(57)【要約】【課題】低圧電路の対地電圧を計測するための専用の電圧入力回路を不要にして高い精度で位相差設定ができ、絶縁劣化監視チャンネル数を増やすこともできる。【解決手段】監視対象となる変圧器ＴＲ１，ＴＲ２の低圧電路側の接地線電流を検出する絶縁監視装置１は、低圧電路の対地電圧と制御電源の電圧との位相差を予め設定し、制御電源電圧の位相を設定された位相差でシフトして求める対地電圧位相を基準にして低圧電路の接地線電流の有効分電流を抽出し、この有効分電流の大きさで低圧電路の絶縁劣化（漏電）を監視する。プローブによって抵抗２（またはコンデンサ）に低圧電路の対地電圧を印加し、抵抗に流れる電流を低圧電路から取り外した、零相変流器ＺＣＴ２の一次入力電流にし、この零相変流器で入力される電流から低圧電路の対地電圧位相を求め、この対地電圧と制御電源電圧の位相差を求める。【選択図】図１
2008008823.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視対象となる低圧電路の接地線電流を検出する零相変流器と、前記零相変流器が検出した接地線電流を取り込む電流入力回路および低圧電路から制御電源を取り込む制御電源入力回路を有する絶縁監視装置とを備え、
前記絶縁監視装置は、低圧電路の対地電圧と制御電源の電圧との位相差φが予め設定され、制御電源電圧の位相を前記位相差φで位相シフトして低圧電路の対地電圧位相を求め、この対地電圧位相を基準にして前記零相変流器で検出する低圧電路の接地線電流の有効分電流を抽出し、この有効分電流の大きさで低圧電路の絶縁劣化（漏電）を監視する低圧電気設備の絶縁監視方式であって、
絶縁監視前に、抵抗またはコンデンサに前記低圧電路の対地電圧を印加し、該抵抗またはコンデンサに流れる電流を、前記低圧電路から取り外した１つの前記零相変流器の一次側に貫通させるプローブと、
前記絶縁監視装置は、前記零相変流器から入力される前記抵抗またはコンデンサに流れる電流から前記低圧電路の対地電圧位相を求め、この対地電圧位相と前記制御電源電圧位相から前記位相差φを求める演算手段を備えたことを特徴とする低圧電気設備の絶縁監視方式。
【請求項２】
監視対象となる低圧電路が複数存在し、電流入力チャンネルと零相変流器も監視対象電路の数Ｎ分設け、電流入力チャンネル毎に対地電圧と制御電源の位相差φNを設定する場合、前記プローブを低圧電路Ｎに接続し、これを当該の電路を監視するための零相変流器Ｎの一次側に貫通させ、この時の電流位相から低圧電路の電圧位相を求め、これと制御電源電圧の位相差φNを当該チャンネル（ＣＨ−Ｎ）の前記位相差φとして設定する手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の低圧電気設備の絶縁監視方式。
【請求項３】
前記零相変流器は、前記絶縁監視装置の代表の１つの電流入力チャンネルに接続した状態で、プローブのみを複数の低圧電路Ｎに切り替えて前記位相差φを求め、かつ、切り替えた時に当該低圧電路を監視する電流入力チャンネルとの関連を示す手段を備えることでチャンネル毎の位相差φNを設定することを特徴とする請求項１に記載の低圧電気設備の絶縁監視方式。
【請求項４】
前記絶縁監視装置は、前記制御電源電圧Ｖｓと、低圧電路の接地線電流Ｉ0と、前記電圧Ｖｓと接地線電流Ｉ0の位相差θと、制御電源電圧と低圧電路の対地電圧との位相差φから、以下の演算、
Ｉ0ｒ＝ｃｏｓφ・｜Ｖｓ｜｜Ｉ0｜ｃｏｓθ＋ｓｉｎφ・｜Ｉ0｜ｓｉｎθ
＝｜Ｉ0｜ｃｏｓ（θ−φ）
によって、前記有効分電流Ｉ0ｒを求める演算手段を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の低圧電気設備の絶縁監視方式。
【請求項５】
監視対象となる低圧電路の接地線電流を検出する零相変流器と、前記零相変流器が検出した接地線電流を取り込む電流入力回路および低圧電路から制御電源を取り込む制御電源入力回路を有する絶縁監視装置とを備え、
