JPH01214213A - 漏電電流トランスデューサ - Google Patents
漏電電流トランスデューサInfo
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- JPH01214213A JPH01214213A JP63040031A JP4003188A JPH01214213A JP H01214213 A JPH01214213 A JP H01214213A JP 63040031 A JP63040031 A JP 63040031A JP 4003188 A JP4003188 A JP 4003188A JP H01214213 A JPH01214213 A JP H01214213A
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- JP
- Japan
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- current
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- earth leakage
- frequency
- signal
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Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 abstract description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 6
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
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- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、零相変流器を使用して交流電路の零相電流
値を計測する漏電電流トランスデユーサに関するもので
ある。
値を計測する漏電電流トランスデユーサに関するもので
ある。
［従来の技術］
第６図は従来の漏電電流トランスデユーサを示す概略図
である０図において、零相変流器（１）により交流電路
（１１）に流れる漏電電流を検出し、この零相変流器（
１）の２次側より出力される交流電流は、交流電流／電
圧変換部（２）により交流電圧信号に変換される。さら
にこの交流電圧信号はＡＣ／ＤＣ変換部（４）により交
流電路（１１）に流れる漏電電流に比例した直流信号に
変換され外部に出力される。また第７図は実開昭６１−
１８９７８７号公報に示された電流検出器であり第６図
の漏１に電流トランスデユーサと同等の機能を有する０
図において、交流電１３（１１）に流れる電流を検出す
るため第６図の零相変流器（１）に代わって変流器（１
０１）が使用されている。変流器（１０１）の２次側よ
り出力される交流電流はダイオード（７，７）及び抵抗
（８）によって構成された交流電流／電圧変換部（２）
により交流電圧信号に変換され、さらにこの交流電圧信
号はダイオード（９）及びコンデンサ（ｌＯ）によって
構成されたＡＣ／ＤＣ変換部（４）により交流電路（１
１）に流れる電流に比例した直流信号に変換され、外部
に出力される。
である０図において、零相変流器（１）により交流電路
（１１）に流れる漏電電流を検出し、この零相変流器（
１）の２次側より出力される交流電流は、交流電流／電
圧変換部（２）により交流電圧信号に変換される。さら
にこの交流電圧信号はＡＣ／ＤＣ変換部（４）により交
流電路（１１）に流れる漏電電流に比例した直流信号に
変換され外部に出力される。また第７図は実開昭６１−
