JP3041968B2 - 低圧系統活線絶縁劣化監視方法 - Google Patents
低圧系統活線絶縁劣化監視方法Info
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- JP3041968B2 JP3041968B2 JP2412554A JP41255490A JP3041968B2 JP 3041968 B2 JP3041968 B2 JP 3041968B2 JP 2412554 A JP2412554 A JP 2412554A JP 41255490 A JP41255490 A JP 41255490A JP 3041968 B2 JP3041968 B2 JP 3041968B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電気設備における低圧三
相配線および低圧三相負荷の絶縁劣化状況を活線にて監
視する方法、特に中性点接地回路の零相電流の解析によ
り絶縁劣化状況を把握する低圧系統活線絶縁劣化監視方
法に関する。
相配線および低圧三相負荷の絶縁劣化状況を活線にて監
視する方法、特に中性点接地回路の零相電流の解析によ
り絶縁劣化状況を把握する低圧系統活線絶縁劣化監視方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気設備の活線状態において系統および
機器の絶縁状態を監視する方法として従来から２つの方
式が知られている。
機器の絶縁状態を監視する方法として従来から２つの方
式が知られている。
【０００３】１つは零相変流器により系統の漏洩電流を
測定してその値を演算素子により解析することにより絶
縁抵抗を測定する方法である。もう１つの方法は、接地
回路に外部より種々の電源を印加して零相回路に意図的
に電流を流し、その値を演算して絶縁抵抗を求める方法
である。後者の場合、外部より印加する電源について
は、１０数ヘルツの低周波低電圧を印加する方法、およ
び直流電源を接地する方法があるが、いずれもバンク一
括の絶縁管理に利用されている方式であって、各フィー
ダ毎の絶縁管理を行うには各々の回路毎に測定を行う必
要がある。なお、直流電源方式は非接地系において各負
荷毎に測定する方法がある。
測定してその値を演算素子により解析することにより絶
縁抵抗を測定する方法である。もう１つの方法は、接地
回路に外部より種々の電源を印加して零相回路に意図的
に電流を流し、その値を演算して絶縁抵抗を求める方法
である。後者の場合、外部より印加する電源について
は、１０数ヘルツの低周波低電圧を印加する方法、およ
び直流電源を接地する方法があるが、いずれもバンク一
括の絶縁管理に利用されている方式であって、各フィー
ダ毎の絶縁管理を行うには各々の回路毎に測定を行う必
要がある。なお、直流電源方式は非接地系において各負
荷毎に測定する方法がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の絶縁状
況監視方法において、外部より電源を印加して絶縁抵抗
を測定する方法は、その電源による零相電流が、その系
統内に精密な電子機器等を含む場合や系統の保護の目的
で設置された他の保護継電器等を有する場合、これらに
対して十分に安全であるような電流値とする必要があ
り、微少な電流に敏感に反応するような機器を含むよう
な系統に対しては利用する際に検討を要する。一方、零
相電流を直接測定する方法は、外部ノイズ等のために微
少な漏洩電流値の測定を正確に行うことが困難となりが
ちである。さらに各負荷の対地静電容量が各相間でアン
バランスな場合にはその分が絶縁抵抗値の誤差となる。
また中性点接地回路には適用できないという問題があ
る。
況監視方法において、外部より電源を印加して絶縁抵抗
を測定する方法は、その電源による零相電流が、その系
統内に精密な電子機器等を含む場合や系統の保護の目的
で設置された他の保護継電器等を有する場合、これらに
対して十分に安全であるような電流値とする必要があ
り、微少な電流に敏感に反応するような機器を含むよう
な系統に対しては利用する際に検討を要する。一方、零
相電流を直接測定する方法は、外部ノイズ等のために微
少な漏洩電流値の測定を正確に行うことが困難となりが
ちである。さらに各負荷の対地静電容量が各相間でアン
バランスな場合にはその分が絶縁抵抗値の誤差となる。
また中性点接地回路には適用できないという問題があ
る。
【０００５】特に近年のＯＡ，ＦＡ化によるラインフィ
ルタ等の挿入や受電設備内のトランスの大容量化に伴な
う電路長の増加による対地静電容量の増加等により、従
来の漏電継電器による電路管理には限界がきており、絶
縁劣化状況の把握には地絡事故に至る直接的な要因であ
る対地絶縁抵抗を漏洩電流の解析により監視することが
