JPH0721522B2 - 位相補償した絶縁抵抗測定方法 - Google Patents
位相補償した絶縁抵抗測定方法Info
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- JPH0721522B2 JPH0721522B2 JP12494587A JP12494587A JPH0721522B2 JP H0721522 B2 JPH0721522 B2 JP H0721522B2 JP 12494587 A JP12494587 A JP 12494587A JP 12494587 A JP12494587 A JP 12494587A JP H0721522 B2 JPH0721522 B2 JP H0721522B2
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- Japan
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- frequency
- phase
- measuring
- insulation resistance
- component
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は活線状態で電路等の絶縁抵抗を測定する装置の
温度変化或は回路定数の経年変化等に対する補償方法に
関する。
温度変化或は回路定数の経年変化等に対する補償方法に
関する。
（従来技術） 従来，漏電等の電路に於けるトラブルの早期発見の為に
例えば第２図に示す如き電路の絶縁抵抗測定方法を用い
電路状態を監視するのが一般的であった。
例えば第２図に示す如き電路の絶縁抵抗測定方法を用い
電路状態を監視するのが一般的であった。
これは負荷Ｚを有する受電変圧器Ｔの接地線LEを，商用
電源周波とは異なる周波数１なる低周波信号発振器OS
Cに接続されたトランスOTに貫通せしめるか，或いは前
記接地線LEに直列に前記発振器を挿入接続する等して電
路１及び電路２に低周波電圧を印加し，前記接地線LEを
貫通せしめた零相変流器ZCTによって電路と大地間に存
在する絶縁抵抗Ro及び対地浮遊容量Coを介して前記接地
線に帰還する前記低周波電圧により生ずる漏洩電流を検
出しこれを増幅器AMPで増幅したのち，フィルタFILによ
って周波数１成分のみを選択し，これを例えば前記発
振器OSCの出力信号を用いて掛算器MULTで同期検波して
該漏洩電流中の有効分（即ち印加低周波電圧と同相の成
分）を検出することにより電路の絶縁抵抗を測定するよ
う構成したものであった。
電源周波とは異なる周波数１なる低周波信号発振器OS
Cに接続されたトランスOTに貫通せしめるか，或いは前
記接地線LEに直列に前記発振器を挿入接続する等して電
路１及び電路２に低周波電圧を印加し，前記接地線LEを
貫通せしめた零相変流器ZCTによって電路と大地間に存
在する絶縁抵抗Ro及び対地浮遊容量Coを介して前記接地
線に帰還する前記低周波電圧により生ずる漏洩電流を検
出しこれを増幅器AMPで増幅したのち，フィルタFILによ
って周波数１成分のみを選択し，これを例えば前記発
振器OSCの出力信号を用いて掛算器MULTで同期検波して
該漏洩電流中の有効分（即ち印加低周波電圧と同相の成
分）を検出することにより電路の絶縁抵抗を測定するよ
う構成したものであった。
本発明の理解を助けるためにその測定理論を更に説明す
る。
る。
前記接地線LEに印加される低周波信号電圧を例えば正弦
波としてVsinω1t（ω１＝２π１）とすれば，接地点
Ｅを介して接地線LEに帰還する周波数１の漏洩電流Ｉ
は と表わされ，印加する交流電圧と同相の成分，即ち上記
（１）式の右辺第１項の成分に比例した値を同期検波等
の手段で検出すればこの値は絶縁抵抗Roに逆比例したも
のとなるから，これによって電路の絶縁抵抗値を求める
ことができる。しかしこのように前記接地線に帰還する
漏洩電流を変流器ZCTで検出し，更に零相変流器出力に
