JPH06300807A - 絶縁劣化検出装置 - Google Patents

絶縁劣化検出装置

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JPH06300807A
JPH06300807A JP5088738A JP8873893A JPH06300807A JP H06300807 A JPH06300807 A JP H06300807A JP 5088738 A JP5088738 A JP 5088738A JP 8873893 A JP8873893 A JP 8873893A JP H06300807 A JPH06300807 A JP H06300807A
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JP
Japan
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line
phase
insulation deterioration
zero
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP5088738A
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English (en)
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Tetsuya Hirao
哲也 平尾
Akio Saruta
明雄 猿田
Yasunobu Fujita
康信 藤田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0007Details of emergency protective circuit arrangements concerning the detecting means
    • H02H1/0015Using arc detectors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/38Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to both voltage and current; responsive to phase angle between voltage and current
    • H02H3/385Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to both voltage and current; responsive to phase angle between voltage and current using at least one homopolar quantity

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 絶縁劣化初期に流れる短時間の高周波振動的
零相電流を確実に検出し、その発生した回線を特定化す
ることができる絶縁劣化検出装置を提供する。 【構成】 接地形計器用変圧器GPTの三次の零相電圧
0と、各回線F1〜Fnの零相変流器ZCT1〜ZC
Tnの零相電流Ig1〜Ignを取り込み、零相電流Ig1
gnは回線毎に半波フィルタ4を介してピ−クホ−ルド
回路5に入力し、回線毎にそれぞれのピ−ク値を演算回
路6で和算し、この和算した値の正負の極性と零相電圧
0の正負の極性とを極性比較回路7で比較して同極性
の回線を絶縁劣化回線と特定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は間欠弧光地絡のような絶
縁劣化の初期段階を検出して発生した回線を特定化する
絶縁劣化検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に絶縁劣化検出装置は、例えば特開
昭62−236322号公報に示されるように構成さ
れ、これを図3に示した系統図を兼用して説明すると、
電源18に電源遮断器10を介して接続した母線19
に、複数の回線F1〜Fnと接地形計器用変圧器GPT
とを接続し、各回線F1〜Fnは、回線遮断器CB1〜
CBn、変流器CT1〜CTn、零相変流器ZCT1〜
ZCTn、ケ−ブルC1〜Cnおよび負荷電気機器であ
るモ−タM1〜Mnとから構成し、各回線F1〜Fnに
設けた零相変流器ZCT1〜ZCTnにおいて検出され
る零相電流が図示しない地絡方向継電器の予め設定した
所定の設定値を越えたとき、接地形計器用変圧器GPT
により検出した零相電圧と、上述の零相電流との位相比
較を行い、位相が同じであればそれが地絡回線であるこ
とを特定化していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の絶縁劣化検出装置によれば、図4に示す間欠弧
光地絡に代表されるような絶縁劣化初期に発生し、しか
も零相電圧V0の半サイクルにも満たない短時間の高周
波振動的零相電流Igを検出することができない。これ
は、間欠弧光地絡を考慮せず、通常の地絡によって零相
電流Igが継続的に流れる場合を想定し、零相電流Ig
波高値が一回だけ所定の設定値を越えただけでなく、連
続的に零相電流Igの波高値が設定値を越えた場合に初
めて上述した地絡方向継電器が動作するようにして、地
絡方向継電器による誤動作を防止するように設定してい
たため、上述の間欠弧光地絡時のように零相電圧V0
半サイクルにも満たない短時間の高周波振動的零相電流
gの場合、その波高値が一回だけ所定の設定値を越え
て急速に減衰してしまい、結局これを検出することがで
きなかったからである。このように、従来の絶縁劣化検
出装置によれば、ある程度の継続時間を保持する零相電
流Igと零相電圧V0が発生しなければ地絡の発生を検出
することができなかった。
【0004】本発明の目的は、絶縁劣化初期に流れる短
時間の高周波振動的零相電流を確実に検出し、その発生
した回線を特定化することができる絶縁劣化検出装置を
提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、電源側の母線に接地形計器用変圧器と、そ
れぞれ零相変流器を有する複数の回線とを接続して成る
絶縁劣化検出装置において、上記各零相変流器の零相電
流を回線毎に入力して正負のピーク値をそれぞれ出力す
る半波フィルタおよびピークホールド回路と、上記正負
のピーク値の絶対値を比較してどちらの極性のピーク値
が大きいかを判定する演算回路と、ピーク値が大きいと
判定された極性と上記接地形計器用変圧器の三次の零相
電圧の極性とを比較する極性比較回路と、上記2つの極
性が同極性である回線を絶縁劣化回線と特定化する回線
特定回路とを設けたことを特徴とする。
【0006】
【作用】本発明による絶縁劣化検出装置は、上述のよう
に間欠弧光地絡時のように零相電圧の半サイクルにも満
たない短時間の高周波振動的零相電流の場合、直流分の
