JP2997527B2 - 対地電圧検出回路 - Google Patents

対地電圧検出回路

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は対地電圧検出回路に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、開閉器に備えられた対地電圧検出回路としては
第11図に示すものがある。この検出回路は双方の配電線
Lの電圧を各相毎にセラミックコンデンサC1〜C3とフィ
ルムコンデンサC4〜C6とで分圧し(互いの静電容量比約
1:1000)、その電圧トランス1にてインピーダンス変換
した後に子局2に入力するようになっている。そして、
子局2は入力された電圧に基づいて対地電圧とその位相
を判定し、例えば、ループ点で開閉器の投入可否、系統
の電圧降下、断線の有無等を判断している。
又、第12図に示すように、上記した対地電圧検出回路
は地絡継電器3にも使用されており、地絡継電器3は対
地電圧検出回路にて検出された零相電圧と、変流器4に
て検出された零相電流とによって地絡方向を判定して開
閉器5をトリップするようになっている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、周知のようにセラミックコンデンサC1
〜C3の静電容量は±10%程度の大きなばらつきがあり、
その結果、このセラミックコンデンサC1〜C3とフィルム
コンデンサC4〜C6で検出された電圧の誤差も非常に大き
くなってしまう。よって、前者のループ点に設置された
開閉器においては大雑把な判定結果しか得られないとい
う問題がある。
又、後者の地絡継電器3においては、セラミックコン
デンサC1〜C3のばらつきを補正するために静電容量の異
なる2,3種類のフィルムコンデンサC4〜C6を用意し、セ
ラミックコンデンサC1〜C3とフィルムコンデンサC4〜C6
との静電容量が所望の比率となるようにフィルムコンデ
ンサC4〜C6を選択して用いている。従って、検出回路の
組付作業が非常に煩雑であるという問題がある。
さらに、第4図に示すように、セラミックコンデンサ
C1〜C3とフィルムコンデンサC4〜C6と温度特性は一般的
に逆の傾向を示すため温度変化に伴って分圧に誤差が生
じてしまい、上記した各判定精度を低下させる要因の1
つとなっている。そこで、このフィルムコンデンサC4〜
C6をセラミックコンデンサC1〜C3に変更して温度特性を
同一傾向にすることも考えられるが、上記したようにフ
ィルムコンデンサC4〜C6側に要求される静電容量が非常
に大きいため現在のセラミックコンデンサC1〜C3では実
現できない。
本発明の目的は、コンデンサの静電容量の誤差を補正
して高い検出精度を実現することができるとともに、コ
ンデンサの選択等の煩雑な作業を必要とせず容易に組付
けることができ、又、温度変化による誤差を補正して高
い検出精度を実現することができる対地電圧検出回路を
提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
又、本発明は、電線に流れる交流電流の電圧を一対の
コンデンサにて分圧するようにした対地電圧検出回路に
おいて、少なくとも一方のコンデンサに可変抵抗又は可
変容量コンデンサとサーミスタとをそれぞれ並列接続し
た対地電圧検出回路を要旨するものである。
〔作用〕
本発明においては、いずれかのコンデンサの静電容量
に誤差が生じると出力電圧にも誤差が生じる。このとき
可変抵抗の抵抗値やコンデンサの静電容量を調整するこ
とで出力電圧を適性値に調整することが可能となる。
又、温度が変化すると両コンデンサの温度特性の相違
による出力電圧に誤差が生じる。このとき温度変化に伴
ってサーミスタの抵抗値が変化して出力電圧の誤差が補
正される。
〔実施例〕
以下、この発明を具体化した一実施例を第1〜4図に
従って説明する。
本実施例の対地電圧検出回路は従来技術において説明
した検出回路とほとんど同様の構成をなし、各相に補償
回路を付加したのが相違点である。従って、その補償回
路の構成を1相分について説明する。
第1図に示すように、電線としての配電線Lにはセラ
ミックコンデンサC1とフィルムコンデンサC4とが直列接
続され、フィルムコンデンサC4には直列接続された一対
