JPH028529B2 - - Google Patents
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- JPH028529B2 JPH028529B2 JP17563284A JP17563284A JPH028529B2 JP H028529 B2 JPH028529 B2 JP H028529B2 JP 17563284 A JP17563284 A JP 17563284A JP 17563284 A JP17563284 A JP 17563284A JP H028529 B2 JPH028529 B2 JP H028529B2
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- JP
- Japan
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- current
- measurement
- low frequency
- current transformer
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は変流器を用いて電路等の漏洩電流を検
出する場合の位相誤差を除去する方法に関する。
出する場合の位相誤差を除去する方法に関する。
（従来の技術）
従来、活線状態にて電路等の絶縁抵抗を測定す
る方法として受電変圧器の低圧２次側の接地線に
測定用低周波電圧を印加し、接地線に低圧電路の
絶縁低抗、対地静電容量を介して帰還する漏洩電
流を検出し該漏洩電流中の前記測定用低周波電圧
成分と同位相成分、即ち有効分を検出することに
より電路の絶縁抵抗を測定する方法が広く行なわ
れている。
る方法として受電変圧器の低圧２次側の接地線に
測定用低周波電圧を印加し、接地線に低圧電路の
絶縁低抗、対地静電容量を介して帰還する漏洩電
流を検出し該漏洩電流中の前記測定用低周波電圧
成分と同位相成分、即ち有効分を検出することに
より電路の絶縁抵抗を測定する方法が広く行なわ
れている。
この場合上記漏洩電流の検出にあたつては前記
接地線を貫通せしめた変流器（以下ZCTと略す）
による場合が一般的である。
接地線を貫通せしめた変流器（以下ZCTと略す）
による場合が一般的である。
（発明が解決せんとする問題点）
しかしながら、ZCTの一次電流として比較的
大電流が流れる場合、この電流によつてZCTの
磁心インダクタンス特性等が変化するため、２次
巻線電流の位相が変動してしまい位相検出に誤差
を生じる。従つて電路の絶縁抵抗等の正確なる測
定ができないと云う問題があつた。
大電流が流れる場合、この電流によつてZCTの
磁心インダクタンス特性等が変化するため、２次
巻線電流の位相が変動してしまい位相検出に誤差
を生じる。従つて電路の絶縁抵抗等の正確なる測
定ができないと云う問題があつた。
即ち、上記接地線に帰還する漏洩電流中には商
用周波成分と印加した低周波成分が含まれている
が、一般に測定用電圧としての印加電圧は負荷機
器への影響を考慮して電路の商用周波の２次電圧
にくらべて十分に低い（例えば電路電圧100又は
200Vに対して測定用印加電圧は２〜3V程度）。
したがつて商用周波の漏洩電流は上記低周波成分
のそれにくらべ著しく大きくなるのが現状であ
り、このためZCTの２次巻線出力中の低周波成
分の位相は商用周波成分の増減に伴つて大きく変
動することが観測される。一方上述の如く、低周
波成分の中の印加電圧と同相の有効分を検出する
に当つてはこのような位相変動は結果的に絶縁抵
抗の測定値に直接誤差として影響することになる
ためZCT出力の位相誤差変動が大きく正確な測
定が不可能であつた。
用周波成分と印加した低周波成分が含まれている
が、一般に測定用電圧としての印加電圧は負荷機
器への影響を考慮して電路の商用周波の２次電圧
にくらべて十分に低い（例えば電路電圧100又は
200Vに対して測定用印加電圧は２〜3V程度）。
したがつて商用周波の漏洩電流は上記低周波成分
のそれにくらべ著しく大きくなるのが現状であ
り、このためZCTの２次巻線出力中の低周波成
分の位相は商用周波成分の増減に伴つて大きく変
