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    • 专利摘要:

    公开号:WO1988004055A1
    申请号:PCT/JP1982/000251
    申请日:1982-07-01
    公开日:1988-06-02
    发明作者:Tatsuji Matsuno
    申请人:Tatsuji Matsuno；
    IPC主号:G01R27-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書 絶緣抵抗検出方法お よ び装置 技 術 分 野
    [0002] こ の発明 は電路等の絶縁抵抗を検出 す る絶縁抵抗検 出方法 お よ び装置 に 関 し 、 特 に 活線状態で電路等の絶 縁抵抗を測定監視す る方法 お よ び装置の改良 に 関 す る 背 景 技 術
    [0003] 一般 に 電路等の絶縁抵抗の検出 に は従来電路 等 に 直 流電圧を 印加 し 、 こ れに よ り 接地線 に 帰還 す る電流か ら 絶縁抵抗を検出す る高電圧絶縁抵抗測定計 （ 以下 、 こ れを メ ガ 一 と い う 〉 が用 い ら れ て い た 。 し か し 、 メ ガ ー を用 い た絶緣抵抗の検出方法 は
    [0004] ( 1 ) 高圧の直流電圧を用 い る た め負荷等 と し て 半導 体を利用 し た も の等の耐圧の低い装置ま た は素子が あ る と こ れ ら を破壊 し て し ま う の で 、 測定 に 際 し て はそ の都度こ れ ら の負荷等を切 り 離 し て 測定 し な け ればな ら な い 。
    [0005] ( 2 ) 電路等の絶縁抵抗 と し て従来か ら 知 ら れ て いる 抵抗 と 容量の並列結合 に よ つ て 等価的 に 表わ さ れる も の以外 に 抵抗 と 容量の直列結合 に よ っ て表わ さ れる も の が存在 す る こ と が最近知 ら れ て い る が 、 メ ガ 一 が直 流電圧を用 いる も ので あ る た め こ の よ う な絶縁抵抗を 渙出 する こと がで き ない 。
    [0006] 等の 欠点があ つ た 。
    [0007] そ こで 、 最近活線犹態で電路等の絶緣抵抗を測定監
    [0008] 視 する方法お よび装置が種々 提案され て い る が 、 その
    [0009] 代表的なも の は、 変圧器の第 2 種接地線を測定甩信号
    [0010] で あ る低周波電圧を発振する発振器の発振 卜 ラ ンス ま
    [0011] た は低周波電圧の 印加 さ れた 卜 ラ ンスの コ ァを貫通せ
    [0012] しめ る 等に よ り 該接地線を逼 し て電路 に 低周波電圧を
    [0013] 電磁誘導で印加 し 、 該接地鎳 に帰 洩電流を零
    [0014] 相変流器等で検出 し 、 この 漏 ¾電流中の低周波成分の
    [0015] 有効分 を算出する こ と に よ り 絶縁抵抗を測定する第 1
    [0016] の方法お よ び変圧器の第 2 種接地線を ¾ 断 し 、 これに
    [0017] 直列結合 し て 低周波電压を印加 する発振器 と 共 に接地
    [0018] 線に帰還 する電流を検出す る抵抗を直列 に 擰入接続 し
    [0019] こ の抵抗の両端に得 ら れる漏洩電流中 の低周波成分の
    [0020] 絶緣抵抗に よる有効分を算出 する こ と に よ り绝緣抵抗
    [0021] を測定す る第 2 の方法等があ る 。
    [0022] 第 1 図 は上述 し た 2 つ の方法の う ち第 1 の方法を説
    [0023] 明するちので 、 卜 ラ ンス T に は電路 Ί . 2 を介 して負
    [0024] 荷 Z が接読されて い る 。 こ こで は説明を容易 に する た
    [0025] め に 電路 1 . 2 を単相 2 譆の場合で示 して いるが単相'
    [0026] 3 鎳 、 3 枏 3 線等の場合も以下に述べる原理を甩い て
    [0027] 同様に説明 する こ と ができる 。 今電路の絶縁抵抗を R
    [0028] 対地浮遊容量を C と する 。 接地篛 E L は 測定用信号で
    [0029] ある周波数 f ί ( 商用 周波数 f ο と は異なる ） を発振
    [0030] O P1
    [0031] 、 、 WIFO ノ — - - す る発振 卜 ラ ン ス 0 T ま た は周 波 致 f 1 の 電圧の 印加 さ れ た ト ラ ン ス の コ ア を貫通 し て い る 。 こ の 時接地線 E L に 誘起 さ れ た周 波数 の 電圧 を V i ( V 〕 と す る （ 測定用 信号 は正弦波で も矩形波で も よ い が 、 こ こ で は 正 弦波 と し て扱 う ） 。 接地 線 E L を貫通 する零相 変流器 Z C T は 、 漏洩電流 を検出 す る も の で 、 撿出 し た 漏洩電流を周波数 f I 成分 を通過 さ せ る フ ィ ル タ F I L に 加 え商用 周波数成分 の漏洩電流を 除去 す れぱ フ イ ソレ タ F I L の 出力 i 9に は
