JP5638729B1 - ロゴスキー計器用変流器の異常診断装置 - Google Patents

Abstract

単相線路２には、計測用のロゴスキーコイル１８と診断用のロゴスキーコイル１９が設置されている。ロゴスキーコイル１８はケーブル３，３ａを介して、ロゴスキーコイル１９はケーブル４を介して異常診断装置１に接続される。異常診断装置１は、ロゴスキーコイル１８の出力Ｓ１とロゴスキーコイル１９の出力Ｓ３との和Ｓ２を算出する加算器２３と、Ｓ１〜Ｓ３を用いて比率Ｓ４＝｜Ｓ２／Ｓ１｜および比率Ｓ５＝｜Ｓ２／Ｓ３｜を算出する比率算出部２５と、Ｓ４，Ｓ５に基づいて、少なくともロゴスキーコイル１８、ケーブル３，３ａの異常を判定する判定部２６とを備える。

Description

本発明は、ロゴスキー計器用変流器の異常診断装置に関する。

ロゴスキーコイル（空芯コイル）を利用して電流を計測するロゴスキー計器用変流器（Current Transformer）は、高精度かつ高信頼性の計測を長期間実施するために、ロゴスキーコイル自体の異常およびロゴスキーコイルと信号処理回路とを結ぶケーブルの断線等の異常を検出する診断機能を必要とする。

ロゴスキー計器用変流器の断線診断には、鉄心形計器用変流器を利用して電流を計測する保護制御装置で実施される方式を適用することもできる。

特許文献１には、三相線路に接続された保護制御装置の断線検出装置が記載されている。この断線検出装置は、計器用変成器を介して三相の電圧を計測する電圧入力回路と、鉄心形計器用変流器を介して三相の電流を計測する電流入力回路と、計測された電圧に基づいて電圧の実効値を算出する電圧実効値算出手段と、計測された電圧および電流に基づいて三相有効電力を算出する有効電力算出手段と、計測された電流に基づいて電流の実効値を算出する電流実効値算出手段と、計測された電圧および電流に基づいて三相無効電力を算出する無効電力算出手段と、三相有効電力、三相無効電力、電圧実効値、および電流実効値に基づいて断線を判定する判定手段とを備える。また、この判定手段は、三相有効電力および三相無効電力がそれぞれ整定値以下で、かつ電流実効値または電圧実効値が整定値以上であれば、断線が存在すると判定する。

特開２００５−４５９６９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の断線検出装置は、断線の判定に三相の電圧および電流の計測値が必要であり、単相のみ計測する装置には適用が困難であるという問題がある。

また、特許文献１に記載の断線検出装置では、断線の判定に用いられる各整定値を系統電圧値および系統電流値から予め定め、これらの整定値を断線検出装置に初期設定する必要がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、単相の電流の計測値のみから異常を診断でき、かつ、事前の整定値の設定も不要なロゴスキー計器用変流器の異常診断装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るロゴスキー計器用変流器の異常診断装置は、単相線路の外周を囲む第１のロゴスキーコイルを用いて前記単相線路に流れる電流を計測するロゴスキー計器用変流器の異常診断装置であって、前記単相線路の外周を囲む第２のロゴスキーコイルと前記第１のロゴスキーコイルにそれぞれケーブルを介して接続され、前記第１のロゴスキーコイルの出力である第１の出力と前記第２のロゴスキーコイルの出力である第２の出力との和である出力和を算出する加算部と、前記第１および第２のロゴスキーコイルにそれぞれ前記ケーブルを介して接続されると共に前記加算部に接続され、前記第１の出力と前記出力和との比率の絶対値である第１の比率、および、前記第２の出力と前記出力和との比率の絶対値である第２の比率を算出する比率算出部と、前記比率算出部に接続され、前記第１の比率と前記第２の比率とに基づいて、前記第１のロゴスキーコイルと前記加算部とを接続する前記ケーブルおよび前記第１のロゴスキーコイルの異常を判定する判定部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、単相の電流の計測値のみから異常を診断でき、かつ、事前の整定値の設定も不要なロゴスキー計器用変流器の異常診断装置を提供することができる。

