JP2001289900A

JP2001289900A - 絶縁劣化検出回路と該回路を用いた装置

Info

Publication number: JP2001289900A
Application number: JP2000109303A
Authority: JP
Inventors: Makoto Tsubaki; 真椿
Original assignee: Tempearl Industrial Co Ltd
Current assignee: Tempearl Industrial Co Ltd
Priority date: 2000-04-11
Filing date: 2000-04-11
Publication date: 2001-10-19

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】インバータ機器等による誤検出の少ない絶縁劣
化検出回路と該回路を使用した装置を提供する。【解決手段】電路に流れる電流を検出する電流検出部２
と，電流を電圧に変換する電流−電圧変換回路３と，電
流−電圧変換回路の出力電圧をアンチエリアシング処理
するフィルター回路４と，フィルター回路の出力電圧を
デジタル値に変換するＡ／Ｄ変換回路５と，Ａ／Ｄ変換
回路の前または後に設置されて高周波成分のみを抽出す
るフィルター部６と，電路の電圧の位相信号を検出する
位相検出回路７と，位相信号に同期して商用周波数１周
期の時間をＴ個に分割したブロックのうち，所定のブロ
ックで計測された電圧デジタル値の絶対値が閾値Ａを超
えた個数をブロック毎に出力するパルス数計測部８と，
所定の各ブロックのパルス数が閾値Ｂ個以上のブロック
の数が閾値Ｃ個以上の場合，絶縁劣化検出信号を出力す
る絶縁劣化判定部９から成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，電線や機器の電路
に生じた絶縁劣化を検出する回路と装置に関するもので
ある。

【０００２】近年，電気火災は漸増傾向にある。このう
ちコード・プラグなどからの火災が約１／４を占めてお
り，不適切な維持管理のために絶縁が劣化し，過熱また
は短絡から発火に至ったものと考えられている。ＯＡ機
器，クーラー等のコンセントに接続して使用される電気
機器の増加が著しい中，電源コードから発生する電気火
災は今後も増加する可能性がある。

【０００３】

【従来の技術】そこで，このような電気火災を未然に防
ぐために例えば図２に示すような絶縁劣化検出装置が考
案された。すなわち，絶縁劣化発生時に，電路１に流れ
る電流を電流検出部２で検出して，電流−電圧変換回路
３で前記電流を交流電圧に変換し，フィルター回路４で
前期電圧に含まれる絶縁劣化特有の高周波電流成分を取
り出して，パルス発生部でパルス電圧に変換した後，定
時間毎にパルス電圧の発生回数を積算して，遮断判定部
１２は前記積算値が閾値を越えたかどうかを判定し，閾
値を越えた場合，遮断判定部１８は遮断信号を出力し
て，引き外し回路１３は遮断判定部１８の遮断信号をも
とに遮断用の電圧を出力して，引き外しコイル部１４を
動作させ，接点１５を乖離させることによって電路１を
負荷側と遮断する絶縁劣化検出装置である。

【０００４】

【従来の技術課題】しかし，以上に示した従来の技術か
らなる装置では，絶縁劣化が発生していなくても，イン
バータ回路が組み込まれている家電機器等を使用した場
合，電流波形には高周波電流が重畳したものとなって，
その高周波電流から絶縁劣化と誤判断し，不用な遮断動
作をすることがあるなど実用化が困難であった。

【０００５】

【発明の目的】そこで，本発明は，係る事由に鑑みてな
されたもので，インバータ等の機器を使用したときに発
生する高周波電流が電路に重畳していても誤検出の少な
い絶縁劣化検出回路を得ること，さらに，該回路を用い
て誤動作しにくい警報装置や，回路遮断器などの装置を
提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで，請求項１は電路
に流れる電流から高周波成分のみを取り出す高周波電流
抽出部と，電路の電圧の位相信号を検出する位相検出回
路と，前記位相信号に同期して商用周波数１周期の時間
をＴ個に分割した複数のブロックのうち，少なくとも予
め設定しておいた所定のブロックにおいて前記高周波電
流抽出部から出力された高周波電流の絶対値が予め設定
された閾値Ａを超えた個数をブロック毎に出力する電流
個数計数部と，該電流個数計数部から出力される前記所
定のブロック毎に計測された高周波電流の個数が閾値Ｂ
以上であるブロックの数が閾値Ｃ以上である場合，絶縁
劣化検出信号を出力する絶縁劣化判定部から構成される
ことを特徴とする絶縁劣化検出回路を提供したものであ
る。