前記絶縁監視装置は、低圧電路の対地電圧と制御電源の電圧との位相差φが予め設定され、制御電源電圧の位相を前記位相差φで位相シフトして低圧電路の対地電圧位相を求め、この対地電圧位相を基準にして前記零相変流器で検出する低圧電路の接地線電流の有効分電流を抽出し、この有効分電流の大きさで低圧電路の絶縁劣化（漏電）を監視する低圧電気設備の絶縁監視方法であって、
前記零相変流器の１つを低圧電路の接地線から一旦取り外し、
抵抗またはコンデンサに前記低圧電路の対地電圧を印加するプローブによって、該抵抗またはコンデンサに流れる電流を前記取り外した零相変流器の一次入力電流とし、
前記絶縁監視装置は、前記零相変流器から入力される前記抵抗またはコンデンサに流れる電流から前記低圧電路の対地電圧位相を求め、この対地電圧位相と前記制御電源電圧位相から前記位相差φを求めることを特徴とする低圧電気設備の絶縁監視方法。
【請求項６】
監視対象となる低圧電路が複数存在し、電流入力チャンネルと零相変流器も監視対象電路の数Ｎ分設け、電流入力チャンネル毎に対地電圧と制御電源の位相差φNを設定する場合、前記プローブを低圧電路Ｎに接続し、これを当該の電路を監視するための零相変流器Ｎの一次側に貫通させ、この時の電流位相から低圧電路の電圧位相を求め、これと制御電源電圧の位相差φNを当該チャンネル（ＣＨ−Ｎ）の前記位相差φとして設定することを特徴とする請求項５に記載の低圧電気設備の絶縁監視方法。
【請求項７】
前記零相変流器は、前記絶縁監視装置の代表の１つの電流入力チャンネルに接続した状態で、プローブを複数の低圧電路Ｎに切り替えて前記位相差φを求め、かつ、切り替えた時に当該低圧電路を監視する電流入力チャンネルとの関連を示す情報を付加してチャンネル毎の位相差φNを設定することを特徴とする請求項５に記載の低圧電気設備の絶縁監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視対象となる低圧電路の対地電圧に対する接地線電流の有効分電流の大きさで低圧電路の絶縁劣化（漏電）を監視する低圧電気設備の絶縁監視方式および方法に係り、特に低圧電路の対地電圧と低圧電路から取り込む制御電源の電圧との位相差を絶縁監視装置内に予め設定し、絶縁監視装置は制御電源電圧の位相を設定位相差でシフトして低圧電路の対地電圧位相を求め、この電圧位相を基準にして低圧電路の接地線電流の有効分電流を抽出するための電圧位相差設定方式および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
１００Ｖ，２００Ｖ電灯回路、２００Ｖ，４００Ｖ動力回路などの「低圧電気設備」の絶縁監視には、Ｉ0（アイゼロ）方式、Ｉｇｒ（アイジーアール）方式、Ｉ0ｒ（アイゼロアール）方式の３方式がある。なお、この３方式の呼称は、業界で一般的に普及している方式名称であるが、文献などで正式に定められたものでは無い。
【０００３】
（１）Ｉ0方式
低圧供給用バンク（６．６ＫＶ／１００Ｖや６．６ＫＶ／２００Ｖなどのバンク）の二次側（１００Ｖ回路や２００Ｖ回路）の接地線に流れる電流（零相電流）の大きさを検出する事で、低圧電路の絶縁劣化を検出する方式。この方式は、後述の他の２方式に比べ、方式が非常に簡単であり、設備も簡素ですむ。但し、電路の対地静電容量が大きい場合には、絶縁が低下していない常時でも接地線に大きな充電電流が流れ、高抵抗の漏電時の微小な漏電電流の検出がこの大きな漏電電流に打ち消されて、高感度の検出が困難となる事がある。
【０００４】
（２）Ｉｇｒ（アイジーアール）方式
