(57)【要約】【課題】  電気設備の漏電探査器であって、スカラー方式の漏電探査器を用いて、低コストを図り得て、電路の対地静電容量の影響を受けない、構成が簡単で操作が容易な装置を得る。【解決手段】  低圧電路においては、Ｂ種接地線４に対して、重畳信号注入器５の重畳用ＣＴ９から所定の周波数の非正弦波交流電圧を漏電探査よう信号として重畳し、検出用クランプＣＴを用いて、分岐回路に流れる漏電探査用信号を検知する。このクランプ形漏電探査器では、検知した漏電探査用信号を、入力回路１４により増幅する等の処理を行い、基本波用ＢＰＦ１６、第ｎ調波用ＢＰＦにより検出した情報を、抵抗成分演算回路１８に入力し、漏電の情報を出力回路１９に表示できるようにする。【選択図】          図１
2007278952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気設備の低圧電路のＢ種接地線に対して重畳用ＣＴを配置し、低圧電路の漏電箇所を探査する検出用ＣＴを設けたスカラー方式漏電探査器であって、
前記重畳用ＣＴには重畳信号注入器を配置し、前記重畳信号注入器から前記Ｂ種接地線に漏電探査用の、電源周波数及び電源周波数の高調波に一致しない、非正弦波交流電圧の重畳信号を前記重畳用ＣＴを介して低圧電路に重畳し、
前記低圧電路の被検知回路に配置した、前記漏電探査器の検出用ＣＴから出力された信号を、入力回路を介して前記重畳信号の基本波成分を検出する基本波用バンドパスフィルタ及び、十分に高い重畳信号の高調波成分を検出する第ｎ調波用バンドパスフィルタを配置し、
前記基本波用バンドパスフィルタから出力される、前記重畳信号の基本波成分の信号の大きさと、前記重畳信号の第ｎ調波成分の信号の大きさの、２つの信号を抵抗成分演算回路に入力させて、演算処理により低圧電路の絶縁抵抗を演算し、その演算した情報に基づいて、入力回路に設けている表示装置で表示することを特徴とするスカラー方式漏電探査器。
【請求項２】
前記基本波用バンドパスフィルタと第ｎ調波用バンドパスフィルタの情報を抵抗成分演算回路に入力して、抵抗成分を演算して抵抗値の情報を求め、
その演算により求めた情報にもとづいて、出力回路を介して外部装置に向けて情報を出力することを特徴とする請求項１に記載のスカラー方式漏電探査器。
【請求項３】
前記低圧電路での漏電検知を行うための漏電探査器においては、検出用の手段として磁気センサを設け、前記磁気センサから得られる情報を重畳周波数検知回路に入力する、磁気センサ形漏電探査器として構成することを特徴とする請求項１に記載のスカラー方式漏電探査器。
【請求項４】
前記漏電探査器においては、磁気センサから出力された信号を、重畳信号検知回路へ入力し、
前記重畳信号検知回路に設けた基本波用バンドパスフィルタ及び、第ｎ調波用バンドパスフィルタから得られた情報を、抵抗成分演算回路での情報の解析に供することを特徴とする請求項１または２に記載のスカラー方式漏電探査器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低圧電路に発生する漏電に関して、その発生した場所とその状況を、対地静電容量に影響されずに確実に探査可能なスカラー方式漏電探査器に関する。
【背景技術】
【０００２】
スカラー方式漏電探査器の目的
低圧電路の絶縁状態の監視には、Ｉｇｒ検出器または地絡電流「Ｉｏ」検出器が用いられているが、これらの装置は低圧電路全体の絶縁状態の検知が目的であり、漏電箇所、部位の探査はできないため、正確、簡便な漏電探査器の開発が求められている。
従来の漏電探査器のうち、漏れ電流の大きさのみを検知する漏電探査器は、装置が簡便で操作性が良好であっても、対地静電容量の影響を受けて、探査が不正確となりやすい傾向がある。また、抵抗地絡成分の漏れ電流（以下「Ｉｇｒ」という）を検知するＩｇｒ漏電探査器は、対地静電容量の影響を受けないが、装置が複雑で操作が煩雑となる傾向があった。
スカラー方式漏電探査器は、重畳信号の漏れ電流の基本波及びその高調波成分の電流の大きさから、漏電探査に必要な絶縁抵抗成分より流れる電流を演算・検知し、抵抗地絡箇所を特定する機能があり、被探査電路に対し、検出クランプをクランプさせるか、または磁気センサを接近させるだけの簡便な操作性と、対地静電容量に影響されない正確な漏電探査を行うことを目的としている。
【０００３】
