(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定電路の接地線に磁気結合された零相電流センサと、
前記被測定電路の商用電圧に同期した基準信号を出力する商用電圧同期手段と、
前記零相電流センサによって検出された電流を取り込む電流取込手段と、
前記電流取込手段が取り込んだ電流と前記基準信号とに基づいて抵抗性地絡電流成分を抽出する零相電流抽出手段と、
前記基準信号と同一の周波数且つ一定の振幅を有し、Ｎ周期（ただしＮ≧２）ごとに位相変調された試験電流を生成する試験電流制御手段と、
前記試験電流を前記零相電流センサに印加する試験電流印加手段と、
前記試験電流が前記零相電流センサに印加されたとき前記零相電流センサによって検出された前記試験電流に起因する電流と零相電流に起因する電流とを含む合成電流を前記電流取込手段を介して入力し所定の演算処理を行ない前記試験電流の実効値を求める試験電流抽出手段とを備え、
前記試験電流は、前記基準信号の位相に対して第１の位相β（β＝０を含む）を持つ第１の試験電流成分Ｉｔ１と、前記基準信号の位相に対して前記第１の位相βと異なる第２の位相β＋γ（ただしγ≠０）を持つ第２の試験電流成分Ｉｔ２とが、前記基準信号の周期のＮ倍（ただしＮ≧２）に相当する時間で交互に出力されたものであり、
前記試験電流抽出手段は、前記電流取込手段が取り込んだ１周期分の前記合成電流を理想正弦波および理想余弦波とそれぞれ乗算し、
前記第１の試験電流成分Ｉｔ１を含む前記合成電流ｉ１に前記理想正弦波および前記理想余弦波を乗算した結果をそれぞれＩｃ１、Ｉｓ１とし、
前記第２の試験電流成分Ｉｔ２を含む前記合成電流ｉ２に前記理想正弦波および前記理想余弦波を乗算した結果をそれぞれＩｃ２、Ｉｓ２とし、
前記基準信号の周期をＴとするとき、
前記試験電流の実効値Ｉｔ／√２を
【数１】
0006749535.tif 000016
により求めることを特徴とする絶縁監視装置。
【請求項２】
前記Ｉｃ１、Ｉｓ１は、前記Ｉｃ２、Ｉｓ２よりもＮ周期前の前記合成電流の演算値である、請求項１に記載の絶縁監視装置。
【請求項３】
前記Ｎは５以上２０以下である、請求項１または２に記載の絶縁監視装置。
【請求項４】
前記第１の位相と前記第２の位相との位相差γは１８０度である、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の絶縁監視装置。
【請求項５】
前記第１の位相と前記第２の位相との位相差γは２０度以上４０度以下である、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の絶縁監視装置。
【請求項６】
前記抵抗性地絡電流成分の実効値または前記試験電流の実効値が所定の閾値以上のときにその旨を報知する報知手段をさらに備える、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の絶縁監視装置。
【請求項７】
被測定電路の接地線に磁気結合された零相電流センサによって検出された零相電流から抵抗性地絡電流成分を抽出して前記被測定電路の絶縁監視を行う絶縁監視装置の動作確認試験を活線状態で行うために前記零相電流センサに試験電流を供給する試験電流発生装置であって、
前記被測定電路の商用電圧に同期した基準信号を生成する商用電圧同期手段と、
前記基準信号と同一の周波数且つ一定の振幅を有し、Ｎ周期（ただしＮ≧２）ごとに位相変調された試験電流を生成する試験電流制御手段と、
前記試験電流を前記零相電流センサに印加する試験電流印加手段とを備え、
前記試験電流は、前記基準信号の位相に対して第１の位相β（β＝０を含む）を持つ第１の試験電流成分Ｉｔ１と、前記基準信号の位相に対して前記第１の位相βと異なる第２の位相β＋γ（ただしγ≠０）を持つ第２の試験電流成分Ｉｔ２とが、前記基準信号の周期のＮ倍（ただしＮ≧２）に相当する時間で交互に出力されたものであることを特徴とする絶縁監視装置の試験電流発生装置。
【請求項８】
被測定電路の接地線に磁気結合された零相電流センサによって検出された零相電流から抵抗性地絡電流成分を抽出して前記被測定電路の絶縁監視を行う絶縁監視装置の動作確認試験を活線状態で行う試験装置であって、
前記被測定電路の商用電圧に同期した基準信号を生成する商用電圧同期手段と、
