JPH10104289A - 絶縁抵抗検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 直流電源装置に接続された複数のケーブルの
絶縁不良を検出する絶縁抵抗装置において、活線状態の
まま絶縁不良が生じたケーブルを特定して検出する。 【解決手段】 主に、絶縁不良を検出する絶縁抵抗検出
部１１と、直流電源装置１から出力される直流電源の直
流分を検出し、この検出結果に基づいて、上記直流電源
の変動分を所定の割合で抑圧するための直流抑圧信号を
形成する直流抑圧部１２及びＣＰＵ３６とからなる絶縁
監視装置を、上記直流電源装置に接続された複数のケー
ブル毎に設ける。そして、上記直流抑圧信号を絶縁抵抗
検出部１１の抑圧電流注入用一次巻線１８に供給するこ
とにより、上記直流電源の変動分を抑圧しながら各ケー
ブル毎の絶縁状態を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電車の線路
のポイント切り換えや信号機の点灯制御等を行う車両走
行制御装置や、発電所，変電所等に設けられている直流
電源装置に接続された多数のケーブルの絶縁不良を検出
する絶縁抵抗検出装置に関し、特に、絶縁不良が生じた
ケーブルを、活線状態のまま特定して検出可能とした絶
縁抵抗検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の絶縁抵抗検出装置の一例の要部
は、図４に示すように直流電流が供給される陽極側ケー
ブル１００及び陰極側ケーブル１０１に対して第１，第
２の変流器１０２，１０３を設け、該第２の変流器１０
３に対して直列に可変抵抗Ｒ１を接続すると共に、各変
流器１０２，１０３に対して、直列接続した可変抵抗Ｒ
２，固定抵抗Ｒ３，固定抵抗Ｒ４を並列的に接続して構
成されている。また、各変流器１０２，１０３の接続中
点と、上記固定抵抗Ｒ３，固定抵抗Ｒ４の接続中点との
間に周波数ｆ₀ Ｈｚの交流電源Ｅを接続して構成されて
いる。

【０００３】このような要部を有する絶縁抵抗検出装置
は、上記陽極側ケーブル１００の電流値を「Ｉ」，陰極
側ケーブル１０１の電流値を「−Ｉ」，固定抵抗Ｒ４に
かかる電圧をＶ１，可変抵抗Ｒ２及び固定抵抗Ｒ３にか
かる電圧をＶ２として、Ｉ＋（−Ｉ）＝０のときに、Ｖ
１＋Ｖ２＝０となるように上記各可変抵抗Ｒ１，Ｒ２の
抵抗値を調整していた。

【０００４】そして、Ｉ＋（−Ｉ）≠０（絶縁不良発
生）となったときに、上記可変抵抗Ｒ２，固定抵抗Ｒ３
及び固定抵抗Ｒ４にあらわれるＶ１＋Ｖ２＝２ｆ₀ の電
圧出力が直流漏れ電流に相当することから、これを検出
して絶縁抵抗の検出を行うようにしていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の絶縁抵
抗検出装置は、図５に示すように直流電源装置１０５に
それぞれ制御リレー１０６を介して接続される複数の陽
極側ケーブル１００に対して陰極側ケーブル１０１は１
本のみとなっていることが多く、全部のケーブルのいず
れかのケーブルに絶縁不良が生じていることは検出でき
るのであるが、その絶縁不良が生じたケーブルを活線状
態のまま特定して検出することはできなかった。そし
て、絶縁不良を生じたケーブルを特定する場合、装置全
体の電源を切ってから不良ケーブルを探査する必要があ
った。

【０００６】具体的には、例えば電気鉄道業の場合、運
行営業中は装置全体の電源を切ることができないため、
装置全体の電源を切るのは、終電から始発までの間の夜
間となる。そして、次の始発までの実質的に約３時間〜
４時間の間に絶縁不良が生じたケーブルを特定して新た
なケーブルに交換等する必要があるが、ケーブルの本数
が多数に及ぶため、該検出までに１週間〜１０日以上か
かることも稀なことではなく、電車の安全走行上、好ま
しいことではなかった。

【０００７】本発明は、上述の課題に鑑みてなされたも
のであり、活線状態で絶縁不良が生じたケーブルを即座
に特定して検出することができるような絶縁抵抗検出装
置の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る絶縁抵抗検
出装置は、上述の課題を解決するために直流電源装置に
接続された複数のケーブルに絶縁抵抗検出用の低周波測
定信号を注入する低周波注入手段と、上記低周波注入手
段により注入された各ケーブルの低周波測定信号を検出
し、この検出値に基づいて該各ケーブルの絶縁抵抗値を
検出する絶縁抵抗検出手段と、上記直流電源装置から出
力される直流電源の直流分検出のための交流励磁信号を
形成する交流励磁信号形成手段とを有する構成とする。

