(57)【要約】【課題】母線や計器用変圧器の健全性を確保しながら、母線の絶縁性能が低下状態にあるか否かを高精度で判定する。【解決手段】１次側巻線、２次側巻線、３次側巻線を備え、第１号母線２に対して１次側巻線を接続する計器用変圧器ＰＴと、低電圧から徐々に上昇可能な交流電圧を計器用変圧器ＰＴの３次側巻線に印加するインバータ回路１３と、計器用変圧器ＰＴの２次側巻線に誘導された電圧の大きさに対応する電圧値を検出する電圧検出装置２１と、電圧検出装置２１により検出された電圧値に基づいて、所定の基準電圧値よりも降下したことを示す電圧降下率を算出し、該電圧降下率が所定の範囲外にある場合に、第１号母線２の絶縁特性が低下状態にあると判定するコンピュータＰＣ１１と、を備える。【選択図】図２
2014128165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
母線の絶縁特性の低下を判定するための絶縁判定システムであって、
１次側巻線、２次側巻線、３次側巻線を備え、前記母線に対して前記１次側巻線を接続する計器用変圧器と、
低電圧から徐々に上昇可能な交流電圧を前記計器用変圧器の３次側巻線に印加する充電装置と、
前記計器用変圧器の２次側巻線に誘導された電圧の大きさに対応する電圧値を検出する電圧検出装置と、
前記電圧検出装置により検出された電圧値に基づいて、所定の基準電圧値よりも降下したことを示す電圧降下率を算出し、該電圧降下率が所定の範囲外にある場合に、前記母線の絶縁特性が低下状態にあると判定する判定装置と、を備えたことを特徴とする絶縁判定システム。
【請求項２】
前記判定装置は、前記電圧降下率が前記所定の範囲外になった場合に、前記計器用変圧器の３次側巻線に印加している交流電圧を停止するための停止信号を充電装置に送信する送信手段を備え、
前記充電装置は、前記判定装置から停止信号を受信した場合に、前記計器用変圧器の３次側巻線に印加している交流電圧を停止する印加停止手段を備えることを特徴とする請求項１記載の絶縁判定システム。
【請求項３】
前記判定装置は、前記電圧降下率が前記所定の範囲外になった場合に、前記母線の絶縁特性が低下状態にある旨を示すメッセージを表示することを特徴とする請求項１記載の絶縁判定システム。
【請求項４】
前記充電装置は、直列接続された複数の電池セルを有し、前記電池セルの段数を選択して直流電源とし、該直流電源の電圧に応じた大きさの交流電圧を生成するインバータ回路を備え、
前記判定装置は、前記充電装置に設けられた前記電池セルの段数を低段数から徐々に上昇するように選択するための選択信号を生成するように制御する制御手段と、
前記制御手段により生成された前記選択信号を前記充電装置に送信する送信手段と、を備えることを特徴とする請求項１記載の絶縁判定システム。
【請求項５】
前記判定装置は、前記電圧検出装置により検出された一の相の電圧値と他の相の電圧値との差分値が所定の電圧範囲よりも大きい場合に前記母線に絶縁特性の低下状態にあると判定することを特徴とする請求項１記載の絶縁判定システム。
【請求項６】
前記充電装置は、前記計器用変圧器の３次側巻線に印加された交流電圧の電圧値を測定する測定手段を備え、
前記判定装置は、前記電圧検出装置により検出された一の相の電圧値と、前記測定手段により測定された電圧値のとの差分値が所定の範囲よりも大きい場合に前記母線に絶縁特性の低下状態にあると判定することを特徴とする請求項１記載の絶縁判定システム。
【請求項７】
前記母線は、複数の母線系統からなり、前記計器用変圧器が接続されている第１母線が健全状態にある場合に、前記第１母線に接続されている母線系統を近傍から遠方へ段階的に接続するようにラインスイッチが投入されたときに、前記判定装置により前記第１母線に接続されている母線系統の絶縁特性の低下状態を判定することを特徴とする請求項１記載の絶縁判定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、母線の絶縁性能の良否を判定するのに好適な絶縁判定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発電所や変電所に備えられたガス絶縁開閉装置（以下、ＧＩＳ機器という）は、事故時における充電（以下、試充電という）が原則的に禁止されており、また発電所や変電所に備えられた他の機器についても機器の損傷拡大を考慮して試充電の回数が制限されている。
従来、操作者が発電所や変電所に到着した後に、事故原因となる機器を切り分けるために試充電を行っているが、事故発生時点から供給開始までの支障時間が長くなるといった問題が生じている。
併せて、機器への試充電が不成功になった場合、健全系統への瞬時の電圧低下の影響が健全系統に発生するといった問題があった。
