(57)【要約】【課題】単相低電圧負荷に接続する絶縁電線上の任意箇所で絶縁抵抗又は抵抗分漏れ電流を外部電圧を導入することなく測定できる小型軽量でワンタッチで操作できる携帯型測定器を提供する。【手段】低圧単相電路１０をクランプする零相変流器ＣＴのクランプアーム２の内面に電路導体の非接地線Ａとの間に静電容量Ｃを形成するための導電薄板５を設け、該薄板から得られる容量性電流Ieを基準電圧ベクトルPeとして零相変流器の測定電流Igから漏洩抵抗又は漏洩抵抗分電流IRを求める活線絶縁抵抗測定器。【選択図】    図５
2009025219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低圧単相絶縁電線を内挿した零相零相変流器の測定漏洩電流から漏洩抵抗分電流又は絶縁抵抗を求める場合において、当該電線の外周面の一部又は全面に導電薄板を接触させて前記電線導体との間に静電容量を形成させると共に該静電容量を流れる容量性電流によって前記測定漏洩電流の基準電圧ベクトルを得ることを特徴とする活線絶縁測定方法。
【請求項２】
低圧単相電路の絶縁電線をクランプする零相零相変流器のクランプアーム内面に前記電路導体との間に静電容量を形成するための導電薄板を設け、該薄板から得られる容量性電流を電圧変換して基準電圧ベクトルとして前記零相零相変流器の測定電流から絶縁抵抗を求めることを特徴とする活線絶縁抵抗測定器。
【請求項３】
低圧単相電路の絶縁電線をクランプした零相零相変流器の近傍の前記電路該電路導体との間に静電容量を形成するための導電薄板を有するクリップを取付け、該薄板から得られる容量性電流を電圧変換して基準電圧ベクトルとして前記零相零相変流器の測定電流から絶縁抵抗を求めることを特徴とする活線絶縁抵抗測定器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、各種電気機器に接続している低圧配線上の任意箇所で機器の絶縁抵抗を外部電圧を必要とせずに簡易に測定できる携帯型測定器に関する。
【背景技術】
【０００２】
稼動中の単相負荷の絶縁抵抗又は漏れ電流抵抗分を測定する方法として文献１に示すような電力計方式や文献２に示すようなtanδ方式がある。
これらの方式では、検出した漏れ電流から抵抗分電流を知るために基準ベクトルとする電圧や位相角を当該負荷に接続している電路から得る必要があることから電路の導体露出部の近傍に設置しなければならなかった。    その上、これらの装置は、大型であって固定又は据え置きであったので従来から移動式又は手持ち式で且つ任意の位置で絶縁抵抗を測定できる小型の絶縁抵抗測定器が求められていた。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３０４７８７公開公報
【特許文献２】特開平７−９８３４７公開公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明は、単相負荷に接続する絶縁電線上の任意箇所で絶縁抵抗又は抵抗分漏れ電流などの絶縁劣化の判定要素を外部電圧を導入することなく測定できる簡易測定法及び携帯型測定器を提供するものであり、更に、ワンタッチで操作できる小型軽量な測定器を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、接地式低圧単相電路においてクランプ式零相変流器（以下、クランプＣＴ又は単にＣＴという）によって測定された負荷漏洩電流から絶縁抵抗又は漏洩抵抗分電流などの絶縁劣化指標をデジタル表示させるものであって、単相電路の外周に設けた静電容量形成用導電薄板から得られる容量性進相電流を電路電圧と同相の電圧ベクトルに変換し、これを基準ベクトルとしてＣＴ測定電流と所要の演算により絶縁抵抗などを得ることを特徴とするものである。
即ち、電路導体（非接地側導体）と導電薄板との間の静電容量によって得られる電流は、電路の電圧より90°進み電流であって該電流を電圧変換した電圧ベクトルは電路の線間電圧と同相になる。    一方、クランプＣＴの検出コイルから得られた測定電流は、抵抗分と容量分電流の合成電流である。両者をＣＴ本体の握持部内に設けられた電圧変換回路や所要の演算回路例えば同期整流回路などの回路に導入して、絶縁抵抗値など必要な絶縁状態情報を表示部に表示できる。
