JP2001264371A - 活線絶縁測定装置 - Google Patents
活線絶縁測定装置Info
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- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 商用周波数に依存しない測定が可能であり、
ノイズ等の侵入により出力信号が変動する影響が少な
く、位相弁別機能が有効に働くための位相シフトの補正
が正しく行われる活線絶縁測定装置を提供する。 【解決手段】 スイッチングフィルタ６は、スイッチン
グ信号１０５に基づいて、信号を期間１／ｆｏだけ通過
させる。位相補正回路５は、基準無効信号１０２に基づ
いて位相シフトを補正する。また、区間平均化回路８及
び出力ホールド回路９は、出力信号１０９が影響を受け
易い期間に入力側と出力側との信号経路を遮断して、ホ
ールドしている値を出力側に送る。
ノイズ等の侵入により出力信号が変動する影響が少な
く、位相弁別機能が有効に働くための位相シフトの補正
が正しく行われる活線絶縁測定装置を提供する。 【解決手段】 スイッチングフィルタ６は、スイッチン
グ信号１０５に基づいて、信号を期間１／ｆｏだけ通過
させる。位相補正回路５は、基準無効信号１０２に基づ
いて位相シフトを補正する。また、区間平均化回路８及
び出力ホールド回路９は、出力信号１０９が影響を受け
易い期間に入力側と出力側との信号経路を遮断して、ホ
ールドしている値を出力側に送る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、活線絶縁測定装置
に関し、より詳細には、商用周波数の電路に商用周波数
より低い周波数の低周波信号を供給することにより、低
周波信号を検出し、電路をその活線状態で絶縁測定する
活線絶縁測定装置に関するものである。
に関し、より詳細には、商用周波数の電路に商用周波数
より低い周波数の低周波信号を供給することにより、低
周波信号を検出し、電路をその活線状態で絶縁測定する
活線絶縁測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電路の劣化診断は、電路における事故を
未然に防止するために重要な作業であり、一般に電路の
絶縁抵抗を測定することによってなされる。絶縁抵抗の
測定は、近年のＯＡ化や高度情報化等の影響により、電
路を停電状態にすることが困難なため、通電状態で行わ
れ、この測定に活線劣化診断装置が使用される。
未然に防止するために重要な作業であり、一般に電路の
絶縁抵抗を測定することによってなされる。絶縁抵抗の
測定は、近年のＯＡ化や高度情報化等の影響により、電
路を停電状態にすることが困難なため、通電状態で行わ
れ、この測定に活線劣化診断装置が使用される。
【０００３】図１１は、特公平４−７３５５３号公報に
記載の絶縁抵抗測定装置のブロック図である。絶縁抵抗
測定装置は、電路８２に電源を供給する変圧器８１の接
地線２５上に、注入トランス８５から注入周波数ｆｇの
注入電圧１１０を重畳する。
記載の絶縁抵抗測定装置のブロック図である。絶縁抵抗
測定装置は、電路８２に電源を供給する変圧器８１の接
地線２５上に、注入トランス８５から注入周波数ｆｇの
注入電圧１１０を重畳する。
【０００４】注入電圧１１０は、接地線２５を経由して
電路８２に印加され、これによって電路８２の対地抵抗
Ｒｇ及び対地キャパシタＣｇを経由して注入電流Ｉｇが
流れる。注入電流Ｉｇは、変流器８３で検出され、商用
周波数ｆｏに対する減衰量が大きなフィルタ８４を通過
する。通過した信号電流は、位相制御回路８６からの同
期信号１０６に基づいて同期整流し平均化されることに
より、対地抵抗Ｒｇを流れる有効分電流Ｉｇｒが検出さ
れる。有効分電流Ｉｇｒは、同期整流回路の出力から出
力信号１０９として外部に出力される。
電路８２に印加され、これによって電路８２の対地抵抗
Ｒｇ及び対地キャパシタＣｇを経由して注入電流Ｉｇが
流れる。注入電流Ｉｇは、変流器８３で検出され、商用
周波数ｆｏに対する減衰量が大きなフィルタ８４を通過
する。通過した信号電流は、位相制御回路８６からの同
期信号１０６に基づいて同期整流し平均化されることに
より、対地抵抗Ｒｇを流れる有効分電流Ｉｇｒが検出さ
れる。有効分電流Ｉｇｒは、同期整流回路の出力から出
力信号１０９として外部に出力される。
【０００５】一般に注入電流Ｉｇは、フィルタ８４を通
過するとその位相がシフトする。このため、同期整流及
び平均化において、注入電流Ｉｇから有効分電流Ｉｇｒ
のみを取り出す位相弁別機能が正しく働かない。位相制
御回路８６は、注入電流Ｉｇに９０度成分の電流を重畳
し、電流を重畳する前後の出力信号１０９の変化が零に
なるように制御して、この位相シフトを補正するために
設けられる。
過するとその位相がシフトする。このため、同期整流及
び平均化において、注入電流Ｉｇから有効分電流Ｉｇｒ
のみを取り出す位相弁別機能が正しく働かない。位相制
御回路８６は、注入電流Ｉｇに９０度成分の電流を重畳
し、電流を重畳する前後の出力信号１０９の変化が零に
なるように制御して、この位相シフトを補正するために
設けられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記公報に記載の技術
では、注入電流Ｉｇを測定中に位相シフトの補正が行わ
れるので、ノイズ等の侵入による影響を受け易く、この
ため出力信号１０９が変動するという問題がある。
では、注入電流Ｉｇを測定中に位相シフトの補正が行わ
