(57)【要約】【課題】活線（通電）状態にある交流電路間の絶縁抵抗を簡易に、しかも常時連続して測定することのできる絶縁抵抗測定装置を提供する。【解決手段】交流電路間の電圧を整流する全波整流回路と、直列に接続されて前記全波整流回路の出力端子間に介装され、該全波整流回路の出力電圧を分圧して正極側基準電圧および負極側基準電圧をそれぞれ求める第１および第２の分圧抵抗回路と、これらの分圧抵抗回路の直列接続点と接地点との間に介装された検出抵抗と、絶縁変換器を介して得られる前記正極側基準電圧および負極側基準電圧をそれぞれ整流して基準電圧信号を得る基準電圧信号生成回路と、絶縁変換器を介して得られる検出電圧を整流して検出電圧信号を得る検出電圧生成回路と、前記基準電圧信号を前記検出電圧信号にて割算した後、その割算値に所定の係数を乗算して前記交流電路間の絶縁抵抗を求める演算回路とを備える。【選択図】      図１
2014044140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電路間の電圧を全波整流して得た直流電圧の正極と負極との間に、前記交流電路間の中性点に対する正極側基準電圧を求める第１の分圧抵抗回路および前記中性点に対する負極側基準電圧を求める第２の分圧抵抗回路を直列接続して介装すると共に、これらの第１および第２の分圧抵抗回路の直列接続点と接地点との間に前記中性点に生じる電圧を検出する検出抵抗を介装し、
前記第１および第２の分圧抵抗回路にてそれぞれ求められる前記正極側基準電圧および前記負極側基準電圧から求めた基準電圧と、前記検出抵抗にて求められた前記中性点の検出電圧との比を求め、この電圧比に所定の定数を乗算して前記交流電路間の絶縁抵抗を求めることを特徴とする絶縁抵抗測定方法。
【請求項２】
前記第１および第２の分圧抵抗回路は、高抵抗値の第１の抵抗と低抵抗値の第２の抵抗とをそれぞれ直接接続した同一仕様の抵抗回路であって、
前記第１および第２の分圧抵抗回路の直列接続は、各分圧抵抗回路における前記第２の抵抗間を相互に接続し、その接続点を前記交流電路に対する中性点としたものである請求項１に記載の絶縁抵抗測定方法。
【請求項３】
前記交流電路は、非接地方式の単相または三相交流電路である請求項１に記載の絶縁抵抗測定方法。
【請求項４】
交流電路間の電圧を整流して直流電圧を得る全波整流回路と、
直列に接続されて前記全波整流回路の正極および負極からなる出力端子間に介装され、該全波整流回路が出力する直流電圧を分圧して前記交流電路の中性点に対する正極側基準電圧および負極側基準電圧をそれぞれ求める第１および第２の分圧抵抗回路と、
前記第１および第２の分圧抵抗回路を直列接続点と接地点との間に介装されて前記中性点に生じる電圧を検出する検出抵抗と、
前記正極側基準電圧および負極側基準電圧、並びに前記検出抵抗にて求められた中性点電圧を前記交流電路側とは絶縁分離してそれぞれ抽出する第１〜第３の絶縁変換器と、
前記第１および第２の絶縁変換器を介して得られる前記正極側基準電圧および負極側基準電圧をそれぞれ整流した後、これらの信号を突き合わせて基準電圧信号を得る基準電圧信号生成回路と、
前記第３の絶縁変換器を介して得られる検出電圧を整流して検出電圧信号を得る検出電圧生成回路と、
前記基準電圧信号を前記検出電圧信号にて割り算した後、その割り算値に所定の係数を掛けて前記交流電路の絶縁抵抗を求める演算回路と
を具備したことを特徴とする絶縁抵抗測定装置。
【請求項５】
請求項４に記載の絶縁抵抗測定装置において、
更に前記演算回路にて求められた前記交流電路の絶縁抵抗を表示する表示装置、および前記交流電路の絶縁抵抗が設定値を下回ったときに警報を発する警報器を備えることを特徴とする絶縁抵抗測定装置。
【請求項６】
前記第１および第２の分圧抵抗回路は、高抵抗値の第１の抵抗と低抵抗値の第２の抵抗とをそれぞれ直接接続した同一仕様の抵抗回路であって、
