JPH0221550B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0221550B2 JPH0221550B2 JP57092517A JP9251782A JPH0221550B2 JP H0221550 B2 JPH0221550 B2 JP H0221550B2 JP 57092517 A JP57092517 A JP 57092517A JP 9251782 A JP9251782 A JP 9251782A JP H0221550 B2 JPH0221550 B2 JP H0221550B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- ground
- insulation
- low
- capacitance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電路、電気機器等の絶縁劣化状況を測
定する方法に関する。
定する方法に関する。
従来電路の絶縁劣化状況の測定には、電路を活
線状態でなくし、電路と対地間に直流電圧を印加
し、流れる電流値から絶縁抵抗を測定する所謂メ
ガーによる方法が実施されている。また活線状態
で第２種接地線等に流れる所謂零相電流測定によ
つて絶縁劣化状況を推進する方法、または電路を
活線状態でなくし、電路と対地間に交流電圧を印
加し、還流する交流電流値から絶縁劣化状態を推
定する方法も実施されている。これらの従来の方
法で絶縁劣化を測定した結果が、例えば １ 直流電圧印加による絶縁抵抗測定値は十分高
い。
線状態でなくし、電路と対地間に直流電圧を印加
し、流れる電流値から絶縁抵抗を測定する所謂メ
ガーによる方法が実施されている。また活線状態
で第２種接地線等に流れる所謂零相電流測定によ
つて絶縁劣化状況を推進する方法、または電路を
活線状態でなくし、電路と対地間に交流電圧を印
加し、還流する交流電流値から絶縁劣化状態を推
定する方法も実施されている。これらの従来の方
法で絶縁劣化を測定した結果が、例えば １ 直流電圧印加による絶縁抵抗測定値は十分高
い。
２ 零相電流または交流電圧印加により還流する
交流電流値は大きい。
交流電流値は大きい。
となつた場合、一般には、零相電流または交流印
加により還流する交流が大きいのは、電路の対地
間静電容量が大なるためと判断し、このような静
電容量を介して流れる充電電流は本質的には発熱
等に直接結びつかないため、それが極端に大でな
い限り電気保安上問題なく直流電圧印加による絶
縁抵抗値が十分に大きいのであるから測定対象電
路は絶縁劣化がなく異常なしと判定される場合が
しばしばあつた。ところで、このような判定の出
される理由は、上記零相電流または交流電圧印加
により還流する電流は、電路と対地間の直流電圧
印加測定による絶縁抵抗と対地静電容量のみを介
して流れるものとして電路の絶縁等価モデルを仮
定しているためである。しかし、現実の絶縁劣化
状況としては、例えば雑試「図説電気」の1979年
のVol.20，No.１の23ページに示される如く、上記
絶縁等価モデル以外に更に抵抗と静電容量が直列
接続された形で等価回路を表しうる劣化原因が電
路と対地間に存在する場合のあることが分つてい
る。このような劣化要因の存在する率は一般に少
ないにせよ従来の測定方法では測定することがで
きないだけでなく、その存在を検出することすら
困難であつた。このような直列接続された形で等
価回路の表わされる絶縁劣化は当然発熱の原因と
なりうるもので、電気保安上、その大小によつて
は劣化電路の修復を必要とする場合もある。本発
明は上記従来の測定方法の欠点を解決するもので
ある。
加により還流する交流が大きいのは、電路の対地
間静電容量が大なるためと判断し、このような静
電容量を介して流れる充電電流は本質的には発熱
等に直接結びつかないため、それが極端に大でな
い限り電気保安上問題なく直流電圧印加による絶
縁抵抗値が十分に大きいのであるから測定対象電
路は絶縁劣化がなく異常なしと判定される場合が
