JPH0271168A - 地絡検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、直流電源と、負荷と、前記直流電源と負荷
を結ぶ供給線とから構成される直流回路の地絡を検出す
る地絡検出方法に関するものである。

（従来の技術） 従来から、直流回路を使用している発電所・　変電所、
プラントでは、設置されている例えば直流モータ等の負
荷の地絡を検出して、漏洩電流の防止を図っている。こ
の地絡の検出方法として第５図に示すブリッジ回路を用
いる方法が知られている０図において、１は直流電源、
２は地絡検出回路、３は直流電源１のプラス線、４は直
流電源１のマイナス線、５は負荷である。地絡検出回路
２は、抵抗Ｒ１，Ｒｔ＋　　Ｒ＠、リレーＲｙによるブ
リッジ回路からなっており、抵抗Ｒ１，Ｒ２はプラス供
給線３とマイナス供給線４との間で直列回路を構成して
おり、抵抗Ｒ３の一側は抵抗Ｒｔ、Ｒ２の接続点に接続
され、リレーＲＪの他側は接地されている。　　Ｒｘは
地絡抵抗である。

負荷５に地絡が生じていないときはＲｘは漏洩抵抗に相
当し、大きい値となるためリレーＲｙに流れる電流はほ
ぼゼロである。

負荷５の中性点近傍以外に地絡が生じると、ブリッジの
平衡がくずれてリレーＲＹに電流が流れる。

これによりリレーＲｙが作動して地絡が検出される。

これは、供給線で地絡が生じても同様に検出することが
できる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記の地絡検出方法にあっては、負荷５
の中性点近傍で地絡が発生した場合、ブリッジの平衡の
くずれは小さいので、リレーＲｙに流れる電流は微弱で
あり、第６図に示すように、負荷５の中性点近傍でリレ
ーＲ７の不動作域が生じ、中性点近傍の地絡を検出する
ことができないという問題があった。また、直流電源内
部で地絡が生じた場合も同様な問題があった。

（発明の目的） そこで、この発明は、上記の事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、直流回路の地絡点位置に
拘りなくその地絡を検出することのできる地絡検出方法
を提供することにある。

（課題を解決するための手段） この発明は、上記目的を達成するために、直流電源と・
　負荷と、前記直流電源と負荷を結ぶ供給線とから構成
される直流回路の地絡を検出する地絡検出方法であって
、 前記供給線と大地間に交流信号を注入して、該供給線に
流れる交流電流を検出するとともに、大地に対する供給
線の交流電圧を検出し、これら検出した交流電流および
交流電圧から直流回路の地絡を検出するようにしたもの
である。

（作用） この発明に係る地絡検出方法によれば、直流回路の地絡
点位置に拘らず、供給線に流れる交流信号の信号電流お
よび信号電圧を検出することかでき、この信号電流およ
び信号電圧から地絡が検出される。

（実施例） 以下に、この発明に係る地絡検出方法を直流モータに適
用した実施例について図面を参照しつつ説明する。

第１図において、１１は直流電源で、Ｐはその陽極、Ｎ
はその陰極である。１２は直流電源１１の陽極Ｐに接続
されたプラス供給線、１３は直流型ａｌｌの陰極Ｎに接
続されたマイナス供給線、１４は供給線１２．１３に接
続された直流モータ（負荷）で、ここでは等価回路とし
て示しである。

１５は信号注入部で、これは、コンデンサ１６゜１７と
交流信号を出力する交流電５１８とからなっており、コ
ンデンサ１６．１７はプラス供給線１２とマイナス供給
線１３との間で直列回路を構成しており、交流電源１８
の一方の出力端子がコンデンサ１６．１７の接続点に接
続され、交流電源１８の他方の出力端子が接地されて、
交流電源１８による交流信号がプラス供給線１２とマイ
ナス供給線１３とに注入されるようになっている。

２０は信号検出部で、これは、変流器２１とコンデンサ
２２とからなっており、変流器２１にはプラス供給線１
２とマイナス供給線１３とを重ねて設置し、負荷１４に
流れる直流成分を相殺して交流信号の信号電流だけが検
出されるようになっている。コンデンサ２２はマイナス
供給線１３に接続され、直流電圧をカットしてマイナス
供給線１３に流れる交流信号の信号電圧を検出するため
のものである。なお、このコンデンサ２２はプラス供給
線１２に接続してプラス供給線１２の信号電圧を検出す
るようにしてもよい。

