JPS63289464A - 位相補償した絶縁抵抗測定方法 - Google Patents

位相補償した絶縁抵抗測定方法

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JPS63289464A
JPS63289464A JP12494587A JP12494587A JPS63289464A JP S63289464 A JPS63289464 A JP S63289464A JP 12494587 A JP12494587 A JP 12494587A JP 12494587 A JP12494587 A JP 12494587A JP S63289464 A JPS63289464 A JP S63289464A
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Tatsuji Matsuno
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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等の絶縁抵抗を測定する装置の
温度変化或は回路定数の経年変化等に対する補償方法に
関する。
(従来技術) 従来、漏電等の電路に於けるトラブルの早期発見の為に
例えば第2図に示す如き電路の絶縁抵抗測定方法を用い
電路状態を監視するのが一般的であった。
これは負荷Zを有する受電変圧器Tの接地線LEを、商
用電源周波とは異なる周波数J1なる低周波信号発振器
O8Cに接続されたトランスOTに貫通せしめるか、或
いは前記接地線LEに直列に前記発振器を挿入接続する
等して電路1及び電路2に低周波電圧を印加し、前記接
地線LEを貫通せしめた零相変流器ZCTによって電路
と大地間に存在する絶縁抵抗Ro及び対地浮遊容量CO
を介して前記接地線に帰還する前記低周波電圧によシ生
ずる漏洩電流を検出しこれを増幅器AMPで増幅したの
ち、フィルタFILによって周波数j1の成分のみを選
択し、これを例えば前記発振器O8Cの出力信号を用い
て掛算器MULTで同期検波して該漏洩電流中の有効分
(即ち印加低周波電圧と同相の成分)を検出することに
よりミ路の絶縁抵抗を測定するよう構成したものであっ
た。
本発明の理解を助けるためにその測定理論を更に説明す
る。
前記接地線LEに印加される低周波信号電圧を例えば正
弦波としてV sinωlt(ω1=2π、fl)とす
れば、接地点Eを介して接地線Lxに帰還する周波数f
lの漏洩電流Iは と表わされ、印加する交流電圧と同相の成分。
即ち上記(1)式の右辺第1項の成分に比例した値を同
期検波等の手段で検出すればとの値は絶縁抵抗ROに逆
比例したものとなるから、これによって電路の絶縁抵抗
値を求めることができる。
しかしこのように前記接地線に帰還する漏洩電流を変流
器ZCTで検出し、史に零相変流器出力に含まれる周波
数f1の漏洩電流成分をフィルタFILで選択出力する
従来の方法では1通常変流器→増幅器→フィルタの系で
周波数flの漏洩電流の位相がずれるから、これらの同
期検波出力からRoに逆比例した値を得るためにはこの
位相ずれを補償する必要がある。
このために同図に示す如く同期検波器MLILTの第1
の入力端又は第2の入力端に固定の移相器PSを挿入し
、これによって上記位相ずれを補正し互いの同期をとっ
ていた。即ちとの移相器PSを設けることによシ対地浮
遊容量Coがない状態(Co=0)にて、同期検波器の
第1.第2の入力端に印加される電圧の位相差が零とな
るように前もって設定しておくものであった。
しかしながら上述の如き従来の方法では変流器ZCT 
、フィルタFIL 、移相器PS等の位相特性は温度変
化または使用部品特性の経年変化等によって変動するた
め、この結果最初の設定値との位相誤差が発生し、正し
い沖1定結果を提供できなくなる欠点があった。これら
に対処するために従来は特性変動の少ない極めて高品質
な変流器或いはフィルタ等を採用することによって位相
誤差の影響を極力小さくしていたが、それでもその影響
を完全に除去することは困難であった。
(発明の目的) 本発明は以上説明したような従来の絶縁抵抗測定方法の
欠点を除去するためになされたものであって、高価な部
品を必要とせず安価に測定信号の位相ずれを常時補正し
、常に正確な測定結果をもたらしうる絶縁抵抗測定方法
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ために本発明では接地線を介して電
路に又該電路に結合した変流器を介して周波数f1の交
流信号電圧を入力すると共に新たに前記変流器を貫通す
る接続線を介し周波数f1−fs並びに周波数fl+、
f’s(ここでft>fs)の位相測定用電流を入力し
、前記変流器よシ得た漏洩電流成分と前記交流信号電圧