また、本発明によれば、異常の診断に比率を用いているので、電流変動の影響が抑制された診断が可能となる。

図１は、実施の形態１に係るロゴスキー計器用変流器の異常診断装置の構成を示す図である。 図２は、実施の形態１における判定部が有する判定情報を示した図である。 図３は、実施の形態１の変形例に係るロゴスキー計器用変流器の異常診断装置の構成を示す図である。 図４は、実施の形態２に係るロゴスキー計器用変流器の異常診断装置の構成を示す図である。 図５は、実施の形態２における判定部が有する判定情報を示した図である。 図６は、実施の形態３に係るロゴスキー計器用変流器の異常診断装置の構成を示す図である。 図７は、実施の形態３における判定部が有する判定情報を示した図である。 図８は、実施の形態３におけるロゴスキーコイルの端子の接続態様を示した図である。

以下に、本発明の実施の形態に係るロゴスキー計器用変流器の異常診断装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態に係るロゴスキー計器用変流器の異常診断装置の構成を示す図である。図１に示すように、単相線路２には計測用のロゴスキーコイル１８（第１のロゴスキーコイル）が設置され、ロゴスキーコイル１８にはケーブル３を介して信号処理回路（図示せず）が接続されている。単相線路２は、三相のうちのいずれかの相の線路であり、例えばガス絶縁開閉装置の主回路を構成する。ロゴスキーコイル１８は、単相線路２に流れる電流を計測するために、単相線路２と非接触でその外周を囲むようにして設置されている。信号処理回路（図示せず）は、積分回路等を含み、ロゴスキーコイル１８の出力から電流計測値を出力する。ロゴスキーコイル１８および信号処理回路（図示せず）等によりロゴスキー計器用変流器が構成される。

また、ロゴスキーコイル１８には、ケーブル３およびケーブル３から分岐したケーブル３ａを介して異常診断装置１が接続されている。ここで、ケーブル３ａはケーブル３上の分岐点Ｐ１から分岐して異常診断装置１に接続されている。

また、単相線路２には診断用のロゴスキーコイル１９（第２のロゴスキーコイル）が設置され、ロゴスキーコイル１９はケーブル４を介して異常診断装置１に接続されている。ロゴスキーコイル１９は、単相線路２に流れる電流を計測するために、単相線路２と非接触でその外周を囲むようにして設置されている。ロゴスキーコイル１９は、計測用のロゴスキーコイル１８とは別に、診断用に設置されたものである。本実施の形態では、ロゴスキーコイル１８の変流比とロゴスキーコイル１９の変流比は等しい。

ロゴスキーコイル１８は、電流の時間微分に相当する電圧信号を出力する。すなわち、ロゴスキーコイル１８の出力は、
Ｖ＝Ｈ×Ｉ´
となる。ここで、Ｉは単相線路２を流れる電流、Ｉ´はＩの時間微分、Ｈは相互インダクタンスを表す。なお、ロゴスキーコイル１９についても同様である。

異常診断装置１は、加算器２３、比率算出部２５、および判定部２６を備えている。加算器２３は、ケーブル３，３ａを介してロゴスキーコイル１８に接続されると共にケーブル４を介してロゴスキーコイル１９に接続されている。また、加算器２３は比率算出部２５に接続されている。

比率算出部２５は、ケーブル３，３ａを介してロゴスキーコイル１８に接続されている。詳細には、比率算出部２５は、ケーブル３ａの端部と加算器２３とを接続する信号経路から分岐した別の信号経路に接続されている。なお、この場合の分岐点をＰ２で示している。

また、比率算出部２５は、ケーブル４を介してロゴスキーコイル１９に接続されている。詳細には、比率算出部２５は、ケーブル４の端部と加算器２３とを接続する信号経路から分岐した別の信号経路に接続されている。なお、この場合の分岐点をＰ３で示している。

加算器２３には、ロゴスキーコイル１８の出力Ｓ１（第１の出力）とロゴスキーコイル１９の出力Ｓ３（第２の出力）が入力される。加算器２３は、Ｓ１とＳ３の和であるＳ２＝Ｓ１＋Ｓ３を算出し、Ｓ２（出力和）を比率算出部２５に出力する。加算器２３は、アナログ回路で構成することができる。

比率算出部２５には、Ｓ１〜Ｓ３が入力される。比率算出部２５は、Ｓ１〜Ｓ３を用いて、二種類の比率、すなわち、Ｓ１とＳ２との比率の絶対値（第１の比率の絶対値）と、Ｓ３とＳ２との比率の絶対値（第２の比率の絶対値）を算出する。具体的には、比率算出部２５は、比率Ｓ４＝｜Ｓ２／Ｓ１｜と比率Ｓ５＝｜Ｓ２／Ｓ３｜を算出する。比率算出部２５は、Ｓ４，Ｓ５を判定部２６に出力する。比率算出部２５は例えばアナログ回路で構成することができる。この場合、比率算出部２５は、アナログ割り算器等を備える。判定部２６も、例えばアナログ回路で構成することができる。

