JP2896572B2 - 簡易絶縁抵抗測定方法 - Google Patents
簡易絶縁抵抗測定方法Info
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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
法に関する。
法に関する。
（従来技術） 従来，漏電等を早期発見する為には第３図に示すよう
な電路の絶縁抵抗測定方法を用いるのが一般的であっ
た。
な電路の絶縁抵抗測定方法を用いるのが一般的であっ
た。
同図に於いてＴはトランス，L1，L2は該トランスＴの
２次側電路，LEは前記トランスＴの接地線であって，ト
ランスＴの２次側電路には負荷Ｚを有する。
２次側電路，LEは前記トランスＴの接地線であって，ト
ランスＴの２次側電路には負荷Ｚを有する。
前記接地線LEには注入トランスOT,変流器ZCTが設けら
れ，前記注入トランスOTには商用周波数f0とは異なる周
波数f1を発振する発振器OSCが，前記変流器ZCTにはアン
プAMP,フィルタFIL及び同期検波器MULTが直列に接続す
ると共に該同期検波器MULTの他の入力端には前記発振器
OSCが接続している。
れ，前記注入トランスOTには商用周波数f0とは異なる周
波数f1を発振する発振器OSCが，前記変流器ZCTにはアン
プAMP,フィルタFIL及び同期検波器MULTが直列に接続す
ると共に該同期検波器MULTの他の入力端には前記発振器
OSCが接続している。
このように構成した回路に於いて接地線LEに周波数f1
なる測定用信号を注入トランスOTより印加し，電路L1，
L2と大地間に存在する絶縁抵抗R0及び対地静電容量C0を
介して前記接地線LEに帰還する漏洩電流を該接地線LEを
貫通せしめた変流器ZCTにより検出し，該出力を増幅器A
MPで増幅した後フィルタFILにて周波数f1の漏洩電流成
分のみを選択し，この成分を周波数f1の測定用信号を用
いて同期検波器MULTで同期検波し，その出力を用いて電
路の絶縁抵抗を測定していた。
なる測定用信号を注入トランスOTより印加し，電路L1，
L2と大地間に存在する絶縁抵抗R0及び対地静電容量C0を
介して前記接地線LEに帰還する漏洩電流を該接地線LEを
貫通せしめた変流器ZCTにより検出し，該出力を増幅器A
MPで増幅した後フィルタFILにて周波数f1の漏洩電流成
分のみを選択し，この成分を周波数f1の測定用信号を用
いて同期検波器MULTで同期検波し，その出力を用いて電
路の絶縁抵抗を測定していた。
しかしながら，大地静電容量C0が大きい場合には周波
数f1を充分に低くしなければ周波数f1の漏洩電流中の大
地静電容量による電流成分が著しく大きくなってしま
い，上述した如き手段では正しい絶縁抵抗による電流成
分の測定が困難であった。又，測定用信号の電圧は電路
雑音の影響を受けないようにする為にはあまり低くする
ことができず，一般に0.5V,周波数f1は20Hz程度である
ため，注入トランスOTの大きさは河搬が困難なほど大き
くなるという欠点があった。
数f1を充分に低くしなければ周波数f1の漏洩電流中の大
地静電容量による電流成分が著しく大きくなってしま
い，上述した如き手段では正しい絶縁抵抗による電流成
分の測定が困難であった。又，測定用信号の電圧は電路
雑音の影響を受けないようにする為にはあまり低くする
ことができず，一般に0.5V,周波数f1は20Hz程度である
ため，注入トランスOTの大きさは河搬が困難なほど大き
くなるという欠点があった。
即ち注入トランスに接地線LEを貫通させる場合、注入
トランスOTの２次巻線数N2を大きくすれば信号電圧を高
くすることが可能であるが、それに伴いトランスの出力
インピーダンスが高くなる傾向があり、地落事故時等の
安全性を考慮するとトランスの出力インピーダンスを高
くすることは望ましくない。
トランスOTの２次巻線数N2を大きくすれば信号電圧を高
くすることが可能であるが、それに伴いトランスの出力
インピーダンスが高くなる傾向があり、地落事故時等の
安全性を考慮するとトランスの出力インピーダンスを高
くすることは望ましくない。
そこでトランスOTの２次巻線数N2は１ターンとし、前
述したように測定用信号の周波数f1を低く且つ信号電圧
を高くするためにはトランスのコアを大きくしなければ
ならなかった。
述したように測定用信号の周波数f1を低く且つ信号電圧
を高くするためにはトランスのコアを大きくしなければ
ならなかった。
（発明の目的） 本発明は上述した問題点に鑑みなされたものであっ
て，注入トランスの出力インピーダンスを低く保ちつつ