れるので、ノイズ等の侵入による影響を受け易く、この
ため出力信号１０９が変動するという問題がある。
【０００７】図１２は、位相弁別における同期信号１０
６と出力信号１０９との関係を示す信号波形である。同
期信号１０６は、周波数が注入周波数ｆｇと等しい１
２．５Ｈｚである。出力信号１０９の商用信号成分は、
フィルタ８４を漏洩した商用周波数ｆｏの信号成分であ
る。商用周波数ｆｏが５０Ｈｚの場合には、ｆｏ＝ｆｇ
×４の関係があり、同期整流した後に正側と負側とを平
均化すると、出力信号１０９の商用信号成分が零にな
る。しかし、商用周波数ｆｏが６０Ｈｚの場合には、ｆ
ｏ＝ｆｇ×４．８であるから、同様に処理しても出力信
号１０９の商用信号成分が零にならず、信号が発生す
る。
６と出力信号１０９との関係を示す信号波形である。同
期信号１０６は、周波数が注入周波数ｆｇと等しい１
２．５Ｈｚである。出力信号１０９の商用信号成分は、
フィルタ８４を漏洩した商用周波数ｆｏの信号成分であ
る。商用周波数ｆｏが５０Ｈｚの場合には、ｆｏ＝ｆｇ
×４の関係があり、同期整流した後に正側と負側とを平
均化すると、出力信号１０９の商用信号成分が零にな
る。しかし、商用周波数ｆｏが６０Ｈｚの場合には、ｆ
ｏ＝ｆｇ×４．８であるから、同様に処理しても出力信
号１０９の商用信号成分が零にならず、信号が発生す
る。
【０００８】つまり、従来の活線絶縁測定装置では、注
入周波数ｆｇを偶数倍した値と商用周波数ｆｏとが等し
くなる注入周波数ｆｇが選択できない場合は、商用周波
数ｆｏで極めて大きな減衰量を有するアナログフィルタ
が必要となり、フィルタの構成を簡単にすることが望ま
れる。また、商用周波のノイズが印加されている場合、
その影響をフィルタ等で除去したとしても、そのノイズ
量が急激に変動した場合、フィルタの過渡応答等で同期
整流した出力に不要なトランジェント出力が現れ、これ
を除去する必要がある。
入周波数ｆｇを偶数倍した値と商用周波数ｆｏとが等し
くなる注入周波数ｆｇが選択できない場合は、商用周波
数ｆｏで極めて大きな減衰量を有するアナログフィルタ
が必要となり、フィルタの構成を簡単にすることが望ま
れる。また、商用周波のノイズが印加されている場合、
その影響をフィルタ等で除去したとしても、そのノイズ
量が急激に変動した場合、フィルタの過渡応答等で同期
整流した出力に不要なトランジェント出力が現れ、これ
を除去する必要がある。
【０００９】本発明は、上記したような従来の技術が有
する問題点を解決するためになされたものであり、商用
周波数に依存しない測定が可能であり、ノイズ等の侵入
による出力信号の変動が少なく、位相弁別機能が有効に
働くための位相シフトの補正が正しく行われる活線絶縁
測定装置を提供することを目的とする。
する問題点を解決するためになされたものであり、商用
周波数に依存しない測定が可能であり、ノイズ等の侵入
による出力信号の変動が少なく、位相弁別機能が有効に
働くための位相シフトの補正が正しく行われる活線絶縁
測定装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の活線絶縁測定装置は、商用周波数ｆOの電
路に該商用周波数より低い周波数を有する注入電圧を電
路に印加し、該電路に流れる注入周波数成分の検出電流
をアナログフィルタを通過させ前記注入電圧と同相分の
電流を抽出して、電路の対地絶縁抵抗を測定する活線絶
縁測定装置において、１／ｆO又はその整数倍の周期を
有しパルス幅の中心が注入電圧の正又は負の半周期毎の
中心に一致するスイッチングパルスを生成するパルス発
生器と、前記スイッチングパルスに同期してスイッチン
グを行って検出電流信号を通過させるスイッチングフィ
ルタと、前記スイッチングフィルタの出力を、前記注入
電圧に同期して同期整流する同期整流器と、前記同期整
流器の出力を平均化する平均化回路とを備えることを特
徴とする。
め、本発明の活線絶縁測定装置は、商用周波数ｆOの電
路に該商用周波数より低い周波数を有する注入電圧を電
路に印加し、該電路に流れる注入周波数成分の検出電流
をアナログフィルタを通過させ前記注入電圧と同相分の
電流を抽出して、電路の対地絶縁抵抗を測定する活線絶
縁測定装置において、１／ｆO又はその整数倍の周期を
有しパルス幅の中心が注入電圧の正又は負の半周期毎の
中心に一致するスイッチングパルスを生成するパルス発
生器と、前記スイッチングパルスに同期してスイッチン
グを行って検出電流信号を通過させるスイッチングフィ
ルタと、前記スイッチングフィルタの出力を、前記注入
電圧に同期して同期整流する同期整流器と、前記同期整
流器の出力を平均化する平均化回路とを備えることを特
徴とする。
【００１１】本発明の活線絶縁測定装置は、スイッチン
グフィルタが時間１／ｆｏだけ検出電流信号を通過させ
るので、この信号を同期整流器が同期整流し平均化すれ
ば検出電流信号に含まれる商用周波数成分が零になる。
この場合、任意の注入周波数を選択しても、検出電流信
号に含まれる商用周波数成分を零にできるので、商用周
波数のノイズに依存しない測定が可能になる。
グフィルタが時間１／ｆｏだけ検出電流信号を通過させ
るので、この信号を同期整流器が同期整流し平均化すれ
ば検出電流信号に含まれる商用周波数成分が零になる。
この場合、任意の注入周波数を選択しても、検出電流信
号に含まれる商用周波数成分を零にできるので、商用周
波数のノイズに依存しない測定が可能になる。
【００１２】本発明の活線絶縁測定装置では、前記平均
化回路の出力があらかじめ設定した一定時間ことに所定
以上の変化を示すときに、その所定以上の変化を無効に