しばしばあつた。ところで、このような判定の出
される理由は、上記零相電流または交流電圧印加
により還流する電流は、電路と対地間の直流電圧
印加測定による絶縁抵抗と対地静電容量のみを介
して流れるものとして電路の絶縁等価モデルを仮
定しているためである。しかし、現実の絶縁劣化
状況としては、例えば雑試「図説電気」の1979年
のVol.20，No.１の23ページに示される如く、上記
絶縁等価モデル以外に更に抵抗と静電容量が直列
接続された形で等価回路を表しうる劣化原因が電
路と対地間に存在する場合のあることが分つてい
る。このような劣化要因の存在する率は一般に少
ないにせよ従来の測定方法では測定することがで
きないだけでなく、その存在を検出することすら
困難であつた。このような直列接続された形で等
価回路の表わされる絶縁劣化は当然発熱の原因と
なりうるもので、電気保安上、その大小によつて
は劣化電路の修復を必要とする場合もある。本発
明は上記従来の測定方法の欠点を解決するもので
ある。
第１図は本発明の実施例を説明する図である。
第１図は単相２線式電路３，４の場合について示
しているが本発明はこれに限定されない。高圧電
路１，２はトランスＴを介して低圧電路３，４と
接続され、電路３，４には負荷Ｚが接続されてい
る。低圧電路３，４をａ，Ａならびにｂ，Ｂ点で
しや断器等で切断し、電路３，４を活線状態でな
くす。電路３，４には絶縁抵抗Ｒ、対地静電容量
Ｃが存在する。また電路には抵抗R1、静電容量
C1が直列接続された劣化が存在するものとする。
Ｂ点を第２種接地線E2に接続し、Ａ，Ｂ間に直
流電圧を印加し、その電流を測定することにより
直流絶縁抵抗Ｒの値を測定することができる。ま
た、Ａ，Ｂ間に静電容量測定の交流ブリツジを接
続することにより、対地静電容量値ＣをR1，C1，
Ｒの影響を受けずに測定することができる。（こ
の場合静電容量ＣはＱ値が低い場合に相当して測
定される。） 次に第２図の有効分、無効分検出回路のＦ点を
Ａ点と接続する。第２図において発振器OSCは
周波数0を発振し終端抵抗r1を介して電路３，４
に周波数0の交流電圧を印加する。終端抵抗r1
は、十分に低いものとする。周波数0の交流電圧
の印加により絶縁抵抗Ｒ、対地静電容量Ｃ、絶縁
劣化抵抗R1、静電容量C1等を介して電流が流れ
る。この電流を微少抵抗r2で電圧に変換し増幅器
AMPで増幅する。なお、この電流の測定に当つ
て、零相電流器等をr2に置換えうることは明らか
である。抵抗r1の両端に発生する印加電圧をV1
ボルトとすると、増幅器AMPの出力電圧Vgは であらわされる。ここでω0＝2π0である。
第１図は単相２線式電路３，４の場合について示
しているが本発明はこれに限定されない。高圧電
路１，２はトランスＴを介して低圧電路３，４と
接続され、電路３，４には負荷Ｚが接続されてい
る。低圧電路３，４をａ，Ａならびにｂ，Ｂ点で
しや断器等で切断し、電路３，４を活線状態でな
くす。電路３，４には絶縁抵抗Ｒ、対地静電容量
Ｃが存在する。また電路には抵抗R1、静電容量
C1が直列接続された劣化が存在するものとする。
Ｂ点を第２種接地線E2に接続し、Ａ，Ｂ間に直
流電圧を印加し、その電流を測定することにより
直流絶縁抵抗Ｒの値を測定することができる。ま
た、Ａ，Ｂ間に静電容量測定の交流ブリツジを接
続することにより、対地静電容量値ＣをR1，C1，
Ｒの影響を受けずに測定することができる。（こ
の場合静電容量ＣはＱ値が低い場合に相当して測
定される。） 次に第２図の有効分、無効分検出回路のＦ点を
Ａ点と接続する。第２図において発振器OSCは
周波数0を発振し終端抵抗r1を介して電路３，４
に周波数0の交流電圧を印加する。終端抵抗r1
は、十分に低いものとする。周波数0の交流電圧
の印加により絶縁抵抗Ｒ、対地静電容量Ｃ、絶縁
劣化抵抗R1、静電容量C1等を介して電流が流れ
る。この電流を微少抵抗r2で電圧に変換し増幅器
AMPで増幅する。なお、この電流の測定に当つ
て、零相電流器等をr2に置換えうることは明らか
