JPH0638090B2 - 改良型地絡検出装置 - Google Patents
改良型地絡検出装置Info
- Publication number
- JPH0638090B2 JPH0638090B2 JP61127375A JP12737586A JPH0638090B2 JP H0638090 B2 JPH0638090 B2 JP H0638090B2 JP 61127375 A JP61127375 A JP 61127375A JP 12737586 A JP12737586 A JP 12737586A JP H0638090 B2 JPH0638090 B2 JP H0638090B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ground fault
- light emitting
- circuit
- current
- photoelectric conversion
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- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 (発明の目的) 本発明は、1箇所の異なった部所で地絡が生じたことを
検知する地絡検出装置に関する。
検知する地絡検出装置に関する。
同期機の界磁回路等において、2箇所の異なった部分が
地絡が生じた場合には、大きな短絡電流が流れ、界磁回
路の構成部分(励磁機、界磁遮断器、界磁抵抗等)は、
重大な損傷を受ける。
地絡が生じた場合には、大きな短絡電流が流れ、界磁回
路の構成部分(励磁機、界磁遮断器、界磁抵抗等)は、
重大な損傷を受ける。
同様に変圧機に於て1次巻線内、2次巻線内又は1次巻
線と2次巻線との間に地絡が生じた場合には、大きな短
絡電流が変圧機を損傷させると共に、電圧の大きさを変
換する変圧器特有の作用をなし得なくなる。この為、電
気機器に於て2点の地絡現象を事前に察知することが肝
要となる。
線と2次巻線との間に地絡が生じた場合には、大きな短
絡電流が変圧機を損傷させると共に、電圧の大きさを変
換する変圧器特有の作用をなし得なくなる。この為、電
気機器に於て2点の地絡現象を事前に察知することが肝
要となる。
このような2箇所の地絡を直接検出する適当な検出方法
が無い為、予め回路の一箇所を継電器を介して接地さ
せ、回路の他の一箇所で地絡が発生したとき、これを検
出し、対策を立てることが行われている。
が無い為、予め回路の一箇所を継電器を介して接地さ
せ、回路の他の一箇所で地絡が発生したとき、これを検
出し、対策を立てることが行われている。
そして、上記のような1点地絡を検出する為には、予
め、 (1).第1(a)図、第1(b)図に夫々示すように、電気機
器の回路内にアースを接地する端部を設け、該端部とア
ースとの間に直流電圧源又は交流電圧源を設け、回路の
他の部分に地絡が生じた場合に検出電流が流れることに
より、1点地絡を察知する方法。
め、 (1).第1(a)図、第1(b)図に夫々示すように、電気機
器の回路内にアースを接地する端部を設け、該端部とア
ースとの間に直流電圧源又は交流電圧源を設け、回路の
他の部分に地絡が生じた場合に検出電流が流れることに
より、1点地絡を察知する方法。
(2).第1(c)図に示すように、電気機器内電源2(例え
ば同期機の界磁回路に於る励磁機電圧、変圧器における
端子電圧等)をその壗使用し、アースと接地する端部5
と該電圧との間に抵抗R1、R2、を接続し、且つ端部
5とアースとの間に継電器1を設けて、回路内の他の部
位に地絡が生じた場合には、継電器1に電流が流れて1
点地絡を検知する方法等が行われている。
ば同期機の界磁回路に於る励磁機電圧、変圧器における
端子電圧等)をその壗使用し、アースと接地する端部5
と該電圧との間に抵抗R1、R2、を接続し、且つ端部
5とアースとの間に継電器1を設けて、回路内の他の部
位に地絡が生じた場合には、継電器1に電流が流れて1
点地絡を検知する方法等が行われている。
尚、上記(2)の方法に於て、端部5と電源との間に夫々
抵抗R1、R2を接続するのは第1(c)図に示すよう
