JP7266701B2 - 漏れ電流に基づいた断路装置の遠隔監視装置および方法 - Google Patents
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Description
本発明は、送電グリッドにおける装置を監視する分野にある。具体的に、本願は、配電グリッドに設けられた断路装置を監視するための装置および方法を開示する。具体的に、断路装置は、過負荷の場合にサージ防止装置を切断するスパーク防止ユニットなどの断路器であってもよい。
サージ防止装置は、電力グリッドまたは取り付けられた装置を保護するために使用される。サージ防止装置は、電気ネットワークにおいて重要な保護装置であり、電圧を局所的に制限することによって、過電圧サージから高価な機器、例えば配電変圧器を保護することができる。好ましくは、サージ防止装置は、3つの組で、3相電柱、特に相-接地接続を有する電柱に設置される。
上記および他の潜在的な問題に対処するために、本開示の実施形態は、上記の欠点を克服するためのいくつかの方法を提案する。
添付の図面を参照して開示された主題を説明する。説明の目的のためにおよび当業者によく知られている詳細で説明を不明瞭にしないように、図面において、様々な構造、システムおよび装置を概略的に示す。しかしながら、添付の図面は、開示された主題の例示を説明および説明するために含まれる。
この接続状態判定部320は、合計漏れ電流IL(ILは、個々の漏れ電流の合計電流IL1+IL2+IL3である)から、いずれかの断路装置(SPU)110が切断された(作動された)か否かを判定するように構成されている。
以下、本発明のさらなる局面、詳細および例示的な実施形態を説明する。なお、これらの全ての実施形態は、単に当業者が本開示をよく理解し、本開示を実施するために提供され、本開示の範囲を限定するものではない。例えば、一実施形態の一部として図示または説明された特徴は、別の実施形態に使用され、さらなる実施形態を形成することができる。明瞭さのために、実際の実装の全ての特徴が本明細書に記載されてない。当然のことながら、任意の実際の実装の開発において、開発者の特定の目的を達成するために、多数の実装に特有の決定を行う必要がある。ここで、参照符号は、上述した図面を同様に参照する。参照符号は、単に例示的なものであり、図面に示された実施形態の説明を限定するものではない。
・変流器-当該変流器は、磁気コアと、磁気コアを貫通する同じ接地ケーブル190によって形成された一次巻線と、処理ユニットのアナログフロントエンドに接続された二次巻線とからなる。
・ロゴスキーコイル-当該ロゴスキーコイルは、変流器に比べて、強磁性コアを必要とせず、端部が開放であり(すなわち、クランプオン設計の追加が容易であり)、およびサイズがより小さいという利点を有する。
・シャント抵抗器-当該シャント抵抗器は、既知のインピーダンスを有する低抵抗導体であり、接地ケーブルに直列に接続され、シャント抵抗器の両端の電圧を測定することによって、回路に流れる電流を推定することができる。
・磁気センサアレイ-当該磁気センサアレイは、接地ケーブルの周りの閉鎖経路の磁場の積分を導き出すための半導体センサ(例えば、ホールセンサ、AMR/GMRセンサ)のアレイである。アンペルの法則により、この積分は、接地ケーブルに流れる漏れ電流に対応する。
複数の接地経路、特に図2および3に示す3相システムの相L1、L2、L3の接地経路に流れる複数の漏れ電流の合計IL1+IL2+IL3は、図3に示すように、漏れ電流センサがIL1+IL2+IL3の合計を測定する前に、「合流点」で合流されてもよい。
漏れ電流測定装置100は、漏れ電流測定装置100の位置を検出するように構成された位置検出システムをさらに備えてもよい。位置検出システムは、例えば、地理位置を取得するように構成された衛星ベースの測位システム、通信インフラストラクチャ150と通信することによって位置情報を取得するように構成された測位部、および/または配電グリッドまたは送電グリッドの設備から位置情報を読み取るように構成された読取装置を含むことができる。漏れ電流測定装置100は、検出された位置を示す位置データを、通信インフラストラクチャ150に送信するように構成されてもよい。
a)グリッド電圧または電流を測定し、グリッド電圧または電流をグリッド状態データとして入力部に送信するためのグリッド電圧または電流測定装置、
b)グリッド監視システムへのグリッドシステムデータ接続であって、入力部は、データ接続を介して、グリッド監視システムからグリッド状態データを受信するように構成され、
