JP2006250549A - 絶縁抵抗計 - Google Patents

Abstract

【課題】温度変化に拘わらず測定対象体の絶縁抵抗値を特定する。
【解決手段】測定対象体１１に印加するための所定の測定電圧Ｖ１を生成する電圧発生部２と、測定電圧Ｖ１が印加された測定対象体１１に流れる電流を検出する電流検出部３と、測定電圧Ｖ１および検出された電流に基づいて絶縁抵抗値Ｒ１を算出すると共に、この算出した絶縁抵抗値Ｒ１と測定対象体１１についての測定温度とこの測定温度における温度換算係数ｋとに基づいて基準温度における測定対象体１１の基準絶縁抵抗値Ｒ２を算出する制御部６とを備えている。
【選択図】図１

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。一方、測定対象体の抵抗値は、測定対象体の温度によって変化する。したがって、この絶縁抵抗計には、測定対象体の温度変化に伴い、出力される絶縁抵抗値も変化する結果、いずれの絶縁抵抗値をもって測定対象体の絶縁抵抗値としてよいのかを特定できないという問題点が存在している。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、温度変化に拘わらず測定対象体の絶縁抵抗値を特定し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、測定対象体に印加するための所定の測定電圧を生成する電圧生成部と、前記測定電圧が印加された前記測定対象体に流れる電流を検出する電流検出部と、前記測定電圧および前記検出された電流に基づいて絶縁抵抗値を算出すると共に当該算出した絶縁抵抗値と前記測定対象体についての測定温度と当該測定温度における温度換算係数とに基づいて基準温度における前記測定対象体の基準絶縁抵抗値を算出する演算制御部とを備えている。

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、複数の前記測定対象体についての測定温度毎の前記温度換算係数を記憶する第１の記憶部を備え、前記演算制御部は、前記測定対象体の前記測定温度における前記温度換算係数を前記記憶部から読み出して前記基準絶縁抵抗値を算出する。

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、前記測定温度を測定する温度測定部を備えている。

また、請求項４記載の絶縁抵抗計は、請求項３記載の絶縁抵抗計において、前記電圧生成部、前記電流検出部および前記演算制御部は、本体部内に配設され、前記温度測定部は、前記本体部に取り外し可能に接続され、前記演算制御部は、前記温度測定部による前記測定温度の測定中に当該温度測定部が前記本体部から取り外されたときに、取り外された時点において当該温度測定部によって測定されていた温度を前記測定温度として第２の記憶部に記憶させる。

請求項１記載の絶縁抵抗計によれば、演算制御部が、測定電圧と測定対象体に流れる電流とに基づいて絶縁抵抗値を算出すると共に、この絶縁抵抗値と測定対象体の測定温度とこの測定温度における温度換算係数とに基づいて基準温度における測定対象体の基準絶縁抵抗値を算出することにより、測定対象体の温度が変化したときであっても、測定対象体の基準絶縁抵抗値を自動的かつ正確に測定することができる。したがって、温度変化に拘わらず測定対象体の絶縁抵抗値を確実に特定することができる。

請求項２記載の絶縁抵抗計によれば、複数の測定対象体についての測定温度毎の温度換算係数を記憶する第１の記憶部を備え、演算制御部が、測定対象体の測定温度における温度換算係数を第１の記憶部から読み出して基準絶縁抵抗値を算出することにより、測定温度とこの測定温度における温度換算係数とが記載されている温度換算表を絶縁抵抗計と共に持ち歩く必要がないため、非常に便利に活用することができる。

請求項３記載の絶縁抵抗計によれば、測定対象体の温度を測定する温度測定部を備えたことにより、測定対象体の基準絶縁抵抗値についての測定の完全な自動化を図ることができる。

請求項４記載の絶縁抵抗計によれば、電圧生成部、電流検出部および演算制御部が配設されている本体部から温度測定部が取り外し可能に構成されると共に温度測定部が取り外された時点の測定温度を演算制御部が第２の記憶部に記憶させることにより、電圧生成部から測定対象体に対して印加される測定電圧が非常に高圧であるため、安全上の理由により、温度測定部を本体部から外した状態のときしか測定対象体に対して測定電圧を印加できないような状況であったとしても、温度測定部によって測定された測定対象体についての測定温度を確実に第２の記憶部に記憶させておくことができる結果、この第２の記憶部に記憶されている測定温度に基づいて測定対象体の基準絶縁抵抗値を確実に算出することができる。したがって、この絶縁抵抗計によれば、オペレータの安全を確保しつつ、測定対象体についての基準絶縁抵抗値を確実に測定することができる。