    [0032] i g = ( 4~ / R ) V i s i n ω ι t
    [0033] + V~2" ω ι C V i cos ω i t (1) が得 ら れる 。 た だ し 、 ω = 2 π f X で あ る 。
    [0034] 発振回 路 〇 S C の 出力 電圧を e i ( V 〕 と し （ かけ 算器 M U L T を使 っ て 〉 i gと の積を と れぱ 、
    [0035] ί g X V 2 e i s i n ω i t = e i V i / R
    [0036] + e i V l ω i C s ί n 2 t
    [0037] - ( e 1 V i R ) cos 2 ω x t ■ ……（2) を得 る 。 し た が っ て 、 かけ算器 M U L T の 出 力 を ロ ー パ ス フ ィ ル タ し P F に 通 し て
    [0038] i 0 X V 2 e i s i n ω ！ ΐ の直流分 を得 る と 口 一 パ ス フ ィ ル タ L P F の 出力 O U T す なわ ち 有効分 は ' -
    [0039] 0 U T = e i V i R ……（3) と な り 、 e ！ と V t が一定 な ら ば O U T の値を知 る こ と に よ り 絶縁抵抗を測定 す る こ と がで き る 。
    [0040] と こ ろ で 、 前述 し た よ う に 電路 の絶緣抵抗 は第 1 図 に実 で示され -© Is jji R お よ ぴ容量 G の 並列接読で等 湎的に表わ さ れる &豫抵抗以外に 第 1 図 に破 で示さ れる抵抗 R 1 と容量 C 1 と の直列接続で等価的 に表わ される絶緣抵 171の存在が知 ら れて （ る が （ 維 p/ui l 3¾ t=¾ 気 V 0 1 . 2 0 , N 0 ， 9 7 9 年， 2 3 ペ ー ジ参 照 〉 上記第 Ί の方法に おいて 、 上記抵抗 R 1 容量 G i で等価的 に表わ される絶緣抵抗が存在 する と、 こ れ に よ る影響が加算さ れ、 メ ガ 一を用 い た測定値よ り も低 い値 と な つ て 測定さ れる 。 す なわ ち 、 上述 し た第 1 の 方法よ れば高圧直流電圧を用 いて いない ので 、 負荷等 を 切 り 離すこ とな く 活 m状態で絶籙抵抗を検出 する とがでぎ .、 SU述の 問題 (1 )は ^さ れるが 、 依然 と し て 抵抗 と 容量 と が直列接続の形で等 ffi的 に表わ される筢 縁抵抗の存在'およびその値、 す なわ ち 前述の間題（2)を 藓決す る こ と はでぎ な い 。
    [0041] ま た第 2 図 は lu nd第 2 の方法を示 し たも ので あ る。 こ の方法で は低周波印加 卜 ラ ン ス Τ ί と 潺洩電流検出 用抵抗 r が接地 m E し に直列接読されている 。 低周詖 の 印加お よ ぴ漏洩電流の検出 法が第 1 図 と異な っ てい る が 、 そ の他の は第 1 図 に示 した第 " 1 の方法 と周一 であ り 、 この第 2 の方 ® ¾ BU 述 し た第 1 の方法 と周 じ- 問題点を する
    [0042] ま た第 3 図 に示 し た よ う に電路 に測定用 の低周波電 圧を印加せず に商用電源電圧をそ の ま ま 用 い る第 3 の 方法も提案さ れて いる 0 し か し 、 この方法は こ れを単 相 3 線式 電路 に 適応 す る と 、 2 つ の 非接地電 路か ら 発 生 す る 漏浅 流が接地線 E L で い に 電流方向 が異る た め 打 ち 消 し 合 っ て し ま い 正 確な絶縁抵抗が検出 さ れ な く な る た め 、 も っ ぱ ら 第 3 図 に 示す よ う に 単相 2 線 式 の場合の み に 使用 さ れ て い る 。 こ の 場合 、 接地線 に 帰遠 す る 漏洩電流 は Π )式 の ω i を ω 0 ( ω 0 =
    [0043] 2 π o 、 f o は商用 周 波数 〉 、 V t を電路電圧を
    [0044] V 0 に お き かえ た も の に 相当 す る 。 電路 1 、 2 か ら 得 た 電圧 を 卜 ラ ン ス T 2 で分圧 し て 得 ら れ る 電圧 を e 0 〔 V 〕 と す れば 、 かけ算器 iV1 U L T の 出力 は（2)式 の e 1 V を e 0 V 0 、 ω χ を 。 に 変え た も の に 等 し く 、 し た が っ て 、 ロ ー パ ス フ ィ ル タ の 出力 は e 0 V 0 / R と な る 。 こ の例で も 第 1 図 、 第 2 図 に 示 し た 方法 と 周 じ 問題が生 じ 、 こ の と き ロ ー パス フ ィ ル タ L P F の 出 力 に 得 ら れる 0 U T は（5)式 の e 1 V 1 、 o t を ω o に おき かえ た も の に 等 し く 、 こ の と き の ロ ー パ ス フ ィ ル タ L P F の 出力 は メ ガ 一 で 測定 し た 絶縁抵抗 と 一 致 し な い 。
