JPS585672A - 絶縁抵抗検出方法 - Google Patents

絶縁抵抗検出方法

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JPS585672A
JPS585672A JP56103718A JP10371881A JPS585672A JP S585672 A JPS585672 A JP S585672A JP 56103718 A JP56103718 A JP 56103718A JP 10371881 A JP10371881 A JP 10371881A JP S585672 A JPS585672 A JP S585672A
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/025Measuring very high resistances, e.g. isolation resistances, i.e. megohm-meters

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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監視する方
法の改良に関する。
変圧器の第2種接地線をして、測定用信号である低周波
電圧會発振する発振トランスまたは低周波電圧の印加さ
れたトランスのコア管貫通せしめる等のことにより接地
1sを通して電路に低周波電圧を電磁誘導で印加し、接
地線に帰還する漏洩電流を零相変流器等で検出し、この
漏洩電流中の低周波成分の有効分を算出することによシ
絶縁抵抗を測定する第1の測定方法例、また変圧器の第
2種接地II管切断し、これに直列結合して低周波電圧
を印加する発振器と共に接地線に帰還する電流を検出す
る抵抗を直列に挿入接続し、この抵抗の両端に得られる
漏洩電流中の低周波成分の絶縁抵抗による有効分を算出
することにより絶縁抵抗riIl定する第2の測定方法
例等がある。
本発明は従来のこのような活線状態で絶縁抵抗をill
定する方法に伏在する問題点を明らかにしその解決方法
を提案するものである。
第1図は上記第1の方法例の説明図であり、トランスT
の負荷t−Zとする。ここでは説明を容品にするために
電路(1,2)を単相2線の場合で示しているが単相3
線、3相3線等の場合も以下に述べる原理は同じである
。電路の絶縁抵抗會R2対地浮遊容量t−Cとする。接
地線BLは測定用信号である周波数f1(商用周波数f
oとは異なる。)を発振する発振トランスOTまたは周
波数f1の電圧の印加されたトランスのコアを貫通して
いる。
この時接地線ELに誘起された周波数f1の電圧tVl
(ボルト)とする。(IIIJ定用信号は正弦波でも矩
形波でもよいが、ここでは正弦波として扱う。)接地線
ELt−貫通する零相変流器ZCTは、これにより漏洩
電流を検出するもので、検出した漏洩電流を周波数f1
1式を検出するフィルタFILに加え商用周波数成分の
漏洩電流を除去すればフィルタFILの出力i。
が得られる。
発振回路O8Cの出力電圧をe、(ボルト〕としくかけ
算器MULTを使って)If との積を得る。したがっ
てかけ算器MULTの出力をローパスフィルタLPPK
通してi、xJe、畠iω1tの直流分を得るとローパ
スフィルタLPFの出力OUT即ち有効分は とな9、elと■、が一定ならばOUTの値を知ること
により絶縁抵抗を測定することができる。
ところで上記説明から明らかなように0式で得られる絶
縁抵抗は必ずしも電路のみによるものだけでなく負荷2
の絶縁抵抗も含まれるものである。近年半導体を利用し
た負荷が多数あるためトラフ1102次側から負荷11
1tl−みた絶縁抵抗を高電圧絶縁抵抗測定計(所請メ
ガ−)にて一定することは負荷を高圧破壊する可能性が
あるため測定困難な場合が多い。したがって所■メガ−
で絶縁抵抗tflJJる際には半導体等を用い九負荷を
切シ離してから測定せざるを得ないことになる。上記第
1の方法例管用いた絶縁抵抗一定にて活線で各所の絶?