前記基準信号と同一の周波数且つ一定の振幅を有し、Ｎ周期（ただしＮ≧２）ごとに位相変調された試験電流を生成する試験電流制御手段と、
前記試験電流を前記零相電流センサに印加する試験電流印加手段と、
前記零相電流センサによって検出された前記試験電流に起因する電流と前記零相電流に起因する電流との合成電流を取り込む電流取込手段と、
前記合成電流に対する所定の演算処理により前記試験電流の実効値を求める試験電流抽出手段と、
前記抵抗性地絡電流成分の実効値または前記試験電流の実効値が所定の閾値以上のときにその旨を報知する報知手段とを備え、
前記試験電流は、前記基準信号の位相に対して第１の位相β（β＝０を含む）を持つ第１の試験電流成分Ｉｔ１と、前記基準信号の位相に対して前記第１の位相βと異なる第２の位相β＋γ（ただしγ≠０）を持つ第２の試験電流成分Ｉｔ２とが、前記基準信号の周期のＮ倍（ただしＮ≧２）に相当する時間で交互に出力されたものであり、
前記試験電流抽出手段は、前記電流取込手段が取り込んだ１周期分の前記合成電流を理想正弦波および理想余弦波とそれぞれ乗算し、
前記第１の試験電流成分Ｉｔ１を含む前記合成電流ｉ１に前記理想正弦波および前記理想余弦波を乗算した結果をそれぞれＩｃ１、Ｉｓ１とし、
前記第２の試験電流成分Ｉｔ２を含む前記合成電流ｉ２に前記理想正弦波および前記理想余弦波を乗算した結果をそれぞれＩｃ２、Ｉｓ２とし、
前記基準信号の周期をＴとするとき、
前記試験電流の実効値Ｉｔ／√２を
【数１】
0006749535.tif 000017
により求めることを特徴とする絶縁監視装置の試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁監視装置に関し、特に、絶縁抵抗の測定精度を確認するための自己診断機能に関するものである。また本発明は、そのような絶縁監視装置の精度試験に用いられる試験電流発生装置ならびに試験装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電路の漏洩電流を監視するための絶縁監視装置が知られている。漏洩電流には対地静電容量に起因する地絡電流と絶縁抵抗に起因する地絡電流が含まれるが、漏電火災等を引き起こす原因は絶縁抵抗の低下であるため、絶縁抵抗に起因する漏洩電流を正確に検出できれば電路の絶縁状態を正確に把握でき、漏電火災等の大参事を未然に防止することが可能である。
【０００３】
絶縁監視装置には、絶縁監視が十分な精度で実施できているかどうかをチェックする自己診断機能が設けられており、この機能を用いた動作確認試験（精度試験）が定期的に行われている。精度試験は定期的な実施が義務化されており、使用頻度が少ない場合には一年や半年に１回、製造工場のように頻繁に使用される場所の装置では一カ月に１回やそれよりも短い期間で実施される。
【０００４】
絶縁監視装置の精度試験に関し、例えば特許文献１には、被測定電路に流れる零相電流の影響を除去するために、通常の絶縁監視動作で被測定電路の接地線に接続されたトランスに印加される絶縁抵抗測定用の低周波電圧信号を変流器に直接印加する方法が記載されている。精度試験を実施する際に作業者が低周波電圧信号の供給先をトランスから変流器側に切り替えてから低周波電圧信号を印加し、低周波電圧信号の周波数を通過帯域とするフィルタを介して得られた電流の実効値により精度試験を実施する。
【０００５】
また特許文献２には、被測定電路に流れる零相電流の影響を除去するために、零相電流の抵抗性地絡電流成分を測定し、当該電流成分が予め重畳された試験電流を被測定電路に印加して精度試験を実施することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４２８４６６８号公報
【特許文献２】特許第４７９６４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、被測定電路に流れる零相電流の影響は除去できるが、被測定電路に絶縁抵抗測定用の低周波電圧信号を印加するために必要なトランスが高価であり、低周波電圧信号の供給先をトランスから変流器側に切り替えるための作業も発生するという問題がある。
【０００８】
