クランプメータによる漏れ電流測定、監視装置
【課題】
クランプメータによる高圧機器の漏れ電流測定で、一次コイルが
1ターンである為にμAオーダーの微小電流の測定ができなかった。
又、高圧機器が筐体に直に取付られている為に、漏れ電流がＡ種接地線
と筐体経由の2ルートに分流し、誤差が極めて大きかった。
【解決手段】
10から1000ターンの一次コイルを使用して、クランプメータの感度を
大幅に向上させた。
高圧機器を筐体に対し、絶縁して取付ける事により、誤差の問題を
解決した。
クランプメータによる高圧機器の漏れ電流測定で、一次コイルが
1ターンである為にμAオーダーの微小電流の測定ができなかった。
又、高圧機器が筐体に直に取付られている為に、漏れ電流がＡ種接地線
と筐体経由の2ルートに分流し、誤差が極めて大きかった。
【解決手段】
10から1000ターンの一次コイルを使用して、クランプメータの感度を
大幅に向上させた。
高圧機器を筐体に対し、絶縁して取付ける事により、誤差の問題を
解決した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
電気設備の現地試験、保守点検、予防保全の技術分野に適用される。
【背景技術】
【０００２】
高圧受電設備の健全状態を判断し、波及事故を予防する為に定期的に
高圧気中開閉器、ケーブル等の高圧機器類を試験をする事が電気事業法
で義務付けられている。
関連の既出願としては、
【特許文献１】特願２００５−０５８２６８号
【特許文献２】特開２００２−１４１１７号
【特許文献３】特開２００４−３６１２４８号
【特許文献４】特開２０００−１３１３４３号 がある。
【０００３】
高圧機器類の健全状態を判断する為のデーターとしては、高圧機器の
絶縁低下により増加すると考えられる漏れ電流を監視する事が行われている。
【０００４】
具体的には、図4に示す様に、高圧機器4の外箱のA種接地線14に
クランプメータ2を結合して漏れ電流を測定している。
この場合に、高圧機器4を受電キュービクル等の筐体より絶縁しないと
漏れ電流が分流したり、変圧器の漏れ磁束により、ループ回路13に
電磁誘導による電流が流れ漏れ電流を正確に測定できない。
【０００５】
図5に示す様に、A種接地線14を2〜3回ループ状にしてクランプメータ
で測定する事が行われているが、感度は2〜3倍程度までしか向上できない。
【０００６】
回路の定格電流が数100Ａ以上の場合は、導体が銅バーや多条導体となり
クランプメータのクランプコアー3の窓15より大きくなると測定不能になるので
対策として図6に示す、クランプアダプタ18が使用されているが、電流計感度を
1/10に低下させているもので感度は改善されない。
【０００７】
クランプメータ2の測定範囲は、フルスケールで10mA程度までしか無い。
これに対し、高圧機器4の漏れ電流の範囲は0.1μAから1000mA程度まで有り
特に、μAオーダーの微小電流領域はクランプメータでは一部の特殊なものを
除いて測定できなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
高圧機器4の漏れ電流測定を、クランプメータ2で手軽に、しかも、安価に
しかし、正確に測定できる様にする。
【０００９】
言い換えると、クランプメータ2の感度を現在の値より10倍から1000倍に
高めるものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
図1に示す様に、クランプメータ2の一次コイル1を使用する。
従来のクランプメータによる漏れ電流測定では、図-4に示す様に
一次コイルは1回巻きであった。
図2に示す様に、本発明では、一次コイル1の巻回数を10から1000回程度
まで増加できるのでコイルのタップを変える事により、クランプメータ2の感度を
10倍、100倍、1000倍と変える事ができる。
【００１１】
