JPH0473755B2 - - Google Patents

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JPH0473755B2
JPH0473755B2 JP5337086A JP5337086A JPH0473755B2 JP H0473755 B2 JPH0473755 B2 JP H0473755B2 JP 5337086 A JP5337086 A JP 5337086A JP 5337086 A JP5337086 A JP 5337086A JP H0473755 B2 JPH0473755 B2 JP H0473755B2
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voltage
clamp
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triangular wave
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  • 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、主として商用周波数の電圧が供給さ
れている低圧需要家の配電線について、活線状態
のままで対地絶縁抵抗を測定するための絶縁抵抗
測定方法および装置に関する。
(従来技術) たとえば、一般の低圧需要家配線の対地絶縁抵
抗測定方法としては、当該需要家の引込み開閉器
を開放し、その負荷側を一括して大地との間をメ
ガー(直流型絶縁抵抗計)で測定する方法が従来
より慣用されているが、該方法では需要家側が一
時停電状態となる不都合があり、特に近年のよう
にコンピユータ類似機器を備えた需要家が増加す
ると、これら機器に対する影響が大きい。また、
家族構成、生活形態の変化によつて昼間留守とな
る家庭が増加しているために、一定期間ごとの測
定義務の遂行に支障をきたしているのが実情であ
る。
そのため活線状態のままで対地絶縁抵抗が測定
できるように過去次のような方式が提案された。
a 零相変流器法により、クランプ形の変流器を
使用して需要家配線一括の漏洩電流を測定する
もの。
b 柱上変圧器の2次側に設けられている第2種
接地工事の接地線に直列に直流電圧を加え、そ
のときに流れる漏洩電流中の直流成分と加えた
直流電圧との関係から絶縁抵抗を算出するも
の。
c 前項の直流電圧に代えて低い周波数の交流電
圧を使用するもの。
しかし、a項方式のものは単相3線式配電方式
の場合は、接地線の両側電圧が逆相であるため互
いに打消し合つて検出できない欠陥を持ち、また
単相2線式配電の場合には非接地側電線の漏洩の
みしか検出できず、接地側電線の絶縁抵抗は類推
するの他はなく、各相をメガーにより測定する正
規の測定とは理論的にも一致しない致命的な欠陥
を包蔵している。
また、b,c項方式は柱上変圧器2次側に繋がる
全配電線一括の値しか求められず、絶縁不良が屋
外配電線に原因があるか、若しくは何れかの需要
家屋内配線に起因するかの特定ができないため目
的を達し得ない。
そこで第4図に示すように、対象とする低圧需
要家への配電線一括でクランプ式注入器1を用い
て商用周波と異る高い周波数の正弦波電圧を直列
に注入し、この注入器1の近傍で同様に配電線一
括で電磁結合した検出用クランプ式変流器2によ
り取出した電流のうち該注入周波成分のみを抽出
する方法も発表されている。この場合、測定しよ
うとする対地回路として書直すと第5図に示す等
価回路となるが、電源側配電線一括の対地インピ
ーダンスに較べて接地抵抗RGが甚だ小さいため
第5図回路は更に第6図回路に置換えることがで
きる。
尚、第4図乃至第6図において、RS0,RS1
RS2は他需要家の配電線を含めた電源側各線の対
地絶縁抵抗、CS0,CS1,CS2は同じく電源側各線
の対地静電容量、RGは中性点の接地抵抗、R0
R1,R2は対象需要家配線の各線の対地絶縁
抵抗、C0,C1,C2は同じく対地静電容量、
ZS1,ZS2は電源側の各線間負荷インピーダンス、
Z1,Z2は対象需要家の各線間インピーダン
ス、v1,v2は各線商用周波電圧、v〓は注入電圧、
e〓は検出電圧、i0,i1,i2は需要家配線の各
線に流れる注入電流である。
このとき 1/1/R1+1/R2+1/R0=RX(1a) C1+C2+C0=CX (1b) 但し RX;全線一括対地絶縁抵抗 CX;全線一括対地静電容量 と表わし、重畳の理により注入電流のみを分離し
て考えると、注入電圧の角速度をωで表わして i1+i2+i0=iX= (1+jωCXRX)v〓/RG+RX+jωCXRXRG(2) と書くことができる。