の可変抵抗R1,R2が並列接続されている。一方の抵抗R1
には負特性サーミスタNTCが並列接続され、他方の抵抗R
2の両端の電圧が出力電圧|v|として子局2(第11図に示
す)や地絡継電器3(第12図に示す)に出力されるよう
になっている。負特性サーミスタNTCは第3図に示すよ
うに温度上昇に伴って抵抗値が低下する性質を有する。
次に、このように構成した対地電圧検出回路の作用を
説明する。
本実施例の対地電圧検出回路は第2図に示す等価回路
に置き換えることができる。まず、この等価回路におい
て入力電圧|V|(配電線Lに印加される対地電圧値)に
対する出力電圧|v|の位相差θの調整手順を説明する
と、この位相差θは次式で表される。
尚、fは配電線Lに流れる交流電流の周波数、R1′は
可変抵抗R1と負特性サーミスタNTCとの合成抵抗値、R
2′は可変抵抗R2の抵抗値、C1,C4はそれぞれコンデンサ
C1,C4の静電容量である。
今、仮にC1→大であるとするとθは小さくなる。この
ときR1′+R2′を小さくすればC1の誤差が吸収されてθ
を適性値に、即ち、各相の位相差θを互いに120゜ずら
した値に調整することができる。又、逆にC1→小である
ときにはR1′+R2′を大きくすればθを適性値に調整す
ることができる。従って、可変抵抗R1,R2の抵抗値の和
を増大又は減少させることでR1′+R2′を増減し、その
結果、位相差θを適性値に調整することが可能となる。
又はセラミックコンデンサC1の静電容量C1の誤差に起
因する出力電力|v|の補正手順を説明すると、この検出
回路の出力電圧|v|は次式で表される。
ここで、R1′+R2′=一定の条件においてC1以外の各
値を定数としてA,B,Dに置き換えると、 となる。
尚、上記式においてA=C1,B=C4,D=1/{2πf(R
1′+R2′)}である。
今、仮に静電容量C1→大であるとすると、 が小となり出力電圧|v|が大となる。このときR1′に対
するR2′の割合を小さくすればR2′/(R1′+R2′)が
大きくなり、C1の誤差が補正されて出力電圧vを適性値
に調整することができる。又、逆に静電容量C1→小であ
るときは、R1′に対するR2′の割合を大きくすればR2′
/(R1′+R2′)が小さくなり出力電圧|v|を適性値に
調整することができる。従って、可変抵抗R1,R2の抵抗
値の比率を増大又は減少することでR1′とR2′の比率を
増減し、その結果、出力電圧|v|を適性値に調整するこ
とが可能となる。尚、この調整時には上記した位相差θ
を適性値に保つためにR1′+R2′を一定値に保持する必
要がある。
一方、第4図に示すように、セラミックコンデンサC1
は温度上昇に伴い静電容量C1が減少してそのインピーダ
ンスを増加させ、逆にフィルムコンデンサC4は温度上昇
に伴って静電容量C4が増加してそのインピーダンスを減
少させる。その結果、温度が上昇すると検出回路の出力
電圧|v|が減少するが、このとき負特性サーミスタNTCの
抵抗値が低下するため出力電圧|v|の減少が補正され、
温度変化による出力電圧vの変動が防止される。
尚、他の2相に付加された補償回路も同一構成であ
り、よって、同様に出力電圧|v|の位相調整、セラミッ
クコンデンサC2,C3の静電容量の誤差による出力電圧|v|
の補正、温度変化による出力電圧|v|の補正が行われ
る。
このように本実施例の対地電圧検出回路は、可変抵抗
R1,R2の抵抗値の比率を変更することでセラミックコン
デンサC1の静電容量C1の誤差を補正して出力電圧|v|を
適性値に調整することができる。従って、この検出回路
を開閉器や地絡継電器に使用した場合には正確な判定結
果を得ることができる。又、検出回路の組付の際にはフ
ィルムコンデンサC4を選択することなく可変抵抗R1,R2
の抵抗値を調整するだけで容易にセラミックコンデンサ
C1の誤差を補正することができる。
又、セラミックコンデンサC1とフィルムコンデンサC4
との温度特性の相違を負特性サーミスタNTCによって補
正するようにしたため、温度変化に関係なく常に正確な
出力電圧|v|を得ることができる。
尚、この発明は上記実施例に限定されることはなく、
例えば、以下に説明するように構成してもよい。
(1)第5図に示すように、負特性サーミスタNTCに代
えて正特性サーミスタPTCを可変抵抗R2に並列接続す