【０００９】また、これらの手段と共に、上記交流励磁
信号形成手段により形成された交流励磁信号により励磁
され、上記直流電源装置から出力される直流電源の直流
分を検出する直流検出手段と、上記直流検出手段により
検出された上記直流電源の直流分に応じて該直流分の変
動を検出し、この検出結果に基づいて該直流分の変動を
抑圧するための変動抑圧信号を上記絶縁抵抗検出手段の
一次側及び／又は直流検出手段の一次側に供給する変動
分抑圧手段とを有する構成とする。

【００１０】このような構成を有する絶縁抵抗検出装置
は、上記交流励磁信号形成手段により形成された交流励
磁信号により直流検出手段を励磁する。これにより、直
流検出手段が上記交流励磁信号に基づいて、上記直流電
源装置から出力される直流電源の直流分を検出する。そ
して、変動抑圧手段が、上記直流検出手段により検出さ
れた上記直流電源の直流分に応じて該直流分の変動を検
出し、この検出結果に基づいて該直流分の変動を抑圧す
るための変動抑圧信号を絶縁抵抗検出手段の一次側に供
給する。

【００１１】上記絶縁抵抗検出手段は、各ケーブルに注
入された低周波測定信号を検出し、この検出値に基づい
て該各ケーブルの絶縁抵抗値を検出するのであるが、上
記低周波測定信号を変動抑圧信号を絶縁抵抗検出手段の
一次側に供給することにより、上記直流電源装置から出
力される直流電源の直流分の変動を抑圧することができ
る。このため、直流変動に影響されることなく、各ケー
ブルの絶縁抵抗値を各ケーブル毎（又は、芯線毎）に正
確且つ即座に検出可能とすることができる。

【００１２】次に、本発明に係る絶縁抵抗検出装置は、
上述の構成に加え、上記変動分抑圧手段からの変動抑圧
信号に対して、上記直流電源の電圧値を乗算する乗算手
段を有する構成とする。そして、この乗算手段により、
上記変動抑圧信号に対して上記直流電源の電圧値を乗算
処理することにより、該変動抑圧信号を、直流電源の電
圧変動にも対応したものとすることができる。このた
め、直流変動及び電圧変動の両方に対応して上記直流分
の変動を抑圧することができ、各ケーブルの絶縁抵抗値
をさらに正確に検出可能とすることができる。

【００１３】次に、本発明に係る絶縁抵抗検出装置は、
上述の構成に加え、上記直流電源装置に接続される負荷
と略同等のインダクタンスを有するコイルを有する構成
とする。そして、このコイルにより、上記変動抑圧信号
の位相を、上記直流電源の位相と同相として上記絶縁抵
抗検出手段の一次側に供給する。これにより、上記変動
抑圧信号により最適なタイミングで上記変動分を抑圧す
ることができ、上記絶縁抵抗値のさらなる検出精度の向
上を図ることができる。

【００１４】ここで、上記変動分抑圧手段による上記変
動分の抑圧制御は、いわゆるフェーズ・ロックド・ルー
プ（ＰＬＬ）的に過去の直流分変動の検出結果に基づい
て上記変動抑圧信号を形成する事後制御となる。このた
め、上記変動抑圧信号により、１００％の抑圧を行う
と、抑圧誤差が生じ上記絶縁抵抗値の正確な検出に支障
を来すこととなる。

【００１５】このため、本発明に係る絶縁抵抗検出装置
は、上記変動分抑圧手段として、過去の直流分変動の検
出結果に基づいて上記変動抑圧信号を形成する事後制御
となることを考慮した割合で、上記直流分の変動を抑圧
するような値の変動抑圧信号を形成して出力するものを
有する構成となっている。

【００１６】具体的には、上記変動分抑圧手段は、上記
変動分を、例えば５０％，６０％，７０％，８０％，９
０％等のように１００％に満たない抑圧を行うような変
動抑圧信号を形成して出力する。これにより、上記事後
制御による抑圧誤差を是正してリアルタイム制御と略々
同等の抑圧精度を実現することができる。

【００１７】なお、このような変動分抑圧の割合は、設
計等に応じて最適な割合に調整すればよいことは勿論で
ある。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る絶縁抵抗検出
装置の好ましい実施の形態のついて、図面を参照しなが
ら詳細に説明する。

