(57)【要約】【課題】  低圧電路のＩｇｒ電流探査精度が良く、小形で安価な回路構成を容易にする注入式低圧電路絶縁監視方法、絶縁監視装置の提供。【解決手段】  変圧器ＴのＢ種接地線１１に２台の変成器ＶＴ１，ＶＴ２で異なる周波数ｆ１、ｆ２の正弦波信号（電圧）を注入し、各周波数ｆ１、ｆ２の漏れ電流Ｉｏｆ１、Ｉｏｆ２の大きさ（スカラ量）を変流器ＣＴで計測する。ｆ２＝ｎｆ１として、計測した各電流Ｉｏｆ１、Ｉｏｆ２を理論式Iｇｒ＝［（ｎ２・Iｏｆ１２−Ｉｏｆ２２）／（ｎ２−１）］１／２で演算して、抵抗性地絡電流Ｉｇｒを算出する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低圧電路に給電する変圧器のＢ種接地線に、所定の周波数ｆ１の正弦波信号と前記周波数ｆ１と異なるｎ倍の周波数ｆ２の正弦波信号とで電圧注入し、前記Ｂ種接地線もしくは前記低圧電路での前記周波数ｆ１の漏れ電流Ｉｏｆ１と前記周波数ｆ２の漏れ電流Ｉｏｆ２それぞれのスカラ量を計測し、計測した両漏れ電流Ｉｏｆ１、Ｉｏｆ２に基づいて前記低圧電路の絶縁状態を監視することを特徴とする低圧電路絶縁監視方法。
【請求項２】
計測した前記両漏れ電流Ｉｏｆ１、Ｉｏｆ２を演算処理して前記低圧電路の抵抗性地絡電流Ｉｇｒを算出するようにしたことを特徴とする請求項１記載の低圧電路絶縁監視方法。
【請求項３】
前記演算を理論式
【数１】
2010054462.tif 000011
で行うことを特徴とする請求項２記載の低圧電路絶縁監視方法。
【請求項４】
計測した前記漏れ電流Ｉｏｆ２が前記漏れ電流Ｉｏｆ１のｎ倍か否かの判別で、前記低圧電路における抵抗性地絡電流Ｉｇｒの有無を判別することを特徴とする請求項１記載の低圧電路絶縁監視方法。
【請求項５】
前記ｎが２以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一記載の低圧電路絶縁監視方法。
【請求項６】
低圧電路に給電する変圧器のＢ種接地線に所定の周波数ｆ１の正弦波信号を注入する第１変成器と、前記Ｂ種接地線に前記周波数ｆ１と異なるｎ倍の周波数ｆ２の正弦波信号を注入する第２変成器と、前記Ｂ種接地線もしくは前記低圧電路での前記周波数ｆ１の漏れ電流Ｉｏｆ１と前記周波数ｆ２の漏れ電流Ｉｏｆ２それぞれのスカラ量を計測する変流器と、を具備したことを特徴とする低圧電路絶縁監視装置。
【請求項７】
前記変流器が、前記第１変成器および第２変成器と別体で、前記Ｂ種接地線もしくは前記低圧電路に着脱自在にクランプできる分割型であることを特徴とする請求項６記載の低圧電路絶縁監視装置。
【請求項８】
前記変流器は、計測した前記漏れ電流Ｉｏｆ１と前記漏れ電流Ｉｏｆ２を演算して前記低圧電路の抵抗性地絡電流Ｉｇｒを算出する演算処理部を有することを特徴とする請求項６または７記載の低圧電路絶縁監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧電路から電力変圧器により給電される低圧電路の注入式絶縁監視方法および絶縁監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
単相２線式や単相３線式、三相３線式の低圧電路絶縁監視方式は、各種の計測データをベクトル演算するベクトル演算方式と、ベクトル演算を必要としない電圧注入方式に大別される。前者ベクトル演算方式は、低圧電路の中の接地系電路の零相電流を計測したデータ等をベクトル演算して、低圧電路の抵抗性地絡電流Ｉｇｒを算出する（例えば、特許文献１参照）。ベクトル演算方式の低圧電路絶縁監視装置は、ベクトル演算する演算処理系が複雑で大形、高価になることから、後者注入式絶縁監視装置が普及している。
