WO2022131087A1 - 検査装置、検査方法および検査プログラム - Google Patents

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WO2022131087A1
WO2022131087A1 PCT/JP2021/045001 JP2021045001W WO2022131087A1 WO 2022131087 A1 WO2022131087 A1 WO 2022131087A1 JP 2021045001 W JP2021045001 W JP 2021045001W WO 2022131087 A1 WO2022131087 A1 WO 2022131087A1
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leakage current
angle
angle range
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頼数 頭本
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株式会社SoBrain
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    • 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
    • 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
    • G01R31/40—Testing power supplies
    • G01R31/42—AC power supplies
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0007—Details of emergency protective circuit arrangements concerning the detecting means

Definitions

  • This disclosure relates to an inspection device, inspection method and inspection program for inspecting or monitoring the insulation resistance value and leakage current value of a three-phase star electric circuit.
  • the insulation performance of the electrical system including the load equipment of the electrical equipment is very important for preventing electric shock, fire, etc., but the insulation performance is impaired due to aging deterioration of the electrical equipment and construction work, etc.
  • Io may occur. It is important to predict the occurrence of Io or detect the actual occurrence of Io to prevent accidents in advance or at an early stage.
  • the power receiving transformer is provided with an inspection device that inspects Io on the ground wire of the circuit on the secondary side.
  • Io refers to a leakage current due to the capacitance to ground (hereinafter referred to as “Ioc”) and a leakage current due to the insulation resistance to ground that is directly related to the insulation resistance (hereinafter referred to as “Ior”). .) And is included.
  • Patent Document 1 is a leakage current measuring device for measuring the leakage current Ior of the insulation resistance of any two distribution lines in a three-phase three-wire distribution line composed of star connections, and is a leakage current measuring device for two distribution lines.
  • a voltage detector that detects the interphase voltage
  • a current detector that detects the combined current of the currents flowing through the two distribution lines, a phase angle ⁇ between the interphase voltage and the combined current, and the current value Io of the combined current.
  • the Ior is indicated by the scalar sum of the two phases, but the Ior is in the two phases. Without knowing the rate of occurrence, it is difficult to identify the problem area of Ior (where Ior is occurring), the cause of occurrence, and changes during periodic inspections.
  • the Ior generated in each phase can be accurately calculated, and the star-connected electric line under test can be inspected or monitored. It is intended to provide inspection equipment, inspection methods and inspection programs.
  • the structure of the present disclosure is as follows.
  • Leakage current flowing in the measured electric line in which the first phase, the second phase and the third phase are star-connected, or the first phase, the second phase, the third phase and the neutral wire are star-connected.
  • Leakage current detection unit for detecting a voltage detection unit for detecting the voltage applied to the electric line under test, a leakage current detected by the leakage current detection unit, and a voltage detected by the voltage detection unit.
  • the phase angle detection unit that detects the phase angle and the phase angle detected by the phase angle detection unit are the first angle range that is the angle range between the first phase and the second phase.
  • the measured subject is based on a determination unit for determining whether or not the phase angle belongs, an angle range to which the phase angle belongs, a phase angle detected by the phase angle detection unit, and a leakage current detected by the leakage current detection unit.
  • An inspection device including a calculation unit that calculates a resistance component leakage current due to the insulation resistance to ground contained in the leakage current flowing in the electric line.
  • the leakage current of each resistance component flowing in each of the phases is calculated, and when the angle range to which the phase angle belongs is the second angle range, the second phase and the third phase are flowing.
  • the combined value of the resistance component leakage current and each resistance component leakage current flowing in each phase are calculated, and when the angle range to which the phase angle belongs is the third angle range, the first phase and the angle range are calculated.
  • the inspection device according to (1) which calculates a combined value of the resistance component leakage current flowing in the third phase and each resistance component leakage current flowing in each of the phases.
  • the angle range of 120 ° between the first phase and the second phase is the first angle range with respect to the voltage of the first phase, and 120 between the second phase and the third phase.
  • the inspection device according to (1) or (2), wherein the angle range of ° is the second angle range, and the angle range of 120 ° between the third phase and the first phase is the third angle range. .. (4)
  • the voltage detection unit detects the line voltage of any two of the three non-grounded wires, detects the voltage between the two-phase grounded wire or the neutral wire, and detects the voltage between the three wires. Detects the voltage between any one of the ungrounded wires and the grounded or neutral wire, or 3 wires All the ungrounded wires and the grounded wire or the neutral wire or the grounded wire and the neutral wire.
  • the inspection device according to any one of (1) to (3), which detects a voltage between all lines including the above.
  • Leakage current detection step for detecting a voltage detection step for detecting the voltage applied to the electric line under test, a leakage current detected by the leakage current detection step, and a voltage detected by the voltage detection step.
  • the measured subject is based on a determination step of determining whether or not the phase angle belongs, an angle range to which the phase angle belongs, a phase angle detected by the phase angle detection step, and a leakage current detected by the leakage current detection step.
  • An inspection method including a calculation step for calculating a resistance component leakage current due to a ground insulation resistance included in a leakage current flowing in an electric line.
  • the first phase, the second phase and the third phase are star-connected to the computer, or the first phase, the second phase, the third phase and the neutral wire are star-connected to the measured electric line.
  • the leakage current detection step for detecting the leakage current the voltage detection step for detecting the voltage applied to the electric line under test, the leakage current detected by the leakage current detection step, and the detection by the voltage detection step.
  • the first phase angle detection step of detecting the phase angle based on the generated voltage and the phase angle detected by the phase angle detection step are the angle range between the first phase and the second phase. Of the angle range of, the second angle range which is the angle range between the second phase and the third phase, or the third angle range which is the angle range between the third phase and the first phase. Based on the determination step of determining whether or not the phase angle belongs, the angle range to which the phase angle belongs, the phase angle detected by the phase angle detection step, and the leakage current detected by the leakage current detection step.
  • the Ior generated in each phase is accurately calculated, and the star-connected electric line under test is inspected or monitored. Can be done.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an inspection device.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing an angle range.
  • FIG. 3 is a diagram provided for explaining the vector representation of the leakage current due to the capacitance to ground and the leakage current due to the insulation resistance to ground.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing a scalar sum of Ior (r) and Ior (t).
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing a case where the phase angle belongs to the first angle range R1.
  • FIG. 6 is a diagram schematically showing a case where the phase angle belongs to the second angle range R2.
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing a case where the phase angle belongs to the third angle range R3.
  • FIG. 8 is a flowchart for explaining the procedure of the inspection method.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a first configuration example of a computer.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a second configuration example of the computer.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the inspection device 1.
  • the inspection device 1 includes a leakage current detection unit 11, a voltage detection unit 12, a phase angle (phase) detection unit 13, a determination unit 14, and a calculation unit 15.
  • the leakage current detection unit 11 detects the leakage current flowing in the measured electric line in which the first phase, the second phase, and the third phase are connected in a star (Y, star shape).
  • the first phase is referred to as an R phase
  • the second phase is referred to as a T phase
  • the third phase is referred to as an S phase, but the term is not limited to this.
  • the leakage current measured by the leakage current detection unit 11 is referred to as "Io", but the name is not limited to this.
  • the inspection device 1 will be described as inspecting or monitoring a three-phase four-wire system to be measured by connecting three phases (R phase, S phase, T phase) in a star connection and drawing out a neutral point.
  • the configuration is not limited to this, and a three-phase three-wire system to be measured may be inspected or monitored by star-connecting three phases (R phase, S phase, T phase) having no neutral wire.
  • a zero-phase current transformer (ZCT) 10 is connected to the leakage current detection unit 11.
  • the zero-phase current transformer 10 has a configuration in which electric lines are collectively clamped.
  • the zero-phase current transformer 10 may also be configured to clamp the class B ground wire as shown by the dotted line in FIG.
  • the leakage current detection unit 11 detects (calculates) the leakage current (Io) flowing in the measured electric line from the signal measured by the zero-phase current transformer 10.
  • the voltage detection unit 12 detects the voltage applied to the electric line under test.
  • the electric line to be measured has various configurations, and a plurality of configurations in which the voltage detection unit 12 detects the voltage can be considered.
  • the configuration in which the voltage is detected by the voltage detection unit 12 can be considered as follows.
  • an appropriate configuration shall be adopted as appropriate according to the configuration of the electric line to be measured that is actually inspected or monitored.
  • the configuration in which the voltage is detected by the voltage detection unit 12 is not limited to the following.