に、回路の他の1点に於て地絡が生じた場合には、アー
スを介したブリッジ回路が形成され(尚、Eは電圧電源
2の電圧値であり、R3、R4は1点地絡を生じた回路
の部分と電源2との間の各抵抗値である。)、継電器1
はブリッジの連絡部分に該当するので、継電器1に直接
短絡電流が流れる訳ではなく、下記の式による電流が流
れ、継電器は短絡電流によって破壊されずに、1点地絡
を検出できることに基づく。即ち、継電器の破壊を防止
する為に、抵抗R1、R2を用いて第1(c)図のような
ブリッジ回路を構成させる訳である。
抵抗R1、R2を接続するのは第1(c)図に示すよう
に、回路の他の1点に於て地絡が生じた場合には、アー
スを介したブリッジ回路が形成され(尚、Eは電圧電源
2の電圧値であり、R3、R4は1点地絡を生じた回路
の部分と電源2との間の各抵抗値である。)、継電器1
はブリッジの連絡部分に該当するので、継電器1に直接
短絡電流が流れる訳ではなく、下記の式による電流が流
れ、継電器は短絡電流によって破壊されずに、1点地絡
を検出できることに基づく。即ち、継電器の破壊を防止
する為に、抵抗R1、R2を用いて第1(c)図のような
ブリッジ回路を構成させる訳である。
記 E(R2R3−R1R4)/{R1R3(R2 + R4)+R2R4(R1+R3)} ところで、上記(1)の方法は、別途電源を設けること自
体煩雑であると共に、特に、直流電圧源を用いた場合に
は、通常高い電圧が使用されている為、電器機器内の回
路の絶縁破壊及び感電事故を考慮する必要があり、交流
電圧源を用いた場合には、例えば、同期機の界磁回路に
使用した場合には、界磁コイルと同期機の軸受との間に
存在する分布容量の為に、同軸受に常時電流を流すこと
になり、これが長年続いた場合には軸受の表面が破損
し、事故が発生する危険がある。
体煩雑であると共に、特に、直流電圧源を用いた場合に
は、通常高い電圧が使用されている為、電器機器内の回
路の絶縁破壊及び感電事故を考慮する必要があり、交流
電圧源を用いた場合には、例えば、同期機の界磁回路に
使用した場合には、界磁コイルと同期機の軸受との間に
存在する分布容量の為に、同軸受に常時電流を流すこと
になり、これが長年続いた場合には軸受の表面が破損
し、事故が発生する危険がある。
上記(2)の方法には、以上のような危険は存在しない
が、この方法では上記のように1点地絡の場合、ブリッ
ジ電流による平衡電流が流れることになるので、第1
(c)図に於て、 R3/R4=R1/R2 の式が成立する近傍にある場合には、継電器を流れる電
流は極めて小さいので、継電器は極めて高感度なもので
あることが要求されることになる。
が、この方法では上記のように1点地絡の場合、ブリッ
ジ電流による平衡電流が流れることになるので、第1
(c)図に於て、 R3/R4=R1/R2 の式が成立する近傍にある場合には、継電器を流れる電
流は極めて小さいので、継電器は極めて高感度なもので
あることが要求されることになる。
ところで、近年同期機の励磁機に於ては、ブラシを用い
ずに、直接励磁機の回転電気子からの出力を流して同期
機の回転子へ導通するブラシレス方式が用いられてい
る。
ずに、直接励磁機の回転電気子からの出力を流して同期
機の回転子へ導通するブラシレス方式が用いられてい
る。
しかし、このようなブラシレス方式では、界磁回路自体
に回転している為、上記(1)、(2)の方式では、励磁機の
回転子内部に第1(a)、(b)、(c)図に示す検出回路を設
置し、回転電機子が回転する間に電圧計又は電流計若し
くは継電器の表示を読み取ることは到底不可能なので、
結局ブラシレス方式では、従来の検出方法を用いること
は不可能であった。
に回転している為、上記(1)、(2)の方式では、励磁機の
回転子内部に第1(a)、(b)、(c)図に示す検出回路を設
置し、回転電機子が回転する間に電圧計又は電流計若し
くは継電器の表示を読み取ることは到底不可能なので、
結局ブラシレス方式では、従来の検出方法を用いること
は不可能であった。
本願発明は、前記(2)の方式に依拠しながら、ブラシレ
ス方式を採用している同期機だけでなく、ブラシレス方
式に採用している同期機の回転電機子にも適用できる地
絡電流を検出する方法を提供することも目的とするもの
