレベルを越えた場合に、デジタル信号送出回路７１に
警報信号を送り出す。

【００２２】そして、前記デジタル信号送出回路７１で
は、警報信号をデジタル信号に変換して、ＡＣ１００Ｖ
ラインに送出する。また、記録計出力回路７２に向け
て、Ｉo 成分および、Ｉo 成分とＶo 成分の位相差の信
号を出力し、該回路７２では、前記信号を記録計等で使
用しやすいように、直流電圧に変換して出力する。さら
に、入出力回路７３では、ＣＰＵで得られた注意、警戒
等の接点出力を行い、また、アダプタ等の外部接点から
の警報入力を行うようにするとともに、ランプ等により
警報の表示を出力した後で、その信号を保持することが
できる。

【００２３】前記測定装置により測定された出力値は、
図５に示されるような通報器８０を用いて、警報及び接
点出力を行うことができる。前記図５に示される通報器
８０は、電源回路８３と、デジタル信号復調回路８１、
および、出力回路８２とから構成され、デジタル信号復
調回路８１では、検出器から出力されたデジタル信号を
復調し、正常、注意、警戒信号等に戻して出力する。ま
た、出力回路８２では、復調された信号をランプ等によ
り表示したり、接点出力を行うもので、接点出力、表示
装置への出力等を行うようにする。

【００２４】

【発明の効果】本発明の高圧無停電絶縁レベル測定方法
は、前述したような構成を有する測定装置を用いるもの
であるから、従来の漏電の検知の場合のように、受電設
備を停電状態にして、絶縁診断を行う必要がなく、作業
を容易に行うことができるとともに、安全性を向上させ
ることができる。また、検知される高圧電気設備に対し
て、直流または交流電圧を印加する必要がないために、
給電回路に余分なストレスを与えることがなく、開閉器
に設けるＺＣＴ以降のすべての回路での絶縁測定を可能
にする。さらに、絶縁の測定に際しては、高圧充電部分
等に接近する必要がないために、感電等の事故が発生す
ることを防止でき、他の高圧電気機器を別個に接続する
ことがないので、電気設備の信頼性を低下させたりする
ことがない。そして、測定装置により得られたデータ
は、表示装置で直接目視できる他に、プリンタを用いて
記録することができ、必要な時間に亘って高圧電気設備
での高圧電路の零相電流、零相電圧および相互の位相関
係等の高圧電路の絶縁状態に関するデータを表示し、定
期的に記録しておくことにより、高圧電路絶縁状態の経
年変化や、重大な事故が発生する前に対応させること等
の処理を行うことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の測定装置の配置関係を示す説明図で
ある。

【図２】本発明の測定装置のブロックモデル図であ
る。

【図３】本発明の測定装置の回路の構成を示すブロッ
ク図である。

【図４】本発明の高圧常時絶縁監視装置の構成を示す
ブロック図である。

【図５】通報器の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

２自家用側電気設備、４開閉器、５地
絡継電器、６測定装置、８高圧ケーブル遮蔽
層接地線、９高圧ケーブル、１０検出ＣＴ、
１２ＺＣＴ、２０・５０・５０ａ測定装置、
６５位相比較回路、６７プリンタ、６８
ディスプレー、７０ＣＰＵ、８０通報器。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電力会社側電気設備に対して、責任分界
点で区画される自家用側電気設備において、前記責任分界点に設ける開閉器の部分に配置した零相変
流器の二次回路に接続する地絡継電器の二次入力端子間
から得られる零相電流の情報と、需要側高圧ケーブル遮
蔽層接地線に設けた検出変流器から出力される零相電圧
の情報とを用い、前記零相電流と前記零相電圧との情報を、零相電圧要素
と零相電流要素として各々測定装置に入力して波形処理
を行い、零相変流器設置点の高圧電路の前記零相電流要素の大き
さと、検出変流器で検出される前記零相電圧要素の大き
さ、および、前記零相電流要素と前記零相電圧要素のうちの一方の成
分を基準位相として、他方の成分位相の進みまたは遅れ
状態の３要素を連続的に表すことを特徴とする高圧無停
電絶縁レベル測定方法。