漏れ電流を一時的に測定する場合は、図1の様に、一次コイル1に
クランプメータ2のクランプコア−3を結合しクリップ7で接地端子5と8を
接続する。
次に、接地端子5の接地線(×印)を切り離す。 これで漏れ電流が一次コイル1
に流れ漏れ電流の正確な測定ができる様になる。
一次コイル1と並列にサージアブソーバ10が接続されており、一次コイル1に
印加される電圧が過大にならない様に制限する。
【００１２】
前に述べた様に、高圧機器4の漏れ電流を正確に測定する為には、どうしても
高圧機器4を筐体に絶縁して固定する必要がある。
図10に示す様に、絶縁板33、絶縁ワッシャー30、絶縁スリーブ31を使用して
固定すれば、十分な強度を持って絶縁固定ができる。
ボルト・ナット28を絶縁性の樹脂製とすれば、部品点数を減らせるが、強度、
耐熱性等の検討が必要になる。
【００１３】
図7、図8に示す様に、クランプメータ2は外部磁界27の影響を受ける。
この影響は測定結果には誤差となるので、極力小さくする必要がある。
測定現場では、スペースが狭く、クランプメータ2はどの様な角度で使用されるか
判らない。更には、外部磁界は目視できないので、強さ、方向、分布等も判らない
ので、どの様な使われ方をしても誤差を小さくする事が期待されている。
【００１４】
この誤差は、測定器の感度を高くした場合に影響が大きくなると考えられる。
ここでは、外部から、一様な磁界に曝された場合を考える。
図7では、外部磁界27を横から受けた場合には、クランプコアー3の固定コアー
と可動コアーの合わせ目の磁気抵抗に差異があると、誤差の原因となる。
図8では、外部磁界27を縦に受けた場合で、クランプコアー3の磁気抵抗が
右と左で差異があると誤差の原因となる。
この誤差の軽減策として、クランプメータの二次コイルを、クランプコアーの
左右に分割して巻く事が
【特許文献４】特開２０００−１３１３４３号で提案されている。
【００１５】
外部磁界27の影響を、本質的に無くす為には、図9に示す様に、磁気シールド21.
22.23により、外部磁界27のクランプメータ2への影響を抑制するものである。
磁気シールドは上下に2分割されており、更に、下部シールド22.23は前後に
分割可能にしている。
現場で容易に組立できる様に、パッチン錠25で固定する。
磁気シールドの合わせ目24は、凹凸溝を施し、確実に組立可能とした。
磁気シールドの材質は、高透磁率とし、内側に亜鉛等の逆磁性体45を貼るとより
効果的である。
【００１６】
測定、監視の対象となる高圧機器4は、柱上気中開閉器、避雷器、ケーブル
負荷開閉器、変圧器、進相コンデンサ等があるが、特に注意を要するのは
避雷器である。直撃雷を受けた場合は完全な対策はできないが、誘導雷
スイッチングサージ等の異常電圧・電流には対応する必要がある。
避雷器の放電時には、一次コイル1の両端に平常時よりも高い電圧が
発生するので、一次コイル1を保護する為の、サージ吸収、電圧制限の
対策が必要となる。
Ａ種接地線14の機能を損なわない配慮を行う事である。
【００１７】
図3に示す様に、高圧機器4のＡ種接地線14は、常時は、短絡片9により
接地されているが、測定時には螺子33を緩めて短絡片9を開放し測定する。
測定が終ると、短絡片9は復旧される。
常時監視装置で遠隔自動測定の場合は、短絡片9の代わりに、遠隔制御の
電磁開閉器44で開閉する。この場合、高価なクランプメータ2の代わりに安価な
電流変成器を使用しても良い。
これにより、雷等に遭遇した場合に被害を受ける確率を極めて小さくできる。
【００１８】
受電設備等の常時監視を行う場合には、監視対象機器が多くなるので全ての
データーを監視センターに集めるのは伝送データー量が多くなり得策ではない。
図11に示す様に、受電設備等37から集められるアナログ信号はマルチプレクサ
38により、決められた順序で切替えられ、ディジタル信号に変換されマイコン39に
取込まれる。
