JPH06105276B2 - 実効漏洩電流検出器 - Google Patents

実効漏洩電流検出器

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JPH06105276B2
JPH06105276B2 JP63032416A JP3241688A JPH06105276B2 JP H06105276 B2 JPH06105276 B2 JP H06105276B2 JP 63032416 A JP63032416 A JP 63032416A JP 3241688 A JP3241688 A JP 3241688A JP H06105276 B2 JPH06105276 B2 JP H06105276B2
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、受電設備の低圧電路の漏洩電流を、その実効
値で得るようにした実効漏洩電流検出器に関するもので
ある。
(従来技術) 受電設備の低圧電路(受電トランス1の2次側に接続さ
れた電路)の漏洩電流検出器としては、従来、第2図に
示す構成のもの(記号“7"で示すもの)が公知である。
すなわち、受電トランス1の2次側(低圧側)に接続さ
れた低圧電路2の接地側給電線2aに接続された接地線
(第2種接地線)3に零相電流変成器(所謂、ZCT、以
下、ZCTという。)4を結合し、このZCT4によって上記
低圧電路2の漏洩電流を取り出す。この漏洩電流は上記
低圧電路2のホット側(非接地側)給電線2b,2cと対地
間に形成される浮遊容量51,52及び漏洩抵抗61,62によっ
て流れるものである。
上記ZCT4で取り出した漏洩電流は漏洩電流検出器7に入
力され、アンプ701で増幅されたのち検出回路702で検波
し、ローパスフィルタ703で平滑して直流信号とする。
この直流信号は接地線3に流れる漏洩電流、すなわち、
前記浮遊容量51,52及び漏洩抵抗61,62に起因して低圧電
路2に流れる漏洩電流に比例した直流レベルの信号とな
る。
ローパスフィルタ703から出力された上記直流信号は、
設定操作器704で予め設定された基準レベル(注意報レ
ベル及び警報レベル)と比較回路705に於いて比較さ
れ、当該基準レベルを上記直流信号が越えたとき、漏洩
電流検出器7から注意報もしくは警報が発せられる。
尚、当該漏洩電流検出器7の動作電力は前記低圧電路2
のホット側給電線2b又は2cからの交流電力を降圧トラン
ス706で降圧したのち整流定電圧回路707で整流、定電圧
化して得ている。
(発明が解決しようとする課題) 上記従来の漏洩電流検出器7で検出される漏洩電流は前
記したように浮遊容量51,52及び漏洩抵抗61,62に流れる
総合漏洩電流I0である。この総合漏洩電流I0をベクトル
解析すると、第3図に示すように、当該総合漏洩電流I0
は漏洩抵抗61,62に流れる電流Ir1,Ir2と浮遊容量51,52
に流れる電流Ic1,Ic2に分解することができ、また、電
流Ir1と電流Ir2及び電流Ic1と電流Ic2とはそれぞれ互に
逆位相(位相差が180度)であり、かつ電流Ir1と電流Ic
1及び電流Ir2と電流Ic2とは位相差がそれぞれ互に90度
である。
上記総合漏洩電流I0を形成する各電流成分の大きさは、
一般に浮遊容量51,52に起因する電流Ic1,Ic2が漏洩抵抗
61,62に起因する電流Ir1,Ir2より大きい。
ところで、受電設備に於いて、事故監視等のために実際
に必要とするものは上記漏洩抵抗Ir1,Ir2に起因する電
流Ir1,Ir2、すなわち、実効漏洩電流である。ところ
が、上記従来の漏洩電流検出器で検出した総合漏洩電流
I0から実際に必要とする実効漏洩電流Ir1,Ir2を把握す
ることは、上記したように、当該実効漏洩電流Ir1,Ir2
より多く流れる無効漏洩電流(浮遊容量51,52に起因す
る電流)Ic1,Ic2のために殆んど不可能である(推定す
ることすら非常にむずかしい) 本発明は、以上の問題点を解決すべく提案するものであ
る。
(課題を解決するための手段) 上記問題点を解決するため、本発明は、受電設備の低圧
電路の接地線に流れる電流(総合漏洩電流)を当該低圧
電路のホット側給電線の給電電圧位相で同期整流するよ
うにしたものである。