図２は、本実施の形態における判定部が有する判定情報を示した図である。判定部２６は、比率Ｓ４，Ｓ５および図２の判定情報を用いて、異常診断を実施する。すなわち、判定部２６は、比率Ｓ４，Ｓ５が入力されると、予め付与された判定情報を参照して、比率Ｓ４，Ｓ５に応じた判定結果を得る。

具体的には、Ｓ４＝２、Ｓ５＝２の場合は、判定部２６は、計測用のロゴスキーコイル１８および診断用のロゴスキーコイル１９のいずれも正常であると判定する。上記したように、本実施の形態では、ロゴスキーコイル１８の変流比とロゴスキーコイル１９の変流比が等しいので、ロゴスキーコイル１８，１９等に異常がない場合には、Ｓ１＝Ｓ３、Ｓ４＝｜Ｓ２／Ｓ１｜＝２，Ｓ５＝｜Ｓ２／Ｓ３｜＝２となるはずである。したがって、図２のように、判定情報として、Ｓ４＝Ｓ５＝２の場合には「計測用のロゴスキーコイル１８、診断用のロゴスキーコイル１９ともに正常」と対応させておくことで、比率算出部２５の出力Ｓ４，Ｓ５が誤差の範囲内でそれぞれ２となる場合には、ロゴスキーコイル１８，１９のいずれも正常であると判定することができる。この場合、ロゴスキーコイル１８，１９自体が正常であることに加えて、ケーブル３，３ａ，４も正常であると判定することができる。また、この場合以外の場合は、何らかの異常が発生していると判断することができる。

また、Ｓ４＝∞、Ｓ５＝１の場合は、判定部２６は、計測用のロゴスキーコイル１８が異常またはケーブル３もしくは３ａに断線があると判定する。ここで、「∞」は、２よりも大きい予め設定された値であるＡ以上の値を表す。例えばロゴスキーコイル１８が異常である場合には、Ｓ１はほぼ０になり（Ｓ１には、ノイズまたは自己のオフセット等の微小な信号が含まれる。従って、ロゴスキーコイル１８からの出力が０であっても、Ｓ１は０にはならない）、この場合、比率算出部２５によるＳ４の実際の算出値は２よりも大きな値になることが想定される。また、比率算出部２５によるＳ５の実際の算出値はほぼ１となることが想定される。したがって、図２のように、判定情報として、「Ｓ４＝∞、Ｓ５＝１」に対しては「計測用のロゴスキーコイル１８異常（断線含む）」としておくことで、比率算出部２５の出力Ｓ４がＡ以上となり、かつ、比率算出部２５の出力Ｓ５が誤差の範囲内で１となる場合には、断線も含めてロゴスキーコイル１８に異常が生じていると判定することができる。なお、比率算出部２５がアナログ回路で構成される場合には、Ａは当該アナログ回路の最大信号に基づいて設定することができ、例えば最大信号の大きさ自体、あるいは、最大信号よりも小でかつ誤差も含めて２と区別可能な値に設定することができる。

また、Ｓ４＝１、Ｓ５＝∞の場合は、判定部２６は、診断用のロゴスキーコイル１９が異常またはケーブル４に断線があると判定する。ここで、「∞」は上記の通りである。例えばロゴスキーコイル１９が異常である場合には、上記と同様に、Ｓ３はほぼ０になり、この場合、比率算出部２５によるＳ５の実際の算出値は２よりも大きな値になることが想定される。また、比率算出部２５によるＳ４の実際の算出値はほぼ１となることが想定される。したがって、図２のように、判定情報として、「Ｓ４＝１、Ｓ５＝∞」に対しては「診断用のロゴスキーコイル１９異常（断線含む）」としておくことで、比率算出部２５の出力Ｓ５がＡ以上となり、かつ、比率算出部２５の出力Ｓ４が誤差の範囲内で１となる場合には、断線も含めてロゴスキーコイル１９に異常が生じていると判定することができる。