  • Configuration 1 Detecting the line voltage of any two of the three ungrounded wires
  • Configuration 2 Detecting the voltage between any two phases of the grounding wire or the neutral wire
  • Configuration 3 Configuration to detect voltage between any one of the three non-grounded wires and the grounded or neutral wire
  • Configuration 4 All three non-grounded wires and grounded wire (class D grounding wire), Alternatively, a configuration that detects the voltage between the neutral wire or the ground wire (class D ground wire) and all the wires including the neutral wire.
  • the phase angle detection unit 13 detects the phase angle ( ⁇ ) based on the leakage current (Io) detected by the leakage current detection unit 11 and the voltage detected by the voltage detection unit 12. Specifically, the phase angle detection unit 13 has a waveform of the leakage current (Io) detected by the leakage current detection unit 11 and a voltage detected by the voltage detection unit 12 (for example, the line voltage between the R phase and the T phase). ( VTR ) is used as a reference voltage), and the phase angle ( ⁇ ) is detected by arithmetic processing.
  • the phase angle detection unit 13 has a reference voltage ( VT-R) and a leakage current (VTR) based on a zero crossing point of the reference voltage (VT-R ) and a zero crossing point of the leakage current (Io).
  • the phase angle ( ⁇ ) of Io) is detected.
  • the arithmetic processing for calculating the phase angle may be performed by using synchronous detection or DFT (discrete Fourier transform processing).
  • the phase angle detected by the phase angle detection unit 13 is the first angle range R1 which is the angle range between the R phase and the T phase, and the angle range between the T phase and the S phase. It is determined which of the two angle ranges R2 or the third angle range R3, which is the angle range between the S phase and the R phase, belongs.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing an angle range.
  • the angle range of 120 ° between the R phase and the T phase is the first angle range R1
  • the angle range of 120 ° between the T phase and the S phase is the second angle range. It is R2
  • the angle range of 120 ° between the S phase and the R phase is the third angle range R3.
  • the line voltage ( VT-R ) between the R phase and the T phase is used as the reference voltage and this voltage is set to 0 degrees
  • the current flowing through the R phase is assumed to be generated at the position of 30 °.
  • the first angle range R1 is “30 ° ⁇ ⁇ ⁇ 150 °”
  • the second angle range R2 is “150 ° ⁇ ⁇ ⁇ 270 °”
  • the third angle range R3 is “270 °”. ° ⁇ ⁇ ⁇ 30 ° ".
  • the first angle range R1 is “X ° ⁇ ⁇ ⁇ (X ° + 120 °)”
  • the second The angle range R2 of is “(X ° + 120 °) ⁇ ⁇ ⁇ (X ° + 240 °)”
  • the third angle range R3 is “(X ° + 240 °) ⁇ ⁇ ⁇ X °”.
  • the calculation unit 15 flows through the measured electric line based on the angle range to which the phase angle belongs, the phase angle detected by the phase angle detection unit 13, and the leakage current detected by the leakage current detection unit 11. Calculate the resistance component leakage current due to the ground insulation resistance included in the leakage current.
  • the calculation unit 15 has a resistance component leakage current flowing in the R phase and the T phase when the angle range to which the phase angle detected by the phase angle detection unit 13 belongs is the first angle range R1. The combined value of is calculated and the leakage current of each resistance component flowing in each phase is calculated.
  • the calculation unit 15 determines the combined value of the resistance component leakage current flowing in the T phase and the S phase. Calculate the leakage current of each resistance component flowing in each phase.
  • the angle range to which the phase angle detected by the phase angle detection unit 13 belongs is the third angle range R3
  • the calculation unit 15 determines the combined value of the resistance component leakage current flowing in the S phase and the R phase. Calculate the leakage current of each resistance component flowing in each phase.
  • the inspection device 1 flows to each phase with the composite value of Ior flowing in each phase based on the angle range to which the phase angle (phase difference) detected by the phase angle detection unit 13 belongs. Since each Ior is calculated, when Ior occurs in one or both of the two phases, the Ior generated in each phase is calculated accurately, and the star-connected electric line under test is inspected or monitored. It can be performed.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a state when Ior and Ioc of each phase are represented by a vector.
  • Ior (r) When the resistance component leakage current flowing in the R phase (hereinafter, may be referred to as “Ior (r)”) is vector-expressed with the reference voltage as 0 degree, the T phase is assumed to occur at the position of 30 degrees.
  • the resistance component leakage current flowing through the S phase (hereinafter, may be referred to as “Ior (t)”) occurs at a position of 150 degrees, and the resistance component leakage current flowing through the S phase (hereinafter, referred to as “Ior (s)”). May occur at a position of 270 degrees.
  • the vector Ior (r) is simply referred to as Ior (r)
  • the vector Ior (t) is simply referred to as Ior (t)
  • the vector Ior (s) is simply referred to as Ior (s).
  • the line voltage between the R phase and the T phase is set as a reference voltage, and this voltage is set to 0 degree.
  • the capacitance component leakage current flowing in the R phase (hereinafter, may be referred to as “Ioc (r)”) is at a position of 120 degrees, which is a position 90 degrees ( ⁇ / 2) ahead of Ior (r). Occurs.
  • the capacitance component leakage current flowing in the T phase (hereinafter, may be referred to as “Ioc (t)”) occurs at a position of 240 degrees, which is a position 90 degrees ( ⁇ / 2) ahead of Ior (t).
  • the capacitance component leakage current flowing in the S phase (hereinafter, may be referred to as “Ioc (s)”) is 0 degrees (360 degrees), which is a position 90 degrees ( ⁇ / 2) ahead of Ior (s). Occurs in position.
  • the vector Ioc (r) is simply referred to as Ioc (r)
  • the vector Ioc (t) is simply referred to as Ioc (t)
  • the vector Ioc (s) is simply referred to as Ioc (s).
  • the Ior is calculated by substituting the phase angle ⁇ detected by the phase angle detection unit 13 and the leakage current Io detected by the leakage current detection unit 11 into the equation (1).
  • Ior Io ⁇ sin ⁇ / cos60 ° ⁇ ⁇ ⁇ (1)
  • the Ior calculated by the equation (1) is a scalar sum (Ior (r) + Ior (t)).
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing a scalar sum of Ior (r) and Ior (t).
  • Ioc (r), Ioc (t), and Ioc (s) are not generated by offsetting as an equilibrium state.
  • the Ior (t) is moved to the axis of the R phase (the moved Ior (t) is shown as Ior (t)'), and the synthetic sum (scalar sum) with the Ior (r) is shown. : Ior (r) + Ior (t)').
  • the inspection device 1 since the Ior calculated by the equation (1) is a combination of two phases (scalar sum), the leakage current due to the insulation resistance to the ground is generated only in the R phase or only in the T phase. It is not possible to know whether it is occurring or whether it is occurring in both the R phase and the T phase. Therefore, the inspection device 1 has a composite value of the Ior flowing in each phase and each Ior flowing in each phase based on the angle range to which the phase angle (phase) detected by the phase angle detecting unit 13 belongs. Is calculated.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing a case where the phase angle belongs to the first angle range R1.
  • the calculation unit 15 determines the phase angle ⁇ detected by the phase angle detection unit 13 and the leakage current Io detected by the leakage current detection unit 11 (2).
  • the synthesis of Ior scalingar sum: Ior (rt)) generated in the two phases (R phase and T phase) is calculated.
  • Ior (rt) Io ⁇ sin ⁇ / cos60 ° ⁇ ⁇ ⁇ (2)
  • the calculation unit 15 substitutes the phase angle ⁇ detected by the phase angle detection unit 13 and the leakage current Io detected by the leakage current detection unit 11 into the equation (3) to generate the R phase.
  • Ior (r) Io ⁇ sin (150 ° ⁇ ) / cos30 ° ⁇ ⁇ ⁇ (3)
  • FIG. 6 is a diagram schematically showing a case where the phase angle belongs to the second angle range R2. Further, in FIG. 6, the Ior (s) is moved to the axis of the T phase (the moved Ior (s) is shown as Ior (s)'), and the synthetic sum (scalar sum) with the Ior (t) is shown. : Ior (t) + Ior (s)').
  • the calculation unit 15 substitutes the phase angle ⁇ detected by the phase angle detection unit 13 and the leakage current Io detected by the leakage current detection unit 11 into the equation (6) to generate the T phase.
  • Ior (t) Io ⁇ sin (270 ° ⁇ ) / cos30 ° ⁇ ⁇ ⁇ (6)
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing a case where the phase angle belongs to the third angle range R3. Further, in FIG. 7, the Ior (r) is moved to the axis of the S phase (the moved Ior (r) is shown as Ior (r)'), and the synthetic sum (scalar sum) with the Ior (s) is shown. : Ior (s) + Ior (r)').
