(57)【要約】【課題】  電気設備の絶縁抵抗を測定する装置を、電気的な動作を行う手段を用いて構成し、装置の機構を簡素化し、測定値の信頼性を向上させ得るようにする。【解決手段】  絶縁抵抗測定装置２は、被測定物９の接地側にアースクリップ８と、被測定物９の電路側にプローブ５の検出針６を、それぞれ接続する。絶縁抵抗計２では、交流電圧注入器１５から検出用抵抗回路１１を通して被測定物９に向けて、所定の値の印加電圧を注入し、被測定物９に流れる電流から得られた情報を、バンドパスフィルタ１２を通して電気的に処理可能とすることで、機械的な動作機構を必要とせず、操作を容易に行い得るようにする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低圧または高圧電気設備や電気製品の絶縁抵抗を測定するための測定器であって、被測定物に絶縁抵抗計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、前記プローブ本体の押しボタンスイッチを押すことにより、絶縁抵抗計の絶縁抵抗測定用直流電圧発生回路を始動し直流電流を印加して、被測定物に流れる直流電流を指示計に入力させ、被測定物の絶縁抵抗値を演算処理して指示計に表示するように構成された装置において、
被測定物の検知用の信号を、発生する交流電圧発生器に接続された交流電圧注入用変圧器を前記指示計に直列に設け、
更に、前記交流電圧注入用変圧器には、検出用抵抗と前記プローブの検出針を直列に設け、
前記被測定物の接地側に対して、前記絶縁抵抗測定用直流電圧発生回路のアース側端子からアースクリップを介して接続し、
前記交流電圧発生器は被測定物検知用交流電圧を常時発生させ、前記検出針とアースクリップ間に被測定物検知用交流電圧を出力し、
前記被測定物と検出針が接触した際に、前記被測定物を介して、前記被測定物検知用交流電圧成分の電流が前記検出用抵抗に流れ、前記検出用抵抗の両側に発生する前記被測定物検知用交流電圧成分の電圧を処理することにより、前記絶縁抵抗測定用直流電圧発生回路の動作を開始させて、
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可能にすることを特徴とする絶縁抵抗計。
【請求項２】
前記装置には、測定の動作を停止する際には、前記被測定物と検出針が離れると、前記被測定物検知用交流電圧成分の電流が前記検出用抵抗に流れなくなり、前記検出用抵抗の両端に発生する前記被測定物検出用電圧成分の電圧が低下することを検出して処理し、前記絶縁抵抗測定用直流電圧発生回路の動作を停止することにより、前記押しボタンスイッチの押圧を解除することなしに、測定作業を停止させることを特徴とする請求項１に記載の絶縁抵抗計。
【請求項３】
常時動作している前記被測定物検知用交流電圧発生器から交流電圧注入用変圧器と前記検出用抵抗を介して、被測定物に印加された前記被測定物検知用交流電圧により被測定物に流れる電流を用い、
前記検出用抵抗の両端に発生する電圧を、前記被測定物検知用交流電圧成分のみを通過するバンドパスフィルタでフィルタリングし、前記フィルタリングされた電圧が一定値以上に達した時に、レベル検出器から前記絶縁抵抗測定用直流電圧発生回路を始動させるために、前記絶縁抵抗測定用直流電圧発生回路始動用電子スイッチに信号を出力し、
前記絶縁抵抗測定用直流電圧発生回路始動用電子スイッチを「閉」とし、前記絶縁抵抗測定用直流電圧発生回路を始動して、絶縁抵抗測定の動作を開始することを特徴とする請求項１に記載の絶縁抵抗計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気設備等の絶縁抵抗を測定するために使用する測定器に関し、特に、低圧の電路での電線相互の間、および電路と大地との間の絶縁抵抗の測定を、安定した状態で行い得るとともに、操作が容易で耐久性のある絶縁抵抗計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より用いられている絶縁抵抗計は、定格測定電圧の１．３倍を超えないもので、短絡電流は１５ｍＡを超えないものと、ＪＩＳ規格に規定されている。例えば、従来より多く使用されている小型の装置で、或るメーカーが発売している１種の絶縁抵抗計について測定すると、１２５Ｖレンジの出力電圧は１４０Ｖで、電流は１，５ｍＡであった。
【０００３】
また、前記小型の測定装置の取扱い説明書では、被測定物にプローブを接触させてから、押しボタンスイッチを押し、表示された値を読み取るように指定している。そして、前記読み取りを行った後で、前記押しボタンスイッチを離して、０Ｖと表示されたことを確認してから、プローブを被測定物から離す動作を行うことを指定している。
【０００４】
ところで、前記従来の小型の測定器では、前記取り扱い説明書と異なる作業手順で、押しボタンスイッチを押し、直流電圧を出力したままの状態で、被測定物へプローブを接触させると、規定値を大きく超える波高値で急峻な電圧波形が印加されるという状態が発生する。