して変化する前の値をホールドして出力する出力ホール
ド回路を更に備えることが好ましい。この場合、出力ホ
ールド回路は、出力信号が影響を受け易い期間に入力側
と出力側との経路を遮断して、ホールドしている値を出
力側に送るので、ノイズ等の侵入や信号の過渡応答によ
る出力信号の変動を抑えることができる。
化回路の出力があらかじめ設定した一定時間ことに所定
以上の変化を示すときに、その所定以上の変化を無効に
して変化する前の値をホールドして出力する出力ホール
ド回路を更に備えることが好ましい。この場合、出力ホ
ールド回路は、出力信号が影響を受け易い期間に入力側
と出力側との経路を遮断して、ホールドしている値を出
力側に送るので、ノイズ等の侵入や信号の過渡応答によ
る出力信号の変動を抑えることができる。
【００１３】スイッチングフィルタの前段に、前記検出
電流信号から商用周波数の信号を阻止するフィルタを用
いる場合、正しい位相弁別を行うためには、フィルタの
位相シフトを補正する必要がある。この方法として、内
部に位相補正用基準信号を設けて、位相補正時は検出信
号をこの基準信号に切り換えて位相補正動作を行って補
正値をホールドして測定を行うようにし、また、この切
換え時のトランジェント動作を阻止すると共に、一連の
補正動作が安定するまで出力ホールド回路を作動させる
ようにして、安定な位相補正を行うようにした。
電流信号から商用周波数の信号を阻止するフィルタを用
いる場合、正しい位相弁別を行うためには、フィルタの
位相シフトを補正する必要がある。この方法として、内
部に位相補正用基準信号を設けて、位相補正時は検出信
号をこの基準信号に切り換えて位相補正動作を行って補
正値をホールドして測定を行うようにし、また、この切
換え時のトランジェント動作を阻止すると共に、一連の
補正動作が安定するまで出力ホールド回路を作動させる
ようにして、安定な位相補正を行うようにした。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態例に基づ
いて、本発明の活線絶縁測定装置について図面を参照し
て説明する。図１は、本発明の一実施形態例の活線絶縁
測定装置のブロック図である。本活線絶縁測定装置は、
変流器１、アンプ２、選択回路３、アナログフィルタ
４、位相補正回路５、スイッチングフィルタ６、同期整
流回路７、区間平均化回路８、出力ホールド回路９、注
入電圧発生部１０、注入トランス１１、及び、基準無効
信号発生回路１６で構成される。
いて、本発明の活線絶縁測定装置について図面を参照し
て説明する。図１は、本発明の一実施形態例の活線絶縁
測定装置のブロック図である。本活線絶縁測定装置は、
変流器１、アンプ２、選択回路３、アナログフィルタ
４、位相補正回路５、スイッチングフィルタ６、同期整
流回路７、区間平均化回路８、出力ホールド回路９、注
入電圧発生部１０、注入トランス１１、及び、基準無効
信号発生回路１６で構成される。
【００１５】被試験側の回路は、測定対象となる電路、
及び、電路に電力を供給する変圧器で構成される。変圧
器は、１次側が電源に接続され、２次側が電路に接続さ
れ、２次側の一端の中性点が接地線２５を経由してアー
スに接続される。電路は、対地静電容量Ｃｇと絶縁抵抗
を示す対地抵抗Ｒｇとを有する。
及び、電路に電力を供給する変圧器で構成される。変圧
器は、１次側が電源に接続され、２次側が電路に接続さ
れ、２次側の一端の中性点が接地線２５を経由してアー
スに接続される。電路は、対地静電容量Ｃｇと絶縁抵抗
を示す対地抵抗Ｒｇとを有する。
【００１６】図２は、図１の注入電圧発生部１０の具体
例を示すブロック図である。注入電圧発生部１０は、基
準発振器１２、制御信号発生回路１３、正弦波変換回路
１４、アンプ１５、及び、スイッチング信号発生回路１
７（パルス発生器）で構成される。
例を示すブロック図である。注入電圧発生部１０は、基
準発振器１２、制御信号発生回路１３、正弦波変換回路
１４、アンプ１５、及び、スイッチング信号発生回路１
７（パルス発生器）で構成される。
【００１７】基準発振器１２は、高精度の基準クロック
を水晶発振回路で発振し、制御信号発生回路１３に入力
する。制御信号発生回路１３は、基準クロックに基づい
て動作し、注入周波数ｆｇのパルスである同期信号１０
６を正弦波変換回路１４と同期整流回路７とに入力し、
選択信号１０３を選択回路３と出力ホールド回路９とに
入力し、導通信号１０４を位相補正回路５に入力し、サ
ンプルパルス１１３を区間平均化回路８に入力する。正
弦波変換回路１４は、同期信号１０６に基づいて注入周
波数ｆｇの正弦波を発生し、注入電圧１１０を注入トラ
ンス１１に入力する。注入電圧１１０は、スイッチング
信号発生回路１７にも与えられる。
を水晶発振回路で発振し、制御信号発生回路１３に入力
する。制御信号発生回路１３は、基準クロックに基づい
て動作し、注入周波数ｆｇのパルスである同期信号１０
６を正弦波変換回路１４と同期整流回路７とに入力し、
選択信号１０３を選択回路３と出力ホールド回路９とに
入力し、導通信号１０４を位相補正回路５に入力し、サ
ンプルパルス１１３を区間平均化回路８に入力する。正
弦波変換回路１４は、同期信号１０６に基づいて注入周
波数ｆｇの正弦波を発生し、注入電圧１１０を注入トラ
ンス１１に入力する。注入電圧１１０は、スイッチング
信号発生回路１７にも与えられる。
【００１８】基準無効信号発生回路１６は、微分回路と
して構成され、注入トランス１１から入力した注入信号
１１１に基づいて、検出信号１０１に含まれる無効分電
