JPH0513470B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は活線状態にある電路の絶縁抵抗を測定
する装置に関する。

活性状態にある電路の絶縁状態を測定するに
は、通常、低周波電圧を注入用変圧器で電磁誘導
により接地線を通じて電路に絶縁抵抗測定用信号
として印加し、絶縁抵抗成分を検出用変流器によ
り検出して測定する。この従来方式は、電路に注
入する周波数が商用周波数より低い場合、注入用
変圧器の印加効率が悪く、断面積の大きなコア材
料や大きな電力が必要になり高価になるなどの欠
点があつた。又、従来の方式では商用周波数の漏
洩電流成分と印加した低周波電圧により生じた電
流成分を検出側で分離するために高次のろ波器を
必要とし、このため、ろ波器の素子感度が高くな
り温度、経年変化の影響も受けやすく、位相や利
得のずれも生じ、測定値の信頼性に問題があつ
た。

本発明は、上記欠点を解消するもので、印加す
る注入用信号を異なる２つの周波数の変調波にす
ることにより、コア材料の大幅な小型化及び所要
電力の軽減をはかることができ、高次のろ波器の
必要はなく、印加する低周波電圧に商用周波数を
分周した周波数を用いる事により、ろ波器等によ
る位相ずれにまつたく関係なく商用周波数の漏洩
電流成分を同期整流により除去することができ、
高精度に測定できるなど、その作用効果は大き
い。

以下、本発明を図面により詳細に説明する。

第１図に従来の絶縁抵抗測定装置の回路構成図
を示す。

１は商用電路の変圧器、２は電路の負荷、３は
電路の対地絶縁抵抗、４は電路の対地容量、Ａは
変圧器１の第２種接地線、Ｂは商用の活線状態に
ある電路である。１８は絶縁抵抗測定装置で、接
地線Ａは注入用変圧器７の２次側及び検出用変流
器８の１次側を貫通させて大地に接続する。

絶縁抵抗測定装置１８は、同図に示すように低
周波発振器５により得られた低周波電圧を電力増
幅器６を通じ、その出力を直接注入用変圧器７に
加え接地線Ａ及び電路Ｂに低周波電圧を電磁誘導
により印加する。検出用変流器８の出力は、商用
周波数成分を含んでおり、増幅器兼低域通過高次
ろ波器９で低周波成分のみとし、乗算回路１０で
絶縁抵抗成分の漏洩電流を検出し、表示器１１で
絶縁抵抗又は絶縁抵抗に起因する漏洩電流を表示
する。

一般に注入用変圧器の印加効率は、周波数が低
いほど、コアの断面積や磁束密度が小さいほど悪
くなる。すなわち、低周波電圧を電磁誘導により
接地線及び電路に印加するには注入用変圧器のコ
アの断面積を大きくしなくてはならず、コアの断
面積が大きくなると作業性が悪くなる。又、印加
する周波数が低くなればなるほど印加効率が悪く
なるため、注入用変圧器に加える電力が増し装置
全体の消費電力が大きくなるなどの欠点がある。

次に、第２図に本発明の一実施例を示す。

絶縁抵抗測定信号は、商用の電路Ｂから得られ
る商用周波数信号を波形整形兼分周回路１３に加
え、方形波に波形整形後、分周（１／ｎ：ｎは分
周数）を行ない、この周波数を基本波とする方形
波にし、この信号を低域通過ろ波器１４により商
用周波数の１／ｎの基本数である正弦波として抽
出する。発振回路１２は商用周波数の10〜20倍程
度（絶縁抵抗測定用信号の数10倍の周波数）で注
入用変圧器の印加効率の良い周波数の正弦波を発
振する。発振回路１２と低域通過ろ波器１４の出
力を加算回路１５に入力し、変調したのち電力増
幅器６に入力する。電力増幅器６の出力を注入用
変圧器７に印加する。

第３図に注入用変圧器の１次電圧波形を示す。
同図アは従来の方式で飽和時の電圧波形である。
同図イは、アと同じ注入用変圧器で同じ電圧を注
入する場合で、本発明による方式で変調率100％
の電圧波形で飽和していない。すなわち、本発明
の方式によれば、周波数が高いので注入効率が良
くなり同じ電圧を注入するのに注入用変圧器のコ
アを小さくすることができる。

該注入用変圧器７で接地線Ａ及び電路Ｂに注入
する周波数は、発振回路１２による周波数f2と商
用周波数の１／ｎの周波数f1である。又、接地線
Ａには、商用周波数fsも既存の漏洩電流として流
れている。そのため、検出用変流器８から出力さ
れる周波数成分は、周波数fs・f1・f2を含んでい
る。

商用周波数fsと周波数f1と周波数f2の間では、 f1＝fs／ｎ ……(a) （ｎは分周数） f2＝ｍ×fs ……(b) （ｍ＝10〜20） の関係が成立する。

検出用変流器８の出力を、増幅器兼低域通過ろ
波器１７に入力し、周波数f2の成分を除去し、周
波数fs・f1の成分のみとする。増幅器兼低域通過
ろ波器１７の出力は、同期整流回路１６に入力す
る。同期整流回路１６は、商用周波数fs及び周波
数f1による漏洩電流の対地容量成分を除去し、周
波数f1による漏洩電流の絶縁抵抗成分のみ出力す
る。同期整流回路１６の出力を表示器１１に入力
し、絶縁抵抗又は絶縁抵抗成分に起因する漏洩電
流を表示する。

