JP7023138B2 - 絶縁監視システム - Google Patents

Description

本発明は、絶縁監視システムに関する。さらに詳しくは、微弱な零相電流に基づいた精度の良い絶縁監視を、残留電流の影響を受けずに行う絶縁監視システムに関する。

電路や電気機器の絶縁不良は、電気火災や感電事故等の重大な事故を引き起こす可能性がある。このため、電路及び電気機器の絶縁状態を調べることを目的とした様々な手法が存在する。例えば、絶縁抵抗計を用いて電路及び電気機器の絶縁状態を調べる手法があるが、測定のために対象となる電路及び電気機器を一時的に停電させる必要があるため、２４時間連続稼動が前提となる現代のシステムに対応することができない。

このような問題に対し、無停電で電路及び電気機器の絶縁状態を調べる手法が一般的に用いられるようになった。例えば、特許文献１で提案されている絶縁監視装置を用いた手法は、無停電で電路及び電気機器の絶縁状態を調べるものとして一般的に用いられている手法である。この手法で用いられる絶縁監視装置は、電路の電圧の位相と、接地線に流れる電流（以下「漏洩電流」と呼ぶ）とを検出し、この漏洩電流から、送電路の電圧の位相と同成分の成分（以下「抵抗成分」と呼ぶ）のみを取り出し、この抵抗成分に基づいて電路及び電気機器の絶縁状態を判定する、とされる。

すなわち、従来からある絶縁監視装置は、漏洩電流を検出するために零相変流器が用いられている。零相変流器によって検出される漏洩電流は、抵抗成分と、電路の電圧に対して位相が９０°進む成分（以下「静電容量成分」と呼ぶ）とがベクトル合算されたものである。静電容量成分は、電路の絶縁状態に影響を及ぼすことはなく、抵抗成分のみが電路の絶縁状態に影響を及ぼす。つまり、従来からある絶縁監視装置は、零相変流器によって検出された漏洩電流から、さらに抵抗成分のみを検出して、絶縁状態を判定するものである。

特開２００８－８８２３号公報

しかしながら、特許文献１で提案されている技術を含め、従来からある絶縁監視装置では、微弱な零相電流を検出することができない。例えば、絶縁抵抗値が１ＭΩ（メガオーム）である場合には、２００μＡ（マイクロアンペア）程度の微弱な零相電流を検出する必要があるが、従来からある絶縁監視装置では、このような微弱な零相電流を検出することができない。これは、零相変流器は、コア材料の透磁率、コアの磁気飽和、一次側導体の位置、二次側導体の巻き回され方や配置などの影響により、絶縁監視とは関係のない残留電流と呼ばれる零相電流が流れることがあり、このような残留電流が、精度の良い絶縁監視を行う際の障害となるからである。

これに対して、電子機器の小型化、微細化が進む現代において、市場に出回っている電子機器の中には、このような微弱な零相電流を検出可能とする精度の良い絶縁監視を要求するものが多く存在する。

本発明の目的は、微弱な零相電流に基づいた精度の良い絶縁監視を、残留電流の影響を受けずに行うことができる絶縁監視システムを提供することにある。

上記課題を解決するための本発明に係る絶縁監視システムは、電路の絶縁状態を監視する絶縁監視システムであって、交流電源から負荷に負荷電流を流すための負荷電線と、抑圧電流を流す抑圧電線とを貫通させる環状のコアを有し、貫通された前記負荷電線に流れる零相電流であって絶縁監視の対象とは異なる零相電流である残留電流を検出する電流検出手段と、検出された前記残留電流と同相かつ同レベルの抑圧電流を生成し、前記抑圧電流が前記残留電流を相殺するように、前記抑圧電線に前記残留電流とは逆向きの前記抑圧電流を流す抑圧電流出力手段と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、電流検出手段によって検出された残留電流と同相かつ同レベルの抑圧電流を生成し、生成された抑圧電流が残留電流を相殺するように、抑圧電線に残留電流とは逆向きに流されるので、残留電流が低減化された好適な監視環境を整えることができる。

本発明に係る絶縁監視システムにおいて、前記交流電源は３相交流電源であり、前記負荷は３相負荷であり、前記電流検出手段は零相変流器である、ことが好ましい。この発明によれば、零相変流器は、３相の負荷電線の各相に流れる電流を合算した零相電流を残留電流として検出し、この残留電流と同相かつ同レベルの抑圧電流が生成され、この抑圧電流が残留電流を相殺するように、抑圧電線に残留電流とは逆向きに流されるので、残留電流が低減化された好適な監視環境を整えることができる。