望まれている。
ルタ等の挿入や受電設備内のトランスの大容量化に伴な
う電路長の増加による対地静電容量の増加等により、従
来の漏電継電器による電路管理には限界がきており、絶
縁劣化状況の把握には地絡事故に至る直接的な要因であ
る対地絶縁抵抗を漏洩電流の解析により監視することが
望まれている。
【０００６】本発明は、上述の問題および要望に鑑みて
なされたものであり、外部から電源を印加することな
く、負荷毎に簡単にかつ外部ノイズ等の影響を受けずに
絶縁抵抗の劣化状況を把握できる低圧系統活線絶縁劣化
監視方法を提供することにある。
なされたものであり、外部から電源を印加することな
く、負荷毎に簡単にかつ外部ノイズ等の影響を受けずに
絶縁抵抗の劣化状況を把握できる低圧系統活線絶縁劣化
監視方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明による低圧系統活
線絶縁劣化監視方法は、中性点接地回路を含む低圧三相
回路の絶縁劣化監視方法において、（１）初期の零相電
流を測定し、（２）その際の各相における対地インピー
ダンスの抵抗成分および静電容量成分を、ｔａｎδおよ
び三相一括で測定したインピーダンスにより求め、これ
を絶縁物の初期における各相の対地インピーダンスの基
準とし、（３）その後の絶縁劣化による各相の対地イン
ピーダンスの変化を零相電流の電流値およびその位相の
変化からベクトル解析により演算し、絶縁劣化状況を特
定するようにしたものである。
線絶縁劣化監視方法は、中性点接地回路を含む低圧三相
回路の絶縁劣化監視方法において、（１）初期の零相電
流を測定し、（２）その際の各相における対地インピー
ダンスの抵抗成分および静電容量成分を、ｔａｎδおよ
び三相一括で測定したインピーダンスにより求め、これ
を絶縁物の初期における各相の対地インピーダンスの基
準とし、（３）その後の絶縁劣化による各相の対地イン
ピーダンスの変化を零相電流の電流値およびその位相の
変化からベクトル解析により演算し、絶縁劣化状況を特
定するようにしたものである。
【０００８】
【作用】本発明においては、低圧三相配線および低圧三
相負荷の三相一括の対地静電容量とｔａｎδおよび零相
電流から、各相における対地インピーダンスを求め、こ
の値を各々の相の初期の絶縁抵抗および対地静電容量の
基準値として、絶縁劣化による零相電流の変化分より各
相の絶縁抵抗の低下分を演算により求める。また前記零
相電流の位相の変化に関する情報より、劣化の進展を該
零相電流の大きさの変化の初期の段階において把握す
る。この場合、負荷毎に三相配線をクランプ式の零相変
流器を用いて電流測定するので、どのような機器につい
ても簡単に測定できる。万一外部の磁気ノイズ等により
微少な零相電流の測定が困難である場合には、便宜的に
任意の相に既知のインピーダンスをスイッチを介して挿
入することにより、一時的に零相電流を大きくして測定
を容易に行うことができる。
相負荷の三相一括の対地静電容量とｔａｎδおよび零相
電流から、各相における対地インピーダンスを求め、こ
の値を各々の相の初期の絶縁抵抗および対地静電容量の
基準値として、絶縁劣化による零相電流の変化分より各
相の絶縁抵抗の低下分を演算により求める。また前記零
相電流の位相の変化に関する情報より、劣化の進展を該
零相電流の大きさの変化の初期の段階において把握す
る。この場合、負荷毎に三相配線をクランプ式の零相変
流器を用いて電流測定するので、どのような機器につい
ても簡単に測定できる。万一外部の磁気ノイズ等により
微少な零相電流の測定が困難である場合には、便宜的に
任意の相に既知のインピーダンスをスイッチを介して挿
入することにより、一時的に零相電流を大きくして測定
を容易に行うことができる。
【０００９】
【実施例】次に、本発明を実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明による方法を実施する場合の
絶縁劣化監視装置の結線図である。１は三相変圧器、２
は変圧器１に接続された負荷である。中性点の接地線６
と対地間に挿入したインピーダンス７の接地線８に零相
変流器５および９が設けられている。３は位相検出器、
４は演算器である。なお零相変流器の代りに、三次巻線
付きの変流器あるいは変流器残留回路等、公知の地絡電
流検出手段を用いてもよい。変圧器１の中性点の接地線
６に流れる零相電流の大きさおよび位相は零相変流器
５，９および位相検出器３によって検出され、これらと
ｔａｎδおよび三相一括のインピーダンスから対地イン
ピーダンスの三相のアンバランス分が演算器４で演算さ
れる。前記インピーダンス７は系統の初期のインピーダ
ンスを或る一定値にするために設けてある。１０は保護
回路である。
て説明する。図１は本発明による方法を実施する場合の
