特開 2023-140274 絶縁抵抗監視装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023140274

(43)【公開日】2023-10-04

(54)【発明の名称】絶縁抵抗監視装置

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/52 20200101AFI20230927BHJP

   G01R 31/34 20200101ALI20230927BHJP

   G01R 31/56 20200101ALI20230927BHJP

   G01R 27/02 20060101ALI20230927BHJP

【ＦＩ】

G01R31/52

G01R31/34 B

G01R31/56

G01R27/02 R

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022196177

(22)【出願日】2022-12-08

(31)【優先権主張番号】P 2022045532

(32)【優先日】2022-03-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000004617

【氏名又は名称】日本車輌製造株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】596041168

【氏名又は名称】株式会社竹中電機

(71)【出願人】

【識別番号】517161142

【氏名又は名称】株式会社ＳｏＢｒａｉｎ

(74)【代理人】

【識別番号】110000534

【氏名又は名称】弁理士法人真明センチュリー

(72)【発明者】

【氏名】内藤 恒陽

(72)【発明者】

【氏名】新村 浩

(72)【発明者】

【氏名】牧田 淳士

(72)【発明者】

【氏名】松本 学

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 敦

(72)【発明者】

【氏名】榊原 健二

(72)【発明者】

【氏名】桑原 剛

(72)【発明者】

【氏名】頭本 頼数

【テーマコード（参考）】

2G014

2G028

2G116

【Ｆターム（参考）】

2G014AA17

2G014AB07

2G014AC15

2G028BE06

2G028CG03

2G028FK01

2G028FK07

2G028LR08

2G028MS05

2G116BA03

2G116BB03

2G116BC02

2G116BD01

2G116BD09

(57)【要約】

【課題】負荷機器を作動させる負荷用電力の非供給時および供給時の両方で計測対象物の絶縁抵抗を監視できる絶縁抵抗監視装置を提供すること。
【解決手段】絶縁抵抗監視装置２０の印加型計測器３０は、負荷機器１４を作動させるために交流電線１１～１３が供給する三相電力ではなく印加型計測器３０で印加した電圧によって、計測対象物（交流電線１１～１３、負荷機器１４）の絶縁抵抗を監視する。また、絶縁抵抗監視装置２０の漏電計測器５０ａは、三相電力の供給時に３本１組の交流電線１１～１３を流れる電流の合計を変流器５７ａ（電流計測器）で計測する。これにより、漏電計測器５０ａは計測対象物の絶縁抵抗を監視する。以上の結果、絶縁抵抗監視装置２０は、三相電力の非供給時および供給時の両方で計測対象物の絶縁抵抗を監視できる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

上流から下流へ負荷用電力を供給する複数本１組の電源線と、その１組の電源線から供給された負荷用電力によって作動する負荷機器と、を備えた計測対象物に対し、接地された接地部とその計測対象物との間の絶縁抵抗を監視する絶縁抵抗監視装置であって、
前記電源線と前記接地部とにそれぞれ接続され、その電源線を含む前記計測対象物を前記接地部と非接続にした状態で、前記電源線と前記接地部との間に電圧を印加することにより、前記計測対象物の絶縁抵抗に応じて生じた電流、又は、その電流を変換した電圧を計測する印加型計測器と、
前記負荷用電力の供給時に前記計測対象物の絶縁抵抗に応じて生じる漏洩電流を監視する漏電計測器と、を備え、
前記漏電計測器は、前記負荷用電力の供給時に１組の前記電源線の複数本にそれぞれ生じる磁界をまとめて計測し、その磁界に基づいてそれらの電源線を流れる電流の合計を計測する１の電流計測器、又は、複数本１組の前記電源線の各々を流れる電流を個別に計測する複数の電流計測器を備えることを特徴とする絶縁抵抗監視装置。

【請求項2】

１組の前記電源線は、三相３線式の電路を構成する３本の交流電線であり、
前記絶縁抵抗監視装置は、それら３本の前記交流電線に一端が個別に接続され、他端が互いに合成されて前記印加型計測器に接続され、同一の抵抗値を有する３つの抵抗器を備え、
それら３つの抵抗器を介して前記交流電線に前記印加型計測器が接続されていることを特徴とする請求項１記載の絶縁抵抗監視装置。