前記第１および第２の分圧抵抗回路の直列接続は、各分圧抵抗回路における前記第２の抵抗間を相互に接続し、その接続点を前記交流電路に対する中性点としたものである請求項４または５に記載の絶縁抵抗測定装置。
【請求項７】
前記交流電路は、非接地方式の単相または三相交流電路である請求項４または５に記載の絶縁抵抗測定装置。
【請求項８】
前記基準電圧信号生成回路および前記検出電圧生成回路は、前記第１〜第３の絶縁変換器を介して抽出した前記基準電圧信号および前記検出電圧信号を整流した後、それぞれカットオフ周波数の低いローパスフィルタを介して出力するものである請求項４または５に記載の絶縁抵抗測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、活線（通電）状態にある交流電路の絶縁抵抗を測定することのできる絶縁抵抗測定方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
交流電路や各種機器の絶縁抵抗測定は、専ら、メガーと称される絶縁抵抗計を用い、無通電状態で実施される。或いは一般的な三相交流電路に対しては、Ｙ結線した中性点を接地し、この中性点に流れる電流を計測することで、各相の地絡（絶縁抵抗の低下）を検出している。また単相または三相交流電路における各相間電流の不平衡を検出することで、各相の絶縁抵抗を測定することも行われている。
【０００３】
これに対して本出願人は、先に活線（通電）状態にある直流電路間の絶縁抵抗を測定する手法を提唱した（例えば特許文献１,２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４５２５６３０号公報
【特許文献２】特開２００９−３１１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら特許文献１,２に紹介される手法は、直流電路間の絶縁抵抗の測定には有効であるが、活線（通電）状態にある交流電路間の絶縁抵抗は測定できない。具体的には船舶用電源設備のように、交流電路が非接地である場合、例えば活線（通電）状態のまま三相交流電路の各相をＹ結線し、中性点を接地することができないので、各相の絶縁抵抗を測定することは極めて困難である。
【０００６】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、活線（通電）状態にある交流電路間の絶縁抵抗を簡易に、しかも常時連続して測定することのできる絶縁抵抗測定方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した目的を達成するべく本発明に係る絶縁抵抗測定方法は、
例えば非接地方式の単相または三相交流電路間の電圧を全波整流して得た直流電圧の正極と負極との間に、前記交流電路間の中性点に対する正極側基準電圧を求める第１の分圧抵抗回路および前記中性点に対する負極側基準電圧を求める第２の分圧抵抗回路を直列接続して介装すると共に、これらの第１および第２の分圧抵抗回路の直列接続点と接地点との間に前記中性点に生じる電圧を検出する検出抵抗を介装し、
前記第１および第２の分圧抵抗回路にてそれぞれ求められた前記正極側基準電圧および負極側基準電圧を加算した直流基準電圧を、前記検出抵抗にて求められた前記中性点の検出電圧にて割り算し、この割り算値に所定の定数を乗算して前記交流電路の絶縁抵抗を求めることを特徴としている。
【０００８】
また本発明に係る絶縁抵抗測定装置は、
例えば非接地方式の単相または三相交流電路間の電圧を整流して直流電圧を得る全波整流回路と、
直列に接続されて前記全波整流回路の正極および負極からなる出力端子間に介装され、該全波整流回路が出力する直流電圧を分圧して前記交流電路の中性点に対する正極側基準電圧および負極側基準電圧をそれぞれ求める第１および第２の分圧抵抗回路と、
前記第１および第２の分圧抵抗回路を直列接続点と接地点との間に介装されて前記中性点に生じる電圧を検出する検出抵抗と、
