JPS61182583A - 一点接地系システムの異常監視方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 この発明は一点接地系システムの異常監視方式に関し、
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
出することができる新規な異常監視方式に関する。

〈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、強大
な磁場を発生さＶる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
を稼動させる以前に、地絡、短絡の発生箇所を検出し、
ｇｌ器の破損等を生じさせる前に地絡、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。また、このよ
うな監視システムにおいては、稼働状態において流れる
大電流、稼働状態において発生する強大な磁場により監
視システムが破損される虞れがあるので、この点にも充
分な配慮が施された監視システムの開発が切望されてい
る。

く目的〉 この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、
システムの非稼動状態において、地絡、短絡等の異常が
発生しているか否かを確実に検出することができ、しか
もシステム稼働時に何ら破損される虞れのない一点接地
系システムの異常監視方式を提供することを目的として
いる。

く構成〉 上記の目的を達成するための、この発明の異常監視方式
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、トランスを取付け、一部のト
ランスを励磁用トランスとするとともに、残余のトラン
スを電流検出用トランスとし、電流検出用トランスの検
出信号に基いて、短絡、地絡等の異常状態が発生してい
るか否かを検出し、次いで上記トランスと監視装置本体
部との接続を遮断し、さらに次回の監視動　−作遂行前
にトランスを消磁するものであり、システム非稼働状態
において異常状態発生の有無を検出し、システム稼働状
態においてトランスと監視装置本体との接続を遮断して
、監視装置本体の破損を防止することができるとともに
、異常状態の発生の有無を検出することができる。

但し、異常状態発生の有無検出については、各経路に励
磁用トランス、および電流検出用トランスを取付け、電
流検出用トランスからの検出信号に基いてループインピ
ーダンスを算出することによって行なってもよく、この
場合には、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い。また、接地点に
至る経路にのみ電流検出用トランスを取付け、残余の経
路に励磁用トランスを取付け、励磁用トランスを互に周
波数の異なる信号で励磁し、電流検出用トランスによる
検出電流をスペクトル解析することにより異常状態発生
の有無を検出するようにしてもよい。

〈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３図は一点接地系の試験システムの一実施例を示す概
略図であり、電力源（１）に対して機器（２）　（３）
（４）等を、電カケープル（１２）（１３０１４）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（３１）（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ａ機器（４ａ）（４ｂ）（４ｃ）のケーシング（２
４ａ）（２４ｂ）（２４ｃ）も、接地ケーブル（３３ａ
）（３３ｂ）（３３ｃ）を介して上記接地ケーブル（３
３）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（２４Ｃ）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異常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）
・・・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）−・−・−（ＣＴｌｎ）、およ
び電流検出用トランス（ＣＴ２０）（ＣＴ２１）−・−
（ＣＴ２ｎ）を取付け、励磁用発信器（５１）および消
磁用発信器（５４）の出力信号を、スイッチ（５５）に
より選択的に増幅器（５２）に印加し、増幅して、切替
器（５３）に印加し、増幅された信号を、切替器（５３
）により、スイッチ（８０）（８１）・・・・・・（８
ｎ）を介して順次励磁用トランス（ＣＴ１０）（ＣＴ１
１）・・・・・・（ＣＴｌｎ）に印加するように構成し
ている。

そして、電流検出用トランス（ＣＴ２０）（ＣＴ２１　
）・・・・・・（ＣＴ２ｎ）の出力信号を、スイッチ（
９０）（９１）・・・・・−（９ｎ）を介して、上記切
替器（５３）と同期して作動する双方向タイプの切替器
（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。そして、切替
器（６１）と増幅器（６２）との間にスイッチ（６５）
を取付けることにより、電流検出用トランス（ＣＴ２０
）（ＣＴ２１）−・−−−−（ＣＴ２ｎ）にも消磁用発
信器（５４）の出力信号を印加可能とし、上記各スイン
　グー（８０）（８１）・・・・・・　（８ｎ）（９０
）（９１）・・・・・・（９ｎ）（５５０６５）を中央
演算装置（ｃｐｕ）により切替作動させるようにしてい
る。また、被計測システム（Ｓ）　（試験システム）か
らの稼働状態指示信号を中央演算装置（ｃｐｕ）に印加
している。

