JP4977481B2

JP4977481B2 - 絶縁監視装置

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Publication number: JP4977481B2
Application number: JP2007009562A
Authority: JP
Inventors: 義和寺上
Original assignee: 株式会社中条エンジニアリング
Priority date: 2007-01-18
Filing date: 2007-01-18
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2027-01-18
Also published as: JP2008175696A

Description

本発明は、絶縁監視装置に係り、特に電気回路稼動状態における対地絶縁抵抗値の良否を判定する技術に関する。

電気回路稼動状態における対地絶縁状態の良否判断には、漏れ電流に含まれる静電容量成分を除去して絶縁抵抗を通して流れる抵抗分漏れ電流のみを求め、抵抗分漏れ電流の大きさより対地絶縁抵抗値を求めことが有効である。

その方法の例として、被測定回路に周波数２０Ｈｚ、電圧０．５Ｖ程度の低周波低電圧信号を重畳させた状態において対地漏れ電流を検出し、検出した漏れ電流の中からこの印加周波数成分を抽出したうえで印加電圧との位相をもとに抵抗分漏れ電流を求め、信号電圧値と信号電圧による抵抗分漏れ電流値より対地絶縁抵抗を算出する方法が提案されている。（例えば特許文献１参照）
信号電圧を印加しない方法も提案されており、その一つは、被測定回路の漏れ電流及び対地電圧それぞれに含まれる高調波成分の代表次数における高調波漏れ電流と高調波対地電圧との位相関係より抵抗分漏れ電流を求め、代表次数の高調波対地電圧値をこの抵抗分漏れ電流値で除することにより対地絶縁抵抗を得る方法としている。（例えば特許文献２参照）
信号電圧を印加しない別の方法では、被測定回路の漏れ電流及び対地電圧それぞれに含まれる高調波成分の二つの代表次数における高調波漏れ電流成分及び高調波対地電圧成分のスカラ量より連立方程式によって対地絶縁抵抗分を求め、この大きさにより絶縁状態の良否を判断する方法としている。（例えば特許文献３参照）
特開平１−１４３９７１号公報特開平６−０４３１９６号公報特開２００３−１７７１５４号公報

信号電圧を印加する方式では、主回路に印加信号が重畳されることによる負荷設備の誤動作や損傷を防止するために、印加信号電圧を０．５Ｖ以下程度の低電圧に抑える配慮が必要となり、印加信号による漏れ電流の成分は極めて小さなものとなる。

このため、検出に用いる零相変流器の入出力変換損失の影響や、電圧と電流との位相ずれの影響を受けやすく、絶縁抵抗の測定精度を高くできないという欠点があった。

信号電圧を印加しない方式では、被測定回路の対地電圧による漏れ電流の高調波成分を利用するので、信号印加方式に対して数百倍の大きな漏れ電流を利用できることから前述の信号電圧注入方式に比して計測過程における零相変流器の入出力変換損失等の誤差の影響を小さくできる。

しかしながら電気回路の末端に配置される負荷設備への電力供給回路にあっては、電気設備技術基準等に示される対地絶縁抵抗規定値（例えば対地電圧２００Ｖ回路における絶縁抵抗値を０．２ＭΩ以上と規定するなど、抵抗分漏れ電流に換算して１ｍＡ以下に抑えることが必要）の良否判定にあたっては、１ｍＡを下回るレベルの漏れ電流の測定が必要となり、このような微小電流領域では零相変流器の入出力変換損失や電圧と電流の位相ずれの影響排除が残ってしまうことから、信号印加によらない特許文献２や特許文献３などの例においても、電気設備技術基準等に示される対地絶縁抵抗規定値の良否判定を安定して行うまでの精度は得にくいという欠点があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、電気回路稼動状態における高精度の対地絶縁抵抗判定が可能な絶縁監視装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の絶縁監視装置は、被測定回路から大地への漏れ電流を計測する漏れ電流計測手段と、前記被測定回路と大地との間に切断可能に接続される既知の値のアドミッタンスＹ_taを有する模擬回路と、前記被測定回路と大地との間に前記模擬回路を接続した接続状態と、前記被測定回路と大地との間から前記模擬回路を切断した切断状態とで切り替えるスイッチ手段と、前記模擬回路を通して大地に流れる模擬電流を計測する模擬電流計測手段と、前記スイッチ手段により前記模擬回路を切断状態とし、該切断状態において前記漏れ電流計測手段により漏れ電流Ｉ_gを計測する切断時漏れ電流計測手段と、前記スイッチ手段により前記模擬回路を接続状態とし、該接続状態において前記漏れ電流計測手段により漏れ電流Ｉ_gaを計測すると共に、前記模擬電流計測手段により模擬電流Ｉ_taを計測する接続時漏れ電流／模擬電流計測手段と、前記切断時漏れ電流計測手段により取得された前記漏れ電流Ｉ_gと、前記接続時漏れ電流／模擬電流計測手段により取得された前記漏れ電流Ｉ_ga及び前記模擬電流Ｉ_taと、前記模擬回路のアドミッタンスＹ_taとに基づいて、前記被測定回路の対地絶縁抵抗Ｒ_eを、所定の関係式Ｒ_e＝Ｆ（Ｉ_g、Ｉ_ga、Ｉ_ta、Ｙ_ta）を用いて算出する対地絶縁抵抗算出手段と、前記対地絶縁抵抗算出手段により算出された前記対地絶縁抵抗Ｒ_eに基づいて前記被測定回路の絶縁状態に関する情報を出力する出力手段と、を備えたことを特徴としている。

また、請求項２に記載の絶縁監視装置は、被測定回路から大地への漏れ電流を計測する漏れ電流計測手段と、前記被測定回路と大地との間に切断可能に接続されると共に、既知の異なる値の第１のアドミッタンスＹ_taと第２のアドミッタンスＹ_tbとに切替可能に設定される模擬回路と、前記被測定回路と大地との間に前記模擬回路の第１のアドミッタンスＹ_taと第２のアドミッタンスＹ_tbのうちのいずれかを接続した接続状態と、前記被測定回路と大地との間から前記模擬回路を切断した切断状態とで切り替えるスイッチ手段と、前記スイッチ手段により前記模擬回路を切断状態とし、該切断状態において前記漏れ電流計測手段により前記漏れ電流Ｉ_gを計測する切断時漏れ電流計測手段と、前記スイッチ手段により前記模擬回路の第１のアドミッタンスＹ_taを接続状態とし、該接続状態において前記漏れ電流計測手段により漏れ電流Ｉ_gaを計測すると共に、前記スイッチ手段により前記模擬回路の第２のアドミッタンスＹ_tbを接続状態とし、該接続状態において前記漏れ電流計測手段により前記漏れ電流Ｉ_gbを計測する接続時漏れ電流計測手段と、前記切断時漏れ電流計測手段により取得された前記漏れ電流Ｉ_gと、前記接続時漏れ電流計測手段により取得された前記漏れ電流Ｉ_ga及び前記漏れ電流Ｉ_gbと、前記模擬回路の第１のアドミッタンスＹ_ta及び第２のアドミッタンスＹ_tbに基づいて、対地絶縁抵抗Ｒ_eを、所定の関係式Ｒ_e＝Ｆ（Ｉ_g、Ｉ_ga、Ｉ_gb、Ｙ_ta、Ｙ_tb）を用いて算出する対地絶縁抵抗算出手段と、前記対地絶縁抵抗算出手段により算出された前記対地絶縁抵抗Ｒ_eに基づいて前記被測定回路の絶縁状態に関する情報を出力する出力手段と、を備えたことを特徴としている。

請求項３に記載の絶縁監視装置は、被測定回路から大地への漏れ電流を計測する漏れ電流計測手段と、前記被測定回路と大地との間に切断可能に接続されると共に、既知の異なる値の第１のアドミッタンスＹ_taと第２のアドミッタンスＹ_tbとに切替可能に設定される模擬回路と、前記被測定回路と大地との間に前記模擬回路の第１のアドミッタンスＹ_taと第２のアドミッタンスＹ_tbのうちのいずれかを接続した接続状態と、前記被測定回路と大地との間から前記模擬回路を切断した切断状態とで切り替えるスイッチ手段と、前記模擬回路を通して大地に流れる模擬電流を計測する模擬電流計測手段と、前記スイッチ手段により前記模擬回路の第１のアドミッタンスＹ_taを接続状態とし、該接続状態において前記漏れ電流計測手段により漏れ電流Ｉ_gaを計測すると共に、前記模擬電流計測手段により模擬電流Ｉ_taを計測し、前記スイッチ手段により前記模擬回路の第２のアドミッタンスＹ_tbを接続状態とし、該接続状態において前記漏れ電流計測手段により漏れ電流Ｉ_gbを計測すると共に、前記模擬電流計測手段により模擬電流Ｉ_tbを計測する接続時漏れ電流／模擬電流計測手段と、前記接続時漏れ電流／模擬電流計測手段により取得された漏れ電流Ｉ_ga、模擬電流Ｉ_ta、漏れ電流Ｉ_gb、及び、模擬電流Ｉ_tbと、前記模擬回路の第１のアドミッタンスＹ_ta及び第２のアドミッタンスＹ_tbに基づいて、対地絶縁抵抗Ｒ_eを、所定の関係式Ｒ_e＝Ｆ（Ｉ_ga、Ｉ_gb、Ｉ_ta、Ｉ_tb、Ｙ_ta、Ｙ_tb）を用いて算出する対地絶縁抵抗算出手段と、前記対地絶縁抵抗算出手段により算出された前記対地絶縁抵抗Ｒ_eに基づいて前記被測定回路の絶縁状態に関する情報を出力する出力手段と、を備えたことを特徴としている。

請求項４に記載の絶縁監視装置は、請求項１、２、又は、３に記載の発明において、前記被測定回路から大地への漏れ電流及び模擬回路を通して大地に流れる電流に含まれる高調波成分中の代表次数高調波成分を利用することを特徴としている。

請求項５に記載の絶縁監視装置は、請求項１に記載の発明において、前記模擬回路のアドミッタンスＹ_taが静電容量Ｃ_aにより構成され、前記対地絶縁抵抗算出手段は、前記所定の関係式Ｒ_e＝Ｆ（Ｉ_g、Ｉ_ga、Ｉ_ta、Ｙ_ta）を、
Ｒ_e＝（１／ωＣ_a）×（１／（（（Ｉ_g／Ｉ_ta）＋（Ｉ_ga ²―Ｉ_g ²―Ｉ_ta ²）／（２Ｉ_ta ²））×（（Ｉ_g／Ｉ_ta）―（Ｉ_ga ²―Ｉ_g ²―Ｉ_ta ²）／（２Ｉ_ta ²））））^0.5
（ただし、ωは交流の角周波数であって、（２π）×（漏れ電流の周波数））
として前記対地絶縁抵抗Ｒ_eを算出し、
又は、前記模擬回路のアドミッタンスＹ_taが抵抗Ｒ_aにより構成され、前記対地絶縁抵抗算出手段は、前記所定の関係式Ｒ_e＝Ｆ（Ｉ_g、Ｉ_ga、Ｉ_ta、Ｙ_ta）を、
Ｒ_e ＝２Ｉ_ta ²Ｒ_a／（Ｉ_ga ²―Ｉ_g ²―Ｉ_ta ²）
として前記対地絶縁抵抗Ｒ_eを算出することを特徴としている。

請求項６に記載の絶縁監視装置は、請求項２に記載の発明において、前記模擬回路の前記第１のアドミッタンスＹ_taが第１の静電容量Ｃ_aで構成され、前記第２のアドミッタンスＹ_tbが第２の静電容量Ｃ_bによって構成され、前記対地絶縁抵抗算出手段は、前記所定の関係式Ｒ_e＝Ｆ（Ｉ_g、Ｉ_ga、Ｉ_gb、Ｙ_ta、Ｙ_tb）を、
Ｒ_e＝（１／ω）×（（Ｉ_ga ²―Ｉ_gb ²）／（（Ｉ_gb ²―Ｉ_ga ²）Ｃ_e ²＋２Ｃ_eＣ_aＩ_gb ²―２Ｃ_eＣ_bＩ_ga ²＋Ｉ_gb ²Ｃ_a ²―Ｉ_ga ²Ｃ_b ²））^0.5
（ただし、ωは交流の角周波数であって、（２π）×（漏れ電流の周波数））
ここに、Ｃ_e＝（（Ｉ_gb ²―Ｉ_g ²）Ｃ_a ²―（Ｉ_ga ²―Ｉ_g ²）Ｃ_b ²）／(２（（Ｉ_ga ²―Ｉ_g ²）Ｃ_b ―（Ｉ_gb ²―Ｉ_g ²）Ｃ_a）)
として前記対地絶縁抵抗Ｒ_eを算出し、
又は、前記模擬回路の前記第１のアドミッタンスＹ_taが第１の抵抗Ｒ_aで構成され、前記第２のアドミッタンスＹ_tbが第２の抵抗Ｒ_bによって構成され、前記対地絶縁抵抗算出手段は、前記所定の関係式Ｒ_e＝Ｆ（Ｉ_g、Ｉ_ga、Ｉ_gb、Ｙ_ta、Ｙ_tb）を、
Ｒ_e＝２（（Ｉ_ga ²―Ｉ_g ²）／Ｒ_b ―（Ｉ_gb ²―Ｉ_g ²）／Ｒ_a）／（（Ｉ_gb ²―Ｉ_g ²）／Ｒ_a ² ―（Ｉ_ga ²―Ｉ_g ²）／Ｒ_b ²）
として前記対地絶縁抵抗Ｒ_eを算出することを特徴としている。

請求項７に記載の絶縁監視装置は、請求項３に記載の発明において、前記模擬回路の前記第１のアドミッタンスＹ_taが第１の静電容量Ｃ_aで構成され、前記第２のアドミッタンスＹ_tbが第２の静電容量Ｃ_bによって構成され、前記対地絶縁抵抗算出手段は、前記所定の関係式Ｒ_e＝Ｆ（Ｉ_ga、Ｉ_gb、Ｉ_ta、Ｉ_tb、Ｙ_ta、Ｙ_tb）を、
Ｒ_e＝（Ｉ_tb ／ω）×（１／（Ｉ_gb ²Ｃ_b ²―（Ｃ_e＋Ｃ_b）²Ｉ_tb ²））^0.5
（ただし、ωは交流の角周波数であって、（２π）×（漏れ電流の周波数））
ここに、Ｃ_e ＝（（Ｉ_gb ²―Ｉ_ga ²）Ｃ_b ²―Ｉ_tb ²（Ｃ_b ²―Ｃ_a ²））／（２（（Ｃ_b―Ｃ_a）Ｉ_tb ²））
として前記対地絶縁抵抗Ｒ _e を算出し、
又は、前記模擬回路の前記第１のアドミッタンスＹ_taが第１の抵抗Ｒ_aで構成され、前記第２のアドミッタンスＹ_tbが第２の抵抗Ｒ_bによって構成され、前記対地絶縁抵抗算出手段は、前記所定の関係式Ｒ_e＝Ｆ（Ｉ_ga、Ｉ_gb、Ｉ_ta、Ｉ_tb、Ｙ_ta、Ｙ_tb）を、
Ｒ_e ＝２（１／Ｒ_b―１／Ｒ_a）×（Ｉ_tb ²Ｒ_b ²／（Ｉ_gb ²―Ｉ_ga ²＋Ｉ_tb ²Ｒ_b ²（１／Ｒ_a ² ―１／Ｒ_b ²）））
として前記対地絶縁抵抗Ｒ_eを算出することを特徴としている。

請求項８に記載の絶縁監視装置は、請求項１〜７のうちのいずれか１に記載の発明において、前記出力手段は、前記被測定回路の絶縁状態に関する情報として、前記対地絶縁抵抗算出手段により算出された対地絶縁抵抗の値、及び、該対地絶縁抵抗の値に基づいて算出した抵抗分漏れ電流値のうち少なくともいずれか１つにつき、その値もしくはその値が所定の値を超えたことを表示、記録、外部出力又は通報することと、前記対地絶縁抵抗の値、及び、抵抗分漏れ電流値のうち少なくともいずれかひとつにつき、その大きさによって安全領域、危険領域等のように少なくとも２つの領域に区分して表示、記録、外部出力又は通報することのいずれか１つ又は複数を行うことを特徴としている。

以上の如く構成される本発明は、被測定回路と大地間に模擬回路を接続し、模擬回路接続前後の被測定回路から大地への二つの漏れ電流と、模擬回路のアドミッタンスと、模擬回路を通して大地に流れる電流を用いるか（請求項１に係る発明）、模擬回路を第１及び第２のアドミッタンスによって構成し、模擬回路接続前、第１及び第２のアドミッタンス接続時の被測定回路から大地への三つの漏れ電流と、第１及び第２のアドミッタンスを用いるか（請求項２に係る発明）、第１及び第２のアドミッタンス接続時の被測定回路から大地への二つの漏れ電流と、模擬回路を通して大地に流れる二つの電流と、第１及び第２のアドミッタンスを用いること（請求項３に係る発明）を最も主要な特徴とする。

本発明の絶縁監視装置によれば、変流器の電圧と電流との位相誤差に左右されない高精度な絶縁抵抗測定ができ、また、特許文献１に示した従来技術のような信号電圧印加装置が不用なために小形で安価なものにできる。

また、本発明において、漏れ電流の計測において零相変流器を使用した場合に、零相変流器の電流検出偏差を補正する作用が含まれているので、電気設備技術基準に規定される対地絶縁抵抗値（２００Ｖ回路で０．２ＭΩ以上など、抵抗分漏れ電流換算で１ｍＡ）の良否を電気回路稼動状態で判定する場合のような検出零相変流器の１次側入力電流が１ｍＡレベルという微小な電流においても、高精度な測定ができる。

従って、電気設備個々における絶縁劣化の兆候を早期且つ正確に捉えることができ、絶縁劣化を正確に捉えることで、警報等を行うことが容易になると共に、事故を未然に防止することが容易となる。

以下、添付図面に従って本発明に係る絶縁監視装置を実施するための最良の形態について詳説する。

図１は、被測定回路の対地漏れ電流検出手段と対地模擬回路の接続を示すもので、被測定回路１には零相変流器４が接続される。被測定回路の電源である変圧器ＴＲ２次側（被測定回路側）においては接地線３により接地がなされており、負荷２の対地アドミッタンスＹ_ｅを通して流れる対地漏れ電流は、前記零相変流器４にて検出され絶縁監視装置５の監視制御部６に供給される。絶縁監視装置５の模擬回路接続部７には既知の値を有する模擬回路７２があり、監視制御部６及び模擬回路接続部７に組み込まれる模擬回路制御部７１の指令に応動する開閉部ＳＳによって被測定回路１の被接地線路と大地との間に接続される。模擬回路７２を通して大地に流れる電流は電流検出部７３により検出され模擬回路制御部７１及び監視制御部６に伝達される。

図２は、図１における被測定回路の対地漏れ電流通過経路に関する等価回路を示す。同図に示すように負荷２の対地アドミッタンスＹ_ｅが絶縁抵抗Ｒ_eと静電容量Ｃ_eの並列回路として表され、その対地アドミッタンスＹ_ｅに対して対地電圧Ｅが印加されると共に、並列して模擬回路接続部７の模擬回路７２、電流検出部７３、開閉部ＳＳが接続されている。また、対地アドミッタンスＹ_ｅ及び模擬回路７２に流れる電流の伝送路に零相変流器４が配置されている。

図３は、図２の例において開閉部ＳＳが複数の個別開閉器Ｓ_１〜Ｓ_nで構成され、複数の既知の抵抗Ｒ_a〜Ｒ_nまたは静電容量Ｃ_a〜Ｃ_nを被測定回路と大地間に選択接続可能とすることを示す。

図４は、開閉部ＳＳを閉路させる前の被測定回路から大地への漏れ電流Ｉ_gと、開閉部ＳＳ中の個別開閉器Ｓ₂閉路によって静電容量Ｃ_aを接続させた場合の被測定回路から大地への漏れ電流Ｉ_ga1と、静電容量Ｃ_aを通して大地に流れる電流Ｉ_ta1との関係をベクトル図によって表したものである。

図４に示す、電流値Ｉ_g、Ｉ_ga1、Ｉ_ta1及び静電容量Ｃ_aによって絶縁抵抗Ｒ_eを求める計算式は次のように導かれる。

静電容量Ｃ_aを接続する前の状態における被測定回路の対地漏れ電流Ｉ_g、対地電圧Ｅ、絶縁抵抗Ｒ_e、及び被測定回路の対地コンダクタンスωＣ_eの関係は
Ｉ_g ² ＝（（１／Ｒ_e）² ＋（ωＣ_e）²）×Ｅ² ……… 式（１）
である。

被測定回路と大地間に既知の静電容量Ｃ_aを接続した場合の対地漏れ電流Ｉ_ga1と、対地電圧Ｅと、絶縁抵抗Ｒ_e、対地コンダクタンスωＣ_e、及び模擬回路７２の対地コンダクタンスＣ_aとの関係は、
Ｉ_ga1 ²＝（（１／Ｒ_e）² ＋（ωＣ_e ＋ ωＣ_a）²）×Ｅ² ……… 式（２）
静電容量Ｃ_aを通して大地に流れる電流Ｉ_ta1と、対地電圧Ｅと、静電容量Ｃ_aとの関係は、
Ｅ² ＝Ｉ_ta1 ²／（ωＣ_a）² ……… 式（３）
であり、式（１）、式（２）、式（３）より、
Ｃ_e ＝Ｃ_a（Ｉ_ga1 ² ― Ｉ_g ²― Ｉ_ta1 ²）／（２Ｉ_ta1 ²） ……… 式（４）
が導かれる。

従って、式（１）に式（４）を代入して整理した次式、
Ｒ_e ＝（１／ωＣ_a）×（１／（（（Ｉ_g／Ｉ_ta1）＋（Ｉ_ga1 ² ― Ｉ_g ² ― Ｉ_ta1 ²）／（２Ｉ_{ta 1} ²））×（（Ｉ_g／Ｉ_ta1）―（Ｉ_ga1 ² ― Ｉ_g ² ― Ｉ_ta1 ²）／（２Ｉ_ta1 ²））））^0.5……… 式（５）
が模擬回路のアドミッタンスを静電容量Ｃ_aとした場合の絶縁抵抗Ｒ_eを求める第１の算出式となる。

図５は、開閉部ＳＳを閉路させる前の被測定回路から大地への漏れ電流Ｉ_gと、開閉部ＳＳ中の個別開閉器Ｓ₁閉路によって抵抗Ｒ_aを接続させた場合の被測定回路から大地への漏れ電流Ｉ_ga2と、抵抗Ｒ_aを通して大地に流れる電流Ｉ_ta2との関係をベクトル図によって表したものである。

図５に示す、電流値Ｉ_g、Ｉ_{ga 2}、Ｉ_ta2及び模擬回路の抵抗Ｒ_aによって絶縁抵抗Ｒ_eを求める計算式は次のように導かれる。

抵抗Ｒ_aを接続した場合の対地漏れ電流Ｉ_ga２と、対地電圧Ｅと、絶縁抵抗Ｒ_e及び対地コンダクタンスωＣ_e、及び模擬回路の抵抗Ｒ_aとの関係は、
Ｉ_ga２ ²＝（（１／Ｒ_e ＋１／Ｒ_a）² ＋（ωＣ_e）²）×Ｅ² ……… 式（６）
であり、抵抗Ｒ_aを通して大地に流れる電流Ｉ_ta2と、対地電圧Ｅと、抵抗Ｒ_aとの関係は、
Ｅ² ＝Ｉ_ta2 ² ・Ｒ_a ² ……… 式（７）
である。

従って、式（１）、式（６）、式（７）より導かれる次式、
Ｒ_e ＝２Ｉ_ta2 ²Ｒ_a／（Ｉ_ga2 ²― Ｉ_g ² ― Ｉ_ta2 ²） ……… 式（８）
が模擬回路のアドミッタンスを抵抗Ｒ_aとした場合の絶縁抵抗Ｒ_eを求める第２の算出式となる。

図６は、模擬回路を既知の異なる２以上のアドミッタンスとする例のうち、第１のアドミッタンスを静電容量Ｃ_a、第２のアドミッタンスを静電容量Ｃ_bとする場合において、静電容量接続前の電流Ｉ_g、個別開閉器Ｓ_２閉路によって静電容量Ｃ_a を接続させた場合の被測定回路から大地への漏れ電流Ｉ_ga3と、個別開閉器Ｓ_４閉路によって静電容量Ｃ_bを接続させた場合の被測定回路から大地への漏れ電流Ｉ_gb3との関係をベクトル図によって表したものである。

図６に示す電流値Ｉ_g、Ｉ_ga3、Ｉ_gb3、静電容量Ｃ_a、静電容量Ｃ_bによって、絶縁抵抗Ｒ_eを求める計算式は次のように導かれる。

静電容量Ｃ_aを接続した場合の対地漏れ電流Ｉ_ga3と、対地電圧Ｅと、静電容量Ｃ_eとの関係は、
Ｉ_ga3＝（（１／Ｒ_e）² ＋（ωＣ_e ＋ ωＣ_a）²）×Ｅ² ……… 式（９）
となり、静電容量Ｃ_bを接続した場合の対地漏れ電流Ｉ_{gb 3}と、対地電圧Ｅと、静電容量Ｃ_eとの関係は
Ｉ_gb3＝（（１／Ｒ_e）² ＋（ωＣ_e ＋ ωＣ_b）²）×Ｅ² ……… 式（１０）
となる。

式（９）、式（１０）より被測定回路の対地静電容量Ｃ_e は、
Ｃ_e ＝（（Ｉ_gb3 ² ― Ｉ_g ²）Ｃ_a ² ―（Ｉ_ga3 ² ― Ｉ_g ²）Ｃ_b ²）／（２（（Ｉ_ga3 ² ― Ｉ_g ²）Ｃ_b―（Ｉ_gb3 ² ― Ｉ_g ²）Ｃ_a）) ……… 式（１１）
となる。

一方、式（９）、式（１０）より被測定回路の絶縁抵抗Ｒ_eは、
Ｒ_e＝（１／ω）×（（Ｉ_ga3 ² ― Ｉ_gb3 ²）／（（Ｉ_gb3 ² ― Ｉ_ga3 ²）Ｃ_e ²＋２Ｃ_eＣ_aＩ_gb3 ² ― ２Ｃ_eＣ_bＩ_ga3 ² ＋Ｉ_gb3 ²Ｃ_a ² ― Ｉ_ga3 ²Ｃ_b ²））^0.5……… 式（１２）
となり、式（１２）に式（１１）で求めたＣ_eを与えたものが、絶縁抵抗Ｒ_eを求める第３の算出式となる。

図７は、模擬回路を既知の異なる２以上のアドミッタンスとする別の例として、第１のアドミッタンスを抵抗Ｒ_a、第２のアドミッタンスを抵抗Ｒ_bとする場合において、抵抗接続前の電流Ｉ_g、抵抗Ｒ_aを接続させた場合の被測定回路から大地への漏れ電流Ｉ_ga4と、抵抗Ｒ_bを接続させた場合の被測定回路から大地への漏れ電流Ｉ_gb4との関係をベクトル図によって表したものである。

図７に示す、電流値Ｉ_g、Ｉ_ga4、Ｉ_gb4、抵抗Ｒ_a、抵抗Ｒ_b、によって絶縁抵抗Ｒ_eを求める計算式は次のように導かれる。

抵抗Ｒ_aを接続した場合の対地漏れ電流Ｉ_ga4と、対地電圧Ｅと、抵抗Ｒ_aとの関係は、
Ｉ_ga4＝（（１／Ｒ_e ＋１／Ｒ_a）² ＋（ωＣ_e）²）×Ｅ² ……… 式（１３）
となり、抵抗Ｒ_bを接続した場合の対地漏れ電流Ｉ_gb4と、対地電圧Ｅと、抵抗Ｒ_bとの関係は、
Ｉ_gb4＝（（１／Ｒ_e ＋１／Ｒ_b）² ＋（ωＣ_e）²）×Ｅ² ……… 式（１４）
となる。

従って、式（１３）、式（１４）より導かれる次式、
Ｒ_e ＝２（（Ｉ_ga4 ² ― Ｉ_g ²）／Ｒ_b ― （Ｉ_gb4 ² ― Ｉ_g ²）／Ｒ_a）／（（Ｉ_gb4 ² ― Ｉ_g ²）／Ｒ_a ² ― （Ｉ_ga4 ² ― Ｉ_g ²）／Ｒ_b ²）……… 式（１５）
が絶縁抵抗Ｒ_eを求める第４の算出式となる。

図８は模擬回路を既知の異なる２以上のアドミッタンスとする例のうちの、第１のアドミッタンス静電容量Ｃ_a、第２のアドミッタンスを静電容量Ｃ_bとする場合において、静電容量Ｃ_aを接続させた場合の被測定回路から大地への漏れ電流Ｉ_ga5と、静電容量Ｃ_aを通して大地に流れる電流Ｉ_ta5と、静電容量Ｃ_bを接続させた場合の被測定回路から大地への漏れ電流Ｉ_gb5、静電容量Ｃ_bを通して大地に流れる電流Ｉ_tb5との関係をベクトル図によって表したものである。

図８に示す電流値Ｉ_ga5、Ｉ_ta5、Ｉ_gb5、Ｉ_gb5、静電容量Ｃ_a、Ｃ_b、によって、絶縁抵抗Ｒ_eを求める計算式は次のように導かれる。

静電容量Ｃ_aを接続させた場合の対地漏れ電流Ｉ_ga5と、対地電圧Ｅとの関係は、
Ｉ_ga5 ² ＝（（１／Ｒ_e）² ＋（ωＣ_e ＋ ωＣ_a）²）×Ｅ² ……… 式（１６）
であり、静電容量Ｃ_bを接続させた場合の対地漏れ電流Ｉ_gb5と、対地電圧Ｅとの関係は、
Ｉ_gb5 ² ＝（（１／Ｒ_e）² ＋（ωＣ_e ＋ ωＣ_b）²）×Ｅ² ……… 式（１７）
となる。

静電容量Ｃ_bを通して大地に流れるＩ_tb5と、対地電圧Ｅとの関係は、
Ｅ² ＝Ｉ_tb5 ²／ω²Ｃ_b ² ……… 式（１８）
なので、式（１６）、式（１７）、式（１８）によって、
Ｃ_e ＝（Ｉ_gb5 ² ― Ｉ_ga5 ²）Ｃ_b ² ― Ｉ_tb5 ²（Ｃ_b ² ― Ｃ_a ²）／（２（Ｃ_b ― Ｃ_a）Ｉ_tb5 ²） ……… 式（１９）
が得られる。

式（１７）、式（１８）を整理して得られる次式、
Ｒ_e ＝（Ｉ_tb5 ／ω）×（１／（Ｉ_gb5 ²Ｃ_b ² ―（Ｃ_e＋Ｃ_b）² Ｉ_tb5 ²））^0.5
……… 式（２０）
に式（１９）で求められるＣ_eを与えたものが、絶縁抵抗Ｒ_eを求める第５の算出式の一つとなる。

一方、静電容量Ｃ_aを通して大地に流れるＩ_ta5と、対地電圧Ｅとの関係は
Ｅ² ＝Ｉ_ta5 ²／ω²Ｃ_a ² ……… 式（２１）
なので、式（１６）、式（１７）、式（２１）によって
Ｃ_e ＝（（Ｉ_gb5 ² ― Ｉ_ga5 ²）Ｃ_a ² ― Ｉ_ta5 ²（Ｃ_b ² ― Ｃ_a ²））／（２（Ｃ_b ― Ｃ_a）Ｉ_ta5 ²） ……… 式（２２）
が得られる。

式（１６）、式（２１）を整理して得られる次式、
Ｒ_e ＝（Ｉ_ta5／ω）×（１／（Ｉ_ga5 ²Ｃ_a ²―（Ｃ_e ＋Ｃ_a）² Ｉ_ta5 ²））^0.5……… 式（２３）
に式（２２）で求められるＣ_eを与えたものが、絶縁抵抗Ｒ_eを求める第５の算出式のもう一つとなる。

図９は模擬回路を既知の異なる２以上のアドミッタンスとする例のうち、第１のアドミッタンスを抵抗Ｒ_a、第２のアドミッタンスを抵抗Ｒ_bとする場合において、抵抗Ｒ_aを接続させた場合の被測定回路から大地への漏れ電流Ｉ_ga6と、抵抗Ｒ_aを通して大地に流れる電流Ｉ_ta6と、抵抗Ｒ_bを接続させた場合の被測定回路から大地への漏れ電流Ｉ_gb6、抵抗Ｒ_bを通して大地に流れる電流Ｉ_tb6との関係をベクトル図によって表したものである。

図９に示す電流値Ｉ_ga6、Ｉ_ta6、Ｉ_gb6、Ｉ_tb6、Ｒ_a、Ｒ_b、によって、絶縁抵抗Ｒ_eを求める計算式は次のように導かれる。

開閉部ＳＳによって抵抗Ｒ_aを接続させた場合の対地漏れ電流Ｉ_ga6と、対地電圧Ｅとの関係は、
Ｉ_ga6＝（（１／Ｒ_e ＋１／Ｒ_a）² ＋（ωＣ_e）²）×Ｅ² ……… 式（２４）
であり、抵抗Ｒ_bを接続させた場合の対地漏れ電流Ｉ_gb6と、対地電圧Ｅ_bとの関係は、
Ｉ_gb6＝（（１／Ｒ_e ＋１／Ｒ_b）² ＋（ωＣ_e）²）×Ｅ² ……… 式（２５）
となる。

抵抗Ｒ_bを通して大地に流れるＩ_tb6と、対地電圧Ｅとの関係は
Ｅ² ＝Ｉ_tb6 ² Ｒ_b ² ……… 式（２６）
なので、式（２４）、式（２５）、式（２６）によって得られる次式、
Ｒ_e ＝２（１／Ｒ_b ― １／Ｒ_a）×（Ｉ_tb6 ²Ｒ_b ²／（Ｉ_gb6 ² ― Ｉ_ga6 ² ＋Ｉ_tb6 ²Ｒ_b ²（１／Ｒ_a ² ― １／Ｒ_b ²））） ……… 式（２７）
が、絶縁抵抗Ｒ_eを求める第６の算出式の一つとなる。

一方、抵抗Ｒ_aを通して大地に流れるＩ_ta6と、対地電圧Ｅとの関係は、
Ｅ² ＝Ｉ_ta6 ² Ｒ_a ² ……… 式（２８）
なので、式（２４）、式（２５）、式（２８）によって得られる次式、
Ｒ_e ＝２（１／Ｒ_b ― １／Ｒ_a）×（Ｉ_ta6 ²Ｒ_a ²／（Ｉ_gb6 ² ― Ｉ_ga6 ² ＋Ｉ_ta6 ²Ｒ_a ²（１／Ｒ_a ² ― １／Ｒ_b ²））） ……… 式（２９）
が、絶縁抵抗Ｒ_eを求める第６の算出式のもう一つとなる。

前述の絶縁抵抗Ｒ_eを求める第１から第６の算出式は、いずれも
Ｒ_e＝Ｆ（Ｉ_g、Ｉ_ga、Ｉ_ta、Ｙ_ta）………… 式（３０）
または
Ｒ_e＝Ｆ（Ｉ_g、Ｉ_ga、Ｉ_gb、Ｙ_ta、Ｙ_tb）……… 式（３１）
または
Ｒ_e＝Ｆ（Ｉ_ga、Ｉ_gb、Ｉ_ta、Ｉ_tb、Ｙ_ta、Ｙ_tb）……… 式（３２）
で表され、対地電圧や対地電圧と漏れ電流の位相には依存しないことを示している。

零相変流器の入力電流が微小な場合には、対地電圧と漏れ電流との位相誤差が大きくなるので、位相に依存しない式（３０）〜式（３２）は、入力電流が微小な場合においても高精度の測定ができることを示している。

また、式（３０）〜式（３２）の中の零相変流器によって測定される漏れ電流Ｉ_g、Ｉ_ga、Ｉ_gbが、(Ｉ_ga ² ― Ｉ_g ²)等のように電流要素相互の二乗差の形で構成されている。

特定の回路の絶縁抵抗を測定する場合には、同一の零相変流器に１次導体が同一な条件で装着された状態で測定されるため、前述の電流要素Ｉ_g、Ｉ_ga、Ｉ_gbの測定値に含まれる零相変流器の誤差は、誤差の正負が同一で大きさも近似な偏差となることから、零相変流器によって測定される電流Ｉ_g、Ｉ_ga、Ｉ_gbが偏差を含んだものであったとしても、式（３０）〜式（３２）による算出過程において零相変流器の測定電流偏差の影響が相殺される方向に作用することを示している。

また、式（３０）や式（３２）中の模擬回路を通して大地に流れる電流要素Ｉ_ta、Ｉ_tbについては、前述の零相変流器と同じ仕様の零相変流器によって計測するか、前述の零相変流器において予め求められる偏差と同等の補正値を算出過程で与えることによって、(Ｉ_ga ² ―Ｉ_tg ²)等のように零相変流器の検出電流偏差を相殺させる作用を持たせる事ができる。

被測定回路が三相交流回路の場合には、三相とも同相となって重なる高調波３ｎ次（ｎは整数）の代表次数を抽出して前述の第１から第６の算出式による絶縁抵抗の計算を行なうことによって、従来技術による方法よりも精度の高い絶縁抵抗値の算出ができる。

図１０は被測定回路が単相三線交流回路の場合において模擬回路接続相を切替できるようにした例を示す回路図である。尚、図１に示した回路図と同一又は類似作用の構成部には図１と同一符号を付している。図１０において、接続相切替部ＳＦによって模擬回路７２を被測定回路の二つの非接地相それぞれにつき予め接続し、被測定回路から大地への漏れ電流増加量が大きかった相を選択したうえで前述の第１から第６の算出式による絶縁抵抗の計算を行なうことによって、従来技術による方法よりも精度の高い絶縁抵抗値の算出ができる。

図１１は本発明の絶縁監視装置の実施例を示す構成図である。４_j1〜４_k2は漏れ電流検出用の零相変流器であり、その２次出力は監視装置５を構成する一方のブロックである監視制御部６の中の対地漏れ電流入力部６２に入力される。６１は監視制御装置６の内部に動作用電圧を供給する電源部、６３は入力部６２にて内部信号に変換されたアナログ信号を後述する演算処理部６４の指示を受けて前記入力部６２の出力をサンプリング及びディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換部、６４はＡ／Ｄ変換部６３に対するサンプリング及びディジタル変換指示、また得られたディジタル値を記憶部６５に記憶させると共に、上述した方法により絶縁抵抗や抵抗分漏れ電流を算出するための演算処理部である。また、演算処理部６４は算出結果である絶縁抵抗値や抵抗分漏れ電流値の後述する出力部６８への出力も併せて行う。制御部６６は演算処理部６４の指示を受けて後述の模擬回路制御部７に測定対象回路の選択指示や模擬回路の接続指示を行なうとともに、模擬回路を通して大地に流れる電流値を演算処理部に伝達する。出力部６８は、演算処理部６４により得られた結果の監視装置５や上位装置１０への遠隔出力を行う。設定部６７は警報出力の判断値などを与えるものであり、絶縁抵抗や抵抗分漏れ電流の演算値がこの判断値に達した場合に出力部６８あるいは上位装置１０に出力する。絶縁監視装置５や上位装置１０における出力手段は表示器などによる視覚表示、ブザーなどの音声通知、演算結果や異常発生時刻の通知及び記録である。なお、前述の警報判断値の設定や警報保持状態の解除は上位装置１０からも行える。記憶部６５または上位装置１０は演算結果の定期記憶を継続的に行うことができ、絶縁状態の連続記録や絶縁劣化進行状況の連続監視及び遡及チェックに利用できる。

監視装置５を構成する他方のブロックである模擬回路接続部７は、模擬回路制御部７１、模擬回路制御部７１の指令に応動する開閉部ＳＳ、開閉部ＳＳによってアドミッタンスを選択接続される模擬回路７２、模擬回路を通して大地に流れる電流を計測する電流計測部７３、被測定回路を選択接続する測定回路切替装置ＣＣを有する。模擬回路制御部７１は、監視制御部６の中の制御部６６と接続され、制御部６６の指示に応動して前述の測定回路切替装置ＣＣ、開閉部ＳＳへの開閉動作指示を行なうとともに、計測部７３の計測値を模擬回路制御部７１及び制御部６６を介して監視制御部の演算処理部に伝達する。

図１２は、負荷設備群に本発明の絶縁監視装置を適用する場合を示す接続図である。監視制御部６を零相変流器近傍に設置し、模擬回路接続部７は負荷近傍に設置し、両者の間は有線または無線による通信によって接続され、被測定回路の選択、模擬回路の選択開閉や模擬回路電流の返信を行なう。

図１３は、電気設備技術基準に規定されている絶縁抵抗値を判定する例として、被測定回路の対地電圧Ｅ＝２００Ｖ、対地絶縁抵抗Ｒ_e＝０．２ＭΩ、対地静電容量Ｃ_e＝０．０５μＦを想定し、零相変流器の検出電流偏差の影響分についての対地絶縁抵抗良否判定誤差の大きさを、従来技術と本発明とで比較した説明図である。

微小電流領域における零相変流器の検出電流偏差の影響のみを比較するために、零相変流器の検出偏差以外の誤差要因は無いものと想定した計算比較内容を下記に示す。

漏れ電流真値Ｉ_g ＝（（１／０．２²）＋ ω²０．０５²）^0.5 ×２００×１０^-3＝３．３０（ｍＡ）であり、零相変流器の検出偏差値を−０．５（ｍＡ）と想定した場合、漏れ電流検出値Ｉ_g ^´は、Ｉ_g ^´ ＝Ｉ_g − ０．５＝２．８０（ｍＡ）となる。

抵抗分漏れ電流算出への影響を零相変流器の検出電流偏差分のみと想定したので、従来技術における対地絶縁抵抗算出値Ｒ_ｅ（従来技術）、算出誤差、誤差比率はそれぞれ、
Ｒ_ｅ（従来技術）＝０．２×（Ｉ_g ^´／Ｉ_g）＝０．２３６（ＭΩ）
絶縁抵抗算出誤差＝０．２３６ ― ０．２＝０．０３６（ＭΩ）
絶縁抵抗算出誤差率＝０．０３６／０．２×１００＝１８．０％
となる。

本実施の形態で示した式（１５）を用いる例で、模擬回路の第１の抵抗を０．７（ＭΩ）、第２の抵抗を０．３５（ＭΩ）とした場合の零相変流器の検出電流Ｉ_g、Ｉ_ga、Ｉ_gbそれぞれの測定値にはすべて検出電流偏差値を−０．５（ｍＡ）が含まれるものとして算出した対地絶縁抵抗算出値Ｒ_ｅ、算出誤差、誤差比率はそれぞれ、
対地絶縁抵抗算出値Ｒ_ｅ＝０．２０６（ＭΩ）
絶縁抵抗算出誤差＝０．２０６ ― ０．２＝０．００６（ＭΩ）
絶縁抵抗算出誤差率＝０．００６／０．２×１００＝３．０％
となる。

負荷設備及び模擬回路から大地を通して流れる電流の経路と絶縁監視装置への入力を示す回路図である。被測定回路から大地を通して流れる漏れ電流の等価回路図である。模擬回路接続部の内部回路図である。被測定回路の模擬回路接続前の漏れ電流と、模擬回路のコンデンサ接続後の漏れ電流と、模擬回路のコンデンサを通して大地に流れる電流との関係を示すベクトル図である。被測定回路の模擬回路接続前の漏れ電流と、模擬回路の抵抗接続後の漏れ電流と、模擬回路の抵抗を通して大地に流れる電流との関係を示すベクトル図である。被測定回路の模擬回路接続前の漏れ電流と、模擬回路を構成する第１のコンデンサ接続後の漏れ電流と、第２のコンデンサ接続後の漏れ電流との関係を示すベクトル図である。被測定回路の模擬回路接続前の漏れ電流と、模擬回路を構成する第１の抵抗接続後の漏れ電流と、第２の抵抗接続後の漏れ電流との関係を示すベクトル図である。被測定回路に模擬回路を構成する第１のコンデンサを接続した場合の漏れ電流と、第１のコンデンサを通して大地に流れる電流と、第２のコンデンサを接続した場合の漏れ電流と、第２のコンデンサを通して大地に流れる電流との関係を示すベクトル図である。被測定回路に模擬回路を構成する第１の抵抗を接続した場合の漏れ電流と、第１の抵抗を通して大地に流れる電流と、第２の抵抗を接続した場合の漏れ電流と、第２の抵抗を通して大地に流れる電流との関係を示すベクトル図である。本発明を単相３線交流回路に適用する場合の回路図である。本発明の実施例による絶縁監視装置の構成を示す構成図である。本発明の絶縁監視装置を複数の被測定回路に適用した例を示す回路図である。本発明の零相変流器測定偏差抑制効果を従来技術による算出結果と比較記載した説明図である。

符号の説明

Ｅ・・・被測定回路の対地電圧、Ｉ_g・・・被測定回路の対地漏れ電流、Ｉ_ga・・・模擬回路の第１のアドミッタンスを接続した場合の被測定回路の対地漏れ電流、Ｉ_gb・・・模擬回路の第２のアドミッタンスを接続した場合の被測定回路の対地漏れ電流、Ｉ_ta・・・被測定回路から模擬回路の第１のアドミッタンスを通して大地に流れる電流、Ｉ_tb・・・被測定回路から模擬回路の第２のアドミッタンスを通して大地に流れる電流、Ｒ_ｅ・・・被測定回路の絶縁抵抗、Ｒ_a・・・模擬回路の第１の抵抗、Ｒ_b・・・模擬回路の第２の抵抗、Ｃ_e・・・被測定回路の対地間静電容量、Ｃ_a・・・模擬回路の第１の静電容量、Ｃ_b・・・模擬回路の第２の静電容量、ＳＳ・・・開閉部、Ｓ₁〜Ｓ_n・・・個別開閉器、ＳＦ・・・接続相切替部、ＣＣ…測定回路切替装置、１・・・被測定回路、２…負荷、３・・・変圧器２次側接地線、４、4_j〜４_k・・・零相電流器、５・・・絶縁監視装置、６・・・監視制御部、７・・・模擬回路接続部、８・・・被測定回路接続部、９・・・上位装置との通信手段、１０・・・上位装置、６１・・・電源部、６２・・・対地漏れ電流入力部、６３・・・Ａ／Ｄ変換部、６４・・・演算処理部、６５・・・記憶部、６６・・・制御部、６７・・・設定部、６８・・・出力部、７１・・・模擬回路制御部、７２・・・模擬回路、７３・・・電流計測部、８１・・・被測定回路の非接地線の一方、８２・・・被測定回路の非接地線の他の一方

Claims

被測定回路から大地への漏れ電流を計測する漏れ電流計測手段と、
前記被測定回路と大地との間に切断可能に接続される既知の値のアドミッタンスＹ_taを有する模擬回路と、
前記被測定回路と大地との間に前記模擬回路を接続した接続状態と、前記被測定回路と大地との間から前記模擬回路を切断した切断状態とで切り替えるスイッチ手段と、
前記模擬回路を通して大地に流れる模擬電流を計測する模擬電流計測手段と、
前記スイッチ手段により前記模擬回路を切断状態とし、該切断状態において前記漏れ電流計測手段により漏れ電流Ｉ_gを計測する切断時漏れ電流計測手段と、
前記スイッチ手段により前記模擬回路を接続状態とし、該接続状態において前記漏れ電流計測手段により漏れ電流Ｉ_gaを計測すると共に、前記模擬電流計測手段により模擬電流Ｉ_taを計測する接続時漏れ電流／模擬電流計測手段と、
前記切断時漏れ電流計測手段により取得された前記漏れ電流Ｉ_gと、前記接続時漏れ電流／模擬電流計測手段により取得された前記漏れ電流Ｉ_ga及び前記模擬電流Ｉ_taと、前記模擬回路のアドミッタンスＹ_taとに基づいて、前記被測定回路の対地絶縁抵抗Ｒ_eを、所定の関係式Ｒ_e＝Ｆ（Ｉ_g、Ｉ_ga、Ｉ_ta、Ｙ_ta）を用いて算出する対地絶縁抵抗算出手段と、
前記対地絶縁抵抗算出手段により算出された前記対地絶縁抵抗Ｒ_eに基づいて前記被測定回路の絶縁状態に関する情報を出力する出力手段と、
を備えたことを特徴とする絶縁監視装置。
被測定回路から大地への漏れ電流を計測する漏れ電流計測手段と、
前記被測定回路と大地との間に切断可能に接続されると共に、既知の異なる値の第１のアドミッタンスＹ_taと第２のアドミッタンスＹ_tbとに切替可能に設定される模擬回路と、
前記被測定回路と大地との間に前記模擬回路の第１のアドミッタンスＹ_taと第２のアドミッタンスＹ_tbのうちのいずれかを接続した接続状態と、前記被測定回路と大地との間から前記模擬回路を切断した切断状態とで切り替えるスイッチ手段と、
前記スイッチ手段により前記模擬回路を切断状態とし、該切断状態において前記漏れ電流計測手段により前記漏れ電流Ｉ_gを計測する切断時漏れ電流計測手段と、
前記スイッチ手段により前記模擬回路の第１のアドミッタンスＹ_taを接続状態とし、該接続状態において前記漏れ電流計測手段により漏れ電流Ｉ_gaを計測すると共に、前記スイッチ手段により前記模擬回路の第２のアドミッタンスＹ_tbを接続状態とし、該接続状態において前記漏れ電流計測手段により前記漏れ電流Ｉ_gbを計測する接続時漏れ電流計測手段と、
前記切断時漏れ電流計測手段により取得された前記漏れ電流Ｉ_gと、前記接続時漏れ電流計測手段により取得された前記漏れ電流Ｉ_ga及び前記漏れ電流Ｉ_gbと、前記模擬回路の第１のアドミッタンスＹ_ta及び第２のアドミッタンスＹ_tbに基づいて、対地絶縁抵抗Ｒ_eを、所定の関係式Ｒ_e＝Ｆ（Ｉ_g、Ｉ_ga、Ｉ_gb、Ｙ_ta、Ｙ_tb）を用いて算出する対地絶縁抵抗算出手段と、
前記対地絶縁抵抗算出手段により算出された前記対地絶縁抵抗Ｒ_eに基づいて前記被測定回路の絶縁状態に関する情報を出力する出力手段と、
を備えたことを特徴とする絶縁監視装置。
被測定回路から大地への漏れ電流を計測する漏れ電流計測手段と、
前記被測定回路と大地との間に切断可能に接続されると共に、既知の異なる値の第１のアドミッタンスＹ_taと第２のアドミッタンスＹ_tbとに切替可能に設定される模擬回路と、
前記被測定回路と大地との間に前記模擬回路の第１のアドミッタンスＹ_taと第２のアドミッタンスＹ_tbのうちのいずれかを接続した接続状態と、前記被測定回路と大地との間から前記模擬回路を切断した切断状態とで切り替えるスイッチ手段と、
前記模擬回路を通して大地に流れる模擬電流を計測する模擬電流計測手段と、
前記スイッチ手段により前記模擬回路の第１のアドミッタンスＹ_taを接続状態とし、該接続状態において前記漏れ電流計測手段により漏れ電流Ｉ_gaを計測すると共に、前記模擬電流計測手段により模擬電流Ｉ_taを計測し、前記スイッチ手段により前記模擬回路の第２のアドミッタンスＹ_tbを接続状態とし、該接続状態において前記漏れ電流計測手段により漏れ電流Ｉ_gbを計測すると共に、前記模擬電流計測手段により模擬電流Ｉ_tbを計測する接続時漏れ電流／模擬電流計測手段と、
前記接続時漏れ電流／模擬電流計測手段により取得された漏れ電流Ｉ_ga、模擬電流Ｉ_ta、漏れ電流Ｉ_gb、及び、模擬電流Ｉ_tbと、前記模擬回路の第１のアドミッタンスＹ_ta及び第２のアドミッタンスＹ_tbに基づいて、対地絶縁抵抗Ｒ_eを、所定の関係式Ｒ_e＝Ｆ（Ｉ_ga、Ｉ_gb、Ｉ_ta、Ｉ_tb、Ｙ_ta、Ｙ_tb）を用いて算出する対地絶縁抵抗算出手段と、
前記対地絶縁抵抗算出手段により算出された前記対地絶縁抵抗Ｒ_eに基づいて前記被測定回路の絶縁状態に関する情報を出力する出力手段と、
を備えたことを特徴とする絶縁監視装置。
前記被測定回路から大地への漏れ電流及び模擬回路を通して大地に流れる電流に含まれる高調波成分中の代表次数高調波成分を利用することを特徴とする請求項１、２、又は、３の絶縁監視装置。
前記模擬回路のアドミッタンスＹ_taが静電容量Ｃ_aにより構成され、
前記対地絶縁抵抗算出手段は、前記所定の関係式Ｒ_e＝Ｆ（Ｉ_g、Ｉ_ga、Ｉ_ta、Ｙ_ta）を、
Ｒ_e＝（１／ωＣ_a）×（１／（（（Ｉ_g／Ｉ_ta）＋（Ｉ_ga ²―Ｉ_g ²―Ｉ_ta ²）／（２Ｉ_ta ²））×（（Ｉ_g／Ｉ_ta）―（Ｉ_ga ²―Ｉ_g ²―Ｉ_ta ²）／（２Ｉ_ta ²））））^0.5
（ただし、ωは交流の角周波数であって、（２π）×（漏れ電流の周波数））
として前記対地絶縁抵抗Ｒ_eを算出し、
又は、
前記模擬回路のアドミッタンスＹ_taが抵抗Ｒ_aにより構成され、
前記対地絶縁抵抗算出手段は、前記所定の関係式Ｒ_e＝Ｆ（Ｉ_g、Ｉ_ga、Ｉ_ta、Ｙ_ta）を、
Ｒ_e ＝２Ｉ_ta ²Ｒ_a／（Ｉ_ga ²―Ｉ_g ²―Ｉ_ta ²）
として前記対地絶縁抵抗Ｒ_eを算出することを特徴とする請求項１の絶縁監視装置。
前記模擬回路の前記第１のアドミッタンスＹ_taが第１の静電容量Ｃ_aで構成され、前記第２のアドミッタンスＹ_tbが第２の静電容量Ｃ_bによって構成され、
前記対地絶縁抵抗算出手段は、前記所定の関係式Ｒ_e＝Ｆ（Ｉ_g、Ｉ_ga、Ｉ_gb、Ｙ_ta、Ｙ_tb）を、
Ｒ_e＝（１／ω）×（（Ｉ_ga ²―Ｉ_gb ²）／（（Ｉ_gb ²―Ｉ_ga ²）Ｃ_e ²＋２Ｃ_eＣ_aＩ_gb ²―２Ｃ_eＣ_bＩ_ga ²＋Ｉ_gb ²Ｃ_a ²―Ｉ_ga ²Ｃ_b ²））^0.5
（ただし、ωは交流の角周波数であって、（２π）×（漏れ電流の周波数））
ここに、Ｃ_e＝（（Ｉ_gb ²―Ｉ_g ²）Ｃ_a ²―（Ｉ_ga ²―Ｉ_g ²）Ｃ_b ²）／(２（（Ｉ_ga ²―Ｉ_g ²）Ｃ_b ―（Ｉ_gb ²―Ｉ_g ²）Ｃ_a）)
として前記対地絶縁抵抗Ｒ_eを算出し、
又は、
前記模擬回路の前記第１のアドミッタンスＹ_taが第１の抵抗Ｒ_aで構成され、前記第２のアドミッタンスＹ_tbが第２の抵抗Ｒ_bによって構成され、
前記対地絶縁抵抗算出手段は、前記所定の関係式Ｒ_e＝Ｆ（Ｉ_g、Ｉ_ga、Ｉ_gb、Ｙ_ta、Ｙ_tb）を、
Ｒ_e＝２（（Ｉ_ga ²―Ｉ_g ²）／Ｒ_b ―（Ｉ_gb ²―Ｉ_g ²）／Ｒ_a）／（（Ｉ_gb ²―Ｉ_g ²）／Ｒ_a ² ―（Ｉ_ga ²―Ｉ_g ²）／Ｒ_b ²）
として前記対地絶縁抵抗Ｒ_eを算出することを特徴とする請求項２の絶縁監視装置。
前記模擬回路の前記第１のアドミッタンスＹ_taが第１の静電容量Ｃ_aで構成され、前記第２のアドミッタンスＹ_tbが第２の静電容量Ｃ_bによって構成され、
前記対地絶縁抵抗算出手段は、前記所定の関係式Ｒ_e＝Ｆ（Ｉ_ga、Ｉ_gb、Ｉ_ta、Ｉ_tb、Ｙ_ta、Ｙ_tb）を、
Ｒ_e＝（Ｉ_tb ／ω）×（１／（Ｉ_gb ²Ｃ_b ²―（Ｃ_e＋Ｃ_b）²Ｉ_tb ²））^0.5
（ただし、ωは交流の角周波数であって、（２π）×（漏れ電流の周波数））
ここに、Ｃ_e ＝（（Ｉ_gb ²―Ｉ_ga ²）Ｃ_b ²―Ｉ_tb ²（Ｃ_b ²―Ｃ_a ²））／（２（（Ｃ_b―Ｃ_a）Ｉ_tb ²））
として前記対地絶縁抵抗Ｒ _e を算出し、
又は、
前記模擬回路の前記第１のアドミッタンスＹ_taが第１の抵抗Ｒ_aで構成され、前記第２のアドミッタンスＹ_tbが第２の抵抗Ｒ_bによって構成され、
前記対地絶縁抵抗算出手段は、前記所定の関係式Ｒ_e＝Ｆ（Ｉ_ga、Ｉ_gb、Ｉ_ta、Ｉ_tb、Ｙ_ta、Ｙ_tb）を、
Ｒ_e ＝２（１／Ｒ_b―１／Ｒ_a）×（Ｉ_tb ²Ｒ_b ²／（Ｉ_gb ²―Ｉ_ga ²＋Ｉ_tb ²Ｒ_b ²（１／Ｒ_a ² ―１／Ｒ_b ²）））
として前記対地絶縁抵抗Ｒ_eを算出することを特徴とする請求項３の絶縁監視装置。
前記出力手段は、前記被測定回路の絶縁状態に関する情報として、前記対地絶縁抵抗算出手段により算出された対地絶縁抵抗の値、及び、該対地絶縁抵抗の値に基づいて算出した抵抗分漏れ電流値のうち少なくともいずれか１つにつき、その値もしくはその値が所定の値を超えたことを表示、記録、外部出力又は通報することと、前記対地絶縁抵抗の値、及び、抵抗分漏れ電流値のうち少なくともいずれかひとつにつき、その大きさによって安全領域、危険領域等のように少なくとも２つの領域に区分して表示、記録、外部出力又は通報することのいずれか１つ又は複数を行うことを特徴とする請求項１〜７のうちのいずれか１に記載の絶縁監視装置。