本発明に係る絶縁監視システムにおいて、前記電流検出手段は、さらに、前記抑圧電流によって前記残留電流が相殺された状態において、前記負荷電線を流れる零相電流を検出し、検出された前記零相電流の値に基づいて、前記電路の絶縁状態が良好か否かを判定する絶縁状態判定手段をさらに備える、ことが好ましい。本発明によれば、残留電流が低減化された好適な監視環境の下で、微弱な零相電流に基づいた精度の良い絶縁監視を、残留電流の影響を受けることなく行うことができる。

本発明によれば、微弱な零相電流に基づいた精度の良い絶縁監視を、残留電流の影響を受けずに行うことができる。

本発明の第１実施形態に係る絶縁監視システムを含む電路の構成を示す図である。 図１の絶縁監視システムを用いた残留電流低減化試験の内容と結果とを示す図である。 本発明の第２実施形態及び第３実施形態に係る絶縁監視システムを含む高電圧電路の構成を示す図である。 図３の絶縁監視システムの構成を示すブロック図である。 図４の絶縁監視システムにより測定される電圧信号と漏洩電流との位相差を示すベクトル図である。 本発明の第３実施形態に係る絶縁監視システムの構成を示すブロック図である。

以下、本発明に係る絶縁監視システムについて図面を参照しつつ説明する。なお、本発明は図示の実施形態に限定されるものではない。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係る絶縁監視システム１は、３相電路の絶縁状態を監視するシステムであって、図１に示すように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０と、電流検出部１１と、抑圧電流出力部１２と、絶縁状態判定部１３とを備える。絶縁監視システム１は、３相の負荷電線３００から残留電流Ｉｄを検出し、検出された残留電流Ｉｄと同相かつ同レベルの抑圧電流Ｉｓを生成し、抑圧電流Ｉｓが残留電流Ｉｄを相殺するように、抑圧電線４００に残留電流Ｉｄとは逆向きの抑圧電流Ｉｓを流す。そして、絶縁監視システム１は、負荷電線３００を流れる負荷電流Ｉｌから零相電流Ｉｚを検出し、検出された零相電流Ｉｚの値に基づいて、電路の絶縁状態が良好か否かを判定する。

以下、絶縁監視システム１の各構成要素を詳しく説明する。

（ＣＰＵ）
ＣＰＵ１０は、電流検出部１１、抑圧電流出力部１２、及び絶縁状態判定部１３によって実行される各種処理の制御を行う。

（電流検出部）
本実施形態における電流検出部１１は、環状のコア（図示せず）と、コアに巻き回された導体（図示せず）と、コアと導体とを収納する外装ケース（図示せず）からなる零相変流器（ＺＣＴともいう）であり、負荷電線３００に流れる電流を検出する。電流検出部１１を構成するコアは、３相交流電源から３相負荷２００に負荷電流Ｉｌを流すための３相の負荷電線３００と、抑圧電流Ｉｓを流す抑圧電線４００とを貫通させる。電流検出部１１のコアに貫通された負荷電線３００に負荷電流Ｉｌが流れると、３相の負荷電線３００にそれぞれ流れる負荷電流Ｉｌが合算された零相電流Ｉｚが導体に流れる。すなわち、正常時は、各相に流れる負荷電流Ｉｌの大きさはいずれも同じであり、つり合った状態となっているため、零相電流Ｉｚの大きさはゼロになる。このため、例えば地絡や漏電のような異常が発生していない正常時は、導体に電流（零相電流Ｉｚ）が流れることはない。

しかしながら、電流検出部１１は、コア材料の透磁率、コアの磁気飽和、負荷電線３００の位置、導体の巻き回され方や配置などの影響により、絶縁監視とは関係のない残留電流と呼ばれる零相電流が流れることがある。このような残留電流Ｉｄは、精度の良い絶縁監視を行う際の障害となる。このため、絶縁監視システム１は、後述する抑圧電流出力部１２により生成される抑圧電流Ｉｓを用いて残留電流Ｉｄを相殺させる。これにより、残留電流Ｉｄを低減化させることができる。なお、抑圧電流Ｉｓを用いて残留電流Ｉｄを低減化させる具体的手法は後述する。

