JP2860796B2 - 絶縁抵抗測定方法 - Google Patents

絶縁抵抗測定方法

Info

Publication number
JP2860796B2
JP2860796B2 JP14194089A JP14194089A JP2860796B2 JP 2860796 B2 JP2860796 B2 JP 2860796B2 JP 14194089 A JP14194089 A JP 14194089A JP 14194089 A JP14194089 A JP 14194089A JP 2860796 B2 JP2860796 B2 JP 2860796B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
line
insulation resistance
frequency
equation
component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP14194089A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0277658A (ja
Inventor
辰治 松野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyo Tsushinki KK
Original Assignee
Toyo Tsushinki KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyo Tsushinki KK filed Critical Toyo Tsushinki KK
Publication of JPH0277658A publication Critical patent/JPH0277658A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2860796B2 publication Critical patent/JP2860796B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は配線の絶縁抵抗又は静電容量測定手段に係か
り,詳しくは主として一般家庭等の一般電気工作物の絶
縁抵抗を局部的に監視検知できる低圧配線等の絶縁抵抗
測定方法および非接地形高圧線路の対地絶縁抵抗を活線
状態で測定する方法に関する。
(従来技術) 電力送電設備では通前絶縁監視が行なわれ,より安定
した電力供給がはかられている。
しかし,一般家庭に於ける絶縁監視態勢は遅れており
極めて大ざっぱな計測を行なうため各種装置が設置され
ているに止まっていた。
即ち,従来の一般家庭の負荷設備を含む屋内外配線の
絶縁抵抗測定方法としては,各家庭毎に分電盤にて給電
を停止し,被測定部分に高圧直流電圧を印加してそのリ
ーク電流を検知する所謂メガーを用いる方法が一般的で
あった。
又,給電を停止することなく測定する手段としては,
配電線に零相変流器をクランプし商用周波数成分の零相
電流成分を計測する方法が用いられていた。
しかし一方,近年家庭内の電気設備はCPU等を搭載し
た精巧な各種エレクトロニクス回路を用いたものが多
く,絶縁抵抗測定のために給電を中断することあるいは
高圧を印加することは事故等の発生を生じる虞れもある
為,極力避けるべき状況となっている。
更には,各種電子機器に付設したノイズ除去用各種フ
ィルタの増加に伴ない,電路あるいは負荷機器と大地間
の対地静電容量が増加し単に商用周波の零相電流を測定
するのみでは正確に絶縁状況の良否を判定することが困
難となってきた。又絶縁抵抗測定のために測定者が屋内
に立入ちず,屋外で一般家庭等の屋内配線の絶縁抵抗を
測定する方法の実用化がのぞまれていた。
しかしながら,家庭等の一般電気工作物へ給電する低
圧電路例えば100Vあるいは200V等は柱上トランス又は地
下に埋設されたトランスで,一般に6.6KVから降圧され
たのち複数の家庭や電気設備へと配線されているが,こ
の変圧トランスの低圧側出力電路の一つが,該変圧トラ
ンスの設置場所付近で接地されるのが一般的であり,こ
のため特定の家庭内の配線及びこれらに接続された電気
機器に関する絶縁抵抗を分離して測定するのが極めて困
難であった。
したがって,特定の家庭の電気絶縁抵抗測定に当って
は,他の家庭や他の電気設備の絶縁抵抗,対地静電容量
又上記トランスの低圧側電路接地抵抗の影響をうけない
方法でなければならない。
一方,一般に変電所の主変圧器から需要家降圧受電設
備に配電される三相の高圧線路(例えば6.6KV)は非接
地形であり,この線路には複数の引込線や低圧降下用の
柱上トランス(地下埋設トランスも含む)が接続されて
いるため,例えば需要家高圧線路引込口から需要家高圧
受電設備を含んだ線路の絶縁抵抗を活線状態で測定する
ことは困難であった。
従来の高圧線路の絶縁抵抗測定方法は例えば77KV等の
特高圧を特高圧受電トランスで6.6KVに降圧した後,該
降圧した6.6KV線路にグランドポテンシャルトランス
(以下GPTと記す)を接続するとともにその中性点に直
流又は低周波の測定用信号を印加し6.6KV系の絶縁劣化
により帰還する漏洩電流を測定して絶縁抵抗を測定する
方法がある。
しかしながら,一般の非接地形の6.6KV線路はその中
