JP2012042418A - 絶縁監視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】接続先との接続及び離反を簡易に行うことができ、漏電をより好適に監視することが可能な絶縁監視装置を提供すること。
【解決手段】絶縁監視装置１は、監視回路４１に対して着脱可能に構成される複数のクランプＣＴ１１と、クランプＣＴ１１を介して監視回路４１に接続され、監視回路４１における漏電電流値を検出する漏電検出制御部１７と、時間を計測するタイマ１６と、外部機器と無線通信を行う無線通信部１８と、漏電を検出する方式を切り替える切り替え部と、内部記憶部１７２に記憶されている漏電情報を、無線通信部１８により外部機器に送信させる漏電検出制御部１７と、を備え、漏電検出制御部１７は、漏電を検出する方式に応じて検出時間を変更して漏電を検出することを特徴として構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、漏電を監視する絶縁監視装置に関する。

従来、単相交流又は三相交流の電路の接地線に取り付けられた変流器を用いて、電路の接地線を流れる漏れ電流を検出し、この漏れ電流の検出状況に基づいて電路の絶縁状態を監視する絶縁監視装置が提案されている。

電路の漏れ電流には、絶縁抵抗劣化によって流れる漏れ電流、即ち、絶縁管理で問題となる抵抗分の漏れ電流（有効漏れ電流）と、絶縁状態が健全であっても流れる漏れ電流、即ち、正常状態でも存在する静電容量分の漏れ電流（無効漏れ電流）とがあり、一般的に、漏れ電流はＩｏ、有効漏れ電流はＩｏｒ、無効漏れ電流はＩｏｃで表される。

従来、絶縁監視の方式としては、漏れ電流の大小を把握するだけの簡易的な監視方法がある。また、最近のＩＴ機器、インバータ機器等の増加により、漏れ電流に含まれる無効漏れ電流が増えてきているため、Ｉｏ方式では、純粋な漏れ電流を精度良く検出することが困難となってきている。このため、最近では、有効漏れ電流を純粋な漏れ電流として検出する方式が主流となりつつある。前者はＩｏ方式と呼ばれ、また、後者は、接地線に商用周波数よりも低周波数の微小電圧を注入し、その注入電圧と同相の電流を変流器にて検出することで漏れ電流を求める方式（Ｉｇｒ方式）と、変流器が検出する漏れ電流から電圧と同相の電流をベクトル的に抽出する方式（Ｉｏｒ方式）とに分けられ、各方式の絶縁監視装置が運用されている。Ｉｇｒ方式及びＩｏｒ方式を用いた絶縁監視装置としては、例えば、特許文献１及び２のようなものが挙げられる。

特開２００７−２７８９５３号公報 特開２００４−３１７４６６号公報

このような絶縁監視装置は、一般的に配電盤や分電盤に固定された状態で用いられるため、一旦配電盤や分電盤等の接続先に接続した後に、接続を解除して、他の配電盤や分電盤等に再度接続することは困難であった。また、分岐回路が複数存在する場合、断続的に漏れ電流が発生している、いわゆる間欠漏電が発生している場合には、特許文献１及び２に記載された絶縁監視装置は、分岐回路における絶縁状態を簡便に調べることが困難であった。したがって、接続先との接続及び離反を簡易に行うことができると共に、分岐回路における絶縁状態を簡便に調べることができる絶縁監視装置が望まれていた。

本発明は、接続先との接続及び離反を簡易に行うことができ、かつ、分岐回路が複数ある場合や、間欠的に漏電が発生している場合に、より好適に電路の絶縁状態を監視することが可能な絶縁監視装置を提供することを目的とする。