c)さらなる漏れ電流測定装置への漏れ電流データ接続であって、入力部は、漏れ電流データ接続を介して、さらなる漏れ電流測定装置から、さらなる漏れ電流データを受信するように構成されることのうち、少なくとも1つをさらに含むことができる。
Claims (18)
- 電力サージの場合に損傷から配電または送電グリッドを保護するグリッド保護システムの漏れ電流測定装置(100)であって、
前記グリッド保護システムは、接地経路(190)に沿って直列に接続された断路装置(110)およびサージ防止装置(120)を含み、
前記接地経路(190)は、前記サージ防止装置(120)および前記断路装置(110)を介して、配電グリッドまたは送電グリッドの相(130)を接地(140)に接続し、
前記断路装置(110)は、過負荷状態の場合に起動され、前記サージ防止装置(120)を切断するように構成され、
前記漏れ電流測定装置(100)は、前記接地経路(190)に流れる漏れ電流ILを測定するための漏れ電流センサを含み、
前記漏れ電流ILは、前記断路装置(110)の電気接続状態を示し、
前記電気接続状態は、前記断路装置(110)の作動状態および非作動状態のうちの1つであり、
前記漏れ電流I L を示す漏れ電流データを判定部に出力するように構成された出力部をさらに含み、
前記判定部は、前記漏れ電流I L から前記電気接続状態を判定するように構成される、漏れ電流測定装置(100)。 - 前記判定部をさらに含み、
前記判定部は、前記漏れ電流データから前記断路装置(110)の前記電気接続状態を判定するように構成される、請求項1に記載の漏れ電流測定装置(100)。 - エネルギー源、例えばバッテリまたはエネルギー収集システム、特に接地経路(190)に流れる漏れ電流からエネルギーを収集するための回路構成を有するエネルギー収集システムをさらに含む、請求項1または2のいずれか1項に記載の漏れ電流測定装置(100)。
- 前記接地経路(190)の電圧を測定するように構成される、請求項1から3のいずれか1項に記載の漏れ電流測定装置(100)。
- 請求項1から4のいずれか1項に記載の前記漏れ電流測定装置(100)に接続されるように構成された電気接続状態判定ユニット(195、210、320)であって、
前記電気接続状態判定ユニット(195、210、320)は、
前記漏れ電流測定装置(100)から前記漏れ電流ILを示す漏れ電流データを受信するように構成された入力部と、
前記漏れ電流データから前記断路装置(110)の前記電気接続状態を判定するように構成された判定部とを含む、電気接続状態判定ユニット(195、210、320)。 - 前記入力部は、前記配電または送電グリッドのグリッド状態を示すグリッド状態データを受信するようにさらに構成され、
前記グリッド状態は、アクティブ状態および非アクティブ状態のうちの1つであり、
前記判定部は、前記漏れ電流データおよび前記グリッド状態データから、前記断路装置(110)の前記電気接続状態を判定するように構成される、請求項5に記載の電気接続状態判定ユニット(195、210、320)。 - a)グリッド電圧または電流を測定し、前記グリッド電圧または電流をグリッド状態データとして前記入力部に送信するためのグリッド電圧または電流測定装置、
b)グリッド監視システムへのグリッドシステムデータ接続、前記入力部は、前記データ接続を介して、前記グリッド監視システムから前記グリッド状態データを受信するように構成され、
c)さらなる漏れ電流測定装置への漏れ電流データ接続、前記入力部は、前記漏れ電流データ接続を介して、さらなる漏れ電流測定装置からさらなる漏れ電流データを受信するように構成され、前記さらなる漏れ電流データは、少なくとも1つのさらなる接地経路に流れる少なくとも1つのさらなる漏れ電流(IL2)を示し、前記さらなる漏れ電流データは、前記グリッド状態データに含まれることのうち、少なくとも1つをさらに含む、請求項6に記載の電気接続状態判定ユニット(195、210、320)。 - 前記判定部は、前記漏れ電流データが前記断路装置(110)に流れる漏れ電流成分を示す場合に、前記断路装置(110)の前記電気接続状態が非作動状態であると判定するように構成され、
前記判定部は、前記漏れ電流データが断路装置(110)に流れるゼロまたは低漏れ電流成分を示し且つ前記グリッド状態データが前記配電または送電グリッド(の前記相)の作動グリッド状態を示す場合、前記断路装置(110)の電気接続状態が作動状態であると判定するように構成される、請求項6および7のいずれか1項に記載の電気接続状態判定ユニット(195、210、320)。 - 電気接続状態監視システムであって、
