专利名称：漏泄电流或电阻测量方法及其监视装置和它的监视系统的制作方法
发明的背景本发明涉及为监视配电系统的绝缘状态的漏泄电流中所包含的电阻部分电流、作为绝缘电阻的电阻值的测量方法、以及应用了该测量方法的设备或装置或系统。
作为现有的配电系统中的漏泄电流或绝缘电阻的测量方法，已经提出了(A)在配电电路或变压器的接地线上设置零相变流器进行直接测量的方法；(B)在变压器的接地线或配电电路中从外部施加电压后进行测量的方法；(C)从零相变流器的输出和配电电路的电压测量漏泄电流的方法。
作为(A)的公开例子，可举出特开平2-129556号公报；另外，作为(B)的公开例子，可举出特开昭63-238470号公报、特开平1-143971号公报、特开平2-83461号公报、特开平4-52565号公报、特开平6-258363号公报、特开平9-318684号公报、特开平11-304855号公报；另外，作为(C)的公开例子，可举出特开平3-179271号公报、特开平4-220573号公报、特开平6-339218号公报、特开平2001-225247号公报、特开平2001-21604号公报。
这些例子的概略情况汇集于图9中示出。
图9是示出漏泄电流测量系统的结构图，在图中，40是变压器、41是断路器、42是配电系统的初级电路、43a、43b、43c是电气设备等的负载、44是变压器40的接地线、45是接受变流器46的输出并测量漏泄电流等的测量设备、47a、47b、47c是配电路径中产生的静电电容、48a、48b、48c是设置于负载43a～43c中的电源开关、49是设置于负载中的噪声滤波器的静电电容。50是在变压器40的接地线44中施加电压的电压施加装置。51是为方便地示出负载43a的绝缘电阻或初级电路42的配线材料的绝缘电阻所用的符号。
另外，Iz是初级电路的漏泄电流、Ic是流过静电电容的容性电流(无效部分电流)、Igr是流过绝缘电阻部分的电阻部分电流(有效部分电流)。
在图9中，上述(A)的测量方法是在变压器40的接地线44上设置零相变流器以测量漏泄电流的方法。(B)的测量方法是从电压施加装置50施加1Hz、约1V的电压，使得在静电电容47a～47c中不流过电流，即不受静电电容的影响，而用测量仪45测量来自零相变流器46的信号的方法。(C)的测量方法是用来自配线系统的初级电路42的电压和零相变流器46的输出进行测量的方法。
图10是示出初级电路的漏泄电流Iz、流过静电电容那样的容性电流以及流过绝缘电阻部分的电阻部分电流的矢量的矢量图。在图中，在三相交流电压的情况下，相电压与线电压之间的相角为30度。容性电流Ic与电阻部分电流Igr相差90度，漏泄电流Iz是电流Ic和电流Igr的合成电流，用矢量和表示。可是，容性电流依赖于接通多大的负载而不同。例如，在全部负载43a～43c都接通时，容性电流像Ic’那样增加。因此，该漏泄电流Iz成为Iz’。即，电流Iz’、Ic’随负载的变化而变化。
发明要解决的课题在上述(A)的方法中，如果因噪声滤波器等致使静电电容增大，则无效部分电流成了大部分，就有无法测量电阻部分电流的问题。
在(B)的方法中，必须从外部施加电压，有必要考虑负载设备不产生什么影响，但有结构复杂的问题。
(C)的方法之一例是设置辅助阻抗元件以求得绝缘电阻的例子，有不适合于多个配电电路的问题。
另外，另一例子是求得相角，算出电阻部分电流或电阻值，进而检测绝缘恶化相的例子，但有在变流器的特性方面的微小电流区内难以求得正确的相角的问题。
发明的概述本发明的目的在于解决上述现有例的问题，求得可靠性高的电阻部分电流值和电阻值，即求得绝缘电阻。另外，作为另一目的，通过捕捉绝缘恶化随时间变化的信息而发出警报，使得事前能够检查防范，以防患于未然。
为达到上述目的，在本发明中(1)作为从检测被测定电路的漏泄电流的变流器的信号和上述被测定电路的电压信号测量上述被测定电路的电阻部分电流的方法，对至少1个周期部分的上述波形信号进行取样，用上述电压的各瞬时值的平方的平均值的平方根去除上述电压的瞬时值与上述漏泄电流的瞬时值之积的平均值，将其商数定为电阻部分电流。
(2)作为从检测三相交流的被测定电路的漏泄电流的变流器的信号和上述被测定电路的电压信号测量上述被测定电路的电阻部分电流的方法，对至少1个周期部分的上述波形信号进行取样，同时存储电压信号，用上述电压的各瞬时值的平方的平均值的平方根去除上述漏泄电流的瞬时值与上述已存储的电压的相角30度前的瞬时值之积的平均值，将其商数定为电阻部分电流。
(3)作为从检测三相交流的被测定电路的漏泄电流的变流器的信号和上述被测定电路的电压信号测量上述被测定电路的电阻部分电流的方法，对至少1个周期部分的上述波形信号进行取样，同时存储电压信号，对于上述三相各相用上述电压的各瞬时值的平方的平均值的平方根去除漏泄电流的瞬时值与上述已存储的电压的相角30度前的瞬时值之积的平均值，将其商数定为电阻部分电流。在计算出三相各相的电阻部分电流时所用的各相电压可通过得到2个相的线电压信号并通过对剩下的1相进行矢量运算而求得，或者可通过得到1个相的线电压信号并通过对剩下的2个相设定使之比从先期得到的电压信号分别延迟120度和240度的相角而求得。另外，在应用对地电压时，可通过从2个相的线对地电压再对剩下的1相进行矢量运算求得，或者可通过得到1个相的线对地的电压信号并通过对剩下的2个相设定使之比从先期得到的电压信号分别延迟120度和240度的相角而求得。