前記漏れ電流の大きさのみを検出する漏電探査器としては、例えば、特開平１０−３３９７５７号公報（特許文献１）に開示されているような、簡易型Ｉｇｒ漏電探査器が知られており、前記従来例においては、図５に説明するブロック図のように構成されている。前記図５に示す従来例の簡易型Ｉｇｒ漏電探査器１０Ａでは、クランプＣＴ１２に接続されて、その情報を入力するヘッドアンプ２１と、ローパスフィルタ回路２２、商用周波数除去フィルタ回路２３、重畳信号用バンドパスフィルタ回路２４および、整流・ゲイン調整回路２６を、順次接続して構成している。そして、前記整流・ゲイン調整回路２５で得られた情報を、ディスプレイ２６に表示するようにしている。
【０００４】
前記クランプＣＴ１２を配置する低圧電路には、商用周波数（５０〜６０Ｈｚ）と、Ｉｇｒ検出用の正弦波としての異なる重畳周波数、例えば、１２．５Ｈｚ等の、前記商用周波数と一致しない周波数の電流が流されているもので、前記商用周波数と重畳周波数の２つの周波数の信号が、前記クランプＣＴから得られるのである。
【０００５】
前記漏電探査器１０Ａにおいて、前記クランプＣＴ８はクランプ型変流器により構成されているもので、磁気的結合により低圧電路の一次電流を二次電流に変換して、ヘッドアンプ２１に入力する。このヘッドアンプ２１は、前記クランプＣＴ１２から入力される二次電流を電圧に変換し、信号処理に必要とされる電圧まで増幅する機能を持っており、その増幅された電圧信号を商用周波数除去フィルタ回路２３に伝達して、商用周波数を減衰させた信号を、重畳信号用バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）回路２４に向けて出力させる。なお、この例においては、低圧電路に流れる商用周波数（５０〜６０Ｈｚ）成分は必要とされないため、その後の信号処理で不要とされる商用周波数成分のみを減衰させるのである。
【０００６】
前記重畳信号用バンドパスフィルタ回路２４では、漏電監視用の重畳信号成分のみを通過させて、前記整流・ゲイン調整回路２６にその信号を伝達し、その信号を受けた前記整流・ゲイン調整回路２６では、重畳信号成分を整流して直流に変換するものとして構成する。前記回路２６でゲイン調整を行って、商用周波数の電圧に適合した漏洩電流値を、ディスプレイ２７に表示させるが、その他に、装置の動作状態および漏洩電流値などの情報を、選択的に表示させる機能をも持っている。
【０００７】
前記漏電探査器において、低圧電路とアースの間には、図６に説明するような等価回路を構成しているものであり、対地抵抗Ｒと対地静電容量Ｃがあり、漏洩監視用重畳電圧による対地間電流Ｉｇは、対地抵抗による電流Ｉｇｒと、対地静電容量による電流Ｉｃとの合成電流となる。ここで、対地静電容量は通常一定で、低圧電路の絶縁状態により対地抵抗が変化するので、図７のベクトル図に示すように、対地抵抗による電流Ｉｇｒと、対地静電容量による電流Ｉｃとの合成電流Ｉｇを検出するようにしている。
【特許文献１】特開平１０−３３９７５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
Ｉｏ方式探査器は、商用周波数の電路に流れる漏れ電流をクランプＣＴにより検知し、その大きさを表示することにより、漏電探査を行う探査器である。
前記Ｉｏ方式探査器は、電路にクランプＣＴをクランプするだけで使用できるため、操作性は良いが、商用周波数の漏れ電流の大きさは、電路の対地静電容量の影響を顕著に受けるため、前記簡易型Ｉｇｒ漏電探査器、磁気センサ形漏電探査器と同様な特性があり、漏電探査が困難であることが多い。
【０００９】
前記Ｉｇｒ漏電探査器は、Ｉｇｒ検出器の設置された設備において使用されるもので、Ｉｇｒ検出器の重畳信号を利用した漏電探査器である。
前記Ｉｇｒ漏電探査器は、Ｉｇｒ検出器の重畳電圧注入回路を除いたものと回路内容が同じであるため、使用するにあたり、Ｉｇｒ検出器が電路に重畳している重畳電圧信号を確保する必要があり、使用の都度、重畳電圧信号用のコードを、分電盤のアースと電路の中性線へ接続する必要がある。
【００１０】
また、絶縁体の分電盤にはアースポイントが確保できないため、測定困難であり、操作が繁雑で、Ｉｇｒ漏電探査器は、位相検波回路を内蔵しているため、重畳電圧信号とクランプ型変流器（以下「クランプＣＴ」という）の位相が合致しなければ使用できない等の欠点がある。
さらに、重畳電圧用コードの極性と、クランプＣＴの極性を常に適合させる必要があり、本体の動作確認と極性確認が測定の都度必要となり、操作が困難であるとともに、回路構成が複雑であるため、装置が高価で大型となり、片手で操作、運搬する装置は困難である。