動することが観測される。一方上述の如く、低周
波成分の中の印加電圧と同相の有効分を検出する
に当つてはこのような位相変動は結果的に絶縁抵
抗の測定値に直接誤差として影響することになる
ためZCT出力の位相誤差変動が大きく正確な測
定が不可能であつた。
以下、変流器に大電流が流れる場合の磁心イン
ダクタンスの影響を説明する。
ダクタンスの影響を説明する。
第３図は電流I〓の流れている線路Ｉを貫通せし
めたZCTの２次巻線（ｎターン）出力を抵抗R0
にて終端した場合を示している。これを等価回路
で示せば第４図のようになる。
めたZCTの２次巻線（ｎターン）出力を抵抗R0
にて終端した場合を示している。これを等価回路
で示せば第４図のようになる。
同図に於いてＬはZCTのインダクタンス、Ｒ
は実効抵抗であり終端抵抗R0に得られる電圧V0
は V0＝I〓／ｎ R0XL／XL＋Ｒ＋R0 (1) XL＝jωL となる。又、V〓0とI〓との位相差φは(1)式から φ＝tan-1Ｒ＋R0／ωL (2) となる。したがつて電流I〓による該ZCTの磁心の
ヒステリシスの影響でインダクタンスＬが変化す
れば位相φは変化することになる。
は実効抵抗であり終端抵抗R0に得られる電圧V0
は V0＝I〓／ｎ R0XL／XL＋Ｒ＋R0 (1) XL＝jωL となる。又、V〓0とI〓との位相差φは(1)式から φ＝tan-1Ｒ＋R0／ωL (2) となる。したがつて電流I〓による該ZCTの磁心の
ヒステリシスの影響でインダクタンスＬが変化す
れば位相φは変化することになる。
また(2)式のR0は電流電圧変換すれば零とでき
ることは明らかであるが、Ｒを零にすることは困
難である。
ることは明らかであるが、Ｒを零にすることは困
難である。
第５図は電流Ｉの変化に対する位相の実測例で
ありこの場合電流の変化によつて数degにわたつ
て変化することが分る。このようにZCTの１次
電流の変化巾が大きいと位相変動も大きくなる。
ありこの場合電流の変化によつて数degにわたつ
て変化することが分る。このようにZCTの１次
電流の変化巾が大きいと位相変動も大きくなる。
従つて１次電流の変化巾を小さくすることによ
つて位相変動を小さくすることができる。
つて位相変動を小さくすることができる。
（問題を解決するための手段）
本発明は上述のような従来の電路等の絶縁抵抗
等の測定に於いて使用する変流器の磁心インダク
タンスの変動を抑圧し、より正確な測定を行うた
めになされたものであつて、以下の如き構成をと
る。
等の測定に於いて使用する変流器の磁心インダク
タンスの変動を抑圧し、より正確な測定を行うた
めになされたものであつて、以下の如き構成をと
る。
即ち、従来の電路の絶縁抵抗測定方法に於いて
使用する、測定用低周波電圧の漏洩成分を検出す
るために接地線を貫通した変流器に新らたな接続
線を貫通せしめ、別途設けた手段によつて該変流
器に影響を与える前記測定用低周波電圧以外の周
波数電流成分とほゞ同レベルかつ逆位相の電流成
分を導出しこれを前記接続線を介して前記変流器
の一次側に印加せしめるように構成する。
使用する、測定用低周波電圧の漏洩成分を検出す
るために接地線を貫通した変流器に新らたな接続
線を貫通せしめ、別途設けた手段によつて該変流
器に影響を与える前記測定用低周波電圧以外の周
波数電流成分とほゞ同レベルかつ逆位相の電流成
分を導出しこれを前記接続線を介して前記変流器
の一次側に印加せしめるように構成する。
この際上述した不要電流成分と同一レベルかつ
逆位相電流成分を導出手段はどのようなものであ
つてもよい。
逆位相電流成分を導出手段はどのようなものであ
つてもよい。
（作 用）
本発明はこのように構成するものであるから、
接地線に還流する各電流成分のうち測定用低周波
電圧以外の成分は前記変流器の一次側に於いて相
殺され該変流器ZCTの磁心にこれらの電流が影
響しない。従つて従来比較的高電流として前記接
地線に還流する商用周波電流或はその他の電流に
よつて変流器ZCTの磁心の中心インダクタンス
が振られ検出すべき測定用低周波電流の位相に誤
差を生ずると云う欠点を除去することができ、か
つ該変流器の２次側に接続した増幅器の入力にこ