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、電圧生成部２、電流検出部３、温度測定部４、Ａ／Ｄ変換部５、制御部６、操作部７、記憶部８、表示部９および本体部１０を備え、測定対象体１１についての基準絶縁抵抗値（基準温度での絶縁抵抗値）Ｒ２を測定可能に構成されている。この場合、電圧生成部２、電流検出部３、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は、本体部１０内に収容（配設）されている。一方、温度測定部４は、本体部１０の外部に配設されると共に、接続ケーブル４ａを介して本体部１０の接続端子１０ａに取り外し可能に接続されている。

電圧生成部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測定電圧（例えば数ｋＶ）Ｖ１を生成する。電流検出部３は、Ｉ／Ｖ変換機能を備え、測定電圧Ｖ１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。温度測定部４は、温度センサを備え、測定対象体１１の温度（本発明における測定温度。以下、「測定温度」ともいう）を常時検出すると共に、検出した測定温度を電圧Ｖｔに変換する。この場合、変換された電圧Ｖｔは、接続ケーブル４ａおよび接続端子１０ａを介して本体部１０に接続されている状態において、接続ケーブル４ａおよび接続端子１０ａを介してＡ／Ｄ変換部５に入力される。なお、温度測定部４で使用される温度センサとしては、赤外線センサやサーミスタなどを使用することができる。Ａ／Ｄ変換部５は、電圧Ｖｉおよび電圧Ｖｔを所定の周期でサンプリングして電流データＤｉおよび温度データＤｔに変換して出力する。

制御部６は、本発明における演算制御部に相当し、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、測定対象体１１についての基準絶縁抵抗値の算出処理、および算出した基準絶縁抵抗値等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、ＨＯＬＤスイッチ、種別指定スイッチ（いずれも図示せず）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を制御部６に出力する。記憶部８は、本発明における第１の記憶部よび第２の記憶部に相当し、メモリで構成されると共に、測定対象体１１の種類毎の温度換算係数テーブル（図示せず）が所定の領域（この領域が本発明における第１の記憶部に相当する）内に予め記憶されている。ここで、温度換算係数テーブルには、各測定温度において算出された絶縁抵抗値を基準温度（例えば２０℃）における絶縁抵抗値（本発明における基準絶縁抵抗値。以下、「基準絶縁抵抗値」ともいう）に換算するための温度換算係数ｋが、各測定温度に対応させて記憶されている。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についての測定温度および基準絶縁抵抗値Ｒ２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の基準絶縁抵抗値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、電圧生成部２の電圧印加用のプローブおよび電流検出部３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より、操作部７から制御部６に測定開始指示が出力されたときには、制御部６は、測定対象体１１についての絶縁抵抗値Ｒ１の算出処理を実行する（ステップ５０）。この算出処理では、制御部６は、まず、電圧生成部２を制御して測定電圧Ｖ１を測定対象体１１に印加させる。これにより、測定対象体１１には測定電圧Ｖ１の印加によって電流が流れ、電流検出部３はこの測定対象体１１に流れる電流を検出すると共に電圧Ｖｉに変換してＡ／Ｄ変換部５に出力する。Ａ／Ｄ変換部５は、電圧Ｖｉをサンプリングして電流データＤｉに変換すると共に制御部６に出力する。次いで、制御部６は、電流データＤｉを記憶部８に記憶させると共に、電流データＤｉによって表される電流値で測定電圧Ｖ１を除算することにより、測定対象体１１の絶縁抵抗値Ｒ１を算出する。また、制御部６は、算出した絶縁抵抗値Ｒ１を記憶部８内の絶縁抵抗値記憶領域に記憶させる。

次いで、制御部６は、測定対象体１１の測定温度を測定する（ステップ５１）。具体的には、温度測定部４は、測定対象体１１の測定温度を測定して電圧Ｖｔに変換すると共に、接続ケーブル４ａおよび接続端子１０ａを介してＡ／Ｄ変換部５に出力する。Ａ／Ｄ変換部５は、電圧Ｖｔをサンプリングして温度データＤｔに変換すると共に制御部６に出力する。制御部６は、温度データＤｔを記憶部８内の測定温度データ記憶領域（この領域が本発明における第２の記憶部に相当する）に記憶させると共に、温度データＤｔによって示される温度を測定対象体１１の測定温度として表示部９に表示させる。

