JP3313200B2 - 零相変流器一次電流測定装置 - Google Patents

零相変流器一次電流測定装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高圧または低圧電路に
設置された既設の零相変流器(以下ZCTと呼ぶ)に対
して、未知の変流比、継電器等の入力抵抗の値を補正す
る方法と補正装置に関し、特に、零相変流器一次電流測
定装置において、特に、負荷に給電している状態で、Z
CTに対する制御情報を得ることができるようにする方
法および測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術および解決を要する課題】自家用受電設備
等においては、高圧電路に対して変圧器等を介して低圧
電路を設け、前記高圧電路に高圧気中開閉器と地絡継電
器を配置しており、前記高圧気中開閉器に零相変流器を
設けて、高圧電路での事故に対処させることの他に、高
圧電路での絶縁劣化等の情報を得るようにしている。前
記一般的な受電設備等においては、図4に示されるよう
に、電源1と負荷側3の間に、開閉器2とZCT5を配
置しており、前記ZCT5に接続される地絡継電器によ
り高圧電路の零相電流を測定することができる。そし
て、前記地絡継電器で測定した零相電流の情報を用い
て、高圧電路での漏電や絶縁劣化の状態を検知し、高圧
電路に事故が発生した場合には、開閉器2を作動させて
給電を停止する等の手段を用いることができるようにす
る。
【0003】また、前記ZCTで得られる零相電流の情
報は、高圧電路での絶縁劣化や、その他の事故の要因と
なる漏洩電流の資料を得るためにも使用することが可能
であり、ZCTの変流比や地絡継電器の入力抵抗等の情
報を、零相変流器一次電流測定装置に対して設定してお
くことが必要である。ところが、前記高圧気中開閉器に
設ける零相変流器の変流比や、地絡継電器等の入力抵抗
は、新たに設置した装置の場合には容易に知ることがで
きるものの、既設の受電設備等においては、特に表示が
ない限りは、それ等の情報を直ちに知ることができな
い。また、零相変流器の変流比や、地絡継電器等の入力
抵抗は、メーカー、機種等により異なるものであるため
に、それ等の情報を各受電設備に対してあらかじめ測定
し、零相電流の測定のための基礎データとして持ってい
ることが要求される。そこで、未知のZCTや地絡継電
器等の特性を知るために、例えば、図5に示されるよう
に構成した補正装置を用いることが行われている。
【0004】前記図5に示される例において、ZCT5
の検知部に対して電路に平行に試験線電路13を配置し
ておき、前記試験線電路13に対して補正電流発生器1
0aを接続する。そして、開閉器2をオフにして、負荷
側に電流を流さない状態で、補正電流発生器10aから
比較商用周波数電流を試験線電路13に流して、地絡継
電器の入力抵抗R端部での電圧を測定し、その検知値か
ら逆換算して、図6のグラフに示されるような入力抵抗
と電流の関係から、ZCT5の一次電流を検知するよう
な手段を用いている。なお、前記図6のグラフに示され
る例においては、ZCT一次電流を横軸に、地絡継電器
等の入力抵抗端電圧を縦軸にとって、入力抵抗端電圧の
値によりZCT一次電流を推定することができる。前述
したように、ZCTや地絡継電器の特性を知るために、
負荷状態のZCTに対する検知を行おうとする場合に
は、負荷の対地間静電容量不平衡および漏電等により、
常時零相電流が流れている場合が多い。そこで、負荷状
態での補正は電源周波数の零相電流の影響により不正確
になるために、停電した状態で、ZCT一次電流と、地
絡継電器の入力抵抗端の電圧の関係を測定することが必
要となる。
【0005】ところが、自家用受電設備の数が非常に多
くあるために、それ等の設備の全てについて、ZCTの
変流比や地絡継電器の入力抵抗等の情報を得ようとする
と、その調査および測定の作業が繁雑で、多くの労力を
必要とするという問題がある。しかしながら、従来の自
家用受電設備では、あらかじめZCTの変流比や地絡継