特許文献２に記載の方法は、被測定電路の接地線に低周波電圧印加手段としてのトランスを設ける必要ないため設備コストの面で非常に有利である。しかしながら、被側定電路に流れる零相電流に応じて試験電流の大きさを変えるため、零相電流が大きい場合には試験電流も大きくなり、試験電流を増幅するアンプの消費電力が大きくなる。またアンプおよび電源回路の定格も上がるため、それらの部品価格も上がってしまう。さらに試験電流の大きさを内部的に一定（例えば５０ｍＡ）とする場合でも、実際に被測定電路に供給する試験電流の大きさが零相電流の大きさに応じて変わるため、試験電流が正しく供給されているかどうかをクランプメータ等で確認することができないという問題がある。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、精度試験実施時に零相電流の影響を除去し、試験電流をクランプメータでも測定可能で、小規模化かつ安価で作業効率の良い絶縁監視装置を提供することを目的とする。また本発明は、そのような絶縁監視装置の精度試験に用いられる試験電流発生装置ならびに試験装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明による絶縁監視装置は、被測定電路の接地線に磁気結合された零相電流センサと、前記被測定電路の商用電圧に同期した基準信号を出力する商用電圧同期手段と、前記零相電流センサによって検出された電流を取り込む電流取込手段と、前記電流取込手段が取り込んだ電流と前記基準信号とに基づいて抵抗性地絡電流成分を抽出する零相電流抽出手段と、前記基準信号と同一の周波数且つ一定の振幅を有し、Ｎ周期（ただしＮ≧２）ごとに位相変調された試験電流を生成する試験電流制御手段と、前記試験電流を前記零相電流センサに印加する試験電流印加手段と、前記試験電流が前記零相電流センサに印加されたとき前記零相電流センサによって検出された前記試験電流に起因する電流と前記零相電流に起因する電流とを含む合成電流を前記電流取込手段を介して入力し所定の演算処理を行ない前記試験電流の実効値を求める試験電流抽出手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、被測定電路に流れる零相電流の影響を除去して精度試験を実施することが可能な絶縁監視装置を提供することができる。また、位相変調された試験電流を用いて精度試験を行うので、試験電流の振幅変動を抑えてクランプメータによる試験電流の確認を行うことができる。さらに、試験電流の振幅変動によるアンプの消費電力の増加を抑えることで小規模化かつ安価な絶縁監視装置を提供することができる。
【００１２】
本発明において、前記試験電流は、前記基準信号の位相に対して第１の位相β（β＝０を含む）を持つ第１の試験電流成分Ｉｔ１と、前記基準信号の位相に対して前記第１の位相βと異なる第２の位相β＋γ（ただしγ≠０）を持つ第２の試験電流成分Ｉｔ２とが、前記基準信号の周期のＮ倍（ただしＮ≧２）に相当する時間で交互に出力されたものであることが好ましい。これによれば、零相電流に影響されない位相変調された試験電流を用いることでその測定精度を高めることができる。
【００１３】
本発明において、前記試験電流抽出手段は、前記電流取込手段が取り込んだ１周期分の前記合成電流を理想正弦波および理想余弦波とそれぞれ乗算し、前記第１の試験電流成分Ｉｔ１を含む前記合成電流ｉ１に前記理想正弦波および前記理想余弦波を乗算した結果をそれぞれＩｃ１、Ｉｓ１とし、前記第２の試験電流成分Ｉｔ２を含む前記合成電流ｉ２に前記理想正弦波および前記理想余弦波を乗算した結果をそれぞれＩｃ２、Ｉｓ２とし、前記基準信号の周期をＴとするとき、前記試験電流の実効値Ｉｔ／√２を
【数１】
0006749535.tif 000002
より求めることが好ましい。これによれば、被測定電路に流れる零相電流の影響を確実に除去し、小規模化かつ安価で作業効率の良い絶縁監視装置を提供することができる。
【００１４】
本発明において、前記Ｉｃ１、Ｉｓ１は、前記Ｉｃ２、Ｉｓ２よりもＮ周期前の前記合成電流の演算値であることが好ましい。またこの場合、前記Ｎは５以上２０以下であることが好ましい。同一位相による繰返し周期Ｎの値がこの範囲内であれば試験電流抽出手段による演算処理に必要なメモリ容量を抑えつつ試験電流の測定値の安定性を高めることができる。
【００１５】