導電薄板は、金属板をクランプＣＴのクランプアームの内面の一部又は全面に支持させたもの、或いは、絶縁電線の外周面に接する湾曲金属板を有するクリップなどによって単相電路の外周に接触させるものでもよい。
金属板はアーム内面又はクリップ内面に直接固定する必要はなく、スポンジや空気袋などの絶縁性クッション材を介して支持させることもできる。
導体との静電結合を確実にするため、導電薄板は電線外周に対して少なくとも180°接触していることが好ましい。
この他、所定長さのスリット付弾性管体の内面に導電薄板を張付けたもの又は電線外周に銀紙や銅箔のテープを巻き付けてクリップなどで接続するようにしてもよい。
【発明の効果】
【０００６】
本発明方法によれば、負荷の漏洩電流と基準電圧ベクトルを簡単且つ容易に得ることができ、しかも簡単な回路で負荷の絶縁状態を知ることができる。
また、本発明携帯式絶縁測定器のよれば、外部電圧などを導入する必要がないから負荷に接続している配線上であれば場所や状況を問わず任意の箇所で測定でき、操作も簡単であるから測定作業を著しく効率化できる。    更に、家屋内に管理者などが不在の場合でも屋外から絶縁抵抗を測定できる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、本発明測定器の使用態様を示した図であって、１は零相零相変流器（クランプＣＴ）、２はクランプアーム、３はＣＴ本体の握持部であって表示部４の他、必要な変換・演算回路を内装している。  ５はクランプアームの内面の一部、例えば図２のように約120°の範囲にクッション性絶縁材６を介して支持させたアルミニウム又は銅などの金属製導電薄板である。
図4は導電クリップ７を使用する例であって、リード線８に接続し、先端挟持部９の湾曲内面に導電薄板５を取り付けてある。    １０は、負荷に接続している導線Ａ，Ｂを内装している絶縁被覆電線（二芯コード又はケーブル）であり、導線Ａ，Ｂには負荷電流の他、漏洩抵抗分電流IRと容量分電流Icの合成電流Igが流れ、ＣＴの検出コイルＫは、Igを検出する。  通常Ic>>IRである。
導電薄板からの容量性基準ベクトル電流Ieは、接地線Ｇ又は本体握持部の表面金属板Ｍと人体（抵抗Rm）を通って流れる。
【０００８】
クランプＣＴは、漏洩電流Igが数μA〜10μAであっても充分検出できる。
また、導電薄板の静電容量が１pFの場合、電源周波数５０Hzとすると、容量リアクタンスＸcは3000Ｍ&#8486;、Icは約3.3μAとなる。
図5は、演算回路の一例であって、容量性電流Ieをゼロクロス位置で矩形波電圧Peに変換し、検出電流Igを同期整流によって絶縁抵抗分電流IRを得る回路である。  20は矩形波変換回路、21は同期整流回路である。  同期整流によってIg中の容量分電流Icは除去されて抵抗分電流IRのみが出力される。    供給電圧eは、既知（100Ｖ又は200Ｖ）であるから、これをIRで除算すれば絶縁抵抗Ｒを表示させることができる。    
【０００９】
上記は、矩形波変換回路の入力側、即ち導電薄板からの電流を接地線Ｇで接地した場合であるが、接地線Ｇがない場合、つまりＣＴ握持部の金属板Ｍと人体抵抗Rmを介して基準ベクトル電流Ieが流れた場合、人体抵抗150Ｋ&#8486;〜５Ｍ&#8486;と仮定してもずれ角α＝89.6°〜89°であって測定値に殆ど影響を与えない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明測定器の使用状態の説明図
【図２】導電薄板をクランプアーム内面に設けた要部正面図
【図３】同上の要部断面図
【図４】導電クリップの側面図
【図５】絶縁抵抗測定回路の構成図
【図６】漏洩電流と抵抗分電流の関係を示すベクトル図
【符号の説明】
【００１１】
１  クランプＣＴ
２  クランプアーム
３  本体握持部
４  表示部
５  導電薄板
６  絶縁材
７  導電クリップ