多い第一波成分を半波フィルタおよびピ−クホ−ルド回
路によって検出し、そのピーク値は劣化回線の方が健全
回線よりも大きく、しかも劣化回線の正負の極性は零相
電圧と同極性で、健全回線とは逆極性であることを用い
て、絶縁劣化回線を特定化するようにしたため、急速に
減衰してしまう間欠弧光地絡であっても、容易にこれを
検出して絶縁劣化が発生した回線を特定化することがで
きる。
【0007】
【実施例】以下本発明の実施例を図面によって説明す
る。
【0008】図3は本発明の一実施例による絶縁劣化検
出装置を採用した電力系統の回路図を示している。
【0009】電源18に電源遮断器10を介して接続し
た母線19に、複数の回線F1〜Fnと接地形計器用変
圧器GPTとを接続し、各回線F1〜Fnは、回線遮断
器CB1〜CBn、変流器CT1〜CTn、零相変流器
ZCT1〜ZCTn、ケ−ブルC1〜Cnおよび負荷電
気機器であるモ−タM1〜Mnとから構成し、接地形計
器用変圧器GPTの零相電圧V0と、線間電圧Vabとを
絶縁劣化検出装置1に入力し、また各零相変流器ZCT
1〜ZCTnの零相電流Ig1〜Ignを絶縁劣化検出装置
1に入力している。
【0010】図1は絶縁劣化検出装置1の詳細を示すブ
ロック図である。
【0011】接地形計器用変圧器GPTの二次より取り
込んだ線間電圧Vabを移相回路2へ入力し、この移相回
路2で基準相電圧V1,V2,V3を作り、この基準相電
圧V1,V2,V3と、接地形計器用変圧器GPTの三次
の零相電圧V0とを位相比較回路3へ入力して各基準相
電圧V1〜V3の位相と零相電圧V0の位相をそれぞれ比
較し、位相が同じであれば劣化相判定回路8によりそれ
が劣化相と判定している。一方、各回線F1〜Fnの零
相変流器ZCT1〜ZCTnによって検出された零相電
流Ig1〜Ignは、それぞれ半波フィルタ4を介して半波
毎にピ−クホ−ルド回路5に入力し、半波毎のピ−クホ
−ルド値を各回線毎に演算回路6で和算し、その値の正
負の極性と零相電圧V0の正負の極性とを極性比較回路
7で比較して同極性であるなら回線特定回路9で、それ
が劣化回線と特定するようにしている。
【0012】今、図4に示すように間欠弧光地絡時の零
相電圧V0が1サイクル程度で減衰するように発生し、
これによって各回線F1〜Fnの零相変流器ZCT1〜
ZCTnによって検出された零相電流Ig1〜Ignが、そ
れぞれ図示のように零相電圧V0の半サイクルにも満た
ない短時間の高周波振動的電流として検出されたとす
る。これは対地静電容量の放電による直流分が含まれる
ため第一波目が大きく2〜3周期の間で減衰するためで
ある。同図から分かるように地絡が発生した劣化回線の
零相電流Ig1は、第一波が零相電圧V0と同極性で正で
あり、他の健全回線における零相電流Ig2〜Ignの波形
は、第一波が零相電圧V0と逆極性で負となっており、
零相電流Ig1の第一波の波高値は、零相電流Ig2〜Ign
の第一波の波高値よりも大きい。
【0013】これらの零相電圧V0および零相電流Ig1
〜Ignは、図1に示す絶縁劣化検出装置1へそれぞれ入
力される。
【0014】先ず、零相電流Ig1について説明すると、
図2(a)に示す零相電流Ig1は、図1に示した半波フ
ィルタ4によって図2(b)の上部に示す正側と、図2
(c)の上部に示す負側に分けられ、それぞれ図1に示
したピ−クホ−ルド回路5によってピ−ク値が図2
(b)の下部に示す正側と、図2(c)の下部に示す負
側にホ−ルドされる。その後、この正負それぞれのピ−
ク値は図1に示した演算回路6に入力され、ここで正負
のそれぞれのピ−ク値が和算されて図2(d)に示す波
形が得られる。一方、健全相においては回線Fnを例に
説明すると、図2(e)に示す零相電流Ignは、図1に
示した半波フィルタ4によって図2(f)の上部に示す
正側と、図2(g)の上部に示す負側に分けられ、それ
ぞれ図1に示したピ−クホ−ルド回路5によってピ−ク
値が図2(f)の下部に示す正側と、図2(g)の下部
に示す負側にホ−ルドされる。その後、この正負のそれ
ぞれのピ−ク値は図1に示した演算回路6に入力され、
ここで正負のそれぞれのピ−ク値が和算されて図2
(h)に示す波形が得られる。これらは極性比較回路7
に入力され、これらの正負の極性と零相電圧V0の正負
の極性とが比較され、回線特定回路9により地絡発生回
線と健全回路を判別し、零相電圧V0と同じ正の極性と
なった図2(d)の波形の回線F1を劣化回線と特定す
る。
【0015】なお、上述の実施例では、各回線毎に零相
電流の正負のピーク値を演算回路6で和算し、この和算
した値の正負の極性から正負どちらの極性のピーク値が
大きいかを判定しているが、演算回路6で、このような
和算をする代りに、各回線毎に入力される正負のピーク
値の絶対値を比較して正負どちの極性のピーク値が大き
いかを判定し、ピーク値が大きいと判定された極性を極
性比較回路7で零相電圧の正負の極性と比較し、これら
の極性が同極性である回線を回線特定回路9により劣化
回線と特定することもできる。
【0016】また、演算回路6と極性比較回路7との間
に最大値比較回路を設け、各回線毎に演算回路6で和算
した値を比較して最大値を示す回線を選択し、この最大
値を示す回線の上記和算した値の正負の極性を極性比較
回路7で零相電圧の正負の極性と比較し、これらの極性
が同極性であるとき、回線特定回路9によりその回線を
絶縁劣化回線と特定することもでき、このようにすれ
ば、より正確に絶縁劣化回線を特定化することができ
る。
【0017】さらに、図3の母線19側において絶縁劣
化が生じた場合には、これによって各回線を流れる零相
電流の向きは全て同一方向となり、図1の絶縁劣化検出
装置1においては、全ての回線において演算回路6で和
算した値の正負の極性が零相電圧の正負の極性と同極性
となる。したがって、これを極性比較回路7で検出し、
回線特定回路9により母線側事故と判定するようにすれ
ば、各回線の絶縁劣化と区別してこれを検出することが
できる。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように本発明による絶縁劣
化検出装置によれば、間欠弧光地絡に代表されるような
絶縁劣化初期に発生する短時間に減衰する高周波振動電
流を正確に検出することができ、電力系統における重大
事故発生を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による絶縁劣化検出装置のブ
ロック図である。
【図2】図1に示した絶縁劣化検出装置における各部の
処理結果を示す波形図である。
【図3】図1に示した絶縁劣化検出装置を採用した系統
の回路図である。
【図4】間欠弧光地絡発生時の零相電圧および各回線の
零相電流の波形図である。
【符号の説明】
1 絶縁劣化検出装置 2 移相回路 3 位相比較回路 4 半波フィルタ 5 ピークホールド回路 6 演算回路 7 位相比較回路 GPT 接地形計器用変圧器 Ig1〜Ign 零相電流 V0 零相電圧 Vab 線間電圧 ZCT1〜ZCTn 零相変流器