【０００５】
そこで、前述したような不都合が生じることを解決するために、特許文献１に開示されているような構成の絶縁抵抗測定器を提案している。図３に示す前記測定器１においては、アースに接続するクリップ８と、被測定物に針の先端を押し付ける検出針６とを用いており、プローブ５の先端から突出させて設けている前記検出針６を、スプリング６ａにより突出させる方向に付勢するよう構成している。
【０００６】
前記従来例の装置を用いて、電気設備等の絶縁抵抗を測定するに際しては、図４に示すように、検出針６を被測定物９に位置決めして接続（押圧）し、アース８も接続してから、プローブ５に設けた押しボタンスイッチ７のボタンを押す。ついで、前記検出針６の先端を、被測定物９に押圧する動作で、スプリング６ａに抗して検出針６を後退させて、検出針６の端子７ｂをスイッチの端子７ａと接続して、制御回路３に情報を伝達する。そして、装置本体２に設けている指示計４に情報を表示することで、対象とされる電気設備等の絶縁抵抗を測定出来るとされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１２１８７７
【０００８】
前記公知文献に示される例では、絶縁抵抗計は比較的小型に構成出来るのであり、測定時の操作性が良好であって、測定された値などの信頼性も、比較的良いとされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、前記装置のプローブは、検出針をスプリングで付勢しながら、プローブの先端に出没可能に収容する機能と、押しボタンスイッチの機能を、コンパクトに組み込む必要があり、機構的に複雑な部品を組み込むことで、機械的に故障が発生しやすく、耐久性に問題があった。
また、それらの機能と測定接点を収納するために、プローブを金型から製作する必要があり、そのために開発コストが高くなるという問題があった。
【００１０】
本発明は、前記公知文献の装置に用いられる検出機構を、機械式から電子式のものとして改良し、被試験物検知に際しての操作性を向上させたもので、プローブの中に設ける回路の構成を特に限定せずに、従来例の機構と同様な働きを行う回路を組合わせて用い、動作の信頼性を向上させ得る装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、絶縁抵抗計に関するもので、請求項１の発明は、低圧または高圧電気設備や電気製品の絶縁抵抗を測定するための測定器であって、被測定物に絶縁抵抗計のプローブから突出させて設けてある検出計を接触させ、アースを介して接続し、前記プローブ本体の押しボタンスイッチを押すことにより、絶縁抵抗計の絶縁抵抗測定用直流電圧発生回路を始動し直流電流を印加して、被測定物に流れる直流電流を指示計に入力させ、被測定物の絶縁抵抗値を演算処理して指示計に表示するように構成された装置において、被測定物の検知用の信号を、発生する交流電圧発生器に接続された交流電圧注入用変圧器を前記指示計に直列に設け、更に、前記交流電圧注入用変圧器には、検出用抵抗と前記プローブの検出針を直列に設け、前記被測定物の接地側に対して、前記絶縁抵抗測定用直流電圧発生回路のアース側端子からアースクリップを介して接続し、前記交流電圧発生器は被測定物検知用交流電圧を常時発生させ、前記検出針とアースクリップ間に被測定物検知用交流電圧を出力し、前記被測定物と検出針が接触した際に、前記被測定物を介して、前記被測定物検知用交流電圧成分の電流が前記検出用抵抗に流れ、前記検出用抵抗の両側に発生する前記被測定物検知用交流電圧成分の電圧を処理することにより、前記絶縁抵抗測定用直流電圧発生回路の動作を開始させて、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可能にすることを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明は、前記装置には、測定の動作を停止する際には、前記被測定物と検出針が離れルと、前記被測定物検知用交流電圧成分の電流が前記検出用抵抗に流れなくなり、前記検出用抵抗の両端に発生する前記被測定物検出用電圧成分の電圧が低下することを検出して処理し、前記絶縁抵抗測定用直流電圧発生回路の動作を停止することにより、前記押しボタンスイッチの押圧を解除することなしに、測定作業を停止させることを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明は、常時動作している前記被測定物検知用交流電圧発生器から交流電圧注入用変圧器と前記検出用抵抗を介して、被測定物に印加された前記被測定物検知用交流電圧により被測定物に流れる電流を用い、前記検出用抵抗の両端に発生する電圧を、前記被測定物検知用交流電圧成分のみを通過するバンドパスフィルタでフィルタリングし、前記フィルタリングされた電圧が一定値以上に達した時に、レベル検出器から前記絶縁抵抗測定用直流電圧発生回路を始動させるために、前記絶縁抵抗測定用直流電圧発生回路始動用電子スイッチに信号を出力し、前記絶縁抵抗測定用直流電圧発生回路始動用電子スイッチを「閉」とし、前記絶縁抵抗測定用直流電圧発生回路を始動して、絶縁抵抗測定の動作を開始することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
