JP6704368B2 - 絶縁監視装置、方法およびプログラム - Google Patents
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Description
通知部31は、シリアル通信(例えば、RS−485)用の端子やLAN接続用の端子を備えている。シリアル通信用の端子にシーケンサーが接続されており、I0rが所定の値を超えている場合、シーケンサーのパトライト(登録商標)が点灯する。作業者は、パトライトの点灯により、I0rが所定の値を超えていることを認識し、必要な手段を講ずることができる。
以下に、第1監視部10の第1の構成と動作について説明する。第1監視部10は、Y結線方式に対応し、図2に示すように、第1漏洩電流検出部11aと、第1電圧検出部12aと、第1位相差検出部13aと、第1抵抗成分漏洩電流算出部14aと、判断処理部15aとを備える。
I0r=I0×sinθ/cos(π/3) ・・・(1)
ここで、漏洩電流に含まれているI0cについて図3を用いて考察する。なお、以下では、R相に発生しているI0cをI0c(r)といい、T相に発生しているI0cをI0c(t)といい、S相に発生しているI0cをI0c(s)という。また、I0c(r)、I0c(t)およびI0c(s)は、平衡しているものとする。
判断処理部15aは、第1位相差検出部13aにより検出された位相差が所定の範囲内であるかどうかを判断し、位相差が所定の範囲内ではないと判断した場合、第1位相差検出部13aにより検出された位相差を第1電圧検出部12aに送信する。第1電圧検出部12aは、判断処理部15aから送信されてきた位相差に基づいて、被測定電線路における電圧を検出する相を切り替え、切り替えた後の2相の間に印加されている電圧を検出する。
ここで、移動原点方式について説明する。なお、以下では、3相の対地静電容量であるI0c(r)、I0c(t)およびI0c(s)が平衡しているものとし、3相各相の対地静電容量は考慮しない。
a=I0×sinθ ・・・(2)
b=I0r×cos(π/3) ・・・(3)
また、a=bである。
I0r=I0×sinθ/cos(π/3) ・・・(4)
c=I0×sinθ ・・・(5)
d=I0r×cos(π/3) ・・・(6)
また、c=dである。
I0r=I0×sinθ/cos(π/3) ・・・(7)
e=I0×sinθ ・・・(8)
f=I0r×cos(π/3) ・・・(9)
また、e=fである。
I0r=I0×sinθ/cos(π/3) ・・・(10)
また、第1監視部10は、図2に示すように、第1抵抗成分漏洩電流算出部14aにより算出された抵抗成分漏洩電流と、第1位相差検出部13aにより検出された位相差とに基づいて、第1電圧検出部12aにより電圧が検出されている各相それぞれの抵抗成分漏洩電流を算出する各相抵抗成分漏洩電流算出部16aを備える。
・試験日時:2017/2/24、13:00
・温湿度:23℃/39%
・試験場所:佐鳥電機芝別館4F実験室
・装置製造番号:STRI1FZ0007
・装置プログラムVer:1.10.00
・電源:デンケン製 MDAC−5A (2016/9/21校正、2017/9/20期限)
・使用トランス:ユニオン電機製 MCW−6−2040(Y200V→Y400V)
・基準電圧周波数:50Hz
・相電圧:200V
上述した2相同時の漏電発生が生じる可能性は低いと予想されるが、負荷機器の動作を考察すると、3相においてある程度変動しながらも各相で劣化が生じ、間欠漏電が発生することがある。
Gr=VR−T/I0r ・・・(15)