【０００３】
このような問題についての解決手法として、下記の先行技術文献が報告されている。
特許文献１には、複母線電気所で片側母線の充電中は静電誘導により停電母線に誘導電圧（例えば、１１０ｋＶ母線では０．７〜１ｋＶの誘導電圧）が発生する。ここで、停電作業において乙アースを停電母線に取り付ける場合、停電母線の電圧は０Ｖまたは０Ｖ近くの値になる。この点に着目して、停電母線側の入状態のラインスイッチを順番に切状態にしていったときに、停電母線の電圧の変化を検出することにより複母線の健全性および母線事故区間を判定するものである。
特許文献２は、回線の各相の電力線に設置された例えばコンデンサ型の計器用変圧器から、電圧測定装置を介して、誘導電圧に対応した電圧が絶縁性能判定装置に入力される。絶縁性能判定装置は、例えば、回線の各相の電力線に対応する各相電圧判定部と、回線に対応する送電線絶縁性能判定部とを含んでいる。各相電圧判定部は、例えば、計測対象の誘導電圧が、設定された所定の電圧（例えば、最大静電誘導電圧の５０％程度）以下の場合に、誘導電圧がない旨（すなわち、絶縁性能不良）を示す信号を出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１１５００６公報
【特許文献２】特開２０１１−２４７７６９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、特許文献１では、片側母線の充電中は静電誘導により停電母線に誘導電圧が発生する点、特許文献２では、回線の各相の電力線に設置された計器用変圧器からの誘導電圧が、所定の電圧（例えば、最大静電誘導電圧の５０％程度）以下の場合に、絶縁性能不良を示す信号を出力する点が開示されている。特に、特許文献２では、計器用変圧器からの誘導電圧が最大静電誘導電圧の５０％程度になるまで、絶縁性能の良否判定を行えなかった。
しかしながら、事故時においては、操作者が現地到着後、切り分け試充電を行うため、試充電の不成功時、健全系統への瞬時電圧低下の影響が発生するといった問題があった。また、絶縁性能の良否判定における精度が極めて低いといった問題があった。
【０００６】
そこで、母線事故時にＧＩＳ機器の試充電が高電圧で可能となり、試充電による系統の影響がなくなり、試充電の回数制限が発生せず、各相の抵抗バランスを測定するためＧＩＳ機器の絶縁特性が高いものでも精度が高く判定することができることが切望されている。
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、母線や計器用変圧器の健全性を確保しながら、母線の絶縁性能が低下状態にあるか否かを高精度で判定することができる絶縁判定システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、母線の絶縁特性の低下を判定するための絶縁判定システムであって、１次側巻線、２次側巻線、３次側巻線を備え、前記母線に対して前記１次側巻線を接続する計器用変圧器と、低電圧から徐々に上昇可能な交流電圧を前記計器用変圧器の３次側巻線に印加する充電装置と、前記計器用変圧器の２次側巻線に誘導された電圧の大きさに対応する電圧値を検出する電圧検出装置と、前記電圧検出装置により検出された電圧値に基づいて、所定の基準電圧値よりも降下したことを示す電圧降下率を算出し、該電圧降下率が所定の範囲外にある場合に、前記母線の絶縁特性が低下状態にあると判定する判定装置と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、低電圧から徐々に上昇可能に生成された交流電圧を計器用変圧器を介して母線に印加し、計器用変圧器から検出された電圧が基準電圧よりも降下したことを示す電圧降下率を算出し、該電圧降下率が所定の範囲外になった場合に母線の絶縁性能が低下状態にあると判定することで、母線や計器用変圧器の健全性を確保しながら、母線の絶縁性能が低下状態にあるか否かを高精度で判定することができる。
この結果、母線事故時にＧＩＳ機器の試充電が高電圧で可能となり、試充電による系統の影響がなくなり、試充電の回数制限が発生せず、各相の抵抗バランスを測定するためＧＩＳ機器の絶縁特性が高いものでも高精度で判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る絶縁判定システムの測定対象の構成について説明するための概略図である。
【図２】本発明の実施形態に係る絶縁判定システムの構成について説明するための概略図である。
【図３】図２に示す計器用変圧器ＰＴについて説明するための回路図である。
【図４】図２に示すインバータ回路について説明するための回路図である。