【０００３】
注入式の低圧電路絶縁監視方式には、低圧電路に正弦波交流を重畳して、低圧電路に流れる重畳波周波数成分を検出し、これを位相検波処理して低圧電路の対地絶縁抵抗を求める方式がある。この方式は、正確な位相検波が難しくて、抵抗性地絡電流Ｉｇｒの検出精度の改善が難しい。そこで、低圧電路に給電する変圧器のＢ種接地線に非正弦波交流信号を注入して、低圧電路の絶縁状態を監視する注入式の低圧電路絶縁監視装置が開発され、実用化されている（例えば、特許文献２参照）。この後者注入式絶縁監視装置の概要を説明する。
【０００４】
Ｂ種接地線に注入される非正弦波交流信号は、周波数１５Ｈｚ程度の方形波信号で、交流電圧の基本波信号と第Ｎ次高調波信号が使用される。Ｂ種接地線に注入され低圧電路に重畳された非正弦波交流信号の基本波による漏れ電流と第Ｎ次高調波による漏れ電流それぞれの大きさ（スカラ量）を計測する。計測された２つの漏れ電流の計測値を予め設定された理論式で演算して、低圧電路の対地絶縁抵抗Ｒを算出する。算出した対地絶縁抵抗Ｒと低圧電路定格電圧Ｅの除算Ｅ／Ｒで、低圧電路の抵抗性地絡電流Ｉｇｒを算出する。
【特許文献１】特開２００２−１２５３１３号公報
【特許文献２】特開２００７−２７８９５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記注入式絶縁監視装置は、スカラ量のみを演算処理する演算処理系が簡略化でき、安価な回路構成にすることができる。ところが、低圧電路に重畳された非正弦波交流信号の中の第Ｎ次高調波信号による漏れ電流が、基本波信号による漏れ電流に比べ格段に小さくなるため、対地絶縁抵抗Ｒの演算精度を上げることが難しい。また、１５Ｈｚ周波数の重畳信号を使用するため、低圧電路から重畳信号の電流成分を検出する変流器の小形軽量化が難しい。
【０００６】
また、上記スカラ方式の注入式絶縁監視装置は、スカラ量の電流データを演算して抵抗性地絡電流Ｉｇｒを算出した段階で、低圧電路における地絡電流Ｉｇｒの有無判別と大きさを判定することができる。しかし、スカラ量の電流データを演算処理するまで、被絶縁監視電路である低圧電路に地絡電流が有るか無いかの簡易監視を行うことが難しい。
【０００７】
本発明の目的とするところは、絶縁監視のための演算精度が良く、小形で安価な回路構成を容易にする注入式低圧電路絶縁監視方法および絶縁監視装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する本発明方法は、低圧電路に給電する変圧器のＢ種接地線に、所定の周波数ｆ１の正弦波信号と、周波数ｆ１と異なる周波数ｆ１のｎ倍の周波数ｆ２の正弦波信号とで電圧注入し、Ｂ種接地線もしくは低圧電路に流れる周波数ｆ１の漏れ電流Ｉｏｆ１と周波数ｆ２の漏れ電流Ｉｏｆ２それぞれのスカラ量を計測し、計測した両漏れ電流Ｉｏｆ１、Ｉｏｆ２に基づいて低圧電路の絶縁状態を監視する。
【０００９】