本発明において、前記第１の位相と前記第２の位相との位相差γは１８０度であることが好ましく、２０度以上４０度以下であることもまた好ましい。位相γが１８０度である場合には試験電流の測定精度を理論上最も高くすることができる。また、位相γが２０度以上４０度以下である場合には、試験電流の測定精度を確保しつつ、クランプメータ等で試験電流を測定する際の測定値のふらつきを防止することができる。
【００１６】
本発明において、前記抵抗性地絡電流成分の実効値または前記試験電流の実効値が前記所定の閾値以上のときにその旨を報知する報知手段をさらに備えることが好ましい。これによれば、零相電流の影響を受けない試験電流を用いて報知手段が正常に動作するか否かの精度試験を実施することができる。
【００１７】
また、本発明による絶縁監視装置の試験電流発生装置は、被測定電路の接地線に磁気結合された零相電流センサによって検出された零相電流から抵抗性地絡電流成分を抽出して前記被測定電路の絶縁監視を行う絶縁監視装置の動作確認試験を活線状態で行うために前記零相電流センサに試験電流を供給する試験電流発生装置であって、前記被測定電路の商用電圧に同期した基準信号を生成する商用電圧同期手段と、前記基準信号と同一の周波数且つ一定の振幅を有し、Ｎ周期（ただしＮ≧２）ごとに位相変調された試験電流を生成する試験電流制御手段と、前記試験電流を前記零相電流センサに印加する前記試験電流印加手段とを備えることを特徴とする。
【００１８】
さらにまた、本発明による絶縁監視装置の試験装置は、被測定電路の接地線に磁気結合された零相電流センサによって検出された零相電流から抵抗性地絡電流成分を抽出して前記被測定電路の絶縁監視を行う絶縁監視装置の動作確認試験を活線状態で行う試験装置であって、前記被測定電路の商用電圧に同期した基準信号を生成する商用電圧同期手段と、前記基準信号と同一の周波数且つ一定の振幅を有し、Ｎ周期（ただしＮ≧２）ごとに位相変調された試験電流を生成する試験電流制御手段と、前記試験電流を前記零相電流センサに印加する前記試験電流印加手段と、前記零相電流センサによって検出された前記試験電流に起因する電流と前記零相電流に起因する電流との合成電流を取り込む電流取込手段と、前記合成電流に対する所定の演算処理により前記試験電流の実効値を求める試験電流抽出手段と、前記抵抗性地絡電流成分の実効値または前記試験電流の実効値が所定の閾値以上のときにその旨を報知する報知手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、精度試験実施時に零相電流の影響を除去し、試験電流をクランプメータでも測定可能で、小規模化かつ安価で作業効率の良い絶縁監視装置を提供することができる。また本発明によれば、そのような絶縁監視装置の精度試験に用いられる試験電流発生装置ならびに試験装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態による絶縁監視装置の構成を示すブロック図である。
【図２】基準信号に対する試験電流、零相電流および合成電流の波形図である。
【図３】試験電流抽出手段１５による試験電流の抽出方法を説明するためのブロック図である。
【図４】試験電流抽出手段１５による処理を合成電流の波形と共に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明の実施の形態による絶縁監視装置の構成を示すブロック図である。
【００２３】
図１に示すように、絶縁監視装置１は例えば単相二線式の低圧配電線を監視対象とするものであり、被測定電路２の接地線３に磁気結合された零相電流センサＺＣＴと、商用電圧に同期した基準信号を出力する商用電圧同期手段１１と、試験電流の位相を制御する試験電流制御手段１２と、試験電流制御手段１２が生成した電流波形を増幅して零相電流センサＺＣＴに印加する試験電流印加手段１３と、商用周波数を通過帯域として零相電流センサＺＣＴによって検出された電流を取り込む電流取込手段１４と、電流取込手段１４が取り込んだ接地線３に流れる零相電流Ｉｏに起因する電流と試験電流Ｉｔに起因する電流との合成電流ＩＸから試験電流Ｉｔの実効値を抽出する試験電流抽出手段１５と、試験電流Ｉｔの実効値や警報状態を知らせる報知手段１６とを備えている。
【００２４】
