JPH0743403B2 - 絶縁抵抗測定方法 - Google Patents
絶縁抵抗測定方法Info
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- JPH0743403B2 JPH0743403B2 JP395590A JP395590A JPH0743403B2 JP H0743403 B2 JPH0743403 B2 JP H0743403B2 JP 395590 A JP395590 A JP 395590A JP 395590 A JP395590 A JP 395590A JP H0743403 B2 JPH0743403 B2 JP H0743403B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は活線状態で電路の絶縁抵抗を測定する方法、特
に大きな絶縁抵抗値を測定する場合無視できなくなる変
流器の過渡応答やろ波器で除去できない測定用低周波信
号周波数近傍の雑音周波数成分の影響を補償した絶縁抵
抗測定方法に関する。
に大きな絶縁抵抗値を測定する場合無視できなくなる変
流器の過渡応答やろ波器で除去できない測定用低周波信
号周波数近傍の雑音周波数成分の影響を補償した絶縁抵
抗測定方法に関する。
従来の絶縁抵抗測定方法を第２図（ａ）に示す。
測定用低周波信号発生部で発生させた信号を注入用変圧
器を介して接地線に注入し、この信号電圧により絶縁抵
抗Rg及び対地静電容量Cgを流れ接地線に帰還する電流を
変流器で検出し、ろ波器で測定用低周波信号の漏洩電流
成分のみを取り出した後、同期整流部で絶縁抵抗成分の
みを検出することで電路の絶縁抵抗を測定する方法が用
いられる。又、同期整流を行うための同期信号は注入用
変圧器を介して接地線に注入した測定用低周波信号電圧
と位相を合わす必要があり、測定用低周波信号の漏洩電
流は変流器及び、ろ波器により注入した測定用低周波信
号電圧と位相がずれるため、ずれた位相差分を補正する
位相補正部を設ける方法が一般的である。
器を介して接地線に注入し、この信号電圧により絶縁抵
抗Rg及び対地静電容量Cgを流れ接地線に帰還する電流を
変流器で検出し、ろ波器で測定用低周波信号の漏洩電流
成分のみを取り出した後、同期整流部で絶縁抵抗成分の
みを検出することで電路の絶縁抵抗を測定する方法が用
いられる。又、同期整流を行うための同期信号は注入用
変圧器を介して接地線に注入した測定用低周波信号電圧
と位相を合わす必要があり、測定用低周波信号の漏洩電
流は変流器及び、ろ波器により注入した測定用低周波信
号電圧と位相がずれるため、ずれた位相差分を補正する
位相補正部を設ける方法が一般的である。
従来の絶縁抵抗測定方法を用いた場合の測定可能絶縁抵
抗値は変流器に続く、ろ波器の入力換算雑音電圧と通過
帯域幅内に含まれる雑音電圧の大きさにより決まる。
抗値は変流器に続く、ろ波器の入力換算雑音電圧と通過
帯域幅内に含まれる雑音電圧の大きさにより決まる。
まず、入力換算雑音電圧について絶縁抵抗Rgを含む電
路、注入用変圧器及び変流器を等価回路で示す第２図
（ｂ）を用いて説明する。
路、注入用変圧器及び変流器を等価回路で示す第２図
（ｂ）を用いて説明する。
注入用変圧器により電路に注入する電圧は一般的に0.5V
程度であるため、絶縁抵抗Rgが100kΩ時の漏洩電流I1は
５μＡ（0.5V/100kΩ）となり変流器の２次巻線の巻数
は一般的に2000ターン位であるため変流器２次電流I2は
約2.5nA（５μA/2000ターン）となる。よって変流器終
端抵抗RLの両端の電圧はRL＝100Ωとして約250nV（＝10
0Ω×2.5nA）となる。終端抵抗RLを大きくするとRL両端
電圧を高くすることができるが、温度に対する変流器の
１次電流/2次電流位相特性が悪化するため一般的にはRL
は100Ω以下で使用される。
程度であるため、絶縁抵抗Rgが100kΩ時の漏洩電流I1は
５μＡ（0.5V/100kΩ）となり変流器の２次巻線の巻数
は一般的に2000ターン位であるため変流器２次電流I2は
約2.5nA（５μA/2000ターン）となる。よって変流器終
端抵抗RLの両端の電圧はRL＝100Ωとして約250nV（＝10
0Ω×2.5nA）となる。終端抵抗RLを大きくするとRL両端
電圧を高くすることができるが、温度に対する変流器の
１次電流/2次電流位相特性が悪化するため一般的にはRL
は100Ω以下で使用される。
又、市販されている超低雑音演算増幅器の入力換算雑音
は良いものでも３〜5nVあり信号成分に対し、1/100〜1/
50の雑音成分があることになる。高精度、高安定性、高
絶縁抵抗検出を行う場合、雑音成分は信号成分に対し1/
1000以下であることが必要となり、従来方法では絶縁抵
抗Rg＞100kΩの高精度、高安定な検出は不可能である。
次にろ波器の通過帯域幅内に含まれる雑音電圧について