れら不要電圧が生じないことから以後の信号処理
を極めて容易とすることができる。
接地線に還流する各電流成分のうち測定用低周波
電圧以外の成分は前記変流器の一次側に於いて相
殺され該変流器ZCTの磁心にこれらの電流が影
響しない。従つて従来比較的高電流として前記接
地線に還流する商用周波電流或はその他の電流に
よつて変流器ZCTの磁心の中心インダクタンス
が振られ検出すべき測定用低周波電流の位相に誤
差を生ずると云う欠点を除去することができ、か
つ該変流器の２次側に接続した増幅器の入力にこ
れら不要電圧が生じないことから以後の信号処理
を極めて容易とすることができる。
（実施例）
以下本発明の詳細を図示した実施例に基づいて
説明する。
説明する。
第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図で
ある。同図において受電トランス２の低圧電路３
及び４のうちどちらか一方例えば４は接地線５を
介して大地と接続されるが、前記電路に測定用低
周波電圧を印加するために信号発振器OSCを接
続したトランス６と、前記測定用低周波電圧によ
る電路からの漏洩成分を検出するための第１の変
流器ZCT1及び前記測定用低周波電圧以外の成分
を検出するための第２の変流器ZCT2とを前記接
地線に夫々貫通させると共に前記第１の変流器の
２次巻き線出力を増幅器AMP1に、又その出力を
前記測定用低周波電圧のみを抽出する帯域波器
BPFを介して同期検波器MULに入力し、これと
該部に於いて位相シフタPSを介して得る前記低
周波発振器OSCの出力の一部との積出力を端子
７に得る。
ある。同図において受電トランス２の低圧電路３
及び４のうちどちらか一方例えば４は接地線５を
介して大地と接続されるが、前記電路に測定用低
周波電圧を印加するために信号発振器OSCを接
続したトランス６と、前記測定用低周波電圧によ
る電路からの漏洩成分を検出するための第１の変
流器ZCT1及び前記測定用低周波電圧以外の成分
を検出するための第２の変流器ZCT2とを前記接
地線に夫々貫通させると共に前記第１の変流器の
２次巻き線出力を増幅器AMP1に、又その出力を
前記測定用低周波電圧のみを抽出する帯域波器
BPFを介して同期検波器MULに入力し、これと
該部に於いて位相シフタPSを介して得る前記低
周波発振器OSCの出力の一部との積出力を端子
７に得る。
更に前記第２の変流器ZCT2の二次巻き線出力
を増幅器AMP2に、又その出力を帯域阻止波器
BEF1を介して測定用低周波電圧以外の成分を抽
出し所要の増幅をAMP3で行なつてこれを抵抗
R1及びR2を介して前記ZCT1に結合した接続線８
に印加する。この際ZCT1に印加する電流は接続
線を流れる商用周波成分の電流とほゞ同一レベル
かつ逆位相となるようにし、これらの電流が互い
に相殺されるようにしておく。
を増幅器AMP2に、又その出力を帯域阻止波器
BEF1を介して測定用低周波電圧以外の成分を抽
出し所要の増幅をAMP3で行なつてこれを抵抗
R1及びR2を介して前記ZCT1に結合した接続線８
に印加する。この際ZCT1に印加する電流は接続
線を流れる商用周波成分の電流とほゞ同一レベル
かつ逆位相となるようにし、これらの電流が互い
に相殺されるようにしておく。
このように構成した電路の絶縁抵抗測定回路で
は、該電路と大地との間に存在する絶縁抵抗R3
及びR4と浮遊容量C1及びC2を経て電路への印加
する測定用低周波電圧V1〔Ｖ〕及び電路電圧をV0
〔Ｖ〕（商用周波数0）は各電圧波形を正弦波とす
れば夫々接地線５に帰還する漏洩電流Ｉは一般に
次式となる。
は、該電路と大地との間に存在する絶縁抵抗R3
及びR4と浮遊容量C1及びC2を経て電路への印加
する測定用低周波電圧V1〔Ｖ〕及び電路電圧をV0
〔Ｖ〕（商用周波数0）は各電圧波形を正弦波とす
れば夫々接地線５に帰還する漏洩電流Ｉは一般に
次式となる。
Ｉ＝（√２V0／R1）sinω0t＋√２V0ω0C1cosω0t＋√
２V1｛１／R3）＋（１／R4）｝sinω1t ＋√２V1ω1（C1＋C2）cosω1t ……(3) 又、この電流のうちからZCT2、AMP2、BEF1