ここで、被絶縁監視電路である低圧電路は、高圧電路から電力変圧器（電灯、動力）を介して給電される単相２線式や単相３線式、三相３線式などの低圧電路が適用できる。ｎは１を除く数値であり、変圧器のＢ種接地線に異なる２つの周波数ｆ１、ｆ２の正弦波信号（電圧）を重畳し、低圧電路に電圧注入する。異なる２つの周波数ｆ１、ｆ２の正弦波信号は、商用電源などの共通の正弦波信号をバンドパスフィルタ方式やフーリエ変換方式、時分割方式などで所定の周波数ｆ１とそのｎ倍の周波数ｆ２に分離したものである。各周波数ｆ１、ｆ２は、低圧電路における５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの商用周波数とこの商用周波数の高調波を避ける周波数に設定することが、低圧電路絶縁監視精度を安定させる上で望ましい。このような異なる２つの周波数ｆ１、ｆ２の正弦波信号は、複雑な位相同期回路を有しない簡単な信号生成回路で得ることができる。
【００１０】
また、低圧電路の電圧注入は、２つの周波数ｆ１、ｆ２に対応する２台の高周波変成器ＶＴ、或いは、この２台を１台にまとめた高周波変成器ＶＴを使用して行えばよい。Ｂ種接地線もしくは低圧電路に流れる周波数ｆ１、ｆ２の漏れ電流Ｉｏｆ１、Ｉｏｆ２は、市販の変流器ＣＴで計測することができる。この変流器ＣＴは、Ｂ種接地線もしくは低圧電路に着脱自在にクランプできる分割型が、絶縁監視の作業能率を上げることから望ましい。
【００１１】
本発明方法においては、検出した両電流Ｉｏｆ１、Ｉｏｆ２を演算して低圧電路の抵抗性地絡電流Ｉｇｒを算出することができる。また、両電流Ｉｏｆ１、Ｉｏｆ２を演算する理論式をIｇｒ＝［（ｎ２・Iｏｆ１２−Ｉｏｆ２２）／（ｎ２−１）］１／２とすることができる。
【００１２】
また、本発明方法においては、漏れ電流Ｉｏｆ２が漏れ電流Ｉｏｆ１のｎ倍かを判定して、低圧電路の抵抗性地絡電流Ｉｇｒの有無を判別することができる。この場合、漏れ電流Ｉｏｆ２が漏れ電流Ｉｏｆ１のｎ倍であれば被絶縁監視電路に抵抗性地絡電流Ｉｇｒが無いと判別でき、抵抗性地絡電流Ｉｇｒを算出するための演算処理工程が省略でき、１回の絶縁監視の作業を能率良く行うことができる。
【００１３】
また、周波数ｆ１の正弦波信号は、商用周波数を超える１００Ｈｚ以上の高周波信号にすることが望ましい。周波数ｆ１が１００Ｈｚより小さくなるほど、電流計測に使用する変流器が大形大重量となり、取扱いが難しくなる。周波数ｆ１が１００Ｈｚ以上と大きく設定するほど、電流計測に使用する変流器に小形軽量で取扱い容易なものが使用でき、実用上に望ましい。
【００１４】
さらに、本発明方法においては、ｎを２以上の数値とすることができる。この場合、後述する実験結果からｎを２以上の整数や、ｎ＝3.5といった小数点部を有する数値が適用できる。
【００１５】
上記目的を達成する本発明装置は、低圧電路に給電する変圧器のＢ種接地線に所定の周波数ｆ１の正弦波信号を注入する第１変成器と、Ｂ種接地線に周波数ｆ１と異なる周波数ｆ１のｎ倍の周波数ｆ２の正弦波信号を注入する第２変成器と、Ｂ種接地線もしくは低圧電路に流れる周波数ｆ１の漏れ電流Ｉｏｆ１と周波数ｆ２の漏れ電流Ｉｏｆ２のスカラ量を計測する変流器とを具備した構成とすることができる。
【００１６】
ここで、第１変成器と第２変成器は、共通の正弦波信号から異なる周波数の正弦波信号を分離する２台の変成器、または、この２台を１台にまとめたものが適用できる。また、変流器は、周波数ｆ１の漏れ電流Ｉｏｆ１のスカラ量を計測する１台の変流器と、周波数ｆ２の漏れ電流Ｉｏｆ２のスカラ量を計測する１台の変流器の計２台の市販品を適用する他、２台を１台にまとめたものを適用することができる。
【００１７】