性点を接地することはできず,従って,接地形線路とし
て絶縁抵抗を測定することは不可能であった。また,た
とえ上述した方法により絶縁抵抗を測定した場合であっ
ても降圧した6.6KV系の絶縁抵抗のみを測定するもので
あって,需要家高圧受電設備を含んだ線路の対地絶縁抵
抗は測定することが出来ないという問題点があった。
(発明の目的) 本発明は上記従来の問題点を解決すると同時に諸事情
に鑑みてなされたもので,一般家庭など一般用電気工作
物の電気絶縁抵抗の測定に当って屋内に立入ることな
く,無停電でしかも正確にかつ簡単に絶縁抵抗を測定す
る方法および対地間に測定系を直接挿入することなく非
接地形線路の絶縁抵抗を活線状態で測定する非接地形線
路の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に本発明の絶縁抵抗測定方法
は線路に注入トランスと零相変流器とを結合すると共に
少なくとも3種類の周波数f1、f2、f3の測定用低周波電
圧を印加し、前記零相変流器出力に含まれる周波数f1、
f2、f3の漏洩電流成分の有効成分と無効成分、または有
効成分のみを同期検波等によって検出し、該検出値から
線路の対地絶縁抵抗を検出することを特徴とする。
(実施例) 以下,図面に示した実施例に基づいて本発明を詳細に
説明する。
先ず、一端が接地された配線、所謂低圧配線等家庭用
配線に本発明を用いた場合について説明する。
第1図は本発明の方法を実施するために用いる装置の
一実施例を示す構成図である。
即ち,第1図に於いてT1,2及びLEは柱上あるいは地下
に埋設された受電トランスとその低圧電路及び該電路の
一方と大地(E2)との間に接続された接地線である。
又,前記電路1,2は一般に複雑に分岐し,多数の各家
庭に配付され一般電気工作物H1,H2,H0等へ配線されてお
り,これら一般電気工作物(負荷設備への配線も含む)
と大地との間には絶縁抵抗R1,R3,R0が存在し,又低圧電
路と大地間には絶縁抵抗R2,R4が存在する。又同時に該
負荷設備(負荷設備の配線も含む)及び前記低圧電路に
は夫々対地静電容量C1,C3,C0及びC2,C4が存在する。
このような状態の配電線路のうち負荷機器H0に関する
絶縁抵抗を本発明の方法によって測定する場合を例示す
る。
このために,この実施例においては同図に示す如く当
該負荷機器H0が設置された家庭の内部又は外部の電線
(電路)に注入トランスOTを結合すると共に,該注入ト
ランスOTに発振器OSC1,OSC2,OSC3とスイッチSW1とを接
続し,周波数なる測定用信号のうちい
づれか一つを前記電路1,2に注入する。
尚,この測定用信号周波数乃至は互いに異な
りかつ商用周波数と異なるものとすることによって互い
に分離しうるよう設定すべきことは云うまでもない。
更に,前記配線電路には零相変流器ZCTをクランプす
る等してこれに結合せしめ,その出力を増幅器A1を介し
て前記3つの測定用信号夫々を波す
るフィルタFIL1,FIL2,FIL3に入出力すると共に,これら
の出力のうちいづれか一つを第2の切替スイッチSW2
よって選択して2つの同期検波器MULT1とMULT2の夫々に
一入力として加える。
これらの比較信号としては電路に印加した測定用信号
の発振器OSC1乃至OSC3出力を前記フィルタの選定周波数
と一致させて入力するが,うち第2の同期検波器に関し
ては位相調整器PSにより90°移相したのち入力し,更に
これら2つの同期検波器MULT1,MULT2の出力を共にCPU
(演算回路)に入力するよう構成する。この回路構成に
於いて,電路に印加された測定用信号は該電路及びこれ
に接続された負荷機器H0と大地間の絶縁抵抗R4,R0及び
対地静電容量C4,C0を介して大地に流れ,変圧器T付近
に設けた接地線LEを経て電路1,2に帰還する。
従って,前記零相変流器ZCTの出力にはこの帰還電流
に誘導された信号が発生し,増幅器A1を経たのち各フィ
ルタにて乃至いづれか一つが選択され2つの同
期検波波器MULT1,MULT2夫々によって同一周波数信号の
同相成分(MULT1)と90°移相成分(MULT2)を比較信号
として同期検波され,この2つの出力信号がCPUに入力
される。
同期検波器MULT1の出力は前記帰還電流のうち有効成
分が,MULT2の出力は無効成分が抽出されることにな
り,これらの成分はスイッチSW1,SW2を操作することに
よって前記3つの周波数各々について
求められる。
このようにして抽出された合計6つの信号は順次CPU
に入力され,CPUではこれらの信号から当該測定部分の絶
縁抵抗を正確に算出するものである。
このことを以下,図面と数式とを参照しつつ詳細に説
明する。
第1図の実施例の動作を理解しやすくするために印加
した測定用低周波電圧による電流の流れる系に関して等
価回路を描くと第2図の如くなる。
即ち第2図でγは接地線LEとの接地抵抗である。R及
びCは低圧電路1,2に関する全絶縁抵抗と全対地静電容
量を示し各々 C=C1+C2+C3+C4であり,又C0,R0は測定対象家庭内
の負荷機器に於ける静電容量と絶縁抵抗であって,今算
出せんとするものはR0,更に必要があればC0をも算出可
能である。
この図では測定用信号として,即ち発振器OSC1
選定された場合を示しており,以下この状態を例にとり
数式を用いて説明する。周波数の電圧V1が注入トラ
