JP2750707B2 - 接地抵抗を補償した絶縁抵抗測定方法 - Google Patents
接地抵抗を補償した絶縁抵抗測定方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電路等の絶縁抵抗を測定する方法，殊に対地
浮遊容量大なる場合無視し得なくなる接地抵抗を補償し
た絶縁抵抗測定方法に関する。
浮遊容量大なる場合無視し得なくなる接地抵抗を補償し
た絶縁抵抗測定方法に関する。
（従来技術） 従来，漏電等の早期発見の為には第３図に示す如き電
路の絶縁抵抗測定方法を用いるのが一般的であった。
路の絶縁抵抗測定方法を用いるのが一般的であった。
即ち,Zなる負荷を有する受電変圧器Ｔの第２種接地線
LEを介して発振器OSCから商用周波数と異なった周波数
１なる測定用低周波信号電圧を電路L1及びL2に印加
し，前記接地線LEを貫通する変流器ZCTによって絶縁抵
抗Ｒ及び浮遊容量Ｃを介して帰還する漏洩電流を検出す
る。
LEを介して発振器OSCから商用周波数と異なった周波数
１なる測定用低周波信号電圧を電路L1及びL2に印加
し，前記接地線LEを貫通する変流器ZCTによって絶縁抵
抗Ｒ及び浮遊容量Ｃを介して帰還する漏洩電流を検出す
る。
この際前記変流器ZCTの出力に含まれる周波数１の
成分をフィルタFILTにて検出し，その漏洩電流を例えば
前記発振器OSCの出力を用いて掛算器MULTで同期検波す
ることにより有効分電流を検出し，これにより電路の絶
縁抵抗を測定するものであった。その測定理論を第４図
の等価回路を用いて更に説明するならば前記接地線LEの
接地点Ｅを介して前記発振器OSCに帰還する電流をＩと
すると であるから印加する測定信号電圧と同相の成分，即ち上
記（１）式右辺第１項に比例した値を同期検波等の手法
を用いて検出すれば絶縁抵抗Ｒに逆比例した測定値を得
ることができる。
成分をフィルタFILTにて検出し，その漏洩電流を例えば
前記発振器OSCの出力を用いて掛算器MULTで同期検波す
ることにより有効分電流を検出し，これにより電路の絶
縁抵抗を測定するものであった。その測定理論を第４図
の等価回路を用いて更に説明するならば前記接地線LEの
接地点Ｅを介して前記発振器OSCに帰還する電流をＩと
すると であるから印加する測定信号電圧と同相の成分，即ち上
記（１）式右辺第１項に比例した値を同期検波等の手法
を用いて検出すれば絶縁抵抗Ｒに逆比例した測定値を得
ることができる。
しかしながら上記（１）式からも明らかな如くこの測
定法は接地線LEに大地を介して帰還する電流を測定する
にも拘らず接地抵抗を無視しているので対地浮遊容量Ｃ
が大きくなると接地抵抗の影響が現われ測定値が現実の
電路の絶縁抵抗とはなはだしくかけ離れたものとなる，
即ち正確な絶縁抵抗の測定が不可能になるという欠陥が
あった。
定法は接地線LEに大地を介して帰還する電流を測定する
にも拘らず接地抵抗を無視しているので対地浮遊容量Ｃ
が大きくなると接地抵抗の影響が現われ測定値が現実の
電路の絶縁抵抗とはなはだしくかけ離れたものとなる，
即ち正確な絶縁抵抗の測定が不可能になるという欠陥が
あった。
（発明の目的） 本発明は上記欠点に鑑みなされたものであって，対地
浮遊容量Ｃの影響を受けることなく正確な絶縁抵抗測定
を行なう絶縁抵抗測定方法を提供することを目的とす
る。
浮遊容量Ｃの影響を受けることなく正確な絶縁抵抗測定
を行なう絶縁抵抗測定方法を提供することを目的とす
る。
（発明の概要） この目的を達成するため本発明の絶縁抵抗測定方法
は、商用周波数と異なる周波数f1なる低周波の測定信号
電圧を電路に印加し，該電路に設けた接地線に帰還する
周波数f1の漏洩電流を検出すると共に電路と大地間に存
在する周波数f1の電圧を検出し，該周波数f1の電圧を用
いて前記周波数f1の漏洩電流を同期検波することにより
得られる信号の直流分から絶縁抵抗を測定するよう手段
を講ずる。
は、商用周波数と異なる周波数f1なる低周波の測定信号
電圧を電路に印加し，該電路に設けた接地線に帰還する
周波数f1の漏洩電流を検出すると共に電路と大地間に存
在する周波数f1の電圧を検出し，該周波数f1の電圧を用
いて前記周波数f1の漏洩電流を同期検波することにより
得られる信号の直流分から絶縁抵抗を測定するよう手段
を講ずる。
（実施例） 以下本発明を図面に示す実施例とに基づいて詳細に説
明する。
明する。
先ず，本発明に係る絶縁抵抗測定方法を説明する前
に，その理解を助ける為従来の手法の欠陥を少くし詳細
に説明する。
に，その理解を助ける為従来の手法の欠陥を少くし詳細
に説明する。
第２図は接地抵抗γを考慮した場合の等価回路図であ
る。
る。