【図５】図２に示す電圧検出装置について説明するための回路図である。
【図６】発電所や変電所に短絡事故が発生した場合の復旧手順について説明するためのフローチャートである。
【図７】コンピュータＰＣを用いた母線の良否判定処理について説明するためのフローチャートである。
【図８】母線の良否判定処理において参照される変換テーブルの構成を示す図である。
【図９】（ａ）は正常時の電圧カーブ、（ｂ）は不良時の各相の電圧カーブを示すグラフ図である。
【図１０】コンピュータＰＣを用いた母線の良否判定処理による判定例について説明するための図である。
【図１１】母線Ｔ相の絶縁性能が不良であることを示すメッセージ画像の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
＜第１実施形態＞
図１を参照して、本発明の実施形態に係る絶縁判定システムの測定対象の構成について説明する。
本実施形態では、発電所や変電所に備えられたＧＩＳ機器の絶縁性能の良否を判定するために行われる試充電に好適な母線試充電装置、及び絶縁判定システムについて説明する。
【００１１】
図１に示す変電所には、母線２、４の間、母線３、５の間にそれぞれトランスＴ１、Ｔ２が備えられている。トランスＴ１と母線２、４との間にはそれぞれ遮断器ＣＢ２、ＣＢ３、トランスＴ２と母線３、５との間にはそれぞれ遮断器ＣＢ４、ＣＢ５が備えられている。母線２、３の間、母線４、５の間には、ラインスイッチＬＳ１、ＬＳ２がそれぞれ備えている。また、図１に示すように、母線２には計器用変圧器ＰＴ（Potential Transformer）の１次側巻線が接続されている。
なお、本実施形態では、図１に示す母線３上の箇所Ｊ点に短絡事故が発生したこととして説明する。
【００１２】
次に、図２を参照して、本発明の実施形態に係る絶縁判定システムについて説明する。
図２に示すように、母線２には計器用変圧器ＰＴの１次側が接続され、計器用変圧器ＰＴの２次側巻線には電圧検出装置２１が接続され、計器用変圧器ＰＴの３次側巻線には遮断器ＣＢ５、ＳＷ１が接続されている。
電圧検出装置２１により検出された検出結果はコンピュータＰＣ１１に出力される。コンピュータＰＣ１１には、モニタ１２が接続されている。また、コンピュータＰＣ１１にはインバータ回路１３が接続されている。インバータ回路１３の出力端子にはスイッチＳＷ１を介して計器用変圧器ＰＴの３次側巻線に接続されている。
【００１３】
図３を参照して、計器用変圧器ＰＴについて説明する。
計器用変圧器ＰＴは、交流電圧の測定範囲を拡大するために使用され、母線２のＲ相、Ｓ相、Ｔ相にそれぞれ対抗した１次側巻線、２次側巻線、３次側巻線を有している。計器用変圧器ＰＴの変成比は、１次側巻線：２次側巻線：３次側巻線＝６６０００／√３：１１０／√３：１００／３である。
１次側巻線は、母線２のＲ相、Ｓ相、Ｔ相にそれぞれ一端が接続され、他端がＧＮＤに共通接地されている。２次側巻線は、１次側巻線に対抗した３つのコイルを有し、それぞれのコイルの一端が出力端子ｂ１、ｂ２、ｂ３に接続され、他端がＧＮＤに共通接地されている。
３次側巻線（オープンデルタ）は、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相のそれぞれに対した３つのコイルを有し、これら３つのコイルが直列接続されている。
計器用変圧器ＰＴは、３次側巻線のａ１、ａ２端子に入力された交流電圧Ｖｉは、２次側巻線において１次側巻線の各相負担分（各相同じの場合）のインピーダンス分圧により１／３となり、２次側巻線に交流電圧が出力される。
本実施形態では、計器用変圧器ＰＴの３次側巻線は、インバータ回路１３から供給される交流電圧が印加され、計器用変圧器ＰＴの２次側巻線で交流電圧を測定しながら、低電圧レベルから逆充電するように構成されている。
【００１４】
図４を参照して、インバータ回路１３について説明する。
インバータ回路（充電装置）１３は、直流交流変換回路であり、計器用変圧器ＰＴの３次側巻線に交流電圧を印加して、計器用変圧器ＰＴの２次側巻線で交流電圧を測定しながら、低電圧レベルから逆充電する。
図４において、インバータ回路１３は、スイッチング回路１４、出力フィルタ回路１５、ＰＷＭ制御回路１６、通信制御部１７を備えている。
【００１５】
バッテリＢは、複数の電池セルからなり、電池セルは直列に接続され、それぞれの電池セルはスイッチＳＷ２の各入力端子に接続されている。
また、スイッチング回路１４は、バッテリＢから出力される直流電力を交流電力に変換する回路であり、高周波リプルを平滑化するリアクトルＬ１とダイオードＤ１〜Ｄ４をそれぞれ直列接続した４個の半導体からなるスイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５をブリッジ形に接続して構成する。ＰＷＭ制御回路１６は、このスイッチング回路１４の各スイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５にスイッチング制御信号（パルス幅変調制御信号）を出力する。
