JPH0690245B2 - 絶縁劣化関係量測定装置 - Google Patents
絶縁劣化関係量測定装置Info
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- JPH0690245B2 JPH0690245B2 JP62115826A JP11582687A JPH0690245B2 JP H0690245 B2 JPH0690245 B2 JP H0690245B2 JP 62115826 A JP62115826 A JP 62115826A JP 11582687 A JP11582687 A JP 11582687A JP H0690245 B2 JPH0690245 B2 JP H0690245B2
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の目的 (産業上の利用分野) この発明は、ケーブル、電気機器(たとえば、変圧器)
等の絶縁抵抗、誘電正接、ケーブルの絶縁劣化に基づく
水トリー電流等の絶縁劣化関係量を、活線状態すなわち
ケーブルに電力を供給している状態あるいは電気機器に
電源電力を供給している状態で、測定することのできる
絶縁劣化関係量測定装置の改良に関する。
等の絶縁抵抗、誘電正接、ケーブルの絶縁劣化に基づく
水トリー電流等の絶縁劣化関係量を、活線状態すなわち
ケーブルに電力を供給している状態あるいは電気機器に
電源電力を供給している状態で、測定することのできる
絶縁劣化関係量測定装置の改良に関する。
(従来の技術) 従来から、ケーブル、電気機器等の測定対象回路の絶縁
抵抗、誘電正接等の絶縁劣化関係量を測定する手段とし
ては、ケーブル、電気機器を無課電の状態として電力の
供給を停止し、交流又は直流の高電圧を測定対象回路に
印加し、その絶縁抵抗、誘電正接等の絶縁劣化関係量を
測定するようにしたものが知られている。
抵抗、誘電正接等の絶縁劣化関係量を測定する手段とし
ては、ケーブル、電気機器を無課電の状態として電力の
供給を停止し、交流又は直流の高電圧を測定対象回路に
印加し、その絶縁抵抗、誘電正接等の絶縁劣化関係量を
測定するようにしたものが知られている。
次に、活線状態で絶縁劣化関係量を測定する手段として
は、たとえば、CVケーブルの絶縁抵抗を活線状態で測定
するために、GPT中性点に直流低電圧を重畳し、CVケー
ブルの遮蔽銅と大地との間の接地線に流れる直流成分電
流を測定し、絶縁劣化関係量としての絶縁抵抗を測定す
るようにしたものがある。また、絶縁劣化関係量として
のCVケーブルの水トリー電流を測定する絶縁劣化関係量
測定装置としては、交流電圧を印加して遮蔽銅と大地と
の間の接地線に流れる直流成分電流を検出して測定する
ようにしたものがある。
は、たとえば、CVケーブルの絶縁抵抗を活線状態で測定
するために、GPT中性点に直流低電圧を重畳し、CVケー
ブルの遮蔽銅と大地との間の接地線に流れる直流成分電
流を測定し、絶縁劣化関係量としての絶縁抵抗を測定す
るようにしたものがある。また、絶縁劣化関係量として
のCVケーブルの水トリー電流を測定する絶縁劣化関係量
測定装置としては、交流電圧を印加して遮蔽銅と大地と
の間の接地線に流れる直流成分電流を検出して測定する
ようにしたものがある。
(発明が解決しようとする問題点) ところで、絶縁劣化関係量測定装置としては、CVケーブ
ル、電気機器等を活線状態で測定できるようにすること
が望ましいのであるが、しかしながら、従来のCVケーブ
ルの絶縁抵抗を活線状態で測定するために、GPT中性点
に直流低電圧を重畳し、CVケーブルの遮蔽銅と大地との
間の接地線に流れる直流電流成分を測定し、絶縁劣化関
係量としての絶縁抵抗(シース抵抗)を測定するように
したものでは、電池作用に基づく迷走電流、絶縁劣化に
基づく水トリー電流が生じていると、GPT中性点に印加
された直流低電圧に基づく直流測定電流にその電池作用
に基づく迷走電流、絶縁劣化に基づく水トリー電流が重
畳されるため、測定した絶縁抵抗値に電池作用による迷
走電流、水トリー電流に基づく誤差が含まれる不具合が
ある。
ル、電気機器等を活線状態で測定できるようにすること
が望ましいのであるが、しかしながら、従来のCVケーブ
ルの絶縁抵抗を活線状態で測定するために、GPT中性点
に直流低電圧を重畳し、CVケーブルの遮蔽銅と大地との
間の接地線に流れる直流電流成分を測定し、絶縁劣化関
係量としての絶縁抵抗(シース抵抗)を測定するように
したものでは、電池作用に基づく迷走電流、絶縁劣化に
基づく水トリー電流が生じていると、GPT中性点に印加
された直流低電圧に基づく直流測定電流にその電池作用
に基づく迷走電流、絶縁劣化に基づく水トリー電流が重
畳されるため、測定した絶縁抵抗値に電池作用による迷
走電流、水トリー電流に基づく誤差が含まれる不具合が
ある。
また、絶縁劣化関係量としてのCVケーブルの水トリー電
流を測定するために、交流電圧を印加して遮蔽銅と大地
との間の接地線に流れる直流成分電流を検出するもので
は、迷走電流があると以下に説明する不具合がある。
流を測定するために、交流電圧を印加して遮蔽銅と大地
との間の接地線に流れる直流成分電流を検出するもので
は、迷走電流があると以下に説明する不具合がある。
第1図、第2図に示すように、たとえば、CVケーブル1
は、導体2を内部半導体層3で被覆し、外部半導体層4
と内部半導体層3との間に絶縁体としての架橋ポリエチ
レン5を介在させ、外部半導体層4を遮蔽銅テープ6に
より被覆してシールドし、その遮蔽銅テープ6に押さえ
布7を巻き、その押さえ布7を絶縁ビニールシース8に
より被覆して形成されている。なお、CVケーブル1には
第3図に示すように遮蔽銅テープ6まで構成した構成体
を3個設け、その遮蔽銅テープ6を互いに接触させてそ
の3個の構成体に押さえ布7を巻いて、その押さえ布7
を絶縁ビニールシース8により被覆したCVケーブルであ
る。また、いわゆるトリプレックス形のCVケーブル(CV
