JP3152453U

JP3152453U - 絶縁測定装置

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Publication number: JP3152453U
Application number: JP2009003320U
Authority: JP
Inventors: 皆川　圭司; 圭司皆川
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2009-05-21
Filing date: 2009-05-21
Publication date: 2009-07-30
Anticipated expiration: 2019-05-21

Abstract

【課題】コンパクトで安価な絶縁測定装置を提供する。【解決手段】絶縁測定装置１は、トランス３の一次側と接続されるプローブ４，５のコンタクト状態を検査するＮ側コンタクト検査回路１２と、トランス３の二次側と接続されるプローブ６，７のコンタクト状態を検査するＰ側コンタクト検査回路１３とを備えている。Ｎ側コンタクト検査回路１２は、プローブ４，５とそれぞれ接続されたフォトＭＯＳリレー１４，１５と、フォトＭＯＳリレー１４，１５間に接続された電池１７と、電池１７とフォトＭＯＳリレー１５との間に接続されたフォトカプラ１８とを有している。Ｐ側コンタクト検査回路１３は、プローブ６，７とそれぞれ接続されたフォトＭＯＳリレー１９，２０と、フォトＭＯＳリレー１９，２０間に接続された電池２２と、電池２２とフォトＭＯＳリレー２０との間に接続されたフォトカプラ２３とを有している。【選択図】図１

Description

本考案は、例えばトランス等の被測定体の絶縁耐圧試験を行う際に、被測定体の端子に接続されるプローブの絶縁状態を測定する絶縁測定装置に関するものである。

従来の絶縁測定装置としては、例えば特許文献１に記載されているように、被試験物の一方の接触端子に高電圧印加線を接続し、被試験物の他方の接触端子に断線チェック線を接続し、高電圧印加線を流れる電流値を検出することで、高電圧印加線に断線があるか否かをチェックするようにしたものが知られている。

特開平６−１３０１１８号公報

しかしながら、上記従来技術の絶縁測定装置では、断線チェックを行った後に絶縁耐電圧試験を実施するが、断線チェック回路を耐圧仕様にする必要があるため、高価な装置とならざるを得ない。

そこで、本考案の目的は、コンパクトで安価な絶縁測定装置を提供することである。

本考案の絶縁測定装置は、被測定体の一次側と接続される第１プローブ及び第２プローブのコンタクト状態を検査する第１コンタクト検査回路と、被測定体の二次側と接続される第３プローブ及び第４プローブのコンタクト状態を検査する第２コンタクト検査回路と、第１コンタクト検査回路及び第２コンタクト検査回路のＯＮ／ＯＦＦを制御する制御部と、第１コンタクト検査回路及び第２コンタクト検査回路を流れる電流を検出する検出部とを備え、第１コンタクト検査回路は、第１プローブと接続された第１スイッチング用光結合素子と、第２プローブと接続された第２スイッチング用光結合素子と、第１スイッチング用光結合素子と第２スイッチング用光結合素子との間に接続された第１電源と、第１スイッチング用光結合素子または第２スイッチング用光結合素子と第１電源との間に接続された第１電流検出用光結合素子とを有し、第２コンタクト検査回路は、第３プローブと接続された第３スイッチング用光結合素子と、第４プローブと接続された第４スイッチング用光結合素子と、第３スイッチング用光結合素子と第４スイッチング用光結合素子との間に接続された第２電源と、第３スイッチング用光結合素子または第４スイッチング用光結合素子と第２電源との間に接続された第２電流検出用光結合素子とを有し、第１スイッチング用光結合素子、第２スイッチング用光結合素子、第３スイッチング用光結合素子及び第４スイッチング用光結合素子の各発光部は、制御部と接続されており、第１電流検出用光結合素子及び第２電流検出用光結合素子の各受光部は、検出部と並列に接続されていることを特徴とするものである。

このような絶縁測定装置において、被測定体の端子に接続される各プローブの絶縁状態を測定する場合は、まず制御部により第１スイッチング用光結合素子、第２スイッチング用光結合素子、第３スイッチング用光結合素子及び第４スイッチング用光結合素子をＯＮにする。すると、第１コンタクト検査回路では、第１電源からの電流が第１スイッチング用光結合素子、第１プローブ、被測定体、第２プローブ、第２スイッチング用光結合素子を通って第１電流検出用光結合素子に流れ、ＯＮ信号が検出部に送られる。ただし、第１プローブ及び第２プローブに断線等があると、第１電流検出用光結合素子に電流が流れないため、検出部にはＯＮ信号が送られない。同様に、第２コンタクト検査回路では、第２電源からの電流が第３スイッチング用光結合素子、第３プローブ、被測定体、第４プローブ、第４スイッチング用光結合素子を通って第２電流検出用光結合素子に流れ、ＯＮ信号が検出部に送られる。ただし、第３プローブ及び第４プローブに断線等があると、第２電流検出用光結合素子に電流が流れないため、検出部にはＯＮ信号が送られない。このように特に耐圧仕様の高価な部品を使わなくても、４つのスイッチング用光結合素子と２つの電流検出用光結合素子とを使用することにより、プローブの絶縁状態を測定することが可能となる。これにより、絶縁測定装置のコンパクト化及び低コスト化を実現することができる。

