JPH0465990B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜技術分野＞ この発明は一点接地系システムの異常監視方式
に関し、さらに詳細にいえば、複数の分岐を有す
る一点接地系システムの各分岐に地絡、短絡が発
生しているか否かを検出することができる新規な
異常監視方式に関する。

＜従来技術＞ 従来から、一般に大電力を使用する試験システ
ム、強大な磁場を発生させるシステム等において
は、システムの保全、制御系の誤動作防止等の観
点から、一点で接地する一点接地システムが採用
されている。そして、一点接地システムに地絡、
短絡が発生しているか否かを常時監視するため
に、例えば、接地電流を検出し、検出した電流値
が正常値からずれたことを検出して、地絡、短絡
が発生したことを報知するようにしている。

上記大電力を使用する試験システム等において
は、地絡、短絡が発生した状態でシステムを稼働
させると、地絡、短絡が発生している機器に対し
て大電流が流れ、上記機器を破損するのみなら
ず、接地ケーブルにも大電流が流れることによ
り、接地ケーブルのインダクタンス成分に基いて
他の機器の電位が急激に増加し、他の機器を破損
し、或は誤動作させる等の不都合が発生する。

このような問題点に対しては、上記のような検
出方法を採用しても、何ら本質的な解決とはなり
得ず、システムを稼働させる以前に、地絡、短絡
の発生箇所を検出し、機器の破損等を生じさせる
前に地絡、短絡を除去できる監視システムの開発
が切望されている。また、このような監視システ
ムにおいては、稼働状態において流れる大電流、
稼働状態において発生する強大な磁場により監視
システムが破損される虞れがあるので、この点に
も充分な配慮が施された監視システムの開発が切
望されている。

＜目的＞ この発明は上記の問題点に鑑みてなされたもの
であり、システムの非稼働状態において、地絡、
短絡等の異常が発生しているか否かを確実に検出
することができ、しかもシステム稼働時に何ら破
損される虞れのない一点接地系システムの異常監
視方式を提供することを目的としている。

＜構成＞ 上記の目的を達成するための、この発明の異常
監視方式は、一点接地系よりなる接地網の、各分
岐点から隣合う分岐点に至る経路、各分岐点から
解放端に至る経路、および接地点に至る経路に、
トランスを取付け、一部のトランスを励磁用トラ
ンスとするとともに、残余のトランスを電流検出
用トランスとし、電流検出用トランスの検出信号
に基いて、短絡、地絡等の異常状態が発生してい
るか否かを検出し、次いで上記トランスと監視装
置本体部との接続を遮断し、さらに次回の監視動
作遂行前にトランスを消磁するものであり、シス
テム非稼働状態において異常状態発生の有無を検
出し、システム稼働状態においてトランスと監視
装置本体との接続を遮断して、監視装置本体の破
損を防止することができるとともに、異常状態の
発生の有無を検出することができる。

但し、異常状態発生の有無検出については、各
経路に励磁用トランス、および電流検出用トラン
スを取付け、電流検出用トランスからの検出信号
に基いてループインピーダンスを算出することに
よつて行なつてもよく、この場合には、励磁用ト
ランスの励磁については、接地系の容量成分、イ
ンダクタンス成分に影響されにくい低周波の正弦
波により行なうことが好ましい。また、接地点に
至る経路にのみ電流検出用トランスを取付け、残
余の経路に励磁用トランスを取付け、励磁用トラ
ンスを互に周波数の異なる信号で励磁し、電流検
出用トランスによる検出電流をスペクトル解析す
ることにより異常状態発生の有無を検出するよう
にしてもよい。

＜実施例＞ 以下、実施例を示す添付図面によつて詳細に説
明する。

第３図は一点接地系の試験システムの一実施例
を示す概略図であり、電力源１に対して機器２，
３，４等を、電力ケーブル１２，１３，１４を介
して接続し、各機器２，３，４等のケーシング２
２，２３，２４および電力源１を、接地ケーブル
３１，３２，３３，３０を介して一点接地してい
る。また、付属機器４ａ，４ｂ，４ｃ等が機器４
に対して接続されており、これら付属機器４ａ，
４ｂ，４ｃのケーシング２４ａ，２４ｂ，２４ｃ
も、接地ケーブル３３ａ，３３ｂ，３３ｃを介し
て上記接地ケーブル３３に接続されている。そし
て、上記機器３のケーシング２３と付属機器４ｃ
のケーシング２４ｃとが制御ケーブル４４ｃを介
して接続されている。尚、上記電力源１には、図
示しない制御機器からのスタート信号が印加され
ており、間歇的に、外部からのスタート信号が印
加されることにより起動される。

