KR20170018459A - 누설 전류 산출 장치 및 누설 전류 산출 방법 - Google Patents

누설 전류 산출 장치 및 누설 전류 산출 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20170018459A
KR20170018459A KR1020177002678A KR20177002678A KR20170018459A KR 20170018459 A KR20170018459 A KR 20170018459A KR 1020177002678 A KR1020177002678 A KR 1020177002678A KR 20177002678 A KR20177002678 A KR 20177002678A KR 20170018459 A KR20170018459 A KR 20170018459A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
phase
leakage current
ground
converter
Prior art date
Application number
KR1020177002678A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101748554B1 (ko
Inventor
겐야 마츠시타
마사카츠 사와다
Original Assignee
다나신덴기가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 다나신덴기가부시키가이샤 filed Critical 다나신덴기가부시키가이샤
Publication of KR20170018459A publication Critical patent/KR20170018459A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101748554B1 publication Critical patent/KR101748554B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
    • G01R31/025—
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/26—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents
    • H02H3/32—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors
    • H02H3/34—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors of a three-phase system
    • H02H3/347—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors of a three-phase system using summation current transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/38—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to both voltage and current; responsive to phase angle between voltage and current
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/34—Testing dynamo-electric machines
    • G01R31/346—Testing of armature or field windings

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

전로에 흐르는 누설 전류 I0 중 전로의 대지 절연 저항값에 기인하는 성분인 누설 전류 I0r을 정밀도 좋게 산출하는 누설 전류값 산출 장치를 제공한다. 소정의 보호 도체를 갖는 전로 A에 흐르는 누설 전류를 측정하는 전류 측정 수단(11)과, 보호 도체를 E상으로 했을 때에, 전로 A의 전원부(1)의 각 상의 각각과 E상의 사이의 전압인 각 상-E상간 전압을 측정하는 전압 측정 수단(12)과, 보호 도체의 접지 저항에 의해서 생기는 전위차를 제외하고, 대지 절연 저항에 인가되는 전압 성분을 추출한 소정의 전압값을 각 상-E상간 전압에 의거하여 산출하는 전압값 산출 수단(131)과, 소정의 전압값에 의거하여, 누설 전류 중, 대지 용량 성분을 제외한, 대지 절연 저항값에 기인하는 성분을 추출하는 전류값 산출 수단(141)을 구비한 누설 전류 산출 장치(10)를 제공한다.

Description

누설 전류 산출 장치 및 누설 전류 산출 방법{LEAKAGE CURRENT CALCULATION DEVICE AND LEAKAGE CURRENT CALCULATION METHOD}
본 발명은 소정의 보호 도체를 갖는 전로(電路)에 흐르는 누설 전류 중, 전로내의 대지 절연 저항값에 기인하는 성분을 추출하여 측정하는 누설 전류 산출 장치 및 누설 전류 산출 방법에 관한 것으로서, 특히, 전로에 흐르는 누설 전류 중, 대지 용량 성분을 제외한, 대지 절연 저항값에 기인하는 성분을 추출하여 측정하는 누설 전류 산출 장치 및 누설 전류 산출 방법에 관한 것이다.
소정의 전로에 흐르는 누설 전류를 영상 전류 I0로서 측정하는 동시에, 이 영상 전류 I0 중, 전로내의 대지 절연 저항값에 기인하는 성분인 누설 전류 I0r을 추출하여 측정하는 장치가 알려져 있다.
예를 들면, 특허문헌 1에 기재된 누설 전류 측정 장치(이하, 「장치 1」이라 함)는 이차측 권선이 Δ(델타)형으로 결선된 삼상 변압기의 해당 이차측에 있어서의 R상과 T상의 선간 전압 VRT(혹은 T상과 S상의 선간 전압 VTS, 또는 S상과 R상의 선간 전압 VSR)를 측정하고, 이 삼상 변압기의 이차측과 부하 장치를 접속하는 배전선에 흐르는 영상 전류 I0를 측정하고, 선간 전압 VRT(혹은 VTS, 또는 VSR)를 기준 전압으로 했을 때의 해당 기준 전압과 영상 전류 I0의 위상차를 산출하고, 영상 전류 I0를, 기준 전압과 동상의 유효 성분과, 기준 전압에 대해 90°의 위상차를 갖는 무효 성분으로 나누는 것에 의해, 유효 성분을 누설 전류 I0r로서 산출하는 것이다.
이 장치 1은 부하 장치(예를 들면 모터)가 운전 상태로 되어 있고, 전로가 활선상태로 되어 있을 때에도, 누설 전류 I0r을 산출할 수 있도록 되어 있다.
특허문헌 1: 일본국 특허공개공보 제2011-153910호
상술한 장치 1과 같이, 누설 전류 I0r을 측정하는 장치는 종래부터 존재한다.
그리고, 이러한 측정 장치에서는 누설 전류 I0r을 더욱 정확하게 측정하는 것이 요구된다.
단, 실제의 측정 장치에서는 각종 요인에 의해, 측정한 누설 전류 I0r에 오차가 생기는 경우가 있다.
그러한 오차가 생기는 요인을 가능한 한 배제하여, 누설 전류 I0r을 정밀도 좋게 측정하는 것이 해당 측정 장치를 설계하는데 있어서의 과제로 되고 있었다.
또, 부지면적이 넓은 대규모의 공장 등에 있어서, 전로가 부설되어 있는 바와 같은 경우에, 이 전로를 구성하는 배전선이나 부하 장치 등의 설비가 건물내의 광범위에 걸쳐 다수 배치되어 있을 때에는 이 전로에 있어서의 대지 정전 용량에 기인해서 흐르는 누설 전류 I0c도 증대한다. 그리고, 이 누설 전류 I0c의 증대에 수반하여 누설 전류 I0가 증가하면, 접지 저항에 의해서 생기는 전위차가 증가하고, 누설 전류 I0r을 산출하기 위한 위상각에 오차가 생기기 때문에, 이 누설 전류 I0r을 정밀도 좋게 산출할 수 없다고 하는 과제도 있었다.
본 발명은 이들 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 전로에 흐르는 누설 전류 I0 중, 전로의 대지 절연 저항값에 기인하는 성분인 누설 전류 I0r에 대해 정밀도 좋게 산출 가능하게 하는 동시에, 대규모의 공장 등에 부설된 전로의 설비에 있어서의 대지 정전 용량에 기인해서 흐르는 누설 전류 I0c가 큰 경우에도, 누설 전류 I0r을 정밀도 좋게 산출하는 것이 가능한 누설 전류 산출 장치 및 누설 전류 산출 방법의 제공을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 누설 전류 산출 장치는 소정의 보호 도체를 갖는 전로에 흐르는 누설 전류 중, 전로내의 대지 절연 저항값에 기인하는 성분을 추출하여 측정하는 누설 전류 산출 장치로서, 전로에 흐르는 누설 전류를 측정하는 전류 측정 수단과, 보호 도체를 E상으로 했을 때에, 전로의 전원부의 각 상의 각각과 E상의 사이의 전압인 각 상-E상간 전압을 측정하는 전압 측정 수단과, 보호 도체의 접지 저항에 의해서 생기는 전위차를 제외하고, 대지 절연 저항에 인가되는 전압 성분을 추출한 소정의 전압값을 각 상-E상간 전압에 의거하여 산출하는 전압값 산출 수단과, 소정의 전압값에 의거하여, 누설 전류 중, 대지 용량 성분을 제외한, 대지 절연 저항값에 기인하는 성분을 추출하는 전류값 산출 수단을 구비한 구성으로 하고 있다.