【０００７】それにより，機器から発生する高周波電流
が存在しているブロックの高周波電流の発生個数を絶縁
劣化の判定に用いないので，誤検出の少ない絶縁劣化検
出回路を得ることができる。

【０００８】請求項２では，請求項１に示す絶縁劣化検
出回路の絶縁劣化判定部が，所定のブロック毎に計測さ
れた高周波電流の個数が閾値Ｂ以上であるブロックの数
が閾値Ｃ以上であるとともに，所定のブロック毎に計測
された高周波電流の個数が閾値Ｄ以上であるブロックの
数が閾値Ｅ以上である場合，絶縁劣化検出信号を出力す
ることを特徴とする絶縁劣化検出回路を提供している。

【０００９】それにより，請求項１にさらに絶縁劣化判
定部の判定条件を加えたので，検出精度のよい絶縁劣化
検出回路を得ることができる。

【００１０】請求項３では，電路に流れる電流を検出す
る電流検出部と，電流検出部から出力される電流を電圧
に変換する電流−電圧変換回路と，前記電流−電圧変換
回路から出力される電圧をアンチエリアシング処理する
フィルター回路と，前記フィルター回路から出力される
電圧をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換回路と，前記Ａ
／Ｄ変換回路の前または後に設置されて高周波成分のみ
を抽出するフィルター部と，電路の電圧の位相信号を検
出する位相検出回路と，前記位相信号に同期して商用周
波数１周期の時間をＴ個に分割した複数のブロックのう
ち，少なくとも予め設定した所定のブロックで計測され
た前記高周波電圧デジタル値の絶対値が予め設定された
閾値Ａを超えた個数をブロック毎にパルス数として出力
するパルス数計測部と，前記所定の各ブロックにおいて
パルス数が閾値Ｂ個以上であるブロックの数が閾値Ｃ個
以上である場合，絶縁劣化検出信号を出力する絶縁劣化
判定部から構成されることを特徴とする絶縁劣化検出回
路を提供している。

【００１１】それにより，機器から発生する高周波電流
が存在するブロックのパルス個数を絶縁劣化の判定に用
いないので，誤検出の少ない絶縁劣化検出回路を得るこ
とができる。

【００１２】請求項４では，請求項３に示す絶縁劣化検
出回路の絶縁劣化判定部が，所定のブロック毎に計測さ
れたパルス数が閾値Ｂ以上であるブロックの数が閾値Ｃ
以上であるとともに，所定のブロック毎に計測されたパ
ルス数が閾値Ｄ以上であるブロックの数が閾値Ｅ以上で
ある場合，絶縁劣化検出信号を出力することを特徴とす
る絶縁劣化検出回路を提供している。

【００１３】それにより，請求項３にさらに絶縁劣化判
定部の判定条件を加えたので，検出精度のよい絶縁劣化
検出回路を得ることができる。

【００１４】請求項５では，請求項１から４に示す絶縁
劣化検出回路の絶縁劣化判定部を第一の絶縁劣化判定部
とし，全部または一部の閾値が異なる第二の絶縁劣化判
定部を追加したことを特徴とする絶縁劣化検出回路を提
供したものである。

【００１５】それにより，絶縁劣化の程度を分けて出力
可能な絶縁劣化検出回路を得ることができる。

【００１６】請求項６では，請求項１から５に示す絶縁
劣化検出回路の絶縁劣化判定部の出力を一定時間毎に積
分し，該積分値が閾値Ｊを超えたとき絶縁劣化出力信号
を出力することを特徴とする絶縁劣化検出回路を提供し
たものである。

