JPH03142379A - 絶縁抵抗測定方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、活線状態で電路の絶縁抵抗を測定する方法、
特に大きな絶縁抵抗値を測定する場合、無視できなくな
る変流器に流れる１次電流と２次電流の位相変化の影響
を補償した絶縁抵抗測定方法に関する。

〔従来技術〕

従来の絶縁抵抗測定方法を第２図に示す。

測定用低周波信号発生部で発生させた信号を注入用変圧
器を介して接地線に注入し、この信号電圧により絶縁抵
抗及び対地静電容量を流れ接地線に帰還する電流を変流
器で検出し、フィルタ部で測定用低周波信号の漏洩電流
成分のみを取り出した後、同期ｌｌ流部で絶縁抵抗成分
のみを検出することで電路の絶縁抵抗を測定する方法が
用いられる。

又、同期整流を行うための同期信号は注入用変圧器を介
して接地線に注入した測定用低周波信号電圧と位相を合
わす必要があり、測定用低周波信号の漏洩電流は変流器
及びフィルタ部により注入した測定用低周波信号電圧と
位相がずれるため、ずれた位相差分を補正する位相補正
部を設ける方法が一般的である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、従来の方法を用いた場合、変流器及びフィルタ
部の使用条件や使用環境が変化しｋとき位相補正が正常
に行えない。すなわち変流器及びフィルタ部の位相ずれ
が常に一定であることが従来の方法を用いるときの条件
である。

フィルタ部においては回路構成部品の使用温度変化によ
る位相ずれが主な原因であるが、これは素子感度の低い
フィルタ回路の使用や高精度、低温度依存性の回路構成
部品の選択を行うことにより使用環境変化による位相ず
れを軽減できる。

次に変流器について第３図を用いて述べる。第３図（ａ
）は変流器の概要を、又、第３図（ｂ）は一般に用いら
れる変流器の等価回路である。

１次電流１１を時間関数として与えると、ｈｒｔ）＝　
１１　・ｅｊｗｔ であるから等価回路中、１次電流により誘起される電圧
Ｅ２は 、・・（１） となる。

但し、Ａは振幅を示す。

又、等価回路において、Ｇ、、は変流器のコンダクタン
ス分ＩＬＸは変流器のりアクタンス分ＩＲＬは終端抵抗
であり、変流器の２次電流Ｉ２はＬｘ、−Ｇｘ。

ＲＬを 用いて となり、 開式に（１） を代入すると を得る。

（２）式より変流器の１次電流に対する２次電流の位相
遅れθ（Ｉ　ｅ　ｌ　ａ　ｙは となり、変流器の使用条件、使用環境に対する位相安定
条件はθｄｅｌａｙが理想値πとなるとき、すなわち であり、表現を変えると のいずれか片方を満足しｋときということになる。

この結果、従来は！？端低抵抗値を小さくする方法や変
流器の２次巻線の巻数を増やして、インダクタンスを上
げる方法が用いられてきた。

しかし、前者の方法は終端抵抗ＲＬ端電圧が位相安定性
を求めると低下する方向であり、又、後者の方法も（２
）式より同様の結果となる。

又、１９ｍ抵抗Ｒｔ端電圧の検出限界がそのまま絶縁抵
抗測定の限界とも言えるため、むやみに終端抵抗値を下
げるわけにもいかない欠点があった。

さらに、変流器のインダクタンスは１次電流値１１の大
きさにより大きく変化する特性を持つ、これは変流器の
コアの透磁率が１次電流の変化に伴い変化するためであ
る。

一般に１次電流が１００倍増加するとパーマロイ材質の
コアの透磁率は５〜１０（１ａ増加することが知られて
いる。このため変流器２次巻線のインダクタンスも５〜
１０倍増加するわけである。変流器の１次電流としては
、接地線に帰還する商用周波数成分の漏洩電流が存在し
、この電流値が仮に１ｍＡから１００ｍＡまで１００倍
変化すれば変流器２次巻線のインダクタンスが５〜ｌＯ
倍変化し、測定用信号電圧の漏洩電流位相も（３）式に
基づき変化する欠点がある。

本発明は、以上のような問題点を解決し、高精度に、し
かも使用条件や使用環境の変化に影響されない絶縁抵抗
測定方法を提供することを目的としている。

〔問題を解決するための手段〕

第１図（ａ）を用いて説明する。

変流器に貫通する１次巻線に流れる電流■１により変流
器のコア内に鎖交磁束Φ１が誘起し、さらに変漆器２次
側に電流Ｉ２が発生する。

２次電流により終端抵抗ＲＬに発生した電圧を増幅器に
加え、さらに、変流器に設けた３次巻線に電流Ｉ３を通
電する。

又、３次巻線に流れる電流１３により誘起される鎖交磁
束φ３は前述、鎖交磁束Φ１と逆方向に発生するよう３
次巻線を段窓する。

本方法により鎖交磁束φ１と同Φ３は常に打ち消す方向
に、すなわち、２次巻線電流にＩ２は一定となるよう制
御される。

２次巻線のインダクタンスＬ２１　　と変流器コアの鎖
交磁束φ（＝φ１−Φ３）の関係は２次巻線電流Ｉ２を
用いて Ｌ２＝１ ２ であることを考慮すると、３次巻線電流Ｉ３は２次巻線
電ｙｇ　Ｉ　２の関数であるから前述（３）式で与えら
れる位相遅れを１次７！ｊ、？、？Ｅに対して持つが、
変流器コアの鎖交磁束を常に一定に保つよう制御するこ
とにより変流器２次巻線インダクタンスを一定にするこ
とができる。

２次巻線インダクタンスＬ２を一定に保つことにより前
述（３）式の位相遅れは使用条件、使用環境に対して安
定となりうる。

〔実施例〕

第１図（ｂ）で注入用変圧器を通じて接地線に印加した
測定用低周波信号と絶縁抵抗により帰還した漏洩電流を
変流器で検出し、変流器の２次電流を用いて３次巻線に
コアの磁束を打ち消すよう電流を流すことで変流器に流
れる１次電流と２次電流の位相変化を抑圧する。

又、３次巻線に流れる電流は１次電流に比例しているこ
とを利用し抵抗Ｒ１で電圧に変換する。

この抵抗Ｒ＋端電圧は本発明の利用した位相特性改善を
行った結果の電圧であり、このＲｕ＃ｉ電圧を用いてフ
ィルタ部、同１１ＪＩ整流部を通過し得た絶縁抵抗測定
値も又位相特性改善値ということになる。

本発明は変流器の３次巻線の巻数を複数巻とすることに
より３次巻線に流すｔ流Ｉ３を巻線数に反比例して減じ
ることができることは言うまでもない。

又、変流器製作上の関係で３次巻ｖＡを２次巻線と同一
とし第１図（ｃ）に示すように行っても同一の結果を得
ることが可能である。

〔効果〕

（１）商用周波数の漏洩電流が増加することにより変流
器の２次巻線インダクタンスが変化し１次電流／２次、
電流の位相特性が変化することを補償できる高精度の絶
縁抵抗測定が可能である。

特に設置条件や使用条件の影響を受けにくい。

（２）高絶縁抵抗を測定しようとしたとき問題となる対
地静電容量の増加に伴う変流器の１次電流７２次電流の
位相特性変化が補償でき、より大きな対地静電容量時で
も安定な絶縁抵抗測定が可能となる。

（３）位相特性変化の補償方法が白信号による自動補償
であるため定期的なメンテナンスや再調１１！を必要と
しない。

【図面の簡単な説明】

第１図（＆）は本発明の概念図。 第１図（ｂ）は本発明を用いた絶縁抵抗測定装置の例を
示したブロック図。 第１図（Ｃ）は本発明の方法を変流器の２次巻線と３次
巻線を結合した場合に適用した例を示す図。 第２図は従来方法による絶縁抵抗測定装置の１例を示し
たブロック図。 第３図（ａ）従来方法で使用した変流器の電気的特性を
示す図。 第３図（ｂ）従来方法で使用した変流器の等価回路図。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 変圧器の接地線に注入用変圧器を介して電路に商用周波
   数と異なる測定用低周波信号電圧を加えるとともに、該
   接地線に結合した変流器により該接地線に帰還する該測
   定用低周波信号の漏洩電流成分を検出し、この漏洩電流
   成分中、絶縁抵抗に起因する成分を検出する装置におい
   て、前記変流器の２次巻線の出力を用いて該変流器に設
   けた３次巻線にコアの磁束を打ち消すよう電流を流すこ
   とで、コアの磁束変化により生じる該変流器に流れる１
   次電流と２次電流の位相変化を抑圧する方法を用いたこ
   とを特徴とする絶縁抵抗測定方法。