このＰＷＭ制御回路１６は、例えば出力フィルタ回路１５の出力電圧を電圧検出器（図示しない）で検出してフィードバックするフィードバック制御系を有し、出力フィルタ回路１５の出力電圧が通信制御部１７により設定された電圧（３次電圧値）に収束するようにパルス幅を調整した複数組のＰＷＭパルスを各半導体スイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５に供給するものである。
さらに、リアクトルＬ１の出力側でスイッチング回路１４と並列に高周波用半導体からなるスイッチング素子Ｑ１を接続している。
また、出力フィルタ回路１５は、スイッチング回路１４の出力側に接続されるコンデンサＣ２、およびリアクトルＬ２、Ｌ３を備え、高周波成分の少ない出力を得るための逆Ｌ字形となっている。
【００１６】
次に、上述の構成におけるインバータ回路１３の動作概要について説明する。
まず、バッテリＢからスイッチＳＷ２を介して供給される直流電力は、電流平滑用リアクトルＬ１で高周波リプルを平滑化し高周波成分をスイッチング素子Ｑ１に流すと共に平滑な成分をスイッチング回路１４に入力する。
このスイッチング回路１４では、出力状態が適正になるようにＰＷＭ制御回路１６よりパルス幅を調整した複数組のＰＷＭパルスをスイッチング信号として各スイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５に供給する。その結果、スイッチング回路１４からは歪の少ない交流電流が出力されて出力フィルタ回路１５で更に高周波成分を除去されて、端子ａ１、ａ２に接続されている負荷に供給される。
【００１７】
また、本実施形態においては、スイッチング素子Ｑ１のみを高周波スイッチング（数十ｋＨｚ）させ、４個の各スイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５を出力電流の周波数で切りかえる。
ＰＷＭ制御回路１６は、ＰＷＭパルスを発生するのに用いる三角波信号と比較することにより、スイッチング素子Ｑ１のみ高周波スイッチングを行う。
このスイッチング素子Ｑ１がＯＮ状態の場合、スイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５も同時にＯＮとなるが、ダイオードＤ１〜Ｄ４が電流の逆流を防止する。スイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５は例えば商用周波数（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）でスイッチングする。
なお、インバータ回路１３は、簡単な極性反転回路を採用しており、インバータ回路１３の昇圧調整は、通信制御部１７により設定されたＳ値に対応する電圧、すなわち、バッテリＢのセル電圧をＳ値に応じてＳＷ２を切替え、各電池セルを２Ｖステップ毎に電圧範囲２Ｖ〜１００Ｖの間で切替えることで、インバータ回路１３の出力電圧を段階的に昇圧する。この結果、計器用変圧器ＰＴの１次側巻線において、０．５ｋＶ〜２３．６ｋＶの交流電圧を出力することができる。
電池セルの切替時には、無電圧状態が発生するのを防止するため入力部に電圧保持用にコンデンサＣ１を設ける。
本実施形態においては、インバータ回路１３の出力を計器用変圧器ＰＴの３次側巻線に接続しておき、計器用変圧器ＰＴの低圧側より逆充電することで、各相の母線に１／３分圧された交流電圧を印加するように構成する。
【００１８】
次に、図５を参照して、電圧検出装置２１について説明する。
電圧検出装置２１は、整流平滑回路２２と、スイッチＳＷ３と、Ａ／Ｄ変換器２３と、通信制御部２４とを備えている。
整流平滑回路２２は、入力端子ｂ１−Ｇから入力された交流電圧をダイオードＤ５とコンデンサＣ３とで整流平滑し、スイッチＳＷ３の入力端子ｄ１に出力する。同様に、入力端子ｂ２−Ｇ、ｂ３−Ｇから入力された交流電圧を整流平滑し、スイッチＳＷ３の入力端子ｄ１、ｄ２、ｄ３に出力する。
スイッチＳＷ３は、通信制御部２４からの選択信号に応じて、入力信号を切替え出力端子ｅ１に出力する。
Ａ／Ｄ変換器２３は、スイッチＳＷ３から入力された直流電圧をサンプリング周波数でサンプリングして符号化し電圧データを出力する。
通信制御部２４は、コンピュータＰＣ１１との間でデータ通信を行い、ＰＣ１１から受信した選択信号をＳＷ３に出力するとともに、Ａ／Ｄ変換器２３から入力された電圧データをコンピュータＰＣ１１へ送信する。
