JPH08122373A - 絶縁抵抗測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 絶縁抵抗値の測定作業を自動化して、個人差
による測定値のばらつきおよび読み間違いなどにより生
じる測定ミスの問題を解消して、絶縁抵抗値を高い信頼
性で測定できるようにする。 【構成】 絶縁部の抵抗Ｒｉに測定用電圧を印加し、絶
縁部に流れる電流をＡＤ変換し、一定時間に複数回求め
た電流値を平均化して平均電流値を求め、測定用電圧の
値を平均電流値で除算して絶縁部の絶縁抵抗値を求め
る。 【効果】 測定時に絶縁部に流れる電流の変動により、
指示値が変動するような場合であっても、絶縁抵抗値の
測定が自動化され、測定者の個人差による測定値のばら
つきや読み間違いが発生せず、信頼性の高い測定結果が
得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電気機器等の絶縁抵
抗を測定する絶縁抵抗測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】変圧器などの電気機器においては、その
電気機器の稼動時に漏電に起因する事故を未然に防止す
るために、製造工場側では製品の出荷検査時に、またユ
ーザ側においては定期点検時に、その電気機器の絶縁抵
抗を測定している。

【０００３】例えば汎用の絶縁抵抗計を用いて被検査対
象である電気機器の規格に応じた電圧で絶縁抵抗を測定
し、その値によって良否判定を行っている。

【０００４】図７に従来の絶縁抵抗計の構成を示す。図
７において、高電圧発生器２は電池１を入力電源とし、
これを昇圧して高電圧を発生し、抵抗Ｒおよび計器３を
介して、プローブ５とクリップ４との間に接続される、
測定すべき絶縁部に対して高電圧を印加する。この高電
圧発生器２の発生する高電圧は一定であるため、絶縁部
の流れる電流は絶縁部の絶縁抵抗に反比例する。計器３
には、絶縁部に流れる電流に応じた絶縁抵抗値が予め目
盛られていて、測定者は計器３の指示から絶縁抵抗の値
を読み取る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、絶縁抵抗計
内部の高電圧発生器は、直流入力電源電圧をコンバータ
トランスの１次側に入力するとともにスイッチングし、
そのコンバータトランスにより昇圧された２次電圧を整
流平滑することによって高電圧を得るものであるため、
絶縁抵抗計の電源スイッチを入れてから、上記平滑回路
を構成するコンデンサの充電電圧が上昇し、高電圧発生
器の発生する電圧が安定し、計器の指示値が安定するま
でに所定の時間がかかる。そのため従来より、測定者
は、絶縁抵抗計のスイッチを入れてから計器の指示が安
定するまで待って、その安定後の指示値を読み取るよう
にしていた。また測定対象の絶縁部の状態によっては絶
縁抵抗値が変動し、これに応じて計器の指示値が変動す
る場合があるため、測定者はその平均的な値を読み取っ
て、それを測定値としていた。このような事情から同一
の被測定対象であっても、測定者の癖などによって、測
定された絶縁抵抗値にばらつきが生じることがあり、ま
た指示値の読み間違いなどによる測定ミスが生じるおそ
れもあった。

【０００６】この発明の目的は、絶縁抵抗値の測定作業
を自動化して、個人差による測定値のばらつきおよび読
み間違いなどにより生じる測定ミスの問題を解消して、
絶縁抵抗値を高い信頼性で測定できるようにした絶縁抵
抗測定装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明では、測定時に
絶縁部に流れる電流の変動により、指示値が変動するよ
うな場合であっても、絶縁抵抗値の測定を自動化し、測
定者によるばらつきのない測定結果を得るために、請求
項１に記載したように、絶縁部に対して測定用電圧を印
加する測定用電圧印加手段と、その絶縁部に流れる電流
をＡＤ変換して電流値を求める電流値抽出手段と、この
電流値抽出手段により一定時間に複数回求められた電流
値を平均化して平均電流値を求める平均電流値抽出手段
と、前記測定用電圧の値を前記平均電流値で除算して前
記絶縁部の絶縁抵抗値を求める手段と、求められた絶縁
抵抗値を表示する手段とを備える。

【０００８】また、この発明では、絶縁部に対して測定
用電圧を印加した後、絶縁部に流れる電流が安定してい
る状態で絶縁抵抗の測定を行うために、請求項２に記載
したように、前記測定用電圧印加手段が前記絶縁部に電
圧印加を開始してから一定時間経過後の前記電流値抽出
手段の求めた電流値を前記平均電流値抽出手段が平均化
する。