低圧供給用バンクの二次側の接地線に、商用周波とは異なる微小な交流電圧（１〜２Ｖ）を注入する。接地線に流れる電流の内で、この注入した電圧に対する有効分電流のみを検出する方式である。この方式は、電路の対地容量の影響を受けずに高感度に絶縁劣化を検出する事が出来るが、電圧を注入するための設備が必要であったり、接地線に電圧注入用の変圧器を付けるための工事が複雑となったり、といったデメリットもある。この方式の、他の２方式に対する大きな優位性は、接地相の絶縁劣化も検出できる点である。
【０００５】
（３）ｌ0ｒ（アイゼロアール）方式
上記Ｉ0方式における対地充電電流の影響を低減し、かつ、Ｉｇｒ方式における装置の複雑さ、施工の複雑さを解決するために考案された方式である。この方式は、監視対象となる低圧電路の対地電圧と、そのバンクの接地線電流を絶縁監視装置に入力し、装置内部で、ベクトル演算を行って、低圧電路の対地電圧に対する接地線電流の内の有効分電流成分を抽出して、これの大きさで絶縁劣化（漏電）を判定するものである。有効分電流成分を精度良く抽出出来れば対地容量の大きさに影響されない高感度の絶縁劣化検出が可能となる（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
このＩ0ｒ方式の装置を実現しようとした場合、（ａ）接地線電流を取り込むためのＣＴ（ＺＣＴ）回路と、（ｂ）電路の対地電圧を取り込むためのＶＴ回路とが必要となる。したがって、Ｉ0方式は、（ａ）のＣＴ回路のみで済むのに対し、Ｉ0ｒ方式では、ＶＴ回路も必要とし、装置の入力回路数で言えば２倍の複雑さになる。
【０００７】
この入力回路の複雑さを低減するための方策として、常時状態での低圧電路の対地電圧の取り込みを不要にした、以下の方式がある。
【０００８】
（３ａ）電圧位相差設定方式
この方式は、絶縁監視装置の制御電源電圧と監視対象となる電路の対地電圧との電圧位相差を予め設定する。つまり、絶縁監視装置の制御電源が供給されている変圧器と監視対象となる電路の変圧器の巻線結線関係から、両回路の位相差を人が計算し、この値を予め設定しておく。そして、絶縁監視装置内で監視対象電路の接地線に流れる有効分電流を計算する際には、制御電源電圧を上記で設定された位相差分だけシフト（移相）し、このシフトされた電圧に対する接地線電流に含まれる有効電流成分を求める。
【０００９】
（３ｂ）電圧位相差設定方式
上記（３ａ）方式は、装置制御電源電圧と監視対象の電路の対地電圧との位相差を、予め設備図面などから計算する必要がある。これは、煩雑であると共に、人間系のミスを引き起こし、誤って設定してしまうという事も考えられる。
【００１０】
そこで、計算せずに電圧位相差を設定する方式として、監視対象となる低圧電路の対地電圧位相を取り込む為の設定専用の入力回路を１回路設ける。電圧位相差を設定する際には、この設定専用入力回路に監視対象となる当該回路の対地電圧を入力し、この対地電圧と制御電源電圧との位相差を装置内部で演算し、その位相差情報を（３ａ）方式と同様に設定値として自動記憶しておく。
【００１１】
この（３ｂ）電圧位相差設定方式を図３〜図５で説明する。図３に示すように、絶縁監視装置１は、低圧供給用バンク（６．６ＫＶ／１００Ｖのバンク）の二次側（１００Ｖ単相３線式）の接地線に流れる電流をバンク別の電流入力ＣＨ１、ＣＨ２として取り込み、１つのバンク（変圧器ＴＲ１）の二次側から装置制御電源を取り込み、さらに位相差設定用の１つの電圧入力回路を設ける。
【００１２】
なお、変圧器ＴＲ１，ＴＲ２の低圧側対地電圧のベクトル関係は、図４に示すように、変圧器ＴＲ２の対地電圧Ｖ２は変圧器ＴＲ１の対地電圧Ｖ１に比べて１２０°遅れとなっている。
【００１３】