電流検出部１１のコアの大きさは、負荷電線３００と抑圧電線４００とを貫通させることができる大きさであれば特に限定されない。コアの材質は、特に限定されず、パーマロイ（登録商標）、ファインメット（登録商標）等、コアの素材として一般的に用いられるものを採用することができる。なお、本実施形態では、パーマロイの平板を積層させたコアとしている。導体は、コアに巻き回される導体である。なお、導体の材質は特に限定されず、導体として一般的に用いられる絶縁被覆銅線等を用いることができる。

（抑圧電流出力部）
抑圧電流出力部１２は、同期信号検出治具１２１と、正弦波生成器１２２と、パワーアンプ１２３と、位相差計１２４とで構成される。抑圧電流出力部１２は、電流検出部１１により検出された残留電流Ｉｄと同相かつ同レベルの抑圧電流Ｉｓを生成し、抑圧電流Ｉｓが残留電流Ｉｄを相殺するように、抑圧電線４００に残留電流Ｉｄとは逆向きの抑圧電流Ｉｓを流す。すなわち、抑圧電線４００に流された抑圧電流Ｉｓが残留電流Ｉｄを打ち消すように働くので、残留電流が低減化された好適な監視環境を整えることができる。

同期信号検出治具１２１は、フィルタと、アンプと、ＳＣＦ（スイッチト・キャパシタ・フィルタ）とで構成される。フィルタ（図示せず）は、図１に示す電路に生じる電圧信号Ｖａを検出し、検出した電圧信号Ｖａからノイズ成分を除去する。アンプ（図示せず）は、フィルタから出力される電圧信号Ｖａを増幅する。ＳＣＦは、電圧信号Ｖａのうち、遮断周波数よりも低い周波数の成分についてはほとんど減衰させずに、遮断周波数よりも高い周波数の成分を低減させるローパスフィルタとしての機能を備えるとともに、予め決められたクロック周波数に基づいて、アンプから出力される電圧信号Ｖａの位相を調整する。

正弦波生成器１２２は、同期信号検出治具１２１のＳＣＦから出力される電圧信号Ｖａのレベル及び位相の調整を行い、正弦波を生成する。

パワーアンプ１２３は、正弦波生成器１２２により生成された正弦波を増幅して、残留電流Ｉｄと同相かつ同レベルの抑圧電流Ｉｓを生成し、抑圧電流Ｉｓが残留電流Ｉｄを相殺するように、抑圧電線４００に残留電流Ｉｄとは逆向きの抑圧電流Ｉｓを流す。これにより、電流検出部１１では、相殺の結果残存した残留電流Ｉｄのみが検出されることになるので、残留電流を低減化させることができる。その結果、絶縁監視における好適な監視環境を整えることができる。

位相差計１２４は、負荷電流Ｉｌの位相と抑圧電流Ｉｓの位相とを測定し、両者の差を検出する計器である。位相差計１２４によって負荷電流Ｉｌの位相と抑圧電流Ｉｓの位相との差が検出されるので、パワーアンプ１２３は、残留電流Ｉｄと同相の抑圧電流Ｉｓを生成することができる。

（絶縁状態判定部）
絶縁状態判定部１３は、残留電流測定器１３１と、測定値表示端末１３２とで構成される。絶縁状態判定部１３は、電流検出部１１により検出された零相電流Ｉｚの値に基づいて、図１に示す電路の絶縁状態が良好か否かを判定する。

残留電流測定器１３１は、電流検出部１１により検出された零相電流Ｉｚの値を測定し、この零相電流Ｉｚの値が予め設定した閾値を上回った場合に、電路の絶縁状態が劣化したものと判断し、警報を発する。これにより、絶縁状態の劣化をいち早く操作者に知らせることができる。

測定値表示端末１３２は、電流検出部１１により検出された零相電流Ｉｚの値をディスプレイ（図示せず）に表示する。操作者はこの表示を見ることにより、図１に示す電路の絶縁状態を認識することができる。

図１の絶縁監視システム１を用いた場合、残留電流がどの程度低減化されるのかについて、下記の条件の下に試験を行った。
［試験１］
（内容）
負荷電流が、Ｒ相（１００Ａ）、Ｓ相（１００Ａ）、Ｔ相（１００Ａ）であり、残留電流Ｉｄが８４５μＡ（位相差は６７．８ｄｅｇ）である場合に、同レベルかつ同相の抑圧電流Ｉｓを生成して、抑圧電流Ｉｓを流した場合に、残留電流Ｉｄにどのような変化が生じるかを確認した。試験は同じ条件で４回行った。