また、第１コンタクト検査回路及び第２コンタクト検査回路の電源を別々に分けることで、第１コンタクト検査回路と第２コンタクト検査回路とが電気的に分離されてフローティング状態となるので、各プローブのコンタクト検査後に絶縁耐圧試験を行う際に、第１コンタクト検査回路及び第２コンタクト検査回路が高電圧で破壊することが防止される。

好ましくは、第１スイッチング用光結合素子、第２スイッチング用光結合素子、第３スイッチング用光結合素子及び第４スイッチング用光結合素子はフォトリレーで構成され、第１電流検出用光結合素子及び第２電流検出用光結合素子はフォトカプラで構成されている。これにより、例えば１ｋＶを越える高電圧を被測定体に印加する場合に有効となる。

本考案によれば、耐圧仕様の高価な部品を使わなくて済むので、コンパクトで安価な絶縁測定装置を提供することができる。

本考案に係わる絶縁測定装置の一実施形態を示す回路構成図である。

以下、本考案に係わる絶縁測定装置の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本考案に係わる絶縁測定装置の一実施形態を示す回路構成図である。同図において、本実施形態の絶縁測定装置１は、耐圧測定器２を用いてトランス３の絶縁耐圧試験を行う前に、トランス３の各端子に接続されるプローブの絶縁状態（断線や接触不良）を測定する装置である。

トランス３の一次側の２つの端子にはプローブ４，５が接続され、トランスの二次側の２つの端子にはプローブ６，７が接続されている。トランス３の絶縁耐圧試験を行うときは、耐圧測定器２のＮ（−）側端子とプローブ４とをプローブ８等で接続し、耐圧測定器２のＰ（＋）側端子とプローブ６とをプローブ９等で接続する。そして、耐圧測定器２によりトランス３の一次側と二次側との間に、例えばＡＣ／ＤＣ５ｋＶの高電圧を印加する。

絶縁測定装置１は、コンタクトチェック基板１０と、このコンタクトチェック基板１０と接続されたシーケンサ１１とを備えている。

コンタクトチェック基板１０は、プローブ４，５のコンタクト状態を検査するＮ側コンタクト検査回路１２と、プローブ６，７のコンタクト状態を検査するＰ側コンタクト検査回路１３とを備えている。

Ｎ側コンタクト検査回路１２は、プローブ４と接続されたフォトＭＯＳリレー１４と、プローブ５と接続されたフォトＭＯＳリレー１５と、フォトＭＯＳリレー１４，１５間に抵抗１６を介して接続された電池１７と、電池１７の−側とフォトＭＯＳリレー１５との間に接続されたフォトカプラ１８とを有している。なお、抵抗１６は、電池１７からの電流を制限するために設けられている。また、電池１７及びフォトカプラ１８の配置を逆にしても良い。

フォトＭＯＳリレー１４は、発光ダイオード１４ａと受光側のリレー接点１４ｂとからなり、フォトＭＯＳリレー１５は、発光ダイオード１５ａと受光側のリレー接点１５ｂとからなっている。フォトカプラ１８は、発光ダイオード１８ａと受光側のフォトトランジスタ１８ｂとからなっている。そして、リレー接点１４ｂがプローブ４と抵抗１６との間に接続され、リレー接点１５ｂ及び発光ダイオード１８ａがプローブ５と電池１７との間に直列に接続されている。

Ｐ側コンタクト検査回路１３は、プローブ６と接続されたフォトＭＯＳリレー１９と、プローブ７と接続されたフォトＭＯＳリレー２０と、フォトＭＯＳリレー１９，２０間に抵抗２１を介して接続された電池２２と、電池２２の−側とフォトＭＯＳリレー２０との間に接続されたフォトカプラ２３とを有している。なお、抵抗２１は、電池２２からの電流を制限するために設けられている。また、電池２２及びフォトカプラ２３の配置を逆にしても良い。