【００１７】それにより，スイッチのオンオフノイズの
ように，一時的に発生する高周波ノイズなどの影響で誤
動作しにくい絶縁劣化検出回路を得ることができる。

【００１８】請求項７では，請求項１から６に示す絶縁
劣化検出回路と該絶縁劣化検出回路の出力により警報を
発生する手段を有することを特徴とする絶縁劣化検出回
路を用いた装置を提供したものである。

【００１９】それにより，誤動作の少ない絶縁劣化警報
装置を得ることができる。

【００２０】請求項８では，請求項１から６に示す絶縁
劣化検出回路と該絶縁劣化検出回路の出力により回路を
遮断する手段を有することを特徴とする絶縁劣化検出回
路を用いた装置を提供している。

【００２１】それにより，誤動作の少ない絶縁劣化遮断
装置を得ることができる。

【００２２】請求項９では，請求項１から６に示す絶縁
劣化検出回路と該絶縁劣化検出回路の出力または該出力
による処置状況をネットワークに接続する手段を有する
ことを特徴とする絶縁劣化検出回路を用いた装置を提供
している。

【００２３】それにより，誤動作の少ない絶縁劣化検出
回路の出力または該出力により電路を処置した内容をネ
ットワークを介して，外部に情報提供することが可能と
なる。

【００２４】請求項１０では，請求項５に示す絶縁劣化
検出回路と，該回路の第一の絶縁劣化判定部の出力から
警報を発生する手段と，該回路の第二の絶縁劣化判定部
の出力により回路を遮断する手段を有することを特徴と
する絶縁劣化検出回路を用いた装置を提供している。

【００２５】それにより，誤検出の少ない絶縁劣化検出
回路を用いて，電路を遮断する必要がない程度の低い絶
縁劣化では警報を発し，トラッキングのような程度の悪
い絶縁劣化では，電路を遮断するような装置を提供でき
る。

【００２６】

【発明の実施例の説明】以下本件の発明について図面を
用いて詳細に説明する。

【００２７】図１に本件発明請求項１から４の実施例の
ブロック図を示す。電流検出部２と，電流−電圧変換回
路３と，フィルター回路４と，Ａ／Ｄ変換回路５と，フ
ィルター部６と，位相検出回路７と，パルス数計測部
８，絶縁劣化判定部９を組み合わせて構成したものであ
る。なお，請求項１の高周波電流抽出部は図１の２から
６の範囲が相当するが，図１のようにＡ／Ｄ変換するも
のでなく，電路の電流をある周波数範囲で高周波電流成
分として抽出できるものであれば，図１の構成にこだわ
るものではない。また同様に電流個数計数部は８が相当
するが８のパルス数計測部は信号をＡ／Ｄ変換するもの
に特化した場合に用いるもので，請求項１の場合高周波
電流を相当の機能で処理するものとなる。

【００２８】電路１は単相２線式の場合を示している
が，特に単相２線式に限定するものではない。

【００２９】電流検出部２は，変流器などを用いる。電
流検出部２は，たとえば図３に示すような電流波形を検
出する。

【００３０】電流−電圧変換回路３は，電流検出部２よ
り出力された電流波形を電圧波形に変換するものであ
り，具体的には，抵抗を介して電圧値に変換する。電流
−電圧変換回路３は，たとえば，図４に示すような電圧
波形を出力する。

【００３１】フィルター回路４では，電流−電圧変換回
路３の出力する電圧波形を，Ａ／Ｄ変換回路５のサンプ
リング周波数の半分以下に設定した周波数をカットオフ
周波数とするローパスフィルター処理する。これによ
り，サンプリング時に生じるエリアシングの影響をなく
すことができる。フィルター回路４では，たとえば図４
のように交流電圧に重畳したサンプリング周波数よりも
高い周波数の高周波成分を除去して，図５に示すような
電圧波形を出力する。