電器の入力抵抗等の情報がないために、その設備のそれ
ぞれについて、零相変流器の特性等のデータを得るため
の、調査や測定の作業を行う等の努力が行われている。
【0006】
【発明の目的】本発明は、前述したような従来のZCT
の変流比や地絡継電器の入力抵抗等の情報を得るための
問題を解消するもので、負荷接続状態の高圧または低圧
の電路に配置されたZCT等について、ZCTの一次電
流を容易に測定できるような方法と、装置を提供するこ
とを目的とし、特に、ZCTや地絡継電器の変流比や特
性等を知ることなしに、電路での絶縁劣化等による零相
電流の測定を行い得るようにする装置を提供することを
目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、高圧または低
圧電路に設置される地絡保護装置に設ける零相変流器一
次電流測定装置に関する。本発明の請求項1の発明は、
前記零相変流器の試験線電路に、あらかじめ電流値を定
めた電源周波数と異なる周波数成分の補正電流を印加す
る補正電流発生器と、零相電流を測定する零相変流器一
次電流測定装置を接続して設け、前記零相変流器一次電
流測定装置には、補正時に使用する補正電流の周波数成
分のみを検出する第2のバンドパスフィルターと、前記
第2のバンドパスフィルターと同一のゲインの高圧また
は低圧電路の零相電流の周波数成分を検出する第1のバ
ンドパスフィルターとを、切り換えスイッチを介して切
り換える手段を設け、補正時には前記補正電流を零相変
流器の試験線回路に流し、前記第2のバンドパスフィル
ターを用い、前記零相変流器一次電流測定装置で検出さ
れた前記補正電流の電流値に基づいて、前記零相変流器
一次電流測定装置内でゲイン補正を行い、前記零相変流
器一次電流測定装置が補正電流値を表示させることによ
り、前記零相変流器の変流比および地絡保護装置の入力
抵抗の補正を行い、測定時には、前記第1のバンドパス
フィルターに切り換える手段を用い、高圧または低圧電
路の零相電流を測定することを特徴とする。
【0008】請求項2の発明は、前記零相変流器一次電
流測定装置において、前記ゲイン補正時の値を表示する
表示手段を設けることを特徴とする。請求項3の発明
は、前記零相変流器一次電流測定装置に対して補正電流
発生器を一体に組み込み、零相変流器の変流比および地
絡保護装置の入力抵抗を補正する際にのみ、第2のバン
ドパスフィルターを用いる検知回路を用い、補正電流発
生回路からの電流供給を行うことを特徴とする。
【0009】前述したように、ZCTの検知部に対して
零相電流とともに、試験線電路から電源周波数と異なる
電流をZCT一次側に流す手段を設け、零相変流器一次
電流測定装置の補正時と測定時に異なるバンドパスフィ
ルターを通して測定する手段を構成することにより、Z
CT一次電流の影響を受けない装置を得ることができ
る。そして、試験線電路に流れる電流成分を用いて零相
変流器一次電流測定装置の制御値の補正を行うことによ
り、零相変流器一次電流測定装置に対する制御情報を設
定することができ、一旦記憶した制御情報は、そのZC
T等を設けた受電設備に対して任意に使用することが可
能になる。
【0010】
【実施例】図示される例にしたがって、本発明の零相変
流器一次電流測定方法および装置を説明する。図1に示
される例は、本発明の測定装置のZCTに対して、補正
電流を流す手段を示すもので、電源1と負荷3を接続す
る電路に対して開閉器2を配置し、前記開閉器2に対応
させてZCT5を配置している。前記ZCT5を配置す
る電路には試験線電路13を設け、図2に示す発振器1
2から出力される信号により、定電流発生回路11から
電路に流れる周波数と異なる周波数の補正電流を流すよ
うにしている。また、図1に示されるZCT5では、出
力端子6、6aを地絡継電器8に接続し、試験線電路1
3に設ける別の端子7、7aを、補正電流発生器10に
接続している。前記図1に示されるZCT5による検知
回路では、電路に対して流れる未知の電流値Ioに対し
て、補正電流発生器から既知の値の電流Itが流れるよ