フォトＭＯＳリレー１９は、発光ダイオード１９ａと受光側のリレー接点１９ｂとからなり、フォトＭＯＳリレー２０は、発光ダイオード２０ａと受光側のリレー接点２０ｂとからなっている。フォトカプラ２３は、発光ダイオード２３ａと受光側のフォトトランジスタ２３ｂとからなっている。そして、リレー接点１９ｂがプローブ６と抵抗２１との間に接続され、リレー接点２０ｂ及び発光ダイオード２３ａがプローブ７と電池２２との間に直列に接続されている。

発光ダイオード１４ａ，１５ａ，２０ａ，１９ａは、直列に接続されている。フォトトランジスタ１８ｂ，２３ｂは、並列に接続されている。なお、フォトＭＯＳリレー１４，１５，１９，２０としては、例えば入出力耐圧が６００Ｖ以上のものが用いられる。

シーケンサ１１は、Ｎ側コンタクト検査回路１２及びＰ側コンタクト検査回路１３のＯＮ／ＯＦＦを制御する制御部２４と、Ｎ側コンタクト検査回路１２及びＰ側コンタクト検査回路１３を流れる電流を検出することで、Ｎ側コンタクト検査回路１２及びＰ側コンタクト検査回路１３の断線や接触不良を検出する検出部２５とを有している。

発光ダイオード１４ａ，１５ａ，２０ａ，１９ａは、抵抗２６を介して制御部２４と接続されている。制御部２４からコンタクトチェックＯＮ信号が送出されると、発光ダイオード１４ａ，１５ａ，１９ａ，２０ａが点灯することでフォトＭＯＳリレー１４，１５，１９，２０がＯＮし、リレー接点１４ｂ，１５ｂ，１９ｂ，２０ｂが短絡する。

フォトトランジスタ１８ｂ，２３ｂは、検出部２５と接続されている。発光ダイオード１８ａを電流が流れると、発光ダイオード１８ａが点灯することでフォトカプラ１８がＯＮし、フォトトランジスタ１８ｂから検出部２５にコンタクトチェックＮＯＫ信号が送られる。発光ダイオード２３ａを電流が流れると、発光ダイオード２３ａが点灯することでフォトカプラ２３がＯＮし、フォトトランジスタ２３ｂから検出部２５にコンタクトチェックＰＯＫ信号が送られる。

以上のように構成した絶縁測定装置１において、制御部２４からコンタクトチェックＯＮ信号が送出されると、上記のようにフォトＭＯＳリレー１４，１５，１９，２０がＯＮし、プローブ４〜７のコンタクトチェックが実施される。

具体的には、Ｎ側コンタクト検査回路１２では、電池１７からの電流がフォトＭＯＳリレー１４、プローブ４、トランス３の一次側、プローブ５及びフォトＭＯＳリレー１５を経由してフォトカプラ１８に流れ込むことで、上記のようにフォトカプラ１８がＯＮし、フォトカプラ１８から検出部２５にコンタクトチェックＮＯＫ信号が送られる。ただし、途中のプローブ４，５に断線や接触不良があると、フォトカプラ１８には電流が流れ込まないため、検出部２５にコンタクトチェックＮＯＫ信号が送られることは無い。

また、Ｐ側コンタクト検査回路１３では、電池２２からの電流がフォトＭＯＳリレー１９、プローブ６、トランス３の二次側、プローブ７及びフォトＭＯＳリレー２０を経由してフォトカプラ２３に流れ込むことで、上記のようにフォトカプラ２３がＯＮし、フォトカプラ２３から検出部２５にコンタクトチェックＰＯＫ信号が送られる。ただし、途中のプローブ６，７に断線や接触不良があると、フォトカプラ２３には電流が流れ込まないため、検出部２５にコンタクトチェックＰＯＫ信号が送られることは無い。

このようにシーケンサ１１からの直接制御によって、シーケンサ１１においてプローブ４〜７の断線や接触不良を簡単に検出することができる。

そして、上記のプローブ４〜７のコンタクトチェックが完了したら、制御部２４からコンタクトチェックＯＦＦ信号が送出される。すると、フォトＭＯＳリレー１４，１５，１９，２０がＯＦＦとなり、リレー接点１４ｂ，１５ｂ，１９ｂ，２０ｂが開放されるため、コンタクト検査回路１２，１３に電流が流れなくなる。その後、耐圧測定器２によりトランス３に高電圧を印加して、絶縁耐圧試験を実施する。

以上のように本実施形態にあっては、特に耐圧仕様の高価な部品を使わずに、電池１７，２２、フォトＭＯＳリレー１４，１５，１９，２０及びフォトカプラ１８，２３という安価な部品を使用して、トランス３に接続されるプローブ４〜７の絶縁状態を測定することができる。これにより、低コストでコンパクトな絶縁測定装置１を提供することができる。

また、Ｎ側コンタクト検査回路１２とＰ側コンタクト検査回路１３とが電気的に分断されてフローティング構造となっているので、コンタクト検査回路１２，１３間に電位差があっても、コンタクト検査回路１２，１３単体では同電位となる。このため、耐圧測定器２による絶縁耐圧試験時に、例えばコンタクト検査回路１２，１３とプローブ８，９とが誤って接続されたり、リレー接点１４ｂ，１５ｂ，１９ｂ，２０ｂが誤ってＯＮしても、コンタクト検査回路１２，１３が高電圧で破壊することは無い。

さらに、フォトＭＯＳリレー１４，１５，１９，２０及びフォトカプラ１８，２３を設け、コンタクト検査回路１２，１３とシーケンサ１１とを電気的に分断するようにしたので、シーケンサ１１を破壊させること無く保護することができる。

なお、本考案は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態の絶縁測定装置は、トランスの絶縁耐圧試験を行う際にトランスに接続されるプローブの絶縁性を測定する装置であるが、本考案は、特にトランスには限られず、異極間の距離がある程度長く、絶縁耐圧試験時に高電圧をかける必要のある素子の絶縁性を測定するものであれば、適用可能である。

１…絶縁測定装置、３…トランス（被測定体）、４…プローブ（第１プローブ）、５…プローブ（第２プローブ）、６…プローブ（第３プローブ）、７…プローブ（第４プローブ）、１２…Ｎ側コンタクト検査回路（第１コンタクト検査回路）、１３…Ｐ側コンタクト検査回路（第２コンタクト検査回路）、１４…フォトＭＯＳリレー（第１スイッチング用光結合素子）、１４ａ…発光ダイオード（発光部）、１５…フォトＭＯＳリレー（第２スイッチング用光結合素子）、１５ａ…発光ダイオード（発光部）、１７…電池（第１電源）、１８…フォトカプラ（第１電流検出用光結合素子）、１８ｂ…フォトトランジスタ（受光部）、１９…フォトＭＯＳリレー（第３スイッチング用光結合素子）、１９ａ…発光ダイオード（発光部）、２０…フォトＭＯＳリレー（第４スイッチング用光結合素子）、２０ａ…発光ダイオード（発光部）、２２…電池（第２電源）、２３…フォトカプラ（第１電流検出用光結合素子）、２３ｂ…フォトトランジスタ（受光部）。

Claims

被測定体の一次側と接続される第１プローブ及び第２プローブのコンタクト状態を検査する第１コンタクト検査回路と、
前記被測定体の二次側と接続される第３プローブ及び第４プローブのコンタクト状態を検査する第２コンタクト検査回路と、
前記第１コンタクト検査回路及び前記第２コンタクト検査回路のＯＮ／ＯＦＦを制御する制御部と、
前記第１コンタクト検査回路及び前記第２コンタクト検査回路を流れる電流を検出する検出部とを備え、
前記第１コンタクト検査回路は、
前記第１プローブと接続された第１スイッチング用光結合素子と、
前記第２プローブと接続された第２スイッチング用光結合素子と、
前記第１スイッチング用光結合素子と前記第２スイッチング用光結合素子との間に接続された第１電源と、
前記第１スイッチング用光結合素子または前記第２スイッチング用光結合素子と前記第１電源との間に接続された第１電流検出用光結合素子とを有し、
前記第２コンタクト検査回路は、
前記第３プローブと接続された第３スイッチング用光結合素子と、
前記第４プローブと接続された第４スイッチング用光結合素子と、
前記第３スイッチング用光結合素子と前記第４スイッチング用光結合素子との間に接続された第２電源と、
前記第３スイッチング用光結合素子または前記第４スイッチング用光結合素子と前記第２電源との間に接続された第２電流検出用光結合素子とを有し、
前記第１スイッチング用光結合素子、前記第２スイッチング用光結合素子、前記第３スイッチング用光結合素子及び前記第４スイッチング用光結合素子の各発光部は、前記制御部と接続されており、
前記第１電流検出用光結合素子及び前記第２電流検出用光結合素子の各受光部は、前記検出部と並列に接続されていることを特徴とする絶縁測定装置。
前記第１スイッチング用光結合素子、前記第２スイッチング用光結合素子、前記第３スイッチング用光結合素子及び前記第４スイッチング用光結合素子はフォトリレーで構成され、
前記第１電流検出用光結合素子及び前記第２電流検出用光結合素子はフォトカプラで構成されていることを特徴とする請求項１記載の絶縁測定装置。