T)もある。符号9は介在物である。
は、導体2を内部半導体層3で被覆し、外部半導体層4
と内部半導体層3との間に絶縁体としての架橋ポリエチ
レン5を介在させ、外部半導体層4を遮蔽銅テープ6に
より被覆してシールドし、その遮蔽銅テープ6に押さえ
布7を巻き、その押さえ布7を絶縁ビニールシース8に
より被覆して形成されている。なお、CVケーブル1には
第3図に示すように遮蔽銅テープ6まで構成した構成体
を3個設け、その遮蔽銅テープ6を互いに接触させてそ
の3個の構成体に押さえ布7を巻いて、その押さえ布7
を絶縁ビニールシース8により被覆したCVケーブルであ
る。また、いわゆるトリプレックス形のCVケーブル(CV
T)もある。符号9は介在物である。
このCVケーブル1はそれが絶縁劣化すると、第4図に示
すように水トリー電流Iiが発生する。この第4図に示す
例は、遮蔽銅テープ6の側が+電位、導体2の側が−電
位である。また、逆方向に流れる場合もある。この水ト
リー電流Iiを測定するために、第5図に示すように、高
圧配電線10に一方側が接続されかつ他方側が負荷に接続
されたCVケーブル1の他方側の遮蔽銅テープ6から接地
線11を引き出し、その接地線11の途中に絶縁劣化関係量
としての水トリー電流Iiを測定するための測定器12を接
続する。この測定器12は検出抵抗13とフイルタを有する
増幅器14及び記録装置15とから概略構成される。
すように水トリー電流Iiが発生する。この第4図に示す
例は、遮蔽銅テープ6の側が+電位、導体2の側が−電
位である。また、逆方向に流れる場合もある。この水ト
リー電流Iiを測定するために、第5図に示すように、高
圧配電線10に一方側が接続されかつ他方側が負荷に接続
されたCVケーブル1の他方側の遮蔽銅テープ6から接地
線11を引き出し、その接地線11の途中に絶縁劣化関係量
としての水トリー電流Iiを測定するための測定器12を接
続する。この測定器12は検出抵抗13とフイルタを有する
増幅器14及び記録装置15とから概略構成される。
ところが、絶縁ビニールシース8と大地との間には電池
作用起電力ES、GPT16の接地線17と大地との間には系統
負荷のアンバランスによる商用周波起電力EACがあり、G
PT16の接地部分には電池作用起電力EEがある。この状態
を等価回路で示したのが第6図である。この第6図にお
いて、RiはCVケーブル1の架橋ポリエチレン5を含む絶
縁抵抗、RSは絶縁ビニールシース8の部分のシース抵抗
であり、起電力Ei、絶縁抵抗Riと並列にコンデンサCiが
あると考えられ、電池作用起電力ES、シース抵抗RSと並
列にコンデンサCSがあると考えられる。これらの起電力
ES、EE、EACがあると、迷走電流IS、IE、交流電流IACが
発生し、迷走電流IS、IEが直流電流成分Iとして水トリ
ー電流Iiと共に測定器12に流れることになる。その第6
図に示す等価回路を直流電流成分Iのみに着目して、書
き換えて表現した等価回路が第7図である。
作用起電力ES、GPT16の接地線17と大地との間には系統
負荷のアンバランスによる商用周波起電力EACがあり、G
PT16の接地部分には電池作用起電力EEがある。この状態
を等価回路で示したのが第6図である。この第6図にお
いて、RiはCVケーブル1の架橋ポリエチレン5を含む絶
縁抵抗、RSは絶縁ビニールシース8の部分のシース抵抗
であり、起電力Ei、絶縁抵抗Riと並列にコンデンサCiが
あると考えられ、電池作用起電力ES、シース抵抗RSと並
列にコンデンサCSがあると考えられる。これらの起電力
ES、EE、EACがあると、迷走電流IS、IE、交流電流IACが
発生し、迷走電流IS、IEが直流電流成分Iとして水トリ
ー電流Iiと共に測定器12に流れることになる。その第6
図に示す等価回路を直流電流成分Iのみに着目して、書
き換えて表現した等価回路が第7図である。
その第7図には、直流電流成分としての迷走電流IS、IE
が水トリー電流Iiと共に流れている状態が示されてい
る。この迷走電流IS、IEは抵抗RS、REと電池作用起電力
ES、EEによって定まるものであるが、迷走電流IEは測定
器12と大地との間の接地線11aをGPT16の接地線17と共用
化することにより除去できる。そこで、迷走電流ISにつ
いて考えると、水トリー電流Iiの起電力Eiは通常数10ボ
ルト程度以下、電池作用起電力ES、EEは0.5ボルト程度
以下である。また、絶縁抵抗Riは数十万MΩ以下、シー
ス抵抗RSは通常絶縁抵抗より小さく、シース抵抗RSが20
0MΩ以上であると迷走電流ISは2.5ナノアンペア以下で
あり、これに対して劣化したCVケーブルでは水トリー電
流Iiは数10ナノアンペア程度以上であるので、通常の条
件下では迷走電流ISを考慮しなくともよいが、シース抵
抗RSは環境条件その他によって大きく変動し、シース抵
抗RSが200MΩ以下になると相対的に迷走電流ISの寄与す
る割合が大きくなって迷走電流ISを測定しているのが水
トリー電流Iiを測定しているのか識別できなくなる。こ
のような場合、直流成分電流に影響を受けることなくシ
ース抵抗RSを測定することができれば、正確に水トリー
電流Iiを測定できるので、この観点から測定対象回路に
流れる直流成分電流に影響を受けることなく絶縁劣化関
係量としての絶縁抵抗(シース抵抗も絶縁抵抗という意
味で用いる)を測定できるようにすることが望ましい。
なお、第5図において、18は電源、19はCVケーブル1の
一方側の遮蔽銅テープ6から引き出された接地線、20は
測定時に開放するスイッチである。
が水トリー電流Iiと共に流れている状態が示されてい
る。この迷走電流IS、IEは抵抗RS、REと電池作用起電力
ES、EEによって定まるものであるが、迷走電流IEは測定
器12と大地との間の接地線11aをGPT16の接地線17と共用
化することにより除去できる。そこで、迷走電流ISにつ
いて考えると、水トリー電流Iiの起電力Eiは通常数10ボ