第１図は一点接地系システムの異常監視方式を
実施するための電気的構成を示す図であり、接地
ケーブル３０，３１…の、各分岐点（ケーシング
との接続点、接地点等をも含む概念として使用す
る）同士の間７０，７１…７ｎに、各１組の励磁
用トランスCT１０，CT１１…CT１ｎ、および
電流検出用トランスCT２０，CT２１…CT２ｎ
を取付け、励磁用発信器５１および消磁用発信器
５４の出力信号を、スイツチ５５により選択的に
増幅器５２に印加し、増幅して、切替器５３に印
加し、増幅された信号を、切替器５３により、ス
イツチ８０，８１…８ｎを介して順次励磁用トラ
ンスCT１０，CT１１…CT１ｎに印加するよう
に構成している。そして、電流検出用トランス
CT２０，CT２１…CT２ｎの出力信号を、スイ
ツチ９０，９１…９ｎを介して、上記切替器５３
と同期して作動する双方向タイプの切替器６１に
印加し、切替器６１の出力信号を増幅器６２によ
り所定レベルまで増幅し、Ａ／Ｄ変換器６３によ
りデイジタル信号に変換し、中央演算装置CPU
に印加し、中央演算装置CPUにより表示装置６
４を駆動するようにしている。そして、切替器６
１と増幅器６２との間にスイツチ６５を取付ける
ことにより、電流検出用トランスCT２０，CT２
１…CT２ｎにも消磁用発信器５４の出力信号を
印加可能とし、上記各スイツチ８０，８１…８
ｎ，９０，９１…９ｎ，５５，６５を中央演算装
置CPUにより切替作動させるようにしている。
また、被計測システムＳ（試験システム）からの
稼働状態指示信号を中央演算装置CPUに印加し
ている。

第２図は異常状態を監視する動作を示すフロー
チヤートであり、ステツプにおいて励磁用発信
器５１を作動させ、ステツプにおいてスイツチ
８０，８１…８ｎ，９０，９１…９ｎ，５５，６
５を検出動作側に切替え、ステツプにおいて互
に同期して作動する切替器５３，６１によりチヤ
ネルを切替え、ステツプにおいて選択された励
磁用トランスCT１ｎに増幅された信号を印加す
ることにより、接地ケーブル７ｎを励磁し、ステ
ツプにおいて電流検出用トランスCT２ｎから
の信号を収集し、ステツプにおいて電流検出用
トランスCT２ｎからの信号を中央演算装置CPU
に印加することにより、例えば実効値を算出し、
ステツプにおいてループインピーダンスに換算
する。次いで、ステツプにおいて、予め図示し
ないメモリに記憶されている基準ループインピー
ダンスと比較する。そして、基準ループインピー
ダンスより小さければ、ステツプにおいて表示
装置６４を駆動することにより、接地ケーブル７
ｎに地絡、或は短絡が発生していることを示す警
報を表示し、ステツプにおいて被計測システム
が稼働しているか否かを判別する。そして、稼働
していなければ、そのままステツプ以下の判
別、処理を行なうが、稼働していれば、ステツプ
においてスイツチ８０，８１…８ｎ，９０，９
１…９ｎ，５５，６５を検出動作側と逆になるよ
うに切替え、ステツプにおいて被計測システム
Ｓが非稼働状態になるまで待ち、ステツプにお
いてスイツチ８０，８１…８ｎ，９０，９１…９
ｎのみを検出動作側に切替え、ステツプにおい
て消磁側発信器５４を作動させて、励磁用トラン
スCT１０，CT１１…CT１ｎ、および電流検出
用トランスCT２０，CT２１…CT２ｎを消磁し、
その後、ステツプ以下の判別、処理を行なう。