【０００９】また、この発明では、誤っている可能性の
ある測定値を適度に棄却するために、請求項３に記載し
たように、前記平均電流値抽出手段は、前記電流値を平
均化する際、前記電流値から特異値を除く。

【００１０】

【作用】請求項１に係る絶縁抵抗測定装置では、絶縁部
に測定用電圧が印加され、絶縁部に流れる電流がＡＤ変
換されて電流値として求められる。そして、一定時間に
複数回求められた前記電圧値が平均化されて平均電圧値
が求められ、さらに、前記測定用電圧の値が平均電流値
で除算されて、絶縁部の絶縁抵抗値が求められ、これが
表示される。このように測定作業が自動的に行われるた
め、個人差による測定値のばらつきや読み間違いが発生
せず、信頼性の高い測定結果が得られる。

【００１１】請求項２に係る絶縁抵抗測定装置では、絶
縁部に電圧が印加されてから一定時間経過後の電流値に
ついて平均値が求められるため、絶縁部に流れる電流が
安定している状態で絶縁抵抗が測定され、測定精度の高
い絶縁抵抗値が求められる。

【００１２】請求項３に係る絶縁抵抗測定装置では、前
記電流値を平均化する際、例えば電流値の最大最小値や
平均値からかけ離れた値などの特異値が除かれるため、
誤った測定値が適度に棄却され、測定精度の高い絶縁抵
抗値が自動的に求められる。

【００１３】

【実施例】この発明の第１の実施例である絶縁抵抗測定
装置の構成を図１〜図５に示す。

【００１４】図１は測定用電圧発生部の構成を示す図で
あり、図１において１２はスイッチングトランジスタと
そのスイッチングトランジスタをオン・オフ制御する制
御回路を含み、電池電源１を入力電源として、これをス
イッチングするスイッチング回路である。Ｔｒはコンバ
ータトランスである。このコンバータトランスＴｒの２
次側にはダイオードＤ１，Ｄ２およびコンデンサＣ１，
Ｃ２からなる整流平滑昇圧回路を接続している。この構
成により、コンデンサＣ１，Ｃ２の両端から所定の測定
用電圧を出力する。また、同図において１１は電源スイ
ッチとしてのリレー接点であり、リレーの励磁コイル１
１′はａ信号に応じて接点１１をオン／オフする。抵抗
Ｒ１は測定終了後などにおいて、コンデンサＣ１，Ｃ２
の充電電圧を放電するための放電用抵抗、１３はその放
電時にオンするリレー接点である。リレーコイル１３′
は信号ｂに応じてリレー接点１３をオン／オフする。Ｒ
ｉは測定すべき絶縁部の絶縁抵抗を記号で示したもので
ある。

【００１５】図２は絶縁抵抗測定装置本体のブロック図
である。この絶縁抵抗測定装置本体１００と図１に示し
た測定用電圧発生部１０１とは、信号ａ，ｂ，ｃ，ｄを
介して接続する。図２においてＣＰＵ２０はＲＯＭ２１
に予め書き込んだプログラムを実行して、後述する各種
処理を行う。ＲＡＭ２２はその際に電流値の一時記憶領
域などのワーキングエリアとして用いる。タイマ回路２
３は一定の時間待ちを行って所定の処理を行う際に、そ
の一定時間を計時する。表示制御回路２４は表示用メモ
リおよびそのメモリの内容に応じて表示器２５に対して
表示信号を発生する回路からなる。ＣＰＵ２０はこの表
示制御回路２４内の表示用メモリに対して所定の表示用
データを書き込むことによって、表示器２５に絶縁抵抗
値を表示する。キー２７はテンキー、しきい値設定キ
ー、測定開始キーなどの各種キーからなり、キー制御回
路２６はこれらのキー操作を読み取る。ＡＤコンバータ
１７は信号ｃ，ｄで示す電流を入力し、その電流値をデ
ィジタル値に変換する。接点信号出力ポート１８は図１
に示したリレーの励磁コイル１１′，１３′を駆動す
る。ＣＰＵ２０はこの接点出力ポート１８に所定値を出
力することによって、図１に示したリレー接点１１およ
び１３をオン／オフ制御する。