８  クリップのリード線
９  先端挟持部
１０  絶縁被覆電線
【図１】
2009025219.tif 000003
【図２】
2009025219.tif 000004
【図３】
2009025219.tif 000005
【図４】
2009025219.tif 000006
【図５】
2009025219.tif 000007
【図６】
2009025219.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成20年11月1日(2008.11.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低圧単相絶縁電線を内挿した零相変流器の測定漏洩電流から漏洩抵抗分電流又は絶縁抵抗を求める場合において、当該電線の外周面の一部又は全面に導電薄板を接触させて前記電線導体との間に静電容量を形成させると共に該静電容量を流れる容量性電流によって前記測定漏洩電流の基準電圧ベクトルを得ることを特徴とする活線絶縁測定方法。
【請求項２】
低圧単相電路の絶縁電線をクランプする零相変流器のクランプアーム内面に前記電路導体との間に静電容量を形成するための導電薄板を設け、該薄板から得られる容量性電流を電圧変換して基準電圧ベクトルとして前記零相変流器の測定電流から絶縁抵抗を求めることを特徴とする活線絶縁抵抗測定器。
【請求項３】
低圧単相電路の絶縁電線をクランプした零相変流器の近傍の前記電路該電路導体との間に静電容量を形成するための導電薄板を有するクリップを取付け、該薄板から得られる容量性電流を電圧変換して基準電圧ベクトルとして前記零相変流器の測定電流から絶縁抵抗を求めることを特徴とする活線絶縁抵抗測定器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】この発明は、各種電気機器に接続している低圧配線上の任意箇所で機器の絶縁抵抗を外部電圧を必要とせずに簡易に測定できる携帯型測定器に関する。
【背景技術】
【０００２】稼動中の単相負荷の絶縁抵抗又は漏れ電流抵抗分を測定する方法として文献１に示すような電力計方式や文献２に示すようなtanδ方式がある。これらの方式では、検出した漏れ電流から抵抗分電流を知るために基準ベクトルとする電圧や位相角を当該負荷に接続している電路から得る必要があることから電路の導体露出部の近傍に設置しなければならなかった。    その上、これらの装置は、大型であって固定又は据え置きであったので従来から移動式又は手持ち式で且つ任意の位置で絶縁抵抗を測定できる小型の絶縁抵抗測定器が求められていた。【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３０４７８７公開公報
【特許文献２】特開平７−９８３４７公開公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】この発明は、単相負荷に接続する絶縁電線上の任意箇所で絶縁抵抗又は抵抗分漏れ電流などの絶縁劣化の判定要素を外部電圧を導入することなく測定できる簡易測定法及び携帯型測定器を提供するものであり、更に、ワンタッチで操作できる小型軽量な測定器を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】本発明は、接地式低圧単相電路においてクランプ式零相変流器（以下、クランプＣＴ又は単にＣＴという）によって測定された負荷漏洩電流から絶縁抵抗又は漏洩抵抗分電流などの絶縁劣化指標をデジタル表示させるものであって、単相電路の外周に設けた静電容量形成用導電薄板から得られる容量性進相電流を電路電圧と同相の電圧ベクトルに変換し、これを基準ベクトルとしてＣＴ測定電流と所要の演算により絶縁抵抗などを得ることを特徴とするものである。即ち、電路導体（非接地側導体）と導電薄板との間の静電容量によって得られる電流は、電路の電圧より90°進み電流であって該電流を電圧変換した電圧ベクトルは電路の線間電圧と同相になる。    一方、クランプＣＴの検出コイルから得られた測定電流は、抵抗分と容量分電流の合成電流である。