JP5618910B2 - 絶縁劣化監視システム - Google Patents
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Description
また、絶縁劣化に関係する対地絶縁抵抗分の漏洩電流は電圧変動に合わせて変化する。
従って、周波数成分の変動により基準となる周波数成分が抽出できないため、基本波成分や高調波成分が抽出できないため、絶縁劣化に関係する対地絶縁抵抗分の漏洩電流が計測できない、もしくは誤差が大きくなるという問題点があった。
従来の絶縁劣化監視システムでは、受配電系の安定した商用周波数により対地絶縁抵抗分の漏洩電流の演算には問題は生じなかったが、設備系のサーボモータなどの負荷では制御特性に応じて電圧、周波数などが時々刻々と著しく変動するため、電圧が変動すると対地絶縁抵抗分の漏洩電流も変動してしまい絶縁劣化の傾向が分からない、また、基準となる周波数が変動するため計測精度が保証できない問題点があった。
図1、2は、この発明の実施の一形態を示すものであり、図1は絶縁劣化監視システムの構成を示す構成図、図2は動作を説明するための絶縁劣化監視システム図及び絶縁劣化監視システムの一実施例を示す構成図、図3、図4は絶縁劣化監視システムの絶縁劣化に関係する抵抗分の漏洩電流(以下Iorという)の演算の説明図、図5は負荷の周波数状態を自動判別して漏洩電流(Ior)の計算開始の指示を与えるフローチャートの説明図である。
orの計算が可能であると判断した場合(フローチャートの詳細については実施の形態1及び実施の形態2で説明する)、漏洩電流(Ior)計算部14に漏洩電流(Ior)計算指示部13からIor演算のためのデータとともにIorの演算開始の指示を与える。
Io7: 漏洩電流Ioの第七次高調波成分
θ1: 漏洩電流Ioの基本波成分の位相角
θ7: 漏洩電流Ioの第七次高調波成分の位相角
図4のモータ2次側漏洩電流Ioの周波数帯f1を(1)式のIo1と置き換え、図4のモータ2次側漏洩電流Ioの周波数帯f1の第七次高調波成分を(1)式のIo7と置き換えて演算する。
負荷では比較が困難なため、以下の(2)式により電圧設定手段15の設定した電圧値(
定格電圧など)つまり基準となる電圧値に換算する。
Ior_C × V_SET ÷ V_f …(2)
(2)式において、Ior_C: (1)式にて演算したIor
V_SET: 電圧設定値手段15により設定した電圧値
V_f: 図4のモータ2次側漏洩電流Ioの周波数帯f1の
ときの電圧検出手段11より取得した電圧値
負荷の制御周波数を手動及び自動的で決定した周波数で漏洩電流(Ior)を演算することにより、周波数変動が少ない安定な負荷状態での演算であるため演算精度に及ぼす影響を少なくすることができる。
本実施の形態では、周波数検出手段10、電圧を測定する電圧検出手段11、漏洩電流を測定する漏電検出手段12の各検出出力は漏洩電流(Ior)計算指示部13に常時出力される。
前回値の周波数帯と今回値の周波数帯を比較し、規定値以内でなければ周波数帯比較規定値変更処理により規定値を減少させる(S109)。
S110で異なる周波数帯によるIorの演算を行うが、この異なる2つの周波数帯が離れているほど式(6)より分母が大きくなり、Ioの誤差の影響が少なくなるため、周波数帯比較規定値変更処理の規定値の増減により漏洩電流(Ior)の演算精度の向上が可能になる。
異なる周波数帯より測定した電圧、周波数、漏洩電流を以下(3)式に置き換える。
(5)式 − (4)式より、
Ior_C × V_SET ÷ V_f …(7)
(7)式において、Ior_C: (6)式にて演算したIor
V_SET: 電圧設定値手段15により設定した電圧値
V_f: 図4のモータ2次側漏洩電流Ioの周波数帯f1の
ときの電圧検出手段11より取得した電圧値