ンスを介して電路に印加されると,このときの漏洩電流
I1 (ここでω=2πである) 一般に絶縁抵抗R0,Rは地絡状態でないかぎり接地抵抗
γより十分に大きくR0≫γ,R≫γと近似できるからこの
条件を加味すると(1)式は次のように変形することが
できる。
従って,電流l1中の印加電圧と同相の成分(有効分)
A1 となる。
又,電流l1中の印加電圧と直交する成分(無効分)B1
となる。
同様にスイッチSW1が周波数 を発振する発振器OSC2を選択し,電路に周波数の電
圧V2が印加されると,この時の漏洩電流l2中の有効分
A2,無効分B2は次式で与えられる。
又,スイッチSW1が周波数 を発振する発振器OSC3を選択し,電路に周波数の電
圧V3が印加されると,このときの漏洩電流l3中の有効分
A3,無効分B3は次式で与えられ, となる。
上記有効分は同期検波器MULT1にて漏洩電流を印加電
圧を用いて同期検波することにより,又無効分は同期検
波器MULT2にて漏洩電流を印加電圧より90°位相推移し
た電圧を用いて同期検波することにより得られることは
公知なので詳細な説明を省略する。
なお,有効分,無効分の検出は必ずしも同期検波の技
術によらず,特開60-165559に開示された方法等他の方
法でも実現できることは明らかである。
次に検出された有効分A1,A2,A3ならびに無効分B1,B2,
B3を用いて絶縁抵抗R0を算出する方法について詳細に説
明する。
今,電路に印加した電圧V1とこれにより流れる無効電
流B1との比,即ち無効電流を生ぜしめるリアクタンス成
分を明らかにするために,式(4)を変形すると, 又同様に(6)式から となる。
次に,周波数のちがいによる無効電流値の差異を明ら
かにするために(9)式を(10)式で割算し,整理する
又同様に周波数に関しては(8)式から (9)式を(12)式で割算し,整理すると 尚更に(11)式を(13)式で割算し,整理すると となる。この式を見れば明らかなように,測定対象た
る負荷機器H0の対地静電容量C0を,電路に印加した前記
3つの測定信号電圧とその漏洩成分及び信号の周波数と
から算出することができる。
即ち,上記(14)式に第1図に示した測定回路により
求めたB1,B2,B3を代入すればC0が求まる。
故に,この演算をCPUにて行なえばよい。
次に,上式にて求めたC0を用い,絶縁抵抗を求める方
法について述べる。
まず(3)式のA1を(4)式のB1で割算して無効成分
と有効成分の比を求めると となる。この(18)式を更に変形して 周波数について同様の式を求めるために(5)式
のA2を,(6)式のB2で割算すると, 同様に(7)式のA3を,(8)式のB3で割算すると となる。(19)式を(20)式で割算し整理すると 又(19)式を(21)式で割算し,整理すると となる。
又(22)式を(23)式で割算し,整理すると, となる。(24)式のC0ωは(14)式で与えられるか
ら検出値A1,B1,A2,B2,A3,B3を用いて(24)式から絶縁
抵抗R0が算出されることが分る。
即ち,第1図に示した測定回路によって3つの信号に
対する漏洩成分の有効,無効分A1乃至A3及びB1乃至B3
求めCPUにて所定の演算を行えば測定対象たる特定部分
のみの絶縁抵抗を正確に検知できる。
尚,上記演算例ではγ≪Rなる条件を加えたことによ
り(1)式からも分るように4つの変数γ,C,R0,C0
漏洩電流は表わされ,絶縁抵抗R0を算出するにあたって
の演算を容易にするためA1,B1,A2,B2,A3,B3という6つ
の検出値を用いているが,6つの検出値すべてを用いずに
絶縁抵抗値を算出する等の工夫が可能である。
例えば(20)式の両辺を 倍し,(19)式との差を求めると 即ちこの式を整理すれば となる。ところで(11)式は(16)式を用いて となるから(30)式に(31)式を代入して整理すれば となるから,絶縁抵抗R0は5つの検出値A1,B1,A2,B2,
B3から算出しうることになる。
尚更に,3つの信号の漏洩成分のうち有効分のみから同
様に絶縁抵抗を求めることが可能である即ち,(3)式
のA1から 又(5)式のA2から 又(7)式のA3から が夫々誘導される。
次に(33)式を(34)式で割って整理すると 又,(36)式より であるから,(33)式を(35)式で割って整理すると (38)式より (37),(34)式から が導びかれる。
よって有効分A1,A2,A3のみから絶縁抵抗が算出できる
ことが分る。この(40)式に基づけば,第1図に示した
測定回路は例えば第3図に示す如く,同期検波回路が有
効分についてのみで済み,著しく回路構成が簡単とな
り,又演算量も極めて少なること容易に理解できよう。
従って対地静電容量を算出する必要がない場合にはこの
方法による方が有利であろう。
次に本発明を非接地形線路に用いた場合について以下
詳細に説明する。第4図は本発明の他の実施例を示す図
であって、同図において4は変電所から電力を配電する
高圧線路であって該高圧線路4はP点で引込線6にて負
荷設備7に接続し、高圧線路5はさらに他の負荷設備へ
と接続している。そして分岐点Pから変電所側を見た総
合対地穐縁抵抗及び総合対地静電容量を夫々R1、C1、分
岐点Pから他の負荷へ電衰を供給する線路5の負荷側を
見た総合対地絶縁抵抗及ぴ総合対地静電容量をR2、C2
分岐点Pから引き込み線として需要家受電設備7に導か