（結果）
抑圧電流を流した結果、残存した残留電流は、１回目の平均値が２．０９μＡ、２回目の平均値が３．８１μＡ、３回目の平均値が３．１２μＡ、４回目の平均値が４．７２μＡとなった。つまり、抑圧電流を流すことにより、８４５μＡの残留電流を２．０９μＡ～４．７２μＡ程度まで劇的に低減化させることができた。

［試験２］
（内容）
負荷電流が、Ｒ相（１００Ａ）、Ｓ相（１３０Ａ）、Ｔ相（１００Ａ）であり、残留電流Ｉｄが８４５μＡ（位相差は６７．８ｄｅｇ）である場合に、同レベルかつ同相の抑圧電流Ｉｓを生成して、抑圧電流Ｉｓを流した場合に、残留電流Ｉｄにどのような変化が生じるかを確認した。試験は同じ条件で４回行った。

（結果）
抑圧電流を流した結果、残存した残留電流は、１回目の平均値が２４２μＡ、２回目の平均値が２４３μＡ、３回目の平均値が２４４μＡ、４回目の平均値が２４３μＡとなった。抑圧電流Ｉｓを流すことで残留電流Ｉｄを低減化させることはできるが、試験１の結果のような劇的な低減化は起こらなかった。つまり、特定の相（Ｓ相）における負荷電流が１００Ａから１３０Ａに変動すると、残留電流Ｉｄは、レベル及び位相ともに変化することがわかった。

［試験３］
（内容）
負荷電流が、Ｒ相（１３０Ａ）、Ｓ相（１００Ａ）、Ｔ相（１３０Ａ）であり、残留電流Ｉｄが８４５μＡ（位相差は６７．８ｄｅｇ）である場合に、同レベルかつ同相の抑圧電流Ｉｓを生成して、抑圧電流Ｉｓを流した場合に、残留電流Ｉｄにどのような変化が生じるかを確認した。試験は同じ条件で４回行った。

（結果）
抑圧電流を流した結果、残存した残留電流は、１回目の平均値が１２７μＡ、２回目の平均値が１２５μＡ、３回目の平均値が１２２μＡ、４回目の平均値が１２１μＡとなった。抑圧電流Ｉｓを流すことで残留電流Ｉｄを低減化させることはできるが、試験２のときと同様に、試験１の結果のような劇的な低減化は起こらなかった。つまり、特定の相（Ｒ相及びＴ相）における負荷電流が１００Ａから１３０Ａに変動すると、残留電流Ｉｄは、レベル及び位相ともに変化することがわかった。

［試験４］
（内容）
上記試験２の結果として残存した残留電流Ｉｄに対し、再調整した抑圧電流Ｉｓを生成して流すことで残留電流Ｉｄにどのような変化が生じるかを確認した。試験は同じ条件で４回行った。

（結果）
再調整した抑圧電流Ｉｓを流した結果、残存した残留電流Ｉｄは、１回目の平均値が７．１６μＡ、２回目の平均値が６．５７μＡ、３回目の平均値が６．９６μＡ、４回目の平均値が６．９５μＡとなった。つまり、再調整した抑圧電流Ｉｓを流すことで残留電流Ｉｄを低減化させることができることわかった。

［試験５］
（内容）
上記試験３の結果として残存した残留電流Ｉｄに対し、再調整した抑圧電流Ｉｓを生成して流すことで残留電流Ｉｄにどのような変化が生じるかを確認した。試験は同じ条件で４回行った。

（結果）
再調整した抑圧電流Ｉｓを流した結果、残存した残留電流Ｉｄは、１回目の平均値が１．３０μＡ、２回目の平均値が３．７０μＡ、３回目の平均値が２．８５μＡ、４回目の平均値が２．２８μＡとなった。つまり、再調整した抑圧電流Ｉｓを流すことで残留電流Ｉｄを低減化させることができることわかった。

