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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024163106
(43)【公開日】2024-11-21
(54)【発明の名称】Ｉｇｒ測定装置
(51)【国際特許分類】
G01R 27/18 20060101AFI20241114BHJP
G01R 31/52 20200101ALI20241114BHJP
H02H 3/16 20060101ALI20241114BHJP
【ＦＩ】
G01R27/18
G01R31/52
H02H3/16 B
【審査請求】有
【請求項の数】1
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024077611
(22)【出願日】2024-05-10
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2024-07-16
(31)【優先権主張番号】10-2023-0060482
(32)【優先日】2023-05-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(71)【出願人】
【識別番号】508130281
【氏名又は名称】Ｉｇｒ技研株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100166187
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 慎一郎
(72)【発明者】
【氏名】キム ヒョンヨル
(72)【発明者】
【氏名】チョ ミンジュ
(72)【発明者】
【氏名】シン ヨンファン
(72)【発明者】
【氏名】キム ミンホ
(72)【発明者】
【氏名】阿閉 豊次
【テーマコード（参考）】
2G014
2G028
5G004
【Ｆターム（参考）】
2G014AA16
2G014AB33
2G014AC18
2G028AA02
2G028BB01
2G028BB06
2G028BF03
2G028CG03
2G028CG07
2G028DH05
2G028FK01
2G028GL02
2G028HM02
2G028MS01
5G004AA02
5G004BA01
5G004DA01
5G004DB03
5G004DC14
(57)【要約】
【課題】 簡単に漏洩電流成分Ｉｇｒを測定可能なＩｇｒ測定装置を提供する。
【解決手段】 被測定電線路Ａをクランプするクランプ部９を有し、漏洩電流を検出するＣＴセンサ部１０と、被測定電線路Ａを非接触で囲むように配置され、漏洩電流に基づいて誘導電圧を発生させるカーボンアンテナセンサ４０と、ＣＴセンサ部１０の検出した漏洩電流の信号波形と、カーボンアンテナセンサ４０で発生した誘導電圧の信号波形との位相差を検出する位相パルス幅測定部２０と、電源周波数を測定する電源周波数測定部２１と、位相パルス幅測定部２０の検出した位相差と、電源周波数測定部２１の測定した電源周波数とに基づいて、漏洩電流の位相角度を算出する位相角度算出部２２と、ＣＴセンサ部１０の検出した漏洩電流と、位相角度算出部２２の算出した位相角度とに基づいて、漏洩電流成分Ｉｇｒを算出する漏洩電流成分算出部２７と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】 被測定電線路Ａをクランプするクランプ部９を有し、漏洩電流を検出するＣＴセンサ部１０と、被測定電線路Ａを非接触で囲むように配置され、漏洩電流に基づいて誘導電圧を発生させるカーボンアンテナセンサ４０と、ＣＴセンサ部１０の検出した漏洩電流の信号波形と、カーボンアンテナセンサ４０で発生した誘導電圧の信号波形との位相差を検出する位相パルス幅測定部２０と、電源周波数を測定する電源周波数測定部２１と、位相パルス幅測定部２０の検出した位相差と、電源周波数測定部２１の測定した電源周波数とに基づいて、漏洩電流の位相角度を算出する位相角度算出部２２と、ＣＴセンサ部１０の検出した漏洩電流と、位相角度算出部２２の算出した位相角度とに基づいて、漏洩電流成分Ｉｇｒを算出する漏洩電流成分算出部２７と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被測定電線路をクランプするクランプ部を有し、前記被測定電線路を流れる漏洩電流を検出する漏洩電流検出部と、
導電性材料で形成されると共に、前記被測定電線路を非接触で囲むように配置され、前記被測定電線路を流れる漏洩電流に基づいて誘導電圧を発生させる電圧アンテナと、
前記漏洩電流検出部の検出した漏洩電流の信号波形と、前記電圧アンテナで発生した誘導電圧の信号波形との位相差を検出する位相差検出部と、
前記被測定電線路で発生している電源周波数を測定する電源周波数測定部と、
前記位相差検出部の検出した位相差と、前記電源周波数測定部の測定した電源周波数とに基づいて、前記被測定電線路を流れている漏洩電流の位相角度を算出する位相角度算出部と、
前記漏洩電流検出部の検出した漏洩電流と、前記位相角度算出部の算出した位相角度とに基づいて、漏洩電流に含まれている対地絶縁抵抗に起因する漏洩電流成分Ｉｇｒを算出するＩｇｒ算出部と、
を備える
ことを特徴とするＩｇｒ測定装置。
導電性材料で形成されると共に、前記被測定電線路を非接触で囲むように配置され、前記被測定電線路を流れる漏洩電流に基づいて誘導電圧を発生させる電圧アンテナと、
前記漏洩電流検出部の検出した漏洩電流の信号波形と、前記電圧アンテナで発生した誘導電圧の信号波形との位相差を検出する位相差検出部と、
前記被測定電線路で発生している電源周波数を測定する電源周波数測定部と、
前記位相差検出部の検出した位相差と、前記電源周波数測定部の測定した電源周波数とに基づいて、前記被測定電線路を流れている漏洩電流の位相角度を算出する位相角度算出部と、
前記漏洩電流検出部の検出した漏洩電流と、前記位相角度算出部の算出した位相角度とに基づいて、漏洩電流に含まれている対地絶縁抵抗に起因する漏洩電流成分Ｉｇｒを算出するＩｇｒ算出部と、
を備える
ことを特徴とするＩｇｒ測定装置。
【請求項2】
前記導電性材料は、カーボンである
ことを特徴とする請求項１に記載のＩｇｒ測定装置。
ことを特徴とする請求項１に記載のＩｇｒ測定装置。
【請求項3】
前記電圧アンテナは、細長のシート状であって、前記クランプ部の内周面に固定されている
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＩｇｒ測定装置。
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＩｇｒ測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、Ｉｇｒ測定装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、被測定電線路の漏洩電流成分Ｉｇｒを測定し、被測定電線路の絶縁状態をチェックする技術が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第７２７０９４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１では、漏洩電流成分Ｉｇｒを測定毎に、測定電線路の電圧を検出するため、被測定電線路と電圧検出部とを電気的に接続する必要があり、手間を要していた。