である。
ス方式を採用している同期機だけでなく、ブラシレス方
式に採用している同期機の回転電機子にも適用できる地
絡電流を検出する方法を提供することも目的とするもの
である。
(発明の構成) 本発明は第2図に示すように、同期機の回転電機子の界
磁回路内にアースと接続した端部5を設け、該端部の両
側と該界磁回路に対する電源に接続する両端部との間に
夫々発光装置11,12を接続し、外部の静止した係に
おいて、前記の各発光装置11、12からの光量を感知
する光電変換装置31、32を夫々設け、両光電変換装
置31、32の出力差を検出部41によって検出し、こ
れによりアースに接続した端部5に電流の導通の有無を
判定する改良型地絡検出装置からなる。
磁回路内にアースと接続した端部5を設け、該端部の両
側と該界磁回路に対する電源に接続する両端部との間に
夫々発光装置11,12を接続し、外部の静止した係に
おいて、前記の各発光装置11、12からの光量を感知
する光電変換装置31、32を夫々設け、両光電変換装
置31、32の出力差を検出部41によって検出し、こ
れによりアースに接続した端部5に電流の導通の有無を
判定する改良型地絡検出装置からなる。
第2図に於て、回転する界磁回路内の端部5とアースと
の接続は、端部5を、同期機の回転電機子と接続させ、
該電機子はこれに対する軸受及び支軸を介してアースと
接続されることになる。
の接続は、端部5を、同期機の回転電機子と接続させ、
該電機子はこれに対する軸受及び支軸を介してアースと
接続されることになる。
また、ブラシレス方式の同期機の回転電機子に対する電
源2は、励磁機の回転電機子による界磁回路がこれに該
当することになる。
源2は、励磁機の回転電機子による界磁回路がこれに該
当することになる。
他方、光電変換装置31、32は、回転電機子の外側の
係において静止された状態で設置されている。
係において静止された状態で設置されている。
第2図に示す構成に於て、回転電機子の界磁回路の一箇
所6が回転子及びこれに対する支軸などを通じて地絡し
た場合、予めアースに接続した端部5との間には地絡電
流が導通するため発光装置11を流れる電流i1と発光
装置12を流れる電流i2とは地絡電流igが流れた分
だけ差が生ずる。即ち、i1−i2=igが成立する。
所6が回転子及びこれに対する支軸などを通じて地絡し
た場合、予めアースに接続した端部5との間には地絡電
流が導通するため発光装置11を流れる電流i1と発光
装置12を流れる電流i2とは地絡電流igが流れた分
だけ差が生ずる。即ち、i1−i2=igが成立する。
発光装置が発生する光束は発光に消費するエネルギーに
関連する以上、発光装置11、12による光束は電流i
1、i2に依存し、各電流が大きい程光束も大きいこと
になる。
関連する以上、発光装置11、12による光束は電流i
1、i2に依存し、各電流が大きい程光束も大きいこと
になる。
従って、同期機の回転電機子に於ける界磁回路に地絡が
生じていない場合には、i1=i2が成立するので、発
光装置11、同12による光束は等しい為、光電変換装
置31、32に於て発生する電圧E1、E2も等しい
為、検出部41に於ては検出値は0を指したままであ
る。
生じていない場合には、i1=i2が成立するので、発
光装置11、同12による光束は等しい為、光電変換装
置31、32に於て発生する電圧E1、E2も等しい
為、検出部41に於ては検出値は0を指したままであ
る。
これに対し、同期機の回転電機子に於る界磁回路の一端
部6に地絡が生じた場合には、回転電機子及びこれに対
する支軸等を介して地絡電流Igが導通し、発光装置1
1を導通する電流i1と発光装置12を導通するi2と
が等しくなるので、光電変換装置31、同32が受光す
る光束も等しくなくなり、これによって発生する電圧E
1、E2も等しくなるので、検出部41にはE1−E2
が検出される。
部6に地絡が生じた場合には、回転電機子及びこれに対
する支軸等を介して地絡電流Igが導通し、発光装置1
1を導通する電流i1と発光装置12を導通するi2と
が等しくなるので、光電変換装置31、同32が受光す
る光束も等しくなくなり、これによって発生する電圧E