絶縁劣化監視装置の結線図である。１は三相変圧器、２
は変圧器１に接続された負荷である。中性点の接地線６
と対地間に挿入したインピーダンス７の接地線８に零相
変流器５および９が設けられている。３は位相検出器、
４は演算器である。なお零相変流器の代りに、三次巻線
付きの変流器あるいは変流器残留回路等、公知の地絡電
流検出手段を用いてもよい。変圧器１の中性点の接地線
６に流れる零相電流の大きさおよび位相は零相変流器
５，９および位相検出器３によって検出され、これらと
ｔａｎδおよび三相一括のインピーダンスから対地イン
ピーダンスの三相のアンバランス分が演算器４で演算さ
れる。前記インピーダンス７は系統の初期のインピーダ
ンスを或る一定値にするために設けてある。１０は保護
回路である。
【００１０】図２は三相の交流電圧と各相の対地漏洩電
流との関係を示した図、図３は三相交流電圧と零相電流
の関係を示した図であり、いずれも本発明の基本的な原
理を説明するためのベクトル図である。図２において１
１〜１３は三相の交流電圧ベクトルを示し、１４〜１６
は各相の対地漏洩電流ベクトルを示す。ここで図１の接
地線６に流れる零相電流とは図２における１４〜１６の
合成電流であり、この電流を位相情報も含めて演算する
ことにより、図３に示す如く系統の絶縁性能の低下を判
別することができる。図３において、１７は系統の初期
における零相電流のベクトルであり、１８はこの時の位
相を示している。１９は系統の第一相について絶縁性能
が低下した場合の零相電流のベクトルであり、２０はそ
のときの位相である。絶縁性能が低下した場合、例えば
第一相が絶縁劣化した場合の零相電流は図３のベクトル
１７から１９へと変化するので、このときの位相と大き
さを初期零相電流ベクトル１７を基準として演算し、絶
縁劣化相およびその程度を特定することができる。な
お、ｔａｎδはｔａｎδ計を用いて得ることができる。
ここで各相のインピーダンスの抵抗成分および静電容量
成分を求める具体的方法については電気工学の分野で既
に周知であるが、具体的には以下のとおりである。ま
ず、Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相の各相のｔａｎδ（ｔａｎδ Ｒ ，
ｔａｎδ Ｓ ，ｔａｎδ Ｔ ）をｔａｎδ計により測定す
る。各相の抵抗（Ｒ）は同じであるが、静電容量
（Ｃ Ｒ ，Ｃ Ｓ ，Ｃ Ｔ ）は異なる。各相のｔａｎδを式で
表すと以下のとおりである。 ｔａｎδ Ｒ ＝１／ωＣ Ｒ Ｒ ｔａｎδ Ｓ ＝１／ωＣ Ｓ Ｒ ｔａｎδ Ｔ ＝１／ωＣ Ｔ Ｒ また、三相一括のインピーダンス（Ｚ）をインピーダン
ス計、シェーリングブリッジなどにより測定する。この
Ｚと各相のインピーダンス（Ｚ Ｒ ，Ｚ Ｓ ，Ｚ Ｔ ）との関
係は、 １／Ｚ＝（１／Ｚ Ｒ ）＋（１／Ｚ Ｓ ）＋（１／Ｚ Ｔ ） さらに、 Ｚ Ｒ ＝Ｒ／（１＋ωＣ Ｒ Ｒ） Ｚ Ｓ ＝Ｒ／（１＋ωＣ Ｓ Ｒ） Ｚ Ｔ ＝Ｒ／（１＋ωＣ Ｔ Ｒ） の関係である。 よって各相のｔａｎδと三相一括のイン
ピーダンス（Ｚ）を測定すれば、以上の式を用いて各相
の静電容量（Ｃ Ｒ ，Ｃ Ｓ ，Ｃ Ｔ ）および抵抗（Ｒ）を求
めることができる。 そしてこのときの零相電流も測定す
る。これで初期の電流値と位相が決まる。 このようにし
て、初期の零相電流の電流値、位相、その場合の各相の
対地インピーダンスの抵抗成分および静電容量成分が測
定される。これを初期値とする。この後の絶縁劣化（抵
抗成分の変化）は、零相電流の電流値と位相を測定し、
その変化を求めることだけで、先の初期値との関係から
各相の対地インピーダンスの抵抗成分の変化の程度が求
められるので、絶縁劣化を定量的に求めることができ
る。
流との関係を示した図、図３は三相交流電圧と零相電流
の関係を示した図であり、いずれも本発明の基本的な原
理を説明するためのベクトル図である。図２において１
１〜１３は三相の交流電圧ベクトルを示し、１４〜１６
は各相の対地漏洩電流ベクトルを示す。ここで図１の接
地線６に流れる零相電流とは図２における１４〜１６の
合成電流であり、この電流を位相情報も含めて演算する
ことにより、図３に示す如く系統の絶縁性能の低下を判
別することができる。図３において、１７は系統の初期
における零相電流のベクトルであり、１８はこの時の位
相を示している。１９は系統の第一相について絶縁性能
が低下した場合の零相電流のベクトルであり、２０はそ
のときの位相である。絶縁性能が低下した場合、例えば
第一相が絶縁劣化した場合の零相電流は図３のベクトル
１７から１９へと変化するので、このときの位相と大き
さを初期零相電流ベクトル１７を基準として演算し、絶
縁劣化相およびその程度を特定することができる。な
お、ｔａｎδはｔａｎδ計を用いて得ることができる。