この装置構成において、図５に電圧位相差の初期設定時の結線を示す。絶縁監視装置１は、変圧器ＴＲ２の二次側へ位相差設定用電圧入力回路を人が結線してその対地電圧を取り込み、この対地電圧位相と制御電源電圧位相との位相差を絶縁監視装置内で演算によりで求める手段と、変圧器ＴＲ２側の対地電圧が位相差設定用電圧入力回路に取り込まれていることを設定する手段とを備えることで、この位相差情報を電流ＣＨ２用の設定値として自動記憶しておく。同様に、位相差設定用電圧入力回路には変圧器ＴＲ１の対地電圧も取り込み、制御電源電圧位相に対する変圧器ＴＲ１の対地電圧の位相差を演算で求め、このときには、変圧器ＴＲ１側の対地電圧が位相差設定用電圧入力回路に取り込まれていることを設定する手段により、この位相差情報を電流ＣＨ１用の設定値として自動記憶しておく。
【００１４】
以上の手段を用いることで、位相差設定用電圧入力回路に位相誤差が無く、各変圧器の二次側電圧位相が負荷電流によって影響を受けないもしくはその影響を無視できると仮定すれば、図４のベクトル関係から、電流ＣＨ１に対する位相差設定は０°、電流ＣＨ２に対する位相差設定は遅れの１２０°となる。
【００１５】
絶縁監視装置１では、これら設定値で制御電源電圧の位相をシフトし、これを各バンクの基準電圧位相として、ＣＨ１，ＣＨ２の電流入力になる監視対象電路の接地線電流の有効分電流を求め、この有効分電流から絶縁劣化の有無を判定する。
【００１６】
なお、絶縁監視装置１としては、一般のディジタル式保護継電装置に見られるように、各零相変流器の検出電流をチャンネル別のアナログ入力回路の入力とし、これらをマルチプレクサで順次Ａ／Ｄ変換器の入力として順次ディジタル信号に変換し、コンピュータによるディジタル演算処理によって所期の監視機能を確立したものがあり、これを絶縁劣化監視のための処理装置として利用することができる（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００６−７１３４１号公報
【特許文献２】特開２００４−３６２５１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
前記の電圧位相差設定方式（３ｂ方式）は、前記の（３ａ）方式と比較した場合のデメリットとしては、電圧位相設定用の専用入力回路が必要となる事である。１つの絶縁監視装置で、多数の低圧電路を監視する際には、１回路程度の専用入力回路の増加は無視できるが、監視対象回路が少ない場合には、回路削減効果は少なくなる。
【００１８】
図６は電圧位相差設定方式（３ｂ方式）による絶縁監視装置の例を示す。同図は、６バンクの絶縁監視を行う場合であり、絶縁監視装置１は各変圧器Ｔｒ１〜Ｔｒ６の接地線電流をそれぞれ取り込むための６チャンネル分と、制御電源電圧から基準電圧を取り込むための１チャンネル分と、初期設定用電圧を取り込むための１チャンネル分、計８チャンネル分の入力回路を設ける。初期設定用電圧は、各変圧器Ｔｒ１〜Ｔｒ６の対地電圧を人が切り替えて取り込む。
【００１９】
この例のように、電圧位相差設定方式（３ｂ方式）は、以下の問題がある。
【００２０】
・変圧器二次側の対地電圧と制御電源電圧との電圧位相差を計測によって求めるには、制御電源電圧と対地電圧の２つの電圧入力回路が必要となり、特に変圧器の対地電圧入力回路は位相差設定時のみ必要となるもので、その利用効率が低い。
【００２１】
・絶縁監視装置の実装可能入力回路の内、２回路を前記電圧入力用に必要とし、この分だけ利用可能な絶縁劣化監視チャンネル数が少なくなる。
【００２２】
・初期設定用電圧を取り込むチャンネルは、入力電圧のレベルを変換する為の変成器や入力用フィルタなどの電子回路で構成され、これらは当然の事ながら位相誤差を持ち、これは、漏電電流を検出する時の誤差になる。これをε１とする。また、接地線電流を取り込むための零相変流器や各監視用の入力チャンネルの電子回路で発生する位相誤差をε２とする。この時、両者の位相誤差が加算される方向に発生すると、当該チャンネルの位相誤差としては、ε１＋ε２の誤差が発生することとなるので、両者の位相誤差を精度良く管理する事が必要となってくる。
【００２３】