商用電圧同期手段１１は、被測定電路２の商用電圧をＡ／Ｄ変換して取り込んだ波形の位相またはコンパレータなどで取り込んだ位相を出力する。商用電圧を取り込むことが困難な場合は、水晶発振器などでタイミングを内部生成して位相を出力してもよい。商用電圧同期手段１１が取り込んだ位相は装置内部の基準信号の位相となる。
【００２５】
試験電流制御手段１２は、商用電圧と同じ周波数且つ振幅が一定の試験電流Ｉｔを生成する。試験電流ＩｔはＮ周期ごとに位相変調されており、Ｎ周期分の位相βの電流波形とＮ周期分の位相β＋γの電流波形とが交互に繰り返されたものである。
【００２６】
試験電流印加手段１３は、例えば反転増幅回路などのアナログ回路であり、試験電流制御手段１２が生成した試験電流Ｉｔを例えば５０ｍＡ（実効値）に増幅して零相電流センサＺＣＴに供給する。
【００２７】
電流取込手段１４は、例えば多重帰還型ＬＰＦなどのアナログ回路であり、零相電流センサＺＣＴを介して入力された電流をフィルタリングして商用周波数（５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）の電流を取り込む。特に、電流取込手段１４は、接地線３に流れる零相電流Ｉｏに起因する電流と試験電流Ｉｔに起因する電流との合成電流ＩＸを取り込む。
【００２８】
試験電流抽出手段１５は、電流取込手段１４から入力された接地線３に流れる零相電流Ｉｏに起因する電流と零相電流センサＺＣＴに供給された試験電流Ｉｔに起因する電流との合成電流ＩＸから試験電流Ｉｔの成分を抽出し、試験電流Ｉｔの実効値を算出する。なお試験電流抽出手段１５は、零相電流センサＺＣＴや電流取込手段１４に起因する試験電流Ｉｔの損失を考慮して試験電流Ｉｔの実効値を算出する。あるいは電流取込手段１４が零相電流センサＺＣＴ等に起因する試験電流Ｉｔの損失を補正してもよい。報知手段１６は、試験電流Ｉｔの実効値を適宜通知すると共に、試験電流Ｉｔの実効値が所定の閾値以上である場合にランプ表示などで報知する。
【００２９】
絶縁監視装置１は、被測定電路２の接地線３に磁気結合された零相電流センサＺＣＴによって検出された零相電流から抵抗性地絡電流成分を抽出して被測定電路の絶縁監視を行う。被測定電路２の漏洩電流には対地静電容量Ｃ０に起因する地絡電流と絶縁抵抗Ｒ０に起因する地絡電流が含まれるが、漏電火災等を引き起こす原因は絶縁抵抗Ｒ０の低下であるため、絶縁監視装置１は絶縁抵抗Ｒ０に起因する地絡電流を監視する。絶縁監視装置１による通常の絶縁監視動作では、零相電流センサＺＣＴによって検出された電流から商用電圧と同位相の電流成分（抵抗性地絡電流成分）を零相電流抽出手段１７がベクトル演算よって抽出し、抵抗性地絡電流成分が所定の閾値以上である場合には報知手段１６によるその旨の報知が行われる。
【００３０】
本実施形態において、商用電圧同期手段１１、試験電流制御手段１２、試験電流印加手段１３、電流取込手段１４、試験電流抽出手段１５および報知手段１６は、絶縁監視装置の動作確認試験を活線状態で行う試験装置を構成している。このうち、商用電圧同期手段１１、試験電流制御手段１２および試験電流印加手段１３は、絶縁監視装置１の動作確認試験を活線状態で行うために零相電流センサＺＣＴに試験電流を供給する試験電流発生装置を構成している。絶縁監視装置１の精度試験では、零相電流センサＺＣＴに試験電流を供給すると共に、零相電流センサＺＣＴによって検出された電流から試験電流Ｉｔに起因する電流を抽出し、所定の演算処理によって試験電流Ｉｔの実効値が求められる。その後、報知手段１６によりランプ表示やサーバ通信などで試験電流の実効値や警報状態を知らせる。
【００３１】
図２は、基準信号に対する試験電流、零相電流および合成電流の波形図であって、（ａ）は基準信号（商用電圧）、（ｂ）は試験電流、（ｃ）は零相電流、（ｄ）は合成電流をそれぞれ示している。
【００３２】
図２（ａ）および（ｂ）に示すように、試験電流制御手段１２は、商用電圧同期手段１１が取り込んだ基準信号に対して位相βを持つＮ周期分の試験電流成分（第１の試験電流成分）と、基準信号に対して位相β＋γを持つＮ周期分の試験電流成分（第２の試験電流成分）とを交互に繰り返し出力する。すなわち、試験電流制御手段１２は、基準点Ｐから最初のＮ周期は位相βの電流波形を出力し、次のＮ周期は位相β＋γの電流波形を出力し、また次のＮ周期は位相βの電流波形を出力し、さらに次のＮ周期は位相β＋γの波形を出力する。なお試験電流の波形は正弦波に限定されず、矩形波であってもよく、離散波形であってもよい。