【００１９】
次に、図６を参照して、発電所や変電所に短絡事故が発生した場合の復旧手順について説明する。
ステップＳ１０では、操作者は、発電所や変電所に備えられた監視モニタを目視確認すること、または警報音を聴取確認することにより、母線に事故が発生したか否かを確認する。
操作者は、母線に事故が発生したことを確認した場合に、ステップＳ１５では、試充電のため母線切り分け操作を行う。すなわち、第１号母線２と第２号母線３とを連結しているラインスイッチＬＳ１を切断する。このとき、リレーＲｙ１、Ｒｙ２、遮断器ＣＢ２、ＣＢ３、ＣＢ５を切断しておく。同時に、スイッチＳＷ１を投入しておき、インバータ回路１３から計器用変圧器ＰＴの３次側巻線に交流電圧を印加可能な状態に設定しておく。
【００２０】
次いで、ステップＳ２０では、インバータ回路１３から計器用変圧器ＰＴを介して第１号母線２に試充電を行う。すなわち、スイッチＳＷ２を切替えてバッテリＢのセル切替を行い、インバータ回路１３から計器用変圧器ＰＴを介した試充電の電圧を変更する。これにより、正常時に計器用変圧器ＰＴの１次側巻線に０．５ｋＶ〜２３．６ｋＶの交流電圧を印加することができる。この時、各相の２次側巻線の電圧を測定しておく。なお、本実施形態では、各相の２次側巻線の電圧は正常であることとして説明する。
次いで、ステップＳ２５では、インバータ回路１３から出力される交流電圧と計器用変圧器ＰＴの３次側巻線を介して第２号母線３に試充電を行う。すなわち、作業者は、ラインスイッチＬＳ１を投入し、第１号母線２と第２号母線３とを連結して一括試充電を行う。スイッチＳＷ２を切替えて、インバータ回路１３の出力電圧を上げていく。この時、各相の２次側巻線の電力を測定しておく。なお、本実施形態では、青相の２次側巻線の電圧が不良であることとして説明する。
【００２１】
ここで、第２号母線３上の例えば個所Ｊ点に短絡が発生している場合を想定する。
印加電圧を上昇した場合に、基準２次電圧ＶｉＲＦと入力電圧Ｖｉ１とに基づく降下率が０．０５以上の場合に、青相不良が発生したこととして判定する。
ステップＳ３０では、モニタ１２の表示画面に表示されているＶ−Ｖカーブに基づいて、第２号母線３の青相に事故が発生したこととして判定される。このとき、最小電圧相が事故母線である（図９（ｂ）参照）。なお、図９（ａ）に正常時の電圧カーブ、（ｂ）に不良時の各相の電圧カーブのグラフ図を示す。
ステップＳ３５では、健全と判断された第１号母線２の復旧を行う。すなわち、リレーＲｙ１、遮断器ＣＢ２、ＣＢ３を投入する。
【００２２】
次に、図７に示すフローチャートを参照して、コンピュータＰＣを用いた母線の良否判定処理について説明する。
まず、操作者は、上述したステップＳ１０に示すように、母線に事故が発生すると試充電のための母線切り分け操作を行なう。すなわち、作業者は、第１号母線２と第２号母線３とを連結しているラインスイッチＬＳ１を切断する。このとき、リレーＲｙ１、Ｒｙ２、遮断器ＣＢ２、ＣＢ３、ＣＢ５をも切断しておく。同時に、スイッチＳＷ１を投入しておき、インバータ回路１３から計器用変圧器ＰＴの３次側巻線に交流電圧を印加可能な状態に設定しておく。
【００２３】
次いで、作業者がコンピュータＰＣ１１を起動すると、ＣＰＵ（図示しない）はハードディスクＨＤ（図示しない）からオペレーティングシステムＯＳを読み出してＲＡＭ（図示しない）上に展開してＯＳを起動する。次いで、ＣＰＵはＯＳ管理下においてＲＡＭからプログラムを読み出し、図７に示すフローチャートの処理内容を含むプログラムを起動する。
次いで、バッテリＢから初期電圧として２Ｖをインバータ回路１３に供給させるために、ステップＳ１１０では、ＣＰＵはバッテリＢから初期電圧を供給させるための選択信号を生成し、インバータ回路１３に設けられたスイッチＳＷ２に選択信号を送信する。
コンピュータＰＣ１１から選択信号を受信したインバータ回路１３の通信制御部１７は、受信した選択信号をスイッチＳＷ２に設定する。この結果、バッテリＢからスイッチＳＷ２を介して初期電圧として２ＶがリアクトルＬ１とコンデンサＣ１との接続点に供給される。同時に、ステップＳ１１０では、ＣＰＵは変数値ＳをＳ＝１に設定する。
【００２４】
次いで、ステップＳ１１５では、ＣＰＵは変数値ＳをＲＡＭに設定し、変換テーブル３１からＳ値に対応する２次電圧値を読み出して３次電圧値に変換処理し、Ｓ値と３次電圧値を付加した起動信号をインバータ回路１３に出力して起動させ、計器用変圧器ＰＴの３次側巻線に交流電圧を印加させる。なお、３次電圧値は、２次電圧値を√３で除算した値である。