また、本発明においては、変流器が第１変成器および第２変成器と別体で、Ｂ種接地線もしくは低圧電路に着脱自在にクランプできる分割型である構成とすることができる。ここでの変流器は、第１変成器および第２変成器と別体の独立した地絡探査用電流計測器として使用される。この場合、変流器が第１変成器および第２変成器と対を成して使用される。かかる分割型変流器は、Ｂ種接地線もしくは低圧電路に簡易に着脱できる携帯式の低圧地絡探査器として適用でき、絶縁監視の作業能率を高める。
【００１８】
また、本発明装置においては、変流器は計測した漏れ電流Ｉｏｆ１と漏れ電流Ｉｏｆ２を演算して低圧電路の抵抗性地絡電流Ｉｇｒを算出する演算処理部を有する構成とすることができる。ここでの演算処理部は、変流器に配線により接続されるものの他、変流器に内蔵される回路構成のものが適用できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の低圧電路絶縁監視方法によれば、Ｂ種接地線を介して低圧電路に注入した正弦波信号による周波数ｆ１の漏れ電流Ｉｏｆ１と周波数ｆ２の漏れ電流Ｉｏｆ２それぞれをスカラ量を計測して、計測した両漏れ電流Ｉｏｆ１、Ｉｏｆ２のみの演算処理等で低圧電路の絶縁状態が監視できるので、低圧電路の静電容量の不平衡に関係なく、複雑なベクトル演算を必要とせず、簡単で安価な計測系や演算処理系を使用して、常に精度良く絶縁監視ができる優れた効果を奏する。
【００２０】
また、本発明の低圧電路絶縁監視装置によれば、変成器と変流器に安価な市販品が適用できる。さらに、演算処理部は、スカラ量で計測した２つの電流データを簡単な論理式で演算するために、簡単で安価な演算処理回路が適用できる。また、低圧電路に注入する正弦波信号を高周波信号とすることで、漏れ電流を計測する変流器を小形軽量で安価、取扱い簡便なものを使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面と数式を参照して説明する。
【００２２】
図１に、単相２線式低圧電路１０に適用した実施の形態を示す。図１は、低圧電路１０の等価回路である。低圧電路１０に給電する変圧器ＴのＢ種接地線１１に第１変成器ＶＴ１と第２変成器ＶＴ２を設置する。同じＢ種接地線１１に変流器ＣＴを設置する。
【００２３】
図２に、単相２線式低圧電路１０に適用した他の実施の形態を示す。図２は、低圧電路１０の等価回路で、低圧電路１０に給電する変圧器ＴのＢ種接地線１１に第１変成器ＶＴ１と第２変成器ＶＴ２を設置し、低圧電路１０に変流器ＣＴを設置する。
【００２４】
第１変成器ＶＴ１で所定の周波数ｆ１の正弦波信号（電圧）をＢ種接地線１１に重畳し、周波数ｆ１の正弦波電圧信号を低圧電路１０に注入する。同様にして第２変成器ＶＴ２で周波数ｆ１のｎ倍の周波数正弦波信号（電圧）をＢ種接地線１１に重畳し、周波数ｆ２の正弦波電圧信号を低圧電路１０に注入する。ｎは１以外の数値である。以下、ｎ＝２とした場合に低い方の周波数ｆ１が後述するような商用周波数を超える１００Ｈｚ以上の高周波であり、この高周波信号を「ｆ１」とし、もう一方の高い方の高周波信号を「ｆ２」として、低圧電路１０の抵抗性地絡電流Ｉｇｒの算出原理を説明する。
【００２５】
なお、図１の等価回路に示すＣは、低圧電路１０の対地静電容量である。図１のＩｃは、対地静電容量Ｃに流れる容量性地絡電流である。図１のＲは、低圧電路１０の対地絶縁抵抗で、ここに流れるのが抵抗性地絡電流Ｉｇｒである。図１の１２は、演算処理部である。演算処理部１２は、変流器ＣＴからの電流計測データを後述の（８）式で演算処理して抵抗性地絡電流Ｉｇｒを算出する。演算処理部１２は、変成器ＶＴの調整機能、変流器ＣＴで計測した電流データの表示機能や算出した抵抗性地絡電流Ｉｇｒの表示機能、外部への伝送機能などを備えた多機能なものが適用できる。