【００１９】《全体構成》本発明の実施の形態に係る絶
縁抵抗検出装置は、図１に示すように、全波整流型の直
流電源装置１に接続されそれぞれ絶縁抵抗Ｒ＋，浮遊容
量Ｃ＋及び絶縁抵抗Ｒ−，浮遊容量Ｃ−を有する陽極側
（＋）ケーブル２及び陰極側（−）ケーブル３に対して
漏れ電流計測用の計測用電流を注入するための計測用電
源４と、上記陽極側ケーブル２をクランプするように設
けられ、上記計測用電源４により注入された計測用電流
に基づいて漏れ電流を検出する漏れ電流検出部５と、同
じく陽極側ケーブル２をクランプするように設けられ、
該陽極側ケーブル２に流れるリレー負荷電流を検出する
直流電流検出部６とを有している。

【００２０】また、当該絶縁抵抗検出装置は、上記漏れ
電流検出部５からの検出出力に基づいて絶縁抵抗値を検
出すると共に、上記直流電流検出部６からの検出出力に
基づいて上記陽極側ケーブル２に流れるリレー負荷電流
の変動分を抑圧制御する計測制御部７を有している。こ
の計測制御部７には、検出した絶縁抵抗値等を表示する
表示部９及び検出した絶縁抵抗値が絶縁不良を示すもの
である場合に警告を行うための表示ランプ１０が設けら
れている。

【００２１】上記陽極側ケーブル２及び陰極側ケーブル
３に対しては、制御リレー８が並列接続されており、上
記直流電源装置１からのリレー負荷電流により駆動され
るようになっている。

【００２２】上記計測用電源４は、周波数が１Ｈｚで電
圧が５Ｖの計測用電流を出力するようになっており、そ
の一端が、上記陽極側ケーブル２及び陰極側ケーブル３
に対して並列的に接続された抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２の接
続中点に接続され、他端が接地接続されている。

【００２３】また、陽極側ケーブル２及び陰極側ケーブ
ル３に対しては直列接続された抵抗Ｒ３，Ｒ４が並列的
に接続されており、該抵抗Ｒ３，Ｒ４の接続中点から絶
縁劣化による電流（有効成分＝抵抗成分）を検出するた
めの基準信号を取り出し上記計測制御部７に供給するよ
うになっている。

【００２４】《計測制御部の構成》上記計測制御部７
は、図２に示すように上記漏れ電流検出部５に接続され
た絶縁抵抗検出部１１と、上記直流電流検出部６に接続
された直流抑圧部１２と、当該計測制御部７全体の制御
を行う中央演算回路（ＣＰＵ）３６とで構成されてい
る。

【００２５】上記漏れ電流検出部５は、上記計測用電源
４により陽極側ケーブル２に注入された漏れ電流計測用
の計測用電流を検出する計測用二次巻線１３と、上記絶
縁抵抗検出部１１から負帰環された、漏れ電流値を零レ
ベルに制御するための負帰環電流が供給される負帰環電
流注入用三次巻線１４とで構成されている。

【００２６】また、上記直流電流検出部６は、上記リレ
ー負荷電流の直流検出を行うための所定周波数の交流励
磁信号が供給される励磁信号注入用二次巻線１６と、こ
の励磁信号注入用二次巻線１６により注入された交流励
磁信号を検出する励磁信号検出用三次巻線１７とで構成
されている。

【００２７】そして、このような漏れ電流検出部５及び
直流電流検出部６には、上記リレー負荷電流の変動分を
抑圧するための抑圧電流を、それぞれ該漏れ電流検出部
５及び直流電流検出部６に供給するための抑圧電流注入
用一次巻線１８が設けられている。

【００２８】次に、上記絶縁抵抗検出部１１は、その入
力端が上記計測用二次巻線１３に接続された増幅回路１
９と、上記増幅回路１９からの漏れ電流からノイズ成分
を除去するフィルタ２０と、上記フィルタ２０によりノ
イズ除去された漏れ電流から絶縁劣化による電流である
抵抗成分（上記有効成分＝絶縁抵抗Ｒ＋，絶縁抵抗Ｒ
−）を抽出する有効成分抽出回路２１と、交流として供
給される上記有効成分抽出回路２１からの抵抗成分を直
流化する交流／直流変換回路（ＡＣ／ＤＣ変換回路）２
３とを有している。

【００２９】また、上記絶縁抵抗検出部１１は、上記Ａ
Ｃ／ＤＣ変換回路２３により直流化された抵抗成分に対
していわゆる平衡変調処理を施す平衡変調回路２５と、
上記平衡変調回路２５により平衡変調処理が施された抵
抗成分に積分処理を施して上記ＣＰＵ３６に供給する積
分回路２７とを有している。

