JPH0546505B2 - - Google Patents
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- JPH0546505B2 JPH0546505B2 JP58501498A JP50149883A JPH0546505B2 JP H0546505 B2 JPH0546505 B2 JP H0546505B2 JP 58501498 A JP58501498 A JP 58501498A JP 50149883 A JP50149883 A JP 50149883A JP H0546505 B2 JPH0546505 B2 JP H0546505B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
- G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
- G01R27/025—Measuring very high resistances, e.g. isolation resistances, i.e. megohm-meters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
- G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、試験片の絶縁特性、特に絶縁抵抗を
測定するための装置及び方法に関する。更に詳し
くは、本発明は、試験片の絶縁抵抗を求めるため
に必要な漏れ電流の値を正確に決定することので
きる新規の装置及び方法に関する。
測定するための装置及び方法に関する。更に詳し
くは、本発明は、試験片の絶縁抵抗を求めるため
に必要な漏れ電流の値を正確に決定することので
きる新規の装置及び方法に関する。
〈従来技術の説明〉
２つの電極間に絶縁材料をはさんで直流電圧Ｖ
を加えるとごく僅かな電流Ｉが流れる。この場合
にＲ＝Ｖ／Ｉ（Ω）で定義される抵抗Ｒを該絶縁
材料の絶縁抵抗と呼んでいる。
を加えるとごく僅かな電流Ｉが流れる。この場合
にＲ＝Ｖ／Ｉ（Ω）で定義される抵抗Ｒを該絶縁
材料の絶縁抵抗と呼んでいる。
試験片の絶縁測定は一般にメガーと称される絶
縁抵抗計を用いて行われているが、高精度の測定
を行うためにはオペレータの能力に高度の知識と
技術が要求される。
縁抵抗計を用いて行われているが、高精度の測定
を行うためにはオペレータの能力に高度の知識と
技術が要求される。
例えば、1987年５月30日、財団法人日本規格協
会発行による『電気絶縁材料選択のポイント』９
〜12頁に示されるように、固体絶縁材料に直流電
圧が印加される場合、時間と共に減少する電流が
観測され、この電流ITOTは次の３つの電流成分か
らなることが知られている。
会発行による『電気絶縁材料選択のポイント』９
〜12頁に示されるように、固体絶縁材料に直流電
圧が印加される場合、時間と共に減少する電流が
観測され、この電流ITOTは次の３つの電流成分か
らなることが知られている。
ITOT＝ig＋ia＋ic
ここにgは電極系の幾何容量の充電電流成分と
電子、原子分極に基づく電流成分であつて固体絶
縁材料の静電容量を充電するものである。以下に
おいて幾何容量性電流と呼ばれるこの電流成分ig
は瞬時的に減衰するものである。iaは比較的緩慢
な分極（配向分極、界面分極等）に基づく電流成
分であつて吸収電流と呼ばれ、絶縁材料の性状を
表すものと言える。icは絶縁抵抗値に見合う電流
成分であつて時間的に変化しない漏れ電流であ
る。なお、これらの各電流成分ig，ia，ic及び総
電流ITOTは上記文献においてはそれぞれIc，Ia，
Il，Ｉとして示されている。
電子、原子分極に基づく電流成分であつて固体絶
縁材料の静電容量を充電するものである。以下に
おいて幾何容量性電流と呼ばれるこの電流成分ig
は瞬時的に減衰するものである。iaは比較的緩慢
な分極（配向分極、界面分極等）に基づく電流成
分であつて吸収電流と呼ばれ、絶縁材料の性状を
表すものと言える。icは絶縁抵抗値に見合う電流
成分であつて時間的に変化しない漏れ電流であ
る。なお、これらの各電流成分ig，ia，ic及び総
電流ITOTは上記文献においてはそれぞれIc，Ia，
Il，Ｉとして示されている。
従来の絶縁抵抗試験ではこれら３電流成分の総
和であるところのITOTが測定されている。幾何容
量性電流igと吸収電流iaとの存在下で漏れ電流ic
の値を評価するために、時間−抵抗試験、ステツ
プ−電圧試験、分極指数／誘電吸収比試験等の
種々の技術が採用されている。これらの試験方法
の開発はかなりの精度が得られるに至つており、
熟練した技術をもつてすれば優れた結果が得られ
る。しかしながら、この試験は非常に長時間を要
