JP4284668B2

JP4284668B2 - 絶縁抵抗測定装置

Info

Publication number: JP4284668B2
Application number: JP32224998A
Authority: JP
Inventors: 俊二柏崎
Original assignee: ネッツエスアイ東洋株式会社
Priority date: 1998-05-11
Filing date: 1998-11-12
Publication date: 2009-06-24
Anticipated expiration: 2018-11-12
Also published as: JP2000035452A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被測定電路の絶縁抵抗を測定する絶縁抵抗測定装置に関し、更に詳しくは、絶縁抵抗装置において定期的に実施される精度試験を容易に実施可能とした絶縁抵抗測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、絶縁抵抗測定装置においては、その測定精度を確認するために、定期的に精度試験、別の言い方では、校正処理が、安全規格上の問題や通産省からの通達により義務化されている。この精度試験は、使用頻度の少ない測定装置等では、１年に１度や半年に１度という場合もあるが、製造工場のように頻繁に使用される場所の測定装置では、１ヶ月に１度やそれより短い期間で精度試験が指導される場合もある。以下に図４を用いて、従来の絶縁抵抗測定装置における精度試験について説明する。図４では、従来の絶縁抵抗測定装置が被測定電路に接続されている。被測定電路にはトランス１とその２次側の両端を切断可能なブレーカ２が設置されている。被測定電路の２次側と接地間の絶縁抵抗値を絶縁抵抗（Ｒ１）３と（Ｒ２）４とする。図４の絶縁抵抗測定装置は、トランス１からの漏洩電流の変位を検出する変流器８と、検出された電流の変位を増幅する増幅器９と、検出された電流の変位から高周波数の成分を除去する低周波通過フィルタ１０と、検出された電流の変位のアナログ量をデジタル量に変換するアナログ／デジタル変換器１１と、後述する警報表示ランプ１３及び低周波発振器５の制御を行うと共に入力したデジタル量を判定するＣＰＵ１２と、絶縁抵抗測定用に商用交流よりも低い周波数の電圧を発生する低周波発振器５と、絶縁抵抗測定用の低周波電圧を増幅する増幅器６と、トランス１の２次側に絶縁抵抗測定用の低周波電圧を印加する低周波電圧印加トランス７とから構成される。また、低周波電圧印加トランス７の２次側の一方の出力が、被測定電路におけるトランス１の２次側の一方の出力に接続され、その接続線路の途中に変流器８が設置される。校正用の測定抵抗（Ｒｔ）１４は、低周波電圧印加トランス７の接続されたトランス１の２次側の一方の出力と、変流器８との間に接続される。
【０００３】
図４の絶縁抵抗測定装置において、まず、通常の絶縁抵抗測定操作においては、低周波電圧印加手段としての低周波発振器５で発生した低周波電圧信号が、増幅器６により増幅されて低周波電圧印加トランス７に印加され、さらに低周波電圧印加トランス７から低周波電圧信号が被測定電路と接地間に印加される。変流器８では、前記した被測定電路と接地間に印加された低周波電圧の電流の変位を検出して増幅器９で増幅し、低周波通過フィルタ１０で商用交流成分を除去して、アナログ／デジタル変換器１１でデジタル量に変換して、絶縁抵抗測定装置各部の制御を行うＣＰＵ１２に出力する。ＣＰＵ１２では、変流検出手段の検出結果がデジタル量に変換された値を受けて、予め入力されている設定値を超えている場合には、測定された絶縁抵抗（Ｒ１）３と（Ｒ２）４の値が設定値を満たしていないと判定して、警報表示ランプ１３に通電することにより点灯させて絶縁抵抗値が不十分であることを絶縁抵抗測定装置の操作者に通知する。この従来の絶縁抵抗測定装置に対して精度試験を行う場合には、まず、被測定電路の絶縁抵抗（Ｒ１）３と（Ｒ２）４の影響を避けるために、被測定電路のブレーカー２を切断して被測定電路の２次側に印加される低周波電圧信号が流れないようにする。