また、Ｓ４＝∞、Ｓ５＝∞の場合は、判定部２６は、単相線路２を流れる電流が０（主回路電流ゼロ）または加算器２３が異常であると判定する。ここで、「∞」は、上記の通りである。まず、単相線路２を流れる電流が０（主回路電流ゼロ）の場合について説明する。この場合は、Ｓ１，Ｓ３ともに０に近い値となることが想定される。そこで、この場合は、比率算出部２５が｜Ｓ２／Ｓ１｜，｜Ｓ２／Ｓ３｜を算出することなく、Ｓ４，Ｓ５としてＡ以上の値を出力するように構成する。例えば、比率算出部２５は、｜Ｓ１｜が予め設定された微小値ε（１よりも小さい値）以下でかつ｜Ｓ３｜が微小値ε以下であるか否かを判定し、｜Ｓ１｜≦εかつ｜Ｓ３｜≦εである場合には、Ｓ４，Ｓ５としてＡ以上の値を出力するように構成する。微小値εとの比較にはコンパレータ回路を用いることができる。また、Ａ以上の値を出力させるためには、割り算回路の出力上限を利用するようにしてもよいし、割り算回路を用いることなく一定値を出力するよう構成してもよい。つまり、このような例外的なケースには、比率算出部２５に強制的にＳ４＝「∞」、Ｓ５＝「∞」を出力させる。次に、加算器２３異常の場合について説明する。この場合、Ｓ１またはＳ３はほぼ０ではなく、かつ、Ｓ２がほぼ０となる場合、すなわち、｜Ｓ１｜＞εまたは｜Ｓ３｜＞εで、かつ、｜Ｓ２｜≦εとなり、加算器２３の出力が実質０となる場合がある。この場合も、比率算出部２５がＳ４＝「∞」、Ｓ５＝「∞」を出力するように構成する。例えば、比率算出部２５が、｜Ｓ１｜＞εまたは｜Ｓ３｜＞ε、かつ、｜Ｓ２｜≦εであるか否かの判定をし、｜Ｓ１｜＞εまたは｜Ｓ３｜＞ε、かつ、｜Ｓ２｜≦εである場合にはＳ４＝「∞」、Ｓ５＝「∞」を出力するようにすることができる。あるいは、比率算出部２５に減算器を設け、この減算器に（Ｓ２−Ｓ１）を算出させた後、比率算出部２５がＳ２−Ｓ１≠Ｓ３であるか否かの判定をし、Ｓ２−Ｓ１≠Ｓ３である場合にはＳ４＝「∞」、Ｓ５＝「∞」を出力するようにしてもよい。図２のように、判定情報として、「Ｓ４＝∞、Ｓ５＝∞」に対しては「主回路電流ゼロあるいは加算器２３異常」としておくことで、比率算出部２５の出力Ｓ４がＡ以上となり、かつ、比率算出部２５の出力Ｓ５がＡ以上となる場合には、単相線路２を流れる電流が０または加算器２３が異常であると判定することができる。

なお、異常診断装置１は、出力部（図示せず）を介して判定部２６の判定結果を出力することができる。出力部は例えば表示部であり、比率Ｓ４，Ｓ５に応じた判定結果を表示することができる。

本実施の形態の動作について説明する。ロゴスキーコイル１８の出力Ｓ１およびロゴスキーコイル１９の出力Ｓ３は、加算器２３および比率算出部２５にそれぞれ入力される。加算器２３はＳ１とＳ３との和Ｓ２を算出し、Ｓ２を比率算出部２５に出力する。比率算出部２５は、Ｓ１〜Ｓ３を用いて、比率Ｓ４，Ｓ５を算出し、比率Ｓ４，Ｓ５を判定部２６に出力する。判定部２６は、比率Ｓ４，Ｓ５が入力されると、予め付与された判定情報を参照して、比率Ｓ４，Ｓ５に応じた判定結果を得ることで、ロゴスキー計器用変流器の異常診断を含む診断をする。

以上説明したように、本実施の形態によれば、ロゴスキーコイル１８，１９を用いることにより、単相線路２の電流の計測値に相当するロゴスキーコイル１８，１９の各出力のみから、計測用のロゴスキーコイル１８の異常またはケーブル３，３ａの断線を検出することができる。

また、本実施の形態によれば、診断用のロゴスキーコイル１９の異常またはケーブル４の断線等の異常も検出することができる。

また、本実施の形態では、特許文献１に記載の保護制御装置で必要とされた事前の整定値の設定も不要である。

また、本実施の形態によれば、信号の比率Ｓ４，Ｓ５を用いて診断するため、電流変動の影響が抑制され、診断の精度が向上する。すなわち、系統あるいは負荷の状態により、単相線路２を流れる電流の大きさは変動するので、ロゴスキーコイル１８，１９の出力信号の大きさに基づいて比較判定をすると、誤差の影響が大きくなり、診断の精度が低下する。