第1監視部10は、上述した第1の構成でもよいし、以下に説明する第2の構成でもよい。第1監視部10は、図9に示すように、第1漏洩電流検出部11bと、第1電圧検出部12bと、第1位相差検出部13bと、第1抵抗成分漏洩電流算出部14bとを備える。
線分(a1、b1)=I0×sinθ ・・・(16)
線分(a2、b2)=I0r×cos(π/3) ・・・(17)
線分(a1、b1)=線分(a2、b2) ・・・(18)
I0r=I0×sinθ/cos(π/3) ・・・(19)
線分(c1、d1)=I0×sin(θ−2π/3) ・・・(20)
線分(c2、d2)=I0r×cos(π/3) ・・・(21)
線分(c1、d1)=線分(c2、c2) ・・・(22)
I0r=I0×sin(θ−2π/3)/cos(π/3) ・・・(23)
線分(e1、f1)=I0×sin(θ−4π/3) ・・・(24)
線分(e2、f2)=I0r×cos(π/3) ・・・(25)
線分(e1、f1)=線分(e2、f2) ・・・(26)
I0r=I0×sin(θ−4π/3)/cos(π/3) ・・・(27)
このように、基準電圧をVR−T(VR−VT)とし、基準電圧VR−Tと漏洩電流I0との位相差をθとし、基準電圧VR−Tの零クロス点と漏洩電流I0の零クロス点とから位相差θを求める。そして、位相差θの範囲で下記の(A)、(B)、(C)で場合分けし、I0rを求める。
(A)π/6≦θ≦5π/6のとき
I0r=I0×sinθ/cos(π/3)
(B)5π/6≦θ≦3π/2のとき
I0r=I0×sin(θ−2π/3)/cos(π/3)
(C)3π/2≦θ≦13π/6(−π/2≦θ≦π/6)のとき
I0r=I0×sin(θ−4π/3)/cos(π/3)
クランプ部100は、図2に示すように、接地線G以外の被測定電線路のみをクランプする構成でもよいし、図13に示すように、被測定電線路と接地線Gのすべてをクランプする構成でもよい。前者は、主に、負荷側において、接地線Gと被測定電線路のいずれかの相とを接続して利用するケースに適した接続方法である。後者は、主に、負荷側において、被測定電線路のすべてが接続される三相交流モータを利用するケースに適した接続方法である。
つぎに、第2監視部20の具体的な構成について説明する。第2監視部20は、Δ結線方式に対応し、図14に示すように、第2漏洩電流検出部21と、第2電圧検出部22と、第2位相差検出部23と、第2抵抗成分漏洩電流算出部24とを備える。
I0r=I0×sinθ/cos(π/6) ・・・(28)
Gr=V/I0r ・・・(29)
ここで、本発明にかかるΔ結線方式(以下では、「ベクトル理論I0r方式」という。)について説明する。Y結線方式において、上述したように、各相のI0c成分が平衡していれば、I0cは打ち消され零になる。しかし、Δ結線方式では、S相を接地した場合、S相は零電位となり、S相にI0cは発生しない。すなわち、対地電位のあるR相とT相にI0cが発生する。
つぎに、ベクトル理論I0r方式におけるI0rを算出するための(28)式の導出方法について説明する。R相とT相の相間電圧Vを基準とし、接地線に流れる漏洩電流I0と相間電圧V(T→R)の位相差θからI0rを求めることができる。
Cos(π/6)=I0×sinθ/I0r ・・・(30)
(30)式を展開することにより、(28)式を導出することができる。
被測定電線路に高電圧(例えば、6600Vなど)が印加されている場合には、接地形計器用変圧器(EVT)を用いて、高電圧を所定の電圧(例えば、200Vや110Vなど)に降圧し、降圧後の電圧が第1電圧検出部12a,12bや第2電圧検出部22に入力される構成でもよい。さらに、接地形計器用変圧器(EVT)により電圧を降圧する際に位相ずれが生じる場合がある。第1位相差検出部13a,13bおよび第2位相差検出部23は、接地形計器用変圧器(EVT)による位相ずれを補正する機能を有する。
