(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一線接地の低圧電路に、商用周波数とは異なる低周波の監視用信号を発振して信号用トランス及び接地線を介して印加する監視信号印加手段と、前記監視用信号が電路の絶縁抵抗および対地静電容量を介して接地線に流れる信号を検出して電路の絶縁状態を監視する監視手段と、前記監視信号印加手段の出力と信号用トランスとを接続する接続回路に設けられ、地絡事故時にこの接続回路を遮断して前記監視信号印加手段を保護する保護手段を備え、該保護手段は、前記接続回路を遮断する回路遮断用リレーと、該遮断用リレーを制御するリレー制御回路からなり、このリレー制御回路は、差動増幅器と、この差動増幅器の出力を入力し該差動増幅器の出力を検出するコンパレータからなり、差動増幅器は、前記監視信号印加手段からの監視用信号とこの監視用信号を発信する発信器の出力信号とを差動的に入力して監視用信号レベルと発信器の出力レベルとを比較し、差動増幅器の出力が零となるよう調整しておき、更に差動増幅器の一方の入力側に、前記信号用トランスの１次巻線に発生する商用周波数の電圧信号を入力し差動増幅器の出力が地絡事故電流に応じた出力信号のみを出力するようになし、前記コンパレータは、この出力を検出して検出レベルがあらかじめ設定した設定レベルに達したとき前記の回路遮断用リレーを動作させて接続回路を遮断するようにしたことを特徴とする低圧電路の絶縁監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＢ種接地工事を施した低圧電路の対地絶縁抵抗を監視する絶縁監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
低圧の一線接地の電路において、何等かの事由により低圧電路の絶縁劣化が進行して地絡事故に至ると変電所等に接地されている地絡継電器が動作して遮断器が遮断される。この地絡継電器が動作したときには、事後処理として事故点の調査など、復旧等に長時間を要するため、事故の発生を未然に防止する対策が望まれており、その方法の一つとして電路の絶縁状態を常時監視する絶縁監視装置が用いられている。
【０００３】
一線接地の低圧電路における絶縁監視装置としては図２に示す装置が知られている。図２は、従来の絶縁監視装置の説明図で、該絶縁監視装置は、大別して監視用信号を印加する監視信号印加手段２０と、電路の対地絶縁状態を監視する監視手段３０と、監視信号印加手段２０を保護する保護手段４０により構成されている。監視信号印加手段２０は、監視用信号を発生する発振器２１の発振器２１の信号と増幅器２２とからなり、増幅器２２を介して信号用トランスＴｓの１次巻線Ｐに印加する。信号トランスＴｓの２次巻線Ｓは、受電トランスＴｒの２次側の一線をＢ種接地した接地線ＬＥに直列的に接続される。ＥBはこのＢ種接地点を示す。
【０００４】
発振器２１は、商用周波数と異なる低周波数（例えば、２０Ｈｚ）を発生しこの発生した発振信号を増幅器２２で増幅し、監視用信号として信号用トランスＴｓを介して低圧電路Ｌに印加する。この監視用信号は電路の対地絶縁抵抗Ｒｏ及び対地静電容量Ｃｏを通し循環して流れる。
【０００５】
監視手段３０は、Ｂ種接地の接地線ＬＥに設けた零相変流器３１によって、前記の監視用信号が循環する電流を検出し、この検出電流の変化を表示部３２において光で表示したり、また、所定値以上になったとき音により表示するようにして電路の絶縁状態を監視する。
【０００６】
前記の信号用トランスＴｓの一方の巻線Ｓは接地線ＬＥに直列に挿入されているので、地絡事故が発生した場合、この信号用トランスＴｓに大電流が流れ、監視信号印加手段２０内の各部が破損したり焼損するのでこれを防止するため保護手段４０が設けられている。
【０００７】