各信号42は、データー番号、現在時刻、測定値から構成される。
マイコン39で、予め決められた設定値と測定値を比較し異常があれば警報信号
とデーター番号、時刻、測定値を伝送路へ送信する。
測定周期は、長周期と短周期があり、平常時には、長周期(例えば1日に1回)で
測定しているが測定値に異常があった場合は、短周期(例えば1分に1回)に
自動的に切替える事により全体のデーター量を減少して質の高い監視ができる。
これ等は、携帯電話又はパソコンで受信する。
必要な場合は、マイコン39より一次コイル装置11へ開閉指令を送る。
【発明の効果】
【００１９】
漏れ電流の経年変化を監視すれば、機器の絶縁劣化状態が判り
早期対策により、予防保全が実現し事故を防止できる。
高圧ケーブルの、水トリーによる漏れ電流を測定できるので、実態を把握できる。
【００２０】
高圧機器の碍子等の絶縁物の表面の汚損程度を漏れ電流として
把握できるので、最適な清掃の時期を判断できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図1に示す様に、一次コイル1を使用して、クランプメータ2の感度を飛躍的に
高める事を安い費用で実現できた。
【実施例１】
【００２２】
図3に示す様に、通常の高圧機器は勿論、避雷器等の放電電流の流れる回路
も監視できる。
【実施例２】
【００２３】
図10に於いて、絶縁スリーブ31は軟質塩ビチューブ等を使用すると、カッターで
容易に加工できるので、現場で長さを合わせる事が容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による高圧機器の漏れ電流測定
【図２】一次コイルの接続
【図３】過電流、過電圧対策を施した一次コイル装置
【図４】従来の漏れ電流測定1
【図５】従来の漏れ電流測定2
【図６】クランプアダプタ
【図７】外部磁界の影響1
【図８】外部磁界の影響2
【図９】磁気シールド
【図１０】高圧機器の絶縁固定
【図１１】常時監視装置
【符号の説明】
【００２５】
１一次コイル
２クランプメータ
３クランプコア−
４高圧機器
５接地端子
６絶縁板
７クリップ
８筐体の接地端子
９短絡片
１０サージアブソーバ
１１一次コイル装置
１２測定された信号
１３ループ
１４Ａ種接地線
１５クランプコアーの窓
１６高圧機器固定用ボルト・ナット
１７大型クランプコアー
１８クランプアダプタ
１９小型コイル
２０大電流導体
２１磁気シールド1
２２磁気シールド2
２３磁気シールド3
２４磁気シールドの合わせ目
２５パッチン錠
２６リード線
２７外部磁界
２８金属製ボルト・ナット
２９金属製ワッシャー
３０絶縁ワッシャー
３１絶縁スリーブ
３２スプリングワッシャー
３３螺子
３４高圧機器(変圧器・進相コンデンサ等)
３５高圧機器(負荷開閉器等)
３６取付フレーム
３７受電設備等
３８マルチプレクサー
３９マイコン
４０伝送路へ
４１並列データー
４２直列データー
４３切替指令・開閉指令
４４電磁開閉器の接点
４５逆磁性体
【技術分野】
【０００１】
電気設備の現地試験、保守点検、予防保全の技術分野に適用される。
【背景技術】
【０００２】
高圧受電設備の健全状態を判断し、波及事故を予防する為に定期的に
高圧気中開閉器、ケーブル等の高圧機器類を試験をする事が電気事業法
で義務付けられている。
関連の既出願としては、
【特許文献１】特願２００５−０５８２６８号
【特許文献２】特開２００２−１４１１７号
【特許文献３】特開２００４−３６１２４８号
【特許文献４】特開２０００−１３１３４３号 がある。
【０００３】
高圧機器類の健全状態を判断する為のデーターとしては、高圧機器の
絶縁低下により増加すると考えられる漏れ電流を監視する事が行われている。
【０００４】
具体的には、図4に示す様に、高圧機器4の外箱のA種接地線14に
クランプメータ2を結合して漏れ電流を測定している。