以下、同期整流回路１６について説明する。

同期整流回路１６の入力電圧中、商用周波数fs
による漏洩電流成分の電圧Vsは、 Vs＝Ａ SIN（θs＋ψ） ……(c) Ａ：振幅 ψ：変流器や各回路での位相遅れ θs：商用周波数の位相 の正弦波である。

又、同期整流信号の位相θoは(a)式より、 θo＝θs×ｎ ……(d) θo：同期整流信号の位相 となる。

(d)式を(c)式に代入した電圧Vsを同期整流を行
ない、更に平均値を取ると、平均値電圧をVave
として、 Vave＝∫〓₀Ａ SIN（１／ｎθo−ψ）dθo
−∫²〓〓Ａ SIN（１／ｎθo−ψ）dθo＝０ となる。

すなわち、位相遅れψがいかなる値であつても
商用周波数fsの漏洩電流の影響は無くなる。

又、同期整流回路１６の同期整流信号の位相を
周波数f1の抵抗成分に合わせているで、同位相の
絶縁抵抗成分のみが検出され、位相が90°ずれて
いる対地容量成分は除去される。すなわち、同期
整流回路１６は、商用周波数fsの除去と、周波数
f1の対地容量成分の除去を同時に行なつており、
従来方式の増幅器兼低域通過高次ろ波器９の一部
と乗算回路１０を合わせた回路に相当し、従来よ
り小型・安価に製作することができる。

実回路では、完全に影響を除くことはできない
が、約1/1000位に減少させることができ実用上無
視できる。これは、６次以上の低域通過ろ波器を
用いた効果に等しい。しかも、ろ波器に比べ部品
数が少なくなり、それだけ検出回路の小型化が可
能であるばかりか、回路を構成する部品の影響を
受けにくく温湿度、経年変化による回路の安定性
がきわめて高い特長を持つ。

第２図回路を用いることにより注入用変圧器が
小型、軽量となり、作業性、生産性が大幅に向上
できる。又、従来のような低い低周波電圧にかわ
り、数10倍程度の周波数の低周波電圧を印加する
ので、注入用変圧器の１次側電力が大幅に軽減で
きる。このことにより、回路の消費電力が少なく
なり、同時に発熱等による電子回路の熱疲労も軽
減され装置全体の信頼性が向上する。

以上述べたように本発明によれば、簡単な回路
構成で高効率に絶縁抵抗測定でがき、しかも安価
な生産コストで活線電路の絶縁測定装置が製品化
できるなど実用的効果は大きい。

上記説明では単相２線式の場合について述べた
が、本発明では単相３線式、三相３線式等の回路
の場合にも同様に適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図に従来の絶縁抵抗測定装置の回路構成図
を示す。第２図に本発明による絶縁抵抗測定装置
の一実施例を示す。第３図に注入用変圧器の１次
電圧波形で、アは従来方式で、イは本発明による
方式を示す。 Ａ……接地線、Ｂ……電路、３……絶縁抵抗、
４……対地容量、７……注入用変圧器、８……検
出用変流器、１０……乗算回路、１５……加算回
路、１６……同期整流回路、１８……絶縁抵抗測
定装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 活線状態にある電路又は接地線に注入用変圧
   器を設け、該電路に絶縁抵抗測定用信号である低
   周波電圧を印加し、該電路に地絡が生じた場合、
   絶縁抵抗が低下して該接地線を通じて漏洩電流が
   流れるが、この漏洩電流を注入用変圧器と同様に
   設けた検出用変流器で検出し、該検出用変流器の
   出力に含まれる該低周波電圧の絶縁抵抗による有
   効成分のみを検出するようにした該電路の絶縁抵
   抗測定装置において、 前記絶縁抵抗測定用信号である低周波電圧の発
   生装置は、商用交流を１／ｎの周波数に分周する
   分周回路と該分周器回路に接続されるろ波器、商
   用交流のｍ倍の周波数の信号を発生する発振回
   路、前記商用交流の１／ｎの周波数の低周波電圧
   に商用交流のｍ倍の周波数の交流電圧を重畳して
   加算する加算回路とにより構成されたものであ
   り、前記検出用変流器の出力に含まれる該低周波
   電圧の絶縁抵抗による有効成分のみを検出するよ
   うにした装置構成は、前記検出用変流器の出力電
   圧をろ波するろ波器と、該ろ波器の出力電圧を前
   記加算回路に印加される商用交流を１／ｎに分周
   する分周回路の出力電圧波形を基とするタイミン
   グで同期整流する同期整流回路と、該同期整流回
   路の出力を表示する表示回路とで構成されること
   を特徴とする電路の絶縁抵抗測定装置。