1、E2も等しくなるので、検出部41にはE1−E2
が検出される。
即ち、地絡の発生と共に差動検出部41には光電変換装
置31、同32の出力差が表れ、地絡を検出し、表示部
42でこれを表示することになる。
置31、同32の出力差が表れ、地絡を検出し、表示部
42でこれを表示することになる。
この場合、第3図に示すように、発光装置11、12は
回転電機子10と共に回転しており、光電変換装置3
1、32は、静止された状態にある。
回転電機子10と共に回転しており、光電変換装置3
1、32は、静止された状態にある。
そして、光電変換装置31、32は、回転する発光装置
11、12からの光を必ずしも常に受光する訳ではな
く、例えば、図4(a)、(b)のように、発光装置11、1
2が特定の回転位置にあるときに受光する場合が多い。
11、12からの光を必ずしも常に受光する訳ではな
く、例えば、図4(a)、(b)のように、発光装置11、1
2が特定の回転位置にあるときに受光する場合が多い。
このような場合、発光装置11からの光を光電装置31
が受光している際には、同じように、発光装置12から
の光を、発光装置32に於て受光するように同期されて
いることが望ましい(同期していない場合には、光電変
換装置31、32からの出力値を平均するか、又は検出
部41からの出力を平均する回路を別途設けることが必
要となるので。)。
が受光している際には、同じように、発光装置12から
の光を、発光装置32に於て受光するように同期されて
いることが望ましい(同期していない場合には、光電変
換装置31、32からの出力値を平均するか、又は検出
部41からの出力を平均する回路を別途設けることが必
要となるので。)。
上記の発光装置としては、発光ダイオード(LED)が
感度も良く、且つ小電流で発光すると共に、光束量が電
流値と比例するので、本発明の装置に於て電流i1とi
2の差が検出し易いという点で便利である。
感度も良く、且つ小電流で発光すると共に、光束量が電
流値と比例するので、本発明の装置に於て電流i1とi
2の差が検出し易いという点で便利である。
但し、発光装置は単に発光ダイオードに限定される訳で
はなく、例えばタングステンランプをも使用できる。
はなく、例えばタングステンランプをも使用できる。
本発明の装置に於ても、第1(c)図の場合と同様に、予
めアースと接続した端部5と1点地絡を生じた部分6と
は、ブリッジ回路の連絡部分を構成し、この為にも端部
5の両側と、電源2の両端との間に抵抗又はインピーダ
ンスZ1、Z2の存在が必要である。
めアースと接続した端部5と1点地絡を生じた部分6と
は、ブリッジ回路の連絡部分を構成し、この為にも端部
5の両側と、電源2の両端との間に抵抗又はインピーダ
ンスZ1、Z2の存在が必要である。
特に、発光装置自体一定の抵抗又はインピーダンスを有
している場合には、これによってブリッジ回路を形成す
ることができるので、第1(c)図のように、特に抵抗
(インピーダンス)を接続することは不要となる。
している場合には、これによってブリッジ回路を形成す
ることができるので、第1(c)図のように、特に抵抗
(インピーダンス)を接続することは不要となる。
即ち、本発明は端部4の両側と電源2の両端との間に抵
抗又はインピーダンスを接続するほうがベターの場合も
多いが、この点は発明の構成に於る不可欠な要件ではな
い。
抗又はインピーダンスを接続するほうがベターの場合も
多いが、この点は発明の構成に於る不可欠な要件ではな
い。
又、特に第2図に於て、 Z1/Z3=Z2/Z4 (Z:抵抗値を含むインピーダンス)が成立する場合に
は、第1(c)図の場合と同様回路内の部位6に於て地絡
が生じても、地絡回路を構成するブリッジが平衡となり
地絡電流igが導通せず光電変換装置31、同32によ
って電圧E1、E2が等しいので、結局検出部41も0
を表示し、結局地絡を検出できない可能性がある。
は、第1(c)図の場合と同様回路内の部位6に於て地絡
が生じても、地絡回路を構成するブリッジが平衡となり
地絡電流igが導通せず光電変換装置31、同32によ
って電圧E1、E2が等しいので、結局検出部41も0
を表示し、結局地絡を検出できない可能性がある。
しかし、この点は一般には発光装置に於ては、電流
