JPH0646206B2

JPH0646206B2 - 一点接地系システムの地絡、短絡監視方式

Info

Publication number: JPH0646206B2
Application number: JP15282185A
Authority: JP
Inventors: 隆一嶋田; まさき恒岡; 孝典角田
Original assignee: Nissin Electric Co Ltd
Current assignee: Nissin Electric Co Ltd
Priority date: 1985-07-10
Filing date: 1985-07-10
Publication date: 1994-06-15
Anticipated expiration: 2009-06-15
Also published as: JPS6212878A

Description

【発明の詳細な説明】＜技術分野＞この発明は一点接地系システムの地絡、短絡監視方式に
関し、さらに詳細にいえば、複数の分岐を有する一点接
地系システムの各分岐に地絡、短絡が発生しているか否
かを検出することができ、しかも検出機能が正常である
か否かをも検出することができる新規な地絡、短絡監視
方式に関する。

＜従来技術＞従来から、一般に大電力を使用する試験システム等にお
いては、システムの保全、制御系の誤動作防止等の観点
から、一点で接地する一点接地システムが採用されてい
る。そして、一点接地システムに地絡、短絡が発生して
いるか否かを常時監視するために、例えば、接地電流を
検出し、検出した電流値が正常値からずれたことを検出
して、地絡、短絡が発生したことを報知するようにして
いる。

上記大電力を使用する試験システム等においては、地
絡、短絡が発生した状態でシステムを稼働させると、地
絡、短絡が発生している機器に対して大電流が流れ、上
記機器を破損するのみならず、接地ケーブルにも大電流
が流れることにより、接地ケーブルのインダクタンス成
分に基いて他の機器の電位が急激に増加し、他の機器を
破損し、或は誤動作させる等の不都合が発生する。

このような問題点に対しては、上記のような検出方法を
採用しても、何ら本質的な解決とはなり得ず、システム
を稼働させる以前に、地絡、短絡の発生を検出し、機器
を破損させることなく地絡、短絡を除去できる監視シス
テムの開発が切望されている。

そして、このような監視システムに対しては、地絡、短
絡発生の検出を正確に行なえる状態であるか否かの判別
を行ない得るようにすることも要求されている。

＜目的＞この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、
システムの非稼働状態において、地絡、短絡が発生して
いるか否かを確実に検出することができ、しかも上記検
出機能が正常か否かをも判別することができる一点接地
系システムの地絡、短絡監視方式を提供することを目的
としている。

＜構成＞上記の目的を達成するための、この発明の地絡、短絡監
視方式は、一点接地系よりなる接地網の、各分岐点から
隣合う分岐点に至る経路、各分岐点から解放端に至る経
路、および接地点に至る経路に、各１組の励磁用トラン
スと電流検出用トランスとを取付け、各経路に取付けた
励磁用トランスを順次励磁するとともに、励磁用トラン
スの励磁と同期させて、励磁用トランスに対になる電流
検出用トランスにより各経路のループ電流を検出し、ル
ープ電流に基いてループインピーダンスを算出すること
により、短絡、地絡が発生しているか否かを検出するも
のであり、ループ電流はループインピーダンスに逆比例
するのであるから、各分岐のループ電流を検出すること
により、何れの分岐が異常であるかを判別することがで
きる。そして、上記検出に先立って、励磁用トランスを
定電圧励磁し、電流検出用トランスの出力信号を検出し
て、トランス、配線等に短絡、断線が発生しているか否
かを判別するものであり、電流検出用トランスの出力信
号の状態を判別することにより短絡、断線が発生してい
るか否かを判別することができる。

但し、励磁用トランスの励磁については、接地系の容量
成分、インダクタンス成分に影響されにくい低周波の正
弦波により行なうことが好ましく、地絡、短絡が発生し
ているか否かを確実に検出することができる。

＜実施例＞以下、実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。

第４図は一点接地系の試験システムの概略図であり、電
力源(1)に対して機器(2)(3)(4)等を、電力ケーブル(12)
(13)(14)を介して接続し、各機器(2)(3)(4)等のケーシ
ング(22)(23)(24)および電力源(1)を、接地ケーブル(3
1)(32)(33)(30)を介して一点接地している。また、付属
機器(4a)(4b)(4c)等が機器(4)に対して接続されてお
り、これら付属機器(4a)(4b)(4c)のケーシング(24a)(24
b)(24c) も、接地ケーブル(33a)(33b)(33c) を介して上
記接地ケーブル(33)に接続されている。そして、上記機
器(3)のケーシング(23)と付属機器(4c)のケーシング(24
c) とが制御ケーブル(44c) を介して接続されている。
尚、上記電力源(1)には、図示しない制御機器からのス
タート信号が印加されており、間歇的に、外部からのス
タート信号が印加されることにより起動される。