(作用) 上記のように、本発明は接地線に流れる電流を給電電圧
位相によって同期整流しているので、検出された漏洩電
流は実効漏洩電流そのものである。
(実 施 例) 第1図は本発明の実施例を受電設備等とともに示したブ
ロック図であり、受電トランス1、低圧電路2(接地側
給電線2a、ホット側給電線2b,2c)、接地線(第2種接
地線)3、ZCT4、浮遊容量51,52、漏洩抵抗61,62は前記
第2図に示す同じ記号のものと同じである。
実効漏洩電流検出器8は、ZCT4で取り出した接地線3に
流れる漏洩電流を増幅するアンプ801、このアンプ801の
出力信号(増幅された漏洩電流)を低圧電路2のホット
側給電線2b又は2cの電圧位相で同期整流する同期整流回
路802、この同期整流回路802の出力信号を直流レベルの
信号にするローパスフィルタ803、このローパスフィル
タ803の出力信号の極性(プラス又はマイナス)に係ら
ず、当該出力信号をプラスレベルの信号にする絶対値回
路804、この絶対値回路804の出力信号を設定レベルと比
較して注意報信号又は警報信号を出力する比較回路80
5、比較回路805に於ける注意報レベルと警報レベルとを
設定するための設定操作器806、低圧電路2のホット側
給電線2b又は2cから供給される交流電圧を降圧する降圧
トランス(所謂、電源トランス)807、この降圧トラン
ス807の2次側から上記同期整流回路802に同期信号を供
給するに際して、当該同期信号の位相を調整するための
位相調整回路808、上記降圧トランス807で降圧された交
流電力を整流し定電圧化して当該実効漏洩電流検出器8
に作動直流電力を供給する整流定電圧回路809で構成さ
れている。
接地線3には浮遊容量51,52及び漏洩抵抗61,62に起因す
る総合漏洩電流I0が流れている。この総合漏洩電流I0
ZCT4で取り出されて実効漏洩電流検出器8に入力され以
下に述べる動作で、当該総合漏洩電流I0の実効成分、す
なわち、漏洩抵抗61,62に流れる電流Ir1,Ir2の差の電流
“|Ir1−Ir2|"が検出される。
すなわち、ZCT4から入力された総合漏洩電流I0はアンプ
801で増幅されたのち、同期整流回路802に入力され、こ
こで降圧トランス802の2次側電圧位相に基いて同期整
流される。
上記同期整流動作に於いて、アンプ801から出力される
増幅後の総合漏洩電流(以下、この総合漏洩電流を記号
I0′で表わす。)の位相は当該アンプ801内の位相変動
要素(フィルタ等)によって接地線3に流れる総合漏洩
電流I0の位相からずれたものとなる。このため、同期整
流回路802と降圧トランス807との間に位相調整回路808
が設けられ、降圧トランス807の2次側電圧の位相、す
なわち低圧電路2のホット側給電線2b又は2cの位相を上
記総合漏洩電流I0′の位相の だけシフトして同期整流回路802に供給している。尚、
この位相調整回路808をアンプ801と同期整流回路802の
間に挿入し、上記総合漏洩電流I0′自体の位相を上記ず
れた位相分だけシフトするようにしてもよい。
以上の動作により、同期整流回路802は総合漏洩電流I0
の実効電流成分である電流Ir1,Ir2のみを検出し、(電
流Ic1,Ic2は同期整流基準信号(位相調整回路808の出力
信号)と位相が直交する関係にあるため検出されな
い。)その差“Ir1−Ir2"に比例した信号を出力する。
この信号は多くのリップルを含む信号であり、この信号
がローパスフィルタ803を通ることにより直流レベルの
信号となる。
上記ローパスフィルタ803が出力する直流レベルの信号
はプラス極性(以下、(+)極性と表す。)又はマイナ
ス極性(以下、(−)極性と表す。)の双方の信号があ
り得る。すなわち、同期整流回路802の同期整流基準信
号を例えばホット側給電線2bの電圧位相とした場合(降
圧トランス807への印加電圧をホット側給電線2bから取
った場合)に於いて、漏洩抵抗61に流れる電流Ir1が漏
洩抵抗62に流れる電流Ir2より多いとき(漏洩抵抗61の
値が漏洩抵抗62の値より小さいとき)にはローパスフィ
ルタ803の出力信号は(+)極性となり、上記電流Ir1が
上記電流Ir2より少ないとき(漏洩抵抗61の値が漏洩抵
抗62の値より大きいとき)にはローパスフィルタ803の
出力信号は(−)極性となる。