この場合接地点Ｅを介して発振器OSCに帰還する電流
をI1としこれを I1＝（Ａ＋jB）Ｖ ……（２） とする。このとき， であり（２）式で接地抵抗γを無視すれば前記（１）式
と同一になることはいうまでもない。
をI1としこれを I1＝（Ａ＋jB）Ｖ ……（２） とする。このとき， であり（２）式で接地抵抗γを無視すれば前記（１）式
と同一になることはいうまでもない。
さて，（３）式において，対地浮遊容量Ｃ＝０のとき
Ａは となるが一般にＲ≫γであるからＡは1/Rと考えてよく
前記（２）式の同相分はV/Rとなり，同相分を検出する
ことにより絶縁抵抗を測定することができる。しかし浮
遊容量Ｃが大きいときには同相分を検出しても（３）式
で示される如く正しい絶縁抵抗を測定していないことに
なる。
Ａは となるが一般にＲ≫γであるからＡは1/Rと考えてよく
前記（２）式の同相分はV/Rとなり，同相分を検出する
ことにより絶縁抵抗を測定することができる。しかし浮
遊容量Ｃが大きいときには同相分を検出しても（３）式
で示される如く正しい絶縁抵抗を測定していないことに
なる。
このような誤差が実際上どの程度になるかを以下に示
す。
す。
一般にＲ≫γであるから（３）式においてＲ＋γ→Ｒ
とすると と表し得る。
とすると と表し得る。
ここで例えば１＝20Hz,C＝５μF,γ＝100Ωとする
と （ω1Cγ）２＝（２π×20×５×10-6×100）２ 3.95×10-8 となり（ω1Cγ）２≪１である。
と （ω1Cγ）２＝（２π×20×５×10-6×100）２ 3.95×10-8 となり（ω1Cγ）２≪１である。
したがって（４）式は とみなしてよい。
従って，例えば１＝20Hz,C＝５μF,R＝100KΩ，γ
＝100Ωの場合前記（５）式の｛｝内は １＋（ω1C）2Rγ＝4.95 となり，同相分から検出されるべき絶縁抵抗値100KΩは
100KΩ/4.95＝20.2KΩとして測定されてしまうことにな
る。
＝100Ωの場合前記（５）式の｛｝内は １＋（ω1C）2Rγ＝4.95 となり，同相分から検出されるべき絶縁抵抗値100KΩは
100KΩ/4.95＝20.2KΩとして測定されてしまうことにな
る。
斯くの如く，従来の接地抵抗を無視した絶縁抵抗測定
方法では対地浮遊容量が大きい場合極めて測定誤差が大
きくなる欠陥を有すること前述の通りである。更に対地
浮遊容量には一般電子機器の電源回路に付加されるノイ
ズフィルタのキャパシタンスも含まれるので今後対地浮
遊容量は大きくなっていく傾向にあるから従来の方法で
はますます正確な測定結果が得られないことになる。
方法では対地浮遊容量が大きい場合極めて測定誤差が大
きくなる欠陥を有すること前述の通りである。更に対地
浮遊容量には一般電子機器の電源回路に付加されるノイ
ズフィルタのキャパシタンスも含まれるので今後対地浮
遊容量は大きくなっていく傾向にあるから従来の方法で
はますます正確な測定結果が得られないことになる。
この問題を解決する為本発明に於いては以下の如き手
法をとる。
法をとる。
即ち，周波数１の印加信号によって得られる同相
分，即ち有効分をig1とすると前記（２）及び（５）式
から となる。
分，即ち有効分をig1とすると前記（２）及び（５）式
から となる。
一方，（３）式から印加信号と90゜位相のずれた成分
Ｂは， と表すことができ且つ一般的にＲ≫γであるから（７）
式は とみなすことができる。
Ｂは， と表すことができ且つ一般的にＲ≫γであるから（７）
式は とみなすことができる。
更に前述したように（ω1Cγ）２≪１であるので
（８）式は Ｂω1C ……（９） と表すことができ，接地抵抗γの影響は実用上ほとんど
受けないことになる。
（８）式は Ｂω1C ……（９） と表すことができ，接地抵抗γの影響は実用上ほとんど
受けないことになる。
従って１なる印加信号によって得られる無効分をig
2とすれば（９）式から ig2＝ω1CV ……（10） となる。
2とすれば（９）式から ig2＝ω1CV ……（10） となる。
ところで，電路と大地間に存在する周波数１の電圧
Ｅは Ｅ＝Ｖ−I1γ ……（11） であり，又，漏洩電流I1は前記（６），（10）式より と表され，該（12）式を（11）式に代入すると となり，ここでγ/R≪R,（ω1Cγ）２≪１とすると前記
（13）式は Ｅ＝（１−ｊω1Cγ）Ｖ ……（14） と表すことができる。
Ｅは Ｅ＝Ｖ−I1γ ……（11） であり，又，漏洩電流I1は前記（６），（10）式より と表され，該（12）式を（11）式に代入すると となり，ここでγ/R≪R,（ω1Cγ）２≪１とすると前記
（13）式は Ｅ＝（１−ｊω1Cγ）Ｖ ……（14） と表すことができる。