２３はコンデンサ２２を介して検出される信号電圧と、
変流器２１が検出する信号電流との位相差を求め、この
位相差と信号電流の大きさから地絡を判定する判定装置
である。２４は漏洩抵抗、２５は対地静電容量である。

いま、直流電源１１から直流電流が負荷１４に供給され
、交流電源１８によって交流信号がプラス供給線１２と
マイナス供給線１３とに注入されると、変流器２１がプ
ラス供給線１２とマイナス供給線１３とに流れる交流信
号の信号電流を検出し、コンデンサ２２がマイナス供給
線１３に流れる交流信号の信号電圧を検出する。

ところで、交流電源１８から流れでる電流は、地絡抵抗
Ｒｘと対地静電容ｆｉ２５を流れる電流とを合わせたも
のでり、負荷１４に地絡が生じていないときは、地絡抵
抗Ｒｘは対地漏洩抵抗２４だけとなり大きな値となる。

このため、交流電源１８から流れる信号電流工、は大部
分が対地静電容ｆｉ２５に流れる電流となり、第２図に
示すように、交流電製電圧Ｅに対し９０１近く位相が進
んだ値となる。

一方、地絡が生じると、対地静電容量２５に流れる電流
工１に地絡抵抗Ｒｘに流れる電流工２が重畳することに
なる。この電流工２は交流電源電圧Ｅと同相なので、　
　地絡が生じた場合の信号電流ｌ５（＝Ｉｘ＋工２）は
、第２図に示すように、交流電源電圧Ｅとの位相差が小
さくなる。

判定装置２３は、信号電圧Ｅと信号電流工３どの位相差
を求め、予め設定された値（位相差、信号電流の大きさ
）に達したか否かを判定し、達していれば地絡と判定す
る。

第３図は第１図の簡略化した等何回路を示したものであ
る。負荷１４のインピーダンスは一般にＲｘに較べて十
分に小さいため、第３図に示すように、地絡抵抗Ｒｘが
小さなものである限り、　　負荷１４の地絡点１４ｐの
位置に拘らず、　　交流電源１８から見たインピーダン
スは小さく、交流電源１８によって、供給線１２．１３
に大きな交流信号を流すことができる。したがって、負
荷１４の中性地点近傍が地絡しても、各供給線１２．１
３に大きな交流信号が流れるので、その地絡を確実に検
出するこができる。

第４図は、負荷１４の地絡地点１４ｐと検出領域の関係
を示したものであり、この図から明らかなように、地絡
抵抗Ｒｘが所定以下であれば、　　負荷１４の地絡地点
に拘りなく地絡を検出するこができることを示している
。なお、地絡抵抗Ｒｘが所定以上のとき、地絡を検出す
ることはできないが、この場合の漏洩電流は微弱である
から差支えない。

なお、上記実施例は、負荷の地絡を検出する場合につい
て説明したが、信号電流を検出するための変流器２１を
信号電圧を注入する注入点より直流電源側に設置すれば
、一般の直流電源や太陽電池などの直流発電設備の地絡
を検出することも可能である。

また、上記実施例では、一つの変流器２１を使用してい
るが、複数個の変流器を何箇所かに設置すれば地絡点の
場所を判定することができる。

（発明の効果） この発明によれば、負荷の地絡点位置に拘りなくその地
絡を確実に検出することができ、負荷の漏洩電流の防止
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る地絡検出方法を直流モータを駆
動させる直流回路に適用した実施例の回路図、 第２図は信号電流と信号電圧との位相関係を示した説明
図、 第３図は第１図に示す回路図の簡略化した等価回路図、 第４図は地路地点と検出領域の関係を示した説明図、 第５図は従来の地絡検出方法を示した説明図、第６図は
従来の地絡検出方法の問題点を示した説明図である。 １８・・・交流電源 ２１・・・変流器 ２２・・・コンデンサ ２３・・・判定装置 １１・・・直流電源 １２・・・プラス供給線 １３・・・マイナス供給線

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 直流電源と、負荷と、前記直流電源と負荷を結ぶ供給線
   とから構成される直流回路の地絡を検出する地絡検出方
   法であって、 前記供給線と大地間に交流信号を注入して、該供給線に
   流れる交流電流を検出するとともに、大地に対する供給
   線の交流電圧を検出し、これら検出した交流電流および
   交流電圧から直流回路の地絡を検出することを特徴とす
   る地絡検出方法。