  • the calculation unit 15 substitutes the phase angle ⁇ detected by the phase angle detection unit 13 and the leakage current Io detected by the leakage current detection unit 11 into the equation (9) to generate the S phase.
  • Ior (s) Io ⁇ sin (30 ° ⁇ ) / cos30 ° ⁇ ⁇ ⁇ (9)
  • the inspection device 1 utilizes the equations (2), (3) and (4) to make the R phase and the T phase.
  • the equations (5), (6) and (7) are used.
  • the equations (8), (9) and (10) Can be used to accurately calculate the Ior generated in the S phase and R phase, and the calculated Ior can be used to inspect or monitor the star-connected electric line under test. ..
  • FIG. 8 is a flowchart for explaining the procedure of the inspection method.
  • step ST1 the leakage current detection unit 11 detects the leakage current flowing in the measured electric line in which the R phase, S phase, and T phase are star-connected (leakage current detection step).
  • step ST2 the voltage detection unit 12 detects the voltage applied to the electric line under test (voltage detection step).
  • step ST3 the phase angle detection unit 13 detects the phase angle based on the leakage current detected by the leakage current detection step and the voltage detected by the voltage detection step (phase angle detection step).
  • step ST4 the determination unit 14 determines that the phase angle detected by the phase angle detection step is the angle range between the first phase and the second phase, that is, the first angle range R1, the second phase, and the third phase. It is determined which of the second angle range R2, which is the angle range between the two, or the third angle range R3, which is the angle range between the third phase and the first phase, belongs (determination step).
  • the process proceeds to step ST5, when the phase angle is the second angle range R2, the process proceeds to step ST6, and when the phase angle is the third angle range R3. Proceeds to step ST7.
  • step ST5 the calculation unit 15 is included in the leakage current flowing in the measured electric line based on the phase angle detected by the phase angle detection step and the leakage current detected by the leakage current detection step. Calculate the resistance component leakage current due to the ground insulation resistance (calculation step). Specifically, the calculation unit 15 calculates Ior (scalar sum: Ior (rt)) obtained by synthesizing Ior generated in two phases (R phase and T phase) by using the above-mentioned equation (2). , The above-mentioned equation (3) is used to calculate the Ior (r) generated in the R phase, and the above-mentioned equation (4) is used to calculate the Ior (t) generated in the T phase.
  • Ior scaling sum: Ior (rt)
  • step ST6 the calculation unit 15 is included in the leakage current flowing in the measured electric line based on the phase angle detected by the phase angle detection step and the leakage current detected by the leakage current detection step. Calculate the resistance component leakage current due to the ground insulation resistance (calculation step). Specifically, the calculation unit 15 calculates Ior (scalar sum: Ior (ts)) obtained by synthesizing Ior generated in two phases (T phase and S phase) by using the above-mentioned equation (5). , The above-mentioned equation (6) is used to calculate the Ior (t) generated in the T phase, and the above-mentioned equation (7) is used to calculate the Ior (s) generated in the S phase.
  • Ior scaling sum: Ior (ts)
  • step ST7 the calculation unit 15 is included in the leakage current flowing in the measured electric line based on the phase angle detected by the phase angle detection step and the leakage current detected by the leakage current detection step. Calculate the resistance component leakage current due to the ground insulation resistance (calculation step). Specifically, the calculation unit 15 calculates Ior (scalar sum: Ior (sr)) obtained by synthesizing Ior generated in two phases (S phase and R phase) by using the above-mentioned equation (8). , The above-mentioned equation (9) is used to calculate the Ior (s) generated in the S phase, and the above-mentioned equation (10) is used to calculate the Ior (r) generated in the R phase.
  • the inspection method uses the equations (2), (3) and (4) to make the R phase and the T phase.
  • the equations (5), (6) and (7) are used to T.
  • the equations (8), (9) and (10) are used. It can be used to accurately calculate the Ior generated in the S phase and the R phase, and the calculated Ior can be used to inspect or monitor the star-connected electric line under test.
  • the inspection program that accurately calculates the Ior generated in each phase and inspects or monitors the star-connected electric line under test is mainly as follows. It is composed of the above steps and is executed by the computer 500 (hardware).
  • Step 1 Detect the leakage current flowing in the electric line under test in which the R phase, S phase and T phase are star-connected
  • Step 2 Detect the voltage applied to the electric line under test
  • Step 3 Step of detecting the phase angle based on the leakage current detected by step 1 and the voltage detected by step 2.
  • Step 4 The phase angle detected by step 3 is between the first phase and the second phase.
  • Step 5 The angle range to which the phase angle determined by Step 4 belongs, the phase angle detected by Step 3, and the leakage current detected by Step 1. Based on the above, the process of calculating the resistance component leakage current due to the insulation resistance to ground contained in the leakage current flowing in the electric line under test.
  • the computer 500 is configured by connecting the processor 501, the memory 502, the storage 503, the input / output I / F 504, and the communication I / F 505 on the bus A.
  • the collaboration of the components realizes the functions and / or methods described in this disclosure.
  • the input / output I / F 504 is connected to, for example, a display that displays various information, a touch panel that accepts user operations, and the like.
  • the touch panel is arranged in front of the display. Therefore, the user can perform an intuitive operation by touching the icon displayed on the display with a finger or the like.
  • the touch panel does not have to be arranged on the front surface of the display.
  • a pointing device such as a keyboard and a mouse may be connected to the input / output I / F 504.
  • the input / output I / F 504 may be connected to a speaker that outputs voice to the outside or a microphone into which external voice is input.
  • the display is composed of a liquid crystal display, an organic EL (Electroluminescence) display, or the like, and displays various information under the control of the processor 501.
  • organic EL Electrode
  • the memory 502 is composed of a RAM (Random Access Memory).
  • RAM is composed of volatile memory or non-volatile memory.
  • the storage 503 is composed of a ROM (Read Only Memory).
  • the ROM is composed of a non-volatile memory, and is realized by, for example, an HDD (Hard Disk Drive) or an SSD (Solid State Drive).
  • the storage 503 stores various programs such as the inspection program realized in the above-mentioned steps 1 to 5.
  • the processor 501 controls the operation of the entire computer 500.
  • the processor 501 is an arithmetic unit that loads an operating system and various programs that realize various functions from the storage 503 into the memory 502 and executes instructions included in the loaded programs.
  • the processor 501 when the processor 501 accepts a user's operation, the processor 501 reads a program (for example, an inspection program) stored in the storage 503, expands the read program into the memory 502, and executes the program. Further, when the processor 501 executes the inspection program, the functions of the leakage current detection unit 11, the voltage detection unit 12, the phase angle detection unit 13, the determination unit 14, and the calculation unit 15 are realized.
  • a program for example, an inspection program
  • the processor 501 is realized by, for example, a CPU (Central Processing Unit), an MPU (Micro Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), various arithmetic units other than these, or a combination thereof.
  • a CPU Central Processing Unit
  • MPU Micro Processing Unit
  • GPU Graphics Processing Unit
  • the processing circuit 601 is, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field-Programmable Gate Array), or a combination thereof. Is.
  • the processor 501 has been described as a single component, but the present invention is not limited to this, and the processor 501 may be configured by a set of a plurality of physically separate processors.
  • the program described as being executed by the processor 501 or the instructions contained in the program may be executed by a single processor 501 or may be executed by a plurality of processors in a distributed manner. .. Further, the program executed by the processor 501 or the instructions included in the program may be executed by a plurality of virtual processors.
  • the communication I / F 505 is an interface that conforms to a predetermined communication standard, and communicates with an external device by wire or wireless.
  • the inspection program utilizes equations (2), (3) and (4) when the angular range of the phase angle belongs to the first angle range R1 by being executed by the computer 500. Then, the Ior generated in the R phase and the T phase can be accurately calculated, and when the angle range of the phase angle belongs to the second angle range R2, the equations (5), (6) and ( When the Ior generated in the T phase and the S phase can be accurately calculated by using the equation 7) and the angle range of the phase angle belongs to the third angle range R3, the equation (8), ( The Ior generated in the S phase and the R phase can be accurately calculated by using the equations 9) and (10), and the calculated Ior is used to star-connect the measured electric line. Can be inspected or monitored.