ルト程度以下、電池作用起電力ES、EEは0.5ボルト程度
以下である。また、絶縁抵抗Riは数十万MΩ以下、シー
ス抵抗RSは通常絶縁抵抗より小さく、シース抵抗RSが20
0MΩ以上であると迷走電流ISは2.5ナノアンペア以下で
あり、これに対して劣化したCVケーブルでは水トリー電
流Iiは数10ナノアンペア程度以上であるので、通常の条
件下では迷走電流ISを考慮しなくともよいが、シース抵
抗RSは環境条件その他によって大きく変動し、シース抵
抗RSが200MΩ以下になると相対的に迷走電流ISの寄与す
る割合が大きくなって迷走電流ISを測定しているのが水
トリー電流Iiを測定しているのか識別できなくなる。こ
のような場合、直流成分電流に影響を受けることなくシ
ース抵抗RSを測定することができれば、正確に水トリー
電流Iiを測定できるので、この観点から測定対象回路に
流れる直流成分電流に影響を受けることなく絶縁劣化関
係量としての絶縁抵抗(シース抵抗も絶縁抵抗という意
味で用いる)を測定できるようにすることが望ましい。
なお、第5図において、18は電源、19はCVケーブル1の
一方側の遮蔽銅テープ6から引き出された接地線、20は
測定時に開放するスイッチである。
この発明は、上記の事情を考慮して為されたもので、そ
の目的とするところは、測定対象回路に直流電流成分が
流れている場合にもその影響を受けることなく絶縁抵抗
を直流成分電流と同時に測定することのできる絶縁劣化
関係量測定装置を提供することにある。
の目的とするところは、測定対象回路に直流電流成分が
流れている場合にもその影響を受けることなく絶縁抵抗
を直流成分電流と同時に測定することのできる絶縁劣化
関係量測定装置を提供することにある。
発明の構成 (問題点を解決するための手段) この発明に係る絶縁劣化関係量測定装置は、上記の目的
を達成するために、絶縁劣化関係量が測定される測定対
象回路に低周波電圧を印加する低周波電圧印加部と、該
低周波電圧に基づいて前記測定対象回路を経由して流れ
る低周波電流を検出する低周波電流検出部と、前記低周
波電圧印加部に同期して絶縁抵抗に寄与しない低周波無
効電流を発生する低周波無効電流発生部と、前記低周波
電流と前記無効電流とが入力され、該低周波電流と前記
無効電流とを重畳して差分を検出し、絶縁抵抗に寄与す
る有効分電流を取り出すために前記低周波電流が最小と
なるように前記低周波無効電流発生部を制御すると共
に、前記有効分電流を絶縁抵抗演算部に向かって出力す
る差動回路部と、前記絶縁抵抗演算部の出力に基づいて
絶縁抵抗を記録する記録部と前記測定対象回路に該測定
対象回路の交流インピーダンス成分への影響が無視でき
る程度の超低周波電圧を印加する超低周波電圧印加部
と、該超低周波電圧に基づいて前記測定対象回路を経由
して流れる直流成分電流を検出する直流成分電流検出部
と、該直流成分電流検出部の検出出力に基づいて絶縁抵
抗と直流成分電流とを演算する演算部と、前記直流成分
電流と前記絶縁抵抗とを得るために該演算部と前記超低
周波電圧印加部と前記直流成分電流検出部とをタイミン
グ制御するタイミング制御部とを有する構成としたので
ある。
を達成するために、絶縁劣化関係量が測定される測定対
象回路に低周波電圧を印加する低周波電圧印加部と、該
低周波電圧に基づいて前記測定対象回路を経由して流れ
る低周波電流を検出する低周波電流検出部と、前記低周
波電圧印加部に同期して絶縁抵抗に寄与しない低周波無
効電流を発生する低周波無効電流発生部と、前記低周波
電流と前記無効電流とが入力され、該低周波電流と前記
無効電流とを重畳して差分を検出し、絶縁抵抗に寄与す
る有効分電流を取り出すために前記低周波電流が最小と
なるように前記低周波無効電流発生部を制御すると共
に、前記有効分電流を絶縁抵抗演算部に向かって出力す
る差動回路部と、前記絶縁抵抗演算部の出力に基づいて
絶縁抵抗を記録する記録部と前記測定対象回路に該測定
対象回路の交流インピーダンス成分への影響が無視でき
る程度の超低周波電圧を印加する超低周波電圧印加部
と、該超低周波電圧に基づいて前記測定対象回路を経由
して流れる直流成分電流を検出する直流成分電流検出部
と、該直流成分電流検出部の検出出力に基づいて絶縁抵
抗と直流成分電流とを演算する演算部と、前記直流成分
電流と前記絶縁抵抗とを得るために該演算部と前記超低
周波電圧印加部と前記直流成分電流検出部とをタイミン
グ制御するタイミング制御部とを有する構成としたので
ある。
(実施例) 以下、この発明に係る絶縁劣化関係量測定装置の第1実
施例を第8図〜第12図を参照しつつ説明する。
施例を第8図〜第12図を参照しつつ説明する。
第8図、第9図において、30は絶縁劣化関係量が測定さ
れる測定対象回路である。この測定対象回路30は、ここ
ではCVケーブル1であるが、変圧器その他の電気機器で
も構わない。31はこの測定対象回路30の絶縁劣化関係量
を測定する絶縁劣化関係量測定装置である。絶縁劣化関
係量測定装置31は、測定対象回路30が活線状態である場
合にあっても測定できるもので、絶縁劣化関係量測定装
置31は低周波電圧印加部32、低周波電流検出部33、低周
波無効電流発生部34、差動回路部35、絶縁抵抗演算部3
6、絶縁抵抗記録部37、誘電正接演算部38、誘電正接記
録部39、直流電流成分検出部40、直流成分記録部41と、
超低周波電圧印加部70と、直流成分電流検出部71と、演
算部72とタイミング制御部73と、絶縁抵抗記録部74と、
直流成分電流記録部75とを有する。
れる測定対象回路である。この測定対象回路30は、ここ
ではCVケーブル1であるが、変圧器その他の電気機器で
も構わない。31はこの測定対象回路30の絶縁劣化関係量
を測定する絶縁劣化関係量測定装置である。絶縁劣化関
係量測定装置31は、測定対象回路30が活線状態である場
合にあっても測定できるもので、絶縁劣化関係量測定装
置31は低周波電圧印加部32、低周波電流検出部33、低周
波無効電流発生部34、差動回路部35、絶縁抵抗演算部3
