JPS6033411Y2 - 地絡抵抗計 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、電池の地絡抵抗を測定する地絡抵抗計に関す
るものである。

電池には起電力があるため、普通の電気機器のようにメ
ガ−等をつかった地絡抵抗の測定ができない。

そのため従来から電池群の地絡抵抗を測定するため、第
１図の回路が用いられてきた。

同図において１は計測用の直流電圧源、２は平衡と測定
とを切換えるスイッチ、３は地絡抵抗値を表示する直流
電流計、４は平衡用可変抵抗器、５は整合と測定とを切
換えるスイッチ、６は整合用基準抵抗器、７は被測定の
電池群、８は電池群７の地絡抵抗である。

この回路を用いて地絡抵抗を測定する方法は次のとおり
である。

まず切換スイッチ２を電圧源１がはいらない方にたおし
く図中、平衡）、切換スイッチ５を被測定電池群の方に
たおして（図中、測定）、直流電流計３の指示が０にな
るように、平衡用可変抵抗器４を調整する。

次に切換スイッチ２と５を前と反対の方向にたおし、直
流電流計３の指示が、整合用基準抵抗器６の抵抗値に等
しくなるように直流電圧源１の電圧を調整する。

次に切換スイッチ５を再び電池群の方にたおし、その時
の電流計３の指示をよみとれば、それが電池群７の地絡
抵抗値である。

このように従来の電池群の地絡抵抗計は操作個所が多く
、取扱いがはんざつである。

また回路の構成上、平衡用可変抵抗器４が電池群の正極
端子間に直接接続されているため、同抵抗器の発熱が大
きく、使用時間に制限があった。

本考案の目的は、上述のような欠点を除去し、人による
操作を必要とせず、自動的に電池群の地絡抵抗を測定で
きる地絡抵抗計を得ることにある。

前記の目的を達成するための、本考案の要旨とするとこ
ろは次のとおりである。

即ち、内部抵抗Ｒｇの電圧センサーで、アースと電池群
負極端子の間の電圧Ｖｘ、アースと電池群正極端子の間
の電圧Ｖｙ１および電池群の端子電圧■８を検出し、こ
れら３つの電圧値から合成地絡抵抗ＲｘＲｘ＝Ｒｇ（Ｖ
ａ／ （Ｖｙ Ｖｘ） ｔ＞ （１）
と、合或地絡抵拮ＲＸが等価的に一点で地絡したときの
地絡位置Ｐ（ただしＯ≦Ｐ≦１） ｐ＝Ｖｙ７’ （Ｖｙ−Ｖｘ）
（２）とを自動的に計算し表示する機能を有する地
絡抵抗計である。

（１）式は合成地絡抵抗Ｒｘを求める式であり、この式
は次のようにして得られた。

第２図は（ｎ−１）個所で地絡した場合の、各部の電圧
と電流を示す図である。

９は被測定の電池群、１０は（ｎ−１）本の地絡抵抗、
１１と１３は内部抵抗Ｒｇの電圧計１２を断続させるス
イッチである。

同図においてスイッチ１１をとじ、スイッチ１３をひら
いた時、各地絡抵損Ｂ１９ Ｒ２・・・Ｒｏ−１に流れ
る電流を１１． Ｉ２・・・Ｌ−１とし、スイッチ１３
をとじスイッチ１１をひらいた時の電流をＩ′１゜１／
、・司′ｎ−１とする。