(4)对交流的被测定电路的漏泄电流信号、上述被测定电路的电压信号、1个周期部分的上述漏泄电流信号和上述电压信号的波形进行取样存储，将上述漏泄电流信号和上述电压信号分别展开为N次谐波分量，2以上的次数的谐波中的漏泄电流分量用同次数的电压分量去除，设所得商数与由同次数中的电阻部分和静电电容部分构成的导纳相等，假定从得到的联立方程算出的结果为与漏泄电流有关的电阻部分。
(5)对交流的被测定电路的漏泄电流信号、上述被测定电路的电压信号、1个周期部分的上述漏泄电流信号和上述电压信号的波形进行取样存储，将上述漏泄电流信号和上述电压信号分别展开为N次谐波分量，假定从通过展开运算得到的至少1个的次数中的漏泄电流分量与同次数的电压分量的相角之差算出的结果为与漏泄电流有关的电阻部分。
(6)对交流的被测定电路的漏泄电流信号、上述被测定电路的电压信号、1个周期部分的上述漏泄电流信号和上述电压信号的波形进行取样存储，将上述漏泄电流信号和上述电压信号分别展开为直流分量和N次谐波分量，将通过展开运算得到的电压信号直流分量用同样得到的漏泄电流信号直流分量去除，将其商数定为与漏泄电流有关的电阻部分。
(7)在上述(5)和(6)中，将所选择的次数定为适合于三相交流的3倍的次数。
(8)在上述(5)和(6)中，为了算出与漏泄电流有关的电阻部分，从N次谐波分量对基波分量的比率大的部分中自动地选择所选择的次数，测量电阻部分。
附图的简单说明图1是说明本发明的漏泄电流测量方法的第1实施例用的波形图。
图2是说明本发明的漏泄电流测量方法的第2实施例用的波形图。
图3是说明本发明的漏泄电流测量方法的第3实施例用的波形图。
图4是示出使用了本发明的测量仪的漏泄电流测量系统的实施例的结构图。
图5是示出使用了本发明的电路断路器的漏泄电流测量系统的实施例的结构图。
图6是示出使用了本发明的监视装置的漏泄电流测量系统的实施例的结构图。
图7是示出使用了本发明的断路器的漏泄电流测量系统的实施例的结构图。
图8是示出电阻部分电流值随时间变化的特性图。
图9是示出漏泄电流测量系统的结构图。
图10是示出初级电路的漏泄电流Iz、流过静电电容的容性电流和流过绝缘电阻部分的电阻部分电流的矢量的矢量图。
图11是绝缘监视装置的外观图。
图12是另一实施例的绝缘监视装置的外观图。
图13是示出将绝缘监视装置收容到分电板的图。
优选实施例的详细说明以下参照附图用实施例说明本发明的实施形态。
图1是说明本发明的漏泄电流测量方法的第1实施例用的波形图，使用本波形图说明从漏泄电流算出电阻部分电流的原理。
该波形图示出图9中的配电系统的初级电路42是单相电路的情形，是用时间轴表示变流器46的输出和来自初级电路42的电压波形的图。
在图中，Iz表示漏泄电流，V表示电压，W表示漏泄电流功率，各波形上的点表示取样值。如果没有有效部分电流Igr，则漏泄电流Iz的相位比电压的相位超前90度。
此处，设电压为V，负载电流为I，电压与负载电流的相角(功率因素角)为cosΦ，按照交流理论，交流电路的功率W用W＝VIcosΦ求得。因此，可对交流1个周期部分的电压和电流波形的瞬时值取样，求得上述电压的瞬时值和上述负载电流的瞬时值之积的平均值。
从图10可知，如设漏泄电流为Iz，则有效部分电流Igr为IzcosΦ。本实施例的特征在于通过求得用漏泄电流Iz置换式W＝VIcosΦ中的负载电流I后的功率(漏泄电流功率)，再用电压去除该功率，便得到有效部分电流Igr。
即，得到W/V＝IzcosΦ＝Igr。从而，可求得电阻部分电流(有效部分电流)Igr。此处，电压是交流1个周期部分的电压，为了用上述取样来求，该电压用电压的各瞬时值的平方的平均值的平方根求得。
从上述公式可知，功率W和电压V是作为计算电阻部分电流Igr的手段而使用的，可知取入电压V用适当的大小即可。另外，从图1可知，如果漏泄电流中包含的电阻部分电流增大，则接近于电压相，功率为正。
下面用图2说明本发明的第2实施例。
图2是说明本发明的漏泄电流测量方法的第2实施例用的波形图，示出了在通过将三相交流的第1相(RS)引出2条线对负载提供功率的情形下的电压波形、漏泄电流波形、漏泄电流功率波形。此时，漏泄电流Iz的相位比只有静电电容的情况下的电压V(线电压)超前60度。这是由于三相交流中的线电压比相电压超前30度的缘故。从而，第2实施例的着眼点在于在对上述漏泄电流和线电压取样时，存储线电压的瞬时值，求得漏泄电流的瞬时值和已存储的超前30度的电压的瞬时值的功率，如果用电压去除，则可求得电阻部分电流。再有，与第1实施例一样，电压是交流1个周期的各瞬时值的平方的平均值的平方根。
下面用图3说明本发明的第3实施例。
图3是说明本发明的漏泄电流测量方法的第3实施例用的波形图，示出了三相交流的电压波形(电压RS、电压ST、电压TR)、三相交流的漏泄电流波形Iz。另外，三相交流的电压波形中各自的电压是线电压。各线电压有120度相位差，这是众所周知的事实。另外，如果使漏泄电流对应于各电压波形进行取样，则与第2实施例一样，在只有静电电容的情况下，如图3所示，漏泄电流比线电压超前60度。从而，在对上述漏泄电流和各线电压波形进行取样时，存储各线电压的瞬时值，求得漏泄电流的瞬时值和已存储的超前30度的各电压的瞬时值的各功率，用各电压去除的结果之中示出了正的最大值的相是绝缘恶化的相，另外可以设该值为电阻部分电流。再有，在计算出三相各相的电阻部分电流时所用的各相电压可通过得到2个相的线电压信号并通过对剩下的1相进行矢量运算而求得，或者可通过得到1个相的线电压信号并通过对剩下的2个相设定使之比从先期得到的电压信号分别延迟120度和240度的相角而求得。另外，在应用对地电压时，可通过从2个相的线对地电压再对剩下的1相进行矢量运算求得，或者可通过得到1个相的线对地的电压信号并通过对剩下的2个相设定使之比从先期得到的电压信号分别延迟120度和240度的相角而求得。
