JPH04113274A - 電圧検出装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、送電線、配電線等の電力系統における主回
路導体の電位を検出する電圧検出装置に関する。

（従来の技術） 送電線、配電線等の電力系統には、系統の監視、保護の
ため、主回路導体と電気的に絶縁した状態でその電位検
出が行われる。このような電位検出を行う従来の電圧検
出装置としては、主に計器用変圧器（ＰＴ）が用いられ
ている。

（発明が解決しようとする課題） 従来の電圧検出装置として用いられている計器用変圧器
は、比較的大型であるため、スイッチギヤ等に収納した
場合、スイッチギヤの１ユニツトを専有することになり
、スイッチギヤ全体が大きくなり、ひいては設置スペー
スが大きくなるという問題があった。

そこで、この発明は、小型で軽量な電圧検出装置を提供
することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は上記課題を解決するために、検出対象である
主回路導体にそれぞれ一方の電極が密着され且つそれぞ
れの他方の電極と大地との間の浮遊容量が等しくなるよ
うに配置された異なる容量値をもつ２個のコンデンサと
、前記主回路導体と前記２個のコンデンサの他方の電極
との間の各電位差及び当該２個のコンデンサの他方の電
極間の電位差を検知する電位差検知手段と、該電位差検
知手段で検知された各電位差及び前記２個のコンデンサ
の各容量値に基づいて前記主回路導体の電位を演算する
演算手段とを有することを要旨とする。

（作用） 主回路導体の電位をＶ、２個のコンデンサにおける他方
の電極側の電位（大地側電位）をそれぞれｖ、、ｖ２（
これらの電位は何れもベクトル量）とすると、主回路導
体の電位Ｖと２個のコンデンサにおける各大地側電位ｖ
１、Ｖｌとの電位差（Ｖ−Ｖｌ）、（Ｖ−Ｖｌ）及び当
該両人地側電位Ｖ、、ｖ２間の電位差（ＶＩ　　Ｖｌ）
が電位差検知手段で検知される。これにより、２個のコ
ンデンサの各容量値をｃ、　　　Ｃ２とすると、５つの
既知量、ｃ、　　　Ｃ２、（ＶＶ＋）、（ＶＶ２）、（
ＶＩ　　　Ｖｌ）が得られる。これらの既知量から演算
手段で次のような演算か実行され、主回路導体の電位Ｖ
が検出される。

２個のコンデンサにおける他方の電極（大地側電極）と
大地との間の浮遊容量をＣＵとすると、次の（１）、（
２）式が成立つ。

Ｃ１（Ｖ　　Ｖｌ　）−ｃｕ　　＠　ｖ、　　　　　　
　・−（＋）Ｃ２（Ｖ　　　　Ｖｌ　　）　　＝　　ｃ
ｕ　　＊　　Ｖｌ　　　　　　　　　　　　−（２）（
１）式−（２）式より Ｃｕ−［ＣＩ　　　　　　（Ｖ−Ｖ　　電　　）　　−
０２（Ｖ−Ｖｌ）　　コ　／（ＶＩ　　　　　Ｖｌ）・
・・（３） （１）式より ＶＩ　−ＣＨ（Ｖ−Ｖｌ　）／Ｃｕ　　　　　・・・（
４）（４）式に（３）式を代入して Ｖｌ　−［ＣＩ　　　（Ｖ−Ｖｌ　）　　　（Ｖｌ　−
Ｖｌ　）コ／［Ｃ丁　　　　　（Ｖ　　　　Ｖｌ　　）
　　−Ｃ２（ｖ−Ｖｌ）Ｅ　　　・・・（５〉 また、（１）式より Ｖ−Ｖｌ（ＣＬＩ　＋ＣＩ　　）　　／Ｃ＋　　　　　
　　＝１６）（６）式に（３）式と（５）式を代入して
整理するとＶ−（Ｖ−Ｖｌ　）＋　ｆ　［ＣＩ　　　（
Ｖ−Ｖｌ　）（Ｖｌ　−Ｖｌ　）コ ／　［ＣＩ　　　（Ｖ−Ｖｌ　）　　Ｃ２（Ｖ−Ｖｌ）
］）　　　・・・（７） となり、主回路導体の電位Ｖが求められる。