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係る絶縁監視システム２は、高電圧電路Ｗの絶縁状態を監視するシステムである。高電圧電路Ｗは、図３に示すように、高圧受電線より受電される高電圧（例えば、６６００Ｖ）を商用電圧（例えば、１１０Ｖ）に変圧する変圧器ＴＲ１を有しており、変圧器ＴＲ１の低圧側は、送電路５００及び５０１を経由して負荷２００に接続されている。送電路５０１は、Ｂ種接地線（以下「接地線」と呼ぶ）６００を経由してグランドに接地されている。送電路５００とグランドとの間には、対地絶縁抵抗Ｒ０と、対地静電容量（浮遊容量）Ｃ０とを合成した対地インピーダンスＺ０が存在する。このため、接地線６００には、対地インピーダンスＺ０を経由して流れる電流と同一の電流が流れている。絶縁監視システム２は、図３に示すように、接地線６００を貫通させるとともに、送電路５００及び５０１に接続された状態で配置されている。

絶縁監視システム２は、図４に示すように、ＣＰＵ２０と、電流検出部２１と、漏洩電流増幅部２２と、抑圧電流出力部２３と、情報提示部６０とを備える。絶縁監視システム２は、電流検出部２１に接地線６００と抑圧用電線７００とを貫通させた状態で、接地線６００に流れる漏洩電流Ｉ０と等大で逆向きとなる抑圧電流Ｉｓを抑圧用電線７００に流す。そして、電流検出部２１により検出される零相電流Ｉｚがゼロになったときに、抑圧電流Ｉｓを構成する成分のうち電圧信号Ｖａと同相となる成分（以下「同相成分」と呼ぶ）を認識し、この同相成分に基づいて高電圧電路Ｗの絶縁状態が良好か否かを判定する。

以下、絶縁監視システム２の各構成要素を詳しく説明する。

（ＣＰＵ２０）
本実施形態におけるＣＰＵ２０は、電流検出部２１、漏洩電流増幅部２２、抑圧電流出力部２３、及び情報提示部６０により実行される各種処理の制御を行う。例えばＣＰＵ２０は、基準信号調整部３７により生成された基準信号と、電流検出部２１で検出される漏洩電流Ｉ０に基づいて、図５に示すように、電流Ｉ０の位相角θを求める。ＣＰＵ２０は、位相角θに基づいて、電流Ｉ０の抵抗成分Ｉ０ｒと、電流Ｉ０の静電容量成分Ｉ０ｃとを求める。ＣＰＵ２０は、抵抗成分Ｉ０ｒと、静電容量成分Ｉ０ｃとに基づいて、Ｉｒ調整信号と、Ｉｃ調整信号とを生成し、これらの調整信号を、Ｉｒ抑圧信号発生器３８と、Ｉｃ抑圧信号発生器４０とにそれぞれ出力する。すなわち、ＣＰＵ２０は、送電路５００と５０１との間に生じる電圧の位相を検出する位相検出手段として機能する。

ＣＰＵ２０は、電流検出部２１で検出される漏洩電流Ｉ０の抵抗成分Ｉ０ｒと、静電容量成分Ｉ０ｃとが共にゼロになるように、Ｉｒ調整信号と、Ｉｃ調整信号とを生成し、抵抗成分Ｉ０ｒと、静電容量成分Ｉ０ｃとが共にゼロになったときのＩｒ調整信号を、漏洩電流Ｉ０の抵抗成分Ｉ０ｒであるものと認識する。すなわち、ＣＰＵ２０は、抑圧電流Ｉｓを流すことにより、電流検出部２１で検出された電流値がゼロになったときの同相成分に基づいて、送電路５００及び５０１の絶縁状態が良好であるか否かを判定する絶縁状態判定手段としても機能する。

（電流検出部）
本実施形態における電流検出部２１は、環状のコア（図示せず）と、コアに巻き回された導体（図示せず）と、コアと導体とを収納する外装ケース（図示せず）からなる零相変流器（ＺＣＴ）である。電流検出部２１は、接地線６００と、後述する抑圧用電線７００とを貫通させる。電流検出部２１を構成するコアが、接地線６００と抑圧用電線７００とを貫通させるので、電流検出部２１は、接地線６００に流れる漏洩電流Ｉ０と、抑圧用電線７００に流れる抑圧電流Ｉｓとの差分となる零相電流Ｉｚを検出することができる。なお、電流検出部２１を構成するコアの大きさや材質等の特徴、及び導体の材質等の特徴については、上述の第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

（漏洩電流増幅部）
漏洩電流増幅部２２は、ヘッドアンプ３２と、フィルタ３３とで構成される。ヘッドアンプ３２は、電流検出部２１により検出された漏洩電流Ｉ０を増幅する。フィルタ３３は、ヘッドアンプ３２により増幅された漏洩電流Ｉ０からノイズ成分を除去し、ノイズ成分が除去された漏洩電流Ｉ０をＣＰＵ２０に供給する。

