JPH0919046A - 絶縁劣化診断装置 - Google Patents
絶縁劣化診断装置Info
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- JPH0919046A JPH0919046A JP8105637A JP10563796A JPH0919046A JP H0919046 A JPH0919046 A JP H0919046A JP 8105637 A JP8105637 A JP 8105637A JP 10563796 A JP10563796 A JP 10563796A JP H0919046 A JPH0919046 A JP H0919046A
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Abstract
果に基づいた制御が可能であり、負荷回路等を停止する
ことなく絶縁劣化状況を把握して絶縁劣化診断が行なえ
る安価な絶縁劣化診断装置を得る。 【解決手段】 主回路母線(3)側および負荷回路(1
0A,20A,30A)側の少なくとも一方に、零相電
流を検出する零相変流器(17A)と、零相変流器にシ
ールド線(19)を介して接続され、零相変流器の出力
に基づいて主回路母線および負荷回路に関連する絶縁劣
化を検出する負荷回路保護装置(18)を設ける。これ
により、負荷回路を停止することなく、絶縁劣化低下度
がリアルタイムに監視でき、絶縁劣化の状況から更新、
点検の時期を簡単に予測することが出来る。
Description
荷が接続された負荷回路等の絶縁劣化状態を常時監視す
る絶縁劣化診断装置に関連するものである。
等の絶縁劣化状態を診断する方法として、従来、例え
ば、図17に示すように回路を切り離し、絶縁抵抗計を
用いて絶縁抵抗を測定して診断する方法が採られてい
た。図において、1は高圧系統、2は高圧系統1と低圧
系統主回路3の間に設けられた電源変圧器、4は低圧系
統主回路3を電源変圧器2から切り離す主回路開閉器、
5は低圧主回路3側を接地する接地抵抗であって、この
接地抵抗5は一端が接地線5aを介して電源変圧器2の
中性点に接続され、他端が接地されている。
荷回路保護装置、10は低圧系統主回路3に接続された
負荷回路、11は負荷回路10を低圧系統主回路3より
開閉する負荷回路開閉器、12は負荷回路保護装置8の
制御の下に負荷回路10を開閉制御するコンタクタ、1
3は負荷回路開閉器11を介して低圧系統主回路13に
接続され、負荷回路保護装置8に電源を供給する電源ト
ランス、14は電動機15をコンタクタ12の可動接点
側に接続する負荷回路配線、16は一端が接地線16a
を介して電動機15に接続され、他端が接地された接地
抵抗、17は負荷回路10の零相電流を検出する零相変
流器である。20,30は負荷回路10とは別の負荷回
路であって、これらの負荷回路20,30は負荷回路1
0と同様に構成されている。
なう場合、主回路母線を含む低圧系統主回路3と、負荷
の電動機15を含む負荷回路配線14を区別して絶縁抵
抗を測定することが必要であり、主回路開閉器4、負荷
回路開閉器11、およびコンタクタ12を開路して、各
接続部を切り離し、図17に示すように3相一括にして
絶縁抵抗計9により対象とする回路と大地との間の絶縁
抵抗を測定して絶縁劣化が診断される。この絶縁劣化の
判定基準としては、電気設備技術基準では、絶縁抵抗の
管理基準について、下記の表1のように定められてい
る。
領域にあるため、プラント設備等においては、約1MΩ
程度の管理基準にしている場合が多い。なお、さらに、
絶縁劣化の傾向を把握するには、10MΩ程度検出でき
ることが好ましいとされている。因に、初期のケーブル
の絶縁抵抗値は、ケーブルのサイズ、種類、配線方法等
によりバラツキがあるが、目安として1km当たり40
MΩ程度であり、電動機は10〜20MΩ程度である。
な従来法により負荷回路等の絶縁劣化診断をする場合
は、上述のごとく開閉器を開路して負荷回路を停止し、
系統を切り離して絶縁抵抗を測定する必要があるため、
多大の労力、時間、人件費を必要とし、また、測定後に
再接続する時の配線ミスの虞れもあり、しかも、例え
ば、連続運転プラントのように終夜作動しているような
設備の場合等には停止が難しいので長期間絶縁診断を行
うことができない等の問題点があった。
るためになされたもので、負荷回路等の絶縁抵抗を常時
測定し、測定結果に基づいた制御が可能であり、負荷回
路等を停止することなく絶縁劣化状況を把握して絶縁劣
化診断が行なえる安価な絶縁劣化診断装置を提供するこ
とを目的とする。
縁劣化診断装置は、主回路母線に負荷が接続された負荷
回路において、主回路母線側および負荷回路側の少なく
とも一方に、零相電流を検出する零相電流検出手段と、
零相電流検出手段の出力に基づいて主回路母線および負
荷回路に関連する絶縁劣化を検出する絶縁劣化検出手段
とを備えたものである。この構成によって、主回路母線
および負荷回路の絶縁劣化状況を常時リアルタイムに監
視、診断することができ、従来のような繁雑な絶縁抵抗
の測定が不要になり、また、測定後の人為的ミスによる
配線系統への損傷を削減でき、また、適切な配線系統の
保守、更新の時期を容易に把握することができ、さらに
連続運転のプラントにも対応でき、しかも、半年或いは
1年毎の実際に絶縁抵抗計を用いて絶縁抵抗を測定する
定期検査の実施の間隔を延ばすことができる。
は、請求項1の発明において、絶縁劣化検出手段が、電
源より基準位相を検出する第1の位相検出手段と、零相
電流の位相を検出する第2の位相検出手段と、零相電流
のレベルを検出するレベル検出手段と、第1、第2の検
出手段およびレベル検出手段の出力に基づいて絶縁劣化
の低下度を算出する演算手段と、演算手段の演算結果に
基づいて警報表示を行う警報表示手段と、演算手段に接
続された記憶手段とを有するものである。この構成によ
って、主回路母線および負荷回路の絶縁劣化状況を常
時、リアルタイムに監視、診断することができ、従来の
ような繁雑な絶縁抵抗の測定が不要になり、また、測定
後の人為的ミスによる配線系統への損傷を削減でき、ま
た、適切な配線系統の保守、更新の時期を容易に把握す
ることができ、さらに連続運転のプラントにも対応で
き、しかも、半年或いは1年毎の実際に絶縁抵抗計を用
いて絶縁抵抗を測定する定期検査の実施の間隔を延ばす
ことができる。
は、請求項1の発明において、絶縁劣化検出手段に伝送
線を介して接続され、絶縁劣化検出手段の出力に基づい
て警報表示を行う監視制御手段を備えたものである。こ
の構成によって、中央の電気室等の遠隔地において大規
模プラントの絶縁劣化診断を一括して行なうことがで
き、プラント等の保守、管理が非常に簡単になる。
は、請求項3の発明において、絶縁劣化検出手段が、電
源より基準位相を検出する第1の位相検出手段と、零相
電流の位相を検出する第2の位相検出手段と、零相電流
のレベルを検出するレベル検出手段と、第1、第2の位
相検出手段およびレベル検出手段の出力に基づいて絶縁
劣化の低下度を算出する演算手段と、演算手段の演算結
