JP4685500B2

JP4685500B2 - 絶縁抵抗計

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Publication number: JP4685500B2
Application number: JP2005122506A
Authority: JP
Inventors: 健司永井; 竜太斎藤
Original assignee: Hioki EE Corp
Current assignee: Hioki EE Corp
Priority date: 2005-04-20
Filing date: 2005-04-20
Publication date: 2011-05-18
Anticipated expiration: 2025-04-20
Also published as: JP2006300717A

Description

本発明は、測定対象体の絶縁抵抗を測定する絶縁抵抗計に関するものである。

この種の絶縁抵抗計として、特開平５−１７２８８１号公報に開示された絶縁抵抗計が知られている。この絶縁抵抗計は、絶縁抵抗測定のための直流高圧を出力する直流高圧発生部と、測定対象体に流れる電流を電圧に変換する電流／電圧変換部と、直流高圧発生部の出力電圧を電流／電圧変換部の出力電圧で割り算することにより絶縁抵抗値を計算するＡ／Ｄ変換器と、直流高圧発生部を直接オン・オフ制御する測定スイッチと、ＣＰＵに接続され測定スイッチがオフの状態のときＣＰＵを介して直流高圧発生部をオン・オフ制御すると共にＡ／Ｄ変換器による最新の測定データ（絶縁抵抗値）を外部に出力するように制御するリモートスイッチとを備えて構成されている。
特開平５−１７２８８１号公報（第１頁、第１図）

しかしながら、上記の従来の絶縁抵抗計には、次のような問題点が存在する。すなわち、この絶縁抵抗計では、直流高圧発生部の出力電圧を電流／電圧変換部の出力電圧で割り算することにより測定対象体の絶縁抵抗値を計算している。この場合、測定対象体が抵抗性負荷のときには、測定対象体の両端電圧は、直流高圧発生部による直流高圧の印加後、直ちにこの直流高圧とほぼ等しい電圧になり、かつ測定対象体に流れる電流もほぼ一定になる。このため、Ａ／Ｄ変換器によって計算される絶縁抵抗値もほぼ一定となって、絶縁抵抗値が短時間の間に増減して一定値とならないふらつきの現象が生じることは殆どない。一方、測定対象体が容量性負荷のときには、測定対象体の両端電圧は、測定対象体の静電容量値と直流高圧発生部の出力抵抗値とで決定される時定数に基づいて徐々に上昇していくが、上記の絶縁抵抗計では、電流／電圧変換部が交流的に非常に大きな増幅率となるため、その出力電圧が大きくふらつくという現象が発生する。このため、計算された絶縁抵抗値も大きくふらつくこととなる。したがって、このふらつきを改善して、絶縁抵抗値を読み取り易くするのが好ましい。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、測定対象体が容量性負荷のときの絶縁抵抗値の読取りを容易に行い得る絶縁抵抗計を提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく請求項１記載の絶縁抵抗計は、測定対象体に試験電圧を印加する電源部と、前記測定対象体に印加されている前記試験電圧の電圧値を印加電圧として検出する電圧検出部と、前記試験電圧が印加されているときに前記測定対象体に流れる電流を検出する電流検出部と、前記印加電圧の電圧値および前記検出された電流の電流値に基づいて絶縁抵抗の測定値を算出する演算部とを備え、前記演算部は、前記測定対象体が抵抗性負荷であるか容量性負荷であるかを判別して、抵抗性負荷であると判別したときに、第１の所定数の前記測定値を平均した平均値を前記測定対象体の絶縁抵抗値とし、容量性負荷と判別したときに、前記第１の所定数よりも多い数の第２の所定数の前記測定値を平均した平均値と、検出した前記第２の所定数の電圧値および検出した前記第２の所定数の前記電流値の少なくとも一方の平均値に基づいて算出した前記絶縁抵抗の測定値とのいずれかを前記測定対象体の絶縁抵抗値とする。

また、請求項２記載の絶縁抵抗計は、請求項１記載の絶縁抵抗計において、前記演算部は、前記試験電圧の印加開始から第１の所定時間を経過したときの前記印加電圧が予め設定された所定電圧以下のときに前記測定対象体が容量性負荷であると判別する。

また、請求項３記載の絶縁抵抗計は、請求項１または２記載の絶縁抵抗計において、前記演算部は、前記測定対象体が容量性負荷と判別したときには、第２の所定時間を経過したときの前記印加電圧の高低に応じて前記平均値を算出するための前記第２の所定数を増減する。