含まれる周波数１の漏洩電流成分をフィルタFILで選
択出力する従来の方法では，通常変流器→増幅器→フィ
ルタの系で周波数１の漏洩電流の位相がずれるから，
これらの同期検波出力からRoに逆比例した値を得るため
にはこの位相ずれを補償する必要がある。
波としてVsinω1t（ω１＝２π１）とすれば，接地点
Ｅを介して接地線LEに帰還する周波数１の漏洩電流Ｉ
は と表わされ，印加する交流電圧と同相の成分，即ち上記
（１）式の右辺第１項の成分に比例した値を同期検波等
の手段で検出すればこの値は絶縁抵抗Roに逆比例したも
のとなるから，これによって電路の絶縁抵抗値を求める
ことができる。しかしこのように前記接地線に帰還する
漏洩電流を変流器ZCTで検出し，更に零相変流器出力に
含まれる周波数１の漏洩電流成分をフィルタFILで選
択出力する従来の方法では，通常変流器→増幅器→フィ
ルタの系で周波数１の漏洩電流の位相がずれるから，
これらの同期検波出力からRoに逆比例した値を得るため
にはこの位相ずれを補償する必要がある。
このために同図に示す如く同期検波器MULTの第１の入力
端又は第２の入力端に固定の移相器PSを挿入し，これに
よって上記位相ずれを補正し互いの同期をとっていた。
即ちこの移相器PSを設けることにより対地浮遊容量Coが
ない状態（Co＝０）にて，同期検波器の第1,第２の入力
端に印加される電圧の位相差が零となるように前もって
設定しておくものであった。
端又は第２の入力端に固定の移相器PSを挿入し，これに
よって上記位相ずれを補正し互いの同期をとっていた。
即ちこの移相器PSを設けることにより対地浮遊容量Coが
ない状態（Co＝０）にて，同期検波器の第1,第２の入力
端に印加される電圧の位相差が零となるように前もって
設定しておくものであった。
しかしながら上述の如き従来の方法では変流器ZCT,フィ
ルタFIL,移相器PS等の位相特性は温度変化または使用部
品特性の経年変化等によって変動するため，この結果最
初の設定値との位相誤差が発生し，正しい測定結果を提
供できなくなる欠点があった。これらに対処するために
従来は特性変動の少ない極めて高品質な変流器或いはフ
ィルタ等を採用することによって位相誤差の影響を極力
小さくしていたが，それでもその影響を完全に除去する
ことは困難であった。
ルタFIL,移相器PS等の位相特性は温度変化または使用部
品特性の経年変化等によって変動するため，この結果最
初の設定値との位相誤差が発生し，正しい測定結果を提
供できなくなる欠点があった。これらに対処するために
従来は特性変動の少ない極めて高品質な変流器或いはフ
ィルタ等を採用することによって位相誤差の影響を極力
小さくしていたが，それでもその影響を完全に除去する
ことは困難であった。
（発明の目的） 本発明は以上説明したような従来の絶縁抵抗測定方法の
欠点を除去するためになされたものであって，高価な部
品を必要とせず安価に測定信号の位相いずれを常時補正
し，常に正確な測定結果をもたらしうる絶縁抵抗測定方
法を提供することを目的とする。
欠点を除去するためになされたものであって，高価な部
品を必要とせず安価に測定信号の位相いずれを常時補正
し，常に正確な測定結果をもたらしうる絶縁抵抗測定方
法を提供することを目的とする。
（発明の概要） この目的を達成するために本発明では接地線を介して電
路に又該電路に結合した変流器を介して周波数１の交
流信号電圧を入力すると共に新たに前記変流器を貫通す
る接続線を介し周波数１−ｓ並びに周波数１＋
ｓ（ここで１≫ｓ）の位相測定用電流を入力し，前
記変流器より得た漏洩電流成分と前記交流信号電圧とで
同期検波することにより得る出力に於て該出力中に含ま
れる周波数ｓの成分が零になるように同期検波に必要
な周波数１の交流信号電圧の位相を自動的に調整し，
絶縁抵抗測定装置の各々機器により生ずる位相のずれを
補償し電路の絶縁抵抗を補償するものである。
路に又該電路に結合した変流器を介して周波数１の交
流信号電圧を入力すると共に新たに前記変流器を貫通す
