JP3224977B2 - 非接地電源の絶縁検出方法及び装置 - Google Patents
非接地電源の絶縁検出方法及び装置Info
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Description
電位部に対する地絡や絶縁状態を監視するための絶縁状
態判定方法および装置に関し、特に電気推進車両におい
て車体から絶縁された非接地直流電源およびその配線の
車体に対する地絡または絶縁状態の検出方法及び装置に
関する。
ら、推進用エネルギとして電力を利用する電気推進車両
の開発が要望されている。この場合、所要電力をなるべ
く小電流でまかなうために、バッテリを多数直列接続し
て電源を高圧化(例えば、200ボルト以上)すること
が試みられている。またこの場合、電源を車体から完全
に絶縁して非接地電源とするのが普通である。
ち車体に対する絶縁劣化または地絡検出装置としては、
正および負側の主回路配線を電流変成器の1次側とする
電流動作型漏電検出装置が知られている。正および負側
の主回路配線が正常で絶縁劣化や地絡がない時は、正側
および負側の主回路配線に流れる電流値は等しいので、
電流変成器の2次側には出力を生じないが、いずれかの
配線に地絡や絶縁不良が生ずると、両配線に流れる電流
値に差が生ずるので、電流変成器の2次側に出力を生
じ、これによって地絡や絶縁不良を検出することができ
る。
しては、当該電源の中間電位点を接地高抵抗を介して車
体に接続(接地)することにより、接地高抵抗と接地抵
抗(絶縁劣化や地絡に起因する)とが直列回路を構成す
るようにしておき、車体と電源の正および負端子間電圧
を監視することによって絶縁劣化や地絡の程度を判別す
る電圧動作型漏電検出装置が知られている。
源に電流動作型漏電検出装置を適用した場合は、正およ
び負側配線の一方のみと接地電位部との間で絶縁不良や
地絡が生じても、電流経路が確立されないために正およ
び負側配線の電流の不均衡が発生せず、絶縁不良や地絡
の検知ができないと言う問題がある。また電圧動作型漏
電検出装置は、本来的に接地高抵抗を必要とする方式で
あるので、特に電気推進車両用の非接地電源には、規定
(SAEJ 227a CFR Part 475.10)の面からも適用できない
という制約がある。
地状態に保持したままで、各配線と接地電位部(車体)
間の絶縁性や地絡を判定可能にするための非接地電源の
絶縁検出方法及び装置を提供することにある。
に、本発明では、直流電源の正及び負端子にそれぞれ接
続され、接地電位部からは絶縁された正及び負側主回路
配線の正端子及び負端子の一方と接地電位部との間に、
コンデンサを予定時間接続したときのコンデンサ端子電
圧を検出し、一方当該非接地電源に関して、前記直流電
源電圧およびコンデンサ端子電圧と絶縁状態の正常/異
常との関係を示す判定テ−ブルを予め準備しておき、検
出したコンデンサ端子電圧及び前記直流電源の出力電圧
を前記判定テ−ブルに当て嵌めて前記絶縁状態の正常/
異常を判定し、絶縁状態が正常でないときは、警報を発
生するか、または前記主回路配線を自動遮断するように
したことを特徴とする。また本発明は、前記主回路配線
の正側および負側のと接地電位部との間に、固定インピ
ーダンスを介してコンデンサをそれぞれ予定時間接続し
て充電し、前記コンデンサを、前記予定時間後に前記主
回路配線から切り離した状態で、前記コンデンサの充電
電荷を第1および第2端子電圧として検出し、前記直流
電源電圧並びに、前記コンデンサの第1および第2端子
電圧に基づいて、前記正及び負側主回路配線の少なくと
も一方の接地電位部に対する絶縁抵抗を演算することを
特徴とする。
一方及び接地電位部の間に、コンデンサを予定時間だけ
直列に接続してこれを充電させる第1スイッチ手段と、
前記第1スイッチ手段の遮断後に、前記コンデンサをそ
