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技術 低圧電路の絶縁監視装置

出願人 光商工株式会社
発明者 野口久雄松本浩明
出願日 2000年7月27日 (20年5ヶ月経過) 出願番号 2000-226978
公開日 2002年2月6日 (18年10ヶ月経過) 公開番号 2002-040078
状態 特許登録済
技術分野 短絡、断線、漏洩,誤接続の試験 抵抗、インピーダンスの測定
主要キーワード 動作基準値 信号用トランス 受電トランス 遮断用リレー 誤差変動 信号トランス リレー制御回路 種接地
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この項目の情報は公開日時点(2002年2月6日)のものです。
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図面 (3)

課題

種接地工事を施した低圧電路対地絶縁抵抗監視するために、そのB種接地工事の接地線信号用トランスを挿入して絶縁監視電圧をその低圧電路に印加する絶縁監視装置においては、低圧電路に地絡事故が生じた場合、B種接地工事の接地線に過大な地絡事故電流が流れて絶縁監視装置が焼損するので、これを防止する必要がある。

解決手段

保護手段10に差動増幅器12aを設け、通常時は、発振器22の信号と増幅器23の出力信号を入力して比較し、その差がになるように調整しておく。地絡事故が発生した場合は信号トランスTsのP側に発生した商用周波数電圧が差動増幅器12aに印加され、この増幅器からは地絡事故電流に応じた電圧のみが現れ、このレベル設定値を超えたとき回路遮断リレー11を動作させて接続回路24を遮断する。

概要

背景

低圧の一線接地電路において、何等かの事由により低圧電路絶縁劣化が進行して地絡事故に至ると変電所等に接地されている地絡継電器が動作して遮断器遮断される。この地絡継電器が動作したときには、事後処理として事故点調査など、復旧等に長時間を要するため、事故の発生を未然に防止する対策が望まれており、その方法の一つとして電路の絶縁状態常時監視する絶縁監視装置が用いられている。

一線接地の低圧電路における絶縁監視装置としては図2に示す装置が知られている。図2は、従来の絶縁監視装置の説明図で、該絶縁監視装置は、大別して監視用信号印加する監視信号印加手段20と、電路の対地絶縁状態監視する監視手段30と、監視信号印加手段20を保護する保護手段40により構成されている。監視信号印加手段20は、監視用信号を発生する発振器21の発振器21の信号と増幅器22とからなり、増幅器22を介して信号用トランスTsの1次巻線Pに印加する。信号トランスTsの2次巻線Sは、受電トランスTrの2次側の一線をB種接地した接地線LE直列的に接続される。EBはこのB種接地点を示す。

発振器21は、商用周波数と異なる低周波数(例えば、20Hz)を発生しこの発生した発振信号を増幅器22で増幅し、監視用信号として信号用トランスTsを介して低圧電路Lに印加する。この監視用信号は電路の対地絶縁抵抗Ro及び対地静電容量Coを通し循環して流れる。

監視手段30は、B種接地の接地線LEに設けた零相変流器31によって、前記の監視用信号が循環する電流を検出し、この検出電流の変化を表示部32において光で表示したり、また、所定値以上になったとき音により表示するようにして電路の絶縁状態を監視する。

前記の信号用トランスTsの一方の巻線Sは接地線LEに直列に挿入されているので、地絡事故が発生した場合、この信号用トランスTsに大電流が流れ、監視信号印加手段20内の各部が破損したり焼損するのでこれを防止するため保護手段40が設けられている。

この保護手段40は、信号用トランスTsの巻線Pと増幅器22との接続回路23に該回路を遮断する回路遮断リレー41と、該回路遮断リレー41を制御するリレー制御回路からなり、このリレー制御回路は、監視用信号の周波数電圧と地絡事故時に流れる電流に応じた商用周波数の電圧を重畳し、これを増幅する増幅器42と、この増幅された電圧があらかじめ設定した設定レベル基準値)と比較して設定レベルを超えたとき出力を出して回路遮断用リレー41を動作させるコンパレータ43とからなる。