前記第１および第２の分圧抵抗回路にて求められた前記正極側基準電圧および負極側基準電圧、並びに前記検出抵抗にて求められた中性点電圧を前記交流電路側から絶縁分離してそれぞれ出力する第１〜第３の絶縁変換器と、
前記第１および第２の絶縁変換器を介して得られる前記正極側基準電圧および負極側基準電圧をそれぞれ整流した後、これらの信号を加算して基準電圧信号を得る基準電圧信号生成回路と、
前記第３の絶縁変換器を介して得られる検出電圧を整流して検出電圧信号を得る検出電圧生成回路と、
前記基準電圧信号を前記検出電圧信号にて割り算した後、その割り算値に所定の係数を乗算して前記交流電路間の絶縁抵抗を求める演算回路と
を具備したことを特徴としている。
【０００９】
尚、好ましくは前記絶縁抵抗測定装置は、更に前記演算回路にて求められた前記交流電路の絶縁抵抗を表示する表示装置、および前記交流電路の絶縁抵抗が設定値を下回ったときに警報を発する警報器を備えることが望ましい。
【００１０】
ちなみに前記第１および第２の分圧抵抗回路は、高抵抗値の第１の抵抗と低抵抗値の第２の抵抗とをそれぞれ直接接続した同一仕様の抵抗回路であって、前記第１および第２の分圧抵抗回路の直列接続は、各分圧抵抗回路における前記第２の抵抗間を相互に接続し、その接続点を前記交流電路に対する中性点としたものからなる。
【００１１】
また前記基準電圧信号生成回路および前記検出電圧生成回路については、前記第１〜第３の絶縁変換器を介して抽出した前記基準電圧信号および前記検出電圧信号をそれぞれ整流した後、カットオフ周波数の低いローパスフィルタを介して出力するように構成することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
上記構成の絶縁抵抗測定方法および装置によれば、単相または三相交流電路が活線（通電）状態であっても、該交流電路の各相間の絶縁抵抗を連続して測定することができるので、絶縁抵抗の測定に際して、その都度、交流電路に接続された各種機器の運転を停止させる必要がない。特に非接地方式の交流電路に対しても、活線状態にある各相間の絶縁抵抗を連続して測定することができるので、例えば船舶用電源設備を監視して安全航行を確保する上で、その有用性が非常に高い等の効果が奏せられる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る絶縁抵抗測定装置の全体的な概略構成を示す図。
【図２】三相交流電路間の絶縁抵抗測定を説明する為の信号波形図。
【図３】本発明の一実施形態に係る絶縁抵抗測定方法を説明する為の測定原理図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る絶縁抵抗測定方法および絶縁抵抗測定装置について説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施形態に係る絶縁抵抗測定装置の概略的な全体構成を示す図で、図２はその動作を説明する為の信号波形図、図３は絶縁抵抗測定方法の測定原理を説明するための図である。この絶縁抵抗測定方法および絶縁抵抗測定装置は、交流電源ＡＣの三相交流電路（Ｕ相,Ｖ相,Ｗ相）の絶縁抵抗を測定するものであって、概略的には前記三相交流電路（Ｕ相,Ｖ相,Ｗ相）の中性点に生じる電圧に基づいて該三相交流電路間に流れる電流を検出し、この電流から前記三相交流電路（Ｕ相,Ｖ相,Ｗ相）間の絶縁抵抗を求めるように構成される。
【００１６】
この絶縁抵抗測定装置は、図１に示すように測定対象である三相交流電路のＵ相,Ｖ相,Ｗ相からなる各電路間にそれぞれ接続された６個のダイオードＤ１〜Ｄ６からなる全波整流回路１０と、この全波整流回路１０の正極および負極からなる出力端子間に接続されて、前記各相の正の半サイクルにより得られる直流電圧ＶＰおよび負の半サイクルにより得られる直流電圧ＶＮをそれぞれ検出する直列抵抗回路２０を備える。