（12）（14）式は夫々電流I1,電圧Ｅを複素数表示し
ているが理解しやすくするために測定信号電圧をVo sin
ω1tと置換すれば（12）式の周波数１の漏洩電流I1及
び（14）式の電圧Ｅは次式に示すように表すことができ
る。
ているが理解しやすくするために測定信号電圧をVo sin
ω1tと置換すれば（12）式の周波数１の漏洩電流I1及
び（14）式の電圧Ｅは次式に示すように表すことができ
る。
ｅ＝Vo sinω1t−ω1CγVo cosω1t ……（16） 絶縁抵抗Ｒを抽出する為に前記（15），（16）式を積
算すると となりこの直流分のみ取出する となる。従って絶縁抵抗に逆比例した値を接地抵抗γ，
対地浮遊容量Ｃの影響を除去して測定することが可能と
なる。
算すると となりこの直流分のみ取出する となる。従って絶縁抵抗に逆比例した値を接地抵抗γ，
対地浮遊容量Ｃの影響を除去して測定することが可能と
なる。
このような測定方法を実現する為には以下の如く回路
を構成すればよい。
を構成すればよい。
即ち，第１図に示す如く接地線LEに周波数１の低周
波信号発生用の発振器OSCを直列に接続すると共に該接
地線が貫通するように変流器ZCTを設け，該変流器ZCTの
出力を前記周波数１成分を検出するフィルタFILTに印
加し，該フィルタFILT出力は同期検波器MULTの一方の入
力端に入力する。該同期検波器の他の入力端には電路L2
と大地E3との間の電圧を高入力インピーダンス増幅器Ａ
で検出した出力を印加する。
波信号発生用の発振器OSCを直列に接続すると共に該接
地線が貫通するように変流器ZCTを設け，該変流器ZCTの
出力を前記周波数１成分を検出するフィルタFILTに印
加し，該フィルタFILT出力は同期検波器MULTの一方の入
力端に入力する。該同期検波器の他の入力端には電路L2
と大地E3との間の電圧を高入力インピーダンス増幅器Ａ
で検出した出力を印加する。
従って，前記フィルタFILTより同期検波器MULTに印加
する信号が（15）式に相当し，又，高入力インピーダン
ス増幅器Ａより同期検波器MULTに印加する信号が（16）
式に相当するので同期検波器MULTの出力は（17）式に相
当するものが得られる。更に該同期検波器出力を次段の
ローパスフィルタLPF1に印加すれば，その出力OUTは（1
8）式に相当する値を得ることができ，測定信号電圧Vo
は概知であるため絶縁抵抗Ｒを検出することができる。
する信号が（15）式に相当し，又，高入力インピーダン
ス増幅器Ａより同期検波器MULTに印加する信号が（16）
式に相当するので同期検波器MULTの出力は（17）式に相
当するものが得られる。更に該同期検波器出力を次段の
ローパスフィルタLPF1に印加すれば，その出力OUTは（1
8）式に相当する値を得ることができ，測定信号電圧Vo
は概知であるため絶縁抵抗Ｒを検出することができる。
尚，本発明の説明に於いては第１図の変流器ZCT→フ
ィルタFILTの系の位相変動の補償方法について言及して
いないが，同一出願人による特開昭62−254617にて開示
した手段を本発明に適用することにより極めて安定な測
定方法を提供することができる。前記方法としては例え
ば高入力インピーダンス増幅器Ａの出力に得られる電路
と大地間との電圧をコンデンサ（図示せず）に周期Ｔで
断続的に印加し，コンデンサに流れる電流を導線を介し
て変流器ZCTに加えることにより同期検波器MULT出力に
含まれる周波数1/Tの成分が零に近づくように増幅器Ａ
から同期検波器MULTに印加する電圧の位相を調整すれば
よい。
ィルタFILTの系の位相変動の補償方法について言及して
いないが，同一出願人による特開昭62−254617にて開示
した手段を本発明に適用することにより極めて安定な測
定方法を提供することができる。前記方法としては例え
ば高入力インピーダンス増幅器Ａの出力に得られる電路
と大地間との電圧をコンデンサ（図示せず）に周期Ｔで
断続的に印加し，コンデンサに流れる電流を導線を介し
て変流器ZCTに加えることにより同期検波器MULT出力に
含まれる周波数1/Tの成分が零に近づくように増幅器Ａ
から同期検波器MULTに印加する電圧の位相を調整すれば
よい。
又，前記実施例に於いては電流を検出する為に変流器
を用いているが接地線LEを切断しこれに低抵抗を直列接
続し，この抵抗の両端電圧をもって検出するよう構成し
てもよく，更に説明簡単の為単相２線式の場合を示して
説明したがこれに限定する必然性は全くなく一端接地の
単相３線式或は３相３線の場合であっても同一の原理に
基づいて実施可能なことは明らかであり，尚更に電路へ
の低周波電圧の印加に当っては接地線LEを切断してこれ