の端子電圧検出手段に接続する第2スイッチ手段と、当
該非接地電源に関して予め準備された、前記直流電源電
圧およびコンデンサ端子電圧と絶縁状態の正常/異常と
の関係を示す判定テ−ブルと、前記電圧検出手段で検出
されたコンデンサ端子電圧および前記直流電源電圧を前
記判定テ−ブルに当て嵌めて、前記絶縁状態の正常/異
常を判定する手段、および絶縁状態が正常でないとき
は、警報を発生するか、または前記主回路配線を自動遮
断する手段とを具備する。
端子および負端子と接地電位部との間に、選択的に、固
定抵抗およびコンデンサの直列回路を予定時間だけ接続
して充電させる正側および負側第1スイッチ手段と、充
電された前記コンデンサを、前記正側および負側第1ス
イッチ手段が前記予定時間の後遮断された状態で、その
端子電圧検出手段に接続する正側および負側第2スイッ
チ手段と、前記端子電圧検出手段によって検出された、
前記主回路配線の正側および負側並びに接地電位部の間
にそれぞれ接続されて充電された前記コンデンサの第1
および第2端子電圧、並びに前記直流電源電圧に基づい
て、前記正側および負側主回路配線の少なくとも一方の
接地電位部に対する絶縁抵抗を演算する手段とを具備し
ている。これにより、主電源の正負両極に地絡(絶縁不
良)が生じた場合や推進用モータ駆動のためのインバー
タ内での地絡のように、間欠的な絶縁不良が生じた場合
でも、正確な絶縁状態の判別が可能になる。
記正および負側主回路配線間の電圧を分圧する電圧分圧
回路と、分圧された電圧に第1対のスイッチ手段を介し
て接続された第2コンデンサと、それぞれの一方の端子
が前記第2コンデンサの各端子に接続された第2対のス
イッチ手段と、第2対のスイッチ手段の各他方の端子間
に接続された第2の抵抗と、前記第2の抵抗の端子間電
圧を測定する手段とを具備し、前記2対のスイッチ手段
は、第1対のスイッチ手段が導通している間は遮断さ
れ、第1対のスイッチ手段が遮断されている間に導通さ
れるように制御される。これにより、非接地電源の接地
電位部や絶縁状態判別部に対する絶縁が確保される。
す実施例のブロック図であり、例えば、電気推進車両の
非接地電源に適用した例と見ることができる。電源11
は、例えば蓄電池を多数直列接続したものであり、ブレ
ーカ12および切換スイッチ13を介して充電回路14
または車両推進駆動用モ−タ15に接続される。電圧検
出回路16は正および負側の主回路配線11P、11N
間に接続されて、ライン18上に電源電圧信号を発生す
る。電源電圧信号はAD(アナログ/デジタル)変換器
28を介して判定回路29の1入力に接続される。な
お、電圧検出回路16は、後述の第2実施例のものと同
様に構成することができる。
第1スイッチ22、およびコンデンサ24は正側主回路
配線11Pと接地(車体)との間に直列に接続される。
電流制限器20は抵抗または/およびインダクタである
ことができる。第1スイッチ22とコンデンサ24との
接続点は絶縁型第2スイッチ25およびAD変換器27
を介して判定回路29の他の入力に接続される。第2ス
イッチ25およびAD変換器27の接続点は抵抗26を
介して接地される。判定回路29には、AD変換器2
7、28の出力をパラメ−タとして絶縁状態を表わす信
号を出力する判定テ−ブル(図4参照)が予め記憶され
ており、その判定出力によって、ブレーカ12が開閉制
御される。シーケンス制御回路30は、後述するような
予定の時間関係で各スイッチ22、25の開閉を制御す
る。なお当然のことながら、判定回路29、シーケンス
制御回路30(およびAD変換器27、28)などは、
制御回路40として、マイコン、マイクロプロセッサで
構成することができる。
体例を示す回路図である。1対のフォトトランジスタ
(図示例では、フォトFET)42、43が電路端子対
41、49間に逆極性に直列接続され、それぞれのフォ
トトランジスタにはダイオード44、45が逆極性に並
