JPH0264470A - 絶縁抵抗測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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。

（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。

同図に於いてＴはトランス、Ｌｌ、Ｌｌは該トランスＴ
の２次側電路、Ｌｘ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Ｚｇ有する。

前記接地線Ｌ！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ＯＴＫは商用周波数ｆｏと
は異なる周波数ｆｌを発振する発振器Ｏ８Ｃ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ＭＵＬ’ｌ’　　が直列に接続すると共に該同期
検波器ＭＵＬ’ｌ’　の他の入力端には前記発振器Ｏ８
Ｃ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ＬＸに周波数ｆ
１なる測定用信号を注入トランスＯＴよシ印加し、ｉＷ
＆Ｌｔ、Ｌｘと天地間に存在する絶縁抵抗ＲＯ及び対地
静電容量Ｃｏを介して前記接地線ＬＥに帰還する漏洩電
流を該接地線Ｌεを貫通せしめた変流器ＺＣＴにより検
出し。

該出力を増幅器ＡＭＰ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ＭＬＩＬＴ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。

しかし々から、大地静電容量ＣＯが大きい場合には周波
数ｆｌ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りた。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にはあまり低くする
ことができず、一般に０．５Ｖ、周波数ｆｌは２０Ｈｚ
程度であるため、注入トランスＯＴの大きさは可搬が困
難なほど大きくなるという欠点があった。

更に注入トランスに接地線Ｌ］！８を貫通させる場合、
注入トランスＯＴの２次巻線Ｎ２は１ターンとなるため
前述したように測定用信号の周波数ｆ１を低く信号電圧
を高くするとトランスのコアを大きくしなければならな
かった。

又、２次巻線数Ｎ２を大きくすれば信号電圧を高くする
ことは可能であるが、それに伴ないトランスの出力イン
ピーダンスが高くなる傾向かあシ地絡事故時等の安全性
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、
注入トランスを小型化し且つ該トランスの出方インピー
ダンスを低く保ち、静電容量による影響？受けることな
く絶縁抵抗を測定するととｔ可能にした絶縁抵抗測定方
法を提供することを目的とした。

（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ｆ！及びｆｇ　（すｔ）ｆｇ）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ｆｌ及びｆ
ｘ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
記接地綴着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ｆ！
の測定信号よシタ０度移和した電圧で変調し第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ろ周波数ｆ
ｚの漏洩電流を前記周波数ｆ−の測定信号よ、９９０度
移相した電圧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の変調信号との差の信号に
含まれろ周波数ｆｘ−ｆｔの成分を前記周波数ｆｌ及び
ｆｇ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ｆｔ−ｆ！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
う手段を講する。

（実施例） 以下２図面に示した実施例に基づいて本発明の詳細な説
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。

同図に於いて前記第３図と同一のものＫＶｉ同一の記号
を付す。

注入トランスＯＴの一次巻線ＮＩＫ周波数がωｌ　　　
　　　　町 互いに異なるｆｌ（＝π）及びｆＦ（＝；）の２つの発
振器０８Ｃｓ　、　０８Ｃ雪を加えることによりミ路と
大地との間に６６３１鉋、ｔ＋ｅｏｓｉｎω２ｔの測定
用信号を印加する。従って接地線Ｌｍに帰還する漏洩電
流を変流器ＺＣ’ｌ’で検出しその出力を増幅器ＡＭＰ
で増幅し１周波数ｆ１の成分を検出するフィルタＦｔ及
び周波数ｆ！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１１は ｉ　、　＝　廿ｓｕ＋ω１ｔ＋ω、ＣｏｅｏｃＯ５ω１
ｔ・・・・・・・・・（１）となり、−万フィルタＦ！
の出力に得られる周波数ｆ２の漏洩電流成分１２は ｉ！＝ユｓｉｎω、を十ω２ＣＯｅＩ、ｃＯ５ω２ｔ・
−・・・・・・・（２）Ｏ となるから前記フィルタＦ１の出力を変調器Ｍ１の一万
の入力端に入力し、他の入力端には前記発振器Ｏ８Ｃ！
の出力ｅｓｉｏｌｌｄｌｔを９０度移相器ＰＳｔに印加
して得たｅＣＯ５ω２ｔを入力する。