また、請求項４記載の絶縁抵抗計は、請求項１または２記載の絶縁抵抗計において、前記演算部は、前記測定対象体が容量性負荷と判別したときには、前記印加電圧が所定電圧に達するまでの時間の長短に応じて前記平均値を算出するための前記第２の所定数を増減する。

また、請求項５記載の絶縁抵抗計は、請求項１または２記載の絶縁抵抗計において、前記演算部は、前記測定対象体が容量性負荷と判別したときには、当該測定対象体の静電容量の大小に応じて前記平均値を算出するための前記第２の所定数を増減する。

請求項１記載の絶縁抵抗計によれば、演算部が、例えば印加電圧の変動状態に基づいて測定対象体が容量性負荷であるか否かを判別し、容量性負荷と判別したときには、算出した第２の所定数の測定値を平均した平均値と、検出した第２の所定数の電圧値および検出した第２の所定数の電流値の少なくとも一方の平均値に基づいて算出した絶縁抵抗の測定値とのいずれかを測定対象体の絶縁抵抗値とすることにより、抵抗性負荷のときと比較して大きくなり易い容量性負荷の絶縁抵抗値のふらつきを自動的に軽減させることができる。したがって、測定者は、測定対象体が容量性負荷のときの絶縁抵抗値の読取りを確実かつ容易に行うことができる。

請求項２記載の絶縁抵抗計によれば、演算部が試験電圧の印加開始から第１の所定時間を経過したときの印加電圧が所定電圧以下のときに測定対象体が容量性負荷であると判別することにより、測定対象体が容量性負荷であるか抵抗性負荷であるかを確実に判別することができる。

請求項３記載の絶縁抵抗計によれば、測定対象体が容量性負荷と判別したときには、演算部が第２の所定時間を経過したときの印加電圧の高低に応じて平均値を算出するための第２の所定数を増減することにより、静電容量が大きい測定対象体を測定するときには、絶縁抵抗値のふらつきを一層軽減させて表示させることができ、静電容量が小さい測定対象体を測定するときには、測定値の変化が反映され易い形で絶縁抵抗値を算出して表示することができる。

請求項４記載の絶縁抵抗計によれば、測定対象体が容量性負荷と判別したときには、演算部が印加電圧が所定電圧に達するまでの時間の長短に応じて平均値を算出するための第２の所定数を増減することにより、静電容量が大きい測定対象体を測定するときには、絶縁抵抗値のふらつきを一層軽減させて表示させることができ、静電容量が小さい測定対象体を測定するときには、測定値の変化が反映され易い形で絶縁抵抗値を算出して表示することができる。

請求項５記載の絶縁抵抗計によれば、測定対象体が容量性負荷と判別したときには、演算部が測定対象体の静電容量の大小に応じて平均値を算出するための第２の所定数を増減することにより、静電容量が大きい測定対象体を測定するときには、絶縁抵抗値のふらつきを一層軽減させて表示させることができ、静電容量が小さい測定対象体を測定するときには、測定値の変化が反映され易い形で絶縁抵抗値を算出して表示することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る絶縁抵抗計の最良の形態について説明する。

最初に、絶縁抵抗計１の構成について説明する。

絶縁抵抗計１は、図１に示すように、電源部２、電圧検出部３、電流検出部４、Ａ／Ｄ変換部５、制御部６、操作部７、記憶部８および表示部９を備え、測定対象体１１についての絶縁抵抗値Ｒを測定可能に構成されている。

電源部２は、制御部６の制御に従い、測定対象体１１に印加するための所定の試験電圧（例えば数ｋＶ）Ｖｔを生成する。また、電源部２は、一例として、出力電流制限機能を備えた定電圧源として構成されている。このため、電源部２は、測定対象体１１が抵抗性負荷のときには、上記の試験電圧Ｖｔを測定対象体１１に対して印加し続ける。一方、測定対象体１１が容量性負荷のときには、電源部２は、所定の試験電圧Ｖｔのままでは規定値以上の大きな電流が流れようとすることに起因して出力電流制限機能が作動するため、測定対象体１１の両端電圧がほぼ試験電圧Ｖｔに近い電圧に達するまで（測定対象体１１の静電容量に電荷が満充電されるまで）定電流源として機能して、一定の電流を測定対象体１１に継続して供給する。電圧検出部３は、電源部２から出力されて測定対象体１１に印加される印加電圧Ｖｖを測定対象体１１の両端に印加される電圧として検出して出力する。この場合、電圧検出部３が測定対象体１１の両端の電圧を検出してＡ／Ｄ変換部５に出力することもできるが、電圧検出部３と電源部２とを接続するためのリード線の抵抗値や、測定対象体１１と電流検出部４とを接続するリード線の抵抗値が測定対象体１１の抵抗値に対して十分に低く、四端子法で測定対象体１１の両端の電圧を測定する必要がないため、電源部２の出力端における電圧を等価的に測定対象体１１の両端電圧として検出することができる。さらに、測定対象体１１の両端の電圧を測定する測定方法は特に限定されるものではなく、任意の手法を採用することができる。また、電源部２が印加電圧Ｖｖを検出して制御部６に出力する構成を採用することもできる。また、電流検出部４は、Ｉ／Ｖ変換機能を備え、試験電圧Ｖｔの印加時において測定対象体１１に流れる電流を検出すると共に電圧Ｖｉに変換して出力する。Ａ／Ｄ変換部５は、印加電圧Ｖｖおよび電圧Ｖｉを所定の周期でサンプリングして電圧データＤｖおよび電流データＤｉに変換して出力する。