制御部６は、上記の各ステップ５０，５１と、操作部７のＨＯＬＤスイッチが操作されたか否かの検出処理（ステップ５２）と、温度測定部４が取り外されたか否かの検出処理（ステップ５３）とを繰り返し実行する。これにより、記憶部８内の絶縁抵抗値記憶領域には、測定対象体１１についての最新の絶縁抵抗値Ｒ１が更新されつつ記憶され、記憶部８内の測定温度データ記憶領域には、測定対象体１１の最新の温度データＤｔが更新されつつ記憶される。また、表示部９には、測定対象体１１の最新の測定温度が更新されつつ表示される。なお、制御部６は、ステップ５３において、温度データＤｔが予め設定された条件を満足したときに、温度測定部４が取り外されたと判別する。具体的には、温度測定部４が本体部１０に正常に接続されているときには、Ａ／Ｄ変換部５には、その入力定格電圧範囲のうちの上限または下限に極めて近い電圧値の電圧Ｖｔが入力されることは殆どない。他方、温度測定部４が本体部１０から取り外されたときには、Ａ／Ｄ変換部５の入力ラインがオープン状態になる。この結果、Ａ／Ｄ変換部５の入力ラインをプルアップまたはプルダウンしておくことにより、Ａ／Ｄ変換部５には、その入力定格電圧範囲のうちの上限または下限に極めて近い電圧値の電圧Ｖｔが入力される。したがって、入力定格電圧範囲のうちの上限または下限に極めて近い電圧値の電圧ＶｔがＡ／Ｄ変換部５に入力されていること、つまりＡ／Ｄ変換部５から出力される温度データＤｔがＡ／Ｄ変換部５の最大出力値または最小出力値に極めて近い値になることを上記の条件として予め設定しておくことにより、制御部６は、この条件を満足する温度データＤｔを入力したときに、温度測定部４が取り外されたと検出する。

上記ステップ５０〜５３の処理に対する繰り返し実行時において、ステップ５２で操作部７のＨＯＬＤスイッチが操作されたことを検出したとき、またはステップ５３Ｄ温度測定部４が取り外されたことを検出したときには、制御部６は、測定対象体１１についての温度測定が完了したと判別してステップ５０〜５３の処理ループを抜け、続いて、測定対象体１１についての種別指示が操作部７から入力されるか否かの検出処理を実行する（ステップ５４）。この場合、制御部６は、絶縁抵抗値Ｒ１の新たな算出と測定対象体１１の新たな温度データＤｔの取得とを停止するため、記憶部８内の絶縁抵抗値記憶領域と測定温度データ記憶領域には、ステップ５０〜５３の処理ループを抜けたときの測定対象体１１についての最新の絶縁抵抗値Ｒ１と最新の温度データＤｔとがそれぞれ記憶される。

この状態において、操作部７の種別指定スイッチが操作されて、操作部７から制御部６に測定対象体１１の種別指示が入力されたときには、制御部６は、基準絶縁抵抗値の算出処理を実行する（ステップ５５）。この算出処理では、制御部６は、まず、入力した種別指示の内容に基づいて測定対象体１１の種別を特定する。次いで、制御部６は、記憶部８に記憶されている複数の温度換算係数テーブルのうちの特定した種別に対応する温度換算係数テーブルを参照して、記憶部８内の測定温度データ記憶領域に記憶されている温度データＤｔで示される測定温度についての温度換算係数ｋを読み出す。次いで、読み出した温度換算係数ｋと、記憶部８内の絶縁抵抗値記憶領域に記憶されている絶縁抵抗値Ｒ１とを乗算することにより、基準温度（例えば２０℃）における基準絶縁抵抗値Ｒ２を算出すると共に、記憶部８内の基準絶縁抵抗値記憶領域に記憶させる。最後に、制御部６は、算出した基準絶縁抵抗値Ｒ２を表示部９に表示させる（ステップ５６）。これにより、絶縁抵抗計１による測定対象体１１についての基準絶縁抵抗値Ｒ２の測定が完了する。