概要

B種接地工事を施した低圧電路の対地絶縁抵抗を監視するために、そのB種接地工事の接地線に信号用トランスを挿入して絶縁監視電圧をその低圧電路に印加する絶縁監視装置においては、低圧電路に地絡事故が生じた場合、B種接地工事の接地線に過大な地絡事故電流が流れて絶縁監視装置が焼損するので、これを防止する必要がある。

保護手段10に差動増幅器12aを設け、通常時は、発振器22の信号と増幅器23の出力信号を入力して比較し、その差がになるように調整しておく。地絡事故が発生した場合は信号トランスTsのP側に発生した商用周波数の電圧が差動増幅器12aに印加され、この増幅器からは地絡事故電流に応じた電圧のみが現れ、このレベル設定値を超えたとき回路遮断リレー11を動作させて接続回路24を遮断する。

目的

本発明は、このような従来の技術の有する課題に鑑み、地絡事故電流検出値誤差を小さくして絶縁監視装置の保護を確実にすることを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

一線接地低圧電路に、商用周波数とは異なる低周波監視用信号発振して信号用トランス及び接地線を介して印加する監視信号印加手段と、前記監視用信号が電路絶縁抵抗および対地静電容量を介して接地線に流れる信号を検出して電路の絶縁状態監視する監視手段と、前記監視用信号を発振する発振器と信号用トランスとを接続する接続回路に設けられ、地絡事故時にこの接続回路を遮断して前記監視信号印加手段を保護する保護手段を備え、該保護手段は、接続回路を遮断する回路遮断リレーと、該遮断用リレーを制御するリレー制御回路からなり、このリレー制御回路は、差動増幅器を有し、該差動増幅器に前記監視用信号と発信器出力信号とを入力信号の差をなくして入力するとともに、その一方に地絡事故電流に応じた信号を入力し、当該差動増幅器の出力があらかじめ設定した設定レベルに達したとき前記の回路遮断用リレーを動作させて接続回路を遮断するようにしたことを特徴とする低圧電路の絶縁監視装置

技術分野

0001

本発明はB種接地工事を施した低圧電路対地絶縁抵抗監視する絶縁監視装置に関する。

背景技術

0002

低圧の一線接地電路において、何等かの事由により低圧電路の絶縁劣化が進行して地絡事故に至ると変電所等に接地されている地絡継電器が動作して遮断器遮断される。この地絡継電器が動作したときには、事後処理として事故点調査など、復旧等に長時間を要するため、事故の発生を未然に防止する対策が望まれており、その方法の一つとして電路の絶縁状態常時監視する絶縁監視装置が用いられている。

0003

一線接地の低圧電路における絶縁監視装置としては図2に示す装置が知られている。図2は、従来の絶縁監視装置の説明図で、該絶縁監視装置は、大別して監視用信号印加する監視信号印加手段20と、電路の対地絶縁状態を監視する監視手段30と、監視信号印加手段20を保護する保護手段40により構成されている。監視信号印加手段20は、監視用信号を発生する発振器21の発振器21の信号と増幅器22とからなり、増幅器22を介して信号用トランスTsの1次巻線Pに印加する。信号トランスTsの2次巻線Sは、受電トランスTrの2次側の一線をB種接地した接地線LE直列的に接続される。EBはこのB種接地点を示す。

0004

発振器21は、商用周波数と異なる低周波数(例えば、20Hz)を発生しこの発生した発振信号を増幅器22で増幅し、監視用信号として信号用トランスTsを介して低圧電路Lに印加する。この監視用信号は電路の対地絶縁抵抗Ro及び対地静電容量Coを通し循環して流れる。

0005

監視手段30は、B種接地の接地線LEに設けた零相変流器31によって、前記の監視用信号が循環する電流を検出し、この検出電流の変化を表示部32において光で表示したり、また、所定値以上になったとき音により表示するようにして電路の絶縁状態を監視する。