【００１６】図３〜図５は図２に示したＣＰＵ２０の処
理手順を示すフローチャートである。まず、図３に示す
ように、キーの読み取りを行い、例えばテンキー（１０
キー）が操作されたなら、これをレジスタＸに置数す
る。その後、しきい値設定キーが操作されたなら、置数
された値を後述する異常判定用しきい値ＲＭとして記憶
する。もし測定開始キーが操作されたなら、図４に示す
フローチャートへ移る。

【００１７】図４に示すように、まず図１に示したリレ
ー接点１１をオンし、予め定めた時間ｔ１の時間待ちを
行う。その後、ループカウンタｉが１〜ｎについて、Ａ
Ｄコンバータの変換値を読み取り、その変換値に比例定
数を乗じて電流値を求め、Ｉ（１）〜Ｉ（ｎ）として順
次記憶する。この比例定数はＡＤコンバータの入力電流
値に対するＡＤ変換値の比の逆数に相当する。このｎ回
のサンプリングの終了後、Ｉ（１）〜Ｉ（ｎ）から最大
値および最小値をそれぞれ抽出し、この最大値と最小値
を除くＩ（１）〜Ｉ（ｎ）について平均値Ｉｍ１を算出
する。このようにｎ個のサンプリングされた電流値のう
ち最大値と最小値を除くことによって、誤っている可能
性の高いデータが棄却され、平均値の信頼性が向上す
る。ｎの値が比較的多い場合には、ｎ個の電流値データ
をソーティングし、先頭からｍ個、末尾からｍ個（ｍ＜
ｎ／２）のデータをそれぞれ除く中央部の（ｎ−２ｍ）
個のデータについて平均化し、平均電流値を求めるよう
にしてもよい。

【００１８】その後、予め定めた一定時間ｔ２の時間待
ちを行い、同様の処理によってもう一度ｎ個の電流値の
サンプリングを行い、そのデータＩ（１）〜Ｉ（ｎ）か
ら最大最小値を除いて平均化し、平均値Ｉｍ２を算出す
る。

【００１９】その後、図５に示すように、Ｉｍ１−Ｉｍ
２の値をｄとして求め、予め定めた電源容量低下判定用
しきい値ｄｍａｘと上記ｄとの大小比較を行う。ｄ≧ｄ
ｍａｘであれば、図１に示した電池１の容量が低下して
いるものと見なして、その警告表示を行う。すなわち、
最初に求めた平均電流値Ｉｍ１に比較して、２回目に求
めた平均電流値Ｉｍ２が一定値（ｄｍａｘ）以上低下し
ていれば、その現象は電源をオンしてから２回の測定を
終わるまでに、図１に示した電池１の電圧が低下し、絶
縁部に印加される測定用電圧が低下したことに起因する
ものであると見なして電源容量低下を検知する。このよ
うに、絶縁抵抗値の測定とともに、電源容量の低下を検
知するようにしたため、電源としての電池容量が許容限
度を下回って、実際には絶縁抵抗値が基準値を下回る状
態であるにも拘らず、見かけ上の絶縁抵抗値が高く示さ
れる、といった危険性が解消される。

【００２０】ｄ＜ｄｍａｘであれば、Ｉｍ１とＩｍ２の
平均値Ｉｍを算出し、一定の測定用電圧Ｖｃｃを平均電
流値Ｉｍで除算して絶縁抵抗値Ｒを算出し、これを表示
する。続いて、測定により求めた絶縁抵抗値Ｒと予め定
めた異常判定用しきい値ＲＭとの大小比較を行う。Ｒ＜
ＲＭの関係、すなわち絶縁抵抗値が予め定めた値より小
さければ、絶縁部に異常があるものと見なして、異常警
報表示を行う。そうでなければ正常表示を行う。その
後、図１に示した放電用リレー１３を予め定めた一定時
間ｔ３だけオンし、再びオフする。これにより、コンデ
ンサＣ１，Ｃ２の電荷を放電用抵抗Ｒ１を介して放電さ
せる。

【００２１】なお、図４および図５に示した例では、Ａ
Ｄ変換値に対して比例定数を乗じて電流値を求め、平均
化した後、測定用電圧の値Ｖｃｃと平均電流値Ｉｍとの
関係から絶縁抵抗値を算出する例を示したが、ＡＤ変換
値は電流値に比例し、測定用電圧は一定であるから、Ａ
Ｄ変換値を電流値換算しないまま平均化し、求めた平均
値の逆数に予め定めた定数を乗じることによって絶縁抵
抗値Ｒを算出するようにしてもよい。その際に乗じる定
数は、ＡＤコンバータの入力電流値に対するＡＤ変換値
の比と測定用電圧の値とにより定める。