説明する。
は良いものでも３〜5nVあり信号成分に対し、1/100〜1/
50の雑音成分があることになる。高精度、高安定性、高
絶縁抵抗検出を行う場合、雑音成分は信号成分に対し1/
1000以下であることが必要となり、従来方法では絶縁抵
抗Rg＞100kΩの高精度、高安定な検出は不可能である。
次にろ波器の通過帯域幅内に含まれる雑音電圧について
説明する。
一般に測定用低周波信号を通過させるため、ろ波器には
帯域通過ろ波器が用いられ、通過帯域は測定用低周波信
号周波数を中心として一定の周波数幅を設定する。この
ろ波器の通過帯域には前述入力換算雑音電圧に起因する
雑音成分が存在するため、ろ波器の出力の雑音成分を少
なくするためにはろ波器の通過帯域幅を狭くすれば良
い。
帯域通過ろ波器が用いられ、通過帯域は測定用低周波信
号周波数を中心として一定の周波数幅を設定する。この
ろ波器の通過帯域には前述入力換算雑音電圧に起因する
雑音成分が存在するため、ろ波器の出力の雑音成分を少
なくするためにはろ波器の通過帯域幅を狭くすれば良
い。
しかし、通過帯域幅を狭くすると、ろ波器の遮断周波数
が測定用低周波信号周波数と近くなるため測定用低周波
信号周波数の温度に対するろ波器の入力電圧／出力電圧
位相特性が悪化する。
が測定用低周波信号周波数と近くなるため測定用低周波
信号周波数の温度に対するろ波器の入力電圧／出力電圧
位相特性が悪化する。
このため通過帯域幅をむやみに狭くできず、ろ波器の出
力に入力換算雑音電圧に起因する雑音成分が発生し高絶
縁抵抗検出を行う際に、測定用低周波信号と雑音成分を
分離することが困難となる欠点があった。
力に入力換算雑音電圧に起因する雑音成分が発生し高絶
縁抵抗検出を行う際に、測定用低周波信号と雑音成分を
分離することが困難となる欠点があった。
第１図（ａ）を用いて問題を解決するための手段を説明
する。
する。
変流器により検出した電路の漏洩電流成分をろ波器を介
してアナログ／デジタル変換部（以下A/D変換部）に入
力する。
してアナログ／デジタル変換部（以下A/D変換部）に入
力する。
又、A/D変換部は制御部により制御し、測定用低周波信
号をトリガー信号としてアナログ入力を量子化したのち
波形記憶部に量子化した波形データを記憶する。
号をトリガー信号としてアナログ入力を量子化したのち
波形記憶部に量子化した波形データを記憶する。
この関係を第１図（ｂ）に示す。
制御部で測定用低周波信号の零電圧の点Ａをトリガー点
として時間T1間隔で時間T2の間A/D変換制御信号を発生
し、A/D変換部に加える。A/D変換部はアナログ入力信号
をA/D変換制御信号が加わるたびにデジタル値に変換し
波形記憶部に送出する。波形記憶部は、制御部より発生
するA/D変換制御信号毎にあらかじめ設定した記憶番地
設定信号により定められる番地内にA/D変換部出力のデ
ジタル値を収納する。すなわち時間T2間に（T2／T1＋
１）回アナログ／デジタル変換を行い、この回数分準備
された記憶個所に波形デジタル・データを記憶する。
又、回数は後の演算部で行う高速フーリェ変換の関係上
2n（ｎは自然数）回であることが好ましいが特に規定す
る必要はない。さらに、トリガー点を説明の関係上、零
電圧の点Ａとしたが変流器及びろ波器によるアナログ信
号の位相遅れを補正するためにトリガー点を位相遅れ分
移動させて零電圧点以外としてもかまわない。波形記憶
部に記憶した波形デジタル・データは演算部により高速
フーリェ変換を行う。高速フーリェ変換は一連のデータ
が実数である時間領域のデータを周波数領域のデータに
変換する一般的な手法である。すなわち波形デジタル・
データを高速フーリェ変換することにより特定周波数の
信号成分を実数部と虚数部に分けて演算結果を得ること
ができる。
として時間T1間隔で時間T2の間A/D変換制御信号を発生
し、A/D変換部に加える。A/D変換部はアナログ入力信号
をA/D変換制御信号が加わるたびにデジタル値に変換し
波形記憶部に送出する。波形記憶部は、制御部より発生
するA/D変換制御信号毎にあらかじめ設定した記憶番地
設定信号により定められる番地内にA/D変換部出力のデ
ジタル値を収納する。すなわち時間T2間に（T2／T1＋
１）回アナログ／デジタル変換を行い、この回数分準備
された記憶個所に波形デジタル・データを記憶する。
又、回数は後の演算部で行う高速フーリェ変換の関係上
2n（ｎは自然数）回であることが好ましいが特に規定す
る必要はない。さらに、トリガー点を説明の関係上、零
電圧の点Ａとしたが変流器及びろ波器によるアナログ信
号の位相遅れを補正するためにトリガー点を位相遅れ分
移動させて零電圧点以外としてもかまわない。波形記憶
部に記憶した波形デジタル・データは演算部により高速
フーリェ変換を行う。高速フーリェ変換は一連のデータ
が実数である時間領域のデータを周波数領域のデータに
変換する一般的な手法である。すなわち波形デジタル・