ここで各相のインピーダンスの抵抗成分および静電容量
成分を求める具体的方法については電気工学の分野で既
に周知であるが、具体的には以下のとおりである。ま
ず、Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相の各相のｔａｎδ（ｔａｎδ Ｒ ，
ｔａｎδ Ｓ ，ｔａｎδ Ｔ ）をｔａｎδ計により測定す
る。各相の抵抗（Ｒ）は同じであるが、静電容量
（Ｃ Ｒ ，Ｃ Ｓ ，Ｃ Ｔ ）は異なる。各相のｔａｎδを式で
表すと以下のとおりである。 ｔａｎδ Ｒ ＝１／ωＣ Ｒ Ｒ ｔａｎδ Ｓ ＝１／ωＣ Ｓ Ｒ ｔａｎδ Ｔ ＝１／ωＣ Ｔ Ｒ また、三相一括のインピーダンス（Ｚ）をインピーダン
ス計、シェーリングブリッジなどにより測定する。この
Ｚと各相のインピーダンス（Ｚ Ｒ ，Ｚ Ｓ ，Ｚ Ｔ ）との関
係は、 １／Ｚ＝（１／Ｚ Ｒ ）＋（１／Ｚ Ｓ ）＋（１／Ｚ Ｔ ） さらに、 Ｚ Ｒ ＝Ｒ／（１＋ωＣ Ｒ Ｒ） Ｚ Ｓ ＝Ｒ／（１＋ωＣ Ｓ Ｒ） Ｚ Ｔ ＝Ｒ／（１＋ωＣ Ｔ Ｒ） の関係である。 よって各相のｔａｎδと三相一括のイン
ピーダンス（Ｚ）を測定すれば、以上の式を用いて各相
の静電容量（Ｃ Ｒ ，Ｃ Ｓ ，Ｃ Ｔ ）および抵抗（Ｒ）を求
めることができる。 そしてこのときの零相電流も測定す
る。これで初期の電流値と位相が決まる。 このようにし
て、初期の零相電流の電流値、位相、その場合の各相の
対地インピーダンスの抵抗成分および静電容量成分が測
定される。これを初期値とする。この後の絶縁劣化（抵
抗成分の変化）は、零相電流の電流値と位相を測定し、
その変化を求めることだけで、先の初期値との関係から
各相の対地インピーダンスの抵抗成分の変化の程度が求
められるので、絶縁劣化を定量的に求めることができ
る。
【００１１】図４，図５は実際の適用結果における絶縁
抵抗の変化に対する漏洩電流および絶縁抵抗に対する位
相の変化を、理論値と比較して示したものである。Ａは
漏洩電流の測定値、Ａ´はその理論値、Ｂは実際の位相
変化、Ｂ´はその理論値を示している。
抵抗の変化に対する漏洩電流および絶縁抵抗に対する位
相の変化を、理論値と比較して示したものである。Ａは
漏洩電流の測定値、Ａ´はその理論値、Ｂは実際の位相
変化、Ｂ´はその理論値を示している。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、低
圧三相系統における絶縁性能の変化に起因して発生する
零相電流を、その位相情報も含めて解析することによ
り、従来技術では監視できなかった中性点接地回路にお
いても三相の各々の対地インピーダンスを容易に求める
ことができる。特に本発明においては、対地電圧を基準
とせずに初期における対地定数を基準とするので、中性
点接地系統の活線での絶縁監視を外部からの電源付与を
必要とせずに行える効果がある。
圧三相系統における絶縁性能の変化に起因して発生する
零相電流を、その位相情報も含めて解析することによ
り、従来技術では監視できなかった中性点接地回路にお
いても三相の各々の対地インピーダンスを容易に求める
ことができる。特に本発明においては、対地電圧を基準
とせずに初期における対地定数を基準とするので、中性
点接地系統の活線での絶縁監視を外部からの電源付与を
必要とせずに行える効果がある。
【図１】本発明による絶縁劣化監視方法を実施する場合
の絶縁劣化監視装置の結線図である。
の絶縁劣化監視装置の結線図である。
【図２】三相の交流電圧とその各相の対地漏洩電流との
関係を示すベクトル図である。
関係を示すベクトル図である。
【図３】絶縁低下した場合の零相電流の遷移状態を示し
たベクトル図である。
たベクトル図である。
【図４】絶縁抵抗の変化に対する漏洩電流の変化を実際
の測定結果と理論値で比較して示した図である。
の測定結果と理論値で比較して示した図である。
【図５】絶縁抵抗の変化に対する位相の変化を実際の測
定結果と理論値で比較して示した図である。
定結果と理論値で比較して示した図である。
１ 三相変圧器 ２ 負荷 ３ 位相検出器 ４ 演算器 ５，９ 零相変流器 ６ 中性点の接地線 ７ インピーダンス １０ 保護回路 １１〜１３ 三相交流電圧ベクトル １４〜１６ 各相の対地漏洩電流ベクトル １７ 初期零相電流ベクトル １８，２０ 位相 １９ 絶縁低下したときの零相電流ベクトル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 豊原 博之 福岡県北九州市八幡西区大字藤田2447番 地の１三菱化成株式会社黒崎工場内 (56)参考文献 特開 昭56−82458（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−135775（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−63765（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−81615（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01R 31/02 G01R 27/18