【００３２】Ａ／Ｄ変換回路５は，フィルター回路４の
出力電圧の電圧値を数十μ秒以下（一例として３０μ
秒）の時間幅毎に，デジタル値に変換するものである。

【００３３】Ａ／Ｄ変換回路５の最大入力電圧を５Ｖと
し，デジタル変換の分解能を１２ビットとすると，Ａ／
Ｄ変換回路５の出力するデジタル値は，たとえば図６に
示すように，電圧０Ｖのときが−５１１，２．５Ｖの時
が０，５Ｖの時が５１１となる。ここで，Ａ／Ｄ変換時
の１ビットが１００ｍＡに対応するように電流―電圧変
換回路を調整すると，Ａ／Ｄ変換回路５の性能として，
約−５１Ａから約５１Ａまでの電流波形の計測が可能と
なる。

【００３４】フィルター部６では，温度特性を小さくす
るために，デジタル値の状態でフィルター処理して高周
波電圧のデジタル値を出力する。たとえば，図７に示す
ような高周波電圧のデジタル値を出力する。従来アナロ
グ回路で行っていたフィルター処理は部品の温度特性が
顕著に表れるために絶縁劣化の検出精度に大きな影響を
与えていたが，このようにデジタルで信号を処理するこ
とによってその影響はほとんどなくすることができる
が，Ａ／Ｄ変換前のアナログ信号の状態で低周波成分を
除去するようなフィルターでもよい。

【００３５】位相検出回路７では，電路の電圧位相を検
出する。たとえば，図８に電路の電圧と位相検出回路７
の出力する位相信号のタイミングを示す。商用周波数を
６０Ｈｚとすると，位相検出回路７に入力した電路の電
圧が０Ｖから増加するタイミング，約１６．６ｍ秒の間
隔で位相信号を出力する。

【００３６】パルス数計測部８では，商用周波数１周期
に相当する時間，具体的には位相検出回路７の出力する
位相信号の立ち上がりから，次の立ち上がりまでの時間
幅をＴ個に等分してブロックと定義し，その各ブロック
の時間内に，フィルター部６から出力された高周波電圧
のデジタル値の絶対値のうち，閾値Ａを超えた個数をカ
ウントする。

【００３７】前記の閾値Ａを超えたデジタル値の個数
は，カウント終了後にパルス数計測部８からパルス個数
として出力される。

【００３８】絶縁劣化判定部９では，商用周波数１周期
ごとに予め定めておいた所定のブロックにおいてパルス
計測部８から出力される前記パルス個数が閾値Ｂ以上と
なっているブロックの数が閾値Ｃ以上である場合，絶縁
劣化検出信号を出力する。

【００３９】絶縁劣化発生時の高周波電流と，家電機器
の負荷電流を区別する方法について，実際に電路で観測
される図９の絶縁劣化時の高周波電流と，図１０の家電
機器の負荷電流と，図１０に示す家電機器の負荷電流を
フィルター処理した図１１の負荷電流の高周波成分，に
基づいて説明する。

【００４０】絶縁劣化発生時の高周波電流の場合は，図
９に示すように電流が時間軸上の広い範囲に分布してい
ることが特徴である。

【００４１】しかし，家電機器の負荷電流の場合は，図
１０に示す負荷電流の例をフィルター処理すると，図１
０のａ，ｂのように急激に電流が増加や減少する時間に
集中して，図１１のように高周波電流を発生する。

【００４２】したがって，図１０のような電流の急激な
増減を伴う時間を避けて，その他の時間に発生する高周
波電流を絶縁劣化の判定に用いることで，インバータ回
路などの組み込まれている家電機器から発生する高周波
電流の絶縁劣化判定への影響を減らすことができる。

【００４３】以上の処理を図１２，図１３，図１４に基
づいて具体的に説明する。図１３のように商用周波数１
周期の時間幅を１６個に等分した各時間帯を個々のブロ
ックとし，図１２の表のように，３番目から６番目のブ
ロックと，１１番目から１４番目のブロックを所定のブ
ロック，前述のデジタル値の閾値Ａを４０，パルス個数
の閾値Ｂを１０，ブロック数の閾値Ｃを２に予め設定す
る。