【００１１】
前記簡易型Ｉｇｒ漏電探査器は、前記のＩｇｒ探査器の問題点を解決するために開発されたもので、安価な上、電路をクランプＣＴでクランプするだけで使用できるという、簡便な操作性が認められ、全国的に普及している。しかしながら、前記簡易型Ｉｇｒ探査器は、重畳信号の漏れ電流の大きさのみにより、漏電探査する装置であり、電路を流す重畳電流の大きさは、絶縁抵抗のみではなく、対地静電容量によっても左右されるため、漏電探査が不正確になる場合がある。
また、対地静電容量の大きい幹線系統においては、絶縁抵抗成分の影響により、対地静電容量の影響が大きくなることが多く、幹線系統への適用は困難であり、高抵抗地絡の場合は、対地静電容量の影響が相対的に大きくなるため、探査は困難となる。
【００１２】
磁気センサ型漏電探査器は、変圧器のＢ種接地線に漏電探査用交流信号を重畳し、回路に流れる重畳信号成分の電流により生じた交流磁界の大きさを、磁気センサにより検知し漏電探査を行うものである。前記磁気センサ型漏電探査器は、磁気センサを電線または機器に接触または接近させるだけで漏電探査を行うが、以下の問題点がある。
・対地静電容量の影響を受けることがあり、重畳信号周波数が前述のＩｇｒ検出器と比較して、高い（Ｉｇｒ検出器は数十Ｈｚ、磁気センサ型漏電探査器は数ｋＨｚ）ため、対地静電容量の影響は、簡易型Ｉｇｒ漏電探査器よりさらに顕著である。したがって、検知する磁界の大きさは、絶縁抵抗のみではなく、対地静電容量によって大きく左右されるために、漏電探査が不正確となることが多い。そして、対地静電容量の大きい幹線系統においては、絶縁抵抗成分の影響により、対地静電容量の影響が大きくなることが多く、幹線系統への適用は困難である。さらに、高抵抗地絡の場合は、対地静電容量の影響が相対的に大きくなるため、探査は困難となる。等の問題がある。
【００１３】
Ｉｏ方式探査器は、商用周波数の電路に流れる漏れ電流をクランプＣＴにより検知し、その大きさを表示することにより、漏電探査を行う探査器である。この装置は、電路にクランプＣＴをクランプするだけで使用できるために、操作性は良いが、商用周波数の漏れ電流の大きさは電路の対地静電容量の影響を受けるため、前記簡易型Ｉｇｒ漏電探査器、磁気センサ型漏電探査器と同様の特性があり、漏電探査が困難であることが多い。
【００１４】
本発明は、従来の位相検波方式を利用したＩｇｒ漏電探査器とは異なり、重畳電圧信号回路及び位相検波回路を不要とした、スカラー方式によるＩｇｒ検出により、高精度。低コスト化を図るとともに、作業性の向上を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、電気設備の低圧電路のＢ種接地線に対して重畳用ＣＴを配置し、低圧電路の漏電箇所を探査する検出用ＣＴを設けたスカラー方式漏電探査器に関する。
請求項１の発明は、前記重畳用ＣＴには重畳信号注入器を配置し、前記重畳信号注入器から前記Ｂ種接地線に漏電探査用の、電源周波数及び電源周波数の高調波に一致しない、非正弦波交流電圧の重畳信号を前記重畳用ＣＴを介して低圧電路に重畳し、
前記低圧電路の被検知回路に配置した、前記漏電探査器の検出用ＣＴから出力された信号を、入力回路を介して前記重畳信号の基本波成分を検出する基本波用バンドパスフィルタ及び、十分に高い重畳信号の高調波成分を検出する第ｎ調波用バンドパスフィルタを配置し、
前記基本波用バンドパスフィルタから出力される、前記重畳信号の基本波成分の信号の大きさと、前記重畳信号の第ｎ調波成分の信号の大きさの、２つの信号を抵抗成分演算回路に入力させて、演算処理により低圧電路の絶縁抵抗を演算し、その演算した情報に基づいて、入力回路に設けている表示装置で表示することを特徴とする。
【００１６】
請求項２の発明は、前記基本波用ＢＰＦと第ｎ調波用ＢＰＦの情報を抵抗成分演算回路に入力して、抵抗成分を演算して抵抗値の情報を求め、
その演算により求めた情報にもとづいて、出力回路を介して外部装置に向けて情報を出力することを特徴とする。
【００１７】
請求項３の発明は、前記低圧電路での漏電検知を行うための漏電探査器においては、検出用の手段として磁気センサを設け、前記磁気センサから得られる情報を重畳周波数検知回路に入力する、磁気センサ形漏電探査器として構成することを特徴とする。
【００１８】