この場合に、高圧機器4を受電キュービクル等の筐体より絶縁しないと
漏れ電流が分流したり、変圧器の漏れ磁束により、ループ回路13に
電磁誘導による電流が流れ漏れ電流を正確に測定できない。
【０００５】
図5に示す様に、A種接地線14を2〜3回ループ状にしてクランプメータ
で測定する事が行われているが、感度は2〜3倍程度までしか向上できない。
【０００６】
回路の定格電流が数100Ａ以上の場合は、導体が銅バーや多条導体となり
クランプメータのクランプコアー3の窓15より大きくなると測定不能になるので
対策として図6に示す、クランプアダプタ18が使用されているが、電流計感度を
1/10に低下させているもので感度は改善されない。
【０００７】
クランプメータ2の測定範囲は、フルスケールで10mA程度までしか無い。
これに対し、高圧機器4の漏れ電流の範囲は0.1μAから1000mA程度まで有り
特に、μAオーダーの微小電流領域はクランプメータでは一部の特殊なものを
除いて測定できなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
高圧機器4の漏れ電流測定を、クランプメータ2で手軽に、しかも、安価に
しかし、正確に測定できる様にする。
【０００９】
言い換えると、クランプメータ2の感度を現在の値より10倍から1000倍に
高めるものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
図1に示す様に、クランプメータ2の一次コイル1を使用する。
従来のクランプメータによる漏れ電流測定では、図-4に示す様に
一次コイルは1回巻きであった。
図2に示す様に、本発明では、一次コイル1の巻回数を10から1000回程度
まで増加できるのでコイルのタップを変える事により、クランプメータ2の感度を
10倍、100倍、1000倍と変える事ができる。
【００１１】
漏れ電流を一時的に測定する場合は、図1の様に、一次コイル1に
クランプメータ2のクランプコア−3を結合しクリップ7で接地端子5と8を
接続する。
次に、接地端子5の接地線(×印)を切り離す。 これで漏れ電流が一次コイル1
に流れ漏れ電流の正確な測定ができる様になる。
一次コイル1と並列にサージアブソーバ10が接続されており、一次コイル1に
印加される電圧が過大にならない様に制限する。
【００１２】
前に述べた様に、高圧機器4の漏れ電流を正確に測定する為には、どうしても
高圧機器4を筐体に絶縁して固定する必要がある。
図10に示す様に、絶縁板33、絶縁ワッシャー30、絶縁スリーブ31を使用して
固定すれば、十分な強度を持って絶縁固定ができる。
ボルト・ナット28を絶縁性の樹脂製とすれば、部品点数を減らせるが、強度、
耐熱性等の検討が必要になる。
【００１３】
図7、図8に示す様に、クランプメータ2は外部磁界27の影響を受ける。
この影響は測定結果には誤差となるので、極力小さくする必要がある。
測定現場では、スペースが狭く、クランプメータ2はどの様な角度で使用されるか
判らない。更には、外部磁界は目視できないので、強さ、方向、分布等も判らない
ので、どの様な使われ方をしても誤差を小さくする事が期待されている。
【００１４】
この誤差は、測定器の感度を高くした場合に影響が大きくなると考えられる。
ここでは、外部から、一様な磁界に曝された場合を考える。
図7では、外部磁界27を横から受けた場合には、クランプコアー3の固定コアー
と可動コアーの合わせ目の磁気抵抗に差異があると、誤差の原因となる。
図8では、外部磁界27を縦に受けた場合で、クランプコアー3の磁気抵抗が
右と左で差異があると誤差の原因となる。
この誤差の軽減策として、クランプメータの二次コイルを、クランプコアーの
左右に分割して巻く事が
【特許文献４】特開２０００−１３１３４３号で提案されている。
【００１５】
外部磁界27の影響を、本質的に無くす為には、図9に示す様に、磁気シールド21.
