JP2009121877A - 絶縁抵抗測定器 - Google Patents

Abstract

【課題】 絶縁抵抗測定器の検出部に設ける装置本体に、検出針を出没自在に支持するプローブを接続して設け、絶縁測定の際に、被測定物に電気的・機械的なショックを与えずに、測定を迅速に行い得るようにする。
【解決手段】 絶縁抵抗測定器１においては、測定装置本体２に受けた制御回路に対して、検出針１６を出没自在に支持するプローブ１５を接続する。前記検出針１５に対して並列スイッチ機構を設けて、押しボタンスイッチ１７による接続手段とともに、並列スイッチを随時使用可能とする。また、検出針１５を被測定物に押し当てるのみで、自動的な測定動作を行うことができ、測定作業を迅速に行い得て、被測定物に対して、電気的・機械的なストレスを与えることを少なくする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電気設備や電気製品等の絶縁抵抗を測定するための装置に関し、特に、使用電圧が低圧の電路で、電線相互間および電路と大地間での絶縁抵抗の測定を、迅速に効率良く行い得るように構成した絶縁抵抗測定器に関する。

絶縁抵抗測定器は、電気設備等における絶縁抵抗を測定するための装置であり、抵抗値測定作業を行う時に、計測器側から印加する電圧により、同じ絶縁物でも測定値が変化するため、その測定の目的等によって、印加する定格測定電圧が決められている。
例えば、ＪＩＳＣ１３０２に決められている規定では、絶縁抵抗測定器の定格測定電圧は、プラント等で安全な電圧で測定が必要な場合のように、２５Ｖ定格のものから、電話回線用の５０Ｖ定格、制御機器の絶縁測定用の１００Ｖ，１２５Ｖ定格等が決められている。
また、低圧配電線路・機器の絶縁測定用の２５０Ｖ定格、新設の配電線路の絶縁測定６００Ｖ未満の回路・機器の絶縁測定用の５００Ｖ定格、６００Ｖを越える回路・機器・設備の絶縁測定用の１０００Ｖ定格まで、定められている。その他に、１０００Ｖ絶縁抵抗測定器は、有効最大表示値２０００ＭΩとなっている。

一般的に知られている絶縁抵抗測定装置においては、高圧送電経路での漏電を検知する装置等があり、例えば、特開平１０−３３９７５７号公報等に説明されているような装置が知られている。この例においては、送電経路に付属させて固定位置に設けておき、検知情報を送電線を通して、中央監視装置に随時、または定期的に伝達するような機能を有する装置として構成される（例えば、特許文献１参照）
特開平１０−３３９７５７号公報

前記電路や電気設備での絶縁検知装置として、小型の装置も多く用いられており、このような小型の装置では、例えば、図３に説明するようなハンディな装置として構成されている。前記従来例として説明されるような、小型の測定装置では、装置本体２に対して、アース１１とプローブ１５とを、それぞれケーブル１０、１４を介して接続している。
前記絶縁抵抗測定器１においては、測定装置本体２には、表示部３と電圧セットボタン４とを設けており、測定動作に際しての電圧の調整と、測定結果の表示とを随時行わせるように構成している。前記絶縁抵抗測定器１を用いて測定動作を行うに際して、アース１１を接地端子８に挟みこむ等の手段で接続し、プローブ１５の検出針１６の先端を被測定物２０に押圧して、絶縁抵抗の測定動作を行う。

前記図３に説明する絶縁抵抗測定器１においては、図４に説明するような回路を設けているもので、プローブ１５Ａの先端部側には、検出針１６を固定して設けており、プローブ１５Ａの上部分の所定の位置には、押しボタンスイッチ１７を設けている。
また、測定装置本体２には、制御回路５と指示計６、及び測定電圧発生部７を設けており、電圧セットボタンやその他の入力ボタン等を用いて、指示計に検知用の基本情報を入力した状態で、制御回路５からの情報を測定電圧発生部７で処理する。そして、必要とされる情報を、表示部３に表示する等の処理を行う。