本発明の目的は、絶縁監視装置には低圧電路の対地電圧を計測するための初期設定専用の電圧入力回路を不要にして高い精度で位相差設定ができ、絶縁劣化監視チャンネル数を増やすこともできる絶縁監視方式および方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明は、前記の課題を解決するため、監視対象となる低圧電路の対地電圧を抵抗またはコンデンサに印加し、この抵抗またはコンデンサに流れる電流を接地線電流検出用の零相変流器を利用して絶縁監視装置の電流入力回路で取り込む。この検出電流の位相は、抵抗を用いた場合には低圧電路の対地電圧と同相になり、コンデンサを用いた場合には低圧電路の対地電圧に対し進みの９０°となることから、抵抗を用いるかコンデンサを用いるかを予め定めておき、検出電流の位相差と制御電源電圧との位相差を、絶縁装置内部で求めて自動設定するようにしたもので、以下の方式および方法を特徴とする。
【００２５】
（１）監視対象となる低圧電路の接地線電流を検出する零相変流器と、前記零相変流器が検出した接地線電流を取り込む電流入力回路および低圧電路から制御電源を取り込む制御電源入力回路を有する絶縁監視装置とを備え、
前記絶縁監視装置は、低圧電路の対地電圧と制御電源の電圧との位相差φが予め設定され、制御電源電圧の位相を前記位相差φで位相シフトして低圧電路の対地電圧位相を求め、この対地電圧位相を基準にして前記零相変流器で検出する低圧電路の接地線電流の有効分電流を抽出し、この有効分電流の大きさで低圧電路の絶縁劣化（漏電）を監視する低圧電気設備の絶縁監視方式であって、
絶縁監視前に、抵抗またはコンデンサに前記低圧電路の対地電圧を印加し、該抵抗またはコンデンサに流れる電流を、前記低圧電路から取り外した１つの前記零相変流器の一次側に貫通させるプローブと、
前記絶縁監視装置は、前記零相変流器から入力される前記抵抗またはコンデンサに流れる電流から前記低圧電路の対地電圧位相を求め、この対地電圧位相と前記制御電源電圧位相から前記位相差φを求める演算手段を備えたことを特徴とする。
【００２６】
（２）監視対象となる低圧電路が複数存在し、電流入力チャンネルと零相変流器も監視対象電路の数Ｎ分設け、電流入力チャンネル毎に対地電圧と制御電源の位相差φNを設定する場合、前記プローブを低圧電路Ｎに接続し、これを当該の電路を監視するための零相変流器Ｎの一次側に貫通させ、この時の電流位相から低圧電路の電圧位相を求め、これと制御電源電圧の位相差φNを当該チャンネル（ＣＨ−Ｎ）の前記位相差φとして設定する手段を備えたことを特徴とする。
【００２７】
（３）前記零相変流器は、前記絶縁監視装置の代表の１つの電流入力チャンネルに接続した状態で、プローブのみを複数の低圧電路Ｎに切り替えて前記位相差φを求め、かつ、切り替えた時に当該低圧電路を監視する電流入力チャンネルとの関連を示す手段を備えることでチャンネル毎の位相差φNを設定することを特徴とする。
【００２８】
（４）前記絶縁監視装置は、前記制御電源電圧Ｖｓと、低圧電路の接地線電流Ｉ0と、前記電圧Ｖｓと接地線電流Ｉ0の位相差θと、制御電源電圧と低圧電路の対地電圧との位相差φから、以下の演算、
Ｉ0ｒ＝ｃｏｓφ・｜Ｖｓ｜｜Ｉ0｜ｃｏｓθ＋ｓｉｎφ・｜Ｉ0｜ｓｉｎθ
＝｜Ｉ0｜ｃｏｓ（θ−φ）
によって、前記有効分電流Ｉ0ｒを求める演算手段を備えたことを特徴とする。
【００２９】
（５）監視対象となる低圧電路の接地線電流を検出する零相変流器と、前記零相変流器が検出した接地線電流を取り込む電流入力回路および低圧電路から制御電源を取り込む制御電源入力回路を有する絶縁監視装置とを備え、
前記絶縁監視装置は、低圧電路の対地電圧と制御電源の電圧との位相差φが予め設定され、制御電源電圧の位相を前記位相差φで位相シフトして低圧電路の対地電圧位相を求め、この対地電圧位相を基準にして前記零相変流器で検出する低圧電路の接地線電流の有効分電流を抽出し、この有効分電流の大きさで低圧電路の絶縁劣化（漏電）を監視する低圧電気設備の絶縁監視方法であって、