【請求項3】

３つの前記抵抗器の一端がそれぞれ接続される位置よりも上流の３本の前記交流電線に配置され、その配置位置よりも上流側と下流側とで前記交流電線を絶縁しつつ、上流側から下流側へ電磁誘導により前記負荷用電力を伝達する上流トランスを備えることを特徴とする請求項２記載の絶縁抵抗監視装置。

【請求項4】

１組の前記電源線は、
前記負荷用電力としての直流電力を出力するバッテリの正極に接続された正極線と、
そのバッテリの負極に接続された負極線と、を備え、
前記印加型計測器は、前記正極線とは非接続にされつつ前記負極線および前記接地部と接続されることを特徴とする請求項１記載の絶縁抵抗監視装置。

【請求項5】

前記印加型計測器に接続された１本の前記電源線であって前記電流計測器の計測位置よりも上流側の前記電源線と前記接地部とを繋ぐ接地線を開閉する電磁開閉器を備え、
前記印加型計測器は、前記電磁開閉器を開いた状態で電流または電圧を計測し、
前記漏電計測器は、前記電磁開閉器を閉じた状態で前記電流計測器により電流を計測することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の絶縁抵抗監視装置。

【請求項6】

１組の前記電源線は、
上流側の１組の幹電線と、
その１組の幹電線からそれぞれ分岐する複数組の分岐電線と、を備え、
前記負荷機器は、１組の前記分岐電線ごとにそれぞれ接続されて複数設けられ、
前記漏電計測器は、複数組の前記分岐電線よりも上流側の前記幹電線を流れる電流を前記電流計測器で計測することによって、それら複数組の分岐電線に接続された前記負荷機器の漏洩電流の合計を監視する幹計測器を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の絶縁抵抗監視装置。

【請求項7】

１組の前記電源線は、
上流側の１組の幹電線と、
その１組の幹電線からそれぞれ分岐する複数組の分岐電線と、を備え、
前記負荷機器は、１組の前記分岐電線ごとにそれぞれ接続されて複数設けられ、
前記漏電計測器は、１組の前記分岐電線を流れる電流を前記電流計測器で計測することによって、その１組の分岐電線に接続された前記負荷機器の漏洩電流を監視する分岐計測器を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の絶縁抵抗監視装置。

【請求項8】

上流から下流へ負荷用電力を供給する複数本１組の電源線と、その１組の電源線から供給された負荷用電力によって作動する負荷機器と、を備えた計測対象物に対し、接地された接地部とその計測対象物との間の絶縁抵抗を監視する絶縁抵抗監視装置であって、
１本の前記電源線と前記接地部とを繋ぐ接地線を開閉する電磁開閉器と、
前記電源線と前記接地部とにそれぞれ接続され、前記電磁開閉器を開いた状態で、前記電源線と前記接地部との間に電圧を印加することにより、前記計測対象物の絶縁抵抗に応じて生じた電流、又は、その電流を変換した電圧を計測する印加型計測器と、
前記接地線を流れる電流を計測する電流計測器を有し、前記電磁開閉器を閉じた状態で、前記負荷用電力の供給時に前記計測対象物の絶縁抵抗に応じて生じる漏洩電流を前記電流計測器で計測する漏電計測器と、
を備えることを特徴とする絶縁抵抗監視装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、負荷機器を作動させる負荷用電力の非供給時および供給時の両方で計測対象物の絶縁抵抗を監視できる絶縁抵抗監視装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、上流から下流へ負荷用電力を供給する複数本１組の電源線と、その電源線から供給された負荷用電力によって作動する負荷機器と、を備えた計測対象物の絶縁抵抗を監視する印加型計測器が記載されている。この印加型計測器は、接地（アース）された接地部と計測対象物とに接続されており、接地部と計測対象物との間に電圧を印加する。この電圧が計測対象物の絶縁抵抗と印加型計測器の内部の基準抵抗とで分圧され、印加型計測器は、その基準抵抗にかかる電圧を計測することによって、接地部に対する計測対象物の絶縁抵抗を算出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－１７３１７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来技術における印加型計測器では、負荷用電力の供給を止めて負荷機器を停止させた状態で、計測対象物の絶縁抵抗に応じた電圧を計測している。そのため、従来技術では、負荷用電力の非供給時における計測対象物の絶縁抵抗を監視できても、負荷用電力の供給時における計測対象物の絶縁抵抗を監視できないという問題点がある。

