JP3100623B2

JP3100623B2 - 主電源装置の線抵抗値を測定する装置

Info

Publication number: JP3100623B2
Application number: JP02317591A
Authority: JP
Inventors: エリック、シュプティツ; ジョセフ、ディアフェリア
Original assignee: Merlin Gerin SA
Current assignee: Merlin Gerin SA
Priority date: 1989-11-24
Filing date: 1990-11-21
Publication date: 2000-10-16
Anticipated expiration: 2015-10-16
Also published as: EP0430823B1; CA2030070A1; JPH03185367A; EP0430823A1; ES2057494T3; DE69009699D1; FR2655156B1; DE69009699T2; US5150057A; CA2030070C; FR2655156A1

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、交流電源から給電される第１の導体と第２
の導体とを有する主電源装置の導電性の連続監視を装置
に関するものである〔従来の技術〕主電源装置において導電性低下の問題は、たとえば低
電圧配電盤のバーへの接続のような不良接続、または、
たとえば遮断器接点のような、主電源装置に挿入されて
いる開閉装置の不良接触のいずれかに結び付く。接続が
ゆるむと局部的な加熱が生ずる。この加熱によって附近
の機器に損傷をひき起こしたり、火災を発生したりする
ことがある。

接点の局部的な加熱を検出する手段により接点を監視
することが提案されている。第１の監視手続きに従って
接点温度が測定される。監視すべき各接点にサーミスタ
または熱電対が組合わされる。その手続きは、監視すべ
き接点１個あたり１個の温度センサを設けるから、多数
の温度センサを必要とする。また、各センサは情報処理
装置に接続させなければならないから、多数の信号線を
必要とすることをも意味する。第２の手続きに従って、
母線上の高温の点を検出するためにサーモグラフ写真を
撮影するためにカメラが用いられる。もちろん、監視す
べき各点に向き合わせてカメラを置く方法はないから、
連続監視のためにその手続きを使用することはできず、
たまの保守作業のためにしか用いられない。

ドイツ特許第1,137,509号明細書は、短絡の検出を可
能にするために構成された、主電源装置の内部抵抗値の
測定装置を取扱っている。抵抗と整流器で形成された直
列回路を主電源装置の測定点に設けることにより、電源
が投入されている主電源装置に対して測定が行われる。
測定点の端子における電圧の直流成分がフィルタにより
測定され、表示される。この成分は主電源装置の内部抵
抗値を表す。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、主電源装置の導電性を連続して監視
することを可能にする、簡単かつ信頼できる装置を得る
ことである。

〔課題を解決するための手段〕

上記ドイツ特許明細書に開示されている技術に匹敵す
る技術が、主電源装置の導電性を監視するために本発明
に従って用いられる。

本発明の測定装置は、少なくとも１つの測定モジュー
ルと、第１の導体の上の点と第２の導体の上の点との間
に加えられた電圧を測定する測定手段と、前記電圧の直
流成分を取出す取出し手段とを備え、前記少なくとも１
つの測定モジュールは前記２つの点の間直流電流成分の
発生手段を備えている、主電源装置の少なくとも一部の
導電度の連続監視を行うように構成され、取出し手段の
出力端子は、主電源装置の一部の線抵抗値を表す値を計
算する計算手段と、前記値の変化を検出する検出手段
と、前記変化と予め設定されたしきい値とを比較する比
較手段と、前記変化が前記しきい値を超えた時に導通の
障害を指示する指示手段とを備えた処理および指示回路
の入力端子に接続される。

本発明の一実施例に従って、直流電流成分の発生手段
は、第１の導体の接触のない部分により構成されたシャ
ント抵抗を、第１の点と、第１の点に近い、第１の導体
の第３の点との間で限界を定めるように、前記第２の点
と前記第３の点の間に接続されるように構成され、測定
モジュールは、シャント抵抗の端子における電圧を測定
する測定手段と、シャント抵抗の端子における電圧の直
流成分の取出し手段とを備え、処理回路により計算され
る線抵抗値を表す値は、前記第１の点と第２の点の間で
測定された電圧の直流成分とシャント抵抗の端子におい
て測定された電圧の直流成分との比に比例するという事
実により、測定モジュールから下流側の主電源装置に接
続されている負荷の可能な作用が無くされる。

本発明の別の実施例に従って、この装置は、少なくと
も１つの循環モジュールを備え、この循環モジュール
は、主電源装置の第１の導体にある第４の点と第５の点
にそれぞれ接続されるように構成された入力端子を備
え、測定モジュール処理回路により計算された線抵抗値
は主電源装置のうち、測定モジュールと循環モジュール
の間で構成されている部分の線抵抗値である。

測定モジュールとサーボモジュールを主電源装置に沿
って交互に置くことにより、それらのモジュールの間に
構成されている主電源装置の全ての部分の導電性を監視
し、主電源装置のどの部分に導電性の障害が起きたかの
検出を可能にする。

この種の装置は既存の主電源装置に何らの問題もなし
に使用することができる。それは装置のモジュールを主
電源装置の導体に接続するのに実際上十分である。種々
のモジュールの間に付加接続がないと、その装置を構成
することがはるかに容易であることに注目するべきであ
る。

本発明の別の実施例に従って、測定モジュールの直流
電流成分の発生手段は制御整流器を有する。この制御整
流器の制御電極は調整器の出力端子に接続される。本発
明の装置は、測定モジュールの制御整流器の電源投入を
制御するように、各測定モジュールに接続されている中
央処理装置を有する。