    [0045] と こ ろで第 Ί 図 に お い て 抵抗 R ； お よ び C が存在 す る場 合の フ ィ ル タ F I し の 出力 ί g " は 、
    [0046] i g " = ( V i ,ζ R ) s i η ω ! t + ( f~ V ι
    [0047] / R i { 1 + ( 1 / ω ! C i R ! ) 2 } )
    [0048] s i n ω i t - v 2 ω i C V i c o s ω i t 十 ~ ω ι C i V i ' ( /
    [0049] { ( ω j C i R i ) 2 ÷ 1 ) c o s a) i t- ·» (4)
    [0050] OMP! と 表わ す と ができ る α i g ' x 2 e i s i n ω . t の 演算を.す ればこ の 時の有効分す なわち 口 一パ ス フ ィ ル タ L P F 出力 0 U T は
    [0051] O U T ' = ( 1 / R ÷ 1 κ R i { 1 ( 1
    [0052] 1 ω i 2 C L 2 R i 2 ) 〕 e L V t … …（5) と なる。 (5)式から
    [0053] ω 1 C ί R i 》 Ί の と
    [0054] O U T ' = ( κ R + 1 / R ) e V (6) ω i C R i :≤ 1 の と
    [0055] 0 U T ' = ( 1 / R ) e V (7) ω ι G i R i 1 の と
    [0056] 0 U T ' ^ ( ./ R ÷ 1 z 2 R i ) e V Bl と なる 。
    [0057] L P F 出力 0 U T から 測定 さ れる絶籙抵抗 R g は (5) 式か ら
    [0058] Z R g = 1 / R ÷ ( 1 X R 1 ) (. 1 / ( 1
    [0059] -h 1 ,ζ ω 1 2 C 1 2 R 1 2 ) } …… (9) とな る が 、 (6)、 (7)、 (8)式か ら 認め られる よ う に 測定周 妓数 f 1 = ω i 2 τϋ に よ っ て R g の値 は異な る こ と に な る 。 測定周波数 f i が十分 に高ければ（6)式か ら 1 / R g = / R ÷ / R 1 と な る が 、 一方測定波数 f t を十分高 く する と 、 一般に（4·)式の第 3 項を含む浮 遊容量に よ る充電電流が著 し く 大き く な り 、 かけ算器 i U L T ( 周期渙波器で も よ い ） の演算誤差が大き ぐ なり （5)式の算出結果に大きい誤差の発生する 可 能 性が :
    [0060] 一 i ―
    [0061] あ り の ぞ ま し く な い 。
    [0062] 例 え ば R - 5 0 0 Κ Ω 、 R 1 = 1 0 Κ Ω、
    [0063] C L = 1 F , ω / 2 π = 2 0 ( Η ζ 〕 の と き（9)式 か ら 得 ら れる絶緣抵抗 R g は
    [0064] Ί R g = 1 / 5 0 0 x 1 03 + ( 1 0 X 03 ) 〔 1 Z ( 1
    [0065] + ( 1 ' 2 7Γ Χ 2 0 Χ 1 0 Χ 1 0 3
    [0066] 0 "6 ) 2 }
    [0067] ^ / s o o x i 03 + ( κ 1 0 X 03 〉
    [0068] { 1 ,ノ ( 1 + 0 . 6 3 3 ) }
    [0069] = 1 / 1 5 . 8 1
    [0070] と な り R g ^ 1 5 . 8 〔 Κ Ω ) が得 ら れる 。 す なわ ち R g は R と R 1 が並列接続 さ れ た 値 9 . 8 Κ Ω と も 異 な る こ と に な る 。
    [0071] ま た 、 メ ガ 一 で ト ラ ン ス Tの 2 次側 か ら 負 荷をみた 絶縁抵抗を 測定 す る場合 は直流 に て 測定 す る た め C i 、 R 1 に は関係 な く 絶緣抵抗 R分 に よ る値 、 す なわ ち 上 記例 で は 5 0 0 Κ Ωが 測定 さ れる こ と に な る 。
    [0072] と こ ろで 、 電路電圧が 2 ◦ 0 Vの 場合 、 R 、 C 1 に 流 れる 商用周 波電流 は 、 商用 周 波数を ^ 0 Ζ 2 π = 5 0 〔 ト I ζ 〕 と す れば
    [0073] 2 0 0 / /" R i 2 ÷ Λ ( ω ο C ι 〉— 2
    [0074] = ( 2 0 0 Ζ 1 03 ) { / 1 02 ÷