【００２２】次に、この発明の第２の実施例に係る絶縁
抵抗測定装置の構成を図６に示す。第１の実施例と異な
り、この第２の実施例では、絶縁部に対して印加する測
定用電圧の値を切り替えられるようにしている。図６に
おいてキー２７には測定用電圧設定キーを設けていて、
測定者は被測定対象に応じた測定用電圧を印加させるた
めに、テンキーと測定用電圧設定キーを操作し、予め定
められている測定用電圧のうち１つを選択する。ＣＰＵ
２０はそのテンキーおよび測定用電圧設定キーの操作を
読み取って、選択された測定用電圧を発生させるための
データをＩ／Ｏポート１９に出力する。測定用電圧発生
回路１６はＩ／Ｏポート１９に設定されたデータに応じ
て所定の測定用電圧を発生し、抵抗Ｒ２を介して絶縁部
の抵抗Ｒｉに測定用電圧を印加する。電流電圧変換回路
１５は、絶縁部の抵抗Ｒｉに電流が流れた際に抵抗Ｒ２
の両端に生じる電位差を入力し、電圧信号を発生する回
路である。ＡＤコンバータ１７はこの電圧を変換して、
電流値に比例する値を求める。リレー接点１４は絶縁部
に対する測定用電圧印加時にオンさせるリレー接点、１
３は測定用電圧発生回路１６の出力部に充電される電圧
を測定終了時に放電させる際にオンさせるリレー接点で
ある。図６におけるその他の構成は第１の実施例として
図２に示したものと同様である。

【００２３】

【発明の効果】請求項１に係る絶縁抵抗測定装置によれ
ば、測定時に絶縁部に流れる電流の変動により、指示値
が変動するような場合であっても、絶縁抵抗値の測定が
自動化され、測定者の個人差による測定値のばらつきや
読み間違いが発生せず、信頼性の高い測定結果が得られ
る。

【００２４】請求項２に係る絶縁抵抗測定装置によれ
ば、絶縁部に対して測定用電圧が印加された後、絶縁部
に流れる電流が安定している状態で絶縁抵抗の測定が行
われるため、測定精度の高い絶縁抵抗値が求められる。

【００２５】請求項３に係る絶縁抵抗測定装置によれ
ば、異常な測定値が適度に棄却されるため、測定精度の
高い絶縁抵抗値が自動的に求められる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例に係る絶縁抵抗測定装置における
測定用電圧発生部の構成を示す図である。

【図２】第１の実施例に係る絶縁抵抗測定装置本体の構
成を示す図である。

【図３】図２に示すＣＰＵ２０の処理手順を示すフロー
チャートである。

【図４】図２に示すＣＰＵ２０の処理手順を示すフロー
チャートである。

【図５】図２に示すＣＰＵ２０の処理手順を示すフロー
チャートである。

【図６】第２の実施例に係る絶縁抵抗測定装置の構成を
示す図である。

【図７】従来の絶縁抵抗計の構成を示す図である。

【符号の説明】

Ｒ１−放電用抵抗 Ｒｉ−絶縁抵抗 １００−絶縁抵抗測定装置本体 １０１−測定用電圧発生部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁部に対して測定用電圧を印加する測
   定用電圧印加手段と、 前記絶縁部に流れる電流をＡＤ変換し、電流値を求める
   電流値抽出手段と、 一定時間に複数回求められた前記電流値を平均化して平
   均電流値を求める平均電流値抽出手段と、 前記測定用電圧の値を前記平均電流値で除算して前記絶
   縁部の絶縁抵抗値を求める手段と、 前記絶縁抵抗値を表示する手段とを備えてなる絶縁抵抗
   測定装置。
2. 【請求項２】 前記平均電流値抽出手段は、前記測定用
   電圧印加手段が前記絶縁部に電圧印加を開始してから一
   定時間経過後の前記電流値を平均化する請求項１記載の
   絶縁抵抗測定装置。
3. 【請求項３】 前記平均電流値抽出手段は、前記電流値
   を平均化する際、前記電流値から特異値を除くことを特
   徴とする請求項１または２記載の絶縁抵抗測定装置。