本実施の形態は、実施の形態1と実施の形態2とを組合せた場合の事例である。
処理に時間を必要とするため、常時は高速な演算処理が可能である実施の形態2の演算アルゴリズムを使用する。しかし、実施の形態2では、負荷5の駆動周波数の変動が少ない場合には精度よく検出できないので、負荷5の駆動周波数の変動が少ない場合には実施の形態1の検出方法を使用するものである。
処理に時間を必要とするため、常時は高速な演算処理が可能である実施の形態2の演算アルゴリズムを使用するように周波数の変動の規定値を調整する。
2 (装置)メインブレーカ、
3 サーボアンプ,インバータ、
4 ZCT(零相変流器)、
5 モータ、
6 絶縁劣化監視システム、
10 周波数検出手段、
11 電圧検出手段、
12 漏電検出手段、
13 漏洩電流(Ior)計算指示部、
14 漏洩電流(Ior)計算部、
15 電圧値設定手段、
16 データ記憶手段、
17 記憶データ出力手段、
18 監視手段、
19 警報出力手段、
20 周波数による計算指示判定部。
Claims (10)
- 誘導性負荷と接続される交流電路の電圧、周波数、零相電流に基づいて対地絶縁抵抗の絶縁劣化を監視する絶縁劣化監視システムであって、上記誘導性負荷の制御状態を監視する監視手段を有し、この監視手段によって検出された上記誘導性負荷の駆動周波数が異なる各時点の上記電圧、周波数、零相電流に基づいて、対地絶縁抵抗分の漏洩電流を演算する演算手段により絶縁劣化を監視する絶縁劣化監視システム。
- 誘導性負荷と接続される交流電路の電圧、周波数、零相電流に基づいて対地絶縁抵抗の絶縁劣化を監視する絶縁劣化監視システムであって、上記誘導性負荷の制御状態を監視する監視手段を有し、上記監視手段によって検出された上記誘導性負荷の制御状態が安定な状態である場合は対地絶縁抵抗分の漏洩電流を演算する第1の演算手段により絶縁劣化を監視し、上記誘導性負荷の駆動周波数が異なる上記誘導性負荷の制御状態が不安定な状態である場合は上記対地絶縁抵抗分の漏洩電流を演算する第2の演算手段により絶縁劣化を監視することを特徴とする絶縁劣化監視システム。
- 複数相電路に印加される電圧、周波数、複数相電路の漏洩電流から各種電気量を計測または外部出力する絶縁劣化監視システムにおいて、複数相電路の周波数を検出する周波数検出手段と、上記複数相電路の電圧を検出する電圧検出手段と、零相変流器の出力信号より漏洩電流を検出する漏電検出手段と、入力された周波数と電圧から負荷駆動装置の二次側負荷の電気量が演算可能であると判定する漏洩電流(Ior)計算指示部と、上記漏洩電流(Ior)計算指示部より指示を受けて上記周波数検出手段と上記電圧検出手段と上記漏電検出手段による周波数検出値と電圧検出値と漏電検出値から対地絶縁抵抗による漏洩電流(Ior)を演算する漏洩電流(Ior)計算部と、負荷の電圧変動による零相電流の変動を基準となる電圧値に換算する電圧値設定手段と、上記演算した結果を記憶するデータ記憶手段と、上記データ記憶手段の記憶データを通信により外部にデータ転送する記憶データ出力手段と、上記演算した結果によって漏電状態を外部へ出力する警報出力手段を有することを特徴とする絶縁監視システム。
- 上記漏洩電流(Ior)計算指示部は、上記周波数検出手段により周波数を高速サンプリングにより取得し、周波数の値が数サイクル一致もしくは同等であると判断したとき、上記漏洩電流(Ior)計算部に上記対地絶縁抵抗による漏洩電流(Ior)の演算開始の指示を与え、上記負荷の電圧変動による零相電流の変動を基準となる電圧値に換算するため、上記電圧検出手段により電圧を高速サンプリングにより取得し、上記演算開始の指示を与えたときの電圧値を上記漏洩電流(Ior)計算部に与える手段を有することを特徴とする請求項3に記載の絶縁劣化監視システム。
