JP3327186B2 - 零相電圧検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非接地または高抵
抗接地の三相交流配電線路の任意の一相対地電圧を計測
することにより零相電圧を検出する零相電圧検出装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の零相電圧検出装置は例えば、特公
平４−２７７７５号公報に示された構成を有し、この構
成を図５に沿って説明する。

【０００３】従来の零相電圧検出装置は高圧コンデンサ
Ｃｐと低圧コンデンサＣｔを直列に接続し、低圧用コン
デンサＣｔに並列に降圧用絶縁トランスＴｒが接続さ
れ、さらに、降圧用絶縁トランスＴｒの二次側には検出
回路Ｋｓが接続された構成になっている。この構成の零
相電圧検出装置は高圧コンデンサＣｐの一端を三相高圧
配電線の任意の相に、また低圧コンデンサＣｔの一端を
接地し、低圧用コンデンサＣｔに並列に接続された降圧
用絶縁トランスＴｒの二次側出力を計測することにより
一相対地電圧を計測するもので、健全時の計測電圧と事
故時の計測電圧を合成してその差によって零相電圧を得
るように構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来例による零相電圧
検出方式の場合、以下のような問題点があった。

【０００５】高圧側および低圧側は電気的に接続され
たものであり、万が一本装置の高圧コンデンサＣｐの絶
縁不良による短絡現象が発生した場合、低圧コンデンサ
Ｃｔに直接高圧が印加されるため機器不良による配電線
への事故波及、および計測装置へも事故が波及してしま
う恐れがあった。

【０００６】屋外にて用いる場合絶縁強度対策とし
て、機器のモールド化もしくは機器の大型化を図るた
め、装置全体が大きく、さらに機器重量が重くなるため
設置作業性が悪く、取扱容易性の悪いものになってい
た。

【０００７】上記課題に対し光電界センサを用い対地
電圧を計測する方式も提案されているが、光電界センサ
を用いる場合、他相電圧影響等設置環境による計測値に
影響が現われるため、計測精度を向上させる場合は設置
環境等による補正を行い計測精度を向上させる必要があ
った。

【０００８】本発明は係る課題に対し機器の小型化およ
び軽量化を図ることにより取扱容易性を向上させ、また
光電界センサを用いることで高圧部と非接触で計測が行
えるので絶縁信頼性が高く、さらに接地電位の金属箱体
に同光電界センサおよび分圧用静電容量を内蔵すること
により接地環境等の影響を受け難く、計測精度を向上さ
せる零相電圧検出装置を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の手段は、非接地または高抵抗接地の三相交流
配電線路の零相電圧を検出する零相電圧検出装置であっ
て、接地電位の金属箱と、前記金属箱に設けられたブッ
シング内で高圧引込み電線と接続された高圧導体部と、
前記金属箱内に設けられ電圧を分圧する分圧用静電容量
と、前記分圧用静電容量により分圧された分担電圧を光
強度変調して任意の一相対地電圧を計測し前記高圧導体
部に非接触で前記金属箱内に配置された光電界センサを
有し、前記分圧用静電容量が前記高圧導体部と前記金属
箱のどちらにも電気的に接続されていない構成として零
相電圧を検出するものである。

【００１０】この構成により、金属箱体が静電遮蔽の効
果を有するため対地電圧の計測精度を向上させることが
可能であり、非接触で対地電圧の計測が行えるため絶縁
信頼性の向上が可能である。

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の手段は、非接地または高
抵抗接地の三相交流配電線路の零相電圧を検出する零相
電圧検出装置であって、接地電位の金属箱と、前記金属
箱に設けられたブッシング内で高圧引込み電線と接続さ
れた高圧導体部と、前記金属箱内に設けられ電圧を分圧
する分圧用静電容量と、前記分圧用静電容量により分圧
された分担電圧を光強度変調して任意の一相対地電圧を
計測し前記高圧導体部に非接触で前記金属箱内に配置さ
れた光電界センサを有し、前記分圧用静電容量が前記高
圧導体部と前記金属箱のどちらにも電気的に接続されて
いない構成として零相電圧を検出するものであり、装置
構成の簡素化や対地電圧の測定精度の信頼性向上が図
れ、また、絶縁信頼性の向上が図れるという作用を有す
る。