その上で、被測定電路と絶縁抵抗測定装置とを接続する接続端と、接地との間に所定の絶縁抵抗値を示す測定抵抗（Ｒｔ）１４を挿入し、低周波発振器５で発生した低周波電圧信号を低周波電圧印加トランス７を介して測定抵抗（Ｒｔ）１４に印加し、前記した変流器８によりその変流器８を流れる変流を検出してＣＰＵ１２に送出する。ＣＰＵ１２は、変流が予め入力されている設定値以上であるか否かを判定し、変流の判定結果が設定値以上であれば、警報表示ランプ１３を点灯させることにより精度試験実施者に対して絶縁抵抗測定装置が正常に動作している（精度を維持している）ことを通知する。すなわち、精度試験実施者は、精度試験時に絶縁抵抗測定装置の警報表示ランプ１３が点灯することにより、絶縁抵抗測定装置が正常に動作していることを確認することができる。又、上記した測定抵抗（Ｒｔ）１４を可変抵抗とすることにより、警報表示ランプ１３が点灯するときの測定抵抗の抵抗レベルがわかるので、その測定抵抗の抵抗レベルと絶縁抵抗測定装置の示す値により詳しい精度の確認を行うことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の絶縁抵抗測定装置の精度試験では、その実施の度に被測定電路の絶縁抵抗の影響を避けるために被測定電路をブレーカーで切断し、更に、被測定電路に絶縁抵抗測定装置を接続するための接続端部と接地間に測定抵抗を挿入する必要が有るので、作業が繁雑であり、また、前記接続端部は被測定電路の電位（一般的に人体に危険な高電位であることが多い）を有していることから、測定抵抗の挿入や撤去という作業は危険を伴う作業であった。本発明では、上記問題に鑑みて、測定抵抗の挿入や撤去等の危険を伴う作業の必要が無く、簡単な作業で精度試験が実施できる絶縁抵抗測定装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の絶縁抵抗測定装置では、被測定電路に低周波の電圧を印加する低周波電圧印加手段と、該低周波の電圧により電路を流れる電流の漏洩成分を抽出する変流器と、を備え、前記変流器にて抽出した値に基づき被測定電路の絶縁抵抗を測定する絶縁抵抗測定装置において、
前記絶縁抵抗測定装置の精度試験を行う際に測定抵抗を介して前記変流器に直接に前記低周波電圧を印加するための精度試験回路と、前記低周波電圧印加手段の出力先として前記精度試験回路または前記被測定電路の何れかを選択するための印加電圧切替手段とを更に備え、
前記印加電圧切替手段により、被測定電路の絶縁抵抗を測定する運用時においては前記低周波電圧印加手段の出力先が前記被測定電路側に設定され、精度試験を行う際には前記低周波電圧印加手段の出力先を前記精度試験回路側に切り替えることを特徴とし、印加電圧切替手段を切り替えるだけで精度試験が可能になるので、測定抵抗の挿入や撤去等の危険を伴う作業の必要が無く、簡単な作業で精度試験が実施できる。
【０００６】
請求項２に記載の本発明の絶縁抵抗測定装置では、前記精度試験回路は、前記低周波電圧を直接前記変流器に印加するため前記変流器に設置された低周波電圧印加部と、前記測定抵抗を含む測定抵抗回路部と、を少なくとも備えており、
前記測定抵抗回路部は、前記低周波電圧印加部と前記印加電圧切替手段との間に位置し、コネクタを介して着脱自在に構成されていることを特徴とし、精度試験時のみ精度試験回路部を接続することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態の絶縁抵抗測定装置の構成を示すブロック図である。尚、図１において、図４に示した従来の装置と同じ機能の部分については同じ符号を付し、重複する説明を省略する。図１の実施形態の絶縁抵抗測定装置も、従来の絶縁抵抗測定装置と同様に被測定電路に接続されている。被測定電路にはトランス２１を有している。尚、トランス２１の２次側の両端を切断可能なブレーカは特に必要ない。図１の絶縁抵抗測定装置において、図４の従来の絶縁抵抗測定装置と異なる点は、低周波発振器の出力端に印加電圧切り替え手段としての切替リレー３８を設け、切替リレー３８の一つの出力端については増幅器２６を介して低周波印加トランス２７に接続する一方、他の出力端については増幅器３４を介して抵抗Ｒｏ３５を接続し、該抵抗Ｒｏ３５の他端とアースとを結ぶ線路を変流器２８に貫通させたところにある。