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源側の母線に接地形計器用変圧器と、
    それぞれ零相変流器を有する複数の回線とを接続して成
    る絶縁劣化検出装置において、上記各零相変流器の零相
    電流を回線毎に入力して正負のピーク値をそれぞれ出力
    する半波フィルタおよびピークホールド回路と、上記正
    負のピーク値の絶対値を比較してどちらの極性のピーク
    値が大きいかを判定する演算回路と、ピーク値が大きい
    と判定された極性と上記接地形計器用変圧器の三次の零
    相電圧の極性とを比較する極性比較回路と、上記2つの
    極性が同極性である回線を絶縁劣化回線と特定化する回
    線特定回路とを設けたことを特徴とする絶縁劣化検出装
    置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のものにおいて、上記演算
    回路は、上記正負のピーク値を和算し、この和算した値
    の正負からどちらの極性のピーク値が大きいかを判定す
    るようにしたことを特徴とする絶縁劣化検出装置。
  3. 【請求項3】 請求項2記載のものにおいて、各回線の
    上記和算した値を比較して最大値を示す回線を選択する
    最大値比較回路を設け、上記回線特定回路は、この最大
    値比較回路で選択され、かつ上記2つの極性が同極性で
    ある回線を絶縁劣化回線と特定化するようにしたことを
    特徴とする絶縁劣化検出装置。
  4. 【請求項4】 請求項1記載のものにおいて、上記接地
    形計器用変圧器の二次の線間電圧から各基準相電圧を得
    る移相回路と、上記接地形計器用変圧器の三次の零相電
    圧の位相と上記各基準相電圧の位相とを比較する位相比
    較回路と、位相が同じである相を絶縁劣化相と判定する
    劣化相判定回路とを設けたことを特徴とする絶縁劣化検
    出装置。
  5. 【請求項5】 請求項1記載のものにおいて、上記回線
    特定回路は、上記極性比較回路による極性比較の結果、
    全ての回線において上記2つの極性が同極性の場合、上
    記母線側の絶縁劣化と判定するようにしたことを特徴と
    する絶縁劣化検出装置。
JP5088738A 1993-04-15 1993-04-15 絶縁劣化検出装置 Pending JPH06300807A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006047121A (ja) * 2004-08-05 2006-02-16 Hioki Ee Corp 地絡検出装置

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