絶縁抵抗試験(メガー試験)では、高電圧を印加して測定対象物に負担を与えるため、停電状態にし、かつ、電線路から負荷を切り離して絶縁抵抗を測定している。つまり、メガー試験によって測定される絶縁抵抗は、停電状態であって、かつ、電線路から負荷が切り離された状態のものである。
つぎに、絶縁監視装置1による監視情報の通知手順について、図20に示すフローチャートを用いて説明する。
また、本実施例では、主に、Y結線方式において、I0rを正確に検出する第1監視部10の構成と動作について説明したが、これに限られず、各構成要素を備え、Y結線方式において、I0rを正確に検出するための方法、およびプログラムとして構成されてもよい。
前記3相(R相、S相、T相)をΔ結線し、いずれかの相を接地して接地線を引き出した3相3線式の被測定電線路の絶縁状態を監視する第2監視工程と、
前記第1監視工程による監視情報、または、前記第2監視工程による監視情報を外部に通知する通知工程と、をコンピュータによって実現するためのプログラムである。
Claims (7)
- 3相(R相、S相、T相)をY結線し中性点を接地して接地線を引き出した3相4線式の被測定電線路の絶縁状態を監視する第1監視部と、
前記3相(R相、S相、T相)をΔ結線し、いずれかの相を接地して接地線を引き出した3相3線式の被測定電線路の絶縁状態を監視する第2監視部と、
前記第1監視部による監視情報、または、前記第2監視部による監視情報を外部に通知する通知部と、
前記第1監視部による監視情報に含まれている対地絶縁抵抗に起因する抵抗成分漏洩電流、または、前記第2監視部による監視情報に含まれている対地絶縁抵抗に起因する抵抗成分漏洩電流が所定の値を超えているかどうかを判定する判定部と
を備え、
前記第1監視部は、
前記被測定電線路に流れている漏洩電流を検出する第1漏洩電流検出部と、
前記被測定電線路のいずれか2相の間に印加されている電圧を検出する第1電圧検出部と、
前記第1漏洩電流検出部により検出された漏洩電流と、前記第1電圧検出部により検出された電圧との位相差を検出する第1位相差検出部と、
前記第1位相差検出部により検出された位相差と、前記第1漏洩電流検出部により検出された漏洩電流とに基づいて、前記被測定電線路に流れている漏洩電流に含まれている対地絶縁抵抗に起因する抵抗成分漏洩電流を算出する第1抵抗成分漏洩電流算出部と、
前記第1位相差検出部により検出された位相差が所定の範囲内であるかどうかを判断し、位相差が所定の範囲内ではないと判断した場合、前記第1位相差検出部により検出された位相差を前記第1電圧検出部に送信する判断処理部と
を備え、
前記第1電圧検出部は、前記判断処理部から送信されてきた位相差に基づいて、前記被測定電線路における電圧を検出する相を切り替え、切り替えた後の2相の間に印加されている電圧を検出し、
前記判定部は、前記第1抵抗成分漏洩電流算出部により算出された抵抗成分漏洩電流が所定の値を超えているかどうかを判定し、
前記通知部は、前記判定部により対地絶縁抵抗に起因する抵抗成分漏洩電流が所定の値を超えていると判定された場合、対地絶縁抵抗に起因する抵抗成分漏洩電流が所定の値を超えていることを外部に通知する絶縁監視装置。 - 前記判断処理部は、前記第1位相差検出部により検出された位相差θが所定の範囲である、π/6≦θ≦5π/6、に含まれているかどうかを判断し、
前記第1電圧検出部は、前記被測定電線路のR相とT相の間に印加されている電圧を検出している状態において、
位相差θが、5π/6≦θ≦3π/2、に含まれている場合には、T相とS相の間に印加されている電圧を検出するように切り替え、
