JP2612703B2 - 接地抵抗をキャンセルした絶縁抵抗測定方法 - Google Patents
接地抵抗をキャンセルした絶縁抵抗測定方法Info
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- JP2612703B2 JP2612703B2 JP13276287A JP13276287A JP2612703B2 JP 2612703 B2 JP2612703 B2 JP 2612703B2 JP 13276287 A JP13276287 A JP 13276287A JP 13276287 A JP13276287 A JP 13276287A JP 2612703 B2 JP2612703 B2 JP 2612703B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は活線状態にて電路等の絶縁抵抗を測定する方
法，殊に対地浮遊容量大なる場合無視し得なくなる接地
抵抗を補償した絶縁抵抗測定方法に関する。
法，殊に対地浮遊容量大なる場合無視し得なくなる接地
抵抗を補償した絶縁抵抗測定方法に関する。
（従来技術） 従来，漏電等の早期発明の為には第４図に示す如き電
路の絶縁抵抗測定方法を用いるのが一般的であった。
路の絶縁抵抗測定方法を用いるのが一般的であった。
即ち,Zなる負荷を有する受電変圧器Ｔの第２種接地線
LEを介して発振器OSCから商用周波数と異なった周波数
１なる測定用低周波信号電圧V1sin（２π1t）を電
路L1及びL2に入力し，前記接地線LEに設置された変流器
ZCTによって絶縁抵抗Ｒ及び浮遊容量Ｃを介して帰還す
る漏洩電流を検出する。
LEを介して発振器OSCから商用周波数と異なった周波数
１なる測定用低周波信号電圧V1sin（２π1t）を電
路L1及びL2に入力し，前記接地線LEに設置された変流器
ZCTによって絶縁抵抗Ｒ及び浮遊容量Ｃを介して帰還す
る漏洩電流を検出する。
これを更に周波数１の成分の信号電圧のみをフィル
タFILTにて検出し，該検出信号と漏洩電流中の有効分
と，前記入力信号とを掛算器MULTで同期検波することに
より電路の絶縁抵抗を測定するものであった。
タFILTにて検出し，該検出信号と漏洩電流中の有効分
と，前記入力信号とを掛算器MULTで同期検波することに
より電路の絶縁抵抗を測定するものであった。
その測定理論を第２図の等価回路を用いて更に説明す
る。前記接地線LEの接地点E2を介して前記発振器OSCに
帰還する電流をＩ（ｔ）とすると であるから入力する交流電圧と同相の成分，即ち上記
（１）式右辺第１項に比例した値を同期検波等の手法を
用いて検出すれば絶縁抵抗Ｒに逆比例した測定値を得る
ものである。しかしながら上記（１）式からも明らかな
如くこの測定法は接地線LEに大地を介して帰還する電流
を測定するにも拘らず接地抵抗を無視しているので浮遊
容量Ｃが大きくなると接地抵抗の影響が現われ測定値が
現実の電路の絶縁抵抗値と甚しくかけ離れたものとな
る，即ち正確な絶縁抵抗の測定が不可能になる欠点があ
った。
る。前記接地線LEの接地点E2を介して前記発振器OSCに
帰還する電流をＩ（ｔ）とすると であるから入力する交流電圧と同相の成分，即ち上記
（１）式右辺第１項に比例した値を同期検波等の手法を
用いて検出すれば絶縁抵抗Ｒに逆比例した測定値を得る
ものである。しかしながら上記（１）式からも明らかな
如くこの測定法は接地線LEに大地を介して帰還する電流
を測定するにも拘らず接地抵抗を無視しているので浮遊
容量Ｃが大きくなると接地抵抗の影響が現われ測定値が
現実の電路の絶縁抵抗値と甚しくかけ離れたものとな
る，即ち正確な絶縁抵抗の測定が不可能になる欠点があ
った。
この欠点を補う方法の手段として同一出願人は，特願
58−145464「絶縁抵抗測定方法」に於て接地抵抗を補償
