JPS61239170A - 活線電路の絶縁抵抗測定装置 - Google Patents

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】 する装置に間する。

活線状態にある電路の絶縁状態を測定するには、通常、
低周波電圧を注入用変圧器で電磁誘導により接地線を通
じて電路に絶縁抵抗測定用信号として印加し、絶縁抵抗
成盆を検出用変流器により検出して測定する。この従来
方式は、電路に注入する周波数が商用周波数より低い場
合、注入用変圧器の印加効率が悪く、断面積の大きなコ
ア材料や大きな電力が必要になり高価になるなどの欠点
があった。又、従来の方式では商用周波数の漏洩電流成
分と印加した低周波電圧により生じた電流成分を検出側
で分離するために高次のる波器を必要とし、このため、
ろ波器の素子感度が高くなり温度、経年変化の影響も受
けやすく、位相や利得のずれも生じ、測定値の信頼性に
問題があった。

本発明は、上記欠点を解消するもので、印加する注入用
信号を異なる２つの周波数の変調波にすることにより、
コア材料の大幅な小型化及び所要電力の軽減をはかるこ
とができ、高次のる波器の必要はなく、印加する低周波
電圧に商用周波数を分周した周波数を用いる事により、
ろ波器等による位相ずれにまったく間係なく商用周波数
の漏洩電流成分を同期整流により除去することができ、
高精度に測定できるなど、その作用効果は大きい１以下
、本発明を図面により詳細に説明する。

ｗＬ１図に従来の絶縁抵抗測定装置の凹路構成図を示す
。

（１）は商用電路の変圧器、（２）は電路の負荷、（３
）は電路の対地絶縁抵抗、（４）は電路の対地容量、（
Ａ）は変圧器（１）の第２種接地線、（Ｂ）は商用の活
線状態にある電路である。

（１Ｂ）は絶縁抵抗測定装置で、接地線（Ａ）は注入用
変圧Ｗ（７）の２次側及び検出用変流器（８）の１次側
を貫通させて大地に接続する。

絶縁抵抗測定装置（１８）は、同図に示すように低周波
発振Ｗ（５）により得られた低周波電圧を電力増幅ＩＩ
　（６）を通じ、その出力を直接注入用変圧器（７）に
加え接地線（Ａ）及び電路（Ｂ）に低周波電圧を電磁誘
導により印加する。検出用変流器（８）の出力は、商用
周波数成分を含んでおり、増幅器兼低域通過高次ろ波Ｉ
Ｉ　（９）で低周波成分のみとし、乗算回路（１０）で
絶縁抵抗成分の漏洩電流を検出し、表示器（１１）で絶
縁抵抗又は絶縁抵抗に起因する漏洩電流を表示する。

一般に注入用変圧器の印加効率は、周波数が低いほど、
コアの断面積や磁束密度が小さいほど悪くなる。　すな
わち、低周波電圧を電磁誘導により接地線及び電路に印
加するには注入用変圧器のコアの断面積を大きくしなく
てはならず、コアの断面積が大きくなると作業性が悪く
なる。又、印加する周波数が低くなればなるほど印加効
率が悪くなるため、注入用変圧器に加える電力が増し装
置全体の消費電力が大きくなるなど°の欠点がある。

次に、第２１！ｌに本発明の一実施例を示す。

絶縁抵抗測定用信号は、商用の電ｗＪ（Ｂ）から得られ
る商用周波数信号を波形整形兼分周回路（１３）に加え
、方形波に波形整形後、分周（１／ｎｕｎは分周数）を
行ない、この周波数を基本波とする方形波にし、この信
号を低域通過ろ波器（１４）により商用周波数の１／ｎ
の基本波である正弦波として抽出する０発振回路（１２
）は商用周波数の】Ｏ〜２０倍程度（絶縁抵抗測定用信
号の数１０倍の周波数）で注入用変圧器の印加効率の良
い周波数の正弦波を発振する０発振回路（１２）と低域
通過゛ろ波器（１４）の出力を加算回路（１５）に人力
し、変調したのち電力増幅器（６）に人力する。電力増
幅！（６）の出力を注入用変圧器（７）に印加する。

第３図に注入用変圧器の１次電圧波形を示す。

同図（ア）は従来の方式で飽和時の電圧波形である。同
図（イ）は、（ア）と同じ注入用変圧器で同じ電圧を注
入する場合で、本発明による方式で変ｌＩ率１００％の
電圧波形で飽和していない、すなわち、本発明の方式に
よれば、周波数が高いの□ で注入効率が□良くなり同じ電圧を注入す１、るのに注
入用変圧器のコアを小さくすることができる。

該注入用変圧器（７）で接地線（Ａ）及び電路（Ｂ）に
注入する周波数は、発振口！１（１２）による同波数ｆ
２と商用周波数の１／ｎの周波数ｆ！−，である、又、
接地線（Ａ）には、商用周波数ｆｓも既存の漏洩電流と
して流れている。そのため、検出用変流器（８）から出
力される周波数成分は、周波数ｆｓ−ｆｌ−ｆ２を含ん
でいる。

商用周波数ｆｓと周波数ｆｌと周波数ｆ２の間では、ｆ
Ｉ　＝　ｆＳ　／　ｎ　　　　　・・・（ａ）（ｎは分
周数　） ｆ２　＝　　ｍ　　ｘ　　ｆｓ　　　　　　−−−（ｂ
）（ｍ＝１０〜２０　） の間係が成立する。