である。抵抗r1の両端に発生する印加電圧をV1
ボルトとすると、増幅器AMPの出力電圧Vgは であらわされる。ここでω0＝2π0である。
即ち、Vgは、抵抗r1を流れる電流igにより発
生する電圧r1×igを所定値増幅したものである。
生する電圧r1×igを所定値増幅したものである。
増幅器出力Vgと発振器の他の出力10即ち、√
２e1sioω1tとの積をかけ算器MULT１で演算しそ
の直流分をローパスフイルタLPF１に加えて得
ると、出力OUT１には次式で示される電圧が得
られる。これらの演算例については同一出願人、
同一発明者による特願昭56−114109の明細書に示
されているので、詳細は省略する。
２e1sioω1tとの積をかけ算器MULT１で演算しそ
の直流分をローパスフイルタLPF１に加えて得
ると、出力OUT１には次式で示される電圧が得
られる。これらの演算例については同一出願人、
同一発明者による特願昭56−114109の明細書に示
されているので、詳細は省略する。
OUT1
＝｛１／Ｒ＋１／R1・１／１＋（１／ω0C1R1）2｝e1
V1 e1V1は一定とし、OUT1／e1V1＝１／Rgとすると １／Rg＝１／Ｒ＋１／R1・１／１＋（１／ω0C1R1）2
となり、これは印加低周波電圧と同相の有効分で
ある。また、発振器の他の出力10を90度移相器
PSに印加することによりその出力に√２
e1cosω0tを得ることができる。増幅器出力Vgと
90度移相器PSの出力との積をかけ算器MULT２
で演算し、その直流分をローパスフイルタLPF
２に加えて得ると、出力OUT２には次式で示さ
れる電圧が得られる。
V1 e1V1は一定とし、OUT1／e1V1＝１／Rgとすると １／Rg＝１／Ｒ＋１／R1・１／１＋（１／ω0C1R1）2
となり、これは印加低周波電圧と同相の有効分で
ある。また、発振器の他の出力10を90度移相器
PSに印加することによりその出力に√２
e1cosω0tを得ることができる。増幅器出力Vgと
90度移相器PSの出力との積をかけ算器MULT２
で演算し、その直流分をローパスフイルタLPF
２に加えて得ると、出力OUT２には次式で示さ
れる電圧が得られる。
OUT2＝｛Ｃ＋C1／１＋（ω0C1R1）2｝
ω0e1V1
ω0，e1，V1は一定とし、OUT1／e1V1ω0＝Cgと
すると Cg＝Ｃ＋C1／１＋（ω0C1R1）2 となる。これは印加低周波電圧と90゜位相のずれ
た無効分である。式から １／R1・１／１＋（１／ω0C1R1）2＝１／Rg−１／Ｒ
＝１／R0 とする。
すると Cg＝Ｃ＋C1／１＋（ω0C1R1）2 となる。これは印加低周波電圧と90゜位相のずれ
た無効分である。式から １／R1・１／１＋（１／ω0C1R1）2＝１／Rg−１／Ｒ
＝１／R0 とする。
式から
C1／１＋（ω0C1R1）2＝Cg−Ｃ＝C0
とする。式から
（ω0C1R1）2＝C1／C0−１
また式は次式のように整理される。
１／R1・（ω0C1R1）2／１＋（ω0C1R1）2＝１／R0
式に式を代入すれば
ω0C1R1＝１／R0C0
となる。，式から
C1＝C0｛１＋１／（ω0C0R0）2｝
となり、C1が求まれば式からR1を算出するこ
とができる。
とができる。
前記測定による実測データが例えば、
Ｃ＝1.1μF
Ｒ＝120KΩ
Cg＝1.4μF
Rg＝40KΩ
であつた場合（ただし、印加交流電圧の周波数0
＝20Hzとした場合）、式からR0＝60KΩまた
式からC0＝0.3μFとなる。これを式に代入す
る。0＝20〔Hz〕とすれば C10.36μF が算出され、式から R19.8KΩ が算出される。
＝20Hzとした場合）、式からR0＝60KΩまた
式からC0＝0.3μFとなる。これを式に代入す
る。0＝20〔Hz〕とすれば C10.36μF が算出され、式から R19.8KΩ が算出される。
即ち、C1，R1が算出されれば、電路３，４が
活線状態でこれらに流れる電流、消費電力が算出
され、発熱の度合が推定でき、絶縁劣化として危
険な状況か否かの判定ができる。
活線状態でこれらに流れる電流、消費電力が算出
