电压检测装置及电压检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及基于设置在各相导体周围的中间电极的电压来检测施加于三相导体的电压的电压检测装置及电压检测方法。
【背景技术】
[0002]现有的电压检测装置为了求出某一相的导体的电压，还需要其它相的中间电极的电压数据(data)(例如专利文献I)。
现有技术文献专利文献
[0003]专利文献I:日本专利特开平9-304446号公报
【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0004]在现有的电压检测装置中，为了求出各相的导体的电压，需要该各相以外的其它相的中间电极的电压数据，因此，需要暂时收集所有相的数据的结构，从而导致电压检测装置的结构大型且复杂。
[0005]本发明是鉴于上述内容完成的，其目的在于提供一种无需使用各相以外的其它相的中间电极的电压测定值而是基于该各相的中间电极的电压测定值来检测该各相的导体的电压的电压检测装置及电压检测方法。
解决技术问题的技术方案
[0006]为了解决上述问题，达到目的，本发明所涉及的电压检测装置检测电气设备中的各相的导体的电压，该电气设备包括在接地的金属制箱体(tank)内延伸设置且被施加三相交流电压的三相的导体、以包围所述各相的导体周围的方式设置的各相的中间电极、及连接在所述各相的中间电极与所述箱体之间的各相的分压电阻，该电压检测装置的特征在于，包括与所述各相的中间电极和所述箱体连接的各相的电压检测部，所述各相的电压检测部包括:中间电极电压测定部，该中间电极电压测定部与本相的中间电极及所述箱体连接，测定所述本相的中间电极的电压;存储部，该存储部存储有第I修正系数及第2修正系数，该第I修正系数相当于在仅对本相以外的第I相的导体施加有电压的情况下将本相的中间电极的电压除以该第I相的中间电极的电压得到的比值，该第2修正系数相当于在仅对本相以外的第2相的导体施加有电压的情况下将本相的中间电极的电压除以该第2相的中间电极的电压得到的比值;及电压计算部，该电压计算部利用由所述中间电极电压测定部测定出的本相的中间电极的电压测定值及存储在所述存储部中的所述第I修正系数及第2修正系数，计算本相的导体的电压。
发明效果
[0007]根据本发明，起到如下效果:无需使用各相以外的其它相的中间电极的电压测定值而是基于该各相的中间电极的电压测定值来检测该各相的导体的电压。
【附图说明】
[0008]图1是表示实施方式I所涉及的电压检测装置的结构的图。
图2是表示在仅对A相的导体施加电压的情况下用于测定A相的中间电极的电压的分压部的等效电路的图。
图3是表示用于测定A相的中间电极的电压的分压部的等效电路的图。
图4是表示电压检测电路的结构的图。
图5是表示电压检测电路的功能结构的框(block)图。
图6是表示实施方式2所涉及的电压检测装置的结构的图。
【具体实施方式】
[0009]下面，基于附图详细说明本发明实施方式所涉及的电压检测装置及电压检测方法。另外，本发明并不由本实施方式所限定。
[0010]实施方式I
图1是表示本实施方式所涉及的电压检测装置的结构的图。如图1所示，本实施方式所涉及的电压检测装置用于气体绝缘开关装置30的三相导体Ia?Ic的电压检测。此处，气体绝缘开关装置30包括金属制圆筒状的箱体5、及在箱体5内沿轴向延伸设置且被施加三相交流电压的三相导体Ia?Ic。箱体5接地，在箱体5内封入有例如六氟化(hexaf Iuoride)硫气体等绝缘性气体。对导体Ia?I c施加例如商用频率的三相高电压。另外，图1中，仅示出箱体5的横截面所涉及的气体绝缘开关装置30的结构的一部分。
[0011]在导体Ia的周围以包围导体Ia的方式设置有圆筒状的中间电极2a。具体而言，以导体Ia为中心，设置有由金属制圆筒状构件构成的中间电极2a。同样，在导体Ib的周围以包围导体Ib的方式设置有圆筒状的中间电极2b，在导体Ic的周围以包围导体Ic的方式设置有圆筒状的中间电极2c。
[0012]在中间电极2a与箱体5之间连接有分压电阻3a。即，分压电阻3a的一端连接到中间电极2a，分压电阻3a的另一端连接到箱体5。同样，在中间电极2b与箱体5之间连接有分压电阻3b，在中间电极2c与箱体5之间连接有分压电阻3c。
[0013]本实施方式所涉及的电压检测装置包括电压检测电路4a?4c而构成，利用所谓分压方式，测定中间电极2a?2c的电压，根据中间电极2a?2c的电压测定值来检测导体Ia?I c的电压，以取代直接测定导体Ia?I c的电压。另外，中间电极2a?2c及分压电阻3a?3(:也可包含在电压检测装置的结构要素中。