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Abstract

スター結線された被測定電線路に流れている漏洩電流を検出する漏洩電流検出部１１と、被測定電線路に印加されている電圧を検出する電圧検出部１２と、漏洩電流検出部１１により検出された漏洩電流と、電圧検出部１２により検出された電圧とに基づいて、位相角を検出する位相角検出部１３と、位相角検出部１３により検出された位相角が第１の角度範囲、第２の角度範囲または第３の角度範囲のいずれの角度範囲に属するかを判定する判定部１４と、位相角が属する角度範囲と、位相角検出部１３により検出された位相角と、漏洩電流検出部１１により検出された漏洩電流とに基づいて、被測定電線路に流れている漏洩電流に含まれている対地絶縁抵抗に起因する抵抗成分漏洩電流を算出する算出部１５とを備える。

Description

検査装置、検査方法および検査プログラム
　本開示は、三相スター電路の絶縁抵抗値と漏洩電流値の検査または監視する検査装置、検査方法および検査プログラムに関する。
　電気設備の負荷機器を含む電気系統の絶縁性能は、感電、火災等の防止上、非常に重要であるが、電気設備の経年劣化や工事等により絶縁性能が損なわれ、電線路に漏洩電流（以下、「Ｉｏ」という。）が発生することがある。Ｉｏの発生を予兆したり、または、実際に発生しているＩｏを検知して、事故を未然に、または、早い段階で防止することが重要である。
　このため、受電変圧器には、二次側の回路の接地線にＩｏを検査する検査装置を設けるようにしている。ここで、Ｉｏには、対地静電容量に起因する漏洩電流（以下、「Ｉｏｃ」という。）と、絶縁抵抗に直接関与している対地絶縁抵抗に起因する漏洩電流（以下、「Ｉｏｒ」という。）とが含まれている。
　例えば、特許文献１では、スター結線で構成された三相３線式配電線におけるいずれか２つの配電線についての絶縁抵抗の漏れ電流Ｉｏｒを測定する漏れ電流測定装置であって、２つの配電線間の相間電圧を検出する電圧検出部と、２つの配電線に流れる電流の合成電流を検出する電流検出部と、相間電圧および合成電流の間の位相角θ、並びに当該合成電流の電流値Ｉｏを算出すると共に、下記式に基づいて漏れ電流Ｉｏｒを測定する処理部とを備える装置が開示されている。
　Ｉｏｒ＝｜２×Ｉｏ×ｓｉｎθ｜
特開２０１１－２７４４９号公報
　ここで、三相３線式配電線におけるいずれか２つの配電線についての絶縁抵抗の劣化が発生している場合、Ｉｏｒは、二つの相のスカラー和で示されるが、二つの相でＩｏｒがどの程度の割合で発生しているのかが分からないと、Ｉｏｒの問題箇所（Ｉｏｒが発生している場所）の特定、発生原因、定期検査時の変化などを捉えることが困難である。
　本開示では、二つの相の一方または双方にＩｏｒが発生した場合において、各相に発生しているＩｏｒを正確に算出し、スター結線された被測定電線路の検査または監視を行うことができる検査装置、検査方法および検査プログラムを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本開示の構成は、以下の通りである。
（１）第１相、第２相および第３相がスター結線、または、第１相、第２相、第３相および中性線がスター結線された被測定電線路に流れている漏洩電流を検出する漏洩電流検出部と、前記被測定電線路に印加されている電圧を検出する電圧検出部と、前記漏洩電流検出部により検出された漏洩電流と、前記電圧検出部により検出された電圧とに基づいて、位相角を検出する位相角検出部と、前記位相角検出部により検出された位相角が、前記第１相と前記第２相の間の角度範囲である第１の角度範囲、前記第２相と前記第３相の間の角度範囲である第２の角度範囲または前記第３相と前記第１相の間の角度範囲である第３の角度範囲のいずれの角度範囲に属するかを判定する判定部と、前記位相角が属する角度範囲と、前記位相角検出部により検出された位相角と、前記漏洩電流検出部により検出された漏洩電流とに基づいて、前記被測定電線路に流れている漏洩電流に含まれている対地絶縁抵抗に起因する抵抗成分漏洩電流を算出する算出部とを備える検査装置。
　（２）前記算出部は、前記位相角が属する角度範囲が前記第１の角度範囲の場合には、前記第１相と前記第２相に流れている前記抵抗成分漏洩電流の合成値と、前記各相に流れているそれぞれの抵抗成分漏洩電流を算出し、前記位相角が属する角度範囲が前記第２の角度範囲の場合には、前記第２相と前記第３相に流れている前記抵抗成分漏洩電流の合成値と、前記各相に流れているそれぞれの抵抗成分漏洩電流を算出し、前記位相角が属する角度範囲が前記第３の角度範囲の場合には、前記第１相と前記第３相に流れている前記抵抗成分漏洩電流の合成値と、前記各相に流れているそれぞれの抵抗成分漏洩電流を算出する（１）に記載の検査装置。
　（３）前記第１相の電圧を基準にして、前記第１相から前記第２相間の１２０°の角度範囲が前記第１の角度範囲であり、前記第２相から前記第３相間の１２０°の角度範囲が前記第２の角度範囲であり、前記第３相から前記第１相間の１２０°の角度範囲が前記第３の角度範囲である（１）または（２）に記載の検査装置。
　（４）前記電圧検出部は、３線ある非接地線の中のいずれか２線の線間電圧を検出、いずれか２相の接地線または中性線との間の電圧を検出、３線ある非接地線の中のいずれか１線と接地線または中性線との間の電圧を検出、または、３線ある非接地線の全線と接地線または中性線もしくは接地線と中性線を含めた全線との間の電圧を検出する（１）から（３）のいずれか一項に記載の検査装置。
　（５）第１相、第２相および第３相がスター結線、または、第１相、第２相、第３相および中性線がスター結線された被測定電線路に流れている漏洩電流を検出する漏洩電流検出工程と、前記被測定電線路に印加されている電圧を検出する電圧検出工程と、前記漏洩電流検出工程により検出された漏洩電流と、前記電圧検出工程により検出された電圧とに基づいて、位相角を検出する位相角検出工程と、前記位相角検出工程により検出された位相角が、前記第１相と前記第２相の間の角度範囲である第１の角度範囲、前記第２相と前記第３相の間の角度範囲である第２の角度範囲または前記第３相と前記第１相の間の角度範囲である第３の角度範囲のいずれの角度範囲に属するかを判定する判定工程と、前記位相角が属する角度範囲と、前記位相角検出工程により検出された位相角と、前記漏洩電流検出工程により検出された漏洩電流とに基づいて、前記被測定電線路に流れている漏洩電流に含まれている対地絶縁抵抗に起因する抵抗成分漏洩電流を算出する算出工程とを備える検査方法。
　（６）コンピュータに、第１相、第２相および第３相がスター結線、または、第１相、第２相、第３相および中性線がスター結線された被測定電線路に流れている漏洩電流を検出する漏洩電流検出工程と、前記被測定電線路に印加されている電圧を検出する電圧検出工程と、前記漏洩電流検出工程により検出された漏洩電流と、前記電圧検出工程により検出された電圧とに基づいて、位相角を検出する位相角検出工程と、前記位相角検出工程により検出された位相角が、前記第１相と前記第２相の間の角度範囲である第１の角度範囲、前記第２相と前記第３相の間の角度範囲である第２の角度範囲または前記第３相と前記第１相の間の角度範囲である第３の角度範囲のいずれの角度範囲に属するかを判定する判定工程と、前記位相角が属する角度範囲と、前記位相角検出工程により検出された位相角と、前記漏洩電流検出工程により検出された漏洩電流とに基づいて、前記被測定電線路に流れている漏洩電流に含まれている対地絶縁抵抗に起因する抵抗成分漏洩電流を算出する算出工程と、を実行させるための検査プログラム。
　本開示によれば、二つの相の一方または双方にＩｏｒが発生した場合において、各相に発生しているＩｏｒを正確に算出し、スター結線された被測定電線路の検査または監視を行うことができる。