【００３０】また、上記絶縁抵抗検出部１１は、上記フ
ィルタ２０からの漏れ電流から浮遊容量成分（無効成分
＝浮遊容量Ｃ＋，浮遊容量Ｃ−）を抽出する無効成分抽
出回路２２と、交流として供給される上記無効成分抽出
回路２２からの浮遊容量成分を直流化するＡＣ／ＤＣ変
換回路２４と、上記ＡＣ／ＤＣ変換回路２４により直流
化された浮遊容量成分に対して平衡変調処理を施す平衡
変調回路２６と、上記平衡変調回路２６により平衡変調
処理が施された抵抗成分に積分処理を施して上記ＣＰＵ
３６に供給する積分回路２８とを有している。

【００３１】また、上記抵抗検出部１１は、上記平衡変
調回路２５から抵抗２９を介して供給される抵抗成分
と、上記平衡変調回路２６からコンデンサ３０を介して
供給される浮遊容量成分とを加算処理する加算回路３１
と、上記加算回路３１からの加算出力を増幅して上記負
帰環電流注入用三次巻線１４に負帰環する増幅回路３２
とを有している。

【００３２】また、上記抵抗検出部１１は、入力端子３
５を介して供給される上記抵抗Ｒ３，Ｒ４の接続中点か
らのリレー負荷電流から上記計測用電流を抽出すること
により、対地電圧の影響を除去した基準信号を形成する
フィルタ３４と、上記フィルタ３４からの基準信号の位
相０°及び位相９０°のタイミングでそれぞれタイミン
グ信号を形成し、位相０°のタイミング信号を上記有効
成分抽出回路２１及び各平衡変調回路２５，２６に供給
し、位相９０°のタイミング信号を上記無効成分抽出回
路２２に供給するタイミング発生回路３３とを有してい
る。

【００３３】このような構成を有する抵抗検出部１１
は、上記加算出力を上記負帰環電流注入用三次巻線１４
に負帰環することにより、上記抵抗成分及び浮遊容量成
分が常に零となるように自動制御するようになってい
る。そして、上記ＣＰＵ３６が、上記各積分回路２７，
２８の各積分量をそれぞれ上記抵抗成分及び浮遊容量成
分として検出し、この各積分量と、上記フィルタ３４か
らの基準信号とに基づいて所定の演算を行うことによ
り、絶縁抵抗値を検出するようになっている。

【００３４】次に、上記直流抑圧部１２は、ＣＰＵ３６
からのクロックに応じて所定周波数の交流励磁信号を形
成する発振回路３７と、上記発振回路３７からの交流励
磁信号を増幅して上記直流電流検出部６の励磁信号注入
用二次巻線１６に供給する増幅回路３８とを有してい
る。

【００３５】また、上記直流抑圧部１２は、上記励磁信
号検出用三次巻線１７で検出された上記交流励磁信号が
重畳されたリレー負荷電流を抽出するフィルタ３９と、
上記フィルタ３９により抽出されたリレー負荷電流を直
流化するＡＣ／ＤＣ変換回路４０と、ＡＣ／ＤＣ変換回
路４０により直流化されたリレー負荷電流をデジタル化
して上記ＣＰＵ３６に供給するＡ／Ｄ変換回路４１とを
有している。

【００３６】上記ＣＰＵ３６は、上記Ａ／Ｄ変換回路４
１からのリレー負荷電流に基づいて、該リレー負荷電流
の変動分を抑圧するための直流抑圧データを形成するよ
うになっている。

【００３７】また、上記直流抑圧部１２は、上記ＣＰＵ
３６からの直流抑圧データをアナログ化するＤ／Ａ変換
回路４２と、上記Ｄ／Ａ変換回路４２からの直流抑圧信
号と、陽極側ケーブル２及び陰極側ケーブル３からのリ
レー負荷電圧とを乗算処理する乗算回路４３と、上記乗
算回路４３からの直流抑圧信号を増幅する増幅回路４４
と、上記増幅回路４４からの直流抑圧信号と陽極側ケー
ブル２を流れるリレー負荷電流との位相の合わせ込みを
行うコイル４５とを有している。

【００３８】後に説明するが、このコイル４５を介した
直流抑圧信号は、上記漏れ電流検出部５及び上記直流電
流検出部６の抑圧電流注入用一次巻線１８に供給される
ようになっており、リレー負荷電流の変動分を抑圧する
ようになっている。

【００３９】《動作説明》次に、このような構成を有す
る当該絶縁抵抗検出装置の動作説明をする。

【００４０】まず、図１において全波整流型の直流電源
装置１からは、例えば電圧が２４Ｖのリレー負荷電流が
出力されるようになっている。このリレー負荷電流は、
それぞれ絶縁抵抗Ｒ＋，浮遊容量Ｃ＋及び絶縁抵抗Ｒ
−，浮遊容量Ｃ−を有する陽極側ケーブル２及び陰極側
ケーブル３を介して制御リレー８に供給される。これに
より制御リレー８が駆動状態となる。