請求項5から8のいずれか1項に記載の前記電気接続状態判定ユニット(195、210、320)と、
請求項1から4のいずれか1項に記載の前記漏れ電流測定装置(100)とを備え、
前記電気接続状態判定ユニット(195、210、320)は、前記漏れ電流測定装置(100)に接続され、前記漏れ電流測定装置(100)から漏れ電流データを受信する、電気接続状態監視システム。 - 少なくとも前記漏れ電流測定装置(100)および前記電気接続状態判定ユニットは、共通ハウジング内の一体化ユニットとして設けられる、請求項9に記載の電気接続状態監視システム。
- 前記電気接続状態判定ユニット(195、210、320)は、前記漏れ電流測定装置から離れて配置され、データラインおよび/またはデータネットワークを介して前記漏れ電流測定装置に接続される、請求項9に記載の電気接続状態監視システム。
- 複数の漏れ電流測定装置(100)を含み、
各漏れ電流測定装置(100)は、前記配電または送電グリッドの各相に設けられる、請求項9から11のいずれか1項に記載の電気接続状態監視システム。 - 前記配電または送電グリッドの少なくとも2つの前記相の前記接地経路(190)は、共通の接地経路(190)部に合流され、
前記漏れ電流測定装置(100)は、前記共通の接地経路部に流れる漏れ電流を測定するように構成される、請求項9から12のいずれか1項に記載の電気接続状態監視システム。 - 配電または送電グリッドにおけるサージ防止装置を保護するための保護断路システムであって、
前記保護断路システムは、
断路装置(110)を備え、前記断路装置(110)は、前記サージ防止装置(120)に接続可能であり、過負荷状態の場合に作動され、前記サージ防止装置(120)を切断するように構成され、
請求項9から13のいずれか1項に記載の前記電気接続状態監視システムを備え、前記漏れ電流測定装置(100)は、前記接地経路(190)に動作可能に接続され、前記接地経路(190)に流れる前記漏れ電流ILを測定する、保護断路システム。 - 前記断路装置(110)は、過負荷状態の場合に作動され、サージ防止装置(120)を切断するように構成される、請求項14に記載の保護断路システム。
- 電力サージの場合に損傷から配電または送電グリッドを保護するためのグリッド保護システムであって、
前記グリッド保護システムは、
請求項14および15のいずれか1項に記載の保護断路システムと、
サージ防止装置(120)とを備え、
前記断路装置(110)および前記サージ防止装置(120)は、前記接地経路(190)に沿って直列に接続され、
前記接地経路(190)は、前記サージ防止装置(120)および前記断路装置(110)を介して、前記配電グリッドまたは送電グリッドの前記相(130)を接地(140)に接続し、
前記漏れ電流センサは、前記接地経路(190)に流れる前記漏れ電流ILを測定するように構成される、グリッド保護システム。 - 電力サージの場合に損傷から配電または送電グリッドを保護するグリッド保護システムの断路装置(110)の電気接続状態を監視するための方法であって、
前記グリッド保護システムは、接地経路(190)に沿って直列に接続された断路装置(110)およびサージ防止装置(120)を含み、
前記接地経路(190)は、前記サージ防止装置(120)および前記断路装置(110)を介して、配電グリッドまたは送電グリッドの相(130)を接地(140)に接続し、
前記断路装置(110)は、過負荷状態の場合に起動され、前記サージ防止装置(120)を切断するように構成され、
前記方法は、
漏れ電流センサで前記接地経路(190)に流れる漏れ電流ILを測定することと、
前記測定された漏れ電流ILに基づいて、前記断路装置(110)の電気接続状態を判定することとを含み、
前記電気接続状態は、前記断路装置(110)の作動状態および非作動状態のうちの1つである、方法。 - 前記配電または送電のグリッド状態を判定することをさらに含み、前記グリッド状態は、アクティブ状態および非アクティブ状態のうちの1つであり、
前記漏れ電流ILおよび前記グリッド状態データから、前記断路装置(110)の前記電気接続状態を判定することをさらに含む、請求項17に記載の電気接続状態を監視するための方法。
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