【００３３】
試験電流の位相の切り替え周期Ｎの値は２以上（Ｎ≧２）であれば特に限定されないが、Ｎが小さい場合には試験電流の位相が頻繁に切り替わるため不連続点が多くなり、試験電流をクランプメータ等で測定したときの測定値が安定しない。また、Ｎが大きい場合には試験電流の位相が頻繁に切り替わらないので測定値が安定するが、合成電流の演算値をＮ周期分保持する大容量のバッファメモリを使用しなければならない。以上を考慮すると、Ｎは５以上２０以下であることが好ましい。
【００３４】
位相βの値は特に限定されず、例えばβ＝０であってもよい。また位相γは第１の試験電流成分と第２の試験電流成分との位相差であって、その値は０度以外であれば特に限定されないが、位相γが０度に近いほど試験電流の測定誤差が大きくなり、位相γが１８０度のときに測定精度が理論上最も高くなることから、位相γは１８０度であることが好ましい。しかしながら、図１に示すようにクランプメータ１９を用いて試験電流の測定を行う場合、位相γを１８０度付近とした場合には試験電流の位相がダイナミックに変化することによってクランプメータ１９の表示値のふらつきが大きくなる。そのため、クランプメータ１９による試験電流の測定を考慮すると、実用面では位相γは５度以上４５度以下であることが好ましく、２０度以上４０度以下であることが特に好ましい。
【００３５】
零相電流が被測定電路２に流れている場合において、零相電流センサＺＣＴから試験電流を供給すると、零相電流センサＺＣＴを介して電流取込手段１４に取り込まれる電流は、図２（ｂ）に示す試験電流と図２（ｃ）に示す零相電流との合成電流となる。図２（ｄ）に示すように、合成電流の波形はＮ周期ごとに位相および振幅が変化した波形となり、振幅差は位相γが１８０度に近いほど大きくなる。試験電流抽出手段１５はこのような合成電流から試験電流を抽出する。
【００３６】
図３は、試験電流抽出手段１５による試験電流の抽出方法を説明するためのブロック図である。以下は、零相電流センサＺＣＴ及び電流取込手段１４が損失無く理想的に動作するものと仮定して、その原理を解説するものである。
【００３７】
図３に示すように、試験電流抽出手段１５は、電流取込手段１４が入力した零相電流Ｉｏと試験電流Ｉｔとの合成電流を理想正弦波と理想余弦波でそれぞれ積和演算する。位相βで得られた理想正弦波および理想余弦波による積和演算結果をそれぞれＩｃ１、Ｉｓ１とし、位相β＋γで得られた理想正弦波および理想余弦波による積和演算結果をそれぞれＩｃ２、Ｉｓ２とする。試験電流抽出手段１５は、Ｉｃ１、Ｉｓ１、Ｉｃ２、Ｉｓ２から試験電流の実効値Ｉｔ／√２を算出する。試験電流抽出手段１５による演算処理の詳細は下記のようになる。
【００３８】
まず、被測定電路に流れる零相電流ｉｏを（数２）とし、試験電流制御手段１２により位相βで波形制御され、試験電流印加手段１３により印加される試験電流ｉｔ１を（数３）とすると、零相電流センサＺＣＴで（数２）と（数３）が合成されて電流ｉ１（数４）が生成される。なおαは基準信号に対する零相電流ｉｏの位相差である。
【数２】
0006749535.tif 000003
【数３】
0006749535.tif 000004
【数４】
0006749535.tif 000005
【００３９】
この電流ｉ１（第１の合成電流成分）を電流取込手段１４により取得し、試験電流抽出手段１５により理想正弦波と掛け合わせた結果を（数５）、理想余弦波と掛け合わせた結果を（数６）とする。なおＴは基準信号の周期である。
【数５】
0006749535.tif 000006
【数６】
0006749535.tif 000007
【００４０】
次に、試験電流制御手段１２により位相β＋γで波形制御され、試験電流印加手段１３により印加される試験電流ｉｔ２を（数７）とすると、零相電流センサＺＣＴで（数２）と（数７）が合成されて電流ｉ２（数８）が生成される。
【数７】
0006749535.tif 000008
【数８】
0006749535.tif 000009
【００４１】
