JPH0283461A - 接地抵抗の影響を補償した絶縁抵抗測定方法 - Google Patents

接地抵抗の影響を補償した絶縁抵抗測定方法

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JPH0283461A
JPH0283461A JP23696488A JP23696488A JPH0283461A JP H0283461 A JPH0283461 A JP H0283461A JP 23696488 A JP23696488 A JP 23696488A JP 23696488 A JP23696488 A JP 23696488A JP H0283461 A JPH0283461 A JP H0283461A
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(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】 (産業上の利用分野) 本発明は電路等の絶縁抵抗を測定する方法。
殊に対地浮遊容量大なる場合無視し得なくなる接地抵抗
の影響を補償した絶縁抵抗測定方法に関する。
(従来技術) 従来、漏電等の早期発見の為には第2図に示す如き電路
の絶縁抵抗測定方法を用いるのが一般的であった。
即ち、Zなろ負荷を有する受電変圧器Tの第2種接地線
LEy介して発振器O8Cから商用周波数と異なった周
波数f1なる測定用低周波信号電圧を電路L1及びL2
に印加し、前記接地線Lg?:貫通する変流器ZC’l
’によって絶縁抵抗R及び浮遊容量Cを介して帰還する
漏洩電流を検出する。
この際前記変流器zCTの出力に含まれる周波数f1の
成分をフィルタFILTにて検出しその漏洩電流を例え
ば前記発振器O8Cの出力を用いて掛算器MULTで同
期検波して有効分電流を分離して得、これによって電路
の絶縁抵抗を測定するものであった。
その測定理論を第3図の等節回路を用いて更に説明する
ならば前記接地線LEの接地点Eを介して前記発掘器O
8Cに帰還する電流を工とすると であるから印加する測定信号電圧と同相の成分。
即ち上記(1)式右辺第1項に比例した値を同期検波等
の手法を用いて検出すれば絶縁抵抗Rに逆比例した測定
値を得るものである。
しかしながら上記(1)式からも明らかな如くこの測定
法は接地Ivl!LEに大地を介して帰還する電流を測
定するにも拘らず接地抵抗を無視しているので対地浮遊
容量Cが大きくなると接地抵抗の影響が現われ測定値が
現実の電路の絶縁抵抗とはなはだしくかけ離れたものと
なる。即ち正確な絶縁抵抗の測定が不可能になるという
欠陥があった。
(発明の目的) 本発明は上記欠点に鑑みなされたものであって、対地浮
遊容量Cの影響を受けることなく正確な絶縁抵抗測定を
行なう絶縁抵抗測定方法を提供することを目的とする。
(発明の概’ff) この目的を達成するために本発明の絶縁抵抗測定方法は
電路に商用周波数と異なる周波数f1なる低周波の測定
信号電圧を印加し、接地線に帰還する周波数ftの漏洩
電流中の有効分並びに無効分を検出すると共に上記電路
と大地間の周波数ftの電圧を検出し、該周波数f1の
電圧と上記測定信号電圧との位相差を得、前記有効分に
前記無効分と前記位相差とのff’に加算することによ
り絶縁抵抗を測定するよう手段を講する。
(実施例) 以下本発明を図面に示す実施例とに基づいて詳細に説明
する。
先ず2本発明に係る絶縁抵抗測定方法を説明する前に、
その理解を助けろ為従来の手法の欠陥を少しく詳細に説
明する。
第4図は接地抵抗γを考慮した場合の等価回路図である
この場合接地点Eを介して発掘器OSCに帰還する電流
を11としこれを I + = (A+ j B ) V   −(2)と
する。このとき →Rとすると であり(2)式で接地抵抗γを無視すれば前記(1)式
と同一になることはいうまでもない。
さて、(3)式において、対地浮遊容量C=0のときA
は一工−となるが一般にR)γであるかR+γ らAは1/Rと考えてよく前記(2)式の同相分はV/