列接続される。また前記各素子から電気的に絶縁される
と共に、フォトトランジスタと光学的に結合するような
相対位置関係に発光ダイオード46が配置され、駆動用
端子対47、48間に接続される。駆動用端子47、4
8間に駆動電流が供給されると、発光ダイオード46が
発光してフォトトランジスタ42、43が導通するの
で、電路端子対41、49間が導通される。すなわち、
スイッチが閉成される。駆動電流が遮断されると、発光
ダイオード46の発光が消滅するので、スイッチは開放
となる。なお、図示の例は交流にも適用できるフォトカ
プラ型絶縁スイッチであり、容易に理解されるように、
直流専用には、右または左半分の構成のみで良い。
のタイムチャートである。ある時刻t1 に、シーケンス
制御回路30からの制御信号aが立上がると、スイッチ
S1が予定の一定時間(充電時定数より短い時間)閉じ
られる。この時、もしも負側の主回路配線11Nが車体
に対して絶縁不良となり、点線で示すように、抵抗Rn
で地絡しているとすると、正側配線11P−電流制限器
20−ダイオード21−第1スイッチS1−コンデンサ
24−接地(車体)−地絡抵抗Rn−負側配線11Nか
らなる検知回路に短絡電流が流れ、コンデンサ24が充
電される。この時の充電電荷または充電電圧の時間変化
は地絡抵抗Rnの大きさの関数となる。前記一定時間が
経過した後の時刻t2 に信号aを消滅させ、信号bを立
上げると共に、ほぼ同時に信号cを立上げる。すなわち
第1スイッチS1を開放してから第2スイッチS2を閉
じ、さらにAD変換器27を起動する。これにより、コ
ンデンサ24は主回路配線11Pから遮断され、その後
第2スイッチS2および抵抗26を介して放電する。こ
の時、抵抗26の両端には充電電荷を代表する電圧降下
を生ずる。AD変換器27は、放電開始直後のピーク電
圧値または一定時間後における抵抗26の両端の電圧を
ホールドし、デジタル値に変換する。
地絡抵抗Rnは無限大であり、前記検知回路には電流が
流れないので、電源電圧とは無関係に、コンデンサ24
の充電端子電圧は零である。しかし、絶縁状態が劣化す
るにつれて前記地絡抵抗Rnの値が小さくなるので、前
記検知回路の電流は大きくなり、一定時間後のコンデン
サ24の充電電荷したがって充電端子電圧が大きくな
る。それ故に、コンデンサ24の端子電圧すなわちAD
変換器27の出力に基づいて地絡抵抗Rnの大きさを判
断し、絶縁状態を監視することができる。
すなわちAD変換器27の出力が直流電源11の電圧に
依存することは当然であるので、より正確な絶縁状態判
定のためには電源電圧を考慮するのが望ましい。このた
めに、図1の実施例では、コンデンサ24の充電端子電
圧すなわちAD変換器27の出力および電源電圧すなわ
ちAD変換器28の出力の関数として、負側配線11N
の絶縁状態を、例えば図4のように表わすこととしてい
る。判定回路29は、時刻t3 に、前記デジタル値(コ
ンデンサ24の充電電圧)および電源11の端子電圧を
読込み、予め記憶した判定テ−ブルにこれらの値を当て
はめて絶縁状態を判定する。そして、絶縁が正常でない
と判定されたときは、警報を発生したり、遮断器12を
自動的に遮断したりする。本発明者の実験によれば、曲
線L1,L2をそれぞれ地絡抵抗100KΩ,48KΩ
に対応させた場合に、良好な検出、判定結果が得られ
た。
車両の予定運転状態のときに自動的に、または任意の時
刻に手動で実行させれば、接地電位部または車体を高圧
電源から完全に絶縁した状態で、主回路配線の接地また
は車体に対する絶縁状態を判定することができる。以上
では、負側配線11Nの絶縁状態判定のみに付いて説明
したが、同様の回路を負側配線11Nにも追加するか、
電流制限器、絶縁スイッチ(およびダイオード)の直列
回路を、コンデンサ24およびスイッチS2の接続点と