【００４４】たとえば，図１３に示す絶縁劣化発生時の
高周波電圧デジタル値をパルス数計測部８に入力した場
合，高周波電圧デジタル値の絶対値のうち閾値Ａを超え
るものについて，図１２の表中の絶縁劣化時の欄のよう
に各ブロックでパルス数が計測される。

【００４５】この場合，閾値Ｂの設定値である１０個以
上のパルス数が計測されたブロック数は所定のブロック
内では全部で３個あり，ブロック数の閾値Ｃの２個以上
を満たしているので，絶縁劣化判定部９は絶縁劣化検出
信号を出力する。

【００４６】次に，たとえば，図１４に示す家電機器の
高周波電圧デジタル値をパルス数計測部８に入力した場
合の例を示す。高周波電圧デジタル値の絶対値のうち閾
値Ａを超えるものについて，図１２の表中の家電機器の
欄のように各ブロックのパルス数が計測される。

【００４７】この場合，閾値Ｂの設定値である１０個以
上のパルス数が計測されるブロック数は所定のブロック
内では全部で１個しかなく，ブロック数の閾値Ｃの設定
値である２個以上を満たしていないので，絶縁劣化判定
部９は絶縁劣化検出信号を出力しない。

【００４８】なお，Ｔを商用周波数１周期あたりのデジ
タル電圧変換する回数を超えない数値，閾値ＡはＡ／Ｄ
コンバータの出力できるデジタル値の最大値を超えない
数値，閾値Ｂは任意の整数，閾値Ｃは１以上かつＴ以下
の範囲の数値と定義し，Ｔ，Ａ，Ｂ，Ｃを絶縁劣化を検
出でき，家電機器で動作しない条件を満たす適当な数値
として予め設定しておく。

【００４９】以上の実施例による絶縁劣化検出回路で
は，従来の図２による積算型の判定をするものに比べ
て，家電機器から発生する高周波電流の発生タイミング
を避けて絶縁劣化を判定するので，誤検出を少なくする
ことができる。

【００５０】次に，本件発明の請求項２，４の実施例を
説明する。請求項２，４は，絶縁劣化判定部９におい
て，所定のブロック中，パルス数（高周波電流個数）が
閾値Ｂを超えるブロック数が閾値Ｃを超え，かつパルス
数（高周波電流個数）が閾値Ｄ個を超えるブロック数が
閾値Ｅ個を超える場合，絶縁劣化判定部は絶縁劣化と判
断して絶縁劣化検出信号を出力するものである。

【００５１】以上の処理を図１２，図１３，図１４に基
づいて具体的に説明する。例では商用周波数１周期の時
間幅を１６個に等分した各時間帯をブロックとし，その
うち３番目から６番目のブロックと，１１番目から１４
番目のブロックを所定のブロックとし，前述のデジタル
値の閾値Ａを４０，パルス数の閾値Ｂが１０であるブロ
ック数の閾値Ｃを２，パルス数の閾値Ｄが１であるブロ
ック数の閾値Ｅを６と設定する。

【００５２】たとえば，図１３に示す絶縁劣化発生時の
高周波電圧デジタル値をパルス数計測部８に入力する。
高周波電圧デジタル値の絶対値のうち閾値Ａを超えるも
のについて，図１２の表中絶縁劣化時の欄のように各ブ
ロックのパルス数が計測される。

【００５３】この場合，閾値Ｂの設定値である１０個以
上のパルス数が計測されたブロック数は全部で３個あ
り，ブロック数の閾値Ｃ設定値である２個以上を満たし
ている。さらに，閾値Ｄの設定値である１個以上のパル
ス数が計測されたブロックは全部で７個あり，ブロック
数の閾値Ｅの設定値である６以上を満たしているので絶
縁劣化判定部は絶縁劣化検出信号を出力する。

【００５４】なお，Ｄは任意の整数で，Ｅは１以上Ｔ以
下の整数として，かつ絶縁劣化を検出でき，家電機器で
動作しない条件を満たす適当な数値に設定しておく。

【００５５】以上請求項２，４の発明による絶縁劣化検
出回路では，請求項１，３に比べて，絶縁劣化判定部の
判定条件が増えている分，誤検出する可能性が少ない絶
縁劣化検出回路を得ることができる。