【0005】
そこで、本発明は、簡単に漏洩電流成分Ｉｇｒを測定可能なＩｇｒ測定装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、被測定電線路をクランプするクランプ部を有し、前記被測定電線路を流れる漏洩電流を検出する漏洩電流検出部と、導電性材料で形成されると共に、前記被測定電線路を非接触で囲むように配置され、前記被測定電線路を流れる漏洩電流に基づいて誘導電圧を発生させる電圧アンテナと、前記漏洩電流検出部の検出した漏洩電流の信号波形と、前記電圧アンテナで発生した誘導電圧の信号波形との位相差を検出する位相差検出部と、前記被測定電線路で発生している電源周波数を測定する電源周波数測定部と、前記位相差検出部の検出した位相差と、前記電源周波数測定部の測定した電源周波数とに基づいて、前記被測定電線路を流れている漏洩電流の位相角度を算出する位相角度算出部と、前記漏洩電流検出部の検出した漏洩電流と、前記位相角度算出部の算出した位相角度とに基づいて、漏洩電流に含まれている対地絶縁抵抗に起因する漏洩電流成分Ｉｇｒを算出するＩｇｒ算出部と、を備えることを特徴とするＩｇｒ測定装置である。
【0007】
このような構成によれば、導電性材料で形成されると共に被測定電線路を非接触で囲むように配置される電圧アンテナが、被測定電線路を流れる漏洩電流に基づいて誘導電圧を発生させる。すなわち、電圧アンテナで発生した誘導電圧によって、被測定電線路で発生する電圧を検出できる。つまり、電圧アンテナは、被測定電線路を非接触で囲むように配置されるものであり、電圧アンテナと被測定電線路とを電気的に接続せず、簡単に漏洩電流成分Ｉｇｒを測定できる。
【0008】
また、前記導電性材料は、カーボンである構成としてもよい。
【0009】
このような構成によれば、電圧アンテナがカーボンである導電性材料から形成されるので、電圧アンテナにおいて誘導電圧が良好に発生し易くなる。
【0010】
また、前記電圧アンテナは、細長のシート状であって、前記クランプ部の内周面に固定されている構成としてもよい。
【0011】
このような構成によれば、電圧アンテナは、細長のシート状であって、クランプ部の内周面に固定されているので、クランプ部で被測定電線路をクランプすると、電圧アンテナが被測定電線路を非接触で囲むように配置されることになり、取り扱いが容易となる。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、簡単に漏洩電流成分Ｉｇｒを測定可能なＩｇｒ測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本実施形態に係る漏洩電流遮断装置の構成を示すブロック図である。
【図2】本実施形態に係るクランプ部及びカーボンアンテナセンサの斜視図である。
【図3】本実施形態に係るカーボンアンテナセンサの展開図である。
【図4】本実施形態に係る電圧検出回路の回路図である。
【図5】電源電圧が２００Ｖの場合において、電圧検出部１４及びカーボンアンテナセンサ４０で検出される電圧波形である。
【図6】電源電圧が１００Ｖの場合において、電圧検出部１４及びカーボンアンテナセンサ４０で検出される電圧波形である。
【図7A】電源が単相式の場合において、対地絶縁抵抗に起因する漏洩電流成分Ｉｇｒと対地静電容量に起因する漏洩電流成分Ｉｇｃとの位相差を示す図である。
【図7B】電源が三相式の場合において、対地絶縁抵抗に起因する漏洩電流成分Ｉｇｒと対地静電容量に起因する漏洩電流成分Ｉｇｃとの位相差を示す図である。
【図8A】電源が三相式の場合において、位相が１２０°ずつ異なるＲ相－Ｓ相間、Ｓ相－Ｔ相間及びＴ相－Ｒ相間の波形を示す図である。
【図8B】電源が三相式の場合において、Ｒ相－Ｔ相間の電圧を反転した図である。
【図8C】電源が三相式の場合において、Ｒ相に漏洩電流成分Ｉｇｒ（Ｒ相Ｉｇｒ）のみが発生し、Ｔ相に漏洩電流成分Ｉｇｒ（Ｔ相Ｉｇｒ）のみが発生している場合を示す図である。
【図8D】電源が三相式の場合において、Ｒ相に漏洩電流成分Ｉｇｃ（Ｒ相Ｉｇｃ）のみが発生し、Ｔ相に漏洩電流成分Ｉｇｃ（Ｔ相Ｉｇｃ）のみが発生している場合を示す図である。
【図8E】電源が三相式の場合において、Ｒ相に漏洩電流成分Ｉｇｒと漏洩電流成分Ｉｇｃとが発生し、Ｔ相に漏洩電流成分Ｉｇｒと漏洩電流成分Ｉｇｃとが発生している場合を示す図である。
【図9A】電源が三相式の場合において、位相が１２０°ずつ異なるＲ相－Ｓ相間、Ｓ相－Ｔ相間及びＴ相－Ｒ相間の波形をベクトルで示す図である。
【図9B】電源が三相式の場合において、Ｒ相－Ｔ相間の検出された電圧から基準点ａを求めた単相式のベクトル図である。
【図9C】電源が単相式の場合において、基準点ａから１８０°（０°）の位置に、Ｒ相ＩｇｃとＴ相Ｉｇｃとの合成ベクトルＩｇｃを求めるベクトル図である。
【図9D】電源が三相式の場合において、Ｒ相Ｉｇｒのみが発生しているとき、Ｒ相ＩｇｒとＩｇｃとの合成ベクトル（漏洩電流Ｉ０）を示すベクトル図である。
【図9E】電源が三相式の場合において、Ｔ相Ｉｇｒのみが発生しているとき、Ｔ相ＩｇｒとＩｇｃとの合成ベクトル（漏洩電流Ｉ０）を示すベクトル図である。
【図10】比較部に入力された変換後電圧Ｖ１と電圧Ｖ２の位相差を示す図である。
【図11A】比較部に入力されたときの変換後電圧Ｖ１の波形と、変換後電圧Ｖ１に基づき方形波変換したときの波形を示す図である。
【図11B】比較部に入力されたときの電圧Ｖ２の波形と、電圧Ｖ２に基づき方形波変換したときの波形を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
【0015】
≪漏洩電流遮断装置の構成≫
図１に示すように、漏洩電流遮断装置１（Ｉｇｒ測定装置）は、ＣＴセンサ部１０（カレントトランスセンサ部、漏洩電流検出部）と、増幅部１１と、ＬＰＦ１２（ローパスフィルター）と、全波整流部１３と、電圧検出部１４と、変圧部１５と、ＬＰＦ１６（ローパスフィルター）と、全波整流部１７と、比較部１８と、演算部１９と、位相パルス幅測定部２０（位相差検出部）と、電源周波数測定部２１と、位相角度算出部２２と、Ａ／Ｄ変換部２３と、実効値算出部２４と、Ａ／Ｄ変換部２５と、実効値算出部２６、漏洩電流成分算出部２７（Ｉｇｒ算出部）と、抵抗値算出部２８と、判定部２９と、遮断部３０と、制御部３２と、液晶モニタ３９（表示部）と、カーボンアンテナセンサ４０（電圧アンテナ）と、電圧検出回路５０と、スイッチ６１と、ＬＥＤランプ６２と、を備えている。
図１に示すように、漏洩電流遮断装置１（Ｉｇｒ測定装置）は、ＣＴセンサ部１０（カレントトランスセンサ部、漏洩電流検出部）と、増幅部１１と、ＬＰＦ１２（ローパスフィルター）と、全波整流部１３と、電圧検出部１４と、変圧部１５と、ＬＰＦ１６（ローパスフィルター）と、全波整流部１７と、比較部１８と、演算部１９と、位相パルス幅測定部２０（位相差検出部）と、電源周波数測定部２１と、位相角度算出部２２と、Ａ／Ｄ変換部２３と、実効値算出部２４と、Ａ／Ｄ変換部２５と、実効値算出部２６、漏洩電流成分算出部２７（Ｉｇｒ算出部）と、抵抗値算出部２８と、判定部２９と、遮断部３０と、制御部３２と、液晶モニタ３９（表示部）と、カーボンアンテナセンサ４０（電圧アンテナ）と、電圧検出回路５０と、スイッチ６１と、ＬＥＤランプ６２と、を備えている。