まずスイッチ１１をとじスイッチ１３をひらいた時、次
のような（３）〜（９）の式が成立する。

Ｖ□＝ＲＩＩｌ ＋ＲｇＩｘ
（３）Ｖ２＝Ｒ２１ｚ ＲＩＬ
（４）Ｖｋ＝Ｒｋｌｋ−Ｒｋ−１１に
−１（５）Ｖｎ−ｌ ＝Ｒｎ −ｌＩｎ−１−Ｒｎ−２
Ｉｎ−２（６）ｖ＝Ｖ１＋Ｖ２＋・・・十Ｖｋ＋・・・
十Ｖｎ （７）Ｉｘ＝１１＋Ｉ２＋・・
・＋Ｉｋ＋・・・＋Ｉｎ−１（８）Ｖｘ＝ −Ｒｇｌｘ
（９）これらの式
よりｌｘを求めると Ｉｘ＝ （Ｖ、 −ＲｇＩｘ） ／Ｒ□＋（Ｖ１＋Ｖ２
−Ｒｇｌｘ） ／Ｒ２十・・・＋（Ｖ１＋Ｖ２＋・・・
十Ｖｋ −ＲｇＩｘ ） ／Ｒｋ十・・・＋（Ｖ１＋Ｖ
２＋・・・＋Ｖｋ＋・”＋Ｖｎ−１−Ｒｇｌｘ） ／Ｒ
ｎ −１（１（１ となる。

次にスイッチ１３をとじスイッチ１１をひらいた時、次
のような（１１）〜（１７）の式が成立する。

Ｖｎ ＝Ｒｎ −ＩＩ’ｎ−１＋Ｒｇ１３／
（１１）Ｖｎ−１＝Ｖｎ−２Ｉ’ｎ−２−Ｒ
ｎ−ＩＩ’ｎ−１（１２）ｖｙ＝Ｒｉ＜ −１１’に−
１−ＲｋＩ’ｋ （１３）■３＝Ｒ２■
′２−Ｒ３■′３（１４） Ｖ２＝ＲＩＩ’ｌ Ｒ２Ｉ’２
（１５）Ｉｙ：Ｉ’１＋Ｉ’２＋−＋Ｉ’に＋−
＋Ｉ’ｎ−１ （１６）Ｖｙ＝ＲｇＩｙ
（１７）これらの式よりＩ
ｙを求めると ｉｙ＝ （Ｖｎ−ＲｇＩＶ） ／Ｒｎ １ ＋（Ｖｎ
十Ｖｎ−１−ＲｇＩｙ） ／Ｒｎ −２＋・・・＋（Ｖ
ｎ十Ｖｎ−１＋−＋ＶｋＲｇＩｙ） ／Ｒｋ １ ＋
・・・＋ （Ｖｎ十Ｖｎ−１＋・・・＋Ｖｋ十−＋Ｖ３
Ｒｇｌｙ） ／Ｒ＊＋”＋ （Ｖｎ十Ｖｎ−１十−＋Ｖ
ｋ＋−＋Ｖ３＋Ｖｚ−Ｒｇｌｙ） ／Ｒ□（１８）とな
る。

ここでαＧ＋（１８）を計算するとＩｘ十Ｉｙ＝＝ （
ｖｌ＋ｖ２＋−＋ｖｎ−Ｒｇｌｙ−ＲｇＩｘ） ／Ｒ□
十（Ｖｔ＋Ｖｚ＋”＋Ｖｎ−ＲｇＩｙ−ＲｇＩｘ） ／
Ｒ２＋−十（”ｉ十Ｖ２＋”４Ｖｎ−ＲｇＩｙ−ＲｇＩ
ｘ） ／Ｒｎ−１（１９） （１９）に（７）と（９）と（１７）を代入すると（Ｖ
ｙ Ｖｘ） ／Ｒｇ＝ （Ｖ −Ｖｙ十Ｖｘ） ／Ｒ
１＋（Ｖ。

Ｖｙ 十Ｖｘ） ／Ｒ２＋ ”・＋（Ｖ Ｖｙ＋ＶＸ
） ／ ”−１＝ （Ｖ−Ｖｙ＋Ｖｘ） （１／Ｒ１＋
１／Ｒ２＋−＋１ ／Ｒｎ−１）
（２０）ココで１／ Ｒ＝ （１／Ｒｘ
＋１ ／Ｒ２＋”＋ ｌ ／Ｒｎ−１）とおくと Ｒ＝Ｒｇ （ＶＢ／ （”ｙ−Ｖｘ） １ ）
（２１）（２１）を得る。