なお、本実施の形態では、ロゴスキーコイル１８の変流比とロゴスキーコイル１９の変流比は等しいとしたが、これらは異なっていてもよい。例えば、ロゴスキーコイル１８の変流比がロゴスキーコイル１９の変流比のα倍である場合は、図２の判定情報において、「Ｓ４＝（１＋α）／α、Ｓ５＝（１＋α）」に対しては「計測用のロゴスキーコイル１８、診断用のロゴスキーコイル１９ともに正常」と対応させればよい。

また、判定に用いる比率Ｓ４，Ｓ５は、それぞれ、Ｓ１とＳ２との比率の絶対値、Ｓ３とＳ２との比率の絶対値であればよく、Ｓ４＝｜Ｓ２／Ｓ１｜，Ｓ５＝｜Ｓ２／Ｓ３｜に限定されない。例えば、Ｓ４＝｜Ｓ１／Ｓ２｜，Ｓ５＝｜Ｓ３／Ｓ２｜とし、これに応じて、図２の判定情報における比率１、比率２の内容を変更すればよい。

なお、本実施の形態では、比率算出部２５および判定部２６はアナログ回路から構成できるとしたが、Ｓ１〜Ｓ３をアナログ値からデジタル値に変換した上で、ＣＰＵおよびメモリ等のハードウェアを備えたコンピュータで比率算出処理および判定処理を実施してもよい。

図３は、本実施の形態の変形例に係るロゴスキー計器用変流器の異常診断装置の構成を示す図である。図３に示すように、異常診断装置１ａは、加算器２３、Ａ／Ｄ変換器２４ａ〜２４ｃ、比率算出部２５、および判定部２６を備えている。Ａ／Ｄ変換器２４ａ〜２４ｃは、比率算出部２５の前段に配置されている。Ａ／Ｄ変換器２４ａは、分岐点Ｐ２と比率算出部２５とを接続する信号経路上に配置され、ロゴスキーコイル１８の出力Ｓ１をアナログ値からデジタル値に変換して比率算出部２５に出力する。Ａ／Ｄ変換器２４ｂは、加算器２３と比率算出部２５とを接続する信号経路上に配置され、加算器２３の出力Ｓ２をアナログ値からデジタル値に変換して比率算出部２５に出力する。Ａ／Ｄ変換器２４ｃは、分岐点Ｐ３と比率算出部２５とを接続する信号経路上に配置され、ロゴスキーコイル１９の出力Ｓ３をアナログ値からデジタル値に変換して比率算出部２５に出力する。なお、図３では、図１と同一の構成要素には同一の符号を付している。

図３では、比率算出部２５および判定部２６をコンピュータの演算部における機能ブロックとして実現することができる。比率算出部２５は、アナログ回路で構成された比率算出部２５が行う処理と同様の処理をデジタル処理することとなる。また、「∞」は、２よりも十分に大きな値に設定することができる。本変形例のその他の構成は図１と同様であり、本変形例の動作および効果は図１および図２を用いて説明した通りである。

実施の形態２．
変電所によっては、電流計測の目的で、ロゴスキーコイルを２個使用する場合がある。本実施の形態では、これらの計測用のロゴスキーコイルを利用して、ロゴスキー計器用変流器の異常診断を実施する。

図４は、本実施の形態に係るロゴスキー計器用変流器の異常診断装置の構成を示す図である。図４に示すように、単相線路２には計測用のロゴスキーコイル１８が設置され、ロゴスキーコイル１８にはケーブル３を介して信号処理回路（図示せず）が接続されている。ロゴスキーコイル１８は、単相線路２に流れる電流を計測するために、単相線路２と非接触でその外周を囲むようにして設置されている。信号処理回路（図示せず）は、積分回路等を含み、ロゴスキーコイル１８の出力から電流計測値を出力する。ロゴスキーコイル１８および信号処理回路（図示せず）等によりロゴスキー計器用変流器が構成される。

また、単相線路２には計測用のロゴスキーコイル２０が設置され、ロゴスキーコイル２０にはケーブル４を介して別の信号処理回路（図示せず）が接続されている。ロゴスキーコイル２０は、単相線路２に流れる電流を計測するために、単相線路２と非接触でその外周を囲むようにして設置されている。別の信号処理回路（図示せず）は、積分回路等を含み、ロゴスキーコイル２０の出力から電流計測値を出力する。ロゴスキーコイル２０および別の信号処理回路（図示せず）等により別のロゴスキー計器用変流器が構成される。