請求項４の発明は、前記漏電探査器においては、磁気センサから出力された信号を、重畳信号検知回路に入力し、前記重畳信号検知回路に設けた基本波用バンドパスフィルタ及び、第ｎ調波用バンドパスフィルタから得られた情報を、抵抗成分演算回路での情報の解析に供することを特徴とする。
【００１９】
前述したように構成したことにより、以下に例示するような特徴を発揮できる。
なお、本探査器は、スカラー方式を用い、重畳信号の漏れ電流の基本波およびその高調波成分の電流から漏電探査に必要な、絶縁抵抗成分により流れる電流（以下「Ｉｇｒ」という）を検知し、正確に抵抗地絡箇所を特定する機能がある。したがって、従来方式とは異なる方式により、対地静電容量に影響されない確実な漏電探査が可能となることから、省力化や電気安全の向上に資することを目的とすることができる。
そして、本発明においては、
対地静電容量の影響がない。：つまり、前記構成を有するために、原理的に対地静電容量の影響を受けないので、極めて効率的で正確な漏電探査が可能である。
また、幹線系統への適用が容易であり、対地静電容量の大きい幹線系統でも、正確な探査が可能である。
さらに、高抵抗地絡の検出が容易であり、対地静電容量の影響を受けないため、高抵抗地絡の検出も容易である。
【００２０】
前記クランプＣＴ形漏電探査器は、重畳電圧信号が不要のため、電線をクランプＣＴでクランプするだけで、正確なＩｇｒが測定でき、極めて作業性が良い。また、磁気センサ形漏電探査器も電線、機器に接触または接近させるのみの作業で、迅速な作業ができる。  本発明の装置は、回路構成が簡単であるため、従来のクランプメータに組み込むなど、小型軽量化が図れ、安価で高精度な製品が提供できる。
したがって、クランプＣＴや重畳電圧信号用コートの極性を適合させる必要がなく、また、周波数自動切換方式を用いた場合の操作は、回路電圧の切換のみの簡単な操作で作業ができる、等の本発明の特徴を発揮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図示する例にしたがって、本発明のスカラー方式漏電探査器の構成を説明する。以下に説明するクランプＣＴ形漏電探査器または磁気センサ形漏電探査器においては、図１または図３に図示する例のように、高圧電路１から給電される高圧電流を変圧器２により低圧電流として低圧電路３に給電する。そして、低圧電路で漏電が発生した時の情報を、容易に検知できるように構成しているものである。前記低圧電路３には、分岐線３ａ、３ｂ……を配線用遮断器３Ａ、３Ｂ……を介して接続し、それ等の配線用遮断器の各々に対して、以下に説明する検知手段を用いて、漏電検知の作業を行うことを可能にしている。
以下に説明する装置においては、クランプＣＴ形漏電探査器１０または磁気センサ形漏電探査器１１に対して、その検知器に組み込まれる各回路構成部材としては、以下に説明する機能と同等な働きを行う部材であれば、特にその例に開示した回路機構のみに限定するものではない。
【実施例１】
【００２２】
図１に示すクランプＣＴ形漏電探査器の実施例において、高圧電路１から給電される高圧電流を変圧器２により低圧電流として、低圧電路３に給電して需要家側での受電を可能としている。この給電回路において、低圧電路３からのＢ種接地線４を、Ｂ種接地極４ａを介して接続しており、前記Ｂ種接地線４に対して重畳用ＣＴ９を配置し、重畳信号注入器５から重畳信号をＣＴ９を介して電路に注入するように設けている。前記重畳信号注入器５には、電源装置６と、発振回路７から電力増幅器８に向けて信号を発振し、電力増幅器８から重畳用ＣＴ９に増幅した信号を伝達して、接地線４に重畳電圧を印加する。
【００２３】
なお、この重畳信号注入器５に設けている各回路において、電源回路６は、重畳信号注入器の電源用回路で、電池または商用電源を用いての動作等が可能なものとして構成している。また、発振回路７では、非正弦交流を発振する回路を構成しており、重畳用ＣＴ９は、磁心型変流器であり、電路４に電力増幅器８からの重畳電圧を注入する。この例において、探査器が既設のＩｇｒ検出器等の重畳信号を利用する場合は、重畳信号注入器５は不要となる。
前記Ｂ種接地線４に対して配置する重畳用ＣＴ９は、重畳信号注入器５が磁心型変流器として構成されているもので、電源回路６と発振回路７からの信号を、電力増幅回路８で増幅して、前記Ｂ種接地線４に対して注入する。
前記重畳信号は、基本周波数及びその高調波に適合した周波数を適宜設定して、重畳用ＣＴから注入することができる。
【００２４】