【００２６】
また、図１と同様に、図２の等価回路に示すＣは、低圧電路１０の対地静電容量である。図２のＩｃは、対地静電容量Ｃに流れる容量性地絡電流、Ｒは低圧電路１０の対地絶縁抵抗で、ここに流れるのが抵抗性地絡電流Ｉｇｒである。演算処理部１２は、変流器ＣＴからの電流計測データを後述の（８）式で演算処理して抵抗性地絡電流Ｉｇｒを算出する。演算処理部１２は、変成器ＶＴの調整機能、変流器ＣＴで計測した電流データの表示機能や算出した抵抗性地絡電流Ｉｇｒの表示機能、外部への伝送機能などを備えた多機能なものが適用できる。図２の場合、変流器ＣＴが低圧電路１０の地絡箇所の探査作業を行う低圧地絡探査器として使用できる。
【００２７】
Ｂ種接地線１１に周波数の異なる２つの高周波信号ｆ１と高周波信号ｆ２を、例えば図１および図２の矢印で示す方向性で注入する。なお、Ｂ種接地線１１における両高周波信号ｆ１、ｆ２の注入方向は、図１、図２矢印の逆方向に限らず、順方向であっても有効である。つまり、絶縁監視のために検出するのは、漏れ電流の大きさ（スカラ量）のみであるから、両信号ｆ１、ｆ２の注入方向は任意でよく、その分、信号注入制御が容易になる。図１および図２に示すＥ１は、一方の高周波信号ｆ１による注入電圧であり、Ｅ２は他方の高周波信号ｆ２による注入電圧である。変流器ＣＴで注入高周波信号ｆ１による周波数ｆ１の漏れ電流Ｉｏｆ１の大きさ（スカラ量）と、注入高周波信号ｆ２による周波数ｆ２の漏れ電流Ｉｏｆ２の大きさ（スカラ量）を計測する。計測された２つの漏れ電流Ｉｏｆ１と漏れ電流Ｉｏｆ２は、各注入信号の角周波数をωとして、次の（１）式と（２）式で表される。
【数２】
2010054462.tif 000003
【００２８】
なお、Ｉｏｃ１とＩｏｃ２は、対地静電容量Ｃに流れる周波数ｆ１とｆ２に対応した容量性地絡電流である。（１）式と（２）式において、Ｅ１＝Ｅ２で、注入する周波数ｆ１とｆ２の関係を［１：ｎ倍］にしたとき、Ｉｏｃ電流とＩｇｒ電流の関係は、次の（３）式で表される。
【数３】
2010054462.tif 000004
【００２９】
（３）式から、異なる周波数ｆ１とｆ２のいずれに対しても抵抗性地絡電流Ｉｇｒは変わらないことが分かる。次の（４）式のように、低圧電路１０に注入する一方の高周波信号ｆ２の周波数が他方の高周波信号ｆ１の周波数のｎ倍とする。
【数４】
2010054462.tif 000005
【００３０】
（４）式からＩｏｃ２はＩｏｃ１のｎ倍の大きさになる。
【数５】
2010054462.tif 000006
【００３１】
（５）式としたときの高周波注入の電流成分のベクトル図を図３に示す。また、周波数軸を基準にしたベクトル図を図４に示す。図４から、次の（６）式と（７）式が成り立つ。
【数６】
2010054462.tif 000007
【００３２】
（６）式の両辺をｎ倍したものから（７）式を減算［（６）式−（７）式］して、次の（８）式が成り立ち、抵抗性地絡電流Ｉｇｒが求まる。
【数７】
2010054462.tif 000008
【００３３】