第２図は異常状態を監視する動作を示すフローヂャート
であり、ステップ■において励磁用発信器（５１）を作
動させ、ステップ■においてスイッチ（８０１（８１）
・・・・・・（８ｎ）（９Ｇ）（９１）・・・・・・（
９ｎ）（５５）（６５）を検出動作側に切替え、ステッ
プ■において互に同期して作動する切替器（５３）　（
６１）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（ＣＴｌｎ）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
ップの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Ｅｔ（Ｇ４）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、ステップ■において被計
測システムが稼動しているか否かを判別する。そして、
稼働していなければ、そのままステップ■以下の判別、
処理を行なうが、稼働していれば、ステップ■において
スイッチ（８０）（８１）・・・・・・（８ｎ）（９０
）（９１）・・・・・・（９ｎ）（５５）（＋３５）を
検出動作側と逆になるように切替え、ステップ■におい
て被計測システム（Ｓ）が非稼働状態になるまで待ち、
ステップ＠においてスイッチ（８０）（８１）・・・・
・・（８ｎ）（９０）（９１）・・・・・・（９ｎ）の
みを検出動作側に切替え、ステップ■において消磁側発
信器（５４）を作動させて、励磁用トランス（ＣＴ１０
）（ＣＴＩＩ）・・・・・・（ＣＴｌｎ）、および電流
検出用トランス（ＣＴ２０）　（ＣＴ２１）・・・・・
・（ＣＴ２ｎ）を消磁し、その後、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［株］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３図に示すように、機器（■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（７２）（７０）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（ＣＴ２２）（ＣＴ２０）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）を起動さける
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３図に示すように、機器（３）の接地ケーブル
（３２）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ＷＡＩｌ
ｌ器（４Ｃ）と混触している場合には、付Ｒ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（７４Ｈ７５）（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、表示袋＠　（
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。

そして、上記検出動作は、被計測システムが非稼働の期
間にのみ行ない、被計測システムが稼働している期間は
、励磁用トランス、電流検出用トランスと切替器との接
続を遮断し、次いで、次回の検出動作を行なう前に励磁
用トランス、および電流検出用トランスを消磁させるよ
うにしているので、被計測システム稼働状態における大
電流、強大な磁場による破損を確実に防止することがで
きる。

第４図は伯の実施例の電気的構成を示す図であり、接地
ケーブル（３１）（３２）・・・（３ｎ）の、各分岐点
（ケーシングとの接続点も含む概念として使用する。）
同士の間（７１）（７２）・・・・・・（７ｎ）に、各
１個の励磁用トランス（ＣＴ１１）（ＣＴ１２）−・−
・−（ＣＴｌｎ）を取付ｃノるとともに、接地点に至る
経路（７０）に、Ｎ流検出用のトランス（ＣＴ２０）を
取付け、励磁用発信器（５１１）（５１２）・・・・・
・（５１ｎ）の、互に周波数の異なる出力信号ｆ　１．
　ｆ　２．−・−・・−ｆ　ｎを増幅器（５２１）（５
２２）・−・−（５２ｎ）により増幅し、スイッチ（８
１０８２）・・・・・・（８ｎ）を介して、それぞれ励
磁用トランス（ＣＴ１１）（ＣＴ１２）・・・・・・（
ＣＴｌｎ）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）の出力信号を、スイッチ（８０
）を介して増幅器（６２）に印加し、増幅器（６２）に
より所定レベルにまで増幅し、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（６
４）を駆動するようにしている。そして、励磁用発信器
（５１１）（５１２）・・・・・・（５１ｎ）と増幅器
（５２１）（５２２）・・・・・・（５２ｎ）との間に
スイッチ（５５１）（５５２）・・・・・・（５５ｎ）
を接続することにより、励磁用発信器（５１１）（５１
２）・・・・・・（５１ｎ）からの信号と、消磁用発信
！　（５４）からの信号とを選択的に励磁用トランス（
ＣＴ１１）（ＣＴ１２）・・・・・・（ＣＴｌｎ）に印
加可能としているとともに、スイッチ（８０）と増幅器
（６２）との間にもスイッチ（５５０）を接続すること
により、Ｍｉｉ用発信器（５４）からの信号を電流検出
用トランス（ＣＴ２０）に印加可能とし、また上記各ス
イッチ（８０）（８１）・・・・・・（８ｎ）（５５Ｇ
）　（５５１）・・・・・・（５５ｎ）を中央演算装置
（ｃｐｕ）により切替作動させるようにしている。さら
に、被計測システム（Ｓ）からの稼働状態指示信号を中
央演算装置（ＣＰＵ）に印加している。

