JPH03115871A - 電気機器及び電気配線の故障検出装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は各種電気機器及びその相互間あるいは電気機器
と電源装置間を接続した電気配線の故障検出装置に関す
るものである。

（従来の技術） 一般に電気機器間の電気配線は、電気機器内部に設置さ
れた端子台において電気配線の端末が直接接続されてお
り、電気機器あるいは電気配線のいずれかで地絡、短絡
または断線等の故障が発生した場合には、その故障内容
と部位を至急確認して復旧を行うため、対象電気機器及
び電気配線を電気的あるいは物理的に切離し、各々の絶
縁抵抗や回路抵抗を測定して故障とその場所が電気機器
か、電気配線のいずれの部位かの確認判別を行う必要が
ある。これを単相２線式（直流式でも同様）の第５図の
回路図で示すと、隔壁１を挟んで一方の機器室２に電気
機器３が、また他方の電源室４には配電装置５が設置さ
れており互いに２本の電気配線８ａ、　ｆｉｂで接続さ
れている。

ここで地絡、短絡または断線等の故障検出を行う場合に
は、電源室４の配電装置５の端子台より電気配線６ａ、
　６ｂの端子７ａ、　７ｂを外して、この端子６ａまた
は端子６ｂあるいは端子６ａと端子６ｂを接続したもの
と、大地間で電気機器３と電気配線６ａ、　６ｂを含め
た絶縁抵抗を測定して地絡の有無を確認する。また短絡
、断線の場合は先ず端子７ａ、７ｂ間で電気機器３と電
気配線８ａ、　６ｂを合せた電気抵抗を測定して、予め
測定しである基弗値と比較して短絡、断線の確認を行い
。その後に端子７ａと端子７ｂを接続してから、機器室
２において電気機器３の端子台から電気配線８ａ、　Ｏ
ｂを外して電気機器３と電気配線６ａ、　６ｂ側を分離
し、夫々の絶縁抵抗及び電気抵抗を測定して地絡、短絡
及び断線の有無を確認して、故障箇所が電気機器３にあ
るのか電気配線８ａ、　６ｂ側なのかの判別をしていた
。しかしながら長距離の電気配線８ａ、　８ｂについて
は、作業員が電気機器３と配電装置５間を往復して点検
しても故障部位の判別が困難であった。

（発明が解決しようとする課題） 電気機器の設置と電気配線の布設場所は常に環境の良い
所に実施されるとは限らず、化学プラント等のガスが充
満している部屋や、原子力発電プラントの原子炉格納容
器等のように通常は作業員が容易に近ずけない環境で立
入りが危険な場所も多くあり、また配電装置より極めて
離れている場所等にも数多くの電気機器や電気配線が設
置されている。しかもこの様な環境の悪い設置場所での
電気機器や電気配線の故障に際しては、特にその確認と
故障箇所の判別を至急実施すると共にその結果、故障箇
所及び内容により、その故障修復以前に故障機器を含む
装置全体、若しくは他の関連設備に対して運転状態から
の停止等を決めなければならない場合がままあり、従っ
て従来より故障の確認と故障箇所判別の早期解決策につ
いては強く要望されていた。さらに故障修復に際しては
故障箇所が確定しないと交換部品、機器等の準備が行な
えず復旧が遅れる不具合がある。しかしながら従来は故
障箇所の判別が困難であり、殊に前記のような悪環境条
件では故障確認と故障部位判別のために作業員に長時間
の調査を行なわせることは健康管理上からも問題があっ
た。

本発明は上記に鑑みてなされたもので、その目的とする
ところは、対象電気機器の近傍あるいは任意の場所に設
けた電気配線の接断と短絡を行う開閉手段及び測定開閉
手段と、これより離隔して制御手段を設けて、遠方から
電気機器とこれに接続された電気配線の故障確認と部位
判別を行う電気機器及び電気配線の故障検出装置を提供
することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 電気配線によって接続された電気機器の近傍に設けた電
気配線の接断と短絡をする開閉器からなる開閉手段及び
前記電気配線に接続した測定開閉手段と、この測定開閉
手段に接続した測定配線と、前記開閉手段及び測定開閉
手段を遠方より操作する制御手段を具備する。