る接続線を介し周波数１−ｓ並びに周波数１＋
ｓ（ここで１≫ｓ）の位相測定用電流を入力し，前
記変流器より得た漏洩電流成分と前記交流信号電圧とで
同期検波することにより得る出力に於て該出力中に含ま
れる周波数ｓの成分が零になるように同期検波に必要
な周波数１の交流信号電圧の位相を自動的に調整し，
絶縁抵抗測定装置の各々機器により生ずる位相のずれを
補償し電路の絶縁抵抗を補償するものである。
（発明の実施例） 以下図示した実施例に基づき本発明を詳細に説明する。
先づ本発明を係る測定方法を説明する前にその理解を助
ける為従来の方法とその欠点を少しく詳細に説明する。
ける為従来の方法とその欠点を少しく詳細に説明する。
第（１）式にて示される周波数１の漏洩電流成分Ｉが
第２図の変流器ZCT,増幅器AMP,フィルタFILの系を通過
する際発生する位相ずれをθとすればフィルタFIL出力I
1は となり，これは同期検波器MULTの第１の入力端に印加さ
れる。
第２図の変流器ZCT,増幅器AMP,フィルタFILの系を通過
する際発生する位相ずれをθとすればフィルタFIL出力I
1は となり，これは同期検波器MULTの第１の入力端に印加さ
れる。
また掛算器MULTの第２の入力端に印加される電圧を例え
ば一定振幅のaosin（ω1t＋θ１）とすれば，掛算器MUL
T2の出力Ｄは 従ってθ＝θ１のときの出力Doは となり,V,aoは一定となるから絶縁抵抗Roの逆比例した
値を測定することができる。したがって位相ずれθ−θ
１が零でない時の上記Doに対するＤの誤差Ｅは となる。
ば一定振幅のaosin（ω1t＋θ１）とすれば，掛算器MUL
T2の出力Ｄは 従ってθ＝θ１のときの出力Doは となり,V,aoは一定となるから絶縁抵抗Roの逆比例した
値を測定することができる。したがって位相ずれθ−θ
１が零でない時の上記Doに対するＤの誤差Ｅは となる。
今，位相ずれの影響を検討するために例えば位相誤差を
θ−θ１＝１（度）とすれば，（６）式にて１＝25Hz
で,Ro＝20KΩ,Co＝５μＦとするときω1CoRo15.7とな
るから誤差εは27.4％となり著しく測定誤差が大きくな
ることが分る。
θ−θ１＝１（度）とすれば，（６）式にて１＝25Hz
で,Ro＝20KΩ,Co＝５μＦとするときω1CoRo15.7とな
るから誤差εは27.4％となり著しく測定誤差が大きくな
ることが分る。
本発明は上述の位相ずれに伴う誤差の発生を極力抑える
方法を提案するものである。
方法を提案するものである。
第１図は本発明に係る絶縁抵抗測定方法の一実施例を示
す回路図であって第２図と同一の記号は同一の意味をも
つものとする。即ち，同図に於てＴは変圧器,1及び２は
この変圧器の２次側低電路であって該電路２には第２種
接地工事を施した接地先LEが接続される。該接地線LEに
はトランスOT及び変流器ZCTとが結合され，前記変流器Z
CTの出力端は増幅器AMP1とフィルタFILを介し同期検波
器MULT1の−入力端と接続し，該MULT1の他の入力端は位
相制御回路PCの一端と接続される。更に前記変流器ZCT
には位相制御回路PCより掛算器MULT2,増幅器AMP2,及び
抵抗roを接続した接続線３を介し接続する。前記MULT2
の他の入力端には位相制御回路PCから90゜移相器PSを介
し接続し，トランスOTの一次側には位相制御回路PCより
電力増幅器PAMPを介し接続する。一方MULT1の出力端は
フィルタBP及び整流器DETを介し位相制御回路PCと接続
する。なお前記位相制御回路PCには周波数１及びｓ
なる信号発振源及び位相制御装置を持つ。
す回路図であって第２図と同一の記号は同一の意味をも
つものとする。即ち，同図に於てＴは変圧器,1及び２は
この変圧器の２次側低電路であって該電路２には第２種
接地工事を施した接地先LEが接続される。該接地線LEに
はトランスOT及び変流器ZCTとが結合され，前記変流器Z
CTの出力端は増幅器AMP1とフィルタFILを介し同期検波