【００１６】

【００１７】

【００１８】以下本発明の実施の形態について図１ない
し図４に沿って説明する。 （実施の形態１）図１において、１は光電界センサと分
圧用の静電容量（以下、Ｃ分圧器という）を内蔵した対
地電圧計測部で、開閉可能な金属箱体内に設けられてい
る。２、２ａは金属箱体１に設けた高圧電圧を引込むた
めの入力部としての絶縁体からなるブッシング、３はブ
ッシング２、２ａに一端を接続された他端を任意の一相
配電線に接続し一相電圧を引込むための高圧引込電線、
４はボルト５により開閉可能な金属箱体１ａを接地電位
にするための接地端子である。

【００１９】また、図２は前記対地電圧計測部内の構成
を示したものである。図２において、６は高圧引込電線
３とブッシング２、２ａ内で接続された高圧導体部とし
ての銅棒、７はブッシング２ａ内を充填した一定誘電率
をもつウレタン樹脂、８は銅棒６と金属箱体１のどちら
にも電気的に接続されていないＣ分圧器で、２点間の電
界強度差により発生する電位差を誘起するものである。
９は入力された光量を、Ｃ分圧器８に印加された電位差
に比例して光強度変調する光電界センサ、また８ａ・８
ｂはＣ分圧器８の両端電位差を光電界センサ９に伝導す
るリード線、１０は光電界センサ９への光信号伝送媒体
としての多芯構成の光ファイバーケーブル、１１は対地
電圧計測部とは別に構成した零相電圧検出回路部で、対
地電圧計測部から得られた光変調信号を信号処理するこ
とで零相電圧を検出判定する機能を有する。１２は光電
界センサ９およびＣ分圧器８の設置具である。

【００２０】本構成によると、任意の一相の対地電圧を
ブッシング２に接続された高圧引込電線３を介し金属箱
体１に一相対地電圧を引込む。このブッシング２内部に
おいては、予め高圧引込電線３の一端を高圧導体部とし
ての銅棒６に接続しておく。そして銅棒６を中心にブッ
シング２内部にできた空間に一定誘電率を持つ電圧破壊
強度の高い樹脂を充填しておくことで絶縁信頼性を確保
した状態で金属箱体１内部に一相対地電圧を誘導する。
本実施の形態１ではブッシング２ａ内の充填材にウレタ
ン樹脂を用いたが同様な絶縁特性を持つ他の合成樹脂で
も良いことはもちろんである。一方、金属箱体１は接地
端子４を介し接地することで接地電位となり、金属箱体
１内部は静電遮蔽された状態を構成することが可能にな
る。したがって、金属箱体１内部においては他相対地電
圧による他相電界の影響を受けることなく、一相対地電
圧の計測が可能になり、計測信頼性を向上させることが
可能になる。

【００２１】さらに、図２に沿って動作を説明する。金
属箱体１内部においては、課電された高圧導体部として
の銅棒６と接地電位の金属箱体１の位置関係により一様
な電界分布が形成されている。そして、前記電界分布状
態により発生する高圧導体部に非接触に配置した分圧用
静電容量としてのＣ分圧器８の両端電位差を、光電界セ
ンサ９で計測を行うようにしたものである。また光電界
センサ９と零相電圧検出回路部１１の間の信号伝送媒体
に光ファイバーケーブル１０を用いた構成としているこ
とで、絶縁信頼性が優れ、外乱ノイズの影響を受け難い
装置構成とすることが可能である。

【００２２】（実施の形態２） つぎに図３に沿って実施の形態２について説明する。な
お、実施の形態２を構成する各ブロック構成は、図２の
構成とほぼ同様で機能についても同じであるが、零相電
圧検出回路部１１を対地電圧計測部１の金属箱体１ａに
内蔵したところが違うだけである。