（作　用） 電気配線によって接続された電気機器において地絡、短
絡あるいは断線故障が発生した時に、電気配線の接断と
短絡をする開閉手段と測定開閉手段を遠方から制御手段
により適宜開閉して、電気機器、電気配線及び前記電気
機器近くに接続した測定配線による各種の回路を形成す
ると共に、電気配線の一端と測定配線の末端において、
前記各種回路における電気抵抗及び大地間との絶縁抵抗
を測定して、予め測定済みの基準値との比較から地絡、
短絡あるいは断線の確認と故障箇所の判別を行う。

（実施例） 本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

なお上記した従来技術と同じ構成部分については同一符
号を付して、詳細な説明は省略する。

第１図は単相２線式（直流式でも同様）の場合の回路図
で、隔壁１を挟んで一方の機器室２に電気機器３が、他
方の電源室４には配電装置５が設置されていて、互いに
２本の長い電気配線６ａ、　８ｂで接続しているが、こ
の電気配線［ｉａ、　Ｂｂの電気機器３端には開閉手段
である故障検出器１０が介挿され、電源室４内に設置し
た制御手段である制御装置ｌｌと電気信号線１２で結ば
れている。前記故障検出器１０は２本の電気配線８ａ、
　８ｂと夫々直列に接続された開閉手段である２台の開
閉器１３ａ　、　ｔ３ｂ及び電気配線６ａ、　Ｂｂ間に
並列に接続した１台の短絡開閉器１４から構成され、こ
の３台の開閉器は夫々の電磁石で開閉操作されるが、そ
の操作信号は電気信号線１２を介して電源室４内で配電
装置５の近くに設置した制御装置１１より出力される。

またこの制御装置１１は前記開閉手段を操作する図示し
ない操作スイッチと操作電源で構成されている。なおこ
の制御装置１１と前記配電装置５との間には、電気機器
３が運転されている状態では前記故障検出器ＩＯは作動
せず、また故障検出器ｌＯが作動中は配電装置５は電気
機器３に電力を供給しないようインターロックが設けら
れている。

次に上記構成による作用について説明する。正常状態に
おいては、前記制ｇａ装置１工からの信号により故障検
出器ｌＯの開閉器１３ａ　、　１３ｂは閉じ、短絡開閉
器１４は開いている。従って機器室２における電気機器
３は隔壁１を挟んだ電源室４の配電装置５からの電力を
電気配線６ａ、　６ｂを介して受けて運転している。８
ａ、　６ｂを含む機器室２に設置された電気機器３にお
いて地絡故障が発生すると、電源室４の配電装置５は図
示しない保護装置でこれを検知して自動的に電気機器３
への電力供給を断ち警報を発する。

この後に地絡故障検出を実施するが、先ず電気配線６ａ
、　６ｂの端子７ａ、　７ｂを配電装置５の端子台より
外し、電気機器３と電気配線６ａ、　８ｂを含めて大地
間との絶縁抵抗を図示しない絶縁抵抗測定器で測定する
。′Ａｌ定値が基準値より低ければ全体の地絡故障と確
認する。全体の地絡故障を発見したら次いで制御装置１
１より制御信号を発して故障検出器ｌＯの開閉器１３ａ
　、　１３ｂを開き、これにより電気配線６ａ、　８ｂ
から電気機器３を切離して、前記絶縁抵抗測定器により
電気配線６ａと６ｂを個別に端子７ａと大地、端子７ｂ
と大地間とで絶縁抵抗を測定する。