以上のようにローパスフィルタ803の出力信号は(+)
極性と(−)極性の双方が存在するので、この出力信号
を絶対値回路804によって(+)極性の出力信号はその
ままの極性で、(−)極性の出力信号は極性を反転させ
て(+)極性の直流レベル信号とする。すなわち、絶対
値回路804は“|Ir1−Ir2|"に比例した直流レベル信号を
出力する。
絶対値回路804が出力した上記直流レベル信号は比較回
路805に入力され、ここで設定操作器806で予め設定した
注意報レベル及び警報レベルと比較されて上記直流レベ
ル信号のレベルが警報レベルより高いときには警報信号
が、注意報レベルより高く警報レベルより低いときには
注意報信号がそれぞれ比較回路805から出力される。
尚、絶対値回路804の出力信号のレベルを例えばメータ
ー等によって表示することにより、低圧電路2の実効漏
洩電流値そのものを知るようにすることもできる。
また、上記比較回路805での比較動作は、絶対値回路804
から出力される直流レベル信号(被比較信号)の継続時
間が予め設定した一定時間以上である信号について行な
われるように、例えば比較回路805に信号継続時間監視
機能が付与されている。このようにすることにより発生
から消滅まで瞬間的である上記直流レベル信号(このよ
うな直流レベル信号は、外部からの擾乱要素によって生
ずる場合が殆んどであり、実効漏洩電流検出器8で検出
すべき本来の信号ではない。)による不必要な注意報又
は警報が発生しないようにして動作の安定を図ってい
る。
以上の動作に於いて、仮に漏洩抵抗61及び62に流れる電
流Ir1,Ir2が、それぞれは注意報又は警報を発すべき程
度に多く流れているが、互に電流値が接近している場合
には、同期整流回路802の出力信号のレベルが低くなっ
て注意報又は警報が発せられなくなる。然しながら、低
圧電路2の絶縁が劣化した場合等に於いては、漏洩抵抗
61,62自体が極めて不安定であって、そこに流れる電流I
r1,Ir2はそれぞれが無秩序に変化するため、仮に上記の
ような事態が生ずるとしても、それは瞬時であるので、
注意報又は警報を発すべき状態の検出に何等支障を来た
さない。
また、ローパスフィルタ803の時定数は、低圧電路2の
交流周波数に起因する本来のリップル成分を除去できる
範囲内に於いて小さな値に設定される。すなわち、前記
のように漏洩電流(Ir1,Ir2)は非常に不安定であって
常時変化するため、当該時定数をあまり大きな値にする
と、同期整流回路802から出力される信号(この信号は
上記理由で常時無秩序に変化している。)がローパスフ
ィルタ803に阻止され、漏洩電流が検出できなくなるか
らである。
以上に説明した実施例は、受電設備の低圧電路2が単相
3線式電路である場合の例であるが、本発明は上記低圧
電路2が例えば単相2線式であっても実施することがで
き、受電設備の種類の違いが本発明の要旨を変更するも
のではない。尚、単相2線式受電設備に本発明を実施す
る場合には、ホット側給電線は1本であることによりロ
ーパスフィルタ803が出力する直流レベル信号の極性は
一方に固定されるため、絶対値回路804は必要としな
い。
(効果) 以上、詳細に説明したように、本発明は給電電圧位相に
よって総合漏洩電流を同期整流してその無効成分を排除
し、実効成分のみを検出するようにしたものであり、実
効漏洩電流が直接検出でき、これに基いて受電設備の監
視を行う場合には極めて適切に注意報又は警報等を報知
できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例のブロック図、第2図は従来例
のブロック図、第3図は漏洩電流を説明するベクトル図
である。 2……低圧電路、 3……接地線(第2種接地線)、 8……実効漏洩電流検出器、 802……同期整流回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】受電設備の低圧電路の接地線に流れる電流
    を取り出して上記低圧電路のホット側給電線の給電電圧
    位相により同期整流し、上記低圧電路の漏洩電流を、そ
    の実効値により検出するようにした実効漏洩電流検出
    器。
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