    [0075] ( 0 / 7C ) 2 } = 2 0 X 03 ( 10 ) と な り 約 2 0 m Αで R ι で 消費 さ れ る電力 は 4 ·〔 VV ) ( = 0 X 0 3 X 4 0 0 X 1 0 -s ) と な り 十分発熱 の可 能性が あ り非常に危険であ る 。
    [0076] す なわ ち (5)式で得 られる絶緣抵抗値の みで は第 1 図 に破篛で示さ れた R - 、 C . の よ う な絶緣劣化の存在 を知 る こ と ができな い
    [0077] た第 1 図の C 1 , R 1 の直列形の劣化 は複数個所 に存在 す る こ とも考え ら れる が こ れち検出 する こ と が でぎない 。
    [0078] なお容量 G ！ 、 抵抗 R i が直列接続さ れた劣化が n ケ所存在 す る場合すなわ ち容量 G t 、 抵抗 R -t の代り に 図示 しない容量 C i 、 R i ( i = 1 〜 II ) が存在 し 、
    [0079] C 1 、 R にか ら なる 直列 回路 が n (固並列 に存在 す る 合に は（5)式から 測定 さ れる'铯緣抵抗 R g ( II ) は
    [0080] 1 / R g ( n ) = / R - t ( 1 / R ί ) ■
    [0081] ,'
    [0082] { 1 Ζ 1 +
    [0083] ( 1 ω i C i R i ) }-
    [0084] …一 ( 1 1 ) と な -© 。■
    [0085] なお 、 （ 1 1〉 式で示さ れる複数掘所で周時に発生す る形の絶縁劣化は極め て 少な く 、 一般に は（9)式に よ る 比較的単純な筢緣劣化形態が大部分を 占 める と 考え ら れる 発 明 の 開 示
    [0086] こ の発明 ば電路に測定信号であ る低周波信号を電磁
    [0087] f UREAひ、
    [0088] OfAPI _ 誘導 ま た は 直列結 合 に よ っ て 印加 し 、 前'記電 路 の 接地 線 に 帰還 す る 前記測定 信号 を検出 す る と と も に そ の有 効成分を 算出 し 、 該有効成分 に も と づき 活線状態で絶 縁抵抗を検出 す る絶緣抵抗渙出方法 に ま た は装置 に お い て 、 少な く と も 2 つ の 互い に 周 波数の 異な る低周 波 信号 を前記測定信号 と し て 用 い 、 周波数 の異 な る 2 つ の 測定信号 に 対応 し て算出 さ れ る 前記絶緣抵抗 ί直の異 同 を検証す る こ と に よ り 抵抗 と 容量 と の直列 回路で等 価的 に 表わ さ れる絶縁抵抗の 有無 （ メ ガ 一 に よ っ て は 検出 で き な い絶縁劣化が 存在 す る か否か ） を検出 す る よ う に し た こ と を特徴 と し て い る 。
    [0089] そ し て 、 前記検 Ι に よ っ て 前記絶縁抵抗値が周一 で あ る こ と が検証 さ れる と 、 上 記絶緣劣化 が な い と 判 断 し て 前記絶縁抵抗値を前記電路 の絶縁抵抗 （ メ ガ 一 に よ っ て検出 さ れる絶縁抵抗 ） と し て 検出 す る よ う に し て い る 。
    [0090] ま た 前記検証 に よ っ て 前記絶縁抵抗値が同一 でない こ と が検 証 さ れ る と 上記铯縁劣化 が存在 す る と 判 断 し 、 さ ら に 別 の 周 波数 の測定信号 に 対応する絶縁抵抗値を 算出 し 、 該有効成分 と 前記検証 し た 2 つ の 有効成分 に も と づき 所定 の演算を実行 し て 前記電路 の絶縁抵抗 - ( メ ガ 一 に よ つ て 検出 さ れ る絶縁抵抗 と 周 一 の絕緣抵 抗 ） お よ び前記劣化を別 々 に 算出 す る よ う に し て いる 。
    [0091] 上 記 こ の発明 に よ る絶縁抵抗の検出原理を第 1 図 を 参照 し て 数式 を用 い て 説明 す る と 次の よ う に なる 。 すなわ 、 測定周波 f 1 = ω ,- 2 で測定 し た
    [0092] 絶籙抵抗を R g i , 周様に測定周波数 f 2 = ω 2
    [0093] 2 π 、 f 3 - = ω 3 / 2 π で測定 し た絶緣抵沆を れぞ
    [0094] ti"R g z 、 R g 3 と すれば前述 し た Θ)式か ら
    [0095] ( C t F - T i と する ）
    [0096] 1 / R g i = Z R ÷ ( κ R i )
    [0097] ( 1 / ί 1 ÷ ( 1 / ω i T i ) 2 } }
    [0098] ( 12 )
    [0099] / R g 2 = 1 / R + ( 1 R i )
    [0100] ( 1 X { 1 + ( / ω 2 T i ) 2 } )
    [0101] ( 13)
    [0102] X R g 3 = 1 / R ÷ ( 1 Z R i }