及びAMP3からなる前述のルートを介して接続線
８に印加する測定用低周波電圧1以外の成分i0を
算出すると次式で表わし得る。
２V1｛１／R3）＋（１／R4）｝sinω1t ＋√２V1ω1（C1＋C2）cosω1t ……(3) 又、この電流のうちからZCT2、AMP2、BEF1
及びAMP3からなる前述のルートを介して接続線
８に印加する測定用低周波電圧1以外の成分i0を
算出すると次式で表わし得る。
i0＝（√２V0a0／R1）sin（ω0t＋θ0）＋
√２V0ω0C1a0cos（ω0t＋θ0） ……(4)
但し、a0；係数、θ0；ZCT2による位相ずれこ
こで上記式(4)にてa0≒１となるようにAMP2−
BEF1−AMP3で構成する系で調整し、更にこれ
を前述の接続線８をZCT1に於いて接地線５に流
れる電流と逆相になる如く結合すれば測定用低周
波電圧1を検出する変流器ZCT1の２次電流は I0＝Ｉ−i0 ＝（√２V0／R1）｛sinω0t−a0sin（ω0t＋θ0）｝ ＋√２V0ω0C1｛cosω0t−a0cos（ω0t＋θ0）｝ ＋√２V1｛（１／R3＋１／R4）sinω1t ＋√２V1ω1（C1＋C2）cosω1t ……(5) ここでa0≒１かつ両者の位相ずれは１〜2degな
るから上式(5)の第１項及び第２項は小さいものに
することは可能である。
こで上記式(4)にてa0≒１となるようにAMP2−
BEF1−AMP3で構成する系で調整し、更にこれ
を前述の接続線８をZCT1に於いて接地線５に流
れる電流と逆相になる如く結合すれば測定用低周
波電圧1を検出する変流器ZCT1の２次電流は I0＝Ｉ−i0 ＝（√２V0／R1）｛sinω0t−a0sin（ω0t＋θ0）｝ ＋√２V0ω0C1｛cosω0t−a0cos（ω0t＋θ0）｝ ＋√２V1｛（１／R3＋１／R4）sinω1t ＋√２V1ω1（C1＋C2）cosω1t ……(5) ここでa0≒１かつ両者の位相ずれは１〜2degな
るから上式(5)の第１項及び第２項は小さいものに
することは可能である。
従つて、測定用低周波電圧を検出する回路の出
力には商用周波数成分が除去され又は極めて小さ
い値となるから以後の信号処理が容易となるばか
りか、比較的大電流である商用周波電流による変
流器の磁心インダクタンスの変動を除去せしめも
つて測定信号の位相量を正確に検出することがで
きる。
力には商用周波数成分が除去され又は極めて小さ
い値となるから以後の信号処理が容易となるばか
りか、比較的大電流である商用周波電流による変
流器の磁心インダクタンスの変動を除去せしめも
つて測定信号の位相量を正確に検出することがで
きる。
尚上述の同期検波器MUL出力には１／R10＋１／R20
に比例した電圧を得ることができ、電路の絶縁抵
抗を測定することができる。これらの関係は例え
ば特願54−142465に詳述されているので、その説
明は省略する。
抗を測定することができる。これらの関係は例え
ば特願54−142465に詳述されているので、その説
明は省略する。
第２図は本発明の他の実施例を示すブロツク図
であつて前記第１図と同一の記号は同一の意味を
もつものとする。この実施例に於いてはZCTを
１つ用いて前記の実施例と同等の機能を実現する
ものである。
であつて前記第１図と同一の記号は同一の意味を
もつものとする。この実施例に於いてはZCTを
１つ用いて前記の実施例と同等の機能を実現する
ものである。
即ち、接地線５を貫通せしめたZCT3出力は増
幅器AMP4で増幅され、その出力の一方は周波数
1成分を除去するフイルタBEF2に接続する。こ
のBEF2出力は増幅器AMP5にて増幅すると共に
抵抗R5，R6を介して前記接続線５に貫通せしめ
たZCT3に結合させる。かくして商用周波成分0
に対するフイードバツク回路を構成して、該接続
線に流れる商用周波成分は接地線５を流れる商用
周波成分と逆相となるようにすることにより
ZCT3の１次電流には商用周波成分が著しく小さ
くなるように作用せしめ、もつて増幅器AMP出
力の商用周波成分が小となるようにすることが可
能となる。前記増幅器AMP4の出力端には更に印
加測定用周波数1成分を検出するために該周波数
1のみを通過域とするフイルタBEFに加えその後