した絶縁抵抗測定方法を提示している。その方法を第５
図により簡単に説明する。接地線LEに夫々１及び２
（１≠２）なる低周波信号発生用の発振器OSC1及び
OSC2から同一電圧Ｖなる信号を入力する。一方，変流器
ZCTの出力を分岐して夫々１及び２のバンドパルス
フィルタBFP1及びBFP2を介して同期検波回路MULT1及びM
ULT2の一入力端に入力すると共に前記両発振器OSC1及び
OSC2の出力を夫々前記同期検波回路MULT1及びMULT2の他
の入力端に入力する。これにより前記同期検波回路MULT
1の出力から同相分，即ち有効分ig1及びMULT2の出力か
らig2を得，その値を下記演算式に代入する。
58−145464「絶縁抵抗測定方法」に於て接地抵抗を補償
した絶縁抵抗測定方法を提示している。その方法を第５
図により簡単に説明する。接地線LEに夫々１及び２
（１≠２）なる低周波信号発生用の発振器OSC1及び
OSC2から同一電圧Ｖなる信号を入力する。一方，変流器
ZCTの出力を分岐して夫々１及び２のバンドパルス
フィルタBFP1及びBFP2を介して同期検波回路MULT1及びM
ULT2の一入力端に入力すると共に前記両発振器OSC1及び
OSC2の出力を夫々前記同期検波回路MULT1及びMULT2の他
の入力端に入力する。これにより前記同期検波回路MULT
1の出力から同相分，即ち有効分ig1及びMULT2の出力か
らig2を得，その値を下記演算式に代入する。
これにより接地抵抗ｒの影響を補償して電路の絶縁抵
抗Ｒに逆比例したV/Rを測定することができる。
抗Ｒに逆比例したV/Rを測定することができる。
しかし，上記方法に於いては変圧器の接地線を介して
電路に入力する周波数１及び２なる低周波の測定信
号供給源として２個の発振器OSC1,OSC2が必要となるの
で測定信号用発振回路の構成が複雑かつ，高価となる欠
点があった。
電路に入力する周波数１及び２なる低周波の測定信
号供給源として２個の発振器OSC1,OSC2が必要となるの
で測定信号用発振回路の構成が複雑かつ，高価となる欠
点があった。
（発明の目的） 本発明は上記のように従来の絶縁抵抗測定方法の欠点
を除去する為鑑み，接地抵抗の影響を補償して電路の絶
縁抵抗を正確に測定し，更に接地線に入力する測定信号
を１つにすることにより，回路構成を簡単にすることが
できる電路の絶縁抵抗測定方法を提供することを目的と
する。
を除去する為鑑み，接地抵抗の影響を補償して電路の絶
縁抵抗を正確に測定し，更に接地線に入力する測定信号
を１つにすることにより，回路構成を簡単にすることが
できる電路の絶縁抵抗測定方法を提供することを目的と
する。
（発明の概要） この目的を達成するために、本発明に係る絶縁抵抗測
定方法の特許請求の範囲第１項記載の発明は、電路に周
波数f1の低周波電圧を印加し、電路の接地線に帰還する
周波数f1の漏洩電流を検出すると共に、該漏洩電流を前
記低周波信号の同相信号により同期検波して電路の絶縁
抵抗Ｒ、浮遊容量Ｃ及び接地抵抗ｒを介して帰還する電
流成分である有効分igを抽出し、また前記漏洩電流を前
記低周波信号とは90゜移相した信号により同期検波して
電路の浮遊容量Ｃ及び接地抵抗ｒを介して帰還する電流
成分である無効分icを抽出し、更に電路の任意の地点で
の電路と大地との間に存在する周波数f1の成分の電圧e1
を検出し、前記有効分ig、無効分ic、電圧e1とを用いて
所定の演算を行うことにより、電路の絶縁抵抗を測定し
たことを特徴とする。
定方法の特許請求の範囲第１項記載の発明は、電路に周
波数f1の低周波電圧を印加し、電路の接地線に帰還する
周波数f1の漏洩電流を検出すると共に、該漏洩電流を前
記低周波信号の同相信号により同期検波して電路の絶縁
抵抗Ｒ、浮遊容量Ｃ及び接地抵抗ｒを介して帰還する電