【００４１】上記リレー負荷電流には、計測用電源４か
らの周波数が１Ｈｚで電圧が５Ｖの測定用低周波信号で
ある上記計測用電流が抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続中点を介し
て重畳されており、上記計測制御部７は、上記漏れ電流
検出部５によりリレー負荷電流を検出し、このリレー負
荷電流から計測用電流を抽出して絶縁抵抗値を検出する
ようになっている。また、上記計測制御部７は、直流電
流検出部６により上記リレー負荷電流の変動分を検出
し、この変動分を所定の割合で抑圧するようになってい
る。

【００４２】《抵抗値検出部の動作》すなわち、図２に
おいて上記計測制御部７は、上記陽極側ケーブル２に設
けられた漏れ電流検出部５により、上記計測用電流の重
畳されたリレー負荷電流を検出し、これを増幅回路１９
を介してフィルタ２０に供給する。上記フィルタ２０
は、カットオフ周波数が数Ｈｚに設定されており、上記
リレー負荷電流から商用周波数成分等のノイズ成分を除
去することにより上記１Ｈｚの計測用電流を抽出し、こ
れを有効成分抽出回路２１及び無効成分抽出回路２２に
供給する。

【００４３】ここで、この計測制御部７には、図１に示
すように対地電圧の影響を除去するために直列接続され
た抵抗Ｒ３，Ｒ４の接続中点から取り出されたリレー負
荷電流が、入力端子３５を介してフィルタ３４に供給さ
れている。上記フィルタ３４のカットオフ周波数は数Ｈ
ｚに設定されており、上記リレー負荷電流から１Ｈｚの
計測用電流を抽出し、これをタイミング発生回路３３及
びＣＰＵ３６に供給する。タイミング発生回路３３は、
上記計測用電流の位相０°及び位相９０°のタイミング
でそれぞれタイミング信号を形成し、位相０°のタイミ
ング信号を上記有効成分抽出回路２１及び各平衡変調回
路２５，２６に供給すると共に、位相９０°のタイミン
グ信号を無効成分抽出回路２２に供給する。

【００４４】上記有効成分抽出回路２１は、上記タイミ
ング発生回路３３からの位相０°のタイミング信号に基
づいて、上記計測用電流から抵抗成分（有効分）を抽出
し、これをＡＣ／ＤＣ変換回路２３に供給する。ＡＣ／
ＤＣ変換回路２３は、交流信号として供給される上記抵
抗成分を直流化し、これを平衡変調回路２５に供給す
る。平衡変調回路２５は、上記直流化された抵抗成分に
対して、いわゆる平衡変調処理を施すことにより、上記
計測用二次巻線１３で検出される抵抗成分と等価なもの
とし、これを積分回路２７に供給すると共に、抵抗２９
により抵抗分電流に変換して加算回路３１に供給する。

【００４５】一方、上記無効成分抽出回路２２は、上記
タイミング発生回路３３からの位相９０°のタイミング
信号に基づいて、上記フィルタ２０を介して供給される
計測用電流から浮遊容量成分（無効分）を抽出し、これ
をＡＣ／ＤＣ変換回路２４に供給する。ＡＣ／ＤＣ変換
回路２４は、交流信号として供給される上記浮遊容量成
分を直流化し、これを平衡変調回路２６に供給する。平
衡変調回路２６は、上記直流化された浮遊容量成分に対
して、いわゆる平衡変調処理を施すことにより、上記計
測用一次巻線１３で検出される浮遊容量成分と等価なも
のとし、これを積分回路２８に供給すると共に、コンデ
ンサ３０により容量性電流に変換して加算回路３１に供
給する。

【００４６】上記加算回路３１は、上記抵抗２９を介し
て供給される抵抗分電流と、上記コンデンサ３０を介し
て供給される容量性電流とを加算処理することにより、
上記計測用二次巻線１３で検出される計測用電流と等価
なものを形成し、これを増幅回路３２を介して、上記漏
れ電流検出部５の負帰環電流注入用三次巻線１４に負帰
環する。これにより、上記有効成分抽出回路２１及び無
効成分抽出回路２２で検出される抵抗成分及び浮遊容量
成分が常に零となるように制御することができる。

【００４７】次に、上記各積分回路２７，２８は、それ
ぞれ平衡変調回路２５，２６からの抵抗成分或いは浮遊
容量成分に積分処理を施し、この各積分電圧を上記ＣＰ
Ｕ３６に供給する。

