JPS6319569A - 漏洩電流検出方法 - 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】 （産業上の利用分野）□ 本発明は電路に低周波の監視信号を印加し。

該電路の絶縁状況等を監視する際の前記低周波漏洩電流
の検出方法に関する。

（従来の技術） 従来、活線状態にてｉ路の絶縁抵抗を測定する方法とし
て受電変圧器の低圧２次側の接地線に測定用低周波電圧
（以下監視信号と呼ぶ）を印加し、該低圧電路と大地と
の間の絶縁抵抗或は対地静電容量を介して大地に流れか
つ前記接地線に帰還する漏洩電流を検出し、該漏洩電流
中の前記監視信号と同相成分、即ち有効分を検出するこ
とにより電路の絶縁抵抗を測定する方法が広く行われて
いる。

この場合の漏洩電流の検出に当っては前記接地線を貫通
せしめた零相変流器を用いるのが一般的で′ちる。

＄３図は従来の絶縁監視装置を示すブロック図であって
、変圧器１０２次側低圧電路２，３の一方例えば３には
通常第２穐接地工事を施した接地線４が接続されている
。

図に示した装置はこのような電路２，３と大地との絶縁
抵抗Ｒｏ或は大地静電容量Ｃｏを算出するためのもので
、このために前記接地線に注入トランス５を結合せしめ
、これに接続した低周波発振器６の出力１例えば周波数
１０〜３０Ｈｚ数ボルトの信号を印加する。

この低周波信号は前記接地線４を介して電路２．３に印
加されるが、その一部は上述し九電路と大地との間の絶
縁抵抗ＲＯ或は対地静電容量ＣＯを介して前記接地線に
帰還する。

そこで、該接地線を貫通した零相変流器７によりこの漏
洩成分を導出したのち増幅器８により所要レベルまで増
幅し、バンドパスフィルタ９にて同時に導出される商用
電源成分或はその他の不要成分を排除して、前記低周波
成分のみを同期検波回路１０に入力する。該同期検波回
路１０の他方入力には前記低周波発振器６の出力の一部
を入力せしめることによって、前記接地線４に帰還する
前記低周波信号（監視信号）の同相成分、即ち有効分を
得るものである。

このようにして抽出した監視信号の有効分は前記電路の
絶縁抵抗Ｒｏによって増減するがら、この成分を監視す
ることによって電路の絶縁抵抗の異常を検知することが
できる。

しかしながら、上述した如き従来の監視装置に於いては
電路に印加する監視信号電圧は電路に接続される負荷機
器への悪影響を避けるために数ボルトと商用電源に比べ
て非常に小さく設定するうえ、この帰還成分を抽出する
ための零相変流器は型状及び価格の点から一般に１：１
０００或は１　：　２０００程度の極めて低変換効率の
ものとせざるを得す、これらを介して抽出する前記監視
信号の漏洩成分は極めて小さく、正確な信号処理が困難
である欠陥があった。このことを数値をあげて詳しく説
明する。

即ち、前記接地線に帰還する監視信号電流がところで、
監視信号電圧が１■で、電路の絶縁抵抗が例えばＩＯＫ
Ωとし対地静電容量ＣＯを無視すれば、零相変流器を介
して抽出しうる監視信号はたかだか０．１／７Ａ−←員
１腰千→となる。

従ってこの抽出した信号を５０Ωで終端すれば、この終
端抵抗両端電圧は約５１ＪＶ　　と極めて微少電圧とな
り、このような電圧から電路の絶縁抵抗に対応した有効
成分を抽出するためには、前記増幅器８の増幅利得とし
て約１００ｄＢ以上必要となるが、この微少電圧に僅か
でも商用電源成分或はその他の雑音成分が混入すればた
ちまち測定不可能となること明らかであろう。

このような雑音としては電路負荷機器から漏洩する不要
信号の他、高出力移動通信機からの電波も含まれる。

従来、この九め零相変流器出力を監視信号成分のみを通
過するフィルタを介して増幅器に入力するようにしてい
たが、該増幅器の利得が非常に大きいものであることに
は変りがなく１例えば外来電波の混入によって該増幅器
出力が大きく変動する場合正確な漏洩電流検出が不可能
となり２例えば誤った絶縁警報等を発することになる。

（発明の目的） 本発明は上述したような従来の絶縁監視装置、殊にその
監視信号抽出方法に係かわる欠点を除去するためになさ
れたものであって、商用電源周波数或は他の雑音信号等
不要信号の除去能力を高め、かつ監視信号の抽出レベル
を大きくした漏洩電流検出方法を提供することを目的と
する。

（発明の概要） この目的を達成するために、前記零相変流器の出力２次
コイル、に並列にコンデンサを接続し、該コンデンサの
キャパシタンスと前記２次コイルのインダクタンスとの
同調周波数を電路に印加する監視信号とはｙ一致するよ
う構成する。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。

同図に於いて前記第３図と同一符号は同一のものを示し
、この実施例が前記＠３図と異なるところは零相変流器
７０２次コイル即ち、出力端にコンデンサ１１を並列に
接続した点である。

即ち、変圧器１０２次側低圧電路２．３の一方例えば電
路３には第２種接地工事を施した接地線４が接続される
のが一般的であって、この実施例はこのような単相電路
の絶縁監視等を行う場合を示すものである。前記接地線
４には注入トランス５と零相変流器７とを結合せしめ。

かつ前記注入トランス５０２次コイルには低周波発振器
６を、又零相変流器７０２次コイルにはコンデンサ１１
を並列接続するとともに増幅器８を介して、監視信号周
波数成分のみを通過するバンドパスフィルタ９に入力し
、該部出力と前記低周波発振器６の出力とを同期検波器
１０の２つの入力端に夫々入力してその出力に監視信号
の漏洩分の有効成分を所望信号として導出するものであ
る。