流成分である有効分igを抽出し、また前記漏洩電流を前
記低周波信号とは90゜移相した信号により同期検波して
電路の浮遊容量Ｃ及び接地抵抗ｒを介して帰還する電流
成分である無効分icを抽出し、更に電路の任意の地点で
の電路と大地との間に存在する周波数f1の成分の電圧e1
を検出し、前記有効分ig、無効分ic、電圧e1とを用いて
所定の演算を行うことにより、電路の絶縁抵抗を測定し
たことを特徴とする。
また本発明に係る絶縁抵抗測定方法の特許請求の範囲
第２項記載の発明は、特許請求の範囲第１項記載の発明
において、上記所定の演算が、 V1は周波数f1の低周波電圧、ｋはV1 2/2、Ｒは絶縁抵抗
であることを特徴とする。
第２項記載の発明は、特許請求の範囲第１項記載の発明
において、上記所定の演算が、 V1は周波数f1の低周波電圧、ｋはV1 2/2、Ｒは絶縁抵抗
であることを特徴とする。
（実施例） 以下図示した実施例に基づいて発明を詳細に説明す
る。
る。
先ず，本発明に係る絶縁抵抗測定方法を説明する前
に，その理解を助ける為従来の手法の欠陥を少しく詳細
に説明する。
に，その理解を助ける為従来の手法の欠陥を少しく詳細
に説明する。
第３図は接地抵抗ｒを考慮した場合の等価回路図であ
る。
る。
この場合接地点を介して発振器OSCに帰還する電流をI
1（ｔ）とし発振器電圧をV1sinω1tとすれば I1（ｔ）＝A1V1sinω1t＋B1V1cosω1t ………（３） となる。このとき， であり（３）式で接地抵抗ｒを無視すれば前記（１）式
と同一になることはいうまでもない。
1（ｔ）とし発振器電圧をV1sinω1tとすれば I1（ｔ）＝A1V1sinω1t＋B1V1cosω1t ………（３） となる。このとき， であり（３）式で接地抵抗ｒを無視すれば前記（１）式
と同一になることはいうまでもない。
さて，（４）式において，浮遊容量Ｃ＝０のときＡは となるが一般にＲ≫ｒであるからＡは1/Rと考えてよく
前記（３）式で前記入力信号電圧に対する同相分はV/R
となり，同相分を検出することにより絶縁抵抗を測定す
ることができる。しかし浮遊容量Ｃが大きいときには同
相分を検出しても（３）式で示される如く正しい絶縁抵
抗を測定していないことになる。
前記（３）式で前記入力信号電圧に対する同相分はV/R
となり，同相分を検出することにより絶縁抵抗を測定す
ることができる。しかし浮遊容量Ｃが大きいときには同
相分を検出しても（３）式で示される如く正しい絶縁抵
抗を測定していないことになる。
そこで浮遊容量Ｃの影響を含めたA1,B1の値は，上記
の如く一般にＲ≫ｒであるから（４）式においてＲ＋ｒ
→Ｒとすると 同様に（４）式において となる。
の如く一般にＲ≫ｒであるから（４）式においてＲ＋ｒ
→Ｒとすると 同様に（４）式において となる。
次に周波数１の入力信号電圧V1sinω1tによって得
られる漏洩電流分の同相分，即ち有効分igは（３）式の
I1（ｔ）を前記入力信号電圧で同期検波し，その直流分
を求めることにより得られる。即ち， となる。
られる漏洩電流分の同相分，即ち有効分igは（３）式の
I1（ｔ）を前記入力信号電圧で同期検波し，その直流分
を求めることにより得られる。即ち， となる。
また，周波数１の漏洩電流の無効分icは（３）式の
I1（ｔ）を入力信号電圧V1sinω1tとは90゜移相した電
圧V1cosω1tで同期検波することにより求める。即ち 一方電路上の任意の点と大地間における周波数１の
成分の電圧を検出する。これは第３図のａ−ｂ間の電圧
ｅに相当する。第３図の発振器OSCの電圧は一定電圧V
1sinω1tであるので，電圧ｅは， ｅ＝A2V1sinω1t−B2V1cosω1t ………（10） ここで， 従って，電圧ｅを整流することにより得られる電圧e