0006

前記の信号用トランスTsの一方の巻線Sは接地線LEに直列に挿入されているので、地絡事故が発生した場合、この信号用トランスTsに大電流が流れ、監視信号印加手段20内の各部が破損したり焼損するのでこれを防止するため保護手段40が設けられている。

0007

この保護手段40は、信号用トランスTsの巻線Pと増幅器22との接続回路23に該回路を遮断する回路遮断リレー41と、該回路遮断リレー41を制御するリレー制御回路からなり、このリレー制御回路は、監視用信号の周波数電圧と地絡事故時に流れる電流に応じた商用周波数の電圧を重畳し、これを増幅する増幅器42と、この増幅された電圧があらかじめ設定した設定レベル基準値)と比較して設定レベルを超えたとき出力を出して回路遮断用リレー41を動作させるコンパレータ43とからなる。

発明が解決しようとする課題

0008

上記の保護手段40では、商用周波数より低い周波数の監視用信号と、地絡事故時の地絡事故電流に応じた商用周波数の電圧とを重畳しているので、両電圧の位相は同じではなく、常に変化して一定でないため、重畳された電圧の波高値もそれに応じて変化し、この重畳した電圧のレベルをコンパレータ43で検出しているので、地絡事故電流検出値誤差変動が大きくなり、監視信号印加手段20を完全に保護することができなくなる。

0009

即ち、地絡事故電流が同じ値の場合でも波高値が変動して増幅器42の出力電圧は同じ値とはならない。従って、回路遮断用リレー41を動作させるための地絡事故電流値を設定しても、この設定レベルに達しないときでも回路遮断用リレーを動作させてしまったり、又反対に設定レベルに達したのに、動作しないで監視信号印加手段の構成回路を損傷させてしまうという事態が発生することになる。

0010

このように、地絡事故電流検出値の誤差は絶縁監視装置を保護する上で極めて重要であり、誤差を少なくすることが重要な課題となる。

0011

また、他の保護装置(例えば、ヒューズ)と協調する上でも重要となる。

0012

本発明は、このような従来の技術の有する課題に鑑み、地絡事故電流検出値の誤差を小さくして絶縁監視装置の保護を確実にすることを目的とする。

課題を解決するための手段

0013

上記の課題は、監視用信号と地絡事故電流による商用周波数の信号とが重畳することで波高値が変動することに着目し、本発明はこの重畳する監視用信号の影響をなくすることによって地絡事故電流に応じた電圧を得、これにより回路遮断用リレーを動作させることで上記の課題を解決したものである。

0014

具体的手段は、一線接地の低圧電路に、商用周波数とは異なる低周波の監視用信号を発振して信号用トランスおよび接地線を介して印加する監視信号印加手段と、前記監視用信号が電路の絶縁抵抗および対地静電容量を介して接地線に流れる信号を検出して電路の対地絶縁状態を監視する監視手段と、前記監視用信号を発振する発振器と信号用トランスとを接続する接続回路に設けられ、地絡事故時にこの接続回路を遮断して前記監視信号印加手段を保護する保護手段を備え、該保護手段は、接続回路を遮断する回路遮断用リレーと、該遮断用リレーを制御するリレー制御回路からなり、このリレー制御回路は、差動増幅器を有し、該差動増幅器に前記監視用信号と発振器の出力信号とを入力信号の差をなくして入力するとともに、その一方に地絡事故電流に応じた信号を入力し、当該差動増幅器の出力があらかじめ設定した設定レベルに達したとき前記の回路遮断用リレーを動作させて接続回路を遮断するように構成する。

発明を実施するための最良の形態

0015

以下、本発明の実施の形態を図面によって説明する。

0016

図1は、本発明の実施の形態の概念図を示す。本発明は、保護手段10に特徴を有し、他は、図2大略同じ構成である。従って、図2同一機能部分又は相当部分には、それと同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