このように、この絶縁抵抗計１によれば、制御部６が、測定電圧Ｖ１と測定対象体１１に流れる電流とに基づいて絶縁抵抗値Ｒ１を算出すると共に、この絶縁抵抗値Ｒ１と測定対象体１１の測定温度とこの測定温度における温度換算係数ｋとに基づいて基準温度における測定対象体１１の基準絶縁抵抗値Ｒ２を算出して表示部９に表示させることにより、測定対象体１１の温度が変化したときであっても、測定対象体１１の基準絶縁抵抗値Ｒ２を自動的かつ正確に測定することができる。したがって、温度変化に拘わらず測定対象体１１の絶縁抵抗値を確実に特定することができる。

また、この絶縁抵抗計１によれば、複数の測定対象体１１についての測定温度毎の温度換算係数ｋを記憶する記憶部８を備え、制御部６が、測定対象体１１の測定温度における温度換算係数ｋを記憶部８から読み出して基準絶縁抵抗値Ｒ２を算出することにより、測定温度とこの測定温度における温度換算係数ｋとが記載されている温度換算表を絶縁抵抗計１と共に持ち歩く必要がないため、非常に便利に活用することができる。

さらに、この絶縁抵抗計１によれば、測定対象体１１の温度を測定する温度測定部４を備えたことにより、測定対象体１１の基準絶縁抵抗値Ｒ２についての測定の完全な自動化を図ることができる。

また、この絶縁抵抗計１によれば、温度測定部４が本体部１０から取り外し可能に構成されると共に温度測定部４が取り外された時点の測定温度を制御部６が記憶部８に記憶させることにより、電圧生成部２から測定対象体１１に対して印加される測定電圧Ｖ１が非常に高圧であるため、安全上の理由により、温度測定部４を本体部１０から外した状態のときしか測定対象体１１に対して測定電圧Ｖ１を印加できないような状況であったとしても、温度測定部４によって測定された測定対象体１１についての温度データＤｔを確実に記憶部８に記憶させておくことができる結果、この記憶部８に記憶されている温度データＤｔに基づいて測定対象体１１の基準絶縁抵抗値Ｒ２を確実に算出することができる。したがって、この絶縁抵抗計１によれば、オペレータの安全を確保しつつ、測定対象体１１についての基準絶縁抵抗値Ｒ２を確実に測定することができる。なお、安全を確保するために温度測定部４を本体部１０から取り外す理由について説明する。この絶縁抵抗計１を含めて通常の絶縁抵抗計では、上記したように高圧の測定電圧Ｖ１を測定対象体１１に印加する。このため、本体部１０、並びに本体部１０に接続される電圧印加用および電流検出用の各プローブは、測定対象体１１に接触する各プローブの先端部分を除いて絶縁性を有する材料で被覆され、金属部分が直接露出しないように構成されている。しかしながら、本体部１０の電位を測定電圧Ｖ１のホット（高電圧）側の電位に規定して測定する絶縁抵抗の測定規格もあり、このような測定規格に沿って製造された絶縁抵抗計を用いる場合、本体部１０に温度測定部４を接続している状態では、この温度測定部４も測定電圧Ｖ１のホット側の電位となるため、温度測定部４に触れると危険なこととなる。したがって、このような測定では、安全を確保するため、測定電圧Ｖ１の印加時には温度測定部４を外さなければならない。

なお、本発明は、上記の構成に限定されない。例えば、図３に示す絶縁抵抗計１Ａのように、温度測定部４を有しない構成を採用することもできる。以下、この絶縁抵抗計１Ａの概要を説明する。なお、絶縁抵抗計１Ａは、温度測定部４、接続ケーブル４ａおよび接続端子１０ａが省かれている点を除き、基本的に絶縁抵抗計１とほぼ同一に構成されている。このため、絶縁抵抗計１と同一の構成については同一の符号を付して重複する説明を省略し、主として相違する構成について説明する。この絶縁抵抗計１Ａでは、操作部７に温度設定スイッチが追加され、この温度設定スイッチを操作することにより、制御部６が、他の温度計（図示せず）で測定された測定対象体１１についての測定温度を温度データＤｔとして入力する。この際に、制御部６は、絶縁抵抗計１と同様にして、入力した温度データＤｔを記憶部８の測定温度データ記憶領域に電流データＤｉと共に記憶させ、この温度データＤｔ、電流データＤｉ、および記憶部８に記憶されている温度換算係数テーブルを参照して得られる温度換算係数ｋに基づいて、測定対象体１１の基準絶縁抵抗値Ｒ２を測定する。この絶縁抵抗計１Ａによれば、絶縁抵抗計１Ａ自体で測定対象体１１の温度が測定できないため、利便性については若干低下するものの、温度測定部４を接続しない構成のため、一層確実に安全を確保することができる。