この保護手段４０は、信号用トランスＴｓの巻線Ｐと増幅器２２との接続回路２３に該回路を遮断する回路遮断リレー４１と、該回路遮断リレー４１を制御するリレー制御回路からなり、このリレー制御回路は、監視用信号の周波数電圧と地絡事故時に流れる電流に応じた商用周波数の電圧を重畳し、これを増幅する増幅器４２と、この増幅された電圧があらかじめ設定した設定レベル（基準値）と比較して設定レベルを超えたとき出力を出して回路遮断用リレー４１を動作させるコンパレータ４３とからなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記の保護手段４０では、商用周波数より低い周波数の監視用信号と、地絡事故時の地絡事故電流に応じた商用周波数の電圧とを重畳しているので、両電圧の位相は同じではなく、常に変化して一定でないため、重畳された電圧の波高値もそれに応じて変化し、この重畳した電圧のレベルをコンパレータ４３で検出しているので、地絡事故電流検出値の誤差変動が大きくなり、監視信号印加手段２０を完全に保護することができなくなる。
【０００９】
即ち、地絡事故電流が同じ値の場合でも波高値が変動して増幅器４２の出力電圧は同じ値とはならない。従って、回路遮断用リレー４１を動作させるための地絡事故電流値を設定しても、この設定レベルに達しないときでも回路遮断用リレーを動作させてしまったり、又反対に設定レベルに達したのに、動作しないで監視信号印加手段の構成回路を損傷させてしまうという事態が発生することになる。
【００１０】
このように、地絡事故電流検出値の誤差は絶縁監視装置を保護する上で極めて重要であり、誤差を少なくすることが重要な課題となる。
【００１１】
また、他の保護装置（例えば、ヒューズ）と協調する上でも重要となる。
【００１２】
本発明は、このような従来の技術の有する課題に鑑み、地絡事故電流検出値の誤差を小さくして絶縁監視装置の保護を確実にすることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、監視用信号と地絡事故電流による商用周波数の信号とが重畳することで波高値が変動することに着目し、本発明はこの重畳する監視用信号の影響をなくすることによって地絡事故電流に応じた電圧を得、これにより回路遮断用リレーを動作させることで上記の課題を解決したものである。
【００１４】
具体的手段は、一線接地の低圧電路に、商用周波数とは異なる低周波の監視用信号を発振して信号用トランス及び接地線を介して印加する監視信号印加手段と、前記監視用信号が電路の絶縁抵抗および対地静電容量を介して接地線に流れる信号を検出して電路の絶縁状態を監視する監視手段と、前記監視信号印加手段の出力と信号用トランスとを接続する接続回路に設けられ、地絡事故時にこの接続回路を遮断して前記監視信号印加手段を保護する保護手段を備え、該保護手段は、前記接続回路を遮断する回路遮断用リレーと、該遮断用リレーを制御するリレー制御回路からなり、このリレー制御回路は、差動増幅器と、この差動増幅器の出力を入力し該差動増幅器の出力を検出するコンパレータからなり、差動増幅器は、前記監視信号印加手段からの監視用信号とこの監視用信号を発信する発信器の出力信号とを差動的に入力して監視用信号レベルと発信器の出力レベルとを比較し、差動増幅器の出力が零となるよう調整しておき、更に差動増幅器の一方の入力側に、前記信号用トランスの１次巻線に発生する商用周波数の電圧信号を入力し差動増幅器の出力が地絡事故電流に応じた出力信号のみを出力するようになし、前記コンパレータは、この出力を検出して検出レベルがあらかじめ設定した設定レベルに達したとき前記の回路遮断用リレーを動作させて接続回路を遮断するように構成する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面によって説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施の形態の概念図を示す。本発明は、保護手段１０に特徴を有し、他は、図２と大略同じ構成である。従って、図２と同一機能部分又は相当部分には、それと同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００１７】