これにより電気配線６ａと６ｂのいずれかで地絡してい
るか、またこの両方の電気配線［ｉａ、　６ｂでなけれ
ば電気機器３にて地絡していることが判別できる。

さらに地絡故障は短絡故障に結び付くことも考えられる
ので短絡と断線故障の検出を行う。これには制御装置１
１より信号を発して故障検出器ｌＯの開閉器１３ａ　、
　１３ｂを閉じ、短絡開閉器１４を開いて電気配線６ａ
、　Ｂｂの端子７ａ、　７ｂ間で全体の電気抵抗を図示
しない精密抵抗測定器によりダブルブリッジ法等で測定
して、基準値と比較して異常の有無を確認する。ここで
測定値が基準値より低ければ短絡が、また異常に高けれ
ば断線が生じていることが確認できる。次に前記制御装
置１１より信号を発して故障検出器ｌＯの開閉器１３ａ
　、　１３ｂを開くと共に短絡開閉器１３ｃを閉じて電
気配置８ａ、　６ｂから電気機器３を切離し、再度前記
精密抵抗測定器により電気配線６ａ一体の電気抵抗を測
定して、その測定値が正常ならば短絡、断線等の異常は
電気機器３にあるので、電気機器３単独で改めて地絡、
短絡及び断線の調査を行う。また測定値が異常であれば
電気配線６ａ、　Ｂｂに短絡、断線があることが判別で
きる。しかしながら断線故障については電気配線６ａと
電気配線８ｂのどちらにあるかの判別はできない。

一方電気機器３と電気配線６ａ、　Ｂｂにおいて運転中
に短絡あるいは断線故障が発生すると、前記地絡故障と
同様に配電装置５にて検知して自動的に電気機器３への
電力供給を断ち運転を停止して警報を発する。次いで短
絡あるいは断線故障の確認と部位の判別は、前記した地
絡故障検出の手法を大略逆の順序で行う。先ず電気配線
Ｇａ、　６ｂの端子７ａ、　７ｂを配電装置５の端子台
より外し、電気機器３と電気配線８ａ、　６ｂを含めた
電気抵抗を精密抵抗測定器により測定して、短絡あるい
は断線故障の確認を行い、異常がある場合には故障検出
器１０の開閉器１３ａ　、　１３ｂを開くと共に、短絡
開閉器１３ｃを閉じて電気配線６ａ、　８ｂから電気機
器３を切離し、電気配線６ａ、　６ｂの一体の電気抵抗
を測定して、測定値が正常ならば異常は電気機器３に、
異常であれば電気配線８ａ、　８ｂに短絡、断線故障が
あることが判別できる。しかし電気配線８ａ、　６ｂの
断線故障については電気配線ｅａと８ｂのどちらである
かの判別はできない。さらにこの短絡、断線故障に伴い
大地間に地絡故障が起きていないかを調査するには、前
記制御装置ｌｌより信号を発して故障検出器ｌＯの開閉
器１８ａ　、　１３ｂを閉じ、短絡開閉器１３ｃを開い
た後、電気配線６ａ、　６ｂの端子７ａ、　７ｂと大地
間の絶縁抵抗を絶縁抵抗測定器により測定して全体の地
絡確認をし、続いて故障検出？５１０の−ｆＭＪ閉器１
３ａ　、　１３ｂを開き、電気配線ｅａ、　ｅｂから電
気機器３を切離し、かつ電気配線６ａ、　６ｂも夫々別
個にして大地間との絶縁抵抗を測定する。これにより電
気配線６ａと６ｂのいずれかで地絡しているか、この両
方の電気配線６ａ、　６ｂに地絡故障がなければ、電気
機器３において地絡故障をしていることが判別できる。

従ってたとえ通常、作業員の巡回や立入りが困難な環境
にある機器室２に設置された電気機器３や長距離の電気
配線［１ａ、　６ｂにおいて地絡、短絡及び断線故障が
発生しても、作業員が常駐しており環境が良好な電源室
４の配電装置５の近くにおいて、制御装置１１と計測器
を用いて、簡便に電気機器３や電気配線６ａ、　６ｂの
故障内容と発生部位の検出ができるできるので、以後の
保全作業により当該電気機器３や電気配線６ａ、　８ｂ
の故障復旧が迅速に行なえて、関連プラント運転への影
響を少なくできる。