前記絶縁抵抗測定器１に設ける信号処理手段においては、図５に示すような回路を構成しているもので、被測定物２０に２つの端子、つまり、アース１１と検出針１６とを接触させて、その情報を処理するものである。前記プローブ１５Ａに設けている押しボタンスイッチ１７においては、制御回路５からの２本の線１４ｂと、１４ｃとを接続するもので、前記スイッチ１７を押して２本の線を短絡させることで、制御回路５に必要とされる情報を伝達して、測定に必要な回路を作動させる。そして、検出針１６とアース１１からの情報を、指示計６の信号とを合わせて処理し、測定電圧発生部７で得られた情報を、知らせるようにする。さらに、検出針の背板１６ｂに設けた絶縁部材２１により、前記指示計回路６と前記制御回路５を絶縁するようにする。

電気設備技術基準では、電気使用場所における使用電圧が低圧の電路で、電線相互間および大地との間の絶縁抵抗は、開閉器または過電流遮断器で区切ることができる電路ごとに、次の表（第１表）のような基準が示されている。
第１表

（従来装置の問題点）
ところが、前述したような従来の絶縁抵抗測定器に関しては、例えば、装置の出力は定格電圧の１．３倍を越えないもの、短絡電流は１５ｍＡを越えないもの、と、ＪＩＳで規定されている。例えば、メーカーの１社の装置を用いて測定すると、１２５Ｖレンジの出力電圧は１４０Ｖ、電流は１．５ｍＡである。
取扱説明書のとおりの手順では、被測定物へプローブの検出針を接触させてから、押しボタンスイッチを押し、表示値を読んだ後、前記スイッチを放して０Ｖを確認してから、検出針を被測定物から離すようにする。前記順と異なる作業手順を考えて、押しボタンスイッチを押して、直流電圧を出力したままの状態で試験したところ、次の表２に説明するような結果が得られた。
なお、表２のデータは、高電圧プローブＥＰ−１００Ｋ（内部抵抗１５００ＭΩの純抵抗分圧器）を被測定物とし、印加・放電電圧の波高値および立上時間を測定したものである。

なお、この表で（ムサシ製）との説明は、「（株）ムサシインテック」製のものを指している。

前記表２に示しているような検証結果では、絶縁抵抗値が高く、静電容量が小さい被測定物（高電圧プローブＥＰ−１００Ｋ）では、押しボタンスイッチによる印加では、規格値をはるかに越える波高値で、急激に変化する電圧波形となる。また、ボタン押しによる放電は、被測定物に充電された電荷の放電に、時間がかかるという欠点がある。
前述したような結果から、ボタン押し印加は、波形の急激な変化が、被測定物へ電気的ストレスを与えることにもなる。
現状の問題点としては、
ａ：取扱方法を誤ると、被測定物へ電気的ストレスを与える。
ｂ：被測定物へ検出針の接触による機械的ストレスを与える。
ｃ：被測定物の回路数が多い場合は、測定に時間がかる。
ｄ：取扱説明書の手順では、その操作が複雑である。 等々の問題がある。

本発明は、前述したような従来装置の欠点を解消して、操作性を向上させた装置を提供しようとするもので、検出針を被測定物にバネ力で押圧した状態で、並列スイッチをｏｎすることで、被測定物に電気的ストレスを与えずに、測定効率も向上させ得る装置を提供することを目的としている。

本発明は、電気設備や電気製品の絶縁抵抗を測定するために、被測定物に測定装置のプローブから突出させて設けてある検出針を接触させ、アースを介して接続しプローブの本体起動用測定スイッチを押すことにより、測定電圧発生部から直流電圧を印加して、検知した情報を制御回路に入力させ、被測定物の絶縁抵抗値を演算処理して指示計に表示し、 測定終了後は、被測定物に前記検出針を接触させた状態で、押しボタンスイッチを放すことにより蓄積された電荷を放電させるよう構成された装置に関する。
請求項１の発明は、前記プローブに検出針を出没可能に設けておき、前記検出針が被測定物に押圧された状態で、前記押しボタンスイッチと並列に設けた並列スイッチが入り、前記押しボタンスイッチを押すことなく被測定物の絶縁抵抗を測定でき、
検出針を接触させた状態で、前記並列スイッチの押圧を解除することで、前記並列スイッチがオフになると同時に回路に蓄積された電荷を放電させて、測定作業を終了させることを特徴とする。

請求項２の発明は、前記検出針を有するプローブにおいて、検出針を被測定物に押圧して測定情報を制御回路に伝達する前記並列スイッチは、
前記検出針を突出させるよう付勢するスプリングと、
前記検出針が測定物に押圧されて、前記スプリングの付勢力に抗して信号導通回路の接続を機能とを組み合わせて設け、
さらに、前記押しボタンスイッチは、前記検出針の基部が制御回路の信号系統を短絡させる部分に配置されることを特徴とする。