流Ｉｇｃの信号成分と同相の基準無効信号１０２を選択
回路３に入力する。スイッチング信号発生回路１７は、
注入電圧１１０を入力して、スイッチング信号１０５を
スイッチングフィルタ６に入力する。
して構成され、注入トランス１１から入力した注入信号
１１１に基づいて、検出信号１０１に含まれる無効分電
流Ｉｇｃの信号成分と同相の基準無効信号１０２を選択
回路３に入力する。スイッチング信号発生回路１７は、
注入電圧１１０を入力して、スイッチング信号１０５を
スイッチングフィルタ６に入力する。
【００１９】図３は、スイッチング信号発生回路１７の
動作を示す図である。スイッチング信号発生回路１７
は、注入電圧１１０の振幅レベルの絶対値を第１基準電
圧Ｖｒ１と比較する。注入電圧１１０は、同期信号１０
６と同じ注入周波数ｆｇを有する正弦波である。スイッ
チング信号発生回路１７は、比較結果に基づいたスイッ
チング信号１０５をスイッチングフィルタ６に入力す
る。スイッチング信号発生回路１７は、スイッチング信
号１０５のＨレベルの期間が１／ｆｏになるように、第
１基準電圧Ｖｒ１の値を設定する。
動作を示す図である。スイッチング信号発生回路１７
は、注入電圧１１０の振幅レベルの絶対値を第１基準電
圧Ｖｒ１と比較する。注入電圧１１０は、同期信号１０
６と同じ注入周波数ｆｇを有する正弦波である。スイッ
チング信号発生回路１７は、比較結果に基づいたスイッ
チング信号１０５をスイッチングフィルタ６に入力す
る。スイッチング信号発生回路１７は、スイッチング信
号１０５のＨレベルの期間が１／ｆｏになるように、第
１基準電圧Ｖｒ１の値を設定する。
【００２０】変流器１は、接地線２５から注入電流Ｉｇ
を所定の比率で検出し、アンプ２に入力する。アンプ２
は、これを検出信号１０１として選択回路３に入力す
る。選択回路３は、選択信号１０３がＨレベルの際に、
基準無効信号１０２を選択し、選択信号１０３がＬレベ
ルの際に、検出信号１０１を選択して、アナログフィル
タ４に入力する。
を所定の比率で検出し、アンプ２に入力する。アンプ２
は、これを検出信号１０１として選択回路３に入力す
る。選択回路３は、選択信号１０３がＨレベルの際に、
基準無効信号１０２を選択し、選択信号１０３がＬレベ
ルの際に、検出信号１０１を選択して、アナログフィル
タ４に入力する。
【００２１】図４は、アナログフィルタ４に対する信号
の通過特性を示す図である。アナログフィルタ４は、検
出信号１０１に含まれる商用周波数ｆｏのノイズ成分を
減衰し、注入周波数成分のみを位相補正回路５に入力す
る。位相補正回路５は、導通信号１０４及び整流信号１
０７に基づいて位相シフト量を補正し、スイッチングフ
ィルタ６に入力する。
の通過特性を示す図である。アナログフィルタ４は、検
出信号１０１に含まれる商用周波数ｆｏのノイズ成分を
減衰し、注入周波数成分のみを位相補正回路５に入力す
る。位相補正回路５は、導通信号１０４及び整流信号１
０７に基づいて位相シフト量を補正し、スイッチングフ
ィルタ６に入力する。
【００２２】図５は、図１の位相補正回路５の具体例で
ある。位相補正回路５は、位相シフト回路１９、スイッ
チＳＷ１、及び、積分回路１８で構成される。スイッチ
ＳＷ１は、導通信号１０４がＨレベルの際に、積分回路
１８に出力する整流信号１０７の信号経路を導通し、導
通信号１０４がＬレベルの際に、整流信号１０７の信号
経路を遮断する。積分回路１８は、整流信号１０７の信
号経路が導通すると、整流信号１０７を新たに積分し位
相シフト量としてホールドし、ホールドした位相シフト
量を位相シフト回路１９に入力する。位相シフト回路１
９は、積分回路１８からの位相シフト量に基づいて、位
相シフトを補正して、スイッチングフィルタ６に入力す
る。
ある。位相補正回路５は、位相シフト回路１９、スイッ
チＳＷ１、及び、積分回路１８で構成される。スイッチ
ＳＷ１は、導通信号１０４がＨレベルの際に、積分回路
１８に出力する整流信号１０７の信号経路を導通し、導
通信号１０４がＬレベルの際に、整流信号１０７の信号
経路を遮断する。積分回路１８は、整流信号１０７の信
号経路が導通すると、整流信号１０７を新たに積分し位
相シフト量としてホールドし、ホールドした位相シフト
量を位相シフト回路１９に入力する。位相シフト回路１
９は、積分回路１８からの位相シフト量に基づいて、位
相シフトを補正して、スイッチングフィルタ６に入力す
る。
【００２３】スイッチングフィルタ６は、スイッチング
信号１０５がＨレベルの期間のみに、位相補正回路５か
らの信号を通過させて、同期整流回路７に入力する。同
期信号１０６のレベルに応じて信号を整流する整流方向
を切り換えて、整流信号１０７として位相補正回路５及
び区間平均化回路８に入力する。
信号１０５がＨレベルの期間のみに、位相補正回路５か
らの信号を通過させて、同期整流回路７に入力する。同
期信号１０６のレベルに応じて信号を整流する整流方向
を切り換えて、整流信号１０７として位相補正回路５及
び区間平均化回路８に入力する。
【００２４】図６は、図１の区間平均化回路８及び出力
ホールド回路９の具体例である。区間平均化回路８は、
オペアンプＯＰ１、ＯＰ２、抵抗Ｒ１、Ｒ２、キャパシ
タＣ１、Ｃ２、及び、スイッチＳＷ２で構成される。オ
ペアンプＯＰ１は、反転入力が抵抗Ｒ１を介して同期整
流回路７の出力と抵抗Ｒ２を介してオペアンプＯＰ２の
非反転入力とキャパシタＣ１を介して出力とに接続さ
れ、非反転入力がグランドに接続され、出力がスイッチ
ＳＷ２の入力に接続される。オペアンプＯＰ２は、反転
入力がスイッチＳＷ２の出力とキャパシタＣ２を介して