このように、本実施の形態では、ロゴスキーコイル１８，２０がいずれも計測用として単相線路２に設置されている。

ロゴスキーコイル１８には、ケーブル３およびケーブル３から分岐したケーブル３ａを介して異常診断装置１ｃが接続されている。ここで、ケーブル３ａはケーブル３上の分岐点Ｐ１から分岐して異常診断装置１ｃに接続されている。

同様に、ロゴスキーコイル２０には、ケーブル４およびケーブル４から分岐したケーブル４ａを介して異常診断装置１ｃが接続されている。ここで、ケーブル４ａはケーブル４上の分岐点Ｐ４から分岐して異常診断装置１ｃに接続されている。

また、本実施の形態では、ロゴスキーコイル１８の変流比とロゴスキーコイル２０の変流比は等しい。ただし、実施の形態１で説明したように、双方の変流比を異ならせることもできる。

異常診断装置１ｃは、加算器２３、比率算出部２５、および判定部２６を備えている。加算器２３は、ケーブル３，３ａを介してロゴスキーコイル１８に接続されると共にケーブル４，４ａを介してロゴスキーコイル２０に接続されている。

比率算出部２５は、ケーブル３，３ａを介してロゴスキーコイル１８に接続されている。詳細には、比率算出部２５は、ケーブル３ａの端部と加算器２３とを接続する信号経路から分岐したさらに別の信号経路に接続されている。なお、この場合の分岐点をＰ２で示している。

また、比率算出部２５は、ケーブル４，４ａを介してロゴスキーコイル２０に接続されている。詳細には、比率算出部２５は、ケーブル４ａの端部と加算器２３とを接続する信号経路から分岐した別の信号経路に接続されている。なお、この場合の分岐点をＰ３で示している。

加算器２３には、ロゴスキーコイル１８の出力Ｓ１とロゴスキーコイル２０の出力Ｓ３が入力される。加算器２３は、Ｓ１とＳ３の和であるＳ２＝Ｓ１＋Ｓ３を算出し、Ｓ２を比率算出部２５に出力する。

比率算出部２５には、Ｓ１〜Ｓ３が入力される。比率算出部２５は、Ｓ１〜Ｓ３を用いて、二種類の比率、すなわち、Ｓ１とＳ２との比率の絶対値と、Ｓ３とＳ２との比率の絶対値を算出する。具体的には、比率算出部２５は、例えば、比率Ｓ４＝｜Ｓ２／Ｓ１｜と比率Ｓ５＝｜Ｓ２／Ｓ３｜を算出する。比率算出部２５は、Ｓ４，Ｓ５を判定部２６に出力する。

図５は、本実施の形態における判定部が有する判定情報を示した図である。判定部２６は、比率Ｓ４，Ｓ５および図５の判定情報を用いて、異常診断を実施する。すなわち、判定部２６は、比率Ｓ４，Ｓ５が入力されると、予め付与された判定情報を参照して、比率Ｓ４，Ｓ５に応じた判定結果を得る。

具体的には、Ｓ４＝２、Ｓ５＝２の場合は、判定部２６は、計測用のロゴスキーコイル１８および計測用のロゴスキーコイル２０のいずれも正常であると判定する。

また、Ｓ４＝∞、Ｓ５＝１の場合は、判定部２６は、計測用のロゴスキーコイル１８が異常またはケーブル３もしくは３ａに断線があると判定する。「∞」については、実施の形態１と同様である。

また、Ｓ４＝１、Ｓ５＝∞の場合は、判定部２６は、計測用のロゴスキーコイル２０が異常またはケーブル４もしくは４ａに断線があると判定する。

また、Ｓ４＝∞、Ｓ５＝∞の場合は、判定部２６は、単相線路２を流れる電流が０または加算器２３が異常であると判定する。

本実施の形態の動作について説明する。ロゴスキーコイル１８の出力Ｓ１およびロゴスキーコイル２０の出力Ｓ３は、加算器２３および比率算出部２５にそれぞれ入力される。加算器２３はＳ１とＳ３との和Ｓ２を算出し、Ｓ２を比率算出部２５に出力する。比率算出部２５は、Ｓ１〜Ｓ３を用いて、比率Ｓ４，Ｓ５を算出し、比率Ｓ４，Ｓ５を判定部２６に出力する。判定部２６は、比率Ｓ４，Ｓ５が入力されると、予め付与された判定情報を参照して、比率Ｓ４，Ｓ５に応じた判定結果を得ることで、二つのロゴスキー計器用変流器の異常診断を含む診断をする。本実施の形態のその他の構成および動作は、実施の形態１と同様である。