前記零相変流器の１つを低圧電路の接地線から一旦取り外し、
抵抗またはコンデンサに前記低圧電路の対地電圧を印加するプローブによって、該抵抗またはコンデンサに流れる電流を前記取り外した零相変流器の一次入力電流とし、
前記絶縁監視装置は、前記零相変流器から入力される前記抵抗またはコンデンサに流れる電流から前記低圧電路の対地電圧位相を求め、この対地電圧位相と前記制御電源電圧位相から前記位相差φを求めることを特徴とする。
【００３０】
（６）監視対象となる低圧電路が複数存在し、電流入力チャンネルと零相変流器も監視対象電路の数Ｎ分設け、電流入力チャンネル毎に対地電圧と制御電源の位相差φNを設定する場合、前記プローブを低圧電路Ｎに接続し、これを当該の電路を監視するための零相変流器Ｎの一次側に貫通させ、この時の電流位相から低圧電路の電圧位相を求め、これと制御電源電圧の位相差φNを当該チャンネル（ＣＨ−Ｎ）の前記位相差φとして設定することを特徴とする。
【００３１】
（７）前記零相変流器は、前記絶縁監視装置の代表の１つの電流入力チャンネルに接続した状態で、プローブを複数の低圧電路Ｎに切り替えて前記位相差φを求め、かつ、切り替えた時に当該低圧電路を監視する電流入力チャンネルとの関連を示す情報を付加してチャンネル毎の位相差φNを設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
以上のとおり、本発明によれば、監視対象となる低圧電路の対地電圧を抵抗またはコンデンサに印加し、この抵抗またはコンデンサに流れる電流を接地線電流検出用の零相変流器を利用して絶縁監視装置の電流入力回路で取り込み、この検出電流から絶縁監視装置側で対地電圧の位相を求め、この対地電圧と制御電源電圧との位相差を求めて設定するようにしたため、絶縁監視装置には低圧電路の対地電圧を計測するための専用の電圧入力回路を不要にして高い精度で位相差設定ができ、絶縁劣化監視チャンネル数を増やすこともできる。
【００３３】
具体的には、各回線の線路電圧を電流に変換することにより、初期設定用の電圧入力回路が不要になる。
【００３４】
また、変換した電流入力は監視回路の零相変流器を利用するため、対地電圧と制御電源電圧との位相差の検出には変流器を貫通させるだけの簡単なプローブを用意することで済む。
【００３５】
また、初期設定用の電圧回路を電流監視回路に切り替えて利用できるため、電流監視を１チャンネル分だけ多くした機能拡張ができる。
【００３６】
また、有効分電流の算出のための位相差は零相変流器がもつ誤差分も含まれることから、同じ零相変流器ＺＣＴを利用した位相差設定により零相変流器の誤差分を相殺して絶縁劣化判定精度を高めることが可能である。
【００３７】
また、当該低圧電路に実際に取り付ける零相変流器に、当該電路の対地電圧を電流に変換してプローブで貫通させるので、チャンネルを取り違えることなく設定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
図１は、本発明の実施形態を示す絶縁監視方式の基本構成図である。同図は、変圧器ＴＲ１，ＴＲ２による２バンク構成の低圧電気設備の場合を示す。絶縁監視装置１は、２チャンネルの電流入力回路と制御電源用入力回路によって、前記の（３ｂ）方式による電圧位相差設定と絶縁監視を可能とするものであり、以下、電圧位相差設定と絶縁劣化の監視について詳細に説明する。
【００３９】
（１）電圧位相差設定
図１に示すように、絶縁監視装置１は位相差設定用の電圧入力回路を設けることなく、電圧位相差設定時に１つの電流入力回路を活用する。従来方式では監視対象の低圧電路の対地電圧の位相情報を電圧入力回路で取り込むのに対し、本実施形態では接地線電流を取り込むための零相変流器（ＺＣＴ）を利用して対地電圧位相を電流位相として取り込むものであり、以下の手順により対地電圧の位相情報を得、絶縁監視装置内に位相差情報として設定する。