果を伝送線を介して監視制御手段に伝送する伝送手段
と、演算手段に接続された記憶手段とを有するものであ
る。この構成によって、中央の電気室等の遠隔地におい
て大規模プラントの絶縁劣化診断を一括して行なうこと
ができ、プラント等の保守、管理が非常に簡単になる。
は、請求項1〜4の発明において、絶縁劣化検出手段
は、実測の対地漏洩電流の位相、レベルの絶対値のみで
絶縁劣化を判断するものである。この構成によって、例
えば新規のプラントではなく数年使用している中古のプ
ラント、または10年以上使用し老朽化しているプラン
トにおいて本装置を適用する場合に、実質的に系統使用
の途中から採用することになるので系統初期のデータが
ないが、このような場合にも本装置を適用可能となる。
は、請求項2またはの発明において、系統初期状態にお
ける零相変流のレベルと位相を初期値として記憶手段に
記憶し、この記憶手段に記憶された情報に基づいて絶縁
劣化の判断するものである。この構成によって、安価な
零相変流器を使用して、絶縁劣化を診断することが可能
になる。
は、請求項3〜6の発明において、監視制御手段が、絶
縁劣化検出手段から伝送されてくるデータをグラフ化
し、グラフ化されたデータと予め記憶されている劣化曲
線を照合するものである。この構成によって、絶縁劣化
の傾向を容易に知ることができ、劣化パターンの判定を
確実に行うことができる。
は、請求項7の発明において、監視制御手段が、劣化曲
線として特定部位の劣化パターンを記憶しているもので
ある。この構成によって、その劣化部位の特定が可能に
なり、絶縁劣化による部品更新の際にどの部位かを診断
する必要がなくなり、それに要する労力を削減すること
ができる。
は、請求項3〜8の発明において、監視制御手段が、絶
縁劣化検出手段から伝送されてくるデータと、外部から
の環境に関連した検出データに基づいて警報表示を行う
ものである。この構成によって、環境条件も踏まえたよ
り精度の高い絶縁劣化の検出ができる。
は、請求項2、4〜9の発明において、第2の位相検出
手段が、各相の一端と大地間に対地インピーダンス手段
を挿入して対地静電容量をアンバランスすることにより
零相電流を検出し、その検出レベルに基づいて零相電流
の位相を検出するものである。この構成によって、検出
精度が高くなり、ノイズマージンも増すことができる。
は、請求項2、4〜9の発明において、第2の位相検出
手段が、ケーブルの種類、サイズおよび配線方法の少な
くとも1つを変更することにより零相電流を検出し、そ
の検出レベルに基づいて零相電流の位相を検出するもの
である。この構成によって、検出精度が高くなり、ノイ
ズマージンも増すことができる。
は、請求項1〜11の発明において、零相電流検出手段
が、零相変流器と、この零相変流器に接続されたシール
ド線からなるものである。この構成によって、外部ノイ
ズに影響されることなく、精度の高い絶縁劣化診断を行
うことができる。
は、請求項12の発明において、零相変流器が、高比透
磁率の磁気シールドと、磁気シールド内に設けられた高
比透磁率のコアと、コアに巻回された巻線とからなるも
のである。この構成によって、検出する対地漏洩電流と
して10μA程度の微小電流を検出できる。
は、請求項13の発明において、磁気シールドが、コア
を包み込む構造のものである。この構成によって、平衡
特性(残留電流特性)が向上し、さらに、微小電流を検
出できる。
は、請求項12の発明において、シールド線が、ツィス
トペアシールドであるものである。この構成によって、
外部ノイズに影響されることなく、精度の高い絶縁劣化
診断を行うことができる。
は、請求項15の発明において、シールド線が、シール
ドアースを絶縁劣化検出手段の信号接地側に接続される
ものである。この構成によって、外部ノイズに影響され
ることなく、より精度の高い絶縁劣化診断を行うことが
できる。
は、請求項15または16の発明において、シールド線
が、シールドアースを磁気シールドに接続されるもので
ある。この構成によって、外部ノイズに影響されること
なく、さらに、精度の高い絶縁劣化診断を行うことがで
きる。
は、請求項1〜17の発明において、負荷が、インバー
タによって駆動されるものである。この構成によって、
インバータの配線系統にも使用できる。
図を参照して説明する。 実施の形態1.図1は、この発明の第1の実施の形態を
示す構成図である。図1において、図16と対応する部
分には同一符号を付し、その詳細説明を省略する。図に
おいて、17Aは零相変流器、18は負荷回路10Aを
保護する絶縁劣化検出手段としての負荷回路保護装置、
19は零相変流器17Aと負荷回路保護装置18を接続
するシールド線である。その他の構成は、図14と同様
である。なお、20A,30Aは負荷回路10Aとは別
の負荷回路であって、これらの負荷回路20A,30A
は負荷回路10Aと同様の構成とされる。零相変流器1
7Aとシールド線19は零相電流検出手段を構成する。
構成の一例を示すブロック図である。この負荷回路保護
装置18は、電源トランス13(図1)の電圧変換によ
り得られた制御電源から負荷回路保護装置18の電源を
作る電源手段18aと、制御電源から基本波(商用周波
数)のみを抽出する不要波除去手段18bと、不要波除
去手段18bで抽出された基本波から対地漏洩電流の基
準位相として所定の線間電圧ベクトルを検出する位相検
出手段18cと、零相検出器17Aが検出する対地漏洩
電流としての零相電流I0を増幅する差動増幅器18d
と、差動増幅器18dで増幅された信号から基本波(商
用周波数)I01のみを抽出する例えばLPF、BPF等
を用いた不要波除去手段18eと、不要波除去手段18
eで抽出された零相電流の基本波から対地漏洩電流の位
相を検出する位相検出手段18fと、不要波除去手段1
8eの出力である交流信号を直流信号に変換するレベル
検出手段としての交流/直流変換手段18gとを備え
る。なお、不要波除去手段18bと位相検出手段18c
とは第1の位相検出手段を構成し、不要波除去手段18
eと位相検出手段18fとは第2の位相検出手段を構成
する。
手段18c,18fおよび交流/直流変換手段18gの
出力に基づいて対地漏洩電流の位相,レベルを演算し、
その演算結果と予め設定された警報限界値およびトリッ
プ限界値と比較し、警報限界値を超えたときには警報信
号を発生し、トリップ限界値を超えたときにはトリップ
信号を発生する演算手段18jと、演算手段18jから
の警報信号に応答して警報表示を行う警報表示手段18
iと、演算手段18jからのトリップ信号に応答してコ
ンタクタ12の開閉を制御する入出力手段18hと、系
統の初期状態の制御電源位相、零相電流位相、零相電流
レベルや、想定される負荷回路の静電容量、対地インピ
ーダンスをデータとして制御電源がダウンしても記憶保
持する記憶手段18kとを備える。なお、警報表示手段
18iとしては、例えばLED,LCD,蛍光表示管,
EL,プラズマヂィスプレイ,CRT等が用いられる。
また、記憶手段18kとしては、例えばEEPROMと
しての不揮発性RAM,RAM+バッテリ,RAM+コ
ンデンサ等が用いられる。また、記憶手段18kに予め