図１において１０は保護手段で、該保護手段１０は接続回路２３を切り離す回路遮断用リレー１１と、該回路遮断用リレー１１を制御するリレー制御回路１２とから成る。
【００１８】
リレー制御回路１２は、差動増幅器１２ａと、この差動増幅器１２ａの出力を入力し、レベルを検出するコンパレータ１２ｂからなり、差動増幅器１２ａは、監視信号印加手段２０からの監視用信号と発振器２１の出力信号とを差動的に入力し、監視用信号のレベル（増幅器２２の出力レベル）と、発振器２１の出力レベルを常時比較し、常時は、差動増幅器１２ａの出力が零となるように増幅器１２Ｃの増幅度を調整しておく。
【００１９】
また、コンパレータ１２ｂは、差動増幅器１２ａの出力が設定された地絡事故電流レベル（コンパレータの動作基準値）以上のとき出力を出して回路遮断用リレー１１を動作させる。
【００２０】
上記の構成における一連の動作を説明すると、通常時は、発振器２１で発振された商用周波数と異なる低周波信号（例えば、２０ＨＺ）を増幅器２２で増幅した監視用信号を信号用トランスＴｓを介して電路Ｌに印加する。この監視用信号は電路の対地絶縁抵抗Ｒｏと対地静電容量Ｃｏおよび接地線ＬＥを通じて循環して流れる。この電流は電路の対地絶縁抵抗が劣化すると大きくなる。従って、この電流を監視手段３０で監視することで、電路の対地絶縁状態を監視することができる。通常時は、差動増幅器１２ａの２つの入力レベルは互いに等しく調整してあるので、リレー制御回路１２からは出力を出すことはない。従って回路遮断用リレー１１は動作しない。
【００２１】
次に、電路に地絡事故が生じたとき、地絡事故電流は信号用トランスＴｓの２次巻線Ｓを通して流れるため、１次巻線Ｐにも商用周波数の電圧が発生し、差動増幅器１２ａの一方の入力側に入力される。この地絡事故電流に応じた商用周波数の電圧は監視信号印加手段２０の監視用信号と瞬時に重畳される。この重畳された電圧の大きさは地絡事故電流の位相によって変動し、一定ではないが、しかし、本発明では、監視用信号は発振器の出力信号で相殺されているので、差動増幅器１２ａの出力には地絡事故電流に応じた電圧のみ現れ、このレベルがあらかじめ設定レベル（コンパレータ１２ｂの動作基準値）を超えたとき、コンパレータ１２ｂの出力が反転し、回路遮断用リレー１１を付勢し、接続回路２４の接点をオフにする。
【００２２】
この接続回路２４の接点のオフにより、地絡事故発生時には、地絡事故電流を精度よく検出し、回路遮断用リレー１１が信号用トランスＴｓと監視信号印加手段２０との間を瞬時に切り離し、信号用トランスＴｓを介して流れ込もうとする地絡過電流の侵入を阻止し、監視信号印加手段２０を確実に保護する。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように、通常時には、監視信号印加手段の出力レベルと発振器の出力レベルを同じくして差動増幅器に入力して出力を零とし、地絡事故時には、差動増幅器の出力が地絡事故電流に対したレベルとなるようにしたので、地絡事故電流に応じた商用周波数の電圧と商用周波数より低い周波数の監視用信号の相対的な位相差が変化しても地絡検出感度が常に一定となり、正確な保護動作機能を発揮する。
【００２４】
また、他の保護装置（例えば、ヒューズ）との協調が取りやすい等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の概念図。
【図２】従来の絶縁監視装置の説明図。
【符号の説明】
１０…保護手段
１１…回路遮断用リレー
１２…リレー制御回路
２０…監視信号印加手段
２１…発振器
２２…増幅器
２３…接続回路
３０…監視手段
３１…零相変流器
３２…表示部
４０…保護手段
４１…回路遮断リレー
４２…増幅器
４３…コンパレータ
【図１】
0004450960.tif 000002
【図２】
0004450960.tif 000003