前記低圧電路３には、配線用遮断器３Ａ、３Ｂ……を介して分岐路３ａ、３ｂ……を分岐し、各負荷に対する給電経路を設けている。前記分岐路での漏電を検知するために、図１に示す例では、検出用クランプＣＴ１２を分岐路に対して用いて、クランプＣＴ形漏電探査器１０として構成した検知手段を用い、検知の動作を行うものとして構成している。  前記クランプＣＴ形漏電探査器１０において、検出用クランプＣＴ１２で検知した分岐路３ｂの検知情報は、入力回路１４を介して重畳周波数検知回路１５、基本波用ＢＰＦ１６および第ｎ調波用ＢＰＦ１７にそれぞれ入力される。前記入力回路１４からの信号が並列に入力される基本波用ＢＰＦ１６と第ｎ調波用ＢＰＦ１７とは、それぞれ特定周波数の情報を解析するためのものであり、重畳周波数検知回路１５では、重畳信号注入器５から重畳用ＣＴ９を用いて、Ｂ種接地線４に注入した重畳信号成分を検知するものとして構成している。
【００２５】
前記クランプＣＴ形漏電探査器１０に組み込まれて、分岐路での漏電を検知する動作を行う、各回路部材の構成およびその回路での動作を以下に説明する。
検出用クランプＣＴ１２は、検出用クランプＣＴで、電路に流れる重畳信号成分の電流を検知して、入力回路１４にその検知情報を伝達する。
入力回路１４は、検出ＣＴの入力回路で、入力保護回路、増幅器および本探査器の信号系には、商用周波数成分は不要のため、商用周波数を減衰させるバンドパスフィルタ（ＢＥＦ）などから構成される。
【００２６】
Ｉｇｒ検出器等において、電路へ注入する重畳信号の周波数や電圧値は、メーカーまたは機種により定まっている値であり、これを使用するにあたり、手動でこれらのデータを入力する方法もある。
重畳周波数検知回路１５は、これらの操作を自動設定する場合に使用する回路で、前記重畳周波数検知回路１５により電路に重畳されている重畳周波数を検知し、重畳周波数検知回路１５からの基準信号を、基本波用ＢＰＦ１６及び、第ｎ調波用ＢＰＦへ送り、重畳信号基本波周波数及び重畳信号の高調波周波数に、各フィルタの通過周波数を一致させるとともに、重畳周波数と連動した電圧値を、自動設定することができる。
【００２７】
前記重畳周波数検知回路１５において、重畳周波数の選択は前記のように手動入力することもできるが、電路への重畳信号の周波数や電圧値は、メーカーまたは機種により定まっている値である。これを利用し、電路から重畳信号の基本波周波数及び第Ｎ次高調波、及び電圧値に適合させることにより、周波数と電圧値の自動設定を行うことができる。また、この機能は専用の重畳信号注入器を用いて、周波数を選択できる。
【００２８】
前記基本波用ＢＰＦ１６は、入力回路１４と重畳周波数検知回路１５からの信号を受けて、重畳信号周波数検知回路の信号を基準信号として、重畳信号の基本波周波数にフィルタの通過周波数を一致させ、抵抗成分演算回路１８に向けて処理した情報を伝達する。
また、基本波用ＢＰＦ１６に通過周波数可変形フィルタを１個用いて、絶縁抵抗Ｒを検出する場合には、最初に、重畳信号基本波の大きさを測定・記録し、次に、通過周波数を変えて、第ｎ次高調波の大きさを測定・記録し、絶縁抵抗Ｒを検出することもできる。さらに、重畳信号の高調波から任意の２つの周波数を絶縁抵抗検出用データとして用いることも、前記重畳周波数検知回路１４との間で、任意に設定可能である。
【００２９】
第ｎ調波用ＢＰＦ１７は、重畳信号の第ｎ調波を通過するフィルタであり、通過周波数可変形フィルタを用いる場合は、重畳信号周波数検知回路の信号を基準信号として、重畳周波数の第Ｎ調波をフィルタの通過周波数と一致させる。そして、この第ｎ調波用ＢＰＦ１７から出力される情報は、基本波用ＢＰＦ１６からの情報と合わせて抵抗成分演算回路１８に入力され、前記２つの情報にもとづいて、分岐路での漏電の検知を行う。
【００３０】
前記抵抗成分（Ｉｇｒ）演算回路１８は、前記第ｎ調波用ＢＰＦ１７と基本波用ＢＰＦ１６からの情報を合わせて入力するもので、電路に流れる電流の基本波成分の大きさと、十分に高い高調波次数の電流の大きさを求め、２つの電流の大きさから絶縁抵抗Ｒを演算処理により求める。また、絶縁抵抗Ｒから、電路電圧から算出されるＩｇｒの大きさに換算する他に、必要に応じ、データの平均化等の処理を行うことが可能である。
【００３１】
クランプＣＴ形漏電探査器１０のディスプレイ・操作部１９には、商用周波数の電路電圧、重畳周波数等の入力機構を設ける。
ディスプレイは、抵抗成分演算回路１８からの情報を元に、商用周波数の電路電圧から算出されるＩｇｒ値と、各種設定状態等を表示するとともに、処理した情報を記録計等へ出力させる機能等の複数の機能を持たせている。