Claims (2)
- 【請求項１】中性点接地回路を含む低圧三相回路の絶縁
劣化監視方法において、（１）初期の零相電流を測定
し、（２）その際の各相における対地インピーダンスの
抵抗成分および静電容量成分を、ｔａｎδおよび三相一
括で測定したインピーダンスにより求め、これを絶縁物
の初期における各相の対地インピーダンスの基準とし、
（３）その後の絶縁劣化による各相の対地インピーダン
スの変化を零相電流の電流値およびその位相の変化から
ベクトル解析により演算し、絶縁劣化状況を特定するこ
とを特徴とする低圧系統活線絶縁劣化監視方法。 - 【請求項２】前記低圧三相回路の任意の相と対地間に既
知のインピーダンスを挿入して初期の絶縁劣化指標値と
して設定しておき、前記零相電流の電流値およびその位
相の変化を求めることを特徴とする請求項１に記載した
低圧系統活線絶縁劣化監視方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2412554A JP3041968B2 (ja) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | 低圧系統活線絶縁劣化監視方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2412554A JP3041968B2 (ja) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | 低圧系統活線絶縁劣化監視方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04220573A JPH04220573A (ja) | 1992-08-11 |
| JP3041968B2 true JP3041968B2 (ja) | 2000-05-15 |
Family
ID=18521380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2412554A Expired - Lifetime JP3041968B2 (ja) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | 低圧系統活線絶縁劣化監視方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3041968B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003202357A (ja) * | 2001-11-01 | 2003-07-18 | Toshiba Corp | 絶縁監視方法および装置 |
| JP4333539B2 (ja) * | 2004-09-17 | 2009-09-16 | 横河電機株式会社 | 三相電力測定方法および三相電力測定装置 |
| JP2012132812A (ja) * | 2010-12-22 | 2012-07-12 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | 配電監視装置 |
| JP6128921B2 (ja) * | 2013-04-09 | 2017-05-17 | 三菱電機ビルテクノサービス株式会社 | 非停電絶縁診断装置及び非停電絶縁診断方法 |
| CN104360296B (zh) * | 2014-10-31 | 2017-10-10 | 国家电网公司 | 一种大型地网接地电阻测试仪的计量性能校验装置 |
| CN109581257B (zh) * | 2018-10-29 | 2023-12-29 | 武汉市康达电气有限公司 | 一种大型接地装置接地阻抗测试仪的计量检定装置 |
-
1990
- 1990-12-20 JP JP2412554A patent/JP3041968B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04220573A (ja) | 1992-08-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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