グランドとに接続され、出力が出力ホールド回路９の入
力に接続される。スイッチＳＷ２の制御入力は、注入電
圧発生部１０からサンプルパルス１１３を受け取る。サ
ンプルパルス１１３は、同期信号１０６に同期した微分
パルスとして与えられる。
ホールド回路９の具体例である。区間平均化回路８は、
オペアンプＯＰ１、ＯＰ２、抵抗Ｒ１、Ｒ２、キャパシ
タＣ１、Ｃ２、及び、スイッチＳＷ２で構成される。オ
ペアンプＯＰ１は、反転入力が抵抗Ｒ１を介して同期整
流回路７の出力と抵抗Ｒ２を介してオペアンプＯＰ２の
非反転入力とキャパシタＣ１を介して出力とに接続さ
れ、非反転入力がグランドに接続され、出力がスイッチ
ＳＷ２の入力に接続される。オペアンプＯＰ２は、反転
入力がスイッチＳＷ２の出力とキャパシタＣ２を介して
グランドとに接続され、出力が出力ホールド回路９の入
力に接続される。スイッチＳＷ２の制御入力は、注入電
圧発生部１０からサンプルパルス１１３を受け取る。サ
ンプルパルス１１３は、同期信号１０６に同期した微分
パルスとして与えられる。
【００２５】出力ホールド回路９は、１次遅れ回路２
０、差動アンプ２１、遮断信号発生回路２２、２入力Ｏ
Ｒゲート２３、オペアンプＯＰ３、抵抗Ｒ３、キャパシ
タＣ３、及び、スイッチＳＷ３で構成される。スイッチ
ＳＷ３は、入力が区間平均化回路８の出力と差動アンプ
２１の第１入力と１次遅れ回路２０の入力とに接続さ
れ、出力が抵抗Ｒ３を介してオペアンプＯＰ３の非反転
入力に接続され、制御入力がＯＲゲート２３の出力に接
続される。オペアンプＯＰ３の非反転入力はキャパシタ
Ｃ３を介してグランドに接続され、オペアンプＯＰ３の
出力は反転入力に接続される。１次遅れ回路２０の出力
は、差動アンプ２１の第２入力に接続され、差動アンプ
２１の出力は、遮断信号発生回路２２の入力に接続され
る。ＯＲゲート２３は、第１入力が遮断信号発生回路２
２の出力に接続され、第２入力が注入電圧発生部１０か
ら選択信号１０３を受け取る。
０、差動アンプ２１、遮断信号発生回路２２、２入力Ｏ
Ｒゲート２３、オペアンプＯＰ３、抵抗Ｒ３、キャパシ
タＣ３、及び、スイッチＳＷ３で構成される。スイッチ
ＳＷ３は、入力が区間平均化回路８の出力と差動アンプ
２１の第１入力と１次遅れ回路２０の入力とに接続さ
れ、出力が抵抗Ｒ３を介してオペアンプＯＰ３の非反転
入力に接続され、制御入力がＯＲゲート２３の出力に接
続される。オペアンプＯＰ３の非反転入力はキャパシタ
Ｃ３を介してグランドに接続され、オペアンプＯＰ３の
出力は反転入力に接続される。１次遅れ回路２０の出力
は、差動アンプ２１の第２入力に接続され、差動アンプ
２１の出力は、遮断信号発生回路２２の入力に接続され
る。ＯＲゲート２３は、第１入力が遮断信号発生回路２
２の出力に接続され、第２入力が注入電圧発生部１０か
ら選択信号１０３を受け取る。
【００２６】オペアンプＯＰ１は、入力する整流信号１
０７を積分動作により平均化する。整流信号１０７に
は、３つの信号成分があり、平均化されると、無効分電
流Ｉｇｃに対応する信号成分、及び、商用周波数ｆｏの
ノイズ成分が双方とも相殺されて零になり、有効分電流
Ｉｇｒに対応する信号成分のみが残る。
０７を積分動作により平均化する。整流信号１０７に
は、３つの信号成分があり、平均化されると、無効分電
流Ｉｇｃに対応する信号成分、及び、商用周波数ｆｏの
ノイズ成分が双方とも相殺されて零になり、有効分電流
Ｉｇｒに対応する信号成分のみが残る。
【００２７】スイッチＳＷ２は、サンプルパルス１１３
を入力して、Ｈレベルの際に、信号経路を導通し、平均
化された整流信号１０７の電圧でキャパシタＣ２を充電
させ、Ｌレベルの際に、信号経路を遮断する。オペアン
プＯＰ２は、キャパシタＣ２の端子電圧を平均化信号１
０８として、出力ホールド回路９に与える。
を入力して、Ｈレベルの際に、信号経路を導通し、平均
化された整流信号１０７の電圧でキャパシタＣ２を充電
させ、Ｌレベルの際に、信号経路を遮断する。オペアン
プＯＰ２は、キャパシタＣ２の端子電圧を平均化信号１
０８として、出力ホールド回路９に与える。
【００２８】スイッチＳＷ３は、ＯＲゲート２３の出力
がＬレベルの際に、平均化信号１０８の電圧でキャパシ
タＣ３を充電させ、ＯＲゲート２３の出力がＨレベルの
際に、平均化信号１０８が伝達する信号経路を遮断す
る。オペアンプＯＰ３は、ボルテージホロワ動作によ
り、キャパシタＣ３の電圧値を出力信号１０９として出
力する。
がＬレベルの際に、平均化信号１０８の電圧でキャパシ
タＣ３を充電させ、ＯＲゲート２３の出力がＨレベルの
際に、平均化信号１０８が伝達する信号経路を遮断す
る。オペアンプＯＰ３は、ボルテージホロワ動作によ
り、キャパシタＣ３の電圧値を出力信号１０９として出
力する。
【００２９】１次遅れ回路２０は、平均化信号１０８を
時間的に遅らせて、差動アンプ２１に入力する。差動ア
ンプ２１は、平均化信号１０８と１次遅れ回路２０から
の信号とのレベル差に応じた信号を遮断信号発生回路２
２に入力する。遮断信号発生回路２２は、差動アンプ２
１からの信号レベルが第２基準電圧Ｖｒ２に比して大き
くなると、遮断時間Ｔｓの期間がＨレベルである遮断信
号１１２をＯＲゲート２３に入力する。
時間的に遅らせて、差動アンプ２１に入力する。差動ア
ンプ２１は、平均化信号１０８と１次遅れ回路２０から
の信号とのレベル差に応じた信号を遮断信号発生回路２
２に入力する。遮断信号発生回路２２は、差動アンプ２
１からの信号レベルが第２基準電圧Ｖｒ２に比して大き
くなると、遮断時間Ｔｓの期間がＨレベルである遮断信