記憶しておく対地インピーダンスは、系統初期状態では
ほぼ無限大に近いが、対地漏洩電流を求めるためには、
静電容量と同様にその初期値(固定値)を予め決めてお
く必要がある。
線の貫通位置を示すもので、図において、50は零相変
流器17Aの例えばエポキシやプラスチック等の合成樹
脂からなる外形本体、51は外形本体50の中央部に穿
設された1次側貫通穴、52は1次側貫通穴51を貫通
する電線である。零相変流器17Aの一次側の電線の貫
通は、例えば、同図A〜Cに示すように、3本の電線5
2を一括させて貫通させる。この際に、同図Aのごと
く、1次側貫通穴51の中心に電線52を貫通させるよ
うにすれば、平衡特性(残留電流特性)が向上し、さら
に微小電流を検出できる。さらに、電線52をツイスト
すればより平衡特性(残留電流特性)が向上する。
一例を示すもので、図において、53は磁気シールド、
54は磁気シールド53内に設けられたコア、55はコ
ア54に巻回された巻線である。これらの磁気シールド
53、コア54および巻線55は図3の外形本体50内
に設けられる。ここで、零相変流器17Aは、検出する
対地漏洩電流として10μA程度の微小電流を検出でき
るように、そのコア54と磁気シールド53は共に高比
透磁率のもの、例えば、パーマロイ、コバルト系アモル
ファス等を使用する。また、磁器シールド53は、同図
に示すようにコア54全体を包み込むようにする。これ
により、平衡特性(残留電流特性)が向上し、さらに微
小電流を検出できる。
置18を接続するシールド線19は微小電流を取り扱う
ので、外部ノイズに対して強くするために、以下のよう
な使用態様から、単独またはこれらの組み合わせで使用
する。 (a)シールド線はツイストペアシールド線を使用; (b)シールドアースは負荷回路保護装置側のシグナル
グランド(信号接地:SG)と接続する; (c)シールドアースは零相変流器側の磁気シールドと
接続する。 すなわち、例えば、(a)のみ、(a)と(b)の組み
合わせ、(a)と(c)の組み合わせ、(a)と(b)
と(c)の組み合わせ等が考えられる。
ながら説明する。まず、図5を用いて対地漏洩電流の概
念を説明する。負荷回路は大地に対してケーブル、電動
機等の容量負荷成分、抵抗負荷成分を持っているので対
地漏洩電流Igi1,Igi2が常時流れている。負荷回路の絶
縁劣化が進んでいない状態、つまり、系統初期状態にお
いては抵抗負荷成分に対して流れるが抵抗分対地漏洩電
流Igri1,Igri2が非常に小さいので、ほとんど容量負荷
成分に対して容量分対地漏洩電流Igci1,Igci2が流れ
る。
び各相の相電圧ベクトルは図6のようになる。図におい
て、VR,VSおよびVTはそれぞれR相,S相およびT
相の相電圧ベクトル、VRSはRS線間電圧ベクトル、Ig
R0,IgS0およびIgT0はそれぞれR相,S相およびT相の
対地漏洩電流(零相電流)ベクトル、IgcR,IgcSおよび
IgcTは系統初期における理想的な絶縁状態におけるそれ
ぞれR相,S相およびT相の容量分対地漏洩電流ベクト
ル、IgrR0,IgrS0およびIgrT0はそれぞれR相,S相お
よびT相の抵抗分対地漏洩電流ベクトルである。また、
ここで、図1の零相変流器17Aで検出するのは各相の
対地漏洩電流の合成電流ベクトルとなる。すなわち、系
統初期状態における各相の対地漏洩電流ベクトルは次式
で表される。
周波数成分の零相電流(対地漏洩電流)ベクトルは3相
の合成電流ベクトルとなるので、次式で表される。
段18gの出力)と基準位相としてのRS線間電圧ベク
トルVRS(位相検出手段18cの出力)とを用いて、後
述されるように位相検出手段18fの出力に基づいて対
地漏洩電流の位相を算出する。その際には、記憶手段1
8kに記憶されている負荷回路の静電容量、対地インピ
ーダンスも使用される。
電流すなわち対地漏洩電流はシールド線19を経由して
差動増幅器18dに入力される。差動増幅器18dは、
入力された対地漏洩電流よりコモンモードノイズを除去
すると共に増幅して不要波除去手段18eに出力する。
不要波除去手段18eは、差動増幅器18dで増幅され
た信号より基本波すなわち商用周波数を抽出すると共に
負荷回路に発生しているノイズ成分および高調波成分を
除去する。位相検出手段18fは不要波除去手段18e
の出力より対地漏洩電流の位相を検出し、デジタルデー
タとして演算手段18jに出力する。また、不要波除去
手段18eの出力は交流/直流変換手段18gに供給さ
れ、ここで、直流電圧に変換されたのち演算手段18j
に取り込まれて、内部のA/D変換部(図示せず)でデ
ジタル変換される。
換で得られた制御電源は、電源手段18aに入力され、
電源手段18aは負荷回路保護装置18内の各回路に電
源を供給する。また、制御電源は不要波除去手段18b
に入力され、不要波除去手段18bは、制御電源より基
本波すなわち商用周波数のみを抽出すると共に負荷回路
に発生しているノイズ成分を除去する。位相検出手段1
8cは不要波除去手段18bで抽出された基本波から対
地漏洩電流の基準位相として所定の線間電圧ベクトル例
えばRS線間電圧ベクトルVRSを検出し,デジタルデー
タとして演算手段18jに供給する。演算手段18j
は、これら位相検出手段18c、18fおよび交流/直
流変換手段18gから取り込まれたデータを系統初期の
データすなわちそれぞれ制御電源位相(基準位相)、零
相電流位相(対地漏洩電流位相)、零相電流レベル(対
地漏洩電流レベル)として記憶手段18kに記憶させ
る。また、この記憶手段18kには、上述のごとく、想
定される負荷回路の静電容量、対地インピーダンスが予
め記憶されている。
た場合について図7を参照して説明する。図7におい
て、IgR1はR相の絶縁劣化が進行した対地漏洩電流ベク
トル、IgS1はS相の絶縁劣化が進行した対地漏洩電流ベ
クトル、IgT1はT相の絶縁劣化が進行した対地漏洩電流
ベクトル、IgrR1はR相の絶縁劣化が進行した抵抗分対
地漏洩電流ベクトル、IgrS1はS相の絶縁劣化が進行し
た抵抗分対地漏洩電流ベクトル、IgrT1はT相の絶縁劣
化が進行した抵抗分対地漏洩電流ベクトルである。い
ま、零相変流器17Aで検出するのは、上述のごとく3
相の合成電流であるが、そのデータとして上述のように
対地漏洩電流の位相と大きさを検出し、この検出出力
と、記憶手段18kに記憶している上述の系統初期状態
の対地漏洩電流の位相、大きさおよび固定値の静電容量
並びに対地インピーダンスとより演算手段18jでベク
トル演算することによって絶縁劣化相の特定と絶縁劣化
の低下度を以下のようにして算出する。
各相の劣化時のベクトル全てを示しているが、実際の劣
化は、同時に全ての相が劣化する場合は少なく、大体1
相が先に劣化した行く場合が多い。そこで、例えば、R
相が劣化する場合について説明する。R相が劣化時の3
相の合成電流ベクトルIg1は次式で表される。
ると、この対地漏洩電流変化分IgrRaは上記(2)式お
よび(3)式より次式を用いて求められる。
分対地漏洩電流IgrR0は上述のごとく分かっているの
で、絶縁劣化が進行した状態のR相の抵抗分対地漏洩電