したがって、この実施例においては、励磁用発信器（５
１１）（５１２）・・・・・・（５１ｎ）からの信号を
同時に励磁用トランス（ＣＴ１１）（ＣＴ１２）−・−
・・−（ＣＴｌｎ）に印加し、電流検出用トランス（Ｃ
Ｔ２０）からの電流検出信号をスペクトル解析すること
により、ループインピーダンスが異常に低下した経路を
検出し、この経路において地格が発生していることを検
出することができる。そして、上記検出動作を行なった
後は、スイッチ（８０）（８１）・・・・・・（８ｎ）
を逆状態に切換えて、被計測システムを稼働させ、次い
で、次回の検出動作遂行に先立って、上記スイッチ（８
０）　（８１）・・・・・・（８ｎ）（５５０）（５５
１）・・・・・・（５５ｎ）を切換えて消磁用発信器（
５４）からの信号を各トランス（ＣＴ２０）（ＣＴ１１
）・・・・・・（ＣＴｌｎ）に印加することにより、各
トランス（ＣＴ２０）（ＣＴ１１）・・・・・・（ＣＴ
ｌｎ）を消磁し、以下上記動作を反復することにより、
増幅器、中央演算装置等が破損される虞れが全くない状
態で、確実に、しかも迅速に、異常状態の監視を行なう
ことができる。

以上には、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。

〈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、短絡等の異常を検出するようにしているので、異常
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、上記検出動作を、一点接地系
システムの非稼働状態においてのみ行ない、検出動作遂
行前にトランスを消磁するので、検出を誤差なく、かつ
検出製首部の破損を伴なうことなく行なうことができる
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異常監視方式を実施する
ための電気的構成を示す図、 第２図は異常を監視する動作を示すフローチャート、 第３図は一点接地系の試験システムの概略口、第４図は
他の実施例の電気的構成を示す図。　　　　゛（１）・
・・電力源、（２）　（３）　（４）・・・機器、（４
ａ）（４ｂ）（４ｃ）・・・付属機器、（３０）（３１
）・・・（３ｎ）（７０）（７１）・・・（７ｎ）・・
・接地ケーブル、（ＣＴ１０　）　（ＣＴ１１　）　・
（ＣＴｌｎ）　（ＣＴ２０　）　（ＣＴ２１）・（ＣＴ
２ｎ　）−・・トランス、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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 点から解放端に至る経路、および接地点 に至る経路に、トランスを取付け、各経 路に取付けたトランスの一部を励磁用ト ランスとするとともに、残余のトランス を電流検出用トランスとし、電流検出用 トランスの検出信号に基いて、短絡、地 絡等の異常状態が発生しているか否かを 検出し、次いで上記トランスと監視装置 本体部との接続を遮断し、さらに次回の 監視動作遂行前にトランスを消磁するこ とを特徴とする一点接地系システムの異 常監視方式。 ２、各経路に励磁用トランスおよび電流検 出用トランスを取付け、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、地絡、短絡が発生して いるか否かを検出するものである上記特 許請求の範囲第１項記載の一点接地系シ ステムの異常監視方式。 ３、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２項記載の 一点接地系システムの異常監視方式。 ４、接地点に至る経路に取付けたトランス を電流検出用トランスとし、残余のトラ ンスを励磁用トランスとし、励磁用トラ ンスを互に周波数の異なる信号で励磁し、 電流検出用トランスにより接地点を流れ る電流を検出し、接地点に流れる電流を スペクトル解析することにより地絡が発 生しているか否かを検出するものである 上記特許請求の範囲第１項記載の一点接 地系システムの異常監視方式。