JPH05180885A - 1線接地した三相3線式電路の絶縁抵抗測定方法 及び装置 - Google Patents

1線接地した三相3線式電路の絶縁抵抗測定方法 及び装置

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JPH05180885A
JPH05180885A JP1830392A JP1830392A JPH05180885A JP H05180885 A JPH05180885 A JP H05180885A JP 1830392 A JP1830392 A JP 1830392A JP 1830392 A JP1830392 A JP 1830392A JP H05180885 A JPH05180885 A JP H05180885A
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JP
Japan
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wire
phase
grounded
insulation resistance
resistance
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JP1830392A
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English (en)
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Tatsuji Matsuno
辰治 松野
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Toyo Communication Equipment Co Ltd
Original Assignee
Toyo Communication Equipment Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 二つの非接地電路の静電容量が等しくなくて
も正確に電路の絶縁抵抗の測定を可能にするものであ
り、必要に応じて夫々の非接地電路の絶縁抵抗測定も可
能とする方法及び装置を提供すること。 【構成】 1線を接地線で接地した三相3線電路におい
て、該接地線に帰還する商用電源の漏域電流のうち、一
方並びに他方の非接地電路電圧と同相の電流成分夫々
と、一方の非接地電路と大地間に所定の抵抗を挿入した
とき、該漏域電流のうち一方並びに他方の非接地電路電
圧と同相の電流成分夫々と、他方の非接地電路と大地間
に所定の抵抗を挿入したときの該漏洩電流のうち、一方
並びに他方の非接地電路電圧と同相の電流成分との合計
6つの電流成分を用いて、一方並びに他方の非接地電路
の絶縁抵抗を所定の演算で算出して測定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は1線接地した三相3線式
電路の絶縁抵抗を商用周波の漏洩電流を用いて測定する
方法及び該方法を実施するための装置に関する。
【0002】
【従来技術】1線接地した三相3線電路の絶縁抵抗を測
定する方法として各種方法が提案されている。特に、接
地線に還流する商用周波の漏洩電流中の有効成分を検出
して、非接地電路の絶縁抵抗を測定する方法として、特
公昭63−57739号公報に開示されている方式は、
商用周波の漏洩電流を、2つの非接地電路間の電圧を9
0°移相して発生した基準電圧で同期検波し、その出力
を用いて有効分電流を検出するものであった。
【0003】しかしながら、上述した従来の方法で絶縁
抵抗が検出できるのは、上記公報に示されているように
二つの非接地電路の対地静電容量が共に等しい場合であ
り、実際の電路がこの条件を満たしている場合は少な
く、また満たしていることの確認もできなかった。
【0004】
【発明の目的】本発明は、二つの非接地電路の静電容量
が等しくなくても正確に電路の絶縁抵抗の測定を可能に
するものであり、必要に応じて夫々の非接地電路の絶縁
抵抗測定も可能とする方法及び装置を提供することを目
的とする。本発明方法は、1線接地した接地線に還流す
る商用周波の漏洩電流を用いる点では、従来の発明と共
通するが、その原理は全く異なるものであり、次に述べ
る簡易な方法で正しい絶縁抵抗の測定を可能とするもの
である。
【0005】
【発明の概要】本発明の理解を助けるために、図2に示
す1線接地した三相3線電路の図をもとにその原理を詳
細に説明する。
【0006】図2において受電トランスTの低圧側の三
相3線電路1、2、3のうち、1線2は接地線ELで接
地されており、電路1、2、3の対地絶縁抵抗(負荷機
器の対値絶縁抵抗も含む)をR1 、R2 、R3 、また対
地静電容量(負荷機器の対地静電容量も含む)をC1
2 、C3 とする。電路1−3間の線間電圧をVsin
ωt(ω/2π:商用周波数)、電路1−2間の電圧を
Vsin(ωt−Φ2)(Φ2 =120°)、電路2−
3間の電圧をVsin(ωt−Φ1 )(Φ1 =240
°)とする。この状態において、接地線ELに帰還する
漏洩電流i0 は(1)式で示される。 i0 =(V/R1)sin ωt+ωC1Vcosωt-(V/R2)sin(ωt-Φ1)- ωC2Vcos (ωt-Φ1) ・・・(1) (1)式を整理すると次式(2) 、(3)