該トランスを小型化し，静電容量による影響を受けるこ
となく絶縁抵抗を測定することを可能にした絶縁抵抗測
定方法を提供することを目的とする。
て，注入トランスの出力インピーダンスを低く保ちつつ
該トランスを小型化し，静電容量による影響を受けるこ
となく絶縁抵抗を測定することを可能にした絶縁抵抗測
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の絶縁抵抗測定方法
は周波数f1及びf2（f1＞f2）なる交流信号を印加したト
ランスを介して被測定電路に周波数f1及びf2の測定用信
号を注入する手段と変圧器の接地線に帰還する前記測定
用信号による漏洩電流を検出するために前記接地線若し
くは電路を貫通せしめた電流検出器等による電流検出手
段とを具え，前記電流検出手段により得た出力中に含ま
れる周波数f1の漏洩電流を前記周波数f2の交流信号で変
調し第１の変調信号を得，又，前記電流検出手段により
得た出力中に含まれる周波数f2の漏洩電流を前記周波数
f1の交流信号で変調することにより第２の変調信号を
得，前記第１の変調信号と第２の変調信号との和の信号
に含まれる周波数f1−f2の成分を前記周波数f1及びf2の
交流信号若しくは該交流信号の原発振器出力を用いて発
生させた周波数f1−f2の電圧で同期検波することにより
得た出力値から電路の絶縁抵抗を測定するよう手段を講
ずる。
は周波数f1及びf2（f1＞f2）なる交流信号を印加したト
ランスを介して被測定電路に周波数f1及びf2の測定用信
号を注入する手段と変圧器の接地線に帰還する前記測定
用信号による漏洩電流を検出するために前記接地線若し
くは電路を貫通せしめた電流検出器等による電流検出手
段とを具え，前記電流検出手段により得た出力中に含ま
れる周波数f1の漏洩電流を前記周波数f2の交流信号で変
調し第１の変調信号を得，又，前記電流検出手段により
得た出力中に含まれる周波数f2の漏洩電流を前記周波数
f1の交流信号で変調することにより第２の変調信号を
得，前記第１の変調信号と第２の変調信号との和の信号
に含まれる周波数f1−f2の成分を前記周波数f1及びf2の
交流信号若しくは該交流信号の原発振器出力を用いて発
生させた周波数f1−f2の電圧で同期検波することにより
得た出力値から電路の絶縁抵抗を測定するよう手段を講
ずる。
（実施例） 以下図面に示した実施例に基づいて本発明を詳細に説
明する。
明する。
第１図は本発明の実施にあたって用いる装置の一実施
例を示すブロック図である。
例を示すブロック図である。
同図に於いて前記第３図と同一のものには同一の記号
を付す。
を付す。
注入トランスOTの一次巻線N1に周波数が互いに異なる の２つの発振器OSC1，OSC2を加えることにより電路と大
地との間にe0sinω1t＋e0sinω2tの測定用信号を印加す
る。従って接地線LEに帰還する漏洩電流を変流器ZCTで
検出しその出力を増幅器AMPで増幅し，周波数f1の成分
を検出するフィルタF1及び周波数f2の成分を検出するフ
ィルタF2に入力すればフィルタF1の出力に得られる周波
数f1の漏洩電流成分i1は となり一方フィルタF2の出力に得られる周波数f2の漏洩
電流成分i2は となるから前記フィルタF1の出力を変調器M1の一方の入
力端に入力し，他の入力端には前記発振器OSC2の出力es
inω2tを入力し，一方前記フィルタF2の出力を変調器M2
の一方の入力端に入力し，他の入力端には前記発振器OS
C1の出力esinω1tを入力する。斯くして変調器M1の出力
はi1×esinω2tが得られ，変調器M2の出力はi2×esinω
1tが得られる。該変調器M1とM2との出力をそれぞれ加算
器ADDに印加すれば該加算器ADDの出力Ｓは Ｓ＝ｅ（i1sinω2t＋i2sinω1t） ……（３） となる。この式に於けるi1及びi2に前記（１），（２）
式のi1，i2を代入すれば と表すことができ，該加算器ADD出力を次段のローパス
フィルタLFに印加し周波数f1＋f2成分を除去すれば該ロ
ーパスフィルタLFの出力S0は を得ることができる。
地との間にe0sinω1t＋e0sinω2tの測定用信号を印加す
る。従って接地線LEに帰還する漏洩電流を変流器ZCTで
検出しその出力を増幅器AMPで増幅し，周波数f1の成分
を検出するフィルタF1及び周波数f2の成分を検出するフ
ィルタF2に入力すればフィルタF1の出力に得られる周波
数f1の漏洩電流成分i1は となり一方フィルタF2の出力に得られる周波数f2の漏洩
電流成分i2は となるから前記フィルタF1の出力を変調器M1の一方の入