i1,i2の大きさが変化すると共に、内部の抵抗も変
化するように設計した場合には、同期機の回転電機子に
於ける界磁回路に対する電源たる励磁器の界磁回路の電
圧値は、常に正弦波状態となって変化し、上記のような
平衡式が成立している状態は、一瞬成立しても直ちに上
記のような電源の変化によって平衡が崩れ、上記の平衡
式は不成立となるので、ブリッジ回路の平衡による検出
漏れを防止することができる。
i1,i2の大きさが変化すると共に、内部の抵抗も変
化するように設計した場合には、同期機の回転電機子に
於ける界磁回路に対する電源たる励磁器の界磁回路の電
圧値は、常に正弦波状態となって変化し、上記のような
平衡式が成立している状態は、一瞬成立しても直ちに上
記のような電源の変化によって平衡が崩れ、上記の平衡
式は不成立となるので、ブリッジ回路の平衡による検出
漏れを防止することができる。
(発明の効果) 本発明に於ては、電源からの電流を一度光エネルギーに
換えて、これを発光素子によって検出するので、同期機
の回転電機子内の界磁回路に於ける地絡現象を、光電変
換を通じて固定子側の検出部に於て検出することができ
る。
換えて、これを発光素子によって検出するので、同期機
の回転電機子内の界磁回路に於ける地絡現象を、光電変
換を通じて固定子側の検出部に於て検出することができ
る。
しかも、光電変換装置の増幅率を上昇させ、感度を高め
るならば地絡電流ig(=i1−i2)が微小であって
も、検出部41に於ては、十分大きな表示値を得ること
ができ、従来の装置のような高感度の継電器を得るため
の労苦は不要である。
るならば地絡電流ig(=i1−i2)が微小であって
も、検出部41に於ては、十分大きな表示値を得ること
ができ、従来の装置のような高感度の継電器を得るため
の労苦は不要である。
また、第1(c)図に示す継電器を用いた地絡検出装置で
は、継電器1が故障して作動しない場合には通常1点地
絡が発生していても継電器1は作動しないので、あたか
も1点地絡が存在しないものと錯覚し易い。換言するな
らば、第1(c)図の継電器を用いた検出装置では、継電
器が正常に作動し得るか又は故障しているかについては
判別することが困難である。
は、継電器1が故障して作動しない場合には通常1点地
絡が発生していても継電器1は作動しないので、あたか
も1点地絡が存在しないものと錯覚し易い。換言するな
らば、第1(c)図の継電器を用いた検出装置では、継電
器が正常に作動し得るか又は故障しているかについては
判別することが困難である。
これに対し、本発明の装置に於ては、発光装置11、同
12が既に点燈して、これに比例した出力E1、E2を
検出しているので、装置が正常に作動しているか否かは
常に判別し得る。
12が既に点燈して、これに比例した出力E1、E2を
検出しているので、装置が正常に作動しているか否かは
常に判別し得る。
更には、前述のとおり、励磁機の電機子に置ける界磁回
路による発電電圧は制限状に変動しているので、発光装
置に入力電流の変化と共に内部抵抗も変化するものを用
いた場合には、これによってブリッジ回路の平衡による
検出漏れを防止することも可能となる。
路による発電電圧は制限状に変動しているので、発光装
置に入力電流の変化と共に内部抵抗も変化するものを用
いた場合には、これによってブリッジ回路の平衡による
検出漏れを防止することも可能となる。
このように、本発明の地絡検出装置によって従来の地絡
検出装置に比し、様々な利点が得られるので、本発明は
極めて価値あるものと評価することができる。
検出装置に比し、様々な利点が得られるので、本発明は
極めて価値あるものと評価することができる。
第1(a)図、第1(b)図、第1(c)図:従来の地絡装置の
回路図 第2図:本発明の地絡検出装置の回路図 第3図:回転電機子側に設けられた発光装置と固定子側
に設けられた光電変換装置との配置関係を示す上面図 第4図:各光電変換装置に於ける出力を示すグラフ 1……継電器、11、12……発光装置 2……電源、31、32……光電変換装置 41……検出部、42……表示部 5……アースを設置した端部 6……回路内で1点地絡を生じた部位 7……電気機器回路全体のブロック図 8……電圧計又は電流計、9……スイッチ 10……回転電機子