図１は、検査装置の構成を示す図である。 図２は、角度範囲を模式的に示す図である。 図３は、対地静電容量に起因する漏洩電流と、対地絶縁抵抗に起因する漏洩電流のベクトル表現についての説明に供する図である。 図４は、Ｉｏｒ（ｒ）とＩｏｒ（ｔ）とのスカラー和を模式的に示す図である。 図５は、位相角が第１の角度範囲Ｒ１に属する場合を模式的に示す図である。 図６は、位相角が第２の角度範囲Ｒ２に属する場合を模式的に示す図である。 図７は、位相角が第３の角度範囲Ｒ３に属する場合を模式的に示す図である。 図８は、検査方法の手順についての説明に供するフローチャートである。 図９は、コンピュータの第１構成例を示すブロック図である。 図１０は、コンピュータの第２構成例を示すブロック図である。
　以下、本実施形態について説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本開示の内容を不当に限定するものではない。また、本実施形態で説明される構成の全てが、本開示の必須構成要件であるとは限らない。
　図１は、検査装置１の構成を示す図である。検査装置１は、漏洩電流検出部１１と、電圧検出部１２と、位相角（位相）検出部１３と、判定部１４と、算出部１５とを備える
　漏洩電流検出部１１は、第１相、第２相および第３相がスター（Ｙ、星形）結線された被測定電線路に流れている漏洩電流を検出する。以下では、第１相をＲ相と称し、第２相をＴ相と称し、第３相をＳ相と称するが、この称呼に限定されない。また、以下では、漏洩電流検出部１１により計測される漏洩電流を「Ｉｏ」と称するが、この称呼に限定されない。
　また、検査装置１は、３相（Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相）をスター結線し中性点を引き出した３相４線式の被測定電線路を検査または監視するものとして説明するが、この構成に限定されず、中性線のない３相（Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相）をスター結線した３相３線式の被測定電線路を検査または監視してもよい。
　漏洩電流検出部１１には、零相変流器（ＺＣＴ）１０が接続されている。零相変流器１０は、電線路を一括してクランプする構成である。例えば、零相変流器１０は、ハンディータイプの貫通分割形零相変流器で構成されることにより、現場において作業者が簡易に電線路に設置することができる。なお、零相変流器１０は、図１の点線で示すように、Ｂ種接地線もクランプする構成でもよい。
　漏洩電流検出部１１は、零相変流器１０により計測された信号から被測定電線路に流れている漏洩電流（Ｉｏ）を検出（算出）する。
　電圧検出部１２は、被測定電線路に印加されている電圧を検出する。ここで、被測定電線路には様々な構成があり、電圧検出部１２が電圧を検出する構成は複数考えられる。例えば、電圧検出部１２により電圧を検出する構成は、以下のものが考えられる。本開示では、実際に検査または監視する被測定電線路の構成に応じて、適宜、適した構成を採用するものとする。なお、電圧検出部１２により電圧を検出する構成は、下記に限定されない。
構成１：３線ある非接地線の中のいずれか２線の線間電圧を検出する構成
構成２：いずれか２相の接地線または中性線との間の電圧を検出する構成
構成３：３線ある非接地線の中のいずれか１線と接地線または中性線との間の電圧を検出する構成
構成４：３線ある非接地線の全線と接地線（Ｄ種接地線）、または、中性線もしくは接地線（Ｄ種接地線）と中性線を含めた全線との間の電圧を検出する構成
　位相角検出部１３は、漏洩電流検出部１１により検出された漏洩電流（Ｉｏ）と、電圧検出部１２により検出された電圧とに基づいて、位相角（θ）を検出する。具体的には、位相角検出部１３は、漏洩電流検出部１１により検出された漏洩電流（Ｉｏ）の波形と電圧検出部１２により検出された電圧（例えば、Ｒ相とＴ相の線間電圧（ＶＴ－Ｒ）を基準電圧とする）の波形を演算処理して、位相角（θ）を検出する。例えば、位相角検出部１３は、基準電圧（ＶＴ－Ｒ）の零クロスする点と漏洩電流（Ｉｏ）の零クロスする点とに基づいて、基準電圧（ＶＴ－Ｒ）と漏洩電流（Ｉｏ）の位相角（θ）を検出する。また、位相角を算出する演算処理は、同期検波やＤＦＴ（離散フーリエ変換処理）を用いて行ってもよい。
　判定部１４は、位相角検出部１３により検出された位相角が、Ｒ相とＴ相の間の角度範囲である第１の角度範囲Ｒ１、Ｔ相とＳ相の間の角度範囲である第２の角度範囲Ｒ２またはＳ相とＲ相の間の角度範囲である第３の角度範囲Ｒ３のいずれの角度範囲に属するかを判定する。
　図２は、角度範囲を模式的に示す図である。ここで、Ｒ相の電圧を基準にすると、Ｒ相からＴ相間の１２０°の角度範囲が第１の角度範囲Ｒ１であり、Ｔ相からＳ相間の１２０°の角度範囲が第２の角度範囲Ｒ２であり、Ｓ相からＲ相間の１２０°の角度範囲が第３の角度範囲Ｒ３である。具体的には、Ｒ相とＴ相の線間電圧（ＶＴ－Ｒ）を基準電圧とし、この電圧を０度としたとき、Ｒ相に流れる電流が３０°の位置に生じるとした場合、第１の角度範囲Ｒ１は、「３０°≦θ＜１５０°」であり、第２の角度範囲Ｒ２は、「１５０°≦θ＜２７０°」であり、第３の角度範囲Ｒ３は、「２７０°≦θ＜３０°」である。また、角度範囲を一般化すると、Ｒ相の電圧がＸ°の位置に生じるとした場合、第１の角度範囲Ｒ１は、「Ｘ°≦θ＜（Ｘ°＋１２０°）」であり、第２の角度範囲Ｒ２は、「（Ｘ°＋１２０°）≦θ＜（Ｘ°＋２４０°）」であり、第３の角度範囲Ｒ３は、「（Ｘ°＋２４０°）≦θ＜Ｘ°」である。
　算出部１５は、位相角が属する角度範囲と、位相角検出部１３により検出された位相角と、漏洩電流検出部１１により検出された漏洩電流とに基づいて、被測定電線路に流れている漏洩電流に含まれている対地絶縁抵抗に起因する抵抗成分漏洩電流を算出する。
　具体的には、算出部１５は、位相角検出部１３により検出された位相角が属する角度範囲が第１の角度範囲Ｒ１の場合には、Ｒ相とＴ相に流れている抵抗成分漏洩電流の合成値と、各相に流れているそれぞれの抵抗成分漏洩電流を算出する。算出部１５は、位相角検出部１３により検出された位相角が属する角度範囲が第２の角度範囲Ｒ２の場合には、Ｔ相とＳ相に流れている抵抗成分漏洩電流の合成値と、各相に流れているそれぞれの抵抗成分漏洩電流を算出する。算出部１５は、位相角検出部１３により検出された位相角が属する角度範囲が第３の角度範囲Ｒ３の場合には、Ｓ相とＲ相に流れている抵抗成分漏洩電流の合成値と、各相に流れているそれぞれの抵抗成分漏洩電流を算出する。
　このようにして、検査装置１は、位相角検出部１３により検出された位相角（位相差）が属する角度範囲に基づいて、各相に流れているＩｏｒの合成値と、各相に流れているそれぞれのＩｏｒを算出するので、二つの相の一方または双方にＩｏｒが発生した場合において、各相に発生しているＩｏｒを正確に算出し、スター結線された被測定電線路の検査または監視を行うことができる。
　（Ｉｏ、ＩｏｃおよびＩｏｒのベクトル表現について）
　ここで、漏洩電流（Ｉｏ）に含まれている対地静電容量に起因する漏洩電流（以下、「Ｉｏｃ」と称することがある。）と、絶縁抵抗に直接関与している対地絶縁抵抗に起因する漏洩電流（以下、「Ｉｏｒ」と称することがある。）のベクトル表現について、図３を用いて説明する。図３は、各相のＩｏｒとＩｏｃをベクトル表現したときの様子を模式的に示す図である。
　基準電圧を０度として、Ｒ相に流れる抵抗成分漏洩電流（以下、「Ｉｏｒ（ｒ）」と称することがある。）をベクトル表現したときに、３０度の位置に生じるとした場合、Ｔ相に流れる抵抗成分漏洩電流（以下、「Ｉｏｒ（ｔ）」と称することがある。）は、１５０度の位置に生じ、Ｓ相に流れる抵抗成分漏洩電流（以下、「Ｉｏｒ（ｓ）」と称することがある。）は、２７０度の位置に生じる。なお、以下では、ベクトルＩｏｒ（ｒ）を単にＩｏｒ（ｒ）と称し、ベクトルＩｏｒ（ｔ）を単にＩｏｒ（ｔ）と称し、ベクトルＩｏｒ（ｓ）を単にＩｏｒ（ｓ）と称する。本実施例では、Ｒ相とＴ相の線間電圧を基準電圧とし、この電圧を０度としている。