制御部６は、本発明における演算部に相当し、操作部７に対する操作内容に基づいて、絶縁抵抗計１の各構成要素に対する制御、試験電圧Ｖｔの印加開始からの経過時間Ｔについての計測処理、測定対象体１１についての絶縁抵抗値Ｒの算出処理、および算出した絶縁抵抗値Ｒの表示処理などを実行する。操作部７には、測定開始スイッチおよび測定終了スイッチ（図示せず）などの各種の操作スイッチが配設されている。また、操作部７は、各操作スイッチに対する操作内容に応じた指示信号を制御部６に出力する。

記憶部８には、所定時間Ｔｒ（本発明における第１の所定時間）および所定電圧Ｖｒについてのデータと、絶縁抵抗値Ｒの算出処理において使用される第１の平均個数Ｎ１（本発明における第１の所定数に相当し、抵抗性負荷用で、一例として５）および第２の平均個数Ｎ２（本発明における第２の所定数に相当し、容量性負荷用で、一例として５０）とが予め記憶されている。この場合、所定時間Ｔｒおよび所定電圧Ｖｒとしては、図３に示すように、上記の所定時間Ｔｒを経過したときの印加電圧Ｖｖが、測定対象体１１が抵抗性負荷のとき（一点鎖線で示す波形のとき）には所定電圧Ｖｒを超え（同図では最終電圧Ｖｆに達する）、かつ、測定対象体１１が容量性負荷のとき（実線で示す波形のとき）には所定電圧Ｖｒ以下となるように（同図では電圧Ｖ１）それぞれ設定されている。表示部９は、液晶パネル等で構成されて、制御部６によって算出された測定対象体１１についての絶縁抵抗値Ｒなどを表示する。

次いで、絶縁抵抗計１による測定対象体１１の絶縁抵抗値Ｒの測定動作について、図２を参照して説明する。なお、測定対象体１１には、電源部２の電圧印加用のプローブおよび電流検出部４の電流検出用のプローブが予め接続されているものとする。

まず、操作部７の測定開始スイッチに対する操作に応じて操作部７から制御部６に測定開始指示信号が出力されたときには、制御部６は、最初に、電源部２を制御することにより、測定対象体１１に対する試験電圧Ｖｔの印加を開始させる（ステップ５１）。次いで、制御部６は、試験電圧Ｖｔの印加の開始に合わせて（同期して）、試験電圧Ｖｔの印加開始からの経過時間Ｔについての計測を開始する（ステップ５２）。この試験電圧Ｖｔの印加により、測定対象体１１に電流が流れ始める。この場合、測定対象体１１が抵抗性負荷のときには、測定対象体１１に流れる電流が規定値未満となるため、電源部２は、定電圧源として機能して所定の試験電圧Ｖｔの印加を継続する。したがって、電圧データＤｖに基づいて制御部６が検出する測定対象体１１の印加電圧Ｖｖは、図３において一点鎖線で示すように、最終電圧Ｖｆまで短時間のうちに上昇し、その後、最終電圧Ｖｆで一定となる。一方、測定対象体１１が容量性負荷のときには、測定対象体１１の静電容量が満充電されるまでは、測定対象体１１に流れる電流が規定値以上になるため、電源部２は定電流源として機能する。したがって、電圧データＤｖに基づいて制御部６によって検出される測定対象体１１の印加電圧Ｖｖは、図３において実線で示すように、経過時間Ｔにほぼ比例して上昇し、所定時間Ｔｒよりも遅い時間において最終電圧Ｖｆに達し、その後、最終電圧Ｖｆで一定となる。