前述したように構成してなる装置では、従来の装置での取扱説明書の手順を用いずに、プローブの押しボタンスイッチを押したままで測定したとしても、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、作業の工程を従来のプローブで行う場合よりも、大幅な時間の短縮をすることができる。
更に、前記公知文献に示される装置のように、検出針にスプリングを内蔵させる等の機構が不要となるため耐久性が増し、複雑な機構が不要となるためコスト面でも有利となる。
【００１５】
前述した本発明の測定方式を用いたことにより、作業者は、検出針を被測定回路の所定の位置に接触させるのみで情報を得ることができ、誤操作が防止出来るとともに、測定時間の短縮につながる。
そして、従来例として示した押しボタンスイッチ装置のような、複雑に組合わせて連動させる機械的な構造がないために、従来のプローブと同様に機械的な故障が発生しにくい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の装置の構成の説明図である。
【図２】図１の装置を具体的に示す回路の説明図である。
【図３】従来の絶縁抵抗測定器の説明図である。
【図４】図３の装置を用いた場合の回路の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図示される例にしたがって、本発明の装置の構成を説明する。
本発明の絶縁抵抗計は、絶縁抵抗を測定する対象として、電気設備や電気機器の電路の対地間や電線相互間の絶縁抵抗を測定するために用いられる。
【００１８】
図１、２に示す例は、電気設備や電気機器の電路等の被測定回路の絶縁抵抗を測定するための、装置の１実施例を示しているもので、図１では測定装置の全体の構成要素を説明しており、図２では、測定に際しての各構成要素の動作を説明している。前記被測定物９に対して、絶縁抵抗計２からは、プローブの先端に設けた検出針６と、アース線をそれぞれ接続して（図３でも説明したように）測定を行うが、前記アース線はクリップを用いて接続することを想定しているので、アースクリップ８と呼んでいる。
なお、この実施例においては、前記従来例として説明した先願と同様に、測定に際しての所定の動作を行うことを想定して、操作の説明を行っている。
【００１９】
前記図１、２に説明する例において、絶縁抵抗計２の回路からは、アースクリップ８を被測定物９のアース側に装着し、検出針６は電路側に接触させて、測定の動作を行うようにする。
前記被測定物９には、測定装置（絶縁抵抗計）２の検出針６を接触させて測定するが、前記絶縁抵抗計２では、検出針６に接続する出力端に設ける検出用抵抗１１に、交流電圧注入変圧器１５を接続し、アース側との間には直流電圧発生回路（絶縁抵抗測定用直流電圧発生回路）１０を設けている。
【００２０】
前記回路の構成部材に対して、検出針６に接続する検出用抵抗１１には、バンドパスフィルタ１２とレベル検出器１３とを配置している。また、交流電圧注入変圧器１５には交流電圧発生器（被測定物検知用交流電圧発生回路）１６を、さらに、直流電圧発生回路１０に対しては、始動用電子スイッチ（絶縁抵抗測定用直流電圧発生回路の始動停止用電子スイッチ）１４を、それぞれ設けている。
【００２１】
前記図１の回路に関して、絶縁抵抗を測定する時の電流の流れや、各構成部材の作用等を具体的に説明すると、図２では、被測定回路９ａと検出針６が接触した際に、電路を流れる電流Ｉが矢印方向に流れるとして説明している。つぎに、前記図１、２に説明する例において、各構成部材（回路部品）の作用と特徴を、以下に説明する。
【００２２】
本器の構成とブロック図の説明：
・  検出針（プローブ５の先端部）６：  測定コードのライン側で被測定物９の電源回路などに接触させる先端部。
・  交流電圧発生器１６：  交流電圧注入変圧器１５に加える被測定物検知用の交流電圧を発生させる。
【００２３】
・  交流電圧注入変圧器１５：  交流電圧発生器１６から出力された交流電圧を、昇圧又は降圧し被測定回路９ａに注入させる。
・  検出用抵抗１１：  注入された交流電圧による電流が、検出用抵抗１１を流れることで発生する電圧降下を利用し電圧変換する。
【００２４】
・  バンドパスフィルタ１２：  検出用抵抗１１で発生した電圧の中から、被測定物９に注入された交流電圧発生器１６と同じ周波数を通過させる。
・  レベル検出器１３：  バンドパスフィルタ１２でフィルタリングされた電圧が一定値以上に達した場合に、直流電圧発生回路１０の始動用電子スイッチ１４に信号を出力する。