コンピュータＰＣ１１からＳ値と３次電圧値を付加された起動信号を受信したインバータ回路１３の通信制御部１７は、Ｓ値と３次電圧値を付加された起動信号をＰＷＭ制御回路１６に出力する。この結果、ＰＷＭ制御回路１６からタイミングが異なるゲート信号がスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ５に出力され、スイッチング素子のオンオフ制御により発生された交流電圧（３次電圧値）がリアクトルＬ２、Ｌ３の出力端子ａ１、ａ２からスイッチＳＷ１を介して、計器用変圧器ＰＴの３次側巻線に印加される。
この際、試充電の対象となる母線に接続されている計器用変圧器ＰＴの３次側巻線に、バッテリＢの初期電圧（Ｓ＝１、１セル、２Ｖ）に対応した交流電圧（０．５ｋＶ）が印加される。なお、バッテリＢからＳＷ２を介して５０セル（１００Ｖ）が供給された場合、インバータ回路１３から計器用変圧器ＰＴの１次側巻線に２３．６ｋＶの交流電圧が印加される。
計器用変圧器ＰＴの３次側巻線（オープンデルタ）はコイルを直列接続した回路構成（図３参照）であるため、１次側巻線の各相負担分のインピーダンス分圧（１／３）により計器用変圧器ＰＴの２次側巻線へ電圧が出力される。
【００２５】
次いで、ステップＳ１２０では、ＣＰＵは計器用変圧器ＰＴの２次側巻線の電圧データＶｉ１〜Ｖｉ３を取得する。すなわち、ＣＰＵは電圧検出要求信号Ｓｉ１〜Ｓｉ３を順次に電圧検出装置２１に出力する。
電圧検出要求信号Ｓｉ１を受信した電圧検出装置２１の通信制御部２４は、電圧検出要求信号Ｓｉ１に応じてスイッチＳＷ３の接点ｄ１−ｅ１を閉結する。そして、計器用変圧器ＰＴの２次側巻線に誘起している交流電圧は、端子ｂ１−Ｇ間に入力し、交流電圧をダイオードＤ５及びコンデンサＣ３により整流平滑して直流電圧を生成し、この直流電圧を抵抗Ｒ１からスイッチＳＷ３の接点ｄ１−ｅ１を介してＡ／Ｄ変換器２３に入力する。Ａ／Ｄ変換器２３は、直流電圧をサンプリングクロックによりサンプリングし、符号化された電圧データＶｉ１に変換して通信制御部２４に出力する。通信制御部２４は、電圧データＶｉ１をコンピュータＰＣ１１に送信する。
同様に、電圧検出要求信号Ｓｉ２、Ｓｉ２を順次に受信した電圧検出装置２１の通信制御部２４は、電圧データＶｉ２、Ｖｉ２を順次にコンピュータＰＣ１１に送信する。
一方、電圧検出装置２１から電圧データＶｉ２、Ｖｉ２を受信したコンピュータＰＣ１１は、電圧データＶｉ２、Ｖｉ２をＲＡＭに記憶する。
【００２６】
次いで、ステップＳ１２５では、ＣＰＵは、変換テーブル３１（図８）からＳ値に対したＶｉＲＦを読み出す。例えば、Ｓ値＝１に対した、基準となる２次電圧ＶｉＲＦ＝０．５Ｖを読み出す。
次いで、ステップＳ１３０では、ＣＰＵは、ＶｉＲＦ−Ｖｉ１、ＶｉＲＦ−Ｖｉ２、ＶｉＲＦ−Ｖｉ３グラフを作成し、モニタ１２に表示する。この結果、作成されたＶｉＲＦ−Ｖｉ１、ＶｉＲＦ−Ｖｉ２、ＶｉＲＦ−Ｖｉ３グラフがモニタ１２に表示する。なお、モニタの表示画面において、縦軸が計器用変圧器ＰＴの２次側巻線の入力電圧であり、横軸が基準となる２次電圧を示す。
【００２７】
次いで、ステップＳ１３５では、ＣＰＵは、Ｖｉ１の降下率α１が０．０５以上か否かを判断する。すなわち、基準２次電圧ＶｉＲＦから入力電圧Ｖｉ１を減算した値に対して、基準２次電圧ＶｉＲＦで除算することで降下率α１を算出する。
α１＝（ＶｉＲＦ−Ｖｉ１）／ＶｉＲＦ
降下率α１が０．０５以上の場合には、ステップＳ１４０に進み、入力電圧Ｖｉ１が大きく降下しているので、母線Ｒ相の絶縁性能が不良であることを示すメッセージ画像を生成してモニタ１２の画面に表示する。
このように、コンピュータＰＣ１１は、電圧降下率αが所定の範囲外になった場合に、母線の絶縁特性が低下状態にある旨を示すメッセージを表示することで、操作者は表示されているメッセージを目視確認することができる。
さらに、ステップＳ１７５に進み、ＣＰＵは、停止信号をインバータ回路１３に出力する。
コンピュータＰＣ１１から停止信号を受信したインバータ回路１３の通信制御部１７は、受信した停止信号をＰＷＭ制御回路１６に出力する。この結果、ＰＷＭ制御回路１６から出力されていたタイミング信号が停止し、インバータ回路１３が停止する。
【００２８】
このように、コンピュータＰＣ１１は、電圧降下率αが所定の範囲外になった場合に、計器用変圧器ＰＴの３次側巻線に印加している交流電圧を停止するための停止信号をインバータ回路１３に送信する。一方、インバータ回路１３は、コンピュータＰＣ１１から停止信号を受信した場合に、計器用変圧器ＰＴの３次側巻線に印加している交流電圧を停止する。これにより、計器用変圧器ＰＴの１次巻線を介して必要以上に第１号母線２に交流電圧を印加することを防止することができる。