位相差θが、3π/2≦θ≦13π/6、に含まれている場合には、S相とR相の間に印加されている電圧を検出するように切り替える請求項1記載の絶縁監視装置。 - 前記第1抵抗成分漏洩電流算出部は、前記第1位相差検出部により検出された位相差θと、前記第1漏洩電流検出部により検出された漏洩電流の実効値I0とに基づいて、前記被測定電線路に流れている漏洩電流に含まれている対地絶縁抵抗に起因する抵抗成分漏洩電流I0rを
I0r=I0×sinθ/cos(π/3)
により算出する請求項1または2に記載の絶縁監視装置。 - 第1抵抗成分漏洩電流算出部により算出された抵抗成分漏洩電流と、前記第1位相差検出部により検出された位相差とに基づいて、前記第1電圧検出部により電圧が検出されている各相それぞれの抵抗成分漏洩電流を算出する各相第1抵抗成分漏洩電流算出部を備える請求項1から3のいずれか一項に記載の絶縁監視装置。
- 3相(R相、S相、T相)をY結線し中性点を接地して接地線を引き出した3相4線式の被測定電線路の絶縁状態を監視する第1監視部と、
前記3相(R相、S相、T相)をΔ結線し、いずれかの相を接地して接地線を引き出した3相3線式の被測定電線路の絶縁状態を監視する第2監視部と、
前記第1監視部による監視情報、または、前記第2監視部による監視情報を外部に通知する通知部と、
前記第1監視部による監視情報に含まれている対地絶縁抵抗に起因する抵抗成分漏洩電流、または、前記第2監視部による監視情報に含まれている対地絶縁抵抗に起因する抵抗成分漏洩電流が所定の値を超えているかどうかを判定する判定部と
を備え、
前記第2監視部は、
前記被測定電線路に流れている漏洩電流を検出する第2漏洩電流検出部と、
前記被測定電線路のいずれか2相の間に印加されている電圧を検出する第2電圧検出部と、
第2漏洩電流検出部により検出された漏洩電流と、前記第2電圧検出部により検出された電圧との位相差を検出する第2位相差検出部と、
前記第2位相差検出部により検出された位相差と、前記第2漏洩電流検出部により検出された漏洩電流とに基づいて、前記被測定電線路に流れている漏洩電流に含まれている対地絶縁抵抗に起因する抵抗成分漏洩電流を算出する第2抵抗成分漏洩電流算出部と
を備え、
前記判定部は、第2抵抗成分漏洩電流算出部により算出された抵抗成分漏洩電流が所定の値を超えているかどうかを判定し、
前記第2抵抗成分漏洩電流算出部は、前記第2位相差検出部により検出された位相差θと、前記第2漏洩電流検出部により検出された漏洩電流の実効値I 0 とに基づいて、前記被測定電線路に流れている漏洩電流に含まれている対地絶縁抵抗に起因する抵抗成分漏洩電流I 0 rを
I 0 r=I 0 ×sinθ/cos(π/6)
により算出する絶縁監視装置。 - 第1監視部によって、3相(R相、S相、T相)をY結線し中性点を接地して接地線を引き出した3相4線式の被測定電線路の絶縁状態を監視する第1監視工程と、
第2監視部によって、前記3相(R相、S相、T相)をΔ結線し、いずれかの相を接地して接地線を引き出した3相3線式の被測定電線路の絶縁状態を監視する第2監視工程と、
通知部によって、前記第1監視部による監視情報、または、前記第2監視部による監視情報を外部に通知する通知工程と、
判定部によって、前記第1監視部による監視情報に含まれている対地絶縁抵抗に起因する抵抗成分漏洩電流、または、前記第2監視部による監視情報に含まれている対地絶縁抵抗に起因する抵抗成分漏洩電流が所定の値を超えているかどうかを判定する判定工程と
を備え、
前記第1監視工程は、
第1漏洩電流検出部によって、前記被測定電線路に流れている漏洩電流を検出する第1漏洩電流検出工程と、
第1電圧検出部によって、前記被測定電線路のいずれか2相の間に印加されている電圧を検出する第1電圧検出工程と、