（抑圧電流出力部）
抑圧電流出力部２３は、フィルタ３４と、アンプ３５と、ＳＣＦ（スイッチト・キャパシタ・フィルタ）３６と、基準信号調整部３７と、Ｉｒ抑圧信号発生器３８と、位相シフト回路３９と、Ｉｃ抑圧信号発生器４０と、パワーアンプ４１とで構成される。

フィルタ３４は、２本の送電路５００と５０１との間に生じる電圧信号Ｖａを検出し、検出した電圧信号Ｖａからノイズ成分を除去する。アンプ３５は、フィルタ３４から出力された電圧信号Ｖａを増幅する。ＳＣＦ３６は、ローパスフィルタとして機能するとともに、予め決められたクロック周波数に基づいて、アンプ３５から出力された電圧信号Ｖａの位相を調整する。基準信号調整部３７は、ＳＣＦ３６から出力された電圧信号Ｖａに対してレベル調整を行い、基準信号を生成する。Ｉｒ抑圧信号発生器３８は、ＳＣＦ３６から出力された電圧信号Ｖａと同相の信号であり、かつ、Ｉｒ調整信号に基づいて決定されたレベルの信号であるＩｒ抑圧信号を生成する。位相シフト回路３９は、ＳＣＦ３６にから出力された電圧信号Ｖａの位相を９０°進める。Ｉｃ抑圧信号発生器４０は、位相シフト回路３９により９０°進められた位相の信号であり、かつ、Ｉｃ調整信号によって決定されたレベルの信号であるＩｃ抑圧信号を生成する。パワーアンプ４１は、Ｉｒ抑圧信号発生器３８で生成されたＩｒ抑圧信号と、Ｉｃ抑圧信号発生器４０で生成されたＩｃ抑圧信号とを合成して増幅させた抑圧電流Ｉｓを生成し、生成した抑圧電流Ｉｓを抑圧用電線７００に供給する。すなわち、パワーアンプ４１は、電流検出部２１により検出される電流Ｉ０を、ＣＰＵ２０により検出された位相と同相の成分（同相成分）と、位相が９０°進められた成分（以下「位相進み成分」と呼ぶ）とに分解し、これら２つの成分からなる抑圧電流Ｉｓを生成して、この抑圧電流Ｉｓを、接地線６００に流れる電流と逆向きとなるように抑圧用電線７００に流す電流生成手段として機能する。

（情報提示部）
情報提示部６０は、絶縁監視システム２の操作者に対し、各種の情報の提供を行う。情報提示部６０は、ディスプレイ５１と、警報装置５２とで構成される。ディスプレイ５１は、送電路５００及び５０１の絶縁状態等の各種の情報を表示する。警報装置５２は、絶縁抵抗が劣化したと判断された場合に警報を発する。

上述した構成を有する絶縁監視システム２は、電流検出部２１が接地線６００と抑圧用電線７００とを貫通させて、電流検出部２１により検出される漏洩電流Ｉ０がゼロになるように、抑圧用電線７００に流す抑圧電流Ｉｓを制御する。そして、電流検出部２１により検出された漏洩電流Ｉ０がゼロになったときのＩｒ調整信号が、漏洩電流Ｉ０の抵抗成分Ｉ０ｒであるものと認識し、この抵抗成分Ｉ０ｒが予め設定された閾値を上回った場合に、送電路５００及び５０１の絶縁状態が劣化したものと判断し、操作者に対し警報を発する。その結果、操作者は、送電路５００及び５０１の絶縁状態の劣化を早期に知ることができる。

本実施形態では、漏洩電流Ｉ０を相殺する抑圧電流Ｉｓを生成し、抑圧電流Ｉｓの抵抗成分を漏洩電流Ｉ０の抵抗成分Ｉ０ｒとして検出するので、電流検出部２１による検出の精度にばらつきが存在する場合や、周囲に磁界が発生している場合であっても、抵抗成分Ｉ０ｒを高精度に測定して送電路５００及び５０１の絶縁状態を監視することが可能となる。