器MULT1の−入力端と接続し，該MULT1の他の入力端は位
相制御回路PCの一端と接続される。更に前記変流器ZCT
には位相制御回路PCより掛算器MULT2,増幅器AMP2,及び
抵抗roを接続した接続線３を介し接続する。前記MULT2
の他の入力端には位相制御回路PCから90゜移相器PSを介
し接続し，トランスOTの一次側には位相制御回路PCより
電力増幅器PAMPを介し接続する。一方MULT1の出力端は
フィルタBP及び整流器DETを介し位相制御回路PCと接続
する。なお前記位相制御回路PCには周波数１及びｓ
なる信号発振源及び位相制御装置を持つ。
上記の如く構成した回路に於ける各装置の動作及び各ブ
ロックの機能を数式を用いて以下詳細に説明する。
ロックの機能を数式を用いて以下詳細に説明する。
掛算器MULT2の−入力端に位相制御回路PCより周波数
ｓなる信号a cosωｓ（ωｓ＝２πｓ）を入力し，前
記MULT2の他の入力端には前記位相制御回路PCより90゜
移相器PSを介して周波数１なる信号eocosω1tを入力
すると掛算器MULT2の出力ｅは となる。
ｓなる信号a cosωｓ（ωｓ＝２πｓ）を入力し，前
記MULT2の他の入力端には前記位相制御回路PCより90゜
移相器PSを介して周波数１なる信号eocosω1tを入力
すると掛算器MULT2の出力ｅは となる。
従って増幅器AMP2の出力より接続線３に流れる電流Ｉ′
は となる。一方接地線LEには位相制御回路PCより電力増幅
器PAMP及びトランスOTを介してVsinω1tなる電圧を与え
ることにより，変流器ZCTの出力は（２）式に相当する
漏洩電流成分Ｉ及び接続線３を介して入力される（８）
式に相当する電流Ｉ′を得る。
は となる。一方接地線LEには位相制御回路PCより電力増幅
器PAMP及びトランスOTを介してVsinω1tなる電圧を与え
ることにより，変流器ZCTの出力は（２）式に相当する
漏洩電流成分Ｉ及び接続線３を介して入力される（８）
式に相当する電流Ｉ′を得る。
前記変流器ZCTの出力電流Ｉ＋Ｉ′を増幅器AMPを介しフ
ィルタに入力すると，該フィルタFILの出力は前記増幅
器AMP及びフィルタFILによる位相のずれを生じた電流Ｉ
＋Ｉ′となる。
ィルタに入力すると，該フィルタFILの出力は前記増幅
器AMP及びフィルタFILによる位相のずれを生じた電流Ｉ
＋Ｉ′となる。
前記Ｉ＋Ｉ′をIoとするとIoは ここでθ１及びθ-1は周波数１＋ｓ及び１−ｓ
における変流器ZCT→増幅器AMP→フィルタFIL系におけ
る位相推移量である。前記フィルタ出力電流Ioを同期検
波器MULT1の−入力端に，他の入力端には位相制御回路P
Cより周波数１なる交流電圧aosin（ω1t＋θ′）を入
力すれば該同期検波器MULT1の出力Ｄ′は ところでωｓ≪ω１なるから と近似でき，（11）式に（12）式を代入することにより となる。θ＝θ′のときには（13）式からも明らかな如
く第２項の周波数ｓの成分は零となり更に第１項で表
わされる同期検波器出力Ｄ′の直流分も となり電路の絶縁抵抗を測定しうることが分かる。即
ち，同期検波器MULT1の出力Ｄ′中の周波数ｓの成分
をフィルタBPで検出し，その出力を整流器DETで整流
し，該整流器DET出力の直流分が零となるように位相制
御回路PCから同期検波器MULT1に入力する電圧aosin（ω
1t＋θ′）の位相補償のための移相量θ′を自動調整す
れば，位相推移量θの影響を受けずに電路の絶縁抵抗を
測定することが可能である。
における変流器ZCT→増幅器AMP→フィルタFIL系におけ
る位相推移量である。前記フィルタ出力電流Ioを同期検
波器MULT1の−入力端に，他の入力端には位相制御回路P
Cより周波数１なる交流電圧aosin（ω1t＋θ′）を入
力すれば該同期検波器MULT1の出力Ｄ′は ところでωｓ≪ω１なるから と近似でき，（11）式に（12）式を代入することにより となる。θ＝θ′のときには（13）式からも明らかな如
く第２項の周波数ｓの成分は零となり更に第１項で表