検出用変流１（８）の出力を、増幅器兼低域通過ろ波１
！（１７）に人力し、周波数ｆ２の成分を除去し、周波
数ｆｓ−ｆｌの成分のみとする。増幅器兼低域通過ろ波
器（１７）の出力は、同期整流回路（１６）に入力する
。同期整流回路（１６）は、商用周波数ｆｓ及び周波数
ｆ１による漏洩電流の対地容−成分を除去し、周波数ｆ
、ｌによる漏洩電流の絶縁抵抗成分のみ出力する。同期
整流回路（１６）の出力を表示ＩＩ　（１１）に人力し
、絶縁抵抗又は絶縁抵抗成分に起因する漏洩電流を表示
する。

以下、同期！流口路（１６）について説明する。

同期整流回路（１６）の入力端子中、商用周波数ｆｓに
よる漏洩電流成分の電圧Ｖｓは、Ｖｓ＝ＡＳＩＮ（θＳ
＋ψ　）　　　・・・（ｃ）Ａ　：振幅 ψ　：交流器や各回路での位相遅れ θＳ：商用周波数の位相 の正弦波である。

又、同期ｌＩ流傷信号位相θ０は（ａ）式より、θ０＝
　θｓｘｎ　　　　　　　・・・（ｄ）θＯ；同朋Ｗｆ
ｆｌ信号の位相 となる。

（ｄ）式を（ｅ）式に代入した電圧Ｖｓを同門！１流を
行ない、更に平均値を取ると、平均値電圧をＶ　ａｖｅ
として、 となる。

すなわち、位相遅れψがいかなる値であフても開用周波
数ｆｓの漏洩電流の影響は無くなる。

又、同期整流回路（１６）の同期整流信号の位相を周波
数ｆｌの抵抗成分に合わせているので、同位相の絶縁抵
抗成分のみが検出され、位相が９Ｑ°ずれている対地容
量成分は除去される。すなわち、同門整流回路（１６）
は、商用周波数ｆｓの除去と、周波数ｆｌの対地容量成
分の除去を同時に行なっており、従来方式の増幅器兼低
域通過高次ろ波器（９）の一部と乗算回路（１０）を合
わせた回路に相当し、従来より小型・安価に製作するこ
とができる。

実回路では、完全には影響を除くことはできないが、約
１／１０００位に減少させることができ実用上無視でき
る。これは、６次以上の低域通過ろ波器を用いた効果に
等しい、しかも、ろ波器に比へ部品数が少なくなり、そ
れだけ検出回路の小型化が可能であるばかりか、回路を
構成する部品の影響を受けにくく温湿度、経年変化によ
る回路の安定性がきわめて高い特長を持つ。

第２ｙＪ回路を用いることにより注入用変圧器が小型、
軽量となり、作業性、生産性が大幅に向上できる。又、
従来のような低い低周波電圧にかわり、数１０倍程度の
周波数の低周波電圧を印加するので注入用変圧器の１次
側電力が大幅に軽減できる。このことにより、＠路の消
費電力が少なくなり、同時に発熱等による電子回路の熱
疲労も軽減され装置全体の信頼性が向上する。

以上述べたように本発明によれば、簡単な回路構成で高
効率に絶縁抵抗測定でかき、しかも安価な生産コストで
活線電路の絶ａｆＭ定装置が製品化できるなど実用的効
果は大きい。

上記説明では単相２線式の場合について述べたが、本発
明では単相３線式、三相３線式等の回路の場合にも同様
に適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１ｒ！！Ｊに従来の絶縁抵抗測定装置の回路構成図を
示す、第２図に本発明による絶縁抵抗測定装置の一実施
例を示す、第３図に注入用変圧器の１次電圧波形で、（
ア）は従来方式、（イ）は本発明による方式を示す。 Ａ、９．接地線　　Ｂ１０．電路 ３００．絶縁抵抗　４０６．対地容量 ７０３．注入用変圧器 ８１９．検出用変流ｔｌ　　　１０．、、乗算回路１５
、、、加算回ＰＩ　１６．、、同期整流回路１８・・・
絶縁抵抗測定Ｈ置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 活線状態にある電路又は接地線に注入用変圧器を設け、
   該電路に絶縁抵抗測定用信号である低周波電圧を印加し
   、該電路に地絡が生じた場合、絶縁抵抗が低下して該接
   地線を通じて漏洩電流が流れるが、この漏洩電流を注入
   用変圧器と同様に設けた検出用変流器で検出し、該検出
   用変流器の出力に含まれる該低周波電圧の絶縁抵抗によ
   る有効成分のみを検出するようにした該電路の絶縁抵抗
   測定装置において、注入用変圧器に印加する注入用信号
   は、絶縁抵抗測定用信号である低周波電圧に商用周波数
   を分周した周波数を用い、この信号に数１０倍の高い周
   波数で振幅変調を行なったものとし、検出用変流器の出
   力から、絶縁抵抗測定用信号成分を同期整流により取り
   出すようにして商用周波数による既存の漏洩電流及び対
   地容量の影響を除き、絶縁抵抗を精度良く測定すること
   を特徴とした活線電路の絶縁抵抗測定装置。