第１図は一点接地系システムの地絡、短絡監視方式を実
施するための電気的構成を示す図であり、接地ケーブル
(30)(31)…(3n)の、各分岐点（ケーシングとの接続点、
接地点等をも含む概念として使用する。）同士の間(70)
(71)……(7n)に、各１組の励磁用トランス(CT10)(CT11)
……(CT1n)、および電流検出用トランス(CT20)(CT21)…
…(CT2n)を取付け、発信器(51)の出力信号を増幅器(52)
により増幅して、切替器(53)に印加し、増幅された信号
を、切替器(53)によって順次励磁用トランス(CT10)(CT1
1)……(CT1n)に印加するようにしている。そして、電流
検出用トランス(CT20)(CT21)……(CT2n)の出力信号を、
上記切替器(53)と同期して作動する切替器(61)に印加
し、切替器(61)の出力信号を増幅器(62)により所定レベ
ルまで増幅し、Ａ／Ｄ変換器(63)によりディジタル信号
に変換し、中央演算装置(CPU) に印加し、中央演算装置
(CPU) により表示装置(64)を駆動するようにしている。

第２図は地絡、短絡を監視する動作を示すフローチャー
トであり、ステップにおいて発信器(51)を作動させ、
ステップにおいて互に同期して作動する切替器(53)(6
1)によりチャネルを切替え、ステップにおいて選択さ
れた励磁用トランス(CT1n)に増幅された信号を印加する
ことにより、接地ケーブル(7n)を励磁し、ステップに
おいて電流検出用トランス(CT2n)からの信号を収集し、
ステップにおいて電流検出用トランス(CT2n)からの信
号を中央演算装置(CPU) に印加することにより、例えば
実効値を算出し、ステップにおいてループインピーダ
ンスに換算する。次いで、ステップにおいて、予め図
示しないメモリに記憶されている基準ループインピーダ
ンスと比較する。そして、基準ループインピーダンスよ
り小さければ、ステップにおいて表示装置(64)を駆動
することにより、接地ケーブル(7n)に地絡、或は短絡が
発生していることを示す警報を表示し、再びステップ
以下の判別、処理を行なう。一方、基準ループインピー
ダンス以上であれば、そのままステップ以下の判別、
処理を行なう。

要約すれば、接地ケーブル(70)から接地ケーブル(7n)ま
で、順次ループインピーダンスを算出し、基準ループイ
ンピーダンスより小さい接地ケーブルに対してのみ、地
絡、短絡が発生していることを表示することができる。

したがって、例えば、第４図に示すように、機器(2)の
内部で地絡が発生している場合（前回の試験の履歴で発
生し、或は人為的な作業ミスで発生する場合等が考えら
れる）には、接地ケーブル(70)(72)で形成されるループ
のインピーダンスが小さくなり、電流検出用トランス(C
T20)(CT22)の出力信号が大きくなるので、表示装置(64)
を駆動して、一点接地系の試験システムに地絡が発生し
ていることを表示することができ、地絡発生状態におい
て電力源(1)を起動させることに伴なう機器の破損を未
然に防止することができる。

また、第４図に示すように、機器(3)の接地ケーブル(3
2)に回路リターン電流を流すよう設計されている場合で
あって、この接地ケーブル(32)が付属機器(4c)と混触し
ている場合には、付属機器(4c)の接地ケーブル(33c) に
思わぬ大電流が流れ、その結果、接地ケーブル(33c) の
インダクタンス成分により付属機器(4c)の電位が大幅に
はね上がり、制御装置を破損し、或は誤動作させること
が考えられるが、接地ケーブル(74)75)(77)(78)で形成
されるループのインピーダンスが小さくなり、電流検出
用トランス(CT24)(CT25)(CT27)(CT28)の出力信号が大き
くなるので、表示装置(64)を駆動して、一点接地系の試
験システムに短絡が発生していることを表示することが
でき、この場合にも、短絡発生状態において電力源(1)
を起動させることに伴なう機器の破損を未然に防止する
ことができる。