또, 본 발명의 누설 전류 산출 방법은 소정의 보호 도체를 갖는 전로에 흐르는 누설 전류 중, 전로내의 대지 절연 저항값에 기인하는 성분을 추출하여 측정하는 누설 전류 산출 방법으로서, 전로에 흐르는 누설 전류를 측정하는 전류 측정 공정과, 보호 도체를 E상으로 했을 때에, 전로의 전원부의 각 상의 각각과 E상의 사이의 전압인 각 상-E상간 전압을 측정하는 전압 측정 공정과, 보호 도체의 접지 저항에 의해서 생기는 전위차를 제외하고, 대지 절연 저항에 인가되는 전압 성분을 추출한 소정의 전압값을 각 상-E상간 전압에 의거하여 산출하는 전압값 산출 공정과, 소정의 전압값에 의거하여, 누설 전류 중, 대지 용량 성분을 제외한, 대지 절연 저항값에 기인하는 성분을 추출하는 전류값 산출 공정을 가진 방법으로 하고 있다.
본 발명의 누설 전류 산출 장치 및 누설 전류 산출 방법에 따르면, 보호 도체의 접지 저항에 의해서 생기는 전위차를 제외하고, 대지 절연 저항에 인가되는 전압 성분을 추출한 소정의 전압값을 각 상-E상간 전압에 의거하여 산출하고, 이 소정의 전압값에 의거하여, 누설 전류 I0 중, 대지 용량 성분 I0c를 제외한, 대지 절연 저항값에 기인하는 성분인 누설 전류 I0r을 추출하여 산출하는 것으로 했으므로, 이 누설 전류 I0r을 정밀도 좋게 산출할 수 있다.
또, 대규모의 공장 등에 부설된 전로에 있어서의 대지 정전 용량에 기인해서 흐르는 누설 전류 I0c가 큰 경우에도, 누설 전류 I0r을 정밀도 좋게 산출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 1실시형태에 관한 누설 전류 산출 장치 및 전로의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 2는 누설 전류 산출 장치에 구비된 전압 신호 처리부와 전압값 산출부의 구성의 일예를 나타내는 회로도이다.
도 3은 각 상-E상간 전압 VER, VES, VET의 각 벡터를 나타내는 도면이다.
도 4는 R상-E상간 전압 VER과 T상-E상간 전압 VET를 합성한 전압 VERT의 벡터를 나타내는 도면이다.
도 5는 각 상-E상간 전압 VER, VES, VET를 합성한 전압 VERST의 벡터를 나타내는 도면이다.
도 6은 합성 전압 VERST의 벡터와, 대지 절연 저항에 기인해서 흐르는 누설 전류 I0r의 방향과, 대지 정전 용량에 기인해서 흐르는 누설 전류 I0c의 방향을 나타내는 도면이다.
도 7은 삼상 변압기의 이차측의 각 상의 대지 전압 VRG, VSG, VTG를 측정하는 누설 전류 산출 장치 및 전로의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 8은 도 7에 나타낸 전로 중 누설 전류 I0가 흐르는 경로의 등가 회로로서, 그 전로에 있어서의 부하 장치의 대지 절연 저항 성분, 대지 용량 성분, D종 접지의 접지 저항, B종 접지의 접지 저항을 나타내는 등가 회로이다.
도 9는 도 7에 나타낸 전로 중의 누설 전류 I0가 흐르는 경로를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 1실시형태에 관한 누설 전류 산출 방법의 각 공정을 나타내는 흐름도이다.
도 11은 인버터 기기를 구비하고 있지 않은 전로의 구성과, 이 전로에 접속되는 누설 전류 산출 장치를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명에 관한 누설 전류 산출 장치 및 누설 전류 산출 방법의 바람직한 실시형태에 대해 도 1∼도 9를 참조하면서 설명한다.
또한, 여기서는 소정의 부하 장치에 교류 전원 전압을 공급하는 전로의 구성에 대해 우선 설명하고, 그 후에, 이 전로를 대상으로 해서 누설 전류를 측정하는 누설 전류 산출 장치의 구성에 대해 설명한다.
[전로]
도 1에 나타내는 바와 같이, 전로 A는 배전 방식이 삼상 3선식이다.
이 전로 A는 삼상 변압기(1)와, 인버터 기기(2)와, 부하 장치(3)와, 배전선(4)을 구비하고 있다.
삼상 변압기(1)는 일차측의 교류 전압을 이차측의 교류 전압으로 변환해서 출력하는 전원부로서, 이차측 권선의 결선 방식이 델타 결선으로 되어 있다.
이 삼상 변압기(1)의 이차측의 각 상인 R상, S상, T상 중의 하나의 상(도 1에 있어서는 S상)에는 B종 접지가 실시되어 있다.
B종 접지는 접지 저항값이 전기 설비의 기술 기준의 해석에 정해져 있는 B종 접지 공사의 접지 저항값과 동값 또는 그 이하의 값으로 되도록 대지에 접속된 접지이다.
이 B종 접지의 접지 저항값을 RB로 한다. 또, 삼상 변압기(1)의 이차측의 각 상인 R상, S상, T상 중 B종 접지가 실시되어 있는 상(도 1에 있어서는 S상)을 접지상으로 한다. 또한, 이 B종 접지를 실시하기 위해 대지에 매설 등 되는 전극을 접지극 gpb로 한다. 그리고, 접지극 gpb와 접지상(S상)을 접속하는 배선을 접지선 gcb로 한다.
인버터 기기(2)는 삼상 변압기(1)의 이차측으로부터 출력된 교류 전압을 입력하고, 이 교류 전압에 의거하는 전압(예를 들면, 입력한 교류 전압의 주파수를 변환해서 얻어진 교류 전압)을 출력하고 부하 장치(3)에 보낸다.
또한, 인버터 기기(2)의 입력측에는 삼상 변압기(1)의 R상, S상, T상이 접속되어 있다. 또, 인버터 기기(2)의 출력측에는 모터(3a)의 전원 입력 단자 U, V, W가 접속되어 있다.
부하 장치(3)는 인버터 기기(2)로부터 출력된 전압을 입력하여 소정의 동작 을 실행하는 장치이다. 이 부하 장치(3)의 예로서, 본 실시형태에서는 모터(3a)를 든다.
모터(3a)는 인버터 기기(2)로부터 출력된 교류 전압을 전원 전압으로서 입력하고, 교류 전류를 각 권선에 흘려, 회전축을 회전시킨다.
모터(3a)의 하우징에는 감전을 방지하기 위해, D종 접지가 실시되어 있다.
D종 접지는 접지 저항값이 전기 설비의 기술 기준의 해석에 정해져 있는 D종 접지 공사의 접지 저항값과 동값 또는 그 이하의 값으로 되도록 대지에 접속된 접지이다.
이 D종 접지의 접지 저항값을 RD로 한다. 또, 모터(3a)의 하우징에는 D종 접지를 실시하기 위한 단자인 접지 단자 gt가 마련되어 있다. 또한, 이 D종 접지를 실시하기 위해 대지에 매설 등 되는 전극을 접지극 gpd로 한다. 그리고, 모터(3a)의 접지 단자 gt와 접지극 gpd의 사이를 접속하는 배선을 접지선 gcd로 한다. 이와 같이, 모터(3a)의 접지 단자 gt와 지중에 매설된 접지극 gpd의 사이를 접지선 gcd로 접속하는 것에 의해, 모터(3a)의 하우징에 D종 접지를 실시할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서는 부하 장치(3)의 예로서 모터(3a)를 들었지만, 부하 장치(3)는 모터(3a)에 한정하는 것은 아니고, 삼상 교류 전압을 입력하여 소정의 동작을 하는 기기이면, 부하 장치(3)로서 사용할 수 있다.
배전선(4)은 부하 장치(3)에 전원 전압을 공급하기 위한 전원선이다. 이 배전선(4)에는 삼상 변압기(1)의 이차측과 인버터 기기(2)를 접속하는 배전선과, 인버터 기기(2)와 부하 장치(3)를 접속하는 배전선이 포함된다.
또, 전로 A는 소정의 보호 도체를 갖고 있다.
보호 도체는 안전 목적, 예를 들면 감전 보호를 위해 마련하는 도체로서, 각종 접지의 형태에 사용되는 도체를 말한다.