【0016】
＜ＣＴセンサ部＞
ＣＴセンサ部１０は、被測定電線路Ａの全体をクランプするクランプ部９を備え、被測定電線路Ａに流れている漏洩電流Ｉを検出する部分である。クランプ部９は、円環状であり（図２参照）、１／２円弧状の第１クランプ片９Ａと、１／２円弧状の第２クランプ片９Ｂと、を備えている。第１クランプ片９Ａと第２クランプ片９Ｂとは、図２右側の基部を回動軸として回動可能である。そして、第１クランプ片９Ａと第２クランプ片９Ｂとが相対的に回動すると先端側が開き、被測定電線路Ａを挟んでクランプするようになっている。
ＣＴセンサ部１０は、被測定電線路Ａの全体をクランプするクランプ部９を備え、被測定電線路Ａに流れている漏洩電流Ｉを検出する部分である。クランプ部９は、円環状であり（図２参照）、１／２円弧状の第１クランプ片９Ａと、１／２円弧状の第２クランプ片９Ｂと、を備えている。第１クランプ片９Ａと第２クランプ片９Ｂとは、図２右側の基部を回動軸として回動可能である。そして、第１クランプ片９Ａと第２クランプ片９Ｂとが相対的に回動すると先端側が開き、被測定電線路Ａを挟んでクランプするようになっている。
【0017】
具体的には、ＣＴセンサ部１０は、被測定電線路Ａに流れている漏洩電流成分から生じる磁気を検出し、検出した磁気から電流を生成する。ＣＴセンサ部１０は、生成した電流を漏洩電流Ｉとして増幅部１１に供給する。
【0018】
なお、ＣＴセンサ部１０により生成された漏洩電流Ｉは、対地静電容量に起因する漏洩電流成分Ｉｇｃと、絶縁抵抗に直接関与している対地絶縁抵抗に起因する漏洩電流成分Ｉｇｒと、を含む。また、漏洩電流成分Ｉｇｃは、被測定電線路Ａの長さに応じて容量が増大するだけでなく、電気機器に使用されているインバータやノイズフィルター等に起因する高調波歪み電流によっても容量が増大する。
【0019】
＜増幅部＞
増幅部１１は、ＣＴセンサ部１０からの漏洩電流Ｉを電圧に変換し、変換後の電圧（変換後電圧Ｖ１）を、所定のレベルまで増幅する部分である。例えば、ＣＴセンサ部１０からの漏洩電流Ｉが０ｍＡ～１０ｍＡである場合、増幅部１１は２段階で増幅する。また、ＣＴセンサ部１０からの漏洩電流Ｉが１０ｍＡ～３００ｍＡである場合、増幅部１１は１段階で増幅する。そして、増幅部１１は、増幅後の変換後電圧Ｖ１をＬＰＦ１２に供給する。
増幅部１１は、ＣＴセンサ部１０からの漏洩電流Ｉを電圧に変換し、変換後の電圧（変換後電圧Ｖ１）を、所定のレベルまで増幅する部分である。例えば、ＣＴセンサ部１０からの漏洩電流Ｉが０ｍＡ～１０ｍＡである場合、増幅部１１は２段階で増幅する。また、ＣＴセンサ部１０からの漏洩電流Ｉが１０ｍＡ～３００ｍＡである場合、増幅部１１は１段階で増幅する。そして、増幅部１１は、増幅後の変換後電圧Ｖ１をＬＰＦ１２に供給する。
【0020】
＜ＬＰＦ＞
ＬＰＦ１２は、増幅部１１からの変換後電圧Ｖ１から高調波成分を除去するフィルターである。そして、ＬＰＦ１２は、高調波成分を除去した変換後電圧Ｖ１を全波整流部１３と比較部１８とに供給する。
ＬＰＦ１２は、増幅部１１からの変換後電圧Ｖ１から高調波成分を除去するフィルターである。そして、ＬＰＦ１２は、高調波成分を除去した変換後電圧Ｖ１を全波整流部１３と比較部１８とに供給する。
【0021】
＜全波整流部＞
全波整流部１３は、ＬＰＦ１２からの変換後電圧Ｖ１を整流する部分である。そして、全波整流部１３は、整流後の変換後電圧Ｖ１をＡ／Ｄ変換部２３に供給する。
全波整流部１３は、ＬＰＦ１２からの変換後電圧Ｖ１を整流する部分である。そして、全波整流部１３は、整流後の変換後電圧Ｖ１をＡ／Ｄ変換部２３に供給する。
【0022】
＜電圧検出部＞
電圧検出部１４は、被測定電線路Ａに電圧プローブを接続することにより、被測定電線路Ａの電圧線路から電圧Ｖ２を検出し、スイッチ６１に出力する部分である。なお、被測定電線路Ａの電気方式が三相３線式（デルタ結線からなる方式）である場合、電圧検出部１４はＳ相（接地）以外のＲ相とＴ相間の電圧を検出する。また、被測定電線路Ａの電気方式が三相４線式（スター結線からなる方式）である場合、電圧検出部１４はＳ相（接地線）以外の相間から電圧を検出する。さらに、被測定電線路Ａの電気方式が単相２線式である場合、電圧検出部１４はＮ相とＬ相間の電圧を検出する。
電圧検出部１４は、被測定電線路Ａに電圧プローブを接続することにより、被測定電線路Ａの電圧線路から電圧Ｖ２を検出し、スイッチ６１に出力する部分である。なお、被測定電線路Ａの電気方式が三相３線式（デルタ結線からなる方式）である場合、電圧検出部１４はＳ相（接地）以外のＲ相とＴ相間の電圧を検出する。また、被測定電線路Ａの電気方式が三相４線式（スター結線からなる方式）である場合、電圧検出部１４はＳ相（接地線）以外の相間から電圧を検出する。さらに、被測定電線路Ａの電気方式が単相２線式である場合、電圧検出部１４はＮ相とＬ相間の電圧を検出する。
【0023】
そして、電圧検出部１４は、被測定電線路Ａから検出した電圧Ｖ２から基準点を求め、電圧Ｖ２をスイッチ６１に供給する。例えば、電圧検出部１４は、被測定電線路Ａから検出した電圧Ｖ２の０クロスする点を基準点とする。
【0024】
＜変圧部＞
変圧部１５は、電圧検出部１４または電圧検出回路５０からの電圧Ｖ２を所定の変圧比になるように変圧する部分である。すなわち、変圧部１５は、供給された電圧Ｖ２を所定の電圧値に変圧し、変圧後の電圧ＶをＬＰＦ１６に供給する。変圧部１５は、例えば、電圧比が２０：１になるように変圧する。
変圧部１５は、電圧検出部１４または電圧検出回路５０からの電圧Ｖ２を所定の変圧比になるように変圧する部分である。すなわち、変圧部１５は、供給された電圧Ｖ２を所定の電圧値に変圧し、変圧後の電圧ＶをＬＰＦ１６に供給する。変圧部１５は、例えば、電圧比が２０：１になるように変圧する。
【0025】
＜ＬＰＦ＞
ＬＰＦ１６は、変圧部１５が所定の電圧値に変圧した電圧Ｖ２から高調波成分を除去する部分である。そして、ＬＰＦ１６は、高調波成分を除去した電圧Ｖ２を、全波整流部１７と比較部１８と電源周波数測定部２１とに供給する。
ＬＰＦ１６は、変圧部１５が所定の電圧値に変圧した電圧Ｖ２から高調波成分を除去する部分である。そして、ＬＰＦ１６は、高調波成分を除去した電圧Ｖ２を、全波整流部１７と比較部１８と電源周波数測定部２１とに供給する。
【0026】
＜全波整流部＞
全波整流部１７は、ＬＰＦ１６からの電圧Ｖ２を整流する部分である。そして、全波整流部１７は、整流後の電圧Ｖ２をＡ／Ｄ変換部２５に供給する。
全波整流部１７は、ＬＰＦ１６からの電圧Ｖ２を整流する部分である。そして、全波整流部１７は、整流後の電圧Ｖ２をＡ／Ｄ変換部２５に供給する。
【0027】
＜比較部＞
比較部１８は、ＬＰＦ１２からの変換後電圧Ｖ１の信号波形Ｓ１と、ＬＰＦ１６からの電圧Ｖ２の信号波形Ｓ２と、を比較する部分である。すなわち、比較部１８は、ＬＰＦ１２から供給された変換後電圧Ｖ１の０Ｖクロス点をとり、方形波変換を行い、方形波変換後の信号を演算部１９に供給する。また、比較部１８は、ＬＰＦ１６から供給された電圧Ｖ２の０Ｖクロス点をとり、方形波変換を行い、方形波変換後の信号を演算部１９に供給する。