負側配線11Nとの間に追加するか、またはS1、S2
と同様の絶縁型スイッチを用いて、図1の電流制限器2
0を負側配線11Nにも切換え接続できるように変形す
れば、正負両主回路配線の絶縁状態が判別できることは
容易に理解されるであろう。
別可能とした本発明の第2実施例を示すブロック図であ
る。図6は、第2実施例の動作を説明するためのタイム
チャートである。これらの図において、図1、図3と同
一の符号は同一または同等部分を表わす。図において、
符号Sを付けたスイッチは全て、図2に示したような絶
縁型スイッチである。制御回路40内のシーケンス制御
回路30は、上記各スイッチの開閉を予定のタイミング
で制御する。
を説明する。正および負の主回路11P、11N間に直
列接続された抵抗r1、r2、r3よりなる抵抗分圧回
路の一部の抵抗r2の両端に、絶縁型スイッチS11お
よびS12を介してコンデンサ16Cが並列接続され
る。コンデンサ16Cの両端にはさらに、絶縁型スイッ
チS13およびS14を介して、抵抗r6、r7の直列
回路が並列接続される。抵抗r6、r7の接続点はAD
変換器28の入力に接続され、抵抗r7およびスイッチ
S14の接続点は接地される。
ると、抵抗r2の両端の電圧すなわち電源電圧を代表す
る電圧に、コンデンサ16Cが充電される。つぎにスイ
ッチS11、S12を開放し、スイッチS13、S14
を同時に閉成すると、コンデンサ16Cは抵抗r6、r
7を介して放電する。AD変換器28は放電開始直後
(または、予め定めた一定時間後)における抵抗r7の
両端の電圧をホールドし、デジタル値に変換する。明ら
かなように、このデジタル値は電源電圧を代表する。A
D変換器28の出力は判定回路29に供給される。
に関して前述したように、スイッチS1、S4が閉成さ
れる。これにより、正側配線11P−電流制限器20−
ダイオード21−第1スイッチS1−コンデンサ24−
スイッチS4−接地(車体)−地絡抵抗Rn−負側配線
11Nからなる正側配線検知回路が形成され、コンデン
サ24が図示極性に充電される。この時のコンデンサ2
4の充電電荷または充電電圧は、前述の場合と同様に地
絡抵抗Rnの大きさ(および、電源電圧)の関数とな
る。次のコンデンサ放電タイミングでは、スイッチS1
が開放される一方、スイッチS2が閉成されるので、コ
ンデンサ24はスイッチS2−抵抗26a−26−スイ
ッチS4の回路で放電される。前記実施例の場合と同様
にして、AD変換器27はコンデンサ24の端子電圧ま
たは放電開始直後(または、予め定めた一定時間後)に
おける抵抗26の両端の電圧をホールドし、デジタル値
に変換する。コンデンサ24の放電完了後、スイッチS
2、S4は開放される。AD変換器27の出力も判定回
路29に供給される。判定回路29は、図1に関して前
述したのと同様のテ−ブルを参照して、負側配線11N
の絶縁状態を判別する。以上で、負側配線11Nの絶縁
状態判定サイクルを終了する。
サイクルの負極性充電のタイミングに入り、スイッチS
4、S3を導通させる。これにより、正側配線11P−
地絡抵抗Rp−接地(車体)−スイッチS4−コンデン
サ24−スイッチS3−ダイオード21n−電流制限器
20n−負側配線11Nからなる負側配線検知回路が形
成され、コンデンサ24が図示とは逆極性に充電され
る。この時の充電電荷または充電電圧は、前述の場合と
同様に地絡抵抗Rpの大きさの関数となる。次のコンデ
ンサ放電タイミングでは、スイッチS4,S3が開放さ
れる一方、スイッチS5、S6が閉成されるので、コン
デンサ24はスイッチS5−抵抗26a−抵抗26−
(接地)−スイッチS6の回路で放電される。これにつ
づく充電電圧検知および絶縁状態判定の動作は、負側配
線11Nの絶縁状態判別の場合と同様である。
の一方のみが地絡しており、検出用のコンデンサが電源
電圧で、予定の一定時間(例えば、65m秒間)連続充