同様に、上記降下率α１が０．０５未満（Ｓ１３５  Ｎｏ）の場合には、ステップＳ１４５に進み、基準２次電圧ＶｉＲＦ、入力電圧Ｖｉ２に基づいて降下率α２を算出する。降下率α２が０．０５以上（Ｓ１４５  Ｙｅｓ）の場合には、ステップＳ１５０に進み、母線Ｓ相の絶縁性能が不良であることを示すメッセージ画像を生成してモニタ１２の画面に表示する。さらに、ステップＳ１７５に進む。
【００２９】
同様に、上記降下率α２が０．０５未満（Ｓ１４５  Ｎｏ）の場合には、ステップＳ１４５に進み、基準２次電圧ＶｉＲＦ、入力電圧Ｖｉ３に基づいて降下率α３を算出する。降下率α３が０．０５以上（Ｓ１５５  Ｙｅｓ）の場合には、ステップＳ１６０に進み、母線Ｔ相の絶縁性能が不良であることを示すメッセージ画像を生成してモニタ１２の画面に表示する。さらに、ステップＳ１７５に進む。
なお、図１１は、母線Ｔ相の絶縁性能が不良であることを示すメッセージ画像の一例を示す。
【００３０】
上記降下率α３が０．０５未満（Ｓ１５５  Ｎｏ）の場合には、ステップＳ１６５に進み、ＣＰＵは、変数ＳをインクリメントしてＳ＋１とし、この値を新たな変数値Ｓとして記憶する。
次いで、ステップＳ１７０では、ＣＰＵは、変数Ｓが変数Ｓの最大値に１を加算したＳｍａｘに到達したか否かを判断する。変数ＳがＳｍａｘに到達していない場合（Ｓ１７０  Ｎｏ）には、ステップＳ１１５に戻り、ステップＳ１１５〜Ｓ１７０に示す処理を繰り返す。一方、変数ＳがＳｍａｘに到達している場合（Ｓ１７０  Ｙｅｓ）には、処理を終了する。
【００３１】
このように、インバータ回路１３は、直列接続された複数の電池セルからなるバッテリＢを有し、電池セルの段数をスイッチＳＷ２で選択して直流電源とし、該直流電源の電圧に応じた大きさの交流電圧を生成するように構成する。一方、コンピュータＰＣ１１は、インバータ回路１３に設けられた電池セルの段数を低段数から徐々に上昇するように選択するための選択信号Ｓを生成するように制御し、生成された選択信号Ｓをインバータ回路１３に送信する。これにより、低電圧から徐々に上昇するような交流電圧を計器用変圧器ＰＴの３次側巻線に印加することができ、計器用変圧器ＰＴの１次巻線を介して必要以上に第１号母線２に交流電圧を印加することを防止することができる。
【００３２】
このように、計器用変圧器ＰＴは、１次側巻線、２次側巻線、３次側巻線を備え、第１号母線２に対して１次側巻線を接続しておき、低電圧から徐々に上昇可能な交流電圧をインバータ回路１３が計器用変圧器ＰＴの３次側巻線に印加し、計器用変圧器ＰＴの２次側巻線に誘導された電圧の大きさに対応する電圧値を電圧検出装置２１で検出し、コンピュータＰＣ１１が電圧検出装置２１により検出された電圧値に基づいて、所定の基準電圧値よりも降下したことを示す電圧降下率を算出し、該電圧降下率が所定の範囲（０．０５）外にある場合に、第１号母線２の絶縁特性が低下状態にあると判定する。
これにより、低電圧から徐々に上昇可能に生成された交流電圧を計器用変圧器を介して母線に印加し、計器用変圧器から検出された電圧が基準電圧よりも降下したことを示す電圧降下率を算出し、該電圧降下率が所定の範囲外になった場合に母線の絶縁性能が低下状態にあると判定することで、母線や計器用変圧器の健全性を確保しながら、母線の絶縁性能が低下状態にあるか否かを高精度で判定することができる。
この結果、母線事故時にＧＩＳ機器の試充電が高電圧で可能となり、試充電による系統の影響がなくなり、試充電の回数制限が発生せず、各相の抵抗バランス（負担）を測定するためＧＩＳ機器の絶縁特性が高いものでも高精度で判定することができる。
【００３３】
次に、母線に接続された計器用変圧器ＰＴが１台のみである場合、第１号母線２の絶縁特性を測定した後に、ラインスイッチＬＳ１を投入して第１号母線２と第２号母線３とを連結し、ＰＣ１１により第１号母線２と第２号母線３との合計の絶縁特性を測定する。
【００３４】
次に、図１０に示す表を参照して、判定例について説明する。
図１０において、計器用変圧器ＰＴの１次側巻線において、印加している交流電圧が２３．６ｋＶまで昇圧した場合の２次側巻線の電圧、２次側巻線の電圧の判定を示している。
第１号母線２に対して行った判定では、２次側巻線の電圧は赤相２３．６Ｖで「○」、白相２３．６Ｖで「○」、青相２３．６Ｖで「○」であった。
これに対して、第２号母線３に対して行った判定では、２次側巻線の電圧は赤相２７．１Ｖで「○」、白相２４．７Ｖで「○」、青相１８．９Ｖで「×」であった。
【００３５】
判定方法としては、３次側巻線に印加している交流電圧を昇圧して行き、１次巻線の各相の負担分の電圧バランスが基準値の５％以上となれば電圧の昇圧を停止する。次いで、最大印加電圧の１号母線と１−２号母線の各電圧を比較して、低い方の母線を不良母線と判定する。このとき、母線特性カーブも参考とする。