ステップ５２での経過時間Ｔの計測開始に続いて、制御部６は、図２に示すステップ５３，５４を実行することにより、例えば、電圧データＤｖによって特定される印加電圧Ｖｖの変動状態に基づいて、本例では、計測している経過時間Ｔが所定時間Ｔｒに達したときの印加電圧Ｖｖが予め設定された所定電圧Ｖｒ以下であるか否かに基づいて、測定対象体１１が容量性負荷であるか抵抗性負荷であるかを検出する。具体的には、制御部６は、所定時間Ｔｒに達したときの印加電圧Ｖｖが所定電圧Ｖｒを超えるときには、抵抗性負荷であると検出し、所定電圧Ｖｒ以下のときには、容量性負荷であると検出する。次いで、測定対象体１１が容量性負荷であるか抵抗性負荷であるかの負荷の種類に応じて、実行する処理内容を変更することにより、各種類のときにおける測定対象体１１の絶縁抵抗値Ｒを算出する。

具体的には、制御部６は、計測している経過時間Ｔが記憶部８に記憶されている所定時間Ｔｒに達したか否かを検出し（ステップ５３）、経過時間Ｔが所定時間Ｔｒに達していないときには、ステップ５４〜５６を実行することなく、印加電圧Ｖｖが最終電圧Ｖｆに達したか否かを判別する（ステップ５７）。この際に、達していないと判別したときには、制御部６は、絶縁抵抗値Ｒの算出処理を実行する（ステップ５８）。この絶縁抵抗計１では、電圧検出部３が測定対象体１１の印加電圧Ｖｖを繰り返し検出して出力し、電流検出部４が測定対象体１１に流れる電流を繰り返し検出して電圧Ｖｉを出力し、Ａ／Ｄ変換部５が各電圧Ｖｖ，Ｖｉを所定の周期でサンプリングして電圧データＤｖおよび電流データＤｉに変換して出力する。したがって、この絶縁抵抗値Ｒの算出処理では、制御部６は、この所定の周期でＡ／Ｄ変換部５から出力される電圧データＤｖおよび電流データＤｉに基づいて、絶縁抵抗値Ｒの計算の基となる絶縁抵抗の測定値Ｒ１（仮絶縁抵抗値）をこの所定の周期で算出して記憶部８に例えば最大１００個までをリング式に順次記憶させる。ここで、「リング式に測定値Ｒ１を記憶させる」とは、新たな測定値Ｒ１を記憶させる都度、最も古い測定値Ｒ１を削除することにより、最新の測定値Ｒ１を所定数記憶させる記憶方式をいう。

また、制御部６は、記憶部８にリング式に記憶されている測定値Ｒ１の個数Ｎｎが記憶部８に記憶されている第１の平均個数Ｎ１に達したか否かを判別する（ステップ５９）。この際に、第１の平均個数Ｎ１に達しているときには、第１の平均個数Ｎ１と同じ個数の測定値Ｒ１（この例では最新の５個の測定値Ｒ１）を平均して絶縁抵抗値Ｒを算出して記憶部８に記憶させる（ステップ６０）。一方、第１の平均個数Ｎ１に達していないときには、最新のＮｎ個の測定値Ｒ１を平均して絶縁抵抗値Ｒを算出して記憶部８に記憶させる（ステップ６１）。このようにして算出された絶縁抵抗値Ｒは、測定値Ｒ１についての移動平均となる。したがって、測定値Ｒ１が多少ふらついたとしても、絶縁抵抗値Ｒのふらつきが軽減される。次いで、制御部６は、上記のステップ６０，６１を実行した後に、算出した絶縁抵抗値Ｒを記憶部８から読み出して表示部９に表示させる（ステップ６２）。この後、制御部６は、上記のステップ５３，５７〜６２を繰り返し実行する。

次いで、経過時間Ｔが所定時間Ｔｒに達したときには、制御部６は、経過時間Ｔが所定時間Ｔｒに達したことをステップ５３において検出し、続いて、電圧データＤｖによって特定される印加電圧Ｖｖが記憶部８に記憶されている所定電圧Ｖｒ以下であるか否かを検出する（ステップ５４）。この場合、所定時間Ｔｒに達したときの印加電圧Ｖｖが所定電圧Ｖｒを超えるときには、上記したように、測定対象体１１は抵抗性負荷である。したがって、制御部６は、印加電圧Ｖｖが所定電圧Ｖｒを超えていると判別したときには、上記のステップ５７を実行して、印加電圧Ｖｖが最終電圧Ｖｆに達していないと判別したときには、上記の絶縁抵抗値Ｒの算出処理を実行する（ステップ５８〜６２）。

