JP2979226B2 - 負荷設備等の絶縁抵抗測定方法 - Google Patents

負荷設備等の絶縁抵抗測定方法

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は複数に分枝配線された電路の特定負荷設備例
えば一般家庭等の電気配線負荷設備の絶縁抵抗を測定す
る方法に関する。
(従来技術) 電力送電設備では通常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カ−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て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
に立入らず,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供給する低
圧電路例えば100Vあるいは200V等の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
又は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。
(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に於いては,複数に
分岐した低圧電路であって,被測定負荷設備近傍の変圧
トランスにて接地された電路側と大地間に商用周波数と
異なる低周波信号を印加すると共に該信号印加点と負荷
設備との間の前記電路に変流器を結合せしめ,該変流器
の前記印加信号の漏洩成分出力を前記印加信号と同相信
号によって同期検波する等の手段により得た前記漏洩成
分の有効分から当該負荷設備の絶縁抵抗を測定する。
尚,前記印加信号周波数は例えば10Hz程度と極めて低
いものとすることによって変圧トランスのインダクタン
スに対するリアクタンスを小さくし,該印加電圧が非接
地電路へも均等に加わるようにする。
このことによって変流器出力には真に漏洩成分のみが
導力されるから,その検出手段を簡単にすることができ
る。
(実施例) 以下図示した実施例に基づいて本発明を詳細に説明す
る。
第1図は本発明を実施するための絶縁抵抗測定回路の
一実施例を示すブロック図である。
同図に於いてT,1,2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
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近傍にお
ける電路の接地された側2のa点と大地E3との間に周波
なる低周波を発生する発振器OSCを接続し,電路
のこの点aと負荷設備H0との間にて前記電路1,2の両者
を零相変流器ZCTにてクランプすると共に,該零相変流
器ZCTの出力を増幅器A1,周波数を選択するフィルタ
FIL1及び同期検波器MULTを直列に含む回路に入力する。
又,同期検波器MULTの比較信号としては前記発振器OS
Cを接続した電路2と大地E8との間に導出した信号を,
増幅器A2及びを選択する第2のフィルタFIL2を介し
て得た信号を入力するよう構成する。
この構成によれば,前記同期検波器MULTの出力端OUT
には当該負荷設備H0に関する絶縁抵抗R0に逆比例した信
号が得られる。
以下,このことを図面及び数式を用いて説明する。
第1図の実施例を理解しやすくするために,周波数
の成分が流れる系を等価回路で示せば第2図の如くな
る。同図においてγは接地線LEと大地E2との接地抵抗,
γは発振器OSCの一方の出力導線と大地E3との接地抵
抗であり,C0,R0は第1図に示した通り被測定負荷設備H0
の絶縁抵抗と静電容量である。
又,同図の抵抗Rと容量Cは各々被測定負荷設備を除
く負荷設備と全電路に関する絶縁抵抗及び静電容量を示
C=C1+C2+C3+C4である。
今発振器OSCの出力電圧をVとすると,一般に接地抵
抗γ,γは絶縁抵抗R,R0より十分小さいから,負荷設
備H0に近接した接地側電路と大地E4間に検出される周波
の電圧の大きさeは となる。
そこで周波数を例えば10Hz程度に選べれば,一般
にωcγ≪1となるから ところで,一般的に接地抵抗γの最大値は40〜50Ω,最
小値は数Ω程度であり,接地抵抗γが小さくなるにつれ
電圧eも小さくなるから,発振器OSC出力電圧値が小さ
いと取出し得る出力電圧eも小さくなってS/Nが低下す
る。
従って,できるだけ発振器OSCの出力は大きい方が良
いが,感電防止等取扱上の安全性を考慮すればその開放
電圧値を例えば30V程度としておく方が好ましい。