１８９７８７号公報に示された電流検出器であり第６図
の漏１に電流トランスデユーサと同等の機能を有する０
図において、交流電１３（１１）に流れる電流を検出す
るため第６図の零相変流器（１）に代わって変流器（１
０１）が使用されている。変流器（１０１）の２次側よ
り出力される交流電流はダイオード（７，７）及び抵抗
（８）によって構成された交流電流／電圧変換部（２）
により交流電圧信号に変換され、さらにこの交流電圧信
号はダイオード（９）及びコンデンサ（ｌＯ）によって
構成されたＡＣ／ＤＣ変換部（４）により交流電路（１
１）に流れる電流に比例した直流信号に変換され、外部
に出力される。
第６図に示した従来の漏電電流トランスデユーサは、漏
１遮断器（図示せず）を備えた交流電路上に設けられ、
電路の絶縁劣化進行状態を常時監視している。万一、絶
縁不良が発生した場合には、漏ｔｌ！遮断器をトリップ
させるほどの漏電に発展させないうちに、夜間などの工
場操業停止時に絶縁不良箇所をつきとめ、修理する。従
って、昼間などの工場操業時に漏ｆＩ＆遮断器がトリッ
プして、操業を停止させねばならなくなる事態を未然に
防いでいる。これを以下において絶縁予知保全という。
１遮断器（図示せず）を備えた交流電路上に設けられ、
電路の絶縁劣化進行状態を常時監視している。万一、絶
縁不良が発生した場合には、漏ｔｌ！遮断器をトリップ
させるほどの漏電に発展させないうちに、夜間などの工
場操業停止時に絶縁不良箇所をつきとめ、修理する。従
って、昼間などの工場操業時に漏ｆＩ＆遮断器がトリッ
プして、操業を停止させねばならなくなる事態を未然に
防いでいる。これを以下において絶縁予知保全という。
［発明が解決しようとする課題］
上記のような従来の漏ｆＩｌ電流トランスデユーサは、
検出可能な電流の周波数帯域が２０Ｈｚ〜ｅｋｋＨｚま
でにわたる全帯域検出の平坦な周波数特性を有している
。一般に交流電路に流れる電流はインバータ負荷やサイ
リスタ位相制御負荷等を負荷として有している場合は、
商用周波数の基本波以外に高次に至る高調波成分を含ん
でいる。このような交流電路で絶縁予知保全を行うため
には漏電電流トランスデユーサと漏電遮断器とのそれぞ
れの電流検出の周波数特性を近似させ、両者の検出特性
の間に協調をとる必要がある。一般に漏電遮断器はノイ
ズによってミストリップすることがないようにローパス
フィルタの機能を有しているが、従来の漏電電流トラン
スデユーサは前述のように全帯域検出特性を有するため
、漏電遮断器が検出しない高周波帯域についても検出す
る。従って、漏１！遮断器と漏電電流トランスデユーサ
との漏電電流検出の協調がとれないという問題点があっ
た。
検出可能な電流の周波数帯域が２０Ｈｚ〜ｅｋｋＨｚま
でにわたる全帯域検出の平坦な周波数特性を有している
。一般に交流電路に流れる電流はインバータ負荷やサイ
リスタ位相制御負荷等を負荷として有している場合は、
商用周波数の基本波以外に高次に至る高調波成分を含ん
でいる。このような交流電路で絶縁予知保全を行うため
には漏電電流トランスデユーサと漏電遮断器とのそれぞ
れの電流検出の周波数特性を近似させ、両者の検出特性
の間に協調をとる必要がある。一般に漏電遮断器はノイ
ズによってミストリップすることがないようにローパス
フィルタの機能を有しているが、従来の漏電電流トラン
スデユーサは前述のように全帯域検出特性を有するため
、漏電遮断器が検出しない高周波帯域についても検出す
る。従って、漏１！遮断器と漏電電流トランスデユーサ
との漏電電流検出の協調がとれないという問題点があっ
た。
［課題を解決するための手段］
この発明に係る漏電電流トランスデユーサは、零相変流
器によって交流電路に流れる零相電流を検出し、零相変
流器の出力を交流電流／電圧変換部によって交流電圧に
変換し、この交流電圧をローパスフィルタに入力して実