【００２３】この構成により、零相電圧検出装置は金属
箱体１ａ内に構成されることになり装置構成の簡素化が
図れるため接地工事の容易化または取扱容易性を向上さ
せることが可能である。さらに、この構成により装置構
成が簡素化されているため装柱の容易性が図れる。また
特性面においては、光ファイバーケーブル１０は風等に
より強震されると光量の損失が変化し、受光量が変化す
るため対地電圧の計測性能に影響が現れてしまうが、本
構成のように、金属箱体１ａの内部に光ファイバーケー
ブル１０を内蔵し、かつ光ファイバーケーブル長を短く
することで光ファイバーケーブル１０の揺れを抑えるこ
とができ性能が安定する。

【００２４】つぎに、図４に沿って、零相電圧検出回路
部１１についてさらに詳細に説明する。１３は光電界セ
ンサ９に一定光量を出射する発光部、１４は光電界セン
サ９により強度変調された変調光を受光する受光部、１
５は発光部１３と受光部１４からなる受発光部、１６は
受光部１４により受光された変調光を電気信号に変換す
る光電変換部、１７は前記光電変換部１６により変換さ
れた電気信号を信号処理することにより零相電圧を検出
判定する判定回路部である。

【００２５】本零相電圧検出回路１１の動作は、発光部
１３から光ファイバーケーブル１０の１芯を介し光電圧
センサ９に光量が入力されると、光電圧センサ９はＣ分
圧器８に発生したＣ分圧器８の両端電位差に比例した光
強度変調を行い、光変調信号を光ファイバーケーブル１
０の他芯を介し零相電圧検出回路部１１の受光部１４に
出力する。なお、入力された光変調信号は光電変換部１
６によりＣ分圧器８の両端電位差に比例した電気信号に
変換され、判定回路部１７に出力する。この判定回路部
１７は、現周期の電位差信号を少なくともＮ周期前の健
全時の電位差信号とベクトル演算することにより零相電
圧を計測して零相電圧の発生を判定するものである。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、対地電
圧計測部を、接地電位の金属箱体内に内蔵することで、
他相電圧による他相電界の影響を受けることなく、かつ
気象条件や設置環境等の影響も受けずに計測が行えるた
め対地電圧の計測精度が向上し、よって零相電圧の絶対
値計測精度が向上するものである。

【００２７】また、高圧課電部に非接触に配置した分圧
用静電容量（Ｃ分圧器）の両端電位差を光電界センサに
より計測し、一相対地電圧を計測するため絶縁信頼性に
優れ、かつ耐ノイズ性に優れた零相電圧検出装置を提供
することができる。

【００２８】さらに、零相電圧検出回路部を、対地電圧
計測部の金属箱体に内蔵することで装置構成を簡素化で
き、設置工事の容易化や取扱容易性が向上し、特に装柱
時の作業性がより容易となるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における零相電圧検出装
置における対地電圧計測部の外観斜視図

【図２】同実施の形態１における零相電圧検出装置の内
部構成を示すブロック構成図

【図３】同実施の形態２における零相電圧検出装置の内
部構成を示すブロック構成図

【図４】同実施の形態２における零相電圧検出装置の零
相電圧検出回路を示すブロック回路図

【図５】従来の零相電圧検出装置を示す概略回路構成図

【符号の説明】

１ 対地電圧計測部 １ａ 金属箱体 ２、２ａ ブッシング（入力部） ３ 高圧引込電線 ４ 接地端子 ６ 銅棒（高圧導体部） ８ Ｃ分圧器（分圧用静電容量） ９ 光電界センサ １１ 零相電圧検出回路部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非接地または高抵抗接地の三相交流配電
   線路の零相電圧を検出する零相電圧検出装置であって、
   接地電位の金属箱と、前記金属箱に設けられたブッシン
   グ内で高圧引込み電線と接続された高圧導体部と、前記
   金属箱内に設けられ電圧を分圧する分圧用静電容量と、
   前記分圧用静電容量により分圧された分担電圧を光強度
   変調して任意の一相対地電圧を計測し前記高圧導体部に
   非接触で前記金属箱内に配置された光電界センサを有
   し、前記分圧用静電容量が前記高圧導体部と前記金属箱
   のどちらにも電気的に接続されていない零相電圧検出装
   置。