電されることを前提としたので、(1)正負両極が同時
に地絡した場合のように、コンデンサ24の充電電圧が
電源電圧とは異なるようになった場合や、(2)片側地
絡であっても、インバータを介してモータなどの交流負
荷が接続されているために地絡が間欠的に発生するよう
な場合には、バッテリ(電源)電圧と検出されたAD出
力(コンデンサ端子電圧)との関係が図4に示したもの
とは異なり、結果的に検出精度の低下を生ずることにな
る。
(a)、(b)に等価回路図で示すように、検出用コン
デンサが陽極側地絡抵抗Rpと陰極側地絡抵抗Rnとで
分圧されたバッテリ電圧で充電されるようになる。した
がって、地絡抵抗値が同じであっても検出用コンデンサ
24の充電電荷が少なくなる。このためAD変換器27
の出力も低くなり、地絡異常であるにも拘らず異常判定
ができずに検出精度が低下する恐れがある。また前記
(2)の場合には、検出用コンデンサが間欠的にしか充
電されないので実効的な充電時間が短くなり、片側地絡
の場合でも、結果的に充電電荷が少なくなって検出精度
の低下を生ずるのみならず、両側地絡の場合には、より
一層の検出誤差を生ずる傾向がある。
下を防止することを意図したものであり、前記各実施例
の電流制限器を20、20nを固定抵抗とすることによ
り、地絡抵抗値を下記演算によって求め得るようにした
ものである。
おいて、図1、5と同一の符号は同一または同等部分を
表わす。絶縁型の第1スイッチ対S1a, S1bおよび第2
スイッチ対S3a, S3bは、前記各実施例のスイッチS1,
S3 に相当する。絶縁検知時の充電電流を制限する固定
抵抗20Rがコンデンサ24と直列に挿入される。イン
バータ19は電源11の直流電流(例えば、288ボル
ト)を、モータ15を付勢するための交流電流(例え
ば、200ボルト)に変換する。この実施例では、図5
の実施例に比べてスイッチの数を減らすことができる。
タイムチャートである。ある時刻t1 からt2 の間(例
えば、65m秒間)、シーケンス制御回路30からの制
御信号によってスイッチ対S1a, S1bが閉じられる。こ
の間、スイッチS2 およびスイッチ対S3a, S3bは開状
態に保持される。この時の等価回路は、図10(a)の
ようになり、コンデンサ24は次の式1で示す電圧VCp
に充電される。
1aを開き、スイッチS2 を投入してコンデンサ24の電
荷を抵抗26a、26を介して放電させる。このとき抵
抗26の両端に生ずる電圧降下をAD変換器27で検出
し、判定回路29に供給する。前記電圧降下は前記式1
の電圧VCpを代表する。コンデンサ24が完全に放電す
るのに十分な時間が経過した後にスイッチS2 、S1bを
開放し、その後の時刻t3 スイッチ対S3a, S3bを予定
時間(例えば、65m秒間)閉じる。
になり、コンデンサ24は次の式4で示す電圧VCnに充
電される。 VCn=VB ・Q・Rn/(Rp+Rn) …… 式4 つづいて時刻t4 で、スイッチ対S3a, S3bを開いてス
イッチS1bとS2 を投入し、前述と同様にしてコンデン
サ24の電荷を抵抗26a、26を介して放電させる。
このとき抵抗26の両端に生ずる電圧降下をAD変換器
27で検出し、判定回路29に供給する。前記電圧降下
は前記式4の電圧VCnを代表する。コンデンサ24が完
全に放電するのに十分な時間が経過した後の時刻t5
に、スイッチS2 、S1bを開放すると、1回の測定サイ
クルが完了し、図8の回路は復旧する。
式5、6で表わされるRp、Rnを求めることができ
る。 Rp=−(VCp+VCn)G/Vcn … 式5 Rn=−(VCp+VCn)G/Vcp … 式6 G=R20+T/C・ln{1−(VCp+VCn)/VB} この実施例によれば、正負両極の地絡状態がどのような
ものであり、またどのように変化しても、その地絡抵抗
値を正確に演算することができるので、的確な絶縁状態