【0005】

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、負荷機器を作動させる負荷用電力の非供給時および供給時の両方で計測対象物の絶縁抵抗を監視できる絶縁抵抗監視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】

【0006】

この目的を達成するために本発明の絶縁抵抗監視装置は、上流から下流へ負荷用電力を供給する複数本１組の電源線と、その１組の電源線から供給された負荷用電力によって作動する負荷機器と、を備えた計測対象物に対し、接地された接地部とその計測対象物との間の絶縁抵抗を監視するものであって、前記電源線と前記接地部とにそれぞれ接続され、その電源線を含む前記計測対象物を前記接地部と非接続にした状態で、前記電源線と前記接地部との間に電圧を印加することにより、前記計測対象物の絶縁抵抗に応じて生じた電流、又は、その電流を変換した電圧を計測する印加型計測器と、前記負荷用電力の供給時に前記計測対象物の絶縁抵抗に応じて生じる漏洩電流を監視する漏電計測器と、を備え、前記漏電計測器は、前記負荷用電力の供給時に１組の前記電源線の複数本にそれぞれ生じる磁界をまとめて計測し、その磁界に基づいてそれらの電源線を流れる電流の合計を計測する１の電流計測器、又は、複数本１組の前記電源線の各々を流れる電流を個別に計測する複数の電流計測器を備える。

【0007】

また、本発明の絶縁抵抗監視装置は、上流から下流へ負荷用電力を供給する複数本１組の電源線と、その１組の電源線から供給された負荷用電力によって作動する負荷機器と、を備えた計測対象物に対し、接地された接地部とその計測対象物との間の絶縁抵抗を監視するものであって、１本の前記電源線と前記接地部とを繋ぐ接地線を開閉する電磁開閉器と、前記電源線と前記接地部とにそれぞれ接続され、前記電磁開閉器を開いた状態で、前記電源線と前記接地部との間に電圧を印加することにより、前記計測対象物の絶縁抵抗に応じて生じた電流、又は、その電流を変換した電圧を計測する印加型計測器と、前記接地線を流れる電流を計測する電流計測器を有し、前記電磁開閉器を閉じた状態で、前記負荷用電力の供給時に前記計測対象物の絶縁抵抗に応じて生じる漏洩電流を前記電流計測器で計測する漏電計測器と、を備える。

【0008】

なお、「接地部」には、電気的に大地に接続された部分（例えば負荷機器の筐体）だけでなく、大地自身も含まれる。更に、車両や船舶、飛行機のフレームなどの大きな導体であって大地に接続されていない導体に接続することも「接地」と言い、接地された「接地部」には、フレームなどの大きな導体や、その導体に接続されたものも含まれる。

【発明の効果】

【0009】

請求項１記載の絶縁抵抗監視装置によれば、電源線と接地部とにそれぞれ接続された印加型計測器は、その電源線を含む計測対象物を接地部と非接続にした状態で、電源線と接地部との間に電圧を印加する。この電圧の印加により、印加型計測器に接続されている計測対象物の絶縁抵抗に応じた電流が生じ、その電流が印加型計測器に入力される。印加型計測器は、この入力された電流、又は、その電流を変換した電圧を計測する。本計測には負荷用電力ではなく印加型計測器で印加する電圧を利用しているので、絶縁抵抗監視装置は、負荷用電力の非供給時でも印加型計測器により計測対象物の絶縁抵抗を監視できる。

【0010】

漏電計測器は、負荷用電力の供給時に１組の電源線の複数本にそれぞれ生じる磁界をまとめて計測し、その磁界に基づいてそれらの電源線を流れる電流の合計を計測する１の電流計測器、又は、複数本１組の電源線の各々を流れる電流を個別に計測する複数の電流計測器を備える。後者の場合でも、複数の電流計測器の計測結果を合計することで、１組の電源線を流れる電流の合計を算出できる。基本的には、負荷用電力の供給時に１組の電源線を流れる電流の合計が、計測対象物の絶縁抵抗に応じて生じる漏洩電流と同一になる。そのため、絶縁抵抗監視装置は、漏電計測器により負荷用電力の供給時における計測対象物の絶縁抵抗を監視できる。以上の結果、絶縁抵抗監視装置は、負荷用電力の非供給時および供給時の両方で計測対象物の絶縁抵抗を監視できる。

【0011】

請求項２記載の絶縁抵抗監視装置によれば、請求項１記載の絶縁抵抗監視装置の奏する効果に加え、次の効果を奏する。１組の電源線は、三相３線式の電路を構成する３本の交流電線である。３つの抵抗器の一端が３本の交流電線に個別に接続され、それら３つの抵抗器の他端が互いに合成される。その合成された他端に印加型計測器が接続されることで、抵抗器を介して交流電線に印加型計測器が接続される。

【0012】

３つの抵抗器は同一の抵抗値を有するので、三相３線式の交流電線から供給された負荷用電力によって３つの抵抗器にそれぞれ生じる電流の総和が略０Ａとなり、抵抗器の他端側で合成された電圧も略０Ｖとなる。よって、負荷用電力に基づく電流や電圧を印加型計測器へ入力され難くできる。

【0013】

なお、「同一の抵抗値」とは、各々の抵抗値が±５％の範囲で異なる場合を含む。

【0014】

請求項３記載の絶縁抵抗監視装置によれば、請求項２記載の絶縁抵抗監視装置の奏する効果に加え、次の効果を奏する。３つの抵抗器の一端がそれぞれ接続される位置よりも上流の３本の交流電線に上流トランスが配置される。この上流トランスは、自身の配置位置よりも上流側と下流側とで交流電線を絶縁しつつ、上流側から下流側へ電磁誘導により負荷用電力を伝達する。

【0015】

そのため、印加型計測器は、電圧の印加により上流トランスの下流側の計測対象物の絶縁抵抗に応じて生じた電流または電圧を計測できる。その結果、絶縁抵抗監視装置は、交流電線の一部の絶縁抵抗を監視するために交流電線を途中で切り離して負荷用電力の供給を止めなくても、上流トランスを設けることでその下流側の絶縁抵抗を監視できる。

【0016】

請求項４記載の絶縁抵抗監視装置によれば、請求項１記載の絶縁抵抗監視装置の奏する効果に加え、次の効果を奏する。１組の電源線は、負荷用電力としての直流電力を出力するバッテリの正極に接続された正極線と、そのバッテリの負極に接続された負極線と、を備える。印加型計測器は、正極線とは非接続にされつつ負極線および接地部と接続される。接地部に対する負極線の電位は０Ｖに近くなるので、負荷機器へ直流電力が供給されている間でも、その直流電力に基づく電流や電圧を負極線から印加型計測器へ入力され難くできる。

【0017】

また、バッテリは低抵抗の導体とみなされるので、バッテリを介して繋がった正極線および負極線が１本の電線とみなされる。これにより、絶縁抵抗監視装置は、負極線だけでなく正極線の絶縁抵抗に応じた電流または電圧を印加型計測器で計測でき、正極線および負極線の絶縁抵抗を監視できる。

【0018】

請求項５記載の絶縁抵抗監視装置によれば、請求項１から４のいずれかに記載の絶縁抵抗監視装置の奏する効果に加え、次の効果を奏する。印加型計測器に接続された１本の電源線と接地部とを繋ぐ接地線が電磁開閉器によって開閉される。電磁開閉器を開いて電源線を接地部から切り離すことで、印加型計測器による電圧の印加で生じた電流が絶縁抵抗を介さずに接地部と電源線との間に直接流れることを抑制できる。よって、印加型計測器は、電磁開閉器を開いた状態で電流または電圧を計測することにより、計測対象物の絶縁抵抗に応じた電流または電圧を正確に計測できる。