1は， なるから （12）式より なるから（９）式に代入すれば， となる。一方，（13）式より となり，（14），（15）式より 一方（８）式より となるから（13），（16）式を用いて整理すると となり,V1は既知なるから抽出したig,ic,e1を用いて（1
7）式から接地抵抗に関係なく絶縁抵抗を測定すること
ができる。
I1（ｔ）を入力信号電圧V1sinω1tとは90゜移相した電
圧V1cosω1tで同期検波することにより求める。即ち 一方電路上の任意の点と大地間における周波数１の
成分の電圧を検出する。これは第３図のａ−ｂ間の電圧
ｅに相当する。第３図の発振器OSCの電圧は一定電圧V
1sinω1tであるので，電圧ｅは， ｅ＝A2V1sinω1t−B2V1cosω1t ………（10） ここで， 従って，電圧ｅを整流することにより得られる電圧e
1は， なるから （12）式より なるから（９）式に代入すれば， となる。一方，（13）式より となり，（14），（15）式より 一方（８）式より となるから（13），（16）式を用いて整理すると となり,V1は既知なるから抽出したig,ic,e1を用いて（1
7）式から接地抵抗に関係なく絶縁抵抗を測定すること
ができる。
第１図は本発明に係る絶縁抵抗測定装置の一実施例を
示すブロック図である。同図に於て第４図及び第５図の
同一の記号は同一の意味をもつ。まず発振周波数１の
発振器OSCの出力を電力増幅器PAMPの入力端に入力す
る。電力増幅器PAMPの出力は注入トランスOTを介して接
地線LEに接続することにより電路L1,L2と大地Ｅの間に
電圧V1sinω1tが入力される。接地接LEが貫通せしめる
変流器ZCTの出力には周波数１の漏洩電流I1（ｔ）が
含まれるので，周波数１の成分を通すフィルタBP1の
出力には（３）式に相当する電流が検出される。フィル
タBP1の出力は同期検波器MULT1,MULT2の夫々の一方の入
力端に入力され，発振器OSCの出力をV1sinω1tとすれば
同期検波器MULT1の他の一方の入力端に入力することに
より同期検波器MULT1の出力として（８）式に相当する
直流分igを得る。
示すブロック図である。同図に於て第４図及び第５図の
同一の記号は同一の意味をもつ。まず発振周波数１の
発振器OSCの出力を電力増幅器PAMPの入力端に入力す
る。電力増幅器PAMPの出力は注入トランスOTを介して接
地線LEに接続することにより電路L1,L2と大地Ｅの間に
電圧V1sinω1tが入力される。接地接LEが貫通せしめる
変流器ZCTの出力には周波数１の漏洩電流I1（ｔ）が
含まれるので，周波数１の成分を通すフィルタBP1の
出力には（３）式に相当する電流が検出される。フィル
タBP1の出力は同期検波器MULT1,MULT2の夫々の一方の入
力端に入力され，発振器OSCの出力をV1sinω1tとすれば
同期検波器MULT1の他の一方の入力端に入力することに
より同期検波器MULT1の出力として（８）式に相当する
直流分igを得る。
一方同期検波器MULT2の他の一方の入力端には前記発
振器OSCの出力（V1sinω1t）を90゜移相器PSに入力し，
得た出力V1cosω1tを入力することにより同期検波器MUL
T2の出力には（９）式に相当する直流分icが出力され
る。電路上の一点Ｐと大地（E3）間の電圧を検出するた
めに電路L2からコンデンサC1を介して高入力インピーダ
ンスの差動増幅器AMPの一方の入力端と接続し,AMPの他
の一方の入力端は大地（E3）におとす。前記コンデンサ
C1は電路の絶縁抵抗を直流電圧で測る場合の保護用であ
る。差動増幅器AMPの出力を周波数１成分を通すフィ
ルタBP2に入力すれば，フィルタBP2の出力には（10）式
に相当する電圧ｅが得られる。これを更に整流回路DET
に入力すると整流器の出力は（12）式に相当する電圧e1
が得られる。同期検波器MULT1,MULT2及び整流回路DETの