本実施の形態によれば、既存の計測用のロゴスキーコイル１８，２０を利用してそれぞれを有するロゴスキー計器用変流器の異常診断を実施することができる。したがって、診断用のロゴスキーコイルを設置する必要がなく、コストも低減する。本実施の形態のその他の構成、動作、および効果は、実施の形態１と同様である。

実施の形態３．
実施の形態１，２では、例えば変流比が等しい二つのロゴスキーコイルを利用して異常診断を実施する。この場合、図２の「Ｓ４＝２、Ｓ５＝２」等からわかるように、加算器２３および比率算出部２５の各出力範囲は、信号処理回路の出力範囲の２倍以上とする必要がある。そこで、本実施の形態では、加算器２３および比率算出部２５の各出力範囲を信号処理回路の出力範囲と同じ範囲となるように構成する。

図６は、本実施の形態に係るロゴスキー計器用変流器の異常診断装置の構成を示す図、図７は、本実施の形態における判定部が有する判定情報を示した図、図８は、ロゴスキーコイルの端子の接続態様を示した図である。

本実施の形態と実施の形態１の相違点は次の点である。図６では、図１の診断用のロゴスキーコイル１９が診断用のロゴスキーコイル２１に置き換えられ、図１の異常診断装置１が異常診断装置１ｄに置き換えられている。また、図６の判定部２６は図７に示す判定情報を有している。なお、図６におけるその他の構成は、図１における構成と同じであり、図６では、図１と同一の構成要素には同一の符号を付している。

本実施の形態では、診断用のロゴスキーコイル２１の変流比が、計測用のロゴスキーコイル１８の変流比の１／２としている。変流比は巻数比を調整することで設定できる。さらに、本実施の形態では、ロゴスキーコイル２１は、その出力の位相がロゴスキーコイル１８の出力の位相に対して反転するように異常診断装置１ｄに接続されている。具体的には、図８のようにする。すなわち、図８（ａ）では、計測用のロゴスキーコイル１８の端子１８ａ，１８ｂを交差させないで、通常通りケーブル３に接続するのに対し、図８（ｂ）では、診断用のロゴスキーコイル２１の端子２１ａ，２１ｂを交差させて、ケーブル４に接続する。このように配線を替えることで、ロゴスキーコイル２１の出力の位相を反転させることができる。

この構成では、ロゴスキーコイル１８，２１がいずれも正常であるときには、ロゴスキーコイル２１の出力Ｓ３とロゴスキーコイル１８の出力Ｓ１の関係は、Ｓ３＝−０．５×Ｓ１となる。これから、Ｓ２＝Ｓ１＋Ｓ３＝０．５×Ｓ１、Ｓ４＝｜Ｓ２／Ｓ１｜＝０．５、Ｓ５＝｜Ｓ２／Ｓ３｜＝１となる。これに対応して、図７では、「Ｓ４＝０．５，Ｓ５＝１」に対しては「計測用のロゴスキーコイル１８、診断用のロゴスキーコイル２１ともに正常」とされる。このように、加算器２３および比率算出部２５の各出力範囲は、信号処理回路の出力範囲と同じ範囲にすることができる。

本実施の形態によれば、加算器２３の出力範囲を信号処理回路の出力範囲と同じ範囲となるように構成することで、加算器２３の回路の簡素化を図ることができる。また、本実施の形態によれば、比率算出部２５がアナログ回路で構成される場合には、比率算出部２５の出力範囲を信号処理回路の出力範囲と同じ範囲となるように構成することで、比率算出部２５の回路の簡素化を図ることができる。なお、回路設計は、想定される本来の信号の大きさよりも若干大きな範囲を計測可能なように行うので、信号処理回路の出力範囲と同じである比率算出部２５の出力範囲は、例えば−１．２〜１．２の範囲とすることができ、この場合は、「∞」を例えば１．２とすることができる。本実施の形態のその他の構成、動作、および効果は、実施の形態１と同様である。

以上のように、本発明は、ロゴスキー計器用変流器の異常診断装置として有用である。

１，１ａ，１ｃ，１ｄ 異常診断装置、２ 単相線路、３，３ａ，４，４ａ ケーブル、１８，１９，２０，２１ ロゴスキーコイル、１８ａ，１８ｂ，２１ａ，２１ｂ 端子、２３ 加算器、２４ａ〜２４ｃ Ａ／Ｄ変換器、２５ 比率算出部、２６ 判定部。