#を測定した例では電路の絶縁にくらべ一般に負荷自身
の絶縁抵抗値が著しく低い傾向にあることが確認されて
いる。この理由社絶縁抵抗R9浮遊容量Cが電路、負荷
等すべての、「並列合成値」である点に存する。上記巷
キラ第2の方法例は電路に測定信号としての低周波電圧
を印加する点は第1の方法例と同じであるが、印加方法
が異なっている。
第2の方法例を第2図に示す。この例では低周波印加ト
ランスTlと漏洩電流検出用抵抗rが接地@BLIIC
直列接続されている。低周波の印加及び漏洩電流の検出
法が第1図と異なっているが、その他の点は上述の問題
点を含めてすべて同じである。
ところで、本発明の問題とするところは次の点にある。
第3図に示されるごとく絶縁抵抗R1浮遊容量Cの並列
合成値以外に抵抗R1,静電容量C1を直列に接続した
形の絶縁劣化(故障等によってこれに等価な接地が発生
した場合も含む)が発生した場合、上記第1.第2の方
法例で検出される絶縁抵抗にどのような影IIlをする
ことはすでに雑誌図説電気(Vol、20゜No、1,
1979年、23ページ)にも述べられている。
第3図で絶縁劣化状況が近位される場合、フィルタFI
Lの出力i21は 鍋ω、t    ■ と表すことができる。t、、 xJe、sinω、tの
演算をすれば このときの有効分即ちローパスフィルタLPF出力0U
Tlは となる。0式から ω1C,R1>>1のとき  0UTI’;(’R+B
、) es■i■6)、C,R1<< 1 (Dとき 
 0UTI=  7.e、V、      ■ω、C,
R,”= 1のとき  0UTI;(1+2B、)”l
vl ■となる。
LPF出力0UT1からIII定される絶縁抵抗R。
は0式から となるが、■、■、■式から認められるようKことKな
る。111定周波数f1が十分に高ければ数を十分に高
くすると、一般に0式の第3項を含む浮遊容量による充
電電流が着しく大きくなシかけ算器MULT (同期検
波器でもよい)の演算誤差が大きくなり0式の算出結果
に大きい誤差の発生する可能性が;1bvoぞましくな
い。
例えば R=500にΩ=R1=10にΩ、C1=1μ
F、ω1/2g = 20 Cヘルツ〕 のとき[F]
式から得られる絶縁抵抗Bfは 〜 1 11L@1 となシR,≧15.8(KΩ〕が得られる。すなわちり
、は凡とRIが並列接続された値9.8にΩと4異なる
ことになる。
しかし、所謂メガ−でトランスTの2次側からjIL−
荷をみ九絶縁抵抗拡直流にて測定するためCI、RI 
 Kは関係なく絶縁抵抗8分による値が測定されること
になる(上記例では500にΩ)。
しかし、例えば電路電圧が200Vの場合、R15CI
K流れる商用周波電流は、ω。/2f = 50〔ヘル
ツ〕とすれば :zoxxo−”        [相]とな9約20
mAでR1で消費される電力は4〔ワット) (10X
10”X400X10−’)とな夛発熱の可能性があシ
危険である。
すなわち0式で得られる絶縁抵抗のみでは第3図で示さ
れたR、、C,のような絶縁劣化の存在を知ることがで
きない。
前述のように第2図の絶縁抵抗R1浮遊容容量社総合並
列値で示していて、第3図のC,、R。
の直列形の劣化が複数個所に存在するか否かは分らない
。一般に静電容量Ci、抵抗R1が直列接続された劣化
がnケ所存在する場合には0式から測定される絶縁抵抗
Ry(n)はとなる。
0式で示される曹数個所で同時に発生する形の絶縁劣化
は極めて少なく、一般には0式による比較的単純な絶縁
劣化形態が大部分を占める。
tRflとすれば0式から(CIR1= Ttとする。
)0式から、ゴ會求めると T1 となる。ところで@、0式からゴが得られたT1 が求まる。
したがってO式第2項 ωl! −)      [相] 1 が算出され同様に0式の第1項はOloからが求まる。
、これらから0式のat−求め、次に麿とω重、ω工ω
3によシ[相]式でゴを求める。
T1 次に求められたゴと−、   、 (131、(aJ@
か〒I     T14x    駒 ら0式で−を得る。得られたーとω1.マー、    
           R1から[相]式が得られ、次
に0式により一が得られる。また0式からT1を求めれ
ば コンデンサC1,抵抗R1を直列接続したインピーダン
スXは となり電路電圧が決まればxf:流れる商用周波電流が
算出でき、”1での消費電力が求まり過熱事故の子側判
定ができる。
所翻メガ−で測定される絶縁抵抗は前述の絶縁抵抗凡で
#11!7、頭記の測定方法で測定される抵抗は0式、
または0式で表わされる抵抗となる。したがりてメガ−
による測定(直流測定)結果と等価な絶縁抵抗を得たい
ときには、例えば[相]式の演算を利用する。即ち測定
周波数り、T8における測定結果Rf 1 + ”f 
2が等しけれげ、RflはRと等しいか、そりでないと
きには0.0式の計算を必要とする。本発明の方法は活
線での絶縁抵抗測定においてメガ−による測定と等価な
結果を得られるだけでなく、メガ−では測定できない絶
縁劣下要素上分離測定することを可能とするものである
と 本発明塾第3図を用いてまとめて説明すると発振回路0
8Ctv発振周・波数tftとし、そのとき得られる有
効分から測定結果Rrtt−得る。
次に発振回路O8Cの発振周波数tf*となるように発
振回路の定数を切替える。このとき得られる有効分から
測定結果FLtxt得る。先に得られている凡f1とR
Flの差を求めR1≧RtsのときはRfl又はRf*
はメガ−で測定する絶縁抵抗と同じあると判定し出力す
る。またRflζR,!のときは更に発振回路O8Cの
発振周波数tfsに切替え、このとき得られる有効分か
ら測定結果Rflを得て、[相]〜[相]式を演算回路
で演算することによりメガ−で測定できない絶縁劣下要
素を算出すると共に0式の演算によフメガーで測定でき
る絶縁抵抗と等価な抵抗値全知ることができる。なおフ
ィルタFILの中心周数数は発振回路08Cの周波数切
替と共に切替えられるものがのぞましい。また上記説明
では1つの発振回路の発振周波数を切替えて用いたが、
複数の発振周波数の異なる発振器を同時に発振させ、フ
ィルタ→かけ算器→ローパスフィルタの系を複数設けて
並列に処理することもできるなお前記説明においてI!