本発明の絶縁監視装置は、主幹回路から分岐した複数の分岐回路における漏電及び停電を監視する絶縁監視装置であって、前記複数の分岐回路に対して接続されて、前記分岐回路に対して着脱可能に構成される複数の接続端子と、前記接続端子を介して前記分岐回路に接続され、前記複数の分岐回路における電流値を検出する電流検出部と、前記電流検出部により検出された前記電流値を電圧値に変換する変換部と、前記変換部により変換された前記電圧値に基づいて、漏電電流の発生を検出する漏電検出制御部と、漏電電流の発生が検出された漏電検出時刻を計測する時計部と、少なくとも前記漏電検出制御部により漏電電流の発生が検出された際における漏電電流値と、前記漏電検出制御部により漏電電流の発生が検出された際に前記時計部により計測された前記漏電検出時刻とを含む漏電情報を記憶する記憶部と、外部機器と無線通信を行う無線通信部と、を備え、前記漏電検出制御部は、漏電を検出した前記分岐回路の漏れ電流として、有効漏れ電流と無効漏れ電流とのベクトル和を漏れ電流として検出するＩｏ方式と、前記有効漏れ電流を漏れ電流として検出するＩｏｒ方式とに切り替え可能であり、漏電電流の発生を検出する漏電検出期間を、前記Ｉｏ方式の場合には前記分岐回路に設置されている漏電遮断器が動作可能な期間に初期設定し、前記Ｉｏｒ方式の場合には前記分岐回路に設置されている絶縁監視装置が動作可能な期間に初期設定して漏電電流の発生を検出すると共に、漏電電流の発生を検出した場合に、前記記憶部に記憶されている前記漏電情報の一部を、前記無線通信部により前記外部機器に送信させることを特徴とする。

この発明によれば、漏電を監視する対象となる配電盤や、分電盤等に着脱可能となり、従来の固定式の絶縁監視装置に比して、より適切に漏電を監視することができる。また、複数の電路の漏電を検出できるため、どの電路が、いつ漏電したかを好適に検出することができる。また、漏電情報を外部機器に送信できるため、調査者は、外部機器が受信した漏電情報を参照することで、漏電が発生した負荷回路や、漏電が発生した原因等を、絶縁監視装置から離れた場所からでも特定することができる。更に、検出対象となる漏れ電流に応じた検出時間を設定するため、それぞれの検出対象となる漏れ電流を検出する漏電遮断器や絶縁監視装置の動作と連動した回路の絶縁状態を監視することができる。

また、前記漏電検出制御部は、前記Ｉｏ方式及び前記Ｉｏｒ方式それぞれにおいて、前記漏電を検出する時間を切り替える切り替え部を更に備え、前記切り替え部は、前記Ｉｏ方式及び前記Ｉｏｒ方式それぞれにおいて、前記漏電検出期間を、商用電源周波数の１サイクルから３６００サイクルの範囲内に切り替え可能であることが好ましい。

この発明によれば、分岐回路に設置されている漏電遮断器や絶縁監視装置の漏れ電流検出動作時間に合わせて、本発明における絶縁監視装置の検出時間を切り替えることができ、絶縁監視装置を設置する現場の状況に適合した検出を行うことができる。

また、前記漏電検出制御部は、所定時間分の前記漏電情報を前記記憶部に記憶させる一方、一定時間毎に検出された時間が古い漏電情報を消去して、検出された時間が新しい漏電情報から順次前記記憶部に記憶させることにより、漏電情報を更新することが好ましい。

この発明によれば、最新の所定時間分の前記漏電情報を前記記憶部に記憶させるため、漏電が発生した後に記憶されている最新の漏電情報を用いて漏電が発生した電路の特定や、発生源の推定を行うことができる。

また、前記絶縁監視装置は、前記接続端子を介して前記分岐回路に接続され、前記分岐回路における停電を検出する停電検出部を更に備え、前記漏電検出制御部は、前記停電検出部により停電が検出された直前の、前記漏電検出部により検出された漏電電流値と前記時計部により計測された停電検出時間とを含む停電情報及び前記漏電情報を、前記記憶部に記憶させることが好ましい。

この発明によれば、停電が発生した際の時刻情報や分岐回路の漏電情報を得ることができ、漏電が発生した電路の特定や発生源の推定を効率良く行うことができる。

また、前記絶縁監視装置は、前記絶縁監視装置本体と着脱可能な外部記憶部を更に備え、前記漏電検出制御部は、停電情報及び前記漏電情報を前記記憶部及び前記外部記憶部に記憶させることが好ましい。

この発明によれば、漏電情報及び停電情報を外部記憶部に記憶させるため、各種の情報を外部に持ち出すことができ、外部記憶装置に記憶されている各種の情報をコンピュータ等により内容を確認することができる。また、漏電情報及び停電情報の記憶を停止することなく外部記憶部の着脱が可能となり、更には、無線通信部のトラブル等により記憶部又は外部記憶部のいずれか一方の漏電情報及び停電情報が損失した場合であっても、記憶部又は外部記憶部のいずれか他方の漏電情報及び停電情報が保存されているため、漏電情報及び停電情報の損失を抑制することができる。