流ベクトルすなわち対地インピーダンスIgrR1は次式の
ようになる。
演算することによって絶縁劣化相の特定と絶縁劣化の低
下度を算出することができる。そして、演算手段18j
はこの算出した抵抗分対地漏洩電流ベクトルすなわち対
地インピーダンスと、予め記憶手段18kに設定してい
る値とを比較し、算出値がこの設定値を超えれば警報表
示手段18iにより警報表示させる。また、演算手段1
8jは、算出値が負荷回路10Aの継続運転できない設
定値を超えると、入出力手段18hを介してコンタクタ
12の開閉制御を行なう。
とく計測、演算、表示、制御を常時リアルタイムに行な
っているので、負荷回路10Aの絶縁劣化状況をリアル
タイムに監視、診断することができる。また、負荷回路
20Aおよび負荷回路30Aについても同様に構成され
ており、各負荷回路に対して絶縁劣化状況をリアルタイ
ムに監視、診断することができる。従って、従来のよう
な繁雑な絶縁抵抗の測定が不要になり、また、測定後の
人為的ミスによる配線系統への損傷を削減できる。ま
た、適切な配線系統の保守、更新の時期を容易に把握す
ることができ、さらに連続運転のプラントにも対応で
き、しかも、半年或いは1年毎の実際に絶縁抵抗計を用
いて絶縁抵抗を測定する定期検査の実施の間隔を延ばす
ことができる。
実施の形態を示す構成図である。図8において、図14
および図1と対応する部分には同一符号を付し、その詳
細説明を省略する。なお、上記第1の実施の形態では各
負荷回路に対して絶縁劣化診断を行なう場合について説
明したが、本実施の形態は、負荷回路全体を一括して診
断する場合である。図において、61は零相変流器17
Aと同様の構造をなし、負荷回路10,20および30
の全体の対地漏洩電流を検出する零相変流器、62は負
荷回路保護装置18と同様の機能を有し、負荷回路1
0,20および30の全体の保護、絶縁劣化診断を行な
う負荷回路保護装置である。63は負荷回路全体の対地
漏洩電流を検出する零相変流器で、零相変流器61の監
視位置はこの場所でも良い。なお、本実施の形態におけ
る負荷回路保護装置62の記憶手段に予め設定する静電
容量や対地インピーダンスの値は第1の実施の形態の場
合より大きいものとなる。動作については、第1の実施
の形態と同様であるので、その説明を省略する。
算、表示、制御を常時リアルタイムに行なっているの
で、個々の負荷回路は特定できないが、負荷回路全体は
勿論主回路母線を含む配線系統の絶縁劣化状況をリアル
タイムに監視、診断することができる。また、負荷回路
全体を一括して監視、診断し、各負荷回路に個別に負荷
回路保護装置を設ける必要がないので、それだけ構成が
簡単になる。従って、この場合も、従来のような繁雑な
絶縁抵抗の測定が不要になり、また、測定後の人為的ミ
スによる配線系統への損傷を削減できる。また、適切な
配線系統の保守、更新の時期を容易に把握することがで
き、さらに連続運転のプラントにも対応でき、しかも、
半年或いは1年毎の実際に絶縁抵抗計を用いて絶縁抵抗
を測定する定期検査の実施の間隔を延ばすことができ
る。
の実施の形態では、系統初期状態の零相電流(対地漏洩
電流)の位相、レベル値を基準値として絶縁劣化による
変化分から絶縁劣化診断を行なう場合について説明した
が、本実施の形態は、系統初期状態のデータを基準とし
て用いないで、常時実測の対地漏洩電流の位相、レベル
の絶対値のみで絶縁劣化を判断することもできる場合で
ある。
ルの変化を示したもので、それぞれ図9AはS相が劣化
した場合、図9BはT相が劣化した場合、図9CはR相
が劣化した場合である。図において、Ig0は系統初期状
態の3相の合成電流ベクトル、Ig1は絶縁劣化が進行し
た3相の合成電流ベクトル、Ig2はIg1よりさらに絶縁劣
化が進行した3相の合成電流ベクトルである。また、Ig
R2はIgR1よりさらにR相の絶縁劣化が進行した対地漏洩
電流ベクトル、IgS2はIgS1よりさらにS相の絶縁劣化が
進行した対地漏洩電流ベクトル、IgT2はIgT1よりさらに
T相の絶縁劣化が進行した対地漏洩電流ベクトルであ
る。なお、ここでは、S相の静電容量がR相,T相の静
電容量に比べて少し大きいときのデータを用いた場合で
ある。そのため、図9では、系統初期状態の3相の合成
電流ベクトルIg0は、系統初期時S相側を向いている。
の電圧ベクトル付近に対地漏洩電流ベクトルの位相が変
化していくので、この位相の位置、電流の絶対値からで
も大まかには劣化の具合を判定することが分かる。つま
り、常時実測の対地漏洩電流の位相、レベルの絶対値の
みで絶縁劣化を判断することもできることが分かる。な
お、この場合の回路構成としては、第1または第2の実
施の形態と同様のものを用いればよい。但し、その際
に、系統初期状態のデータを記憶手段に設定しておく必
要がないので、メモリ容量を小さいものとすることがで
き、また、演算手段における演算処理も簡単となる。
よび第2の実施の形態と同様の効果が得られると共に、
さらに、本実施の形態では、例えば新規のプラントでは
なく数年使用している中古のプラント、または10年以
上使用し老朽化しているプラントにおいて本装置を適用
する場合に、実質的に系統使用の途中から採用すること
になるので系統初期のデータがないが、このような場合
にも本装置を適用可能となる。
施の形態では、負荷回路の静電容量は解らないので、想
定される固定値を代入して演算する場合について説明し
たが、負荷回路のケーブルの種類、配線長、配線方法、
その他の条件から簡易的な静電容量を算出し、負荷回路
保護装置18に入力し、その値を持って絶縁劣化の低下
度を算出するようにしてもよい。また、静電容量の算出
方法は上記ケーブルの種類等の条件を負荷回路保護装置
18に入力し、その演算手段18jで演算する方法でも
勿論よい。 これにより、本実施の形態では、さらに、
精度の高い絶縁劣化診断を行うことができる。
形態では、負荷回路の静電容量は解らないので想定され
る固定値を代入して演算する場合について説明したが、
最初に静電容量を計測しその値を負荷回路保護装置18
に入力しその値をもって絶縁劣化の低下度を算出するよ
うにしてもよい。これにより、本実施の形態では、さら
に精度の高い絶縁劣化診断を行うことができる。
は、静電容量を計測し、その値を負荷回路保護装置18
に入力し、その値をもって絶縁劣化の低下度を算出する
場合について説明したが、さらに、絶縁抵抗値(対地イ
ンピーダンス)を直接計測するか、あるいは、tanδ値
を計測し、その値と先の静電容量の値を用い、次式によ
り絶縁抵抗値を算出し、これらの値をもって絶縁劣化の
低下度を算出し絶縁劣化診断を行なってもよい。
電容量、Rは対地インピーダンスである。これにより、
本実施の形態では、さらに精度の高い絶縁劣化診断を行
うことができる。
形態では、リアルタイムに対地漏洩電流を計測し、演算
して絶縁劣化診断を行う場合について説明したが、負荷
回路の絶縁抵抗値は長期的には徐々に低下していくが短
期的にみればドリフトするので、計測する対地漏洩電流
の位相とレベルのデータを一定の時間、演算手段18j
で平均化する処理を追加するようにしてもよい。なお、