【００３２】
前記クランプＣＴ形漏電探査器１０においては、前述したように、絶縁抵抗Ｒのデータから。商用周波数の電路電圧から算出されるＩｇｒの大きさを、そのまま表示することができる装置として構成しており、装置の操作は、商用周波数の電路電圧入力、感度切換等を行う。また、Ｉｇｒ検出器で用いる重畳信号周波数、電圧値の情報は、装置のメーカーにより、各様で種々な仕様があり、漏電探査用の重畳信号注入周波数、電圧値も異なることがあり、周波数選択等のデータの手動入力が必要な場合もある。
【００３３】
本発明のＩｇｒ検出器の動作の原理：
図２に示すような等価回路を用いて、本発明のＩｇｒ検出器の動作を説明するが、この等価回路の説明図において、Ｖ：絶縁検出用重畳電圧、Ｒ：対地抵抗（絶縁抵抗）、Ｃ：対地静電容量、Ｉｒ：対地抵抗により流れる電流、Ｉｃ：対地静電容量により流れる電流Ｉ：Ｉｃ、Ｉｒの合成電流（電路に流れる電流）をそれぞれ表しているもので、ＣＴは検出ＣＴ１２である。
なお、この等価回路において、装置を有効に作用させるための要件と、それによる演算の式等に関しては、後で説明する。
【００３４】
前記クランプＣＴ形漏電探査器１０を用いて漏電検知を行う場合の他に、本発明においては、図３に説明するように、磁気センサ形漏電探査器１１として構成することもできる  前記磁気センサ形漏電探査器１１を用いる漏電探査器においては、変圧器のＢ種接地線に漏電探査用交流信号を重畳し、回路に流れる重畳信号成分の電流により生じた交流磁界の大きさを、磁気センサにより検知し漏電探査を行うものである。磁気センサ型漏電探査器は、磁気センサを電線または機器に接触または接近させるだけで漏電探査を行うことができる。
【００３５】
前記磁気センサ形漏電探査器１１を用いる漏電探査器においては、磁気センサ形漏電探査器のディスプレイ・操作部１９は、商用周波数の電路電圧、重畳周波数、検出感度調整等の入力機構を設ける。
直線状の電路から発生する磁界の強さは、流れる電流に比例し、電路からの距離に反比例する。
この性質から、探査時は被探査回路から磁気センサまでの距離が、Ｉｇｒ漏れ電流値に影響するため、Ｉｇｒ値は被探査回路から磁気センサまでの距離の関数となる。したがって、探査時は被探査回路と磁気センサの距離は一定ではないため、ディスプレイの探査結果の表示はＩｇｒ値ではなく、漏電の有無、検出レベルの変化等を表示するランプ、メータ表示等を行うとともに、各種設定状態等の表示をする。
【００３６】
この実施例で使用する磁気センサ１３は、電路に流れる重畳信号成分の電流により発生した交流磁界を検知するセンサであり、磁性体にコイルを巻いたものや、ホール素子により磁気検出を行う機構のものを用いることができる。
前記例示された２つの装置を用いて、電路での漏電の検知を行う場合には、次に説明するようにして実施する。図４に示すモデル電路では、低圧電路３から、負荷別に複数に分岐した分岐回路３ａ、３ｂ……を、配線用遮断器３Ａ、３Ｂ……を介して配置している。  前記分岐回路での漏電探査を行う場合には、探査器１０または１１により、順次分岐回路の測定を行い、漏電回路を追求し、漏電機器、箇所を探査する。
【００３７】
前記スカラー方式漏電探査器を用いて電路での絶縁抵抗を求めるには、低圧電路に非正弦波交流を重畳し、回路に流れる重畳信号の基本波成分の、電流Ｉの大きさと、十分に高い高調波次数の漏れ電流（以下「Ｉｃｎ」という）の２つのスカラー量を、検出ＣＴまたは磁気センサにより検出し、次の式のような簡単な演算により算出できる。
Ｒ＝（４Ｅ／π）・（Ｉ2 −Ｉcn2 ）1/2 ×π×  ２1/2 
上の式は、波高値Ｅの方形波を注入し、基本波成分の漏れ電流の大きさをＩ、十分に高い周波数の漏れ電流をＩｃｎとした場合の抵抗値を示しているものである。
【００３８】
本発明のＩｇｒ検出器の動作の原理：
図２に示すような等価回路を用いて、本発明のＩｇｒ検出器の動作を説明するが、この等価回路の説明図において、Ｖ：絶縁検出用重畳電圧、Ｒ：対地抵抗（絶縁抵抗）、Ｃ：対地静電容量、Ｉｒ：対地抵抗により流れる電流、Ｉｃ：対地静電容量により流れる電流Ｉ：Ｉｃ、Ｉｒの合成電流（電路に流れる電流）をそれぞれ表しているもので、ＣＴは、検出ＣＴ８である。
【００３９】
前記等価回路に対して、以下の処理動作を行うことにより、装置を有効に作用させる。  ａ  ：  電路に重畳信号である非正弦波交流Ｖを印加する。