判定が可能になる。
iを生じた場合の等価回路は,図11(a)および
(b)のようになる。したがって、前述と同様にスイッ
チスイッチ対S1a, S1b、S3a, S3b、スイッチS2 を
開閉制御した場合のコンデンサ24の充電電圧は次式
7、8で表わされる。 VCp=VB {1−e−A・T/(Ri+R20)C} ……式7 VCn=VB {1−e−A´・T/(Ri+R20)C} ……式8 ただし、 A、A´はインバータ19のスイッチングデ
ューティである。これから、地絡抵抗Riは次の式9、
式10で表わされる。
果であり、正極側の地絡抵抗をそれぞれ47、68、1
00、150、220、330KΩに固定して負極側の
地絡抵抗を変化させ、第3実施例の回路によって検出し
た結果を示すグラフであり、縦軸は検出誤差(%誤
差)、横軸は負極側の地絡抵抗値である。この図から、
地絡抵抗値の増大に伴なって誤差も大きくなる傾向にあ
ることが分かる。これは、地絡抵抗が大きくなるにつれ
て、地絡抵抗の変化に対するコンデンサの電圧の変化が
小さくなる性質があること、つまり、地絡抵抗が大きい
領域では、コンデンサ電圧の微小な変化で地絡抵抗検出
値が大きく変化するという性質によるものと考えられ
る。検出誤差が実用上問題になる100KΩ以下の領域
では、検出誤差は5%以下であり、また測定した全範囲
に渡って誤差は±50KΩ以下に押さえられ、満足でき
る結果が得られた。
発明は、直流電源の正及び負端子にそれぞれ接続され、
接地電位部からは絶縁された正及び負側主回路の接地電
位部に対する絶縁状態を検知するために、正及び負端子
の少なくとも一方と接地電位部との間に、コンデンサ
(および電流制限器)を予定時間直列に接続したときの
コンデンサ端子電圧を検出し、この検出端子電圧及び前
記直流電源電圧を、予め準備された判定テ−ブルに当て
嵌めて、前記正及び負側主回路の少なくとも一方と接地
電位部との間の絶縁抵抗の正常/異常を判別したり、絶
縁抵抗の値を演算したりするものである。したがって、
容易に理解されるように、その具体的な回路構成や実施
方法には種々の変形が可能である。
を示す要部回路ブロック図である。図8と対比すれば明
らかなように、必要な抵抗の数が少なくなる。その動作
は、図8に関して前述したところから容易に理解できる
ので、ここでは省略する。
制限用素子は既知の固定抵抗に限られるものではなく、
既知のインダクタを用いても同様に、演算による地絡抵
抗値の演算ができることは明らかである。
形が可能である。 (1)電源電圧検出のための抵抗分圧器r1〜r3の代
わりにコンデンサ分圧器を用いる。 (2)コンデンサ24、16Cの充電電圧検出を、放電
抵抗両端の電圧検出によらずに、コンデンサの電圧を直
接ホールドしてAD変換する。 (3)コンデンサ24と直列接続される電流制限器を、
図1や図5に示した位置の代わりに、スイッチS1また
はS3の導通時に形成される前記コンデンサ24の充電
回路の適当個所に直列に挿入されるように接続する。 (4)図5の実施例において、スイッチS4〜S6を省
略し、抵抗26の両端に発生する電圧を全波整流した
後、AD変換器27に供給する。
接地状態に保持したままで、しかも正および負側配線の
一方のみで絶縁不良や地絡が生じた場合はもちろん、両
極側配線またはインバータ内部での絶縁不良や地絡が生
じた場合でも、各配線と接地(車体)間の絶縁状態を正
確に演算し、絶縁状態を的確に判定することができる。
回路図である。
ートである。
ある。
ートである。
回路図である。
ートである。
図である。
価回路図である。
果を示す図である。
回路ブロック図である。
電圧検出回路 19…インバータ 20、20n…電流
制限器 29…判定回路 30…シーケンス制御回路
S1〜S6、S1a、S1b、S3a、S3b、S11〜S14
…絶縁型スイッチ
Claims (12)