演算手段は電位差検知手段とともに主回路導体側に設置
し、求められた主回路導体の電位Ｖは、その電位Ｖに対
応した強度の光信号に変換して大地側の計測部等で受け
てもよく、また、演算手段は大地側の計測部等に設置し
、電位差検知手段で検知された（ｖ−Ｖｌ）、（Ｖ−Ｖ
ｌ）、（Ｖｌ−Ｖｌ）の各電位差に対応した強度の光信
号を演算手段に送り、この大地側の演算手段で上述の（
７）式に至る演算を行なって主回路導体の電位Ｖを求め
てもよい。このように光信号の利用により、主回路電圧
が高圧であっち主回路導体とは電気的に絶縁された状態
でその電位Ｖを検出することが可能となる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、この発明の第１実施例を示す図である。この
実施例は高圧用として構成されている。

まず、電圧検出装置の構成を説明すると、第１図におい
て、ｌは検出対象である主回路導体であり、主回路導体
１には異なる既知の容量値Ｃ１、Ｃ２をもつ２個のコン
デンサ２．３の一方の電極が密着されている。この２個
のコンデンサ２．３は、それぞれの他方の電極（大地側
電極）と大地との間の浮遊容量ＣＵが等しくなるように
配置されている。５は増幅機能を有する電位差検知手段
としての電位差検知回路であり、この電位差検知回路５
で主回路導体１の電位Ｖと２個のコンデンサ２．３にお
ける各大地側電極の電位■１、Ｖｌとの電位差（Ｖ−Ｖ
ｌ）、（Ｖ−Ｖｌ）及び当該両人地側電位Ｖ　＋　、Ｖ
　２間の電位差（Ｖｌ　−Ｖｌ　）の３つの電位差が検
知され、且つこの３つの電位差が増幅されるようになっ
ている。７はＶ／Ｆ変換回路、８は電気／光変換回路で
あり、Ｖ／Ｆ変換回路７て３つの電位差がそれぞれに対
応した周波数の電圧パルスに変換され、この電圧パルス
が電気／光変換回路８て光信号に変換され、光ケルプル
９を介して大地側の図示省略の保護・計測装置に設置さ
れた演算手段としての演算回路に送られるようになって
いる。

また、上述の電位差検知回路５、Ｖ／Ｆ変換回路７及び
電気／光変換回路８は、大地から浮いた主回路導体１側
に設置され、光信号手段により絶縁されているため、こ
れらの回路を駆動するエネルギー源を得るため、主回路
導体１に密着されたコンデンサ４と電源回路１１とが設
置されている。

コンデンサ４の容量値を０３、その大地側電極と大地と
の間の浮遊容量をＣＵＩ　とすると、電源回路１１に蓄
えられる電圧ＶＰは次式で与えられる。

ｖｐ　　−［Ｃｕ　　Ｉ　　　／　　（Ｃ３＋ＣＵ　　
盲　　）　コ　　・　Ｖ　・・・　（８）なお、主回路
導体１側に設置する電源としては、バッテリを用いても
よい。

この実施例の電圧検出装置は上述のように構成されてお
り、主回路導体１に密着して配置した既知の容量値をも
つ２個のコンデンサ２．３と電位差検知回路５により、
３量の電位差（■−Ｖ１）、（ＶＶ２）及び（ＶＩ−ｖ
２）が得られる。この３量の電位差か、Ｖ／Ｆ変換回路
７及び電気／光変換回路８て、それぞれに対応した強度
の光信号に変換され、大地側の演算回路に送られる。そ
して、演算回路で、２つのコンデンサ２．３の既知の容
量値Ｃ＋　　ｃ２を含めた５つの既知量、ｃ、　　ｃ２
、（ＶＶ＋）、（Ｖ−Ｖ２）、（ＶＩ　−Ｖ２　）から
、前記（１）式ないしく７）式に至る演算が実行されて
、主回路導体１の電位Ｖが求められる。