れる線路6ならびに受設電備7の総合対地絶縁抵抗及び
総合対地静電容量を夫々R0、C0とした場合、総合絶縁抵
抗R1及び総合静電容量C1は線路4と接地している図示し
ない線路並びに該線路上に設けられた変電設備の対地絶
縁抵抗、対地静電容量が含まれている。
線路6に注入トランスOTを結合すると共に該注入トラ
ンスOTに発振器OSC1,OSC2,OSC3とスイッチSW1とを接続
し,周波数なる測定用低周波電圧を前
記線路6に印加する。
尚,この測定用低周波電圧の周波数及び
は互いに異なり商用周波数と異なるものとすることに
よって互いに分離しうるように設定すべき事は云うまで
もない。
更に,線路6には零相変流器ZCTをクランプする等し
て結合せしめ,その出力は増幅器Aを介して前記測定用
低周波電圧による周波数の漏洩電流を
波するフィルタF1,F2,F3に印加し,これらの出力のう
ちいづれか一つを第2の切り替えスイッチSW2によって
選択し,同期検波器M1とM2のそれぞれに入力として加え
る。前記同期検波器M1の同期検波用の基準信号は線路6
に印加した測定用低周波電圧の発振器OSC1乃至OSC3出力
を前記フィルタの選定周波数と一致させて入力し,前記
同期検波器M2の同期検波用の基準信号は線路6に印加し
た測定用低周波電圧の発振器OSC1乃至OSC3を移相器PSに
より90°位相した後入力し,更にこれら2つの同期検波
器M1,M2の出力を演算回路CPに入力するように構成す
る。また該演算回路CPの出力は切替えスイッチSW3によ
って演算回路CP0の入力OUT0,OUT2に選定して入力され
る。前記切替えスイッチSW3の選択は,注入トランスOT
と零相変流器ZCTを線路6に結合している場合に入力OUT
0へ,線路4に結合している場合には入力OUT1へ,線路
5に結合している場合には入力OUT2へと切替えるように
設定しておく。
このように構成した回路に於て,注入トランスOTと零
相変流器ZCTとが線路6に結合しているときには,注入
された測定用低周波電圧による漏洩電流は絶縁抵抗R1,R
2並びに対地静電容量C1,C2を介して対地に流出し,絶縁
抵抗R0と対地静電容量C0を経て線路6に帰還する。
従って,線路6に結合した零相変流器出力にはこの帰
還電流に誘導された出力が発生し,増幅器Aを経たのち
各フィルタ乃至いずれか一つが選択されて二つ
の同期検波器M1,M2夫々によって同一周波数の同相成分
と90°移相した成分とを基準信号として同期検波され,
二つの出力信号が演算回路CPに入力する。前記同期検波
器M1の出力は前記帰還電流のうち有効成分が,前記同期
検波器M2の出力は無効成分が出力されることになり,こ
れらの成分はスイッチSW1,SW2を操作することにより前
記3つの同期検波器各々について求め
られる。
このように抽出した合計6つの信号は順次演算回路CP
に入力され,CPではこれらの信号により絶縁抵抗 を正確に算出し,その出力をスイッチ3を経て演算回
路CP0の入力OUT0へ入力する。
同様に,注入トランスOT,零相変流器ZCTを線路4に結
合したときに演算回路CPの出力には絶縁抵抗 が算出され,これを演算回路CP0の入力OUT1に入力す
る。更に注入トランスOT,零相変流器ZCTを線路5に結合
したときに演算回路CPの出力には絶縁抵抗 が算出され,これをスイッチ3を経て演算回路CP0
入力OUT2に入力し,演算回路CP0はこれら3つの直列和
の絶縁抵抗値r0,r1,r2から各線路の対地絶縁抵抗R0,R1,
R2を算出し,各線路の絶縁抵抗を測定することが出来
る。
以上述べたことを以下図面と数式を参照しつつ詳細に
説明する。
前記第4図に於て先ず注入トランスOT並びに零相変流
器ZCTが線路6に結合している場合の実施例の動作を理
解しやすくするために,測定用低周波電圧による電流の
流れる系に関して等価回路を描くと第5図に示す如くな
る。
即ち,第5図に示すR及びCは である。
第4図および第5図では発振器OSC1が選択されている
場合を示しており,測定用低周波電圧として周波数
=ω/2πの電圧V1を注入トランスOT介して線路6に印
加すると,このとき線路6を流れる周波数の漏洩電
流I1 ここで電流I1中の印加電圧と同相の成分(有効分)A1
また,電流I1中の印加電圧と直交する成分(無効分)
B1 となる。
同様に発振器OSC2が選択されている場合,測定用低周
波電圧として周波数=ω/2πの電圧V2を注入トラ
ンスを介して線路6に印加すると,このとき線路6を流
れる周波数の漏洩電流I2は I2=A2+jB2 ここで電流I2の有効分A2 となり,同様に電流I2の無効分B2 となる。
更に,発振器OSC3が選択されている場合に,測定用低
周波電圧として周波数=ω/2πの電圧V3が注入ト
ランスを介して線路6に印加するときの線路6を流れる
周波数の漏洩電流I3は I3=A3+jB3 ここで電流I3の有効分A3 また,電流I3の無効分B3 となる。
前記有効分A1,A2,A3は同期検波器M1にて漏洩電流を印
加電圧を用いて同期検波することにより,また無効分
B1,B2,B3は同期検波器M2にて漏洩電流を印加電圧より90
°移相した電圧を用いて同期検波することにより得られ
ることは公知であるため詳細な説明は省略する。
なお,有効分,無効分の検出は必ずしも同期検波の技
術によらず特開昭60-165559に記載された方法あるいは