うにして、前記2つの電流Io、Itを合成した電流
が、ZCT5により検知されるようにする。
【0011】そして、零相変流器一次電流測定装置に対
する補正作業を行う際には、ZCT二次側電流成分か
ら、It成分のみを検出することにより、Io成分の影
響を排除した状態で、零相変流器の変流比、継電器等の
入力抵抗の補正を行うことができるようにする。この補
正の際に、前記補正電流発生器から出力される電流値I
t成分が既知であるから、零相変流器一次電流測定装置
における補正係数の設定の作業を容易に行うことができ
る。また、零相変流器一次電流測定装置の補正作業を行
った後で、零相変流器一次電流測定装置を用いてIo成
分のみを検出することにより、未知の電流値Ioを測定
することができる。
【0012】本発明においては、図2に示されるような
構成の零相変流器一次電流測定装置を構成している。前
記零相変流器一次電流測定装置20においては、地絡継
電器8の入力抵抗Rに対する入力部Z1、Z2の端子
6、6aに対して、入力回路21を接続し、前記入力回
路21、増幅器22に続いて2つのバンドパスフィルタ
ー23、24を平行に配置し、ゲイン補正回路26に対
して、切り換えスイッチ25を介して2つのバンドパス
フィルターからの信号を伝達する。また、前記ゲイン補
正回路26に対してRMSコンバータ27と、出力回路
30、ディスプレイ32をそれぞれ接続し、地絡継電器
8で検知した電流の情報を表示できるようにする。前記
発振器12では、電源周波数および、電源周波数の高調
波と異なる周波数を発振するもので、定電流発生回路1
1では、試験電流回路のインピーダンスに無関係に常に
一定の電流を流すように構成している。また、前記定電
流発生回路11から流す電流は、原則として補正時のみ
使用し、電流値は原則として地絡継電器等の動作値以下
とする。
【0013】前記零相変流器一次電流測定装置20に設
ける各回路において、入力回路21は地絡継電器の入力
端子端の電圧の入力回路で、地絡継電器に与える影響を
少なくするために、高インピーダンス、低リアクタンス
となり、異常電圧に対する保護回路を設ける。また、増
幅器22は入力信号を必要な大きさまで増幅するために
用いる。前記増幅器22の出力回路に平行に配置する2
つのバンドパスフィルター23、24は、同一利得の部
材として構成したものを用い、第1のバンドパスフィル
ター23は被測定電流を検知する際に使用するもので、
被測定電流周波数(商用周波数)を通過させるために用
いる。さらに、第2のバンドパスフィルター24は補正
時に使用するもので、発振器の周波数成分を通過させる
機能を有するものとして構成する。
【0014】前記2つのバンドパスフィルターに対し
て、切り換えスイッチ25を介して接続されるゲイン補
正回路26は、ZCT変流比、継電器等の入力抵抗の補
正を行うためのゲイン調整回路を構成する。前記補正時
に、ZCT一次側に発振器からの電流を流し、バンドパ
スフィルター24からの出力電圧の大きさを調整し、定
電流発生回路から流れる電流値に、ディスプレイの表示
電流が一致するように調整する回路として構成する。ま
た、RMSコンバータ27においては、前記2つのバン
ドパスフィルターから出力された信号の実効値を検出す
る。前記RMSコンバータを簡易型のものとして構成す
る場合には、絶対値検出型とする。さらに、ディスプレ
イ32においては、ZCT一次電流および、定電流発生
回路の電流値を表示するために用いる。なお、出力回路
30は、出力端子31に接続される記録計等のモニター
に対して、検知値の出力を行うようにする。
【0015】前述したように構成された本発明の零相変
流器一次電流測定装置の操作を行う場合には、以下に示
すa〜dのステップを踏んで零相変流器一次電流測定装
置の調整の作業を行うようにする。 a:切り換えスイッチ25を第2のバンドパスフィルタ
ー24に切り換えて、ZCT一次側に電源周波数および
高調波等の電流が流れている状態でも、バンドパスフィ
ルター24によりRMSコンバータ27には定電流発生