請求項３の発明は、前記検出針を有するプローブにおいて、検出針を被測定物に押圧して測定情報を制御回路に伝達する前記並列スイッチは、前記検出針の後端部に設けた絶縁部材を用いて、指示計と制御回路とを絶縁させるとともに、前記制御回路に接続する２つの回路を導通させるように構成したことを特徴とする。

前述したように構成してなる装置では、絶縁抵抗測定の作業を行うに際して、従来の装置での取扱説明書の手順を用いて、測定作業を行うことが可能である。そして、押しボタンスイッチを押したままで測定する時のように、高電圧による電気的なストレスが被測定物に印加されることはない。
また、測定時間については、取扱の工程を現行のプローブて行う場合よりも、大幅に時間の短縮が行われ得る。例えば、従来装置による測定では、５０回路の測定が、平均７分２２秒であったものに対して、本発明の装置では、約４分５２秒で出来た。等の測定作業の効率化を図り得た。
さらに、検出針にスプリングが内蔵されているために、被測定物への機械的ストレスの低減が図られて、誤ってボタンを押すこともなくなるために、機械的インターロック構造としても働く。

図示する例にしたがって、本発明の測定装置を説明する。図１に示す例において、前記絶縁抵抗測定器１の測定装置本体２には、前記従来の装置の場合と同様に、制御回路５、指示計６および測定電圧発生部７を設けて、アース１１とプローブ１５の検出針１６からの情報は、それぞれ装置装置本体に入力される。前記プローブ１５に設ける検出針１６は、スプリング１９を用いて突出させる方向に付勢する状態で支持しており、針の基部側には、導電性の板で構成した背板１６ｂを設けている。
前記背板１６ｂは、指示計６に接続されるケーブル１４ａに接続されており、さらに、制御回路５に接続する２本のケーブル１４ｂ、１４ｃを測定用信号導通回路とし、接触子１８ａを介して接続させ得るように設けている。そして、被測定物に先端を押し当てて、検出針１６が後退した時に、背板１６ａに設けた絶縁部材２１が接触子１８ａを押して、前記測定用信号導通回路のケーブル１４ｂ、１４ｃを接続して、制御回路に向けてその導通情報を送り、測定の動作の開始可能の信号を送信する。

また、前記プローブ１５の上部に設けている押しボタンスイッチ１７は、前記２つのケーブルを手動で接続する機能を有するもので、押しボタンを押すことで、検出針を経由せずに、２本のケーブルを接続することを可能にする。
前記絶縁抵抗測定器１のプローブ１５は、図２の外観図に示すような構成を有するもので、その先端部側に突出させている検出針１６は、仮想線１６で示すところの突出した状態（ｏｆｆ）と、被測定物に押し当てて後退させた位置（ｏｎ）との２つの位置で、それぞれ動作する。

前述したように構成した装置において、プローブ１５を用いて絶縁抵抗値を測定する場合には、アース１１のクリップを被測定物の接地端子に取付けて、プローブ１５の検出針１６を被測定部に押圧する。そして、検出針１６がスプリング１９の付勢力に抗しての後退することで、接触子１８ａが２つのケーブルを導通させる。制御回路５ではその導通情報により、指示計の信号とを組み合わせて所定の測定動作を可能とし、測定電圧発生部７での絶縁抵抗の測定の動作を行わせ、その結果をオペレータに知らせるようにする。

前記絶縁抵抗測定器１において、検出針１６を対象物に押し当ててから、信号系統を接続して測定することの他に、前記検出針１６の押圧を解除すると同時に、先の測定時に装置に蓄積された電荷を、放電させることもできる。

前記並列スイッチを設けた場合には、検出針１６を被測定物に押し当てた後に、接触子１８ａがケーブル１４ｂ、１４ｃを導通させるようになる。そして、特別な理由により、押しボタンスイッチ１７を使用して、絶縁抵抗の測定を行う場合の他は、プローブ１５を手で持って、被測定物に検出針１６を押し当てるのみで、制御回路５に接続されている２本のケーブルを導通させることができる。