また、上記のステップ５４において、所定時間Ｔｒに達したときの印加電圧Ｖｖが所定電圧Ｖｒ以下のときには、上記したように、測定対象体１１は容量性負荷である。この際には、制御部６は、平均する測定値Ｒ１の数を第１の平均個数Ｎ１から既に増加させているか否かを判別する（ステップ５５）。この例では、増加させていないため、制御部６は、第１の平均個数Ｎ１に代えて、記憶部８から読み出した第２の平均個数Ｎ２を使用することにより、平均する測定値Ｒ１の数を所定数に（本例では一例として５０）増加させて（ステップ５６）、上記のステップ５７を実行し、印加電圧Ｖｖが最終電圧Ｖｆに達していないと判別したときには、上記の絶縁抵抗値Ｒの算出処理を実行する（ステップ５８〜６２）。

また、ステップ５４において、印加電圧Ｖｖが所定電圧Ｖｒ以下であって、ステップ５５において、平均する測定値Ｒ１の数を第１の平均個数Ｎ１から増加させているときには、制御部６は、上記のステップ５７を実行して、印加電圧Ｖｖが最終電圧Ｖｆに達していないと判別したときには、制御部６は、上記の絶縁抵抗値Ｒの算出処理を実行する（ステップ５８〜６２）。

この後、絶縁抵抗値Ｒの表示の処理（ステップ６２）を繰り返して、制御部６は、上記のステップ５７において、印加電圧Ｖｖが最終電圧Ｖｆに達していると判別したときには、絶縁抵抗値Ｒの算出処理を実行する（ステップ６３）。この処理では、制御部６は、最初に、平均する測定値Ｒ１の数を第１の平均個数Ｎ１から増加させているか否かを判別する（ステップ６４）。次いで、増加させていないとき、つまり測定対象体１１が抵抗性負荷のときには、制御部６は、記憶部８にリング式に記憶されている測定値Ｒ１の個数Ｎｎが記憶部８に記憶されている第１の平均個数Ｎ１に達したか否かを判別する（ステップ６５）。この際に、第１の平均個数Ｎ１に達していると判別したときには、第１の平均個数Ｎ１と同じ個数の測定値Ｒ１（この例では最新の５個の測定値Ｒ１）を平均して絶縁抵抗値Ｒを算出して記憶部８に記憶させた後に（ステップ６６）、算出した絶縁抵抗値Ｒを記憶部８から読み出して表示部９に表示させる（ステップ６７）。この場合、測定対象体１１が抵抗性負荷のときには、容量性負荷のときと比較して、印加電圧Ｖｖのふらつきが小さいために、ふらつきをさらに軽減させるべく、平均する測定値Ｒ１の数を増加させる処理が不要である。このため、制御部６は、第１の平均個数Ｎ１の使用を続行して、平均する測定値Ｒ１の数を少ない数に維持することにより、測定値Ｒ１の変化が反映され易い形で絶縁抵抗値Ｒを算出する。この後、制御部６は、第１の平均個数Ｎ１を使用しつつ、操作部７から測定停止指示信号が出力されるまで、ステップ６３〜６７を繰り返し実行する。一方、上記のステップ６４において第１の平均個数Ｎ１に達していないと判別したときには、最新のＮｎ個の測定値Ｒ１を平均して絶縁抵抗値Ｒを算出して記憶部８に記憶させた後に（ステップ６８）、算出した絶縁抵抗値Ｒを記憶部８から読み出して表示部９に表示させる（ステップ６７）。なお、上記した平均処理（ステップ６０，６１，６６，６８）において第１の平均個数Ｎ１（またはＮｎ個）を使用して平均化することなく、最新に測定した１つの測定値Ｒ１を絶縁抵抗値Ｒとすることもできる。