一方、基準ループインピーダンス以上であれ
ば、そのままステツプ以下の判別、処理を行な
う。

要約すれば、接地ケーブル７０から接地ケーブ
ル７ｎまで、順次ループインピーダンスを算出
し、基準ループインピーダンスより小さい接地ケ
ーブルに対してのみ、地絡、短絡が発生している
ことを表示することができる。

したがつて、例えば、第３図に示すように、機
器２の内部で地絡が発生している場合（前回の試
験の履歴で発生し、或は人為的な作業ミスで発生
する場合等が考えられる）には、接地ケーブル７
２，７０で形成されるループのインピーダンスが
小さくなり、電流検出用トランスCT２２，CT２
０の出力信号が大きくなるので、表示装置６４を
駆動して、一点接地系の試験システムに地絡が発
生していることを表示することができ、地絡発生
状態において電力源１を起動させることに伴なう
機器の破損を未然に防止することができる。

また、第３図に示すように、機器３の接地ケー
ブル３２に回路リターン電流を流すよう設計され
ている場合であつて、この接地ケーブル３２が付
属機器４ｃと混触している場合には、付属機器４
ｃの接地ケーブル３３ｃに思わぬ大電流が流れ、
その結果、接地ケーブル３３ｃのインダクタンス
成分により付属機器４ｃの電位が大幅にはね上が
り、制御装置を破損し、或は誤動作させることが
考えられるが、接地ケーブル７４，７５，７７，
７８で形成されるループのインピーダンスが小さ
くなり、電流検出用トランスCT２４，CT２５，
CT２７，CT２８の出力信号が大きくなるので、
表示装置６４を駆動して、一点接地系の試験シス
テムに短絡が発生していることを表示することが
でき、この場合にも、短絡発生状態において電力
源１を起動させることに伴なう機器の破損を未然
に防止することができる。

そして、上記検出動作は、被計測システムが非
稼働の期間にのみ行ない、被計測システムが稼働
している期間は、励磁用トランス、電流検出用ト
ランスと切替器との接続を遮断し、次いで、次回
の検出動作を行なう前に励磁用トランス、および
電流検出用トランスを消磁させるようにしている
ので、被計測システム稼働状態における大電流、
強大な磁場による破損を確実に防止することがで
きる。

第４図は他の実施例の電気的構成を示す図であ
り、接地ケーブル３１，３２…３ｎの、各分岐点
（ケーシングとの接続点も含む概念として使用す
る。）同士の間７１，７２…７ｎに、各１個の励
磁用トランスCT１１，CT１２…CT１ｎを取付
けるとともに、接地点に至る経路７０に、電流検
出用のトランスCT２０を取付け、励磁用発信器
５１１，５１２…５１ｎの、互に周波数の異なる
出力信号ｆ１，ｆ２，…fnを増幅器５２１，５２
２…５２ｎにより増幅し、スイツチ８１，８２…
８ｎを介して、それぞれ励磁用トランスCT１１，
CT１２…CT１ｎに印加するようにしている。そ
して電流検出用トランスCT２０の出力信号を、
スイツチ８０を介して増幅器６２に印加し、増幅
器６２により所定レベルにまで増幅し、Ａ／Ｄ変
換器６３によりデイジタル信号に変換し、中央演
算装置CPUに印加し、中央演算装置CPUにより
表示装置６４を駆動するようにしている。そし
て、励磁用発信器５１１，５１２…５１ｎと増幅
器５２１，５２２…５２ｎとの間にスイツチ５５
１，５５２…５５ｎを接続することにより、励磁
用発信器５１１，５１２…５１ｎからの信号と、
消磁用発信器５４からの信号とを選択的に励磁用
トランスCT１１，CT１２…CT１ｎに印加可能
としているとともに、スイツチ８０と増幅器６２
との間にもスイツチ５５０を接続することによ
り、消磁用発信器５４からの信号を電流検出用ト
ランスCT２０に印加可能とし、また上記各スイ
ツチ８０，８１…８ｎ，５５０，５５１…５５ｎ
を中央演算装置CPUにより切替作動させるよう
にしている。さらに、被計測システムＳからの稼
働状態指示信号を中央演算装置CPUに印加して
いる。