号１１２をＯＲゲート２３に入力する。
【００３０】図７は、スイッチングフィルタ６及び同期
整流回路７の動作を示す図である。スイッチングフィル
タ６は、同期信号１０６のパルス幅を中心とする１／ｆ
O時間だけ整流信号１０７を通過させる。同期整流回路
７は、同期信号１０６に基づいて整流し、同期信号１０
６のＬレベル期間に、同期信号１０６のＨレベル期間に
比して、整流信号１０７を反転させる。整流信号１０７
には、有効分電流Ｉｇｒに対応する信号成分、無効分電
流Ｉｇｃに対応する信号成分、及び、商用周波数ｆｏの
ノイズ成分がある。整流信号１０７は、斜線部分で示さ
れる期間Ｔｏだけの信号が通過し、期間Ｔｇ／２毎に極
性が反転する。
整流回路７の動作を示す図である。スイッチングフィル
タ６は、同期信号１０６のパルス幅を中心とする１／ｆ
O時間だけ整流信号１０７を通過させる。同期整流回路
７は、同期信号１０６に基づいて整流し、同期信号１０
６のＬレベル期間に、同期信号１０６のＨレベル期間に
比して、整流信号１０７を反転させる。整流信号１０７
には、有効分電流Ｉｇｒに対応する信号成分、無効分電
流Ｉｇｃに対応する信号成分、及び、商用周波数ｆｏの
ノイズ成分がある。整流信号１０７は、斜線部分で示さ
れる期間Ｔｏだけの信号が通過し、期間Ｔｇ／２毎に極
性が反転する。
【００３１】図８は、出力ホールド回路９の各部の信号
のタイムチャートである。時刻ｔ１に、平均化信号１０
８及び出力信号１０９の振幅レベルは電圧Ｖａである。
時刻ｔ２に、平均化信号１０８の振幅レベルが電圧Ｖｃ
になると、平均化信号１０８の変化分は第２基準電圧Ｖ
ｒ２より大きくなるので、スイッチＳＷ３は遮断期間Ｔ
ｓの間信号経路を遮断し、出力信号１０９の振幅レベル
は電圧Ｖａを維持する。時刻ｔ２〜ｔ５の間に、平均化
信号１０８の振幅レベルは変化するが、平均化信号１０
８の変化分は全て第２基準電圧Ｖｒ２より小さいので、
この状態が維持される。時刻ｔ６に、平均化信号１０８
の振幅レベルは電圧Ｖｂであり、遮断期間Ｔｓが終了
し、スイッチＳＷ３は信号経路を導通するので、出力信
号１０９の振幅レベルは電圧Ｖａから電圧Ｖｂに変化す
る。
のタイムチャートである。時刻ｔ１に、平均化信号１０
８及び出力信号１０９の振幅レベルは電圧Ｖａである。
時刻ｔ２に、平均化信号１０８の振幅レベルが電圧Ｖｃ
になると、平均化信号１０８の変化分は第２基準電圧Ｖ
ｒ２より大きくなるので、スイッチＳＷ３は遮断期間Ｔ
ｓの間信号経路を遮断し、出力信号１０９の振幅レベル
は電圧Ｖａを維持する。時刻ｔ２〜ｔ５の間に、平均化
信号１０８の振幅レベルは変化するが、平均化信号１０
８の変化分は全て第２基準電圧Ｖｒ２より小さいので、
この状態が維持される。時刻ｔ６に、平均化信号１０８
の振幅レベルは電圧Ｖｂであり、遮断期間Ｔｓが終了
し、スイッチＳＷ３は信号経路を導通するので、出力信
号１０９の振幅レベルは電圧Ｖａから電圧Ｖｂに変化す
る。
【００３２】図９は、フィルタの過渡応答時の入力側信
号及び出力側信号のタイムチャートである。フィルタ
は、正弦波の入力側信号が急激に遮断されたり、入力側
信号が正弦波以外の場合に、出力側信号に過渡応答成分
が発生し、出力側信号の振幅レベルが増大することがあ
る。遮断期間Ｔｓは、このような過渡応答成分が発生す
る異常出力状態から出力側信号の振幅レベルが安定する
定常状態に至るまでの期間より長い時間が設定される。
号及び出力側信号のタイムチャートである。フィルタ
は、正弦波の入力側信号が急激に遮断されたり、入力側
信号が正弦波以外の場合に、出力側信号に過渡応答成分
が発生し、出力側信号の振幅レベルが増大することがあ
る。遮断期間Ｔｓは、このような過渡応答成分が発生す
る異常出力状態から出力側信号の振幅レベルが安定する
定常状態に至るまでの期間より長い時間が設定される。
【００３３】ここで、位相補正回路５の動作について説
明する。増幅回路やアナログフィルタ４を経由した信号
は、接地線２５から検出された信号に比して位相がシフ
トするので、同期整流回路７の同期整流動作及び区間平
均化回路８の平均化動作による位相弁別機能が正しく働
かない。位相補正回路５は、この位相シフト分を補正す
る回路である。
明する。増幅回路やアナログフィルタ４を経由した信号
は、接地線２５から検出された信号に比して位相がシフ
トするので、同期整流回路７の同期整流動作及び区間平
均化回路８の平均化動作による位相弁別機能が正しく働
かない。位相補正回路５は、この位相シフト分を補正す
る回路である。
【００３４】図１０は、選択信号１０３及び導通信号１
０４のタイムチャートである。制御信号発生回路１３
は、位相シフト量を調整するために、Ｈレベルの選択信
号１０３及び導通信号１０４を所定の時間毎に発生す
る。入力側信号が基準無効信号１０２に切り換えられた
直後に、信号経路上の信号は変動し位相シフト量を正し
く調整できないので、信号経路上の信号が安定するまで
待機時間を要する。導通信号１０４は、選択信号１０３
に比して待機時間に相当する時間遅れを有する。選択信
号１０３がＨレベルになると、選択回路３は基準無効信
号１０２を選択し、出力ホールド回路９は信号経路を遮
断し出力信号１０９を遮断前の振幅レベルに維持する。
導通信号１０４がＨレベルになると、位相補正回路５
は、位相シフト量を基準無効信号１０２に基づいて調整
するので、位相弁別機能が正しく働く。
０４のタイムチャートである。制御信号発生回路１３
は、位相シフト量を調整するために、Ｈレベルの選択信
号１０３及び導通信号１０４を所定の時間毎に発生す
る。入力側信号が基準無効信号１０２に切り換えられた