【００１７】
この直列抵抗回路２０は、高抵抗値の第１の抵抗Ｒ１ａと低抵抗値の第２の抵抗Ｒ１ｂとを直列接続した第１の分圧抵抗回路２１と、高抵抗値の第１の抵抗Ｒ２ａと低抵抗値の第２の抵抗Ｒ２ｂとを直列接続した第２の分圧抵抗回路２２とを直列に接続したものである。特に上記２組の分圧抵抗回路２１,２２は同一仕様の抵抗回路をなし、前記第２の抵抗Ｒ１ｂ,Ｒ２ｂ間の接続点を前記三相交流電路に対する中性点Ｍとしている。
【００１８】
前記直列抵抗回路２０は、前記全波整流回路１０の正極および負極からなる出力端子間に得られる直流電圧（ＶＰ＋ＶＮ）をその抵抗値比に従って分圧する。そして前記直列抵抗回路２０は、前記各第２の抵抗Ｒ１ｂ,Ｒ２ｂの接続点である前記中性点Ｍの電圧を基準として、正の半サイクルにおける正極側基準電圧ＶＲ１および負の半サイクルにおける負極側基準電圧ＶＲ２をそれぞれ求める役割を担う。
【００１９】
また前記直列抵抗回路２０における前記中性点Ｍと大地アース（接地点）Ｅとの間には、該中性点Ｍに生じる中性点電圧ＶＲ３を検出する為の検出抵抗Ｒ３が介装されている。前記分圧抵抗回路２１,２２を構成する抵抗Ｒ１ａ,Ｒ１ｂ,Ｒ２ａ,Ｒ２ｂ、および前記検出抵抗Ｒ３からなる抵抗回路は、前記三相交流電路をなすＵ相,Ｖ相,Ｗ相間の交流電圧を全波整流して得られる前記直流電圧（ＰＶ＋ＰＮ）に対する、いわゆるＴ型電圧検出回路を構成する。
【００２０】
さて前記各抵抗Ｒ１ａ,Ｒ１ｂ,Ｒ２ａ,Ｒ２ｂ,Ｒ３の抵抗値をそれぞれｒ1a,ｒ1b,ｒ2a（＝ｒ1a）,ｒ2b（＝ｒ1b）,ｒ3とすると、前記直列抵抗回路２０に流れる電流ＩＰは、
ＩＰ＝（ＶＰ＋ＶＮ）÷（ｒ1a＋ｒ1b＋ｒ2a＋ｒ2b）
となる。
【００２１】
そして前記各第２の抵抗Ｒ１ｂ,Ｒ２ｂの両端間にそれぞれ生じる前記正極側基準電圧ＶＲ１および前記負極側基準電圧ＶＲ２は、
ＶＲ１＝ＩＰ×ｒ1b  ，  ＶＲ２＝ＩＰ×ｒ2b
となる。
【００２２】
一方、前記三相交流電路をなす前記Ｕ相,Ｖ相,Ｗ相の大地アース（接地点）Ｅに対する絶縁抵抗をそれぞれＲux,Ｒvx,Ｒwxとする。尚、これらの絶縁抵抗Ｒux,Ｒvx,Ｒwxの値は、三相交流電路が非接地である故、本来的にはそれぞれ無限大である。また前記三相交流電路をなす前記Ｕ相,Ｖ相,Ｗ相の各電圧は、図２(ａ)〜(ｃ)に示すようにそれぞれの位相が１２０°ずれて変化する。そして前記全波整流回路１０を介して前記Ｕ相,Ｖ相,Ｗ相の各電圧を全波整流して得られる整流電圧波形は、図２(ｄ)に示すような直流電圧（ＶＰ＋ＶＮ）となる。
【００２３】
ここでＵ相の絶縁抵抗Ｒuxが低下したと仮定すると、該Ｕ相における０〜１８０°の正の半サイクルにおいては、図３に示すようにＵ相から前記絶縁抵抗Ｒuxを介して流れる接地電流Ｉuxは、更に前記検出抵抗Ｒ３、抵抗Ｒ２ｂ、抵抗Ｒ２ａ、そして前記ダイオードＤ４を順に介してＶ相に流れ込む。このときの前記接地電流Ｉuxは、前記Ｕ相とＶ相との間の電圧をＶuvとしたとき
Ｉux＝Ｖuv÷（Ｒux＋ｒ3＋ｒ2b＋ｒ2a）
となる。
【００２４】
そして前記検出抵抗Ｒ３の両端には
ＶＲ３＝Ｉux×ｒ3
なる電圧ＶＲ３が発生する。この電圧ＶＲ３は、前記大地アース（接地点）Ｅに対する前記中性点Ｍの電圧（中性点電圧）である。
【００２５】
この正の半サイクルの期間、前記整流回路１０の正極には、図２(ｄ)に示すように前記Ｕ相とＶ相との間の電圧Ｖuvが該整流回路１０のダイオードＤ１を介して電圧ＶＰ（＝Ｖuv）として出力される。そしてこの電圧ＶＰが加えられた前記直列抵抗回路２０に流れる電流ＩＰにより前記抵抗Ｒ１ｂには、前述したように
ＶＲ１＝ＩＰ×ｒ1b
なる正極側基準電圧ＶＲ１が生起される。
【００２６】
ここで前記第１の分圧抵抗回路２１における第１の抵抗Ｒ１ａの値ｒ1aが、前記正極側基準電圧ＶＲ１を生成する第２の抵抗Ｒ１ｂの値ｒ1bよりも十分に大きく（例えば１００倍以上）、また前記検出抵抗Ｒ３の値ｒ3が前記絶縁抵抗Ｒuxの値よりも十分に大きい（例えば１００倍以上）とする。また同時に前記第２の抵抗Ｒ１ｂの値ｒ1bと前記検出抵抗Ｒ３の値ｒ3とが等しいとする（ｒ1b＝ｒ3）。