又、前記フィルタＦ冨の出力は変調器Ｍ！の一万の入力
端に入力し、他の入力端には前記発振器０８Ｃ１出力ｅ
　５ｉｌｌ”　１　ｔを９０度移相器ＰＳｔに印加して
得た６　ｃｏｓω、ｔを入力する。

斯くして変調器Ｍ！の出力はｉ工×ｅＣＱＳω、ｔが又
変調器Ｍｌの出力はｉ　、　Ｘ　ｅｃｏｓω１ｔとなる
。

次に前記変調器Ｍ１及びＭ２出力を引算器５ＵＢ１に印
加すれば、該引算器ＳＵＢ　ｌの出力Ｓは Ｓ＝６　（ｉ　１ｃｏｓω、ｔ　−ｉ　、　ｃｏｓω１
ｔ　）−・・−・・−（３）となシ（３）式のｔｉｌｌ
！に前記（１）　、　（２）式の１８゜１２　を代入す
ると ””’　”””　＋　（＆）　Ｃａｗ。ｊ　＠　ＣＯ５
ＱＪ２　ｊ８＝ｅｅＯ（Ｒｏ　　　　　１０　　ｔ・・
・・・・・・・　（４） と表すことができろ。該引算器ＳＵＢ　ｌ出力を次段の
ローパスフィルタＬＦＫ印加し周波数ｆｘ−ｆ２成分を
除去すると該ローパスフィルタＬＦ出力ＳＯは Ｓ　１：：６　３１１１ω１　ｔ　＠ＣＯ５ω！　１　
　ｅ　　Ｓｌａω！ｔＩＩｃＩ３ｓω１１＝ｅｓｘｎ（
ω、−ω、）ｔ　　　　−・・・−・・・（６１となる
。即ち該引算器ＳＵＢ！出力ｈ　ｆ　１−ｆ　２の電圧
となシ該引算器出力と前記ローパスフィルタＬＦ出力と
を次段の同期検波器ＭＴＪＬＴＩＫ印加すれば該同期検
波器ＭＴＪＬＴｔ出力Ｃ）ｔＪＴ　１は０ＴＪＴ　ｔ　
＝Ｓ　ｏ　ｘ　Ｓ　ｔ　　　　−−−、、−、、、（７
）となろ。

又、前記発振器０８Ｃｓ出力と発振器０８Ｃｓ出力を９
０度移相した移相器ＰＳ！出力とを夫々変調器Ｍｍに印
加することにより該変調器Ｍｓ出力はｅ　５ｉｌｌω１
ｉｅｃｏｓω！ｔを得、−万前記発振器Ｏ８Ｃ！出力と
発振器０８Ｃｔ出力を９０度移相した移相器ＰＳ１出力
とを夫々変調器Ｍ４に印加することにより該変調器Ｍ４
出力はｅ　５ｉｌｌω、ｔ＠勾ω１ｔを得ることができ
る。従って、前記変調器Ｍ婁及びＭ４出力を引算器Ｓ［
ＪＢ　！に印加することにより該引算器５ＴＪＢ　意出
力Ｓ１は＝Ｌ−・・・・・・・・−（８） ＲＯ となるので絶縁抵抗を測定することができる。