6、絶縁抵抗記録部37、誘電正接演算部38、誘電正接記
録部39、直流電流成分検出部40、直流成分記録部41と、
超低周波電圧印加部70と、直流成分電流検出部71と、演
算部72とタイミング制御部73と、絶縁抵抗記録部74と、
直流成分電流記録部75とを有する。
低周波電圧印加部32は低周波電圧としての正弦波電圧を
測定対象回路30に印加する機能を有する。測定対象回路
30に正弦波電圧VFが印加されるとその測定対象回路30を
経由して低周波電流としての正弦波電流IFが流れる。こ
の正弦波電流IFは第10図、第11図に示すように絶縁抵抗
RS、Riに寄与する有効分電流Iuと絶縁抵抗に寄与しない
無効分電流Imとからなる。低周波電流検出部33は抵抗RP
とアンプ42とフイルター43とから概略構成され、正弦波
電流IFを検出する機能を有する。
測定対象回路30に印加する機能を有する。測定対象回路
30に正弦波電圧VFが印加されるとその測定対象回路30を
経由して低周波電流としての正弦波電流IFが流れる。こ
の正弦波電流IFは第10図、第11図に示すように絶縁抵抗
RS、Riに寄与する有効分電流Iuと絶縁抵抗に寄与しない
無効分電流Imとからなる。低周波電流検出部33は抵抗RP
とアンプ42とフイルター43とから概略構成され、正弦波
電流IFを検出する機能を有する。
アンプ42には正弦波電流IFに基づいて、正弦波電流IFに
対応する電圧VT′が入力され、アンプ42はその電圧VT′
をβ倍に増幅してフイルター43にβVT′の電圧を出力
し、フイルター43は直流分電圧βVTを後述する差動増幅
器に向かって出力する。低周波無効電流発生部34は低周
波電圧印加部32に同期して正弦波電流IFの打ち消し無効
電流Im′を発生する機能を有する。その低周波無効電流
発生部34は抵抗rとコンデンサcとアンプ44と利得制御
回路45とから概略構成されている。アンプ44には、無効
分電流Imに基づいて検出電圧VC′が印加され、そのアン
プ44はその検出電圧をα倍してαVC′の電圧を利得制御
回路45に出力する機能を有する。差動回路35は差動増幅
器46と絶縁抵抗演算部36の一部回路36′とから構成され
ている。差動増幅器46にはフイルター43の出力電圧βVT
と利得制御回路45の電圧αVCとが入力され、その差分電
圧Vxを一部回路36′を介して絶縁抵抗演算部36と誘電正
接演算部38とに出力する機能を有する。
対応する電圧VT′が入力され、アンプ42はその電圧VT′
をβ倍に増幅してフイルター43にβVT′の電圧を出力
し、フイルター43は直流分電圧βVTを後述する差動増幅
器に向かって出力する。低周波無効電流発生部34は低周
波電圧印加部32に同期して正弦波電流IFの打ち消し無効
電流Im′を発生する機能を有する。その低周波無効電流
発生部34は抵抗rとコンデンサcとアンプ44と利得制御
回路45とから概略構成されている。アンプ44には、無効
分電流Imに基づいて検出電圧VC′が印加され、そのアン
プ44はその検出電圧をα倍してαVC′の電圧を利得制御
回路45に出力する機能を有する。差動回路35は差動増幅
器46と絶縁抵抗演算部36の一部回路36′とから構成され
ている。差動増幅器46にはフイルター43の出力電圧βVT
と利得制御回路45の電圧αVCとが入力され、その差分電
圧Vxを一部回路36′を介して絶縁抵抗演算部36と誘電正
接演算部38とに出力する機能を有する。
利得制御回路45には、差分電圧Vxの一部が帰還され、差
動回路35は低周波電流と無効電流とが入力され、低周波
電流と無効分電流Imとを重畳して差分を検出し、有効分
電流Iuを取り出すためにVxが最小となるように低周波無
効電流発生部34を制御すると共に、有効分電流Iuを少な
くとも絶縁抵抗演算部36に向かって出力する機能を有す
る。この発明に係る絶縁劣化関係量測定装置によれば、 有効分電流Iuは、 無効分電流Imは、 絶縁抵抗Riは、 として求められる。
動回路35は低周波電流と無効電流とが入力され、低周波
電流と無効分電流Imとを重畳して差分を検出し、有効分
電流Iuを取り出すためにVxが最小となるように低周波無
効電流発生部34を制御すると共に、有効分電流Iuを少な
くとも絶縁抵抗演算部36に向かって出力する機能を有す
る。この発明に係る絶縁劣化関係量測定装置によれば、 有効分電流Iuは、 無効分電流Imは、 絶縁抵抗Riは、 として求められる。
絶縁抵抗演算部36は絶縁抵抗値を演算し、その演算結果
を絶縁抵抗記録部37に出力する機能を有し、誘電正接演
算部38は誘電正接値を演算し、その演算結果を誘電正接
演算部39に出力する機能を有する。
を絶縁抵抗記録部37に出力する機能を有し、誘電正接演
算部38は誘電正接値を演算し、その演算結果を誘電正接
演算部39に出力する機能を有する。
なお、測定対象回路30には低周波電圧を印加する前にす
でに低周波が流れていることも考えられるので、低周波
電圧印加前に有効分電流をあらかじめ測定し、その次に
低周波電圧を印加して有効分電流Iuを測定してその差分
に基づいて絶縁抵抗値を決定するようにすることが正確
に絶縁抵抗を測定するうえで好ましい。また、低周波の
周波数が低ければ交流インピーダンスが大きくなるため
に、無効分電流Imが小さくなり、絶縁抵抗Riに基づく有
効分電流Iuの大きさとの差が小さくなるので、測定精度
が向上するが、低周波の周波数としては1Hz〜10Hzが望
ましい。更に、この実施例では、低周波として正弦波を
用いたが、三角波、矩形波を用いることもできる。
でに低周波が流れていることも考えられるので、低周波
電圧印加前に有効分電流をあらかじめ測定し、その次に
低周波電圧を印加して有効分電流Iuを測定してその差分
に基づいて絶縁抵抗値を決定するようにすることが正確
に絶縁抵抗を測定するうえで好ましい。また、低周波の
周波数が低ければ交流インピーダンスが大きくなるため
に、無効分電流Imが小さくなり、絶縁抵抗Riに基づく有
効分電流Iuの大きさとの差が小さくなるので、測定精度
が向上するが、低周波の周波数としては1Hz〜10Hzが望
ましい。更に、この実施例では、低周波として正弦波を
用いたが、三角波、矩形波を用いることもできる。
以下に、この発明に係る低周波を用いてのCVケーブル1
のシース抵抗の測定結果と従来の絶縁抵抗測定器による
測定結果とを表として示す。
のシース抵抗の測定結果と従来の絶縁抵抗測定器による
測定結果とを表として示す。
なお、CVケーブル1の全長は40メートル、断面積は22mm
2であり、絶縁抵抗測定器には1000ボルト印加用のもの
を用い、シース抵抗を人為的に変化させながら測定し
た。また、単位はメグオームである。
2であり、絶縁抵抗測定器には1000ボルト印加用のもの
を用い、シース抵抗を人為的に変化させながら測定し
た。また、単位はメグオームである。
超低周波電圧印加部70は超低周波電圧としての矩形波電
圧Vを測定対象回路30に印加する機能を有する。ここ
で、矩形波電圧Vの周波数としては測定対象回路30の交
流インピーダンス成分への影響が無視できる程度とし、
たとえば、0.02Hz程度以下の周波数の矩形波電圧を用い
る。測定対象回路30に矩形波電圧Vが印加されるとその
測定対象回路30を経由して直流成分電流が流れる。直流
成分電流検出部71は、測定対象回路30を経由して流れる
直流成分電流を検出する機能を有し、演算部72は直流成
分電流検出部71の検出出力に基づいて、直流成分電流と
絶縁抵抗とを演算する機能を有し、タイミング制御部73
はその超低周波電圧印加部70と直流成分電流検出部71と
演算部72を制御する機能を有する。
圧Vを測定対象回路30に印加する機能を有する。ここ
で、矩形波電圧Vの周波数としては測定対象回路30の交
流インピーダンス成分への影響が無視できる程度とし、
たとえば、0.02Hz程度以下の周波数の矩形波電圧を用い
る。測定対象回路30に矩形波電圧Vが印加されるとその
測定対象回路30を経由して直流成分電流が流れる。直流
成分電流検出部71は、測定対象回路30を経由して流れる
直流成分電流を検出する機能を有し、演算部72は直流成
分電流検出部71の検出出力に基づいて、直流成分電流と
絶縁抵抗とを演算する機能を有し、タイミング制御部73
はその超低周波電圧印加部70と直流成分電流検出部71と
演算部72を制御する機能を有する。
次に、この発明に係る超低周波を用いての測定を第12図
を参照しつつ説明する。
を参照しつつ説明する。
測定対象回路30には活線状態ではもともと直流成分電流
が流れているもので、まず、区間Iにおいて矩形波電圧
Vを印加する前の状態で、測定対象回路30に流れている
直流成分電流I1を測定する。次に、区間IIにおいて正の
矩形波電圧V2を印加する。このとき、測定対象回路30に
流れた直流成分電流をI2とし、この区間IIの測定によっ
て得られる抵抗、たとえば、シース抵抗をRS2とする。
このとき、シース抵抗RS2と直流成分電流I1、I2、矩形
波電圧V2とは、以下に示す関係式が成り立つ。
が流れているもので、まず、区間Iにおいて矩形波電圧
Vを印加する前の状態で、測定対象回路30に流れている
直流成分電流I1を測定する。次に、区間IIにおいて正の
矩形波電圧V2を印加する。このとき、測定対象回路30に
流れた直流成分電流をI2とし、この区間IIの測定によっ
て得られる抵抗、たとえば、シース抵抗をRS2とする。
このとき、シース抵抗RS2と直流成分電流I1、I2、矩形
波電圧V2とは、以下に示す関係式が成り立つ。
その次に、区間IIIにおいて矩形波電圧Vの印加を停止
して区間IIIにおける直流成分電流I3を測定し、その後
区間IVにおいて負の矩形波電圧V4を印加する。このとき
測定対象回路30に流れた直流成分電流をI4し、この区間
IVの測定によって得られる抵抗、たとえば、シース抵抗
をRS4とする。このときシース抵抗RS4と直流成分電流
I3、I4、矩形波電圧V4とは、以下に示す関係式が成り立
つ。
して区間IIIにおける直流成分電流I3を測定し、その後
区間IVにおいて負の矩形波電圧V4を印加する。このとき
測定対象回路30に流れた直流成分電流をI4し、この区間
IVの測定によって得られる抵抗、たとえば、シース抵抗
をRS4とする。このときシース抵抗RS4と直流成分電流
I3、I4、矩形波電圧V4とは、以下に示す関係式が成り立
つ。
したがって、平均のシース抵抗RSは、 として求められる。
なお、区間Vは区間I、区間IIIと同様に超低周波電圧
を印加しない区間であり、符号15は超低周波電圧を印加
しない場合のこの区間における直流成分電流を示し、区
間VIは、区間II、区間IVと同様に超低周波電圧を印加す
る場合を示し、符号V6は正を矩形波電圧を示す。ここ
で、区間V、VI以降については、区間Iから区間IVまで
測定の繰り返しを行うにすぎないので、その詳細な説明
は省略する。この繰り返し回数が増えれば増えるほどよ
り正確に平均のシース抵抗RSを求めることができる。
を印加しない区間であり、符号15は超低周波電圧を印加
しない場合のこの区間における直流成分電流を示し、区
間VIは、区間II、区間IVと同様に超低周波電圧を印加す
る場合を示し、符号V6は正を矩形波電圧を示す。ここ
で、区間V、VI以降については、区間Iから区間IVまで
測定の繰り返しを行うにすぎないので、その詳細な説明
は省略する。この繰り返し回数が増えれば増えるほどよ
り正確に平均のシース抵抗RSを求めることができる。
タイミング制御部73は直流成分電流I1、I2、I3、I4、各
区間におけるシース抵抗RS2、RS4、平均のシース抵抗RS
を得るために、超低周波電圧印加部70、直流成分電流検
出部71、演算部72を制御する。このようにして求められ
たシース抵抗RSは以下に説明するように用いられる。た
とえば、シース抵抗RSを人為的に変化させ、そのシース
抵抗RSとそれに対応する直流成分電流Iとを少なくとも
3組求め、この求められた直流成分電流Iとシース抵抗