［第３実施形態］
本発明の第３実施形態に係る絶縁監視システム３は、図６に示すように、上述の第２実施形態に係る絶縁監視システム２と対比して、Ｉｒ抑圧信号発生器３８を設けていない点と、ＣＰＵ２０がＩｒ抑圧信号発生器３８に供給するためのＩｒ調整信号を生成しない点とが相違する。第３実施形態に係る絶縁監視システム３のＣＰＵ２０は、電流検出部２１で検出された漏洩電流Ｉ０を抵抗成分Ｉ０ｒと静電容量成分Ｉ０ｃに分離し、静電容量成分Ｉ０ｃをゼロにするためのＩｃ調整信号を生成して出力する。そして、静電容量成分Ｉ０ｃがゼロになったときの抵抗成分Ｉ０ｒを、漏洩電流Ｉ０の抵抗成分Ｉ０ｒとして認識する。なお、それ以外の構成は、図４に示す構成と同様であるので、同一符号を付して構成の説明を省略する。

上述した構成を有する絶縁監視システム３は、電流検出部２１に接地線６００と抑圧用電線７００とを貫通させて、電流検出部２１により検出される漏洩電流Ｉ０の静電容量成分Ｉ０ｃがゼロになるように、抑圧用電線７００に流す電流（抑圧電流Ｉｓ）を制御する。そして、電流検出部２１により検出された電流の静電容量成分がゼロになったときの抵抗成分Ｉ０ｒを、漏洩電流Ｉ０の抵抗成分Ｉ０ｒであるものと認識し、抵抗成分Ｉ０ｒが予め設定した閾値を上回った場合に、送電路５００及び５０１の絶縁状態が劣化したものと判断し、操作者に対し警報を発する。その結果、操作者は、送電路５００及び５０１の絶縁状態の劣化を早期に知ることができる。

１，２，３ 絶縁監視システム
１０，２０ ＣＰＵ
１１，２１ 電流検出部
１２ 抑圧電流出力部
１３ 絶縁状態判定部
２２ 漏洩電流増幅部
２３ 抑圧電流出力部
３２ ヘッドアンプ
３３，３４ フィルタ
３５ アンプ
３６ ＳＣＦ（スイッチト・キャパシタ・フィルタ）
３７ 基準信号調整部
３８ Ｉｒ抑圧信号発生器
３９ 位相シフト回路
４０ Ｉｃ抑圧信号発生器
４１ パワーアンプ
５１ ディスプレイ
５２ 警報装置
６０ 情報提示部
１２１ 同期信号検出治具
１２２ 正弦波生成器
１２３ パワーアンプ
１２４ 位相差計
１３１ 残留電流測定器
１３２ 測定値表示端末
２００ 負荷
３００ 負荷電線
４００ 抑圧電線
５００，５０１ 送電路
６００ 接地線
７００ 抑圧用電線
Ｃ０ 浮遊容量
Ｉ０ 漏洩電流
Ｉ０ｃ 静電容量成分
Ｉ０ｒ 抵抗成分
Ｉｄ 残留電流
Ｉｌ 負荷電流
Ｉｓ 抑圧電流
Ｉｚ 零相電流
ＴＲ１ 変圧器
Ｒ０ 対地絶縁抵抗
Ｒ 相
Ｓ 相
Ｔ 相
Ｖａ 電圧信号
Ｗ 高電圧電路
Ｚ０ インピーダンス

Claims (3)

1. 電路の絶縁状態を監視する絶縁監視システムであって、
   交流電源から負荷に負荷電流を流すための負荷電線と、抑圧電流を流す抑圧電線とを貫通させる環状のコアを有し、貫通された前記負荷電線に流れる零相電流であって絶縁監視の対象とは異なる零相電流である残留電流を検出する電流検出手段と、
   検出された前記残留電流と同相かつ同レベルの抑圧電流を生成し、前記抑圧電流が前記残留電流を相殺するように、前記抑圧電線に前記残留電流とは逆向きの前記抑圧電流を流す抑圧電流出力手段と、
   を備えることを特徴とする絶縁監視システム。
2. 前記交流電源は３相交流電源であり、前記負荷は３相負荷であり、前記電流検出手段は零相変流器である、
   請求項１に記載の絶縁監視システム。
3. 前記電流検出手段は、さらに、前記抑圧電流によって前記残留電流が相殺された状態において、前記負荷電線を流れる零相電流を検出し、
   検出された前記零相電流の値に基づいて、前記電路の絶縁状態が良好か否かを判定する絶縁状態判定手段をさらに備える、
   請求項１又は２に記載の絶縁監視システム。
   

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