Rとなシ、同相分を検出することにより絶縁抵抗を測定
することができる。しかし浮遊容量Cが太きいときには
同相分を検出しても(3)式で示される如く正しい絶縁
抵抗を測定していないことになる。
このような誤差が実際上どの程度になるかを以下に示す
一般にR)γであるから(3)式においてR+rと表し
得る。
ここで例えば ft=20Hz、C=−5zlF。
γ=100Ωとすると (ω1Cγ)=(2πX20X5X10  X100)
2主3.95 x 10−’ となり(ω1Cγ)(1である。
したがって(4)式は とみなしてよい。
従ッテ9例えばfl=20Hz 、C=5μF、R=1
00にΩ、γ=100Ωの場合前記(5)式の()内は
1+(ω1C)■tγ=4.95 となり、同相分から検出されるべき絶縁抵抗値100 
KΩは 100にΩ/4.95 =20.2 KΩ と
して測定されてしまうことになる。
斯くの如く、従来の接tlt1.抵抗を無視した絶縁抵
抗測定方法では対地浮遊容量が大きい場合極めて測定誤
差が大きくなる欠陥を有すること前述の通)である。更
に対地浮遊容量には一般電子機器の電源回路に付加され
るノイズフィルタのキャパシタンスも含まれるので今後
対地浮遊客引は大きくなっていく傾向にあるから従来の
方法ではますます正確な測定結果が得られないことにな
る。
この問題を解決する為本発明に於いては以下の如き手法
欠とろ。
即ち2周波数flの印加信号によって得られる同相分’
gig1  とすると前記(2)弐及び(5)式から がイQられる。
一方、(3)式から印加信号と90°位相のずれた成分
Bは であり、又、一般にR>Tであるため と表わされ、更には(ωI Cr ) < 1  であ
るのでB≧ω C・・・・・・・・ (力 となるので接地抵抗rの影響は実用上はとんど受けない
ことになる。
従ってf=なろ印加信号によって得られろ無効分ig2
とすれば(7)式から ig、=:ω1cv    ・・・・・・・・・(8)
となる。
ところで電路と大地間に存在する周波数ftの電圧Eけ 12=V−11γ  ・・・・・・・・・(9)であり
、 (61、+81式から漏洩電流工1は■ l1=1−+(ω1C)γV十」ω、Cv  ・・・・
・・・・・ (ト)と弄されるから(転)式ヲ(9)式
に代入するとE=(1−−−(ω1Cγ) −Jω1C
γ)■ ・・・・・・・・・ (6)となり、r/R(
1、(鮨Cγ)(1であるのでE=(1−jω1Cγ)
■  ・・・・・・・・・(2)が得られろ。電路と大
地間に存在する周波数flの電圧Eと測定信号電圧■と
の位相差ψは−ψ=−ω、Cr  であり ω、Cr<
1  であるためψ=−ωICγ   ・・・・・・・
・・(至)となる。
したがって、(6)式のigに(8)式の1g2と(至
)式のψの積を加算すると ■ 。  °°゛°°°゛(2) となるので接地抵抗γの影響なく絶縁抵抗を測定しうろ
ことが分かる。
上述したような理論に基づいて測定を実際に行なうため
には以下の如くすればよい。
第1図は本発明に係る絶縁抵抗測定方法を実現する為の
回路の一実施例を示す図である。
即ち、接地線Lr、に周波数flなろ低周波信号発生用
の発振器O8Cを直列に接続して、電圧■なろ電圧を印
加する。−万前記零相変流器ZCT出力を周波数fl成
分を検出するフィルタFILTに印加して、商用周波成
分と分離し該フィルタFIL’l’のm力を第1の同期
検波回路M[JLTlの一万の入力端に入力せしめろと
共に前記発振器O8Cの出力を第1の同期検波回路MU
L’ptの第2の入力端に入力せしめる。かくして第1
の同期検波回路MULTIの出力を第1のローパスフィ
ルタLPF’rに印加し直流分のみを得れば、前述の(
6)式に和尚する有効分ig1が得られる。
一方、前記バンドパスフィルタBPFの出力を分岐して
第2の同期検波回路MULT2の一万の入力端に入力せ
しめると共に前記発振器O8Cの出力な移相器PSに印
加して90°位相を推移せしめその出力を第2の同期検
波回路MLIL’l’tの第2の入力端に入力せしめろ
。かくして第2の同期検波回路MULT2の出力を第2
のローパスフィルpLPFzに印加し直流分のみ乞得れ
