JPH0727799A - 絶縁監視装置の信号伝達方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低圧電路における絶縁劣化等の信号を、低圧
電路を用いて通報器に向けて送信する際に、１つの周波
数の搬送波を用いて複数種類の信号を伝達するととも
に、ノイズによる障害を防止できるようにする。 【構成】 高圧電路１から変圧器２を介して接続される
自家用受電設備の低圧電路３に対して検出零相変流器６
を配置し、検出器１０に零相電流等の情報を入力する。
前記検出器１０においては、低圧電路絶縁検出回路１１
で検出した信号をＣＰＵ１３で判断し、ゲート回路１４
を介してデジタル信号等として注入変成器７に向けて出
力し、低圧電路３を通して通報器２０に伝達する。前記
通報器２０においては、検出器から伝達されるデジタル
信号等を、処理回路を用いて不要な信号を除去して判断
し、ディスプレイ２７に表示することや、電話回線を用
いて監視センターに連絡する等の動作を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自家用受電装置等にお
いて、低圧電路での零相電流または、絶縁状態検知用の
重畳信号により得られた、絶縁劣化等の情報を低圧電路
を介して通報器に伝達する方式に関し、特に、絶縁劣化
の状態を、正常、注意、警戒の３種類の信号として通報
器に伝達する際に、１つの周波数の搬送波を用いて、搬
送波の断続、または搬送波の強弱のパターン化した信号
を用いて伝達するように構成した絶縁監視装置の信号伝
達方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】自家用受電設備においては、図４に示さ
れるように、高圧電路１に対して変圧器２を介して低圧
電路３を配置し、前記低圧電路３を介して負荷装置に給
電するようにしている。前記低圧電路３に対しては、第
２種接地線５を介して検出零相変流器６等の零相変流器
等を配置して、低圧電路の送電系統に絶縁劣化等が生じ
た場合に、零相変流器に接続する検出器１０ａにより検
知する手段を配置している。そして、前記検出器１０ａ
により検知された絶縁状態の検知信号を注入変成器７を
用いて低圧電路に伝達し、低圧電路に接続する通報器２
０ａを用いて、低圧電路の任意の位置で検出器からの信
号を受信できるようにしている。また、前記通報器２０
ａには、電話回線等を介して監視センターに向けて信号
を出力する手段を設け、多数の自家用受電設備における
絶縁劣化等の状態を、遠隔地に配置した監視センターで
常時監視することができるようにしている。

【０００３】前述したように、低圧電路における絶縁劣
化等を検出器により検知し、通報器において低圧電路を
伝送路として用い、信号を受信する機構を構成する場合
には、検出器から注入変成器７を介して送り出す信号
は、商用電源周波数及び高調波周波数に一致しない連続
交流信号を誘起させている。前記注入変成器から送り出
す信号は、検出器で検出したそれぞれの絶縁警報の種類
に対して異なる周波数の交流信号を用いるもので、例え
ば、正常の場合には１４７７Ｈｚ、注意の場合には１３
３６Ｈｚ、警戒の場合には１２０９Ｈｚに設定してい
る。また、前述したような特定の周波数を各信号の種類
に対応させて設定する場合に、他の周波数をそれぞれの
信号に対応させて使用し、通報器２０ａでは、検出器か
らの送信信号を受信復調して、警報音、警報表示灯等に
より表示する。さらに、通報器で受信した信号を必要に
応じて、データ送出回路の端末２９から電話回線を通じ
て、監視センター等に向けて自動的に警報信号を出力さ
せる機能を持っている。