　また、Ｒ相に流れる容量成分漏洩電流（以下、「Ｉｏｃ（ｒ）」と称することがある。）は、Ｉｏｒ（ｒ）から９０度（π／２）進んだ位置である１２０度の位置に生じる。Ｔ相に流れる容量成分漏洩電流（以下、「Ｉｏｃ（ｔ）」と称することがある。）は、Ｉｏｒ（ｔ）から９０度（π／２）進んだ位置である２４０度の位置に生じる。Ｓ相に流れる容量成分漏洩電流（以下、「Ｉｏｃ（ｓ）」と称することがある。）は、Ｉｏｒ（ｓ）から９０度（π／２）進んだ位置である０度（３６０度）の位置に生じる。
　なお、以下では、ベクトルＩｏｃ（ｒ）を単にＩｏｃ（ｒ）と称し、ベクトルＩｏｃ（ｔ）を単にＩｏｃ（ｔ）と称し、ベクトルＩｏｃ（ｓ）を単にＩｏｃ（ｓ）と称する。
　Ｉｏｃ（ｒ）とＩｏｃ（ｓ）とＩｏｃ（ｔ）とが平衡している場合、Ｉｏｃ（ｒ）とＩｏｃ（ｓ）とＩｏｃ（ｔ）とを合成したベクトルＩｏｃは、各成分により相殺されて生じない。
　つぎに、２相（例えば、Ｒ相とＴ相）に発生したＩｏｒの合成（スカラー和）について説明する。
　Ｉｏｒは、位相角検出部１３により検出された位相角θと、漏洩電流検出部１１により検出された漏洩電流Ｉｏとを（１）式に代入して算出される。
　Ｉｏｒ＝Ｉｏ×ｓｉｎθ／ｃｏｓ６０°　・・・（１）
　（１）式により算出されるＩｏｒは、スカラー和（Ｉｏｒ（ｒ）＋Ｉｏｒ（ｔ））である。
　図４は、Ｉｏｒ（ｒ）とＩｏｒ（ｔ）とのスカラー和を模式的に示す図である。図４では、Ｉｏｃ（ｒ）とＩｏｃ（ｔ）とＩｏｃ（ｓ）は、平衡状態として相殺にて生じていないものとしている。また、図４では、Ｉｏｒ（ｔ）をＲ相の軸に移動させて（移動後のＩｏｒ（ｔ）をＩｏｒ（ｔ）´として示してある）、Ｉｏｒ（ｒ）との合成和（スカラー和：Ｉｏｒ（ｒ）＋Ｉｏｒ（ｔ）´）で示している。
　また、（１）式により算出されるＩｏｒは、２相の合成（スカラー和）なので、このままでは、対地絶縁抵抗に起因する漏洩電流がＲ相のみに発生しているものか、Ｔ相のみに発生しているのか、Ｒ相とＴ相の双方に発生しているのかを知ることができない。そこで、検査装置１は、位相角検出部１３により検出された位相角（位相）が属する角度範囲に基づいて、各相に流れているＩｏｒの合成値と、各相に流れているそれぞれのＩｏｒを算出する。
　（位相角が第１の角度範囲Ｒ１に属する場合について）
　図５は、位相角が第１の角度範囲Ｒ１に属する場合を模式的に示す図である。算出部１５は、位相角が第１の角度範囲Ｒ１に属する場合、位相角検出部１３により検出された位相角θと、漏洩電流検出部１１により検出された漏洩電流Ｉｏとを、（２）式に代入して、２相（Ｒ相とＴ相）に発生したＩｏｒの合成（スカラー和：Ｉｏｒ（ｒｔ））を算出する。
　Ｉｏｒ（ｒｔ）＝Ｉｏ×ｓｉｎθ／ｃｏｓ６０°　・・・（２）
　また、算出部１５は、位相角検出部１３により検出された位相角θと、漏洩電流検出部１１により検出された漏洩電流Ｉｏとを、（３）式に代入して、Ｒ相に発生したＩｏｒ（ｒ）を算出する。
　Ｉｏｒ（ｒ）＝Ｉｏ×ｓｉｎ（１５０°－θ）／ｃｏｓ３０°　・・・（３）
　また、算出部１５は、（２）式で算出されたＩｏｒ（ｒｔ）と、（３）式で算出されたＩｏｒ（ｒ）とを、（４）式に代入して、Ｔ相に発生したＩｏｒ（ｔ）を算出する。
　Ｉｏｒ（ｔ）＝Ｉｏｒ（ｒｔ）－Ｉｏｒ（ｒ）　・・・（４）
　例えば、Ｉｏｒ（ｔ）が「０」の場合には、「Ｉｏｒ（ｒｔ）＝Ｉｏｒ（ｒ）」となり、対地絶縁抵抗に起因する漏洩電流は、Ｒ相のみに流れていることが分かる。また、Ｉｏｒ（ｒ）が「０」の場合には、「Ｉｏｒ（ｒｔ）＝Ｉｏｒ（ｔ）」となり、対地絶縁抵抗に起因する漏洩電流は、Ｔ相のみに流れていることが分かる。Ｉｏｒ（ｔ）およびＩｏｒ（ｒ）が「０」以外の場合には、Ｒ相とＴ相の双方に対地絶縁抵抗に起因する漏洩電流が流れていることが分かり、（３）式および（４）式を利用することにより、Ｒ相およびＴ相にどれくらいの対地絶縁抵抗に起因する漏洩電流が流れているのかを定量的に算出することができる。
　（位相角が第２の角度範囲Ｒ２に属する場合について）
　図６は、位相角が第２の角度範囲Ｒ２に属する場合を模式的に示す図である。また、図６では、Ｉｏｒ（ｓ）をＴ相の軸に移動させて（移動後のＩｏｒ（ｓ）をＩｏｒ（ｓ）´として示してある）、Ｉｏｒ（ｔ）との合成和（スカラー和：Ｉｏｒ（ｔ）＋Ｉｏｒ（ｓ）´）で示している。
　算出部１５は、位相角が第２の角度範囲Ｒ２に属する場合、位相角検出部１３により検出された位相角θと、漏洩電流検出部１１により検出された漏洩電流Ｉｏとを、（５）式に代入して、２相（Ｔ相とＳ相）に発生したＩｏｒの合成（スカラー和：Ｉｏｒ（ｔｓ））を算出する。
　Ｉｏｒ（ｔｓ）＝Ｉｏ×ｓｉｎ（θ－１２０°）／ｃｏｓ６０°　・・・（５）
　また、算出部１５は、位相角検出部１３により検出された位相角θと、漏洩電流検出部１１により検出された漏洩電流Ｉｏとを、（６）式に代入して、Ｔ相に発生したＩｏｒ（ｔ）を算出する。
　Ｉｏｒ（ｔ）＝Ｉｏ×ｓｉｎ（２７０°－θ）／ｃｏｓ３０°　・・・（６）
　また、算出部１５は、（５）式で算出されたＩｏｒ（ｔｓ）と、（６）式で算出されたＩｏｒ（ｔ）とを、（７）式に代入して、Ｓ相に発生したＩｏｒ（ｓ）を算出する。
　Ｉｏｒ（ｓ）＝Ｉｏｒ（ｔｓ）－Ｉｏｒ（ｔ）　・・・（７）
　例えば、Ｉｏｒ（ｓ）が「０」の場合には、「Ｉｏｒ（ｔｓ）＝Ｉｏｒ（ｔ）」となり、対地絶縁抵抗に起因する漏洩電流は、Ｔ相のみに流れていることが分かる。また、Ｉｏｒ（ｔ）が「０」の場合には、「Ｉｏｒ（ｔｓ）＝Ｉｏｒ（ｓ）」となり、対地絶縁抵抗に起因する漏洩電流は、Ｓ相のみに流れていることが分かる。Ｉｏｒ（ｓ）及びＩｏｒ（ｔ）が「０」以外の場合には、Ｓ相とＴ相の双方に対地絶縁抵抗に起因する漏洩電流が流れていることが分かり、（６）式および（７）式を利用することにより、Ｔ相およびＳ相にどれくらいの対地絶縁抵抗に起因する漏洩電流が流れているのかを定量的に算出することができる。
　（位相角が第３の角度範囲Ｒ３に属する場合について）
　図７は、位相角が第３の角度範囲Ｒ３に属する場合を模式的に示す図である。また、図７では、Ｉｏｒ（ｒ）をＳ相の軸に移動させて（移動後のＩｏｒ（ｒ）をＩｏｒ（ｒ）´として示してある）、Ｉｏｒ（ｓ）との合成和（スカラー和：Ｉｏｒ（ｓ）＋Ｉｏｒ（ｒ）´）で示している。
　算出部１５は、位相角が第３の角度範囲Ｒ３に属する場合、位相角検出部１３により検出された位相角θと、漏洩電流検出部１１により検出された漏洩電流Ｉｏとを、（８）式に代入して、２相（Ｓ相とＲ相）に発生したＩｏｒの合成（スカラー和：Ｉｏｒ（ｓｒ））を算出する。
　Ｉｏｒ（ｓｒ）＝Ｉｏ×ｓｉｎ（θ－２４０°）／ｃｏｓ６０°　・・・（８）
　また、算出部１５は、位相角検出部１３により検出された位相角θと、漏洩電流検出部１１により検出された漏洩電流Ｉｏとを、（９）式に代入して、Ｓ相に発生したＩｏｒ（ｓ）を算出する。
　Ｉｏｒ（ｓ）＝Ｉｏ×ｓｉｎ（３０°－θ）／ｃｏｓ３０°　・・・（９）
　また、算出部１５は、（８）式で算出されたＩｏｒ（ｓｒ）と、（９）式で算出されたＩｏｒ（ｓ）とを、（１０）式に代入して、Ｒ相に発生したＩｏｒ（ｒ）を算出する。
　Ｉｏｒ（ｒ）＝Ｉｏｒ（ｓｒ）－Ｉｏｒ（ｓ）　・・・（１０）
　例えば、Ｉｏｒ（ｒ）が「０」の場合には、「Ｉｏｒ（ｓｒ）＝Ｉｏｒ（ｓ）」となり、対地絶縁抵抗に起因する漏洩電流は、Ｓ相のみに流れていることが分かる。また、Ｉｏｒ（ｓ）が「０」の場合には、「Ｉｏｒ（ｓｒ）＝Ｉｏｒ（ｒ）」となり、対地絶縁抵抗に起因する漏洩電流は、Ｒ相のみに流れていることが分かる。Ｉｏｒ（ｒ）及びＩｏｒ（ｓ）が「０」以外の場合には、Ｓ相とＲ相の双方に対地絶縁抵抗に起因する漏洩電流が流れていることが分かり、（９）式および（１０）式を利用することにより、Ｓ相およびＲ相にどれくらいの対地絶縁抵抗に起因する漏洩電流が流れているのかを定量的に算出することができる。