이 보호 도체에는 예를 들면 B종 접지나 D종 접지에서 사용되는 도체(접지선 gcb, 접지선 gcd, 접지극 gpb, 접지극 gpd), IT, TT, TN의 각 계통의 접지에 사용되는 도체, 비접지식(의료용 보호 접지나 서버 센터 등의 임피던스 접지)에 사용되는 도체, 부하 장치(3)에 마련된 접지 단자 gt, 배전선(4)인 전원선 등이 포함된다.
이들 보호 도체를 E상으로 한다.
구체적으로, 도 1에 나타내는 전로 A에 있어서는 모터(3a)의 접지 단자 gt와 접지극 gpd를 접속하고 있는 접지선 gcd를 E상의 예로서 들 수 있다.
[누설 전류 산출 장치]
본 실시형태에 관한 누설 전류 산출 장치(10)는 전로 A에 흐르는 누설 전류 중, 전로 A내의 대지 절연 저항값에 기인하는 성분을 추출하여 측정하는 장치이다.
이 누설 전류 산출 장치(10)는 도 1에 나타내는 바와 같이, 영상 변류기(ZCT)(11), 전압 측정 수단(12), 신호 처리부(13), 연산부(14), 및 표시부(15)를 구비하고 있다.
영상 변류기(ZCT)(11)는 전류 측정 수단으로서 동작하며, 전로 A에 흐르는 누설 전류를 영상 전류 I0로서 측정한다.
이 영상 전류 I0는 부하 장치(3)에 있어서의 각 상의 대지 절연 저항(Ru, Rv, Rw)의 저항값에 기인하는 성분인 누설 전류 I0r과, 각 상의 대지 정전 용량(Cu, Cv, Cw)에 기인하는 성분인 누설 전류 I0c를 합성한 것이다.
또한, 도 1에 있어서는 제어반 등의 반(5)을 나타내는 일점쇄선 중에 영상 변류기(11)를 나타내고 있다. 이것은 반(5)의 내부에 배치설치된 배전선(4)을 영상 변류기(11)의 클램프부에 의해 사이에 두는 등 해서, 배전선(4)에 흐르는 영상 전류 I0를 측정하는 것을 상정한 것이다. 단, 반(5)의 외부에 있어서 영상 전류 I0의 측정이 가능한 경우, 예를 들면 삼상 변압기(1)의 이차측에 접속된 배전선(4), 모터(3a)의 전원 단자에 접속된 배전선(4), 혹은 삼상 변압기(1)의 이차측의 S상과 B종 접지의 접지극 gpb를 접속하는 접지선 gcb 등에 대해, 영상 변류기(11)의 클램프부를 사이에 두고 영상 전류 I0를 측정하는 것이 가능한 경우에는 이들 방법을 이용할 수도 있다.
전압 측정 수단(12)은 삼상 변압기(1)의 이차측(출력측)의 삼상 각 상(R상, S상, T상)의 각각과 E상의 사이의 전압인 각 상-E상간 전압을 측정한다.
이 전압 측정 수단(12)은 전압 취득부(121)와, 전압 신호 처리부(122)를 갖고 있다.
전압 취득부(121)는 R상, S상, T상, E상의 각각에 대해 전기적으로 접속하여 각 상-E상간 전압을 취득하기 위한 부품이다.
전압 취득부(121)는 누설 전류 산출 장치(10)에 있어서 4개 접속되어 있다. 4개의 전압 취득부(121)를 각각 전압 취득부(121a, 121b, 121c, 121d)로 하면, 이들 4개 중의 1개인 전압 취득부(121a)는 R상에 접속되고, 다른 1개인 전압 취득부(121b)는 S상에 접속되며, 다른 1개인 전압 취득부(121c)는 T상에 접속되고, 나머지 1개인 전압 취득부(121d)는 E상에 접속된다.
또한, 도 1에 있어서는 반(5)을 나타내는 일점 쇄선 중에, 3개의 전압 취득부(121a∼121c)와 배전선(4)의 접속 부분을 나타내고 있다. 단, 반(5)의 외부에 있어서 3개의 전압 취득부(121a∼121c)와 배전선(4)을 접속하는 것이 가능한 경우에는 이 방법에 의한 접속을 실행할 수 있다.
또, 도 1에 있어서는 반(5)을 나타내는 일점 쇄선 중에, 전압 취득부(121d)와 접지선 gcd의 접속 부분을 나타내고 있다. 단, 반(5)의 외부에 있어서 전압 취득부(121d)와 접지선 gcd를 접속하는 것이 가능한 경우에는 이 방법에 의한 접속을 실행할 수 있다.
전압 신호 처리부(122)는 R상, S상, T상, E상의 각각에 접속된 4개의 전압 취득부(121a∼121d)를 통해 각 상의 전압을 입력하고, 이들 각 상의 전압에 의거하여 각 상-E상간 전압을 측정한다.
각 상의 전압에는 R상의 전압 VR과, S상의 전압 VS와, T상의 전압 VT와, E상의 전압 VE가 있다.
또, 각 상-E상간 전압에는 R상과 E상의 사이의 전압인 R상-E상간 전압 VER과, S상과 E상의 사이의 전압인 S상-E상간 전압 VES와, T상과 E상의 사이의 전압인 T상-E상간 전압 VET가 있다.
이 전압 신호 처리부(122)에는 각 상의 전압에 의거하여 각 상-E상간 전압을 측정하는 전압 취입 장치를 이용할 수 있다.
전압 취입 장치는 R상 전압 VR과 E상 전압 VE를 입력하고, 이들 전압 VR과 전압 VE의 차를 R상-E상간 전압 VER로서 출력한다. 또, 전압 취입 장치는 S상 전압 VS와 E상 전압 VE를 입력하고, 이들 전압 VS와 전압 VE의 차를 S상-E상간 전압 VES로서 출력한다. 또한, 전압 취입 장치는 T상 전압 VT와 E상 전압 VE를 입력하고, 이들 전압 VT와 전압 VE의 차를 T상-E상간 전압 VET로서 출력한다.
또, 전압 신호 처리부(122)는 전압 취득부(121a∼121d)를 통해 입력한 전압에 대해 노이즈(고조파 성분)를 제거하는 기능 등을 구비할 수 있다.
또한, 전압 신호 처리부(122)인 전압 취입 장치는 예를 들면 도 2에 나타내는 바와 같이, 아날로그 앰프 AM1∼AM3을 이용한 회로 구성으로 할 수 있다.
단, 도 2에 나타낸 아날로그 앰프 AM1∼AM3의 회로 구성은 전압 신호 처리부(122)의 회로 구성의 일예이다. 아날로그 앰프 이외의 것을 이용한 회로로서, 각 상-E상간 전압을 취득 가능한 회로이면, 전압 신호 처리부(122)로서 이용할 수 있다.
신호 처리부(13)는 전압 신호 처리부(122)(전술)와 전압값 산출부(131)와 전류 신호 처리부(132)를 구비하고 있다.
전압값 산출부(131)는 전압값 산출 수단으로서 동작하며, 전압 신호 처리부(122)로부터 각 상-E상간 전압을 수취하면, 이들 각 상-E상간 전압을 합성한다.
이 전압값 산출부(131)에는 각 상-E상간 전압을 합성하는 가산 장치를 이용할 수 있다.
가산 장치는 각 상-E상간 전압인 R상-E상간 전압 VER과 S상-E상간 전압 VES와 T상-E상간 전압 VET를 입력하고, 이들을 합성하며, 이 합성 전압 VERST를 출력한다.
이 가산 장치의 동작을 벡터를 이용해서 설명한다.
각 상-E상간 전압인 R상-E상간 전압 VER, S상-E상간 전압 VES, T상-E상간 전압 VET는 벡터로 나타내면, 도 3에 나타내는 바와 같이 된다.