本発明によれば、接続先との接続及び離反を簡易に行うことができ、漏電をより好適に監視することが可能な絶縁監視装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る絶縁監視装置１の外形を示す図である。 絶縁監視装置１に係る構成を示す概略図である。 単相交流の電路における有効漏れ電流Ｉｏｒについて示す図である。 三相交流の電路における有効漏れ電流Ｉｏｒについて示す図である。 単相交流の電路における無効漏れ電流Ｉｏｃについて示す図である。 三相交流の電路における無効漏れ電流Ｉｏｃについて示す図である。 絶縁監視装置１を用いて、配電システム５０における異常箇所を判定する異常判定方法について示す概念図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る監視装置１の外形を示す図である。詳細には、図１（ａ）は、絶縁監視装置１の平面図であり、図１（ｂ）は、絶縁監視装置１の底面図であり、図１（ｃ）は、絶縁監視装置１の側面図である。

図１に示すように、本実施形態に係る絶縁監視装置１は、電源スイッチ２と、ヒューズ３と、電源コネクタ４と、ケーブル線（電源コード）５と、表示部６と、ランプ７と、設定用スイッチ８と、外部記憶部９と、クランプＣＴ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）接続用コネクタ１０と、クランプＣＴ１１（複数の接続端子）と、接続用端子台１２と、マグネット１３と、を備える。

電源スイッチ２は、絶縁監視装置１の上面に設けられ、絶縁監視装置１本体の電源をＯＮ／ＯＦＦするスイッチである。ヒューズ３は、絶縁監視装置１の右側面に設けられている。
電源コネクタ４は、絶縁監視装置１の左側面に設けられ、ケーブル線５を接続可能である。

ケーブル線５は、先端にクリップ５ａを有し、電路をクリップすることにより、電路から電力と電路の位相を得ることができる。例えば、単相電流の電路の場合には、一方のクリップ５ａをＬ１相に接続し（噛ませ）、他方のクリップ５ａをＮ相に接続し（噛ませ）、Ｌ１−Ｎ間電源接続（１００Ｖ）する。又は、一方のクリップ５ａをＬ２相に接続し（噛ませ）、他方のクリップ５ａをＮ相に接続し（噛ませ）、Ｌ２−Ｎ間電源接続（１００Ｖ）する。又は、一方のクリップ５ａをＬ１相に接続し（噛ませ）、他方のクリップ５ａをＬ２相に接続し（噛ませ）、Ｌ１−Ｌ２間電源接続（２００Ｖ）する。このようにケーブル線５は、Ｌ１−Ｎ間電源接続、Ｌ２−Ｎ間電源接続、又はＬ１−Ｌ２間電源接続のいずれかを選択することができる。
また、三相交流の電路の場合には、一方のクリップ５ａをＵ相に接続し（噛ませ）、他方のクリップ５ａをＷ相に接続し（噛ませ）、Ｕ−Ｗ間電源接続（２００Ｖ）する。

表示部６は、例えば、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）パネルで構成され、測定情報や時刻情報、設定情報等の各種情報を表示する。
ランプ７は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等で構成され、点灯又は消灯することにより、電源のＯＮ／ＯＦＦや装置の状況等（例えば、外部記憶部９の着脱状態の有無等）を報知する。

設定用スイッチ８は、絶縁監視装置１本体のリセット等や検出方式、時間の設定等の各種設定を行うためのスイッチである。表示部６に表示される設定項目（例えば、電路の相線方式、漏電検出方式、検出時間、時刻設定、トリガ方式、動作電流値等の漏電情報）を設定用スイッチ８で選択して決定する。

外部記憶部９は、例えば、ＭＭＣ（Ｍｕｌｔｉ Ｍｅｄｉａ Ｃａｒｄ）等の記録媒体で構成され、絶縁監視装置１の右側面に設けられたカードスロットに収容可能である。
クランプＣＴ接続用コネクタ１０は、絶縁監視装置１の底面に複数（図１中では４つ）設けられ、クランプＣＴ１１が接続される。

クランプＣＴ１１（後述するクランプＣＴ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）は、一端側がクランプＣＴ接続用コネクタ１０に接続されて使用される。また、クランプＣＴ１１は、他端側が接続先である電路（例えば、後述の監視回路４１の複数の電路）に対して挟む（クランプ）ことが可能な形状であり、監視回路４１の複数の電路それぞれに対して着脱可能に構成される。