第３図は地絡、短絡監視のための電流検出用トランス、
およびその配線が正常か否かを判別するための電気的構
成を示す図であり、電力増幅器(81)から、抵抗(82)を介
して電流検出用トランス(CT)に定電圧を印加し、抵抗(8
2)の両端の電圧を全波整流回路(83)に印加し、平滑回路
(84)により平滑化した後、平滑化信号を２個の比較器(8
5)(86)の比較端子に印加している。そして、各比較器(8
5)(86)の基準端子にはそれぞれ互に異なる基準信号が印
加されており、各比較器(85)(86)の出力信号をそれぞれ
フリップフロップ(87)(88)に印加している。尚、上記フ
リップフロップ(87)(88)には、１回の動作毎にフリップ
フロップ(87)(88)をリセットするためのリセット信号が
印加されている。

以上の構成であれば、抵抗(82)の両端の電位差は、トラ
ンスの一次電流を測定していることになり、配線が途中
で短絡している場合が最も大きく、配線、或は電流検出
用トランスが断線している場合が最も小さく、正常時に
は両者の中間値となる。そして、平滑化信号も上記電位
差に比例するのであるから、基準信号を適宜設定するこ
とにより、正常時には、フリップフロップ(87)の出力信
号が“１”レベル、フリップフロップ(88)の出力信号が
“０”レベルとなり、短絡時には、フリップフロップ(8
7)(88)の出力信号が共に“１”レベルとなり、断線時に
は、フリップフロップ(87)(88)の出力信号が共に“０”
レベルとなるようにすることができ、上記フリッフプロ
ップ(87)(88)の出力信号レベルを検出することにより、
電流検出用トランスが正常に作動する状態であるか否か
を判別することができる。

上記は、試験システムに適用した場合についてのみ説明
したが、試験システム以外のシステムであってもよく、
要は一点接地系システムであれば、同様に適用すること
が可能である。また、電流検出用トランスが正常に動作
する状態であるか否かを判別する場合についてのみ説明
したが、励磁用トランスについても同様に適用すること
が可能である。

＜効果＞以上のようにこの発明は、電力源を起動させていない状
態において、接地ケーブルの分岐点同士の間におけるイ
ンピーダンスを算出し、このインピーダンスによって地
絡、短絡を検出するようにしているので、地絡、短絡が
発生している状態で電力源を起動させ、機器の破損、制
御装置の破損、誤動作等の不都合を確実に防止すること
ができ、しかも上記地絡、短絡の検出に先立ってトラン
ス、配線等に異常がなく、上記の検出を確実に行ない得
るか否かを判別するようにしているので、上記検出の信
頼性を高めることができるという特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は一点接地系システムの地絡、短絡監視方式を実
施するための電気的構成を示す図、第２図は地絡、短絡を監視する動作を示すフローチャー
ト、第３図は地絡、短絡監視のための電流検出用トランス、
およびその配線が正常か否かを判別するための電気的構
成を示す図、第４図は一点接地系の試験システムの概略図。 (1)……電力源、(2)(3)(4)……機器、 (4a)(4b)(4c)……付属機器、 (30)(31)…(3n)(70)(71)…(7n)……接地ケーブル、 (CT10)(CT11)…(CT1n)……励磁用トランス、 (CT20)(CT21)…(CT2n)……電流検出用トランス、 (53)(61)……切替器、(CPU) ……中央演算装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一点接地系よりなる接地網の、各分岐点か
ら隣合う分岐点に至る経路、各分岐点から下方端に至る
経路、および接地点に至る経路に、各１組の励磁用トラ
ンスと電流検出用トランスとを取付け、各経路に取付け
た励磁用トランスを順次励磁するとともに、励磁用トラ
ンスの励磁と同期させて、励磁用トランスと対になる電
流検出用トランスにより各経路のループ電流を検出し、
ループ電流に基いてループインピーダンスを算出するこ
とにより、短絡、地絡が発生しているか否かを検出し、
上記検出に先立って、トランスを定電圧励磁し、トラン
スの出力信号を検出して、トランス、配線等に短絡、断
線が発生しているか否かを判別することを特徴とする一
点接地系システムの地絡、短絡監視方式。
【請求項２】励磁用トランスの励磁を、接地系の容量成
分、インダクタンス成分に影響されにくい低周波の正弦
波により行なうものである上記特許請求の範囲第１項記
載の一点接地系システムの地絡、短絡監視方式。