直後に、信号経路上の信号は変動し位相シフト量を正し
く調整できないので、信号経路上の信号が安定するまで
待機時間を要する。導通信号１０４は、選択信号１０３
に比して待機時間に相当する時間遅れを有する。選択信
号１０３がＨレベルになると、選択回路３は基準無効信
号１０２を選択し、出力ホールド回路９は信号経路を遮
断し出力信号１０９を遮断前の振幅レベルに維持する。
導通信号１０４がＨレベルになると、位相補正回路５
は、位相シフト量を基準無効信号１０２に基づいて調整
するので、位相弁別機能が正しく働く。
【００３５】出力ホールド回路９は、選択回路３の動作
と同期して、出力信号１０９を遮断前の振幅レベルに維
持するので、出力信号１０９の振幅レベルが更に安定化
する。
と同期して、出力信号１０９を遮断前の振幅レベルに維
持するので、出力信号１０９の振幅レベルが更に安定化
する。
【００３６】測定者は、出力信号１０９の測定値を電路
の絶縁抵抗に換算し、電路の劣化診断を行う。
の絶縁抵抗に換算し、電路の劣化診断を行う。
【００３７】上記実施形態例によれば、スイッチングフ
ィルタ６が１／ｆｏ時間だけ注入電流Ｉｇを通過させる
ので、この信号を同期整流回路７が同期整流し平均化す
ると、注入電流Ｉｇに含まれる商用周波数ｆｏ成分が零
になる。この場合、任意の注入周波数ｆｇを選択して
も、注入電流Ｉｇに含まれる商用周波数ｆｏ成分を零に
できるので、商用周波数に依存しない測定が可能にな
る。
ィルタ６が１／ｆｏ時間だけ注入電流Ｉｇを通過させる
ので、この信号を同期整流回路７が同期整流し平均化す
ると、注入電流Ｉｇに含まれる商用周波数ｆｏ成分が零
になる。この場合、任意の注入周波数ｆｇを選択して
も、注入電流Ｉｇに含まれる商用周波数ｆｏ成分を零に
できるので、商用周波数に依存しない測定が可能にな
る。
【００３８】また、区間平均化回路８及び出力ホールド
回路９は、出力信号１０９が影響を受け易い期間に入力
側と出力側との信号経路を遮断して、ホールドしている
値を出力側に送るので、ノイズ等の侵入や信号の過渡応
答による出力信号１０９の変動を抑えることができる。
回路９は、出力信号１０９が影響を受け易い期間に入力
側と出力側との信号経路を遮断して、ホールドしている
値を出力側に送るので、ノイズ等の侵入や信号の過渡応
答による出力信号１０９の変動を抑えることができる。
【００３９】以上、本発明をその好適な実施形態例に基
づいて説明したが、本発明の活線絶縁測定装置は、上記
実施形態例の構成にのみ限定されるものでなく、上記実
施形態例の構成から種々の修正及び変更を施した活線絶
縁測定装置も、本発明の範囲に含まれる。
づいて説明したが、本発明の活線絶縁測定装置は、上記
実施形態例の構成にのみ限定されるものでなく、上記実
施形態例の構成から種々の修正及び変更を施した活線絶
縁測定装置も、本発明の範囲に含まれる。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の活線絶縁
測定装置では、スイッチングフィルタが１／ｆｏ時間だ
け注入電流を通過させることにより、任意の注入周波数
ｆｇを選択できるので、商用周波数に依存しない測定が
可能になる。
測定装置では、スイッチングフィルタが１／ｆｏ時間だ
け注入電流を通過させることにより、任意の注入周波数
ｆｇを選択できるので、商用周波数に依存しない測定が
可能になる。
【００４１】また、区間平均化回路及び出力ホールド回
路は、出力信号が影響を受け易い期間に入力側と出力側
との信号経路を遮断するので、ノイズ等の侵入や信号の
過渡応答による出力側信号の変動を抑えることができ
る。
路は、出力信号が影響を受け易い期間に入力側と出力側
との信号経路を遮断するので、ノイズ等の侵入や信号の
過渡応答による出力側信号の変動を抑えることができ
る。
【図１】本発明の一実施形態例の活線絶縁測定装置のブ
ロック図である。
ロック図である。
【図２】図１の注入電圧発生部１０の具体例を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図３】スイッチング信号発生回路１７の動作を示す図
である。
である。
【図４】アナログフィルタ４に対する信号の通過特性を
示す図である。
示す図である。
【図５】図１の位相補正回路５の具体例である。
【図６】図１の区間平均化回路８及び出力ホールド回路
９の具体例である。
９の具体例である。
【図７】スイッチングフィルタ６及び同期整流回路７の
動作を示す図である。
動作を示す図である。
【図８】出力ホールド回路９の各部の信号のタイムチャ
ートである。
ートである。
【図９】フィルタの過渡応答時の入力側信号及び出力側
信号のタイムチャートである。
信号のタイムチャートである。
【図１０】選択信号１０３及び導通信号１０４のタイム
チャートである。
チャートである。
【図１１】特許平４−７３５５３号公報に記載の絶縁抵
抗測定装置のブロック図である。
抗測定装置のブロック図である。
【図１２】位相弁別における同期信号１０６と出力信号
１０９との関係を示す信号波形である。
１０９との関係を示す信号波形である。