【００５６】次に本件発明請求項５の実施例を示す。図
１７は本件発明請求項５の実施例のブロック図であり，
本件請求項１から４の実施例である図１の前記絶縁劣化
判定部を第一の絶縁劣化判定部９として更に閾値の異な
る第二の絶縁劣化判定部１０を追加したものである。

【００５７】第二の絶縁劣化判定部１０の閾値はトラッ
キングの発生を検出できるようにするために第一の絶縁
劣化判定部９の閾値よりも大きめに設定する。

【００５８】商用１周期ごとに，所定のブロックにおい
て前記パルス個数が閾値Ｆを超えるブロック数が閾値Ｇ
を超え，かつ前記パルス個数が閾値Ｈを超えるブロック
数が閾値Ｉを超える場合，トラッキングが発生している
と判断して絶縁劣化検出信号を出力するようにし，Ｆか
らＩの閾値の設定は第一の絶縁劣化判定部が判定する絶
縁劣化より進行した絶縁劣化を検出するように設定す
る。

【００５９】ここで，絶縁劣化発生時の高周波電流とト
ラッキング発生時の高周波電流の違いについて図１３，
図１６を用いて説明する。

【００６０】絶縁劣化が進行してトラッキングに至った
場合，図１３の絶縁劣化発生時の高周波電圧デジタル値
に比べて，図１６のように，トラッキング発生時の高周
波電圧デジタル値は値が大きくなる傾向がある。

【００６１】トラッキングの判定処理を図１２，図１
４，図１６に基づいて具体的に説明する。例では商用周
波数１周期の時間幅を１６個に等分した各時間幅をブロ
ックとし，そのうち３番目から６番目のブロックと，１
１番目から１４番目のブロックを所定のブロックとし，
前述の第二の絶縁劣化判定部の閾値Ｆを２０，閾値Ｇを
３，閾値Ｈを１０，閾値Ｉを７と設定する。

【００６２】たとえば，図１６に示すトラッキング発生
時の高周波電圧デジタル値をパルス数計測部８に入力す
ると，図１２の表中のトラッキング時の欄のように各ブ
ロックのパルス数が計測される。

【００６３】この場合，閾値Ｆの設定値の２０以上のパ
ルス数が計測されたブロックは全部で４個あり，ブロッ
ク数の閾値Ｇの設定値である３以上を満たしている。さ
らに，閾値Ｈの設定値である１０個以上のパルス数の計
測されたブロックは全部で７個あり，ブロック数の閾値
Ｉの設定値である７以上を満たしているので第二の絶縁
劣化判定部１０はトラッキングが発生していると判断し
て判定結果を出力する。

【００６４】なお，閾値Ｆ，Ｈは正の数値，閾値Ｇ，Ｉ
は１以上かつＴ以下の範囲の数値と定義し，Ｆ，Ｈ，
Ｇ，Ｉ，Ｔを絶縁劣化を検出でき，家電機器で動作しな
い条件を満たす適当な数値として設定する。

【００６５】以上の請求項５の発明の実施例による絶縁
劣化検出回路では，閾値の異なる第二の絶縁劣化判定部
を追加することによって絶縁劣化状態の２段階検出が可
能となる。

【００６６】次に本件発明の請求項６の実施例を図１８
に示す。図１８は図１に示す絶縁劣化検出回路の絶縁劣
化判定部９の出力をさらに積分判定回路１１で一定時間
毎に積分リセットし，積分値が閾値Ｊを超えたとき出力
を発生するようにしている。絶縁不良は一過性でなく継
続して発生する現象であるので，このような構成として
閾値Ｊを適当に選定すればスイッチ開閉などによる一過
性ノイズによる誤判定を避けることが可能な絶縁不良判
定回路を得ることができる。なお，１１の積分判定回路
の機能を絶縁劣化判定部９に含めて構成することも可能
である。