それから、複数の分岐を備えた主電源装置を、監視す
べき主電源装置の各端末分岐から下流側の線に接続され
る測定モジュールを備え、中央処理装置は測定モジュー
ルの制御整流器の順次トリガを制御し、かつ種々の測定
モジュールの端子における電圧の直流成分を表す値を前
記測定モジュールから連続して受け、中央処理装置は主
電源装置の種々の部分の線抵抗値を表す手段の計算手段
と、前記値の変化の検出手段と、前記変化と予め設定さ
れているそれぞれのしきい値との比較手段と、前記部分
に関連する値の変化が対応するしきい値を超えた時に、
１つの前記部分における導通障害を指示する指示手段と
を備えた装置により監視することが可能である。

〔実施例〕

第１図において、低電圧変圧器10の出力端子に接続さ
れている単相主電源装置へその変圧器から交流電圧が供
給される。抵抗R11とR12で、主電源装置の導線12と14の
それぞれの点A,Bから上流側の線抵抗値をそれぞれ表
す。抵抗Rc1とRc4で、変圧器10と点A,Bの間に、主電源
装置への接触ないし接続が行われることによる接触抵抗
値を表す。交流電流Iaが主電源装置を流れる。

点A,Bの上流側の主電源装置の線抵抗値RLが各導線の
線抵抗値R11とR12の和で構成され、点A,Bの上流側の導
電性を表す。

たとえば、接触が粗になったために主電源装置の導電
性が乱されると、線抵抗値RLが実際に高くなる。線抵抗
値RLを連続測定するものとすると、線抵抗値のどのよう
な上昇も検出でき、十分であると考えられる予め設定さ
れたしきい値を超えると、直ちにそれが指示される。好
適な実施例では、線抵抗値RLの0.1ミリオームより大き
いどのような変化も異常であるとみなされて、ユーザー
に向けて指示される。

線抵抗値RLの測定が誘導現象により乱されないように
するために、たとえば100mA程度の直流電流成分Icが交
流電流Iaに測定中に重畳させられる。本発明の装置は直
流成分を発生する発生手段を含む測定モジュールを有す
る。第１図においては、それらの手段は、点A,Bの間に
接続された負荷抵抗Ｒとそれに直列のダイオードＤとに
より概略的に示されている。直流電流IcはダイオードＤ
と抵抗Ｒを流れる。点A,Bの上流側にある主電源装置部
分には、Ｉ＝Ia＋Icなる電流が流れる。点ＡとＢの間の
電圧Ｖは交流成分ｖと直流成分Vc＝RL・Icにより構成さ
れる。したがって、点ＡとＢにおける電圧Ｖの直流成分
Vcの値と電流の電流成分Icの値との間の関係Vc/Icから
線抵抗値RLを得ることができる。

抵抗値Ｒは既知であり、それの端子における電圧Vr＝
Ｒ・Icは電流の直流成分Icを表す。電圧ＶとVrを測定
し、それからそれらの電圧の直流成分を取出すことによ
りVcとIcを表す値を得ることが可能にされ、線抵抗値RL
を計算することができる。

電圧Ｖから直流成分Vcを取出すために、測定モジュー
ルにはフィルタが含まれている。そのフィルタの入力端
子に電圧信号Ｖが加えらえ、フィルタは信号Vcを出力端
子に発生する。低損失型であるそのフィルタの後には、
好適な実施例においては第４種のRLフィルタ（第２図）
が続く。たとえば、この主電源装置には50Hzの交流電圧
が供給される。このフィルタを構成する部品の値は、遮
断周波数が0.5Hzで、50Hzにおける減衰が160dBに近いよ
うにして選択される。

第１図に示されている原理に従って行われる測定は、
点ＡとＢの下流側で主電源装置に負荷が接続された時
に、乱されることがある。実際に、測定される抵抗値は
負荷抵抗に並列な線抵抗値RLにより構成される。負荷抵
抗値が線抵抗値RLよりはるかに高い時に、その測定の乱
れは無視できる。付加直流成分を生ずる非対称的な負荷
が点ＡとＢの下流側に接続された時にも、測定は乱され
ることがある。この場合には、測定される電流の直流成
分は線抵抗値RLを流れる電流の直流成分には対応しな
い。

第３図は第１図に示す測定原理の改良を示すものであ
って、たとえば変圧器の一次巻線により構成された比較
的小さい負荷、または、たとえば付加直流成分を導入す
る半波整流器のような非対称負荷が、点ＡとＢの下流側
に存在し得ることに結びつけられた諸制約を、測定中に
負荷を切離すことなしに克服できるようにするものであ
る。

第３図に示すように、監視すべき線の接点の接触のな
い部分により表されるシャント抵抗Rsに対して電流測定
が行われる。図に示すように、シャント抵抗Rsは、線12
のＡ点と、このＡ点の下流側のＡ′点の間の線部分によ
り構成される。ダイオードＤと抵抗Ｒが点Ａ′と線14の
Ｂ′点の間に直列接続される。Ｂ′点とＢ点は同じであ
ることが好ましい。シャント抵抗Rsの抵抗値は既知であ
り、点ＡとＡ′の間で測定された電圧Vsの直流成分は、
線抵抗値RLを流れる電流の直流成分を表す値を供給し、
点ＡとＢの間で測定された電圧Ｖの直流成分に組合わさ
れて、負荷とは独立に線抵抗値RLの値を得ることを可能
にする。電圧ＶとVsの直流成分の比は線抵抗値RLとシャ
ント抵抗値の比に等しい。この比が高くなることは線抵
抗値が高くなると解釈される。