夫々の出力ig,ic,e1を演算回路AUに入力し,V1は固定値
なので（17）式の演算を行なうことにより，演算回路出
力から1/Rに比例した出力を得，絶縁抵抗を測定するこ
とができる。
振器OSCの出力（V1sinω1t）を90゜移相器PSに入力し，
得た出力V1cosω1tを入力することにより同期検波器MUL
T2の出力には（９）式に相当する直流分icが出力され
る。電路上の一点Ｐと大地（E3）間の電圧を検出するた
めに電路L2からコンデンサC1を介して高入力インピーダ
ンスの差動増幅器AMPの一方の入力端と接続し,AMPの他
の一方の入力端は大地（E3）におとす。前記コンデンサ
C1は電路の絶縁抵抗を直流電圧で測る場合の保護用であ
る。差動増幅器AMPの出力を周波数１成分を通すフィ
ルタBP2に入力すれば，フィルタBP2の出力には（10）式
に相当する電圧ｅが得られる。これを更に整流回路DET
に入力すると整流器の出力は（12）式に相当する電圧e1
が得られる。同期検波器MULT1,MULT2及び整流回路DETの
夫々の出力ig,ic,e1を演算回路AUに入力し,V1は固定値
なので（17）式の演算を行なうことにより，演算回路出
力から1/Rに比例した出力を得，絶縁抵抗を測定するこ
とができる。
なお，実施例の説明では同期検波器MULT1,MULT2の他
の一方の入力端に入力する電圧を夫々V1sinω1t,V1cos
ω1tとし又，説明簡単の為単相２線の場合を示したが，
電圧の大きさV1は限定する必然性がない為任意の大きさ
の電圧で良く，又，結線は単相２線に限定する必然性は
全くなく単相３線或は３相３線の場合であっても同一の
原理に基づいて実施可能なことは明らかである。なお，
測定点Ｐは接地点E3の位置を工夫すれば変圧器の接地点
E2から遠距離の点を選ぶ必要のないことは明らかであ
る。
の一方の入力端に入力する電圧を夫々V1sinω1t,V1cos
ω1tとし又，説明簡単の為単相２線の場合を示したが，
電圧の大きさV1は限定する必然性がない為任意の大きさ
の電圧で良く，又，結線は単相２線に限定する必然性は
全くなく単相３線或は３相３線の場合であっても同一の
原理に基づいて実施可能なことは明らかである。なお，
測定点Ｐは接地点E3の位置を工夫すれば変圧器の接地点
E2から遠距離の点を選ぶ必要のないことは明らかであ
る。
（発明の効果） 本発明は以上説明した如き手法によって電路の絶縁抵抗
を測定するものであるから接地抵抗の影響を完全にキャ
ンセルすることが可能となるのみならず発振器等の出力
抵抗の影響をも接地抵抗に加味して補償するので対地浮
遊容量増大の傾向にある電子回路を含んだ電路等の絶縁
抵抗を正確に測定する上で著しい効果を発揮する。
を測定するものであるから接地抵抗の影響を完全にキャ
ンセルすることが可能となるのみならず発振器等の出力
抵抗の影響をも接地抵抗に加味して補償するので対地浮
遊容量増大の傾向にある電子回路を含んだ電路等の絶縁
抵抗を正確に測定する上で著しい効果を発揮する。
更に実施例からも明らかな如く本発明の測定方法を実
現する測定用回路は極めて簡単，従って安価に供給可能
であるから工場等の電路の絶縁状態自動監視システムに
適用する際殊に効果的である。
現する測定用回路は極めて簡単，従って安価に供給可能
であるから工場等の電路の絶縁状態自動監視システムに
適用する際殊に効果的である。
第１図は本発明の絶縁抵抗測定方法を実現するための一
実施例を示すブロック図，第２図は電路の絶縁抵抗の等
価回路図，第３図は接地抵抗を考慮した場合の等価回路
図，第４図は従来の絶縁抵抗測定方法を説明する図，第
５図は特願58−145464「絶縁抵抗測定方法」を実現する
ための一実施例を示すブロック図。 Ｔ……変圧器,L1,L2……電路,LE……接地線,OSC……発
振器,MULT1,MULT2……同期検波器,FIL……フィルタ,BP