図１の構成の絶縁抵抗測定装置において、まず、通常の絶縁抵抗測定操作を行う際には、低周波電圧印加手段としての低周波発振器２５で発生した低周波電圧信号が、切替リレー制御線３７により伝送されるＣＰＵ３２からの指示を受けた切替リレー３８により決定された切り替え先の増幅器２６に入力される。増幅器２６で増幅された低周波電圧信号は、低周波電圧印加トランス２７により被測定電路と接地間に印加される。変流器２８は、前記した被測定電路と接地間に印加された低周波電圧の電流の変位を検出して増幅器２９で増幅し、低周波通過フィルタ３０で商用交流成分を除去して、アナログ／デジタル変換器３１でデジタル量に変換して、絶縁抵抗測定装置各部の制御を行うＣＰＵ３２に出力する。ＣＰＵ３２では、上記した変流検出手段の検出結果がアナログ／デジタル変換器３１によりデジタル量に変換された値を受けて、デジタル量が予め入力されていた設定値を超えている場合には、測定された絶縁抵抗（Ｒ１）２３と（Ｒ２）２４の値が設定値を満たしていないので、警報表示ランプ３３に通電して点灯させて絶縁抵抗値が不十分であることを絶縁抵抗測定装置の操作者に通知する。
【０００８】
第１の実施形態の絶縁抵抗測定装置において精度試験を行う場合には、まず、絶縁抵抗測定装置の精度試験実施者は、ＣＰＵ３２に設置された精度試験開始スイッチ３６を押す。すると、ＣＰＵ３２では、切替リレー３８を切り替えるための信号を生成して、切替リレー制御線３７を介して、切替リレー３８を精度試験側の回路に切り替える。すると、低周波発振器２５で発生した低周波電圧信号は、増幅器３４で増幅されて測定抵抗（Ｒｏ）３５に印加され、その場合の電流の変位が変流器２８で検出される。変流器２８で検出された電流は、増幅器２９で増幅されて、低周波フィルタ３１で商用交流成分が除去され、アナログ／デジタル変換器３１でデジタル量に変換されてＣＰＵ３２に入力される。ＣＰＵ３２では、入力されたデジタル量が予め設定された設定値以上であれば、測定抵抗（Ｒｏ）は、所定の絶縁抵抗値よりも低い抵抗値であることから電流値Ｉｏが設定値以上であることになり、警報表示ランプ１３が点灯するので正常に動作する（精度を維持している）ことが確認できる。この場合の測定抵抗（Ｒｏ）は、変流器２８で検出される電流値ＩｏからＣＰＵ３２により演算されて得られる抵抗値が、通産省の通達や安全規格等で定められた絶縁抵抗を満足する値よりもわずかに低い値等になるように予め設定しておく。例えば、本実施形態の絶縁抵抗測定装置が工場で量産される場合には、工場出荷時にその絶縁抵抗測定装置の変流器２８で検出される電流値Ｉｏが上記した値になるように調整して出荷する。上記のように本実施形態は、絶縁抵抗測定装置に設置された精度試験開始スイッチを押す等して印加電圧切替装置を切り替えるだけで精度試験が可能になるので、測定抵抗の挿入や撤去等の危険を伴う作業の必要が無く、簡単な作業で精度試験が実施可能な絶縁抵抗測定装置を提供することができる。
【０００９】
図２は、本発明の第２の実施形態の絶縁抵抗測定装置の構成を示すブロック図である。尚、図２において、図１に示した第１の実施形態の絶縁抵抗測定装置と同じ機能の部分については同じ符号を付し、重複する説明を省略する。図２では、増幅器２６の出力部に低周波電圧出力用のコネクタ４３が設置され、低周波電圧印加トランス２７の入力部にはコネクタ４３と接続可能なコネクタ４４が設置される。変流器２８には低周波電圧を印加するための低周波電圧印加部４９が設置されると共にその低周波電圧印加部４９の端部にはコネクタ４７、４８が設けられる。測定抵抗回路部４０には、前記コネクタ４３、４７、４８の各々と接続するためのコネクタ４２、４５、４６が設けられると共に内部に、測定抵抗（Ｒｏ）３５及びトランス４１を有している。尚、本実施形態においては、コネクタ４２〜コネクタ４４を第１のコネクタ手段とし、コネクタ４５〜コネクタ４８を第２のコネクタ手段とする。
【００１０】
第２の実施形態において、絶縁抵抗を測定する際には、コネクタ４３とコネクタ４４が接続され、測定抵抗回路部４０は接続されない。精度試験を行う際には、低周波電圧印加部４９の端部に設けられたコネクタ４７、４８と、測定抵抗回路部４０に設置されたコネクタ４５、４６が各々接続され、さらに低周波電圧出力用のコネクタ４３と測定抵抗回路部４０に設置されたコネクタ４２が接続される。第２の実施形態において精度試験を行う場合には、精度試験時に試験を行う精度試験実施者は、まず、コネクタ４４と接続されているコネクタ４３をはずし、測定抵抗回路部４０上に設けられたコネクタ４２と接続する。次いで、測定抵抗回路部４０上に設けられたコネクタ４５、４６と、低周波電圧印加部４９の端部に設けられたコネクタ４７、４８とをそれぞれ接続する。その後、ＣＰＵ３２と接続された精度試験開始スイッチ３６を押す。第２の実施形態における基本的な動作は、第１の実施形態に示したものと同様であるが、本実施形態の如く測定抵抗回路部４０を別個に設け、コネクタ４２、４３、４５〜４８により測定抵抗回路部４０を絶縁抵抗測定装置に接続することにより、第１の実施形態とは異なる以下の如き格別の作用及び効果が得られる。
【００１１】
第１の実施形態の如く精度試験回路を絶縁抵抗測定装置に内蔵させる場合には、精度試験時に試験を行う操作者はスイッチを切り替えるだけで容易に試験を行うことができるという効果を有するものの、測定抵抗回路部４０は、一旦精度試験が行われると次の精度試験が行われるまでは通電されないまま絶縁抵抗測定装置内で待機を続けることになり、言い換えれば、測定抵抗回路部４０は、設置場所において次の精度試験まで放置されることになる。電子装置においては、その装置内部の部品に経年変化（劣化）が起こることは避けられないことから、第１の実施形態を用いて半年又は１年に１度等の精度試験を行う際には、アンプ３４の劣化や測定抵抗３５等の劣化により精度試験結果に狂いが生じる可能性がある。第２の実施形態の場合には、測定抵抗回路部４０が別個であることから、測定抵抗回路部４０単体において測定抵抗３５の設定値に劣化がないことを確認してから、絶縁抵抗測定装置にコネクタ４２、４３、４５〜４８により測定抵抗回路部４０を接続して精度試験をおこなうことができる。従って、第２の実施形態の場合は、数ヶ月に１度や年に１度等の正確な定期校正に適していると考えられる。また、上記のように第２の実施形態においては、コネクタ４２〜４８の接続変更処理を実施して電圧の印加先を変更するだけで精度試験が可能になるので、第１の実施形態と同様に測定抵抗の挿入や撤去等の危険を伴う作業の必要が無く、簡単な作業で精度試験が実施可能な絶縁抵抗測定装置を提供することができる。
【００１２】
図３は、本発明の第３の実施形態の絶縁抵抗測定装置の構成を示すブロック図である。尚、図３においても、図２に示した第２の実施形態の絶縁抵抗測定装置と同じ機能の部分については同じ符号を付し、重複する説明を省略する。図３では、絶縁抵抗測定装置における低周波発振器２５の出力端（アンプ２６の出力側端）に印加電圧切替手段としての切替リレー５０を設け、切替リレー５０における精度試験回路用の出力にはコネクタ５１が設置され、切替リレー５０における絶縁抵抗測定用の出力は低周波印加トランス２７に接続される。尚、本実施形態においては、コネクタ５１及びコネクタ４２を第１のコネクタ手段とし、コネクタ４５〜コネクタ４８を第２のコネクタ手段とする。第３の実施形態における基本的な動作は、第２の実施形態に示したものと同様であるが、本実施形態の如く切替リレー５０を設けることにより、第２の実施形態とは異なる以下の如き格別の作用及び効果が得られる。第３の実施形態において精度試験を行う場合には、精度試験時に試験を行う精度試験実施者は、まず、コネクタ５１と測定抵抗回路部４０上に設けられたコネクタ４２と接続する。次いで、測定抵抗回路部４０上に設けられたコネクタ４５、４６と、低周波電圧印加部４９の端部に設けられたコネクタ４７、４８とをそれぞれ接続する。その後、ＣＰＵ３２と接続された精度試験開始スイッチ３６を押す。すると、ＣＰＵ３２では、切替リレー５０を切り替えるための信号を生成して、不図示の切替リレー制御線を介して、切替リレー５０を精度試験側の回路に切り替える。