比較部１８は、ＬＰＦ１２からの変換後電圧Ｖ１の信号波形Ｓ１と、ＬＰＦ１６からの電圧Ｖ２の信号波形Ｓ２と、を比較する部分である。すなわち、比較部１８は、ＬＰＦ１２から供給された変換後電圧Ｖ１の０Ｖクロス点をとり、方形波変換を行い、方形波変換後の信号を演算部１９に供給する。また、比較部１８は、ＬＰＦ１６から供給された電圧Ｖ２の０Ｖクロス点をとり、方形波変換を行い、方形波変換後の信号を演算部１９に供給する。
【0028】
＜演算部＞
演算部１９は、比較部１８が比較した結果に基づいて所定の演算を行う部分である。すなわち、演算部１９は、比較部１８から供給される信号に基づき所定の演算を行い、演算後の信号を位相パルス幅測定部２０に供給する。例えば、演算部１９は、ＥＸＯＲ（排他的論理和）回路からなっており、比較部１８から供給された２つの方形波変換後の信号についてＥＸＯＲ演算を実行する。
演算部１９は、比較部１８が比較した結果に基づいて所定の演算を行う部分である。すなわち、演算部１９は、比較部１８から供給される信号に基づき所定の演算を行い、演算後の信号を位相パルス幅測定部２０に供給する。例えば、演算部１９は、ＥＸＯＲ（排他的論理和）回路からなっており、比較部１８から供給された２つの方形波変換後の信号についてＥＸＯＲ演算を実行する。
【0029】
＜位相パルス幅測定部＞
位相パルス幅測定部２０は、演算部１９の演算結果に基づいて、変換後電圧Ｖ１と電圧Ｖ２の位相パルス幅（位相差）を測定する部分である。
位相パルス幅測定部２０は、演算部１９の演算結果に基づいて、変換後電圧Ｖ１と電圧Ｖ２の位相パルス幅（位相差）を測定する部分である。
【0030】
具体的には、被測定電線路Ａ（電源）が単相式の場合、図７Ａに示すように、漏洩電流成分Ｉｇｒの位相角θは０°、漏洩電流成分Ｉｇｃの位相角θは９０°となる。したがって、漏洩電流成分Ｉｇｒと漏洩電流成分Ｉｇｃの位相差は、９０°（１／４サイクル）となる。また、被測定電線路Ａ（電源）が三相式の場合、図７Ｂに示すように、漏洩電流成分Ｉｇｒの位相角θは６０°、漏洩電流成分Ｉｇｃの位相角θは０°となる。したがって、漏洩電流成分Ｉｇｒと漏洩電流成分Ｉｇｃの位相差は、６０°（１／６サイクル）となる。そこで、位相パルス幅測定部２０は、被測定電線路Ａ（電源）が単相のときでも、三相のときでも対応できるように、位相パルス幅を１サイクルの１／４以下のもののみ対象とする。
【0031】
そして、位相パルス幅測定部２０は、演算部１９から供給される演算結果に基づいて算出した、１サイクルの１／４以下の位相パルス幅を位相角度算出部２２に出力する。なお、電源周波数が６０Ｈｚの場合には、１サイクルが１６．６ｍｓであるので、位相パルス幅は、４．１５ｍｓ以下となる。また、電源周波数が５０Ｈｚの場合には、１サイクルが２０ｍｓであるので、５ｍｓ以下となる。
【0032】
＜電源周波数測定部＞
電源周波数測定部２１は、ＬＰＦ１６からの電圧Ｖ２の信号に基づいて、被測定電線路Ａの電圧線路に発生している電源周波数を測定する部分である。
電源周波数測定部２１は、ＬＰＦ１６からの電圧Ｖ２の信号に基づいて、被測定電線路Ａの電圧線路に発生している電源周波数を測定する部分である。
【0033】
すなわち、電源周波数測定部２１は、ＬＰＦ１６から供給された電圧Ｖ２に基づき、電源周波数を測定し、測定結果を位相角度算出部２２に供給する。なお、被測定電線路Ａが商用電源である場合、電源周波数測定部２１の測定結果は、５０Ｈｚ若しくは６０Ｈｚとなる。その他、電源周波数測定部２１は、ＬＰＦ１６から供給された電圧Ｖ２に基づいて、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの何れかを判定する構成としてもよい。
【0034】
＜位相角度算出部＞
位相角度算出部２２は、位相パルス幅測定部２０からの位相パルス幅と、電源周波数測定部２１からの電源周波数とに基づいて、被測定電線路Ａに流れる漏洩電流Ｉの位相角度を算出する部分である。
位相角度算出部２２は、位相パルス幅測定部２０からの位相パルス幅と、電源周波数測定部２１からの電源周波数とに基づいて、被測定電線路Ａに流れる漏洩電流Ｉの位相角度を算出する部分である。
【0035】
すなわち、位相角度算出部２２は、位相パルス幅測定部２０から供給された位相パルス幅Ｗと、電源周波数測定部２１から供給された電源周波数Ｆに基づいて、下記（１）式により被測定電線路Ａに流れている漏洩電流Ｉの位相角度θを算出する。
θ＝３６０×Ｗ×Ｆ …（１）
θ＝３６０×Ｗ×Ｆ …（１）
【0036】
そして、位相角度算出部２２は、算出した位相角度θを漏洩電流成分算出部２７に供給する。
【0037】
＜Ａ／Ｄ変換部＞
Ａ／Ｄ変換部２３は、全波整流部１３からの整流後の変換後電圧Ｖ１をデジタル信号に変換する部分である。そして、Ａ／Ｄ変換部２３は、変換後のデジタル信号を実効値算出部２４に供給する。
Ａ／Ｄ変換部２３は、全波整流部１３からの整流後の変換後電圧Ｖ１をデジタル信号に変換する部分である。そして、Ａ／Ｄ変換部２３は、変換後のデジタル信号を実効値算出部２４に供給する。
【0038】
＜実効値算出部＞
実効値算出部２４は、Ａ／Ｄ変換部２３からのデジタル信号に変換された変換後電圧Ｖ１に基づいて、下記（２）式により、変換後電圧Ｖ１の実効値Ｉ０を算出する部分である。なお、実効値算出部２４に供給される信号は、被測定電線路Ａに流れている漏洩電流Ｉを電圧に変換した変換後電圧Ｖ１に基づくものであるので、便宜的にＩ０とする。
Ｉ０＝Ｉ×（π／２）／√２ …（２）
実効値算出部２４は、Ａ／Ｄ変換部２３からのデジタル信号に変換された変換後電圧Ｖ１に基づいて、下記（２）式により、変換後電圧Ｖ１の実効値Ｉ０を算出する部分である。なお、実効値算出部２４に供給される信号は、被測定電線路Ａに流れている漏洩電流Ｉを電圧に変換した変換後電圧Ｖ１に基づくものであるので、便宜的にＩ０とする。
Ｉ０＝Ｉ×（π／２）／√２ …（２）
【0039】
そして、実効値算出部２４は、算出した実効値Ｉ０を漏洩電流成分算出部２７に供給する。
【0040】
＜Ａ／Ｄ変換部＞
Ａ／Ｄ変換部２５は、全波整流部１７からの整流後の電圧Ｖ２をデジタル信号に変換する部分である。そして、Ａ／Ｄ変換部２５は、変換後のデジタル信号を実効値算出部２６に供給する。
Ａ／Ｄ変換部２５は、全波整流部１７からの整流後の電圧Ｖ２をデジタル信号に変換する部分である。そして、Ａ／Ｄ変換部２５は、変換後のデジタル信号を実効値算出部２６に供給する。
【0041】
＜実効値算出部＞
実効値算出部２６は、Ａ／Ｄ変換部２５からのデジタル信号に変換された電圧Ｖ２に基づいて、下記（３）式により、電圧Ｖ２の実効値Ｖ０を算出する部分である。
Ｖ０＝Ｖ×（π／２）√２ …（３）
実効値算出部２６は、Ａ／Ｄ変換部２５からのデジタル信号に変換された電圧Ｖ２に基づいて、下記（３）式により、電圧Ｖ２の実効値Ｖ０を算出する部分である。
Ｖ０＝Ｖ×（π／２）√２ …（３）
【0042】
そして、実効値算出部２６は、算出した実効値Ｖ０を抵抗値算出部２８に供給する。
【0043】
＜漏洩電流成分算出部＞
漏洩電流成分算出部２７は、実効値算出部２４で算出された変換後電圧Ｖ１の実効値Ｉ０（漏洩電流）と、位相角度算出部２２で算出された漏洩電流Ｉの位相角度θと、に基づいて、対地絶縁抵抗に起因する漏洩電流成分Ｉｇｒを算出する部分である。そして、漏洩電流成分算出部２７は、算出した漏洩電流成分Ｉｇｒを、判定部２９と抵抗値算出部２８とに供給する。