1,BP2……フィルタ,PS……90゜移相器,PAMP……電力増
幅器,OT……注入トランス,ZCT……変流器,DET……整流
器,AU……演算回路,AMP……差動増幅器,C……コンデン
サ。
実施例を示すブロック図，第２図は電路の絶縁抵抗の等
価回路図，第３図は接地抵抗を考慮した場合の等価回路
図，第４図は従来の絶縁抵抗測定方法を説明する図，第
５図は特願58−145464「絶縁抵抗測定方法」を実現する
ための一実施例を示すブロック図。 Ｔ……変圧器,L1,L2……電路,LE……接地線,OSC……発
振器,MULT1,MULT2……同期検波器,FIL……フィルタ,BP
1,BP2……フィルタ,PS……90゜移相器,PAMP……電力増
幅器,OT……注入トランス,ZCT……変流器,DET……整流
器,AU……演算回路,AMP……差動増幅器,C……コンデン
サ。
Claims (2)
- 【請求項１】電路に周波数f1の低周波信号電圧を印加
し、電路の接地線に帰還する周波数f1の漏洩電流を検出
すると共に、該漏洩電流を前記低周波信号の同相信号に
より同期検波して電路の絶縁抵抗Ｒ、浮遊容量Ｃ及び接
地抵抗ｒを介して帰還する電流成分である有効分igを抽
出し、また前記漏洩電流を前記低周波信号とは90゜移相
した信号により同期検波して電路の浮遊容量Ｃ及び接地
抵抗ｒを介して帰還する電流成分である無効分icを抽出
し、更に電路の任意の地点での電路と大地との間に存在
する周波数f1の成分の電圧e1を検出し、前記有効分ig、
無効分ic、電圧e1とを用いて所定の演算を行うことによ
り、電路の絶縁抵抗を測定したことを特徴とする接地抵
抗をキャンセルした絶縁抵抗測定方法。 - 【請求項２】上記所定の演算が、 V1は周波数f1の低周波信号電圧、ｋはV1 2/2、Ｒは絶縁
抵抗であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の接地抵抗を補償した絶縁抵抗測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13276287A JP2612703B2 (ja) | 1987-05-28 | 1987-05-28 | 接地抵抗をキャンセルした絶縁抵抗測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13276287A JP2612703B2 (ja) | 1987-05-28 | 1987-05-28 | 接地抵抗をキャンセルした絶縁抵抗測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63295972A JPS63295972A (ja) | 1988-12-02 |
| JP2612703B2 true JP2612703B2 (ja) | 1997-05-21 |
Family
ID=15088960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13276287A Expired - Lifetime JP2612703B2 (ja) | 1987-05-28 | 1987-05-28 | 接地抵抗をキャンセルした絶縁抵抗測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2612703B2 (ja) |
-
1987
- 1987-05-28 JP JP13276287A patent/JP2612703B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63295972A (ja) | 1988-12-02 |
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