(57)【要約】【課題】可搬型計測装置による対地絶縁抵抗の測定を容易に実行することが可能な絶縁監視システムを提供する。【解決手段】  固定型計測装置１０１では、Ｂ種設置線に商用周波数と異なる周波数の監視信号を重畳し、この監視信号の電圧を測定し、且つＢ種接地線に流れる電流をＺＣＴ１１にて検出し、検出した電流から監視信号の周波数成分を取り出す。そして、この周波数成分の電圧と監視信号の電圧に基づいて、Ｉgrを演算し、漏れ電流を測定する。また、監視信号の電圧を可搬型計測装置１０２に送信する。可搬型計測装置１０２では、受信した電圧信号と、ＺＣＴ２１で検出した電流に基づいて、Ｉgrを測定する。従って、可搬型計測装置１０２では電圧を測定する必要がないので、測定時の操作性を向上させることができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受電変圧器のＢ種接地線に流れる電流を検出して、前記受電変圧器の低圧側電路の絶縁抵抗を測定する固定型計測装置と、前記受電変圧器の低圧側電路に流れる電流を検出して絶縁抵抗を測定する可搬型計測装置と、を備えた絶縁監視システムであって、
前記固定型計測装置は、
前記Ｂ種接地線に、商用周波数と相違する周波数の監視信号を重畳する監視信号重畳手段と、
前記受電変圧器の低圧側電路及び大地を介して前記Ｂ種接地線に環流する漏れ電流を検出する固定型電流検出手段と、
前記監視信号の電圧を測定する電圧測定手段と、
前記監視信号の電圧と、前記固定型電流検出手段にて検出される電流に基づいて該電流の抵抗成分を測定する固定型Ｉgr測定手段と、
前記電圧測定手段で測定された前記監視信号の電圧を電圧信号として出力する出力手段と、を備え、
前記可搬型計測装置は、
前記電圧信号を入力する入力手段と、
前記低圧側電路の所望位置を流れる電流を検出する可搬型電流検出手段と、
前記電圧信号と、前記可搬型電流検出手段にて検出された電流に基づいて、該電流の抵抗成分を検出する可搬型Ｉgr測定手段と、
前記可搬型Ｉgr測定手段にて測定された抵抗成分を表示する表示手段と、
を備えたことを特徴とする絶縁監視システム。
【請求項２】
前記可搬型計測装置は、該可搬型計測装置及び前記固定型計測装置の少なくとも一方に対して着脱可能な接続電線により接続され、該接続電線を介して前記出力手段から前記入力手段へ電圧信号が送信されることを特徴とする請求項１に記載の絶縁監視システム。
【請求項３】
前記固定型計測装置は、前記出力手段より出力される電圧信号を無線で送信する送信手段を更に備え、前記可搬型計測装置は、前記送信手段より送信される電圧信号を受信する受信手段を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の絶縁監視システム。
【請求項４】
前記出力手段より出力する電圧信号は、前記監視信号の電圧の振幅、及び位相を含むことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の絶縁監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受電変圧器の低圧側電路における対地絶縁抵抗を、該電路と大地を介してＢ種接地線に環流する漏れ電流により監視する絶縁監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
受電変圧器の低圧側電路には、工場の機械設備、或いは一般家庭用のパソコン等の様々な負荷が接続されているので、低圧側電路に漏電が生じた場合にはこれをいち早く検出する必要がある。そこで、従来より、例えば、特開平１０−１０１８４号公報（特許文献１）に記載されているように、Ｂ種接地線に絶縁監視装置を接続して、Ｂ種接地線に流れる電流を測定し、この電流の抵抗成分を抽出しＩgr方式により対地絶縁抵抗を求めている。即ち、Ｂ種接地線に商用周波数と相違する周波数の監視信号を重畳し、この監視信号による電流を測定し、この測定電流に基づいて対地絶縁抵抗を求めている。
【０００３】
しかしながら、上述した特許文献１に開示された従来例に開示された絶縁監視装置では、Ｂ種接地線に環流する漏れ電流を検出することができるが、低圧側電路の下流側にて電路が複数の系統に分岐している場合には、複数系統の電路のうちのどの電路で漏電が生じているかを特定することができない。このため、可搬型計測装置を用いて、下流側の各電路における漏れ電流を測定し、漏電が生じている電路を特定している。
【０００４】