1図、第3図のzCTならびKOTは接地*’を貫通し
ているが、これらのいずれかまたは両者が電路1,2t
−貫通しても同様な結果の得られることは明らかである
第4図は従来提案されている活線状態で絶縁測定を行な
う第3の方法例であるが、この例では第1図、第2図の
例と違って電路に測定用の低周波電圧を印加せずに商用
電源電圧をそのまま用いている。第4図では単相2線式
電路に適応した場合を示している。しかしこの方法では
これを単相3線式電路に適応する時、2つの非接地電路
が同時に同じ絶縁劣化をおこすと、各非接地電路から発
生する漏洩電流が接地線ELで互に電流方向が異なるた
め打消してしまい正確な絶縁抵抗が提供されないため、
一般に第4図のように単相2綜式の場合のみに使用され
る。
この場合、接地線に帰還する漏洩電流は0式のω1をG
jo ((alo−2gfo * foは商用周波数)
、■1を電路電圧■oにおきかえたものに相当する。電
路1,2から得た電圧をトランスT、でω1f:ω0に
変えれものに郷しく、シたがって、h! ローパスフィルタの出力線   となる。この凰 例でも電路1が第3図の如の01.R,で接地されれば
、第1.第2の方法と同じ問題が生じ、このときローパ
スフィルタLPFの出力に得られるOUTは■式tD 
e、vlt eove I at、 ’kcm。
におきかえたものに等しく、このときのローパスフィル
タLPFの出力はメガ−で測定した絶縁抵抗とは一致し
ない。これが一致するか否か1知るためには接地!1を
介して上述のように電路に商用周波数以外の低周波電圧
を印加してはじめて前記と同様に絶縁抵抗の正確な測定
が可能となる〇 なお0式で示される絶縁劣化に対してn = 1のとき
周波1’ f 1. f s 、 f sの3周波を使
用したが、n=2のときは4周波という具合にnの増大
にともなって測定用低周波の周波数の種類を増加させる
ことにより、それぞれの場合の有効分を得ると共に0式
の周波数特性に適応するように逐次必l!測定周波数の
種類を増加させればよいことは明らかである。
本発明の方法は従来提案されている活線状態確にするも
のでめり、その工業的価値は大なるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のIRlの絶縁測定方法を説明する図 第2図は従来の第2の絶縁測定方法を説明する図 第3図は本発明の実施例を示す図 第4図は従来の第3の絶縁測定方法を説明する図 T ニドランス T1:低周波印加トランス ZCT  :零相変流器 OT  :発振トランスコア 08C:発振回路 FIL  :フィルタ MULT :かけ算器(または同期検波@)LPF  
 :ローバスフィルタ BL   :1&地縁 R:絶縁抵抗 C: 対地浮遊容量 Z :負荷 C1:コンデンサ R1:抵抗 r :漏洩電流検出用抵抗 T雪 :分圧トランス 特許出願人 東洋通信機株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、変圧器の接地線を通じて電路に測定信号である低周
    波の電圧を電磁誘導または直列結合によって印加し、該
    接地線に帰還する該低周波の漏洩電流を検出してその有
    効分を演算算出することKよシ活線状態で絶縁抵抗管測
    定する方法において、該低周波電圧の周波数を変えて骸
    有効分の演算算出値が変らないかを検証することを特徴
    とする絶縁抵抗検出方法。 λ 特許請求の範囲Iにおいて、該演算算出値が変らな
    いときは該演算算出値から直接該電路の絶縁抵抗を決定
    することを特徴とする絶縁抵抗検出方法。 3、  #許請求の範囲Iにおいて該演算算出値が変る
    ときは該低周波電圧の周波数をさらに別の豪数の周波数
    に変えてそれぞれの演算算出値を求め、該演算算出値を
    用いて所定の算式によつ方法。
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