に発振器を直列に挿入接続するのではなく，発振器出力
を印加したトランスに接地線を貫通させる電磁誘導等の
方法を用いてもよいことは自明である。
を用いているが接地線LEを切断しこれに低抵抗を直列接
続し，この抵抗の両端電圧をもって検出するよう構成し
てもよく，更に説明簡単の為単相２線式の場合を示して
説明したがこれに限定する必然性は全くなく一端接地の
単相３線式或は３相３線の場合であっても同一の原理に
基づいて実施可能なことは明らかであり，尚更に電路へ
の低周波電圧の印加に当っては接地線LEを切断してこれ
に発振器を直列に挿入接続するのではなく，発振器出力
を印加したトランスに接地線を貫通させる電磁誘導等の
方法を用いてもよいことは自明である。
（発明の効果） 本発明は上述した如く構成し且つ機能するものである
から絶縁抵抗を測定する際に接地抵抗の影響を完全にキ
ャンセルすることが可能となるのみならず発振器等の出
力抵抗の影響をも接地抵抗に加味して補償するので対地
浮遊容量が大きい電路等の絶縁抵抗を正確に測定する上
で著効を奏するものである。
から絶縁抵抗を測定する際に接地抵抗の影響を完全にキ
ャンセルすることが可能となるのみならず発振器等の出
力抵抗の影響をも接地抵抗に加味して補償するので対地
浮遊容量が大きい電路等の絶縁抵抗を正確に測定する上
で著効を奏するものである。
第１図は本発明に係る絶縁抵抗測定方法を実現する為の
一実施例を示すブロック図，第２図は接地抵抗を考慮し
た場合の等価回路図，第３図は従来の絶縁抵抗測定方法
を説明する図，第４図は接地抵抗を考慮しない場合の等
価回路図である。 Ｔ……変圧器,L1及びL2……電路,LE……接地線,OSC……
発振器,MULT……同期検波器、LPF1……ローパスフィル
タ,FILT……フィルタ,A……高入力インピーダンス増幅
器。
一実施例を示すブロック図，第２図は接地抵抗を考慮し
た場合の等価回路図，第３図は従来の絶縁抵抗測定方法
を説明する図，第４図は接地抵抗を考慮しない場合の等
価回路図である。 Ｔ……変圧器,L1及びL2……電路,LE……接地線,OSC……
発振器,MULT……同期検波器、LPF1……ローパスフィル
タ,FILT……フィルタ,A……高入力インピーダンス増幅
器。
Claims (1)
- 【請求項１】商用周波数と異なる周波数f1なる低周波の
測定信号電圧を電路に印加し，該電路に設けた接地線に
帰還する周波数f1の漏洩電流を検出すると共に電路と大
地間に存在する周波数f1の電圧を検出し，該周波数f1の
電圧を用いて前記周波数f1の漏洩電流を同期検波するこ
とにより得られる信号の直流分から絶縁抵抗を測定する
ことを特徴とした接地抵抗を補償した絶縁抵抗測定方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23434688A JP2750707B2 (ja) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | 接地抵抗を補償した絶縁抵抗測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23434688A JP2750707B2 (ja) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | 接地抵抗を補償した絶縁抵抗測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0282170A JPH0282170A (ja) | 1990-03-22 |
| JP2750707B2 true JP2750707B2 (ja) | 1998-05-13 |
Family
ID=16969557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23434688A Expired - Lifetime JP2750707B2 (ja) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | 接地抵抗を補償した絶縁抵抗測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2750707B2 (ja) |
-
1988
- 1988-09-19 JP JP23434688A patent/JP2750707B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0282170A (ja) | 1990-03-22 |
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