22.23により、外部磁界27のクランプメータ2への影響を抑制するものである。
磁気シールドは上下に2分割されており、更に、下部シールド22.23は前後に
分割可能にしている。
現場で容易に組立できる様に、パッチン錠25で固定する。
磁気シールドの合わせ目24は、凹凸溝を施し、確実に組立可能とした。
磁気シールドの材質は、高透磁率とし、内側に亜鉛等の逆磁性体45を貼るとより
効果的である。
【００１６】
測定、監視の対象となる高圧機器4は、柱上気中開閉器、避雷器、ケーブル
負荷開閉器、変圧器、進相コンデンサ等があるが、特に注意を要するのは
避雷器である。直撃雷を受けた場合は完全な対策はできないが、誘導雷
スイッチングサージ等の異常電圧・電流には対応する必要がある。
避雷器の放電時には、一次コイル1の両端に平常時よりも高い電圧が
発生するので、一次コイル1を保護する為の、サージ吸収、電圧制限の
対策が必要となる。
Ａ種接地線14の機能を損なわない配慮を行う事である。
【００１７】
図3に示す様に、高圧機器4のＡ種接地線14は、常時は、短絡片9により
接地されているが、測定時には螺子33を緩めて短絡片9を開放し測定する。
測定が終ると、短絡片9は復旧される。
常時監視装置で遠隔自動測定の場合は、短絡片9の代わりに、遠隔制御の
電磁開閉器44で開閉する。この場合、高価なクランプメータ2の代わりに安価な
電流変成器を使用しても良い。
これにより、雷等に遭遇した場合に被害を受ける確率を極めて小さくできる。
【００１８】
受電設備等の常時監視を行う場合には、監視対象機器が多くなるので全ての
データーを監視センターに集めるのは伝送データー量が多くなり得策ではない。
図11に示す様に、受電設備等37から集められるアナログ信号はマルチプレクサ
38により、決められた順序で切替えられ、ディジタル信号に変換されマイコン39に
取込まれる。
各信号42は、データー番号、現在時刻、測定値から構成される。
マイコン39で、予め決められた設定値と測定値を比較し異常があれば警報信号
とデーター番号、時刻、測定値を伝送路へ送信する。
測定周期は、長周期と短周期があり、平常時には、長周期(例えば1日に1回)で
測定しているが測定値に異常があった場合は、短周期(例えば1分に1回)に
自動的に切替える事により全体のデーター量を減少して質の高い監視ができる。
これ等は、携帯電話又はパソコンで受信する。
必要な場合は、マイコン39より一次コイル装置11へ開閉指令を送る。
【発明の効果】
【００１９】
漏れ電流の経年変化を監視すれば、機器の絶縁劣化状態が判り
早期対策により、予防保全が実現し事故を防止できる。
高圧ケーブルの、水トリーによる漏れ電流を測定できるので、実態を把握できる。
【００２０】
高圧機器の碍子等の絶縁物の表面の汚損程度を漏れ電流として
把握できるので、最適な清掃の時期を判断できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図1に示す様に、一次コイル1を使用して、クランプメータ2の感度を飛躍的に
高める事を安い費用で実現できた。
【実施例１】
【００２２】
図3に示す様に、通常の高圧機器は勿論、避雷器等の放電電流の流れる回路
も監視できる。
【実施例２】
【００２３】
図10に於いて、絶縁スリーブ31は軟質塩ビチューブ等を使用すると、カッターで
容易に加工できるので、現場で長さを合わせる事が容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による高圧機器の漏れ電流測定
【図２】一次コイルの接続
【図３】過電流、過電圧対策を施した一次コイル装置
【図４】従来の漏れ電流測定1
【図５】従来の漏れ電流測定2
【図６】クランプアダプタ
【図７】外部磁界の影響1
【図８】外部磁界の影響2
【図９】磁気シールド
【図１０】高圧機器の絶縁固定
【図１１】常時監視装置
【符号の説明】