重畳電圧の波高値をＥ、基本波の角周波数をωの方形波とすると、電圧波形に含まれる各高調波成分は、次の式で表される。
Ｖ＝（４Ｅ／π）・（sin ωt+1/3 ×sin ωt+1/5 ×sin5ωt+…
……＋1/N ×sinNωｔ）…（ａ）
上の式で表され、基本波の波高値を１とすると、第三高調波の波高値は１／３、第五高調波の波高値は１／５となり、Ｎ次高調波の波高値では１／Ｎとなる。（Ｎは奇数）
【００４０】
ｂ  対地抵抗（絶縁抵抗）に流れる電流
前記（ａ）式のように、重畳電圧が印加された際に、対地抵抗に流れる各高調波の電流Ｉｃは、次の式で表される。
Ｉｒ＝（４Ｒ／π）・（sin ωt+1/3 ×sin ωt+1/5 ×sin5ωt+……
…＋1/N ×sinNωｔ）……………（ｂ）
ｃ  対地静電容量に流れる電流
上記の重畳電圧が印加された際に、対地静電容量Ｃに流れる各高調波の電流Ｉｃは次の式で表される。
Ｉｃ＝４Ｅ／π（ωＣ×ｓｉｎωｔ＋３ωＣ×１／３×ｓｉｎ３ωｔ＋
５ωＣ×１／５×ｓｉｎ５ωｔ＋……＋ＮωＣ×１／Ｎ×ｓｉｎＮωｔ）…（ｃ）
【００４１】
ｄ  絶縁抵抗、対地静電容量に流れる電流の大きさ（スカラー量）の特徴
前記の式から絶縁抵抗に流れる電流の大きさは、基本波を１とすると、第３高調波では１／３、第５高調波では１／５となり、高調波次数が高まるにつれて反比例して小さくなる。
また、対地静電容量に流れる電流の大きさは。前記した式より、各高調波とも電流の大きさは等しく、高調波次数が高まるにつれて減少することはない。
【００４２】
ｅ  絶縁抵抗の検出
（１）  対地静電容量に流れる電流の検出
前記のように、重畳電圧の高調波次数が高まるにつれて、減少する絶縁抵抗に流れる電流の特性から、絶縁抵抗に流れる電流が無視できる程度の、十分に高い高調波次数（以下「第ｎ調波」という）の電流を検出することにより、対地静電容量Ｃのみに流れる電流と見なすことができる。
このときの検出ＣＴに流れる電流の実効値を、Ｉｃｎとする。
【００４３】
（２）  基本波成分を検出した際に流れる電流
基本波成分による絶縁抵抗に流れる電流をＩｒ１′とすると、この値は次の式で表される。
Ｉｒ１′＝４Ｅ／Ｒπ×ｓｉｎωｔ    
上記式の時間関数ωｔを省略し、実効値に換算してＩｒ１とすると、その式は、次のように表される。
Ｉｒ１＝４Ｅ／Ｒπ×２1/2   となる。
そして、基本波成分により対地静電容量に流れる電流をＩｃ１′とすると次の式で表される。
Ｉｃ１′＝４ＥωＣ／π×ｓｉｎωｔ
実効値をＩｃ１とすると、
Ｉｃ１＝４ＥωＣ／π×２1/2 となる。
【００４４】
（３）  絶縁抵抗の算出
前記ＩｃｎとＩｃ１の大きさは等しいため、Ｉｃ１をＩｃｎとし、抵抗成分により流れる電流をＩｒ１とすると、検出ＣＴに流れる基本波の電流の大きさ（スカラー量）は、次の式で表される。
Ｉ＝（Ｉｒ１2 ＋Ｉcn2 ）1/2   となる。
上の式を変形し、抵抗成分に流れる電流Ｉｒ１を求めると、
Ｉｒ１＝（Ｉ2 ＋Ｉcn2 ）1/2   
上記式より、絶縁抵抗Ｒは、
Ｒ＝４Ｅ／（Ｉ2 ＋Ｉcn2 ）1/2 ×π×２1/2   で表される。
【００４５】
（Ａ）  原理のまとめ
前式から、絶縁抵抗Ｒを求めるには、回路に非正弦波交流を重畳し、回路に流れる重畳信号基本波成分の電流Ｉの大きさと、十分に高い高調波次数の電流Ｉｃｎの２つのスカラー量を、検出ＣＴにより検出し、簡単な演算処理により算出する。
以上は、方形波を重畳した例を説明したが、三角波等の他の非正弦波交流を用いた場合は、高調波次数に含まれる高調波の実効値が異なるため、換算式を重畳波形に適合したものにすることにより、多様な重畳波形に適合することができる。
【００４６】
（Ｂ）  絶縁抵抗ＲからＩｇｒへの変換
本検出器は、回路の絶縁抵抗Ｒを検出するが、一般的には、絶縁抵抗Ｒによる漏れ電流値Ｉｇｒに換算され、表示・管理されることが多い。
Ｉｇｒへの換算は、１００Ｖ回路、２００Ｖ回路では、絶縁抵抗Ｒから次の式によって行う。
１００Ｖ回路    Ｉｇｒ＝１００／Ｒ
２００Ｖ回路    Ｉｇｒ＝１２０／Ｒ
となり、換算式の分母に電路の電圧を代入して計算する。
【００４７】
なお、前記本発明の実施例は、新たに専用の重畳信号注入器を電路に対して設置して、漏電探査を行う場合で説明したが、従来のＩｇｒ検出器が設置されている設備を用いて、漏電探査を行うことも可能である。そのためには、次に説明するように、従来のＩｇｒ検出器の設置された設備での漏電探査用の重畳信号の注入方法を用いることができる。
