JPH07128387A - Insulation monitor for line of isolated neutral wiring system - Google Patents

Insulation monitor for line of isolated neutral wiring system

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JPH07128387A
JPH07128387A JP5272492A JP27249293A JPH07128387A JP H07128387 A JPH07128387 A JP H07128387A JP 5272492 A JP5272492 A JP 5272492A JP 27249293 A JP27249293 A JP 27249293A JP H07128387 A JPH07128387 A JP H07128387A
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JP
Japan
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circuit
ground
electric path
electric
current
Prior art date
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Application number
JP5272492A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Ueno
泰弘 上野
Terumasa Katsura
照昌 桂
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KAWAJU BOSAI KOGYO KK
Original Assignee
KAWAJU BOSAI KOGYO KK
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Publication date
Application filed by KAWAJU BOSAI KOGYO KK filed Critical KAWAJU BOSAI KOGYO KK
Priority to JP5272492A priority Critical patent/JPH07128387A/en
Publication of JPH07128387A publication Critical patent/JPH07128387A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide an insulation monitor for the line in an isolated neutral wiring system in which the ground impedance can be detected positively while preventing dielectric deterioration during measurement. CONSTITUTION:Ground impedances Z1, Z2 are formed between the lines 5, 6 of isolated neutral wiring system and the earth 8a. The insulation monitor comprises impedance elements Z3, Z4 and a resistor RA connected between the lines 5, 6 and the earth 8b, an amplifier 14 and a rectifying/smoothing circuit 15 for detecting the currents flowing through the impedance elements Z3, Z4, switching elements 11, 12 for selecting the line 5 or 6, sample & hold circuits 16, 17 for sampling detection values related to the lines 5 or 6, an adder circuit 18, a subtractor circuit 19, and a circuit 21 for comparing an output signal from the subtractor circuit 19 with a predetermined reference level set at a reference circuit 22.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、非接地配線方式の電路
の絶縁監視装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-ground wiring type electric circuit insulation monitoring apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】病院電気設備の安全基準は、日本工業規
格JIS T 1022に規定されており、電路に地絡
電流が流れて電源が遮断すると、医療に重大な支障をき
たすおそれのある医用電気機器を使用する医用室のコン
セント回路は、非接地配線方式とすることとされ、非接
地式電路の電源側には、絶縁監視装置を設けることと規
定されている。この絶縁監視装置は、電路の対地インピ
ーダンスを計測・監視する方式であり、それに設けられ
る警報装置は、非接地式電路のいずれかの一線を低イン
ピーダンスの導体で大地へ接続した場合に、地絡電流の
値が2mA以上となるような状態となったとき動作する
ものと規定されている。
2. Description of the Related Art Safety standards for hospital electrical equipment are stipulated in Japanese Industrial Standards JIS T 1022. If a ground fault current flows in an electric line and the power is cut off, there is a risk of seriously impairing medical care. It is stipulated that the outlet circuit in the medical room where the equipment is used is of the non-grounded wiring system, and an insulation monitoring device is provided on the power supply side of the non-grounded electric circuit. This insulation monitoring device is a method of measuring and monitoring the ground impedance of the electric circuit, and the alarm device installed in it is a ground fault when any one wire of the ungrounded electric circuit is connected to the ground with a low impedance conductor. It is specified to operate when the current value becomes 2 mA or more.

【0003】典型的な先行技術は特公平1−16088
に開示されており、この先行技術ではたとえば50Hz
の非接地電路の中性点と大地との間に、その周波数より
僅かに離れた周波数であるたとえば55Hzを有し、か
つ電圧が電路の大地電圧とほぼ等しい補助電圧を印加す
る補助電圧源と、前記中性点と大地との間を流れる電流
を検出する電流検出器と、非接地電路に人体が接触して
も人体が流れる電流が2mA以下となるようにする電流
制限器とが直列に接続されて構成される。
A typical prior art is Japanese Patent Publication No. 1-16088.
In this prior art, for example, 50 Hz
An auxiliary voltage source for applying an auxiliary voltage having a frequency, for example, 55 Hz, which is slightly separated from the frequency between the neutral point of the non-grounded electric path and the ground, and applying a voltage substantially equal to the earth voltage of the electric path. , A current detector for detecting a current flowing between the neutral point and the ground, and a current limiter for keeping the current flowing by the human body at 2 mA or less even if the human body contacts the non-grounded circuit in series. Connected and configured.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このような先行技術で
は、監視のために前記電流制限器によって中性点と大地
との間の電流が2mA以下となるようにしており、実際
には約2mA程度の電流を常時流している構成となって
いるものと推測され、したがってその監視電流が大き
く、このことは非接地電路の絶縁を低下させていること
になる。
In such a prior art, the current limiter keeps the current between the neutral point and the ground to be 2 mA or less for the purpose of monitoring. It is presumed that a configuration in which a certain amount of current is constantly applied is made, and therefore the monitored current is large, which impairs the insulation of the non-grounded circuit.

【0005】本発明の目的は、対地インピーダンスを確
実に検知し、しかも測定時の絶縁低下を防止できる非接
地配線方式の電路の絶縁監視装置を提供することであ
る。
An object of the present invention is to provide a non-grounded wiring type insulation monitoring apparatus capable of reliably detecting ground impedance and preventing insulation deterioration during measurement.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、1次入力側に
交流電力が供給される絶縁トランスと、前記絶縁トラン
スの2次出力側と接続される第1電路および第2電路
と、第1電路または第2電路と接地との間に接続される
インピーダンス素子と、前記インピーダンス素子に流れ
る電流と第1電路または第2電路と大地間に形成される
抵抗容量を通じて流れる電流の総和を検出するための電
流検出手段と、前記インピーダンス素子に流れる電流源
として第1電路または第2電路のいずれかを選択するた
めのスイッチ手段と、第1電路の選択時に前記電流検出
手段から出力される第1検出値と、第2電路の選択時に
前記電流検出手段から出力される第2検出値とを加算す
るための演算手段と、前記演算手段からの出力と所定基
準レベルとを比較するための比較手段とを備えることを
特徴とする非接地配線方式の電路の絶縁監視装置であ
る。
According to the present invention, there is provided an insulating transformer having a primary input side to which AC power is supplied, a first electric line and a second electric line connected to a secondary output side of the insulating transformer, and Detecting the sum of the impedance element connected between the first electric path or the second electric path and the ground, the current flowing through the impedance element, and the current flowing through the resistance capacitance formed between the first electric path or the second electric path and the ground. For detecting the current, a switch means for selecting either the first electric path or the second electric path as a current source flowing through the impedance element, and a first electric current output from the current detecting means when the first electric path is selected. Computation means for adding the detection value and the second detection value output from the current detection means when the second electric circuit is selected, and the output from the computation means and a predetermined reference level are compared. A path of the insulation monitoring device ungrounded wiring system, characterized in that it comprises a comparing means for it.

【0007】また本発明は、前記インピーダンス素子
が、抵抗とリアクタンス素子からなる直列回路または並
列回路を含むことを特徴とする。
The present invention is also characterized in that the impedance element includes a series circuit or a parallel circuit composed of a resistor and a reactance element.