データを高速フーリェ変換することにより特定周波数の
信号成分を実数部と虚数部に分けて演算結果を得ること
ができる。
さらに、この特定周波数として低周波信号周波数を選別
し、演算結果中、実数部はトリガー信号として用いた測
定用低周波信号と同位相の成分となり、虚数部は同低周
波信号とπ/2位相が異なる成分となることより絶縁抵抗
Rgによる漏洩電流成分なのか、対地静電容量Cgによる漏
洩電流成分なのかを区別することができる。つまりトリ
ガー電圧点を零電圧とした場合、高速フーリエ変換後の
実数部は絶縁抵抗Rgによる漏洩電流成分となり、虚数部
は対地静電容量Cgによる漏洩電流成分となる。
し、演算結果中、実数部はトリガー信号として用いた測
定用低周波信号と同位相の成分となり、虚数部は同低周
波信号とπ/2位相が異なる成分となることより絶縁抵抗
Rgによる漏洩電流成分なのか、対地静電容量Cgによる漏
洩電流成分なのかを区別することができる。つまりトリ
ガー電圧点を零電圧とした場合、高速フーリエ変換後の
実数部は絶縁抵抗Rgによる漏洩電流成分となり、虚数部
は対地静電容量Cgによる漏洩電流成分となる。
但し変流器、ろ波器による位相遅れが無い場合に限る。
同位相遅れがある場合、ろ波器の後に位相遅れを補正す
る回路を設けるか、又はトリガー電圧点を変更すれば良
い。一般に高速フーリェ変換を行った場合の周波数分解
能はA/D変換制御信号T2時間及びA/D変換回数Ｎ（＝１＋
T2／T1）に依存し（2/（T2×Ｎ））で与えられる。高速
フーリェ変換は特定の周波数成分を検出する技術である
が別の実現をすると、特定の周波数成分のみを通す帯域
通過ろ波器であり、通過帯域幅は周波数分解能すなわち
A/D変換制御信号T2時間及びA/D変換回数Ｎによって定ま
る。
同位相遅れがある場合、ろ波器の後に位相遅れを補正す
る回路を設けるか、又はトリガー電圧点を変更すれば良
い。一般に高速フーリェ変換を行った場合の周波数分解
能はA/D変換制御信号T2時間及びA/D変換回数Ｎ（＝１＋
T2／T1）に依存し（2/（T2×Ｎ））で与えられる。高速
フーリェ変換は特定の周波数成分を検出する技術である
が別の実現をすると、特定の周波数成分のみを通す帯域
通過ろ波器であり、通過帯域幅は周波数分解能すなわち
A/D変換制御信号T2時間及びA/D変換回数Ｎによって定ま
る。
以上のように高速フーリェ変換を用いたろ波技術はデジ
タル・フィルタであり温度、温度等の環境変化に依存す
ることなく高精度、高安定に通過帯域幅の狭いろ波器を
容易に実現できる。さらに温度変化に対する位相特性が
無視でき、A/D変換部前段のアナログろ波器をより簡素
化し環境変化による安定性の高い装置とすることができ
る。
タル・フィルタであり温度、温度等の環境変化に依存す
ることなく高精度、高安定に通過帯域幅の狭いろ波器を
容易に実現できる。さらに温度変化に対する位相特性が
無視でき、A/D変換部前段のアナログろ波器をより簡素
化し環境変化による安定性の高い装置とすることができ
る。
第１図（ａ）で注入用変圧器を通じて接地線に印加した
測定用低周波信号により絶縁抵抗Rg及び対地静電容量Cg
を通る漏洩電流が発生する。この漏洩電流を変流器で検
出し、ろ波器を通じてA/D変換部に入力する。
測定用低周波信号により絶縁抵抗Rg及び対地静電容量Cg
を通る漏洩電流が発生する。この漏洩電流を変流器で検
出し、ろ波器を通じてA/D変換部に入力する。
又、制御部は低周波信号をトリガーとして前述のとおり
A/D変換部にA/D変換制御信号を送出する。波形記憶部は
A/D変換したデジタル・データを所定の番地に記憶す
る。この番地は制御部により決定する。一連のA/D変換
が終了し、波形記憶部にデジタル・データの記憶が終了
した時点で、制御部より演算部に向けて演算実施信号を
送出し、演算部は波形記憶部のデジタル・データを高速
フーリェ変換する。さらに高速フーリェ変換の結果中、
測定用低周波信号周波数と同じ周波数成分の中より実数
部のみを抽出し出力する。この出力は電路の絶縁抵抗Rg
の値に反比例する。又、より高精度とするためにこの出
力回数の平均値を演算する等の数値処理を行うことは容
易に実施できる。
A/D変換部にA/D変換制御信号を送出する。波形記憶部は
A/D変換したデジタル・データを所定の番地に記憶す
る。この番地は制御部により決定する。一連のA/D変換
が終了し、波形記憶部にデジタル・データの記憶が終了
した時点で、制御部より演算部に向けて演算実施信号を
送出し、演算部は波形記憶部のデジタル・データを高速
フーリェ変換する。さらに高速フーリェ変換の結果中、
測定用低周波信号周波数と同じ周波数成分の中より実数
部のみを抽出し出力する。この出力は電路の絶縁抵抗Rg
の値に反比例する。又、より高精度とするためにこの出
力回数の平均値を演算する等の数値処理を行うことは容
易に実施できる。
〔発明の効果〕 従来の同期整流による手法に比べ、A/D変換後デジ