ところで第３図に示した如き従来の方法で周波数ｆｌの
測定信号ｅ　Ｈｓｉｎωｉｔ　　を印加した場合フィル
タＦＩＬ出力に得られろ周波数ｆｉの漏洩電流ｉは ｅ・ ｉ＝二ｓｉａω１ｔ−４−ω１Ｃ６ｅ６ｃｏｓ　　−＝
　（９）Ｏ であるので第２項の対地静電容量Ｃｏによる漏洩電流（
無効分電流）は周波数ｆ、＝廿に比例していることがわ
かる。従って周波数ｆ、が高くなると共に電動電流は太
きくなシ正確な絶縁抵抗を測定することが困難であった
が９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ｆｘ、ｆｔＯ差に比例するため周波
数ｆｌ、ｆｚ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＝ｅｉｆ
ｉ＝２０Ｈｚとすれば本発明に於ける方法を用いた場合
にはｆ！＝３２０ＨｚＪｔ＝２８０Ｈｚ　としたことが
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町）Ｃ。

Ｒノ２であシ、−万（６）式に於ける有効分電流と無効
分電流との比はω１ＣｏＲｏであるので両比が等しくな
るのは（ω１→り／２＝ωｉであ夛１本発明の方法では
周波数ｆ１とｆ！との差ｆｘ−ｆｔ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アシ、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ＬＰの出力Ｓｏを整流
器ＤＥＴで整流した出力ＯＬｌ’ｌ’　ｚ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−ｆ！が小さい為フィルタＦ１
及びＦｚの選択特性を著しく狭帯域とした必要があり、
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Ｆｒ、Ｆｚは前述した様に周波数ｆ＋、ｆ＊が近接し
それに伴ないｆｔ−ｆｚ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万が望ましく。

この条件を満足するフィルタとしては発振器０８Ｃ１，
Ｏ８Ｃ！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Ｌｘ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ＺＣ’ｌ’を貫通せしめろ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。

伺１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ｆｏ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ｆｌ、ｆｔは商用周波数ｆｏ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するので測定用信号とし
て従来より高い周波数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が行なうことが
できる為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。

【図面の簡単な説明】

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、　　　　ｚｃ’１’
・・・・・・・・・変流器、　　　ＯＴ・・・・・−・
・・注入トランス。 ＡＭＰ・・・・・・・・・増幅器、　　　　ＦＩＬ、Ｆ
ｌ、Ｆ２゜ＬＦ・・・・・・・・・フィルタ、　　　　
ＭＵＬＴ、ＭＯＬＴ　１・・・・−・・・・同期検波器
、　　　　Ｍ！乃至Ｍ４・・・・・・・・・変調器、　
　　　Ｐｓｉ、ＰＳ！・・・・・・・・・９０度移相器
、　　　　０８Ｃ１，０８Ｃ２・山・・・・・発振器。 ５ＴＪＢ　１　、　ＳＵＢ鵞・−曲・・・引算器。 Ｌｒ、・・・・・・・・・接地線、　　　　Ｌｔ、Ｌｘ
・・・・・・・・・電路Ｒｏ・・・・・・・・・絶縁抵
抗、　　　　Ｃｏ・・・・・・・・・対地静電容量、　
　　Ｚ・・・・・・・・・負荷。 ＤＥＴ・・・・・・・・・整流器。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）周波数ｆ＿１及びｆ＿２（ｆ＿１＞ｆ＿２）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ｆ＿１及びｆ＿２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ｆ＿１の漏
   洩電流を前記周波数ｆ＿２の測定信号より９０度移相し
   た電圧で変調し第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ｆ＿２の漏洩電
   流を前記周波数ｆ＿１の測定用信号より９０度移相した
   電圧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の変調信号との差の信号に含まれる
   周波数ｆ＿１−ｆ＿２の成分を用いることによって電路
   の絶縁抵抗を測定することを特徴とした絶縁抵抗測定方
   法。
2. （２）前記差の信号に含まれる周波数ｆ＿１−ｆ＿２の
   成分を前記周波数ｆ＿１及びｆ＿２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ｆ
   ＿１−ｆ＿２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ことを特徴とした特許
   請求の範囲第１項記載の絶縁抵抗測定方法。