電流I1,I2,I3のフーリエ変換等の方法を用いても実現す
ることが出来る。
次に,検出された有効分A1,A2,A3並びに無効分B1,B2,
B3から絶縁抵抗Ro+Rを算出する方法について詳細に説
明する。
今,線路に注入した電圧とこれにより流れる無効電流
との比,即ちリアクタンス成分を明らかにするために,
前記第45式を変形すると, また同様に式(47)から となる。
次に周波数の違いによる無効電流の差異を明らかにす
るために50式を51式で割算し,整理すると 同様に周波数に関しては(49)式から (50)式を(53)式で割算して整理すると, となり更に(52)式を(54)式で割算して整理すれば となる。
次に(44)式のA1を(45)式のB1で割算して無効成分
と有効成分の比を求めると 同様に(46)式のA2と(47)式のB2の比をとると (56)式を変形すると 又(57)式を変形すると (58)式を(59)式で割算し整理すると 同様に(48)式のA3を(49)式のB3で割算すれば (61)式を変形すると (58)式を(62)式で割算し,整理すれば (60)式を(63)式で割算して整理すれば, となる。
次に(64)式に(55)式のω(C0R0 2)代入し,整
理すれば となる。即ち第4図に示した測定回路によって3つの
測定用低周波電圧に対する漏洩電流成分の有効・無効分
A1乃至A3及びB1乃至B3を求め演算回路CPにて(65)式の
演算を行えば,線路6にて先ず絶縁抵抗r0 が算出されることになり,演算回路CPの出力結果はス
イッチSW3を経て,他の演算回路CPOの入力OUTOに入力さ
れる。
次に注入トランスOTと零相変流器ZCTを第4図の破線
で示す如く線路4に結合し,周波数
おける有効分,無効分をそれぞれ同期検波器M1,M2によ
り求め,演算回路CPにて(65)式の演算を行うことによ
って,線路4によって直列和の絶縁抵抗r1即ち を算出することができ,これはスイッチSW3を経て演
算回路CPOの入力OUT1に入力される。
更に注入トランスOTと零相変流器ZCTを第4図の破線
で示す如く線路5に結合し,線路6,4で行ったのと同じ
処理を行えば,演算回路CPで出力される直列和の絶縁抵
抗r2即ち が算出され,演算回路CPOの入力OUT2に入力される。
このように求めた直列和の絶縁抵抗r0,r1,r2から絶縁
抵抗R0,R1,R2を演算回路CPOで算出する方法を述べる。
前記(67)式を変形すると となり,(68)式を変形すると となる。前記(70)式と(71)式の差を求め整理する
(74)式を(70)式に代入して整理すると して差をとり整理すると (76)式を(72)式に代入して整理すると (77)式を(76)式に代入して整理すると (74)式に(77)式と(78)式を代入して整理すれば となる。
(80)式を(81)式で割算して整理すると 同様に(48)式を変形すると (80)式を(83)式で割算して整理すると (82)式を(84)式で割算して整理すれば が導かれる。よって有効分A1,A2,A3のみから絶縁抵抗 が算出できることが分る。この(85)式に基づけば,第
4図に示した測定回路は例えば第6図に示す如く同期検
波回路が有効分についてのみで済み,著しく回路構成が
簡単となり又演算回路CPの演算量も極めて少なくなるこ
とが理解できよう。本発明は以上の例に限らず種々変形
が可能であり,又有効分のみあるいは,有効分と無効分
との組合せは任意に行い得る。
上記実施例では周波数の測定用低周
波電圧を交互に印加したが,同時に3種の電圧を線路に
印加してもよく,又このときフィルタF1,F2,F3の出力に
同期検波器を夫々独自に設ければ,切替スイッチSW1,SW
2は不要となることは云うまでもない。
又線路4,6,5の夫々に注入トランスOT1,OT1,OT2と零相
変流器ZCT0,ZCT1,ZCT2を設置し,注入トランスOT0には
周波数,又注入トランスOT1には周波
,注入トランスOT2には周波数
といった互いに周波数の異なる低周波
電圧を同時に注入すれば絶縁抵抗の連続監視が可能とな
る。
即ち,第7図に示す如く,各線路に上記周波数の低周
波電圧を印加し,測定回路MEE0では前記絶縁抵抗 を,MEE1では前記絶縁抵抗 を又MEE2では絶縁抵抗 を測定算出し,各測定回路の出力を演算回路CPPに入力
し(77),(78),(79)式の演算を行う如くすれば,
常に各線路の絶縁状態を監視することができ,例えば絶
縁抵抗R0が急激に異常劣化したときは,引込線開閉器
(図示していない)をしゃ断することもできる。
第8図は前記第4図,第6図及び第7図に示した線路
の絶縁抵抗及び静電容量を独立に示した等価回路であ
る。
先ず周波数の電圧V1を線路6に印加しているとき
線路6を流れる漏洩電流I1は前記(43)式で与えられ
る。ところで,このとき線路4を流れる周波数の漏
洩電流I11は第8図から明らかなように であり,(43)式のI1を代入して整理すると =A11+jB11 ……(86) となり,電流I11の無効分B11 となる。
同様に線路6に周波数(電圧V2)を印加している
とき線路4を流れる電流をI12,周波数(電圧V3
を印加しているとき線路4を流れる電流をI13とすれば I12=A12+jB12 ……(89) I13=A13+jB13 ……(90) で与えられる。ここでA12,A13の詳細な式は省略する