なおこの一実施例においては、電気機器３と電気配線Ｂ
ａ、　８ｂの地絡時には短絡及び断線の確認、判別が、
また電気機器３の短絡時には電気機器３と電気配線ｅａ
、　８ｂの地絡と断線が判別できるが、電気配線［ｉａ
、　８ｂの短絡時には電気機器３と電気配線６ａ、　６
ｂの断線が、また電気配線６ａ、　６ｂの断線時には電
気機器３の短絡と電気配線ｆｉａ、　（ｔｂＯ地絡の検
出はできない。

さらに電気機器３あるいは電気配線６ａと電気配線６ｂ
のいずれか１か所の故障の場合においては部位判別が可
能であるが、−船釣に可能性は少ないが電気機器３及び
電気配線Ｂａ、　８ｂの両方あるいは電気配線Ｂａと電
気配線６ｂの複数箇所における故障部位の判別は困難で
ある。このような複数箇所の判別をするためには、前記
故障検出器１０の他に前記故障検出器ｌＯと同じ構成の
故障検出器１０ａを電気配線Ｇａ、　８ｂの所定距離間
隔毎に複数設置して、これの操作に対応した制御装置１
１により各故障検出器１０．１０ａ等を順次操作すれば
、電気機器３及び分割された電気配線ｅａ、　ｃｂの夫
々の部位における故障検出ができる。ただし複数箇所の
断線についての判別はできない。

第２図は第２の実施例の回路”図で、上記一実施例の第
１図における故障検出器１０に測定開閉手段の測定開閉
器１７ａ　、　１７ｂを設けた故障検出器１５と、この
測定開閉器１７ａ　、　１７ｂの一方を電気機器３に他
方を測定配線１８ａ　、　１８ｂに接続して構成してお
り、制御装置１６には前記Ｕｌｌ開開閉器７ａ　、　１
７ｂの操作スイッチを備える。

この第２の実施例によれば、電気配線８ａ、　８ｂの短
絡、断線故障に際しても、上記一実施例と同様に電気機
器３及び電気配線［１ａ、　６ｂにおける地絡、短絡、
断線故障の確認とその箇所の判別ができる他、故障検出
Ｗ１５の開閉器Ｈａ　、　１３ｂと短絡開閉器１４を開
き、測定開閉器１７ａ　、　１７ｂを閉じて、電気配線
８ａ、　８ｂを使用せずに測定配線１８ａ　、　１８ｂ
を代替として端子１９ａ　、　１９ｂにより環境の良い
電源室４において、電気機器３を単独で地絡、短絡及び
断線故障の確認ができる。これは電気配線８ａ。

６ｂの１か所あるいは複数か所の短絡、断線時さらに電
気機器３と電気配線８ａ、　６ｂの故障が重複した場合
にも有効である。また電気配線８ａ、　８ｂの断線時に
は開閉器１３ａ　、　１３ｂと短絡開閉器１４及び測定
開閉器１７ａ　、　１７ｂを閉じ、電気配線Ｇａ、　６
ｂの端子７ａ、　７ｂと測定配線１８ａ　、　１８ｂの
端子１９ａ　、　１９ｂによる回路を構成して、電気配
線６ａ、　８ｂ夫々の断線が別個に確認できる。これは
電気配線Ｏａ、　ｆｉｂが短絡している時にも適用でき
る。このように測定開閉器１７ａ　、　１７ｂを閉じて
測定配線１８ａ　、　１８ｂを電気配線８ａ、　６ｂの
代替とする等、各種の代替、迂回回路が形成できるので
、予め測定した夫々の回路における基準値から容易に、
上記一実施例において判別不足のものも同一電気配線に
おける複数断線以外は全て解消できる機能を有している
。