平均化の時間は、系統と環境とプラントの種類等の条件
により任意に値を入力することができる。これにより、
本実施の形態では、さらに、検出精度を向上することが
できる。
の実施の形態を示す構成図である。図10において、図
1と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明を
省略する。なお、上記第1〜第7の実施の形態では、負
荷回路毎に負荷回路保護装置で絶縁劣化診断を行ない、
警報表示する場合について説明したが、本実施の形態
は、この発明を大規模プラントに適用し、各負荷回路の
絶縁劣化診断を一カ所で一括して行ない、警報表示する
場合の一例である。図において、18Aは負荷回路10
Bを保護する負荷回路保護装置であって、この負荷回路
保護装置18Aは、後述されるように、図1の負荷回路
保護装置18に伝送手段18mを追加すると共に、警報
表示手段18iを削除したものである。また、20B,
30Bは負荷回路10Bとは別の負荷回路であって、こ
れらの負荷回路20B,30Bも負荷回路10Bと同様
の構成とされる。
Bより遠隔地例えば中央の電気室に設けられ、伝送線7
1を介してこれらの負荷回路の負荷回路保護装置18A
に接続された監視制御手段である。この監視制御手段7
0は、負荷回路保護装置18Aからの絶縁劣化診断用デ
ータの零相電流位相、レベル値、静電容量値等のデジタ
ル信号を伝送線71を介して受信する伝送親局70a
と、伝送親局70aで受信された絶縁劣化診断用データ
を記憶すると共に、そのデータからベクトル演算するこ
とによって絶縁劣化診断を行ない警報表示、制御をする
機能を有する監視制御装置70bとを備える。その他の
構成は、図1と同様である。
回路構成の一例を示すブロック図である。この負荷回路
保護装置18Aは、演算手段18jに接続された伝送手
段18mを有し、この伝送手段18mの出力側が伝送線
71を介して監視制御手段70の伝送親局70aに接続
されている。また、本実施の形態では、警報表示機能は
監視制御手段70の監視制御装置70bで行われるの
で、図1の負荷回路保護装置18で用いられた警報表示
手段18iは削除される。その他の構成は、上述した負
荷回路保護装置18と同様である。
については第1の実施の形態とほぼ同様であるが、各負
荷回路の演算手段18jに得られている絶縁劣化診断用
データの零相電流位相、レベル値、静電容量値を伝送手
段18mより伝送線71を介して監視制御手段70に伝
送して伝送親局70aで受信し、さらにそのデータを監
視制御装置70bに送出する。監視制御装置70bで
は、そのデータをもとに、ベクトル演算することによっ
て絶縁劣化相の特定と絶縁劣化の低下度を算出し、予め
設定している値と比較し、この値を超えれば警報表示す
る。
施の形態と同様の効果が得られると共に、さらに、本実
施の形態では、中央の電気室等の遠隔地において大規模
プラントの絶縁劣化診断を一括して行なうことができ、
プラント等の保守、管理が非常に簡単になる。
おいて、負荷回路保護装置18Aから随時伝送されてく
る絶縁劣化診断用データの零相電流位相、レベル値のデ
ータをグラフ化することで、絶縁劣化の傾向を判定する
ようにしてもよい。また、グラフの時間軸を変えて表示
する信号処理機能を持たせることにより絶縁劣化の原因
が特定できるようにしてもよい。その方法として、絶縁
劣化の原因として、例えば、水の侵入、自然劣化、突発
事故等が考えられるが、予め記憶されているこれらの劣
化原因のそれぞれの劣化曲線をもとに、どの劣化パター
ンに相当するかを類推する。また、劣化曲部位の特定に
ついても予め特定部位の劣化パターンを記憶しておけば
特定部位を類推することができる。また、これらの結果
を印字出力することができる。
施の形態の効果に加えて、さらに、劣化パターンの判定
を確実に行うことができると共に、その劣化部位の特定
が可能になり、絶縁劣化による部品更新の際にどの部位
かを診断する必要がなくなり、それに要する労力を削減
することができる。
10の実施の形態を示す構成図である。図12におい
て、図1および図8と対応する部分には同一符号を付
し、その詳細説明を省略する。 本実施の形態は、実質
的に第1の実施の形態と第2の実施の形態を組み合わせ
たもので、図12においては、図1の回路に図8の負荷
回路保護装置62の部分を設けている。その他の構成
は、図1および図8の場合と同様である。また、動作に
ついても、図1および図8と同様であるので、その説明
を省略する。このような、構成とすることにより、本実
施の形態では、第1および第2の実施の形態と同様に、
各負荷回路個々の絶縁劣化状況をリアルタイムに監視、
診断することができると共に、負荷回路全体および主回
路母線を一括して監視、診断することができ、幅広い監
視、診断が可能になる。
11の実施の形態を示す構成図である。図13におい
て、図8および図10と対応する部分には同一符号を付
し、その詳細説明を省略する。本実施の形態は、実質的
に第2の実施の形態と第8の実施の形態を組み合わせた
もので、図13においては、図10の回路に図8の負荷
回路保護装置62の部分を設けている。その他の構成
は、図10および図8の場合と同様である。また、動作
についても、図10および図8と同様であるので、その
説明を省略する。このような、構成とすることにより、
本実施の形態では、第2および第8の実施の形態と同様
に、中央の電気室等の遠隔地において大規模プラント等
の絶縁劣化診断を一括して行なうことができ、プラント
等の保守、管理が非常に簡単になり、しかも、各負荷回
路個々の絶縁劣化状況をリアルタイムに監視、診断する
ことができると共に、負荷回路全体および主回路母線を
一括して監視、診断することができ、幅広い監視、診断
が可能になる。
において、図10で用いた監視制御手段70を負荷回路
保護装置62 に接続するようにしてもよい。この場
合、負荷回路保護装置62内の警報表示手段18iは不
要となる。これにより、さらに、本実施の形態では、幅
広い監視、診断が可能になる。
施の形態では、負荷回路は非インバータ系統である場合
について説明したが、図示せずも負荷回路内の電源トラ
ンス13と零相変流器17Aの間にインバータを設け
て、その出力により負荷としての電動機15等を制御す
るインバータ系統であってもよい。このように、インバ
ータによって電動機等の周波数制御を行なう場合、その
運転周波数(通常、商用周波数)は数Hzから150H
z程度まで変化する場合が多々あり、また、インバータ
にはキャリア周波数が存在し、その周波数成分は600
Hz〜10kHz程度の基本波、およびその高調波成分
であるので、負荷回路保護装置内の不要波除去手段18
eは200Hz程度のLPFで構成するようにする。ま
た、次式から分かるように、運転周波数により対地漏洩
電流が変化するため周波数検出手段(図示せず)を追加
し、周波数データを考慮して絶縁劣化診断の演算を行な
うようにしてもよい。
洩電流、fは運転周波数、Cは対地静電容量、Vは系統
電圧である。なお、不要波除去手段は、ここではLPF
で構成されているが、中心周波数を可変することのでき