漏洩電流成分算出部２７は、実効値算出部２４で算出された変換後電圧Ｖ１の実効値Ｉ０（漏洩電流）と、位相角度算出部２２で算出された漏洩電流Ｉの位相角度θと、に基づいて、対地絶縁抵抗に起因する漏洩電流成分Ｉｇｒを算出する部分である。そして、漏洩電流成分算出部２７は、算出した漏洩電流成分Ｉｇｒを、判定部２９と抵抗値算出部２８とに供給する。
【0044】
ここで、被測定電線路Ａ（電源）が単相式の場合、漏洩電流成分算出部２７は、下記（４）式により漏洩電流成分Ｉｇｒを算出する。被測定電線路Ａ（電源）が三相式の場合、漏洩電流成分算出部２７は、下記（５）式により漏洩電流成分Ｉｇｒを算出する。
Ｉｇｒ＝Ｉ０×ｃｏｓθ …（４）
Ｉｇｒ＝（Ｉ０×ｓｉｎθ）／ｃｏｓ３０° …（５）
Ｉｇｒ＝Ｉ０×ｃｏｓθ …（４）
Ｉｇｒ＝（Ｉ０×ｓｉｎθ）／ｃｏｓ３０° …（５）
【0045】
なお、漏洩電流成分算出部２７は、被測定電線路Ａ（電源）が単相電源であるか三相電源であるかを、ロータリースイッチ（図示しない）の選択状態に応じて判断する。
【0046】
＜抵抗値算出部＞
抵抗値算出部２８は、実効値算出部２６から供給された実効値Ｖ０と、漏洩電流成分算出部２７から供給された漏洩電流成分Ｉｇｒとに基づいて、下記（６）式によりＧｒを算出する。
Ｇｒ＝Ｖ０／Ｉｇｒ …（６）
抵抗値算出部２８は、実効値算出部２６から供給された実効値Ｖ０と、漏洩電流成分算出部２７から供給された漏洩電流成分Ｉｇｒとに基づいて、下記（６）式によりＧｒを算出する。
Ｇｒ＝Ｖ０／Ｉｇｒ …（６）
【0047】
＜判定部＞
判定部２９は、被測定電線路Ａの漏洩状態を判定する部分である。判定部２９は、例えば、現在の漏洩電流成分Ｉｇｒが、漏洩閾値以上である場合、現在、被測定電線路Ａは漏洩していると判定するように構成されている。漏洩閾値は、被測定電線路Ａが漏洩しているか否かの判断基準値であり、例えば、６ｍＡ、８ｍＡ、１５ｍＡ等が設定される。
判定部２９は、被測定電線路Ａの漏洩状態を判定する部分である。判定部２９は、例えば、現在の漏洩電流成分Ｉｇｒが、漏洩閾値以上である場合、現在、被測定電線路Ａは漏洩していると判定するように構成されている。漏洩閾値は、被測定電線路Ａが漏洩しているか否かの判断基準値であり、例えば、６ｍＡ、８ｍＡ、１５ｍＡ等が設定される。
【0048】
＜遮断部＞
遮断部３０は、判定部２９が被測定電線路Ａは漏洩していると判定した場合、判定部２９からの遮断信号に従って、被測定電線路Ａを遮断する部分である。
また、遮断部３０は、既存の漏電ブレーカに準じており、遮断スピードは概ね２サイクル（５０Ｈｚの場合には０．０４秒）～５サイクル（５０Ｈｚの場合には０．１秒）程度である。遮断部３０は、例えば、引き外しコイルＴＣ等により構成されている。
遮断部３０は、判定部２９が被測定電線路Ａは漏洩していると判定した場合、判定部２９からの遮断信号に従って、被測定電線路Ａを遮断する部分である。
また、遮断部３０は、既存の漏電ブレーカに準じており、遮断スピードは概ね２サイクル（５０Ｈｚの場合には０．０４秒）～５サイクル（５０Ｈｚの場合には０．１秒）程度である。遮断部３０は、例えば、引き外しコイルＴＣ等により構成されている。
【0049】
＜制御部＞
制御部３２は、現在の漏洩電流成分Ｉｇｒを液晶モニタ３９に表示させる部分である。その他、制御部３２は、被測定電線路Ａが漏洩している場合、ＬＥＤ（図示しない）を点灯し、ブザー（図示しない）をＯＮする構成としてもよい。
制御部３２は、現在の漏洩電流成分Ｉｇｒを液晶モニタ３９に表示させる部分である。その他、制御部３２は、被測定電線路Ａが漏洩している場合、ＬＥＤ（図示しない）を点灯し、ブザー（図示しない）をＯＮする構成としてもよい。
【0050】
＜液晶モニタ＞
液晶モニタ３９は、制御部３２から入力される漏洩電流成分Ｉｇｒを表示する部分である。
液晶モニタ３９は、制御部３２から入力される漏洩電流成分Ｉｇｒを表示する部分である。
【0051】
＜カーボンアンテナセンサ＞
カーボンアンテナセンサ４０は、カーボン（導電性材料、炭素繊維）で形成されると共に、被測定電線路Ａを非接触で囲むように配置され、被測定電線路Ａを流れる漏洩電流に基づいて誘導電圧を発生させる電圧アンテナである（図１～図３参照）。カーボンアンテナセンサ４０は、細長のシート状であって、本体部４１と、延長部４２と、端子部４３と、を備えている。
カーボンアンテナセンサ４０は、カーボン（導電性材料、炭素繊維）で形成されると共に、被測定電線路Ａを非接触で囲むように配置され、被測定電線路Ａを流れる漏洩電流に基づいて誘導電圧を発生させる電圧アンテナである（図１～図３参照）。カーボンアンテナセンサ４０は、細長のシート状であって、本体部４１と、延長部４２と、端子部４３と、を備えている。
【0052】
本体部４１は、軸方向視で１／２円弧状であり、１／２円弧状の第１クランプ片９Ａの内周面に固定されている。そして、クランプ部９が被測定電線路Ａをクランプすると、本体部４１が被測定電線路Ａを非接触で囲むように配置されるようになっている。
【0053】
延長部４２は、本体部４１の基端側から延びる細長の小片で、第１クランプ片９Ａを径方向において跨ぐ部分である。端子部４３は、延長部４２の径方向外側端から延びる細長の小片で、電圧検出回路５０が接続される端子である。
【0054】
そして、クランプ部９が被測定電線路Ａをクランプし、本体部４１が被測定電線路Ａを非接触で囲むように配置された状態において、被測定電線路Ａを漏洩電流が通電すると、漏洩電流の大きさに対応して、本体部４１（カーボンアンテナセンサ４０）で、誘導電圧が発生するようになっている（図５、図６参照）。
【0055】
＜電圧検出回路＞
電圧検出回路５０は、カーボンアンテナセンサ４０からの誘導電圧をスイッチ６１に出力する回路である。電圧検出回路５０は、図４に示すように、ハイインピーダンス部５１と、カーボンアンテナセンサ４０用（非接触回路用）の第２電源５２と、両電源演算増幅器５３（オペアンプ）と、ＦＥＴ５４（電界効果トランジスタ）と、フォトカプラ５５と、メイン回路駆動用の第１電源５６と、を備えている。
電圧検出回路５０は、カーボンアンテナセンサ４０からの誘導電圧をスイッチ６１に出力する回路である。電圧検出回路５０は、図４に示すように、ハイインピーダンス部５１と、カーボンアンテナセンサ４０用（非接触回路用）の第２電源５２と、両電源演算増幅器５３（オペアンプ）と、ＦＥＴ５４（電界効果トランジスタ）と、フォトカプラ５５と、メイン回路駆動用の第１電源５６と、を備えている。
【0056】
そして、カーボンアンテナセンサ４０からの誘導電圧は、両電源演算増幅器５３で増幅された後、制御信号としてＦＥＴ５４に出力されるようになっている。次いで、ＦＥＴ５４はこの制御信号に基づいてＯＮ／ＯＦＦ制御され、これに連動してフォトカプラ５５がＯＮ／ＯＦＦ制御されるようになっている。このようにフォトカプラ５５がＯＮ／ＯＦＦ制御されると、カーボンアンテナセンサ４０からの誘導電圧の波形と連動する第１電源５６からの電圧波形がスイッチ６１に出力されるようになっている。
【0057】
＜スイッチ＞
スイッチ６１は、オペレータ（使用者）の操作に従って、電圧検出部１４からの電圧波形または電圧検出回路５０からの電圧波形を、変圧部１５に出力するものである。なお、オペレータ（使用者）は、例えば、図示しないボタンスイッチを操作し、電圧検出部１４からの電圧波形、電圧検出回路５０からの電圧波形のいずれを変圧部１５に出力するかを選択する。