また、上記の構成では、複数の測定対象体１１についての基準絶縁抵抗値Ｒ２を算出できるように、各測定対象体１１についての温度換算係数テーブルを記憶部８に記憶させているが、特定の１種の測定対象体１１についての基準絶縁抵抗値Ｒ２を測定するときには、この１種の測定対象体１１についての温度換算係数テーブルのみを記憶部８に記憶させる構成を採用することもできる。この構成によれば、図２に示す各ステップのうち、操作部７を操作して測定対象体１１の種別を制御部６に入力するためのステップ５４が不要になる。

また、上記の構成では、制御部６は、記憶部８に記憶されている温度換算係数テーブルを参照することにより、測定対象体１１の種別毎の測定温度における温度換算係数ｋを取得しているが、温度換算係数テーブルに代えて、温度換算係数ｋを算出する数式と、測定対象体１１の種別毎のパラメータとを記憶部８に記憶させておき、この数式およびパラメータを用いて測定対象体１１の種別毎の温度換算係数ｋを算出する構成を採用することもできる。さらに、本発明における第１の記憶部と第２の記憶部とを一体にして１つの記憶部８で構成した例について上記したが、両記憶部を別個独立して構成することもできるのは勿論である。

また、上記の構成では、ステップ５０〜５３の処理ループを抜けたときの測定対象体１１についての最新の絶縁抵抗値Ｒ１と温度データＤｔとを用いて、測定対象体１１の基準絶縁抵抗値Ｒ２を算出しているが、ステップ５０〜５３の処理ループにおいて、記憶部８内の絶縁抵抗値記憶領域と測定温度データ記憶領域とに、絶縁抵抗値Ｒ１と温度データＤｔとを複数個リング式に記憶させておき、ステップ５０〜５３の処理ループを抜けたときの測定対象体１１についての最新の絶縁抵抗値Ｒ１および温度データＤｔを基準として所定個前の絶縁抵抗値Ｒ１および温度データＤｔを用いて測定対象体１１の基準絶縁抵抗値Ｒ２を算出する構成を採用することもできる。

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。 絶縁抵抗計１Ａの構成を示す構成図である。

符号の説明

１，１Ａ 絶縁抵抗計
２ 電圧生成部
３ 電流検出部
４ 温度測定部
６ 制御部
８ 記憶部
１０ 本体部
ｋ 温度換算係数
Ｒ１ 絶縁抵抗値
Ｒ２ 基準絶縁抵抗値
Ｖ１ 測定電圧

Claims (4)

1. 測定対象体に印加するための所定の測定電圧を生成する電圧生成部と、前記測定電圧が印加された前記測定対象体に流れる電流を検出する電流検出部と、前記測定電圧および前記検出された電流に基づいて絶縁抵抗値を算出すると共に当該算出した絶縁抵抗値と前記測定対象体についての測定温度と当該測定温度における温度換算係数とに基づいて基準温度における前記測定対象体の基準絶縁抵抗値を算出する演算制御部とを備えている絶縁抵抗計。
2. 複数の前記測定対象体についての測定温度毎の前記温度換算係数を記憶する第１の記憶部を備え、
   前記演算制御部は、前記測定対象体の前記測定温度における前記温度換算係数を前記第１の記憶部から読み出して前記基準絶縁抵抗値を算出する請求項１記載の絶縁抵抗計。
3. 前記測定温度を測定する温度測定部を備えている請求項１または２記載の絶縁抵抗計。
4. 前記電圧生成部、前記電流検出部および前記演算制御部は、本体部内に配設され、
   前記温度測定部は、前記本体部に取り外し可能に接続され、
   前記演算制御部は、前記温度測定部による前記測定温度の測定中に当該温度測定部が前記本体部から取り外されたときに、取り外された時点において当該温度測定部によって測定されていた温度を前記測定温度として第２の記憶部に記憶させる請求項３記載の絶縁抵抗計。

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