JPH0814592B2 - 絶縁抵抗測定装置の過渡特性補正方法 - Google Patents

絶縁抵抗測定装置の過渡特性補正方法

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JPH0814592B2
JPH0814592B2 JP61242615A JP24261586A JPH0814592B2 JP H0814592 B2 JPH0814592 B2 JP H0814592B2 JP 61242615 A JP61242615 A JP 61242615A JP 24261586 A JP24261586 A JP 24261586A JP H0814592 B2 JPH0814592 B2 JP H0814592B2
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insulation resistance
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辰治 松野
俊二 柏崎
一栄 後明
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東洋通信機株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は活線状態で電路等の絶縁抵抗を測定する装置
において,電路と大地間に大きな対地静電容量をもつ負
荷機器が急激に挿入された場合の過渡特性を補正する方
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4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。
これは受電変圧器Tの接地線LEを,商用電源周波数と
は異なる周波数なる低周波信号発振器OSC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前記受電変圧
器Tの2次側電路1及び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信号の漏洩電流を検
出しこれを増幅器AMPで増幅したのち,フィルタFILによ
って周波数のみの成分を選択し,これを例えば前記
発振器OSCの出力を用いて掛算器MULTで同期検波して電
路と大地間の絶縁抵抗値に逆比例した該漏洩電流中の有
効成分(即ち,印加低周波電圧と同相の成分)を検出す
るものである。
この場合前記漏洩電流を導出して同期検波器MULTに入
力せしめる系路,即ち零相変流器ZCT,増幅器AMP及びフ
ィルタFILの間に於いて,各々の位相推移で正確な同期
検波ができなくなって測定結果に誤差を生ずると云う問
題があった。
このため同図に示す如く低周波発振器OSCの出力を前
記同期検波MULTに入力せしめる際に移相器PSを介挿しこ
れによって前記位相推移を補償するよう構成していた。
しかしながら,上述の如き従来の方法では負荷Zの対
地静電容量が著しく大きい場合,該負荷の電源投入時に
負荷の対地静電容量を介して著しく大きな商用周波成分
の漏洩電流が接地線にパルス状に帰還することとなり,
このため零相変流器の位相特性が所定時間急激に変化す
るとともに増幅器AMPの入力が飽和しかつフィルタFILの
過渡特性等からこれが正しく機能し得ず,前記低周波電
圧に基づく周波数の漏洩電流の有効成分の検出が不
正確となって誤動作してしまうと云う欠点があった。
即ち,この絶縁抵抗測定装置の結果に基づいて警報信
号を発する場合等,上述した欠点のため電路及び負荷に
異常がない場合にも対地静電容量の大きな負荷の電源投
入時に警報を発してしまいはなはだ不便のものであっ
た。
このような誤差を生ずる主な原因は上述した状況時に
前記同期検波器(MULTの出力に過渡的なパルス電圧が発
生するためであると考えられ,従来このパルス出力を減
ずるために同期検波器MULTの出力側に時定数の大きな積
分回路等を設けていた。
しかしながら,この方法では電路又は負荷の絶縁抵抗
が短時間劣化しても前記大きな時定数のためにこの絶縁
抵抗劣化を検出することが不可能となるばかりでなく短
時間の断続的な絶縁抵抗劣化の場合もこの検出ができな
いと云う欠点を伴っていた。
(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装置
の欠点を除去するためになされたものであって,対地静
電容量の大きな負荷機器の電源投入,断時に異常な測定
出力を出さずに正確な測定結果をもたらしうる絶縁抵抗
測定装置の過渡特性補正方法を提供することを目的とす
る。
(発明の概要) 本発明はこの目的達成のため,前記周波数の漏洩
電流中に含まれる無効成分(即ち対地静電容量に比例し
た値)を周波数の漏洩電流と前記低周波信号とは90
゜位相の推移した信号で同期検波すること等により得,
この無効成分ならびに前記有効成分を所定の時間間隔で