タル演算を行う本発明により調整個所が大幅に削減され
組立作業性の向上が計れる。
タル演算を行う本発明により調整個所が大幅に削減され
組立作業性の向上が計れる。
高速フーリェ変換の手法を用いることにより、ろ波
器で除去不可能であった測定用信号周波数近傍の雑音成
分を分離除去可能となる。
器で除去不可能であった測定用信号周波数近傍の雑音成
分を分離除去可能となる。
高速フーリェ変換とデジタル処理を用いることによ
り、環境変化による位相特性変化を受けずに高絶縁抵抗
の高安定、高精度測定が可能となる。
り、環境変化による位相特性変化を受けずに高絶縁抵抗
の高安定、高精度測定が可能となる。
第１図（ａ）は本発明の概念及び実施例を示す図、 第１図（ｂ）は概念を説明するためのタイミングを示す
図、 第２図（ａ）は従来方法による絶縁抵抗測定装置の１例
を示したブロック図、 第２図（ｂ）は、従来の測定方法の問題点を説明するた
めの等価回路図。
図、 第２図（ａ）は従来方法による絶縁抵抗測定装置の１例
を示したブロック図、 第２図（ｂ）は、従来の測定方法の問題点を説明するた
めの等価回路図。
Claims (1)
- 【請求項１】変圧器の接地線に注入用変圧器を介して電
路に商用周波数と異なる測定用低周波信号電圧を加える
と共に、該測定用低周波信号の漏洩電流成分を検出し、
同時に検出した不要電流成分をろ波器により除去した
後、該測定用低周波信号より波形整形して得た同期信号
をトリガーとして一定周期、一定時間間隔でろ波器の出
力をデジタル値に変換し波形データ記憶部に記憶し、こ
の波形データを用いて演算部で高速フーリェ変換を行う
ことにより、測定信号周波数成分のうち絶縁抵抗成分を
分離検出したことを特徴とする絶縁抵抗測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP395590A JPH0743403B2 (ja) | 1990-01-10 | 1990-01-10 | 絶縁抵抗測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP395590A JPH0743403B2 (ja) | 1990-01-10 | 1990-01-10 | 絶縁抵抗測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03209177A JPH03209177A (ja) | 1991-09-12 |
| JPH0743403B2 true JPH0743403B2 (ja) | 1995-05-15 |
Family
ID=11571528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP395590A Expired - Fee Related JPH0743403B2 (ja) | 1990-01-10 | 1990-01-10 | 絶縁抵抗測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0743403B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007333604A (ja) * | 2006-06-16 | 2007-12-27 | Hikari Shoko Kk | 絶縁状態監視装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009198188A (ja) * | 2008-02-19 | 2009-09-03 | Kyoritsu Electrical Instruments Works Ltd | 接地抵抗計 |
| JP2010190645A (ja) * | 2009-02-17 | 2010-09-02 | Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd | 漏れ電流検出方法、漏れ電流検出装置及び系統監視装置 |
-
1990
- 1990-01-10 JP JP395590A patent/JPH0743403B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007333604A (ja) * | 2006-06-16 | 2007-12-27 | Hikari Shoko Kk | 絶縁状態監視装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03209177A (ja) | 1991-09-12 |
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Legal Events
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