ば前述の(8)式に相当する無効分ig2が得られろ。
更に接地(11i1電路L2と大地E8との間の電圧E
を高入力インピーダンス増幅器Aで検出し。
その出力を位相差検出のためのかけ算器MUL’l’3
の一万の入力端に印加し、他方の入力端には発揚器O8
C出力を印加する。
斯くして前記かけ算器MTJL’l’sの出力をo −
バスフィルタLPFaに加えろことにより得ろ直流分は
日式に相当する位相差ψとなる。これは(2)式からも
明らかなように電圧eの振幅は〔1+(ω1Cγ)2J
2T’−1であるから電路と大地間に存在する周波数f
lの電圧eと測定用低周波信号電圧■との大きさは変わ
らないが位相のみψだけシフトしているので1発揚器O
8C出力と高入力インピーダンス増幅器器Aの出力に得
られる周波数f1の電圧eとをかけ算器MLIL’l’
sに印加することにより位相差ψを得るものである。
mKローパスフィルタLPFsの出力をかけ算器MLJ
LT 4の一入力端に印加し、他の入力端にはローパス
フィルタLPFzの出力を印加すれば該MULT4の出
力は1g2Xψとなシ該MTJLT4出力を加算器AD
Dに印加すると共に更に該加算6ADD Kローパスフ
ィルタLPF 1の出力を加えることにより加算器AD
Dの出力0[JTはOLIT=ig  ”g2ψ となるので絶縁抵抗を測定することが可能となる。
同、実施例に於いては説明簡単の為単相2線の場合を示
したが本発明はこれに限定する必然性は全くなく一端接
地の単相3線或は3相3線の場合であっても同一の原理
に基づいて実施可能なことは明らかであろう。
なお、上記実施例においては零相電流の検出に零相変流
器を用いているが接地線Lgを切断しこれに低抵抗を直
列接続しこの抵抗の両端電圧をもって零相電流を検出し
てもよい。また電路への低周波電圧の印加に当っては接
地線LEを切断してこれに発掘器を直列に挿入接続する
のではなく、接地線を発振器出力のトランスを貫通させ
る等してもよい。高入力インピーダンス増幅器Aの出力
に大きな商用周波成分が含まれるときは、商用周波成分
除去フィルタを増幅器Aと同期検波器MLILT8の一
万の大力間に入れろことがのぞましい。
(発明の効果) 本発明は以上説明した如き手法によって電路の絶縁抵抗
を測定するものであるから接地抵抗の影響を完全にキャ
ンセルすることが可能となるのみならず発掘器等の出力
抵抗の影響をも接地抵抗に加味して補償するので対地浮
遊容量が大きい電路等の絶縁抵抗を正確に測定する上で
著しい効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る絶縁抵抗測定方法を実現する為の
一実施例を示すブロック図、第2図は従来の絶縁抵抗測
定方法を説明する図、第3図は等価回路図、第4図は接
地抵抗を考慮した場合の等価回路図である。 T・・・・・・・・変圧器、    Ll及びL2・・
・・・・・・・電路、    LE・・・・・・・・接
地g 、    osc・・・・・・・・発録器、  
  LPFl、2.a・・・・・・・・ローパスフィル
タ、    ADD・・・・・・・・・加jl[。 F工LT・・・・・・・・・フィルタ、     PS
・・・・・・・・・90°移相6.    A−・・・
・・・・・高入力インピーダンス増幅器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 電路に商用周波数と異なる周波数f_1なる低周波の測
    定信号電圧を印加し、接地線に帰還する周波数f_1の
    漏洩電流中の有効分並びに無効分を検出すると共に上記
    電路と大地間の周波数f_1の電圧を検出する絶縁抵抗
    測定方法に於いて、前記電路と大地間の電圧と上記測定
    信号電圧との位相差を検出し、前記有効分に前記無効分
    と前記位相差との積を加算することにより絶縁抵抗を測
    定することを特徴とした接地抵抗の影響を補償した絶縁
    抵抗測定方法。
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