る。第3図に示すように、正特性サーミスタPTCは温度
上昇に伴って抵抗値が増加するため、上記実施例と同様
に温度上昇による出力電圧|v|の減少を補正することが
できる。
(2)第6図に示すように、負特性サーミスタNTCを可
変抵抗R1に直列接続する。上記実施例と同様に、温度上
昇に伴って負特性サーミスタNTCの抵抗値が低下して出
力電圧|v|の減少を補正することができる。
(3)第7図に示すように、正特性サーミスタPTCを可
変抵抗R2に直列接続する。上記1項目の回路と同様に、
温度上昇に伴って正特性サーミスタPTCの抵抗値が増加
して出力電圧|v|の減少を補正することができる。
(4)第8図に示すように、負特性サーミスタNTCを可
変抵抗R1に並列接続し、正特性サーミスタPTCを可変抵
抗R2に並列接続する。この場合も出力電圧|v|の減少を
補正することができる。
(5)第9図に示すように、負特性サーミスタNTCを可
変抵抗R1に直列接続し、正特性サーミスタPTCを可変抵
抗R2に直列接続する。この場合も出力電圧|v|の減少を
補正することができる。
(6)第10図に示すように、フィルムコンデンサC4に対
して可変抵抗R1及び正特性サーミスタPTCを並列接続す
る。このように構成してもセラミックコンデンサC1の静
電容量の誤差を可変抵抗R1で補正し、温度変化による誤
差を正特性サーミスタPTCで補正することができる。
又、上記実施例では温度変化によって生じる誤差を負
特性サーミスタNTCにて補正したが、この補正は必ずし
も行う必要はなくサーミスタNTCを省略してもよい。
さらに、上記実施例では可変抵抗R1,R2を直列接続し
て用いたが、その代わりに可変容量の一対のコンデンサ
を直列接続して使用してもよい。このように構成しても
セラミックコンデンサC1の静電容量の誤差を補正するこ
とができる。
〔発明の効果〕
以上詳述したように本発明の対地電圧検出回路によれ
ば、コンデンサの静電容量の誤差を補正して高い検出精
度を実現することができるとともに、コンデンサの選択
等の煩雑な作業を必要とせず容易に組付けことができ、
又、温度変化による誤差を補正して高い検出精度を実現
することができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
第1〜4図は実施例の対地電圧検出回路を示し、第1図
は検出回路の1相分を示す電気回路図、第2図はその等
価回路を示す電気回路図、第3図はサーミスタの温度特
性を示す図、第4図はコンデンサの温度特性を示す図、
第5〜10図は別例の対地電圧検出回路の1相分を示す電
気回路図、第11図は従来の対地電圧検出回路を備えた開
閉器を示す電気回路図、第12図は同じく従来の対地電圧
検出回路を備えた地絡継電器を示す電気回路図である。 Lは電線としての配電線、C1はセラミックコンデンサ、
C4はフィルムコンデンサ、R1,R2は可変抵抗、NTCは負特
性サーミスタ、PTCは正特性サーミスタ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 15/06

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電線(L)に流れる交流電流の電圧を一対
    のコンデンサ(C1,C4)にて分圧するようにした対地電
    圧検出回路において、 少なくとも一方のコンデンサ(C4)に可変抵抗(R1,R
    2)又は可変容量コンデンサとサーミスタ(NTC,PTC)と
    をそれぞれ並列接続したことを特徴とする対地電圧検出
    回路。
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JP5495233B2 (ja) * 2010-05-25 2014-05-21 三菱電機株式会社 分圧器
DE102018208292A1 (de) * 2018-02-19 2019-08-22 Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg Entladevorrichtung, elektrische Einheit und Entladeverfahren

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