【０００４】前記図４に示される装置においては、検出
器により注入変成器を用いて第２種接地線に誘起された
交流電圧は、低圧電路により伝送され、通報器により対
地間交流電圧として検出される。また、検出器の内部で
は、警報の種類に応じた数のバンドパスフィルターを配
置（３種の情報を伝達する場合は３つ）し、検出器によ
り誘起された各周波数をそれぞれ中心とした成分のレベ
ルを検出し、その値が一定のレベルを越えた時、該当す
る警報信号を受信したと判断する。したがって、通報器
では、伝送する情報の数に応じて、個々の周波数を割り
当てるように、バンドパスフィルターを設ける必要があ
るので、通報器の信号処理回路には、例えば、３種類の
周波数の信号を用いる場合に、３組の信号処理回路を各
々配置している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、自家用受電
設備等においては、半導体を組み込んだ事務機器等を多
く使用することにより、前記事務機器等から低圧電路に
向けてノイズが出力され、絶縁監視装置で使用している
警報の周波数に近い周波数のノイズ及び伝送帯域内のノ
イズが増加する傾向がある。また、絶縁監視装置におい
て、各警報毎に周波数を割り当てたバンドパスフィルタ
ーを使用するための通報器において、受信周波数帯域が
広くなり、前記受信周波数帯域内のノイズ成分により、
検出器が絶縁正常状態の周波数を出力しているにもかか
わらず、通報器が絶縁異常を受信したと判断する場合が
発生し、誤報を出力するという問題がある。さらに、通
報器通過周波数帯域内および通過帯域の付近のノイズ成
分の影響により、搬送波が正常に受信不可能な状態、い
わゆる搬送波異常が発生するという問題もある。

【０００６】前述したような問題に加えて、従来の絶縁
監視装置のように、伝送する情報毎に周波数を割り当て
る方式を用いる場合には、伝達する情報の種類を増加さ
せようとすると、さらに、受信周波数帯域を広げること
が必要となる。また、受信用に配置する通報器におい
て、受信周波数が複数ある場合に、受信周波数の数だけ
バンドパスフィルターを配置することが必要であり、通
報器の受信部出力は、複数のバンドパスフィルターの和
となるために、受信部の受信周波数特性は受信周波数の
数が増加することにしたがって、受信周波数帯域が広が
り、ノイズに対して弱くなり、受信障害を受けやすくな
るという問題がある。そして、受信周波数帯域を広げる
場合には、誤報、搬送波異常等が多発する恐れがあるた
めに、多種の情報を伝達する手段を構成することが困難
になる。したがって、前述したような絶縁監視装置にお
いて、正常、注意、警戒等のような３種類の信号に加え
て、他の情報を別の周波数を用いて伝達するような装置
を構成しようとしても、低圧電路に流れるノイズの周波
数によって、搬送波が正常に受信不可能な状態が発生し
やすいという問題がある。

【０００７】

【発明の目的】本発明は、前述したような低圧電路を用
いて低周波の信号の伝達を行う方式において、低周波の
ノイズによる障害を解消するもので、１つの周波数の搬
送波を用いて、搬送波の断続、または搬送波の強弱のパ
ターン化した信号を用いて伝達する装置を構成し、低周
波のノイズ成分により伝送する信号に影響が生じないよ
うな信号伝達手段を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、自家用受電設
備等の低圧電路に対して、第２種接地線を介して検出零
相変流器を配置し、前記検出零相変流器に検出器を接続
して零相電流または、絶縁状態検知用の重畳信号の検知
を行い、前記検出器の信号を第２種接地線に設けた注入
変成器により低圧電路に注入し、通報器に向けて信号を
伝達する絶縁監視装置に関する。本発明においては、前
記検出器には、検出零相変流器により得られた零相電流
または、絶縁状態検知用の重畳信号により、得られた電
路の絶縁状態の情報を、１つの周波数の搬送波を断続、
または搬送波の強弱のパターン化した信号で出力する手
段を配置し、注入変成器を介して低圧電路に送り出す手
段を設け、前記通報器には検出器の信号から伝達される
１つの周波数の搬送波の断続、または搬送波の強弱のパ
ターン化した信号による絶縁警報の種類の判断を行う手
段を配置するとともに、前記絶縁警報の種類に応じて外
部装置に向けて警報の発信を行う手段を構成している。