質的に所定の周波数以下の周波数成分のみを通過させ、
通過した交流電圧を直流信号に変換して出力するように
したものである。
器によって交流電路に流れる零相電流を検出し、零相変
流器の出力を交流電流／電圧変換部によって交流電圧に
変換し、この交流電圧をローパスフィルタに入力して実
質的に所定の周波数以下の周波数成分のみを通過させ、
通過した交流電圧を直流信号に変換して出力するように
したものである。
［作用］
この発明においては、ローパスフィルタが交流電流／ｆ
ｔ圧変換部の出力する交流電圧のうち、実質的に所定の
周波数以下の周波数成分のみを漏電電流検出出力として
通過させ、次段の変換部へ出力する。
ｔ圧変換部の出力する交流電圧のうち、実質的に所定の
周波数以下の周波数成分のみを漏電電流検出出力として
通過させ、次段の変換部へ出力する。
［実施例］
第１図はこの発明の一実施例を示す漏電電流トランスデ
ユーサの回路図である０図において、零相変流器（１）
により交流電路（１１）に流れる漏電電流を検出し、こ
の零相変流器（１）の２次側より出力される交流電流は
、交流電流／電圧変換部（２）により交流電圧信号に変
換される。この交流電圧信号は演算増幅器、抵抗及びコ
ンデンサによって構成された３次のローパスフィルタ（
３）に入力され、実質的に所定のカットオフ周波数ｆｃ
以下の周波数帯の信号のみが通過し、カットオフ周波数
ｆｃを越える周波数帯の信号は大きく減衰する。ローパ
スフィルタ（３）を通過した交流電圧はさらにＡＣ／Ｄ
Ｃ変換部（４）により交流型ｎ （１１）に流れる漏″
！Ｉｌ電流に比例した直流信号に変換され、外部に出力
される。
ユーサの回路図である０図において、零相変流器（１）
により交流電路（１１）に流れる漏電電流を検出し、こ
の零相変流器（１）の２次側より出力される交流電流は
、交流電流／電圧変換部（２）により交流電圧信号に変
換される。この交流電圧信号は演算増幅器、抵抗及びコ
ンデンサによって構成された３次のローパスフィルタ（
３）に入力され、実質的に所定のカットオフ周波数ｆｃ
以下の周波数帯の信号のみが通過し、カットオフ周波数
ｆｃを越える周波数帯の信号は大きく減衰する。ローパ
スフィルタ（３）を通過した交流電圧はさらにＡＣ／Ｄ
Ｃ変換部（４）により交流型ｎ （１１）に流れる漏″
！Ｉｌ電流に比例した直流信号に変換され、外部に出力
される。
次に、漏電遮断器の構成と検出周波数特性についてのべ
る。第４図は漏Ｗ１遮断器の構成を示すブロック図であ
る。交流電路（１１）を流れる漏電電流は零相変流器（
１）によって検出され、レベル判別器（２２）を通って
一方はＡＮＤ回路（２５）へ直接入力され、他方は第一
の信号幅判別Ｗ （２３）及び単安定マルチバイブレー
タ（２４）を経てＡＮＤ回路（２５）へ入力される。
ＡＮＤ回路（２５）の出力は第二の信号幅判別器（２６
）へ入力されてその信号幅（時間幅）を判別され、遮断
部（２７）を動作させて上回１＠ （１１）を遮断する
。この漏１に遮断器の動作周波数帯域はレベル判別器（
２２）と第一の信号幅判別！ （２３）によって決定さ
れる。零相変流器（１）の出力信号がレベル判別器（２
２）に設定されているスレッショルド電圧Ｖｔｈを越え
るとレベル判別Ｉｓ （２２）は出力し、さらにこの出
力の時間幅が所定の時…１幅ｔ、。以上になると第一の
信号幅判別器（２３）から次段へ出力する。
る。第４図は漏Ｗ１遮断器の構成を示すブロック図であ
る。交流電路（１１）を流れる漏電電流は零相変流器（
１）によって検出され、レベル判別器（２２）を通って
一方はＡＮＤ回路（２５）へ直接入力され、他方は第一
の信号幅判別Ｗ （２３）及び単安定マルチバイブレー
タ（２４）を経てＡＮＤ回路（２５）へ入力される。
ＡＮＤ回路（２５）の出力は第二の信号幅判別器（２６
）へ入力されてその信号幅（時間幅）を判別され、遮断