が有効分A12は(87)式のωをω,V1をV2,又有効
分A13はωをω,V1をV3に置換したものに相当し,
又無効分B12は(88)式のωをω,V1をV2又有効分B
13はωをω,V1をV3に置換したものと相当する。
例えば,(87)式の有効分A11を変換すれば 同様に(89)式の有効分A12を変形すれば となり,(91)式を(92)式で割算し整理すると が得られる。同様に(90)式の有効分A13を変形すれ
となり,(94)式で(91)式を割算して整理すれば, となるので(93)式を(95)式で割算して整理すると が得られる。
即ち線路6に周波数を印加している
とき線路4に流れる周波数の漏洩電流
の有効分A11,A12,A13から(96)式の計算を行なうこと
により得られる。(96)式は(85)式のA1をA11,A2をA
12,A3をA13に変換したものに相当する。したがって(9
6)式にA11,A12,A13に代入して得られる抵抗をX1とすれ
ば, が与えられ,また線路6に周波数
電圧を印加したとき線路6に流れる各周波数の有効分・
無効分または有効分のみから線路6の直列和の絶縁抵抗
r0は(67)式で与えられる。また線路4に周波数
の電圧を印加したとき,線路4を流れる各周
波数の有効分・無効分または有効分のみから線路4の直
列和の絶縁抵抗r1は(68)式で与えられる。
次に上記測定された抵抗X1,直列和の絶縁抵抗r0,r1
から各線路の絶縁抵抗を算出する方法を示す。(67)式
を変形すると, (98)式のR2を(97)式に代入し計算すると (72)式に(99)式のR1を代入して計算すると,線路
6の絶縁抵抗R0 又,(100)式のR0を(99)式に代入すれば,線路4
の絶縁抵抗R1 ,(100)式のR0,(101)式のR1を(98)式に代入す
れば線路5の絶縁抵抗R2は, となる。
即ち線路6に周波数の電圧を印加す
るとき,線路6と線路4に流れる各周波数の漏洩電流成
分の例えば有効分を検出すると共に,次に線路4に周波
の電圧を印加し,線路4に流れる例
えば各周波数の有効分により線路5に関して一切測定し
なくても各線路6,4,5の絶縁抵抗R0,R1,R2を(100),
(101),(102)式から算出できることになる。又式の
X1は式のA1をA11,A2をA12,A3をA13又B1をB11,B2をB
12,B3をB13に置換しても算出できることが示される。
第9図はこのような方法で絶縁測定する場合の他の実
施例を示している。線路6に注入トランスOTOと零相変
流器ZCTOを結合し,周波数の測定用低
周波電圧を測定回路MEEOから線路6に印加し,該線路6
を流れる各周波数の漏洩電流の有効分,無効分又は有効
分のみを検出し,(65)式又は(85)式の演算により
(67)式のr0を算出する。このとき測定回路MEE3は線路
4に結合した零相変流器ZCT1出力に含まれる周波数
の例えば有効分を検出し(96)式を演
算することにより(97)式の出力X1を得る。
次に線路4に結合した注入トランスOT1を介して周波
の電圧を印加し,そのとき線路4を
流れる各周波数の漏洩電流の有効分,無効分又は有効分
のみを検出し,(65)式又は(85)式の演算により(6
8)式のr1を算出する。
かくして測定回路MEE0の出力から得られるr0,MEE3
出力から夫々得られるX1,r1は演算回路CPPPに加えら
れ,(100),(101),(102)式の演算を行うことに
より演算回路の出力には絶縁抵抗R0,R1,R2の測定結果が
得られる。
第9図では線路5について何ら測定しなかったが,線
路4についての測定をやめ線路5について同様の手法を
用いて測定してもよいことは明らかである。即ち,第9
図の実施例では線路5については注入トランス,零相変
流器を結合しなくても該線路5の絶縁抵抗R2を測定する
ことができると云うメリットがある。
又,上記第9図の実施例では線路6に周波数
の測定用低周波電圧を印加しているときに線路
4に流れる周波数の漏洩電流成分を用
いたが,このとき線路5に流れる漏洩電流成分を用いて
同様に演算すると(85)又は(106)式から抵抗 が得られる。
したがって前記r0,r1と上記X2とからも絶縁抵抗R0,
R1,R2を算出することができる。
又線路6に周波数又線路4に周波数
の測定用低周波電圧を同時に印加して
おいてもよい。この場合第9図の測定・演算回路MEE3
周波数の漏洩検出
機能が必要となることは云うまでもない。このように本
発明の測定方法を各種変形することができる。
上記実施例で示した測定用低周波電圧の印加方法ある
いは漏洩電流分の抽出手段及び有効分,無効分の導出方
法についても上記実施例に限定される必要のないことも
自明である。
また,同一線路上の複数の分岐点(接続点)で例えば
それぞれの引込線の絶縁抵抗を同時に測定することもで
きる。この場合各測定点で互に異なる3つの周波数の組
からなる測定用周波数を前もって割付けし互いに干渉を
さけるため同一周波数を使用しないようにすればよい。
本発明の方法で注入トランスOTならびに零相変流器を
貫通もしくは分割型とし高圧線路が直接注入トランスO
T,零相変流器にふれないように工夫すれば,これらによ
る絶縁劣化は先ず発生せず極めて安全である。
また本発明の実施例では分岐点で3つの線路が入出し
て接続されている場合について示したが,例えば,第8
図のP点に破線で示すように更に線路20が接続されてい