サンプリングし,無効成分のサンプル値が所定時間以内
に於いて一定値以上増減変化をした場合,この時間内に
対地静電容量が急激に変化したと判定し,この時間内の
有効成分のサンプル値は用いず,この時間以前ならびに
以後のサンプル値を用いて,この時間内のサンプル値を
内挿して発生する如くし,異常な測定値を測定結果とし
て出力しないように構成するものである。
(実施例) 以下本発明を図示した実施例に基づいて詳細に説明す
る。
第1図は本発明に係る絶縁抵抗測定装置の過渡特性補
正装置の一実施例を示すブロック図である。
同図に於いてLEは2次側電路2と大地との間に接続
した接地線LEであって,これに周波数なる低周波発
生用の発振器OSCをトランスOTを介して直列に接続して
電圧Vなる電圧を印加する。この際接地線LEに直列挿入
されるトランスOTのインピーダンスは十分に低く選ぶ。
又,この接地線LEに零相変流器ZCTを結合させこの出力
を周波数の成分を通しかつ商用周波成分を除去する
フィルタFILを介して第1の同期検波器MULT1に入力す
る。尚,該同期検波器MULT1の基準信号入力端子には前
記発振器OSCの出力を移相器PSを介して入力せしめる。
又,前記フィルタFILの出力を分岐して第2の同期検
波器MULT2に入力するが,このとき該同期検波器MULT2の
基準信号入力端には前記移相器PSの出力を更に90゜移相
器PSSを介して入力する。
更に,斯くして得た前記2つの同期検波器MULT1及びM
ULT2の出力を夫々サンプリング回路SP1,SP2を介して処
理回路PROCに入力し該部に於いてA/D変換する。
尚,前記サンプリング回路SP1及びSP2はともに時間間
隔△T=ti−ti-1のサンプリングパルスSPにてサンプリ
ングするものである。
このように構成した絶縁抵抗装置の動作を以下数式を
用いて詳細に説明する。
今,前記接地線LEを介して電路に印加する低周波発振
器OSCの出力を例えば正弦波Esinω1t(但しω=2π
)とすれば大地を介して前記接地線LEに帰還する周
波数の漏洩電流Iは となり,印加した前記低周波電圧と同相分,即ち前記
(1)式の右辺第1項の成分に比例した値を同期検波等
によって検出すれば,これは絶縁抵抗Roに逆比例したも
のとなるからこれに基づいて前記電路と大地との間の絶
縁抵抗Roを求めることができる。
しかし,零相変流器ZCTから同期検波器MULT1に至る間
にて位相がずれること上述の通りであるが,今この位相
ずれをθとすればフィルタFILの出力I即ち同期検波器M
ULT1及びMULT2の入力は となる。
そこで,低周波発振器OSCと前記同期検波器MULT1との
間に挿入した移相器PSによって前記位相ずれθを補うべ
き同期検波器に印加する基準信号の位相をシフトし,こ
の信号をaosin(ω1t+θ)とすれば,前記同期検波器M
ULT1の出力D1(但し−は角周波数ω以上の成分を除去することを意
味する 以下同じ) となってこれから位相ズレθに関係なく絶縁抵抗Roに逆
比例した値を測定することができる。
しかしながら,対地静電容量の大きい負荷の電源が投
された場合の過渡期に於いて前記同期検波器MULT1の出
力にはパルス状電圧が発生して正確な測定が不可能とな
り或は付属する警報装置が誤動作する等の障害を発生す
ること上述の通りである。
そこで本発明に於いては更に以下の信号処理を行う。
即ち,前記フィルタFILの出力を第2の同期検波器MUL
T2に入力して得た信号はその基準信号として前記発振器
出力をθだけ位相シフトしたうえ90゜移相器によって,
更に90゜シフトした信号,即ち,aocos(ω1t+θ)が印
加されることになるからこの第2の同期検波器MULT2の
出力D2となるから対地静電容量に比例した値を得ることができ
る。
ところで,第2図に示すように時間t=t10に対地静
電容量の著しく大きい負荷Zの電源が投入されると,負
荷Zの対地静電容量を介して接地線に商用周波成分を含
む異常に大きな漏洩電流がパルス状に帰還するため零相
変流器の位相変化,増幅器(AMP)の飽和,フィルタ(F
IL)の過渡特性等により同期検波器D1の出力に得られる
有効成分はt=t10に実線或は破線で示したクリック状
の出力を発生する場合もある。本来負荷Zの絶縁抵抗値
が十分に高いならば,このようなクリック状の出力をも
って電路の絶縁抵抗の測定値とすることは測定誤差とな
ってしまう。一方第2の同期検波器MULT2の出力D2は同
図に示されるように急激に増加し,定常状態では負荷Z
の対地静電容量分だけ値が増加する。また負荷Zの電源
をt=t20で断とすれば,同様に過渡出力がD1に発生す
る,そこで両同期検波器出力D1,D2を所定の時間間隔△
T=ti−ti-1のサンプリングパルスSPでサンプリング回
路SP1,SP2を介してサンプリングし各サンプル値を処理
回路PROCに入力しA/D変換する。同期検波器出力D1,D2
各サンプル値をA/D変換した値をyi,xiとすれば例えば第