【0007】
【数1】
【0008】
【数2】 となる。
【0009】したがって電路1−3間の電圧と同相の電
流成分x1 は、(2)式より、次式(4) のようになる。
【0010】
【数3】 又、電路2−3間の電圧と同相の電流成分x2 は(3)
より、次式(5) のようになる。
【0011】
【数4】 (4)(5)式よりC1 、C2 を求めその比をとると、 C2 /C1 =(x1 −a)/(x2 +b)・・・(6) ここで、 a={(1/R1 )+(1/2R2 )}V b={(1/2R1 )+(1/R2 )}V ・・・・(7) である。即ち、対地絶縁抵抗C1 、C2 の比が一定なら
ば、絶縁抵抗R1 、R2が変動しても(6)式の右辺の
値は変わらないことになる。
【0012】そこで先ず電路1と大地間に所定の抵抗R
0 を挿入した時接地線に帰還する電流の中で、電路1−
3間の電圧と同相の電流成分をx1'、電路2−3間の電
圧と同相の電流成分をx2'とし、この時点で対地静電容
量C1 、C2 が変化しなければ、(6)(7)式から1
/R1 を(1/R1 )+(1/R0 )とすることによ
り、 C2 /C1 ={x1' -a-(V/R0)}/{x2' +b+(V/2R0 )} ・・・(8) となる。次に電路1と大地間に挿入した抵抗を除去し、
電路2と大地間に例えば抵抗R0 を挿入した時に、接地
線に帰還する電流の中で、電路1−3間の電圧と同相の
電流成分をx1 ”、電路2−3間の電圧と同相の電流成
分をx2 ”とし、この時点で対地静電容量C1 、C2
変化しなければ、(6)(7)式から1/R2 を(1/
2 )+(1/R0 )とすることにより、 C2 /C1 ={x1" -a-(V/2R0 )}/{x2" +b+(V/R0)} ・・・(9) となる。(6)(8)式より m1 b−n1 a+k1 =0 ・・・(10) 但し、ここで、 m1 =x1 −x1'+(V/R0 ) n1 =x2'−x2 +(V/2R0 ) k1 =x12'+(V/R0 ){ (x1 /2) +x2 } −x1'x2 ・・・(11) である。又、(6)(9)式より、 m2 b−n2 a+k2 =0 ・・・(12) ここで, m2 =x1 −x1 ”+(V/2R0 ) n2 =x2 ”−x2 +(V/R0 ) k2 =x12 ”−x1 ”x2 +(V/R0 ){(x1 +(x2 /2)} ・・・(13) となる。したがって、(10)(12)式より、n1
2 ≠n21 のとき a=(k21 −k12 )/(n21 −n12 ) ・・・(14) b=(k21 −k12 )/(n21 −n12 ) ・・・(15) が得られる。
【0013】従って、(7)式より、 a+b=( 3/2) {(1/R1 +1/R2 )}V ・・・(16) となる。
【0014】即ち、検出したx1 、x2 、x1'、x2'、
1 ”、x2 ”ならびに抵抗値R0から、m1 、n1
1 、m2 、n2 、k2 を(11)(13)式を用いて
算出し、これを(14)(15)式に代入してa、bを
求めれば、(17)式より電路の絶縁抵抗による電流、
即ち、 {(1/R1 +1/R2 )}V=2/3(a+b) ・・・(17) が求まる。又(7)式を用いて各非電路の絶縁抵抗によ
る電流、即ち、 V/R1 =(4/3){a−(b/2)} ・・・(18) V/R2 =(4/3){b−(a/2)} ・・・(19) から、電路1、2の絶縁抵抗が測定できる。
【0015】上記例では、電路1、2に交互に抵抗R0
を挿入したが、互いに異なる値の抵抗を挿入してもよ
く、この場合演算式が若干変わるだけである。また、本
発明の原理の範囲内で各種変形が可能である。
【0016】
【実施例】以下、図示した実施例に基づいて本発明を更
に詳細に説明する。図1に本発明の一実施例を示す。高
圧三相受電トランスTの低圧側三相3線電路1、2、3
の1線3は接地線ELで接地されている。電路1−3間
の電圧をトランスT1 で降圧し、同期検波器M1の一方
の入力端に基準信号として印加する。電路2−3間の電
圧をトランスT2 で降圧し、同期検波器M2の一方の入
力端に基準電圧として印加する。接地線ELに結合した
零相変流器ZCTの出力を増幅器Aで増幅し、その出力
を同期検波器M1、M2の入力端に夫々印加する。同期
検波器M1、M2の出力は夫々、A/DコンバータAD
1、AD2の入力に夫々印加し、その出力は演算制御部
ARに入力する。演算制御部は、電路1、2と大地間に
抵抗R0 を介して接地するためのリレースイッチSW
1、SW2を制御する。
【0017】まず、演算制御部でリレ−スイッチSW
1 、SW2 を共にオフ状態にする。この時の接地線EL
に帰還する漏洩電流は(1)式で示されるi0 と等価で
ある。上記電流を零相変流器ZCTで検出し、増幅器A
で増幅し、同期検波器M1、M2に入力する。この場
合、増幅器Aと同期検波器M1、M2間に商用周波数成
分を通過させ雑音を除去するフィルタを挿入してもよ
い。同期検波器M1は電路1−3間の電圧を基準位相と
して同期検波するため、同期検波器M1の出力には
(4)式のx1 に相当した直流電圧x1 が得られる。こ
の電圧はA/D変換され、演算制御部ARの所定のメモ
リにデジタル値として記憶される。同様に同期検波器M
2の出力には(5)式のx2 に比例した直流電圧x2
得られ、同様に演算制御部ARの所定のメモリに記憶さ
れる。
【0018】次に演算制御部はリレ−スイッチSW1
みをオンすることにより、ADコンバータAD1、AD
2の入力には前述の電流成分x1 ’、x2 ’に比例した
直流電圧が印加され、A/D変換して演算制御部内の所
定のメモリに記憶する。次に演算制御部内はリレ−スイ
ッチSW2 のみをオンすることにより、同様に前述の電
流成分x1 ”、x2 ”に比例した電圧値がA/D変換さ
れ、演算制御部の所定のメモリに記憶される。この一連
の処理後、演算制御部ではメモリに記憶しているx1
2 、x1 ’、x2 ’、x1 ”、x2 ”ならびに既知の
定数R0 を用いて(11)(13)式の演算を行い、m
1 、n1 、k1 、m2 、n2 、k2 を算出し、次に(1
4)(15)式によりa、bを求める。このa、bが算
出されると、(17)式を演算することにより電路の絶
縁抵抗{(1/R1 )+(1/R2 )}Vに比例した出
力が出力端OUT1 に得られる。又、(18)(19)
式の演算を行えば、出力端OUT2 、OUT3 には電路
1、2の夫々の絶縁抵抗に比例した出力が得られる。
【0019】尚、本測定に当っては、上記一連の処理を
複数回行い、その結果得られる(17)式もしくは(1
8)、(19)式の値の平均値をとってから出力端OU
1又はOUT2 、OUT3 に出力してもよい。このよ
うな処理を所定周期で繰り返せば、活線状態で電路の絶
縁監視を行うことができる。
【0020】本発明の実施に当っては、本発明の原理に
基づいて、各種実施例の変形、展開、応用が可能である
ことは明らかである。上記実施例で用いる演算制御部に
ついては、マイクロコンピュータ技術等により当業者に
おいては実現が容易であるため、その詳細は省略する。
【0021】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、商用周波
の漏洩電流を用いて、経済的に、しかも正確に三相3線
式電路の絶縁抵抗の測定が可能である。また、この測定
出力で漏電遮断器を対地静電容量値に関係なく正確に制
御することも可能である。また漏洩電流が大きい場合、
それが絶縁抵抗によるものか、対地静電容量によるもの
かを容易に判定することを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す図である。
【図2】本発明の原理を説明する図である。
【符号の説明】
T 受電トランス T1 降圧トランス T2 降圧トランス SW1 リレ−スイッチ SW2 リレ−スイッチ ZCT 変流器 M1 同期検波器 M2 同期検波器 AD1 A/Dコンバ−タ AD2 A/Dコンバ−タ E2 第二種接地 E3 第三種接地 AR 演算制御部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1線を接地線で接地した三相3線電路に
    おいて、該接地線に帰還する商用電源の漏洩電流のう
    ち、一方並びに他方の非接地電路電圧と同相の電流成分
    夫々と、一方の非接地電路と大地間に所定の抵抗を挿入
    したときの、該漏洩電流のうち一方並びに他方の非接地
    電路電圧と同相の電流成分夫々と、他方の非接地電路と
    大地間に所定の抵抗を挿入したときの該漏洩電流のう
    ち、一方並びに他方の非接地電路電圧と同相の電流成分
    との合計6つの電流成分を用いて、一方並びに他方の非
    接地電路の絶縁抵抗を所定の演算で算出して測定するこ
    とを特徴とする1線接地した三相3線式電路の絶縁抵抗
    測定方法。
  2. 【請求項2】 一方並びに他方の非接地電路の絶縁抵抗
    の並列値を測定することを特徴とする請求項1記載の1
    線接地した三相3線式電路の絶縁抵抗測定方法。
  3. 【請求項3】 1線を接地線で接地した三相3線電路の
    絶縁抵抗測定装置において、前記接地線に帰還する商用
    電源の漏洩成分のうち2つの非接地電路夫々の電圧と同
    相成分を検出する手段と、該2つの非接地電路夫々と大
    地間に所定値の抵抗を切替え可能に挿入する手段と、前
    記非接地電路と大地間に抵抗を挿入接続したときの前記
    接地線に帰還する漏洩成分の各非接地電路と同相成分夫
    々を記憶するメモリ手段と、該メモリ手段に記憶した合
    計6つの値から非接地電路の絶縁抵抗を算出する手段を
    備えたことを特徴とする1線接地した三相3線式電路の
    絶縁抵抗測定装置。
JP1830392A 1992-01-06 1992-01-06 1線接地した三相3線式電路の絶縁抵抗測定方法 及び装置 Pending JPH05180885A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101037767B1 (ko) * 2011-04-21 2011-05-27 대동전자(주) 활선상태에서 차단기 접점의 접촉저항의 변화를 이용한 결상 예측장치
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