従って、絶縁抵抗測定時の接続状態から精度試験の接続状態に変更する場合や、逆に、精度試験の接続状態から絶縁抵抗測定時の接続状態に変更する場合に、第２の実施形態の如く低周波発振器２５の出力端のコネクタを接続し直すことを必要とせず、切替リレー５０を切替ることにより接続状態の変更ができるので、精度試験を容易に実施できる。また、上記のように第３の実施形態においても、コネクタ４２〜４８の接続変更処理等して電圧の印加先を変更するだけで精度試験が可能になるので、第１の実施形態と同様に測定抵抗の挿入や撤去等の危険を伴う作業の必要が無く、簡単な作業で精度試験が実施可能な絶縁抵抗測定装置を提供することができる。尚、上記各実施形態（第１〜第３の実施形態）では、精度試験開始スイッチ３６をＣＰＵ３２に接続するように設置したが、必ずしもＣＰＵを介する必要はなく、例えば、切替リレー３８または５０を直接に操作できるようにしても良いし、また、警報表示ランプ３３は、他の通知装置を用いるようにしても良い。
【００１３】
【発明の効果】
上記のように請求項１の本発明では、印加電圧切替装置を切り替えるだけで精度試験が可能になるので、測定抵抗の挿入や撤去等の危険を伴う作業の必要が無く、簡単な作業で精度試験が実施可能な絶縁抵抗測定装置を提供することができる。請求項２の本発明では、精度試験部を別体としてコネクタ接続を行うことにより、経年劣化の影響を受けずに精度試験を行うことができる絶縁抵抗測定装置を提供することができる。請求項３の本発明では、請求項２の絶縁抵抗測定装置における精度試験をさらに容易に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の絶縁抵抗測定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の絶縁抵抗測定装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第３の実施形態の絶縁抵抗測定装置の構成を示すブロック図である。
【図４】従来の絶縁抵抗測定装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１、２１、４１・・・トランス、２・・・ブレーカ、３、４、２３、２４・・・絶縁抵抗、５、２５・・・低周波発振器、６、９、２６、２９、３４・・・増幅器、７、２７・・・低周波電圧印加トランス、８、２８・・・変流器、１０、３０・・・低周波通過フィルタ、１１、３１・・・アナログ／デジタル変換器、１２、３２・・・ＣＰＵ、１３、３３・・・警報表示ランプ、１４、３５・・・測定抵抗、３６・・・精度試験開始スイッチ、３７・・・切替リレー制御線、３８、５０・・・切替リレー、４０・・・測定抵抗回路部、４２〜４８、５１・・・コネクタ

Claims

被測定電路に低周波の電圧を印加する低周波電圧印加手段と、該低周波の電圧により電路を流れる電流の漏洩成分を抽出する変流器と、を備え、前記変流器にて抽出した値に基づき被測定電路の絶縁抵抗を測定する絶縁抵抗測定装置において、
前記絶縁抵抗測定装置の精度試験を行う際に測定抵抗を介して前記変流器に直接に前記低周波電圧を印加するための精度試験回路と、前記低周波電圧印加手段の出力先として前記精度試験回路または前記被測定電路の何れかを選択するための印加電圧切替手段と、を更に備え、
前記印加電圧切替手段により、被測定電路の絶縁抵抗を測定する運用時においては前記低周波電圧印加手段の出力先が前記被測定電路側に設定され、精度試験を行う際には前記低周波電圧印加手段の出力先を前記精度試験回路側に切り替えることを特徴とする絶縁抵抗測定装置。
前記精度試験回路は、前記低周波電圧を直接前記変流器に印加するため前記変流器に設置された低周波電圧印加部と、前記測定抵抗を含む測定抵抗回路部と、を少なくとも備えており、
前記測定抵抗回路部は、前記低周波電圧印加部と前記印加電圧切替手段との間に位置し、コネクタを介して着脱自在に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の絶縁抵抗測定装置。