【０００９】

【作用】本発明の絶縁監視装置の信号伝達方式において
は、例えば、絶縁監視装置の信号伝達機構を構成した場
合に、１つの周波数帯域を用いて、信号の種類に応じて
搬送波の断続等のパターンを設定することにより、その
周波数帯域内で近接周波数のノイズが入り込んだ場合で
も、ノイズと正常な信号波との区別を容易に行うことが
できるので、誤報や搬送波異常等が生じることを防止す
ることが可能になる。また、本発明においては、絶縁監
視装置を構成する検出器と通報器のそれぞれに対して、
１つの周波数帯域に対応する信号発振回路と、受信回路
とを設けるのみで良いのであるから、送受信装置の構成
を簡素化することが可能になる。さらに、本発明は、基
本的に単一周波数を用いた情報伝達方式を用いるもので
あり、占有周波数帯域が狭いことにより、ある周波数帯
域で伝送上の障害が生じた場合に、容易に他の周波数に
搬送波周波数を切り換えることができるので、ノイズに
対する対応を容易に行うことができる。

【００１０】

【実施例】図示される例にしたがって、本発明の絶縁監
視装置の信号伝達方式を説明する。図１に示される回路
図において、検出器１０と通報器２０とは、前記図４の
従来例に示された絶縁監視装置の場合と同様に、自家用
受電設備の低圧電路３に対して、第２種接地線５を介し
て検出零相変流器６と注入変成器７とを配置している。
そして、前記検出零相変流器６により得られる零相電流
の変化を、検出器１０により検知して、その検知情報を
低圧電路３の給電経路を用いて通報器２０に伝達する機
構を構成している。前記検出器１０は、低圧電路の絶縁
状態の計測、および低圧電路の絶縁情報と外部入力回路
を介して入力される情報を、搬送波により通報器に通報
する作用を行うもので、検出器は一定周波数の信号を注
入変成器７から電路に注入し、信号の搬送波を形成す
る。また、前記検出器から発信される情報は、検出器で
の絶縁検出情報、および外部入力端子からの情報等を、
搬送波の断続、または強弱に変化させ、警報の種類や情
報の種類等に応じて、符号化することにより行う。

【００１１】前記検出器１０においては、検出零相変流
器６で得られた信号を低圧電路絶縁検出回路１１を介し
て入力する手段と、検出器の外部に配置した温度センサ
等からの情報を入力する外部入力回路１２を配置してい
る。そして、前記低圧電路絶縁検出回路１１と外部入力
回路１２の信号を、演算手段としてのＣＰＵ１３に入力
し、ＣＰＵのメモリ等に設定している制御情報と比較し
て、正常、注意、警戒等の信号を出力してゲート回路１
４に伝達する。前記ゲート回路１４では、発振回路１５
からの信号をＣＰＵによりコントロールし、搬送波の断
絶または強弱に変化させ、増幅器１６に向けて出力し、
注入変成器７を用いて低圧電路３に向けて検知信号を注
入する。

【００１２】前記検出器１０から注入変成器７を介して
出力される零相電流の状態の信号は、低圧電路３に接続
される通報器２０により検知され、信号の処理を行って
警報信号等をディスプレイに表示したり、電話回線を通
じて監視センターに連絡する等の作用を行わせる。前記
通報器２０は、検出器からの情報を受信復調し、前述し
たような信号の出力の作用を行うもので、通報器におい
ては、バンドパスフィルター等により検出器からの搬送
波を受信する。そして、搬送波の断続状態、または強弱
の状態等の信号にもとづいて、検出器からの送信信号を
判別し、通報等の所定の作用を行うことができる。