スイッチ６１は、オペレータ（使用者）の操作に従って、電圧検出部１４からの電圧波形または電圧検出回路５０からの電圧波形を、変圧部１５に出力するものである。なお、オペレータ（使用者）は、例えば、図示しないボタンスイッチを操作し、電圧検出部１４からの電圧波形、電圧検出回路５０からの電圧波形のいずれを変圧部１５に出力するかを選択する。
【0058】
＜ＬＥＤランプ＞
ＬＥＤランプ６２は、スイッチ６１が電圧検出回路５０からの電圧波形を変圧部１５に出力する場合にＯＮ（点灯）することで、カーボンアンテナセンサ４０を使用して、漏洩電流成分Ｉｇｒを算出していることを外部に報知するものである。
ＬＥＤランプ６２は、スイッチ６１が電圧検出回路５０からの電圧波形を変圧部１５に出力する場合にＯＮ（点灯）することで、カーボンアンテナセンサ４０を使用して、漏洩電流成分Ｉｇｒを算出していることを外部に報知するものである。
【0059】
≪漏洩電流遮断装置の測定原理－波形図≫
次に、漏洩電流遮断装置の測定原理を説明する。
ここでは、被測定電線路Ａの電源が三相式である場合を説明するが、電源が単相式である場合も同様である。
次に、漏洩電流遮断装置の測定原理を説明する。
ここでは、被測定電線路Ａの電源が三相式である場合を説明するが、電源が単相式である場合も同様である。
【0060】
ＣＴセンサ部１０は、被測定電線路Ａをクランプし、図８Ａに示すように、位相が１２０°ずつ異なるＲ相－Ｓ相間、Ｓ相－Ｔ相間及びＴ相－Ｒ相間の波形を検出する。なお、図８Ａでは、便宜的にそれぞれの波形を示しているが、ＣＴセンサ部１０で検出される波形は合成波形である。ＣＴセンサ部１０により検出された合成波形は、増幅部１１、ＬＰＦ１２及び比較部１８を介して演算部１９に入力される。
【0061】
また、電圧検出部１４は、Ｒ相及びＴ相に電圧プローブを接続し、Ｒ相－Ｔ相間の電圧を検出し、検出した電圧を、図８Ｂに示すように、反転させる。電圧検出部１４は、検出した電圧の所定の場所で０クロスする点を基準点ａとして定める。このように基準点ａが定まった電圧Ｖ２は、変圧部１５、ＬＰＦ１６及び比較部１８を介して演算部１９に入力される。
【0062】
例えば、被測定電線路ＡのＲ相に漏洩電流成分Ｉｇｒ（以下「Ｒ相Ｉｇｒ」という。）のみが発生し、また、Ｔ相に漏洩電流成分Ｉｇｒ（以下「Ｔ相Ｉｇｒ」という。）のみが発生している場合には、図８Ｃに示すように、Ｒ相Ｉｇｒは、基準点ａから１２０°の位相差が生じ、Ｔ相Ｉｇｒは、基準点ａから６０°の位相差が生じる。
【0063】
また、被測定電線路ＡのＲ相に漏洩電流成分Ｉｇｃ（以下「Ｒ相Ｉｇｃ」という。）のみが発生し、また、Ｔ相に漏洩電流成分Ｉｇｃ（以下「Ｔ相Ｉｇｃ」という。）のみが発生している場合には、図８Ｄに示すように、Ｒ相ＩｇｃとＴ相Ｉｇｃの合成波形の基準点ａからの位相差は、１８０°（０°）である。
【0064】
さらに、被測定電線路ＡのＲ相に漏洩電流成分Ｉｇｒと漏洩電流成分Ｉｇｃとが発生し、Ｔ相に漏洩電流成分Ｉｇｒと漏洩電流成分Ｉｇｃとが発生している場合には、図８Ｅに示すようになる。
【0065】
≪漏洩電流遮断装置の測定原理－ベクトル図≫
また、上述の説明をベクトルで表すと、以下のようになる。被測定電線路Ａが三相式なので、図９Ａに示すようになる。そして、電圧検出部１４でＲ相－Ｔ相間の電圧を検出し、検出した電圧から基準点ａを求めると、図９Ｂに示すように、単相式のベクトル図となる。なお、上述したように、Ｒ相Ｉｇｒと基準点ａとの位相差は、６０°であり、また、Ｔ相Ｉｇｒと基準点ａとの位相差は、１２０°である。
また、上述の説明をベクトルで表すと、以下のようになる。被測定電線路Ａが三相式なので、図９Ａに示すようになる。そして、電圧検出部１４でＲ相－Ｔ相間の電圧を検出し、検出した電圧から基準点ａを求めると、図９Ｂに示すように、単相式のベクトル図となる。なお、上述したように、Ｒ相Ｉｇｒと基準点ａとの位相差は、６０°であり、また、Ｔ相Ｉｇｒと基準点ａとの位相差は、１２０°である。
【0066】
また、単相式の場合には、図７Ａを用いて既述したように、漏洩電流成分Ｉｇｒと漏洩電流成分Ｉｇｃの位相差は９０°なので、Ｒ相Ｉｇｒから９０°回った位置にＲ相Ｉｇｃを求めることができ、また、Ｔ相Ｉｇｒから９０°回った位置にＴ相Ｉｇｃを求めることができる。さらに、基準点ａから１８０°（０°）の位置に、Ｒ相ＩｇｃとＴ相Ｉｇｃとの合成ベクトルＩｇｃを求めることができる（図９Ｃ）。
【0067】
したがって、例えば、被測定電線路ＡにＲ相Ｉｇｒのみが発生している場合には、Ｒ相ＩｇｒとＩｇｃとの合成ベクトル、すなわち被測定電線路Ａに流れている漏洩電流Ｉ０は、図９Ｄのように表すことができる。なお、図９Ｄから、Ｒ相Ｉｇｒを算出する式として
、上述した（５）式を導き出すことができる。また、漏洩電流Ｉ０の位相差θは、Ｒ相Ｉｇｒ及びＩｇｃの大きさにより変化し、変化の幅は、基準点ａから６０°～１８０°である。
、上述した（５）式を導き出すことができる。また、漏洩電流Ｉ０の位相差θは、Ｒ相Ｉｇｒ及びＩｇｃの大きさにより変化し、変化の幅は、基準点ａから６０°～１８０°である。
【0068】
また、例えば、被測定電線路ＡにＴ相Ｉｇｒのみが発生している場合には、Ｔ相ＩｇｒとＩｇｃとの合成ベクトル、すなわち被測定電線路Ａに流れている漏洩電流Ｉ０は、図９Ｅのように表すことができる。なお、図９Ｅから、Ｔ相Ｉｇｒを算出する式として、上述した（５）式を導き出すことができる。また、漏洩電流Ｉ０の位相差θは、Ｔ相Ｉｇｒ及びＩｇｃの大きさにより変化し、変化の幅は、１２０°～１８０°である。
【0069】
≪漏洩電流遮断装置の第１測定例≫
次に、本実施形態に係る漏洩電流遮断装置１により、実際に被測定電線路Ａから漏洩電流成分を測定した第１測定例を表１に示す。表１は、屋上受配電キュービクル（高圧受電設備）の動力盤（電源周波数：５０Ｈｚ、電圧：２００Ｖ、被測定低電圧電路の種類：三相３線式、１５０ｋｖＡ、室温：４１℃、湿度：４３％）を測定対象として行ったものである。
次に、本実施形態に係る漏洩電流遮断装置１により、実際に被測定電線路Ａから漏洩電流成分を測定した第１測定例を表１に示す。表１は、屋上受配電キュービクル（高圧受電設備）の動力盤（電源周波数：５０Ｈｚ、電圧：２００Ｖ、被測定低電圧電路の種類：三相３線式、１５０ｋｖＡ、室温：４１℃、湿度：４３％）を測定対象として行ったものである。
【0070】
【表1】
【0071】
また、測定例では、測定開始から６分経過時～９分経過前（３分間）に疑似絶縁抵抗としてＲ相に２０ｋΩを接地し、測定開始から９分経過時～１１分経過前（２分間）に疑似絶縁抵抗としてＴ相に２０ｋΩを接地し、測定開始から１１分経過時～１２分経過前（１分間）に疑似絶縁抵抗を外し（接地解除）、測定開始から１２分経過時～１３分経過前（１分間）に疑似絶縁抵抗としてＲ相に１０ｋΩを接地し、測定開始から１３分経過時～１５分経過前（２分間）に疑似絶縁抵抗としてＴ相に１０ｋΩを接地し、測定開始から１５分経過後に疑似絶縁抵抗を外した。
例えば、疑似絶縁抵抗としてＲ相に２０ｋΩの抵抗を接地した場合には、理論的に、疑似絶縁抵抗成分の電流として、
Ｉｇｒ＝Ｖ／Ｒ＝２００／（２０×１０３）＝１０ｍＡ
の電流が被測定電線路に加算されて流れる。
例えば、疑似絶縁抵抗としてＲ相に２０ｋΩの抵抗を接地した場合には、理論的に、疑似絶縁抵抗成分の電流として、
Ｉｇｒ＝Ｖ／Ｒ＝２００／（２０×１０３）＝１０ｍＡ
の電流が被測定電線路に加算されて流れる。
【0072】