したがって電池群のどのような位置からの、どのような
抵抗値での地絡が、多数個所で発生していても、（２１
）式すなわち（１）式で地絡抵抗の合成値を測定するこ
とができる。

（２）式は合成地絡抵抗Ｒｘにより等価的に一点で地絡
したものとした地絡位置Ｐ （０≦Ｐ≦１）を求める式
であり、この式は次のようにして得られた。

第３図は、合成地絡抵抗Ｒｘが電池群の端子電圧ＶＢを
Ｖａとｖｂとに分割する位置にあると仮定して示した図
である。

スイッチ１３をとじ、スイッチ１１をひらいた時、ｖｂ
は Ｖｂ＝Ｖｙ十（Ｖｙ／Ｒｇ） ・Ｒｘ
（２２）となる。

（２２）に（１）を代入し、Ｐ＝Ｖｂ／Ｖとおくと ｐ＝Ｖｂ／ＶＢ＝Ｖｙ／ （Ｖｙ−Ｖｘ）
（２３）となる。

つぎに図面に例示した実施例についてこの考案を具体的
に説明する。

第４図は、本考案の地絡抵抗計のハードウェアのブロッ
クダイヤグラムを示す図であり、その構成の中心は８ビ
ット並列処理型のマイクロプロセッサである。

第４図において１４がマイクロプロセッサを使用した演
算部であり、１６はアースと電池群の正・負極端子及び
電池群の両端の端子を順次接続して、Ｖｘ、 Ｖｙ、
Ｖ８の電圧を入力とする内部抵抗Ｒｇの電圧センサーで
、リレーとインピーダンス変換用の増幅器よりなってお
り、Ｖｘ、 Ｖｙ、 ＶＢの電圧値に比例した電圧信号
を出力する。

１５は１６からのアナログ量の電圧信号をマイクロプロ
セッサが演算処理できるデジタル量に変換する油変換器
で構威した、ＶＸ、Ｖｙ、ＶＢの値を測定する手段であ
る。

１７は被測定電池群、１８はアースである。

１９は地絡抵抗値を表示する表示部、２０は地絡位置を
表示する表示部である。

第５図は本発明の地絡抵抗計のソフトウェアのフローチ
ャート該略図である。

本考案は以上に説明した構成を有するものであり、次の
ような効果を得ることができる。

人による操作を必要とせず、自動的に電池の地絡抵抗を
測定でき、かつ地絡位置も表示されるので、地絡が発生
した時、すみやかに対策をとることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電池の地絡抵抗計の回路図である。 第２図は（ｎ−１）箇所で地絡した場合の、各部の電圧
と電流を示す図である。 第３図は合成地絡抵抗Ｒｘが電池電圧■８をＶａとｖｂ
とに分割する位置にあると仮定して示した図である。 第４図は本考案の実施例のハードウェアのブロック・ダ
イヤグラムを示す図である。 第５図は実施例のソフトウェアのフローチャート該略図
である。 ？、９．１７・・・・・・被測定電池群、１４・・・・
・・演算部、１５・・・・・・電圧値を測定する手段、
１６・・・・・・電圧センサー、１９・・・・・・地絡
抵抗を表示する表示部、２０・・・・・・地絡位置を表
示する表示部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内部抵ｕｇの電圧センサーと、該電圧センサーでアース
   と電池群の負極端子との間の電圧Ｖｘ、アースと電池群
   の正極端子との間の電圧ｖｙ、および電池群の端子電圧
   ■８の電圧値を測定する手段と、これら３つの電圧値か
   らアースと電池群との間の合成地絡抵抗Ｒｘと電池群か
   ら合成地絡抵抗Ｒｘにより等価的に一点で地絡している
   ものとした地絡位置Ｐを、それぞれＲｘ ＝ Ｒｇ Ｘ
   （ＶＢ／ （”ｙ Ｖｘ） １）とＰ＝Ｖｙ／ （
   Ｖｙ −Ｖｘ）の演算処理によって求める演算部と、該
   演算鼻部の演算結果を表示する表示部とにより構成した
   地絡抵抗計。