また、上記のステップ６４において平均する測定値Ｒ１の数を第１の平均個数Ｎ１から増加させていると判別したとき、つまり測定対象体１１が容量性負荷のときには、制御部６は、記憶部８にリング式に記憶されている測定値Ｒ１の個数Ｎｎが記憶部８に記憶されている第２の平均個数Ｎ２に達したか否かを判別する（ステップ６９）。この際に、第２の平均個数Ｎ２に達していないときには、最新のＮｎ個の測定値Ｒ１を平均して絶縁抵抗値Ｒを算出して記憶部８に記憶させた後に（ステップ６８）、算出した絶縁抵抗値Ｒを記憶部８から読み出して表示部９に表示させる（ステップ６７）。一方、ステップ６９において第２の平均個数Ｎ２に達していると判別したときには、制御部６は、第２の平均個数Ｎ２と同じ個数の測定値Ｒ２（この例では最新の５０個の測定値Ｒ１）を平均して絶縁抵抗値Ｒを算出して記憶部８に記憶させる（ステップ７０）。したがって、このステップ７０では、制御部６は、測定値Ｒ１を５０回測定した後に平均して絶縁抵抗値Ｒを算出する。次いで、制御部６は、算出した絶縁抵抗値Ｒを記憶部８から読み出して表示部９に表示させる（ステップ６７）。このようにして算出されて表示される絶縁抵抗値Ｒは、測定値Ｒ１についての移動平均となる。したがって、測定対象体１１が容量性負荷であり、抵抗性負荷のときと比較して算出される測定値Ｒ１のふらつきが大きいときであっても、より多くの測定値Ｒ１を平均することにより、最終的に算出する絶縁抵抗値Ｒのふらつきが十分に軽減される。この後、制御部６は、一旦、平均する測定値Ｒ１の数を第２の平均個数Ｎ２とした後には、再度の平均個数の増加は行わずに、操作部７から測定停止指示信号が出力されるまで、この絶縁抵抗値Ｒの算出処理（ステップ６３〜６９）を繰り返し実行する。

このように、この絶縁抵抗計１によれば、制御部６が、測定対象体１１が容量性負荷であるか否かを判別し、容量性負荷と判別したときには、所定数（一例として５０）の測定値Ｒ１の平均値を算出して測定対象体１１の絶縁抵抗値Ｒとすることにより、抵抗性負荷のときと比較して大きくなり易い容量性負荷の絶縁抵抗値Ｒのふらつきを自動的に軽減させることができる。したがって、測定者は、測定対象体が容量性負荷のときの絶縁抵抗値Ｒの読取りを確実かつ容易に行うことができる。また、測定対象体１１が抵抗性負荷のときには、平均する測定値Ｒ１の個数を少なくして測定対象体１１の絶縁抵抗値Ｒを算出することにより、測定値Ｒ１の変化が反映され易い形で絶縁抵抗値Ｒを算出することができる。

また、制御部６が試験電圧Ｖｔの印加開始から所定時間Ｔｒを経過したときの印加電圧Ｖｖが所定電圧Ｖｒ以下のときに測定対象体１１が容量性負荷であると判別することにより、測定対象体１１が容量性負荷であるか抵抗性負荷であるかを確実に判別することができる。

なお、印加電圧Ｖｖの変動状態に基づいて測定対象体１１が容量性負荷であるか否かを判別する他の方法を採用することもできる。一例として、印加電圧Ｖｖが予め設定された電圧（例えば、上記した所定電圧Ｖｒ）に達したときの経過時間Ｔの長短に基づいて判別する。この場合、予め規定した所定時間（例えば、上記した所定時間Ｔｒ）以下の時間で予め設定された所定電圧に達したときには抵抗性負荷であり、逆に所定時間を超える時間で所定電圧に達したときには容量性負荷と判別する。この構成であっても、測定対象体１１が容量性負荷であるか抵抗性負荷であるかを確実に判別することができる。ただし、この方法に対して、上記の絶縁抵抗計１によれば、制御部６が、試験電圧Ｖｔの印加開始から所定時間Ｔｒを経過したときの印加電圧Ｖｖが予め設定された所定電圧Ｖｒ以下であるか否かに基づいて測定対象体１１が容量性負荷であるか否かを判別することにより、上記した他の方法を採用した構成と比較して、常に一定の時間（所定時間Ｔｒ）で測定対象体１１が容量性負荷であるか否かを判別することができる。したがって、測定対象体１１が容量性負荷のときには、測定対象体１１の容量の大小に拘わらず、例えば、短時間に規定した一定の時間（所定時間Ｔｒ）の経過後から、絶縁抵抗値Ｒのふらつきを常に軽減させることができる。