この実施例によれば、主回路導体１に密着して配設した
既知の容量値をもつ２つのコンデンサ２．３を用いて３
Ｊｉの電位差を検知することができ、また、電位差検知
回路５、Ｖ／Ｆ変換回路７及び電気／光変換回路８の駆
動電源を検出対象である主回路導体１側で得るため、主
回路導体１が高圧であっても、大地と絶縁された完全に
浮いた状態で、演算に必要な検知データを光信号により
大地側の演算回路に送ることができる。したがって、こ
の実施例の電圧検出装置は、非常に小型、コンパクトに
構成することができ、従来、スイッチギヤて一般に使用
されている計器用変圧器（ＰＴ）が、スイッチギヤの１
ユニツトを専有していたものが、この実施例ではその必
要がない。

次いて、第２図には、この発明の第２実施例を示す。

なお、第２図及び後述の第３図において前記第１図にお
ける機器及び素子等と同一ないし均等のものは、前記と
同一符号を以って示し、重複した説明を省略する。

この実施例では、演算手段としての演算回路６が電位差
検知回路５とＶ／Ｆ変換回路７との間に設けられ、演算
回路６も大地から浮いた主回路導体１側に設置されてい
る。そして、演算回路６で前記（１）式ないしく７）式
に至る演算が実行され、求められた主回路導体１の電位
Ｖが、その電位Ｖに対応した強度の光信号に変換されて
大地側の保護・計測装置に送られるようになっている。

第３図には、この発明の第３実施例を示す。この実施例
は低圧用として構成されている。

この実施例は、前述した３量の電位差検知用の既知の容
量値ｃ、　　ｃ２をもつ２つのコンデンサとして、碍子
形コンデンサ１２．１３が用いられ、その各コンデンサ
１２．１３への分圧が、主回路導体１の電位Ｖ演算用の
データとして用いられている。また、電源用のコンデン
サとしても碍子形コンデンサ１４が用いられている。

主回路導体１の電位Ｖを求める演算の過程は、前記第１
実施例のもの等とほぼ同様にして行われる。この実施例
は、前記第１実施例等のように浮遊容量の利用はないが
、主回路導体１が低圧の場合に、その電位検出用として
、小型、コンパクトに構成できて有効である。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、検出対象であ
る主回路導体に密着して配置した異なる容量値をもつ２
個のコンデンサと電位差検知手段とにより、所要の３量
の電位差を検知し、この３量の電位差と・２個のコンデ
ンサの各容量値に基づいて演算手段で主回路導体の電位
を演算するようにしたため、小型、コンパクトで軽量化
を図ることができて収納装置であるスイッチギヤ等も小
型化を図ることができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る電圧検出装置の第１実施例を示
すブロック構成図、第２図はこの発明の第２実施例を示
すブロック構成図、第３図はこの発明の第３実施例を示
すブロック構成図である。 １：主回路導体、　　２．３：コンデンサ、５：電位差
検知回路（電位差検知手段）、６：演算回路（演算手段
）、 ８、電気／光変換回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 検出対象である主回路導体にそれぞれ一方の電極が密着
   され且つそれぞれの他方の電極と大地との間の浮遊容量
   が等しくなるように配置された異なる容量値をもつ２個
   のコンデンサと、前記主回路導体と前記２個のコンデン
   サの他方の電極との間の各電位差及び当該２個のコンデ
   ンサの他方の電極間の電位差を検知する電位差検知手段
   と、該電位差検知手段で検知された各電位差及び前記２
   個のコンデンサの各容量値に基づいて前記主回路導体の
   電位を演算する演算手段とを有することを特徴とする電
   圧検出装置。