JP2696513B2 - 電路の対地静電容量測定方法 - Google Patents

電路の対地静電容量測定方法

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JP2696513B2
JP2696513B2 JP20723487A JP20723487A JP2696513B2 JP 2696513 B2 JP2696513 B2 JP 2696513B2 JP 20723487 A JP20723487 A JP 20723487A JP 20723487 A JP20723487 A JP 20723487A JP 2696513 B2 JP2696513 B2 JP 2696513B2
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辰治 松野
俊二 柏崎
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東洋通信機株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は活線状態で電路等の対地静電容量を測定する
方法に関する。 (従来技術) 従来,漏電等の電路に於けるトラブルの発見には絶縁
抵抗を測定し,電路状態を監視するのが一般的であっ
た。しかし電路に負荷Zが接続されると該負荷の大地と
の間の静電容量より大地に漏洩する漏洩電流により正常
な電路及び負荷にもかかわらず絶縁抵抗が低下した如く
測定されるので正確な電路状態の監視には対地静電容
量,即ち電路自身と大地間の静電容量或は接続した負荷
のもつ容量とを測定し,前記絶縁抵抗と併せて監視する
必要がある。従来一般的に用いられている対地静電容量
を測定する方法を第2図に示す。 これは負荷Zを有する受電変圧器Tの接地線LEを,商
用電源周波とは異なる周波数なる低周波信号発振器
OSCに接続されたトランスOTに貫通せしめるか,或いは
前記接地線LEに直列に前記発振器を挿入接続する等して
電路1及び電路2に測定用低周波電圧を印加し,前記接
地線LEを貫通せしめた変流器ZCTによって電路と大地間
に存在する絶縁抵抗Ro及び対地浮遊容量Coを介して前記
接地線に帰還する前記低周波電圧により生ずる漏洩電流
を検出しこれを増幅器AMPで増幅したのち,フィルタFIL
によって周波数の成分のみを選択し,これを例えば
前記発振器OSCの出力信号を90゜移相器PSSに印加して得
られる電圧を用いて掛算器MULTで同期検波して該漏洩電
流中の無効分(即ち印加低周波電圧と90゜移相した成
分)を検出することにより電路の静電容量を測定するよ
う構成したものであった。 本発明の理解を助けるためにその測定理論を更に説明
する。 前記接地線LEに印加される低周波信号電圧を例えば正
弦波としてVsinω1t(ω=2π)とすれば,接地
点Eを介して接地線LEに帰還する周波数の漏洩電流
Iは と表わされ,印加する交流電圧と90゜移相した成分,即
ち上記(1)式の右辺第2項の成分に比例した値を同期
検波等の手段で検出すればこの値は静電容量Coに比例し
たものとなるから,これによって電路の静電容量を求め
ることができる。しかし,このように前記接地線に帰還
する漏洩電流を変流器ZCTで検出し,更に変流器出力に
含まれる周波数の漏洩電流成分をフィルタFILで選
択出力する従来の方法では通常,変流器→増幅器→フィ
ルタの系で周波数の漏洩電流の位相がずれるから,
これらの同期検波出力からCoに比例した値を得るために
はこの位相ずれを補償する必要がある。 このために同図に示す如く同期検波器MULTの第1の入
力端又は第2の入力端に固定の移相器PSを挿入し,これ
によって上記位相ずれを補正し互いの同期をとってい
た。 しかしながら上述の如き従来の方法では変流器ZCT,フ
ィルタFIL,移相器PS等の位相特性は温度変化または使用
部品特性の経年変化等によって変動するため,この結果
最初の設定値との位相誤差が発生し,正しい測定結果を
提供できなくなる欠点があった。これらに対処するため
に従来は特性変動の少ない極めて高品質な変流器或いは
フィルタ等を採用することによって位相誤差の影響を極
力小さくしていたが,それでもその影響を完全に除去す
ることは困難であった。 (発明の目的) 本発明は以上説明したような従来の対地静電容量の測
定方法の欠点を除去するためになされたものであって,
高価な部品を必要とせず安価に測定信号の位相ずれを常
時補正し,常に正確な測定結果をもたらしうる対地静電
容量測定方法を提供することを目的とする。 (発明の概要) この目的を達成する為に、本発明に係る電路の対地静
電容量測定方法の特許請求の範囲1記載の発明は、電路
の商用周波数とは異なる周波数f1の測定用低周波信号電
圧を印加し、電路の接地線に帰還する周波数f1の漏洩電
流を検出する電路の対地静電容量測定方法に於いて、前
記周波数f1の漏洩電流を検出する系で発生する漏洩電流
の位相推移をθ、移相器PSの位相推移をθ、該移相器
PSと移相器PSSSとを直列接続したときの位相推移をθ
(但し、θ≠θ)とした場合、 前記位相推移θと移相器PSにおける位相推移量θ
の関係を|θ−θ1|≪1、前記位相推移θと前記位相推
移θとの関係を|θ−θ2|≪1となるように前記移相
器PSの位相推移量を調整すると共に前記移相器PSSSの位
相推移量を設定し、前記周波数f1の漏洩電流成分と、前
記測定用低周波信号電圧を前記移相器PSに印加すること
により得た位相がθだけ推移した電圧とを用いて同期
検波することにより第1の出力を得、前記周波数f1の漏
洩電流成分と、前記測定用低周波信号電圧を前記移相器
PSを介して前記移相器PSSSに印加することにより得た位
相がθだけ推移した電圧とを用いて同期検波すること
により第2の出力を得、前記第1の出力及び第2の出力
との差を用いて電路の対地静電容量を測定したことを特
徴とする。 (発明の実施例) 以下図示した実施例に基づき本発明を詳細に説明す
る。 第1図は本発明の一実施例を示すブロック図であって
第2図と同一の記号は同一の意味をもつものとする。即
ち,同図に於てTは変圧器,1及び2はこの変圧器の2次
側低電路であって該電路2には第2種接地工事を施した
接地線LEが接続される。該接地線LEにはトランスOT及び
変流器ZCTとが結合され,該変流器ZCTの出力端は増幅器
AMPに接続し,該AMPの出力端はフィルタFILに接続す
る。該フィルタFILの出力は同期検波器MULT1の一入力端
に接続し,他の入力端には第1の移相器PSの出力端と接
続し,該PSの入力端は発振器OSCの出力端と接続する。
一方同期検波器MULT2の一入力端には前記フィルタFILの
出力端と接続し,他の入力端は前記移相器PSの出力端に
接続した第2の移相器PSSSの出力端の接続する。前記同
期検波器MULT1,MULT2の夫々の出力端を引算回路SUBの入
力端と接続する。 このように構成した回路に於て発振器OSCよりトラン
スOTを介して接地線に入力した信号は変流器ZCTを介し
て帰還し,増幅器AMP,フィルタFILの系を通過する時に
発生する位相のずれをθとすれば該フィルタFIL出力に
於ける周波数の漏洩電流成分は第1式より となり,同期検波器MULT1,MULT2の夫々の一方の入力端
に入力される。 一方,発振器OSCの出力は移相器PSを介して第1の同
期検波器MULT1の他の入力端に加える。この電圧をaosin
(ω1t+θ)とすれば前記第1の同期検波器の出力M1
となる。一方,位相器PSの出力を一定の固定位相量をも
つ移相器PSSSに加え,その出力をaocos(ω1t+θ
とすれば第2の同期検波器の出力M2となる。 更に移相器PSを調整して |θ−θ1|≪1,|θ−θ2|≪1 とすればcos(θ−θ)1,cos(θ−θ)1,sin
(θ−θ)θ−θ1,sin(θ−θ)θ−θ
なるから(3),(4)式のM1,M2 と近似される。なお、|θ−θ1|≪、|θ−θ2|≪1と
するため、上記PSの調整及びPSSSの設定の具体的方法
は、|θ−θ1|≪1の場合(3)式の右辺第二項が“0"
となり、同期検波器のMULT1の出力が最大となるので、
同期検波器MULT1の出力がほぼ最大となるように移送器P
Sを調整すると共に、|θ−θ2|≪の場合(4)式の右
辺第二項が“0"となり、同期検波器MULT2の出力が最大
となるので、同期検波器MULT2の出力が最大に近く、且
つθ≠θとなるように移送器PSSSの移送推移量を設
定すればよい。従って同期検波器MULT1,MULT2の夫々の
出力を引算器SUBに入力すれば,該SUBの出力にはに相当する値が得られる。 上記(7)式に於けるθ−θは移相器PSSSによる
固定位相推移量であり,更に角周波数ω1,電圧V,aoが一
定値であれば前記引算回路SUBの出力は対地静電容量Co
に比例した電圧を得ることができ,該電圧値により回路
中に於ける各部品の経年変化及び温度変化による位相特
性の影響を受けずに前記対地静電容量Coを算出すること
ができる。 尚,上記説明に於ては単相2線式電路の場合について
のみ説明したがこれに限るわけではなく,単相3線,3相
3線式電路にも適用可能なことは明らかであり,更に単
相2線式電路及び三相電路の各相について測定する場合
には商用周波電圧を測定用低周波信号電圧の代替として
使用することが可能なことは明らかである。 (発明の効果) 本発明は以上説明した如く構成し且つ動作するもので
あるから簡易な回路構成で対地静電容量測定回路に於け
る位相特性の変動の影響を補償し,正確な対地静電容量
を測定するうえで著効を奏するものである。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例を示すブロック図,第2図は
従来の対地静電容量を測定する方法を示すブロック図で
ある。 T……トランス,1,2……電路,LE……接地線,E……接地
点,MULT,MULT1,MULT2……同期検波器, ZCT……変流器,AMP……増幅器,FIL……フィルタ, OSC……発振器,OT……注入トランス,PS,PSS,PSSS……移
相器。

