JPH0643196A - 低圧電路における絶縁監視方式 - Google Patents

低圧電路における絶縁監視方式

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JPH0643196A
JPH0643196A JP4105059A JP10505992A JPH0643196A JP H0643196 A JPH0643196 A JP H0643196A JP 4105059 A JP4105059 A JP 4105059A JP 10505992 A JP10505992 A JP 10505992A JP H0643196 A JPH0643196 A JP H0643196A
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Masahiko Fujii
正彦 藤井
Shunichi Ito
俊一 伊藤
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 常時電路の絶縁を監視する方式において、監
視用の信号印加装置を必要としない絶縁監視方式の提
供。 【構成】 電流検出部3で接地電流から第3高調波電流
を検出し、電圧検出部4,5で電路の電圧から第3高調
波電圧を検出し、これら両検出信号をA/D変換装置7
でディジタル信号に変換して演算処理部8でベクトル演
算して抵抗分の電流を演算し電路の絶縁抵抗を監視す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は配電線等の電路の絶縁監
視方式に関し、特に電路自身のもつ高調波の特性を利用
して電路の絶縁を監視する方式に関する。
【0002】
【従来の技術】配電線路において、何等かの理由によ
り、配電線等の電路の絶縁が劣化して地絡事故にまで進
行して地絡継電器が動作する場合がある。この地絡継電
器が動作したときには、事故点の調査,復旧等に長時間
を要するため、事故の発生を未然に防止する対策が要望
されている。かかる目的から電路の絶縁を常時監視する
絶縁監視装置が種々提案されている。
【0003】絶縁低下(劣化)による漏洩電流は、零相
変流器によって検出することができるが、特に△及びV
結線等の一線接地電路においては、対地間静電容量によ
る充電電流が常時流れており、零相変流器で検出する電
流には、常にこの充電電流が含まれる。従って実際の絶
縁劣化による電流に誤差を生じ、軽微な絶縁低下の場合
には特に顕著に現れ正確な検出はできない。これを通常
の零相電流と相間電流又は、線間電圧からベクトル計算
して求めることも考えられるが、各相の位相が異なるた
め、抵抗分と静電容量を分離して求められることができ
ない。
【0004】これを解決するため、従来図3(A),
(B)に示す方法が採用されている。即ち、図3(A)
は三相変圧器41の第2種接地線42に信号印加装置4
3を設け、この信号印加装置43から20Hz程度の低
周波信号を印加し、その信号の戻りを検出装置44で検
出するようにしている。なお、図中cは電路の静電容
量、rは電路の大地間絶縁抵抗を示している。
【0005】また、図3(B)のように、電路40と大
地間に信号印加線45を設けて、この信号印加線45に
信号印加装置43と、この信号の戻りを検出する検出装
置44を設けて戻り信号で電路の絶縁状態を監視する方
法も考えられている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図3(A)の
ように、第2種接地線に信号を印加する場合は、電気技
術基準の規定に見合う電線を接地線に用いなければなら
ないため、絶縁監視装置全体が大きくなり、また、接地
抵抗に影響を与えるため好ましくない。
【0007】また、図3(B)の方法では、変圧器側の
第2種接地線42を経由しての戻りがあるため検出装置
では検出できないという課題がある。
【0008】以上の課題に鑑み、本発明は信号印加装置
が不要で、且つ電気技術基準の規定に影響を与えない此
の種の絶縁監視方式を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明において上記の課
題を解決するための手段は、一線接地の低圧電路に内在
する高調波成分から、第3n次(但し、nは整数)の高
調波電流および高調波電圧を検出し、これら検出電流,
電圧の位相関係から電路の抵抗分の電流を求めて、この
電流によって電路の絶縁状態を監視する。
【0010】
【作用】電路の絶縁が低下すると接地線に流れる電流が
増加する。この電流から第3n次高調波電流成分を取り
出し、また、電路の電圧からもこれと同相の高調波電圧
成分を取り出してこれら電流と電圧とをA/D変換して
演算処理部でベクトル演算し、抵抗分の電流を求めてこ
の電流を常時監視することにより電路の絶縁状態を監視
する。
【0011】配電線等の電路の電圧,電流には常に高調
波成分が含まれており、その高調波成分の第3n次(n
は整数)高調波は、三相電路においても各相とも同相と
なるので、その高調波によって流れる抵抗分、静電容量
分は各相ともそれぞれ同相となる。従って高調波電圧と
同位相分が抵抗として取り出すことができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明を図面に示す一実施例に基づい
て説明する。
【0013】配電線等の電路には、常に電路自身に高調
波成分が内在しており、この高調波成分のうち第3n次
(nは整数)高調波は三相電路において各相とも同相と
なる。本発明はこの点に着目して成されたものである。
図1はこの本発明の一実施例の回路図で、以下図1によ
り詳細に説明する。
【0014】図1において、1は変圧器で低圧配電線の
三相電路10に電力を供給している。2は第2種接地
線、3は電流検出部で、該電流検出部3は接地線2に設
けられた変流器CT、この変流器CTの検出電流から高
調波電流成分を検出するバンドパスフィルタFB1および
増幅器APから成る。高調波は第3n次(nは整数)即
ち、第3次,第6次,第9次の高調波のいずれでも良い
が、低次高調波の方が検出しやすく、特に第3次高調波
成分は一番多く含まれ検出しやすいので本実施例におい
ては、第3高調波成分を用いる。従ってバンドパスフィ