接続用端子台１２は、絶縁監視装置１の底面に設けられ、停電検出用電圧入力端子１２´は絶縁監視装置１の側面に設けられる。接続用端子台１２内の接点出力回路により漏電又は停電が検出された場合に、接続用端子台１２は、検出信号を出力する。
マグネット１３は、絶縁監視装置１の背面に４つ設けられ、絶縁監視装置１を用いて異常を判定する場所（例えば、分電盤を構成する金属製の筐体）に設置することが可能である。

図２は、絶縁監視装置１に係る構成を示す概略図である。
図２に示すように、主幹遮断器３１は、その一次側に主幹回路３０が接続され、二次側に監視（分岐）回路４１が接続される。主幹遮断器３１は、漏電を検出すると、主幹回路３０との接続を遮断するように構成される。

監視回路４１には、複数の分岐遮断器３２，３３，３４，３５が接続される。
複数の分岐遮断器３２，３３，３４，３５それぞれの二次側には、それぞれ負荷回路４２が接続される。
また、上述した主幹遮断器３１及び分岐遮断器３２，３３，３４，３５は、例えば、分電盤（図示せず）を構成している。

受電トランス４０は、主幹回路３０に接続されると共に、接地線（例えば、Ｂ種接地線）に接続される。

上述した構成に加えて、絶縁監視装置１は、停電検出部１４と、電流検出部１５と、タイマ１６（時計部）と、漏電検出制御部１７と、無線通信部１８と、電源部１９と、位相検出部２０と、フィルタ２１と、を備える。
停電検出部１４は、接続用端子台１２に接続される接続用端子を介して、主幹遮断器３１の二次側に接続される。停電検出部１４は、主幹遮断器３１が遮断されると、停電を検出し、漏電検出制御部１７に通知する。

電流検出部１５は、クランプＣＴ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄそれぞれを介して、分岐遮断器３２，３３，３４，３５それぞれの二次側に接続され、クランプＣＴ１１を用いて検出した漏れ電流Ｉｏを電圧に変換して、所定の大きさになるよう増幅又は減衰させる。また、フィルタ２１は、得られた電圧信号のノイズ成分を除去する。
ここで、監視回路４１の複数の電路それぞれには、動作電流値が設定されている。そして、漏電検出制御部１７は、監視回路４１の複数の電路それぞれの漏電電流値のうち少なくともいずれかが設定された動作電流値を超えた場合、漏電が発生したものと推定して、漏電を検出する。

漏電検出制御部１７は、監視回路４１の漏れ電流として、有効漏れ電流と無効漏れ電流とのベクトル和を漏れ電流として検出するＩｏ方式と、有効漏れ電流を漏れ電流として検出するＩｏｒ方式とを設定用スイッチ８の操作によって切り替える切り替え部１５３を有している。

漏電検出制御部１７は、Ｉｏ方式に切り替えられた場合には、漏電を検出する時間を、監視回路４１に設置されている漏電遮断器が動作する程度の時間とし、商用電源の周波数の所定サイクル（例えば、１サイクル〜３６００サイクル）毎に漏電を検出する。
漏電遮断器が動作する程度の時間としては、電気用品安全法解釈例規集に記載の電気用品の技術上の基準を定める省令（別表四３ 開閉器及び電磁開閉器操作用スイッチ）に示されているように、高速型では、定格感度電流に等しい漏れ電流を重畳したとき、０．１秒以内である。

時延型では、定格感度電流に等しい漏れ電流を重畳したとき、定格動作時間の５０％の時間（０．１秒以下となる場合は、０．１秒）を超え、１５０％の時間（２秒以上となる場合は、２秒）までの範囲内である。
反限時型では、定格感度電流に等しい漏れ電流を重畳したとき、０．２秒を超え１秒までの範囲内であり、定格感度電流の１４０％に等しい電流を重畳したとき、０．１秒を超え０．５秒までの範囲内であり、定格感度電流の４４０％に等しい漏れ電流を重畳したとき、０．０５秒以内に回路することと定められている程度の時間を想定している。

漏電検出制御部１７は、Ｉｏｒ方式に切り替えられた場合には、漏電を検出する時間を、監視回路４１の電路に設置されている絶縁監視装置が動作する程度の時間として、監視回路４１の漏電電流が一定期間（例えば、１〜１０秒又は１０〜６０秒）以上継続した場合に、漏電を検出する。