前記構成を有する装置を使用する場合には、従来の取扱説明書の指示に従わずに、押しボタンスイッチを押したままで測定しようとする場合と異なり、検出針を被測定物に接触させた時に、１回目の導通が設定されて、指示計６への信号伝達と、制御回路と被測定物との接続が自動的に行われる。

また、測定の動作の後で、検出針を被測定物から離間させた時にも、指示計に導通させるタイミングと、制御回路に導通させるタイミングとの間に、非常に短い時間の間隔が設定されることになる。そして、前記従来の装置の場合のように、押しボタンスイッチを押したままの状態で、被測定物に検出針を押し当てた場合とは全く異なり、前記表２の場合の、ボタン押しの状態のような衝撃的な変動は、被測定物に与えることがなくなる。よって、従来の装置を用いて、取扱説明書の手順にしたがった操作を行う場合と同様に、衝撃とストレスの少ない測定作業を可能にする。

前述したように、本発明の構成を有する測定装置を使用する場合には、次に記載するような成果を得ることができる。すなわち、
（１）本願の装置では、従来の装置での取扱説明書の手順にしたがったと同様に、測定作業を行うことが可能であり、押しボタンスイッチを押したままで測定する時のように、高電圧による電気的なストレスが被測定物に印加されることはない。
（２）測定時間については、取扱の工程を現行のプローブて行う場合よりも、大幅に時間の短縮が行われ得る。（従来装置による測定では、５０回路の測定が、平均７分２２秒であったものに対して、本発明の装置では、約４分５２秒でできた）
（３）スプリングが内蔵されているために、被測定物への機械的ストレスの低減が図られ、誤ってボタンを押すこともなくなり、機械的インターロック構造ともなる。

本発明の装置に設ける処理回路の説明図である。 検出針の出没の状態の説明図である。 従来の装置の部材の接続状態の説明図である。 従来の装置での部材の接続状態の説明図である。 絶縁抵抗測定器の原理の説明図である。

符号の説明

１ 絶縁抵抗測定器 ２ 測定装置本体、 ３ 表示部、
４ 電圧セットボタン、 ５ 制御回路、 ６ 指示計、
７ 測定電圧発生部、 ８ 接地端子、 １０・１４ ケーブル、
１１ アース、 １５ プローブ、 １６ 検出針、
１７ 押しボタンスイッチ、 １８ 並列スイッチ、 １９ スプリング、
２０ 被測定物、 ２１ 絶縁部材。

Claims (3)

1. 電気設備や電気製品の絶縁抵抗を測定するための装置であって、
   被測定物に測定装置のプローブから突出させて設けてある検出針を接触させ、アースを介して接続しプローブの本体起動用測定スイッチを押すことにより、測定電圧発生部から直流電圧を印加して、検知した情報を制御回路に入力させ、被測定物の絶縁抵抗値を演算処理して指示計に表示し、
   測定終了後は、被測定物に前記検出針を接触させた状態で、押しボタンスイッチを放すことにより蓄積された電荷を放電させるよう構成された装置において、
   前記プローブに検出針を出没可能に設けておき、前記検出針が被測定物に押圧された状態で、前記押しボタンスイッチと並列に設けた並列スイッチが入り、前記押しボタンスイッチを押すことなく被測定物の絶縁抵抗を測定でき、
   検出針を接触させた状態で、前記並列スイッチの押圧を解除することで、前記並列スイッチがオフになると同時に回路に蓄積された電荷を放電させて、測定作業を終了させることを特徴とする絶縁抵抗測定器。
2. 前記検出針を有するプローブにおいて、検出針を被測定物に押圧して測定情報を制御回路に伝達する前記並列スイッチは、
   前記検出針を突出させるよう付勢するスプリングと、
   前記検出針が測定物に押圧されて、前記スプリングの付勢力に抗して信号導通回路の接続を機能とを組み合わせて設け、
   さらに、前記押しボタンスイッチは、前記検出針の基部が制御回路の信号系統を短絡させる部分に配置されることを特徴とする請求項１に記載の絶縁抵抗測定器。
3. 前記検出針を有するプローブにおいて、検出針を被測定物に押圧して測定情報を制御回路に伝達する前記並列スイッチは、
   前記検出針の後端部に設けた絶縁部材を用いて、指示計と制御回路とを絶縁させるとともに、前記制御回路に接続する２つの回路を導通させるように構成したことを特徴とする請求項１または２に記載の絶縁抵抗測定器。

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