此处，如果对取样进行说明，就是以规定的时间间隔测量交流1个周期的波形，所谓规定的时间间隔，例如如果是50Hz，则为分成36份后的0.5556ms，如果是60Hz，则为0.463ms，等等。
下面说明本发明的第4实施例。
按照上述实施例，虽然说明了输入的电压用适当的大小即可，但如果变换成来自被测定电路的输入电压值也可，如果用上述第1至第3实施例中得到的电阻部分电流去除该电压值，则可算出电阻值。即，可得到被测定电路的绝缘电阻值。
下面用式1至式7说明本发明的第5实施例。
在上述第3实施例中，适合于各相的静电电容部分没有太大的不平衡的情形，但在本实施例中，即使是不平衡的情形也可进行适当的计算。
y(t)＝A0+∑ansinnωt+∑bncosnωt或者，y(t)＝A0+∑Ansin(nωt+φn) (式1)式中，An＝an2+bn2、φn＝tan-1(bn/an)an＝2/T∫y·sinnωtdt bn＝2/T∫y·cosnωtdt式1至式7是说明本发明的漏泄电流的电阻部分的测量方法的第5实施例用的公式。式1是非正弦波的交流波，即对畸变波展开后表现出来的波，是作为傅里叶展开而众所周知的公式。在式1中，y(t)是畸变波在交流下的电压或电流，A0是直流分量，Ansin(nωt+Φn)是基波分量(n＝1)和谐波分量。V·=V0+V1sin(ωt+φ1)+V2sin(2ωt+φ2)]]>+V3sin(3ωt+φ3)+···]]>(式2)I·z=IZ0+IZ1sin(ωt+φ1)+IZ2sin(2ωt+φ2)]]>+IZ3sin(3ωt+φ3)+···]]>(式3)式2和式3是以上述式1为基础的电压信号和电流信号的展开式。左边y(t)的大小可用对与上述实施例1至3同样的电压波形信号或漏泄电流信号进行取样并以各瞬时值的平方的平均值的平方根得到的有效值进行置换。Y·3=V·3/I·Z3]]>(式4)Y·9=V·9/I·Z9]]>(式5)Y3＝(1/R)2+(3ωC)2(式6)Y9＝(1/R)2+(9ωC)2(式7)式4和式5是表示配电电路中形成的电阻部分和静电电容部分并联电路的例如3次谐波分量和9次谐波分量的导纳的公式。该式4和式5的大小被表示为式6和式7那样。式中，R为电阻部分，C为静电电容部分，ω为角速度，等于2πf。从而，可利用式2和式3将电压和电流展开为3次谐波分量和9次谐波分量，利用上述式4和式5求出3次谐波分量和9次谐波分量的导纳，如果求解上述式6和式7的联立方程，则可得到漏泄电流的电阻部分R。再有，虽然上述式4和式5用导纳表示，但不言而喻，也可设定2以上的次数中的电压谐波分量被同次数的电流分量除后所得商数与由同次数中的电阻部分和静电电容部分构成的阻抗相等。
下面用式1至式10说明本发明的第6实施例。
φvi＝tan-1Vb3/Va3-tan-1Ib3/Ia3(式8)Φvi3次谐波电压和电流的相位差W3＝Iz3·V3cosφvi (式9)R＝V32/W3(式10)式8至式10是说明本发明的漏泄电流的电阻部分的测量方法的第6实施例用的公式。式8是就上述式1中的Φn而言，以电压相为基准去求与电流的相角之差的公式，例如是以式2和式3为基础算出的第3次谐波分量的电压与电流的相角之差。式9是从用上述式8求得的相角之差以及用上述式2和式3求得的例如第3次谐波分量的电压、电流去求第3次谐波分量的功率的公式。式10是从上述式9和上述式2去求漏泄电流的电阻部分的公式。在本实施例中，虽然可从第3次谐波分量算出电阻部分，但不用说也可从除此以外的谐波分量算出。
下面说明本发明的第7实施例。
作为上述式1的右边第1项A0的直流分量在交流1个周期内的正和负两个波的平均值不为0的情况下才有，除了在交流电路内突然接入负载时，一般不可能有，但如果在电路中发生绝缘恶化，则以平均值不为0的直流分量而出现。从而，在上述第6实施例中，算出了由谐波分量引起的漏泄电流的电阻部分，但也可用同样的方法，即以漏泄电流的直流分量去除电压的直流分量而算出。
下面说明本发明的第8实施例。
以上述第6实施例中的第3次谐波为例算出上述第5实施例中的第3次谐波和第9次谐波分量，但在三相交流中，各相的相位差为120度，由于在3的倍数的次数中各相的谐波分量在同一位置相加而出现，故如上述的第3实施例那样，当然无需存储并算出各相，从而在算出1相部分后用该次数部分去除即可下面说明本发明的第9实施例。
为了算出上述第5实施例中的漏泄电流的电阻部分，例如要展开为第3次或第9次的N次谐波分量，在上述第6实施例中系展开为第3次谐波分量，但在限定次数的情况下，展开后得到的值较小时，可靠性可能要受到损害。因此，可从展开为N次谐波分量的各次数中自动地判断选择并算出对基波分量的比率大的次数。
下面说明本发明的第10实施例。
为了算出上述第5实施例中的漏泄电流的电阻部分，例如要展开为第3次或第9次的N次谐波分量，在上述第6实施例中系展开为第3次谐波分量，但在谐波分量极少的情况下，展开后得到的值的可靠性可能要受到损害。因此，在上述谐波分量对基波分量的比率在规定值以上的情况下可按上述第5实施例或第6实施例的方法算出，在上述谐波分量对基波分量的比率在规定值以下的情况下可从上述第1至第4实施例算出电阻部分，这些是通过自动地切换计算方法实现的。本实施例就是适合于例如电压谐波极少的情况的实施例。
下面说明本发明的第11实施例。
为了算出上述第7实施例中的漏泄电流的电阻部分，使用了直流分量，但在直流分量极少的情况下，经计算后得到的值的可靠性可能要受到损害。因此，在上述直流分量对基波分量的比率在规定值以上的情况下可按上述第7实施例的方法算出，在上述直流分量对基波分量的比率在规定值以下的情况下可从上述第4实施例算出电阻部分。本实施例就是适合于例如电压谐波极少的情况的实施例。
下面用式11说明本发明的第12实施例。
Igr＝V3/R(式11)式11是对交流1个周期部分的电压波形信号进行取样，用上述第5～第11的实施例中求得的电阻部分去除各瞬时值的平方的平均值的平方根即电压信号的有效值而得到的，可算出电阻部分漏泄电流。
下面说明本发明的第13实施例。
上述初级电路的漏泄电流Iz是流过静电电容部分的容性电流Ic和流过绝缘电阻部分的电阻部分电流Igr经过大地而回流到变压器40的接地线44，由上述电流在初级电路与大地之间产生电压。从而，可通过在上述各实施例中取入的电压信号得到被测定电路的1相中的线与大地之间的对地电压，算出电阻部分电流或电阻值。再有，在应用对地电压的情况下，可通过从2个相的线对地电压再对剩下的1相进行矢量运算求得，或者可通过得到1个相的线对地的电压信号并通过对剩下的2个相设定使之比从先期得到的电压信号分别延迟120度和240度的相角而求得。
下面用图4说明本发明的第14实施例。
图4是示出使用了本发明的测量仪的漏泄电流测量系统的实施例的结构图。在图中，1是监视装置，作为监视装置而使用。测量仪或监视装置1由下述各部构成。2是用非接触法对被测定电路的漏泄电流进行测量的电流检测器，3是它的信号线，4是对测量仪或监视装置1的内部供给适当的电压用的对电源部5的供电线和兼用的信号线，6是接受上述信号线3、4的输出并变换成适当的内部信号用的输入部，7是接受后述的运算处理部8的指示并对上述输入部6的输出进行取样及变换为数字值用的A/D变换部，8是对A/D变换部7进行取样并作出数字变换指示、还使得到的数字值存储到存储部9、同时采取上述第1至第13实施例的方法算出电阻部分电流和电阻值用的运算处理部。另外，运算处理部8将作为计算结果的电阻部分电流的值输出并合并到后述的输出部10。输出部10是将由上述运算处理部8得到的计算结果通过显示器进行视觉显示，或通过通信进行远距离通知用的输出部。
在本实施例中，从信号线输入的电压V(电路电压是单相电压或从单相3线、三相3线中引出2条线之间的电压)或电压RS和从漏泄电流检测器2得到的漏泄电流Iz，即容性电流Ic和电阻部分电流Igr的矢量和被输入，用A/D变换部7变换为数字，用运算处理部8进行运算，即可算出电阻部分电流(有效部分电流)或绝缘电阻的电阻值。因此，应用上述第1至第13实施例的方法可得知电阻部分电流和电阻值。
下面用图5说明本发明的第15实施例。
图5是示出使用了本发明的电路断路器的漏泄电流测量系统的实施例的结构图，断路器11由开关机构部14和漏泄电流测量部构成。在开关机构部14中，12是联结上述变压器40一侧的受电端和负载43一侧的供电端端子13的电路，借助于开关机构部14对电路进行开关。另外，在用断路部27、进行电流检测的变流器15和利用来自变流器15的信号检测过电流的过电流检测部16来检测过电流的情况下，开关机构部14由使断路部27断开的断开装置17构成。
在测量部中，20是用非接触法测量电路的漏泄电流的电流检测器，18是在该断路器11中内置的降压用变压器，19是对内部供给适当的电压用的电源部，21是接受电流检测器20和变压器18的输出而变换为适当的内部信号用的输入部，22是接受后述的运算处理部23的指示并对输入部21的输出进行取样及变换为数字值用的A/D变换部。23是对A/D变换部22进行取样并作出数字变换指示、还使得到的数字值存储到存储部24、同时采取上述第1至第12实施例的方法算出电阻部分电流和电阻值用的运算处理部。另外，运算处理部23将作为计算结果的电阻部分电流的值输出并合并到后述的输出部25。输出部25是将由上述运算处理部23得到的计算结果通过显示器进行视觉显示，或通过通信进行远距离通知用的输出部。例如，作为视觉显示的一例，可举出将用发光二极管(LED元件)的集合体构成的段显示器设置成6位，使漏泄电流值或电阻值显示出来的显示器、省电的液晶型的显示器。另外，作为远距离通知的一例，可举出根据美国电子工业会(EIA)规格，即RS-232C、RS-485规格的传输方法，或使用LAN的传输方法，或利用无线、红外线的无线传输方法等。
在以上的结构中，对输入部21输入电压V(电路电压是单相电压或从单相3线、三相3线中引出2条线之间的电压)或电压RS和漏泄电流Iz，用运算处理部23进行运算，即可得到电阻部分电流的电流值或电阻值。因此，应用上述结构和上述第1至第12实施例的方法可得知电阻部分电流和电阻值。
下面用图6、图7说明本发明的第16和第17实施例。
图6是示出使用了本发明的监视装置的漏泄电流测量系统的另一实施例的结构图，示出了用测量仪或监视装置和主装置构成的系统，但测量仪或监视装置的结构与图4相同，对同一结构要素标以同一符号，其说明从略。
图7是示出使用了本发明的断路器的漏泄电流测量系统的另一实施例的结构图，断路器11的结构与图5相同。对同一结构要素标以同一符号，其说明从略。
此处，主装置31例如是计算机，在主装置31与上述测量仪或监视装置(终端装置)1或断路器11之间利用输出部10和通信装置进行连接。输出部10与上述输出部25相同。
另外，主装置31对从终端装置1或断路器11得到的信息进行存储或显示，该信息就是上述电阻部分电流或电阻值。从而，可用图表显示主装置31中电阻部分电流值或电阻值随时间的变化。
在上述系统的说明中，示出了作为测量仪或监视装置的终端装置1或断路器11是单个的情形，但即使终端装置1或断路器11为多个也没有任何障碍。另外，在上述系统中，也可以是测量仪、监视装置、断路器等终端装置混合在一起的系统。
下面用图6、图7说明本发明的第18和第19实施例。
在图6，将设定部30设置在测量仪或监视装置1中，在图7，将设定部32设置在断路器11中。设定部30和32用于预先设定警报电平等的值，将测量值与该设定值进行比较，当测量值超过设定值时，就发出警报。例如，在上述第1至第3或者上述第5至第13实施例中，将测得的电阻部分电流与警报电平等进行比较。而且，根据该比较结果，例如使内置于输出部25内的继电器触点等闭合，发出警报声音、进行警报显示或者利用上述的通信进行远距离通知。
下面说明本发明的第20实施例。
按照上述第18和第19实施例，例如由于电阻部分电流值超过设定值而使继电器触点导通时，在操作设定部30、32中具有的确认键之前，对继电器触点等输出的内容都保持在该状态。这是一种即使在根据与上述警报电平等比较的结果，警报输出后复位的情况下也可设置供追究发生原因用的装置的物件。从而，追究发生原因很容易进行。
下面说明本发明的第21实施例。
作为上述的比较用的值等的设定值用在上述第18和第19实施例中说明了的设定部30、32进行设定，同时由于有通信装置，故从主装置31进行设定。通过这样做，由于用远距离通信来进行，没有必要为了设定作业而赶赴现场，就可以高效地进行设定作业。
下面根据图8说明本发明的第22实施例。
图8是示出电阻部分电流值随时间变化的特性图，横轴表示时间，纵轴表示电阻部分电流值(mA)。本发明的目的在于测量漏泄电流中所含的电阻部分电流或电阻值，控制绝缘恶化状态，但一般说来，绝缘恶化不是在短时间内发生而是经历长时间发生的。从而，如果可以预测达到预先设定的警报电平(警报值)的时间，即可事先策划停电等的计划，进行更换绝缘恶化物品等的处置，以防患于未然。
作为该预测方法，通过对电阻部分电流值随直至现在的时间的变化绘制成图表，即可预测规定时间后的电阻部分电流的变化量。
在图8中，假定在时间t0开始增加电阻部分电流值，在时间t1已增加ΔIgr。另外，假定电阻部分电流值Igr的警告值为Iq，从时间t0～t1的电阻部分变化即可预测该电阻部分电流值达到Iq的时间大致为t2。
电阻部分电流不一定限于稳定的情形，由于该电流具有分散性，故存在预测困难这样的问题，但同一申请人利用了在已申请的特开2000-014003号公报中示出的配电系统的要求监视的技术即最小二乘法，如果将该方法用于预测是很合适的。该方法在于预测剩余的T时间后消耗了多少功率，但在本实施例中，将预先设定的电阻部分电流值Igr的设定值(警告值)定为Iq，以代替功率(Q)，反推剩余时间(T)。即，测量并存储从图8中示出的现在时刻t1到Δt以前的多个点的电阻部分电流ΔIgr，从而预测设定值(警告值)Q点以前的时间T。
利用该方法预测成为危险区域的漏泄电流Ix，即可预测到达该处的时间。
利用以上的方法预测了到达警报电平(警告值)的时间。再有，在上述中可以明白，将设定值假定为电阻部分电流，但也可为电阻值。
下面说明本发明的第23实施例。
在上述第18和第19实施例中，通信的方法是从测量仪或监视装置1或者断路器11对主装置31单方的通知的方法，但根据需要，主装置要求信息依次在多个监视装置等的终端装置中，与此相呼应，通过从终端装置传送信息，通信信号就不会相碰，通信处理变得很容易。
下面说明本发明的第24实施例。
上述第18和第19实施例中的通信作为一般形态多涉及有线。然而，由于有线需要敷设的工程和工时多，故在本实施例中以无线来进行。如果采取该方法，工程和工时可大幅度地减少。
下面说明本发明的第25实施例。
在上述第14至第19实施例中的图4～图7中有存储部9和24，主要存储取样时的电压值，但在本实施例中，在存储部9和24中每隔规定的间隔存储作为计算结果的电阻部分电流或电阻值，根据需要读出该内容。如果这样做，则由于可参照过去的值，故对数据分析有用。
下面说明本发明的第26实施例。
图11示出了监视装置的外观图，该监视装置是一种内置于后述的分电板内的类型。在图11中，60是收容各部的框体，61是端子台，是连接来自变流器20的电流信号线3或电压信号线4用的端子台，62是设定警报电平、变流比和选择多个输入，切换显示类别用的设定部，63是显示作为上述设定时的数值和运算处理部的结果的漏泄电流值、电阻值用的显示部。
图12示出了监视装置的外观图，是安装在配电板等的板面上的类型。在图12中，64是收容各部的框体，65是端子台，是连接来自变流器20的电流信号线3或电压信号线4用的端子台，66是设定警报电平、变流比和选择多个输入，切换显示类别用的设定部，67是显示作为上述设定时的数值和运算处理部的结果的漏泄电流值、电阻值用的显示部，68是安装在配电板等的板面69上用的螺栓。
图13示出了将监视装置收容在分电板中的图。在图13中，70是分电板本体，60a是机壳，60b是门，60c是背板。71是配电电路的主电路用断路器，72是配电电路的分支用断路器，73是整理收容配线材料的管道，75是分电板内收容的类型的监视装置。
此处，图11中所示的监视装置是内置于分电板等内的类型，框体60的大小定为206mm×126mm。
另外，图12中所示的监视装置安装在配电板等的板面内，框体的大小定为206mm×142mm。如果是这样的大小，即，如果一边定为约200mm，另一边定为100mm～200mm左右，则实现了小型化，节省了空间，可将其内置于通常使用的分电板内。
另外，使监视装置的进深尺寸，特别是端子台的高度与上述的管道73的高度相对应，在上述分电板内，如A-A剖面图所示，由于多半使用60mm高度的管道，故如端子台高度大致定为60mm～80mm，则配线的容易程度即可操作性提高，具有配线后的外观变美的效果。
另外，由于监视装置的宽度、高度均与分电板的外形尺寸有关，如果作成如图11所示的外形尺寸，监视装置就可以设置在分电板的空闲空间内，就有可用与以往相同的尺寸实现分电板的大小的效果。
如上所述，按照本发明，即使配电电路的负载的静电电容很大，也可测量电阻部分电流。
另外，由于不从外部施加电压也可，故对负载设备不产生影响。
另外，用简单的结构也可应用于多个配电电路中，而不必设置辅助阻抗元件等。
从而，由于可测量可靠性高的电阻部分电流值和电阻值，同时可特别指定绝缘恶化相，故通过捕捉绝缘恶化随时间的变化而发出警报，即可事先使检查防护成为可能，从而可防患于未然。
权利要求
1.一种漏泄电流测量方法，其特征在于，包括获得被测定电路的漏泄电流信号的步骤；获得上述被测定电路的电压信号的步骤；以及对交流1个周期部分的上述漏泄电流信号和上述电压信号的波形进行取样，用上述电压信号的各瞬时值的平方的平均值的平方根去除上述电压信号的瞬时值和上述漏泄电流信号的瞬时值之积的平均值，从其商数算出电阻部分电流的步骤。
2.一种漏泄电流测量方法，其特征在于，包括获得三相交流的被测定电路的漏泄电流信号的步骤；获得上述被测定电路的电压信号的步骤；对1个周期部分的上述漏泄电流信号和上述电压信号的波形进行取样，并存储上述电压信号的步骤；以及用上述电压信号的各瞬时值的平方的平均值的平方根去除上述漏泄电流的瞬时值与上述所存储的电压信号在相角30度前的瞬时值之积的平均值，算出电阻部分电流的步骤。
3.一种漏泄电流测量方法，其特征在于，包括获得三相交流的被测定电路的漏泄电流信号的步骤；获得上述被测定电路的电压信号的步骤；对1个周期部分的上述漏泄电流信号和上述电压信号的波形进行取样，并存储上述电压信号的步骤；以及关于上述各相，用上述电压信号的各瞬时值的平方的平均值的平方根去除上述漏泄电流的瞬时值与上述已存储的电压在相角30度前的瞬时值之积的平均值，算出电阻部分电流的步骤。
4.一种电阻测量方法，其特征在于，包括获得交流的被测定电路的漏泄电流信号的步骤；获得上述被测定电路的电压信号的步骤；对1个周期部分的上述漏泄电流信号和上述电压信号的波形进行取样存储的步骤；将上述漏泄电流信号和上述电压信号分别展开为N次谐波分量的步骤；以及2以上的次数的谐波中的漏泄电流分量用同次数的电压分量去除，设所得商数与由同次数中的电阻部分和静电电容部分构成的导纳相等，从所得到的联立方程算出与漏泄电流有关的电阻部分的步骤。
5.一种电阻测量方法，其特征在于，包括获得交流的被测定电路的漏泄电流信号的步骤；获得上述被测定电路的电压信号的步骤；对1个周期部分的上述漏泄电流信号和上述电压信号的波形进行取样存储的步骤；将上述漏泄电流信号和上述电压信号分别展开为N次谐波分量的步骤；以及从通过展开运算得到的至少1个的次数中的漏泄电流分量与同次数的电压分量的相角之差算出与漏泄电流有关的电阻部分的步骤。
6.一种电阻测量方法，其特征在于，包括获得交流的被测定电路的漏泄电流信号的步骤；获得上述被测定电路的电压信号的步骤；对1个周期部分的上述漏泄电流信号和上述电压信号的波形进行取样存储的步骤；将上述漏泄电流信号和上述电压信号分别展开为直流分量和N次谐波分量的步骤；以及通过展开运算得到的电压信号直流分量用同样得到的漏泄电流直流分量去除，由此算出与漏泄电流有关的电阻部分的步骤。
7.如权利要求4至5中任意一项所述的电阻测量方法，其特征在于，包括为了算出与漏泄电流有关的电阻部分，从N次谐波分量对基波分量的比率大的部分中自动地选择所选择的次数的步骤。
8.如权利要求4至5中任意一项所述的电阻测量方法，其特征在于将所选择的次数定为3的倍数的次数。
9.一种监视装置，其特征在于包括输入检测被测定电路的漏泄电流的变流器的输出和上述被测定电路的电压的输入部；将上述输入部的输出进行数字变换的A/D变换部；存储用上述A/D变换部变换了的值的存储部；算出上述漏泄电流并进行运算处理的运算处理部；以及输出上述运算处理部的运算结果的输出部，上述运算处理部包括获得被测定电路的漏泄电流信号的装置；获得上述被测定电路的电压信号的装置；以及对交流1个周期部分的上述漏泄电流信号和上述电压信号的波形进行取样，用上述电压信号的各瞬时值的平方的平均值的平方根去除上述电压信号的瞬时值和上述漏泄电流信号的瞬时值之积的平均值，从其商数算出电阻部分电流的装置。
10.一种监视装置，其特征在于包括输入检测被测定电路的漏泄电流的变流器的输出和上述被测定电路的电压的输入部；将上述输入部的输出进行数字变换的A/D变换部；存储用上述A/D变换部变换了的值的存储部；算出上述漏泄电流并进行运算处理的运算处理部；以及输出上述运算处理部的运算结果的输出部，上述运算处理部包括获得三相交流的被测定电路的漏泄电流信号的装置；获得上述被测定电路的电压信号的装置；以及对交流1个周期部分的上述漏泄电流信号和上述电压信号的波形进行取样，用上述电压信号的各瞬时值的平方的平均值的平方根去除上述漏泄电流的瞬时值与上述已存储的电压信号在相角30度前的瞬时值之积的平均值，以算出电阻部分电流的装置。
11.一种监视装置，其特征在于包括输入检测被测定电路的漏泄电流的变流器的输出和上述被测定电路的电压的输入部；将上述输入部的输出进行数字变换的A/D变换部；存储用上述A/D变换部变换了的值的存储部；算出上述漏泄电流并进行运算处理的运算处理部；以及输出上述运算处理部的运算结果的输出部，上述运算处理部包括获得三相交流的被测定电路的漏泄电流信号的装置；获得上述被测定电路的电压信号的装置；对1个周期部分的上述漏泄电流信号和上述电压信号的波形进行取样，并存储上述电压信号的装置；关于各相，用上述电压信号的各瞬时值的平方的平均值的平方根去除上述漏泄电流的瞬时值与上述已存储的电压在相角30度前的瞬时值之积的平均值，以算出电阻部分电流的装置。
12.一种监视装置，其特征在于包括输入检测被测定电路的漏泄电流的变流器的输出和上述被测定电路的电压的输入部；将上述输入部的输出进行数字变换的A/D变换部；存储用上述A/D变换部变换了的值的存储部；算出上述漏泄电流并进行运算处理的运算处理部；以及输出上述运算处理部的运算结果的输出部，上述运算处理部包括获得交流的被测定电路的漏泄电流信号的装置；获得上述被测定电路的电压信号的装置；对1个周期部分的上述漏泄电流信号和上述电压信号的波形进行取样存储的装置；将上述漏泄电流信号和上述电压信号分别展开为N次谐波分量的装置；以及2以上的次数的谐波中的漏泄电流分量用同次数的电压分量去除，设所得商数与由同次数中的电阻部分和静电电容部分构成的导纳相等，从所得到的联立方程算出与漏泄电流有关的电阻部分的装置。
13.一种监视装置，其特征在于包括输入检测被测定电路的漏泄电流的变流器的输出和上述被测定电路的电压的输入部；将上述输入部的输出进行数字变换的A/D变换部；存储用上述A/D变换部变换了的值的存储部；算出上述漏泄电流并进行运算处理的运算处理部；以及输出上述运算处理部的运算结果的输出部，上述运算处理部包括获得交流的被测定电路的漏泄电流信号的装置；获得上述被测定电路的电压信号的装置；对1个周期部分的上述漏泄电流信号和上述电压信号的波形进行取样存储的装置；将上述漏泄电流信号和上述电压信号分别展开为N次谐波分量的装置；以及从通过展开运算得到的至少1个的次数中的漏泄电流分量与同次数的电压分量的相角之差算出与漏泄电流有关的电阻部分的装置。
14.一种监视装置，其特征在于包括输入检测被测定电路的漏泄电流的变流器的输出和上述被测定电路的电压的输入部；将上述输入部的输出进行数字变换的A/D变换部；存储用上述A/D变换部变换了的值的存储部；算出上述漏泄电流并进行运算处理的运算处理部；以及输出上述运算处理部的运算结果的输出部，上述运算处理部包括获得交流的被测定电路的漏泄电流信号的装置；获得上述被测定电路的电压信号的装置；对1个周期部分的上述漏泄电流信号和上述电压信号的波形进行取样存储的装置；将上述漏泄电流信号和上述电压信号分别展开为直流分量和N次谐波分量的装置；以及通过展开运算得到的电压信号直流分量用同样得到的漏泄电流直流分量去除，由此算出与漏泄电流有关的电阻部分的装置。
15.一种监视系统，它用来监视漏泄电流，其特征在于，包括输入检测被测定电路的漏泄电流的变流器的输出和上述被测定电路的电压的输入部；将上述输入部的输出进行数字变换的A/D变换部；存储用上述A/D变换部变换了的值的存储部；算出上述漏泄电流并进行运算处理用的运算处理部，它又具有获得被测定电路的漏泄电流信号的装置，获得上述被测定电路的电压信号的装置，以及对交流1个周期部分的上述漏泄电流信号和上述电压信号的波形进行取样，用上述电压信号的各瞬时值的平方的平均值的平方根去除上述电压信号的瞬时值和上述漏泄电流信号的瞬时值之积的平均值，从其商数算出电阻部分电流的装置；包括了输出上述运算处理部的运算结果的输出部的监视装置；以及存储并显示从上述监视装置得到的信息的主装置。
16.一种监视系统，它用来监视漏泄电流，其特征在于，包括输入检测被测定电路的漏泄电流的变流器的输出和上述被测定电路的电压的输入部；将上述输入部的输出进行数字变换的A/D变换部；存储用上述A/D变换部变换了的值的存储部；算出上述漏泄电流并进行运算处理的运算处理部，它又具有获得三相交流的被测定电路的漏泄电流信号的装置，获得上述被测定电路的电压信号的装置，对交流1个周期部分的上述漏泄电流信号和上述电压信号的波形进行取样并存储上述电压信号的装置，以及用上述电压信号的各瞬时值的平方的平均值的平方根去除上述漏泄电流信号的瞬时值与上述已存储的电压信号在相角30度前的瞬时值之积的平均值，以算出电阻部分电流的装置；包括了输出上述运算处理部的运算结果的输出部的监视装置；以及存储并显示从上述监视装置得到的信息的主装置。