回路の信号が伝達される状態とする。 b:補正電流発生器を接続することにより、ZCT一次
側には定電流発生回路の電流が流れる。 c:補正電流発生器によりZCT一次側に流れている電
流値に、ディスプレイ32の表示が一致するように、ゲ
イン補正回路27により調整する。これにより、電源周
波数の影響がない状態でのZCT変流比、地絡継電器入
力抵抗の補正が終了する。 d:切り換えスイッチ25を第1のバンドパスフィルタ
ー23に切り換える。そして、バンドパスフィルター2
3の働きにより、被測定周波数のZCT一次電流の測定
が可能になる。
【0016】前述したようにして、零相変流器一次電流
測定装置のバンドパスフィルターを切り換えてゲイン補
正回路を作動させ、補正の作業を行う例として、補正電
流発生器から20Hzで20mAの電流を印加する機構
を構成し、バンドパスフィルター24を20Hzに対応
させて構成することができる。また、バンドパスフィル
ター23は商用周波数の50Hzに対応させて構成し、
負荷に給電する電路での零相電流を測定できるようにす
る。そして、例えば、前記cのステップでバンドパスフ
ィルター24を介して20Hzの20mAになるよう
に、ディスプレイを調整することにより、零相変流器一
次電流測定装置での補正を行うようにすることによっ
て、バンドパスフィルター23を用いた測定では、ゲイ
ン補正回路を50Hzに設定してボリュームを固定した
状態で、零相電流の測定を行うことができる。したがっ
て、本発明の零相変流器一次電流測定装置では、ZCT
の変流比や、地絡継電器の入力抵抗が不明な電路に対し
ても、前述したようにして補正した零相変流器一次電流
測定装置を用いて、絶縁劣化等の測定を行うことが可能
になる。なお、前記本発明の実施例では、2つのバンド
パスフィルター23、24と切り換えスイッチ25をそ
れぞれ別体に設け、切り換えスイッチを介して回路を切
り換える手段を構成して例で説明したが、本発明の装置
では、1つのバンドパスフィルターの通過周波数帯域
を、被測定電流または、補正電流発生器の周波数帯域と
に切り替えることにより、装置の機構を簡素化すること
もできる。
【0017】前述したように構成した本発明の装置で
は、高圧回路、低圧回路のいずれに対しても応用が可能
であるが、図3に示されるように、地絡継電器に対する
端子6、6aと、試験線電路用の端子7、7aを設けた
ZCT5を用いることにより、任意のZCTに対して適
用することができる。そして、前記図3に示されたよう
なZCTを用い、零相変流器一次電流測定装置の入力回
路に対して端子を接続し、補正電流発生器の端子に対し
てZCTの別の端子を接続することにより、ZCTの一
次電流の測定を容易に行うことができる。
【0018】また、本発明の零相変流器一次電流測定装
置においては、図2に示されるように、補正電流発生器
10と零相変流器一次電流測定装置20とを別の装置と
して構成することも可能であるが、その零相変流器一次
電流測定装置の操作性等を良好にするためには、零相変
流器一次電流測定装置の内部に補正電流発生器の回路を
一体に設けておき、ゲイン補正回路のボリュームの補正
を行う場合にのみ、補正電流発生器の回路を使用する方
式を用いることができる。そして、ZCTの特性等が不
明な回路に対して、零相変流器一次電流測定装置におけ
る補正係数をゲイン補正回路に設定しておくことによ
り、その後の絶縁劣化等の検知を行う際に、補正の動作
を行わずに、ゲイン補正回路に設定された情報を用いて
測定の動作を容易に行うことができる。
【0019】
【発明の効果】本発明は、前述したように構成した零相
変流器一次電流測定装置を用いるものであるから、ZC
Tの一次電流を負荷接続状態において、電源周波数の零
相電流の影響を受けない状態で測定することができ、従
来の装置の場合のように、電路を停電状態にして測定す
る必要がない。また、本発明においては、ZCTの検知
部に対して零相電流とともに、試験線電路から電源周波
数と異なる電流をZCT一次側に流す手段を設け、零相
変流器一次電流測定装置の補正時と測定時に異なるバン