【0019】

一方、漏電計測器は、電磁開閉器を閉じた状態で電流計測器により電流を計測する。この閉じた状態では、負荷用電力の供給時に計測対象物に生じる漏洩電流が、接地部から接地線を通って電源線へ帰り易くなる。更に、電流計測器の計測位置（電流計測器により電流が計測される位置）よりも上流側の電源線が接地線に繋がっているので、その接地線を通る漏洩電流が電流計測器を迂回し易くなる。これらの結果、漏電計測器は、負荷用電力の供給時の漏洩電流をより正確に計測または算出できる。

【0020】

請求項６記載の絶縁抵抗監視装置によれば、請求項１から４のいずれかに記載の絶縁抵抗監視装置の奏する効果に加え、次の効果を奏する。１組の電源線は、上流側の１組の幹電線と、その１組の幹電線からそれぞれ分岐する複数組の分岐電線と、を備える。複数の負荷機器が１組の分岐電線ごとにそれぞれ接続される。漏電計測器は幹計測器を備え、
その幹計測器の電流計測器で、複数組の分岐電線よりも上流側の幹電線を流れる電流を（複数本一緒に又は個別に）計測する。これにより、幹監視装置は、それら複数組の分岐電線に接続された負荷機器の漏洩電流の合計を容易に計測または算出できる。

【0021】

請求項７記載の絶縁抵抗監視装置によれば、請求項１から４のいずれかに記載の絶縁抵抗監視装置の奏する効果に加え、次の効果を奏する。１組の電源線は、上流側の１組の幹電線と、その１組の幹電線からそれぞれ分岐する複数組の分岐電線と、を備える。複数の負荷機器が１組の分岐電線ごとにそれぞれ接続される。漏電計測器は分岐計測器を備え、その分岐計測器の電流計測器で、１組の分岐電線を流れる電流を（複数本一緒に又は個別に）計測する。これにより、分岐計測器は、その１組の分岐電線に接続された負荷機器の漏洩電流を、他の分岐電線に接続された負荷機器の漏洩電流に影響されることなく計測または算出できる。

【0022】

請求項８記載の絶縁抵抗監視装置によれば、複数本１組の電源線のうち１本の電源線と接地部とを繋ぐ接地線が電磁開閉器によって開閉される。電源線と接地部とにそれぞれ接続された印加型計測器は、電磁開閉器を開いて電源線を接地部から切り離した状態で、電源線と接地部との間に電圧を印加する。この電圧の印加により、印加型計測器に接続されている計測対象物の絶縁抵抗に応じた電流が生じ、その電流が印加型計測器に入力される。印加型計測器は、この入力された電流、又は、その電流を変換した電圧を計測する。本計測には負荷用電力ではなく印加型計測器で印加する電圧を利用しているので、絶縁抵抗監視装置は、負荷用電力の非供給時でも印加型計測器により計測対象物の絶縁抵抗を監視できる。

【0023】

また、電磁開閉器を閉じた状態では、負荷用電力の供給時に計測対象物に生じる漏洩電流が、接地部から接地線を通って電源線へ帰り易くなる。この接地線を流れる電流が漏電計測器の電流計測器で計測されるので、負荷用電力の供給時に計測対象物の絶縁抵抗に応じて生じる漏洩電流を電流計測器で計測し易くできる。即ち、絶縁抵抗監視装置は、漏電計測器によって負荷用電力の供給時における計測対象物の絶縁抵抗を監視できる。以上の結果、絶縁抵抗監視装置は、負荷用電力の非供給時および供給時の両方で計測対象物の絶縁抵抗を監視できる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】第１実施形態における絶縁抵抗監視装置および計測対象物の電気回路を模式的に示した回路図である。