또한, 도 3에 나타내는 점선은 동일한 전로 A를 대상으로 해서, 가령 T상과 R상의 선간 전압 VTR과, R상과 S상의 선간 전압 VRS와, S상과 T상의 선간 전압 VST를 측정했을 때에, 이들 선간 전압 VTR, VRS, VST의 벡터가 나타나는 위치를 나타내고 있다.
우선, T상-E상간 전압 VET와 R상-E상간 전압 VER을 합성한다. 이 합성에 의해 얻어진 전압을 VERT로 하고, 도 4에 나타낸다.
다음에, 합성 전압 VERT와 S상-E상간 전압 VES를 합성한다. 이 합성에 의해 얻어진 전압을 VERST로 하고, 도 5에 나타낸다.
이 합성 전압 VERST는 각 상-E상간 전압의 합성 전압, 즉 R상-E상간 전압 VER과 S상-E상간 전압 VES와 T상-E상간 전압 VET의 합성 전압으로 되어 있다.
전압값 산출부(131)는 합성 전압 VERST를 연산부(14)의 전류값 산출부(141)에 보낸다.
또한, 여기서는 설명의 편의상, T상-E상간 전압 VET와 R상-E상간 전압 VER을 합성한 후, 이 합성 전압 VERT에 S상-E상간 전압 VES를 합성하여 합성 전압 VERST를 산출하는 수순에 대해 설명했지만, 합성 전압 VERST의 산출의 수순은 이 수순에 한정하는 것은 아니다.
또, 전압값 산출부(131)인 가산 장치는 예를 들면, 도 2에 나타내는 바와 같이, 아날로그 앰프 AM4를 이용한 회로 구성으로 할 수 있다.
단, 도 2에 나타낸 아날로그 앰프 AM4의 회로 구성은 전압값 산출부(131)의 회로 구성의 일예이다. 아날로그 앰프 이외의 것을 이용한 회로로서, 각 상-E상간 전압의 합성이 가능한 회로, 혹은 각 상-E상간 전압의 합성이 가능한 장치이면, 전압값 산출부(131)로서 이용할 수 있다.
또, 합성 전압 VERST의 벡터의 방향은 전로 A에 흐르는 누설 전류 I0 중, 부하 장치(3)의 대지 절연 저항값에 기인하는 성분인 누설 전류 I0r의 위상과 동일하게 된다(도 6 참조).
이것은 합성 전압 VERST가 각 상-E상간 전압 VER, VES, VET를 합성한 전압이며, 각 상-E상간 전압 VER, VES, VET가 D종 접지 및 B종 접지의 접지 저항에 의해서 생기는 전위차를 제외한, 부하 장치(3)의 대지 절연 저항(Ru, Rv, Rw)에 생기는 전압이기 때문이다.
그리고, 합성 전압 VERST의 벡터의 방향에 대해 90°위상이 어긋난 방향은 전로 A에 흐르는 누설 전류 I0 중, 부하 장치(3)의 대지 정전 용량에 기인하는 성분인 누설 전류 I0c의 위상과 동일하게 된다(도 6 참조).
전류 신호 처리부(132)는 전류 측정 수단으로서 동작하며, 영상 변류기(11)로부터 출력된 전류를 영상 전류 I0로서 입력하고, 연산부(14)의 전류값 산출부(141)에 보낸다.
또, 전류 신호 처리부(132)는 영상 변류기(11)로부터 입력한 영상 전류 I0에 대해, 증폭하는 기능이나 노이즈(고조파 성분)를 제거하는 기능 등을 구비할 수 있다.
연산부(14)는 예를 들면, 중앙 연산 처리 장치(CPU), ROM, RAM, I/O 등의 인터페이스 등을 구비하는 컴퓨터로 구성되어 있으며, 전류값 산출부(141)와 저항값 산출부(142)를 구비하고 있다.
전류값 산출부(141)는 전류값 산출 수단으로서 동작하며, 전압값 산출부(131)로부터 보내져 온 합성 전압 VERST를 입력하는 동시에, 전류 신호 처리부(132)로부터 보내져 온 영상 전류 I0를 입력하고, 이들 합성 전압 VERST와 영상 전류 I0에 의거하여, 대지 절연 저항(Ru, Rv, Rw)에 기인해서 흐르는 누설 전류 I0r을 추출하여 산출한다.
이 누설 전류 I0r의 산출에는 다음의 식 1을 이용할 수 있다.
I0r=I0·cosθ …(식 1)
이 식 1에 있어서, I0는 전류 신호 처리부(132)로부터 입력한 영상 전류 I0의 실효값이다. 또, θ는 합성 전압 VERST와 영상 전류 I0의 위상차이다.
이 식 1을 이용하는 것에 의해 누설 전류 I0r을 산출할 수 있는 이유는 다음과 같다.
본 실시형태의 누설 전류 산출 장치(10)는 각 상-E상간 전압 VER, VES, VET를 측정하면, 이들 각 상-E상간 전압 VER, VES, VET를 합성한 합성 전압 VERST를 산출한다. 이 합성 전압 VERST를 벡터로 나타내면, 도 6에 나타내는 바와 같이 된다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 합성 전압 VERST는 누설 전류 I0r과 동상이다. 그리고, 이 합성 전압 VERST와 영상 전류 I0의 위상차가 식 1의 θ로 되어 있다.
이 때문에, 식 1을 사용함으로써, 누설 전류 I0r을 산출할 수 있다.
또한, 식 1에 있어서, θ는 합성 전압 VERST와 영상 전류 I0의 위상차이며, 합성 전압 VERST는 각 상-E상간 전압의 합성 전압이며, 각 상-E상간 전압 VER, VES, VET는 보호 도체의 접지 저항에 의해서 생기는 전위차를 포함하지 않고, 대지 절연 저항(Ru, Rv, Rw)에 의해서 생기는 전압으로서 측정된다. 이 때문에, 본 실시형태의 누설 전류 산출 장치(10)는 θ를 정밀도 좋게 산출할 수 있으며, 누설 전류 I0r을 정밀도 좋게 산출할 수 있다.
이와 같이, 전류값 산출부(141)는 합성 전압 VERST에 의거하여, 누설 전류 I0에서 대지 용량 성분 I0c를 제외한, 대지 절연 저항값에 기인하는 성분인 누설 전류 I0r을 추출하여 산출할 수 있다.
또한, 여기서 산출되는 누설 전류 I0r은 대지 절연 저항 Ru에 기인하여 흐르는 누설 전류와, 대지 절연 저항 Rv에 기인해서 흐르는 누설 전류와, 대지 절연 저항 Rw에 기인해서 흐르는 누설 전류를 합성한 것이다.
전류값 산출부(141)는 각종 데이터(예를 들면, 영상 전류 I0, 합성 전압 VERST, 누설 전류 I0r 등)를 RAM 등의 기억부(도시하지 않음)에 기억시킨다. 또, 전류값 산출부(141)는 그들 데이터를 저항값 산출부(142)에 보낸다. 또, 전류값 산출부(141)는 그들 데이터를 표시부(15)에 보낼 수 있다.
저항값 산출부(142)는 합성 전압 VERST와 누설 전류 I0r을 이용해서, 부하 장치(3)에 있어서의 대지 절연 저항(Ru, Rv, Rw)의 합성 저항값 R0을 산출한다.
합성 저항값 R0은 다음의 식 2를 이용해서 산출할 수 있다.
합성 저항값 R0=합성 전압 VERST÷누설 전류 I0r …(식 2)
저항값 산출부(142)는 각종 데이터(예를 들면, 산출한 대지 절연 저항의 합성 저항값 R0 등)를 기억부(도시하지 않음)에 기억시킨다. 또, 저항값 산출부(142)는 그들 데이터를 표시부(15)에 보낸다.