【００４０】
（Ｓ１）位相差設定に際して、零相変流器ＺＣＴ２を変圧器ＴＲ２の接地線から一旦取り外す。
【００４１】
（Ｓ２）抵抗２の両端にリード線３を接続したプローブを用意し、このリード線を上記の零相変流器ＺＣＴ２の一次導体としてそれに貫通させ、または零相変流器ＺＣＴ２が一次導体を把持する機構のものではリード線を把持させる。
【００４２】
（Ｓ３）監視対象電路の対地電圧が印加されるポイントにプローブを接触させ、抵抗２に変圧器ＴＲ２の対地電圧を印加させる。このとき、抵抗２に流れる電流の位相は、低圧電路の対地電圧の位相と同相になる。
【００４３】
（Ｓ４）抵抗２に流れる電流を零相変流器ＺＣＴ２の二次電流として検出し、絶縁監視装置１の電流入力回路（ＣＨ２）で取り込み、この電流入力回路に対地電圧と同一の位相情報を得る。
【００４４】
（Ｓ５）絶縁監視装置１では、制御電源電圧の位相と取り込んだ電流の位相差を演算し、位相差設定値として記憶する。
【００４５】
以上までの操作（Ｓ２〜Ｓ５）は、変圧器ＴＲ１の対地電圧についても行い、変圧器ＴＲ１の対地電圧と制御電源の電圧位相差を演算し、位相差設定値として記憶する。すなわち、プローブおよび零相変流器の組は、絶縁監視装置１の１つの電流入力チャンネルに接続した状態で、プローブを複数の低圧電路に切り替えて各低圧電路の対地電圧に対応した位相をもつ電流を検出する。この切り替えに際して、当該低圧電路を監視する電流入力チャンネルとの関連を示す情報も付属させておく。
【００４６】
したがって、電圧位相差設定には、抵抗２にリード線３を接続したプローブを用意し、接地線電流を検出するための１つの零相変流器（ＺＣＴ）を接地線から取り外し、この零相変流器（ＺＣＴ）にプローブのリード線を一次導体として結合させ、零相変流器（ＺＣＴ）に得る抵抗の電流を絶縁監視装置１の電流入力回路で取り込み、絶縁監視装置内で対地電圧と同相の電圧信号として抽出し、制御電源電圧との位相差を求め、位相差として設定する。
【００４７】
この設定方式によれば、位相差設定用の電圧入力回路が不要になる。また、変換した電流入力は接地線電流検出用の零相変流器ＺＣＴを利用することができ、簡単なプローブを用意することで済む。また、位相差設定用の電圧入力回路を電流監視回路に利用できるため、監視対象を１チャンネル多くした機能拡張ができる。また、位相差設定分には零相変流器ＺＣＴがもつ誤差分も含まれることから、同じ零相変流器ＺＣＴを利用した位相差設定により零相変流器の誤差分を相殺して絶縁劣化判定精度を高めることが可能である。また、零相変流器に結合したプローブは他のチャンネルの対地電圧を測定することができ、複数チャンネルを順次設定が容易になる。
【００４８】
なお、絶縁監視装置１では、変圧器の対地電圧を抵抗２で電流に変換する際に、この抵抗２の電力容量について配慮する必要がある。抵抗に流す電流にもよるが、抵抗が発熱しないように有る程度大きな容量が必要となる。例えば、２００Ｖ回路で１００ｍＡ流そうとすると、抵抗の定格電力は２０Ｗ以上必要で、これにマージンを含めると、４０Ｗ程度の大きな抵抗器が必要となる。この抵抗２の代わりに、発熱に対する配慮が不要なコンデンサを用いる方式とすることもできる。コンデンサを用いた場合には、電流位相が電圧に対して、進み９０°になるため、位相差設定時の演算結果に対してこの分を補正する。
【００４９】
（２）設定位相差を使用した絶縁劣化監視の例
絶縁監視装置１は、接地線の零相電流と制御電源電圧の有効分と無効分を算出し、これに対し上記で求められた位相差により定まる位相差補正係数を掛ける事で、当該電路の対地電圧を基準とした有効分電流の大きさを求め、絶縁劣化の判定を行う。この例を以下に示す。
【００５０】