力端に入力し，他の入力端には前記発振器OSC2の出力es
inω2tを入力し，一方前記フィルタF2の出力を変調器M2
の一方の入力端に入力し，他の入力端には前記発振器OS
C1の出力esinω1tを入力する。斯くして変調器M1の出力
はi1×esinω2tが得られ，変調器M2の出力はi2×esinω
1tが得られる。該変調器M1とM2との出力をそれぞれ加算
器ADDに印加すれば該加算器ADDの出力Ｓは Ｓ＝ｅ（i1sinω2t＋i2sinω1t） ……（３） となる。この式に於けるi1及びi2に前記（１），（２）
式のi1，i2を代入すれば と表すことができ，該加算器ADD出力を次段のローパス
フィルタLFに印加し周波数f1＋f2成分を除去すれば該ロ
ーパスフィルタLFの出力S0は を得ることができる。
更に発振器OSC1の出力を変調器M3の一入力端へ印加
し，他の入力端には発振器OSC2出力を印加すれば変調器
M3の出力はe2sinω1t・sinω2tとなる。又，同様に発振
器OSC2の出力を90度移相器PS1に印加し，その出力を変
調器M4の一方の入力端へ印加し，他の入力端には発振器
OSC1の出力を移相器PS2に印加しその出力を印加すれば
該変調器M4の出力はe2cosω1t・cosとなる。従って前記
変調器M3，M4出力を加算器ADD1にて加算すると該加算器
ADD1出力S1はS1＝e2・cosω1t・cosω2t＋e2sinω1t・s
inω2t＝e2cos（ω1−ω2）ｔ となり周波数f1−f2の電圧を発生することができ，該加
算器ADD1出力と前記加算器ADD出力とを同期検波器MULT
に印加することにより，該同期検波器MULT出力は となり、OUT1にてその直流分を得れば となるので絶縁抵抗を測定することが可能となる。
し，他の入力端には発振器OSC2出力を印加すれば変調器
M3の出力はe2sinω1t・sinω2tとなる。又，同様に発振
器OSC2の出力を90度移相器PS1に印加し，その出力を変
調器M4の一方の入力端へ印加し，他の入力端には発振器
OSC1の出力を移相器PS2に印加しその出力を印加すれば
該変調器M4の出力はe2cosω1t・cosとなる。従って前記
変調器M3，M4出力を加算器ADD1にて加算すると該加算器
ADD1出力S1はS1＝e2・cosω1t・cosω2t＋e2sinω1t・s
inω2t＝e2cos（ω1−ω2）ｔ となり周波数f1−f2の電圧を発生することができ，該加
算器ADD1出力と前記加算器ADD出力とを同期検波器MULT
に印加することにより，該同期検波器MULT出力は となり、OUT1にてその直流分を得れば となるので絶縁抵抗を測定することが可能となる。
ところで第３図に示した如き従来の方法で周波数f1の
測定信号eisinω1tを印加した場合フィルタFIL出力に得
られる周波数fiの漏洩電流ｉは であるので第２項に対地静電容量C0による漏洩電流（無
効分電流）は周波数 に比例していることがわかる。
測定信号eisinω1tを印加した場合フィルタFIL出力に得
られる周波数fiの漏洩電流ｉは であるので第２項に対地静電容量C0による漏洩電流（無
効分電流）は周波数 に比例していることがわかる。
従って周波数fiが高くなると共に無効電流は大きくな
り正確な絶縁抵抗を知ることができなかったが，本発明
によれば（５）式第２項からも明らかなように無効電流
は周波数f1，f2の差に比例するため周波数f1，f2が個々
に高くともその差が小さければ前記無効電流は少ない。
例えば前記（５），（６）式に於けるe0＝eifi＝20Hzと
すれば，本発明に於ける方法を用いた場合にはf1＝320H
z,f2＝280Hzとすることができ，従って極めて小さいト
ランス（約10分の１）を用いても事足りるのである。
り正確な絶縁抵抗を知ることができなかったが，本発明
によれば（５）式第２項からも明らかなように無効電流
は周波数f1，f2の差に比例するため周波数f1，f2が個々
に高くともその差が小さければ前記無効電流は少ない。
例えば前記（５），（６）式に於けるe0＝eifi＝20Hzと
すれば，本発明に於ける方法を用いた場合にはf1＝320H
z,f2＝280Hzとすることができ，従って極めて小さいト
ランス（約10分の１）を用いても事足りるのである。
即ち，（５）式のカッコ内の第１項で示されている抵
抗分に流れる電流と第２項で示されている対地静電容量
に流れる電流との比は（ω1−ω2）C0R0/2であり，一方
（６）式に於ける有効分電流と無効分電流との比はωiC
0R0であるので両比が等しくなるのは（ω1−ω2）/2＝
ωiであり，本発明の方法では周波数f1とf2との差f1−f