され、発熱の度合が推定でき、絶縁劣化として危
険な状況か否かの判定ができる。
本発明の測定方法は、従来検出できなかつた絶
縁劣化状況を測定、算出でき、電気保安のレベル
の向上の上で、その効果は大なるものである。な
お、第１図でR1が十分大で、C1が小なる場合等
には従来の所謂メガー測定で結果的には充分であ
ると考えられるが、本発明は従来の測定方法で
は、この種の劣化状態があるか否かの分らなかつ
た点を明確にするものであり、その工業的価値は
大なるものである。
縁劣化状況を測定、算出でき、電気保安のレベル
の向上の上で、その効果は大なるものである。な
お、第１図でR1が十分大で、C1が小なる場合等
には従来の所謂メガー測定で結果的には充分であ
ると考えられるが、本発明は従来の測定方法で
は、この種の劣化状態があるか否かの分らなかつ
た点を明確にするものであり、その工業的価値は
大なるものである。
第１図は、本発明の実施例を説明する図、第２
図は、有効分、無効分を検出回路の説明図。 ３，４：低圧電路、Ｔ：トランス、OSC：発
振器、PS：90度移相器、AMP：増幅器、
MULT１，２：かけ算器、LPF１，２：ローパ
スフイルタ、Ｚ：負荷。
図は、有効分、無効分を検出回路の説明図。 ３，４：低圧電路、Ｔ：トランス、OSC：発
振器、PS：90度移相器、AMP：増幅器、
MULT１，２：かけ算器、LPF１，２：ローパ
スフイルタ、Ｚ：負荷。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電路の絶縁状況を測定するに当たり、該電路
と対地間の直流絶縁抵抗Ｒを測定する手段と、該
電路と対地間の静電容量Ｃを測定する手段と、該
電路と対地間に周波数0の低周波電圧を印加する
と共に帰還する周波数0の漏洩電流中に含まれる
該低周波電圧と同相の有効分１／Rgと、該低周
波電圧と90゜位相のずれた無効分Cgを検出する手
段を具備し、該電路と対地間に存在する静電容量
C1と絶縁抵抗R1とが直列に接続された形の絶縁
劣化定数C1，R1を下式、 C1＝C0｛１＋１／（ω0C0R0）2｝ R1＝１／C1 １／R0C0ω0 2 ここで １／R0＝１／Rg−１／Ｒ，C0＝Cg−Ｃ，ω0＝2π0 にて算出することを特徴とする絶縁劣化状況測定
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57092517A JPS58208674A (ja) | 1982-05-31 | 1982-05-31 | 絶縁劣化状況測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57092517A JPS58208674A (ja) | 1982-05-31 | 1982-05-31 | 絶縁劣化状況測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58208674A JPS58208674A (ja) | 1983-12-05 |
| JPH0221550B2 true JPH0221550B2 (ja) | 1990-05-15 |
Family
ID=14056511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57092517A Granted JPS58208674A (ja) | 1982-05-31 | 1982-05-31 | 絶縁劣化状況測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58208674A (ja) |
-
1982
- 1982-05-31 JP JP57092517A patent/JPS58208674A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58208674A (ja) | 1983-12-05 |
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