第３図は第３の実施例の回路図で、前記第２の実施例の
３棺３線式、単相３線式及び３相４線式（中性線の図示
を省略）の場合を示したもので、その作用と効果は第２
の実施例と同様であり、３相４線式の場合には中性線を
用いてさらに故障部位の判別が容易となる。

なお以上一実施例乃至第３の実施例はいずれも環境の悪
い機器室２に電気機器３と電気配線６ａ。

６ｂを設置した場合について説明したが、第４図の回路
図に示す第４の実施例は、電気機器３と電気配線６ａ、
　Ｂｂに加えて配電装置２２も機器室２に設置されてい
る場合のもので、配電装置２２内に電気配線Ｇａ、　８
ｂの電源側に接続した第２の測定開閉器２４ａ　、　２
４ｂを設けて、その測定配線２５ａ　、　２５ｂを電源
室４内に引込み、端末を端子２６ａ　、　２６ｂとする
。また第２の測定開閉器２４ａ　、　２４ｂの電気信号
線２７も電源室４の制御装置２３内に引込んで構成して
、環境のよい電源室４において制御装置２３の操作と測
定作業により前記第２の実施例と同様の効果が得られる
。なお上記各実施例において、各種開閉器１３ａ　、　
１３ｂ　、　１３ｃ　、　１４．１４ａ　、　１４ｂ　
、　１４ｃ　。

１７ａ　、　１７ｂ　、　１７ｅ　、　２４ａ　、　２
４ｂの制御装置１１．１Ｂ。

２１、２３からの操作を電気信号線１２．２７によるも
のとして説明したが、これを変換器と光フアイバーケー
ブルによる光多重伝送として信号電線数を削減すること
、及び前記故障検出器１０．１５．２０と制御装置１１
．１Ｂ、　２１．２３内に電気信号線１２．２７の選択
切替器を備えて、操作時に適宜選択できるように構成し
ても信号電線数を減らすことが容易である。

［発明の効果］ 以」二本発明によれば、通常作業口による立入り点検が
困難な遠方や、悪い環境に設置された各種電気機器及び
電気配線について、故障発生時に良環境の場所から簡便
に電気機器及び電気配線の地絡、短絡及び断線の確認と
部位の判別が行なえるので、不要な設備停止や長時間の
点検作業さらに作業員の健康管理等の負担がなくなり、
故障確認と部位判別及び故障復旧が迅速化できる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は本発
明の第２の実施例を示す回路図、第３図は本発明の第３
の実施例を示す回路図、第４図は本発明の第４の実施例
を示す回路図、第５図は従来の電気機器及び電気配線の
故障検出装置の回路図である。 ３・・・電気機器、　　　　　５．２２・・・配電装置
、Ｂａ、　Ｂｂ、　Ｂａ−・・電気配線、７ｂ、　１９
ａ　、　１９ｂ　、　１９ｃ　、　２６ａ　、　２６ｂ
　−・・端子、１５、２０・・・故障検出器、 １Ｂ、　２１．２３・・・制御装置、 ２７・・・電気信号線１ 、１３ｂ　、　１３ｃ・・・開閉器、 １４ａ　、　１４ｂ　、　１４ｃ　−・・短絡開閉器１
、１７ｂ　、　１７ｃ　、　２４ａ　、　２４ｂ　−・
・測定開閉器１、１８ｂ　、　１８ｃ　、　２５ａ　、
　２５ｂ　−＝ＤＪ定配線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電気機器相互を電気配線によって接続したものにおいて
   、前記電気機器近傍あるいは前記電気配線の任意の位置
   に設けた電気配線の接断と短絡を行う開閉手段及び電気
   配線に接続した測定開閉手段と、この測定開閉手段に接
   続した測定配線と、前記開閉手段及び測定開閉手段を操
   作する制御手段とからなることを特徴とする電気機器及
   び電気配線の故障検出装置。