2を十分に小さくするよう周波数を選択することも可能
であり，この場合（５）式のカッコ内の第２項が第１項
の有効分に比べて十分小さくなるのでローパスフィルタ
LFの出力S0を整流器DETで整流した出力OUT2を用いても
絶縁抵抗測定が可能となる。
抗分に流れる電流と第２項で示されている対地静電容量
に流れる電流との比は（ω1−ω2）C0R0/2であり，一方
（６）式に於ける有効分電流と無効分電流との比はωiC
0R0であるので両比が等しくなるのは（ω1−ω2）/2＝
ωiであり，本発明の方法では周波数f1とf2との差f1−f
2を十分に小さくするよう周波数を選択することも可能
であり，この場合（５）式のカッコ内の第２項が第１項
の有効分に比べて十分小さくなるのでローパスフィルタ
LFの出力S0を整流器DETで整流した出力OUT2を用いても
絶縁抵抗測定が可能となる。
但し，上記周波数差f1−f2が小さい為フィルタF1及び
F2の選択特性を著しく狭帯域とする必要があり，絶縁抵
抗の測定時間が長くなることは考慮しなければならな
い。
F2の選択特性を著しく狭帯域とする必要があり，絶縁抵
抗の測定時間が長くなることは考慮しなければならな
い。
上記説明では信号がフィルタ等を経た時に生ずる位相
シフトを無視して説明したが必要に応じて移相器を用い
系の位相シフトを補正するようにしてもよく，又，フィ
ルタF1，F2は前述した様に周波数f1・f2が近接しそれに
伴ないf1−f2が小さいためにシャープな狭帯域フィルタ
を用いなければならず，このフィルタに於ける位相特性
変動は極めて少ない方が望ましく，この条件を満足する
フィルタとしは発振器OSC1，OSC2出力に同期して動作す
る「Ｎ路フィルタ」を用いるのが良い。
シフトを無視して説明したが必要に応じて移相器を用い
系の位相シフトを補正するようにしてもよく，又，フィ
ルタF1，F2は前述した様に周波数f1・f2が近接しそれに
伴ないf1−f2が小さいためにシャープな狭帯域フィルタ
を用いなければならず，このフィルタに於ける位相特性
変動は極めて少ない方が望ましく，この条件を満足する
フィルタとしは発振器OSC1，OSC2出力に同期して動作す
る「Ｎ路フィルタ」を用いるのが良い。
又，上記説明では注入トランスOT,変流器ZCTに接地線
LEを貫通させて説明したがこれに限るものでなく第２図
に示す如く電路が注入トランスOT,変流器ZCTを貫通せし
めるように設けるか或はクランプする様構成してもよ
く，クランプにて行なった場合には可搬移動型の絶縁抵
抗測定装置を構成することができる。
LEを貫通させて説明したがこれに限るものでなく第２図
に示す如く電路が注入トランスOT,変流器ZCTを貫通せし
めるように設けるか或はクランプする様構成してもよ
く，クランプにて行なった場合には可搬移動型の絶縁抵
抗測定装置を構成することができる。
尚，本発明の実施にあたっては単相２線式電路を用い
て説明したが単相３線式,3相３線式電路等一端接地電路
であれば適用することはでき，更に変流器出力中には商
用周波数f0とその高調波成分の漏洩電流成分も含まれる
ので測定用信号f1・f2は商用周波数f0とその高調波周波
数成分と一致しない周波数を選定することが望ましい。
て説明したが単相３線式,3相３線式電路等一端接地電路
であれば適用することはでき，更に変流器出力中には商
用周波数f0とその高調波成分の漏洩電流成分も含まれる
ので測定用信号f1・f2は商用周波数f0とその高調波周波
数成分と一致しない周波数を選定することが望ましい。
（発明の効果） 本発明は上述した如く手段を講ずるので測定用信号と
して従来より高周波の信号を用いることができ、従って
小型の注入トランスにて絶縁抵抗測定を行うこととがで
きる。また測定用信号の周波数が高いため、トランスの
コアを大きくしたり２次巻線数N2を大きくしなくても、
出力インピーダンスを低く保ちつつ測定用信号の電圧を
高くすることができる。従って可搬型の測定器を構成す
る上で著効を奏するものである。
して従来より高周波の信号を用いることができ、従って
小型の注入トランスにて絶縁抵抗測定を行うこととがで
きる。また測定用信号の周波数が高いため、トランスの
コアを大きくしたり２次巻線数N2を大きくしなくても、
出力インピーダンスを低く保ちつつ測定用信号の電圧を
高くすることができる。従って可搬型の測定器を構成す
る上で著効を奏するものである。
第１図は本発明の実施にあたって用いる装置の構成を示
すブロック図，第２図は本発明の変形実施例を示す図，
第３図は従来の測定方法を示す図である。 Ｔ……受電変圧器,ZCT……変流器,OT……注入トランス,