    [0103] ( / ( 1 ÷ ( 1 ω 3 T i ) 2 } )
    [0104] ( 14) となる 。 （ 12 ) 、 （ 13 ) 、 （ 14 ) 式 か ら
    [0105] 1 / R g i - 1 R g z 、 / R g 2 - 1 / R g を
    [0106] 求め 、 その比を a と すれ'ぱ
    [0107] 5
    [0108] a = ( / R g i - / R g 2 ) / ( 1 X R g —
    [0109] 1 / R g 3 )
    [0110] = { i 2 / ( ω i 2 ÷ / T i 2 ) - ω 2
    [0111] ( ω 2 J + / T i 2 ) } / { ω ： /
    [0112] ω z 2 - 1 Z丁 i 2 ) - ω 3 2 / ( ω 3
    [0113] / Τ i 2 ) } · ·· …
    [0114] ( 15 ) 式か ら 、 Ί Ζ Τ i 2 を求め る と
    [0115] UR£Aひ、 OMPI ' / :
    [0116] - 1 -·
    [0117] T i 2 = f ω 3 2 ( ί 2 - ω 2 2 ) - a ω 2 ( ω ：； 2 - ω ζ 2 ) } /
    [0118] o ι 2 - ω ζ 2 - a ( ω ζ ― ω 3 2 ) } …… ( 16 ) と な る 。 と こ ろ で （ 12 ) 、 ( 13 ) 式 か ら Ί Ζ Τ t が 得 ら れ た か ら
    [0119] 1 ,/ R 1 = ( Ί Z R g i - 1 /' R g 2 ) / { ω i 2
    [0120] ( ω ι 2 ÷ Λ / Ί 2 ) - ω ζ
    [0121] ,ノ ( ω ？ノ- ÷ 1 / Τ 1 ) } …… ( 17) が求 ま る 。
    [0122] し た が っ て 、 （ 12 ) 式第 2 項
    [0123] ( R 1 ) { co 1 ： / ( ω ： 2 1 / Τ ： 2 ) } = 〔 { ω ： Z 〈 ω ： 丄 1 ,, Τ ュ 2 〉 } ( ^ ：
    [0124] / { co χ 2 + 1 J ： 2 ) - 0 2 { ω z 2 ÷
    [0125] 1 / T i 2 ) } ) ♦ ( 1 κ R g i - κ R g 2 )
    [0126] ( 18 ) が算出 さ れ周様 に （ 12〉 式 の 第 1 項 は （ 12 ) 、 ( 18 ) 式 か ら
    [0127] Ί ノ R = 1 R g 1 一 ( 1 / R ： )
    [0128] { ω X つ' / ( ω . 2 + / Τ χ 2 ) }
    [0129] …… ( 1.9 ) が 求 ま る 。
    [0130] こ の よ う に 1 / R g 、 Ί / R 9 z > Ί R g 3 が 異な る 場 合、 こ れ ら か ら （ 15 ) 式の a を 求め 、 次 に a と ω 、 ω 2 、 ω 3 に よ り （ 16 ) 式で 1 Τ ι 2- を求
    [0131] ■¾UR
    [0132] OMPI
    [0133] 、 mp0 め る 。
    [0134] 次に求め ら れた 1 Z T i 2 と 1 R g i 、
    [0135] 1 Z R g 2 、 ω i 、 ώ> か ら （ 17) 式で Ί / R i を得 » i曰
    [0136] -Q a W ら れた 1 / R x と ω i 、 1 / T i 2 から （ 18) 式が得 ら れ、 次に （ 19 ) 式 に よ り 1 Z R が得 ら れる 。 ま た （ 10) 式か ら T i を求め れば
    [0137] C I = T - Z R V を得る こ と がで き る。
    [0138] 容量 C i 、 抵抗 R i を直列接銃 し た商用 周波イ ン ピ ー ダンス X ば
    [0139] X = R 1 + 1 / ( 0) 0 T 1 ) 2 …… ( 20) とな り 電路電 !±が決 ま れば Xを 流れる 商用 周波電流が 算出でぎ 、 R 1 での消費電力が求ま り 加熱事故の予測 判定が でぎ る
    [0140] すなわ ち メ ガ一で測定 さ れる絶縁抵抗は前述の铯緣 抵抗 R で あ り 、 頭記三つ の従来の測定方法で 測定 され る is inは (9)式 、 ま た は （ 11 ) 式で表わ される抵抗 と な σ し †こが つ てメ ガ一に よ る測定 （ 直流測定 ） 結果 と 等衝な把緣抵抗をこ の発明 の測定方法で得たい と きに は、 例 えば （ 19) 式の 演算を利用 す ればよ い 。 すなわ ち 、 測定周波数 f 1 、 f z に おけ る測定結果 R g i 、