ここで、可搬型計測装置では、Ｉgr方式を採用するために、電路に生じる電圧の位相を測定する必要がある。従って、クリップ等の接続部材を電路のプラス極、及びマイナス極に接続し、電圧を測定している。このため、電流が流れている電線（活線）にワニ口のクリップを接続する等の、注意を要する作業を行わなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１０１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、従来における絶縁監視装置では、Ｂ種接地線に漏れ電流が流れていることが検出された際には、可搬型計測装置を用いて下流側の電線に流れる漏れ電流を検出する必要があり、この際電圧を測定するために、活線にクリップを接続する等の注意を要する作業が必要になるという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、可搬型計測装置による対地絶縁抵抗の測定を容易に実行することが可能な絶縁監視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】
【０００８】
上記目的を達成するため、本願請求項１に記載の発明は、受電変圧器のＢ種接地線に流れる電流を検出して、前記受電変圧器の低圧側電路の絶縁抵抗を測定する固定型計測装置（１０１）と、前記受電変圧器の低圧側電路に流れる電流を検出して絶縁抵抗を測定する可搬型計測装置（１０２）と、を備えた絶縁監視システムであって、前記固定型計測装置は、前記Ｂ種接地線に、商用周波数と相違する周波数の監視信号を重畳する監視信号重畳手段（例えば、重畳トランスＴＲ２）と、前記受電変圧器の低圧側電路及び大地を介して前記Ｂ種接地線に環流する漏れ電流を検出する固定型電流検出手段（例えば、ＺＣＴ１１）と、前記監視信号の電圧を測定する電圧測定手段（例えば、電圧測定回路１５）と、前記監視信号の電圧と、前記固定型電流検出手段にて検出される電流に基づいて該電流の抵抗成分を測定する固定型Ｉgr測定手段（例えば、Ｉgr演算回路１６）と、前記電圧測定手段で測定された前記監視信号の電圧を電圧信号として出力する出力手段（例えば、出力回路１８）と、を備え、前記可搬型計測装置は、前記電圧信号を入力する入力手段（例えば、入力回路２６）と、前記低圧側電路の所望位置を流れる電流を検出する可搬型電流検出手段（例えば、ＺＣＴ２１）と、前記電圧信号と、前記可搬型電流検出手段にて検出された電流に基づいて、該電流の抵抗成分を検出する可搬型Ｉgr測定手段（例えば、Ｉgr演算回路２４）と、前記可搬型Ｉgr測定手段にて測定された抵抗成分を表示する表示手段（例えば、探査結果表示器２５）と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、前記可搬型計測装置は、該可搬型計測装置及び前記固定型計測装置の少なくとも一方に対して着脱可能な接続電線（例えば、接続電線４１）により接続され、該接続電線を介して前記出力手段から前記入力手段へ電圧信号が送信されることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記固定型計測装置は、前記出力手段より出力される電圧信号を無線で送信する送信手段（例えば、送信回路１９）を更に備え、前記可搬型計測装置は、前記送信手段より送信される電圧信号を受信する受信手段（例えば、受信回路２８）を更に備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、前記出力手段より出力する電圧信号は、前記監視信号の電圧の振幅、及び位相を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る絶縁監視システムでは、固定型計測装置で検出された電圧信号を可搬型計測装置に出力するので、可搬型計測装置を用いて漏れ電流を測定する際に、活線にクリップを接続する等の注意を要する作業を行う必要が無い。従って、操作性を向上させることができる。
【００１３】
また、固定型計測装置と可搬型計測装置との間を接続電線により接続する構成とすることにより、容易に着脱することが可能となる。更に、固定型計測装置と可搬型計測装置との間を送信手段、及び受信手段により無線で接続することにより、可搬型計測装置を離れた位置で使用することが可能となる。
【００１４】