[0014]电压检测电路4a对应于导体Ia及中间电极2a而设置。电压检测电路4a与中间电极2a及箱体5双方连接。因此，分压电阻3a的两端连接到电压检测电路4a。同样，电压检测电路4b对应于导体Ib及中间电极2b而设置，与中间电极2b及箱体5双方连接。同样，电压检测电路4c对应于导体Ic及中间电极2c而设置，与中间电极2c及箱体5双方连接。这样，为每相设置电压检测电路4a?4c。关于电压检测电路4a?4c的结构，将在后文中阐述。
[0015]电压检测电路4a?4c分别经由通信线6a?6c与上位装置7连接。上位装置7是例如电压测量用设备或电力用保护继电器(relay)。
[0016]接下来，对本实施方式中采用的电压检测的原理进行说明。首先，考虑仅对三相导体Ia?Ic中的A相导体Ia施加电压Va的情况。若对导体Ia施加电压Va，贝Ij在中间电极2a上产生电压vaI。若设导体Ia与中间电极2a之间的静电电容为Cal，中间电极2a与箱体5之间的静电电容为Ca2，分压电阻3a的电阻值为Ra，则此时的等效电路如图2那样，下式成立。
Val = RaXCal X (dVa/dt)...(I)
在导出式(I)时，设ω为电压Va的角频率，假设Ra〈〈I/( ω Ca2)成立。实际上，Ca2设定为pF的量级(order)，Ra设定为k Ω的量级，因此，例如对于商用频率，该条件成立。
[0017]因此，在仅对A相导体Ia施加电压Va的情况下，测定A相的中间电极2a的电压val，按照式(I)对val进行时间积分，从而可得到Va。另外，Ra是已知的，Cal可预先计算出，因此，若得到val，则也可得到val/(Ra X Cal)。
[0018]仅对B相导体I b或仅对C相导体I c施加电压的情况也同样。即，在仅对B相导体I b施加电压Vb时，在中间电极2b上产生的电压vb I由下式给出。
Vbl = RbXCbl X (dVb/dt)...⑵
此处，Rb为分压电阻3b的电阻值，Cbl为导体Ib与中间电极2b之间的静电电容。另外，在导出式(2)时，假设Rb〈〈l/( coCb2)成立。此处，Cb2为中间电极2b与箱体5之间的静电电容。
[0019]在仅对C相导体Ic施加电压Vc时，在中间电极2c上产生的电压vcl由下式给出。 vcl = RcXCcl X (dVc/dt)...⑶
此处，Re为分压电阻3c的电阻值，Ce I为导体I c与中间电极2c之间的静电电容。另外，在导出式(3)时，假设Rc〈〈l/( coCc2)成立。此处，Cc2为中间电极2c与箱体5之间的静电电容。
[0020]接下来，考虑实际运用的情况。在实际运用中，对导体Ia施加电压Va，对导体Ib施加电压Vb，且对导体Ic施加电压Vc，因此，对于A相，实际上在中间电压2a上产生的电压va如下。
va = RaXCal X (dVa/dt) +RaXCbaI X (dVb/dt) +RaXCcaI X (dVc/dt)
= val+RaXCbal X (dVb/dt)+RaXCcal X (dVc/dt)...(4)
此处，设导体Ib与中间电极2a之间的静电电容为CbaI，导体I c与中间电极2a之间的静电电容为Ccal。对于A相，在图3中示出还考虑了其它相的影响后得到的等效电路。
[0021]式(4)的右边第2项Ra X Cbal X (dVb/dt)为对导体Ib施加有电压Vb时在中间电极2a上产生的电压，右边第3项RaX Ccal X (dVc/dt)为对导体Ic施加有电压Vc时在中间电极2a上产生的电压，均为表示因其它相的影响而产生的电压修正的项。
[0022]对B相、C相也同样。
Vb = RbXCabl X (dVa/dt)+vbl+RbXCcbl X (dVc/dt)...(5)
Vc = RcXCacl X (dVa/dt)+RcXCbcl X (dVb/dt)+vcl...(6)
成立。此处，vb表示B相的中间电极2b上产生的电压，Cabl表示导体la与中间电极2b之间的静电电容，Ccbl表示导体Ic与中间电极2b之间的静电电容，vc表示C相的中间电极2c上产生的电压，Cacl表示导体Ia与中间电极2c之间的静电电容，Cbcl表示导体Ib与中间电极2c之间的静电电容。
[0023]为了简化说明，若设1112=(1^\0^1)/(肋\031)，1113=(1^\(^1)/(1^\(:。1)，n21 = (RbXCabl)/(RaXCal)，n23 = (RbXCcbl)/(RcXCcl)，n31 = (RcXCacl)/(RaXCal)，n32 = (Re X Cbcl )/(Rb X Cbl)，则
va = val+nl2Xvbl+nl3Xvcl...(7)vb = n21 Xval+vbl+n23Xvcl...(8)vc = n31 Xval+n32Xvbl+vcl...(9)
成立。
[0024]相当于来自其它相的影响程度的1112、1113、1121、1123、1131、1132可根据对每一相依次施加电压的实测结果来求出。或者，也可根据结构