【００４８】ここで、上記フィルタ３４からの基準信号
の電圧値は、絶縁状態が良好であるときには５Ｖの電圧
値を示すのであるが、絶縁不良が発生すると該基準信号
の電圧値は１Ｖ以下に落ち込むようになる。上記ＣＰＵ
３６は、上記フィルタ３４からの基準信号の検出を行っ
ており、該基準信号の電圧値が１Ｖ以下となった場合に
絶縁不良が発生したものと判断し、上記各積分回路２
７，２８の各積分電圧の取り込みを行う。そして、上記
取り込んだ各積分電圧に基づいて所定の演算を行い、絶
縁抵抗値の検出を行う。

【００４９】《抵抗値検出部の動作による効果》これに
より、制御リレー８を駆動状態としたまま、すなわち、
直流電源装置１からの電源供給動作を停止することなく
各ケーブルが活線状態のままで絶縁不良の検出を行うこ
とができる。また、このような漏れ電流検出部５は、各
陽極側ケーブル２毎にそれぞれ設けられるようになって
いるため、陰極側ケーブル３が各陽極側ケーブル２に共
通のケーブルとなっていても絶縁不良を生じたケーブル
を特定して検出することができる。

【００５０】また、上記ＣＰＵ３６は、絶縁不良を検出
すると表示ランプ１０を点灯駆動すると共に、該絶縁不
良の発生したケーブルのケーブル番号等を表示部９に表
示制御する。これにより、監視者に対して絶縁不良の発
生及び絶縁不良の発生したケーブルを特定して示唆する
ことができ、当該絶縁抵抗検出装置が設けられたシステ
ム等の早期復旧を可能とすることができる。

【００５１】《直流抑圧部の動作》ここで、図３（ａ）
に示す上記直流電源装置１からの直流電源電圧の変動に
応じて同図（ｂ）に示すリレー負荷電流が変動し、ま
た、上記制御リレー８の励磁時の過渡電流により上記リ
レー負荷電流が変動する。そして、上記リレー負荷電流
が変動すると、上記フィルタ２０により抽出される抵抗
成分に、図３（ｃ）に示すような過渡現象が現れ、ＣＰ
Ｕ３６における絶縁抵抗の検出値が安定しない不都合を
生ずる。

【００５２】具体的には、例えば上記直流電源電圧が２
４Ｖで、制御リレー８の抵抗分が２００Ωのときに１％
の電源電圧変動が生ずると、そのときの上記リレー負荷
電流の変化分Ｉ△は、 Ｉ△＝（２４Ｖ×０．０１）／２００Ω＝約１．２ｍＡ となる。

【００５３】また、上記陽極側ケーブル２の絶縁抵抗Ｒ
＋を１００ｋΩ，浮遊容量Ｃ＋を０、陰極側ケーブル３
の絶縁抵抗Ｒ−を∞，浮遊容量Ｃ−を０、計測用電源４
により各ケーブル２，３に注入される電圧を５Ｖとする
と、上記フィルタ２０で形成される計測用電流の検出値
Ｉｇは、 Ｉｇ＝５Ｖ／１００ｋΩ＝０．０５ｍＡ となる。

【００５４】このため、０．０５ｍＡという小レベルで
検出される計測用電流の検出値に対して、約１．２ｍＡ
という大レベルのリレー負荷電流の変化分が悪影響を及
ぼすこととなり、索いては絶縁抵抗の正確な検出に支障
をきたすようになる。

【００５５】このようなことから、当該絶縁抵抗検出装
置の計測制御部７には、図２に示すように上記リレー負
荷電流の変動分を抑圧するための直流抑圧部１２が設け
られている。

【００５６】すなわち、上記ＣＰＵ３６は、所定周波数
のクロックを形成し、これを発振回路３７に供給する。
発振回路３７は、上記クロックを分周することにより、
直流検出を行うための、例えば２５０Ｈｚの交流励磁信
号ｆｏを形成し、これを増幅回路３８に供給する。増幅
回路３８は、上記交流励磁信号ｆｏを、直流電流検出部
６の略鉄心飽和レベルの電流となるように増幅し、これ
を励磁信号注入用二次巻線１６に注入する。

【００５７】これにより、上記励磁信号検出用三次巻線
１７において、上記交流励磁信号ｆｏと、陽極側ケーブ
ル２に流れる直流電流に対応したｆｏの偶数調波信号が
誘起される。この励磁信号検出用三次巻線１７で検出さ
れた交流励磁信号ｆｏとｆｏの偶数調波信号は、フィル
タ３９に供給される。