표시부(15)는 연산부(14)로부터 보내져 온 각종 데이터를 입력하고, 소정의 데이터를 화면 표시한다. 또, 표시부(15)는 물리 키나 소프트웨어 키 등으로 구성된 입력 조작부(도시하지 않음)가 유저에 의해서 조작되는 것에 의해, 지정된 데이터를 화면 표시한다. 표시부(15)가 표시하는 각종 데이터에는 저항값 산출부(142)나 전류값 산출부(141)로부터 보내져 온 데이터나 기억부로부터 꺼낸 데이터가 있다. 이 표시부(15)에는 예를 들면, 액정 표시기 등을 이용할 수 있다.
[각 상-E상간 전압을 측정하는 이유]
다음에, 각 상-E상간 전압을 측정하는 이유에 대해 설명한다.
비교를 위해, 여기서는 다음의 측정 방법에 대해 차례로 설명한다.
[1] R상, S상, T상의 대지 전압을 측정하는 경우
[2] R상, S상, T상의 선간 전압을 측정하는 경우
[3] 각 상-E상간 전압을 측정하는 경우
또한, 여기서는 도 7∼도 9를 참조하면서, [1]∼[3]에 대해 설명한다. 도 7은 R상, S상, T상의 대지 전압을 측정하는 누설 전류 산출 장치(100)와 전로 A의 구성을 나타내는 회로도이다. 도 8은 도 7에 나타낸 전로 A 중 누설 전류 I0가 흐르는 경로의 등가 회로이다. 도 9는 도 7에 나타낸 전로 A 중의 누설 전류 I0가 흐르는 경로를 나타내는 도면으로서, 부하 장치(3)의 대지 절연 저항 Ru와 대지 정전 용량 Cu의 병렬 회로, 대지 절연 저항 Rv와 대지 정전 용량 Cv의 병렬 회로, 대지 절연 저항 Rw와 대지 정전 용량 Cw의 병렬 회로의 각각의 양단에 각 상-E상간 전압이 가해지는 것을 나타내는 도면이다. 이들 도 7∼도 9는 [1]∼[3]의 설명을 간결하고 또한 이해를 용이하게 하기 위해, 인버터 기기(2)를 접속하고 있지 않은 전로 A의 회로 구성 또는 해당 전로 A의 등가 회로를 나타내고 있다. 이들 도 7∼도 9에 나타낸 전로 A를 대상으로 해서, 대지 전압, 선간 전압, 각 상-E상간 전압을 측정한 경우에 대해, 이하, [1]∼[3]으로 나누어 설명한다.
[1] R상, S상, T상의 대지 전압을 측정하는 경우
이 경우, 측정되는 전압은 도 7에 나타내는 바와 같이, 대지(G：Ground)에 대한 R상의 전압 VRG와, 대지(G)에 대한 S상의 전압 VSG와, 대지(G)에 대한 T상의 전압 VTG이다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 이 등가 회로는 부하 장치(3)의 대지 절연 저항(Ru, Rv, Rw)과 대지 정전 용량(Cu, Cv, Cw)의 병렬 회로(이하, 「부하 장치(3)의 대지 성분 회로(3b)」라고 함)와, D종 접지의 접지 저항 RD와, B종 접지의 접지 저항 RB의 직렬 회로가 직렬로 접속된 회로로서 나타낼 수 있다.
또, 도 8에 나타내는 등가 회로에 있어서, 삼상 변압기(1)의 이차측과 부하 장치(3)의 대지 성분 회로(3b)의 사이를 점 x로 하고, 부하 장치(3)의 대지 성분 회로(3b)와 D종 접지의 접지 저항 RD의 사이를 점 y로 하고, D종 접지의 접지 저항과 B종 접지의 접지 저항의 사이를 점 z로 한다.
이 등가 회로에 있어서, R, S, T 각 상의 대지 전압 VRG, VSG, VTG는 점 x와 점 z의 사이의 전압으로 된다.
그런데, 이 대지 전압 VRG, VSG, VTG는 그들 점 x와 점 z의 사이의 전압이므로, 접지 저항 RD에 있어서 발생하는 전위차 VeD도 포함된다. 즉, 대지 전압 VRG, VSG, VTG는 대지 절연 저항(Ru, Rv, Rw)의 양단에 가해지는 전압(점 x와 점 y의 사이의 전압)보다, 더욱 접지 저항 RD에 있어서 발생하는 전위차 VeD의 분만큼 많아지고 있다.
또, 그 접지 저항 RD에는 누설 전류 I0r 뿐만 아니라 누설 전류 I0c도 흐른다.
이 때문에, 이 대지 전압 VRG, VSG, VTG를 이용해도, 대지 절연 저항값에 기인해서 흐르는 누설 전류 I0r을 정밀도 좋게 산출할 수 없다.
[2] R상, S상, T상의 선간 전압을 측정하는 경우
선간 전압은 삼상 변압기(1)의 이차측에 있어서의 R상과 T상의 사이의 전압 VRT와, T상과 S상의 사이의 전압 VTS와, S상과 R상의 사이의 전압 VSR이다.
이 선간 전압은 도 8에 나타내는 등가 회로에 있어서는 대지 성분 회로(3b) 뿐만 아니라, 접지 저항 RD나 접지 저항 RB에도 가해지는 전압으로 된다(도 8에 있어서 선간 전압은 도시하지 않음).
이에 대해, 누설 전류 I0r은 대지 절연 저항(Ru, Rv, Rw)에 기인해서 흐르는 누설 전류이다. 그리고, 이 누설 전류 I0r은 접지 저항 RD나 접지 저항 RB에도 흐르지만, 이들 접지 저항 RD나 접지 저항 RB에는 누설 전류 I0c도 흐른다.
따라서, 선간 전압 VRT, VTS, VSR을 측정한 것 만으로는 누설 전류 I0r을 정밀도 좋게 산출할 수는 없다.
[3] 각 상-E상간 전압을 측정하는 경우
각 상-E상간 전압 VER, VES, VET는 도 8에 나타내는 바와 같이, 대지 성분 회로(3b)의 양단에 가해지는 전압(점 x와 점 y의 사이의 전압)으로 된다. 즉, 각 상-E상간 전압 VER, VES, VET는 도 9에 나타내는 바와 같이, R, S, T 각 상에 있어서의 대지 절연 저항(Ru, Rv, Rw)과 대지 정전 용량(Cu, Cv, Cw)의 병렬 회로의 양단에 가해지는 전압으로 되어 있다.
또한, 각 상-E상간 전압 VER, VES, VET를 합성한 전압 VERST는 부하 장치(3)의 대지 절연 저항(Ru, Rv, Rw)에 각각 흐르는 누설 전류를 합성한 누설 전류 I0r과 동상으로 된다. 또, 합성 전압 VERST에 대해 90°위상이 진행한 전류는 대지 정전 용량(Cu, Cv, Cw)에 각각 흐르는 누설 전류를 합성한 누설 전류 I0c와 동상으로 된다(도 6 참조).
즉, 합성 전압 VERST는 D종 접지 및 B종 접지의 접지 저항에 의해서 생기는 전위차를 제외하고, 부하 장치(3)의 대지 절연 저항(Ru, Rv, Rw)에 인가되는 전압 성분을 추출한 소정의 전압값으로 되어 있다.
따라서, 각 상-E상간 전압 VER, VES, VET를 합성한 전압 VERST를 이용하는 것에 의해, 누설 전류 I0r을 정밀도 좋게 산출할 수 있다.
또, 가령 누설 전류 I0r을 산출하는 종래의 기술에 있어서, 각 상과 E상의 사이의 전압을 측정하는 것이 있었다고 해도, 이 종래 기술은 그 측정값을 대지 전압이거나, 혹은 선간 전압인 것으로 상정하고, 또한 누설 전류 I0r을 산출하고 있었다. 이 때문에, 이러한 종래 기술에 있어서도, 누설 전류 I0r을 정밀도 좋게 산출할 수 없었다.