また、固定型計測装置から可搬型計測装置へ電圧の振幅、及び位相を送信することにより、可搬型計測装置にてＩgrを高精度に演算することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る絶縁監視システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る絶縁監視システムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
［第１実施形態の説明］
図１は、本発明の第１実施形態に係る絶縁監視システムの構成を示すブロック図である。図１に示すように、この絶縁監視システム１００は、例えば配電盤室等に設置される固定型計測装置１０１と、操作者が持ち歩くことが可能な可搬型計測装置１０２から構成されている。
【００１８】
固定型計測装置１０１は、受電変圧器ＴＲ１の低圧側配線に接続されるＢ種接地線Ｌ１に流れる電流（大地を介して環流する電流）を検出するＺＣＴ１１（零相変流器；固定型電流検出手段）と、Ｂ種接地線Ｌ１に重畳する監視信号（交流信号）を生成する監視信号発生器１２と、該監視信号発生器１２で生成された監視信号をＢ種接地線Ｌ１に重畳する重畳トランス（監視信号重畳手段）ＴＲ２と、を備えている。監視信号は、例えば、１２．５［Ｈz］等の商用周波数と相違する周波数の交流信号である。
【００１９】
更に、ＺＣＴ１１で検出される電流信号を増幅するアンプ１３と、増幅後の電流信号から、監視信号の周波数成分信号Ｉｇを取り出す帯域通過フィルタ１４と、重畳トランスＴＲ２にて重畳される監視信号の電圧を測定する電圧測定回路１５（電圧測定手段）と、帯域通過フィルタ１４にて取り出された電流信号と電圧測定回路１５にて検出される電圧信号に基づいて、電流信号に含まれる抵抗成分（Ｉgr信号）を求めるＩgr演算回路１６（固定型Ｉgr測定手段）と、を備えている。なお、電圧測定回路１５は、Ｄ種接地線に接続されている。
【００２０】
更に、Ｉgr演算回路１６にて検出された電流値に基づいて求められる対地絶縁抵抗と、予め設定した絶縁抵抗閾値を比較し、測定された対地絶縁抵抗が絶縁抵抗閾値を上回った場合に警報信号を出力する警報回路１７を備えている。また、Ｉgr演算回路１６で検出されたＩgr信号、電圧測定回路１５で測定された電圧信号、及び警報回路１７より出力される警報信号を出力する出力回路１８（出力手段）と、出力回路１８の出力信号を可搬型計測装置１０２側へ送信するための端子Ｔ１を備えている。
【００２１】
受電変圧器ＴＲ１の低圧側電路Ｌ２，Ｌ３は、下流側にて２系統に分岐しており、このうち一方の分岐線は負荷３１に接続され、他方の分岐線は負荷３２に接続されている。なお、本実施形態では煩雑さを回避するために、２系統の負荷回路のみを記載しているが、一般的には３系統以上の多数の負荷回路が接続されている。
【００２２】
一方、可搬型計測装置１０２は、操作者が携行して持ち歩くことが可能な可搬型とされている。そして、該可搬型計測装置１０２は、受電トランスＴＲ１における低圧側電路の所望位置の電流を測定するＺＣＴ２１（可搬型電流検出手段）と、該ＺＣＴ２１で検出される電流信号を増幅するアンプ２２と、増幅後の電流信号から、監視信号の周波数成分（例えば、１２．５［Ｈｚ］）を取り出す帯域通過フィルタ２３と、出力回路１８より出力される信号を取得する入力回路２６（入力手段）と、帯域通過フィルタ２３にて取り出された電流信号と入力回路２６を介して取得される電圧信号に基づいて、電流信号に含まれる抵抗成分（Ｉgr信号）を求めるＩgr演算回路２４（可搬型Ｉgr測定手段）と、を備えている。
【００２３】
更に、Ｉgr演算回路２４にて検出された電流値を表示する探査結果表示器２５と、入力回路２６にて入力された各種の信号を表示するデータ表示器２７と、を備えている。また、入力回路２６は、端子Ｔ２に接続されている。従って、端子Ｔ１，Ｔ２間を接続電線４１を用いて連結することにより、出力回路１８より出力される各種の信号を入力回路２６に送信することが可能となる。
【００２４】
次に、上述した第１実施形態に係る絶縁監視システム１００の作用について説明する。本実施形態では、固定型計測装置１０１にてＢ種接地線Ｌ１に流れる漏れ電流を測定し、この漏れ電流に基づいて、低圧側電路の対地絶縁抵抗を求める。そして、対地絶縁抵抗が絶縁抵抗閾値よりも低い場合（漏れ電流が大きい場合）には、可搬型計測装置１０２を用いて、どの負荷に接続されている回路から漏れ電流が生じているかを探査し、漏れ電流の原因を究明する作業に役立てる。
【００２５】