１，８３ 変流器 ２，１５ アンプ ３ 選択回路 ４ アナログフィルタ ５ 位相補正回路 ６ スイッチングフィルタ ７ 同期整流回路 ８ 区間平均化回路 ９ 出力ホールド回路 １０ 信号発生部 １１，８５ 注入トランス １２ 基準発振器 １３ 制御信号発生回路 １４ 正弦波変換回路 １６ 基準無効信号発生回路 １７ スイッチング信号発生回路（パルス発生器） １８ 積分回路 １９ 位相シフト回路 ２０ １次遅れ回路 ２１ 差動アンプ ２２ 遮断信号発生回路 ２３ ２入力ＯＲゲート ２５ 接地線 ８１ 変圧器 ８２ 電路 ８４ フィルタ ８６ 位相制御回路 １０１ 検出信号 １０２ 基準無効信号 １０３ 選択信号 １０４ 導通信号 １０５ スイッチング信号 １０６ 同期信号 １０７ 整流信号 １０８ 平均化信号 １０９ 出力信号 １１０ 注入電圧 １１１ 注入信号 １１２ 遮断電圧 １１３ サンプルパルス Ｉｇ 注入電流 Ｉｇｒ 有効分電流 Ｉｇｃ 無効分電流 ＯＰ１〜ＯＰ３ オペアンプ Ｒ１〜Ｒ３ 抵抗 Ｃ１〜Ｃ３ キャパシタ ＳＷ１〜ＳＷ３ スイッチ
Claims (3)
- 【請求項１】商用周波数ｆOの電路に該商用周波数より
低い周波数を有する注入電圧を電路に印加し、該電路に
流れる注入周波数成分の検出電流をアナログフィルタを
通過させ前記注入電圧と同相分の電流を抽出して、電路
の対地絶縁抵抗を測定する活線絶縁測定装置において、 １／ｆO又はその整数倍の周期を有しパルス幅の中心が
注入電圧の正又は負の半周期毎の中心に一致するスイッ
チングパルスを生成するパルス発生器と、 前記スイッチングパルスに同期してスイッチングを行っ
て検出電流信号を通過させるスイッチングフィルタと、 前記スイッチングフィルタの出力を、前記注入電圧に同
期して同期整流する同期整流器と、 前記同期整流器の出力を平均化する平均化回路とを備え
ることを特徴とする活線絶縁測定装置。 - 【請求項２】前記平均化回路の出力があらかじめ設定し
た一定時間ことに所定以上の変化を示すときに、その所
定以上の変化を無効にして変化する前の値をホールドし
て出力する出力ホールド回路を更に備える、請求項１に
記載の活線絶縁測定装置。 - 【請求項３】商用周波数ｆOの電路に該商用周波数より
低い周波数を有する注入電圧を電路に印加し、該電路に
流れる注入周波数成分の検出電流をアナログフィルタを
通過させ前記注入電圧と同相分の電流を抽出して、電路
の対地絶縁抵抗を測定する活線絶縁測定装置において、 一定時間ごとに検出信号を９０度位相基準信号（基準無
効信号）に切り換えて、同期整流出力がゼロとなるよう
に位相補正を行い、その状態を信号測定時は保持して測
定を行うようにし、且つ、前記信号切換え時のトランジ
ェントを防止するため信号切換え動作と位相補正動作と
に時間差を設けるようにした位相補正回路を備え、アナ
ログフィルタによる位相シフトを補正することを特徴と
する活線絶縁測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000078260A JP2001264371A (ja) | 2000-03-21 | 2000-03-21 | 活線絶縁測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000078260A JP2001264371A (ja) | 2000-03-21 | 2000-03-21 | 活線絶縁測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001264371A true JP2001264371A (ja) | 2001-09-26 |
Family
ID=18595697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000078260A Withdrawn JP2001264371A (ja) | 2000-03-21 | 2000-03-21 | 活線絶縁測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001264371A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009287983A (ja) * | 2008-05-28 | 2009-12-10 | Daihatsu Motor Co Ltd | 車両用絶縁抵抗測定装置 |
| WO2013081310A1 (en) * | 2011-11-30 | 2013-06-06 | Kongju National University Industry-University Cooperation Foundation | A detection device of insulation resistance for non-interruption of electric power and hot-line |
-
2000
- 2000-03-21 JP JP2000078260A patent/JP2001264371A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009287983A (ja) * | 2008-05-28 | 2009-12-10 | Daihatsu Motor Co Ltd | 車両用絶縁抵抗測定装置 |
| WO2013081310A1 (en) * | 2011-11-30 | 2013-06-06 | Kongju National University Industry-University Cooperation Foundation | A detection device of insulation resistance for non-interruption of electric power and hot-line |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070605 |