る場合,線路6の絶縁抵抗R0のみを測定したいときは線
路5と線路20を同一の注入トランスと零相変流器に一括
して結合してもよい。又各線路の絶縁抵抗を測定したい
場合には本発明の前記原理を拡張して用いればよい。
例えば線路20の対地絶縁抵抗をR3,対地静電容量をC3
とすると,各線路に周波数の測定用低
周波電圧を印加することにより前記の方法で検出される
有効・無効分又有効分のみから各線路4,5,6,20の4つの
直列和の絶縁抵抗を求め前もって第8図の絶縁抵抗のみ
の等価回路から,各線路の絶縁抵抗を4つの直列和の絶
縁抵抗で求めておき,これに測定された直列和の絶縁抵
抗を代入して各線路の絶縁抵抗を算出してもよい。この
算出方法の詳細な説明は省略するが,更に多数の線路が
分岐接続されていても本発明の範囲を制限するものでな
いことは明らかである。
又,上記実施例では線路6を引込線として説明した
が,これに限定されるものではなく,線路6は更に他の
負荷へ電力供給する配電線であってもよい。この場合線
路6に配電線開閉器を設け線路の絶縁抵抗によって開閉
器を間接的・直接的に制御することも可能である。
尚,本発明の測定方法は高圧線路に限らず非接地形の
低圧線路にも使用可能なことは明らかである。
以上の如く本発明の絶縁抵抗測定方法の原理は各種変
形が可能であり,当然接地形線路へも応用することがで
きる。
(発明の効果) 本発明は以上詳細にのべた方法によって非接地形高圧
線路ならびに分岐接続する各線路の絶縁抵抗を正確に測
定することを可能としたもので線路,負荷の絶縁劣化に
よる事故を未然に防ぐ上で著効を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係かる測定回路の一実施例を示すブロ
ック図,第2図は第1図に示した線路及び測定回路の等
価回路,第3図は本発明の変形実施例を示すブロック
図,第4図は本発明の他の実施例を示すブロック図,第
5図は第4図で示した回路の等価回路を示す図,第6
図,第7図及び第9図は本発明の他の変形実施例を示す
図,第8図は高圧配電線路図の等価回路を示す図。 T……変電所主変圧器,OT……注入トランス,ZCT……零
相変流器,OSC1〜8……発振器,A,A1……アンプ,F1〜F8,
FIL1〜3……フィルタ,M1M2,MULT1,MULT2……同期検波
器,CPU,CP,CP0……演算回路,PS……90°移相器。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】配電線路の分岐接続点に入出する線路に注
    入トランスと零相変流器を結合して周波数f1,f2,f3の3
    周波数の測定用低周波電圧を印加し、該零相変流器出力
    に含まれる周波数f1,f2,f3の漏洩電流成分の有効成分と
    無効成分又は有効成分のみを抽出し、該成分を用いて前
    記注入トランスと零相変流器を結合した線路の対地絶縁
    抵抗と、前記分岐接続点に入出する他の線路の並列対地
    絶縁抵抗との直列和の絶縁抵抗を算出し、前記他の線路
    のぞれぞれについても注入トランスと零相変流器を結合
    して前記測定用低周波電圧を印加して前記直列和の絶縁
    抵抗を算出し、各線路の前記直列和の絶縁抵抗を用いて
    前記入出力する線路の対地絶縁抵抗を算出することを特
    徴とする非接地形線路の絶縁抵抗測定方法。
  2. 【請求項2】前記入出力する各線路に注入トランスと零
    相変流器とを結合して互いに異なった3周波数の組から
    なる測定用低周波電圧を印加し、各線路に結合した前記
    零相変流器出力に含まれる各線路に印加した3周波数の
    測定用低周波電圧による漏洩電流成分の有効成分と無効
    成分又は有効成分のみを抽出し,前記各線路の前記直列
    和の絶縁抵抗を算出したことを特徴とする特許請求の範
    囲1記載の絶縁抵抗測定方法。
  3. 【請求項3】注入トランスと零相変流器を結合した線路
    に周波数f1,f2,f3の測定用低周波電圧を印加している時
    に、他の線路に結合した零相変流器出力に含まれる周波
    数f1,f2,f3の漏洩電流成分の有効成分と無効成分又は有
    効成分のみから算出した抵抗と,前記線路について算出
    した直列和の絶縁抵抗とを用いて前記入出力する線路の
    対地絶縁抵抗を算出することを特徴とする特許請求の範
    囲1,2記載の絶縁抵抗測定方法。
  4. 【請求項4】前記配電線路上の複数の分岐接続点でぞれ
    ぞれ入出する各線路の対地絶縁抵抗を同時に測定するに
    当っては各分岐接続点に入出する線路に注入する3周波
    数の組からなる測定用低周波電圧の周波数が互いに異な
    るように選定したことを特徴とする特許請求の範囲1,2,
    3記載の絶縁抵抗測定方法。
JP14194089A 1988-06-03 1989-06-02 絶縁抵抗測定方法 Expired - Fee Related JP2860796B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13709488 1988-06-03
JP63-137094 1988-06-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0277658A JPH0277658A (ja) 1990-03-16
JP2860796B2 true JP2860796B2 (ja) 1999-02-24

Family

ID=15190733

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14194089A Expired - Fee Related JP2860796B2 (ja) 1988-06-03 1989-06-02 絶縁抵抗測定方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2860796B2 (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0277658A (ja) 1990-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1786726B (zh) 定位电力配电系统中的接地故障的系统和方法
CA1063174A (en) Method and apparatus for locating a fault on a line
Zamora et al. New method for detecting low current faults in electrical distribution systems
KR20160124111A (ko) 변압기의 결상 상태를 검출하기 위한 방법
JPH05157783A (ja) 電源システムの絶縁のモニタおよび測定装置
US4638242A (en) Method and device for measuring insulation deterioration of electric line
Druml et al. New method to control Petersen coils by injection of two frequencies
Baldwin et al. Analysis of fault locating signals for high-impedance grounded systems
Harris et al. Instrumentation for measurement of line impedance
Loos et al. Fault direction method in compensated network using the zero sequence active energy signal
JP2860796B2 (ja) 絶縁抵抗測定方法
Zerihun et al. Two novel current-based methods for locating earth faults in unearthed ring operating MV networks
Shuin et al. Comparison of electrical variables of transient process for earth-to ground fault location in medium voltage cable networks
RU2660221C2 (ru) Способ и система тестирования распределительного устройства, предназначенного для использования в установках для передачи электроэнергии
JPH104623A (ja) 地絡検出回路および地絡検出方法
JPH07311231A (ja) 高圧配電設備の高周波重畳絶縁監視システム
Wei et al. Identifying ground fault location in high resistance grounded systems for adjustable speed drive at low speed
Zhou et al. Characterization of EMI/RFI in commercial and industrial electrical systems
JP2010060329A (ja) 電路及び電気機器の漏洩電流測定装置及び方法
Shuin et al. Universal earth fault protection of compensated and uncompensated cable networks of medium voltage
JP2020173242A (ja) 装置及びプログラム
JPH04220573A (ja) 低圧系統活線絶縁劣化監視方法
Kletsel et al. The device for determining the distance to single phase fault on the power line
Guerrero et al. Ground Fault Detection Method for DC Microgrids Based on Switching Grounding Connections
JPH05172891A (ja) 電路の地絡検出方法及び装置

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees