JPH03209177A - 絶縁抵抗測定方法 - Google Patents

絶縁抵抗測定方法

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JPH03209177A
JPH03209177A JP395590A JP395590A JPH03209177A JP H03209177 A JPH03209177 A JP H03209177A JP 395590 A JP395590 A JP 395590A JP 395590 A JP395590 A JP 395590A JP H03209177 A JPH03209177 A JP H03209177A
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TENPAALE KOGYO KK
Tempearl Industrial Co Ltd
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TENPAALE KOGYO KK
Tempearl Industrial Co Ltd
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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てきなくなる変
流器の過渡応答やる波器て除去できない測定用低周波信
号周波数近傍の雑音周波数成分の影響を補償した絶縁抵
抗測定方法に間する.〔従来技術〕 従来の絶縁抵抗測定方法を第2図(a)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R0及び対地静電容量C,を流れ接地線に帰還する電
流を変流器で検出し、ろ波器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、同期整流部で絶縁抵抗成
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、ろ波器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〕
従来の!!縁抵抗測定方法を用いた場合の測定可能絶縁
抵抗値は変流器に続く、ろ波器の人カ換算雑音電圧と通
過帯域幅内に含まれる雑音電圧の大きさにより決まる。
まず、人力換算雑音電圧について絶縁抵抗Rgを含む電
路、注入用変圧器及び変流器を等価回路で示す第2図(
b)を用いて説明する。
注入用変圧器により電路に注入する電圧は一般的に0.
5V程度であるkめ、絶縁抵抗R,が100kQ時の漏
洩電流I1は5μA(0.5V/100kΩ)となり変
流器の2次巻線の巻数は一般的に2000ターン位であ
るため変流器2次電流I2は約2.5nA (5μA/
2000ターン)となる。
よって変流器終端抵抗RLの両端の電圧はRt=100
Ωとして約250nV (=1 00Ω×2.5r+ 
A )となる。終端抵抗RLを大きくするとRL両端電
圧を高くすることができるが、温度に対する変流器の1
次電流/2次電流位相特性が悪化するため一般的にはR
,は100Ω以下で使用される。
又、市販されている超低雑音演算増幅器の入力換算雑音
は良いものでも3〜5nVあり信号成分に対し、1/1
00〜1/50の雑音成分があることになる.高精度、
高安定性、高絶縁抵抗検出を行う場合、雑音成分は信号
成分に対し1/1000以下であることが必要となり、
従来方法では絶縁抵抗Rg>100kΩの高精度、高安
定な検出は不可能である.次にろ波器の通過帯域幅内に
含まれる雑音電圧について説明する。
一般に測定用低周波信号を通過させるため、ろ波器には
帯域通過ろ波器が用いられ、通過帯域は測定用低周波信
号周波数を中心として一定の周波数幅を設定する.この
ろ波器の通過帯域には前述入力換算雑音電圧に起因する
雑音成分が存在するため、ろ波器の出力の雑音成分を少
なくするためにはろ波器の通過帯域幅を狭くすれば良い
しかし、通過帯域幅を狭くすると、ろ波器の遮断周波数
が測定用低周波信号周波数と近くなるため測定用低周波
信号周波数の温度に対するる波器の入力電圧/出力電圧
位相特性が悪化する。
このため通過帯域幅をむやみに狭くてきす、ろ波器の出
力に入力換算雑音電圧に起因する雑音成分が発生し高絶
紗抵抗検出を行う際に、測定用低周波信号と雑音成分を
分離することが困難となる欠点があった。
〔問題を解決するための手段〕
第1図(a)を用いて問題を解決するための手段を説明
する。
変流器により検出した電路の漏洩電流成分をろ波器を介
してアナログ/デジタル変換部(以後A/D変換部)に
入力する. 又、A/D変換部は制御部により制御し、測定用低周波
信号をトリガー信号としてアナログ入力を量子化したの
ち波形記憶部に量子化した波形データを記憶する. この間係を第1図(b)に示す。
制御部で測定用低周波信号の零電圧の点Aをトリガー点
として時間T1間隔で時間T2の間A/D変換制御信号
を発生し、A/D変換部に加える。A/D変換部はアナ
ログ入力信号をA/D変換制御信号が加わるたびにデジ
タル値に変換し波形記憶部に送出する。波形記憶部は、
制御部より発生するA/D変換制御信号毎にあらかじめ
設定した記憶番地設定信号により定められる番地内にA
/D変換部出力のデジタル値を収納する。すなわち時間
T2間に(T2/T++1)回アナログ/デジタル変換
を行い、この回数分準備された記憶個所に波形デジタル
・データを記憶する。又、回数は後の演算部で行う高速
フーリエ変換の関係上2’(nは自然数)回であること
が好ましいが特に規定する必要はない。さらに、トリガ
ー点を説明の関係上、零電圧の点Aとしたが変流器及び
ろ波器によるアナログ信号の位相遅れを補正するために
トリガー点を位相遅れ分移動させて零電圧点以外として
もかまわない。波形記憶部に記憶した波形デジタル・デ
ータは演算部により高速フーリエ変換を行う.高速フー
リエ変換は一連のデータが実数である時間領域のデータ
を周波数領域のデータに変換する一般的な手法である。
すなわち波形デジタル・データを高速フーリエ変換する
ことにより特定周波数の信号成分を実数部と虚数部に分
けて演算結果を得ることができる. さらに、この特定周波数として低周波信号周波数を選別
し、演算結果中、実数部はトリガー信号として用いた測
定用低周波信号と同位相の成分となり、虚数部は同低周
波信号とπ/2位相が異なる成分となることより絶縁抵
抗R,にょる漏洩電流成分なのか、対地静電容量c9に
よる漏洩電流成分なのかを区別することができる。つま
りトリガー電圧点を零電圧とした場合、高速フーリエ変
換後の実数部は絶縁抵抗R9による漏洩電流成分となり
、虚数部は対地静電容量C.にょる漏洩電流成分となる
但し変流器、ろ波器による位相遅れが無い場合に限る。
同位相遅れがある場合、ろ波器の後に位相遅れを補正す
る回路を設けるか、又はトリガー電圧点を変更すれば良
い。一般に高速フーリエ変換を行った場合の周波数分解
能はA/D変換制御信号T2時間及びA/D変換回数N
(”1+T2/T)に依存し(2/ (T2XN))で
与えられる。
高速フーリエ変換は特定の周波数成分を検出する技術で
あるが別の表現をすると、特定の周波数成分のみを通す
帯域通過ろ波器であり、通過帯域幅は周波数分解能すな
わちA/D変換制御信号T2時間及びA/D変換回数N
によって定まる。
以上のように高速フーリエ変換を用いたる波技術はデジ
タル・フィルタであり温度、湿度等の環境変化に依存す
ることなく高精度、高安定に通過帯域幅の狭いろ波器を
容易に実現できる。さらに温度変化に対する位相特性が
無視でき、A/D変換部前段のアナログろ波器をより簡
素化し環境変化による安定性の高い装置とすることがで
きる。
〔実施例〕
第1図(a)で注入用変圧器を通じて接地線に印加した
測定用低周波信号により絶縁抵抗R,及び対地静電容量
C9を通る漏洩電流が発生する.この漏洩電流を変流器
で検出し、ろ波器を通じてA/D変換部に人力する. 又、制御部は低周波信号をトリガーとして前述のとおり
A/D変換部にA/D変換制御信号を送出する。波形記
憶部はA/D変換したデジタル・データを所定の番地に
記憶する。この番地は制御部により決定する。一連のA
/D変換が終了し、波形記憶部にデジタル・データの記
憶が終了しk時点で、制御部より演算部に向けて演算実
施信号を送出し、演算部は波形記憶部のデジタル・デー
タを高速フーリエ変換する。さらに高速フーリエ変換の
結果中、測定用低周波信号周波数と同じ周波数成分の中
より実数部のみを抽出し出力する。この出力は電路の絶
縁抵抗R9の値に反比例する.又、より高精度とするた
めにこの出力回数の平均値を演算する等の数値処理を行
うことは容易に実施できる。
〔発明の効果〕
■ 従来の同y.uu流による手法に比べ、AID変換
後デジタル演算を行う本発明によりl!I!!個所が大
幅に削減され組立作業性の向上が計れる。
■ 高速フーリエ変換の手法を用いることにより、ろ波
器で除去不可能であった測定用信号周波数近傍の雑音成
分を分離除去可能となる.■ 高速フーリエ変換とデジ
タル処理を用いることにより、環境変化による位相特性
変化を受けずに高絶縁抵抗の高安定、高精度測定が可能
となる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)は本発明の概念及び実施例を示す囚、 第l図(b)は概念を説明するためのタイミングを示す
図、 第2図(a)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2図(b)は、従来の測定方法の問題点を説明するた
めの等価回路図.

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共に、該測
    定用低周波信号の漏洩電流成分を検出し、同時に検出し
    た不要電流成分をろ波器により除去した後、該測定用低
    周波信号より波形整形して得た同期信号をトリガーとし
    て一定周期、一定時間間隔でろ波器の出力をデジタル値
    に変換し波形データ記憶部に記憶し、この波形データを
    用いて演算部で高速フーリエ変換を行うことにより、測
    定信号周波数成分のうち絶縁抵抗成分を分離検出したこ
    とを特徴とする絶縁抵抗測定方法。
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JP2010190645A (ja) * 2009-02-17 2010-09-02 Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd 漏れ電流検出方法、漏れ電流検出装置及び系統監視装置

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