　このようにして、検査装置１は、位相角の角度範囲が第１の角度範囲Ｒ１に属する場合、（２）式、（３）式および（４）式を利用して、Ｒ相およびＴ相に発生しているＩｏｒを正確に算出することができ、位相角の角度範囲が第２の角度範囲Ｒ２に属する場合、（５）式、（６）式および（７）式を利用して、Ｔ相およびＳ相に発生しているＩｏｒを正確に算出することができ、位相角の角度範囲が第３の角度範囲Ｒ３に属する場合、（８）式、（９）式および（１０）式を利用して、Ｓ相およびＲ相に発生しているＩｏｒを正確に算出することができ、この算出したＩｏｒを利用してスター結線された被測定電線路の検査または監視を行うことができる。
　（検査方法について）
　ここで、検査装置１による検査方法について説明する。図８は、検査方法の手順についての説明に供するフローチャートである。
　ステップＳＴ１において、漏洩電流検出部１１は、Ｒ相、Ｓ相およびＴ相がスター結線された被測定電線路に流れている漏洩電流を検出する（漏洩電流検出工程）。
　ステップＳＴ２において、電圧検出部１２は、被測定電線路に印加されている電圧を検出する（電圧検出工程）。
　ステップＳＴ３において、位相角検出部１３は、漏洩電流検出工程により検出された漏洩電流と、電圧検出工程により検出された電圧とに基づいて、位相角を検出する（位相角検出工程）。
　ステップＳＴ４において、判定部１４は、位相角検出工程により検出された位相角が、第１相と第２相の間の角度範囲である第１の角度範囲Ｒ１、第２相と第３相の間の角度範囲である第２の角度範囲Ｒ２または第３相と第１相の間の角度範囲である第３の角度範囲Ｒ３のいずれの角度範囲に属するかを判定する（判定工程）。位相角が第１の角度範囲Ｒ１の場合には、ステップＳＴ５に進み、位相角が第２の角度範囲Ｒ２の場合には、ステップＳＴ６に進み、位相角が第３の角度範囲Ｒ３の場合には、ステップＳＴ７に進む。
　ステップＳＴ５において、算出部１５は、位相角検出工程により検出された位相角と、漏洩電流検出工程により検出された漏洩電流とに基づいて、被測定電線路に流れている漏洩電流に含まれている対地絶縁抵抗に起因する抵抗成分漏洩電流を算出する（算出工程）。具体的には、算出部１５は、上述した（２）式を利用して、２相（Ｒ相とＴ相）に発生したＩｏｒを合成したＩｏｒ（スカラー和：Ｉｏｒ（ｒｔ））を算出し、上述した（３）式を利用して、Ｒ相に発生したＩｏｒ（ｒ）を算出し、上述した（４）式を利用して、Ｔ相に発生したＩｏｒ（ｔ）を算出する。
　ステップＳＴ６において、算出部１５は、位相角検出工程により検出された位相角と、漏洩電流検出工程により検出された漏洩電流とに基づいて、被測定電線路に流れている漏洩電流に含まれている対地絶縁抵抗に起因する抵抗成分漏洩電流を算出する（算出工程）。具体的には、算出部１５は、上述した（５）式を利用して、２相（Ｔ相とＳ相）に発生したＩｏｒを合成したＩｏｒ（スカラー和：Ｉｏｒ（ｔｓ））を算出し、上述した（６）式を利用して、Ｔ相に発生したＩｏｒ（ｔ）を算出し、上述した（７）式を利用して、Ｓ相に発生したＩｏｒ（ｓ）を算出する。
　ステップＳＴ７において、算出部１５は、位相角検出工程により検出された位相角と、漏洩電流検出工程により検出された漏洩電流とに基づいて、被測定電線路に流れている漏洩電流に含まれている対地絶縁抵抗に起因する抵抗成分漏洩電流を算出する（算出工程）。具体的には、算出部１５は、上述した（８）式を利用して、２相（Ｓ相とＲ相）に発生したＩｏｒを合成したＩｏｒ（スカラー和：Ｉｏｒ（ｓｒ））を算出し、上述した（９）式を利用して、Ｓ相に発生したＩｏｒ（ｓ）を算出し、上述した（１０）式を利用して、Ｒ相に発生したＩｏｒ（ｒ）を算出する。
　このようにして、検査方法は、位相角の角度範囲が第１の角度範囲Ｒ１に属する場合、（２）式、（３）式および（４）式を利用して、Ｒ相およびＴ相に発生しているＩｏｒを正確に算出することができ、位相角の角度範囲が第２の角度範囲Ｒ２に属する場合、（５）式、（６）式および（７）式を利用して、Ｔ相およびＳ相に発生しているＩｏｒを正確に算出することができ、位相角の角度範囲が第３の角度範囲Ｒ３に属する場合、（８）式、（９）式および（１０）式を利用して、Ｓ相およびＲ相に発生しているＩｏｒを正確に算出することができ、この算出したＩｏｒを利用してスター結線された被測定電線路の検査または監視を行うことができる。
　（検査プログラムについて）
　二つの相の一方または双方にＩｏｒが発生した場合において、各相に発生しているＩｏｒを正確に算出し、スター結線された被測定電線路の検査または監視を行う検査プログラムは、主に以下の工程で構成されており、コンピュータ５００（ハードウェア）によって実行される。
　工程１：Ｒ相、Ｓ相およびＴ相がスター結線された被測定電線路に流れている漏洩電流を検出する工程
　工程２：被測定電線路に印加されている電圧を検出する工程
　工程３：工程１により検出された漏洩電流と、工程２により検出された電圧とに基づいて、位相角を検出する工程
　工程４：工程３により検出された位相角が、第１相と第２相の間の角度範囲である第１の角度範囲Ｒ１、第２相と第３相の間の角度範囲である第２の角度範囲Ｒ２または第３相と第１相の間の角度範囲である第３の角度範囲Ｒ３のいずれの角度範囲に属するかを判定する工程
　工程５：工程４により判定された位相角が属する角度範囲と、工程３により検出された位相角と、工程１により検出された漏洩電流とに基づいて、被測定電線路に流れている漏洩電流に含まれている対地絶縁抵抗に起因する抵抗成分漏洩電流を算出する工程
　ここで、コンピュータ５００の構成と動作について図を用いて説明する。コンピュータ５００は、図９に示すように、プロセッサ５０１と、メモリ５０２と、ストレージ５０３と、入出力Ｉ／Ｆ５０４と、通信Ｉ／Ｆ５０５とがバスＡ上に接続されて構成されており、これらの各構成要素の協働により、本開示に記載される機能、および／または、方法を実現する。
　入出力Ｉ／Ｆ５０４には、例えば、各種の情報を表示するディスプレイ、および、ユーザの操作を受け付けるタッチパネルなどが接続される。タッチパネルは、ディスプレイの前面に配置される。よって、ユーザは、ディスプレイに表示されるアイコンを指でタッチ操作などをすることにより、直感的な操作を行うことができる。なお、タッチパネルは、ディスプレイの前面に配置されていなくてもよい。また、タッチパネルに代えて、または、タッチパネルと共に、キーボードおよびマウスなどのポインティングデバイスが入出力Ｉ／Ｆ５０４に接続される構成でもよい。また、入出力Ｉ／Ｆ５０４には、外部に音声を出力するスピーカや、外部の音声が入力されるマイクが接続されてもよい。
　ディスプレイは、液晶ディスプレイまたは有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイなどにより構成され、プロセッサ５０１による制御の下、種々の情報を表示する。
　メモリ５０２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）で構成される。ＲＡＭは、揮発メモリまたは不揮発性メモリで構成されている。
　ストレージ５０３は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）で構成される。ＲＯＭは、不揮発性メモリで構成されており、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｃ　Ｄｒｉｖｅ）またはＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）により実現される。ストレージ５０３には、上述した工程１から工程５で実現される検査プログラムなどの各種のプログラムが格納されている。
　例えば、プロセッサ５０１は、コンピュータ５００全体の動作を制御する。プロセッサ５０１は、ストレージ５０３からオペレーティングシステムや多様な機能を実現する様々なプログラムをメモリ５０２にロードし、ロードしたプログラムに含まれる命令を実行する演算装置である。