この電流ｉ２（第２の合成電流成分）を電流取込手段１４により取得し、試験電流抽出手段１５により理想正弦波と掛け合わせた結果を（数９）、理想余弦波と掛け合わせた結果を（数１０）とする。
【数９】
0006749535.tif 000010
【数１０】
0006749535.tif 000011
【００４２】
（数５）と（数９）の差分を（数１１）とし、（数６）と（数１０）の差分を（数１２）とする。
【数１１】
0006749535.tif 000012
【数１２】
0006749535.tif 000013
【００４３】
（数１１）と（数１２）の２乗和は（数１３）となるから、試験電流の実効値Ｉｔ／√２は（数１４）のように算出できる。
【数１３】
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【数１４】
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【００４４】
図４は、試験電流抽出手段１５による処理を合成電流の波形と共に示す説明図である。
【００４５】
図４に示すように、合成電流から試験電流の実効値Ｉｔ／√２を求める演算処理は、合成電流の１周期ごとに行われ、合成電流ＩＸに理想正弦波および理想余弦波をそれぞれ乗じた値は合成電流ＩＸの１周期ごとに算出され、バッファメモリに保持される。
【００４６】
例えば図示のように、最初のＮ周期は位相βの試験電流の区間（図２参照）であるため"Ｉｃ１"および"Ｉｓ１"が１周期ごとに生成され、次のＮ周期は位相β＋γの試験電流の区間であるため"Ｉｃ２"および"Ｉｓ２"が１周期ごとに生成される。そして１周期目のときの２つの値（Ｉｃ１，Ｉｓ１）とＮ＋１周期目のときの２つの値（Ｉｃ２，Ｉｓ２）をそれぞれ使って（式１３）の演算をすることで、試験電流の１周期分の実効値を算出することができる。すなわち、（Ｉｃ１，Ｉｓ１）の検出位置ではＮ周期前の（Ｉｃ２，Ｉｓ２）を用いて演算が行われ、（Ｉｃ２，Ｉｓ２）の検出位置ではＮ周期前の（Ｉｃ１，Ｉｓ１）を用いて演算が行われる。そして、このようなＮ周期前の値を参照した演算を１周期ごとに行うことで、各周期で同じように試験電流の実効値を求めることができる。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態による絶縁監視装置１は、絶縁監視の精度をチェックする自己診断機能を有し、零相電流に影響されない試験電流を零相電流センサＺＣＴに供給して動作確認試験を行うので、試験電流の測定精度を高めることができる。また位相変調された試験電流を用いるとともに、試験電流と零相電流との合成電流に理想正弦波および理想余弦波で積和演算した結果から試験電流の実効値を算出しているので、試験電流の振幅変動を抑えてクランプメータによる試験電流の確認を容易に行うことができる。
【００４８】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００４９】
例えば、上記実施形態においては、単相二線式の低圧配電線を被測定電路としたが、本発明はこれに限定されず、単相三線式または三相三線式の電路を監視対象としてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１    絶縁監視装置
２    被測定電路
３    接地線
１１    商用電圧同期手段
１２    試験電流制御手段
１３    試験電流印加手段
１４    電流取込手段
１５    試験電流抽出手段
１６    報知手段
１７    零相電流抽出手段
１９    クランプメータ
Ｃ０    対地静電容量
Ｉ１，ｉ１    合成電流（第１の合成電流成分）
Ｉ２，ｉ２    合成電流（第２の合成電流成分）
Ｉｏ，ｉｏ    零相電流
Ｉｔ    試験電流
Ｉｔ１，ｉｔ１    第１の試験電流成分
Ｉｔ２，ｉｔ２    第２の試験電流成分
ＩＸ    合成電流
Ｒ０    絶縁抵抗
ＺＣＴ    零相電流センサ
α    基準信号に対する零相電流の位相差
β    試験電流の第１の位相
γ    試験電流の第１の位相と第２の位相との位相差
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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