このように構成した装置に齢ける零相変流器７の出力信
号レベルについて図面及び式を用いて説明する。

一第２図は前記零相変流器７の出力をコンデンサ１１に
て終端した場合の近似的な等価回路を示したものであっ
て、接地線４に帰還する監視信号電流を工、零相変流器
７の電流変換比をｎ、その２次コイルのインダクタンス
をＬ及び内部抵抗をＲとすると、同区に示す如く、２次
コイルのインダクタンスＬに並列に内部抵抗Ｒと終端コ
ンデｙ　′−＋ｊＣとの１列回路が接続されたものとな
り、又この零相変流器７の２次コイルに流れる監視信号
電流はＩ　／　ｎと表わされるから、増＠器８の入力電
圧即ち、前記終端コンデンサ１１０両端電圧Ｖｌは次式
【で算出される。

（１）式はω＝ω０で同調する単一同調回路の特性を示
し、Ｑ値が大きいほど特性は尖鋭になる。

従って、監視信号の角周波数ωをω０とすればこのとき
の前記出力電圧Ｖ１（ω＝ω０）は＝±ＲＱ２・・・・
・・・・・（２） と表わすことができる。

今、上の式の各定数として代表的な値Ｒ＝５０Ω、Ｑ＝
２０．を夫々代入すると出力電圧Ｖｔは■ ■１（ω＝ωｏ）＝５０Ｘ（２０）Ｘ−工 ＝２００００−（ボルト）　・・・・・・（３）となる
。

これと従来の方法との比較をするために第３図に示した
従来の一視装置に対する等価回路を描くと＄４図の如く
なり、このときの零相変流器の出力は増幅器の入力イン
ピーダンス等の抵抗Ｒｏにて終端されたものとなって、
該抵抗Ｒ。

の両端電圧ｖ２は次式にて表わされる。

（３）式と同様にＲ＝５０Ω、Ｑ＝２ｏ、Ｒｏ＝５０Ω
を、代入するとそのときの電圧Ｖ２の絶対値はとなるか
ら、（３）式と（５）式を比較すれば明らかな如く１本
発明によれば零相変流器の出力として従来のものに比べ
著しく大きな電圧を得ることができる。

従って、零相変流器出力が増大した分次段の増幅器の利
得を小さくできるから上述したような従来の監視装置に
於ける欠点を除去することができる。

ちカみに、（３）式の場合従来のものに比べ２００００
倍の電圧となるからこれを電圧利得に換算すれば約８６
ｄＢとなるから、従来１００ｄＢ以上必要であった増幅
器の利得がたかだか１０数ｄＢ穆度で済み大幅に外部雑
音の影響を排除しＳ／Ｎの高い信号処理が可能となる。

このような効果は、零相変流器のインダクタンスにコン
デンサを接続してその共振周波数を抽出せんとする監視
信号周波数とはソ一致せしめたことによって得られ念も
のであること容易に理解できよう。

又、前記監視信号周波数を商用電源周波数の１１５に設
定した場合を考えれば（１１（４１式より＝９６　　　
　・・・・・−・・・・・・　（６）但しＱ＝２０ となり、約４０ｄＢ商用電源周波数を抑圧することがで
きる。

次に具体的な監視信号出力電圧の測定値を示す。

監視信号周波数を３０　Ｈｚとし零相変流器の電流変換
比を１：１０００として、−次電流として０．１３９ｍ
Ａの監視信号を流した場合、従来の方法によって抽出さ
れる零相変流器出力が７／７Ｖであったものが１本発明
によれば最大値４６ｍＶが得られ、約６．５００倍（７
６ｄＢ　）の高い出力電圧を得ることができた。

伺、この場合のコンデンサの値は１．３８μＦであった
。

以上本発明は監視装置に於ける監視信号検出の場合につ
いて説明したが９本発明はこれに限定する必要はなく零
相変流器を用い九その他の方法に於いても応用可能であ
る。

（発明の効果） 本発明は以上説明したように監視装置等に於ける零相変
流器出力にコンデンサを付加し、該零相変流器のインダ
クタンスとともに抽出すべき監視信号周波数に対して共
撮回路を形成するよう構成することによって他の信号成
分を排除するとともに所望信号電圧レベルを極めて大き
く出力しうるようにしたものであるから、以後の信号処
理を容易となし正確な信号抽出を可能ならしめるうえで
著しい効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係かる監視装置の一実施例を示すブロ
ック図、第２図は前記第１図の零相変流器出力部分の等
価回路、第３図は従来の監視装置を示すブロック図、第
４図は前記第３図の零相変流器出力部分の等価回路図で
ある。 １・・・・・・・・・変圧器、　　　２及び３・・・・
・・・・・を路。 ４・・・・・・・・・接地線、　　　５・・・・・・・
・・注入トランス、　　　６・・・・・・・・・低周波
発振器。 ７・・・・・・・・・零相変流器。 １０・・・・・・・・・同期検波回路、特許出願人　　
東洋通信機株式会社 第　１２ 第　　Ｚ　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 変圧器の接地線を介して商用電源周波数と異なる低周波
   の電圧を電路に印加し該接地線に結合した零相変流器を
   介して前記接地線に帰還する低周波信号を抽出すること
   によって電路の漏洩電流を検出する手段に於いて、前記
   零相変流器出力端にコンデンサを付加し、該コンデンサ
   と前記零相変流器のインダクタンスとによって前記低周
   波信号周波数に共振する同調回路を形成したことを特徴
   とする漏洩電流検出方法。