尚,感電防止あるいはその他保護手段を講じればそれ
以上の高圧電圧を印加してS/Nを向上せしめてもさしつ
かえないであろう。
このようにして低周波電圧を印加すれば被測定負
荷設備H0近傍の電路と大地間には,該負荷設備H0と大地
間の絶縁抵抗R0と静電容量C0を介して流れる電流に対応
した電圧が発生する。
この電流は零相変流器ZCT出力として抽出され,増幅
器A1,フィルタFILを介して同期検波器MULTに入力する。
同期検波器MULTの比較信号として前記印加信号と同期
成分が入力されるから,その出力には漏洩電流のうち絶
縁抵抗R0を介して流れる電流成分(実効分)が導出され
る。
この際の同期検波方法及びその算出演算過程は良く知
られた事項であるから説明を省略する。
この結果,同期検波器MULTの出力には負荷設備H0と大
地間の絶縁抵抗R0に逆比例した値が得られる。
又,同期検波器MULTの比較信号として前記発振器OSC
出力を90゜移相したものを印加すれば,同様にして負荷
設備H0の静電容量C0を算出することができる。フィルタ
FIL2の出力を同期検波器の他の入力端に印加するに当っ
てはリミッタ回路等を付加して一定振幅化し出力レベル
を安定にする等については説明を要しないであろう。
又,接地抵抗γは一般に接地抵抗γより高くなる傾
向にあるため,フィルタFIL2の出力eの電圧Vに対する
減衰分だけ増幅器A1の利得を増加するように自動利得制
御回路を付加(図示していない)することにより電圧e
の変動に対し正しく絶縁抵抗を測定しうることになる。
上記測定原理を簡単に述べれば,被測定負荷設備近傍
の接地電路に印加した低周波信号は,変圧トランスを介
して非接地電路及び他の分岐配線電路及びこれらに接続
された他の負荷設備に至り,各々の対地静電容量及び絶
縁抵抗を介して大地に漏洩するが,前記被測定負荷設備
近傍に配置した変流器に流れる漏洩信号は当該被測定負
荷設備に関するもののみとなる。
従って,この成分から有効分のみを抽出すれば求めん
とする絶縁抵抗R0に反比例した信号が検出される。
尚上記説明では低圧電路として単相2線式の場合につ
いて述べたが,一般的な単相3線式電路等であっても一
端接地電路であれば上記測定が適用できることは明らか
である。
又,零相変流器ZCT→アンプA1→フィルタFIL1の系の
位相特性変動を補償するために同一出願人,同一発明者
による特願62−181379の方法等を併用すれば更に安定し
た測定が可能となる。即ち増幅器A2の出力をコンデンサ
で終端した導線をスイッチを介して零相変流器に貫通さ
せ,このスイッチを低速度(周波数s)でオン・オフ
し同期検波器出力OUTに含まれ周波数s成分が零に近
づくように同期検波の基準位相を調整すれば上記位相特
性の変動を補償することができる。
更に,これら信号の印加方法あるいは漏洩分の抽出手
段及び有効分,無効分の導出方法についても上記実施例
に限定される必然性のないこと自明である。
(発明の効果) 本発明は以上詳細に述べた如き方法について絶縁抵抗
と必要に応じて静電容量を求めるものであるから,多数
に分岐する電路のうち一部分あるいは該部に接続された
負荷機器についての絶縁抵抗又は静電容量を他の部分の
それに影響されることなく正確に求めることができ,殊
に各家庭内の絶縁監視を個別に行なう上で極めて有効な
手段である。
【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図に示した電路及び測定回路の等
価回路図である。 T……トランス,OSC……発振器,A1,A2……アンプ,FIL1,
FIL2……フィルタ,MULT……同期検波器,ZCT……分割型
零相変流器。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一端が接地された受電トランスの低圧側か
    ら複数に分枝した低圧電路のうち特定配電線端部に接続
    された負荷設備の絶縁抵抗を測定する方法に於いて,該
    配電線のうち接地された電路であって測定する負荷設備
    の近傍部と大地間に周波数なる低周波信号を印加す
    ると共に該信号印加部位と前記負荷設備との間の前記配
    電線に変流器を結合せしめ,該変流器にて抽出した前記
    印加信号の漏洩信号を前記発振器出力によって同期検波
    等によって該漏洩信号のうち印加信号と同相成分を導出
    して当該負荷設備等と大地間の絶縁抵抗を測定すること
    を特徴とする負荷設備等の絶縁抵抗測定方法。
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