漏洩電流遮断装置１は、表１に示すように、時間が６分経過時に、疑似絶縁抵抗としてＲ相に２０ｋΩの抵抗を接地したら、１２．３ｍＡの漏洩電流成分Ｉｇｒを検出した。疑似絶縁抵抗を接地していないとき（測定開始から６分経過前、測定開始から１１分経過時～１２分経過前及び測定開始から１５分経過後）の漏洩電流成分Ｉｇｒが２ｍＡであるので、Ｒ相に２０ｋΩの疑似抵抗を接地した後の漏洩電流成分Ｉｇｒから２ｍＡを差し引くと、１０．３ｍＡとなる。したがって、本実施形態に係る漏洩電流遮断装置１は、１０．３ｍＡの変化を測定できたことになる。この値は、上述した理論値（１０ｍＡ）とほぼ一致している。
【0073】
また、Ｒ相に疑似絶縁抵抗を２０ｋΩ接地したとき、接地前の抵抗値（Ｇｒ≒１０５．４６ｋΩ（測定開始から６分経過前までのＧｒの平均値））との合成抵抗値は、
Ｇｒ＝（２０×１０３×１０５．４６×１０３）／（２０×１０３＋１０５．４６×１０３）≒１６．３ｋΩ
となる。漏洩電流遮断装置１は、表１に示すように、測定開始から６分経過時の抵抗Ｇｒは１７．２ｋΩを示しており、上述した理論値（１６．３ｋΩ）とほぼ一致している。
Ｇｒ＝（２０×１０３×１０５．４６×１０３）／（２０×１０３＋１０５．４６×１０３）≒１６．３ｋΩ
となる。漏洩電流遮断装置１は、表１に示すように、測定開始から６分経過時の抵抗Ｇｒは１７．２ｋΩを示しており、上述した理論値（１６．３ｋΩ）とほぼ一致している。
【0074】
また、疑似絶縁抵抗としてＴ相に２０ｋΩの抵抗を接地した場合にも、上述と同様に、理論的には、疑似絶縁抵抗成分の電流は１０ｍＡ増加する。漏洩電流遮断装置１では、表１に示すように、測定開始から９分経過時～１１分経過前に検出した漏洩電流成分Ｉｇｒは、ほぼ１２．４ｍＡとなっており、該数値から２ｍＡを差し引くと、１０．４ｍＡとなり、ほぼ理論値（１０ｍＡ）と一致する。
【0075】
また、Ｔ相に疑似絶縁抵抗を２０ｋΩ接地したときの合成抵抗値Ｇｒは、上述と同様に、理論的には、１６．３ｋΩであり、測定値は１７．４ｋΩを示しており、ほぼ理論値と一致している。
【0076】
また、漏洩電流遮断装置１は、表１に示すとおり、疑似絶縁抵抗としてＲ相又はＴ相に１０ｋΩを接地したときの漏洩電流成分ＩｇｒとＧｒも理論値と実測値がほぼ一致している。
【0077】
さらに、漏洩電流遮断装置１は、測定開始から１１分経過後から１２分経過前、及び１５分経過時に疑似絶縁抵抗の接地状態を解除した場合、漏洩電流成分Ｉｇｒ、Ｉ０及びＧｒの値が接地以前（測定開始から１分～５分）の状態に戻った。
【0078】
≪漏洩電流遮断装置の第２測定例≫
次に、本実施形態に係る漏洩電流遮断装置１により、実際に被測定電線路から漏洩電流成分を測定した第２測定例を表２に示す。表２は、受配電キュービクル（高圧受電設備）の動力盤（電源周波数：５０Ｈｚ、電圧：２００Ｖ、被測定低電圧電路の種類：三相３線式、１５０ｋｖＡ）を測定対象として行ったものである。
次に、本実施形態に係る漏洩電流遮断装置１により、実際に被測定電線路から漏洩電流成分を測定した第２測定例を表２に示す。表２は、受配電キュービクル（高圧受電設備）の動力盤（電源周波数：５０Ｈｚ、電圧：２００Ｖ、被測定低電圧電路の種類：三相３線式、１５０ｋｖＡ）を測定対象として行ったものである。
【0079】
【表2】
【0080】
また、測定例は、測定開始から１分経過時～４分経過前（３分間）に疑似静電容量としてＲ相及びＴ相に０．２２μＦを接地し、測定開始から３分経過時～４分経過前（１分間）に疑似絶縁抵抗としてＴ相に２０ｋΩを接地し、測定開始から４分経過後に疑似静電容量及び疑似絶縁抵抗を外して行った。したがって、測定開始から３分経過時～４分経過前は、Ｒ相及びＴ相に疑似静電容量を接地し、かつ、Ｔ相に疑似絶縁抵抗を接地して行った。
【0081】
例えば、疑似静電容量としてＲ相及びＴ相に０．２２μＦの容量を接地した場合には、容量性リアクタンスＸは、
Ｘ＝１／２πｆＣ＝１／（２π×５０×（０．２２×１０－６＋０．２２×１０－６））≒７．２３×１０３
となる。
Ｘ＝１／２πｆＣ＝１／（２π×５０×（０．２２×１０－６＋０．２２×１０－６））≒７．２３×１０３
となる。
【0082】
したがって、被測定電線路には、
Ｉ＝Ｖ／Ｘ＝２００／７．２３×１０３≒２７．６ｍＡ
の電流が加算されて流れる。
Ｉ＝Ｖ／Ｘ＝２００／７．２３×１０３≒２７．６ｍＡ
の電流が加算されて流れる。
【0083】
また、絶縁抵抗としてＴ相に２０ｋΩの抵抗を接地した場合には、理論的に、疑似絶縁抵抗成分の電流として、
Ｉｇｒ＝Ｖ／Ｒ＝２００／（２０×１０３）＝１０ｍＡ
の電流が被測定電線路に加算されて流れる。
Ｉｇｒ＝Ｖ／Ｒ＝２００／（２０×１０３）＝１０ｍＡ
の電流が被測定電線路に加算されて流れる。
【0084】
漏洩電流遮断装置１は、表２に示すように、時間が測定開始から１分経過時に、疑似静電容量としてＲ相及びＴ相に０．２２μＦの静電容量が接地されているときに、７．８ｍＡの漏洩電流成分Ｉｇｒを検出し、また、１００．８ｍＡのＩ０を検出した。なお、Ｉ０は、上述したように絶縁抵抗に起因する漏洩電流成分Ｉｇｒと、静電容量に起因する漏洩電流成分Ｉｇｃの合成電流である。
【0085】
疑似静電容量を接地していないときの漏洩電流成分Ｉｇｒは、表２に示したとおり、７．６ｍＡ（測定開始から１分経過前の漏洩電流成分Ｉｇｒ）であるので、Ｒ相及びＴ相に疑似静電容量を接地した場合、漏洩電流成分Ｉｇｒの変化は殆どない。
【0086】
一方、疑似静電容量を接地していないときのＩ０は、７５．９ｍＡ（測定開始から１分経過前のＩ０）である。疑似静電容量接地後のＩ０（１００．８ｍＡ）から疑似静電容量接地前のＩ０（７５．９ｍＡ）を差し引くと、２４．９ｍＡとなり、これが、加算された漏洩電流成分Ｉｇｃである。この加算された漏洩電流成分Ｉｇｃは、理論値（２７．６ｍＡ）とほぼ等しい。
【0087】
また、漏洩電流遮断装置１は、表２に示すように、Ｒ相及びＴ相に疑似静電容量が接地され、かつ、Ｔ相に疑似絶縁抵抗が接地されているとき（測定開始から３分経過時～４分経過前）に、２１．０ｍＡの漏洩電流成分Ｉｇｒを検出し、また、１０７．０ｍＡのＩ０を検出した。
【0088】
Ｔ相に絶縁抵抗を接地した後の漏洩電流成分Ｉｇｒ（２１ｍＡ）から、絶縁抵抗を接地する前の漏洩電流成分Ｉｇｒ（８ｍＡ（測定開始から３分経過時の漏洩電流成分Ｉｇｒ））を差し引くと、１３ｍＡとなり、理論値（１０ｍＡ）とほぼ等しくなる。
【0089】
【0090】
比較部１８は、図１０に示すように、ＬＰＦ１２から変換後電圧Ｖ１が入力され、ＬＰＦ１６から電圧Ｖ２が入力される。変換後電圧Ｖ１と電圧Ｖ２の位相差は、１２０°である。比較部１８は、図１１Ａに示すように、ＬＰＦ１２から入力された変換後電圧Ｖ１を方形波変換し、変換後の信号を演算部１９に出力する。また、比較部１８は、図１１Ｂに示すように、ＬＰＦ１６から入力された電圧Ｖ２を方形波変換し、変換後の信号を演算部１９に出力する。
【0091】
演算部１９は、図１２に示すように、変換後電圧Ｖ２の方形波信号と、電圧Ｖ２の方形波信号に基づき、ＥＸＯＲ演算を実行する。演算部１９は、ＥＸＯＲ演算後の信号に基づき、１サイクルの１／４以下の位相パルス幅を求め、求めた位相パルス幅を位相角度算出部２２に出力する。
【0092】
≪漏洩電流遮断装置の動作・効果≫
次に、漏洩電流遮断装置１の動作・効果を説明する。
被測定電線路Ａと非接触であるカーボンアンテナセンサ４０によって、被測定電線路Ａを流れる漏洩電流に基づいて誘導電圧を発生させ、漏洩電流の電圧波形を検出できる。すなわち、被測定電線路Ａに直接接続して電圧波形を検出する電圧検出部１４を不要とできる。つまり、被測定電線路Ａと電気的に接続せず、漏洩電流の電圧波形を検出し、簡単に漏洩電流成分Ｉｇｒを測定できる。
次に、漏洩電流遮断装置１の動作・効果を説明する。
被測定電線路Ａと非接触であるカーボンアンテナセンサ４０によって、被測定電線路Ａを流れる漏洩電流に基づいて誘導電圧を発生させ、漏洩電流の電圧波形を検出できる。すなわち、被測定電線路Ａに直接接続して電圧波形を検出する電圧検出部１４を不要とできる。つまり、被測定電線路Ａと電気的に接続せず、漏洩電流の電圧波形を検出し、簡単に漏洩電流成分Ｉｇｒを測定できる。
【0093】
ここで、図５、図６に示すように、カーボンアンテナセンサ４０が検出する誘導電圧の波形と、電源電圧の波形（電圧検出部１４が検出する電圧の波形）とは、同期している。なお、図５は電源電圧が２００Ｖの場合を示し、図６は電源電圧が１００Ｖの場合を示している。
【0094】
カーボンアンテナセンサ４０は、第１クランプ片９Ａの内周面に固定されているので、クランプ部９で被測定電線路Ａをクランプすると同時に、カーボンアンテナセンサ４０が被測定電線路Ａを囲むように配置される。すなわち、被測定電線路Ａに対して、クランプ部９と、カーボンアンテナセンサ４０とを別々に操作する必要はなく、手間を要しない。
【0095】
≪変形例≫
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、次のように変更してもよい。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、次のように変更してもよい。
【0096】
前記した実施形態では、カーボンアンテナセンサ４０がクランプ部９の内面に固定された構成を例示したが、その他に例えば、カーボンアンテナセンサ４０がクランプ部９と別に独立して備える構成でもよい。
【0097】
前記した実施形態では、カーボンアンテナセンサ４０がカーボン（炭素繊維）で形成された構成を例示したが、その他の導電性材料（アルミニウム合金薄膜等）で形成された構成でもよい。
【0098】
前記した実施形態では、漏洩電流遮断装置１が、被測定電線路Ａに接続されその電圧を直接検出する電圧検出部１４を備える構成を例示したが、その他に例えば、漏洩電流遮断装置１が電圧検出部１４を備えない構成でもよい。
【符号の説明】
【0099】
１ 漏洩電流遮断装置（Ｉｇｒ測定装置）
９ クランプ部
１０ ＣＴセンサ部（漏洩電流検出部）
１４ 電圧検出部
２０ 位相パルス幅測定部（位相差検出部）
２１ 電源周波数測定部
２２ 位相角度算出部
２７ 漏洩電流成分算出部（Ｉｇｒ算出部）
２９ 判定部
４０ カーボンアンテナセンサ（電圧センサ）
５０ 電圧検出回路
Ａ 被測定電線路
９ クランプ部
１０ ＣＴセンサ部（漏洩電流検出部）
１４ 電圧検出部
２０ 位相パルス幅測定部（位相差検出部）
２１ 電源周波数測定部
２２ 位相角度算出部
２７ 漏洩電流成分算出部（Ｉｇｒ算出部）
２９ 判定部
４０ カーボンアンテナセンサ（電圧センサ）
５０ 電圧検出回路
Ａ 被測定電線路
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図8D】
【図8E】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図9D】
【図9E】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図12】
【手続補正書】
【提出日】2024-06-07
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被測定電線路をクランプするクランプ部を有し、前記被測定電線路を流れる漏洩電流を検出する漏洩電流検出部と、
導電性材料で形成されると共に、前記被測定電線路を非接触で囲むように配置され、前記被測定電線路を流れる漏洩電流に基づいて誘導電圧を発生させる電圧アンテナと、
前記漏洩電流検出部の検出した漏洩電流の信号波形と、前記電圧アンテナで発生した誘導電圧の信号波形との位相差を検出する位相差検出部と、
前記被測定電線路で発生している電源周波数を測定する電源周波数測定部と、
前記位相差検出部の検出した位相差と、前記電源周波数測定部の測定した電源周波数とに基づいて、前記被測定電線路を流れている漏洩電流の位相角度を算出する位相角度算出部と、
前記漏洩電流検出部の検出した漏洩電流と、前記位相角度算出部の算出した位相角度とに基づいて、漏洩電流に含まれている対地絶縁抵抗に起因する漏洩電流成分Ｉｇｒを算出するＩｇｒ算出部と、
を備え、
前記導電性材料は、カーボンであり、
前記電圧アンテナは、細長のシート状であって、前記クランプ部の内周面に固定されている
ことを特徴とするＩｇｒ測定装置。
導電性材料で形成されると共に、前記被測定電線路を非接触で囲むように配置され、前記被測定電線路を流れる漏洩電流に基づいて誘導電圧を発生させる電圧アンテナと、
前記漏洩電流検出部の検出した漏洩電流の信号波形と、前記電圧アンテナで発生した誘導電圧の信号波形との位相差を検出する位相差検出部と、
前記被測定電線路で発生している電源周波数を測定する電源周波数測定部と、
前記位相差検出部の検出した位相差と、前記電源周波数測定部の測定した電源周波数とに基づいて、前記被測定電線路を流れている漏洩電流の位相角度を算出する位相角度算出部と、
前記漏洩電流検出部の検出した漏洩電流と、前記位相角度算出部の算出した位相角度とに基づいて、漏洩電流に含まれている対地絶縁抵抗に起因する漏洩電流成分Ｉｇｒを算出するＩｇｒ算出部と、
を備え、
前記導電性材料は、カーボンであり、
前記電圧アンテナは、細長のシート状であって、前記クランプ部の内周面に固定されている
ことを特徴とするＩｇｒ測定装置。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0006】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、被測定電線路をクランプするクランプ部を有し、前記被測定電線路を流れる漏洩電流を検出する漏洩電流検出部と、導電性材料で形成されると共に、前記被測定電線路を非接触で囲むように配置され、前記被測定電線路を流れる漏洩電流に基づいて誘導電圧を発生させる電圧アンテナと、前記漏洩電流検出部の検出した漏洩電流の信号波形と、前記電圧アンテナで発生した誘導電圧の信号波形との位相差を検出する位相差検出部と、前記被測定電線路で発生している電源周波数を測定する電源周波数測定部と、前記位相差検出部の検出した位相差と、前記電源周波数測定部の測定した電源周波数とに基づいて、前記被測定電線路を流れている漏洩電流の位相角度を算出する位相角度算出部と、前記漏洩電流検出部の検出した漏洩電流と、前記位相角度算出部の算出した位相角度とに基づいて、漏洩電流に含まれている対地絶縁抵抗に起因する漏洩電流成分Ｉｇｒを算出するＩｇｒ算出部と、を備え、前記導電性材料は、カーボンであり、前記電圧アンテナは、細長のシート状であって、前記クランプ部の内周面に固定されていることを特徴とするＩｇｒ測定装置である。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】