【００６７】次に請求項７の実施例を図１９示す。図１
９の例では図１の絶縁劣化検出回路に警報出力手段１２
を加えたもので，誤動作の少ない絶縁劣化警報装置を得
ることができる。

【００６８】次に請求項８の実施例を図２０に示す。図
２０の例では図１の絶縁劣化検出回路に回路を遮断する
手段すなわち引き外し回路１３と引き外しコイル１４と
接点１５を加えたもので，誤動作の少ない絶縁劣化遮断
装置を得ることができる。

【００６９】次に請求項９の実施例を図２１に示す。図
２１の例では図１の絶縁劣化検出回路にネットワークに
接続する手段１６を加えたもので，誤動作の少ない絶縁
劣化検出回路の出力をネットワークを介して，外部に情
報提供することが可能となる。またネットワーク接続手
段は図１９，２０，後述の２２において警報手段や回路
遮断手段が動作したかどうかの状態をネットワークに対
し情報を発信するようにすることもできる。

【００７０】次に請求項１０の実施例を図２２に示す。
図２２の例では図１７に示す絶縁劣化検出回路と，該回
路の第一の絶縁劣化判定部９の出力から警報を発生する
手段１２と，該回路の第二の絶縁劣化判定部１０の出力
により回路を遮断する手段として，引き外し回路１３，
引き外しコイル１４，接点１５を加えたもので，誤検出
の少ない絶縁劣化検出回路を用いて，電路を遮断する必
要がない，程度の低い絶縁劣化では警報を発し，トラッ
キングのような程度の悪い絶縁劣化では，電路を遮断す
るような装置を提供できる。

【００７１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば，インバー
タ等の機器を使用したときに発生する高周波電流が電路
に重畳していても誤検出の少ない絶縁劣化検出回路を得
ることができ，さらに，誤動作しにくい警報装置や，回
路遮断器などの装置をえることができるという効果を有
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本件発明請求項１から４の絶縁劣化検出回路の
ブロック構成の実施例