そこで、本実施形態に係る絶縁監視装置１は、検出時間を変化させることにより、監視回路４１の電路に設置されている漏電遮断器は、一般的にＩｏ方式による漏電電流検出を行い、監視回路４１の電路に設置されている絶縁監視装置は、Ｉｏｒ方式による漏電電流検出を行う。このため、監視回路４１の絶縁状態を監視するにあたり、それぞれ漏電遮断器又は絶縁監視装置の動作時間のオーダーと合わせて検出時間を設定することが望ましい。このように、本実施形態に係る絶縁監視装置１は、漏電遮断器や絶縁監視装置の動作と連動した回路の絶縁状態を監視することができる。

また、漏電を検出する時間は、Ｉｏ方式及びＩｏｒ方式の場合ともに、所定サイクルは、複数の異なるサイクル（例えば、商用電源周波数の１サイクル〜３６００サイクルの範囲内）に切り替え部１５３によって切り替えられる。
なお、所定サイクルは、商用電源周波数の１サイクル〜３６００サイクルの範囲内に限らず、３６００サイクル以上であってもよい。

また、一定時間は、切り替え部１５３によって１〜１０秒又は１０〜６０秒に切り替えられる。
このように、絶縁監視装置１は、現場において作業者の所望により手動にて適宜漏電検出時間を変更することができる。

また、漏電検出制御部１７は、例えば、１５，２０，３０，５０，１００，２００ｍＡの電流値を動作電流値（例えば、漏電電流の大きさや、計測する毎に得られる漏電電流の大きさの差分）として検出する。
ここで、各動作電流値は、切り替え部１５３によって切り替え可能である。

タイマ１６は、時間（例えば、日・時・分）を計測し、漏電検出制御部１７に通知する。タイマ１６は、漏電検出制御部１７による漏電の検出を契機に時間の計測を開始する。そして、タイマ１６は、一定時間経過後、又は停電検出部１４により停電が検出された場合、時間の計測を終了する。
漏電検出制御部１７は、例えば、ＣＰＵ等で構成され、絶縁監視装置１全体を制御する。

漏電検出制御部１７は、漏電が検出されると、漏電情報を作成する。漏電検出制御部１７は、作成した漏電情報を内部記憶部１７２及び外部記憶部９に記憶させる。
ここで、漏電情報は、漏電検出制御部１７により漏電が検出された際における漏電電流値と、漏電検出制御部１７により漏電が検出された際にタイマ１６により計測された時間（つまり、漏電が検出された時刻）とを含んでいる。

また、漏電検出制御部１７は、所定時間分の漏電情報を内部記憶部１７２に記憶させる一方で、一定時間毎に検出された時間が古い漏電情報を消去して、検出された時間が新しい漏電情報から順次内部記憶部１７２に記憶させることにより、漏電情報を更新する。これにより、漏電検出制御部１７は、常に最新の所定時間分の漏電情報を内部記憶部１７２に記憶させる。

また、漏電検出制御部１７は、停電検出部１４により停電が検出されると、停電情報を作成する。漏電検出制御部１７は、作成した停電情報を内部記憶部１７２及び外部記憶部９に記憶させる。
ここで、停電情報は、停電検出部１４により停電が検出される直前に、漏電検出制御部１７により検出された漏電電流値と、停電検出部１４により停電が検出された際にタイマ１６により計測された時間（つまり、停電が検出された時刻）とを含んでいる。

無線通信部１８は、ＲＦモジュール、アンテナ等で構成され、外部機器と通信回線を介して無線通信可能に構成される。無線通信部１８は、例えば、ＦＯＭＡ（登録商標）等のＷ−ＣＤＭＡの通信方式を用いて外部機器（例えば、調査者や調査機関のサーバ、パーソナルコンピュータ、携帯電話機等）と無線通信を行う。

また、漏電検出制御部１７は、作成した停電情報又は漏電情報を、無線通信部１８により通信回線を介して外部機器（例えば、調査者や調査機関のサーバ、パーソナルコンピュータ、携帯電話機等）に送信させる。なお、漏電検出制御部１７は、作成した停電情報又は漏電情報について一部の情報（停電や漏電が発生したこと、時刻等）を送信させ、その他の詳しい情報（複数ある回路の中のどの回路で漏電が発生したか否か、漏電電流の大きさ等）は、外部機器に送信せずに作業者が現地に到着してからその他の詳しい情報を確認できるようにしてもよい。これにより、漏電検出制御部１７は、全ての情報を送信する場合に比べて、通信時間や通信コストを抑制することができる。