また、絶縁抵抗計１において、制御部６が、測定対象体１１を容量性負荷と判別したときには、例えば所定時間Ｔｒ（本発明における第２の所定時間）を経過したときの印加電圧Ｖｖの高低に応じて、平均値を算出するための測定値Ｒ１の数（本発明における所定数）を増減する構成を採用することもできる。つまり、測定対象体１１の静電容量が大きいために、所定時間Ｔｒを経過したときの印加電圧Ｖｖが低い測定対象体１１については、静電容量が大きいことに起因して絶縁抵抗値Ｒのふらつきも大きくなると想定される。したがって、制御部６は、印加電圧Ｖｖが低い測定対象体１１については、平均する測定値Ｒ１の数を記憶部８に記憶されている第２の平均個数Ｎ２よりも増加させ（例えば第２の平均個数Ｎ２が５０のときには１００に増加させ）ることにより、絶縁抵抗値Ｒのふらつきを軽減させる。逆に、測定対象体１１の容量が小さいために、所定時間Ｔｒを経過したときの印加電圧Ｖｖが高い測定対象体１１については、静電容量が小さいことに起因して絶縁抵抗値Ｒのふらつきも小さくなると想定される。したがって、制御部６は、印加電圧Ｖｖが高い測定対象体１１については、平均する測定値Ｒ１の個数を第２の平均個数Ｎ２よりも減少させる（例えば３０に減少させる）。これにより、測定値の変化が反映され易い形で絶縁抵抗値Ｒが算出されて表示される。したがって、この構成によれば、静電容量が大きい測定対象体１１を測定するときには、絶縁抵抗値Ｒのふらつきを一層軽減させて表示させることができ、静電容量が小さい測定対象体１１を測定するときには、測定値の変化が反映され易い形で絶縁抵抗値Ｒを算出して表示することができる。

さらに、上記の構成と同様にして、制御部６が、測定対象体１１が容量性負荷と判別したときには、印加電圧Ｖｖが所定電圧（例えば、上記した所定電圧Ｖｒ）に達するまでの時間の長短に応じて平均値を算出するための測定値Ｒ１の数（本発明における所定数）を増減する構成を採用することもできる。具体的には、制御部６は、所定電圧に達するまでの時間が長い測定対象体１１については、測定対象体１１の容量が大きいため、平均する測定値Ｒ１の数を記憶部８に記憶されている第２の平均個数Ｎ２よりも増加させる（例えば第２の平均個数Ｎ２が５０のときには１００に増加させる）。逆に、制御部６は、所定電圧に達するまでの時間が短い測定対象体１１については、測定対象体１１の容量が小さいため、平均する測定値Ｒ１の個数を第２の平均個数Ｎ２よりも減少させる（例えば３０に減少させる）。この構成によっても、静電容量が大きい測定対象体１１を測定するときには、絶縁抵抗値Ｒのふらつきを一層軽減させて表示させることができ、静電容量が小さい測定対象体１１を測定するときには、測定値の変化が反映され易い形で絶縁抵抗値Ｒを算出して表示することができる。

また、電源部２によって測定対象体１１に供給される電流の電流値を試験電圧Ｖｔの印加開始から積分した積分値と測定対象体１１の印加電圧Ｖｖとに基づいて、測定対象体１１の概算の静電容量を算出し、算出した静電容量の大小に応じて平均値を算出するための測定値Ｒ１の数（本発明における所定数）を増減する構成を採用することもできる。この構成では、制御部６は、静電容量が大きい測定対象体１１については、平均する測定値Ｒ１の数を記憶部８に記憶されている第２の平均個数Ｎ２よりも増加させる（例えば第２の平均個数Ｎ２が５０のときには１００に増加させる）。逆に、制御部６は、静電容量が小さい測定対象体１１については、平均する測定値Ｒ１の個数を第２の平均個数Ｎ２よりも減少させる（例えば３０に減少させる）。この構成によっても、静電容量が大きい測定対象体１１を測定するときには、絶縁抵抗値Ｒのふらつきを一層軽減させて表示させることができ、静電容量が小さい測定対象体１１を測定するときには、測定値の変化が反映され易い形で絶縁抵抗値Ｒを算出して表示することができる。なお、測定対象体１１の静電容量の大小に応じて平均する測定値Ｒ１の測定回数を増減する構成について上記したが、これに限定されない。例えば、測定対象体１１が容量性負荷のときに平均する基となる測定値Ｒ１の測定最低回数を第１の平均個数Ｎ２（この例では５０）として、静電容量が大きい測定対象体１１についての測定回数を増加させ、静電容量の小さい測定対象体１１については上記の第１の平均個数Ｎ２（この例では５０）に維持する構成を採用することもできる。

また、上記の構成では、測定対象体１１が容量性負荷と判別したときに、制御部６が、所定数（上記の例では５０）の測定値Ｒ１の平均値を算出して測定対象体１１の絶縁抵抗値Ｒとしているが、本発明はこれに限定されない。例えば、検出した所定数の電圧値（上記の例では印加電圧Ｖｖ）および検出した所定数の電流値（上記の例では電圧Ｖｉ）の少なくとも一方の平均値に基づいて算出した絶縁抵抗の測定値を測定対象体１１の絶縁抵抗値Ｒとすることもできる。具体的には、例えば、所定数（一例として、上記の例と同数の５０）の電流データＤｉの値を平均化して、その平均値と直前に検出された印加電圧Ｖｖとに基づいて絶縁抵抗値Ｒを算出することができる。この構成であっても、上記の絶縁抵抗計１と同様にして、抵抗性負荷のときと比較して大きくなり易い容量性負荷の絶縁抵抗値Ｒのふらつきを自動的に軽減させることができる。この場合、印加電圧Ｖｖもふらつくときには、検出した所定数の電圧値の平均値と、検出した所定数の電流値の平均値とに基づいて算出した絶縁抵抗の測定値を測定対象体１１の絶縁抵抗値Ｒとすることもできる。さらに、これらの構成においても、平均値を算出するための上記の所定数を増減できるのは勿論である。