- 上記漏洩電流(Ior)計算指示部は、上記周波数検出手段により周波数を高速サンプリングにより取得し、周波数の値が数サイクル一致もしくは同等であると判断したとき、上記漏洩電流(Ior)計算部に上記対地絶縁抵抗による漏洩電流(Ior)の演算開始の指示を与える手段として、上記負荷の周波数状態と周波数の設定値を比較し、両者が同等のときに上記漏洩電流(Ior)の演算開始の指示を与える手段を有することを特徴とする請求項3に記載の絶縁劣化監視システム。
- 上記漏洩電流(Ior)計算指示部は、上記周波数検出手段により周波数を高速サンプリングにより取得し、周波数の値が数サイクル一致もしくは同等であると判断したとき、上記漏洩電流(Ior)計算部に上記対地絶縁抵抗による漏洩電流(Ior)の演算開始の指示を与える手段として、上記負荷の周波数状態から自動的に判断する処理手段を有することを特徴とする請求項3に記載の絶縁劣化監視システム。
- 上記漏洩電流(Ior)計算部は、上記負荷の制御周波数として第1の周波数成分を、第2の周波数成分として上記負荷の制御周波数としての第1の周波数成分の第7次高調波成分を抽出し、上記負荷の制御周波数として第1の周波数成分は上記漏洩電流(Ior)計算指示部より指示を受けて演算したときの高調波含有率の高い周波数帯をある一定の周期で選択して上記漏洩電流(Ior)計算部で漏洩電流(Ior)を演算し、上記データ記憶手段に出力するものであることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の絶縁劣化監視システム。
- 上記漏洩電流(Ior)計算部は、上記負荷の制御周波数として周波数帯の異なる第1の周波数成分と、第2の周波数成分を抽出し、上記負荷の制御周波数として上記第1の周波数成分と上記第2の周波数成分は上記漏洩電流(Ior)計算指示部より指示を受けて演算したときの上記第1の周波数成分と上記第2の周波数成分の周波数の差異が大きい周波数をある一定の周期で選択して上記漏洩電流(Ior)計算部で対地静電容量による漏洩電流を相殺して対地絶縁抵抗による漏洩電流(Ior)を演算し、上記データ記憶手段に出力するものであることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の絶縁劣化監視シス
テム。 - 上記電圧値設定手段は、上記負荷の電圧変動による零相電流の変動を基準となる電圧値に換算するための電圧設定値を決定し、その電圧設定値により上記漏洩電流(Ior)計算部で基準となる電圧値に換算すること特徴とする請求項3又は請求項4に記載の絶縁劣化監視システム。
- 上記漏洩電流(Ior)計算部は、常時は、上記負荷の制御周波数として周波数帯の異なる第1の周波数成分と、第2の周波数成分を抽出し、上記負荷の制御周波数として上記第1の周波数成分と上記第2の周波数成分は上記漏洩電流(Ior)計算指示部より指示を受けて演算したときの上記第1の周波数成分と上記第2の周波数成分の周波数の差異が大きい周波数をある一定の周期で選択して上記漏洩電流(Ior)計算部で対地静電容量による漏洩電流を相殺して対地絶縁抵抗による漏洩電流(Ior)を演算し、上記負荷の周波数変動がないもしくは少ないときは、上記負荷の制御周波数として第1の周波数成分を、第2の周波数成分として上記負荷の制御周波数としての第1の周波数成分の第7次高調波成分を抽出し、上記負荷の制御周波数として第1の周波数成分は上記漏洩電流(Ior)計算指示部より指示を受けて演算したときの高調波含有率の高い周波数帯をある一定の周期で選択して上記漏洩電流(Ior)計算部で漏洩電流(Ior)を演算することにより、上記負荷の制御特性に依存せず上記対地絶縁抵抗による漏洩電流(Ior)の演算を可能とすることを特徴とする請求項3に記載の絶縁劣化監視システム。
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