電源部１９は、電路の電圧を電子回路用の電源電圧に変換する。また、電源部１９は、安全のため、一次側と二次側とは絶縁されている。
位相検出部２０は、電路の電圧位相を取り込み、電路の電圧（正弦波）を漏電検出制御部１７が取り込むことができる波形（例えば、矩形波）に変換する。また、位相検出部２０は、安全のため、一次側と二次側とは絶縁されている。

また、漏電検出制御部１７は、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリからなる記憶部１７１と、内部記憶部１７２と、同期処理部１７３と、Ａ／Ｄ変換部１７４と、演算部１７５と、を備える。
記憶部１７１は、位相補正値を記憶する。位相補正値は、予め求めた電圧（電源電圧）位相のずれ分であり、絶縁監視装置１内の電子回路（特にフィルタ２１）で発生する位相の遅れや進み分を補正するために用いられる。

内部記憶部１７２は、ｓｉｎ／ｃｏｓデータ１７２ａを記憶する。ｓｉｎ／ｃｏｓデータ１７２ａは、ｓｉｎ波（正弦波）、ｃｏｓ波（余弦波）のデジタル値であり、有効漏れ電流及び無効漏れ電流のベクトル演算に用いられる。

同期処理部１７３は、位相検出部２０により検出された位相補正値を加える（又は減算する）と共に、漏れ電流の演算タイミングを決定する。
停電検出部１４又は電流検出部１５は、検出した漏れ電流Ｉｏを電圧に変換し、電圧が所定の電圧となるように増幅又は減衰させる。

フィルタ２１は、増幅又は減衰された電圧におけるノイズ成分を除去する。
Ａ／Ｄ変換部１７４は、電流検出部１５により検出された漏れ電流（アナログ値）をデジタル値に変換する。

演算部１７５は、ｓｉｎ波（正弦波）又はｃｏｓ波（余弦波）のデジタル値と、Ａ／Ｄ変換部１７４により変換されたデジタル値との乗算を行う。また、演算部１７５は、乗算を行って得られた結果から、例えば１周期分の平均値を求める。

〔漏れ電流の演算処理〕
本実施形態に係る絶縁監視装置１の構成説明は以上のとおりであり、次に、検出した漏れ電流Ｉｏから有効漏れ電流Ｉｏｒと無効漏れ電流Ｉｏｃとをベクトル演算する際の漏電検出制御部１７の処理概要について図３から図６を参照しながら説明する。

＜単相交流の電路における有効漏れ電流Ｉｏｒ＞
漏電検出制御部１７は、本実施形態に係る絶縁監視装置１のケーブル線５の電路への接続がＬ１−Ｎ間電源接続であれば、Ｌ１−Ｎ間の電圧位相を検出する。また、漏電検出制御部１７は、電路への接続がＬ２−Ｎ間電源接続であれば、Ｌ２−Ｎ間の電圧位相を検出する。また、漏電検出制御部１７は、電路への接続がＬ１−Ｌ２間電源接続であれば、Ｌ１−Ｌ２間の電圧位相を検出する。そして、漏電検出制御部１７は、検出された電圧位相と同期した正弦波のデジタル値を生成し、このデジタル値と漏れ電流Ｉｏをサンプリングして得られた値とを乗算する。

有効漏れ電流Ｉｏｒは、電路の電圧位相と同相（又は逆相）となるため（図３参照）、演算結果は有効漏れ電流Ｉｏｒの大きさに比例した交流分と直流分とになって現れる。

一方、無効漏れ電流Ｉｏｃは、電路の電圧位相から９０°の進み位相となるので、演算結果は無効漏れ電流Ｉｏｃの大きさに比例した交流分のみとなり、直流分は現れない。したがって、電圧位相と同期した正弦波のデジタル値と漏れ電流Ｉｏをサンプリングした信号とを乗算した後、１周期分の平均を算出することにより、無効漏れ電流Ｉｏｃは除去され、有効漏れ電流Ｉｏｒのみを分離して抽出することができる。

＜三相交流の電路における有効漏れ電流Ｉｏｒ＞
三相交流の電路における有効漏れ電流Ｉｏｒは、有効漏れ連流Ｉｏｒを分離して抽出するための、電路の電圧位相の基準が単相交流の電路の場合と異なる。有効漏れ電流Ｉｏｒ（Ｕ）は電路のＵ−Ｗ間の電圧Ｖｗｕから１２０°の遅れ位相となる（図４参照）。このため、漏電検出制御部１７は、電圧Ｖｗｕの電圧位相を検出し、この電圧位相と同期した余弦波のデジタル値を生成する。