【００２５】
１一次コイル
２クランプメータ
３クランプコア−
４高圧機器
５接地端子
６絶縁板
７クリップ
８筐体の接地端子
９短絡片
１０サージアブソーバ
１１一次コイル装置
１２測定された信号
１３ループ
１４Ａ種接地線
１５クランプコアーの窓
１６高圧機器固定用ボルト・ナット
１７大型クランプコアー
１８クランプアダプタ
１９小型コイル
２０大電流導体
２１磁気シールド1
２２磁気シールド2
２３磁気シールド3
２４磁気シールドの合わせ目
２５パッチン錠
２６リード線
２７外部磁界
２８金属製ボルト・ナット
２９金属製ワッシャー
３０絶縁ワッシャー
３１絶縁スリーブ
３２スプリングワッシャー
３３螺子
３４高圧機器(変圧器・進相コンデンサ等)
３５高圧機器(負荷開閉器等)
３６取付フレーム
３７受電設備等
３８マルチプレクサー
３９マイコン
４０伝送路へ
４１並列データー
４２直列データー
４３切替指令・開閉指令
４４電磁開閉器の接点
４５逆磁性体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧機器の漏れ電流測定に於いて、クランプメータの一次コイル装置を
使用し感度を飛躍的に改善した測定方法。
【請求項２】
高圧機器の漏れ電流測定に於いて、漏れ電流を正確に測定する為に
高圧機器を筐体に対して絶縁して固定する絶縁固定方法。
【請求項３】
一次コイル付クランプメータの、外部磁界の影響を小さくする、磁気
シールドで高透磁率の材質で構成した磁気シールドの内側に逆磁性体を
貼り付けた磁気シールド。
【請求項４】
避雷器等の漏れ電流では、避雷器の放電電流等の大電流対策として
一次コイルに並列に低圧避雷器等を具備した一次コイル装置。
【請求項５】
漏れ電流の常時監視装置に於いて、常時は、高圧機器の接地端子
を遠隔制御の電磁開閉器を閉じて接地極に接続しているが、測定時のみ
電磁開閉器を開く様にした常時監視装置。
【請求項６】
高圧機器の漏れ電流の常時監視を、平常時は長周期とするが測定値
に異常な変化があった場合は、短周期に自動的に切替えて、扱うデーター量を
減らした常時監視装置。
【請求項１】
高圧機器の漏れ電流測定に於いて、クランプメータの一次コイル装置を
使用し感度を飛躍的に改善した測定方法。
【請求項２】
高圧機器の漏れ電流測定に於いて、漏れ電流を正確に測定する為に
高圧機器を筐体に対して絶縁して固定する絶縁固定方法。
【請求項３】
一次コイル付クランプメータの、外部磁界の影響を小さくする、磁気
シールドで高透磁率の材質で構成した磁気シールドの内側に逆磁性体を
貼り付けた磁気シールド。
【請求項４】
避雷器等の漏れ電流では、避雷器の放電電流等の大電流対策として
一次コイルに並列に低圧避雷器等を具備した一次コイル装置。
【請求項５】
漏れ電流の常時監視装置に於いて、常時は、高圧機器の接地端子
を遠隔制御の電磁開閉器を閉じて接地極に接続しているが、測定時のみ
電磁開閉器を開く様にした常時監視装置。
【請求項６】
高圧機器の漏れ電流の常時監視を、平常時は長周期とするが測定値
に異常な変化があった場合は、短周期に自動的に切替えて、扱うデーター量を
減らした常時監視装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００７−２４７０７（Ｐ２００７−２４７０７Ａ）
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２０８２０３（Ｐ２００５−２０８２０３）
【出願日】平成１７年７月１９日（２００５．７．１９）
【出願人】（５９４０４９９４０）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月１９日（２００５．７．１９）
【出願人】（５９４０４９９４０）
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]