RSとの組合せから第13図に示す関係曲線を求め、シース
抵抗RSの増大側の極限の直流成分電流Iを推定すること
にすると、迷走電流ISが含まれたままの状態でも水トリ
ー電流Iiを測定できる。
区間におけるシース抵抗RS2、RS4、平均のシース抵抗RS
を得るために、超低周波電圧印加部70、直流成分電流検
出部71、演算部72を制御する。このようにして求められ
たシース抵抗RSは以下に説明するように用いられる。た
とえば、シース抵抗RSを人為的に変化させ、そのシース
抵抗RSとそれに対応する直流成分電流Iとを少なくとも
3組求め、この求められた直流成分電流Iとシース抵抗
RSとの組合せから第13図に示す関係曲線を求め、シース
抵抗RSの増大側の極限の直流成分電流Iを推定すること
にすると、迷走電流ISが含まれたままの状態でも水トリ
ー電流Iiを測定できる。
また、この発明に係る絶縁劣化関係量測定装置31は、水
トリー電流Ii、ケーブル絶縁抵抗Ri、シース抵抗RSを同
時に連続的に測定することができるもので、第14図はこ
の発明に係る絶縁劣化関係量測定装置31を用いてCVケー
ブル1の接地線11に流れる水トリー電流Iiと絶縁抵抗Ri
とシース抵抗RSとを連続的に測定する場合の接続回路図
を示しており、絶縁劣化関係量測定装置31の一方側を接
地線11に接続し、他方側を接地線17に接続すると共に、
交流的には数十Ω以下のインピーダンス特性を有しかつ
直流的には200MΩ程度以上の高インピーダンス特性を有
するコンデンサCを接地線17の途中に介在させ、正弦波
電流IFを高圧配電線17と大地とを経由して絶縁劣化関係
量測定装置31に還流させ、超低周波に基づいて流れる電
流I′も高圧配電線10及び大地を経由して還流させる構
成としたものであり、このように絶縁劣化関係量測定装
置31を接続する構成とすると、超低周波に基づいて測定
された測定対象回路30の全抵抗をRa、低周波によって測
定された全抵抗をRbとすると、シース抵抗RS、絶縁抵抗
Riは以下に示す式を解くことによって求められる。
トリー電流Ii、ケーブル絶縁抵抗Ri、シース抵抗RSを同
時に連続的に測定することができるもので、第14図はこ
の発明に係る絶縁劣化関係量測定装置31を用いてCVケー
ブル1の接地線11に流れる水トリー電流Iiと絶縁抵抗Ri
とシース抵抗RSとを連続的に測定する場合の接続回路図
を示しており、絶縁劣化関係量測定装置31の一方側を接
地線11に接続し、他方側を接地線17に接続すると共に、
交流的には数十Ω以下のインピーダンス特性を有しかつ
直流的には200MΩ程度以上の高インピーダンス特性を有
するコンデンサCを接地線17の途中に介在させ、正弦波
電流IFを高圧配電線17と大地とを経由して絶縁劣化関係
量測定装置31に還流させ、超低周波に基づいて流れる電
流I′も高圧配電線10及び大地を経由して還流させる構
成としたものであり、このように絶縁劣化関係量測定装
置31を接続する構成とすると、超低周波に基づいて測定
された測定対象回路30の全抵抗をRa、低周波によって測
定された全抵抗をRbとすると、シース抵抗RS、絶縁抵抗
Riは以下に示す式を解くことによって求められる。
なお、ここで、抵抗RはコンデンサCの直流抵抗成分で
ある。
ある。
さらに、この発明に係る絶縁劣化関係量測定装置31は、
CVケーブル1の接地線11に流れる水トリー電流Ii、絶縁
抵抗Riを2種類の周波数で同時に測定するのにも用いる
ことができるもので、第15図に示すように低周波電圧印
加部32、超低周波電圧印加部70のみを測定対象回路30の
GPT16の接地線17に設け、残余の回路部33、34等を含む
絶縁劣化関係量測定装置31を接地線11にそのまま接続し
ておき、すなわち、CVケーブル1の遮蔽銅テープ6に接
続しておき、しかも商用周波をバイパスさせかつ迷走電
流ISをカットするためのコンデンサC′を接地線17に介
装する構成とし、このコンデンサC′を介装することに
よって迷走電流ISをカットするようにしたものである。
なお、絶縁抵抗Riのみの測定であれば、コンデンサC′
は不要である。
CVケーブル1の接地線11に流れる水トリー電流Ii、絶縁
抵抗Riを2種類の周波数で同時に測定するのにも用いる
ことができるもので、第15図に示すように低周波電圧印
加部32、超低周波電圧印加部70のみを測定対象回路30の
GPT16の接地線17に設け、残余の回路部33、34等を含む
絶縁劣化関係量測定装置31を接地線11にそのまま接続し
ておき、すなわち、CVケーブル1の遮蔽銅テープ6に接
続しておき、しかも商用周波をバイパスさせかつ迷走電
流ISをカットするためのコンデンサC′を接地線17に介
装する構成とし、このコンデンサC′を介装することに
よって迷走電流ISをカットするようにしたものである。
なお、絶縁抵抗Riのみの測定であれば、コンデンサC′
は不要である。
さらに、この発明に係る絶縁劣化関係量測定装置31はCV
ケーブル1の絶縁抵抗Riと静電容量Ciとを同時に連続的
に測定することもできるもので、第16図に示すように、
GPT16の接地線17にスイッチ51を設け、スイッチ51の高
電位側から接続線52を引き出すと共にスイッチ51の低電
位側から接続線53を引き出し、そのスイッチ51と並列に
コンデンサC4、可変抵抗器R4、を設け、接続線52の途中
には抵抗R1と低周波電圧印加部32とを接続し、その抵抗
R1を接地線11を介して遮蔽銅テープ6に接続し、低周波
電圧印加部32と抵抗R1との接続線52の途中と接続線53の
との間に可変抵抗器R2を接続し、低周波電流検出部33を
接地線11と接続線53とに接続して、第17図に等価回路で
示すブリッジ回路を構成し、低周波電流検出部33の正弦
波電流IFがゼロとなるように調整する構成としたもの
で、ブリッジの平行条件により以下の式が成立する。
ケーブル1の絶縁抵抗Riと静電容量Ciとを同時に連続的
に測定することもできるもので、第16図に示すように、