또한, 여기서는 인버터 기기(2)를 접속하고 있지 않은 전로 A를 대상으로 해서, 대지 전압, 선간 전압, 각 상-E상간 전압을 측정한 경우에 대해, [1]∼[3]으로 나누어 설명하였다. 단, 인버터 기기(2)가 접속된 전로 A를 대상으로 해서, 각 상-E상간 전압을 측정한 경우에 있어서도, [3]에서 설명한 내용과 마찬가지라고 할 수 있다. 즉, 본 발명의 누설 전류 산출 장치(10)를 사용하고, 인버터 기기(2)가 접속된 전로 A를 대상으로 해서, 각 상-E상간 전압 VER, VES, VET를 측정한 경우에도, 이들 각 상-E상간 전압 VER, VES, VET를 합성한 전압 VERST는 D종 접지 및 B종 접지의 접지 저항에 의해서 생기는 전위차를 제외하고, 부하 장치(3)의 대지 절연 저항(Ru, Rv, Rw)에 인가되는 전압 성분을 추출한 소정의 전압값으로 되어 있다. 이 때문에, 이 합성 전압 VERST를 이용하는 것에 의해, 누설 전류 I0r을 정밀도 좋게 산출할 수 있다.
[누설 전류 산출 방법]
다음에, 본 실시형태에 있어서의 누설 전류 산출 방법에 대해, 도 1 및 도 10을 참조해서 설명한다.
도 10은 누설 전류 산출 장치(10)가 실행하는 누설 전류 산출 방법의 각 공정을 나타내는 흐름도이다.
준비 단계로서, 영상 변류기(11)의 클램프부에 의해, 배전선(4) 또는 접지선 gcb가 사이에 배치된다.
또, 전압 측정 수단(12)의 전압 취득부(121)가 전로 A의 배전선(4)(R상, S상, T상)과 접지선 gcd(E상)에 전기적으로 접속된다. 구체적으로는 전압 취득부(121a)가 R상에 접속되고, 전압 취득부(121b)가 S상에 접속되며, 전압 취득부(121c)가 T상에 접속되고, 전압 취득부(121d)가 E상에 접속된다.
영상 변류기(11)는 전로 A(배전선(4) 또는 접지선 gcb)에 흐르는 영상 전류 I0에 의거하여 배전선(4) 또는 접지선 gcb의 주위에 발생한 자계에 의해 클램프내의 자기 코어에 생긴 유도 전류를 전류 신호 처리부(132)에 보낸다.
전류 신호 처리부(132)는 영상 변류기(11)로부터 흘러 온 유도 전류를 영상 전류 I0로 해서, 연산부(14)의 전류값 산출부(141)에 보낸다(전류 측정 공정, S10).
전압 측정 수단(12)의 전압 신호 처리부(122)는 전압 취득부(121)를 통해, R상, S상, T상, E상의 각 상의 전압 VR, VS, VT, VE를 입력하고, 입력한 각 상의 전압 VR, VS, VT, VE에 의거하여, R상과 E상의 사이의 전압인 R상-E상간 전압 VER과, S상과 E상의 사이의 전압인 S상-E상간 전압 VES와, T상과 E상의 사이의 전압인 T상-E상간 전압 VET를 각 상-E상간 전압으로 해서, 각각 측정한다(전압 측정 공정, S11).
전압값 산출부(131)는 각 상-E상간 전압을 합성한다(전압값 산출 공정, S12). 전압값 산출부(131)는 합성 전압 VERST를 전류값 산출부(141)에 보낸다.
전류값 산출부(141)는 전류 신호 처리부(132)로부터 보내져 온 영상 전류 I0와 전압값 산출부(131)로부터 보내져 온 합성 전압 VERST에 의거하여, 대지 절연 저항값에 기인해서 흐르는 누설 전류 I0r을 산출한다(전류값 산출 공정, S13).
저항값 산출부(142)는 누설 전류 I0r과 합성 전압 VERST에 의거하여, 부하 장치(3)에 있어서의 대지 절연 저항의 저항값 R0을 산출한다(S14).
이들 측정 또는 산출된 영상 전류 I0, 각 상-E상간 전압, 합성 전압 VERST, 누설 전류 I0r, 대지 절연 저항의 저항값 R0 등은 기억부(도시하지 않음)에 기억된다. 또, 영상 전류 I0 등은 표시부(15)에 표시시킬 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 누설 전류 산출 장치 및 누설 전류 산출 방법에 의하면, 보호 도체의 접지 저항에 의해서 생기는 전위차를 제외하고, 대지 절연 저항에 인가되는 전압 성분을 추출한 소정의 전압값을 각 상-E상간 전압에 의거하여 산출하고, 이 소정의 전압값에 의거하여, 누설 전류 I0 중, 대지 용량 성분 I0c를 제외한, 대지 절연 저항값에 기인하는 성분인 누설 전류 I0r을 추출하여 산출하는 것으로 했으므로, 이 누설 전류 I0r을 정밀도 좋게 산출할 수 있다.
또, 대규모의 공장 등에 부설된 전로에 있어서의 대지 정전 용량에 기인해서 흐르는 누설 전류 I0c가 큰 경우에도, 누설 전류 I0r을 정밀도 좋게 산출할 수 있다.
이상, 본 발명의 누설 전류 산출 장치 및 누설 전류 산출 방법의 바람직한 실시형태에 대해 설명했지만, 본 발명에 관한 누설 전류 산출 장치 및 누설 전류 산출 방법은 상술한 실시형태에만 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 범위에서 각종의 변경 실시가 가능한 것은 물론이다.
예를 들면, 도 1에서는 전로의 배전 방식을 삼상 3선식으로 했지만, 삼상 3선식에 한정하는 것은 아니고, 삼상 4선식, 단상 3선식, 단상 2선식이어도 좋다. 그리고, 전로의 배전 방식이 삼상 4선식인 경우, 각 상-E상간 전압은 R상과 E상의 사이의 전압, T상과 E상의 사이의 전압, S상과 E상의 사이의 전압, N상과 E상의 사이의 전압으로 할 수 있다. 또, 전로의 배전 방식이 단상 3선식인 경우, 각 상-E상간 전압은 L1상과 E상의 사이의 전압, L2상과 E상의 사이의 전압, N상과 E상의 사이의 전압으로 할 수 있다. 또한, 전로의 배전 방식이 단상 2선식인 경우, 각 상-E상간 전압은 a상과 E상의 사이의 전압, b상과 E상의 사이의 전압으로 할 수 있다.
또, 도 1에 있어서는 삼상 변압기의 이차측 권선의 결선 방식을 델타 결선으로 하고 있지만, V결선 혹은 스타 결선이라도 좋다.
또한, 도 1에 있어서는 삼상 변압기의 일차측의 결선 방식을 스타 결선으로 하고 있지만, 델타 결선이어도 좋다.
또, 전로에는 삼상 변압기, 부하 장치, 배전선 이외에, 부하 장치에 연결되는 전원 케이블도 포함된다.
또한, 상술한 실시형태에 있어서, 전로는 삼상 변압기와, 인버터 기기와, 부하 장치를 구비한 구성으로 했지만, 이 구성에 한정하는 것은 아니고, 도 11에 나타내는 바와 같이, 인버터 기기를 구비하지 않은 구성으로 할 수도 있다. 이 경우, 부하 장치는 삼상 변압기의 이차측으로부터 출력된 교류 전압을 전원 전압으로서 입력하여 소정의 동작을 실행한다.
또, 전로의 구성이 도 11에 나타내는 구성으로 되어 있는 경우에도, 본 발명의 누설 전류 산출 장치는 상술한 실시형태에 있어서 설명한 내용과 마찬가지의 내용으로 합성 전압 VERST를 산출할 수 있다.
단, 본 발명의 누설 전류 산출 장치는 누설 전류 I0r의 산출에 대해서는 다음과 같이 실행한다.
예를 들면, 누설 전류 I0r을 산출하는 경우에 사용되는 공지의 식으로서, 다음의 식 3이 있다.
I0r=I0·sinθ／cos30°…(식 3)
이 식 3은 인버터 기기가 접속되어 있지 않은 전로(도 11에 나타내는 바와 같은 전로 A)에 있어서, 누설 전류 I0r을 산출하는 경우에 사용되는 공지의 식이다.