- 【請求項1】直流電源の正及び負端子にそれぞれ接続さ
れ、接地電位部からは絶縁された正及び負側主回路配線
の接地電位部に対する絶縁状態を検知する非接地電源の
絶縁検出方法であって、 前記主回路配線の一方と接地電位部との間に、コンデン
サを予定時間接続して充電し、 前記コンデンサから前記一方の主回路配線を分離した後
に、充電された前記コンデンサの端子電圧を検出し、一方、前記直流電源の電圧を測定し、 当該非接地電源に関して予め準備された前記直流電源電
圧およびコンデンサ端子電圧と絶縁状態の正常/異常と
の関係を示す判定テ−ブルに、測定された電源電圧およ
びコンデンサ端子電圧を当て嵌めて、前記絶縁状態の正
常/異常を 判定し、絶縁状態が正常でないときは、警報を発生するか、また
は前記主回路配線を自動遮断 することを特徴とする非接
地電源の絶縁検出方法。 - 【請求項2】直流電源の正及び負端子にそれぞれ接続さ
れ、接地電位部からは絶縁された正及び負側主回路配線
の接地電位部に対する絶縁状態を検知する非接地電源の
絶縁検出装置であって、 前記主回路配線の一方及び接地電位部の間に、コンデン
サを予定時間だけ直列に接続してこれを充電させる第1
スイッチ手段と、 前記第1スイッチ手段の遮断後に、前記コンデンサをそ
の端子電圧検出手段に接続する第2スイッチ手段と、前記直流電源の電圧を測定する手段と、 当該非接地電源に関して予め準備された前記直流電源電
圧およびコンデンサ端子電圧と絶縁状態の正常/異常と
の関係を示す判定テ−ブルと、 前記電圧検出手段で検出されたコンデンサ端子電圧およ
び測定された前記直流電源電圧を前記判定テ−ブルに当
て嵌めて、前記絶縁状態の正常/異常を判定し、絶縁状
態が正常でないときは、警報を発生するか、または前記
主回路配線を自動遮断する手段とを具備したことを特徴
とする非接地電源の絶縁検出装置。 - 【請求項3】直流電源の正及び負端子にそれぞれ接続さ
れ、接地電位部からは絶縁された正及び負側主回路配線
の接地電位部に対する絶縁状態を検知する非接地電源の
絶縁検出方法であって、 前記主回路配線の一方と接地電位部との間に、固定イン
ピーダンスを介してコンデンサを予定時間接続して充電
し、 前記コンデンサを、前記予定時間後に前記一方の主回路
配線から切り離した後に、前記コンデンサの充電電荷を
第1端子電圧として検出し、前記コンデンサの充電電荷を放電させた後、前記主回路
配線の他方と接地電位部との間に、前記固定インピーダ
ンスを介して前記コンデンサを予定時間接続して再び充
電し、 前記コンデンサを、前記予定時間後に前記他方の主回路
配線から切り離した後に、前記コンデンサの充電電荷を
第2端子電圧として検出し、 一方、前記直流電源の電圧を測定し、 前記直流電源電圧並びに、前記コンデンサの第1および
第2端子電圧に基づいて、前記正及び負側主回路配線の
少なくとも一方の接地電位部に対する絶縁抵抗を演算 す
ることを特徴とする非接地電源の絶縁検出方法。 - 【請求項4】直流電源の正及び負端子にそれぞれ接続さ
れ、接地電位部からは絶縁された正及び負側主回路配線
の接地電位部に対する絶縁状態を検知する非接地電源の
絶縁検出装置であって、 前記主回路配線の正端子と接地電位部の間に、固定抵抗
およびコンデンサの直列回路を予定時間だけ接続する正
側第1スイッチ手段と、充電された前記コンデンサを、前記正側 第1スイッチ手
段が前記予定時間の後遮断された状態で、その端子電圧
検出手段に接続する正側第2スイッチ手段と、前記主回路配線の負端子と接地電位部間に固定抵抗およ
びコンデンサの直列回路を予定時間接続する負側第1ス
イッチ手段と、 充電された前記コンデンサを、前記負側第1スイッチ手
段が前記予定時間の後遮断された状態で、その端子電圧
検出手段に接続する負側第2スイッチ手段と、 前記端子電圧検出手段によって検出された、前記主回路
配線の正側および負側並びに接地電位部の間にそれぞれ