また、上記の構成では、出力電流制限機能を備えた定電圧源として構成された電源部２を使用して、測定対象体１１が容量性負荷のときに印加電圧Ｖｖが経過時間Ｔに比例して上昇するようにしたが、出力電流制限機能を備えない定電圧源を電源部２に使用することもできる。この構成では、印加電圧Ｖｖは、経過時間Ｔと共に図３において破線で示すように上昇するが、所定時間Ｔｒを経過したときの印加電圧Ｖｖが、測定対象体１１が抵抗性負荷のとき（一点鎖線で示す波形のとき）には所定電圧Ｖｒを超え（同図では最終電圧Ｖｆに達する）、かつ、測定対象体１１が容量性負荷のとき（破線で示す波形のとき）には所定電圧Ｖｒ以下となるように（同図では電圧Ｖ２）、所定時間Ｔｒおよび所定電圧Ｖｒを規定する。これにより、出力電流制限機能を備えていない電源部を使用する構成においても、制御部６は、上記の電源部２を使用する構成と同様にして、計測している経過時間Ｔが所定時間Ｔｒに達したときの印加電圧Ｖｖが所定電圧Ｖｒ以下であるか否かに基づいて、測定対象体１１が容量性負荷であるか抵抗性負荷であるかを検出することができる。また、制御部６は、測定対象体１１が容量性負荷のときには、平均する測定値Ｒ１の数を増加させることにより、ふらつきを一層軽減させた状態の絶縁抵抗値Ｒを算出することができる。

絶縁抵抗計１の構成を示す構成図である。絶縁抵抗計１の動作を説明するためのフローチャートである。測定対象体１１の経過時間Ｔと印加電圧Ｖｖとの関係を示す特性図である。

符号の説明

１絶縁抵抗計
２電源部
３電圧検出部
４電流検出部
６制御部
８記憶部
９表示部
Ｒ絶縁抵抗値
Ｒ１測定値
Ｔ経過時間
Ｔｒ所定時間
Ｖｔ試験電圧
Ｖｖ印加電圧

Claims

測定対象体に試験電圧を印加する電源部と、
前記測定対象体に印加されている前記試験電圧の電圧値を印加電圧として検出する電圧検出部と、
前記試験電圧が印加されているときに前記測定対象体に流れる電流を検出する電流検出部と、
前記印加電圧の電圧値および前記検出された電流の電流値に基づいて絶縁抵抗の測定値を算出する演算部とを備え、
前記演算部は、前記測定対象体が抵抗性負荷であるか容量性負荷であるかを判別して、抵抗性負荷であると判別したときに、第１の所定数の前記測定値を平均した平均値を前記測定対象体の絶縁抵抗値とし、容量性負荷と判別したときに、前記第１の所定数よりも多い数の第２の所定数の前記測定値を平均した平均値と、検出した前記第２の所定数の電圧値および検出した前記第２の所定数の前記電流値の少なくとも一方の平均値に基づいて算出した前記絶縁抵抗の測定値とのいずれかを前記測定対象体の絶縁抵抗値とする絶縁抵抗計。
前記演算部は、前記試験電圧の印加開始から第１の所定時間を経過したときの前記印加電圧が予め設定された所定電圧以下のときに前記測定対象体が容量性負荷であると判別する請求項１記載の絶縁抵抗計。
前記演算部は、前記測定対象体が容量性負荷と判別したときには、第２の所定時間を経過したときの前記印加電圧の高低に応じて前記平均値を算出するための前記第２の所定数を増減する請求項１または２記載の絶縁抵抗計。
前記演算部は、前記測定対象体が容量性負荷と判別したときには、前記印加電圧が所定電圧に達するまでの時間の長短に応じて前記平均値を算出するための前記第２の所定数を増減する請求項１または２記載の絶縁抵抗計。
前記演算部は、前記測定対象体が容量性負荷と判別したときには、当該測定対象体の静電容量の大小に応じて前記平均値を算出するための前記第２の所定数を増減する請求項１または２記載の絶縁抵抗計。