JPH0458582B2 - - Google Patents

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JPH0458582B2
JPH0458582B2 JP1246484A JP1246484A JPH0458582B2 JP H0458582 B2 JPH0458582 B2 JP H0458582B2 JP 1246484 A JP1246484 A JP 1246484A JP 1246484 A JP1246484 A JP 1246484A JP H0458582 B2 JPH0458582 B2 JP H0458582B2
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JP
Japan
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resistance
insulation resistance
component
ground
frequency
Prior art date
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Expired
Application number
JP1246484A
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English (en)
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JPS60155981A (ja
Inventor
Tatsuji Matsuno
Yoshio Nomura
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Toyo Communication Equipment Co Ltd
Original Assignee
Toyo Communication Equipment Co Ltd
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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1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
であつた。
即ち、Zなる負荷を有する受電変圧器Tの第2
種接地線LEを介して発振器OSCから商用周波数
と異なつた周波数1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LEを貫通す
る変流器ZCTによつて絶縁抵抗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
1の成分をフイルタFILTにて検出しその漏洩
電流中の有効分を例えば前記発振器OSCの出力
を用いて掛算器MULTで同期検波して電路の絶
縁抵抗を測定するものであつた。
その測定理論を第2図の等価回路を用いて更に
説明するならば前記接地線LEの接地点Eを介し
て前記発振器OSCに帰還する電流をIとすると I=V/R+jω1CV(但しω1=2π1) ……(1) であるから印加する交流電圧と同相の成分、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
測定法は接地線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つた。
(発明の目的) 本発明は上記欠点に鑑みなされたものであつ
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。
(発明の概要) この目的を達成する為に本発明は電路に1なる
低周波数の測定信号電圧を印加し、前記接地線に
帰還する前記両周波数の漏洩電流を検出した上で
その有効分ならびに無効分(印加した信号電圧と
90°位相の異なる成分)を同期検波によつて抽出
すると共に前記有効分から前記無効分を2乗した
値に既知の接地抵抗値で重み付けを与えた値を差
し引くことによつて活線状態の電路の絶縁抵抗を
測定するようにした絶縁抵抗測定方法を提供せん
とするものである。
(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、本発明に係る絶縁抵抗測定方法を説明す
る前に、その理解を助ける為従来の手法の欠陥を
少しく詳細に説明する。
第3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を介して発振器OSCに帰還
する電流をI1としこれを I1=(A+jB)V ……(2) とする。このとき A=(R+γ)+(ω1CR)2・γ/(R+γ)2+(
ω1CRγ)2……(3) B=ω1CR2/(R+γ)2+(ω1CRγ)2 ……(3) 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1/R+γとなるが一般にR≫γであるから
Aは1/Rと考えてもよく前記(2)式の同相分は
V/Rとなり、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
が大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+γ→
Rとすると AR+(ω1CR)2γ/R2+(ω1CRγ)2 =1+(ω1C)2Rγ/R{1+(ω1Cγ)2}……
(4) と表し得る。
ここで例えば、1=20Hz、C=5μF、γ=100Ω
とすると (ω1Cγ)2=(2π×20×5×10-6×100)2 3.95×10-3 となり(ω1CR)2≪1である。
したがつて(4)式は A1/R{1+(ω1C)2Rγ} ……(5) とみなしてよい。
従つて、例えば1=20Hz、C=5μF、R=
100KΩ、γ=100Ωの場合前記(5)式の{ }内は 1+(ω1C)2Rγ=4.95 となり、同相分から検出されるべき絶縁抵抗値
100KΩは、100KΩ/4.95=20.2KΩとして測定さ
れてしまうことになる。
斯くの如く、従来の接地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
りである。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イルタのキヤパシ
タンスも含まれるので今後対地浮遊容量が大きく
なつ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
如き手法をとる。
即ち、周波数1の印加信号によつて得られる同
相分、即ち有効分をig1とすると前記(2)及び(5)式
から ig1=V/R{1+(ω1C)2Rγ} =V/R+(ω1C)2γV ……(6) となる。
一方、(3)式から印加信号と90°位相のずれた成
分Bは、 B=ω1CR2/(R+γ)2+ω1CRγ)2 一般にR≫γなるから ω1C/1+(ω1Cγ)2 また (ω1Cγ)2≪1 なるから Bω1C ……(7) となり、接地抵抗γの影響は実用上ほとんど受け
ないことになる。
従つて1なる印加信号によつて得られる無成分
をig2とすれば(7)式から ig2=ω1CV ……(8) となり、ig2を2乗し、重み係数kを掛け(6)式に
示す有効分ig2から差し引くと ig1−k(ig22 =V/R+(ω1C)2γV−k(ω1C)2V2 =V/R+(ω1C)2(γ−kV)V ……(9) となる。ここで接地抵抗γは一般に実測により知
ることが可能であるから重み係数kを k=γ/V ……(10) の如く選ぶことにより、(9)式の第2項は零となり
第1項のV/Rから絶縁抵抗に逆比例した値を、
接地抵抗γ、対地浮遊容量Cの影響を除去して測
定しうることが理解されよう。
このような測定方法を実現する為には以下の如
くすればよい。
第4図は本発明に係る絶縁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LEに周波数1なる低周波信号発生
用の発振器OSCを直列に接続して、電圧Vなる
電圧を印加する。一方前記零相変流器ZCT出力
を中心周波数1なるバンド・パスフイルタBPFに
印加して、商用周波成分と分離し該バンド・パス
フイルタBPFの出力を第1の同期検波回路
MULT1の一方の入力端に入力せしめると共に前
記発振器OSCの出力を第1の同期検波回路
MULT1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MULT1の出力を第1のロ
ーパスフイルタLPF1に印加し直流分のみを得れ
ば、前述の(6)式に相当する信号ig1が得られる。
一方、前記バンドパスフイルタBPFの出力を
分岐して第2の同期検波回路MULT2の一方の入
力端に入力せしめると共に前記発振器OSCの出
力を移相器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MULT2の第2の入
力端に入力せしめる。かくして第2の同期検波回
路MULT2の出力を第2のローパスフイルタ
LPF2に印加し直流分のみを得れば前述の(8)式に
相当する信号ig2が得られる。第2のローパスフ
イルタLPF2に得られたig2を2乗回路SQに印加
することにより、2乗回路SQの出力には(ig22
が得られる。2乗回路SQの出力を重み係数kな
る係数回路COに印加する。第1のローパスフイ
ルタ出力を引算器SUBの第1の入力端に印加す
ると共に引算器SUBの第2の入力端に係数回路
COの出力を印加することにより引算器SUBの出
力OUTには、(9)式に相当する信号が得られる。
ここで前記係数回路COの係数kを(10)式の如く、
接地抵抗γに比例した値に設定することにより引
算器SUBの出力には絶縁抵抗値Rに逆比例した
値を得ることができる。
尚、接地抵抗γは接地線の接地工事を行つた竣
工時の値に対し若干の経年変化があるため、適切
な時期に接地抵抗を測定しこの値をもつて前記係
数回路の係数kを変更することがのぞましい。
更に実施例からも明らかな如く本発明の測定方
法を実現する測定用回路は極めて簡単、従つて安
価に供給可能であるから工場、各家庭等の電路の
絶縁状態自動監視システムに適用する際殊に効果
的である。
尚、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
全くなく単相3線或は3相3線の場合であつても
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LE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
つ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つては接地線LEを切断して
これに発振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。
(発明の効果) 本発明は以上説明した如き手法によつて電路の
絶縁抵抗を測定するものであるから接地抵抗の影
響を完全にキヤンセルすることが可能となるのみ
ならず発振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増大の傾向に
ある電子回路を含んだ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図は従来の絶縁抵抗測定方法を説明するブ
ロツク図、第2図はその等価回路図、第3図は接
地抵抗を考慮した場合の等価回路図、第4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
施例を示すブロツク図である。 T……変圧器、L1及びL2……電路、LE……接
地線、OSC……発振器、MULT……同期検波回
路、LPF1,2……ローパスフイルタ、SUB……引
算回路、BPF……バンドパスフイルタ、PS……
90°移相器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 電路に商用周波数と異なる周波数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
    1の漏洩電流を検出しその有効分ならびに無効
    分を夫々同期検波により抽出すると共に前記有効
    分と前記無効分の2乗値に接地抵抗値で重みを付
    した値との差を求めることによつて接地抵抗を補
    償して電路の絶縁抵抗を測定するようにしたこと
    を特徴とする絶縁抵抗測定方法。
JP1246484A 1984-01-25 1984-01-25 絶縁抵抗測定方法 Granted JPS60155981A (ja)

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