GPT16の接地線17にスイッチ51を設け、スイッチ51の高
電位側から接続線52を引き出すと共にスイッチ51の低電
位側から接続線53を引き出し、そのスイッチ51と並列に
コンデンサC4、可変抵抗器R4、を設け、接続線52の途中
には抵抗R1と低周波電圧印加部32とを接続し、その抵抗
R1を接地線11を介して遮蔽銅テープ6に接続し、低周波
電圧印加部32と抵抗R1との接続線52の途中と接続線53の
との間に可変抵抗器R2を接続し、低周波電流検出部33を
接地線11と接続線53とに接続して、第17図に等価回路で
示すブリッジ回路を構成し、低周波電流検出部33の正弦
波電流IFがゼロとなるように調整する構成としたもの
で、ブリッジの平行条件により以下の式が成立する。
この式において、実部と虚部とが等しいとおくと、CVケ
ーブル1の絶縁抵抗Ri、静電容量Ciはそれぞれ以下の式
によって求められる。
ーブル1の絶縁抵抗Ri、静電容量Ciはそれぞれ以下の式
によって求められる。
なお、可変抵抗器R2、可変抵抗器R4はたとえば抵抗R1を
1MΩ、コンデンサC4を500μFとし、R2の変更範囲を2
〜1000Ω、R4の変更範囲を200Ω〜200MΩとすると、絶
縁抵抗Riは100MΩから100000MΩ、静電容量Ciは0.001μ
F〜1μFの範囲で測定できる。
1MΩ、コンデンサC4を500μFとし、R2の変更範囲を2
〜1000Ω、R4の変更範囲を200Ω〜200MΩとすると、絶
縁抵抗Riは100MΩから100000MΩ、静電容量Ciは0.001μ
F〜1μFの範囲で測定できる。
また、絶縁破壊電圧を測定する場合には、直流電圧を段
階的に変化させて絶縁抵抗を測定し、その絶縁抵抗が急
激に変化する時点の電圧を求めればよい。
階的に変化させて絶縁抵抗を測定し、その絶縁抵抗が急
激に変化する時点の電圧を求めればよい。
発明の効果 この発明に係る絶縁劣化関係量測定装置は、以上説明し
たように低周波用いるものであるから、測定対象回路に
直流成分電流が流れている場合にも絶縁劣化に関係する
絶縁劣化関係量を精度良く測定できるという効果を奏す
る。
たように低周波用いるものであるから、測定対象回路に
直流成分電流が流れている場合にも絶縁劣化に関係する
絶縁劣化関係量を精度良く測定できるという効果を奏す
る。
また、無課電の測定対象回路であっても、低周波を印加
した状態で超低周波により絶縁抵抗を測定できるから、
交流課電状態での直流電圧印加による絶縁抵抗測定と略
同等の状態で絶縁抵抗値を測定できる効果がある。
した状態で超低周波により絶縁抵抗を測定できるから、
交流課電状態での直流電圧印加による絶縁抵抗測定と略
同等の状態で絶縁抵抗値を測定できる効果がある。
異なる異質の交流電圧を同時に印加して絶縁劣化関係量
を測定することができるから、低周波における不具合と
超低周波における不具合とを互いに相殺することがで
き、たとえば、測定対象回路の回路特性によっては、超
低周波電圧を印加した際にその印加に基づく超低周波電
流が安定するまでに時間がかかる問題点があるものの、
超低周波の印加の場合には、測定対象回路の静電容量等
に起因する交流インピーダンス成分の影響を受けにくい
ので、低周波印加に較べて絶縁劣化関係量を精度良く測
定できる効果がある。
を測定することができるから、低周波における不具合と
超低周波における不具合とを互いに相殺することがで
き、たとえば、測定対象回路の回路特性によっては、超
低周波電圧を印加した際にその印加に基づく超低周波電
流が安定するまでに時間がかかる問題点があるものの、
超低周波の印加の場合には、測定対象回路の静電容量等
に起因する交流インピーダンス成分の影響を受けにくい
ので、低周波印加に較べて絶縁劣化関係量を精度良く測
定できる効果がある。
反対に、低周波印加による場合には、測定対象回路の静
電容量の大きさ等が測定精度に影響を与えることがある
ものの超低周波によるよりも、CVケーブル等の絶縁破壊
電圧に関してより信頼のおける絶縁劣化関係量を得るこ
とができる。
電容量の大きさ等が測定精度に影響を与えることがある
ものの超低周波によるよりも、CVケーブル等の絶縁破壊
電圧に関してより信頼のおける絶縁劣化関係量を得るこ
とができる。
第1図はこの発明に係るCVケーブルの断面図、第2図は
その側面図、第3図はこの発明に係るCVケーブルの断面
図、第4図はこの発明に係る水トリー電流の発生機構の
説明図、第5図は従来の測定器のCVケーブルへの接続
図、第6図、第7図はその第5図に示す接続図の等価回
路、第8図はこの発明に係る絶縁劣化関係量測定装置の
ブロック回路図、第9図はその低周波測定側の回路の要
部構成図、第10図はその低周波による測定の場合の出力
波形図、第11図はその低周波測定の場合の有効分電流、
無効分電流、打ち消し無効分電流の関係を示すベクトル
図、第12図はその超低周波による測定の場合の出力波形
図、第13図はこの発明に係る絶縁劣化関係量測定装置を
用いてシース抵抗と直流成分電流とを同時に測定し、水
トリー電流を推定して求める例を説明するための関係曲
線図、第14図はこの発明に係る絶縁劣化関係量測定装置
を用いての絶縁抵抗と水トリー電流とシース抵抗とを同
時に測定する場合の回路接続図、第15図はこの発明に係
る絶縁劣化関係量測定装置を用いての他の測定例を説明
するための接続図、第16図この発明に係る絶縁劣化関係
量測定装置を用いての絶縁抵抗と静電容量とを同時に測
定する場合の接続図、第17図はその第16図に示す回路接
続図の等価回路である。 32……低周波印加部 33……低周波電流検出部 34……無効電流発生部 35……差動回路部 36……絶縁抵抗演算部 37……絶縁抵抗記録部 40……直流成分電流検出部 70……超低周波電圧印加部 71……直流成分電流検出部 72……演算部 73……タイミング制御部
その側面図、第3図はこの発明に係るCVケーブルの断面
図、第4図はこの発明に係る水トリー電流の発生機構の
説明図、第5図は従来の測定器のCVケーブルへの接続