이 식 3에 있어서, I0는 영상 전류 I0의 실효값이다.
또, 식 3은 T상과 R상의 사이의 선간 전압 VTR을 기준으로 하고 있다. 이 때문에, 식 3의 θ는 합성 전압 VTR과 영상 전류 I0의 위상차이다.
이에 반해, 본 발명의 누설 전류 산출 장치는 각 상-E상간 전압 VER, VES, VET를 합성한 합성 전압 VERST를 산출하는 것이다. 그리고, 이 합성 전압 VERST를 기준으로 한 측정 방법은 선간 전압 VTR을 기준으로 하는 공지의 측정 방법에 대해 90°의 위상차가 생긴다.
이와 같이, 90°의 위상차가 생기는 이유는 다음과 같다. 설명을 간결하고 또한 이해를 용이하게 하기 위해, 여기서는 조건으로서 접지 저항을 0Ω로 하고, E상과 S상의 전위차를 0V로 한다. 또, R상의 대지 절연 저항 Ru의 저항값과 T상의 대지 절연 저항 Rw의 저항값이 동일하다고 하고, 대지 절연 저항 Ru에 흐르는 누설 전류 I0r-R의 크기와 대지 절연 저항 Rw에 흐르는 누설 전류 I0r-T의 크기가 동일한 것으로 한다. 이러한 조건에 있어서, 누설 전류 I0r의 벡터는 합성 전압 VERST를 기준으로 한 경우에는 이 합성 전압 VERST에 대해 위상차가 0°로 되는데 반해, 선간 전압 VTR을 기준으로 한 경우에는 이 선간 전압 VTR에 대해 위상차가 90°로 된다. 따라서, 합성 전압 VERST를 기준으로 한 측정 방법은 선간 전압 VTR을 기준으로 하는 공지의 측정 방법에 대해 90°의 위상차가 생기게 된다.
그래서, 식 3의 θ에 그 위상차를 더한 다음의 식 4를 사용함으로써, 합성 전압 VERST를 기준으로 했을 때의 누설 전류 I0r의 산출이 가능하게 된다.
I0r=I0·sin(θ＋90°)/cos30°…(식 4)
이 식 4에 있어서, θ는 합성 전압 VERST와 영상 전류 I0의 위상차이다. 또, 합성 전압 VERST는 각 상-E상간 전압의 합성 전압이며, 각 상-E상간 전압 VER, VES, VET는 보호 도체의 접지 저항에 의해서 생기는 전위차를 포함하지 않고, 대지 절연 저항(Ru, Rv, Rw)에 의해서 생기는 전압으로서 측정된다. 이 때문에, 본 발명의 누설 전류 산출 장치는 인버터 기기가 접속되어 있지 않은 전로에 대해서도, θ를 정밀도 좋게 산출할 수 있어, 누설 전류 I0r을 정밀도 좋게 산출할 수 있다.
[산업상의 이용 가능성]
본 발명은 전로의 누설 전류를 측정하는 장치에 있어서 널리 이용할 수 있다.
10; 누설 전류 산출 장치 11; 영상 변류기(ZCT, 전류 측정 수단)
12; 전압 측정 수단 121; 전압 취득부
122; 전압 신호 처리부 13; 신호 처리부
131; 전압값 산출부(전압값 산출 수단)
132; 전류 신호 처리부(전류 측정 수단)
14; 연산부 141; 전류값 산출부(전류값 산출 수단)
142; 저항값 산출부 15; 표시부
A; 전로 1; 삼상 변압기
2; 인버터 기기 3; 부하 장치
3a; 모터 4; 배전선
5; 반

Claims (6)

  1. 소정의 보호 도체를 갖는 전로에 흐르는 누설 전류 중, 상기 전로내의 대지 절연 저항값에 기인하는 성분을 추출하여 측정하는 누설 전류 산출 장치로서,
    상기 전로에 흐르는 누설 전류를 측정하는 전류 측정 수단과,
    상기 보호 도체를 E상으로 했을 때에, 상기 전로의 전원부의 각 상의 각각과 상기 E상의 사이의 전압인 각 상-E상간 전압을 측정하는 전압 측정 수단과,
    상기 보호 도체의 접지 저항에 의해서 생기는 전위차를 제외하고, 상기 대지 절연 저항에 인가되는 전압 성분을 추출한 소정의 전압값을 상기 각 상-E상간 전압에 의거하여 산출하는 전압값 산출 수단과,
    상기 소정의 전압값에 의거하여, 상기 누설 전류 중, 대지 용량 성분을 제외한, 상기 대지 절연 저항값에 기인하는 성분을 추출하는 전류값 산출 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 누설 전류 산출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전압값 산출 수단은 상기 각 상-E상간 전압을 합성한 전압인 합성 전압을 상기 소정의 전압값으로서 산출하고,
    상기 전류값 산출 수단은 상기 합성 전압을 이용하여, 상기 누설 전류 중, 대지 용량 성분을 제외한, 상기 대지 절연 저항값에 기인하는 성분을 추출하는 것을 특징으로 하는 누설 전류 산출 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전압값 산출 수단은 상기 각 상-E상간 전압을 합성한 전압인 합성 전압을 상기 소정의 전압값으로서 산출하고,
    상기 전류값 산출 수단은,
    상기 누설 전류 중 상기 합성 전압의 위상과 동일한 위상의 성분을 상기 누설 전류 중, 대지 용량 성분을 제외한, 상기 대지 절연 저항값에 기인하는 성분으로서 추출하는 것을 특징으로 하는 누설 전류 산출 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 전원부의 각 상은 R상과, S상과, T상이고,
    상기 각 상-E상간 전압은 상기 R상과 상기 E상의 사이의 전압인 R상-E상간 전압과, 상기 S상과 상기 E상의 사이의 전압인 S상-E상간 전압과, 상기 T상과 상기 E상의 사이의 전압인 T상-E상간 전압이고,
    상기 전압값 산출 수단은 상기 R상-E상간 전압과 상기 S상-E상간 전압과 상기 T상-E상간 전압을 합성한 전압을 합성 전압으로서 산출하고,
    상기 전류값 산출 수단은 상기 누설 전류 중, 대지 용량 성분을 제외한, 상기 대지 절연 저항값에 기인하는 성분을 상기 합성 전압에 의거하여 추출하는 것을 특징으로 하는 누설 전류 산출 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,　
    상기 전로는,
    상기 전원부로부터 출력된 교류 전압을 소정의 전압으로 변환해서 출력하는 인버터와,
    상기 인버터로부터 출력된 소정의 전압을 입력해서 동작하는 부하 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 누설 전류 산출 장치.
  6. 소정의 보호 도체를 갖는 전로에 흐르는 누설 전류 중, 상기 전로내의 대지 절연 저항값에 기인하는 성분을 추출하여 측정하는 누설 전류 산출 방법으로서,
    상기 전로에 흐르는 누설 전류를 측정하는 전류 측정 공정과,
    상기 보호 도체를 E상으로 했을 때에, 상기 전로의 전원부의 각 상의 각각과 상기 E상의 사이의 전압인 각 상-E상간 전압을 측정하는 전압 측정 공정과,
    상기 보호 도체의 접지 저항에 의해서 생기는 전위차를 제외하고, 상기 대지 절연 저항에 인가되는 전압 성분을 추출한 소정의 전압값을 상기 각 상-E상간 전압에 의거하여 산출하는 전압값 산출 공정과,
    상기 소정의 전압값에 의거하여, 상기 누설 전류 중, 대지 용량 성분을 제외한, 상기 대지 절연 저항값에 기인하는 성분을 추출하는 전류값 산출 공정을 가진 것을 특징으로 하는 누설 전류 산출 방법.