【００２５】
・  直流電圧発生回路始動用電子スイッチ１４  ：  レベル検出回路１３より信号を受け電子スイッチが「閉」となり直流電圧発生回路１０へ電圧出力の始動信号を出力する。
・  直流電圧発生回路１０：  被測定回路９ａに絶縁抵抗測定用直流電圧を発生させる。
・  アースクリップ８：  被測定物９の接地側、ケースに取付け測定回路を形成する。
【００２６】
前述した各構成部材を組み立てた本実施例の装置で、測定を行う際の動作を説明する。
まず、最初に、アースクリップ８を被測定物９の接地側に取付け、プローブ５の先端に設けられた検出針６を被測定物９に接触させる。
【００２７】
ついで、交流電圧発生器１６で特定周波数の電圧を発生させ、交流電圧注入変圧器１５により測定回路に検出電圧を注入する。
そして、被測定物９の閉回路に、注入された検出電圧により電流が流れ、検出用抵抗１１の両端に交流電圧が発生する。
【００２８】
前記発生した交流電圧は、バンドパスフィルタ１２により検出用抵抗両端に発生する交流電圧発生器の周波数と同じ電圧を通過させる。そして、前記フィルタリングされた電圧が一定値以上のレベルに達したときにレベル検出回路は、直流電圧発生回路１０の始動用電子スイッチ１４に信号を出力する。前記動作により、直流電圧発生回路始動用電子スイッチが「閉」となり、絶縁抵抗測定用直流電圧発生回路１０から絶縁抵抗測定用直流電圧が、被測定物９に向けて出力される。
【００２９】
つぎに、図１のブロック図を、図２に示している等価回路を用いて説明する。
・まず、絶縁抵抗測定用直流電圧発生回路１０は、インピーダンスの符号Ｚで示しているが、ほとんどが静電容量である。
・被測定物の等価回路９ａにおいて、Ｒは導体とアース間の絶縁物の絶縁抵抗で、絶縁物の状態、使用状態により変化する値である。
また、Ｌは、導体とアース間のインダクタンスで、きわめて小さい値であり、Ｃは導体とアース間の静電容量で、絶縁物の状態に関係せず値はほぼ一定である。
【００３０】
前記検出用抵抗Ｒは、絶縁抵抗測定の精度に影響が出にくい抵抗値で、交流電圧発生器で発生する被測定物検知用交流電圧周波数Ｆは、被測定物の電源周波数とは異なり、また、電源に含まれる高調波とは一致せず、直流電圧発生回路Ｚ、インダクタンスＬ、静電容量Ｃ等に影響されにくい周波数を選定する。
そして、前記被測定物に流れる電流Ｉは、アースクリップ８を被測定物９の接地側に取付け、プローブ５の先端を被測定物の電路側に接触させると、検出用に注入された交流電圧により、被測定物の等価回路Ｒ、Ｌ、Ｃの並列回路に電流Ｉが流れて、その電流により、検知用抵抗１１で電圧降下が発生し、電圧降下で発生した電圧を被測定物検知用電圧として利用する。
【００３１】
前述したように、絶縁抵抗計２は、被測定物６のアース側にアースクリップ８を接続し、被測定物６の電路側に検出針６を接触させる。そして、前記絶縁抵抗測定装置２では、検出用抵抗１１を通して被測定物９に向けて所定の電圧を印加し、アースを通じて得られた電流により、検知用抵抗１１で発生した被測定物検知用交流電圧をバンドパスフィルタ１２を通して検知して、レベル検出器１３で被測定物が接触したことを電気的に検知可能としている。したがって、機械的な動作機構を必要とせず、操作を容易に行い得て、被測定物の絶縁抵抗を測定することができる。
【００３２】
前記動作に加えて、前述した本発明の測定方式を用いたことによる装置の特徴と、動作の有効性とを、以下に列挙すると、  
・  この方式では、電圧を印加した状態で被測定物の等価回路にプローブが接触することがなく、電気的ストレスの低減が図られる。
・  作業者は，検出針を被測定物の電路側の所定の位置に接触するのみであり、誤操作が防止出来るとともに、測定時間の短縮につながる。
・  従来例として示した並列スイッチのような、複雑に組合わせて連動させる機械的な構造がなく、従来の検出針に押圧バネのような付勢機構を用いた装置と同様に、機械的な故障が発生しにくく、装置の作成に余分な手間と加工作業を必要としない。
【符号の説明】
【００３３】
１    絶縁抵抗計、  
２    絶縁抵抗計本体、  
３    制御回路、
４    指示計、  
５    プローブ、  
６    検出針、
７    押しボタンスイッチ、
８    アースクリップ、
９    被測定物、
９ａ    被測定物の等価回路、
１０    直流電圧発生回路（絶縁抵抗測定用直流電圧発生回路）、  
１１    検出用抵抗、  
１２    バンドパスフィルタ、
１３    レベル検出器、  
１４    始動用電子スイッチ（絶縁抵抗測定用直流電圧発生回路の始動停止用電子スイッチ）、
１５    交流電圧注入変圧器、  
１６    交流電圧発生器（被測定物検知用交流電圧発生回路）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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