両者をＣＴ本体の握持部内に設けられた電圧変換回路や所要の演算回路例えば同期整流回路などの回路に導入して、絶縁抵抗値など必要な絶縁状態情報を表示部に表示できる。導電薄板は、金属板をクランプＣＴのクランプアームの内面の一部又は全面に支持させたもの、或いは、絶縁電線の外周面に接する湾曲金属板を有するクリップなどによって単相電路の外周に接触させるものでもよい。金属板はアーム内面又はクリップ内面に直接固定する必要はなく、スポンジや空気袋などの絶縁性クッション材を介して支持させることもできる。導体との静電結合を確実にするため、導電薄板は電線外周に対して少なくとも180°接触していることが好ましい。この他、所定長さのスリット付弾性管体の内面に導電薄板を張付けたもの又は電線外周に銀紙や銅箔のテープを巻き付けてクリップなどで接続するようにしてもよい。
【発明の効果】
【０００６】本発明方法によれば、負荷の漏洩電流と基準電圧ベクトルを簡単且つ容易に得ることができ、しかも簡単な回路で負荷の絶縁状態を知ることができる。また、本発明携帯式絶縁測定器によれば、外部電圧などを導入する必要がないから負荷に接続している配線上であれば場所や状況を問わず任意の箇所で測定でき、操作も簡単であるから測定作業を著しく効率化できる。    更に、家屋内に管理者などが不在の場合でも屋外から絶縁抵抗を測定できる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】図１は、本発明測定器の使用態様を示した図であって、１は零相変流器（クランプＣＴ）、２はクランプアーム、３はＣＴ本体の握持部であって表示部４の他、必要な変換・演算回路を内装している。  ５はクランプアームの内面の一部、例えば図２のように約120°の範囲にクッション性絶縁材６を介して支持させたアルミニウム又は銅などの金属製導電薄板である。図4は導電クリップ７を使用する例であって、リード線８に接続し、先端挟持部９の湾曲内面に導電薄板５を取り付けてある。    １０は、負荷に接続している導線Ａ，Ｂを内装している絶縁被覆電線（二芯コード又はケーブル）であり、導線Ａ，Ｂには負荷電流の他、漏洩抵抗分電流IRと容量分電流Icの合成電流Igが流れ、ＣＴの検出コイルＫは、Igを検出する。  通常Ic>>IRである。導電薄板からの容量性基準ベクトル電流Ieは、接地線Ｇ又は本体握持部の表面金属板Ｍと人体（抵抗Rm）を通って流れる。【０００８】クランプＣＴは、漏洩電流Igが数μA〜10μAであっても充分検出できる。また、導電薄板の静電容量が１pFの場合、電源周波数５０Hzとすると、容量リアクタンスＸcは3000Mオーム、Icは約3.3μAとなる。図5は、演算回路の一例であって、容量性電流Ieをゼロクロス位置で矩形波電圧Peに変換し、検出電流Igを同期整流によって絶縁抵抗分電流IRを得る回路である。  20は矩形波変換回路、21は同期整流回路である。  同期整流によってIg中の容量分電流Icは除去されて抵抗分電流IRのみが出力される。    供給電圧eは、既知（100Ｖ又は200Ｖ）であるから、これをIRで除算すれば絶縁抵抗Ｒを表示させることができる。    【０００９】上記は、矩形波変換回路の入力側、即ち導電薄板からの電流を接地線Ｇで接地した場合であるが、接地線Ｇがない場合、つまりＣＴ握持部の金属板Ｍと人体抵抗Rmを介して基準ベクトル電流Ieが流れた場合、人体抵抗150Ｋオーム〜５Ｍオームと仮定してもずれ角α＝89.6°〜89°であって測定値に殆ど影響を与えない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明測定器の使用状態の説明図
【図２】導電薄板をクランプアーム内面に設けた要部正面図
【図３】同上の要部断面図
【図４】導電クリップの側面図
【図５】絶縁抵抗測定回路の構成図
【図６】漏洩電流と抵抗分電流の関係を示すベクトル図
【符号の説明】
【００１１】１  クランプＣＴ２  クランプアーム３  本体握持部４  表示部５  導電薄板６  絶縁材７  導電クリップ８  クリップのリード線９  先端挟持部１０  絶縁被覆電線