【００１３】本発明の通報器２０においては、低圧電路
を介して伝達される信号を入力回路２１を介して受信
し、増幅器２２により増幅された信号を、フィルター２
３、整流回路２４を通してコンパレータ２５に伝達し、
ＣＰＵ２６により信号の判別を行う。そして、前記ＣＰ
Ｕ２６により判別された信号の種類に応じて、ディスプ
レイ２７に対して表示灯を点灯することや、警告音を出
力する等の手段により、警告表示を行うようにする。さ
らに、監視センターに通報する必要があると判断された
場合には、ＣＰＵからの信号により、データ送出回路２
８を作動させ、外部出力端子２９から電話回線等を用い
て信号を伝達する動作を行うようにする。また、本発明
の装置においては、検出器１０に配置するゲート回路１
４は、従来の検出器では用いてない回路であり、送信信
号を１つの周波数の搬送波を用いて、搬送波の断続、ま
たは搬送波の強弱のパターン化した信号を用いて伝達す
るために、それ等の信号の種類に対応させる制御信号を
出力させる。

【００１４】前述したように構成した本発明の装置にお
いて、検出器１０を構成する各部材は、次のような動作
を行うものとされる。低圧電路絶縁検出回路１１は検出
零相変流器６からの信号により、低圧電路３の絶縁状態
を検出するもので、一般の零相変流器に付属させて配置
する検出回路と同様な作用を行うものとして構成する。
また、ＣＰＵ１３では、外部入力回路１２および低圧電
路の絶縁状態についての情報を、例えば、３種類の信号
として出力する場合には、その情報の種類に応じて長短
信号パターンまたはクロック信号パターン等に変換し、
ゲート回路１４に向けて発信する。発振回路１５では、
商用周波数および商用周波数の高調波に一致しない周波
数を発信するもので、必要に応じて、発信周波数を任意
に切り換えることができるものとして構成する。ゲート
回路１４においては、発振回路１５からの信号を、ＣＰ
Ｕ１３のコントロールにより情報に応じたパターンに断
続する。また、出力される信号として強弱信号を用いる
場合には、ゲート回路１４を可変増幅度増幅器とし、Ｃ
ＰＵからの制御により発振回路１５からの信号を振幅制
御する。さらに、増幅器１６においては、ゲート回路１
４からの出力信号を増幅し、注入変成器７に向けて出力
し、第２種接地線５を介して所定のパターンの信号を低
圧電路３に向けて出力させる。

【００１５】前記検出器１０から出力される絶縁状態の
検知信号を受信するために、低圧電路に接続される通報
器２０は、次のような特性を有する回路部材により構成
される。前記通報器２０の入力回路２１は、低圧電路と
大地間に誘起された検出器からの搬送波を検出する。こ
の回路においては、低圧電路が２点接地とならないよう
に、低容量のコンデンサ等により信号を取り込むように
する。また、増幅器２２は入力回路で取り込んだ搬送波
を、その後の処理に対応させて必要な大きさまで増幅
し、フィルター２３に向けて出力する。前記フィルター
２３は電路から入力された多数な周波数成分の中から、
検出器の発信周波数のみを通過させるもので、バンドパ
スフィルター等から構成され、その受信周波数は必要に
応じて切り換え可能に構成する。

【００１６】前記フィルター２３に続いて配置する整流
回路２４では、フィルターから出力された交流信号を整
流し、直流信号としてコンパレータ２５に伝達する。コ
ンパレータ２５においては、整流回路２４から出力され
た直流信号の波高値と、基準となる直流電圧とを比較
し、搬送波の有無を検出する。また、送信信号が強弱信
号の場合には、電圧レベルの検知を行うようにする。な
お、コンパレータにおいて用いられる信号は、検出器の
ＣＰＵから送出された信号と同様な信号パターンを示
す。ＣＰＵ２６においては、前記コンパレータから出力
された信号パターンから、検出器で送信した信号を判別
するもので、必要に応じて、誤り制御を行うことができ
る。前記ＣＰＵ２６に接続されるディスプレイ２７で
は、ＣＰＵからの出力信号により、表示灯を点灯した
り、警報音を出力して警報の表示を行う。さらに、前記
ＣＰＵから出力される信号をデータ送出回路２８を通
し、外部出力端子２９から電話回線等を通じて監視セン
ター等へデータを自動的に送出する。