(発明が解決しようとする問題点) しかるに絶縁抵抗を求めるために、注入電流iX
のうち注入電圧v〓と同相の成分を取出すべく(2)式
の値を同期スイツチングして得られる平均値電流
Iは I=RX+RG{1+(ωCXRX2}/(RX+RG2+(ω
CXRXRG2v〓(3) となるが、対地静電容量CX、対地絶縁抵抗RX
何れも対象需要家ごとに異なる値であり、また接
地抵抗RGは接地ごとにその値を異にするから、
一定の比率として取扱うことができず、したがつ
て誤差を避けることができない。特に需要家配線
亘長の増大や金属管内配線の普及によつて対地静
電容量CXが大きくなり最大0.3μFにも達すること
があるので、その影響による誤差は無視できなく
なつている。
そのため既に発表されたこの方式も製品化され
るに至つていないのが実状である。
本発明は以上の点に鑑み、活線状態にある低圧
需要家ごとの配線一括対地絶縁抵抗を簡易に知る
ことのできる測定方法および装置を提供すること
を目的としてなされたものである。
(問題を解決するための手段) 本発明は、測定対象の配電線にクランプ式注入
器を用い試験電圧として三角波電圧を注入して該
配線の漏洩電流をクランプ式変流器で検出すると
共に、クランプ式変流器の2次出力電圧の定常値
を取出し、これを積分して絶縁抵抗に逆比例する
直流電圧に変換する活線式絶縁抵抗測定方法を特
徴とし、更に本発明方法を具現化する三角波電圧
発生回路と、この三角波電圧を測定対象の配線に
注入するクランプ式注入器と、該三角波電圧が注
入された配線の漏洩電流を検出するクランプ式変
流器と、該クランプ式変流器2次出力電圧を取出
すサンプルホールド回路と、上記三角波電圧の偏
向点間の適当時点にサンプルホールド回路に対し
動作指令するタイミング信号回路と、サンプルホ
ールド回路の取出し電圧を平均化して直流電圧を
出力する積分回路と、この直流電圧値、もしくは
該直流電圧値から換算した絶縁抵抗値を表示する
手段を備えてなる活線式絶縁抵抗測定装置を特徴
とする。
(実施例) 以下、本発明の一実施例を第1図乃至第3図を
用いて説明する。
第1図は本発明の原理を示すブロツク図であ
り、TSは柱上変圧器の2次巻線、ITは試験電圧
を注入するためのクランプ式注入器、TWGは試
験電圧を発生する三角波電圧発生回路、IWは三
角波電圧発生回路TWGからクランプ式注入器IT
に励磁電流を供給するための電源線、FWはクラ
ンプ式注入器ITからその発生電圧を三角波電圧
発生回路TWGに帰還するための電圧信号線、
GTは対地漏洩電流を検出するためクランプ式変
流器、SHはクランプ式変流器CTの或る瞬間の2
次出力電圧を記憶するサンプルホールド回路、
TWは三角波電圧発生回路TWGの出力電圧から
サンプルホールド回路SHに与える指令を作るた
めのタイミング信号回路、Aはサンプルホールド
回路SHによつて一定時間間隔で更新し保持され
る電圧を平均化するための積分回路、Mは積分回
路Aの出力を指示するための指示計、Bは対象需
要家配線の引込用遮断器、W1,W2,W3は対象
需要家配線、R1,R2,R3は対象需要家配線の各
線が持つ対地絶縁抵抗、C1,C2,C3は同じく各
線の持つ対地静電容量、Lは他の需要家への連接
配電線、Gは柱上変圧器2次側に設けられた接地
である。
第1図を等価ブロツク図に書直すと第2図とな
り、この図でeはクランプ式注入器ITによつて
注入された電圧、Rは対象需要家配線一括の対地
絶縁抵抗、Cは同じく一括の対地静電容量、iは
地回路に流れる電流を表わしている。また第3図
はクランプ式注入器ITによつて注入される電圧
eと、クランプ式変流器CTの2次側に現われる
電圧vを対比して表わした波形図である。
三角波電圧発生回路TWGは内部で標準三角波
電圧を作つており、電圧信号線FWを経て帰還さ
れた注入電圧eとの差を測り、その差が無くなる
方向に電源線IWを経由して供給する励磁電流を
制御するから、注入電圧eは正確な三角波電圧に
保たれる。この電圧を e=E(t/T−1);(2T≧t≧0) (4) で表わすと、地回路に流れる電流iは 1=e/R+Cde/dt=E/T{t/R+(C−T/
R)}(5) となり、サンプルホールド回路SHの入力抵抗
を極めて大きくとつたとき、クランプ式変流器
CTの2次出力電圧vは v=Kdi/dt=K{E/TR+E/Td dt(C−T/R
)}(6) で与えられる。ただしKはクランプ式変流器CT
の設計値によつて定まる比例定数である。(6)式の
右辺第2項は衝撃函数であり、注入された三角波
電圧の波形偏向点において極めて大きい値となる
が甚だ短時間に消滅し、(6)式第1項で与えられる
値に落着く。この模様は第3図に示すv波形によ
つて表わされており、落着いてから次の三角波電
圧偏向点までは概ね一定値を示すから、タイミン
グ信号回路TMによつて注入三角波電圧eの偏向
点から適当な時間が経過した時点でサンプルホー
ルド回路SHに動作を指令すれば(6)式の第1項で
与えられる定常値を取出すことができる。この項
に含まれるE,T,Kは何れも設計時点で決めら
れる定数であるから、取出された値は対地絶縁抵
抗Rのみに関係し対地静電容量Cには無関係であ
る。
従つてサンプルホールド回路SHで取出した2
次出力電圧を積分回路Aに通して直流電圧に変換
すれば、対地絶縁抵抗Rに逆比例する直流電圧を
取出すことができ、この電圧によつて指示計Mに
はRに比例した振れ角の指示を行わせることがで
きる。
ここで指示計Mを用いた実施例について説明し
たが、之を演算回路と数字表示器に置換えること
によつて絶縁抵抗値を直接数字表示することも容
易に可能である。
尚、本発明は一般需要家配線の絶縁抵抗のみで
なく、発明の本旨を変更せずに、各種電気所にお
ける直流制御回線の地絡点検出や運転中の電動機
の絶縁劣化判定などにも応用できることは勿論で
ある。
(効果) 以上詳述したように本発明は、第4図で説明し
た正弦波電圧を注入するものとは異なり、三角波
電圧を注入し、かつ配電線の漏洩電流を検出する
クランプ式変流器の2次出力電圧の定常値を取出
し、これを積分して絶縁抵抗に逆比例する直流電
圧に変換することで、絶縁抵抗を求めるから、対
象需要家の配線が持つている静電容量の影響が小
さく、需要家配線一括の絶縁抵抗を正しく知るこ
とができる。また測定は活線状態で行うから対象
需要家配線には商用周波の不平衡漏洩電流が流
れ、クランプ式変流器の2次出力電圧にも当然、
商用周波成分が含まけており、サンプルホールド
回路に保持される電圧もこれに伴つて商用周波の
変化をたどるが、次段の積分回路において商用周
波成分は吸収され必要な直流成分、即ち絶縁抵抗
に逆比例する直流電圧だれを取出すことができ
て、正確な測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第3図は本発明の一実施例を示すも
ので、第1図は活線式対地絶縁抵抗測定のための
原理ブロツク図、第2図は第1図の等価ブロツク
回路、第3図は注入電圧eと2次出力電圧vの電
圧波形図である。第4図は従来提案された活線式
対地絶縁抵抗測定法の概念図、第5図は第4図の
等価回路、第6図は第5図を更に簡略化した等価
回路である。 IT……クランプ式注入器、TWG……三角波電
圧発生回路、CT……クランプ式変流器、SH……
サンプルホールド回路、TM……タイミング信号
回路、A……積分回路、M……指示計(表示手
段)、W1,W2,W3……対象需要家配線。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 測定対象の配電線にクランプ式注入器を用い
    試験電圧として三角波電圧を注入して該配電線の
    漏洩電流をクランプ式変流器で検出すると共に、
    クランプ式変流器の2次出力電圧の定常値を取出
    し、これを積分して絶縁抵抗に逆比例する直流電
    圧に変換する活線式絶縁抵抗測定方法。 2 三角波電圧発生回路と、この三角波電圧を測
    定対象の配電線に注入するクランプ式注入器と、
    該三角波電圧が注入された配電線の漏洩電流を検
    出するクランプ式変流器と、該クランプ式変流器
    2次出力電圧を取出すサンプルホールド回路と、
    上記三角波電圧の偏向点間の適当時点にサンプル
    ホールド回路に対し動作指令するタイミング信号
    回路と、サンプルホールド回路の取出し電圧を平
    均化して直流電圧を出力する積分回路と、この直
    流電圧値、もしくは該直流電圧値から換算した絶
    縁抵抗値を表示する手段を備えてなる活線式絶縁
    抵抗測定装置。
JP5337086A 1986-03-11 1986-03-11 活線式絶縁抵抗測定方法および装置 Granted JPS62209371A (ja)

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CN111465863A (zh) * 2017-12-12 2020-07-28 Ad电力株式会社 三相四线式带电绝缘电阻测量用零相变流装置及带电绝缘电阻测量装置
KR102070650B1 (ko) * 2019-10-29 2020-04-01 주식회사 피디엔에스 테스트 플러그용 단락점검장치
KR20220014473A (ko) * 2020-07-28 2022-02-07 동우전기 주식회사 삼각파를 이용하는 절연 감시 장치 및 그 절연 감시 장치의 제어 방법

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