【００４８】
（１）従来型Ｉｇｒ検出器の重畳信号を利用する場合
従来型Ｉｇｒ検出器の重畳電圧波形は正弦波のため、本方式を用いた漏電探査器を使用する場合は、Ｉｇｒ検出器の重畳波出力端子等に正弦波の一定の波高値以上を制限するリミッタ回路（電圧波形リミッタ用アダプタ）を接続し、正弦波交流電圧を非正弦波交流電圧に変えて重畳ＣＴにより電路に注入し、漏電探査用信号として利用する。
（２）スカラー方式Ｉｇｒ検出器の重畳信号を利用する場合
スカラー方式Ｉｇｒ検出器の重畳信号は、非正弦波交流であるため、スカラー方式Ｉｇｒ検出器の重畳信号を利用する。
（３）専用の重畳信号
Ｉｇｒ検出器等が設置されていない設備においては、専用の重畳信号注入器により、商用周波数および商用周波数の高調波と一致しない非正弦波交流を重畳ＣＴにより注入する。
以上のような各種の手段を用いて、検出用の重畳信号を低圧電路に注入し、漏電の検出に本発明の装置を用いることができるものとされる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】クランプＣＴ形漏電探査器の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の回路に対応する等価回路の説明図である。
【図３】磁気センサ形漏電探査器を用いた装置の構成を示すブロック図である。
【図４】漏電探査の例を示す説明図である。
【図５】処理回路の従来例の説明図である。
【図６】図４の回路に対応する等価回路の説明図である。
【図７】従来例での電流のベクトル図である。
【符号の説明】
【００５０】
１    高圧電路、  ２    変圧器、  ３    低圧電路、  ４    Ｂ種接地線、
５    重畳信号注入器、  ６    電源装置、  ７    発振回路、  ８    電力増幅器、  ９    重畳用ＣＴ、  １０    クランプＣＴ形漏電探査器、
１１    磁気センサ形漏電探査器、  １２    検出用クランプＣＴ、
１３    磁気センサ、  １４    入力回路、  １５    重畳周波数検知回路、
１６    基本波用ＢＰＦ、  １７    第ｎ調波用バンドパスフィルタ、
１８    抵抗成分（Ｉｇｒ）演算回路、  １９    出力回路、
２１    ヘッドアンプ、  ２２    ローパスフィルタ、
２３    商用周波数除去フィルタ、  ２４    重畳信号用バンドパスフィルタ、
２５    整流・ゲイン調整回路、  ２６    ディスプレイ。
【図１】
2007278952.tif 000003
【図２】
2007278952.tif 000004
【図３】
2007278952.tif 000005
【図４】
2007278952.tif 000006
【図５】
2007278952.tif 000007
【図６】
2007278952.tif 000008
【図７】
2007278952.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成18年5月17日(2006.5.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
（１）従来型Ｉｇｒ検出器の重畳信号を利用する場合
従来型Ｉｇｒ検出器の重畳電圧波形は正弦波のため、本方式を用いた漏電探査器を使用する場合は、Ｉｇｒ検出器の重畳波出力端子に正弦波の一定の波高値以上を制限するリミッタ回路（電圧波形リミッタ用アダプタ）を接続し、正弦波交流電圧を非正弦波交流電圧に変えて重畳ＣＴにより電路に注入し、漏電探査用信号として利用する。
または、従来型Ｉｇｒ検出器の正弦波重畳信号電圧値より十分小さい電圧値の、十分に高い高調波次数の正弦波交流を専用の重畳信号注入器から重畳し、従来型Ｉｇｒ検出器の重畳信号と、重畳信号注入器からの重畳信号の２つを漏電探査用信号として利用する。
（２）スカラー方式Ｉｇｒ検出器の重畳信号を利用する場合
スカラー方式Ｉｇｒ検出器の重畳信号は、非正弦波交流であるため、スカラー方式Ｉｇｒ検出器の重畳信号を利用する。
（３）専用の重畳信号
Ｉｇｒ検出器等が設置されていない設備においては、専用の重畳信号注入器により、商用周波数および商用周波数の高調波と一致しない非正弦波交流を重畳ＣＴにより注入する。
以上のような各種の手段を用いて、検出用の重畳信号を低圧電路に注入し、漏電の検出に本発明の装置を用いることができるものとされる。