（８）式から分かることは、Ｅ２＝Ｅ１の条件で注入する周波数ｆ１とｆ２の関係を１：ｎ倍にしたとき、スカラ量で計測された２つの漏れ電流Ｉｏｆ１と漏れ電流Ｉｏｆ２が分かれば、この２つの計測データのみで抵抗性地絡電流Ｉｇｒを求めることができる。また、（８）式は簡単な演算回路であり、スカラ量の計測データのみの演算であるので常に精度が良く地絡電流Ｉｇｒ測定が行える。また、（８）式には、各相の容量性地絡電流（Ａ相のＩｏｃａ、Ｂ相のＩｏｃｂ、Ｃ相のＩｏｃｃ）の区別はなく、容量性地絡電流は一括したＩｏｃ１、Ｉｏｃ２として扱うので、低圧電路１０の静電容量不平衡の影響を受けることなくＩｇｒ検出が行える。
【００３４】
以上は、抵抗性地絡電流Ｉｇｒが（８）式から算出できることの説明である。このような地絡電流算出は、絶縁監視対象の低圧電路１０に抵抗性地絡電流Ｉｇｒが有るときに行われて、低圧電路絶縁監視が行われる。この場合、被絶縁監視電路に抵抗性地絡電流Ｉｇｒが無ければ、（８）式で算出される抵抗性地絡電流Ｉｇｒの数値はゼロである。このゼロ算出で被絶縁監視電路に抵抗性地絡電流Ｉｇｒが無く、漏電していないことが検知される。また、絶縁監視対象電路における抵抗性地絡電流Ｉｇｒの有無判別は、（８）式で演算処理する以前に予め行うことができる。このことを図５（Ａ）（Ｂ）のベクトル図を参照して説明する。
【００３５】
図５の左側のベクトル図（Ａ）は、図４と同じもので、抵抗性地絡電流Ｉｇｒが存在する。図５の右側のベクトル図（Ｂ）は、抵抗性地絡電流Ｉｇｒがゼロのときのものである。図５（Ａ）から明らかなように、絶縁監視対象電路に抵抗性地絡電流Ｉｇｒがある場合は、次の（９）式が成り立つ。
【数８】
2010054462.tif 000009
【００３６】
また、図５（Ｂ）から明らかなように、絶縁監視対象電路に抵抗性地絡電流Ｉｇｒが無い場合は、次の（１０）式が成り立つ。
【数９】
2010054462.tif 000010
【００３７】
（９）式と（１０）式から、次のことが分かる。スカラ量で計測した一方の電流Ｉｏｆ２が他方の電流Ｉｏｆ１のｎ倍で無い場合は、抵抗性地絡電流Ｉｇｒが有る場合で、（８）式の演算が行われて絶縁監視対象電路の地絡探査が行われる。スカラ量で計測した一方の電流Ｉｏｆ２が他方の電流Ｉｏｆ１のｎ倍に等しいときは、抵抗性地絡電流Ｉｇｒが無い場合である。この場合は、（８）式で演算処理して絶縁監視対象電路の地絡探査を行う必要性がない。一対の変流器ＶＴ１とＶＴ２で計測した２つの電流Ｉｏｆ２とＩｏｆ１の大きさを単に比較するといった簡易な作業で、抵抗性地絡電流Ｉｇｒの有無が明確に判別できる。また、（８）式の演算処理をする前に、電流Ｉｏｆ２とＩｏｆ１の大きさの比較作業を行い、（１０）式が成立すると、（８）式の演算処理工程を省略して、次の別の絶縁監視対象電路への地絡探査の作業に移行することができる。
【００３８】
このような簡易な地絡電流有無監視を実行することで、低圧電路の絶縁監視を高能率で行うことができる。特に、変流器ＣＴに分割型を使用すれば、（１０）式の成立時点から速やかに次の別の絶縁監視対象線路に移行させることができ、絶縁監視が尚一層に能率的となる。また、変成器ＶＴや変流器ＣＴに分割型を適用すると、これらが活線状態の低圧電路１０、Ｂ種接地線１１に着脱できて、絶縁監視がさらに能率的となる。
【００３９】
なお、Ｂ種接地線１１に注入する２つの高周波信号ｆ１と高周波信号ｆ２は、商用周波数（５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）を超える１００Ｈｚ以上の周波数に設定し、その理由を次に説明する。
【００４０】