接続されて充電された前記コンデンサの第1お よび第2
端子電圧、並びに前記直流電源電圧に基づいて、前記正
側および負側主回路配線の少なくとも一方の接地電位部
に対する絶縁抵抗を演算する手段とを具備したことを特
徴とする非接地電源の絶縁検出装置。 - 【請求項5】前記第1スイッチ手段および前記第2スイ
ッチ手段に接続され、前記第1スイッチ手段を選択的に
前記予定時間だけ導通させて前記コンデンサを充電する
と共に、前記第1スイッチ手段が導通している間は第2
スイッチ素子を遮断し、第1スイッチ手段が遮断されて
いる間に前記第2スイッチ手段を導通させるスイッチ制
御手段をさらに具備したことを特徴とする請求項2また
は4に記載の非接地電源の絶縁検出装置。 - 【請求項6】前記第2スイッチ手段のコンデンサ端子電
圧検出手段に接続される側の端子と接地電位部との間に
接続された抵抗をさらに具備し、前記第2スイッチ手段
が導通されるとき、前記コンデンサの充電電荷がこの抵
抗を通して放電されることを特徴とする請求項2、4お
よび5のいずれかに記載の非接地電源の絶縁検出装置。 - 【請求項7】前記直流電源電圧検出回路は、前記正およ
び負側主回路配線間の電圧を分圧する電圧分圧回路と、
分圧された電圧に第1対のスイッチ手段を介して接続さ
れた第2コンデンサと、それぞれの一方の端子が前記第
2コンデンサの各端子に接続された第2対のスイッチ手
段と、第2対のスイッチ手段の各他方の端子間に接続さ
れた第2の抵抗と、前記第2の抵抗の端子間電圧を測定
する手段とを具備し、 前記2対のスイッチ手段は、第1対のスイッチ手段が導
通している間は遮断され、第1対のスイッチ手段が遮断
されている間に導通されるように制御されることを特徴
とする請求項2、4、5および6のいずれかに記載の非
接地電源の絶縁検出装置。 - 【請求項8】少なくとも第1対のスイッチ手段は絶縁型
スイッチであることを特徴とする請求項7に記載の非接
地電源の絶縁検出装置。 - 【請求項9】一方の主回路配線およびコンデンサの一方
端子との間に直列に接続された第1スイッチ素子と、 第1スイッチ素子およびコンデンサの接続点に、その一
方の端子が接続された第2スイッチ素子と、 前記第2スイッチ素子の他方の端子と接地電位部との間
に接続された抵抗器と、 前記第1スイッチ素子を予定時間導通させて開放した後
に、第2スイッチを導通させる際、前記抵抗器の両端に
発生する電圧を検出する制御回路とを具備したことを特
徴とする請求項2および4ないし8のいずれかに記載の
非接地電源の絶縁検出装置。 - 【請求項10】前記主回路配線の他方の主回路配線およ
び前記コンデンサの一方端子との間に直列に接続された
第3スイッチ素子をさらに具備し、 前記制御回路はさらに、前記第3スイッチ素子を予定時
間導通させて開放した後に第2スイッチを導通させた
際、前記抵抗器に発生する電圧を検出することを特徴と
する請求項9に記載の非接地電源の絶縁検出装置。 - 【請求項11】前記コンデンサの他方端子と接地電位部
との間に接続された第4スイッチ素子と、前記コンデン
サの他方端子と前記第2スイッチ素子の他方端子との間
に接続された第5スイッチ素子と、前記コンデンサの一
方端子と接地電位部との間に接続された第6スイッチ素
子とをさらに具備した請求項10に記載の非接地電源の
絶縁検出装置。 - 【請求項12】前記接地電位部は電気推進車両の車体で
あり、前記正および負側主回路配線は、車載バッテリに
接続された車両推進駆動用モ−タへの給電線であり、 前記主回路配線の前記接地電位部に対する絶縁状態の異
常検出に応答して、前記給電線をバッテリから遮断する
ブレーカをさらに具備したことを特徴とする請求項2お
よび4ないし11のいずれかに記載の非接地電源の絶縁
検出装置。
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