ルタFB1は第3次高調波電流のみ通すフィルタである。
4および5は夫々電圧検出部で、電路10のR相および
S相から第3高調波電圧成分を検出するバンドパスフィ
ルタFB2およびFB3ならびにバンドパスフィルタの出力
を増幅する増幅器APより成る。これら検出部3,4,
5のバンドパスフィルタFB1,FB2,FB3で検出された
信号は、適宜増幅器APで増幅されてA/D変換装置7
でディジタル信号に変換される。8は演算処理部で、A
/D変換装置7からの各ディジタル信号を入力し、後述
のベクトル演算して抵抗分の電流を算出し、電路の絶縁
抵抗を算出して絶縁抵抗値が所定値以下となったとき警
報,表示部9を介して警報および表示をなす。
【0015】図2は上記の各検出電流および電圧のベク
トル図で、V′R3,V′S3は、図1のR相およびS相の
電圧VR3,VS3から検出した第3高調波電圧である。第
3高調波は3相の各相とも同相となるので、V′R3
V′S3は同相となる。I′03Cは電路の有する静電容量
によって流れる電流I03Cの第3高調波電流で、前記の
第3高調波電圧に対して90度進み電流となる。I′03
は接地線2に流れる電流I03の第3高調波電流で、電路
の絶縁度が低下すると増加する。I03rは第3高調波に
よって流れる抵抗分の電流で、高調波電圧と同相とな
り、検出電流I′03と、検出電圧V′R3(又はV′S3
と検出電流I′03の位相角θからベクトル計算により算
出される。
【0016】三相電路における第3高調波は、各相とも
基本波の電気角60度で1サイクル発生するため、各相
の第3高調波はすべて同相となる。従って、その第3高
調波によって流れる抵抗分,静電容量分は、各相ともそ
れぞれ同相となるから、第3高調波電圧と同位相分が抵
抗分として取り出すことができる。
【0017】なお、電圧検出部を2回路設けたのは、位
相は同相であっても、第3高調波の電圧値が各相により
異なる場合があるので、抵抗値表示をするとき、その値
は(V′R3+V′S3)/I03rで求めるため、1相のみ
の電圧で計算すると誤差を生ずるので、この誤差をなく
するためである。従って各相とも電圧値が同じである場
合、または電流値表示のみの場合、あるいは位相関係だ
けわかればよい場合は電圧検出部は1つでよい。
【0018】また、電圧検出部4,5の電圧検出を、抵
抗R1とR2で分圧して検出しているので、この抵抗分の
電流が、検出電流I03に含まれるので、抵抗値表示をす
る場合は、R1,R2の抵抗値は予めわかるので、その分
演算処理部で差し引けばよい。
【0019】以上の実施例においては、電路に多く含ま
れる第3高調波を利用した場合について説明したが、第
3n次高調波はすべて同相となるので、第3高調波に限
らず取り出し易い第3n次高調波を適宜選択して使用す
ればよい。
【0020】なお、Y結線の中性点接地の場合は、対地
静電容量のバランスがとれるため、静電容量分の電流は
相殺されるので本発明を適用する必要はないが、アンバ
ランスが生じる場合は適用できる。但し、この場合で、
抵抗値表示をしようとする場合は図1の電圧検出部を
R.S.T各相に設ける必要がある。
【0021】
【発明の効果】本発明は上述の通り、電路には常に高調
波成分が内在しており、この高調波成分のうち、第3n
次高調波は各相とも同相になる点,および、各相と大地
間に流れる電流は抵抗分および静電容量分がそれぞれ同
相となり抵抗分と静電容量分を分離できることを利用し
て電路の絶縁状態を監視するようにしたので、従来のよ
うな信号印加装置は不要となり、また、接地線に信号を
印加することがないので、接地線を電気技術基準の規定
に見合う電線をそのまま使用できるので絶縁監視装置が
安価に製作でき、且つ工事費も軽減される。更に、接地
抵抗には影響を与えることがないので、理想的な絶縁監
視が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の回路図。
【図2】本発明の説明のためのベクトル図。
【図3】従来の絶縁監視方式の説明図。
【符号の説明】
1…変圧器 2…接地線 3,13…電流検出部 4,5,14…電圧検出部 7…A/D変換装置 8…演算処理部 9…警報,表示部 10…電路 FB1〜FB8…バンドパスフィルタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一線接地電路の絶縁監視方式において、
    接地線に流れる電流と電路の電圧から電路に内在する第
    3n次(但し、nは整数)の高調波成分を検出し、これ
    ら検出した高調波電流および高調波電圧の位相関係から
    抵抗分の電流を求めてこの電流によって電路の絶縁状態
    を監視するようにしたことを特徴とする低圧電路におけ
    る絶縁監視方式。
JP4105059A 1992-04-24 1992-04-24 低圧電路における絶縁監視方式 Expired - Fee Related JPH0692995B2 (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007121028A (ja) * 2005-10-26 2007-05-17 Hitachi Building Systems Co Ltd 絶縁抵抗診断装置
US7353123B2 (en) 2001-10-04 2008-04-01 Hitachi, Ltd. Leakage current or resistance measurement method, and monitoring apparatus and monitoring system of the same
JP2011058826A (ja) * 2009-09-07 2011-03-24 Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd 地絡電流検出方法及び検出装置
KR101037729B1 (ko) * 2006-08-16 2011-05-27 (주)오성메가파워 전선로의 자동절연검출시스템
JP2013130440A (ja) * 2011-12-21 2013-07-04 Mitsubishi Electric Corp 絶縁劣化診断装置

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