わされる同期検波器出力Ｄ′の直流分も となり電路の絶縁抵抗を測定しうることが分かる。即
ち，同期検波器MULT1の出力Ｄ′中の周波数ｓの成分
をフィルタBPで検出し，その出力を整流器DETで整流
し，該整流器DET出力の直流分が零となるように位相制
御回路PCから同期検波器MULT1に入力する電圧aosin（ω
1t＋θ′）の位相補償のための移相量θ′を自動調整す
れば，位相推移量θの影響を受けずに電路の絶縁抵抗を
測定することが可能である。
又，第３図に示す如く同期検波器MULT1の出力Ｄ′と位
相制御回路PCから掛算器MULT2の−入力端に入力する電
圧a cosωstとを更に掛算器MULT3の入力端に夫々入力す
ることにより該MULT3の出力Ｄ″には となり，この直流分doは ωｓ≪ω１のとき であるからθ＞θ′のときにはdo＜0,θ＜θ′のときに
はdo＞０となることにより該直流分doを測定することに
より位相θ′の制御方向をも判定することが可能であ
る。
相制御回路PCから掛算器MULT2の−入力端に入力する電
圧a cosωstとを更に掛算器MULT3の入力端に夫々入力す
ることにより該MULT3の出力Ｄ″には となり，この直流分doは ωｓ≪ω１のとき であるからθ＞θ′のときにはdo＜0,θ＜θ′のときに
はdo＞０となることにより該直流分doを測定することに
より位相θ′の制御方向をも判定することが可能であ
る。
なお上記説明においては位相調整をするに当り，同期検
波器の第２の入力に印加される信号の位相を調整する如
くしたが，同期検波器の第１の入力に印加されるフィル
タFILの出力信号の位相を調整しても同一の結果が得ら
れることは明らかである。
波器の第２の入力に印加される信号の位相を調整する如
くしたが，同期検波器の第１の入力に印加されるフィル
タFILの出力信号の位相を調整しても同一の結果が得ら
れることは明らかである。
更に接続線３に流す周波数１＋ｓ並びに１−ｓ
なる電流を得るのに電圧a cosωstの信号及び電圧eosin
ω1tの信号との積により得た信号により発生させていた
が，これに限定されるものではなく，位相制御回路内に
クロック発生器を設けることにより周波数１＋ｓ並
び１−ｓなる成分の電流を発生してもよいことは明
らかである。
なる電流を得るのに電圧a cosωstの信号及び電圧eosin
ω1tの信号との積により得た信号により発生させていた
が，これに限定されるものではなく，位相制御回路内に
クロック発生器を設けることにより周波数１＋ｓ並
び１−ｓなる成分の電流を発生してもよいことは明
らかである。
また上記実施例では単相２線式電路の場合で示したが，
単相３線式電路,3相３線式電路であってもよい。
単相３線式電路,3相３線式電路であってもよい。
（発明の効果） 以上説明したごとく，本発明は絶縁抵抗測定回路の位相
特性変動を自動位相調整を可能にするものであるから極
めて安定な測定方法を実現するうえで著効を奏するもの
である。
特性変動を自動位相調整を可能にするものであるから極
めて安定な測定方法を実現するうえで著効を奏するもの
である。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図，第２図は
従来の絶縁抵抗を測定する方法を示すブロック図，第３
図は本発明の変形実施例を示すブロック図である。 Ｔ……トランス,1,2……電路,LE……接地線,E……接地
点,ZCT……変流器,AMP……増幅器,FIL……フィルタ,MUL
T,MULT1,MULT2,MULT3……掛算回路,OT……印加トラン
ス,PS……位相器,PC……位相制御回路,BP……フィルタ,
DET……整流回路。
従来の絶縁抵抗を測定する方法を示すブロック図，第３
図は本発明の変形実施例を示すブロック図である。 Ｔ……トランス,1,2……電路,LE……接地線,E……接地
点,ZCT……変流器,AMP……増幅器,FIL……フィルタ,MUL
T,MULT1,MULT2,MULT3……掛算回路,OT……印加トラン