    [0141] R g a が等 し ければ、 R g 1 は R と 等 し い が 、 そ う で な い と き に は ( 18) 、 （ 19〉 式の計算を行う 。 こ の発 明 の方 ¾お よ び装置は上記原理を用 い て耩成される c 図面の簡単な説明 1
    [0142] 第 Ί 図 は従来の第 Ί の絕緣測定 お よ び こ の発明の絶 縁抵抗検出方法 を説明 す る 図 、 第 2 図 は従来の第 2 の 絶緣測定方法 を説 明 す る 図 、 第 3 図 は従 来の 第 3 の絶 緣測定方法 を 説 明 す る 図 、 第 4 図 は こ の発明 の絶緣抵 抗検出装置の 一実施例 を示 す 図 、 第 5 図 は こ の 発明 の 他 の実施例 を示す 図であ る 。 発明 を実施する た め の 最 良の形態
    [0143] 以下 、 こ の発明 に係わ る絶縁抵抗涣出方法 お よ び装 置の 一実施例を 図面を参照 し て 詳細 に 説 明 す る 。
    [0144] ま ず 、 こ の発明 に 係わる絶縁抵抗検出方法 の一実施 例 を第 1 図 を参照 し て 説明 す る 。
    [0145] 第 Ί 図 に お い て 、 発振回路 0 S C の発振周波数を ま ず f I と し 、 そ の と き 出力 〇 U T に 得 ら れる 帰還電 流 の有効分 か ら 測定結果 R g ί を得 る 。 次 に発振回路 〇 S C の発振周波数が f 2 と なる よ う に発振回路 の定 数を切 替え る 。 そ し て こ の と き 出 力 O U T に 得 ら れる 帰遠電 流 の有効分か ら 測定結果 R g z を得る 。 次に先 に 得 ら れて い る R g 1 と R g の差を 求め 、 R g i = R g z の と き は R g 1 ま た は R g z は メ ガ 一 で 測定 す る絶縁抵抗 と 周 じ で あ る と 判定 し 出力 す る 。 ま た
    [0146] R g t ½ R g 2 の と き は さ ら に発振回路 〇 S C の発振 周波数を f 3 に 切替え 、 こ の と き 出力 O U T に 得 ら れ る帰還電 流 の有効分か ら 測定結果 R g を得 て （ 15 ) 〜 （ 18 ) 式 の演算す る こ と に よ り メ ガ 一 で測定で きな
    [0147] OMP! . τ い m劣化要素を算出 する と と ち に ( 1 9 ) 式の 演算に
    [0148] よ り メ ガ 一 で測定でぎる絶緣抵抗 と等衝な抵抗鎮を知
    [0149] る こ と が でぎる 。 なお 、 上記実施例 に おい て フ イ ノレ タ
    [0150] F I し の 中心周波数 は発振回路 0 S G の周波数切替え
    [0151] と と ち に 切替え ら れる の がの ぞ ま し い 0
    [0152] ま た上記 m明では Ί つ の発振回路の発振周波数を ¾
    [0153] 替え て用 い たが 、 複数の発振周波数の異な ½ S5 -a:
    [0154] 同 時に 発振させ、 フ ィ ル タ → かけ算器— 口— Λス フ ィ
    [0155] ノレ タ の系を複数設けて並列 に処理 する こ と も でき る し
    [0156] 発振器の 出力波形をパルス状 に し て この高調波を f ί
    [0157] f ·2 、 f 3 に利甩 し てち よ い 。
    [0158] ま た前記説明に おいて第 Ί 図の Z C Τな ら び に 0 Τ
    [0159] は接地镍を貫通 し て いる が、 こ れ ら のいずれれか ま た
    [0160] は両者が電路 Ί 、 2 を貫通 し て ち同様な結果の得 ら れ
    [0161] る こ と は明 ら かで
    [0162] ま た ( 1 1 ) 式"で示さ れる絶緣優劣化 に対 し て n =
    [0163] の と ぎ周 铵数 f i 、 、 f 3 の 3 周波を使用 し た が
    [0164] η = 2 の と ぎ は 4 周波 と い う 具合に n の増大に と ち な
    [0165] つ て測定用低周波の周波数の種類を増加'させる こ と に
    [0166] よ り 、 それぞれの場合の有効分を得 これに も と づき周
    [0167] 様の 演算を行え ば ( 1 ) 式で n が 2 以上の と き に も絶
    [0168] 縁劣化を検出 する こ と ができる 。 すなわち 、 抵抗と容
    [0169] 量に よ る直列形の絶緣劣化が複数個所に存在 す Ό 口' に は （ 1 1 ) 式の周波数特性 に -応■ る よ う に 逐次必要
    [0170] 測定周 浚数の種類を増加 さ せれば よ い こ と は明 ら かで
    [0171] Ί Wi:'リ ゝ AT c： あ る 。 す なわ ち 、 n は本来未定 で あ る の で 、 発振周波 数の種類の増大に と もな っ て （ 1 1 ) 式 を用 い て 得 ら れ た R ί が前も っ て 定め ら れ た 無視 し 得る ほ ど大き な抵 抗値を越え る と 、 こ の時点で発振周波数 の種類の 切替 えを停止 す る よ う に すれば よ い 。