部（２７）を動作させて上回１＠ （１１）を遮断する
。この漏１に遮断器の動作周波数帯域はレベル判別器（
２２）と第一の信号幅判別！ （２３）によって決定さ
れる。零相変流器（１）の出力信号がレベル判別器（２
２）に設定されているスレッショルド電圧Ｖｔｈを越え
るとレベル判別Ｉｓ （２２）は出力し、さらにこの出
力の時間幅が所定の時…１幅ｔ、。以上になると第一の
信号幅判別器（２３）から次段へ出力する。
第５図は、第４図に示す漏電遮断器のレベル判別器（２
２）と第一の信号幅判別器（２３）の動作を説明するグ
ラフでる０図において、レベル判別器（２２）に入力さ
れる零相変流器（１）の出力に比例した電圧信号をＶ’
１１．漏電検出の感度を決定するスレッショルド電圧を
Ｖｔｈ、漏電検出位相角をθ、漏電検出時間幅をｔｗ、
電圧信号Ｖｏｗのピーク値をＶ、、電圧信号Ｖ＋ｍの周
期及び周波数をそれぞれＴおよびｆとすると、 Ｖｔｈ＝ Ｖｐ ・ｃｏｓ（（１？ ／２） ”・（
１０１）の関係が成立する。これをθについて解くと、
θ＝ ２ｃｏｓ−１（Ｖｔｈ／Ｖｐ） ・・・（１０
２）となる、またＶ＋ｓ＝ Ｖｐ／〆Ｔの関係より６Ｊ
＝２ｃｏｓ−１（Ｖｔｈ／／７Ｖ＋ｎ） −（１０３
）となる０次に漏電検出時間幅ｔ、については、ｔ１１
＝（θ／２π）・Ｔ ＝（θ／２π）・（１／ｆ） ・・・ （１０４）と
なる、ここで遮断器がトリップするためには漏電検出時
間幅ｔ、が第一の信号幅判別器（２３）に設定されてい
る所定の時間幅ｔ０゜以上になることが必要である。従
ってｔ、≧ｔ０゜より、 （θ／２π） （１／ｆ）≧ｔｏｎ 、、・（１０５
）の関係を得る。これを（１０３）式に代入すると、Ｖ
＋ｗ≧Ｖｔｂ／ｌ／Ｔｃｏｓ（ｙｒ ｆ ｔｏｎ）
・” （１０６）となる、ここで例えばスレッショル
ド電圧Ｖｉｈ及び時間幅ｔ、、をそれそ゛れ、Ｖｔｈ＝
１４１．４ ［ｍＶ］ 、ｔｅｎ＝ ２ ［ｍ５ｅｃ
］と設定し、任意の周波数ｆを（１０６）式に代入して
電圧信号ＶＩＮをもとめたものが次頁の表である。
２）と第一の信号幅判別器（２３）の動作を説明するグ
ラフでる０図において、レベル判別器（２２）に入力さ
れる零相変流器（１）の出力に比例した電圧信号をＶ’
１１．漏電検出の感度を決定するスレッショルド電圧を
Ｖｔｈ、漏電検出位相角をθ、漏電検出時間幅をｔｗ、
電圧信号Ｖｏｗのピーク値をＶ、、電圧信号Ｖ＋ｍの周
期及び周波数をそれぞれＴおよびｆとすると、 Ｖｔｈ＝ Ｖｐ ・ｃｏｓ（（１？ ／２） ”・（
１０１）の関係が成立する。これをθについて解くと、
θ＝ ２ｃｏｓ−１（Ｖｔｈ／Ｖｐ） ・・・（１０
２）となる、またＶ＋ｓ＝ Ｖｐ／〆Ｔの関係より６Ｊ
＝２ｃｏｓ−１（Ｖｔｈ／／７Ｖ＋ｎ） −（１０３
）となる０次に漏電検出時間幅ｔ、については、ｔ１１
＝（θ／２π）・Ｔ ＝（θ／２π）・（１／ｆ） ・・・ （１０４）と
なる、ここで遮断器がトリップするためには漏電検出時
間幅ｔ、が第一の信号幅判別器（２３）に設定されてい
る所定の時間幅ｔ０゜以上になることが必要である。従
ってｔ、≧ｔ０゜より、 （θ／２π） （１／ｆ）≧ｔｏｎ 、、・（１０５
）の関係を得る。これを（１０３）式に代入すると、Ｖ
＋ｗ≧Ｖｔｂ／ｌ／Ｔｃｏｓ（ｙｒ ｆ ｔｏｎ）
・” （１０６）となる、ここで例えばスレッショル
ド電圧Ｖｉｈ及び時間幅ｔ、、をそれそ゛れ、Ｖｔｈ＝
１４１．４ ［ｍＶ］ 、ｔｅｎ＝ ２ ［ｍ５ｅｃ
］と設定し、任意の周波数ｆを（１０６）式に代入して
電圧信号ＶＩＮをもとめたものが次頁の表である。
この表より明らかなように、周波数ｆが高くなるに従っ
て漏電遮断器をトリップさせるための電圧信号Ｖｏｗは
大きくなる。これは周波数ｆが高くなると漏１！１遮断
器の感度が鈍くなることを示している。言い換えれば漏
電遮断器は内部にローパスフィルタと同等なａ能を有し
ているのである。なお、上記の表の右端の数値はローパ