【0008】また本発明は、前記電流検出手段と前記比
較手段との間に、信号の直流成分を打ち消すためのオフ
セット手段と、前記オフセット手段のオフセットレベル
を発生するためのオフセットレベル発生手段とを備え、
前記オフセットレベル発生手段の電源が、前記絶縁トラ
ンスの2次出力側から供給されていることを特徴とす
る。
Further, according to the present invention, an offset means for canceling a DC component of a signal and an offset level generating means for generating an offset level of the offset means are provided between the current detecting means and the comparing means. Prepare,
The power supply of the offset level generating means is supplied from the secondary output side of the isolation transformer.

【0009】また本発明は、前記演算手段は、前記スイ
ッチ手段の切替え動作と同期して、前記電流検出手段か
らの出力をサンプリングするための第1および第2サン
プリング手段と、第1サンプリング手段からの出力と第
2サンプリング手段からの出力を加算するための加算手
段とを含むことを特徴とする。
According to the present invention, the arithmetic means includes first and second sampling means for sampling the output from the current detecting means in synchronization with the switching operation of the switch means, and the first sampling means. And an adding means for adding the output from the second sampling means.

【0010】[0010]

【作用】本発明に従えば、1次入力側に交流電力が供給
される絶縁トランスを備え、この絶縁トランスの2次出
力側と第1電路および第2電路と接続することによっ
て、非接地配線方式の電路を形成するとともに、第1電
路または第2電路と接地との間にインピーダンス素子を
接続することによって、第1電路または第2電路と接地
との間に絶縁不良が生じている場合に、当該インピーダ
ンス素子に地絡電流が流れることになる。その際、当該
インピーダンス素子の値をたとえば1MΩ程度の高イン
ピーダンスのものを用いることが好ましく、これによっ
て測定時の絶縁低下を防止することができる。
According to the present invention, the primary input side is provided with an insulating transformer, and the secondary output side of this insulating transformer is connected to the first electric path and the second electric path to thereby connect the non-grounded wiring. By forming an electric path of the method and connecting an impedance element between the first electric path or the second electric path and the ground, when an insulation failure occurs between the first electric path or the second electric path and the ground. A ground fault current will flow through the impedance element. At this time, it is preferable to use a high impedance element having a value of, for example, about 1 MΩ, which can prevent insulation deterioration during measurement.

【0011】インピーダンス素子が第1電路と接続され
ている場合は、第2電路と接地との間の対地インピーダ
ンスを通って地絡電流が流れ、一方、インピーダンス素
子が第2電路と接続されている場合は、第1電路と接地
との間の対地インピーダンスを通って地絡電流が流れる
ことになる。したがって、スイッチ手段が、インピーダ
ンス素子に流れる電流源として第1電路または第2電路
のいずれかを選択しながら、インピーダンス素子に流れ
る電流を電流検出手段が検出することによって、第1電
路および第2電路の両方の絶縁不良を検知することがで
きる。
When the impedance element is connected to the first circuit, a ground fault current flows through the ground impedance between the second circuit and the ground, while the impedance element is connected to the second circuit. In this case, the ground fault current flows through the ground impedance between the first electric path and the ground. Therefore, the switch means selects either the first electric path or the second electric path as the current source flowing through the impedance element, and the current detecting means detects the current flowing through the impedance element, whereby the first electric path and the second electric path are detected. Both of the insulation defects can be detected.

【0012】さらに、第1電路の選択時に流れる地絡電
流を第1検出値とし、一方、第2電路の選択時に流れる
地絡電流を第2検出値として測定する。こうして得られ
た第1検出値と第2検出値とを加算してこれらの合計値
を演算して、この合計値を絶縁評価の指数として取り扱
うことによって、対称性のある第1電路と第2電路を均
等に総合評価することができる。そして当該合計値と予
め定めた基準レベルとを比較して、合計値が所定基準レ
ベル以上になったときに第1電路または第2電路の絶縁
不良を判定することによって、たとえば警報を発して使
用者に電気漏洩などの危険を告知することが可能とな
る。
Further, the ground fault current flowing when the first electric path is selected is measured as the first detection value, and the ground fault current flowing when the second electric path is selected is measured as the second detection value. The first detection value and the second detection value obtained in this way are added to calculate a total value of these values, and the total value is treated as an index of insulation evaluation. It is possible to evaluate the electric circuit evenly. Then, by comparing the total value with a predetermined reference level and determining the insulation failure of the first electric path or the second electric path when the total value exceeds a predetermined reference level, for example, an alarm is issued and used. It is possible to notify a person of danger such as electric leakage.

【0013】以下詳説すると、図1は本発明の原理を説
明するための回路図であり、図1(a)は地絡電流検出
用の抵抗Rの一端が第1電路5に接続されている場合で
あり、図1(b)は地絡電流検出用の抵抗Rの一端が第
2電路6に接続されている場合である。
More specifically, FIG. 1 is a circuit diagram for explaining the principle of the present invention. In FIG. 1A, one end of a resistor R for detecting a ground fault current is connected to a first electric path 5. FIG. 1B shows a case where one end of the resistor R for detecting the ground fault current is connected to the second electric path 6.

【0014】まず図1(a)において、絶縁トランス2
の1次コイル3に商用交流電力などの交流電源1が接続
されており、絶縁トランス2の2次コイル4に第1電路
5および第2電路6が接続されて、非接地配線方式の電
路を形成している。さらに第1電路5および第2電路6
に絶縁不良が発生して、第1電路5の対地インピーダン
スZ1および第2電路6の対地インピーダンスZ2が形
成された場合を想定する。このとき2次コイル4で発生
する電圧をVとし、対地インピーダンスZ1、Z2に流
れる電流をそれぞれi1、i2とし、抵抗Rに流れる電
流をi3とすると、キルヒホッフの法則を用いて、 Z1・i1+Z2・i2=V …(1) Z1・i1+R・i3=0 …(2) i1=i2+i3 …(3) という3つの式が成立する。これらの式から電流i3を
求めて、さらに抵抗Rの両端に発生する電圧Vaの絶対
値|Va|を求めると下記式(4)となる。
First, referring to FIG. 1A, the insulating transformer 2
AC power source 1 such as commercial AC power is connected to the primary coil 3 of the above, and the first electric path 5 and the second electric path 6 are connected to the secondary coil 4 of the insulating transformer 2 to form a non-ground wiring type electric path. Is forming. Further, the first electric line 5 and the second electric line 6
It is assumed that the insulation failure occurs in the first electric path 5 and the ground impedance Z1 of the first electric path 5 and the ground impedance Z2 of the second electric path 6 are formed. At this time, assuming that the voltage generated in the secondary coil 4 is V, the currents flowing in the ground impedances Z1 and Z2 are i1 and i2, respectively, and the current flowing in the resistor R is i3, Z1 · i1 + Z2 · i2 = V (1) Z1 · i1 + R · i3 = 0 (2) i1 = i2 + i3 (3) The following three expressions hold. When the current i3 is obtained from these equations and the absolute value | Va | of the voltage Va generated across the resistor R is further obtained, the following equation (4) is obtained.

【0015】[0015]

【数1】 [Equation 1]

【0016】一方、図1(b)において、抵抗Rの一端
が第2電路6に接続されている場合、キルヒホッフの法
則を用いて、 Z1・i1+Z2・i2=V …(5) Z2・i2−R・i3=0 …(6) i1=i2+i3 …(7) という3つの式が成立する。これらの式から電流i3を
求めて、さらに抵抗Rの両端に発生する電圧Vbの絶対
値|Vb|を求めると下記式(8)となる。
On the other hand, in FIG. 1B, when one end of the resistor R is connected to the second electric path 6, Z1 · i1 + Z2 · i2 = V (5) Z2 · i2- is used by using Kirchhoff's law. R · i3 = 0 (6) Three expressions of i1 = i2 + i3 (7) hold. When the current i3 is obtained from these equations and the absolute value | Vb | of the voltage Vb generated across the resistor R is further obtained, the following equation (8) is obtained.

【0017】[0017]

【数2】 [Equation 2]

【0018】そこで|Va|と|Vb|とを加算する
と、式(4)、式(8)から、
Then, by adding | Va | and | Vb |, from equations (4) and (8),

【0019】[0019]

【数3】 [Equation 3]

【0020】と計算される。Is calculated.

【0021】次に、対地インピーダンスZ1、Z2の合
成インピーダンスZ1・Z2/(Z1+Z2)を横軸に
とり、電圧Va、Vbの絶対値の合計値|Va|+|V
b|を縦軸にとって、2次コイル4の電圧V=100
V、抵抗R=1MΩという条件の下で、式(9)をグラ
フ化した結果を図2に示す。図2を見ると、合成インピ
ーダンスが0Ωのとき合計値|Va|+|Vb|が10
0Vとなり、ここから合成インピーダンスが増加するに
つれて合計値|Va|+|Vb|が単調減少するカーブ
を示している。そこで、第1電路または第2電路のいず
れかが低インピーダンスの導体で大地と接続した場合に
流れる地絡電流の値がたとえば2mAとなるような状態
になったとき、絶縁不良の警報を発するものと規定する
と、合成インピーダンスが100V/2mA=50kΩ
となり、このときの合計値|Va|+|Vb|が95.
2Vであるから、この値を警報の基準レベルに設定する
ことによって、第1電路または第2電路のいずれかが絶
縁不良を起こしても確実に検出することが可能になる。
なお、以上の説明において、地絡電流検出用の抵抗Rが
インピーダンス素子であっても同様に適用することがで
きる。
Next, the combined impedance Z1 · Z2 / (Z1 + Z2) of the ground impedances Z1 and Z2 is plotted on the horizontal axis, and the sum of absolute values of the voltages Va and Vb | Va | + | V.
The voltage V = 100 of the secondary coil 4 with b |
FIG. 2 shows the result of graphing the equation (9) under the condition of V and resistance R = 1 MΩ. As shown in FIG. 2, the total value | Va | + | Vb | is 10 when the combined impedance is 0Ω.
It shows a curve where the total value | Va | + | Vb | monotonously decreases as the combined impedance increases from 0V. Therefore, when either the first electric line or the second electric line is connected to the ground by a conductor having a low impedance, the value of the ground fault current flowing becomes, for example, 2 mA, and an insulation failure alarm is issued. , The combined impedance is 100V / 2mA = 50kΩ
And the total value | Va | + | Vb | at this time is 95.
Since it is 2 V, by setting this value to the reference level of the alarm, it becomes possible to reliably detect even if the insulation failure occurs in either the first electric path or the second electric path.
In addition, in the above description, even if the resistor R for detecting the ground fault current is an impedance element, it can be similarly applied.

【0022】また、当該インピーダンス素子が、抵抗と
リアクタンス素子からなる直列回路または並列回路を含
むことによって、各電路の対地インピーダンスZ1、Z
2が純抵抗成分だけでなく、地絡電流の位相を変化させ
るリアクタンス成分をも有する場合、すなわち各電路の
対地直流抵抗は極めて高いが対地キャパシタンスが低く
なって絶縁不良を起こしている場合にも、確実に検出す
ることが可能となる。
Further, since the impedance element includes a series circuit or a parallel circuit composed of a resistance element and a reactance element, the ground impedances Z1 and Z of each electric path are provided.
2 has not only a pure resistance component but also a reactance component that changes the phase of the ground fault current, that is, when the DC resistance to ground of each circuit is extremely high but the capacitance to ground is low, causing insulation failure. Therefore, it is possible to surely detect.

【0023】以下詳説すると、たとえば第1電路の対地
インピーダンスZ1(=R1+j・X1、jは虚数単
位)のリアクタンス成分X1による電流の位相は抵抗成
分R1による電流の位相と比べて90度ずれることにな
る。たとえばこのリアクタンス成分X1が容量性である
場合は、電流の位相は90度進むことになる。
Explaining in detail below, for example, the phase of the current due to the reactance component X1 of the ground impedance Z1 (= R1 + j · X1, j is an imaginary unit) of the first electric path deviates from the phase due to the resistance component R1 by 90 degrees. Become. For example, when the reactance component X1 is capacitive, the current phase advances 90 degrees.

【0024】このとき、地絡電流を検出するインピーダ
ンス素子が純抵抗成分Rだけである場合、当該インピー
ダンス素子の両端に発生する電圧の絶対値|Vb|は、
対地インピーダンスZ1のリアクタンス成分が無いとき
の値と比べて、|R+R1+j・X1|/(R+R1)
という比率で大きくなるが、リアクタンス成分X1が増
えてもあまり変化しない。
At this time, when the impedance element for detecting the ground fault current is only the pure resistance component R, the absolute value | Vb | of the voltage generated across the impedance element is
Compared to the value when there is no reactance component of the ground impedance Z1, | R + R1 + j · X1 | / (R + R1)
However, even if the reactance component X1 increases, it does not change much.

【0025】一方、地絡電流を検出するインピーダンス
素子が純抵抗成分Rだけでなくリアクタンス成分Xも有
する場合、当該インピーダンス素子の両端に発生する電
圧の絶対値|Vb|は、対地インピーダンスZ1のリア
クタンス成分が無いときの値と比べて、|R+R1+j
・(X+X1)|/|R+R1+j・X|という比率で
大きくなるため、リアクタンス成分X1の変化に敏感に
なる。したがって、地絡電流検出用のインピーダンス素
子が、抵抗とリアクタンス素子からなる直列回路または
並列回路を含むことによって、各電路の対地キャパシタ
ンスが低くなって絶縁不良を起こしている場合にも、確
実に検出することができる。
On the other hand, when the impedance element for detecting the ground fault current has not only the pure resistance component R but also the reactance component X, the absolute value | Vb | of the voltage generated across the impedance element is the reactance of the ground impedance Z1. Compared to the value when there is no component, | R + R1 + j
・ (X + X1) | / | R + R1 + j · X | increases, so that it becomes sensitive to changes in the reactance component X1. Therefore, the impedance element for detecting the ground fault current includes a series circuit or a parallel circuit consisting of a resistance and a reactance element, so that even if the ground capacitance of each circuit is low and insulation failure occurs, it can be detected reliably. can do.

【0026】また、電流検出手段と比較手段との間に信
号の直流成分を打ち消すためのオフセット手段と、当該
オフセット手段のオフセットレベルを発生するためのオ
フセットレベル発生手段とを備えることによって、電流
検出手段で検出された地絡電流の値が直流成分と変動成
分を含む場合に、その変動成分だけを増幅して測定感度
を向上させることができ、直流成分による増幅器の飽和
を防止することができる。さらに、絶縁トランスに供給
される交流電力が電圧変動した場合、電流検出手段で検
出される地絡電流の値もそれに伴って変動するが、当該
オフセットレベル発生手段の電源が絶縁トランスの2次
出力側から供給されていることによって、オフセットレ
ベルも交流電力の電圧変動に応じて変化する。したがっ
て、オフセット手段からの出力は、交流電力の電圧変動
の影響が打ち消され、S/N比の良好な信号を得ること
ができる。
Further, by providing an offset means for canceling the DC component of the signal between the current detecting means and the comparing means and an offset level generating means for generating the offset level of the offset means, the current detecting means is provided. When the value of the ground fault current detected by the means includes a DC component and a fluctuation component, only the fluctuation component can be amplified to improve the measurement sensitivity, and the saturation of the amplifier due to the DC component can be prevented. . Furthermore, when the AC power supplied to the isolation transformer fluctuates, the value of the ground fault current detected by the current detection means also fluctuates accordingly, but the power source of the offset level generation means is the secondary output of the insulation transformer. By being supplied from the side, the offset level also changes according to the voltage fluctuation of the AC power. Therefore, the output from the offset means cancels the influence of the voltage fluctuation of the AC power, and a signal with a good S / N ratio can be obtained.

【0027】また演算手段は、スイッチ手段の切替え動
作と同期して、電流検出手段からの出力をサンプリング
するための第1および第2サンプリング手段と、第1サ
ンプリング手段からの出力と第2サンプリング手段から
の出力を加算するための加算手段とを含むことによっ
て、第1電路との接続時に電流検出手段から出力される
第1検出値と、第2電路との接続時に電流検出手段から
出力される第2検出値との加算演算を容易に実現でき
る。
Further, the arithmetic means is synchronized with the switching operation of the switch means, and first and second sampling means for sampling the output from the current detecting means, the output from the first sampling means and the second sampling means. By including an adding unit for adding the outputs from the current detection unit and the first detection value output from the current detection unit at the time of connection with the first electric line, and the current detection unit at the time of connection with the second electric line. The addition operation with the second detection value can be easily realized.

【0028】[0028]

【実施例】図3は、本発明の一実施例の全体の構成を示
すブロック図である。非接地配線方式の電路の絶縁監視
装置は、商用交流電源1からのたとえば実効値100V
の交流電力が1次コイル3に供給される絶縁トランス2
と、絶縁トランス2の2次コイル4とそれぞれ接続され
る電路5、6と、電路5または電路6と接地8bとの間
に接続されるインピーダンス素子Z3、Z4および抵抗
RAと、インピーダンス素子Z3、Z4に流れる電流を
検出するための増幅器14および整流平滑回路15と、
抵抗RAおよびインピーダンス素子Z3またはZ4に流
れる電流源として電路5または電路6のいずれかを選択
するためのスイッチング素子11、12と、電路5の選
択時に整流平滑回路15から出力される検出値Vaをサ
ンプリングするためのサンプルホールド回路16と、電
路6の選択時に整流平滑回路15から出力される検出値
Vbをサンプリングするためのサンプルホールド回路1
7と、各スイッチング素子11、12および各サンプル
ホールド回路16、17の制御タイミングパルスを発生
するためのタイミング発生回路10と、各サンプルホー
ルド回路16、17の出力を加算するための加算回路1
8と、加算回路18からの信号の直流成分を打ち消すた
めの減算回路19と、減算回路19のオフセットレベル
を発生するための基準回路20と、減算回路19からの
出力信号と基準回路22からの所定基準レベルとを比較
するための比較回路21と、減算回路19からの出力信
号を定量的に表示するためのメータ回路23と、比較回
路21の判定結果に基づいてブザー等の音響警報器25
およびランプ等の光警報器26を駆動するための駆動回
路24などで構成されている。
FIG. 3 is a block diagram showing the overall construction of an embodiment of the present invention. The insulation monitoring device for the non-grounded wiring type circuit is, for example, 100 V effective value from the commercial AC power supply 1.
Isolation transformer 2 in which the AC power is supplied to the primary coil 3
, Electric paths 5, 6 respectively connected to the secondary coil 4 of the insulating transformer 2, impedance elements Z3, Z4 and a resistance RA connected between the electric path 5 or between the electric path 6 and the ground 8b, and an impedance element Z3, An amplifier 14 and a rectifying / smoothing circuit 15 for detecting a current flowing through Z4,
The switching elements 11 and 12 for selecting either the electric path 5 or the electric path 6 as a current source flowing through the resistor RA and the impedance element Z3 or Z4, and the detection value Va output from the rectifying / smoothing circuit 15 when the electric path 5 is selected are A sample and hold circuit 16 for sampling, and a sample and hold circuit 1 for sampling the detection value Vb output from the rectifying and smoothing circuit 15 when the electric path 6 is selected.
7, a timing generation circuit 10 for generating control timing pulses for the switching elements 11 and 12 and the sample and hold circuits 16 and 17, and an adder circuit 1 for adding the outputs of the sample and hold circuits 16 and 17.
8, a subtraction circuit 19 for canceling the DC component of the signal from the addition circuit 18, a reference circuit 20 for generating an offset level of the subtraction circuit 19, an output signal from the subtraction circuit 19 and a reference circuit 22. A comparison circuit 21 for comparing with a predetermined reference level, a meter circuit 23 for quantitatively displaying the output signal from the subtraction circuit 19, and an acoustic alarm 25 such as a buzzer based on the judgment result of the comparison circuit 21.
And a drive circuit 24 for driving an optical alarm 26 such as a lamp.

【0029】電路5、6は、非接地配線方式に基づい
て、病院、診療所等に設けられる電気設備7に接続され
ており、電路5と接地8aとの間には、絶縁不良を等価
的に表す対地インピーダンスZ1が形成され、一方、電
路6と接地8aとの間には、絶縁不良を等価的に表す対
地インピーダンスZ2が形成されている。また、電路
5、6にトランス27が接続され、整流平滑回路28を
通って平滑化された直流電圧Pが基準回路20の電源と
して供給される。
The electric lines 5 and 6 are connected to an electric equipment 7 provided in a hospital, a clinic, etc. on the basis of the non-grounded wiring system, and insulation failure is equivalently provided between the electric line 5 and the ground 8a. A ground impedance Z1 is formed, while a ground impedance Z2 equivalently representing insulation failure is formed between the electric path 6 and the ground 8a. Further, a transformer 27 is connected to the electric paths 5 and 6, and a DC voltage P smoothed through a rectifying / smoothing circuit 28 is supplied as a power source of the reference circuit 20.

【0030】次に、動作について説明する。タイミング
発生回路10によってスイッチング素子11だけが導通
した場合は、電路5、インピーダンス素子Z3、スイッ
チング素子11、抵抗RA、接地8b、接地8a、対地
インピーダンスZ2、電路6という経路で地絡電流ia
が流れる。このとき抵抗RAの両端にはia×RAの電
圧信号が発生し、この電圧信号を増幅器14で増幅し整
流平滑回路15で電圧信号を平滑化して信号の包絡線を
検出することによって、検出値Vaを得ることができ
る。この検出値Vaは、タイミング発生回路10にタイ
ミング制御されたサンプルホールド回路16によってサ
ンプリングされ、所定時間保持される。
Next, the operation will be described. When only the switching element 11 is turned on by the timing generation circuit 10, the ground path current ia is formed in the path of the electric path 5, the impedance element Z3, the switching element 11, the resistor RA, the ground 8b, the ground 8a, the ground impedance Z2, and the electric path 6.
Flows. At this time, a voltage signal of ia × RA is generated at both ends of the resistor RA, the voltage signal is amplified by the amplifier 14, the voltage signal is smoothed by the rectifying / smoothing circuit 15, and the envelope of the signal is detected. Va can be obtained. The detected value Va is sampled by the sample hold circuit 16 whose timing is controlled by the timing generation circuit 10 and held for a predetermined time.

【0031】一方、タイミング発生回路10によってス
イッチング素子12だけが導通した場合は、電路6、イ
ンピーダンス素子Z4、スイッチング素子12、抵抗R
A、接地8b、接地8a、対地インピーダンスZ1、電
路5という経路で地絡電流ibが流れる。このとき抵抗
RAの両端にはib×RAの電圧信号が発生し、この電
圧信号を増幅器14で増幅し整流平滑回路15で電圧信
号を平滑化して信号の包絡線を検出することによって、
検出値Vbを得ることができる。この検出値Vbは、タ
イミング発生回路10にタイミング制御されたサンプル
ホールド回路17によってサンプリングされ、所定時間
保持される。
On the other hand, when only the switching element 12 is turned on by the timing generation circuit 10, the electric path 6, the impedance element Z4, the switching element 12, and the resistor R
A ground fault current ib flows through a route of A, ground 8b, ground 8a, ground impedance Z1, and electric path 5. At this time, a voltage signal of ib × RA is generated at both ends of the resistor RA, the voltage signal is amplified by the amplifier 14, the voltage signal is smoothed by the rectifying / smoothing circuit 15, and the envelope of the signal is detected.
The detection value Vb can be obtained. The detected value Vb is sampled by the sample hold circuit 17 whose timing is controlled by the timing generation circuit 10 and held for a predetermined time.

【0032】こうしてサンプルホールド回路16で保持
された検出値Vaとサンプルホールド回路17で保持さ
れた検出値Vbが加算回路18に入力され、合計値|V
a|+|Vb|が得られる。なお、2つの検出値Va、
Vbはタイミングが異なって検出されるため、位相の影
響は無く、絶対値加算が行なわれる。
In this way, the detected value Va held by the sample hold circuit 16 and the detected value Vb held by the sample hold circuit 17 are input to the adder circuit 18, and the total value | V
a | + | Vb | is obtained. The two detection values Va,
Since Vb is detected at different timings, there is no influence of the phase, and absolute value addition is performed.

【0033】加算回路18から出力される信号は、減算
回路19に入力され、基準回路20で設定されたオフセ
ットレベル分だけ直流成分が打ち消されて、信号の変動
成分だけが強調され、必要に応じて所定増幅率で増幅さ
れる。なお、基準回路20の電源として整流平滑回路2
8からの直流電圧Pが供給されるため、絶縁トランスに
供給される交流電力の電圧変動とオフセットレベルとは
互いに同相で変動することになり、その結果、減算回路
19の出力では互いに相殺される。
The signal output from the adder circuit 18 is input to the subtractor circuit 19, the DC component is canceled by the offset level set by the reference circuit 20, and only the fluctuation component of the signal is emphasized. And is amplified at a predetermined amplification rate. The rectifying and smoothing circuit 2 is used as the power source of the reference circuit 20.
Since the DC voltage P from 8 is supplied, the voltage fluctuation of the AC power supplied to the isolation transformer and the offset level fluctuate in phase with each other, and as a result, the output of the subtraction circuit 19 cancels each other out. .

【0034】減算回路19からの出力信号は、比較回路
21に入力され、基準回路22で設定された所定基準レ
ベルとの大小比較が行なわれる。たとえば、所定基準レ
ベルが、図2で示した95.2Vに相当する値に設定さ
れた場合、減算回路19の出力信号がこの値より小さけ
れば、対地インピーダンスZ1、Z2の合成インピーダ
ンスが50kΩより大きいことになり、電路5、6に絶
縁不良は生じていないと判定する。一方、減算回路19
の出力信号がこの値以上であれば、対地インピーダンス
Z1、Z2の合成インピーダンスが50kΩ以下とな
り、電路5、6に絶縁不良が発生していると判定する。
The output signal from the subtraction circuit 19 is input to the comparison circuit 21 and is compared with the predetermined reference level set by the reference circuit 22 in magnitude. For example, if the predetermined reference level is set to a value corresponding to 95.2 V shown in FIG. 2 and the output signal of the subtraction circuit 19 is smaller than this value, the combined impedance of the ground impedances Z1 and Z2 is larger than 50 kΩ. Therefore, it is determined that there is no insulation failure in the electric paths 5 and 6. On the other hand, the subtraction circuit 19
If the output signal of is higher than this value, the combined impedance of the ground impedances Z1 and Z2 is 50 kΩ or less, and it is determined that insulation failure has occurred in the electric paths 5 and 6.

【0035】比較回路21が電路5、6に絶縁不良が発
生していると判定した場合は、駆動回路24に絶縁不良
信号を伝えて、音響警報器25で警告音を発生させた
り、光警報器26で警告灯を表示して、使用者や医者等
に告知する。なお、絶縁不良の度合をアナログ表示する
ために、減算回路19からの出力信号がメータ回路23
によって定量表示される。
When the comparison circuit 21 determines that insulation failure has occurred in the electric lines 5 and 6, an insulation failure signal is transmitted to the drive circuit 24 to cause the audible alarm 25 to generate a warning sound or an optical alarm. A warning light is displayed on the device 26 to notify the user or doctor. In order to display the degree of insulation failure in analog, the output signal from the subtraction circuit 19 is the meter circuit 23.
Is displayed quantitatively by.

【0036】図4および図5は、図3に示した絶縁監視
装置の具体的構成を示す回路図である。まず図4におい
て、電路5に接続されたインピーダンス素子Z3は、抵
抗R11とコンデンサC11との直列回路で形成されて
おり、たとえば抵抗R11は680kΩ、コンデンサC
11は3900pFに設定することが好ましい。これ
は、電源周波数fが60Hzとすると、コンデンサC1
1のリアクタンスX11が1/(2π・60・3900
pF)=680kΩとなって、抵抗R11と同程度にな
り、しかも直列インピーダンスが|R11+j・X11
|=1MΩという高インピーダンスになるためである。
その結果、電路5の絶縁低下を招くこと無く、しかも対
地インピーダンスZ1、Z2が容量性であっても高感度
で検出することが可能となる。このことは、電路6に接
続されたインピーダンス素子Z4についても同様であ
り、抵抗R12は680kΩ、コンデンサC12は39
00pFに設定することが好ましい。
FIGS. 4 and 5 are circuit diagrams showing a specific structure of the insulation monitoring apparatus shown in FIG. First, in FIG. 4, the impedance element Z3 connected to the electric path 5 is formed of a series circuit of a resistor R11 and a capacitor C11. For example, the resistor R11 has a resistance of 680 kΩ and a capacitor C11.
11 is preferably set to 3900 pF. This is because when the power supply frequency f is 60 Hz, the capacitor C1
1 reactance X11 is 1 / (2π ・ 60 ・ 3900)
pF) = 680 kΩ, which is about the same as the resistance R11 and the series impedance is | R11 + j · X11.
This is because the impedance becomes as high as | = 1 MΩ.
As a result, it is possible to detect with high sensitivity without lowering the insulation of the electric path 5 and even if the ground impedances Z1 and Z2 are capacitive. The same applies to the impedance element Z4 connected to the electric path 6, in which the resistance R12 is 680 kΩ and the capacitor C12 is 39.
It is preferably set to 00 pF.

【0037】スイッチング素子11、12は、絶縁性を
高めるために発光ダイオードを内蔵した半導体リレーを
用いるのが好ましく、タイミング発生回路10からの制
御信号SA、SBに応じてトランジスタTR1、TR2
が内蔵された発光ダイオードを点灯することによって、
半導体リレーが導通または遮断を行なう。
For the switching elements 11 and 12, it is preferable to use a semiconductor relay incorporating a light emitting diode in order to improve the insulation, and the transistors TR1 and TR2 are responded to in response to the control signals SA and SB from the timing generation circuit 10.
By turning on the built-in light emitting diode,
The semiconductor relay turns on or off.

【0038】スイッチング素子11、12の他端は互い
に結線され、抵抗RAの一端に接続される。抵抗RAの
他端は接地8bに接続される。なお、抵抗RAの抵抗値
は、インピーダンス素子Z3、Z4の1/10程度、す
なわち100kΩ程度に選ばれる。スイッチング素子1
1、12のいずれか一方の導通によって抵抗RAに地絡
電流が流れ、抵抗RAの両端に電圧信号が発生すると、
増幅器14によって増幅され、図5に示した整流平滑回
路15に供給される。なお、抵抗RAの両端にはノイズ
吸収用のコンデンサが並列接続される。
The other ends of the switching elements 11 and 12 are connected to each other and connected to one end of the resistor RA. The other end of the resistor RA is connected to the ground 8b. The resistance value of the resistor RA is selected to be about 1/10 of that of the impedance elements Z3 and Z4, that is, about 100 kΩ. Switching element 1
When a ground fault current flows through the resistor RA due to conduction of either one of 1 and 12, and a voltage signal is generated across the resistor RA,
It is amplified by the amplifier 14 and supplied to the rectifying / smoothing circuit 15 shown in FIG. A noise absorbing capacitor is connected in parallel to both ends of the resistor RA.

【0039】タイミング発生回路10は、タイマIC1
からなるパルス発生器を有し、図6(1)、(2)に示
す制御信号SA、SBのように、たとえば周期10秒、
デューティ50%のパルスを発生する。一方、制御信号
SBは、抵抗R13、コンデンサC13の時定数回路、
NAND素子IC2、NOT素子IC3などで波形整形
され、サンプリング信号SCが作られるとともに、NO
T素子IC5、抵抗R14、コンデンサC14、NAN
D素子IC6、NOT素子IC7などで波形整形され、
サンプリング信号SDが作られる。なお、電源回路40
は、各回路の電源として直流電圧+VC、−VCを供給
する。
The timing generation circuit 10 includes a timer IC 1
6A and 6B, the control signal SA and SB shown in (1) and (2) of FIG.
A pulse with a duty of 50% is generated. On the other hand, the control signal SB is the time constant circuit of the resistor R13 and the capacitor C13,
The waveform is shaped by the NAND element IC2, the NOT element IC3, etc., and the sampling signal SC is generated.
T element IC5, resistor R14, capacitor C14, NAN
Waveform is shaped by D element IC6, NOT element IC7, etc.
A sampling signal SD is created. The power supply circuit 40
Supplies DC voltage + VC, -VC as a power source for each circuit.

【0040】次に図5において、抵抗RAの両端に発生
した電圧信号は、増幅器14によってたとえば増幅率1
で増幅され、整流平滑回路15に入力される。整流平滑
回路15は、ダイオードD1、D2、演算増幅器IC8
などからなる全波整流回路と、コンデンサC15、抵抗
15、演算増幅器IC9などからなる平滑回路とを有
し、電圧信号を平滑化して信号の包絡線を検出する。
Next, referring to FIG. 5, the voltage signal generated across the resistor RA is amplified by the amplifier 14 to, for example, an amplification factor of 1.
Is amplified by and is input to the rectifying / smoothing circuit 15. The rectifying / smoothing circuit 15 includes diodes D1 and D2, an operational amplifier IC8.
It has a full-wave rectifier circuit made up of, for example, a smoothing circuit made up of a capacitor C15, a resistor 15, an operational amplifier IC9, etc., and smoothes the voltage signal to detect the envelope of the signal.

【0041】サンプルホールド回路16は、サンプリン
グ信号SCによって開閉するアナログスイッチSW1
と、サンプリングコンデンサC16と、演算増幅器IC
10とで構成され、アナログスイッチSW1が所定時間
導通してサンプリングコンデンサC16に充電された電
圧値をアナログスイッチSW1の遮断後も保持する機能
を有する。同様に、サンプルホールド回路17は、サン
プリング信号SDによって開閉するアナログスイッチS
W2と、サンプリングコンデンサC17と、演算増幅器
IC11とで構成される。
The sample and hold circuit 16 has an analog switch SW1 which is opened and closed by a sampling signal SC.
, Sampling capacitor C16, operational amplifier IC
And has a function of holding the voltage value charged in the sampling capacitor C16 by conducting the analog switch SW1 for a predetermined time even after the analog switch SW1 is cut off. Similarly, the sample hold circuit 17 includes an analog switch S that opens and closes according to the sampling signal SD.
It is composed of W2, a sampling capacitor C17, and an operational amplifier IC11.

【0042】サンプルホールド回路16、17で保持さ
れた信号は、演算増幅器IC12を含む加算回路18に
入力されて加算され、検出値Va、Vbの合計値が算出
される。
The signals held by the sample and hold circuits 16 and 17 are input to the adder circuit 18 including the operational amplifier IC12 and added, and the total value of the detected values Va and Vb is calculated.

【0043】減算回路19は、IC14を含む引算器と
IC15を含む非反転増幅器を有し、基準回路20から
出力されるオフセットレベルに基づいて加算回路18か
らの信号のうち直流成分を打ち消した後、残った変動成
分を所定増幅率で増幅している。基準回路20は、図3
および図4に示した整流平滑回路28から供給される直
流電圧Pを分圧するための抵抗直列回路と、抵抗直列回
路で設定されたオフセットレベルを増幅率1で増幅する
バッファIC13とで構成される。
The subtracting circuit 19 has a subtracter including the IC 14 and a non-inverting amplifier including the IC 15, and cancels the DC component of the signal from the adding circuit 18 based on the offset level output from the reference circuit 20. After that, the remaining fluctuation component is amplified at a predetermined amplification rate. The reference circuit 20 is shown in FIG.
And a resistor series circuit for dividing the DC voltage P supplied from the rectifying / smoothing circuit 28 shown in FIG. 4, and a buffer IC 13 for amplifying the offset level set by the resistor series circuit with an amplification factor of 1. .

【0044】減算回路19の出力は、抵抗R16、コン
デンサ18からなるローパスフィルタを通って、比較回
路21およびメータ回路23に入力される。メータ回路
23は、バッファIC17とその出力をアナログ表示す
るメータM1とを備える。
The output of the subtraction circuit 19 is input to the comparison circuit 21 and the meter circuit 23 through a low pass filter composed of a resistor R16 and a capacitor 18. The meter circuit 23 includes a buffer IC 17 and a meter M1 that analog-displays its output.

【0045】比較回路21は、図4に示した電源回路4
0から供給される直流電圧+VCを分圧する抵抗直列回
路と、抵抗直列回路で設定された基準レベルと減算回路
19の出力との大小比較を行なうコンパレータIC16
とを有する。減算回路19の出力が該基準レベル以上に
なると、コンパレータIC16はハイレベルの信号を出
力し、次の駆動回路24のトランジスタTR3が導通状
態になりリレーRL1が動作する。リレーRL1の出力
に基づいて、図3に示すスピーカ等の音響警報器25お
よびランプ等の光警報器26が動作して、使用者等に絶
縁不良を告知する。
The comparison circuit 21 is the power supply circuit 4 shown in FIG.
A resistor series circuit that divides the DC voltage + VC supplied from 0, and a comparator IC16 that compares the reference level set by the resistor series circuit and the output of the subtraction circuit 19 with each other.
Have and. When the output of the subtraction circuit 19 becomes higher than the reference level, the comparator IC16 outputs a high level signal, the transistor TR3 of the next drive circuit 24 becomes conductive, and the relay RL1 operates. Based on the output of the relay RL1, the acoustic alarm 25 such as a speaker and the optical alarm 26 such as a lamp shown in FIG. 3 operate to notify the user or the like of insulation failure.

【0046】図6は、図3、図4および図5に示す絶縁
監視装置の動作を示すタイミングチャートである。タイ
ミング発生回路10がたとえば周期10秒、デューティ
50%のパルスを発生し、図6(1)に示す制御信号S
Aがハイレベルになると、スイッチング素子11だけが
導通して、インピーダンス素子Z3および抵抗RAに地
絡電流iaが流れ、抵抗RAの両端にはia×RAの電
圧信号が発生し、この電圧信号を増幅器14で増幅し整
流平滑回路15で電圧信号を平滑化すると、図6(3)
に示す検出信号Q1が得られる。次に、図6(5)に示
すサンプリング信号SCがタイミング発生回路10から
サンプルホールド回路16に供給され、その立ち上がり
時点で検出信号Q1がサンプリングされて、検出値Va
が所定時間保持される。
FIG. 6 is a timing chart showing the operation of the insulation monitoring apparatus shown in FIGS. 3, 4 and 5. The timing generation circuit 10 generates a pulse having a cycle of 10 seconds and a duty of 50%, and the control signal S shown in FIG.
When A becomes high level, only the switching element 11 becomes conductive, the ground fault current ia flows through the impedance element Z3 and the resistor RA, and a voltage signal of ia × RA is generated at both ends of the resistor RA. When the voltage is amplified by the amplifier 14 and the voltage signal is smoothed by the rectifying / smoothing circuit 15, FIG.
The detection signal Q1 shown in is obtained. Next, the sampling signal SC shown in FIG. 6 (5) is supplied from the timing generation circuit 10 to the sample hold circuit 16, and the detection signal Q1 is sampled at the rising time thereof to detect the detection value Va.
Is held for a predetermined time.

【0047】一方、図6(1)に示す制御信号SAがロ
ーレベルになり、図6(2)に示す制御信号SBがハイ
レベルになると、スイッチング素子12だけが導通し
て、インピーダンス素子Z4および抵抗RAに地絡電流
ibが流れ、抵抗RAの両端にはib×RAの電圧信号
が発生し、この電圧信号を増幅器14で増幅し整流平滑
回路15で電圧信号を平滑化すると、図6(4)に示す
検出信号Q2が得られる。次に、図6(6)に示すサン
プリング信号SDがタイミング発生回路10からサンプ
ルホールド回路17に供給され、その立ち上がり時点で
検出信号Q2がサンプリングされて、検出値Vbが所定
時間保持される。なお、検出信号Q1、Q2は、理解容
易のために独立して図示したが、どちらも整流平滑回路
15から出力される信号であって互いに重畳している。
On the other hand, when the control signal SA shown in FIG. 6 (1) becomes low level and the control signal SB shown in FIG. 6 (2) becomes high level, only the switching element 12 becomes conductive and the impedance elements Z4 and Z4. When the ground fault current ib flows through the resistor RA and a voltage signal of ib × RA is generated across the resistor RA, the voltage signal is amplified by the amplifier 14 and the voltage signal is smoothed by the rectifying / smoothing circuit 15. The detection signal Q2 shown in 4) is obtained. Next, the sampling signal SD shown in (6) of FIG. 6 is supplied from the timing generation circuit 10 to the sample hold circuit 17, the detection signal Q2 is sampled at the rising time thereof, and the detection value Vb is held for a predetermined time. Although the detection signals Q1 and Q2 are shown separately for easy understanding, both are signals output from the rectifying / smoothing circuit 15 and are superimposed on each other.

【0048】こうしてインピーダンス素子Z3が通電し
たときの検出値Vaとインピーダンス素子Z4が通電し
たときの検出値Vbが、タイミング発生回路10の1周
期毎に検出され、サンプルホールド回路16、17より
後段の加算回路18によって合計値|Va|+|Vb|
が演算される。
In this way, the detected value Va when the impedance element Z3 is energized and the detected value Vb when the impedance element Z4 is energized are detected for each cycle of the timing generation circuit 10, and are provided at a stage subsequent to the sample hold circuits 16 and 17. The total value | Va | + | Vb |
Is calculated.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上詳説したように本発明によれば、測
定時の絶縁低下を防止するとともに、第1電路に関する
第1検出値と第2電路に関する第2検出値との合計値を
絶縁評価しているため、対称性のある第1電路と第2電
路を均等に総合評価することができる。そして当該合計
値と予め定めた基準レベルとを比較することによって、
各電路の絶縁不良を確実に判定することが可能となる。
As described in detail above, according to the present invention, the insulation deterioration during the measurement is prevented, and the total value of the first detection value regarding the first electric path and the second detection value regarding the second electric path is evaluated for insulation. Therefore, it is possible to equally comprehensively evaluate the symmetric first electric path and the second electric path. Then, by comparing the total value with a predetermined reference level,
It is possible to reliably determine the insulation failure of each electric circuit.

【0050】また、各電路の対地インピーダンスがリア
クタンス成分を含む場合でも、絶縁不良を確実に検出す
ることができる。
Even when the ground impedance of each electric path includes a reactance component, it is possible to reliably detect the insulation failure.

【0051】また、地絡電流の検出信号のS/N比が向
上するため、高信頼性の絶縁判定を行なうことができ
る。
Since the S / N ratio of the ground fault current detection signal is improved, highly reliable insulation determination can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の原理を説明するための回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram for explaining the principle of the present invention.

【図2】電圧合計値|Va|+|Vb|と対地インピー
ダンスZ1、Z2の合成インピーダンスとの関係を示す
グラフである。
FIG. 2 is a graph showing a relationship between a total voltage value | Va | + | Vb | and a combined impedance of ground impedances Z1 and Z2.

【図3】本発明の一実施例の全体の構成を示すブロック
図である。
FIG. 3 is a block diagram showing the overall configuration of an embodiment of the present invention.

【図4】図3に示した絶縁監視装置の具体的構成を示す
回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a specific configuration of the insulation monitoring device shown in FIG.

【図5】図3に示した絶縁監視装置の具体的構成を示す
回路図である。
5 is a circuit diagram showing a specific configuration of the insulation monitoring device shown in FIG.

【図6】図3、図4および図5に示す絶縁監視装置の動
作を示すタイミングチャートである。
6 is a timing chart showing the operation of the insulation monitoring device shown in FIGS. 3, 4, and 5. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 商用交流電源 2 絶縁トランス 3 1次コイル 4 2次コイル 5、6 電路 7 電気設備 8a、8b 接地 10 タイミング発生回路 11、12 スイッチング素子 14 増幅器 15 整流平滑回路 16、17 サンプルホールド回路 18 加算回路 19 減算回路 20、22 基準回路 21 比較回路 23 メータ回路 24 駆動回路 25 音響警報器 26 光警報器 Z1、Z2 対地インピーダンス Z3、Z4 インピーダンス素子 RA 抵抗 1 Commercial AC Power Supply 2 Insulation Transformer 3 Primary Coil 4 Secondary Coil 5 and 6 Electrical Circuit 7 Electrical Equipment 8a and 8b Grounding 10 Timing Generation Circuit 11 and 12 Switching Element 14 Amplifier 15 Rectifying and Smoothing Circuit 16 and 17 Sample and Hold Circuit 18 Adder Circuit 19 Subtraction circuit 20, 22 Reference circuit 21 Comparison circuit 23 Meter circuit 24 Drive circuit 25 Acoustic alarm 26 Optical alarm Z1, Z2 Ground impedance Z3, Z4 Impedance element RA Resistance

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 1次入力側に交流電力が供給される絶縁
トランスと、 前記絶縁トランスの2次出力側と接続される第1電路お
よび第2電路と、 第1電路または第2電路と接地との間に接続されるイン
ピーダンス素子と、 前記インピーダンス素子に流れる電流と第1電路または
第2電路と大地間に形成される抵抗容量を通じて流れる
電流の総和を検出するための電流検出手段と、 前記インピーダンス素子に流れる電流源として第1電路
または第2電路のいずれかを選択するためのスイッチ手
段と、 第1電路の選択時に前記電流検出手段から出力される第
1検出値と、第2電路の選択時に前記電流検出手段から
出力される第2検出値とを加算するための演算手段と、 前記演算手段からの出力と所定基準レベルとを比較する
ための比較手段とを備えることを特徴とする非接地配線
方式の電路の絶縁監視装置。
1. An insulating transformer to which AC power is supplied to a primary input side, a first electric line and a second electric line connected to a secondary output side of the insulating transformer, a first electric line or a second electric line, and grounding. An impedance element connected between the impedance element and a current detecting unit for detecting a sum of a current flowing through the impedance element and a current flowing through a resistance capacitance formed between the first electric path or the second electric path and the ground; A switch means for selecting either the first electric path or the second electric path as a current source flowing through the impedance element, a first detection value output from the current detecting means at the time of selecting the first electric path, and a second electric path Computation means for adding the second detection value output from the current detection means at the time of selection, and comparison means for comparing the output from the computation means with a predetermined reference level are provided. A non-ground wiring type electric line insulation monitoring device.
【請求項2】 前記インピーダンス素子が、抵抗とリア
クタンス素子からなる直列回路または並列回路を含むこ
とを特徴とする請求項1に記載の非接地配線方式の電路
の絶縁監視装置。
2. The insulation monitoring device for a non-grounded wiring type electric line according to claim 1, wherein the impedance element includes a series circuit or a parallel circuit including a resistance and a reactance element.
【請求項3】 前記電流検出手段と前記比較手段との間
に、信号の直流成分を打ち消すためのオフセット手段
と、 前記オフセット手段のオフセットレベルを発生するため
のオフセットレベル発生手段とを備え、 前記オフセットレベル発生手段の電源が、前記絶縁トラ
ンスの2次出力側から供給されていることを特徴とする
請求項1に記載の非接地配線方式の電路の絶縁監視装
置。
3. An offset means for canceling a DC component of a signal and an offset level generating means for generating an offset level of the offset means are provided between the current detecting means and the comparing means, 2. The insulation monitoring apparatus for a non-grounded wiring type electric circuit according to claim 1, wherein the power supply of the offset level generating means is supplied from the secondary output side of the insulation transformer.
【請求項4】 前記演算手段は、 前記スイッチ手段の切替え動作と同期して、前記電流検
出手段からの出力をサンプリングするための第1および
第2サンプリング手段と、 第1サンプリング手段からの出力と第2サンプリング手
段からの出力を加算するための加算手段とを含むことを
特徴とする請求項1に記載の非接地配線方式の電路の絶
縁監視装置。
4. The computing means synchronizes with a switching operation of the switch means, and first and second sampling means for sampling an output from the current detecting means, and an output from the first sampling means. 2. An insulation monitoring device for a non-grounded wiring type electric line according to claim 1, further comprising: an addition unit for adding the outputs from the second sampling unit.
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