ス,PS……位相器,PC……位相制御回路,BP……フィルタ,
DET……整流回路。
Claims (3)
- 【請求項１】電路に、商用周波数と異なる周波数f1なる
測定用低周波信号電圧を印加し、接地線に帰還する周波
数f1の漏洩電流成分を抽出することにより得らる出力か
ら電路と大地間の絶縁抵抗を測定する方法において、 電路に周波数f1−fsならびに周波数f1＋fsの位相測定用
電流を印加し、接地線に帰還する漏洩電流成分と前記測
定用低周波信号電圧とを用いて同期検波し、該同期検波
出力中に含まれる周波数fsの成分が零に近づくように前
記同期検波に用いる前記測定用低周波信号電圧若しくは
接地線に帰還する漏洩電流成分の位相を調整したことを
特徴とする位相補償した絶縁抵抗測定方法。 - 【請求項２】電路に、商用周波数と異なる周波数f1なる
測定用低周波信号電圧を印加し、接地線に帰還する周波
数f1の漏洩電流成分を抽出することにより得らる出力か
ら電路と大地間の絶縁抵抗を測定する方法において、 電路に周波数f1の測定用低周波信号電圧を印加する測定
用低周波信号電圧印加手段と、 電路に周波数f1−fsならびに周波数f1＋fsの位相測定用
電流を印加する位相測定用電流印加手段と、 接地線に帰還する漏洩電流成分を抽出する漏洩電流抽出
手段と、 前記測定用低周波信号電圧印加手段出力信号若しくは前
記漏洩電流抽出手段出力信号の位相を調整する位相調整
手段と、 前記測定用低周波信号電圧印加手段出力信号及び前記漏
洩電流抽出手段出力信号を入力し、同期検波する同期検
波手段と、 前記同期検波手段出力中の周波数fs成分を抽出する周波
数fs成分抽出手段とを備え、 前記周波数fs成分抽出手段出力が零に近づくように前記
位相調整手段を制御したことを特徴とする位相補償した
特許請求の範囲第１項記載の絶縁抵抗測定方法。 - 【請求項３】前記位相測定用電流印加手段が、互いに位
相が90゜異なる周波数f1及びfsの信号を掛け算手段に入
力することによりf1−fsならびにf1＋fsの信号を生成し
たことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の絶縁抵
抗測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12494587A JPH0721522B2 (ja) | 1987-05-21 | 1987-05-21 | 位相補償した絶縁抵抗測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12494587A JPH0721522B2 (ja) | 1987-05-21 | 1987-05-21 | 位相補償した絶縁抵抗測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63289464A JPS63289464A (ja) | 1988-11-25 |
| JPH0721522B2 true JPH0721522B2 (ja) | 1995-03-08 |
Family
ID=14898085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12494587A Expired - Lifetime JPH0721522B2 (ja) | 1987-05-21 | 1987-05-21 | 位相補償した絶縁抵抗測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0721522B2 (ja) |
-
1987
- 1987-05-21 JP JP12494587A patent/JPH0721522B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63289464A (ja) | 1988-11-25 |
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