AMP……増幅器,FIL,F1，F2,LF……フィルタ,MULT,MULT1
……同期検波器，M1乃至M4……変調器，PS1，PS2……90
度移相器，OSC1，OSC2……発振器,ADD,ADD1……加算
器，LE……接地線，L1，L2……電路，R0……絶縁抵抗，
C0……対地静電容量,Z……負荷。
すブロック図，第２図は本発明の変形実施例を示す図，
第３図は従来の測定方法を示す図である。 Ｔ……受電変圧器,ZCT……変流器,OT……注入トランス,
AMP……増幅器,FIL,F1，F2,LF……フィルタ,MULT,MULT1
……同期検波器，M1乃至M4……変調器，PS1，PS2……90
度移相器，OSC1，OSC2……発振器,ADD,ADD1……加算
器，LE……接地線，L1，L2……電路，R0……絶縁抵抗，
C0……対地静電容量,Z……負荷。
Claims (2)
- 【請求項１】互いの周波数差が小さい周波数f1及びf
2（f1＞f2）なる交流信号を印加したトランスを介して
被測定電路に周波数f1及びf2の測定用信号を注入する手
段と変圧器の接地線に帰還する前記測定用信号による漏
洩電流を検出するために前記接地線若しくは電路を貫通
せしめた電流検出手段とを備え、 前記電流検出手段により得た出力中に含まれる周波数f1
の漏洩電流を前記周波数f2の交流信号で変調し第１の変
調信号を得、又、 前記電流検出手段により得た出力中に含まれる周波数f2
の漏洩電流を前記周波数f2の交流信号で変調することに
より第２の変調信号を得、 前記第１の変調信号と第２の変調信号との和の信号に含
まれる周波数f1−f2の成分を前記周波数f1及びf2の交流
信号を用いて発生させた周波数f1−f2の電圧で同期検波
することにより得た出力値の直流分から電路の絶縁抵抗
を測定することを特徴とした簡易絶縁抵抗測定方法。 - 【請求項２】互いの周波数差が十分に小さい周波数f1及
びf2（f1＞f2）なる交流信号を印加したトランスを介し
て被測定電路に周波数f1及びf2の測定用信号を注入する
手段と変圧器の接地線に帰還する前記測定用信号による
漏洩電流を検出するために前記接地線若しくは電路を貫
通せしめた電流検出手段とを備え、前記電流検出手段に
より得た出力中に含まれる周波数f1の漏洩電流を前記周
波数f2の交流信号で変調し第１の変調信号を得、又、 前記電流検出手段により得た出力中に含まれる周波数f2
の漏洩電流を前記周波数f2の交流信号で変調することに
より第２の変調信号を得、 前記第１の変調信号と第２の変調信号との和の信号に含
まれる周波数f1−f2の成分を整流器を用いて取り出した
出力値から電路の絶縁抵抗を測定するものであって、前
記和の信号に含まれる無効電流が小さくなるように前記
周波数f1とf2との差を設定したことを特徴とした簡易絶
縁抵抗測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21582188A JP2896572B2 (ja) | 1988-08-30 | 1988-08-30 | 簡易絶縁抵抗測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21582188A JP2896572B2 (ja) | 1988-08-30 | 1988-08-30 | 簡易絶縁抵抗測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0262969A JPH0262969A (ja) | 1990-03-02 |
| JP2896572B2 true JP2896572B2 (ja) | 1999-05-31 |
Family
ID=16678818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21582188A Expired - Lifetime JP2896572B2 (ja) | 1988-08-30 | 1988-08-30 | 簡易絶縁抵抗測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2896572B2 (ja) |
-
1988
- 1988-08-30 JP JP21582188A patent/JP2896572B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0262969A (ja) | 1990-03-02 |
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