KR1020177002678A 2014-09-26 2015-09-07 누설 전류 산출 장치 및 누설 전류 산출 방법 KR101748554B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014196143A JP5770903B1 (ja) 2014-09-26 2014-09-26 漏洩電流算出装置及び漏洩電流算出方法
JPJP-P-2014-196143 2014-09-26
PCT/JP2015/004519 WO2016047057A1 (ja) 2014-09-26 2015-09-07 漏洩電流算出装置及び漏洩電流算出方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170018459A true KR20170018459A (ko) 2017-02-17
KR101748554B1 KR101748554B1 (ko) 2017-06-27

Family

ID=54187192

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177002678A KR101748554B1 (ko) 2014-09-26 2015-09-07 누설 전류 산출 장치 및 누설 전류 산출 방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10145886B2 (ko)
EP (1) EP3199959A4 (ko)
JP (1) JP5770903B1 (ko)
KR (1) KR101748554B1 (ko)
CN (1) CN107209217B (ko)
TW (1) TWI557412B (ko)
WO (1) WO2016047057A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190105080A (ko) * 2017-04-21 2019-09-11 오므론 가부시키가이샤 누설 전류 산출 장치 및 누설 전류 산출 방법

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108474818B (zh) * 2016-01-08 2021-01-15 三菱电机株式会社 绝缘电阻测定装置
JP6477548B2 (ja) * 2016-03-09 2019-03-06 オムロン株式会社 漏洩電流算出装置および漏洩電流算出方法
CN106483381B (zh) * 2016-10-10 2019-03-19 东南大学 超高绝缘电阻测量仪用附加误差电流非对称补偿装置及方法
DE102017217473B3 (de) * 2017-09-29 2019-01-17 Bender Gmbh & Co. Kg Verfahren und Überwachungsvorrichtung zur selektiven Bestimmung einer Teil-Netzableitkapazität in einem ungeerdeten Stromversorgungssystem
DE102018117296B4 (de) * 2018-07-17 2020-02-20 Bender Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Aufteilung eines Gesamt-Isolationswiderstands und der Aufteilung einer Gesamt-Netzableitkapazität in einem ungeerdeten Stromversorgungssystem
JP6722928B1 (ja) * 2019-03-20 2020-07-15 マルチ計測器株式会社 零相電流計測方法及び装置
CN112327209B (zh) * 2020-11-03 2022-09-13 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 轨道车辆牵引系统漏电流检测方法、装置及轨道车辆
FR3125166B1 (fr) * 2021-07-12 2023-06-09 Philippe Dupuy Colmatage actif de fuite de courant
KR102652597B1 (ko) * 2021-11-15 2024-04-01 엘에스일렉트릭(주) 절연 감시 장치 및 그 절연 감시 장치의 제어 방법
CN117518022A (zh) * 2022-07-28 2024-02-06 比亚迪股份有限公司 漏电检测装置、方法和车辆

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011153910A (ja) 2010-01-27 2011-08-11 Patokkusu Japan Kk 電気機器おける漏洩電流測定装置及び測定方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0587846A (ja) * 1991-09-26 1993-04-06 Toyo Commun Equip Co Ltd 電気機器の絶縁状態検知方法及び装置
JP3301627B2 (ja) * 1991-12-26 2002-07-15 東洋通信機株式会社 負荷機器の絶縁抵抗測定装置及びその方法
JP2000028671A (ja) * 1998-07-07 2000-01-28 Toyo Commun Equip Co Ltd 絶縁検出器
US6421618B1 (en) * 1998-12-28 2002-07-16 General Electric Company Incipient leakage current fault detection apparatus and method
JP3652584B2 (ja) * 2000-06-08 2005-05-25 光商工株式会社 低圧接地電路の漏電検出保護方法と装置
JP2002233045A (ja) * 2001-02-02 2002-08-16 Canon Inc 太陽光発電システムの地絡検出のための装置及び方法
JP3517737B2 (ja) * 2002-01-22 2004-04-12 株式会社トーエネック 低圧電路用地絡方向継電器
JP4143463B2 (ja) * 2003-04-21 2008-09-03 三菱電機株式会社 絶縁監視装置
JP4121979B2 (ja) * 2004-06-29 2008-07-23 光商工株式会社 非接地電路の絶縁監視方法とその装置
CN1645703B (zh) * 2005-01-17 2012-01-11 浙江上力电器有限公司 大电流智能鉴相鉴幅漏电综合保护器
WO2007004698A1 (ja) * 2005-07-06 2007-01-11 Sbc Corporation 漏洩電流検出装置及び漏洩電流検出方法
JP2007114190A (ja) * 2005-09-20 2007-05-10 Daihen Corp 漏洩電流抵抗分検出方法及びその装置
KR100817890B1 (ko) * 2006-08-16 2008-03-31 김보경 전선로의 절연검출장치 및 절연검출방법
KR101009595B1 (ko) * 2009-03-16 2011-01-20 윌전기공업(주) 비접지 직류전원계통의 접지누설전류 측정 장치 및 그 방법
JP5705102B2 (ja) * 2011-12-21 2015-04-22 三菱電機株式会社 絶縁劣化診断装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011153910A (ja) 2010-01-27 2011-08-11 Patokkusu Japan Kk 電気機器おける漏洩電流測定装置及び測定方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190105080A (ko) * 2017-04-21 2019-09-11 오므론 가부시키가이샤 누설 전류 산출 장치 및 누설 전류 산출 방법

Also Published As

Publication number Publication date
CN107209217A (zh) 2017-09-26
CN107209217B (zh) 2018-11-30
KR101748554B1 (ko) 2017-06-27
JP5770903B1 (ja) 2015-08-26
EP3199959A4 (en) 2018-06-06
US10145886B2 (en) 2018-12-04
TWI557412B (zh) 2016-11-11
JP2016065843A (ja) 2016-04-28
EP3199959A1 (en) 2017-08-02
WO2016047057A1 (ja) 2016-03-31
US20170307675A1 (en) 2017-10-26
TW201621331A (zh) 2016-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101748554B1 (ko) 누설 전류 산출 장치 및 누설 전류 산출 방법
JP6711844B2 (ja) 故障位置検出および距離保護装置ならびに関連方法
CN103852691B (zh) 在补偿或绝缘中性点的接地系统的网络中故障的定向检测
US9829519B2 (en) Method and apparatus to commission voltage sensors and branch circuit current sensors for branch circuit monitoring systems
KR102419903B1 (ko) 누설 전류를 검출하는 누설 전류 검출 장치, 방법 및 프로그램
JP5449895B2 (ja) 漏れ電流測定装置
JP2008164374A (ja) 漏洩電流測定装置及び漏洩電流測定方法
JP4599120B2 (ja) 電気設備の絶縁監視装置と方法
WO2015136641A1 (ja) ロゴスキー計器用変流器の異常診断装置
EP3304099A1 (en) Method and apparatus to commission voltage sensors and branch circuit current sensors for branch circuit monitoring systems
JP5477020B2 (ja) 電気機器おける漏洩電流測定装置及び測定方法
JP2017194465A (ja) 監視装置
JP6289846B2 (ja) 漏洩電流検出装置及び方法
JP6621515B1 (ja) 対地静電容量測定装置および対地静電容量測定方法
JP5679480B2 (ja) 間接交流メガー測定器および絶縁抵抗測定方法
JP2009058235A (ja) 電路及び電気機器の漏れ電流測定装置及び方法
JP2008309681A (ja) 絶縁劣化監視装置とその方法
JP2010060329A (ja) 電路及び電気機器の漏洩電流測定装置及び方法
JPH0692997B2 (ja) 電力系統の対地静電容量の測定装置
JP2984294B2 (ja) ３端子平行２回線送電線の短絡故障点標定方法
JP2005201854A (ja) 電力測定方法及び電力測定装置
JP2016197614A (ja) 計器用変成器
JPH01286727A (ja) デイジタル形母線保護装置
JP2005043232A (ja) 電力計
JPH0472580A (ja) 誘電正接測定装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant