JP6540564B2 - 直流給電回路の絶縁抵抗測定方法および測定装置 - Google Patents
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Description
また、船舶の電気推進システムに用いる電池電源は高電圧大電流の大容量を必要とするため、ユニット化された単位電池を多数直並列接続して構成する。
この電池電源および電池電源からの給電電路には多数の電気機器、装置が接続される。従って、電池電源を構成する多数個の単位電池、並びに電池電源からの給電電路およびこれに接続される多数の電気機器、装置の一部に絶縁抵抗の低下が発生すると地絡や短絡事故に発展する恐れがあり、極めて危険である。
しかし、これまで知られている、例えば特許文献1に示すような従来の絶縁抵抗測定装置では、電池電源から負荷へ給電するための接地されない給電電路の絶縁抵抗を測定することしか行われていなかった。
この図9に示す従来の絶縁抵抗測定装置は、検出抵抗101〜105によってT型検出回路を構成し、抵抗102、104および105の各々から信号106(電圧V1)、108(電圧V2)および107(電圧V3)をそれぞれ得る。これらの信号106〜108は絶縁変換器109、110、111の一次側に入力され、それぞれ絶縁変換されて二次信号112〜114となる。
IS≒V÷(R11+R12+R21+R22)
であり、M電位はVP=VN=250Vで、抵抗101と102の抵抗比は100:1であるから、抵抗102、104には、
V1=V2=250V/100≒2.5V
の電圧が発生することになる。
IPX=V÷(RPx+R3+R21+R22)
となる接地電流IPXが流れ、検出抵抗105の両端には、
V3=IPX×R3
の電圧が発生する。
このとき、検出抵抗102の両端電圧V1は電流ISで決定され、検出抵抗105の両端電圧V3は電流IPXで決定される。すなわち、抵抗101、絶縁抵抗RPXの抵抗値がそれぞれ抵抗102、105の抵抗値よりも充分に大きい場合、R12=R3とすれば、検出抵抗102の両端電圧V1と、検出抵抗105の両端電圧V3の割合は、検出抵抗101の抵抗値R11と絶縁抵抗RPXの抵抗値RPxの割合の逆数と考えられるから、V1とV3の電圧比n(=V1/V3)を求め、この電圧比nに検出抵抗101の抵抗値R11を乗じると、
n×R11=RPx
から絶縁抵抗値RPxを求めることができる。
RPx=n×K=(V1/V3)×R11 (1)
で求められ、求めるべき絶縁抵抗値RPxを示す。
この式で、nはV1/V3、Kは抵抗101の抵抗値R11と等しい値の設定した定数である。
この場合、測定しようとする絶縁抵抗RNXの抵抗値RNxであり、これに流れる接地電流INXに基づいて検出抵抗105から検出電圧V3が取り出される。この電圧V3と、抵抗102の両端電圧V1の代わりに取り出した抵抗104の両端電圧V2とにより上記と同様の関係から、次の(2)式から絶縁抵抗値RNxを求めることができる。
RNx=n×K=(V2/V3)×R21 (2)
この式において、nはV2/V3であり、Kは抵抗103の抵抗値R21と等しい値に設定した定数である。
n=V1/V3=2.5/2.5=1
となる。この電圧比n=1から前記(1)式により、正極電路の絶縁抵抗値RPxを求めると、1MΩとなる。
RPx=(K=1MΩ)×(n=10)=10MΩ
が求まる。
同様に、電圧比n=V1/V3=100では、
RPx=(K=1MΩ)×(n=100)=100MΩ、
電圧比n=0.1では、
RPx=(K=1MΩ)×(n=0.1)=0.1MΩ
を求めることができる。
高抵抗値の第1抵抗器と低抵抗値の第2抵抗器とを直列接続して構成した正極側電圧検出回路と負極側電圧検出回路とを設け、この2組の電圧検出回路を直列に接続して前記電池電源の正(P)極および負(N)極出力端子間に接続するとともに、第3抵抗器とダイオードと測定極性を切り換えるスイッチとを直列接続して構成した正極側接地電流検出回路と負極側接地電流検出回路とを設け、この2組の接地電流検出回路を前記ダイオードの極性を逆極性にして並列接続して前記2組の電圧検出回路の中間接続点と接地点との間に接続し、前記各組の電圧検出回路の第2抵抗器から基準電圧を取り出し、かつ、前記各組の接地電流検出回路の第3抵抗器から検出電圧を取り出し、前記各組の電圧検出回路から取り出した基準電圧と、前記各組の接地電流検出回路から取り出した検出電圧とに基づいて前記直流給電回路の絶縁抵抗値を演算によって求めることを特徴とする直流給電回路の絶縁抵抗測定方法である。
高抵抗値の第1抵抗器と低抵抗値の第2抵抗器とを直列接続して構成した2組の電圧検出回路を、前記電池電源の正極および負極出力端子間に直列に接続して構成した正極側電圧検出回路および負極側電圧検出回路と、
第3抵抗器とダイオードと測定極性を切り換えるスイッチとを直列接続して構成した2組の接地電流検出回路を、前記2組の電圧検出回路の中間接続点と接地点との間に前記ダイオードの極性を逆極性にして並列接続して構成した正極側接地電流検出回路および負極側接地電流検出回路と、
前記正極側電圧検出回路および負極側電圧検出回路の各第2抵抗器並びに前記正極側接地電流検出回路および負極側接地電流検出回路の各第3抵抗器の両端から電圧を取り出す電圧検出手段と、
前記正極側電圧検出回路の第2抵抗器から取り出した基準電圧に対する前記正極側接地電流検出回路の第3抵抗器から取り出した検出電圧の比を演算して前記給電回路における負極側給電電路の絶縁抵抗値を求める第1演算手段と、
前記負極側電圧検出回路の第2抵抗器から取り出した基準電圧に対する前記負極側接地電流検出回路の第3抵抗器から取り出した検出電圧の比を演算して前記給電回路における正極側給電電路の絶縁抵抗値を求める第2演算手段と、
前記正極側接地電流検出回路の第3抵抗器から取り出した検出電圧と前記負極側接地電流検出回路の第3抵抗器から取り出した検出電圧との合計電圧を求める第3の演算手段と、
前記正極側電圧検出回路の第2抵抗器から取り出した基準電圧または前記負極側電圧検出回路の第2抵抗器から取り出した基準電圧と前記前記第3の演算手段により求めた合計電圧との電圧比を演算して前記給電回路における電池電源の絶縁抵抗値を求める第4の演算手段と、
を備えることを特徴とする直流給電回路の絶縁抵抗測定装置である。
この発明が対象とする船舶の電気推進システムの直流給電回路における給電電路は、接地しない非接地給電電路とすることが原則である。 また、船舶の電気推進システムに用いる電池電源は大容量となるため、ユニット化された多数の単位電池を直並列接続して、高電圧、大電流の直流電力の出力が可能な構成となっている。
この電池電源から直流電力を給電する給電電路には多数の電気機器および装置が接続される。
検出抵抗R31、R32の両端に生じた、接地電流IPX、INXに依存した電圧V31、V32は、絶縁検出器17、18を介して取り出される。
このように構成されたこの発明の絶縁抵抗測定装置の第1の実施例による測定動作を説明する。
絶縁抵抗の測定は、(1)電池電源絶縁抵抗を測定するモード、(2)電池電源絶縁不良個所を特定するモード、(3)給電電路の絶縁抵抗を測定するモードの各モードで行わる。
以下に、前記各測定モードにおけるこの発明の絶縁抵抗測定装置の動作を説明する。
この測定モードでは、測定個所切換スイッチ35を「電池電源」位置に切り換えて、測定個所として電池電源Bを選択する。
測定個所切換スイッチ35を「電池電源」位置に切り換えると、測定個所切換信号SSが「1」信号となり、制御部30および監視・記録部40に、電池電源の絶縁抵抗測定が指令される。この切換信号SSを受けて、制御部30は、給電電路側の絶縁抵抗の演算を行う割算部23、24への信号S1P、S1Nを「1」から「0」信号に切り換えて出力する。これにより割算部23、24の演算動作がロック(停止)されるので、給電電路の絶縁抵抗測定動作が停止される。
図2に、電池電源Bの単列電池の絶縁抵抗測定状態を示すので、これを参照しながら単列電の池絶縁抵抗測動作を説明する。
測定極性切換器36からP極側絶縁抵抗測定を指令する信号PSSが出力されると、制御部30が、P極選択指令信号PSを「1」をにし、N極選択指令信号NSを「0」にする。これにより、P極選択スイッチPa1、Pa2、Pa3がオンにされ、N極選択スイッチNa1、Na2、Na3がオフにされるので、測定回路は、P極側の絶縁抵抗測定状態となる。
この状態では、スイッチPa1がオンされることにより、抵抗器R11が短絡されるので、抵抗器R12、R21、R22を通して基準電流ISが流れ、検出抵抗器R12から基準電圧V1を得る。
したがって、r11=r21≫r12=r22=r31=r32の関係となる。
P極側絶縁抵抗測定状態において電圧検出回路11、12には、次の(3)式で示す基準電流ISが流れる。
IS=VB÷(r12+r22+r21)≒VB÷r21 ・・・(3)
∵ r12+r22 ≪ r21
したがって、抵抗器R12の両端に発生する基準電圧V1は、
V1=r12×IS ・・・(4)
となり、基準電流ISに依存した電圧となる。
IS=VB÷(r11+r12+r22)≒VB÷r11 ・・・(5)
∵ r12+r22 ≪ r11
したがって、抵抗器R22の両端に発生する基準電圧V2は、
V2=r22×IS ・・・(6)
となり、基準電流ISに依存した電圧となる。
ここで、r11=r21であるからP極側測定とN極側測定を切り換えても、基準電圧V1とV2は等しくなる。
IPX1=VB1(1-S1)÷(r12+r31+Rx1) ・・・(7)
ここで、VB1(1-S1)は接続点S1と列電池B1のP極との間、すなわち、1個目の単位電池B11からS1点までの単位電池の合計電圧、r12は抵抗器R12の抵抗値、r31は抵抗器R31の抵抗値、Rx1は絶縁抵抗RX1の絶縁抵抗値である。
V31=IPX1×r31 ・・・(8)
INX1=VB1(S1-m)÷(Rx1+r32+r22) ・・・(9)
ここで、VB1(S1-m)は列電池B1の接続点S1と電池電源N極の間、すなわち、S1点からm個目の単位電池までの単位電池の合計電圧、r32は抵抗器R32の抵抗値、r22は抵抗器R22の抵抗値である。
V32=INX1×r32 ・・・(10)
r11=r21≪r12=r22
の関係にあるので、前記の通りP極側測定とN極側測定とを交互に切り換えても基準電流IS、基準電圧V1、V2は変化しない。また、基準電流ISは接地電流IPX1、IPX5、IPX9、INX1、INX5、INX9に対して十分大きな電流を流しておけば、接地電流IPX、INXが基準電流ISに重畳しても基準電圧V1、V2の変動を極めて小さくすることができる。
P極側測定のときは、制御部30からのP極側選択信号PSにより選択スイッチPa1、Pa2、Pa3がオンされ、選択スイッチNa1、スイッチNa2、Na3がオフされているので、P極側電圧検出回路11の抵抗器R12から取り出したP極側基準電圧V1(=R12×IS)は、絶縁検出器13→ローパスフィルタ19→スイッチPa3を通して割算部32の一方の入力に加えられる。そして、P極側接地電流検出回路15の検出抵抗R31から取り出した検出電圧V31(=r31×IPX1)は、絶縁検出器17→ローパスフィルタ21を通して割算部23、演算部25および加算部31に加えられる。
また、制御部30は測定極性切換器36からの切換指令信号PSS、NSSに同期して読み取り信号S3を加算部31に与える。これにより、加算部31は、読み取り信号S3に同期して、P極側検出電圧V31とN極側検出電圧V32を読み取って記憶し、1サイクル毎に記憶した両検出電圧を加算する動作をし、合計電圧VE(=V31+V32)を求める。今は単列電池測定モードあるから、乗算部38が演算動作を停止しているので、加算部31の出力の合計電圧VEが、そのまま割算部32の他方の入力に加えられる。
すなわち、絶縁抵抗RXの絶縁抵抗値Rxは、次の(11)で求められる。
Rx=V1÷VE×r11=V2÷VE×r21 ・・・(11)
また、定数Kを0.5MΩに設定した場合は、特性線R0.5から電圧比VEDに対する絶縁抵抗値を読取ることができ、電圧比VEDが1のときの絶縁抵抗値は、0.5MΩとなり、電圧比VEDが2のとき、絶縁抵抗値は1MΩとなる。
図2の接続点S1で絶縁抵抗低下(絶縁不良)が生じたとき、電池電源のP極側から流れるP極側接地電流IPX1および検出電圧V31は、前記したように(7)式および(8)式で示される。
IPX1=VB1(1-S1)÷(r12+r31+Rx1)
=VB11÷(r12+r31+Rx1) ・・・(7)
この式において、VB1(1-S1)は、列電池B1における1個目の電池B11から接続点S1までの間の電池の合計電圧である。図2においては、VB1(1-S1)=VB11となる。
V31=IPX1×r31 ・・・(8)
そして、電池電源のN極側から流れるN極側接地電流INX1および検出電圧V32は、同様に(9)式および(10)式で示される
INX1=VB1(S1-m)÷(Rx1+r32+r22)
=V9÷(Rx1+r32+r22) ・・・(9)
この式において、VB1(S1-m)は、列電池B1おける接続点S1からm個目の電池B1mまでの電池の合計電圧である。図2においては、VB1(S1-m)=V9となる。
V32=INX1×r32 ・・・(10)
上記では、直列接続された1列(単列)の列電池の絶縁抵抗測定について説明したが、次に、列電池を複数並列接続した複列電池電源の絶縁抵抗の測定動作(複列電池絶縁抵抗測定モード)を、図3を参照して説明する。
第1列の列電池B1の接続点S1で、接地事故等により絶縁抵抗RX1の低下が生じると、P極側測定(スイッチPa1、Pa2、Pa3がオン、スイッチNa1、Na2、Na3がオフ)のときには、第1列の列電池B1の接続点S1から、P極側測定回路15を通して、(7)式で示す接地電流IPX1が流れる(接地電流の流れる経路は図3参照)。
IPX1=VB1(1-S1)÷(r12+r31+Rx1)
=VB11÷(r12+r31+Rx1) ・・・(7)
また、第2列の列電池B2からは、P極側測定回路15を通して、次の(12)で示す接地電流IPX2が流れる。
IPX2=[VB2−(VB12+…+VB1m)]÷(r12+r31+Rx1)
=[(VB21+…+VB2m)(VB12+…+VB1m)]
÷(r12+r31+Rx1) ・・・(12)
この式おいて、VB2は、列電池B2の全電圧、VB21…VB2mは列電池B2の各単位電池B21…B2mの電圧、VB12…VB1mは列電池B1の各単位電池B12…B1mの電圧である。
IPX2=VB21÷(r12+r31+Rx1) ・・・(13)
この場合、第1列の列電池B1からながれる接地電流IPX1と、そして第2列電池B2から流れる接地電流IPX2とが検出抵抗器R31に共通に流れるから、各単位電池の電池電圧が等しいとすれば、検出抵抗器R31に流れる電流は、単列電池の測定を行う場合の2倍の電流が流れることになり、測定誤差が生じる。
INX1=(VB12+…+VB1m)÷(Rx1+r32+r22)
・・・(14)
INX2=[(VB21+…+VB2m)−VB11]
÷(Rx1+r32+r22) ・・・(15)
この場合も、各電池の電池電圧が等しいとすれば、検出抵抗R32には、第1列電池B1から接地電流INX1が流れ、第2列電池B2から接地電流INX2が流れるから、検出抵抗R32には単列電池の測定の場合の2倍の電流が流れ、測定誤差が生じる。
次に、電池電源における絶縁抵抗の低下した絶縁不良(接地)位置を特定するモードについて図1を参照して説明する。
P極側から絶縁不良により絶縁抵抗の低下した単位電池の位置を特定する演算部25は、次の(16)式の演算により、絶縁不良位置が列電池のP極端から何(M)個目の単位電池(M(P))であるかを求める。
M(P)=(V31÷VE)×m=V31÷(V31+V32)×m
・・・(16)
ここで、V31はP極側接地電流検出回路15の検出電圧、V32はN極側接地電流検出回路16の検出電圧、VEは、P極側検出電圧V31とN極側検出電圧V32を加算した合計電圧(=V31+V32)、mは列電池の予め設定された単位電池の直列接続個数である。
なお、複列電池測定においては、前記した理由により、検出電圧の合計電圧VEは、VE=(V31+V32)×1/2として求める必要がある。
M(N)=(V32÷VE)×m=V32÷(V31+V32)×m
・・・(17)
次に測定個所切換器35を「給電電路」位置に切り換えて給電電路の絶縁抵抗を測定するモードについて説明する。
給電電路絶縁抵抗測定モードとする場合は、測定個所切換器35を「給電電路」位置に切り換える。これにより、図4に示す電池電源Bから給電されるP極側給電電路LPと大地Eとの間の絶縁抵抗RXP、またはN極側電路LNと大地Eとの間の絶縁抵抗RXNの絶縁抵抗値RxP、またはRxNを測定することができる。
すなわち、図4に示すように、電池スイッチ1、2および電源スイッチ5をオンにして、電池電源Bから給電電路LP、LNを介して図示しない負荷機器に直流電力を給電している状態において、P極側給電電路LPの絶縁抵抗RXPの絶縁抵抗値RxPを測定する場合は、測定極性切換器36から信号PSSが入力されたとき、制御部30は、電池電源絶縁抵抗測定モードのときならP極側を選択する信号PSを出力する代わりにN極側を選択する信号NSを出力する。そして測定極性切換器36がN極側絶縁抵抗RXNの絶縁抵抗値RxNを測定するための信号NSSを出力するときは、制御部30はP極側を選択する信号PSを出力する。
また、制御部30は、測定極性切換器36から信号PSSを受けると、演算指令S1Pに出力し、演算指令S1Nを停止するので、割算部24では演算動作が行われ、割算部23では演算動作がロックされる。反対に、制御部30は、測定極性切換器36から信号NSSを受けると、演算指令S1Nに出力し、演算指令S1Pを停止するので割算部24では演算動作がロックされ、割算部23では演算動作が行われる。
この処理は、N極側の割算器24で、基準電圧V2を検出電圧V32で割算して、両電圧の比V3PDを求め、これに乗算器28で、定数設定器34に設定された抵抗器R21の抵抗値r21と等しい抵抗値に設定された定数Kを乗算して絶縁抵抗値RxPを示すV3PMを求める処理が実行される。
給電電路の絶縁抵抗を測定する場合は、電池電源Bの全電圧VBに基づき絶縁抵抗RXを通して大地に流れる接地電流IXを接地電流検出回路の検出抵抗器R3で検出するので、接地電流検出回路15と16の何れか一方の検出回路の検出電圧V3に基づいて、絶縁抵抗値を求めることができる。
そのため、測定個所切換器35を、「給電電路」位置へ切り換えたときは、制御部30の測定極性切換器36の切換信号に対する動作を逆にする。すなわち、測定極性切換器36からP極側切換信号PSSが加わったときは、N極選択信号NSにより、N極側スイッチNa1、Na2をオンし、かつN極側の割算部24に指令信号S1Pに加え、これを演算動作状態とする。割算部24は、電圧検出抵抗R22から基準電圧V2と接地電流検出回路16の検出抵抗R32から取り出した検出電圧V32との電圧比V3PD(=V2÷V32)を演算し、その出力を乗算部28に与える。
乗算部28は、この電圧比V3PDと、定数設定器34に設定された抵抗器R21の抵抗値r21と等しい抵抗値に設定された定数Kとを乗算してP極側給電電路LPの絶縁抵抗値RxPを示すV3PMを求め、監視・記録部40に出力する。監視・記録部40は、これを読取って、記録、表示および警報を行う。
乗算部27は、この電圧比V3NDと、定数設定器34に設定された抵抗器R21の抵抗値r21と等しい抵抗値に設定された定数Kとを乗算してN極側給電電路LNの絶縁抵抗値RxNを示すV3NMを求め、監視・記録部40に出力する。監視・記録部40は、これを読取って記録、表示および警報を行う。
次に、図6に示すこの発明の第2の実施例について説明する。
この第2の実施例は、予め絶縁抵抗値Rxの監視の基準となる基準絶縁抵抗値Rxsを設定して、単列電池電源の絶縁抵抗の測定を行うものである。
例えば、基準絶縁抵抗値Rxsを1MΩに設定した場合は、絶縁抵抗RXの絶縁抵抗値Rxを基準絶縁抵抗値Rxs(1MΩ)として、検出抵抗器R31、R32から取り出す検出電圧V31、V32が前記基準電圧2.5Vの1/2の1.25Vとなるようにこれらの抵抗器R31、R32の抵抗値を決定する。ここでは、検出抵抗器R31、R32の抵抗値を、図6に示すように5kΩに設定する。これにより、検出抵抗器R31、R3から取り出す検出電圧V31、V32は、2電圧検出回路から取り出す2.5Vの基準電圧V1、V2の1/2の1.25Vとなる。
絶縁抵抗測定装置IMRによる電池電源Bの絶縁抵抗の測定手順は、前記した実施例1の場合と全く同じであるので、実施例1の説明を参照されたい。
VEM(Rx)=VED×K=1×1MΩ=1MΩ ・・・(18)
となり、絶縁抵抗値Rxとして1MΩが求められる。
電圧比VEDが2となれば、絶縁抵抗値Rxは2MΩとなり、電圧比VEDが0.5となれば、絶縁抵抗値Rxは0.5MΩとなる。
図7において、特性線RS1は、基準絶縁抵抗値Rxsを1MΩに設定したときの特性線、特性線RS2は、基準絶縁抵抗値Rxsを2MΩに設定したときの特性線、そして特性線RS0.5は、基準絶縁抵抗値Rxsを0.5MΩに設定したときの特性線である。
また、この実施例2のように絶縁抵抗の監視基準となる基準絶縁抵抗値Rxsを決めて、絶縁抵抗の測定を行うようにすると、図7から明らかなように、絶縁抵抗値Rxが、例えば、特性線RS1についてみれば、1MΩより大きい範囲では、絶縁抵抗値Rxの変化に対して合計検出電圧VEの変化が小さく、検出感度が低くなるが、絶縁抵抗値Rxが基準絶縁抵抗値Rxsの1MΩより小さい範囲では、絶縁抵抗値Rxの変化に対して合計検出電圧VEの変化が大きく、検出感度が高くなる。
前記の第2の実施例は、基準絶縁抵抗Rxに基づいて接地電流検出回路の検出抵抗器の抵抗値を設定して、電池電源の絶縁抵抗を測定する装置の例であり、このままでは、給電電路の絶縁抵抗の測定には適用できない。
図8に、第3の実施例として、基準絶縁抵抗Rxに基づいて接地電流検出回路の検出抵抗器の抵抗値を設定して、給電電路の絶縁抵抗の測定を行うことを可能にする装置の例を示す。
このため、第6図の第2の実施例と回路条件を同じにした場合、第3の実施例においても、図8に示すように、電池電源測定用の検出抵抗器R31a、R32aの抵抗値は、第2の実施例と同ように、5kΩに設定される。
実施例3においても、図1の絶縁抵抗測定装置IRMの定数設定器34の定数Kは、基準絶縁抵抗値Rxsを1MΩに設定した場合は、これと等しい1MΩに設定する。
この第3の実施例の接地電流検出回路15、16から検出される検出電圧V31、V32と絶縁抵抗値Rxとの関係は、図7に示す第2の実施例の検出特性と同じく、反比例の関係となる。このため、この実施例3によっても設定した基準絶縁抵抗値Rxs、例えば1MΩ付近での検出感度を高めることができる利点が得られる。
B1、B2:列電池
B11〜B1m、B21〜B2m:単位電池
LP、LN:給電電路
R11、R21:高抵抗値の検出抵抗器
R12、R22:低抵抗値の検出抵抗器
R31、R32:検出抵抗器
DP、DN:ダイオード
IRM:絶縁抵抗測定部
1、2:電池スイッチ
5:電源スイッチ
11、12:電圧検出回路
13、14、17、18:絶縁電圧検出器
15、16:接地電流検出回路
19〜22:ローパスフィルタ
23、24、32:割算器
25、26:演算器
27、28、33、38:乗算器
30:制御部
31:加算部
34、39:定数設定器
35:測定個所切換器
36:測定極性切換器
37:単列・複列測定切換器
Claims (10)
- ユニット化された単位電池を複数直列接続して列電池を構成し、この列電池を複数並列接続して構成した電池電源を備え、この電池電源から給電電路を介して負荷へ給電する直流給電回路において、
高抵抗値の第1抵抗器と低抵抗値の第2抵抗器とを直列接続して構成した正極側電圧検出回路と負極側電圧検出回路を設け、この2組の電圧検出回路を直列に接続して前記電池電源の正(P)極および負(N)極出力端子間に接続するとともに、第3抵抗器とダイオードと測定極性を切り換えるスイッチとを直列接続して構成した正極側接地電流検出回路と負極側接地電流検出回路を設け、この2組の接地電流検出回路を前記ダイオードの極性を逆極性にして並列接続して前記2組の電圧検出回路の中間接続点と接地点との間に接続し、前記各組の電圧検出回路の第2抵抗器から基準電圧を取り出し、かつ、前記各組の接地電流検出回路の第3抵抗器から検出電圧を取り出し、前記各組の電圧検出回路から取り出した基準電圧と、前記各組の接地電流検出回路から取り出した検出電圧とに基づいて前記直流給電回路の絶縁抵抗値を演算によって求めることを特徴とする直流給電回路の絶縁抵抗測定方法。 - 給電電路の絶縁抵抗測定と電池電源の絶縁抵抗測定とを選択可能にし、電池電源の絶縁抵抗測定を選択したとき、前記基準電圧と前記2組の接地電流検出回路から取り出した正極側および負極側検出電圧の合計電圧とに基づいて前記電池電源の絶縁抵抗値を演算によって求めることを特徴とする請求項1に記載の直流給電回路の絶縁抵抗測定方法。
- 選択可能にした給電電路の絶縁抵抗測定と電池電源の絶縁抵抗測定から、給電電路の絶縁抵抗測定を選択したときは、前記の正極側または負極側の基準電圧と前記2組の接地電流検出回路から取り出した正極側または負極側の検出電圧とに基づいて前記給電電路の正極側電路または負極側電路の絶縁抵抗値を演算によって求めることを特徴とする請求項1に記載の直流給電回路の絶縁抵抗測定方法。
- 前記正極側接地電流検出回路または負極側接地電流検出回路から取り出した正極側検出電圧または負極側検出電圧と、前記両極の接地電流検出回路から取り出した正極側検出電圧および負極側検出電圧の合計電圧との比に、前記電池電源の列電池の単位電池の直列接続個数を乗算して電池電源における絶縁不良を生じた単位電池を特定することを特徴とする請求項2に記載の直流給電回路の絶縁抵抗測定方法。
- 予め前記直流給電回路の絶縁抵抗の基準となる基準絶縁抵抗値を設定し、前記直流給電回路の絶縁抵抗値をこの基準絶縁抵抗値としたとき、前記各組の接地電流検出回路の第3抵抗器から取り出す検出電圧が前記各組の電圧検出回路から取り出す基準電圧と等しい電圧、またはこの基準電圧の1/2の電圧となるように前記第3抵抗器の抵抗値を設定することを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の直流給電回路の絶縁抵抗測定方法。
- ユニット化された単位電池を複数個直列接続して列電池を構成し、この列電池を複数個並列接続して構成した電池電源を備え、この電池電源から給電電路を介して負荷へ給電する直流給電回路において、
高抵抗値の第1抵抗器と低抵抗値の第2抵抗器とを直列接続して構成した2組の電圧検出回路を、前記電池電源の正極および負極出力端子間に直列に接続して構成した正極側電圧検出回路および負極側電圧検出回路と、
第3抵抗器とダイオードと測定極性を切り換えるスイッチとを直列接続して構成した2組の接地電流検出回路を、前記2組の電圧検出回路の中間接続点と接地点との間に前記ダイオードの極性を逆極性にして並列接続して構成した正極側接地電流検出回路および負極側接地電流検出回路と、
前記正極側電圧検出回路および負極側電圧検出回路の各第2抵抗器並びに前記正極側接地電流検出回路および負極側接地電流検出回路の各第3抵抗器の両端から電圧を取り出す電圧検出手段と、
前記正極側電圧検出回路の第2抵抗器から取り出した基準電圧に対する前記正極側接地電流検出回路の第3抵抗器から取り出した検出電圧の比を演算して前記給電回路における負極側給電電路の絶縁抵抗値を求める第1演算手段と、
前記負極側電圧検出回路の第2抵抗器から取り出した基準電圧に対する前記負極側接地電流検出回路の第3抵抗器から取り出した検出電圧の比を演算して前記給電回路における正極側給電電路の絶縁抵抗値を求める第2演算手段と、
前記正極側接地電流検出回路の第3抵抗器から取り出した検出電圧と前記負極側接地電流検出回路の第3抵抗器から取り出した検出電圧との合計電圧を求める第3の演算手段と、
前記正極側電圧検出回路の第2抵抗器から取り出した基準電圧または前記負極側電圧検出回路の第2抵抗器から取り出した基準電圧と前記前記第3の演算手段により求めた合計電圧との電圧比を演算して前記給電回路における電池電源の絶縁抵抗値を求める第4の演算手段と、を備えることを特徴とする直流給電回路の絶縁抵抗測定装置。 - 前記給電電路の絶縁抵抗測定と電池電源の絶縁抵抗測定とを切換指令する測定位置切換器と、正極側の絶縁抵抗測定と負極側の絶縁抵抗測定を切換指令する測定極性切換器とを備えることを特徴とする請求項6に記載の直流給電回路の絶縁抵抗測定装置。
- 前記電池電源の単列電池の絶縁抵抗測定と複列電池の絶縁抵抗測定とを切換指令する単列電池、複列電池測定切換器と、複列電池の絶縁抵抗測定が指令されたとき、前記第3の演算手段により求めた合計値の1/2を演算して前記第4の演算手段に加える第5の演算手段とを備えることを特徴とする請求項6または7に記載の直流給電回路の絶縁抵抗測定装置。
- 前記正極側接地電流検出回路の第3抵抗器から取り出した検出電圧または負極側接地電流検出回路の第3抵抗器から取り出した検出電圧と前記第3の演算手段により求めた合計電圧との比に前記電池電源の列電池の単位電池の直列接続個数を乗算して絶縁不良の生じた単位電池の位置を特定する第5の演算手段を備えることを特徴とする請求項6〜8の何れか1項に記載の直流給電回路の絶縁抵抗測定装置。
- 予め前記直流給電回路の絶縁抵抗の基準となる基準絶縁抵抗値を設定し、前記電池電源の絶縁抵抗の絶縁抵抗値をこの基準絶縁抵抗値としたとき、前記各組の接地電流検出回路の第3抵抗器から取り出す検出電圧が前記各組の電圧検出回路から取り出す基準電圧と等しい電圧、またはこの基準電圧の1/2の電圧となるように前記第3抵抗器の抵抗値を設定したことを特徴とする請求項6〜9の何れか1項に記載の直流給電回路の絶縁抵抗測定装置。
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