たとえば、主電源装置が銅母線により構成されている
ような低電圧配電盤において測定が行われたとすると、
シャント抵抗Rsは母線の直流成分ＡとＡ′の間の部分に
より形成される。630Aの定格電流を流すための幅が50m
m、厚さが5mmである母線では、長さ10cmの部分のシャン
ト抵抗Rsの値は８マイクロオームである。同様に、主電
源装置がケーブルで構成されている領域に対して測定を
行うものとすると、シャント抵抗はそのケーブルの一部
により構成される。６平方mmmのケーブルの場合には、
長さ10cmのシャント抵抗Rsの値は300マイクロオームの
オーダーである。

同じ電流が線抵抗値とシャント抵抗Rsを流れるから、
温度上昇による線抵抗値の変化はシャント抵抗値の等し
い変化により補償される。線抵抗値とシャント抵抗値の
比RL/Rsに等しい電圧Ｖの直流成分と電圧Vsの直流成分
の比は、接触が粗にならなければ、どのような温度でも
一定のままである。したがって、線抵抗値とシャント抵
抗値を同時に高くする母線の異常な過熱は接触がゆるく
なったとは解されず、２つの抵抗値の間の比だけが考慮
に入れられる。

第４図に示すように、点ＡとＢの上流側に負荷Rchが
接続されると、線抵抗値RLを、変圧器10と負荷Rchの主
電源装置（12,14）への接続点の間の抵抗RL1とそれらの
接続点の点A,Bの間の抵抗RL2との２つの部分線抵抗値に
分けることができる。そうすると、実効的に測定された
抵抗値はRL2＋｛（RL1・Rch）／（RL1＋Rch）｝に一致
し、RL＝RL1＋RL2には一致しない。本発明の一実施例に
よって、点ＡとＢの上流側に接続されている負荷の影響
をなくすことができる。この実施例に従って、測定され
た線抵抗値RLは、点ＡとＢの間およびA1点（線12の）と
B1点（線14の）間で構成された線部分の抵抗値である。
それらの点の間に電流の直流成分を循環させることを可
能にする手段が接続される。それらの循環手段は、点A1
とB1の間の抵抗Ｒと同じ値の抵抗と直列接続されている
第２のダイオードにより構成される。この第２のダイオ
ードはダイオードＤとは逆極性にされる。

第５図に示す好適な実施例に従って、循環手段は、電
流を線14から線12へ、すなわち、ダイオードＤから逆向
きに、流すことができるようにして接続されているサイ
スリタTh1と直列の消費抵抗R1により構成される。サイ
スリタTh1は、点A1とB1における電圧V1の直流成分V1cを
打消すように制御される。このようにして、比Vc/Ic
は、点ＡとＢの間およびA1とB1の間の線部分から下流側
または上流側に接続できる負荷により影響を受けること
なしに、その線部分の線抵抗値を実効的に与える。

上流側に接続できる負荷により測定結果が影響を受け
ないことを望むとすると、下流側に接続される負荷は無
視できるほど十分に高く、第１図に示されている測定原
理を用いる装置に同じ直流循環手続きを適用することも
できる。それから、点ＡとＢおよびA1とB1の間の主電源
装置部分の線抵抗値が、たとえば、直流成分V1cを零に
調整し、電圧ＶとVrの直流成分を測定することにより、
測定される。正確な測定が不要な時は、直流電流Icが一
定（たとえば100mA）で、電圧Ｖの直流成分Vcが線抵抗
値を表すものと、第１の近似としてみなすことができ
る。線抵抗値がどのように変化しても直流成分Vcがそれ
に比例して変化する結果となる。この成分の変化だけが
監視され、予め設定されたしきい値、たとえば10マイク
ロボルト、より大きいどのような変化も指示される。そ
うすると測定モジュールは非常に簡単である。

第５図に示されている原理を用いる測定装置は、主電
源装置の点Ａ、Ａ′、Ｂおよび応用できるならばＢ′に
接続される少なくとも１つの測定モジュールと、点A1と
B1に接続されるサーボモジュールとを有する。

したがって、この主電源装置は線の部分（Ａ−A1とＢ
−B1）に分けられる。それらの部分の端部は測定モジュ
ールとサーボモジュールへそれぞれ接続されて、線のこ
の部分の線抵抗値を監視する。主電源装置をこのように
区分することにより主電源装置全体にわたって導電性を
監視でき、かつ導通障害を容易に探知できる。装置の高
い感度を保つためには、測定モジュールとサーボモジュ
ールの間の監視される線部分を制限するとよい。実際
に、測定される線抵抗値RLはバーまたはケーブルの線抵
抗値と、監視する線部分における介在させられた接続の
接触抵抗値との和で構成される。接触がゆるくなったこ
と、すなわち、接触抵抗の上昇、を検出するために、バ
ーまたはケーブルの線抵抗値と接触抵抗値の比を妥当な
ものにせねばならない。たとえば、監視すべき線部分が
抵抗値が0.075ミリオーム/mである50×５のバーで製作
されており、バーの抵抗値の５％を構成する0.1ミリオ
ームの接触抵抗値をこの装置が検出せねばならないとす
ると、監視できるバーの長さは27メートルである。

第６図に示す測定モジュール18は主電源装置の点A,B,
A′,B′に夫々接続されるようにされた端子20,22,24,26
を有する。点ＡとＡ′の間の距離は主電源装置の種類に
関して決定される。50×５のバーの場合にはその距離は
たとえば10cmである。端子24と26はダイオードＤにより
抵抗Ｒに直列接続される。端子20と22は、たとえば第２
図に示されているような種類の第１の低域フィルタ28の
入力端子に接続される。端子20と24は、前のフィルタと
同じ種類の第２の低域フィルタ30の入力端子に接続され
る。電圧ＶとVsの直流成分をそれぞれ表すフィルタ28と
30の出力信号が処理および信号回路32の入力端子に加え
られる。

処理および信号回路32は監視すべき主電源装置部分の
線抵抗値の値を計算する。その線抵抗値はシャント抵抗
値Rsと、電圧ＶとVsのそれぞれの直流成分Vcと（Vs）ｃ
の比との積に等しい。シャント抵抗値Rsは予め決定する
ことができ、線12を構成している導体の種類に応じて距
離AA′に対応する値を持つ。別の実施例に従って、処理
および信号回路32は値がRsの入力手段、たとえばポテン
ショメータまたはスイッチを含むことができる。

処理および信号回路32は線抵抗値の変化を監視する。
第７図に示されている実施例に従って、処理および信号
回路32は少なくとも１つのROMに接続されるマイクロプ
ロセッサを有する。監視すべき主電源装置にモジュール
が接続されると、レジスタの内容１を０にセットする初
期化段階（F0）を経た後で、マイクロプロセッサはレジ
スタの内容ｉを増加し（F1）、それから値Vcと（Vs）ｃ
を読出し（F2,F3）、線抵抗値RLを計算する（F4）。計
算された第１の値が含まれると（F5:i＝１）、この初期
値RLiが記憶される（F6）。他の場合には、マイクロプ
ロセッサは、最後に計算された線抵抗値RLと最初の線抵
抗値RLiとの差DRLを計算する（F7）。この差を予め設定
されているしきい値s1、たとえば0.1ミリオーム、と比
較する。その差がしきい値より大きいと、マイクロプロ
セッサは障害指示命令を送る（F9）。差DRLがそのしき
い値S1より小さいと、新しい測定サイクルが始まる。し
たがって、モジュールは線抵抗値を常に監視し、予め設
定されているしきい値S1より大きい線抵抗値の増加を指
示する。

線抵抗値の増加だけを監視することにより、種々の寸
法の線の部分を監視することが可能である。上の説明に
おいては、監視すべき主電源装置部分は、測定装置が主
電源装置に接続されていない時はゆるい接触が行われて
いないと仮定している。実際には、この手続きは接触が
部分的にゆるい時にも適用できる。実際に、第８図に示
すように、ゆるみカーブが著しい指数関数的な態様で時
間とともに変化し、ゆるい接触の接触抵抗値Rcはまず徐
々に増加し、それから非常に速く増加する。たとえば、
時刻T1に接続が行われたとすると、線抵抗値の増加はマ
イクロプロセッサの少しの測定サイクルで検出できるよ
うなものである。

マイクロプロセッサが第２の測定サイクルを開始する
前に初期値RLiをしきい値S2と比較できる（F10）。しき
い値S2は、装置により測定される全ての線抵抗値に対し
て不良接触を表すように十分高い。初期値RLiがしきい
値S2より大きいと、マイクロプロセッサは障害指示命令
を送り（F9）、もし大きくなければ新しい測定サイクル
が行われる。

第９図に示されているサーボモジュール34は２つの入
力端子36と38を有する。それらの入力端子36、38は点A1
とB1にそれぞれ接続されて、監視すべき線（12,14）の
部分の端部を範囲を限る。

サーボモジュール34の端子36と38は低域フィルタ40の
入力端子に接続される。その低域フィルタは第２図に示
されているような種類のものとすることができる。低域
フィルタ40の出力信号は点A1とB1の間の電圧V1の直流成
分V1cを表す。この直流成分V1cはサーボモジュール34に
おいて零に調整される。直流成分V1cと零設定点電圧Vco
nsは調整器42の入力端子に加えられる。その調整器42は
PID（比例・積分・微分）型の通常の調整器とすること
ができる。調整器42からの出力電圧信号S1が制御回路44
の入力端子へ加えられる。その制御回路の出力信号S2
が、直流成分Ieを循環させるように構成されている回路
（R1,Th1）により構成された電力段の制御入力端子に加
えられる。第９図において、信号S2はサイリスタTh1の
トリガが入力端子に加えられる。制御回路44は、監視す
べき主電源装置の線12と14に加えられる交流電圧の周波
数に同期されるパルスを発生する。そのパルスの持続時
間はサイスリタの点弧遅れ時間を決定するものであっ
て、調整器42の出力電圧S1の所定の関数である。パルス
S2を主電源装置の周波数に同期させるために、制御回路
の入力端子が端子36へ接続される。

第10図はサーボモジュール34の電力段の別の実施例を
示す。ダイオードブリッジD1〜D4が、サーボモジュール
の端子36と38の間に抵抗R1と直列に接続されてい。MOS
FET形のトランジスタT1がダイオードブリッジの直流出
力端子の間に接続される。制御回路の出力パルスS2が光
結合器OPによりトランジスタT1のベースに加えられる。
変圧器TRが光結合器OPの受光部に電力を供給する。その
変圧器の１次巻線がサーボモジュールの端子36と38に接
続され、２次巻線がダイオードブリッジD5に接続され
る。

第11図に示されている、持続時間がｄであるパルスS2
が加えられると、トランジスタT1と抵抗R1を流れる電流
は第11図に示されている波形を有し、その電流の平均値
Icは、Ic＝Vo/πR1×sinπ・d/Tで与えられる。ここ
に、ＴとVoは、それぞれ、監視すべき主電源装置に加え
られた交流電圧ｖの周期とピーク電圧を表す。ｄはパル
スS2の持続時間ｄである。パルスS2の持続時間ｄを調整
器の出力電圧S1に結びつける所定関数が,Arc sin（S1）
の関数であるように制御回路44が構成されているものと
すると、電流Icの平均値は電圧S1に比例する。

電力段の他の実施例も考えることができる。とくに、
消費抵抗R1を無くすために、主電源装置の周波数に同調
させられた非消費回路（LC）の使用を考えることができ
る。

別の実施例によれば、端子A1とB1の間にトライアック
と直列接続されるインダクタンスにより形成されて、非
消費回路を構成する。トライアックは、第９図に示され
ているサイリスタTh1と同様に、制御回路44からの出力
信号により制御される。その実施例においては、トライ
アックを流れる1A程度の平均電流に対しては、たとえば
ミリヘンリーのオーダーとすることができる。

主電源装置のインピーダンスの変化と無関係な最適な
調整を行えるように、調整器42は適応調整器とすること
ができる。

特定の実施例によれば、低域フィルタ28,30,40は第12
図に示されているような種類のものであって、第10種の
バターワース（BUTTERWORTH）型コンデンサ切換え型フ
ィルタ46である。このフィルタ46の遮断周波数は15Hzで
あって、ピーク電圧が220V、周波数が50Hzで入力A.C.電
圧に対して、フィルタ46の入力電圧と出力電圧はそれぞ
れ3.5V、20マイクロボルトである。直流成分の次の正し
い処理を可能にするために、フィルタ46の出力端子が、
利得が10で、オフセット電圧が５マイクロボルトより小
さい増幅器48の入力端子に接続される。

測定モジュールとサーボモジュールを標準化するため
に、測定モジュールを流れる電流の直流成分を発生する
発生手段（Ｄ、Ｒ）を、第９図を参照して説明したのと
同じ種類のサーボループにより、直流成分Vcから制御さ
れるサーボモジュール（第９図および第10図）と同種類
の電力段で置き換えることができる。それにおける設定
点Vconsは零とは異なる。インダクタンスと直列接続さ
れているトライアックにより電力回路が構成される場合
には、設定点値が零ではないこと、および測定モジュー
ルが直流成分ＡとＡ′および処理回路32に接続されるよ
うに構成されているフィルタ30を更に有する点におい
て、測定モジュールはサーボモジュールと異なるだけで
ある。もちろん、サイリスタが使用されたとすると、そ
のサイリスタは、測定モジュールとサーボモジュールの
いずれが含まれるかに応じて、そのサイリスタは逆向き
に接続される。

第16図に示されている二重測定モジュール50により、
監視すべき線のモジュールの上流側と下流側を同時に監
視できる。この二重測定モジュールは、監視すべき線の
導体12の点Ａ′の上流側と下流側にそれぞれ存在する、
線の部分AaA′とＡ′Adにより構成されている２つのシ
ャント抵抗の端子における電圧を同時に設定する点が、
第６図に示されている測定モジュールとは異なる。シャ
ント抵抗AaA′の端子における電圧Vsaと点AaおよびＢ′
（おそらく点AaとBaの間、Baは導体14の点Aaに向き合っ
て配置される）の端子における電圧Vaがフィルタ30と28
によりそれぞれ渡される。それらのフィルタの出力端子
に得られるそれらの電圧の直流成分が処理回路52の入力
端子に加えられる。その処理回路は、点Ａ′とＢ′の上
流側と下流側にそれぞれある線部分についての情報を、
モジュール18の処理回路32に類似するやり方で並列に処
理する。

長い線の点Ａ′とＢ′の上流側（A1B1）と下流側（A2
B2）にそれぞれ接続されているサーボモジュール34に組
合わせて二重測定50を使用することが第14図に示されて
いる。したがって主電源装置の部分A1Aa/B1B′（直流電
流Ic1）とAbA2/B′B2（直流電流Ic2）を同時に監視する
ことが可能である。第14図に示されている二重測定モジ
ュール50とサーボモジュール34は標準化されており、同
じ種類のサーボされる電力段を使用する。設定点電圧
は、サーボモジュールに対しては零であり、測定モジュ
ールに対しては零でない。

以上説明した装置は任意の構成の主電源装置の導通を
監視するために適当である。たとえば、第15図は、低電
圧配電盤において見られるような樹木構造の主電源装置
を示し、このモジュールの構成により主電源装置全体を
監視できる。

第15図において、導体（またはバー）12と14が導体11
2と212、114と214がそれぞれ接続される。導体212と214
は導体312と412、314と414にそれぞれ接続される。第１
のサーボモジュール34が導体12と14の点A3とB3の間に接
続される。測定モジュール18が導体112の点A,A′と導体
114の点Ｂ′に接続される。二重測定モジュール50が導
体212の点Ac、Ａ″,Adと導体214の点、Ｂ″に接続され
る。第２のサーボモジュール34が導体312と314の点A4と
B4に接続され、第３のサーボモジュールが導体412と414
の点A5とB5に接続される。したがって、このモジュール
セットが線部分A3A/B3B″（シャントAA′における直流
電流12、A3Ac/B3B″（シャントACA″における直流電流I
c4）と、AdA4/B″B4およびAdA5/B″B5（シャントＡ″Ad
における直流電流Ic5＋Ic6）を同時に監視できる。

上記のように、第15図を参照して説明した装置によ
り、サーボモジュール（34）と単一測定モジュール（1
8）または二重測定モジュール（50）の間に構成されて
いる線部分を監視可能にする。ある場合にはこの監視は
不十分なことがある。第16図は第15図に示されている樹
木構造の装置をいっそう概略的に示したものである。第
16図において、線の一部の２つの導体が導体12と14に対
する１本の線13により、導体112と114に対する１本の線
113により、導体212と214に対する１本の線213により、
導体312と314に対する１本の線313により、および導体4
12と414に対する１本の線413によりそれぞれ概略的に表
されている。サーボモジュール34（Ma1、Ma2、Ma3）と
単一測定モジュール18（Mm）または二重測定モジュール
50（Mmd）が第15図の同じ場所に概略的に示されてい
る。第16図は線の種々の部分における線抵抗値を更に示
す。それらの線抵抗値は、第１のサーボモジュールの下
流側にある線部分13に対する線抵抗値RL01と、単一測定
モジュール（Mm）の上流側における終端線部分113に対
する線抵抗値RL11と、二重測定モジュール（Mmd）の上
流側にある中間線部分213に対する線抵抗値RL21と、二
重測定モジュール（Mmd）の下流側にある中間線部分213
に対する線抵抗値RL22と、サーボモジュールMa2の上流
側にある終端線部分313に対する線抵抗値RL31と、サー
ボモジュールMa3の上流側にある終端線部分413に対する
線抵抗値RL41とである。第15図および第16図に示されて
いる構成により線抵抗値RL01＋RL11と、RL01＋RL21と、
RL22＋RL31と、RL22＋RL41とを別々に監視することが可
能にされる。しかし、線抵抗値RL01は線抵抗値RL11およ
びRL21より一般にはるかに低い。同様に、線抵抗値RL22
は線抵抗値RL31およびRL41よりはるかに低い。たとえ
ば、線抵抗値RL01は100マイクロオーム程度にすること
ができ、線抵抗値RL31とRL41を10ミリオーム程度にでき
る。以上説明した構成では、監視される線抵抗値（例え
ば、線抵抗値RL01＋RL11、RL01＋RL21）に対して非常に
低い線抵抗値RL01またはRL22の変化を検出することは非
常に困難である。

第17図に示されているサーボモジュール（Ma）は先に
述べた種類のモジュールである。しかし、測定モジュー
ル（Mm1、Mm2、Mm3、Mm1）は第18図を参照して以下に説
明するようにして修正される。

第18図に示す測定モジュール58は、第16図に示されて
いる測定モジュールと同様に、端子20と22が主電源装置
の導体12と14の点ＡとＢに接続されるように構成され
る。それらの端子20と22は低域フィルタ28の入力端子に
接続される。その低域フィルタの出力信号は電圧Ｖの直
流成分を表す。

測定モジュール58は直流電流成分を点ＡとＢの間に加
えるために構成された電力段も有する。この点を中央処
理装置62により決定される期間だけ流すように、その電
力段を監視できねばならない。電力段は第９図に示され
ているサイリスタおよび抵抗R1型とすることができる。
第18図に示されている好適な実施例においては、電力段
は、測定モジュールの端子20と22の間に抵抗Ｌと直列接
続されているトライアックTrにより形成される。予め設
定されている直流成分基準を加えるように、調整器64が
トライアックの導通を制御する。調整器64は電力段に直
列接続されている非常に低い抵抗値の、たとえばシャン
ト抵抗Rs1により測定された、トライアックを流れる電
流Icを表す信号を受ける。シャント抵抗Rs1は非常に低
く、たとえば0.1オームのオーダーである。このシャン
ト抵抗は非消費電力段の利点を打消すことはない。

直流電流成分Ic基準は一定であって、調整器により加
えられ、この直流成分を表す信号を処理回路に加える必
要はない。そうすると、電圧Ｖの直流成分の変化は線抵
抗値の変化を表す。したがって、処理回路66はフィルタ
28の出力端子に接続される。処理回路66と調整器64は中
央処理装置62に、好ましくはバス60により接続される。
そのバスは測定モジュール58の通信端子に接続される。

中央処理装置62はバス62と測定モジュールMmiの調整
器64を介して、種々の測定モジュール（Mm1、Mm2、Mm
3、第17図）の電力段の順次起動を監視する。１つの電
力段が与えられた時刻に起動させられる。種々の測定モ
ジュールMm1の処理回路66が対応する電圧Ｖの直流成分
を連続し監視し、それらの値またはそれらの値の変化し
たものを中央処理装置に送る。中央処理装置は、主電源
装置の全ての線部分の線抵抗値の個々の値を表す量をそ
れから取出すことができる。この装置においては、線抵
抗値を表す値の監視と、値の変化と適切なしきい値との
比較が中央処理装置のレベルにおいて行われ、測定モジ
ュール処理回路のレベルにおいては行われない。

下の表は、電力段が起動させられているモジュールに
応じて、第17図における種々の測定モジュールにより行
われる測定に対応する線抵抗値を示す。

このようにして、モジュールMm1が起動された時はモ
ジュールMm2とMm3により、および他のモジュールの１つ
が起動された時はモジュールMm1により、主電源装置の
線（13）における障害が検出される。線抵抗値RL01は線
抵抗値RL11によりはるかに低く、終端線113における障
害が、モジュールMm1が起動された時にそのモジュール
により検出され、終端線313と413の一方における障害
が、モジュールMm2とMm3が起動された時に、それらのモ
ジュールによりそれぞれ検出される。モジュールMm2とM
m3が起動された時に、中間線213における障害をモジュ
ールMm2とMm3が検出される。

それら種々の測定値は処理回路62に送られる。その処
理回路はそれらの測定値の変化を適切なしきい値と比較
して、全ての障害に対する感度を同じ入力端子、主電源
装置の任意の１つの部分における障害を検出して、その
障害の場所を迅速に定める。

起動させられた測定モジュールがどのようなものであ
っても主電源装置の線における障害が検出されること、
および、終端線における障害は、その終端線に関連する
測定モジュールが起動させられた時だけ検出されること
が上の表からわかる。したがって、測定周波数は線の重
要性に比例する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の測定装置のベースにおける測定原理を
示す回路図、第２図は本発明の装置の特定のフィルタの
実施例の回路図、第３図は第１図に示されている原理の
実施例を示す回路図、第４図は測定モジュールの上流側
に負荷が接続されている第３図に示されている回路の回
路図、第５図は第３図に示されている原理の実施例を示
す回路図、第６図は第３図と第５図に示されている原理
を実現するために構成された測定モジュールの一実施例
の回路図、第７図は第６図に示されている測定モジュー
ルの処理回路の動作流れ図、第７図第６図に示されてい
る測定モジュールの処理回路の動作流れ図、第８図は接
点のゆるめカーブを示す線図、第９図はサーボモジュー
ルの一実施例のブロック図、第10図はモジュールの電力
段の別の実施例の回路図、第11図は第10図に示されてい
る電力段のある点における信号の波形図、第12図はフィ
ルタの別の実施例を示す回路図、第13図は二重測定モジ
ュールのブロック図、第14図および第15図は低電圧配電
盤における主電源装置の線と樹木構造への本発明の応用
をそれぞれ示すブロック図、第16図は第15図を簡略化し
たブロック図、第17図および第18図は本発明のそれぞれ
別の実施例を示すブロック図である。 15,18……測定モジュール、28,38,54……取出し手段、3
2,52,62,66……処理および指示回路、34……サーボモジ
ュール、40……低域フィルタ、42,64……調整器、44…
…制御回路、50……二重測定モジュール、62……中央処
理装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01R 27/02 G01R 27/16 G01R 31/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電源（10）から給電される第１の導体
（12）と第２の導体（14）を有する主電源装置の線抵抗
値（RL）を測定する装置であって、少なくとも１つの測
定モジュール（18,50）と、前記第１の導体上の点
（Ａ）と第２の導体上の点（Ｂ）との間に加えられた電
圧（Ｖ）を測定する測定手段と、前記電圧の直流成分
（Vc）を取出す取出し手段（28）とを備え、前記少なく
とも１つの測定モジュールは前記２つの点（A,B）の間
に直流電流成分（Ic）を発生させる発生手段（D,R;Th1,
R1,D1〜D4,T1,R1,Tr,L）とを備えている、主電源装置の
線抵抗値を測定する装置において、前記主電源装置の少
なくとも一部の導電度の連続監視を行うように構成さ
れ、前記取出し手段の出力端子は、前記主電源装置の一
部の線抵抗値（RL）を表す値を計算する計算手段（F4）
と、前記値の変化（DRL）を検出する検出手段（F7）
と、前記変化（DRL）と予め設定されたしきい値）（S
1）とを比較する比較手段（F8）と、前記変化が前記し
きい値を超えた時に導通の障害を指示する指示手段とを
有する処理および指示回路（32,52,66,62）の入力端子
に接続されていることを特徴とする、主電源装置の線抵
抗値を測定する装置。
【請求項２】請求項１記載の装置において、測定モジュ
ール（18）は、前記直流電流成分（Ic）が流れる測定抵
抗（Ｒ）と、この測定抵抗の端子電圧を測定する電圧測
定手段と、前記端子電圧の端子電圧の直流成分を取出す
取出し手段とを備え、処理回路により計算された線抵抗
値（RL）を表す値は、前記第１の点と第２の点（A,
B））との間と、測定抵抗（Ｒ）の端子においてそれぞ
れ測定された電圧（V,Vr）の直流成分の比に比例するこ
とを特徴とする装置。
【請求項３】請求項１記載の装置において、直流電流成
分を発生する発生手段は、第１の導体の接触のない部分
（AA′,AaA′,A′Ab）により構成されたシャント抵抗
（Rs）を、第１の点（A,Aa,Ab）と、第２の点に近い第