Ｂ種接地線１１で検出した漏れ電流Ｉｏｆ１と漏れ電流Ｉｏｆ２が、商用周波数の高調波成分（次数）と低圧電路１０の絶縁監視する注入信号が同じ周波数で混在すると、低圧電路１０の負荷機器で発生する高調波電流成分か、低圧電路１０の絶縁劣化によるＩｇｒ電流成分なのか区別できなくなる。また、低圧電路１０の絶縁監視装置側では、Ｉｇｒ電流検出の誤差要因となる。この誤差要因を軽減するため、商用周波数と注入信号が重ならないように工夫する。
【００４１】
また、低圧電路１０の絶縁監視するための注入周波数の選択は、次のようにする。一般に低圧電路において、商用周波数の高調波成分は、交流波形の正極性と負極性のひずみ波形が等しいと奇数波の高調波成分が現れ、偶数波の高調波成分は現れないことから、商用周波数の奇数波の高調波成分を避けることにより、Ｉｇｒ電流を確実に計測することができる。また、低圧電路１０に注入する２つの高周波信号ｆ１，ｆ２の関係は、商用周波数の高調波成分で偶数波高調波に近い周波数帯になる。この偶数波に近い周波数帯は、低圧電路に一般的に存在する高調波成分の含有率の少ない周波数帯である。したがって、低圧電路１０の絶縁監視するための注入周波数としては、偶数波に近い周波数帯を使用することが最適な選択となる。
【００４２】
上述した商用周波数と注入信号が重ならないようにする工夫の具体例を説明する。例えば、６０Ｈｚの商用周波数をｆ６０とすると、周波数の低い方の高周波信号ｆ１を、次式のように設定する。ただし、Ｍは自然数である。
【００４３】
ｆ１＝Ｍ×ｆ６０＋（ｆ６０／３）
【００４４】
つまり、商用周波数が６０Ｈｚの場合、Ｍ倍の商用周波数に商用周波数の１／３倍を加算する。Ｍ＝２とした場合、高周波信号ｆ１＝６０×２＋６０÷３＝１４０Ｈｚであり、高い方の高周波信号ｆ２＝１４０×２（ｎ＝２の場合）＝２８０Ｈｚとする。このようにすると、注入周波数信号ｆ１，ｆ２は、商用周波数の整数倍に現れる高調波成分と重なることを避けることができ、上述のＩｇｒ電流検出の誤差要因が無くなり、絶縁監視精度を安定させることができる。
【００４５】
また、５０Ｈｚの商用周波数をｆ５０とすると、周波数の低い方の高周波信号ｆ１を、次式のように設定する。
【００４６】
ｆ１＝Ｍ×ｆ５０＋（ｆ５０／５）
【００４７】
つまり、商用周波数が５０Ｈｚの場合、Ｍ倍の商用周波数に商用周波数の１／５倍を加算する。Ｍ＝２とした場合、高周波信号ｆ１＝５０×２＋５０÷５＝１１０Ｈｚであり、高い方の高周波信号ｆ２＝１１０×２（ｎ＝２の場合）＝２２０Ｈｚとする。
【００４８】
次に、（８）式における数値ｎを検証した実験（１）（２）（３）を説明する。なお、各実験（１）〜（３）は、同じＩｇｒ電流（理論値）＝５．５ｍＡの低圧電路に対して行ったものである。
【００４９】
実験（１）：周波数ｆ１を１２０Ｈｚ、周波数ｆ２を２４０Ｈｚの値にして、（８）式でＩｇｒ電流を算出し、５．５ｍＡとの誤差（％）を求める。
計測電流Ｉｏｆ１（１２０Ｈｚ）＝８．５ｍＡ
計測電流Ｉｏｆ２（２４０Ｈｚ）＝１３．７ｍＡ
ｎ＝（２４０Ｈｚ／１２０Ｈｚ）＝２．０倍
算出Ｉｇｒ＝［（２２・８．５２−１３．７２）／（２２−１）］１／２
∴  ＝５．８１ｍＡ
誤差（％）＝（５．８１−５．５）／５．５×１００
∴  ＝＋５．６％
【００５０】
実験（２）：周波数ｆ１を１２０Ｈｚ、周波数ｆ２を４２０Ｈｚの値にして、（８）式でＩｇｒ電流を算出し、５．５ｍＡとの誤差（％）を求める。
計測電流Ｉｏｆ１（１２０Ｈｚ）＝８．５ｍＡ
計測電流Ｉｏｆ２（４２０Ｈｚ）＝２３．０ｍＡ
ｎ＝（４２０Ｈｚ／１２０Ｈｚ）＝３．５倍
算出Ｉｇｒ＝［（３．５２・８．５２−２３．０２）／（３．５２−１）］１／２
∴  ＝５．６２ｍＡ