し、測定とその解析にもかなりの熟練と技術を要
するという短所があつた。
和であるところのITOTが測定されている。幾何容
量性電流igと吸収電流iaとの存在下で漏れ電流ic
の値を評価するために、時間−抵抗試験、ステツ
プ−電圧試験、分極指数／誘電吸収比試験等の
種々の技術が採用されている。これらの試験方法
の開発はかなりの精度が得られるに至つており、
熟練した技術をもつてすれば優れた結果が得られ
る。しかしながら、この試験は非常に長時間を要
し、測定とその解析にもかなりの熟練と技術を要
するという短所があつた。
漏れ電流icを計算によつて算出することも提案
されている。すなわち下記式より漏れ電流icが算
出される。
されている。すなわち下記式より漏れ電流icが算
出される。
ic＝i1×i10−i3.16 2／i1＋i10−2i3.16
上記式においてi1，i3.16はそれぞれ電圧印加後
１分、10分及び3.16分経過した後に測定される総
電流ITOTの値を意味する。この式によつて算出さ
れる漏れ電流icの値は、幾何容量性電流igの値が
吸収電流iaと漏れ電流icとに比して無視し得るほ
ど小さく、したがつてその電圧レベルも吸収電流
iaと漏れ電流icとに比して無視し得るものである
と推測される場合には、実用上十分な精度を持つ
ものであると認められ、一般的に言つてこの条件
は満たされている場合が多い。
１分、10分及び3.16分経過した後に測定される総
電流ITOTの値を意味する。この式によつて算出さ
れる漏れ電流icの値は、幾何容量性電流igの値が
吸収電流iaと漏れ電流icとに比して無視し得るほ
ど小さく、したがつてその電圧レベルも吸収電流
iaと漏れ電流icとに比して無視し得るものである
と推測される場合には、実用上十分な精度を持つ
ものであると認められ、一般的に言つてこの条件
は満たされている場合が多い。
しかしながら、この算出法による場合、試験片
によつては、総電流の測定時間（すなわち電圧印
加後１分、3.16分及び10分）が長すぎるために、
測定結果に必ずしも十分な精度を期し難い場合が
あつた。すなわち、前掲文献及び本明細書中の上
記記載から明らかなように、電圧印加後一定時間
経過するまでの間は吸収電流iaが時間と共に減少
し、ITOT＝ia＋ic（幾何容量性電流igの値は無視し
得るものとする）となるが、一定時間経過した後
は吸収電流iaはゼロとなり、時間によつては変化
しない漏れ電流icのみが残つてITOT＝icとなる。し
たがつて、試験片によつては、電圧印加後１分を
経過したときに既に吸収電流iaが消失してゼロと
なつていることがあり、この場合にはi1，i3.16，
i10のすべてが実質的に漏れ電流icと等しいものと
なり、正確な絶縁抵抗を測定することが不可能と
なる。
によつては、総電流の測定時間（すなわち電圧印
加後１分、3.16分及び10分）が長すぎるために、
測定結果に必ずしも十分な精度を期し難い場合が
あつた。すなわち、前掲文献及び本明細書中の上
記記載から明らかなように、電圧印加後一定時間
経過するまでの間は吸収電流iaが時間と共に減少
し、ITOT＝ia＋ic（幾何容量性電流igの値は無視し
得るものとする）となるが、一定時間経過した後
は吸収電流iaはゼロとなり、時間によつては変化
しない漏れ電流icのみが残つてITOT＝icとなる。し
たがつて、試験片によつては、電圧印加後１分を
経過したときに既に吸収電流iaが消失してゼロと
なつていることがあり、この場合にはi1，i3.16，
i10のすべてが実質的に漏れ電流icと等しいものと
なり、正確な絶縁抵抗を測定することが不可能と
なる。
〈発明の構成〉
本発明は上記従来技術の不利欠点を解消し、比
較的短時間内に容易に、しかも高精度の絶縁抵抗
測定を行うことのできる新規な装置及び方法を提
供することを目的とする。
較的短時間内に容易に、しかも高精度の絶縁抵抗
測定を行うことのできる新規な装置及び方法を提
供することを目的とする。
この目的を達成するための本発明装置は、試験
片の絶縁抵抗を知るために前記試験片の漏れ電流
（ic）を求める装置であつて、前記試験片に流れ
る総電流値（ITOT）を表す信号を出力するため
に、電圧源と前記試験片とに回路接続される検出
インピーダンスにおける電圧を検出する電圧検出
手段と、前記電圧検出手段からの前記出力信号を
デジタル変換するデジタル変換手段と、前記総電
流値を時間について微分して得られる微分値信号
を出力する第１出力手段と、所定の時点Ｘにおけ
る前記微分値信号の値に所定の比率を乗じて得ら
れる特定値信号を維持して出力する第２出力手段
と、前記第１出力手段から出力される前記微分値
信号と前記第２出力手段から出力される前記特定
値信号とを比較する比較手段と、前記微分値信号
と前記特定値信号とが一致するまでの経過時間Ｚ
を測定する計時手段と、前記計時手段から前記経
過時間に関するデータを受けて所定の公式に従つ
て定数ｎを求め、更にこの定数ｎを式 ic＝Y-n（ITOT（Ｔ＝Ｘ））−X-n（ITOT（Ｔ＝Ｙ））
／Y-n−X-n ただしic：試験片の漏れ電流 Ｙ ：任意の時間（Ｙ＞Ｘ） ITOT（Ｔ＝Ｘ）：時間Ｘの時点において試験
片に流れる総電流 ITOT（Ｔ＝Ｙ）：時間Ｙの時点において試験
片に流れる総電流 に代入して前記試験片の漏れ電流を求める手段
と、 を有してなる。
片の絶縁抵抗を知るために前記試験片の漏れ電流
（ic）を求める装置であつて、前記試験片に流れ
る総電流値（ITOT）を表す信号を出力するため
に、電圧源と前記試験片とに回路接続される検出
インピーダンスにおける電圧を検出する電圧検出
手段と、前記電圧検出手段からの前記出力信号を
デジタル変換するデジタル変換手段と、前記総電
流値を時間について微分して得られる微分値信号
を出力する第１出力手段と、所定の時点Ｘにおけ
る前記微分値信号の値に所定の比率を乗じて得ら
れる特定値信号を維持して出力する第２出力手段
と、前記第１出力手段から出力される前記微分値
信号と前記第２出力手段から出力される前記特定
値信号とを比較する比較手段と、前記微分値信号
と前記特定値信号とが一致するまでの経過時間Ｚ
を測定する計時手段と、前記計時手段から前記経
過時間に関するデータを受けて所定の公式に従つ
て定数ｎを求め、更にこの定数ｎを式 ic＝Y-n（ITOT（Ｔ＝Ｘ））−X-n（ITOT（Ｔ＝Ｙ））
／Y-n−X-n ただしic：試験片の漏れ電流 Ｙ ：任意の時間（Ｙ＞Ｘ） ITOT（Ｔ＝Ｘ）：時間Ｘの時点において試験
片に流れる総電流 ITOT（Ｔ＝Ｙ）：時間Ｙの時点において試験
片に流れる総電流 に代入して前記試験片の漏れ電流を求める手段
と、 を有してなる。
また、本発明方法は、試験片の絶縁抵抗を知る
ために前記試験片の漏れ電流（ic）を求める方法
であつて、前記試験片に流れる電流レベルを検出
して前記試験片に流れる総電流値（ITOT）を表す
信号を出力する工程と、前記出力信号をデジタル
変換するデジタル変換する工程と、前記総電流値
を時間について微分して時間と共に変化する微分
値信号を得る工程と、所定の時点Ｘにおける前記
微分値信号の値に所定の比率を乗じて得られる特
定値信号を得る工程と、前記微分値信号と前記特
定値信号とを比較する工程と、前記微分値信号と
前記特定値信号とが一致するまでの経過時間Ｚを
測定する工程と、公式 ｎ＝（−logR／log（Ｚ／Ｘ））−１ ただし、Ｒ：任意の比率（Ｒ＜１） から定数ｎを求める工程と、求められた定数ｎを
式 ic＝Y-n（ITOT（Ｔ＝Ｘ））−X-n（ITOT（Ｔ＝Ｙ））
／Y-n−X-n ただしic：試験片の漏れ電流 Ｙ ：任意の時間（Ｙ＞Ｘ） ITOT（Ｔ＝Ｘ）：時間Ｘの時点において試験
片に流れる総電流 ITOT（Ｔ＝Ｙ）：時間Ｙの時点において試験
片に流れる総電流 に代入して前記試験片の漏れ電流を求める工程と
を有してなる。
ために前記試験片の漏れ電流（ic）を求める方法
であつて、前記試験片に流れる電流レベルを検出
して前記試験片に流れる総電流値（ITOT）を表す
信号を出力する工程と、前記出力信号をデジタル
変換するデジタル変換する工程と、前記総電流値
を時間について微分して時間と共に変化する微分
値信号を得る工程と、所定の時点Ｘにおける前記
微分値信号の値に所定の比率を乗じて得られる特
定値信号を得る工程と、前記微分値信号と前記特
定値信号とを比較する工程と、前記微分値信号と
前記特定値信号とが一致するまでの経過時間Ｚを
測定する工程と、公式 ｎ＝（−logR／log（Ｚ／Ｘ））−１ ただし、Ｒ：任意の比率（Ｒ＜１） から定数ｎを求める工程と、求められた定数ｎを
式 ic＝Y-n（ITOT（Ｔ＝Ｘ））−X-n（ITOT（Ｔ＝Ｙ））
／Y-n−X-n ただしic：試験片の漏れ電流 Ｙ ：任意の時間（Ｙ＞Ｘ） ITOT（Ｔ＝Ｘ）：時間Ｘの時点において試験
片に流れる総電流 ITOT（Ｔ＝Ｙ）：時間Ｙの時点において試験
片に流れる総電流 に代入して前記試験片の漏れ電流を求める工程と
を有してなる。
〈本発明の具体的説明〉
前述のように絶縁試験片に流れる総電流iTOTは、
第１図の模式的回路図にも表される通り、幾何容
量性電流igと吸収電流iaと漏れ電流icとの総和で
ある。すなわち、 ITOT＝ig＋ia＋ic ここで各電流成分について更に検討すると、幾
何容量性電流igは下記式のように表される。
第１図の模式的回路図にも表される通り、幾何容
量性電流igと吸収電流iaと漏れ電流icとの総和で
ある。すなわち、 ITOT＝ig＋ia＋ic ここで各電流成分について更に検討すると、幾
何容量性電流igは下記式のように表される。
ig＝Es／Rse-t/CRs
ここで
Es＝印加される電源電圧
Rs＝合計直列抵抗値
Ｃ ＝試験片の静電容量
ｔ ＝時間（秒）
前述のように幾何容量性電流igは極めて瞬時に
減衰してゼロとなるので、上記式における時間ｔ
＝０とすればig＝０となつて、無視し得る電流成
分となる。
減衰してゼロとなるので、上記式における時間ｔ
＝０とすればig＝０となつて、無視し得る電流成
分となる。
一方、吸収電流iaは下記式に表される。
ia＝Es（１−e-t/CRs）CDT-n
ここで
Ｄ＝印加電圧と試験片の静電容量とに起因する
比例因子であつて、絶縁の形式とその状
態及び温度に依存するもの Ｔ＝大きな時間単位（分） Ｔ＞＞4t ｎ＝定数 上記式中のEs（Ｉ−e-t/CRs）は印加電圧の時間
増分を表すものであるが、時間ｔ＝０のとき、こ
の部分は１となるので、 ia＝EsCDT-n＝AT-n ただし、Ａ＝EsCD したがつて、秒単位の時間ｔを無視してｔ＝０
とすれば、時間Ｔ（分）における総電流ITOT（Ｔ）
は下記式に表されることになる。
比例因子であつて、絶縁の形式とその状
態及び温度に依存するもの Ｔ＝大きな時間単位（分） Ｔ＞＞4t ｎ＝定数 上記式中のEs（Ｉ−e-t/CRs）は印加電圧の時間
増分を表すものであるが、時間ｔ＝０のとき、こ
の部分は１となるので、 ia＝EsCDT-n＝AT-n ただし、Ａ＝EsCD したがつて、秒単位の時間ｔを無視してｔ＝０
とすれば、時間Ｔ（分）における総電流ITOT（Ｔ）
は下記式に表されることになる。
ITOT（Ｔ）＝AT-n＋ic
すなわち、任意の時間Ｔ＝Ｘのときには、
ITOT（Ｔ＝Ｘ）＝AX-n＋ic …(1)
また、時間Ｔ＝Ｙのときには、
ITOT（Ｔ＝Ｙ）＝AY-n＋ic …(2)
の総電流が試験片が流れることになる。
これら両式(1)、(2)を漏れ電流icについて解くと
下記式(3)が得られる。
下記式(3)が得られる。
ic＝Y-n（ITOT（Ｔ＝Ｘ））−X-n（ITOT（Ｔ＝Ｙ））
／Y-n−X-n
…(3) この(3)式より、定数ｎが知られていれば、２つ
の異なるＴ＝Ｘ及びＴ＝Ｙのときのそれぞれの総
電流ITOT（Ｔ＝Ｘ）及びITOT（Ｔ＝Ｙ）を測定する
ことにより、漏れ電流icを算定するることができ
ることが知られる。
／Y-n−X-n
…(3) この(3)式より、定数ｎが知られていれば、２つ
の異なるＴ＝Ｘ及びＴ＝Ｙのときのそれぞれの総
電流ITOT（Ｔ＝Ｘ）及びITOT（Ｔ＝Ｙ）を測定する
ことにより、漏れ電流icを算定するることができ
ることが知られる。
定数ｎを知るには、まず、測定された総電流
ITOTを時間ｔで微分して微分値ITOT′を得る。すな
わち、 ITOT′＝dITOT（Ｔ）／dt ＝ｄ／dt（AT-n＋ic） ＝−nAT-(n+1) よつてＴ＝Ｘのとき、 ITOT′（Ｔ＝Ｘ）＝−nAX-(n+1) …(4) またＴ＝Ｚのとき、 ITOT′（Ｔ＝Ｚ）＝−nAZ-(n+1) …(5) ITOT′（Ｔ）の大きさは時間と共に減少するの
で、その減少比Ｒ（Ｒ＜１）を以下のように定義
することができる。
ITOTを時間ｔで微分して微分値ITOT′を得る。すな
わち、 ITOT′＝dITOT（Ｔ）／dt ＝ｄ／dt（AT-n＋ic） ＝−nAT-(n+1) よつてＴ＝Ｘのとき、 ITOT′（Ｔ＝Ｘ）＝−nAX-(n+1) …(4) またＴ＝Ｚのとき、 ITOT′（Ｔ＝Ｚ）＝−nAZ-(n+1) …(5) ITOT′（Ｔ）の大きさは時間と共に減少するの
で、その減少比Ｒ（Ｒ＜１）を以下のように定義
することができる。
Ｒ＝ITOT′（Ｔ＝Ｚ）／ITOT′（Ｔ＝Ｘ） …(6)
この(6)式に式(4)及び式(5)を代入して、
Ｒ＝（Ｚ／Ｘ）-(n+1)
したがつて、
ｎ＝（−logR／log（Ｚ／Ｘ））−１ …(7)
具体的適用において、例えば、Ｘ＝１分（電圧
印加後）、Ｙ＝10分、Ｒ＝0.5とする。上記(6)式よ
り、この場合、ITOT′（Ｔ＝Ｚ）＝１／2ITOT′（Ｔ
＝Ｘ＝１分）となる。したがつて、関数ITOT（Ｔ）
を電子的に微分してITOT′（Ｔ）の値を実質的に
連続する各時刻において算出し、ある時刻におけ
るこの微分値が、Ｔ＝１分のときのITOTすなわち
ITOT（Ｔ＝１分）の微分値ITOT′（Ｔ＝１分）を電
子的に正確に半分にした値と一致したとき、その
時刻ＴがＴ＝Ｚであることを知ることができる。
このようにしてＺが決定された後、上記(7)式より
ｎの値が求められ、その結果、上記(3)式にＸ＝
10、Ｙ＝１を代入した下記式より漏れ電流icを決
定することができる。
印加後）、Ｙ＝10分、Ｒ＝0.5とする。上記(6)式よ
り、この場合、ITOT′（Ｔ＝Ｚ）＝１／2ITOT′（Ｔ
＝Ｘ＝１分）となる。したがつて、関数ITOT（Ｔ）
を電子的に微分してITOT′（Ｔ）の値を実質的に
連続する各時刻において算出し、ある時刻におけ
るこの微分値が、Ｔ＝１分のときのITOTすなわち
ITOT（Ｔ＝１分）の微分値ITOT′（Ｔ＝１分）を電
子的に正確に半分にした値と一致したとき、その
時刻ＴがＴ＝Ｚであることを知ることができる。
このようにしてＺが決定された後、上記(7)式より
ｎの値が求められ、その結果、上記(3)式にＸ＝
10、Ｙ＝１を代入した下記式より漏れ電流icを決
定することができる。
ic＝ITOT（Ｔ＝10））−10-n（ITOT（Ｔ＝１））／１
−10-n 上述の方法にて試験片の絶縁抵抗測定を行うに
適した装置の一例が第２図に示されている。マイ
クロプロセツサー１３は本装置における各種の演
算・制御を行うものであり、例えば試験のシーケ
ンス制御、信号経路の切り換え、クロツク信号の
制御、データの収集、定められた式を用いて行う
各種の数学的演算、得られたデータに関する何ら
かの決定、収集されたデータをオペレータに判読
可能な言語様式に変換すること、出力装置（プリ
ンタ）と入力装置（キーボード）の制御、等を行
う。マイクロプロセツサー１３と共働するメモリ
ー１５には、試験の実施に必要とされる一連の作
動プログラムが格納されている。メモリー１５の
他の部分は、試験中に得られたデータを将来の使
用のために格納する記憶領域とされている。
−10-n 上述の方法にて試験片の絶縁抵抗測定を行うに
適した装置の一例が第２図に示されている。マイ
クロプロセツサー１３は本装置における各種の演
算・制御を行うものであり、例えば試験のシーケ
ンス制御、信号経路の切り換え、クロツク信号の
制御、データの収集、定められた式を用いて行う
各種の数学的演算、得られたデータに関する何ら
かの決定、収集されたデータをオペレータに判読
可能な言語様式に変換すること、出力装置（プリ
ンタ）と入力装置（キーボード）の制御、等を行
う。マイクロプロセツサー１３と共働するメモリ
ー１５には、試験の実施に必要とされる一連の作
動プログラムが格納されている。メモリー１５の
他の部分は、試験中に得られたデータを将来の使
用のために格納する記憶領域とされている。
本装置における試験回路は、主として、直流電
源１、検出抵抗（Rs）２及び接続線４，６を介
して直列に接続される試験片５とを有する。直流
電源１はマイクロプロセツサー１３によつて所望
の試験電圧（Es、第１図）に設定される。直流
電源１はまたマイクロプロセツサー１３によつて
スイツチオン／オフされる。直流電源１がスイツ
チオンされると、検出抵抗２を介して電流が試験
片５に流れる。この電流値は時間と共に変化し、
このデータによつて試験片５の絶縁抵抗を測定す
る。この電流値ITOTを測定するために、レベルシ
フト増幅器３を検出抵抗２の両端に接続して電圧
検出を行う。レベルシフト増幅器３は高いインピ
ーダンス入力を有するので、検出抵抗２上の負荷
の効果は回路動作に関して無視できるものとされ
ている。オームの法則により、検出抵抗２を横切
る電圧は該検出抵抗２を流れる電流に逆比例す
る。レベルシフト増幅器３はこの電圧を測定し、
試験片５に対して可能な限り広いダイナミツクレ
ンジと最良の分解度を与えるようにマイクロプロ
セツサー１３によつて設定される利得(K)で、当該
電圧を増幅する。検出抵抗２のいずれの側も接地
電位ではないので、レベルシフト増幅器３から出
力される増幅信号も接地基準信号にはならない。
実際、この増幅信号は接地から数千ボルトの電位
を持つ。
源１、検出抵抗（Rs）２及び接続線４，６を介
して直列に接続される試験片５とを有する。直流
電源１はマイクロプロセツサー１３によつて所望
の試験電圧（Es、第１図）に設定される。直流
電源１はまたマイクロプロセツサー１３によつて
スイツチオン／オフされる。直流電源１がスイツ
チオンされると、検出抵抗２を介して電流が試験
片５に流れる。この電流値は時間と共に変化し、
このデータによつて試験片５の絶縁抵抗を測定す
る。この電流値ITOTを測定するために、レベルシ
フト増幅器３を検出抵抗２の両端に接続して電圧
検出を行う。レベルシフト増幅器３は高いインピ
ーダンス入力を有するので、検出抵抗２上の負荷
の効果は回路動作に関して無視できるものとされ
ている。オームの法則により、検出抵抗２を横切
る電圧は該検出抵抗２を流れる電流に逆比例す
る。レベルシフト増幅器３はこの電圧を測定し、
試験片５に対して可能な限り広いダイナミツクレ
ンジと最良の分解度を与えるようにマイクロプロ
セツサー１３によつて設定される利得(K)で、当該
電圧を増幅する。検出抵抗２のいずれの側も接地
電位ではないので、レベルシフト増幅器３から出
力される増幅信号も接地基準信号にはならない。
実際、この増幅信号は接地から数千ボルトの電位
を持つ。
レベルシフト増幅器３から出力されるITOT信号
は、アナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ）７に入
力され、マイクロプロセツサー１３の制御の下に
おいてこのITOT信号をデジタル変換される。Ａ／
Ｄ７からのデジタル信号は信号経路１７を介して
マイクロプロセツサー１３に入力されて所要のデ
ジタル処理に供される。レベルシフト増幅器３か
らの出力信号であるITOT信号はまた微分器（ｄ／
dt）８に入力されて導関数ITOT′を得る。
は、アナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ）７に入
力され、マイクロプロセツサー１３の制御の下に
おいてこのITOT信号をデジタル変換される。Ａ／
Ｄ７からのデジタル信号は信号経路１７を介して
マイクロプロセツサー１３に入力されて所要のデ
ジタル処理に供される。レベルシフト増幅器３か
らの出力信号であるITOT信号はまた微分器（ｄ／
dt）８に入力されて導関数ITOT′を得る。
微分器８において得られたITOT′信号はサンプ
ルホールドメモリー９及び比較器１１に送られ
る。前述したように、ITOT′信号の大きさがＴ＝
ＸのときのITOT′（Ｔ＝Ｘ＝１分）の値から半減
（Ｒ＝0.5のとき）するまでの経過時間を計測する
必要があり、サンプルホールドメモリー９はま
ず、ITOT′の初期値としてITOT′（Ｔ＝Ｘ＝１分）
を格納する。即ち、サンプルモードのいて、サン
プルホールドメモリー９は入力値をそのまま出力
するが、Ｔ＝Ｘ＝１分のときにマイクロプロセツ
サー１３の制御によつてサンプルホールドメモリ
ー９がホールドモードに切り換えられ、その時点
におけるITOT′信号即ちITOT′（Ｔ＝Ｘ＝１分）の
値が、入力値にかかわらず、出力され続ける。そ
して、この出力値が、精密電圧分割器１０におい
てＲ＝0.5倍されて、比較器１１に送られる。比
較器１１は、微分器８から直接与えられる各瞬間
的時刻におけるITOT′信号の大きさ（時間と共に
減少する）と、精密電圧分割器１０から与えられ
る0.5ITOT′（Ｔ＝Ｘ＝１分）とを比較し、一致す
るまでの経過時間(Z)がカウンター１２によつて計
時される。得られた経過時間データは信号経路１
６を介してマイクロプロセツサー１３に送られ
る。
ルホールドメモリー９及び比較器１１に送られ
る。前述したように、ITOT′信号の大きさがＴ＝
ＸのときのITOT′（Ｔ＝Ｘ＝１分）の値から半減
（Ｒ＝0.5のとき）するまでの経過時間を計測する
必要があり、サンプルホールドメモリー９はま
ず、ITOT′の初期値としてITOT′（Ｔ＝Ｘ＝１分）
を格納する。即ち、サンプルモードのいて、サン
プルホールドメモリー９は入力値をそのまま出力
するが、Ｔ＝Ｘ＝１分のときにマイクロプロセツ
サー１３の制御によつてサンプルホールドメモリ
ー９がホールドモードに切り換えられ、その時点
におけるITOT′信号即ちITOT′（Ｔ＝Ｘ＝１分）の
値が、入力値にかかわらず、出力され続ける。そ
して、この出力値が、精密電圧分割器１０におい
てＲ＝0.5倍されて、比較器１１に送られる。比
較器１１は、微分器８から直接与えられる各瞬間
的時刻におけるITOT′信号の大きさ（時間と共に
減少する）と、精密電圧分割器１０から与えられ
る0.5ITOT′（Ｔ＝Ｘ＝１分）とを比較し、一致す
るまでの経過時間(Z)がカウンター１２によつて計
時される。得られた経過時間データは信号経路１
６を介してマイクロプロセツサー１３に送られ
る。
メモリー１５にはＸ＝１分、Ｙ＝10分、Ｒ＝
0.5の各数値を前記式(7)に代入して得られる式、 ｎ＝（−log0.5／logZ）−１ 及びこのｎの値から漏れ電流icの値を求める下記
式、 ic＝ITOT（Ｔ＝10））−10-n（ITOT（Ｔ＝１））／１−
10-n が記憶されており、マイクロプロセツサー１３は
求められた経過時間Ｚを基に、これらの式を読み
出してｎの値及び漏れ電流icの値を算出すべく演
算を行う。
0.5の各数値を前記式(7)に代入して得られる式、 ｎ＝（−log0.5／logZ）−１ 及びこのｎの値から漏れ電流icの値を求める下記
式、 ic＝ITOT（Ｔ＝10））−10-n（ITOT（Ｔ＝１））／１−
10-n が記憶されており、マイクロプロセツサー１３は
求められた経過時間Ｚを基に、これらの式を読み
出してｎの値及び漏れ電流icの値を算出すべく演
算を行う。
求められた値はデイスプレー１４にアナログ又
はデジタル表示される。この表示と共に或いはこ
の表示に代えて、プリンタ（図示せず）等の出力
装置によつて求められた値を印刷することができ
る。また、このようにして漏れ電流icの値を正確
に知つた後、既に知られている印加電圧Es及び
検出抵抗Rsの値を考慮に入れて試験片５の真の
絶縁抵抗RIRを下記式 RIR＝Es／ic−Rs から計算することができる。このための計算プロ
グラムもまたメモリー１５に記憶され、その結果
もまたデイスプレー１４に表示し及び／又は印刷
することができる。
はデジタル表示される。この表示と共に或いはこ
の表示に代えて、プリンタ（図示せず）等の出力
装置によつて求められた値を印刷することができ
る。また、このようにして漏れ電流icの値を正確
に知つた後、既に知られている印加電圧Es及び
検出抵抗Rsの値を考慮に入れて試験片５の真の
絶縁抵抗RIRを下記式 RIR＝Es／ic−Rs から計算することができる。このための計算プロ
グラムもまたメモリー１５に記憶され、その結果
もまたデイスプレー１４に表示し及び／又は印刷
することができる。
〈発明の効果〉
上記した本発明によれば、きわめて短時間内に
試験片の絶縁抵抗試験を行うことができ、特別な
熟練技術を必要とせずに、高精度の測定を行うこ
とができる。また、絶縁抵抗測定のための装置も
簡単な構成で小型、軽量、安価なものである。
試験片の絶縁抵抗試験を行うことができ、特別な
熟練技術を必要とせずに、高精度の測定を行うこ
とができる。また、絶縁抵抗測定のための装置も
簡単な構成で小型、軽量、安価なものである。
第１図は本発明の絶縁抵抗測定方法において採
用するシステムを原理的に示す等価回路、 第２図は本発明による絶縁抵抗測定装置の構成
を概略的に示すブロツク図である。 符号の説明 １…直流電流、２…検出抵抗、３
…レベルシフト増幅器、５…試験片、７…アナロ
グ／デジタル変換器、８…微分器、９…サンプル
ホールドメモリー、１０…精密電圧分割器、１１
…比較器、１２…カウンター、１３…マイクロプ
ロセツサー、１４…デイスプレー、１５…メモリ
ー。
用するシステムを原理的に示す等価回路、 第２図は本発明による絶縁抵抗測定装置の構成
を概略的に示すブロツク図である。 符号の説明 １…直流電流、２…検出抵抗、３
…レベルシフト増幅器、５…試験片、７…アナロ
グ／デジタル変換器、８…微分器、９…サンプル
ホールドメモリー、１０…精密電圧分割器、１１
…比較器、１２…カウンター、１３…マイクロプ
ロセツサー、１４…デイスプレー、１５…メモリ
ー。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 試験片の絶縁抵抗を知るために前記試験片の
漏れ電流icを求める装置であつて、 前記試験片に流れる総電流値ITOTを表す信号を
出力するために、電圧源と前記試験片とに回路接
続される検出インピーダンスにおける電圧を検出
する電圧検出手段と、 前記電圧検出手段からの前記出力信号をデジタ
ル変換するデジタル変換手段と、 前記総電流値を時間について微分して得られる
微分値信号を出力する第１出力手段と、 所定の時点Ｘにおける前記微分値信号の値に所
定の比率を乗じて得られる特定値信号を維持して
出力する第２出力手段と、 前記第１出力手段から出力される前記微分値信
号と前記第２出力手段から出力される前記特定値
信号とを比較する比較手段と、 前記微分値信号と前記特定値信号とが一致する
までの経過時間Ｚを測定する計時手段と、 前記計時手段から前記経過時間に関するデータ
を受けて所定の公式に従つて定数ｎを求め、 更にこの定数ｎを式 ic＝Y-n（ITOT（Ｔ＝Ｘ））−X-n（ITOT（Ｔ＝Ｙ））
／Y-n−X-n ただしic：試験片の漏れ電流 Ｙ ：任意の時間（Ｙ＞Ｘ） ITOT（Ｔ＝Ｘ）：時間Ｘの時点において試験
片に流れる総電流 ITOT（Ｔ＝Ｙ）：時間Ｙの時点において試験
片に流れる総電流 に代入して前記試験片の漏れ電流を求める手段
と、 を有してなることを特徴とする、絶縁分析装置。 ２ 試験片の絶縁抵抗を知るために前記試験片の
漏れ電流icを求める方法であつて、 前記試験片に流れる電流レベルを検出して前記
試験片に流れる総電流値ITOTを表す信号を出力す
る工程、 前記出力信号をデジタル変換するデジタル変換
する工程、 前記総電流値を時間について微分して時間と共
に変化する微分値信号を得る工程、 所定の時点Ｘにおける前記微分値信号の値に所
定の比率を乗じて得られる特定値信号を得る工
程、 前記微分値信号と前記特定値信号とを比較する
工程、 前記微分値信号と前記特定値信号とが一致する
までの経過時間Ｚを測定する工程、 公式 ｎ＝（−logR／log（Ｚ／Ｘ））−１ ただし、Ｒ：任意の比率（Ｒ＜１） から定数ｎを求める工程、及び 求められた定数ｎを式 ic＝Y-n（ITOT（Ｔ＝Ｘ））−X-n（ITOT（Ｔ＝Ｙ））
／Y-n−X-n ただしic：試験片の漏れ電流 Ｙ ：任意の時間（Ｙ＞Ｘ） ITOT（Ｔ＝Ｘ）：時間Ｘの時点において試験
片に流れる総電流 ITOT（Ｔ＝Ｙ）：時間Ｙの時点において試験
片に流れる総電流 に代入して前記試験片の漏れ電流を求める工程、 以上の各工程を有してなることを特徴とする絶縁
分析方法。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/US1983/000374 WO1984003772A1 (en) | 1983-03-14 | 1983-03-14 | Insulation analyzer and method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60500881A JPS60500881A (ja) | 1985-06-06 |
| JPH0546505B2 true JPH0546505B2 (ja) | 1993-07-14 |
Family
ID=22174897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58501498A Granted JPS60500881A (ja) | 1983-03-14 | 1983-03-14 | 絶縁分析装置及び方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0139638B1 (ja) |
| JP (1) | JPS60500881A (ja) |
| AT (1) | ATE40218T1 (ja) |
| DE (1) | DE3378996D1 (ja) |
| WO (1) | WO1984003772A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NZ217223A (en) * | 1986-08-15 | 1990-04-26 | Fisher & Paykel | Measuring sensor resistance as a function of rc charge/ discharge time |
| FR2634899B1 (fr) * | 1988-07-28 | 1990-11-30 | Merlin Gerin | Circuit d'entree, du type tout ou rien, d'un automate programmable |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2916697A (en) * | 1955-07-05 | 1959-12-08 | Bourns Inc | Insulation resistance measuring circuit |
| US3437925A (en) * | 1965-10-23 | 1969-04-08 | Dana Lab Inc | Circuit for converting resistance values of unknown resistor to electrical potential signal for measurement purposes |
| US4217543A (en) * | 1977-05-23 | 1980-08-12 | John Fluke Mfg. Co., Inc. | Digital conductance meter |
-
1983
- 1983-03-14 DE DE8383901473T patent/DE3378996D1/de not_active Expired
- 1983-03-14 EP EP83901473A patent/EP0139638B1/en not_active Expired
- 1983-03-14 JP JP58501498A patent/JPS60500881A/ja active Granted
- 1983-03-14 WO PCT/US1983/000374 patent/WO1984003772A1/en active IP Right Grant
- 1983-03-14 AT AT83901473T patent/ATE40218T1/de not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0139638A1 (en) | 1985-05-08 |
| EP0139638A4 (en) | 1986-02-10 |
| ATE40218T1 (de) | 1989-02-15 |
| WO1984003772A1 (en) | 1984-09-27 |
| EP0139638B1 (en) | 1989-01-18 |
| DE3378996D1 (en) | 1989-02-23 |
| JPS60500881A (ja) | 1985-06-06 |
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