第１号母線２の測定した区間と、第１号母線２と第２号母線３とを連結した区間との降下電圧を相対的に判定して最低電圧相、すなわち、インピーダンスが最も低い箇所を事故区間として自動判定する。
原因としては、ＧＩＳ機器の内部に存在する不活性ガス中に導電性のものが発生するためインピーダンスが低下することが考えられる。
このように、母線は、複数の母線系統からなり、計器用変圧器ＰＴが接続されている第１号母線２が健全状態にある場合に、第１号母線２に接続されている母線系統を近傍から遠方へ段階的に接続するようにラインスイッチ（例えば、ＬＳ１）が投入されたときに、コンピュータＰＣ１１により第１号母線２に接続されている母線系統（例えば、第２号母線３）の絶縁特性の低下状態を判定することで、健全母線を確認した後に、当該健全母線に未確認の母線を接続し、新たに接続した未確認の母線の絶縁性能が低下状態にあるか否かを高精度で判定することができる。
【００３６】
図１０に示す事例の場合、第１号母線２の青相の電圧が最低電圧（負担増）となるため第１号母線２の青相が不良状態にあると判定する。
なお、インバータ回路１３により計器用変圧器ＰＴの３次側巻線に試充電される交流電圧は、低電圧から徐々に上昇するようにして印加するため、ＧＩＳ機器に損傷を与えるほど電流は流れない。また、ＧＩＳ機器にヒューズを有する保護回路を設置するのが好ましい。
【００３７】
従来の方法にあっては、ガス密閉装置の試充電は、内部故障が懸念されるため分解して内部を確認し、ガス分析の結果を見て試充電が可能か否かを判定していたため長時間を要した。また、試充電により機械を損傷する恐れがあった。
これに対して、本実施形態によれば、低電圧から徐々に上昇するように生成された交流電圧を計器用変圧器を介して母線に印加し、計器用変圧器から検出された電圧が基準電圧よりも降下したことを示す電圧降下率を算出し、該電圧降下率が所定の範囲外になった場合に、母線の絶縁性能が低下状態にあると判定する。
このため、母線事故時に、高電圧でＧＩＳ機器の試充電を行うことができる。
ＧＩＳ機器の試充電による母線系統への影響がなくなり、試充電の回数制限が発生しないという利点がある。
母線の各相の抵抗バランスを測定するため、ＧＩＳ機器の絶縁特性が高いものでも精度が高く判定することができる。
本実施形態の絶縁判定システムは、ＧＩＳ機器以外の機器にも適用可能であり、線路の試充電にも活用可能である。
【００３８】
＜第２実施形態＞
第１実施形態では、ステップＳ１３５において、ＣＰＵは、Ｖｉ１の降下率α１が０．０５以上か否かを判断するように構成されている。
これに対して、第２実施形態では、コンピュータＰＣ１１は、電圧検出装置２１により検出された一の相の電圧値（例えば、Ｖｉ１）と他の相の電圧値（例えば、Ｖｉ３）との差分値ΔＶ（ΔＶ＝Ｖｉ１−Ｖｉ３）が所定の電圧範囲（例えば、Ｓ値が１の場合は０．０６Ｖ、Ｓ値が１４の場合は１．２Ｖ）よりも大きい場合に母線に絶縁特性の低下状態にあると判定するように構成してもよい。所定の電圧範囲は、変換テーブル３１に記載した２次電圧に０．０５を乗じた値が好ましい。
【００３９】
＜第３実施形態＞
第１実施形態では、ステップＳ１２５において、変換テーブル３１（図８）からＳ値に対したＶｉＲＦを読み出し、ステップＳ１３５において、基準２次電圧ＶｉＲＦから入力電圧Ｖｉ１を減算した値に対して、基準２次電圧ＶｉＲＦで除算することで降下率α１を算出するように構成されている。
これに対して、第３実施形態では、インバータ回路１３は、計器用変圧器ＰＴの３次側巻線に印加された交流電圧の電圧値を測定するための測定回路を備え、コンピュータＰＣ１１は、電圧検出装置２１により検出された一の相の電圧値と、上記測定回路により測定された電圧値のとの差分値が所定の範囲よりも大きい場合に母線に絶縁特性の低下状態にあると判定するように構成してもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１…絶縁判定システム、２…第１号母線、３…第２号母線、１１…コンピュータＰＣ、１２…モニタ、１３…インバータ回路、１４…スイッチング回路、１５…出力フィルタ回路、１６…ＰＷＭ制御回路、１７…通信制御部、２１…電圧検出装置、２２…整流平滑回路、２３…Ａ／Ｄ変換器、２４…通信制御部、３１…変換テーブル、ＣＢ５…遮断器、ＬＳ１…ラインスイッチ、ＰＴ…計器用変圧器、Ｒｙ１…リレー、Ｒｙ２…リレー、ＳＷ１…スイッチ、ＳＷ２…スイッチ、ＳＷ３…スイッチ、Ｔ１…トランス、Ｔ２…トランス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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