0017

図1において10は保護手段で、該保護手段10は接続回路23を切り離す回路遮断用リレー11と、該回路遮断用リレー11を制御するリレー制御回路12とから成る。

0018

リレー制御回路12は、差動増幅器12aと、この差動増幅器12aの出力を入力し、レベルを検出するコンパレータ12bからなり、差動増幅器12aは、監視信号印加手段20からの監視用信号と発振器21の出力信号とを差動的に入力し、監視用信号のレベル(増幅器22の出力レベル)と、発振器21の出力レベルを常時比較し、常時は、差動増幅器12aの出力がとなるように増幅器12Cの増幅度を調整しておく。

0019

また、コンパレータ12bは、差動増幅器12aの出力が設定された地絡事故電流レベル(コンパレータの動作基準値)以上のとき出力を出して回路遮断用リレー11を動作させる。

0020

上記の構成における一連の動作を説明すると、通常時は、発振器21で発振された商用周波数と異なる低周波信号(例えば、20HZ)を増幅器22で増幅した監視用信号を信号用トランスTsを介して電路Lに印加する。この監視用信号は電路の対地絶縁抵抗Roと対地静電容量Coおよび接地線LEを通じて循環して流れる。この電流は電路の対地絶縁抵抗が劣化すると大きくなる。従って、この電流を監視手段30で監視することで、電路の対地絶縁状態を監視することができる。通常時は、差動増幅器12aの2つの入力レベルは互いに等しく調整してあるので、リレー制御回路12からは出力を出すことはない。従って回路遮断用リレー11は動作しない。

0021

次に、電路に地絡事故が生じたとき、地絡事故電流は信号用トランスTsの2次巻線Sを通して流れるため、1次巻線Pにも商用周波数の電圧が発生し、差動増幅器12aの一方の入力側に入力される。この地絡事故電流に応じた商用周波数の電圧は監視信号印加手段20の監視用信号と瞬時に重畳される。この重畳された電圧の大きさは地絡事故電流の位相によって変動し、一定ではないが、しかし、本発明では、監視用信号は発振器の出力信号で相殺されているので、差動増幅器12aの出力信号で相殺されているので、差動増幅器12aの出力には地絡事故電流に応じた電圧のみ現れ、このレベルがあらかじめ設定レベル(コンパレータ12bの動作基準値)を超えたとき、コンパレータ12bの出力が反転し、回路遮断用リレー11を付勢し、接続回路24の接点オフにする。

0022

この接続回路24の接点のオフにより、地絡事故発生時には、地絡事故電流を精度よく検出し、回路遮断用リレー11が信号用トランスTsと監視信号印加手段20との間を瞬時に切り離し、信号用トランスTsを介して流れ込もうとする地絡過電流侵入を阻止し、監視信号印加手段20を確実に保護する。

発明の効果

0023

本発明は、以上説明したように、通常時には、監視信号印加手段の出力レベルと発振器の出力レベルを同じくして差動増幅器に入力して出力を零とし、地絡事故時には、差動増幅器の出力が地絡事故電流に対したレベルとなるようにしたので、地絡事故電流に応じた商用周波数の電圧と商用周波数より低い周波数の監視用信号の相対的な位相差が変化しても地絡検出感度が常に一定となり、正確な保護動作機能を発揮する。

0024

また、他の保護装置(例えば、ヒューズ)との協調が取りやすい等の効果を奏する。

図面の簡単な説明

0025

図1本発明の実施の形態の概念図。
図2従来の絶縁監視装置の説明図。

--

0026

10…保護手段
11…回路遮断用リレー
12…リレー制御回路
20…監視信号印加手段
21…発振器
22…増幅器
23…接続回路
30…監視手段
31…零相変流器
32…表示部
40…保護手段
41…回路遮断リレー
42…増幅器
43…コンパレータ

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