初めに、固定型計測装置１０１の監視信号発生器１２は、例えば、１２．５［Ｈｚ］の交流信号を発生し、該交流信号を重畳トランスＴＲ２よりＢ種接地線Ｌ１に重畳する。この交流信号の電圧は、電圧測定回路１５にて測定され、該電圧の位相、及び電圧レベル（振幅）はＩgr演算回路１６に出力される。また、Ｂ種接地線Ｌ１に重畳した電流は、低圧側電路、大地を経由してＢ種接地線Ｌ１に流れることとなる。
【００２６】
一方、ＺＣＴ１１では、Ｂ種接地線Ｌ１に流れる電流が検出され、検出された電流信号は、帯域通過フィルタ１４により不要な周波数帯域の信号が除去される。本実施形態では、監視信号の周波数である１２．５［Ｈｚ］近傍の周波数成分のみが取り出され、それ以外の周波数成分が除去される。
【００２７】
帯域通過フィルタ１４を通過した電流信号は、Ｉgr演算回路１６に供給され、該Ｉgr演算回路では、この電流信号と、電圧測定回路１５にて測定された電圧信号の位相、及び電圧レベルに基づいて、電流の抵抗成分Ｉgr（漏れ電流の電圧と同位相となる成分）を演算する。つまり、電流信号のリアクタンス成分が除去される。
【００２８】
そして、この抵抗成分Ｉgrが予め設定した絶縁抵抗閾値よりも低い場合には、低圧側回路の絶縁状態が劣化し、対地絶縁抵抗が低くなっているものと判断し、警報回路１７にて警報信号を出力する。この警報信号は、図示省略の表示器やスピーカに出力され、視覚的、或いは聴覚的な信号により、操作者に通知する。これにより、操作者は、受電トランスＴＲ１の低圧側にて絶縁抵抗が低くなっていることを知ることができる。
【００２９】
この際、操作者は、受電変圧器ＴＲ１の下流側にて漏電が発生していることを認識できるが、低圧側電路の下流側が複数系統に分岐している場合（図１の例では２系統に分岐している）には、具体的にどの負荷に接続される電路にて絶縁抵抗が劣化しているかを認識することができない。そこで、本実施形態では、可搬型計測装置１０２を用いることにより、電流検出位置を適宜設定しながら、絶縁抵抗が劣化している電路を探索する。
【００３０】
この操作では、操作者は、端子Ｔ１，Ｔ２間に接続電線４１を接続し、可搬型計測装置１０２を固定型計測装置１０１に連結する。すると、Ｉgr演算回路１６で求められた抵抗成分Ｉgr、及び電圧測定回路１５で測定された電圧信号（電圧レベル、及び位相）、及び警報回路１７より出力される警報信号は、出力回路１８から、接続電線４１を経由して可搬型計測装置１０２の入力回路２６に供給される。そして、これらの信号は、データ表示器２７にて表示される。従って、可搬型計測装置１０２を携行する操作者は、該可搬型計測装置１０２のデータ表示器２７にて、抵抗成分Ｉgrのレベル、警報データを認識することができる。更に、入力回路２６に供給された電圧信号（電圧レベル、位相）は、Ｉgr演算回路２４に供給される。
【００３１】
他方、可搬型計測装置１０２では、任意の位置にＺＣＴ２１を設定することができるので、操作者は、所望の電路にＺＣＴ２１を設定して電流を検出する。該ＺＣＴ２１で検出された電流は、アンプ２２で増幅され、その後、帯域通過フィルタ２３により不要な周波数成分（１２．５［Ｈｚ］近傍以外の周波数成分）が除去され、Ｉgr演算回路２４に供給される。
【００３２】
Ｉgr演算回路２４では、帯域通過フィルタ２３より出力された電流信号と、入力回路２６より出力された電圧レベルデータ、及び位相に基づいて、電流の抵抗成分Ｉgrを求める。そして、この抵抗成分Ｉgrが予め設定した絶縁抵抗閾値よりも低い場合には、この電路の絶縁抵抗が劣化しているものと判断する。そして、この探査結果は、探査結果表示器２５（表示手段）にて表示される。例えば、図１に示す電路Ｌ２，Ｌ３にて絶縁抵抗が劣化していることが検出された場合には、その下流側の系統である電路Ｌ２a，Ｌ３aにＺＣＴ２１を接続してして電流を測定することにより、下流側電路のどの系統で絶縁抵抗の劣化が発生しているかを探査することができる。
【００３３】
このようにして、本実施形態に係る絶縁監視システム１００では、固定型計測装置１０１にて低圧側電路の絶縁抵抗を測定し、絶縁抵抗の劣化が発生しているものと判断された場合には、可搬型計測装置１０２を用いることにより、どの系統にて絶縁抵抗の劣化が発生しているかをいち早く探査することができる。
【００３４】
また、可搬型計測装置１０２を使用する際には、接続電線４１を用いて端子Ｔ１，Ｔ２間を接続することにより、固定型計測装置１０１で測定された電圧信号が可搬型計測装置１０２に送信されるので、可搬型計測装置１０２では電圧を検出することなく、電圧レベル、及び位相を認識することができる。従って、操作者は、接続用のクリップを電線に接続する等の、注意を要する作業を割愛することができる。