の構成は前記第１図に示した実施例と同じであり
かけ算器MUL出力１０には絶縁抵抗に逆比例し
た電圧を得ることができる。
幅器AMP4で増幅され、その出力の一方は周波数
1成分を除去するフイルタBEF2に接続する。こ
のBEF2出力は増幅器AMP5にて増幅すると共に
抵抗R5，R6を介して前記接続線５に貫通せしめ
たZCT3に結合させる。かくして商用周波成分0
に対するフイードバツク回路を構成して、該接続
線に流れる商用周波成分は接地線５を流れる商用
周波成分と逆相となるようにすることにより
ZCT3の１次電流には商用周波成分が著しく小さ
くなるように作用せしめ、もつて増幅器AMP出
力の商用周波成分が小となるようにすることが可
能となる。前記増幅器AMP4の出力端には更に印
加測定用周波数1成分を検出するために該周波数
1のみを通過域とするフイルタBEFに加えその後
の構成は前記第１図に示した実施例と同じであり
かけ算器MUL出力１０には絶縁抵抗に逆比例し
た電圧を得ることができる。
尚本発明は以上示した実施例に限定する必然性
はなく、変流器を用いた電路の絶縁抵抗の状態測
定或は観測装置であればいづれのものにも適用し
得るものである、又本発明の実施方法に於いても
上記の実施例に限ることなく他の方法であつても
よいことは明らかであろう。
はなく、変流器を用いた電路の絶縁抵抗の状態測
定或は観測装置であればいづれのものにも適用し
得るものである、又本発明の実施方法に於いても
上記の実施例に限ることなく他の方法であつても
よいことは明らかであろう。
（効 果）
上述の如く本発明はZCTの１次電流中の商用
周波成分の大小によりZCT出力中の印加低周波
成分の位相が変動することを抑圧するために変流
器の１次電流中の商用周波成分の漏洩電流を抑圧
する方法を提案するものであるから活線状態での
絶縁抵抗精度の向上に極めて効果大である。
周波成分の大小によりZCT出力中の印加低周波
成分の位相が変動することを抑圧するために変流
器の１次電流中の商用周波成分の漏洩電流を抑圧
する方法を提案するものであるから活線状態での
絶縁抵抗精度の向上に極めて効果大である。
また本方法は相殺処理により接地線に帰還する
漏洩電流中の雑音除去の効果も奏することは明ら
かである。
漏洩電流中の雑音除去の効果も奏することは明ら
かである。
なお、漏洩電流中の印加低周波成分から絶縁抵
抗に逆比例した電圧を検出する方法については本
発明の実施例で説明した方法に限定されるもので
はなく、他の方法を適用することも可能であるこ
とは明らかである。
抗に逆比例した電圧を検出する方法については本
発明の実施例で説明した方法に限定されるもので
はなく、他の方法を適用することも可能であるこ
とは明らかである。
第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図、
第２図は本発明の他の実施例を示すブロツク図、
第３図はZCTの動作を説明する図、第４図は
ZCTの等価回路を示す図、第５図はZCTの１次
電流と位相ずれの測定結果の１例を示す図であ
る。 ZCT，ZCT1，ZCT2及びZCT3……変流器、R3
及びR4……絶縁抵抗、C1及びC2……対地静電容
量、Ｌ……インダクタンス、AMP，AMP1，
AMP2，AMP4及びAMP5……増幅器、R0，R1乃
至R6……抵抗、OSC……発振器、１……接地線、
２……受電トランス、３及び４……電路、６……
測定用低周波電圧印加トランス、BPF……フイ
ルタ、BEF1及びBEF2……1成分除去フイルタ、
MUL……かけ算器（検波器）、５及び８……接続
線。
第２図は本発明の他の実施例を示すブロツク図、
第３図はZCTの動作を説明する図、第４図は
ZCTの等価回路を示す図、第５図はZCTの１次
電流と位相ずれの測定結果の１例を示す図であ
る。 ZCT，ZCT1，ZCT2及びZCT3……変流器、R3
及びR4……絶縁抵抗、C1及びC2……対地静電容
量、Ｌ……インダクタンス、AMP，AMP1，
AMP2，AMP4及びAMP5……増幅器、R0，R1乃
至R6……抵抗、OSC……発振器、１……接地線、
２……受電トランス、３及び４……電路、６……