るBPFを使用し、周波数検出手段で検出した運転周波
数を中心周波数とするBPFで構成してもよい。中心周
波数を可変する方法としては、演算手段よりディジタル
的に制御すればよい。これにより、さらに、本実施の形
態では、インバータの配線系統に使用できる利益があ
る。
14の実施の形態を示す構成図である。図14におい
て、図1と対応する部分には同一符号を付し、その詳細
説明を省略する。上述の各実施の形態では、3相の対地
静電容量が大体バランスしている場合を前提に説明した
が、本実施の形態では、3相回路を積極的にアンバラン
スにして、対地漏洩電流を増大し、検出精度を上げよう
とするものである。一般に対地静電容量は、ケーブルの
サイズ、種類等によりバラツキがあり、その目安として
0.5〜1μF/kmである。但し、この値は、電線を
大地に密着させて配線した場合である。これに、配線方
法によるバラツキを考慮すると、0,005〜1μF/
km程度となる。そこで、これらより、このときのそれ
ぞれの対地漏洩電流を算出すると、例えば電源電圧が4
40Vの配電系統における対地電圧は、中性点接地の場
合、約250(440/√3)Vとなるので、絶縁抵抗
値を10MΩとすると、各相の抵抗分対地漏洩電流は次
式のようになる。
と、各相の容量分対地漏洩電流は次式のようになる。
て、IgrRi,IgrSi,IgrTiはそれぞれR相,S相,T相
の抵抗分対地漏洩電流、IgcRi,IgcSi,IgcTiはそれぞ
れR相,S相,T相の容量分対地漏洩電流、Vは対地電
圧、Rは絶縁抵抗値、Cは静電容量値、ωは角周波数
で、その周波数fは60HZである。そして、零相変流
器で検出されるのは、3相のアンバランス分となるた
め、それぞれその対地漏洩電流はさらに小さい値とな
る。
ついている場合には、絶縁劣化が進行した場合、抵抗分
対地漏洩電流のみを検出することになるので、電流レベ
ルが非常に低くなり、検出精度に低下する虞れがある。
そこで、図14に示すように、3相の任意の相に、既知
の対地インピーダンス手段として例えばコンデンサ40
を挿入し、つまり、電動機15のある1相の一端と大地
間にコンデンサ40を接続し、3相回路をアンバランス
にすることによって、対地漏洩電流が増えるので、これ
によって、検出精度が高くなり、ノイズマージンも増大
させることができる。なお、既知の対地インピーダンス
手段としては、コンデンサの他に例えばバリスタ、抵
抗、コイル等を用いてもよい。
方法についてどのようにアンバランスにすればより効果
的かについて説明する。図9は各相の劣化時の対地漏洩
電流、零相電流ベクトルの変化を示したものであるが、
図9Cに示すように系統初期の零相電流ベクトルと劣化
が進行した場合の零相電流ベクトルとの位相差が小さい
場合、絶縁劣化の検出精度が低下する。特に、実施の形
態3で説明したように、中古プラント等の絶縁劣化が進
行している場合は、絶縁劣化が進行していても位相変化
が小さいため、さらに検出精度が低下する。そのような
場合、挿入する対地インピーダンス手段を、各相の一端
と大地間に挿入する、つまり、任意の2相の電圧ベクト
ルの中心(例えば、R相−S相、S相−T相、)になる
ように挿入すれば、絶縁劣化に対する位相差変化が大き
くなり、絶縁劣化の検出精度が向上する。このように、
本実施の形態では、3相回路を積極的にアンバランスに
して、対地漏洩電流を増大させ、さらに、検出精度を上
げることができる。
4では、対地インピーダンス手段によって3相回路をア
ンバランスにする方法について述べたが、本実施の形態
では、零相変流器17Aの平衡特性(残留電流特性)を
利用して見かけ上のアンバランスを実現するものであ
る。以下、その方法について、図15を参照しながら説
明する。上記実施の形態1〜14では、平衡特性(残留
電流特性)の影響をなるべく小さくするために、零相変
流器として平衡特性(残留電流特性)精度の高いものを
必要としたが、本実施の形態は平衡特性(残留電流特
性)を積極的に利用するので、平衡特性(残留電流特
性)精度の高いものを必要としない。零相変流器17A
は、平衡特性(残留電流特性)により零相変流が0でも
主回路電流値に比例した残留電流特を出力する。
レベル、位相は零相変流器17Aの性能、零相変流器1
7Aの電線貫通位置によって変化する。絶縁劣化が殆ど
進んでいない系統初期状態においては、零相変流器17
Aの平衡特性(残留電流特性)の精度の高くないものに
ついては、零相変流が殆ど流れていないので、平衡特性
(残留電流特性)による残留電流ベクトルIgzのみとな
る。その残留電流成分(Igz)のレベルと位相を初期値
として負荷回路保護装置18に記憶しておく。零相変流
器17Aで検出される零相変流ベクトルIgoaは3相の
合成電流ベクトルIgo+残留電流ベクトルIgzになるこ
とが実験上判明している。ここで、絶縁劣化が進行すれ
ば、残留電流ベクトルIgzが分かっているので、変化し
た(S相の)抵抗分対地漏洩電流ベクトルIgrsaがベク
トル演算を行うことによって検出できる。これにより、
安価な零相変流器を使用して、絶縁劣化を診断すること
が可能になる。
(Igz)のレベルと位相を変化させないために、零相変
流器17Aに貫通させる電線の位置を固定できるように
すれば、更に長期安定性が向上する。また、上記実施の
形態14で述べたように零相変流ベクトルの位置を検出
しやすい位置に変化させる手段として、対地インピーダ
ンス手段を用いたが、零相変流器17Aに貫通させる電
線の位置を変化させることによって、零相変流ベクトル
の位置を変化させるようにしてもよい。このように、本
実施の形態では、安価な零相変流器を使用して、絶縁劣
化を診断することが可能になる。
第15の実施の形態では、3相の対地静電容量をアンバ
ランスにするのに、コンデンサ等を追加する場合である
が、3相の配線の内1相のケーブルのみに対地静電容量
の大きいものを使用するか、または、ケーブルのサイズ
の違うものを使用するようにしてもよい。また、配線方
法でも対地静電容量は大きく変化する、つまり、例えば
配線方法をケーブルと大地を密着させて配線した場合
と、間を空けて配線した場合とでは大きく変化するの
で、配線方法で3相の対地静電容量をアンバランスにす
るようにしてもよい。かくして、本実施の形態でも、3
相回路を積極的にアンバランスにして、対地漏洩電流を
増大させ、さらに、検出精度を上げることができる。
17の実施の形態を示す構成図である。図16におい
て、図10と対応する部分には同一符号を付し、その詳
細説明を省略する。図において、70Aは負荷回路10
B,20Bおよび30Bより遠隔地例えば中央の電気室
に設けられ、伝送線71を介してこれらの負荷回路の負
荷回路保護装置18Aに接続された監視制御手段であ
る。この監視制御手段70Aは、上述の伝送親局70a
の他に、伝送親局70aで受信された絶縁劣化診断用デ
ータを記憶すると共に、そのデータからベクトル演算を
行い、さらに、この演算結果に、外部に設けられた環境
状態を検出するための温度センサ(41)、湿度センサ
42および気圧センサ43の出力に基づいて補正を行う
ことによって絶縁劣化診断を行ない警報表示、制御をす