【図2】印加型計測器の電気的構成を示したブロック図である。

【図3】印加型計測器のＣＰＵで実行される定期計測処理のフローチャートである。

【図4】絶縁抵抗の計測結果の経時変化と今後の予測とを示すグラフである。

【図5】（ａ）は漏電計測器の電気的構成を示したブロック図であり、（ｂ）は漏電計測器のＣＰＵで実行される漏電計測処理のフローチャートである。

【図6】第２実施形態における絶縁抵抗監視装置および計測対象物の電気回路を模式的に示した回路図である。

【図7】第２実施形態における印加型計測器および漏電計測器の電気的構成を示したブロック図である。

【図8】（ａ）は第２実施形態における定期計測処理のフローチャートであり、（ｂ）は第２実施形態における漏電計測処理のフローチャートである。

【図9】第３実施形態における絶縁抵抗監視装置および計測対象物の電気回路を模式的に示した回路図である。

【図10】第４実施形態における絶縁抵抗監視装置および計測対象物の電気回路を模式的に示した回路図である。

【図11】（ａ）は２つの変流器で計測される電流値の経時変化を示すグラフであり、（ｂ）は漏洩電流の値の経時変化を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、好ましい実施形態について添付図面を参照して説明する。まず図１を参照して第１実施形態における絶縁抵抗監視装置２０及び計測対象物について説明する。図１は、絶縁抵抗監視装置２０及び計測対象物の電気回路を模式的に示した回路図である。計測対象物は、三相３線式の交流電路を構成する３本１組の交流電線１１，１２，１３と、それら３本１組の交流電線１１～１３に接続される負荷機器１４と、を備える。

【0026】

交流電線１１～１３は、上流の柱上変圧器などから下流の負荷機器１４へ三相電力（負荷用電力）を供給する電源線である。三相電力とは三相交流の電力であり、三相交流とは、交流電線１１～１３をそれぞれ流れる３つの同一電圧の単相交流の位相を１２０°ずつずらしたものである。

【0027】

負荷機器１４は、１組の交流電線１１～１３から供給された三相電力によって作動する電気回路である。負荷機器１４としては、例えば三相誘導電動機が挙げられる。負荷機器１４は、接地線１８を介してＤ種接地（アース）された筐体１４ａに収容されている。負荷機器１４は、筐体１４ａ内で交流電線１１～１３に直接接続されている。

【0028】

なお、接地線１８は、大地に埋め込まれた接地極に接続された電線である。筐体１４ａ、後述する絶縁トランス２１，２２及び印加型計測器３０に接続される接地線１８は、同一の電線でも良く、大地を介して互いに接続される別々の電線でも良い。

【0029】

絶縁抵抗監視装置２０は、接地線１８や筐体１４ａ、大地などの接地部と計測対象物との間の絶縁抵抗を監視するためのものである。絶縁抵抗監視装置２０は、交流電線１１～１３の途中に配置される絶縁トランス２１，２２と、交流電線１１～１３に接続される合成抵抗部２３，２４と、合成抵抗部２３，２４と接地線１８との間に接続される印加型計測器３０と、絶縁トランス２１，２２の下流側の交流電線１１～１３にそれぞれ配置される漏電計測器５０ａ，５０ｂと、を備える。

【0030】

絶縁トランス２１の下流側の交流電線１１～１３に絶縁トランス２２が配置される。絶縁トランス２１は、自身の配置位置よりも上流側の交流電線１１～１３に接続される１次巻線２１ａと、自身の配置位置よりも下流側の交流電線１１～１３に接続される２次巻線２１ｂと、１次巻線２１ａ及び２次巻線２１ｂが巻き付けられる鉄心（図示せず）と、１次巻線２１ａ、２次巻線２１ｂ及び鉄心が収容される筐体２１ｃと、を備える。

【0031】

同様に、絶縁トランス２２は、１次巻線２２ａと、２次巻線２２ｂと、鉄心（図示せず）と、筐体２２ｃと、を備える。なお、絶縁トランス２１，２２内で生じた漏洩電流などを大地へ逃がすために、筐体２１ｃ，２２ｃは接地線１８に接続されて接地される。