図２の（ａ）に示すように、制御電源電圧Ｖｓに対する接地線の零相電流Ｉ0の有効分と無効分は、その間の位相差θから、有効分＝｜Ｉ0｜ｃｏｓθ、無効分＝｜Ｉ0｜ｓｉｎθとして求められる。
【００５１】
制御電源電圧Ｖｓと監視対象電路の対地電圧の位相差が、前記の（１）電圧位相差設定で求められており、この位相差をφとすれば、図２の（ｂ）に位相差φと位相差θとの関係を示すように、零相電流の有効分Ｉ0ｒは以下の演算によって求められる。
［数］
Ｉ0ｒ＝ｃｏｓφ・｜Ｖｓ｜｜Ｉ0｜ｃｏｓθ＋ｓｉｎφ・｜Ｉ0｜ｓｉｎθ
＝｜Ｉ0｜ｃｏｓ（θ−φ）
Ｖｓ：基準電圧（制御電源電圧）、Ｉ0：各変圧器の接地線の零相電流、｜Ｖｓ｜：基準電圧（制御電源電圧）の実効値、ｃｏｓφ、ｓｉｎφ：位相差補正係数（φは位相差）
絶縁劣化の判定には、図２の（ｃ）に示すように、上記で求められた、零相電流の有効分Ｉ0ｒの大きさが予め設定された値を超えているか否かによって判定することができる。
【００５２】
なお、実施形態では、零相変流器は、絶縁監視装置の代表の１つの電流入力チャンネルに接続した状態で、プローブのみを複数の低圧電路Ｎに切り替えて、位相差φを求め、かつ、切り替えた時に当該低圧電路を監視する電流入力チャンネルとの関連を示す手段を備えることでチャンネル毎の位相差φNを設定する場合である。この場合には各チャンネルの零相変流器と入力チャンネルの位相誤差のキャンセル効果は期待できない。
【００５３】
このキャンセル効果を得るには、各チャンネルＮ毎にその零相変流器を使って位相差φNを設定することでもよい。すなわち、監視対象となる低圧電路が複数存在し、電流入力チャンネルと零相変流器も監視対象電路の数Ｎ分設け、電流入力チャンネル毎に対地電圧と制御電源の位相差φNを設定する場合、プローブを低圧電路Ｎに接続し、これを当該の電路を監視するための零相変流器Ｎの一次側に貫通させ、この時の電流位相から低圧電路の電圧位相を求め、これと制御電源電圧の位相差φNを当該チャンネル（ＣＨ−Ｎ）の前記位相差φとして設定することで、監視用の零相変流器と入力チャンネルとに位相誤差ε２が存在しても、初期設定時にこの位相誤差を含めて設定されることから高精度の設定が可能となる。
【００５４】
詳細には、監視対象の低圧電路を電流に変換するプローブで、例えば、抵抗を用いた場合には、監視対象電路の電圧とプローブに流れる電流の位相差は０°となる。これを、零相変流器の位相誤差と当該回路の入力チャンネルの位相誤差との和ε２を持つ回路で取り込むと、０°＋ε２となる。制御電源電圧位相と監視対象電路の真の位相差をθとすると、絶縁監視装置内部で演算された初期設定用の位相差にも前記誤差が加算されるのでθ＋ε２となる。ここで、実際に漏電が発生した時に当該電路の接地線に流れる電流の絶縁監視装置の制御電源電圧に対する真の位相をδとすると、絶縁監視装置では、誤差を含んだδ＋ε２の位相差を持った電流として検出され、制御電源電圧を初期設定値（θ＋ε２）だけシフトした位相を基準に電流の位相を判定するので、この両者の差分は、δ−θとなり、誤差がキャンセルされ、高精度化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施形態を示す絶縁監視方式の基本構成図。
【図２】実施形態における位相差φとθの関係図。
【図３】Ｉ0ｒ絶縁監視方式の構成図。
【図４】変圧器ＴＲ１，ＴＲ２の低圧側電圧のベクトル関係図。
【図５】電圧位相差設定時の結線図。
【図６】３ｂ方式による絶縁監視装置の例。
【符号の説明】
【００５６】
１  絶縁監視装置
２  抵抗
３  リード線
ＴＲ１、ＴＲ２  変圧器
ＺＣＴ１、ＺＣＴ２  零相変流器
【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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