る機能を有する監視制御装置70cを備える。その他の
構成は、図10と同様である。そして、監視制御装置7
0cでは、伝送親局70aで受信された絶縁劣化診断用
データからベクトル演算を行い、その演算結果に、温度
センサ(41)、湿度センサ42および気圧センサ43
の出力に基づいて補正を行い、絶縁劣化診断を行なって
警報表示、制御をする。その他の動作については、図1
0と同様であるので、その説明を省略する。
施の形態では、温度や湿度或いは気圧等環境条件によっ
て変化する絶縁抵抗値を考慮して、斯かる環境条件を各
センサで取り込み、補正をかけるので、さらに、検出精
度を向上できる。なお、各センサの出力を負荷回路保護
装置に入力して補正をかけるようにしてもよい。
では、基準位相として線間電圧ベクトルを用いた場合に
ついて説明したが、ST,TR線間電圧ベクトルを用い
てもよいし、或いはR,S,T相電圧ベクトルを用いて
もよい。また、不要波除去手段の代わりとして前段の出
力を直接演算手段に取り込み、ここでA/D変換してデ
ィジタルフィルタの演算を行い、ディジタル的にフィル
タを掛けるようにようにしてもよい。また、交流/直流
変換手段側も差動増幅器の出力を直接演算手段に取り込
み、ここでA/D変換してディジタル演算を行うにして
もよい。さらに、負荷は電動機に限定されることなく、
その他の負荷、例えば変圧器等でもよい。これにより、
本実施の形態でも、上記実施の形態と同様の効果が得ら
れる。
では、電源変圧器2は3相3線式スター形中性点接地方
式の場合について説明したが、その他の方式、例えば、
3相4線式スター形中性点接地方式でもよい。また、中
性点接地方式としては、直接接地方式に限定されること
なく、例えば、抵抗接地、リアクトル接地、コンデンサ
接地等のその他の接地方式でもよい。これにより、さら
に、本実施の形態では、各種の接地方式の配線系統にも
使用できる利益がある。
負荷が接続された負荷回路において、主回路母線側およ
び負荷回路側の少なくとも一方に、零相電流を検出する
零相電流検出手段と、零相電流検出手段の出力に基づい
て主回路母線および負荷回路に関連する絶縁劣化を検出
する絶縁劣化検出手段とを備えたので、主回路母線およ
び負荷回路の絶縁劣化状況を常時リアルタイムに監視、
診断することができ、従来のような繁雑な絶縁抵抗の測
定が不要になり、また、測定後の人為的ミスによる配線
系統への損傷を削減でき、また、適切な配線系統の保
守、更新の時期を容易に把握することができ、さらに連
続運転のプラントにも対応でき、しかも、半年或いは1
年毎の実際に絶縁抵抗計を用いて絶縁抵抗を測定する定
期検査の実施の間隔を延ばすことができ、以て、絶縁劣
化の診断に伴う労働時間の低減、省力化が可能となり、
また、精度の向上、コストの低廉化等が図れるという効
果がある。
において、絶縁劣化検出手段が、電源より基準位相を検
出する第1の位相検出手段と、零相電流の位相を検出す
る第2の位相検出手段と、零相電流のレベルを検出する
レベル検出手段と、第1、第2の検出手段およびレベル
検出手段の出力に基づいて絶縁劣化の低下度を算出する
演算手段と、演算手段の演算結果に基づいて警報表示を
行う警報表示手段と、演算手段に接続された記憶手段と
を有するので、主回路母線および負荷回路の絶縁劣化状
況を常時、リアルタイムに監視、診断することができ、
従来のような繁雑な絶縁抵抗の測定が不要になり、ま
た、測定後の人為的ミスによる配線系統への損傷を削減
でき、また、適切な配線系統の保守、更新の時期を容易
に把握することができ、さらに連続運転のプラントにも
対応でき、しかも、半年或いは1年毎の実際に絶縁抵抗
計を用いて絶縁抵抗を測定する定期検査の実施の間隔を
延ばすことができ、以て、さらに、絶縁劣化の診断に伴
う労働時間の低減、省力化が可能となり、また、精度の
向上、コストの低廉化等が図れるという効果がある。
において、絶縁劣化検出手段に伝送線を介して接続さ
れ、絶縁劣化検出手段の出力に基づいて警報表示を行う
監視制御手段を備えたので、中央の電気室等の遠隔地に
おいて大規模プラントの絶縁劣化診断を一括して行なう
ことができ、プラント等の保守、管理が非常に簡単にな
るという効果がある。
において、絶縁劣化検出手段が、電源より基準位相を検
出する第1の位相検出手段と、零相電流の位相を検出す
る第2の位相検出手段と、零相電流のレベルを検出する
レベル検出手段と、第1、第2の位相検出手段およびレ
ベル検出手段の出力に基づいて絶縁劣化の低下度を算出
する演算手段と、演算手段の演算結果を伝送線を介して
監視制御手段に伝送する伝送手段と、演算手段に接続さ
れた記憶手段とを有するので、確実に、中央の電気室等
の遠隔地において大規模プラントの絶縁劣化診断を一括
して行なうことができ、プラント等の保守、管理が非常
に簡単になるという効果がある。
発明において、絶縁劣化検出手段は、実測の対地漏洩電
流の位相、レベルの絶対値のみで絶縁劣化を判断するの
で、例えば新規のプラントではなく数年使用している中
古のプラント、または10年以上使用し老朽化している
プラントにおいて本装置を適用する場合に、実質的に系
統使用の途中から採用することになるため系統初期のデ
ータがないが、このような場合にも本装置を適用可能と
なるという効果がある。
の発明において、系統初期状態における零相変流のレベ
ルと位相を初期値として記憶手段に記憶し、この記憶手
段に記憶された情報に基づいて絶縁劣化の判断するの
で、安価な零相変流器を使用して、絶縁劣化を診断する
ことが可能になるという効果がある。
発明において、監視制御手段が、絶縁劣化検出手段から
伝送されてくるデータをグラフ化し、グラフ化されたデ
ータと予め記憶されている劣化曲線を照合するので、絶
縁劣化の傾向を容易に知ることができ、劣化パターンの
判定を確実に行うことができ、以て、より精度の高い絶
縁劣化の診断を行うことができるという効果がある。
において、監視制御手段が、劣化曲線として特定部位の
劣化パターンを記憶しているので、その劣化部位の特定
が可能になり、絶縁劣化による部品更新の際にどの部位
かを診断する必要がなくなり、それに要する労力を削減
することができるという効果がある。
発明において、監視制御手段が、絶縁劣化検出手段から
伝送されてくるデータと、外部からの環境に関連した検
出データに基づいて警報表示を行うので、環境条件も踏
まえたより精度の高い絶縁劣化の診断を行うことができ
るという効果がある。
〜9の発明において、第2の位相検出手段が、各相の一
端と大地間に対地インピーダンス手段を挿入して対地静
電容量をアンバランスすることにより零相電流を検出
し、その検出レベルに基づいて零相電流の位相を検出す
るので、零相電流である対地漏洩電流を増大した状態で
その位相を検出でき、以て、検出精度が高くなり、ノイ
ズマージンも増し、より精度の高い絶縁劣化の診断を行
うことができるという効果がある。
〜9の発明において、第2の位相検出手段が、ケーブル
の種類、サイズおよび配線方法の少なくとも1つを変更
することにより零相電流を検出し、その検出レベルに基
づいて零相電流の位相を検出するので、零相電流である