【００２７】
すると前記正の半サイクルにおける前記正極側基準電圧ＶＲ１と前記電圧ＶＲ３との電圧比は、
ＶＲ１／ＶＲ３＝ＩＰ／Ｉux
≒（ＶＰ÷ｒ1b）／（Ｖuv÷Ｒux）
＝Ｒux／ｒ1b
となり、前記第２の抵抗Ｒ１ｂおよび前記絶縁抵抗Ｒuxの各抵抗値の比の逆数に比例する。従って前記正極側基準電圧ＶＲ１と前記電圧ＶＲ３との電圧比を求め、この電圧比に前記第２の抵抗Ｒ１ｂの値ｒ1bを乗じれば、これによって前記絶縁抵抗Ｒuxの値を求めることが可能となる。
【００２８】
同様に前記Ｕ相における１８０〜３６０°の負の半サイクルにおいては、図３に示すように前記絶縁抵抗Ｒuxを介する接地電流Ｉuxが前記Ｖ相から前記ダイオードＤ３、抵抗Ｒ１ａ、抵抗Ｒ１ｂ、検出抵抗Ｒ３、そして絶縁抵抗Ｒuxを順に介して前記Ｕ相に流れる。この負の半サイクルにおける接地電流Ｉuxは、前記Ｖ相とＵ相との間の電圧をＶvuとしたとき
Ｉux＝Ｖvu÷（ｒ1a＋ｒ1b＋ｒ3＋Ｒux）
となり、前記検出抵抗Ｒ３の両端には
ＶＲ３＝Ｉux×ｒ3
なる電圧ＶＲ３が発生する。
【００２９】
またこの負の半サイクルにおいては前記Ｕ相とＶ相との間の電圧Ｖvuが前記整流回路１０のダイオードＤ２を介して負極に電圧ＶＮとして得られる。従って前記負極側基準電圧ＶＲ２と前記電圧ＶＲ３との電圧比は、先に説明した正の半サイクルの場合と同様に
ＶＲ２／ＶＲ３＝ＩＰ／Ｉux
≒（ＶＮ÷ｒ2b）／（Ｖvu÷Ｒux）
＝Ｒux／ｒ2b
となり、前記第２の抵抗Ｒ２ｂおよび前記絶縁抵抗Ｒuxの各抵抗値の比の逆数に比例する。従って前記負極側基準電圧ＶＲ２と前記電圧ＶＲ３との電圧比を求め、この電圧比に前記第２の抵抗Ｒ２ｂの値ｒ2bを乗じれば、これによって前記絶縁抵抗Ｒuxの値を求めることが可能となる。
【００３０】
即ち、Ｕ相における正の半サイクル（０〜１８０°）および負の半サイクル（１８０〜３６０°）において、前記検出抵抗Ｒ３の両端間には前記Ｕ相の絶縁抵抗Ｒuxの低下に起因して正負に交番する電圧ＶＲ３が発生する。またこのとき前記整流回路１０の正極および負極にはＵ相の電圧変化Ｖuv,Ｖvuに応じて整流された電圧ＶＰ,ＶＮが交互に出力される。従ってＵ相における正の半サイクル（０〜１８０°）および負の半サイクル（１８０〜３６０°）に応じて、前記正極側基準電圧ＶＲ１または負極側基準電圧ＶＲ２と前記電圧ＶＲ３との電圧比を求めれば、この電圧比に従って前記Ｕ相の絶縁抵抗Ｒuxの値を算出することが可能となる。
【００３１】
同様にして前記Ｖ相の絶縁抵抗Ｒvxが低下した場合には、該Ｖ相における正の半サイクル（１２０〜３００°）および負の半サイクル（３００〜１２０°）において、前記検出抵抗Ｒ３の両端間に前記Ｖ相の絶縁抵抗Ｒvxの低下に起因する交番電圧ＶＲ３が発生する。更に前記Ｗ相の絶縁抵抗Ｒwxが低下した場合には、該Ｗ相の正の半サイクル（２４０〜６０°）および負の半サイクル（６０〜２４０°）において、前記検出抵抗Ｒ３の両端間に前記Ｗ相の絶縁抵抗Ｒwxの低下に起因する交番電圧ＶＲ３が発生する。
【００３２】
従ってこれらのＶ相またはＷ相の絶縁抵抗Ｒvx,Ｒwxについても、前述したＵ相の場合と同様に、前記正極側基準電圧ＶＲ１または負極側基準電圧ＶＲ２と前記検出抵抗Ｒ３の両端に発生した電圧ＶＲ３との電圧比を求めれば、この電圧比に従って前記Ｖ相またはＷ相の絶縁抵抗Ｒvx,Ｒwxの値を算出することが可能となる。しかしながら実際的には、前記検出抵抗Ｒ３の両端に発生した電圧ＶＲ３は、前述したＵ相、Ｖ相、Ｗ相のいずれの絶縁抵抗Ｒux,Ｒvx,Ｒwxの低下に起因するものであるかは不明である。
【００３３】
そこでこの発明においては、前述した電圧ＶＲ３が前記三相交流電路におけるＵ相、Ｖ相およびＷ相の各電圧変化に応じて交番して発生すること、また前記正極側基準電圧ＶＲ１および負極側基準電圧ＶＲ２についても、その極性に応じて交互に検出し得ることに着目している。また同時に前記Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の各絶縁抵抗Ｒux,Ｒvx,Ｒwxを個別に計測できなくても、各相の全体的な絶縁抵抗の低下を計測できれば、前記三相交流電路の運用を管理する上で十分にその目的を達成し得ることに着目している。
【００３４】
そこで本絶縁抵抗測定装置は、図１に示すように、前記抵抗Ｒ１ｂおよび抵抗Ｒ２ｂの各両端間に生じる前記正極側基準電圧ＶＲ１および負極側基準電圧ＶＲ２を、第１および第２の絶縁変換器（ＩＡＰ,ＩＡＮ）３１,３２をそれぞれ介して前記三相交流電路側とは絶縁分離して抽出すると共に、前記検出抵抗Ｒ３を介して検出される電圧Ｖ３を第３の絶縁変換器（ＩＡＭ）３３を介して前記三相交流電路側とは絶縁分離して抽出している。
【００３５】
そしてこれらの第１〜第３の絶縁変換器（ＩＡＰ,ＩＡＮ,ＩＡＭ）３１,３２,３３をそれぞれ介して抽出した電圧ＶＲ１,ＶＲ２,Ｖ３を、ダイオードからなる第１および第２の整流回路（ＤＰ,ＤＥ）４１,４２を介してそれぞれ整流した後、これらの各整流出力を第１および第２のフィルタ回路（ＬＰＰ,ＬＰＭ）４３,４４を介してそれぞれフィルタリングしている。これらの整流回路（ＤＰ,ＤＥ）４１,４２およびフィルタ回路（ＬＰＰ,ＬＰＭ）４３,４４は、後述する演算回路４０の一部を構成する。
【００３６】
尚、前記第１の整流回路（ＤＰ）４１は、前記第１および第２の絶縁変換器（ＩＡＰ,ＩＡＮ）３１,３２を介してそれぞれ抽出した電圧ＶＲ１,ＶＲ２の一方の極性を反転して整流することで、その整流出力の極性を揃えている。この結果、正の半サイクルにおける正極側基準電圧ＶＲ１および負の半サイクルにおける負極側基準電圧ＶＲ２がそれぞれ同一極性の整流出力として求められる。そして前記整流回路（ＤＰ）４１は、上記電圧ＶＲ１,ＶＲ２の各整流出力を互いに突き合わせることで、前記正極側基準電圧ＶＲ１の絶対値と前記負極側基準電圧ＶＲ２の絶対値とを１サイクルに亘って連続させ、各相に亘って重ね合わせた図２(ｅ)に示すような基準電圧ＶＲを示す信号ａとなる。
【００３７】
また前記フィルタ回路４３,４４は、例えばカットオフ周波数が５Ｈｚのローパスフィルタからなる。前記整流回路（ＤＰ）４１を介して得られる前記基準電圧ＶＲを示す信号ａは、前記フィルタ回路４３を介することで図２(ｅ)に示すように信号ｂとして平滑化される。また前記整流回路（ＤＥ）４２介して得られる電圧ＶＲ３を示す信号ｃ、即ち、前記Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の絶縁抵抗Ｒux,Ｒvx,Ｒwxの低下に伴って流れる接地電流Ｉux,Ｉvx,Ｉwxを示す信号ｃは、前記フィルタ回路４４を介することで、図２(ｆ)〜(ｈ)にそれぞれ示すような信号ｄとして平滑化される。
【００３８】
ちなみに前記整流回路（ＤＰ）４１およびフィルタ回路４３は、前記正極側基準電圧ＶＲ１と前記負極側基準電圧ＶＲ２とに基づいて前記基準電圧ＶＲを示す信号（基準電圧信号）ｂを生成する基準電圧信号生成回路を構成する。また前記整流回路（ＤＥ）４２およびフィルタ回路４４は、前記検出抵抗Ｒ３に生じた電圧ＶＲ３を示す信号（検出電圧信号）ｄを生成する検出電圧生成回路を構成する。
【００３９】
しかして前記三相交流電路の絶縁抵抗を求める演算回路４０は、前述した整流回路（ＤＰ,ＤＥ）４１,４２およびフィルタ回路４３,４４に加えて、割り算器（ＤＶ）４５および掛け算器（ＭＰ）４６、更に係数設定器４７を備えて構成される。尚、この演算回路４０の演算処理機能については、例えばマイクロプロセッサの演算機能として実現されるものであっても良い。
【００４０】