　具体的には、プロセッサ５０１は、ユーザの操作を受け付けた場合、ストレージ５０３に格納されているプログラム（例えば、検査プログラム）を読み出し、読み出したプログラムをメモリ５０２に展開し、プログラムを実行する。また、プロセッサ５０１が検査プログラムを実行することにより、漏洩電流検出部１１、電圧検出部１２、位相角検出部１３、判定部１４および算出部１５の各機能が実現される。
　ここで、プロセッサ５０１の構成について説明する。プロセッサ５０１は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、これら以外の各種演算装置、またはこれらの組み合わせにより実現される。
　また、本開示に記載される機能、および／または、方法を実現するために、プロセッサ５０１、メモリ５０２およびストレージ５０３などの機能の一部または全部は、図１０に示すように、専用のハードウェアである処理回路６０１で構成されてもよい。処理回路６０１は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、並列プログラム化されたプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）、又はこれらを組み合わせたものである。
　また、プロセッサ５０１は、単一の構成要素として説明したが、これに限られず、複数の物理的に別体のプロセッサの集合により構成されてもよい。本明細書において、プロセッサ５０１によって実行されるとして説明されるプログラムまたは当該プログラムに含まれる命令は、単一のプロセッサ５０１で実行されてもよいし、複数のプロセッサにより分散して実行されてもよい。また、プロセッサ５０１によって実行されるプログラムまたは当該プログラムに含まれる命令は、複数の仮想プロセッサにより実行されてもよい。
　通信Ｉ／Ｆ５０５は、所定の通信規格に準拠したインターフェイスであり、有線または無線により外部装置と通信を行う。
　このようにして、検査プログラムは、コンピュータ５００で実行されることにより、位相角の角度範囲が第１の角度範囲Ｒ１に属する場合、（２）式、（３）式および（４）式を利用して、Ｒ相およびＴ相に発生しているＩｏｒを正確に算出することができ、位相角の角度範囲が第２の角度範囲Ｒ２に属する場合、（５）式、（６）式および（７）式を利用して、Ｔ相およびＳ相に発生しているＩｏｒを正確に算出することができ、位相角の角度範囲が第３の角度範囲Ｒ３に属する場合、（８）式、（９）式および（１０）式を利用して、Ｓ相およびＲ相に発生しているＩｏｒを正確に算出することができ、この算出したＩｏｒを利用してスター結線された被測定電線路の検査または監視を行うことができる。
１　検査装置
１０　零相変流器
１１　漏洩電流検出部
１２　電圧検出部
１３　位相角検出部
１４　判定部
１５　算出部

 

Claims (6)

  1. 　第１相、第２相および第３相がスター結線、または、第１相、第２相、第３相および中性線がスター結線された被測定電線路に流れている漏洩電流を検出する漏洩電流検出部と、
    　前記被測定電線路に印加されている電圧を検出する電圧検出部と、
    　前記漏洩電流検出部により検出された漏洩電流と、前記電圧検出部により検出された電圧とに基づいて、位相角を検出する位相角検出部と、
    　前記位相角検出部により検出された位相角が、前記第１相と前記第２相の間の角度範囲である第１の角度範囲、前記第２相と前記第３相の間の角度範囲である第２の角度範囲または前記第３相と前記第１相の間の角度範囲である第３の角度範囲のいずれの角度範囲に属するかを判定する判定部と、
    　前記位相角が属する角度範囲と、前記位相角検出部により検出された位相角と、前記漏洩電流検出部により検出された漏洩電流とに基づいて、前記被測定電線路に流れている漏洩電流に含まれている対地絶縁抵抗に起因する抵抗成分漏洩電流を算出する算出部とを備える検査装置。
  2. 　前記算出部は、
    　　前記位相角が属する角度範囲が前記第１の角度範囲の場合には、前記第１相と前記第２相に流れている前記抵抗成分漏洩電流の合成値と、前記各相に流れているそれぞれの抵抗成分漏洩電流を算出し、
    　　前記位相角が属する角度範囲が前記第２の角度範囲の場合には、前記第２相と前記第３相に流れている前記抵抗成分漏洩電流の合成値と、前記各相に流れているそれぞれの抵抗成分漏洩電流を算出し、
    　　前記位相角が属する角度範囲が前記第３の角度範囲の場合には、前記第１相と前記第３相に流れている前記抵抗成分漏洩電流の合成値と、前記各相に流れているそれぞれの抵抗成分漏洩電流を算出する請求項１に記載の検査装置。
  3. 　前記第１相の電圧を基準にして、前記第１相から前記第２相間の１２０°の角度範囲が前記第１の角度範囲であり、前記第２相から前記第３相間の１２０°の角度範囲が前記第２の角度範囲であり、前記第３相から前記第１相間の１２０°の角度範囲が前記第３の角度範囲である請求項１または２に記載の検査装置。
  4. 　前記電圧検出部は、３線ある非接地線の中のいずれか２線の線間電圧を検出、いずれか２相の接地線または中性線との間の電圧を検出、３線ある非接地線の中のいずれか１線と接地線または中性線との間の電圧を検出、または、３線ある非接地線の全線と接地線または中性線もしくは接地線と中性線を含めた全線との間の電圧を検出する請求項１から３のいずれか一項に記載の検査装置。
  5. 　第１相、第２相および第３相がスター結線、または、第１相、第２相、第３相および中性線がスター結線された被測定電線路に流れている漏洩電流を検出する漏洩電流検出工程と、
    　前記被測定電線路に印加されている電圧を検出する電圧検出工程と、
    　前記漏洩電流検出工程により検出された漏洩電流と、前記電圧検出工程により検出された電圧とに基づいて、位相角を検出する位相角検出工程と、
    　前記位相角検出工程により検出された位相角が、前記第１相と前記第２相の間の角度範囲である第１の角度範囲、前記第２相と前記第３相の間の角度範囲である第２の角度範囲または前記第３相と前記第１相の間の角度範囲である第３の角度範囲のいずれの角度範囲に属するかを判定する判定工程と、
    　前記位相角が属する角度範囲と、前記位相角検出工程により検出された位相角と、前記漏洩電流検出工程により検出された漏洩電流とに基づいて、前記被測定電線路に流れている漏洩電流に含まれている対地絶縁抵抗に起因する抵抗成分漏洩電流を算出する算出工程とを備える検査方法。
  6. 　コンピュータに、
    　第１相、第２相および第３相がスター結線、または、第１相、第２相、第３相および中性線がスター結線された被測定電線路に流れている漏洩電流を検出する漏洩電流検出工程と、
    　前記被測定電線路に印加されている電圧を検出する電圧検出工程と、
    　前記漏洩電流検出工程により検出された漏洩電流と、前記電圧検出工程により検出された電圧とに基づいて、位相角を検出する位相角検出工程と、
    　前記位相角検出工程により検出された位相角が、前記第１相と前記第２相の間の角度範囲である第１の角度範囲、前記第２相と前記第３相の間の角度範囲である第２の角度範囲または前記第３相と前記第１相の間の角度範囲である第３の角度範囲のいずれの角度範囲に属するかを判定する判定工程と、
    　前記位相角が属する角度範囲と、前記位相角検出工程により検出された位相角と、前記漏洩電流検出工程により検出された漏洩電流とに基づいて、前記被測定電線路に流れている漏洩電流に含まれている対地絶縁抵抗に起因する抵抗成分漏洩電流を算出する算出工程と、を実行させるための検査プログラム。

     
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