対地漏洩電流を増大した状態でその位相を検出でき、以
て、検出精度が高くなり、ノイズマージンも増し、より
精度の高い絶縁劣化の診断を行うことができるという効
果がある。
1の発明において、零相電流検出手段が、零相変流器
と、この零相変流器に接続されたシールド線からなるの
で、外部ノイズに影響されることなく、精度の高い絶縁
劣化の診断を行うことができるという効果がある。
発明において、零相変流器が、高比透磁率の磁気シール
ドと、磁気シールド内に設けられた高比透磁率のコア
と、コアに巻回された巻線とからなるので、検出する対
地漏洩電流として10μA程度の微小電流でも検出でき
るという効果がある。
発明において、磁気シールドが、コアを包み込む構造の
ものであるので、平衡特性(残留電流特性)が向上し、
さらに、微小電流を検出できるという効果がある。
発明において、シールド線が、ツィストペアシールドで
あるので、外部ノイズに影響されることなく、精度の高
い絶縁劣化診断を行うことができるという効果がある。
発明において、シールド線が、シールドアースを絶縁劣
化検出手段の信号接地側に接続されるので、外部ノイズ
に影響されることなく、より精度の高い絶縁劣化診断を
行うことができるという効果がある。
たは16の発明において、シールド線が、シールドアー
スを磁気シールドに接続されるので、外部ノイズに影響
されることなく、さらに、精度の高い絶縁劣化診断を行
うことができるという効果がある。
7の発明において、負荷が、インバータによって駆動さ
れるので、インバータの配線系統にも使用でき、汎用性
を拡大できるという効果がある。
施の形態を示す構成図である。
ク図である。
説明図である。
外形図
明図である。
洩電流との関係を示すベクトル図である。
移状態を示したベクトル図である。
施の形態を示す構成図である。
施の形態における各相が絶縁低下した場合の対地漏洩電
流の遷移状態を示したベクトル図である。
実施の形態を示す構成図である。
ロック図である。
の実施の形態を示す構成図である。
の実施の形態を示す構成図である。
の実施の形態を示す構成図である。
の実施の形態における各相が絶縁低下した場合の対地漏
洩電流の遷移状態を示したベクトル図である。
の実施の形態を示す構成図である。
ある。
30A,30B 負荷回路、11 負荷回路開閉器、1
2 コンタクタ、13 電源トランス、 14負荷回路
配線、15 電動機、17A 零相変流器、18,18
A 負荷回路保護装置、19 シールド線、41 温度
センサ、42 湿度センサ、43 気圧センサ、53
磁気シールド、54 コア、55 巻線、61 零相変
流器、62 負荷回路保護装置、63 零相変流器、7
0,70A 監視制御手段、71 伝送線。
Claims (18)
- 【請求項1】 主回路母線に負荷が接続された負荷回路
において、 上記主回路母線側および上記負荷回路側の少なくとも一
方に、 零相電流を検出する零相電流検出手段と、 該零相電流検出手段の出力に基づいて上記主回路母線お
よび負荷回路に関連する絶縁劣化を検出する絶縁劣化検
出手段とを備えたことを特徴とする絶縁劣化診断装置。 - 【請求項2】 上記絶縁劣化検出手段は、電源より基準
位相を検出する第1の位相検出手段と、零相電流の位相
を検出する第2の位相検出手段と、零相電流のレベルを
検出するレベル検出手段と、上記第1、第2の検出手段
および上記レベル検出手段の出力に基づいて絶縁劣化の
低下度を算出する演算手段と、該演算手段の演算結果に
基づいて警報表示を行う警報表示手段と、上記演算手段
に接続された記憶手段とを有する請求項1記載の絶縁劣
化診断装置。 - 【請求項3】 上記絶縁劣化検出手段に伝送線を介して
接続され、該絶縁劣化検出手段の出力に基づいて警報表
示を行う監視制御手段を備えた請求項1記載の絶縁劣化
診断装置。 - 【請求項4】 上記絶縁劣化検出手段は、電源より基準
位相を検出する第1の位相検出手段と、零相電流の位相
を検出する第2の位相検出手段と、零相電流のレベルを
検出するレベル検出手段と、上記第1、第2の位相検出
手段および上記レベル検出手段の出力に基づいて絶縁劣
化の低下度を算出する演算手段と、該演算手段の演算結
果を上記伝送線を介して上記監視制御手段に伝送する伝
送手段と、上記演算手段に接続された記憶手段とを有す
る請求項3記載の絶縁劣化診断装置。 - 【請求項5】 上記絶縁劣化検出手段は、実測の対地漏
洩電流の位相、レベルの絶対値のみで絶縁劣化を判断す
る請求項1〜4のいずれかに記載の絶縁劣化診断装置。 - 【請求項6】 系統初期状態における零相変流のレベル
と位相を初期値として上記記憶手段に記憶し、該記憶手
段に記憶された情報に基づいて絶縁劣化の判断する請求
項2または4記載の絶縁劣化診断装置。 - 【請求項7】 上記監視制御手段は、上記絶縁劣化検出
手段から伝送されてくるデータをグラフ化し、該グラフ
化されたデータと予め記憶されている劣化曲線を照合す
る請求項3〜6のいずれかに記載の絶縁劣化診断装置。 - 【請求項8】 上記監視制御手段は劣化曲線として特定
部位の劣化パターンを記憶している請求項7記載の絶縁
劣化診断装置。 - 【請求項9】 上記監視制御手段は、上記絶縁劣化検出
手段から伝送されてくるデータと、外部からの環境に関
連した検出データに基づいて警報表示を行う請求項3〜
8のいずれかに記載の絶縁劣化診断装置。 - 【請求項10】 上記第2の位相検出手段は、各相の一
端と大地間に対地インピーダンス手段を挿入して対地静
電容量をアンバランスすることにより零相電流を検出
し、その検出レベルに基づいて該零相電流の位相を検出
する請求項2、4〜9のいずれかに記載の絶縁劣化診断
装置。 - 【請求項11】 上記第2の位相検出手段は、ケーブル
の種類、サイズおよび配線方法の少なくとも1つを変更
することにより零相電流を検出し、その検出レベルに基
づいて該零相電流の位相を検出する請求項2、4〜9の
いずれかに記載の絶縁劣化診断装置。 - 【請求項12】 上記零相電流検出手段は、零相変流器
と、この零相変流器に接続されたシールド線からなる請
求項1〜11のいずれかに記載の絶縁劣化診断装置。 - 【請求項13】 上記零相変流器は、高比透磁率の磁気
シールドと、該磁気シールド内に設けられた高比透磁率
のコアと、該コアに巻回された巻線とからなる請求項1
2記載の絶縁劣化診断装置。 - 【請求項14】 上記磁気シールドは、上記コアを包み
込む構造である請求項13記載の絶縁劣化診断装置。 - 【請求項15】 上記シールド線は、ツィストペアシー
ルドである請求項12記載の絶縁劣化診断装置。 - 【請求項16】 上記シールド線は、シールドアースを
上記絶縁劣化検出手段の信号接地側に接続される請求項
15記載の絶縁劣化診断装置。 - 【請求項17】 上記シールド線は、シールドアースを
上記磁気シールドに接続される請求項15または16記
載の絶縁劣化診断装置。 - 【請求項18】 上記負荷はインバータによって駆動さ
れる請求項1〜17のいずれかに記載の絶縁劣化診断装
置。
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