    [0172] 次 に 上記絶縁検出方法を用 い た こ の発明 の絶緣検出 装置の一実施例を第 4 図 、 第 5 図 に も と づき説明 す る 第 4 図 に おい て発振器 Ί 0 は制御 回路 1 5 か ら の制 御信号 C 0 1 に対応 し て 、 複数の低周波信号を 切替発 振でき るも のであ る 。 ま た フ ィ ル タ 回路 1 1 は制御信 号 C O 2 に対応 し て 、 そ の 中心周 波数を 切替え るバ ン ドパ ス フ ィ ル タ を形成す る も ので 、 上記中心周波数 は 発振器 0 の発振周波数 に 対応 し て 切替制御 さ れる 。 . ま ず制御回路 1 5 は発振器 1 0 お よ びフ ィ ル タ 回路 1 1 に 制御信号 C 0 1 、 C O 2 を送出 し 、 発振器 1 0 の発振周波数を f 1 、 フ ィ ル タ 回路 1 1 の 中心周波数- を f 1 に 切替える 。 こ れ に よ り フ ィ ル タ 回路 1 1 か ら は周波数 f 1 の帰逯電流 に 対応す る検出信号が 出力 さ れ、 こ の 出力信号 は乗算器 1 2 で発振器 1 0 の 出力 と 乗算さ れる 。 乗算器 1 2 の 出力 は ロ ー パ ス フ ィ ル タ 1 3 に 加 え ら れる 。 こ れ に よ り ロ ー パス フ ィ ル タ 1 3- か ら は帰還電流の有効成分が 出力 さ れ、 こ の有効分 は A ノ D 変換器 1 4 でデ ィ ジ タ ル信号 に 変換 さ れ て 演算 部 1 6 に加 え ら れる 。 続い て 制御 回路 1 5 は発振器
    [0173] 〇 の発振周波数お よ び フ ィ ル タ 回路 Ί 1 の 中心周波 数を f 2 に 替え 、 こ れに よ り ロ ーパ ス フ ィルタ 1 3 か ら 周波数 f 2 帰逯電流の有効分が出力 さ れ、 こ の有効分は演算部 1 6 に加 え ら れる 。 演算部 1 6 は ま ず周波数 f ！ の帰還電流の有効分 お よぴ周波数 f 2 の 有効分 に も と づき（5)式を用 い て R g 1 , R g a を算出 し 、 両者の異周を検証する 。 こ こ に おいて 、 R g 1 = R g 2 が成立する と抵抗と容量 と の直列 回路で等価的 に表わされる絶緣劣化が存在 し ない と判 断 して 、 値 R g 1 を絶緣抵抗の 測定値と し て 出力する 。 ま た R g = R g 2 が成立 しない と ( すなわち R g 1 ½ R g 2 で あ る と ） 、 制御回路 1 5 は発振器 1 0 の発振 周波数お よびフ ィ ルタ 回路 1 1 の 中心周波数を f 3 に 切替え、 周波数 f 3 の帰還電流の有効分を検出 し 、 こ の検出値を A Z D変換器 1 4 を介 して 演算部 1 6 に加 える 。 こ れ によ り 演算部 1 6 は (5)式を用 い て R g s を 算出 する と とも に こ の R 9 3 と既に算出 した R g 1 、 R g z に も とづき （ 1 5 ) 式か ら ( 1 9 ) 式の 演算を行い 抵抗と容量の並列回路で等価的に表わされる絶 抵抗 と と も に抵抗と容量の直列 回路で等価的に表わ される 絶緣劣化を算出する 。
    [0174] なお 、 上記実施例で は発振器 1 0 の発振周波数お よ- ぴ フ ィ ルタ 回路 1 Ί の中心周波数を頫次切替える よ う に構成 し た が 、 第 5 図に示す よ う に 異なる発振周波数 の発振器を複数涸 （ π 備 ） 設ける と とち に フ ィ Jレタ 1 1 、 乗算器 1 2 、 ロ ーバ ス フ ィ ルタ 1 3 、 A Z D 変 換器 1 4 か ら な る 回路 を 該発振器 に 対応 し て 複数系列 ( n 系列 ） 設け 、 異な る周 波数の帰還電流 を周時 に 得 て 上 記 演算を実行 す る構成も 可 能 で あ る 。
    [0175] ま た発振器 1 0 を複数 の 高調 波 を含 む例 え ば矩形波 発振器か ら 構成 し 、 各高調 波をそ れぞれ 測定信号 と し て用 い る構成も可能で あ る 。 こ の場合、 発振器 Ί ◦ は つ で よ い 。
    [0176] ま た 第 4 図 に示す実施例 に お い て 、 A D 変換器 1 4 を フ ィ ル タ 回路 Ί 1 の 前段 に 設け れ ば フ ィ ル タ 回 路 1 1 、 乗算器 1 2 、 ロ ー パ ス フ ィ ル タ 1 3 をデ イ ジ タ ル 回 路化 する こ と も で き る 。 産.業の利用 可能性
    [0177] 以 上説明 し た よ う に こ の発明 に よ れば従来提案 さ れ て い る活線状態で の絶縁抵抗測定方法で測定 さ れた絶 緣抵抗で はメ ガ で測定 し た も の と 等 iffi で あ る と す る 保証が何 ら なか っ た のを確証す る方法 を提案す る だけ で な く 、 さ ら に前述の絶縁劣化要因 を 明確 に す る も の で あ り 、 そ の 工業的価値 は大な る も ので あ る 。