スフィルタの特性を、周波数ｆ＝１［Ｈｚ］のときの電
圧信号Ｖ’ｓを基準として各周波数ｆにおける２０ｘ
ｌｏｇ（１００／Ｖ’１１）を算出したものである。こ
の特性を第３図の曲線（１５）に示す。
て漏電遮断器をトリップさせるための電圧信号Ｖｏｗは
大きくなる。これは周波数ｆが高くなると漏１！１遮断
器の感度が鈍くなることを示している。言い換えれば漏
電遮断器は内部にローパスフィルタと同等なａ能を有し
ているのである。なお、上記の表の右端の数値はローパ
スフィルタの特性を、周波数ｆ＝１［Ｈｚ］のときの電
圧信号Ｖ’ｓを基準として各周波数ｆにおける２０ｘ
ｌｏｇ（１００／Ｖ’１１）を算出したものである。こ
の特性を第３図の曲線（１５）に示す。
次に、同様にして本実施例の漏電電流トランスデユーサ
においては前記のカットオフ周波数ｆｃを例えばｆｃ＝
１６０ ［）１ｚｌとすることにより第３図の折れ線
（１６）に示す特性を得る。このようにして漏電電流ト
ランスデユーサのフィルタ特性を漏電遮断器のフィルタ
特性に近似させることにより周波数ｆに対する検出感度
をほぼ一致させることができる。
においては前記のカットオフ周波数ｆｃを例えばｆｃ＝
１６０ ［）１ｚｌとすることにより第３図の折れ線
（１６）に示す特性を得る。このようにして漏電電流ト
ランスデユーサのフィルタ特性を漏電遮断器のフィルタ
特性に近似させることにより周波数ｆに対する検出感度
をほぼ一致させることができる。
なお、上記実施例では３次のローパスフィルタについて
述べたが、さらに高次（４次、５次、６次、Ｎ次（Ｎは
整数））のローパスフィルタでも良い、第２図は５次の
ローパスフィルタ（３ａ）を有する漏電電流トランスデ
ユーサを示す回路図である。
述べたが、さらに高次（４次、５次、６次、Ｎ次（Ｎは
整数））のローパスフィルタでも良い、第２図は５次の
ローパスフィルタ（３ａ）を有する漏電電流トランスデ
ユーサを示す回路図である。
ローパスフィルタは高次になるに従って高周波域におけ
る特性を漏電遮断器に接近させることができる。第３図
の折れ線（１７，１８，１９）はそれそ°れ４次、５次
、６次のり一パスフィルタ特性である。
る特性を漏電遮断器に接近させることができる。第３図
の折れ線（１７，１８，１９）はそれそ°れ４次、５次
、６次のり一パスフィルタ特性である。
［発明の効果］
以上のように、この発明によれば漏電電流トランスデユ
ーサの交流電流／１＠圧変換部とＡＣ／ＤＣ変換部との
間にローパスフィルタを挿入することにより、周波数に
対する漏電電流トランスデューサのフィルタ特性を漏’
１１＃Ｒ′ｌＳのフィルタ特性と近似させることができ
る。従って、自動車製造工場や化学プラント等の、送電
が停止すると多大な損害を発生する設備であって高調波
を含む負荷においても漏電遮断器とほぼ同一感度で漏’
４１流を検出するので、正確に絶縁予知保全を行うこと
ができ、突発的な設備の停止を未然に防止することがで
きるという効果がある。
ーサの交流電流／１＠圧変換部とＡＣ／ＤＣ変換部との
間にローパスフィルタを挿入することにより、周波数に
対する漏電電流トランスデューサのフィルタ特性を漏’
１１＃Ｒ′ｌＳのフィルタ特性と近似させることができ
る。従って、自動車製造工場や化学プラント等の、送電
が停止すると多大な損害を発生する設備であって高調波
を含む負荷においても漏電遮断器とほぼ同一感度で漏’
４１流を検出するので、正確に絶縁予知保全を行うこと
ができ、突発的な設備の停止を未然に防止することがで
きるという効果がある。
第１図はこの発明の一実施例を示す漏電電流トランスデ
ユーサの回路図、第２図はこの発明の他の実施例を示す
漏電電流トランスデユーサの回路図、第３図は漏電遮断
器及びこの発明による漏電電流トランスデユーサの周波
数に対するローパスフィルタ特性を表わすグラフ、第４