前記割り算器（ＤＶ）４５は、前記フィルタ回路４３を介して得られる基準電圧ＶＲ［信号ｂ］を、前記フィルタ回路４４を介して得られる電圧ＶＲ３［信号ｄ］で割り算することで、その電圧比［信号ｅ］を求めるものである。そして前記掛け算器（ＭＰ）４６は前記割り算器（ＤＶ）４５の出力（電圧比［信号ｅ］）に、予め前記検出抵抗Ｒ３の抵抗値ｒ3に応じて前記係数設定器４７に設定された係数Ｋを乗じることで、前記Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の絶縁抵抗Ｒux,Ｒvx,Ｒwxを一括して求める役割を担う。
【００４１】
尚、表示装置（ＩＮＤ）４８は、前記掛け算器（ＭＰ）４６から出力される前記三相交流電路の絶縁抵抗（計測値）を表示するものである。また警報機（ＡＬ）４９は、計測された前記三相交流電路の絶縁抵抗（計測値）が、漏電を防止する上での予め定められた絶縁抵抗値に満たない場合、絶縁抵抗低下として警報を発し、またその旨の情報を図示しない監視センタ等に通知するものである。
【００４２】
上述した如く構成された絶縁抵抗測定装置によれば、前記基準電圧ＶＲ［信号ｂ］を、前記電圧ＶＲ３［信号ｄ］で割り算することでその電圧比［信号ｅ］を求め、この電圧比［信号ｅ］に係数Ｋを掛けるだけで、前述した測定原理に従って前記三相交流電路の絶縁抵抗Ｒux,Ｒvx,Ｒwxを一括して求めることができる。特に活線状態にある三相交流電路の絶縁抵抗Ｒux,Ｒvx,Ｒwxを、該三相交流電路のＵ相、Ｖ相、およびＷ相に加わっている電圧を有効に活用して、簡易に測定することができる。
【００４３】
しかも三相交流電路のＵ相、Ｖ相、Ｗ相をＹ字結線して大地アースＥに接地することなく、活線状態にある前記三相交流電路の絶縁抵抗Ｒux,Ｒvx,Ｒwxを定常的に連続して測定することができる。そして測定した絶縁抵抗を表示装置４８を用いて表示しながら、該絶縁抵抗が規定の絶縁抵抗値に満たない場合、警報器４９を作動させて速やかに警報を発することができる。従って、例えば船舶用電源設備のように、非接地方式の交流電路の絶縁抵抗を監視する上で、その実用的利点が多大である。
【００４４】
ここで前述した絶縁抵抗測定方法および絶縁抵抗測定装置による三相交流電路の絶縁抵抗測定についての具体的な実施形態について説明する。例えば前記直列抵抗回路２０における第２の抵抗Ｒ１ｂ,Ｒ２ｂの抵抗値ｒ1b,ｒ2bをそれぞれ１ＭΩとし、前記各第２の抵抗Ｒ１ｂ,Ｒ２ｂを介してそれぞれ得られる前記基準電圧ＶＲ１,ＶＲ2が［５Ｖ］となるように前記直列抵抗回路２０の回路定数を設定しておく。そして、例えば前記絶縁抵抗Ｒuxが［１ＭΩ］であるとき、前記接地電流Ｉuxによって前記検出抵抗Ｒ３に生起される電圧ＶＲ３が［５Ｖ］となるように、予め前記検出抵抗Ｒ３の抵抗値ｒ3を設定する。
【００４５】
このような回路定数を設定しておけば、例えば前記電圧ＶＲ３が［５Ｖ］として検出されたとき、前記割り算器（ＤＶ）４５の出力は［５Ｖ÷５Ｖ＝１］となり、前記係数Ｋを［１］に設定しておくことで前記掛け算器（ＭＰ）４６の出力として［１ＭΩ］なる絶縁抵抗計測値を得ることができる。また絶縁抵抗が［２ＭΩ］であれば、前記検出抵抗Ｒ３を介して検出される電圧ＶＲ３が［２.５Ｖ］となるので、前記割り算器（ＤＶ）４５の出力は［５Ｖ÷２.５Ｖ＝２］となり、前記掛け算器（ＭＰ）４６の出力として［２ＭΩ］なる絶縁抵抗計測値を得ることができる。
【００４６】
そして前記検出抵抗Ｒ３を介して検出される電圧ＶＲ３が［１Ｖ］であれば、前記割り算器（ＤＶ）４５の出力は［５Ｖ÷１Ｖ＝５］となり、前記掛け算器（ＭＰ）４６の出力として［５ＭΩ］なる絶縁抵抗計測値を得ることができる。逆に前記検出抵抗Ｒ３を介して検出される電圧ＶＲ３が［１０Ｖ］であれば、前記割り算器（ＤＶ）４５の出力は［５Ｖ÷１０Ｖ＝０.５］となり、前記掛け算器（ＭＰ）４６の出力として［０.５ＭΩ］なる絶縁抵抗計測値を得ることができる。
【００４７】