したがつて、この実施例においては、励磁用発
信器５１１，５１２…５１ｎからの信号を同時に
励磁用トランスCT１１，CT１２…CT１ｎに印
加し、電流検出用トランスCT２０からの電流検
出信号をスペクトル解析することにより、ループ
インピーダンスが異常に低下した経路を検出し、
この経路において地絡が発生していることを検出
することができる。そして、上記検出動作を行な
つた後は、スイツチ８０，８１…８ｎを逆状態に
切換えて、被計測システムを稼働させ、次いで、
次回の検出動作遂行に先立つて、上記スイツチ８
０，８１…８ｎ，５５０，５５１…５５ｎを切換
えて消磁用発信器５４からの信号を各トランス
CT２０，CT１１…CT１ｎに印加することによ
り、各トランスCT２０，CT１１…CT１ｎを消
磁し、以下上記動作を反復することにより、増幅
器、中央演算装置等が破損される虞れが全くない
状態で、確実に、しかも迅速に、異常状態の監視
を行なうことができる。

以上には、試験システムに適用した場合につい
てのみ説明したが、試験システム以外のシステム
であつてもよく、要は一点接地系システムであれ
ば、同様に適用することが可能である。

＜効果＞ 以上のようにこの発明は、電力源を起動させて
いない状態において、接地ケーブルの分岐点同士
の間におけるインピーダンスを算出し、このイン
ピーダンスによつて地絡、短絡等の異常を検出す
るようにしているので、異常が発生している状態
で電力源を起動させ、機器の破損、制御装置の破
損、誤動作等の不都合を確実に防止することがで
き、しかも、上記検出動作を、一点接地系システ
ムの非稼働状態においてのみ行ない、検出動作遂
行前にトランスを消磁するので、検出を誤差な
く、かつ検出装置部の破損を伴なうことなく行な
うことができるという特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は一点接地系システムの異常監視方式を
実施するための電気的構成を示す図、第２図は異
常を監視する動作を示すフローチヤート、第３図
は一点接地系の試験システムの概略図、第４図は
他の実施例の電気的構成を示す図。 １……電力源、２，３，４……機器、４ａ，４
ｂ，４ｃ……付属機器、３０，３１…３ｎ，７
０，７１…７ｎ……接地ケーブル、CT１０，CT
１１…CT１ｎ，CT２０，CT２１…CT２ｎ……
トランス、５３，６１……切替器、CPU……中
央演算装置、８０，８１…８ｎ，９０，９１…９
ｎ，５５，６５，５１０，５１１…５１ｎ……ス
イツチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一点接地系よりなる接地網の、各分岐点から
   隣合う分岐点に至る経路、各分岐点から解放端に
   至る経路、および接地点に至る経路に、トランス
   を取付け、各経路に取付けたトランスの一部を励
   磁用トランスとするとともに、残余のトランスを
   電流検出用トランスとし、電流検出用トランスの
   検出信号に基いて、短絡、地絡等の異常状態が発
   生しているか否かを検出し、次いで上記トランス
   と監視装置本体部との接続を遮断し、さらに次回
   の監視動作遂行前にトランスを消磁することを特
   徴とする一点接地系システムの異常監視方式。 ２ 各経路に励磁用トランスおよび電流検出用ト
   ランスを取付け、励磁用トランスを順次励磁する
   とともに、励磁用トランスと対になる電流検出用
   トランスにより各経路のループ電流を検出し、ル
   ープ電流に基いてループインピーダンスを算出す
   ることにより、地絡、短絡が発生しているか否か
   を検出するものである上記特許請求の範囲第１項
   記載の一点接地系システムの異常監視方式。 ３ 励磁用トランスの励磁を、接地系の容量成
   分、インダクタンス成分に影響されにくい低周波
   の正弦波により行なうものである上記特許請求の
   範囲第２項記載の一点接地系システムの異常監視
   方式。 ４ 接地点に至る経路に取付けたトランスを電流
   検出用トランスとし、残余のトランスを励磁用ト
   ランスとし、励磁用トランスを互に周波数の異な
   る信号で励磁し、電流検出用トランスにより接地
   点を流れる電流を検出し、接地点に流れる電流を
   スペクトル解析することにより地絡が発生してい
   るか否かを検出するものである上記特許請求の範
   囲第１項記載の一点接地系システムの異常監視方
   式。