3図の如くなる。
即ち,第3図は前記サンプリング回路SP1,SP2各々の
出力波形が表わしたものであってtiはサンプル時点を示
す。処理回路ではxi−xi-1を行い無効成分の増加もしく
は減少を判定し,例えばサンプル値がxi-1,xi,………x
i+4の如く連続して増加し,しかも所定時間内における
増加量を所定値を越えているか否か判定する。もし越え
ているならば大きな対地静電容量が急峻に印加されたも
のと判定しかつxi-1………xi+4が上記条件をみたすなら
ば前記処理回路PROCはこの時間内の同期検波器D1の出力
のサンプル値yi,,yi+1,……yi+3をyiの値にすべて置換
する如く処理し,この時間の同期検波器MULT1の出力D1
にあらわれる過渡出力を除去するよう動作する。かくし
て出力D1のサンプル値列はyi-1,yi,yi,yi,yi+4………と
なるからこのサンプル値列をD/A変換し測定出力として
用いれば前記過渡現象による異常値を排除した測定結果
を得ることができる。
尚,この例では,{xi}が増加している場合を説明し
たが,この例に限らず減少する場合も同じで,{xi}が
急激に減少する区間においては{yi}の値はその区間以
前の値で代表する如くすればよい。
上記,区間における{yi}の値をその区間前後の値を
用いて直線的に近似し,推定するべく内挿する方法等も
実施可能である。
又,上記実施例では両同期検波器出力をサンプリング
し,A/D変換しているが,これに限らず例えばフィルタFI
L出力をA/D変換し,同期検波処理を処理回路PROCにて処
理しうることは容易に理解できよう。
更に,大容量の対地静電容量が印加された場合の上記
過渡特性を示す時間は前もっていくつかの代表的なもの
について測定しておけば装置固有の値を知ることができ
るから予かじめ算出した結果を求めた少なくともこの時
間分だけサンプル値列{yi},{xi}を処理回路PROCに
記憶し,上記の必要な処理を行った上で測定出力OUT2を
出力するよう構成すれば便利であろう。
(発明の効果) 以上説明したごとく,本発明は電路に対地静電容量の
大きな負荷機器の電源オン,オフ時に発生する過大な漏
洩電流によって絶縁抵抗測定器出力に発生するクリック
性の雑音を除去することができるため,電路の絶縁抵抗
を正しく推定する上で著効を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図,第2図は
同期検波器の出力波形を示す図,第3図はサンプリング
回路の出力例を示す図,第4図は従来の絶縁抵抗測定装
置を示す図である。 T……トランス,1,2……電路,LE……接地線,E……接地
点,ZCT……零相変流器,AMP……増幅器,FIL……フィル
タ,MULT,MULT1,MULT2……同期検波器,OSC……発振器,OT
……印加トランス,PS……移相器,PSS……90゜移相器,SP
1,SP2……サンプリング回路,PROC……処理装置。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】変圧器の接地線を介して電路に商用周波数
    と異なる周波数f1の低周波信号電圧を印加し、前記接地
    線に帰還する周波数f1の漏洩電流を検出し、前記低周波
    信号と同相の信号で同期検波することにより得られる有
    効成分から前記電路と大地間の絶縁抵抗を測定する装置
    の過渡特性補正方法において、 前記有効成分と、前記周波数f1の漏洩電流を前記低周波
    信号と90゜位相の推移した信号で同期検波することによ
    り得られる無効成分とを所定の時間間隔でサンプリング
    し、前記無効成分のサンプル値が所定時間内で一定値以
    上増加若しくは減少した区間においては、前記有効成分
    のサンプル値を前記区間以前の最終サンプル値に変換し
    て出力処理し、また、該区間以外は有効成分のサンプル
    値をそのまま出力処理する如くなし、前記処理したサン
    プル値を用いて絶縁抵抗を測定し、電路と対地間に大き
    な対地静電容量が急峻に挿入された場合の前記有効成分
    の過渡特性による異常値を排除し、絶縁抵抗測定誤差を
    軽減することを特徴とする絶縁抵抗測定装置の過渡特性
    補正方法。
  2. 【請求項2】前記一定値以上増減した区間において、前
    記区間以前の最終サンプル値と前記区間以降の最初のサ
    ンプル値との間の有効成分のサンプル値を所定のサンプ
    ル値で内挿したことを特徴とする特許請求の範囲1記載
    の絶縁抵抗測定装置の過渡特性補正方法。
JP61242615A 1986-10-13 1986-10-13 絶縁抵抗測定装置の過渡特性補正方法 Expired - Lifetime JPH0814592B2 (ja)

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