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.電路の商用周波数とは異なる周波数f1の測定用低周
    波信号電圧を印加し、電路の接地線に帰還する周波数f1
    の漏洩電流を検出する電路の対地静電容量測定方法に於
    いて、前記周波数f1の漏洩電流を検出する系で発生する
    漏洩電流の位相推移をθ、移相器PSの位相推移をθ
    該移相器PSと移相器PSSSとを直列接続したときの位相推
    移をθ(但し、θ≠θ)とした場合、 前記位相推移θと移相器PSにおける位相推移量θとの
    関係が|θ−θ1|≪1、前記位相推移θと前記位相推移
    θとの関係が|θ−θ2|≪1となるように前記移相器
    PSの位相推移量を調整すると共に前記移相器PSSSの位相
    推移量を設定し、 前記周波数f1の漏洩電流成分と、前記測定用低周波信号
    電圧を前記移相器PSに印加することにより得た位相がθ
    だけ推移した電圧とを用いて同期検波することにより
    第1の出力を得、 前記周波数f1の漏洩電流成分と、前記測定用低周波信号
    電圧を前記移相器PSを介して前記移相器PSSSに印加する
    ことにより得た位相がθだけ推移した電圧とを用いて
    同期検波することにより第2の出力を得、 前記第1の出力と第2の出力との差を用いて電路の対地
    静電容量を測定したことを特徴とする電路の対地静電容
    量測定方法。
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