誤差（％）＝（５．６２−５．５）／５．５×１００
∴  ＝＋２．２％
【００５１】
実験（３）：周波数ｆ１を２４０Ｈｚ、周波数ｆ２を４２０Ｈｚの値にして、（８）式でＩｇｒ電流を算出し、５．５ｍＡとの誤差（％）を求める。
計測電流Ｉｏｆ１（２４０Ｈｚ）＝１３．７ｍＡ
計測電流Ｉｏｆ２（４２０Ｈｚ）＝２３．０ｍＡ
ｎ＝（４２０Ｈｚ／２４０Ｈｚ）＝１．７５倍
算出Ｉｇｒ＝［（１．７５２・１３．７２−２３．０２）／（１／７５２−１）］１／２
∴  ＝４．７１ｍＡ
誤差（％）＝（４．７１−５．５）／５．５×１００
∴  ＝−１４．３％
【００５２】
実験（１）〜（３）を考察する。実験（１）（２）のように、ｎが２以上のとき、計測電流Ｉｏｆ１、Ｉｏｆ２から（８）式で求めた抵抗性地絡電流Ｉｇｒの誤差は５％前後の値となる。実験（３）のように、ｎが２より小さいと、抵抗性地絡電流Ｉｇｒの誤差が１０％を超える場合がある。従って、ｎを２以上の数値にして、Ｉｇｒ測定精度を確保することが望ましい。
【００５３】
なお、本発明は、図１および図２の実施の形態に限らず、単相３線式低圧電路、三相３線式低圧電路などの低圧電路にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】実施の形態を示す低圧電路の等価回路図である。
【図２】他の実施の形態を示す低圧電路の等価回路図である。
【図３】計測電流Ｉｏｆ１、Ｉｏｆ２の電流成分のベクトル図である。
【図４】周波数軸を基準にしたベクトル図である。
【図５】（Ａ）は地絡電流Ｉｇｒ有り時のベクトル図、（Ｂ）は地絡電流Ｉｇｒ無し時のベクトル図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０  低圧電路
Ｔ    変圧器
１１  Ｂ種接地線
ＶＴ１  第１変成器
ＶＴ２  第２変成器
ＣＴ    変流器
１２    演算処理部
【図１】
2010054462.tif 000012
【図２】
2010054462.tif 000013
【図３】
2010054462.tif 000014
【図４】
2010054462.tif 000015
【図５】
2010054462.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成20年9月10日(2008.9.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
（５）式としたときの高周波注入の電流成分のベクトル図を図３に示す。また、周波数軸を基準にしたベクトル図を図４に示す。図４から、次の（６）式と（７）式が成り立つ。
【数６】
2010054462.tif 000017
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
（６）式の両辺をｎ倍したものから（７）式を減算［（６）式−（７）式］して、次の（８）式が成り立ち、抵抗性地絡電流Ｉｇｒが求まる。
【数７】
2010054462.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成20年9月17日(2008.9.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2010054462.tif 000019
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2010054462.tif 000020