【００５８】上記フィルタ３９は、上記交流励磁信号ｆ
ｏ及び直流電流に対応したｆｏの偶数調波信号のうち、
該偶数調波信号のみを抽出し、これをＡＣ／ＤＣ回路４
０に供給する。ＡＣ／ＤＣ回路４０は、上記偶数調波信
号を直流化することにより、上記陽極側ケーブル２の現
在の電流値を示す直流検出信号を形成し、これをＡ／Ｄ
変換回路４１に供給する。Ａ／Ｄ変換回路４１は、アナ
ログ信号として供給される上記直流検出信号をデジタル
化することにより直流検出データを形成し、これをＣＰ
Ｕ３６に供給する。

【００５９】上記ＣＰＵ３６は、上記直流検出データが
供給されると、これに基づいて現在の電流値を検出す
る。そして、この検出した電流値に応じて、該電流値の
１３０％〜７０％の値を有する直流抑圧データを形成
し、これをＤ／Ａ変換回路４２に供給する。上記ＣＰＵ
３６は、上記直流検出データに基づいて検出される現在
の電流値が±３０％を越える変動を生じた場合に、上記
直流抑圧データの値を更新するようになっている。

【００６０】上記直流電源装置１からの直流電圧が変動
しない場合は、リレー負荷電流の変動分を１００％抑圧
するような直流抑圧データを形成してもよいのである
が、実際には、上記直流電圧に変動が生ずる。また、上
述のように上記リレー負荷電流の変動分は例えば１．２
ｍＡという大きな値に対して、上記計測用電流の検出値
は０．０５ｍＡという小さな値である。また、上記リレ
ー負荷電流の変動分の抑圧制御は、いわゆるフェーズ・
ロックド・ループ（ＰＬＬ）的な事後制御（生じた変動
を追いかけて抑圧するような制御）となり、過去の直流
検出データに基づいて現在の変動分を抑圧するようにな
るため、当然、抑圧誤差を生ずることとなり、この抑圧
誤差が却って上記小レベルで検出される計測用電流の検
出に支障をきたす矛盾を生ずることとなる。

【００６１】このため、上記ＣＰＵ３６は、上記リレー
負荷電流の変動分を１００％抑圧する直流抑圧データを
形成するのではなく、上記事後制御においても良好な計
測用電流の検出が可能となるような割合、すなわち、当
該実施の形態においては、上記リレー負荷電流の変動分
の約７０％を抑圧する直流抑圧データを形成し、これを
Ｄ／Ａ変換回路４２に供給する。

【００６２】なお、このようなリレー負荷電流の変動分
の抑圧の割合は、当該絶縁抵抗検出装置を設ける機器や
設計等に応じて設定可能であることは勿論である。

【００６３】次に、上記Ｄ／Ａ変換回路４２は、上記Ｃ
ＰＵ３６からの直流抑圧データをアナログ化することに
より直流抑圧信号を形成し、これを乗算回路４３に供給
する。乗算回路４３には、陽極側ケーブル２及び陰極側
ケーブル３からのリレー負荷電圧が供給されており、乗
算回路４３は、このリレー負荷電圧と上記直流抑圧信号
とを乗算処理して増幅回路４４に供給する。増幅回路４
４は、上記直流抑圧信号を所定の利得で増幅し、これを
コイル４５を介して抑圧電流注入用一次巻線１８に供給
する。

【００６４】ここで、当該絶縁抵抗検出装置には、上述
のように上記直流電源装置１として全波整流型のものが
設けられているため、上記制御リレー８に設けられてい
るリレーコイルのインダクタンスにより、上記リレー負
荷電流と上記直流抑圧信号との間に位相差が生ずる。こ
のため、上記制御リレー８のコイルと略同等のインダク
タンスを有する上記コイル４５が設けられており、この
コイル４５を介して上記リレー負荷電流の位相と同相と
した上記直流抑圧信号を、上記抑圧電流注入用一次巻線
１８に供給する。

【００６５】《直流抑圧部の動作による効果》上記直流
抑圧信号は、上記リレー負荷電流と同相であるが、その
振幅は該リレー負荷電流の振幅に対して逆振幅となって
いる。また、上記直流抑圧信号の振幅値は上記リレー負
荷電流の振幅値に対して約７０％の振幅値となってい
る。このため、上記直流抑圧信号を抑圧電流注入用一次
巻線１に供給することにより、上記リレー負荷電流の変
動分の約７０％を該直流抑圧信号により相殺して抑圧す
ることができる。