図は漏電遮断器を示すブロック回路図、第５図は漏電遮
断器の動作を説明するグラフ、第６図は従来の漏電電流
トランスデユーサを示す概略図、第７図は第６図に示し
た漏１を電流トランスデユーサと同等のａｌ能を有する
電流検出器の回路図である。 図において、（１）は零相変流器、（２）は交流電流／
電圧変換部、（３）はローパスフィルタ、（４）はＡＣ
／ＤＣ変換部、（１１）は交流電路である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
ユーサの回路図、第２図はこの発明の他の実施例を示す
漏電電流トランスデユーサの回路図、第３図は漏電遮断
器及びこの発明による漏電電流トランスデユーサの周波
数に対するローパスフィルタ特性を表わすグラフ、第４
図は漏電遮断器を示すブロック回路図、第５図は漏電遮
断器の動作を説明するグラフ、第６図は従来の漏電電流
トランスデユーサを示す概略図、第７図は第６図に示し
た漏１を電流トランスデユーサと同等のａｌ能を有する
電流検出器の回路図である。 図において、（１）は零相変流器、（２）は交流電流／
電圧変換部、（３）はローパスフィルタ、（４）はＡＣ
／ＤＣ変換部、（１１）は交流電路である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- （１）交流電路に流れる零相電流を検出する零相変流器
と、 上記零相変流器の交流出力電流を交流電圧に変換する交
流電流／電圧変換部と、 上記交流電圧を受け、実質的に所定の周波数以下の周波
数成分のみを通過させるローパスフィルタと、 上記ローパスフィルタを通過した交流電圧を直流信号に
変換する変換部と を備えた漏電電流トランスデューサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63040031A JPH01214213A (ja) | 1988-02-23 | 1988-02-23 | 漏電電流トランスデューサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63040031A JPH01214213A (ja) | 1988-02-23 | 1988-02-23 | 漏電電流トランスデューサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01214213A true JPH01214213A (ja) | 1989-08-28 |
Family
ID=12569540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63040031A Pending JPH01214213A (ja) | 1988-02-23 | 1988-02-23 | 漏電電流トランスデューサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01214213A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0515046A (ja) * | 1991-02-15 | 1993-01-22 | Mitsubishi Electric Corp | 地絡検出装置 |
-
1988
- 1988-02-23 JP JP63040031A patent/JPH01214213A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0515046A (ja) * | 1991-02-15 | 1993-01-22 | Mitsubishi Electric Corp | 地絡検出装置 |
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