【００１７】前述したような検出器１０と通報器２０と
を配置した本発明の装置において、検出器から出力して
低圧電路を通じて通報器に伝達する信号は、前述したよ
うに、１つの周波数の搬送波を用いて、搬送波の断続、
または搬送波の強弱のパターン化した信号を用いて伝達
するようにしている。そして、低周波のノイズ成分によ
り、伝送する信号に影響が生じないような信号伝達手段
を構成することにより、低圧電路を通して伝達する信号
に誤報等が入り込まないようにしている。そこで、本発
明の絶縁監視装置の信号伝達方式においては、例えば、
図２のグラフに示されるように、正常信号Ｘ、注意信号
Ｙ、および、警戒信号Ｚのそれぞれについて、パルス状
の強弱の長短信号２つを組み合わせ、その信号の組み合
わせにより情報を伝達することができる。前記図２のグ
ラフに示されるように、信号を伝送する際には、最初に
先行信号を出力して、先の信号をリセットし、その後で
必要な情報の信号を伝達する。

【００１８】また、本発明においては、図３のグラフに
示すように、搬送波の断続または、強弱をクロック信号
（デジタル信号）として形成し、それ等の組み合わせに
より情報を伝達させるようにする。前記図３に示される
例では、正常信号Ｘ、注意信号Ｙ、および警戒信号Ｚ
を、強弱の信号の組み合わせで設定し、各信号を出力す
る際に、最初に同期信号を所定の時間だけ出力し、その
後で、前記３種類の信号のうちの１つの波形を出力させ
るようにする。また、１つの信号を伝達している間に、
適当なタイミングで同期信号を間に入れて、通報器での
受信の確認を行い得るようにする。前述したようにし
て、デジタル信号の波形の組み合わせを変化させること
により、信号の種類を設定する手段を用いる場合には、
前記３種類の信号の他に、他の任意の信号を１つの搬送
波を用いて送信することができる。さらに、本発明の検
出器と通報器を用いて信号の伝達を行う場合に、前記搬
送波の断続、強弱を組み合わせることの他に、デューテ
ィ比の異なる方形波状の信号形態を用いることによって
も、信号の伝達を行うことができ、また、任意のデジタ
ル信号を用いることもできる。

【００１９】前記図２または図３に示されるように、任
意の波形のデジタル信号を用いて、検出器から通報器に
向けて信号を伝達する手段を用いる場合に、例えば、外
部信号入力端子１７を介して外部入力回路１２に入力さ
れる温度センサ等の情報を、そのままデジタル信号に変
換して、通報器に向けて送信することができる。そし
て、通報器の外部出力端子２９から監視センターに向け
て、その測定装置のおかれている場所の温度の警報情報
を伝達することもできる。また、本発明の装置に設ける
検出器においては、一定の周波数の搬送波をパターン化
し、断続または強弱の信号として注入変成器から低圧電
路に向けて注入することと、通報器においては、１つの
周波数のみを受信し、搬送波のパターンにより信号を読
み取る手段を構成している。