測定用低周波電圧印加トランス、BPF……フイ
ルタ、BEF1及びBEF2……1成分除去フイルタ、
MUL……かけ算器（検波器）、５及び８……接続
線。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 変圧器の接地線等を介して電路に商用周波数
0と異なる周波数1なる測定用低周波電圧を電磁
誘動あるいは直列結合等によつて印加し、前記接
地線に還流する測定用低周波成分1の漏洩電流を
該接地線を貫通せしめた変流器によつて検出し、
もつて電路の絶縁抵抗等を測定する方法に於い
て、前記接地線に還流する測定用低周波成分1以
外の電流成分を導出すると共に、前記変流器に新
たな接続線を貫通せしめ、前記導出した周波数1
以外の電流成分を前記接続線を介し前記接地線に
流れる測定用低周波成分1以外の電流成分に対し
逆相になる如く前記変流器に印加することによつ
て該変流器の２次巻線に生ずる測定用低周波信号
以外の電流を抑圧したことを特徴とする変流器の
位相誤差除去方法。 ２ 前記測定用低周波信号1以外の電圧を導出す
る手段が、前記接地線を貫通せしめた第２の変流
器を用いたものであることを特徴とする特許請求
の範囲１記載の変流器の位相誤差除去方法。 ３ 前記測定用低周波信号1以外の電圧を導出す
る手段が、前記接地線に結合した測定用低周波信
号1を検出するために設けた変流器とこれに接続
した増幅器を共用し該増幅器の出力の一部から前
記測定用低周波のみを阻止するフイルタを介して
第２の増幅器に接続しこの出力を前記変流器に結
合した接続線に印加するようにしたものであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲１記載の変流器の
位相誤差除去方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17563284A JPS6154815A (ja) | 1984-08-23 | 1984-08-23 | 変流器の位相誤差除去方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17563284A JPS6154815A (ja) | 1984-08-23 | 1984-08-23 | 変流器の位相誤差除去方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6154815A JPS6154815A (ja) | 1986-03-19 |
| JPH028529B2 true JPH028529B2 (ja) | 1990-02-26 |
Family
ID=15999475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17563284A Granted JPS6154815A (ja) | 1984-08-23 | 1984-08-23 | 変流器の位相誤差除去方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6154815A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03142379A (ja) * | 1989-10-28 | 1991-06-18 | Tenpaale Kogyo Kk | 絶縁抵抗測定方法 |
| JP5455430B2 (ja) * | 2009-05-12 | 2014-03-26 | 一般財団法人関東電気保安協会 | 漏電防止監視システム |
| JP6056556B2 (ja) * | 2013-03-05 | 2017-01-11 | オムロン株式会社 | 漏電検出装置および漏電検出方法 |
-
1984
- 1984-08-23 JP JP17563284A patent/JPS6154815A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6154815A (ja) | 1986-03-19 |
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