ドパスフィルターを通して測定する手段を構成すること
により、被測定電流の影響を受けない装置を得ることが
できる。そして、試験線電路に流れる電流成分を用いて
零相変流器一次電流測定装置のゲイン補正回路での制御
値の補正を行うことにより、零相変流器一次電流測定装
置に対する制御情報を設定することができ、一旦記憶し
た制御情報は、そのZCT等を設けた受電設備に対して
任意に使用することが可能であり、零相変流器の変流
比、継電器等の入力抵抗を知ることなしに、高圧、低圧
電路での絶縁劣化等の検知の動作を容易に行うことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の測定装置の概略の構成を示す説明図
である。
【図2】 本発明の零相変流器一次電流測定装置の回路
図である。
【図3】 本発明を適用可能なZCTの説明図である。
【図4】 一般的なZCTを用いた測定装置を示す説明
図である。
【図5】 従来の補正手段を示す説明図である。
【図6】 ZCT一次電流と地絡継電器の入力抵抗端電
圧の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1 電源、 2 開閉器、 3 負荷、5 零
相変流器(ZCT)、 8 地絡継電器、10 補
正電流発生器、 11 定電流発生回路、 12
発振器、13 試験線電路、 20 零相変流器一
次電流測定装置、21 入力回路、 23・24
バンドパスフィルター、25 切り換えスイッチ、
26 ゲイン補正回路、27 RMSコンバータ、
30 出力回路、 32 ディスプレイ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02H 3/38 G01R 29/16 H02H 3/33 H02H 3/347

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高圧または低圧電路に設置される地絡保
    護装置に設ける零相変流器において、 前記零相変流器の試験線電路に、あらかじめ電流値を定
    めた電源周波数と異なる周波数成分の補正電流を印加す
    る補正電流発生器と、零相電流を測定する零相変流器一
    次電流測定装置を接続して設け、 前記零相変流器一次電流測定装置には、補正時に使用す
    る補正電流の周波数成分のみを検出する第2のバンドパ
    スフィルターと、前記第2のバンドパスフィルターと同
    一のゲインの高圧または低圧電路の零相電流の周波数成
    分を検出する第1のバンドパスフィルターとを、切り換
    えスイッチを介して切り換える手段を設け、 補正時には前記補正電流を零相変流器の試験線回路に流
    し、前記第2のバンドパスフィルターを用い、前記零相
    変流器一次電流測定装置で検出された前記補正電流の電
    流値に基づいて、前記零相変流器一次電流測定装置内で
    ゲイン補正を行い、前記零相変流器一次電流測定装置が
    補正電流値を表示させることにより、前記零相変流器の
    変流比および地絡保護装置の入力抵抗の補正を行い、 測定時には、前記第1のバンドパスフィルターに切り換
    える手段を用い、高圧または低圧電路の零相電流を測定
    することを特徴とする零相変流器一次電流測定装置。
  2. 【請求項2】 前記零相変流器一次電流測定装置におい
    て、前記ゲイン補正時の値を表示する表示手段を設ける
    ことを特徴とする請求項1に記載の零相変流器一次電流
    測定装置。
  3. 【請求項3】 前記零相変流器一次電流測定装置に対し
    て補正電流発生器を一体に組み込み、零相変流器の変流
    比および地絡保護装置の入力抵抗を補正する際にのみ、
    第2のバンドパスフィルターを用いる検知回路を用い、
    補正電流発生回路からの電流供給を行うことを特徴とす
    る請求項2に記載の零相変流器一次電流測定装置。
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