【００３５】
また、可搬型計測装置１０２にて電圧レベルを認識することができるので、電圧レベル設定を自動で行うことができる。即ち、従来における可搬型計測器では、測定対象となる電路の電圧（例えば、１００Ｖ、２００Ｖ、６００Ｖ等）を設定する必要があり、操作者がこの設定操作を間違った場合（例えば、電圧が２００Ｖのときに、１００Ｖと設定した場合）には、対地絶縁抵抗の測定結果が異なった数値となってしまう。これに対して、本実施形態では、接続電線４１を介して可搬型計測装置１０２に電圧信号が供給されるので、誤設定の発生を防止することができるようになる。
【００３６】
なお、上述した実施形態では、固定型計測装置１０１に端子Ｔ１を設け、可搬型計測装置１０２に端子Ｔ２を設け、これらの間を接続電線４１を用いて接続する例について説明したが、本発明はこれに限定されず少なくとも一方が着脱可能であれば良い。例えば、可搬型計測装置１０２に接続電線４１を固定しておき、必要に応じて該接続電線を端子Ｔ１に接続するようにしても良い。
【００３７】
［第２実施形態の説明］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図２は、第２実施形態に係る絶縁監視システムの構成を示すブロック図である。図２に示す絶縁監視システム１００ａは、前述した図１に示した絶縁監視システム１００と対比して、固定型計測装置１０１ａに送信回路１９（送信手段）が設けられ、可搬型計測装置１０２ａに受信回路２８（受信手段）が設けられており、送信回路１９と、受信回路２８との間で通信を行うことにより、出力回路１８より出力される各種のデータを、可搬型計測装置１０２の入力回路２６に供給している。また、端子Ｔ１，Ｔ２を備えていない点で図１に示したシステムと相違する。
【００３８】
それ以外の構成は、前述した図１に示す回路と同様である。そして、第２実施形態に係る絶縁監視システム１００ａでは、固定型計測装置１０１ａより出力される各種のデータを、無線により可搬型計測装置１０２ａに供給する構成としているので、移動範囲を広げることができる。
【００３９】
このようにして、第２実施形態に係る絶縁監視システム１００ａでは、前述した第１実施形態と同様の効果を達成できると共に、送信回路１９、及び受信回路２８を設けることにより、固定型計測装置１０１ａより出力される各種のデータを、無線により可搬型計測装置１０２ａに送信することができるので、接続電線４１により接続する必要がなく、操作性を向上させることができる。
【００４０】
また、接続電線４１を使用しないので、可搬型計測装置１０２ａを固定型計測装置１０１ａから離れた位置に移動して使用することができるようになり、可搬型計測装置１０２ａを用いて対地絶縁抵抗を測定する際の融通性を高めることが可能となる。
【００４１】
以上、本発明の絶縁監視システム１００，１００ａを図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。
【００４２】
例えば、上述した第１，第２実施形態では、重畳トランスＴＲ２にて重畳する監視信号の周波数を１２．５［Ｈｚ］としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、商用周波数（日本では５０，６０［Ｈｚ］）と相違する他の周波数を用いることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、低圧側電路の絶縁状態を監視することに利用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１１  ＺＣＴ
１２  監視信号発生器
１３  アンプ
１４  帯域通過フィルタ
１５  電圧測定回路
１６  Ｉgr演算回路
１７  警報回路
１８  出力回路
１９  送信回路
２１  ＺＣＴ
２２  アンプ
２３  帯域通過フィルタ
２４  Ｉgr演算回路
２５  探査結果表示器
２６  入力回路
２７  データ表示器
２８  受信回路
３１，３２  負荷
４１  接続電線
１００，１００ａ  絶縁監視システム
１０１，１０１ａ  固定型計測装置
１０２，１０２ａ  可搬型計測装置
ＴＲ１  受電トランス
ＴＲ２  重畳トランス
Ｌ１  Ｂ種接地線
【図１】
2014092386.tif 000003
【図２】
2014092386.tif 000004