第1位相差検出部によって、前記第1漏洩電流検出部により検出された漏洩電流と、前記第1電圧検出部により検出された電圧との位相差を検出する第1位相差検出工程と、
第1抵抗成分漏洩電流算出部によって、前記第1位相差検出部により検出された位相差と、前記第1漏洩電流検出部により検出された漏洩電流とに基づいて、前記被測定電線路に流れている漏洩電流に含まれている対地絶縁抵抗に起因する抵抗成分漏洩電流を算出する第1抵抗成分漏洩電流算出工程と、
判断処理部によって、前記第1位相差検出部により検出された位相差が所定の範囲内であるかどうかを判断し、位相差が所定の範囲内ではないと判断した場合、前記第1位相差検出部により検出された位相差を前記第1電圧検出部に送信する判断処理工程と
を備え、
前記第1電圧検出工程では、前記判断処理部から送信されてきた位相差に基づいて、前記被測定電線路における電圧を検出する相が切り替えられ、切り替えた後の2相の間に印加されている電圧が検出され、
前記判定工程では、前記第1抵抗成分漏洩電流算出部により算出された抵抗成分漏洩電流が所定の値を超えているかどうかが判定され、
前記通知工程では、前記判定部により対地絶縁抵抗に起因する抵抗成分漏洩電流が所定の値を超えていると判定された場合、対地絶縁抵抗に起因する抵抗成分漏洩電流が所定の値を超えていることが外部に通知される絶縁監視方法。 - 3相(R相、S相、T相)をY結線し中性点を接地して接地線を引き出した3相4線式の被測定電線路の絶縁状態を監視する第1監視工程と、
前記3相(R相、S相、T相)をΔ結線し、いずれかの相を接地して接地線を引き出した3相3線式の被測定電線路の絶縁状態を監視する第2監視工程と、
前記第1監視工程による監視情報、または、前記第2監視工程による監視情報を外部に通知する通知工程と、
前記第1監視部による監視情報に含まれている対地絶縁抵抗に起因する抵抗成分漏洩電流、または、前記第2監視部による監視情報に含まれている対地絶縁抵抗に起因する抵抗成分漏洩電流が所定の値を超えているかどうかを判定する判定工程と
をコンピュータによって実現するための絶縁監視プログラムであって、
前記第1監視工程では、
前記被測定電線路に流れている漏洩電流を検出する第1漏洩電流検出工程と、
前記被測定電線路のいずれか2相の間に印加されている電圧を検出する第1電圧検出工程と、
前記第1漏洩電流検出部により検出された漏洩電流と、前記第1電圧検出部により検出された電圧との位相差を検出する第1位相差検出工程と、
前記第1位相差検出部により検出された位相差と、前記第1漏洩電流検出部により検出された漏洩電流とに基づいて、前記被測定電線路に流れている漏洩電流に含まれている対地絶縁抵抗に起因する抵抗成分漏洩電流を算出する第1抵抗成分漏洩電流算出工程と、
前記第1位相差検出部により検出された位相差が所定の範囲内であるかどうかを判断し、位相差が所定の範囲内ではないと判断した場合、前記第1位相差検出部により検出された位相差を前記第1電圧検出部に送信する判断処理工程と
が実現され、
前記第1電圧検出工程では、前記判断処理部から送信されてきた位相差に基づいて、前記被測定電線路における電圧を検出する相が切り替えられ、切り替えた後の2相の間に印加されている電圧が検出され、
前記判定工程では、前記第1抵抗成分漏洩電流算出部により算出された抵抗成分漏洩電流が所定の値を超えているかどうかが判定され、
前記通知工程では、前記判定部により対地絶縁抵抗に起因する抵抗成分漏洩電流が所定の値を超えていると判定された場合、対地絶縁抵抗に起因する抵抗成分漏洩電流が所定の値を超えていることが外部に通知される、絶縁監視プログラム。
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