【図２】従来の絶縁劣化検出遮断装置の例

【図３】電路に流れる電流波形例

【図４】電流−電圧変換回路の出力する電圧波形例

【図５】エリアシングをフィルターで除去した電圧波形
例

【図６】Ａ／Ｄ変換回路の出力する電圧デジタル値波形
例

【図７】フィルター部の出力する高周波電圧デジタル値
波形例

【図８】電路の電圧波形と，位相検出回路の出力する電
圧位相波形

【図９】絶縁劣化発生時の電流波形例

【図１０】家電機器の負荷電流波形例

【図１１】家電機器の高周波電流波形例

【図１２】絶縁劣化発生時とトラッキング発生時と家電
機器動作中に，各ブロック毎にカウントされたパルス数
の例

【図１３】絶縁劣化発生時の高周波電圧デジタル値波形
の例

【図１４】家電機器動作中の高周波電圧デジタル値波形
の例

【図１５】トラッキング発生時の高周波電流波形例

【図１６】トラッキング発生時の高周波電圧デジタル値
の波形例

【図１７】本件発明，請求項５の実施例のブロック構成
図

【図１８】本件発明，請求項６の実施例のブロック構成
図

【図１９】本件発明，請求項７の実施例のブロック構成
図

【図２０】本件発明，請求項８の実施例のブロック構成
図

【図２１】本件発明，請求項９の実施例のブロック構成
図

【図２２】本件発明の請求項１０の実施例のブロック構
成図

【符号の説明】

１電路２電流検出部３電流−電圧変換回路４フィルター回路５Ａ／Ｄ変換回路６フィルター部７位相検出回路８パルス数計測部９絶縁劣化判定部１０第二の絶縁劣化判定部１１積分判定回路１２警報出力手段１３引き外し回路１４引き外しコイル部１５接点１６ネットワーク接続手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電路に流れる電流から高周波成分のみを取
り出す高周波電流抽出部と，電路の電圧の位相信号を検
出する位相検出回路と，前記位相信号に同期して商用周
波数１周期の時間をＴ個に分割した複数のブロックのう
ち，少なくとも予め設定しておいた所定のブロックにお
いて前記高周波電流抽出部から出力された高周波電流の
絶対値が予め設定された閾値Ａを超えた個数をブロック
毎に出力する電流個数計数部と，該電流個数計数部から
出力される前記所定のブロック毎に計測された高周波電
流の個数が閾値Ｂ以上であるブロックの数が閾値Ｃ以上
である場合，絶縁劣化検出信号を出力する絶縁劣化判定
部から構成されることを特徴とする絶縁劣化検出回路。
【請求項２】請求項１に示す絶縁劣化検出回路の絶縁劣
化判定部が，所定のブロック毎に計測された高周波電流
の個数が閾値Ｂ以上であるブロックの数が閾値Ｃ以上で
あるとともに，所定のブロック毎に計測された高周波電
流の個数が閾値Ｄ以上であるブロックの数が閾値Ｅ以上
である場合，絶縁劣化検出信号を出力することを特徴と
する絶縁劣化検出回路。
【請求項３】電路に流れる電流を検出する電流検出部
と，電流検出部から出力される電流を電圧に変換する電
流−電圧変換回路と，前記電流−電圧変換回路から出力
される電圧をアンチエリアシング処理するフィルター回
路と，前記フィルター回路から出力される電圧をデジタ
ル値に変換するＡ／Ｄ変換回路と，前記Ａ／Ｄ変換回路
の前または後に設置されて高周波成分のみを抽出するフ
ィルター部と，電路の電圧の位相信号を検出する位相検
出回路と，前記位相信号に同期して商用周波数１周期の
時間をＴ個に分割した複数のブロックのうち，少なくと
も予め設定した所定のブロックで計測された前記高周波
電圧デジタル値の絶対値が予め設定された閾値Ａを超え
た個数をブロック毎にパルス数として出力するパルス数
計測部と，前記所定の各ブロックにおいてパルス数が閾
値Ｂ個以上であるブロックの数が閾値Ｃ個以上である場
合，絶縁劣化検出信号を出力する絶縁劣化判定部から構
成されることを特徴とする絶縁劣化検出回路。
【請求項４】請求項３に示す絶縁劣化検出回路の絶縁劣
化判定部が，所定のブロック毎に計測されたパルス数が
閾値Ｂ以上であるブロックの数が閾値Ｃ以上であるとと
もに，所定のブロック毎に計測されたパルス数が閾値Ｄ
以上であるブロックの数が閾値Ｅ以上である場合，絶縁
劣化検出信号を出力することを特徴とする絶縁劣化検出
回路。
【請求項５】請求項１から４に示す絶縁劣化検出回路の
絶縁劣化判定部を第一の絶縁劣化判定部とし，全部また
は一部の閾値が異なる第二の絶縁劣化判定部を追加した
ことを特徴とする絶縁劣化検出回路。
【請求項６】請求項１から５に示す絶縁劣化検出回路の
絶縁劣化判定部の出力を一定時間毎に積分し，該積分値
が閾値Ｊを超えたとき絶縁劣化出力信号を出力すること
を特徴とする絶縁劣化検出回路。
【請求項７】請求項１から６に示す絶縁劣化検出回路と
該絶縁劣化検出回路の出力により警報を発生する手段を
有することを特徴とする絶縁劣化検出回路を用いた装
置。
【請求項８】請求項１から６に示す絶縁劣化検出回路と
該絶縁劣化検出回路の出力により回路を遮断する手段を
有することを特徴とする絶縁劣化検出回路を用いた装
置。
【請求項９】請求項１から６に示す絶縁劣化検出回路と
該絶縁劣化検出回路の出力または該出力により処置され
た状況をネットワークに接続する手段を有することを特
徴とする絶縁劣化検出回路を用いた装置。
【請求項１０】請求項５に示す絶縁劣化検出回路と，該
回路の第一の絶縁劣化判定部の出力から警報を発生する
手段と，該回路の第二の絶縁劣化判定部の出力により回
路を遮断する手段を有することを特徴とする絶縁劣化検
出回路を用いた装置。