17.一种监视系统，它用来监视漏泄电流，其特征在于，包括输入检测被测定电路的漏泄电流的变流器的输出和上述被测定电路的电压的输入部；将上述输入部的输出进行数字变换的A/D变换部；存储用上述A/D变换部变换了的值的存储部；算出上述漏泄电流并进行运算处理的运算处理部，它又具有获得三相交流的被测定电路的漏泄电流信号的装置，获得上述被测定电路的电压信号的装置，对1个周期部分的上述漏泄电流信号和上述电压信号的波形进行取样并存储上述电压信号的装置，以及关于上述各相，用上述电压信号的各瞬时值的平方的平均值的平方根去除上述漏泄电流的瞬时值与上述已存储的电压在相角30度前的瞬时值之积的平均值，以算出上述电阻部分电流的装置；包括了输出上述运算处理部的运算结果的输出部的监视装置；以及存储并显示从上述监视装置得到的信息的主装置。
18.一种监视系统，它用来监视漏泄电流，其特征在于，包括输入检测被测定电路的漏泄电流的变流器的输出和上述被测定电路的电压的输入部；将上述输入部的输出进行数字变换的A/D变换部；存储用上述A/D变换部变换了的值的存储部；算出上述漏泄电流并进行运算处理的运算处理部，它又具有获得交流的被测定电路的漏泄电流信号的装置，获得上述被测定电路的电压信号的装置，对交流1个周期部分的上述漏泄电流信号和上述电压信号的波形进行取样存储的装置，将上述漏泄电流信号和上述电压信号分别展开为N次谐波分量的装置；以及2以上的次数的谐波中的漏泄电流分量用同次数的电压分量去除，设所得商数与由同次数中的电阻部分和静电电容部分构成的导纳相等，从所得到的联立方程算出与漏泄电流有关的电阻部分的装置；包括了输出上述运算处理部的运算结果的输出部的监视装置；以及存储并显示从上述监视装置得到的信息的主装置。
19.一种监视系统，它用来监视漏泄电流，其特征在于，包括输入检测被测定电路的漏泄电流的变流器的输出和上述被测定电路的电压的输入部；将上述输入部的输出进行数字变换的A/D变换部；存储用上述A/D变换部变换了的值的存储部；算出上述漏泄电流并进行运算处理的运算处理部，它又具有获得交流的被测定电路的漏泄电流信号的装置，获得上述被测定电路的电压信号的装置，对1个周期部分的上述漏泄电流信号和上述电压信号的波形进行取样存储的装置，将上述漏泄电流信号和上述电压信号分别展开为N次谐波分量的装置，以及从通过展开运算得到的至少1个的次数中的漏泄电流分量与同次数的电压分量的相角之差算出与漏泄电流有关的电阻部分的装置；包括了输出上述运算处理部的运算结果的输出部的监视装置；以及存储并显示从上述监视装置得到的信息的主装置。
20.一种监视系统，它用来监视漏泄电流，其特征在于，包括输入检测被测定电路的漏泄电流的变流器的输出和上述被测定电路的电压的输入部；将上述输入部的输出进行数字变换的A/D变换部；存储用上述A/D变换部变换了的值的存储部；算出上述漏泄电流并进行运算处理的运算处理部，它又具有获得交流的被测定电路的漏泄电流信号的装置，获得上述被测定电路的电压信号的装置，对1个周期部分的上述漏泄电流信号和上述电压信号的波形进行取样存储的装置，将上述漏泄电流信号和上述电压信号分别展开为直流分量和N次谐波分量的装置；以及通过展开运算得到的电压信号直流分量用同样得到的漏泄电流直流分量去除，由此算出与漏泄电流有关的电阻部分的装置；包括了输出上述运算处理部的运算结果的输出部的监视装置；以及存储并显示从上述监视装置得到的信息的主装置。
21.一种监视装置，它具有对被测定电路进行漏泄电流测量或电阻测量并进行运算处理的装置，其特征在于具有连接来自变流器的电流信号线和电压信号线的端子台；设定变流比和选择多个输入，并切换显示类别的设定部；以及显示设定时的值和运算处理结果的显示部，在上述装置的外形尺寸中，设一边大致为200mm，另一边为150～200mm。
22.一种监视装置，它具有对被测定电路进行漏泄电流测量或电阻测量并进行运算处理的装置，其特征在于具有连接来自变流器的电流信号线和电压信号线的端子台；设定变流比和选择多个输入，并切换显示类别的设定部；以及显示设定时的值和运算处理结果的显示部，设上述监视装置的端子台的高度为60～80mm。
全文摘要
本发明的课题是一种漏泄电流的测量方法，包括获得被测定电路的漏泄电流信号和电压信号的步骤；以及对交流1个周期部分的上述漏泄电流信号和上述电压信号的波形进行取样，用上述电压信号的各瞬时值的平方的平均值的平方根去除上述电压信号的瞬时值和上述漏泄电流信号的瞬时值之积的平均值，从其商数算出电阻部分电流的步骤。还有电阻值的测量方法及应用了该测量方法的监视装置或监视系统。可利用这样的结构，测量可靠性高的电阻部分电流值和电阻值，同时可特别指定绝缘恶化相，故通过捕捉绝缘恶化随时间的变化而发出警报，即可事先使检查防范成为可能，从而可防患于未然。
文档编号G01R27/18GK1419136SQ02144048
公开日2003年5月21日 申请日期2002年9月30日 优先权日2001年10月4日
发明者高鸭直大, 阪井邦义, 寺上义和 申请人:株式会社日立制作所