回路図 第2図:本発明の地絡検出装置の回路図 第3図:回転電機子側に設けられた発光装置と固定子側
に設けられた光電変換装置との配置関係を示す上面図 第4図:各光電変換装置に於ける出力を示すグラフ 1……継電器、11、12……発光装置 2……電源、31、32……光電変換装置 41……検出部、42……表示部 5……アースを設置した端部 6……回路内で1点地絡を生じた部位 7……電気機器回路全体のブロック図 8……電圧計又は電流計、9……スイッチ 10……回転電機子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−178371(JP,A) 特開 昭55−80067(JP,A)
Claims (3)
- 【請求項1】同期機の回転電機子の界磁回路内にアース
と接続した端部を設け、該端部の両側と該界磁回路に対
する電源に接続する両端部との間に夫々発光装置を接続
し、外部の静止した係において、前記の各発光装置から
の光量を感知する光電変換装置を夫々設け、両光電変換
装置の出力差を検出し、これによりアースに接続した端
部に電流の導通の有無を判定する改良型地絡検出装置 - 【請求項2】発光装置として、発光ダイオードを用いた
ことを特徴とする特許請求の範囲(1)記載の改良型地絡
検出装置 - 【請求項3】発光装置として、タングステンランプを用
いたことを特徴とする特許請求の範囲(1)記載の改良型
地絡検出装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61127375A JPH0638090B2 (ja) | 1986-06-03 | 1986-06-03 | 改良型地絡検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61127375A JPH0638090B2 (ja) | 1986-06-03 | 1986-06-03 | 改良型地絡検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62285071A JPS62285071A (ja) | 1987-12-10 |
| JPH0638090B2 true JPH0638090B2 (ja) | 1994-05-18 |
Family
ID=14958428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61127375A Expired - Lifetime JPH0638090B2 (ja) | 1986-06-03 | 1986-06-03 | 改良型地絡検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0638090B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04127580U (ja) * | 1991-05-10 | 1992-11-20 | 三菱自動車工業株式会社 | 接地相検出装置 |
| JP4849094B2 (ja) * | 2008-05-09 | 2011-12-28 | 村田機械株式会社 | 地絡検出回路 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5580067A (en) * | 1978-12-13 | 1980-06-16 | Hitachi Ltd | Ground detecting circuit |
| JPS60178371A (ja) * | 1984-02-24 | 1985-09-12 | Toshiba Corp | 高電圧機器の地絡検出方法 |
-
1986
- 1986-06-03 JP JP61127375A patent/JPH0638090B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62285071A (ja) | 1987-12-10 |
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