とで同期検波することにより得る出力に於て該出力中に
含まれる周波数fsの成分が零になるように同期検波に
必要な周波数f1の交流信号電圧の位相を自動的に調整
し、絶縁抵抗測定装置の各々機器によシ生ずる位相のず
れを補償し電路の絶縁抵抗を補償するものである。
(発明の実施例) 以下図示した実施例に基づき本発明の詳細な説明する。
先づ本発明に係る測定方法を説明する前にその理解を助
ける為従来の方法とその欠点を少しく詳細に説明する。
第(1)式にて示される周波数f1の漏洩電流成分工が
第2図の変流器ZCT 、増幅器AMP 。
フィルタFILの系を通過する際発生する位相ずれをθ
とすればフィルタFIL出力■1は・・・・・・・・・
(2) となシ、これは同期検波器MULTの第1の入力端に印
加される。
また掛算器MULTの第2の入力端に印加される電圧を
例えば一定振幅のa。5in(ω1t+01)とすれば
、掛算器M[JLT2の出力りは(□は角周波数01以
上−の成分 を除去することを意味する) ・・・・・・・・・(4) 従ってθ=θlのときの出力Doは とな’)+■+aoは一定となるから絶縁抵抗R。
に逆比例した値を測定することができる。したがって位
相ずれθ−01が零でない時の上記り。
に対するDの誤差Eは = l −cos (θ−θ1)−ωIC0ROsin
 (θ−01)・・・・・・(6)となる。
今1位相ずれの影響を検討するために例えば位相誤差を
θ−θ1−1(度)とすれば、(6)式にてfl=25
Hzで、Ro=20にΩyCo=5〃Fとするときωx
coRo?15.7となるがら誤差εは27.4チとな
り著しく測定誤差が大きくなることが分る。
本発明は上述の位相ずれに伴う誤差の発生を極力抑える
方法を提案するものである。
第1図は本発明に係る絶縁抵抗測定方法の一実施例を示
す回路図であって第2図と同一の記号は同一の意味をも
つものとする。即ち、同図に於てTは変圧器、1及び2
はこの変圧器の2次側低電路であって該電路2には第2
種接地工事を施した接地線LEが接続される。該接地線
LEにはトランスOT及び変流器ZCTとが結合され、
前記変流器ZCTの出力端は増幅器AMP1とフィルタ
FILを介し同期検波器MULT1の一入力端と接続し
、該MLILT1の他の入力端は位相制御回路PCの一
端と接続される。更に前記変流器ZCTには位相制御回
路PCよシ掛算器MULT2 、増幅器AMP2 、及
び抵抗r。
を接続した接続線3を介し接続する。前記MLILT2
の他の入力端には位相制御回路PCから90°移相器P
Sを介し接続し、トランスOTの一次側には位相制御回
路PCより電力増幅器PAMPを介し接続する。一方M
IJLTIの出力端はフィルタBP及び整流器DETを
介し位相制御回路PCと接続する。なお前記位相制御回
路PCには周波数f1及びfsなる信号発振源及び位相
制御装置を持つ。
上記の如く構成した回路に於ける各装置の動作及び各ブ
ロックの機能を数式を用いて以下詳細に説明する。
掛算器MULT2の一入力端に位相制御回路PCよシ周
波数fsなる信号acO5ωs(a+5==2jrf5
 ) Y入力し、前記MULT2の他の入力端には前記
位相制御回路PCよシ90°移相器PSを介して周波数
f1なる信号e。cosω1tを入力すると掛算器ML
ILT2の出力eは e=aeocosω1t11ωSωst= ]1(co
s (ω1柚s)t+ω5(ω1→5)tJ  ・・・
・・・(7)となる。
従って増幅器AMP2の出力よシ接続線3に流れる電流
1′は ■′=□ O e = < (cos (ω1−1−6+5)i+ωS(ω
1”−”5)tJ −・−・−(81となる。一方接地
線LEには位相制御回路PCよシミ力増幅器PAMP及
びトランスOTを介してVsinω1t  なる電圧を
与えることにより、変流器ZCTの出力は(2)式に相
当する漏洩電流成分I及び接続線3を介して入力される
(8)式に相当する電流I′を得る。
前記変流器ZCTの出力電流I+I’を増幅器AMPを
介しフィルタに入力すると、該フィルタFIL の出力
は前記増幅器AMP及びフィルタF I Lによる位相
のずれを生じた電流I+1 ’と彦る。
前記I+I’をIOとするとIoは t十〇−1)〕   ・・・叫−・(9)ここでθ1及
びθ−1は周波数f1+fs及びfl−fsにおける変
流器ZCT→増幅器AMP→フィルタFILの系におけ
る位相推移量である。
前記フィルタ出力電流■0を同期検波器M[JLTlの
一入力端に、他の入力端には位相制御回路PCよシ周波
数f1なる交流電圧a。sin (ωft+θ′)を入
力すれば該同期検波器MLILTIの出力D′は (は周波数fs以下の成分。
θ′は位相補償のための移相量) −2シー立(sin(−ωst+L1−0’)+sln
(mst十θ□−θ′月 ・・・・・・・・・ (9) ところで ωS(ω1なるから と近似でき、 C111式に(転)式を代入すると(!