その後、漏電検出制御部１７は、単相交流の電路の場合と同様に、このデジタル値と漏れ電流Ｉｏとをサンプリングして得られた値とを乗算し、１周期分の平均を算出することにより、無効漏れ電流Ｉｏｃが除去される。尚、ここで得られる有効漏れ電流Ｉｏｒ（Ｕ）'は、電路のＵ−Ｗ間の電圧位相から９０°遅れた線上にあるので（図４参照）、得られた有効漏れ電流Ｉｏｒ（Ｕ）'を１．１５倍（１／ｃｏｓ３０°倍）したものが有効漏れ電流Ｉｏｒ（Ｕ）の最終結果となる。

＜単相交流の電路における無効漏れ電流Ｉｏｃ＞
漏電検出制御部１７は、無効漏れ電流Ｉｏｃの検出には、余弦波のデジタル値を使用する。無効漏れ電流Ｉｏｃは、電路の電圧位相から９０°の進み位相となる（図５参照）。このため、漏電検出制御部１７は、余弦波のデジタル値と漏れ電流Ｉｏをサンプリングして得られた値とを乗算することにより、演算結果は無効漏れ電流Ｉｏｃの大きさに比例した交流分のみとなり、直流分は現れない。したがって、漏電検出制御部１７は、電圧位相と同期した余弦波のデジタル値と漏れ電流Ｉｏをサンプリングして得られた値とを乗算した後、１周期分の平均を算出することにより、有効漏れ電流Ｉｏｒは除去され、無効漏れ電流Ｉｏｃのみを分離して抽出することができる。

＜三相交流の電路における無効漏れ電流Ｉｏｃ＞
各電圧相の対地静電容量が等しく分布している場合、各電圧相の無効漏れ電流（Ｉｏｃ（Ｕ）とＩｏｃ（Ｗ））のベクトル合成和電流Ｉｏｃは、電路のＵ−Ｗ間の電圧Ｖｗｕと同相（又は逆相）になる（図６参照）。漏電検出制御部１７は、無効漏れ電流Ｉｏｃの抽出には、電圧Ｖｗｕの電圧位相と同期した正弦波のデジタル値を使用する。その後、漏電検出制御部１７は、単相交流の電路の場合と同様に、このデジタル値と漏れ電流Ｉｏをサンプリングして得られた値とを乗算し、１周期分の平均を算出することにより、有効漏れ電流Ｉｏｒは除去され、無効漏れ電流Ｉｏｃのみを分離して抽出することができる。尚、ここで得られる無効漏れ電流Ｉｏｃは、電路のＵ−Ｗ間の電圧位相と同じ線上にあるので（図６参照）、有効漏れ電流Ｉｏｒを抽出するときのように、得られた無効漏れ電流Ｉｏｃを１．１５倍（１／ｃｏｓ３０°倍）する必要はない。

次に、本実施形態に係る絶縁監視装置１を用いて、配電システム５０における異常箇所を判定する異常判定方法について説明する。図７は、絶縁監視装置１を用いて、配電システム５０における漏電箇所を判定する異常判定方法について示す概念図である。

図７に示すように、配電システム５０は、外部の電力系統から電力の供給を受ける配電盤５１と、配電盤５１から複数の階層で分岐する複数の分電盤５２及び５３と、を備える。分電盤５２は、配電盤５１から複数分岐する分電盤であり、分電盤５３は、分電盤５２から更に複数分岐する分電盤である。

まず、工程Ｓ１において、絶縁監視装置１は、配電盤５１に接続される主幹回路から分岐した分岐回路にクランプＣＴ１１を接続して、配電盤５１から分岐する分電盤（例えば、分電盤５２）における漏電箇所を判定する。

次に、工程Ｓ２において、絶縁監視装置１は、分岐回路に対する接続を解除した後、複数の分電盤のうち、異常箇所であると判定された分電盤５２に接続される主幹回路から分岐した分岐回路に絶縁監視装置１を接続して、分電盤５２から分岐する分電盤（例えば、分電盤５３）における漏電箇所を判定する。

更に、工程Ｓ３において、絶縁監視装置１は、分岐回路に対する接続を解除した後、複数の分電盤のうち、異常箇所であると判定された分電盤５３に接続される主幹回路から分岐した分岐回路に監視装置１を接続して、分電盤５３から分岐する分電盤における漏電箇所を判定する。