    权利要求:
    Claims

    I S - 求 の
    1 ， 電路に測定信号である低周波信号を印加 し *、 前記
    接
    電路の接地線に帰還する 目 u 3d測定信号の有効成分を算 出 し 、 該有効成分 に も とづぎ活線犹態で絶象抵抗を算 出検出 す る铯緣抵抗検出方法に お い て 、 少な く と ち 2 つ の互 に 周波数の異なる低周波信号を前記測定信号 と し て用い 、 周波数の異な る 2 つ の 測 =5に対応 し て 算出 さ れた絶緣抵抗値の異周を検証する こ と に よ り 抵 抗 と容量 と の直列回路で等面的 に表わ される絶緣抵抗 の有無を涣出するよ う に した こ と を特徵 とする絶縁抵
    出方法
    2 . 前記測定信号 は低周波電圧であ ^請求の範囲第 1 項記 mの絶縁抵抗検出方法。
    3 - 前記測定信号 は電磁誘導ま た は直列锫合に よ り 前
    路に印加 される 請求の範■第 1 項記載の絶縁抵抗 検出方法。
    4 . 前記測定信号 は前記電路 に接 さ る変圧器の接 地線を-介 し て、 前記電路 に 印加 さ れ、 前記帰還する 測 定信号は前記接地線を介 し て検出さ れる請求の範囲第
    項記載の絶縁抵抗検出 方
    5 . 電路に測定信号である低周波信号を印加 し 、 前記 電路の 地線に帰還する前記測定信号の有効成分を算 出 し 、 有効成分 にも と づぎ活篛犹態で铯鬵抵抗を算 出検出 す る 縁抵抗検出方法 に お い て 、 少な く と も 2
    -BU REA T
    O -Pt o —― I ― つ の 互 に 周 波数の 異な る低周 波信号を前記測定信号 と し て 電路 に 印加 し 、 周波数の異 な る 2 つ の測定 信号 に 対応 し て 算出 さ れる 前記絶縁抵抗の 異周 を検証 し 、 該 検証 に よ り 該絶縁抵抗が周一 で あ る と 、 該算出絶縁抵 抗を 前記電路の絶縁抵抗 と し て検出 する こ と を特徴 と す る絶縁抵抗検出方法 。
    6 . 電路 に 測定信号で あ る低周 波信号 を 印加 し 、 前記 電路の接地線 に帰還 す る 前記測定信号の 有効成分を箅 出 し 、 該有効成分 に も と づき活線状態で絶縁抵抗を算 出検出 す る絶縁抵抗検出方法 に お い て 、 少な く と も 2 つ の互 に 周波数の異なる低周 波信号を前記測定信号 と し て 電路 に 印加 し 、 周 波数の異 な る 2 つ の 測定信号 に 対応 し て 算出 さ れる絶縁抵抗値の異周 を検証 し 、 該検 証 に よ り 該絶縁抵抗値が異な る と 、 さ ら に 別 の周波数 の測定信号 に 対応 し て算出 さ れる絶緣抵抗値 と 前記 2 つ の絶縁抵抗値 と に も と づき所定の 演算を実行 し て前 記電路 の絶縁抵抗を検出 す る こ と を特徴 と す る絶緣抵 抗検出方法 。
    7 . 電路 に 測定す る信号で あ る低周波信号 を印加 し 、 前記電路の接地線 に帰還 す る 前記 測定信号の有効成分 を算出 し 、 該有効成分 に も と づき 活線状態で絶縁抵抗- を算出検出 する絶縁抵抗検出装置 に お い て 、 少 く と も 2 つ の互 に 異なる周波数 を前記測定 信号 と し て 前記電 路 に 印加 する手段 と 、 該測定信号 に 対応 し て そ れぞれ 算出 さ れた 複数 の絶縁抵抗値 に も と づき前記電路 の絶 縁犹態を渙出 する検出手段 と を具え る こ と を特徴 と す る絶籙検出装置。
    8 . 電路 に測定す る信号で あ る低周波信号を印加 し 、 前記電路の接地線に帰還する 前記測定信号の有効成分 を算出 し 、 該有効成分 に も と づぎ活線状態で絶緣 is；讥 を算出検出 る 縁抵抗検出装置に お い て 、 前記測定 ' の周 ¾.数を切替える切替手段 と 、 少な く と ち 2 つ の 測定信号に対応 し て検出さ れた絶緣抵.抗値を比較 す る比較手段 と 、 該比較手段の比较锫果お よ ぴ 記算出 さ れ †こ絶緣抵抗値にも とづぎ前記電路の絶緣状態を検 出する検出手段と を具え るこ と を特徴 とする絶 m渙出
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    1988-06-02| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): US |
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    申请号 | 申请日 | 专利标题
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