Claims (10)

1. 単相線路の外周を囲む第１のロゴスキーコイルを用いて前記単相線路に流れる電流を計測するロゴスキー計器用変流器の異常診断装置であって、
   前記単相線路の外周を囲む第２のロゴスキーコイルと前記第１のロゴスキーコイルにそれぞれケーブルを介して接続され、前記第１のロゴスキーコイルの出力である第１の出力と前記第２のロゴスキーコイルの出力である第２の出力との和である出力和を算出する加算部と、
   前記第１および第２のロゴスキーコイルにそれぞれ前記ケーブルを介して接続されると共に前記加算部に接続され、前記第１の出力と前記出力和との比率の絶対値である第１の比率、および、前記第２の出力と前記出力和との比率の絶対値である第２の比率を算出する比率算出部と、
   前記比率算出部に接続され、前記第１の比率と前記第２の比率とに基づいて、前記第１のロゴスキーコイルと前記加算部とを接続する前記ケーブルおよび前記第１のロゴスキーコイルの異常を判定する判定部と、
   を備えることを特徴とするロゴスキー計器用変流器の異常診断装置。
2. 前記第２のロゴスキーコイルは、当該異常診断装置のみに接続された診断用のロゴスキーコイルであることを特徴とする請求項１に記載のロゴスキー計器用変流器の異常診断装置。
3. 前記第２のロゴスキーコイルは、前記第１のロゴスキーコイルを用いて前記単相線路に流れる電流を計測するロゴスキー計器用変流器とは別のロゴスキー計器用変流器を構成する計測用のロゴスキーコイルであることを特徴とする請求項１に記載のロゴスキー計器用変流器の異常診断装置。
4. 前記第１の比率は、前記出力和を前記第１の出力で割ったものの絶対値で与えられ、
   前記第２の比率は、前記出力和を前記第２の出力で割ったものの絶対値で与えられることを特徴とする請求項２または３に記載のロゴスキー計器用変流器の異常診断装置。
5. 前記第２のロゴスキーコイルの変流比は、前記第１のロゴスキーコイルの変流比に等しいことを特徴とする請求項４に記載のロゴスキー計器用変流器の異常診断装置。
6. 前記判定部は、前記第１の比率が予め設定された２よりも大きい値以上であり、かつ、前記第２の比率が１である場合には、前記第１のロゴスキーコイルと前記加算部とを接続する前記ケーブルまたは前記第１のロゴスキーコイルが異常であると判定することを特徴とする請求項５に記載のロゴスキー計器用変流器の異常診断装置。
7. 前記判定部は、前記第２の比率が前記２よりも大きい値以上であり、かつ、前記第１の比率が１である場合には、前記第２のロゴスキーコイルと前記加算部とを接続する前記ケーブルまたは前記第２のロゴスキーコイルが異常であると判定することを特徴とする請求項６に記載のロゴスキー計器用変流器の異常診断装置。
8. 前記判定部は、前記第１の比率が２であり、かつ、前記第２の比率が２である場合には、前記第１のロゴスキーコイルと前記加算部とを接続する前記ケーブルおよび前記第１のロゴスキーコイルならびに前記第２のロゴスキーコイルと前記加算部とを接続する前記ケーブルおよび前記第２のロゴスキーコイルが正常であると判定することを特徴とする請求項７に記載のロゴスキー計器用変流器の異常診断装置。
9. 前記比率算出部は、前記第１の出力の絶対値と前記第２の出力の絶対値がいずれも予め設定された１よりも小さい値である場合、または、前記出力和から前記第１の出力を差し引いた値が前記第２の出力に等しくない場合には、前記第１および第２の比率をそれぞれ前記２よりも大きい値以上の値とし、
   前記判定部は、前記第１および第２の比率がそれぞれ前記２よりも大きい値以上の値である場合には、前記単相線路を流れる電流がゼロまたは前記加算部が異常であると判定することを特徴とする請求項８に記載のロゴスキー計器用変流器の異常診断装置。
10. 前記第１の比率は、前記出力和を前記第１の出力で割ったものの絶対値で与えられ、
    前記第２の比率は、前記出力和を前記第２の出力で割ったものの絶対値で与えられ、
    前記第２のロゴスキーコイルの変流比は、前記第１のロゴスキーコイルの変流比の１／２であり、かつ、前記第２のロゴスキーコイルの出力は、前記第１のロゴスキーコイルの出力に対して位相が反転していることを特徴とする請求項２に記載のロゴスキー計器用変流器の異常診断装置。

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