そして、工程Ｓｎにおいて、本実施形態に係る異常判定方法は、上述した工程Ｓ２及びＳ３の異常判定を繰り返すことにより、配電システム５０における主幹箇所から分岐箇所に亘って順次漏電箇所を判定し、最終的には異常の原因となった負荷回路を特定する。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。

例えば、上記実施形態においては、外部機器と無線通信を行う無線通信部１８を備えているが、無線通信部１８を分離させると共に、無線通信部１８に取付け部及び取り外し部を設けて、無線通信部１８を着脱自在に構成し、通信キャリアを適宜変更したり、無線通信部１８が故障したときには適宜交換できるように構成してもよい。

また、監視回路４１に設置されている絶縁監視装置には、外部との通信機能が設けられていることが多い。このため、漏電検出制御部１７で検出した停電情報や漏電情報を、絶縁監視装置１の外部に出力する出力部を設けてもよい。更に、出力部から出力された各種情報を、絶縁監視装置１に設けられている接点入力部に入力させて、無線通信部１８を介して外部に送信するように構成してもよい。

１ 絶縁監視装置
１１ クランプＣＴ（接続端子）
１４ 停電検出部
１５ 電流検出部
１７ 漏電検出制御部
３０ 主幹回路
４１ 監視回路（分岐回路）

Claims (5)

1. 主幹回路から分岐した複数の分岐回路における漏電及び停電を監視する絶縁監視装置であって、
   前記複数の分岐回路に対して接続されて、前記分岐回路に対して着脱可能に構成される複数の接続端子と、
   前記接続端子を介して前記分岐回路に接続され、前記複数の分岐回路における電流値を検出する電流検出部と、
   前記電流検出部により検出された前記電流値を電圧値に変換する変換部と、
   前記変換部により変換された前記電圧値に基づいて、漏電電流の発生を検出する漏電検出制御部と、
   漏電電流の発生が検出された漏電検出時刻を計測する時計部と、
   少なくとも前記漏電検出制御部により漏電電流の発生が検出された際における漏電電流値と、前記漏電検出制御部により漏電電流の発生が検出された際に前記時計部により計測された前記漏電検出時刻とを含む漏電情報を記憶する記憶部と、
   外部機器と無線通信を行う無線通信部と、を備え、
   前記漏電検出制御部は、
   漏電を検出した前記分岐回路の漏れ電流として、有効漏れ電流と無効漏れ電流とのベクトル和を漏れ電流として検出するＩｏ方式と、前記有効漏れ電流を漏れ電流として検出するＩｏｒ方式とに切り替え可能であり、
   漏電電流の発生を検出する漏電検出期間を、前記Ｉｏ方式の場合には前記分岐回路に設置されている漏電遮断器が動作可能な期間に初期設定し、前記Ｉｏｒ方式の場合には前記分岐回路に設置されている絶縁監視装置が動作可能な期間に初期設定して漏電電流の発生を検出すると共に、
   漏電電流の発生を検出した場合に、前記記憶部に記憶されている前記漏電情報の一部を、前記無線通信部により前記外部機器に送信させることを特徴とする絶縁監視装置。
2. 前記漏電検出制御部は、前記Ｉｏ方式及び前記Ｉｏｒ方式それぞれにおいて、
   前記漏電を検出する時間を切り替える切り替え部を更に備え、
   前記切り替え部は、前記Ｉｏ方式及び前記Ｉｏｒ方式それぞれにおいて、前記漏電検出期間を、商用電源周波数の１サイクルから３６００サイクルの範囲内に切り替え可能であることを特徴とする請求項１に記載の絶縁監視装置。
3. 前記漏電検出制御部は、所定時間分の前記漏電情報を前記記憶部に記憶させる一方、一定時間毎に検出された時間が古い漏電情報を消去して、検出された時間が新しい漏電情報から順次前記記憶部に記憶させることにより、漏電情報を更新することを特徴とする請求項１又は２に記載の絶縁監視装置。
4. 前記接続端子を介して前記分岐回路に接続され、前記分岐回路における停電を検出する停電検出部を更に備え、
   前記漏電検出制御部は、前記停電検出部により停電が検出された直前の、前記漏電検出制御部により検出された漏電電流値と前記時計部により計測された停電検出時間とを含む停電情報及び前記漏電情報を、前記記憶部に記憶させることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の絶縁監視装置。
5. 前記絶縁監視装置本体と着脱可能な外部記憶部を更に備え、
   前記漏電検出制御部は、停電情報及び前記漏電情報を前記記憶部及び前記外部記憶部に記憶させることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の絶縁監視装置。
   

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