【００２０】前述したように、検出器と通報器とを組み
合わせてデジタル信号を用いた信号伝達装置では、絶縁
監視装置に必要とされる信号を伝達するのみでなく、信
号の伝達を行うことのできる各種の情報を、低圧電路を
用いて伝達する手段として用いることができる。そし
て、従来の信号伝達方式では、例えば、３つの周波数帯
域を使用して、それぞれの信号を伝達していたものが、
本発明においては１つの周波数のみで良くなり、鋭い周
波数選択特性を持った受信部を容易に製造することがで
きる。したがって、低圧電路に入力される他の機器から
のノイズが、信号に使用する近接周波数帯に入り込んだ
場合でも、そのノイズを排除する能力を向上させること
ができる。また、本発明の方式では、信号伝達のために
使用する周波数帯域が狭いので、ある周波数帯域で、搬
送波の伝送上で障害が生じた場合に、容易に他の周波数
に、搬送波周波数を切り換えることにより、誤報等が発
生することを防止することができる。さらに、本発明の
装置では、デジタル方式の信号伝達を行うために、原則
的に伝送誤りが少ないものであるが、さらに高品位の伝
送が要求される場合は、様々の誤りの制御が可能にな
る。その他に、低圧電路を通じて絶縁監視装置の信号伝
達を行う他に、将来開発されると予想される種々のセン
サ等の信号を、電気室に設けた検出器から入力して通報
器に向けて伝送することが可能になり、通報器までの信
号伝達用の配線を省略することを可能にする。

【００２１】

【発明の効果】本発明の絶縁監視装置の信号伝達方式
は、前述したように、低圧電路を用いて信号を伝達する
際に、デジタル信号を用いて１つの周波数により多数の
信号を容易に伝達することができる。そして、絶縁監視
装置の信号伝達機構を構成した場合に、１つの周波数を
用いて、信号の種類に応じて搬送波の断続等のパターン
を設定することにより、その周波数帯域内で近接周波数
のノイズが入り込んだ場合でも、ノイズと正常な信号波
との区別を容易に行うことができるので、誤報や搬送波
異常等が生じることを防止することが可能になる。ま
た、本発明においては、絶縁監視装置を構成する検出器
と通報器のそれぞれに対して、１つの周波数帯域に対応
する信号発振回路と、受信回路とを設けるのみで良いの
であるから、送受信装置の構成を簡素化することが可能
になる。さらに、本発明は、基本的に単一周波数を用い
た情報伝達方式を用いるものであり、占有周波数帯域が
狭いことにより、ある周波数帯域で伝送上の障害が生じ
た場合に、容易に他の周波数に搬送波周波数を切り換え
ることができるので、ノイズに対する対応を容易に行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の装置の構成を示す回路図である。

【図２】 本発明における信号の種類を示すグラフであ
る。

【図３】 本発明における別の信号の種類を示すグラフ
である。

【図４】 一般的な絶縁監視装置の信号伝送装置の構成
の説明図である。

【符号の説明】

１ 高圧電路、 ２ 変圧器、 ５ 第２種接地
線、６ 検出零相変流器、 ７ 注入変成器、 １
０ 検出器、１１ 低圧電路絶縁検出回路、 １３
ＣＰＵ、 １４ ゲート回路、１５ 発振回
路、 ２０ 通報器、 ２３ フィルター、２５
コンパレータ、 ２６ ＣＰＵ、 ２７ ディス
プレイ、２８ データ送出回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自家用受電設備等の低圧電路に対して、
   第２種接地線を介して零相変流器を配置し、 前記零相変流器に検出器を接続して零相電流の検知また
   は、低圧電路の絶縁状態検知用の重畳信号の検知を行
   い、前記検出器の信号を第２種接地線に設けた注入変成
   器により低圧電路に注入し、通報器に向けて信号を伝達
   する絶縁監視装置において、 前記検出器には検出零相変流器により得られた零相電流
   または、絶縁状態検知用の重畳信号により、得られた電
   路の絶縁状態の情報を、１つの周波数の搬送波を断続、
   または搬送波の強弱のパターン化した信号で出力する手
   段を配置し、注入変成器を介して低圧電路に送り出す手
   段を設け、 前記通報器には検出器の信号から伝達される１つの周波
   数の搬送波の断続、または搬送波の強弱のパターン化し
   た信号による絶縁警報の種類の判断を行う手段を配置す
   るとともに、 前記絶縁警報の種類に応じて外部装置に向けて警報の発
   信を行う手段を設けたことを特徴とする絶縁監視装置の
   信号伝達方式。