【００６６】また、上記直流抑圧信号は、上記乗算回路
４３において上記直流電源装置１からのリレー負荷電圧
が供給されているため、上記直流抑圧信号は、上記リレ
ー負荷電圧の変動をも抑圧するものとなっている。この
ため、上記リレー負荷電圧の変動分をも抑圧することが
できる。

【００６７】従って、上記励磁信号検出用三次巻線１
７，フィルタ３９〜Ａ／Ｄ変換回路４１及びＣＰＵ３６
で検出される上記陽極側ケーブル２の現在の電流値を正
確なものとすることができる。また、上記計測用二次巻
線１３及び増幅回路１９〜ＣＰＵ３６で検出される絶縁
抵抗値を正確なものとすることができる。

【００６８】《終文》なお、上述の実施の形態の説明で
は、上記計測用電源４の周波数は１Ｈｚで電圧が５Ｖの
計測用電流を出力する等のように具体的な数値を上げて
説明したが、これは、ほんの一例であり、本発明の技術
的思想を逸脱しない範囲であれば設計等に応じて種々の
変更が可能であることは勿論である。

【００６９】

【発明の効果】本発明に係る絶縁抵抗検出装置は、活線
状態のまま絶縁不良が生じたケーブルを特定して検出す
ることができる。

【００７０】また、直流電源装置の負荷電流の変動及び
負荷電圧の変動分を抑圧して、正確な絶縁抵抗の検出を
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る絶縁抵抗検出装置の
ブロック図である。

【図２】上記実施の形態に係る絶縁抵抗検出装置に設け
られている計測制御部のブロック図である。

【図３】上記リレー負荷電流の変動が絶縁抵抗値の検出
に及ぼす影響を説明するためのタイムチャートである。

【図４】従来の絶縁抵抗検出装置の要部を示す図であ
る。

【図５】従来に絶縁抵抗検出装置のケーブルの接続状態
を示す図である。

【符号の説明】

１…直流電源装置，２…陽極側ケーブル，３…陰極側ケ
ーブル ４…計測用電源，５…漏れ電流検出部，６…直流電流検
出部 ７…計測制御部，８…制御リレー，９…表示部，１０…
表示ランプ １１…絶縁抵抗検出部，１２…直流抑圧部，１３…計測
用二次巻線 １４…負帰環電流注入用三次巻線，１６…励磁信号注入
用二次巻線 １７…励磁信号検出用三次巻線，１８…抑圧電流注入用
一次巻線 ２１…有効成分抽出回路，２２…無効成分抽出回路 ２５，２６…平衡変調回路，２７，２８…積分回路，３
１…加算回路 ３３…タイミング発生回路，３６…ＣＰＵ，３７…発振
器，４３…乗算器 ４５…コイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 肇 東京都渋谷区広尾五丁目４番３号 ミドリ 安全株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電源装置に接続された複数のケーブ
   ルに絶縁抵抗検出用の低周波測定信号を注入する低周波
   注入手段と、 上記低周波注入手段により注入された各ケーブルの低周
   波測定信号を検出し、 この検出値に基づいて該各ケーブルの絶縁抵抗値を検出
   する絶縁抵抗検出手段と、 上記直流電源装置から出力される直流電源の直流分検出
   のための交流励磁信号を形成する交流励磁信号形成手段
   と、 上記交流励磁信号形成手段により形成された交流励磁信
   号により励磁され、上記直流電源装置から出力される直
   流電源の直流分を検出する直流検出手段と、 上記直流検出手段により検出された上記直流電源の直流
   分に応じて該直流分の変動を検出し、この検出結果に基
   づいて該直流分の変動を抑圧するための変動抑圧信号を
   上記絶縁抵抗検出手段の一次側に供給する変動分抑圧手
   段とを有する絶縁抵抗検出装置。
2. 【請求項２】 上記変動分抑圧手段からの変動抑圧信号
   に対して、上記直流電源の電圧値を乗算する乗算手段を
   有することを特徴とする請求項１記載の絶縁抵抗検出装
   置。
3. 【請求項３】 上記直流電源装置に接続される負荷と略
   同等のインダクタンスを有するコイルを有し、 上記変動分抑圧手段は、上記変動抑圧信号を上記コイル
   を介して上記絶縁抵抗検出手段の一次側に供給すること
   を特徴とする請求項１又は請求項２記載の絶縁抵抗検出
   装置。
4. 【請求項４】 上記変動分抑圧手段は、過去の直流分変
   動の検出結果に基づいて上記変動抑圧信号を形成する事
   後制御となることを考慮した割合で、上記直流分の変動
   を抑圧するような値の変動抑圧信号を形成して出力する
   ことを特徴とする請求項１，請求項２又は請求項３記載
   の絶縁抵抗検出装置。