図、第6図、第7図はその第5図に示す接続図の等価回
路、第8図はこの発明に係る絶縁劣化関係量測定装置の
ブロック回路図、第9図はその低周波測定側の回路の要
部構成図、第10図はその低周波による測定の場合の出力
波形図、第11図はその低周波測定の場合の有効分電流、
無効分電流、打ち消し無効分電流の関係を示すベクトル
図、第12図はその超低周波による測定の場合の出力波形
図、第13図はこの発明に係る絶縁劣化関係量測定装置を
用いてシース抵抗と直流成分電流とを同時に測定し、水
トリー電流を推定して求める例を説明するための関係曲
線図、第14図はこの発明に係る絶縁劣化関係量測定装置
を用いての絶縁抵抗と水トリー電流とシース抵抗とを同
時に測定する場合の回路接続図、第15図はこの発明に係
る絶縁劣化関係量測定装置を用いての他の測定例を説明
するための接続図、第16図この発明に係る絶縁劣化関係
量測定装置を用いての絶縁抵抗と静電容量とを同時に測
定する場合の接続図、第17図はその第16図に示す回路接
続図の等価回路である。 32……低周波印加部 33……低周波電流検出部 34……無効電流発生部 35……差動回路部 36……絶縁抵抗演算部 37……絶縁抵抗記録部 40……直流成分電流検出部 70……超低周波電圧印加部 71……直流成分電流検出部 72……演算部 73……タイミング制御部
Claims (1)
- 【請求項1】絶縁劣化関係量が測定される測定対象回路
に低周波電圧を印加する低周波電圧印加部と、該低周波
電圧に基づいて前記測定対象回路を経由して流れる低周
波電流を検出する低周波電流検出部と、前記低周波電圧
印加部に同期して絶縁抵抗に寄与しない低周波無効電流
を発生する低周波無効電流発生部と、前記低周波電流と
前記無効電流とが入力され、該低周波電流と前記無効電
流とを重畳して差分を検出し、絶縁抵抗に寄与する有効
分電流を取り出すために前記低周波電流が最小となるよ
うに前記低周波無効電流発生部を制御すると共に、前記
有効分電流を絶縁抵抗演算部に向かって出力する差動回
路部と、前記絶縁抵抗演算部の出力に基づいて絶縁抵抗
を記録する記録部と、前記測定対象回路に該測定対象回
路の交流インピーダンス成分への影響が無視できる程度
の超低周波電圧を印加する超低周波電圧印加部と、該超
低周波電圧に基づいて前記測定対象回路を経由して流れ
る直流成分電流を検出する直流成分電流検出部と、該直
流成分電流検出部の検出出力に基づいて絶縁抵抗と直流
成分電流とを演算する演算部と、前記直流成分電流と前
記絶縁抵抗とを得るために該演算部と前記超低周波電圧
印加部と前記直流成分電流検出部とをタイミング制御す
るタイミング制御部とを有することを特徴とする絶縁劣
化関係量測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62115826A JPH0690245B2 (ja) | 1987-05-14 | 1987-05-14 | 絶縁劣化関係量測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62115826A JPH0690245B2 (ja) | 1987-05-14 | 1987-05-14 | 絶縁劣化関係量測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63281063A JPS63281063A (ja) | 1988-11-17 |
| JPH0690245B2 true JPH0690245B2 (ja) | 1994-11-14 |
Family
ID=14672072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62115826A Expired - Lifetime JPH0690245B2 (ja) | 1987-05-14 | 1987-05-14 | 絶縁劣化関係量測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0690245B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102532247B1 (ko) * | 2022-10-12 | 2023-05-15 | (사)힘찬장애인복지회 | 전력설비의 절연에 대한 열화 감시 장치 및 방법 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108362984A (zh) * | 2018-04-26 | 2018-08-03 | 徐爱花 | 中压交联聚乙烯电缆绝缘高精度正负直阻比值测量仪 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6036970A (ja) * | 1983-08-08 | 1985-02-26 | Toyo Commun Equip Co Ltd | 絶縁抵抗測定方法 |
| JPS61155869A (ja) * | 1984-12-28 | 1986-07-15 | Toyo Commun Equip Co Ltd | 位相補償を施した絶縁抵抗測定方法 |
-
1987
- 1987-05-14 JP JP62115826A patent/JPH0690245B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102532247B1 (ko) * | 2022-10-12 | 2023-05-15 | (사)힘찬장애인복지회 | 전력설비의 절연에 대한 열화 감시 장치 및 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63281063A (ja) | 1988-11-17 |
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