１の導体（12）の第３の点（Ａ′）との間で限界を定め
るように、前記第２の点（Ｂ）と前記第３の点（Ａ′）
の間に接続されるように構成され、測定モジュール（1
8,50）は、シャント抵抗（Rs）の端子電圧（Vs,Vsa,Vs
b）を測定する測定手段と、シャント抵抗の端子電圧の
D.C.成分（Vcおよび（Vs）ｃ）を取出す取出し手段とを
備え、処理回路（32,52）により計算される線抵抗値（R
L）を表す値は、前記第１の点と第２の点（A,B）の間で
測定された電圧（Ｖ）の直流成分（Vs）とシャント抵抗
（Rs）の端子において測定された電圧（Vs）の直流成分
（Vs）ｃ）との比に比例することを特徴とする装置。
【請求項４】請求項１記載の装置において、少なくとも
１つの循環モジュール（34）を備え、この循環モジュー
ルは、主電源装置の第１の導体（12）にある第４の点
（A1）と第５の点（B1）にそれぞれ接続されるように構
成された入力端子（36,38）を備え、前記循環モジュー
ルは前記直流電流成分（Ic）を循環させる循環手段を備
え、測定モジュール処理回路により計算された線抵抗値
（RL）は主電源装置のうち、測定モジュールと循環モジ
ュールの間で構成されている部分（AB〜A1B1）の線抵抗
値であることを特徴とする装置。
【請求項５】請求項４記載の装置において、循環モジュ
ールは、それの入力端子（36,38）に加えられた電圧（V
1）の直流成分（Vlc）を零に調整する手段を備えたサー
ボモジュールであることを特徴とする装置。
【請求項６】請求項１記載の装置において、前記第２の
点（Ｂ′）と、第１の導体（12）の第６の点、第７の点
および第８の点（Aa,A′,Ab）とに接続されて、第１の
導体の隣接する接触のない２つの部分（AaA′,A′Ab）
により形成された２つのシャント抵抗をそれらの点の間
に形成するように構成され、二重測定モジュール（50）
の直流電流制限は前記第２の点と第７の点（Ａ′,B′）
の間に接続されるように構成され、二重測定モジュール
（50）は、２つのシャント抵抗の端子における電圧（Vs
a、Vsb）の測定手段を備えるとともに、第６の点（Aa）
および前記電圧の直流成分を取出す取出し手段（28、3
0）との第２の点（Ｂ′）の間に加えられた電圧（Va）
と、第８の点（Ab）および前記電圧の直流成分を取出す
取出し手段（54,56）と第２の点（Ｂ′）の間に加えら
れた電圧（Vb）との測定手段を備え、この装置は、二重
測定モジュール（50）から上流側の線（A1B1、A3B3）に
接続されるように構成された第１のサーボモジュール
（34）と、二重測定モジュール（50）から下流側の線
（B2、A4B4、A5B5）に接続されるように構成された第２
のサーボモジュール（34）を備え、各サーボモジュール
（34）は直流電流成分循環させる循環手段（R1,Th1,T
1、D1〜D4;Tr,L）と、それの入力端子に加えられた電圧
の直流成分を零に調節する手段とを備え、二重測定モジ
ュール（50）の処理回路（52）は、主電源装置のうち、
二重測定モジュールと関連する２つのサーボモジュール
の間に構成されている２つの部分の線抵抗値を表す値を
計算することを特徴とする装置。
【請求項７】請求項５記載の装置において、サーボモジ
ュール（34）は低域フィルタ（40）を備え、この低域フ
ィルタの入力端子はサーボモジュールの入力端子はサー
ボモジュールの入力端子（36,38）に接続され、フィル
タの出力端子は調整器（42）の第１の入力端子に接続さ
れ、調整器の第２の入力端子は零設定点値（Vcons＝
０）を受け、調整器（42）の出力（S1）は制御回路（4
4）の入力端子に加えられ、その制御回路の出力端子（S
2）は、サーボモジュールの入力端子の間の接続されて
いる制御整流器（Th1;T1,D1〜D4;Tr,L）の制御電極に接
続されて、直流電流成分（Ic）の循環化を行うことを特
徴とする装置。
【請求項８】請求項１記載の装置において、測定モジュ
ール（18,50,58）の直流電流成分を発生する発生手段は
制御整流器（Th1;T1,D1〜D4;Trl）を備え、それの制御
入力端子は調整器（42、64）の出力端子に接続されてい
ることを特徴とする装置。
【請求項９】請求項８記載の装置において、測定モジュ
ールの制御整流器のトリガを制御するように各測定モジ
ュール（58）に接続された中央処理装置（62）をさらに
備えていることを特徴とする装置。
【請求項１０】請求項９記載の装置において、複数の分
岐を備えた主電源装置を監視するために構成され、監視
すべき主電源装置部分から上流側の線に配置されたサー
ボモジュール（Ma）と、監視すべき主電源装置の各端末
分岐から下流側の線に接続される測定モジュール（Mm
1、Mm2、Mm3）とを備え、中央処理装置（62）は測定モ
ジュールの制御整流器（Tr）の順次トリガを制御し、か
つ種々の測定モジュールの端子における電圧の直流成分
を表す値を前記測定モジュールから連続して受け、中央
処理装置（62）は主電源装置の種々の部分の線抵抗値を
表す手段の計算手段と、前記値の変化の検出手段と、前
記変化と予め設定されているそれぞれのしきい値との比
較手段と、前記部分に関連する値の変化が対応するしき
い値を超えた時に、１つの前記部分における導通障害を
指示する指示手段とを備えていることを特徴とする装
置。