−にょシae、a、 sin (θ−θ’ ) cos
 (ωs t 十−シーーコ)・・・・・・・・・ (
2) となる。θ=θ′のときには(至)式からも明らかな如
く第2項の周波数fsの成分は零とな)更に第1項で表
わされる同期検波器出方D′の直流分もとな多電路の絶
縁抵抗を測定しうるこ七が分かる。即ち、同期検波器M
ULTIの出力θ′中の周波数fSの成分をフィルタB
Pで検出し、その出力を整流器DETで整流し、該整流
器DET出力の直流分が零となるように位相制御回路P
Cから同期検波器MIJLTIに入力する電圧a。sI
I+(ω1を十θ′)の位相補償のための移相量θ′を
自動調整すれば9位相推移量0の影響を受けずに電路の
絶縁抵抗を測定することが可能である。
又、第3図に示す如く同期検線器MLILTIの出力D
′と位相制御回路PCから掛算器MULT2の一入力端
に入力する電圧Bcosωstとを更に掛算器MLIL
T3の入力端に夫々入力することにより該ML]LT3
の出力D I+には D” = D ’  x  acoSωsi0□−θ−
1 十rtrs    、   J となシ、この直流分doは ωS(ωlのとき cos−L−1≧1 であるからθ
〉θ′のときには do<O,θくθ′ のときにはd
o>0となることにょヤ該直流分doを測定することに
ょシ位相θ′の制御方向をも判定することか可能である
なお上記説明においては位相調整をするに当)、同期検
波器の第2の入力に印加される信号の位相を調整する如
くしたが、同期検波器の第1の入力に印加されるフィル
タFILの出力信号の位相を調整しても同一の結果が得
られるととは明らかである。
更に接続線3に流す周波数fx+fs並びにfx−fs
なる電流を得るのに電圧acosωstの信号及び電圧
e sir+ωItの信号との積にょ)得た信号によ多
発生させていたが、これに限定されるものではなく9位
相制御回路内にクロック発生器を設けることによシ周波
数fl+fs及びfl−fs力る成分の電流を発生して
もよいことは明らかである。
また上記実施例では単相2線式電路の場合で示したが、
単相3線式電路、3相3線式電路であってもよい。
(発明の効果) 以上説明したごとく9本発明は絶縁抵抗測定回路の位相
特性変動を自動位相調整を可能にするものであるから極
めて安定な測定方法を実現するうえで著効を奏するもの
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
従来の絶縁抵抗を測定する方法を示すブロック図、第3
図は本発明の変形実施例を示すブロック図である。 T・・・・・・・・・トランス、   1,2・・・・
・・・・・電路。 LE・・・・・・・・・接地線、   E・・・・・・
・・・接地点。 ZCT・・・・・・・・・変流器、    AMP・−
・・・・・・・増幅i 、    FIL・・・・・・
・・・フィルタ。 MULT 、MULTl、MTJLT2 、MTJLT
3−・・0.。 ・・・掛算回路、    OT・・・・・・・・・印加
トランスPS・・・・・・・・・移相器、    PC
・・・・・・・・・位相制御回路、    BP・・・
・・・・・・フィルタ。 DET・・・・・・・・・整流回路。 特許出願人  東洋通信機株式会社 第 3 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 変圧器の接地線を介して電路に、又は該電路に結合した
    変流器を介して前記電路に周波数f_1の交流信号電圧
    を入力し、前記接地線に帰還する周波数f_1の漏洩電
    流成分を検出したものを前記交流信号電圧で同期検波す
    ることにより得られる出力から前記電路と大地間の絶縁
    抵抗を測定する方法に於て、前記変流器を新たに貫通す
    る接続線に周波数f_1−f_s並びに周波数f_1+
    f_sの位相測定用電流を印加し、接地線に帰還する漏
    洩電流成分と前記交流信号電圧とで同期検波することに
    より得る出力に於て該出力中に含まれる周波数f_sの
    成分が零に近づくよう前記交流信号電圧の位相を調整す
    ることを特徴とした位相補償した絶縁抵抗測定方法。
JP12494587A 1987-05-21 1987-05-21 位相補償した絶縁抵抗測定方法 Expired - Lifetime JPH0721522B2 (ja)

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