ここで前記係数設定器４７に設定する係数Ｋを［２］に設定すれば、前述した検出抵抗Ｒ３を介して検出される電圧ＶＲ３が［５Ｖ］であるとき、前記割り算器（ＤＶ）４５の出力は［５Ｖ÷５Ｖ＝１］であり、前記掛け算器（ＭＰ）４６の出力として［１ＭΩ×２＝２ＭΩ］なる絶縁抵抗計測値を得ることができる。従って前記係数Ｋを［２］に設定することで、前記電圧ＶＲ３が［１０Ｖ］であるとき前記絶縁抵抗Ｒuxが［１ＭΩ］として測定し得るように、その計測感度（計測レンジ）を高く設定することができる。
【００４８】
逆に前記係数設定器４７に設定する係数Ｋを［０.２］に設定すれば、前述した検出抵抗Ｒ３を介して検出される電圧ＶＲ３が［５Ｖ］であるとき、前記割り算器（ＤＶ）４５の出力は［５Ｖ÷５Ｖ＝１］であり、前記掛け算器（ＭＰ）４６の出力として［１ＭΩ×０.２＝０.２ＭΩ］なる絶縁抵抗計測値を得ることができる。従って前記係数Ｋを［０.２］に設定することで、前記電圧ＶＲ３が［１Ｖ］であるとき前記絶縁抵抗Ｒuxが［１ＭΩ］として測定し得るように、その計測感度（計測レンジ）を低く設定することができる。
【００４９】
従って前記係数Ｋを可変設定するだけで、絶縁抵抗に対する計測レンジを容易に変更することが可能となる。しかも前述した構成であれば、仮に前記三相交流電路の電圧が変動しても、この電圧変動に伴って前記整流回路１０を介して出力される直流電圧（ＶＰ＋ＶＮ）が変化し、前記直列抵抗回路２０に流れる前記電流ＩＰも変化する。そして前記基準電圧ＶＲ１,ＶＲ２も前記電流ＩＰに応じて変化する。
【００５０】
一方、前記三相交流電路の電圧の変動に伴って前記Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相間の絶縁抵抗Ｒux,Ｒvx,Ｒwxを介して流れる接地電流Ｉux,Ｉvx,Ｉwxも変化する。そしてこの接地電流Ｉux,Ｉvx,Ｉwxの変化に伴って前記検出抵抗Ｒ３に生起される電圧ＶＲ３も変動し、その変動量は前記基準電圧ＶＲ１,ＶＲ２の変動量に比例する。従って前述した演算によって求められる絶縁抵抗の値は、前記三相交流電路の電圧の変動の影響を受けることなく一定に保たれる。故に電源電圧の変動に拘わることなく前記三相交流電路間の絶縁抵抗を測定することができる。
【００５１】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。ここでは三相交流電路間の絶縁抵抗測定を例に説明したが、単相交流電路間の絶縁抵抗測定に対しても同様に適用可能なことは勿論のことである。また前記各抵抗Ｒ１ａ,Ｒ１ｂ,Ｒ２ａ,Ｒ２ｂ,Ｒ３の各抵抗値ｒ1a,ｒ1b,ｒ2a,ｒ2b,ｒ3については、測定対象とする交流電路の電源電圧仕様に応じて定めれば良いものである。更には前記実施形態においては、前記第１〜第３の絶縁変換器（ＩＡＰ,ＩＡＮ,ＩＡＭ）３１,３２,３３が［１：１］の電圧信号変換を実行するものとの前提で説明したが、これらの絶縁変換器（ＩＡＰ,ＩＡＮ,ＩＡＭ）３１,３２,３３にて［１：ｎ］の電圧信号変換を実行するようにし、その測定感度を高めることも可能である。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１０  全波整流回路
２０  直列抵抗回路
２１,２２  分圧抵抗回路
Ｒ１ａ,Ｒ１ｂ,Ｒ２ａ,Ｒ２ｂ  抵抗
Ｒ３  検出抵抗
３１,３２,３３  絶縁変換器（ＩＡＰ,ＩＡＮ,ＩＡＭ）
４０  演算回路
４１,４２  第２の整流回路（ＤＰ,ＤＥ）
４３,４４  フィルタ回路（ＬＰＰ,ＬＰＭ）
４５  割り算器（ＤＶ）
４６  掛け算器（ＭＰ）
４７  係数設定器
４８  表示装置（ＩＮＤ）
４９  警報器（ＡＬ）
【図１】
2014044140.tif 000003
【図２】
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【図３】
2014044140.tif 000005