【0032】

ここで交流電線１１～１３のうち、絶縁トランス２１の１次巻線２１ａに接続される部位をそれぞれ上流線１１ａ～１３ａとし、絶縁トランス２１の２次巻線２１ｂと絶縁トランス２２の１次巻線２２ａとを繋ぐ部位をそれぞれ中間線１１ｂ～１３ｂとし、絶縁トランス２２の２次巻線２２ｂに接続される部位をそれぞれ下流線１１ｃ～１３ｃとする。

【0033】

絶縁トランス２１は、上流線１１ａ～１３ａと中間線１１ｂ～１３ｂとを絶縁しつつ、上流線１１ａ～１３ａから中間線１１ｂ～１３ｂへ電磁誘導により三相電力を伝達する。同様に、絶縁トランス２２は、中間線１１ｂ～１３ｂと下流線１１ｃ～１３ｃとを絶縁しつつ、中間線１１ｂ～１３ｂから下流線１１ｃ～１３ｃへ電磁誘導により三相電力を伝達する。

【0034】

なお、絶縁トランス２１は、１次巻線２１ａの巻数と２次巻線２１ｂの巻数とを異ならせることで、１次巻線２１ａ側の電圧を変圧して２次巻線２１ｂ側へ伝達できる。但し、１次巻線２１ａの巻数と２次巻線２１ｂの巻数とを同一にして絶縁トランス２１で変圧しなくても良い。同様に絶縁トランス２２で変圧しても良いし変圧しなくても良い。

【0035】

また、絶縁トランス２１，２２の下流側の中間線１１ｂ～１３ｂ及び下流線１１ｃ～１３ｃはいずれも、接地線１８等の接地部と非接続の状態に維持されている。即ち、絶縁トランス２１，２２の下流側がＢ種接地されていない。

【0036】

合成抵抗部２３は、中間線１１ｂに一端が接続される抵抗器２３ａと、中間線１２ｂに一端が接続される抵抗器２３ｂと、中間線１３ｂに一端が接続される抵抗器２３ｃと、を備える。これら３つの抵抗器２３ａ～２３ｃの他端は互いに合成される。この合成された抵抗器２３ａ～２３ｃの他端と印加型計測器３０とが合成電線２３ｄで繋がれる。

【0037】

３つの抵抗器２３ａ～２３ｃは同一の抵抗値を有する。これにより、中間線１１ｂ～１３ｂから供給された三相電力によって３つの抵抗器２３ａ～２３ｃにそれぞれ生じる電流の時間変化のグラフは、中間線１１ｂ～１３ｂの電圧の時間変化のグラフ（同一電圧の単相交流の位相が１２０°ずつずれたグラフ）と相似関係となる。

【0038】

そのため、いずれの時間においても、抵抗器２３ａ～２３ｃを流れる電流の総和は略０Ａとなる。よって、それらの電流が合成された合成電線２３ｄに流れる電流は略０Ａとなり、合成電線２３ｄで合成された電圧も略０Ｖとなる。なお、三相電力に基づく電流および電圧が略０としたのは、中間線１１ｂ～１３ｂ間の電圧のバランスが崩れたときに、合成電線２３ｄにも微量の電流および電圧が生じることがあるためである。

【0039】

また、「同一の抵抗値」とは、各々の抵抗値が±５％の範囲で異なる場合を含む。３つの抵抗器２３ａ～２３ｃの抵抗値が若干異なる場合にも、合成電線２３ｄに微量の電流および電圧が生じることがある。

【0040】

合成抵抗部２３と同様に、合成抵抗部２４は、下流線１１ｃ～１３ｃそれぞれに一端が接続される抵抗器２４ａ～２４ｃを備える。互いに合成された抵抗器２４ａ～２４ｃの他端と印加型計測器３０とが合成電線２４ｄで繋がれる。抵抗器２４ａ～２４ｃは同一の抵抗値を有するため、三相電力に基づいて合成電線２４ｄに流れる電流は略０Ａとなり、合成電線２４ｄで合成された電圧も略０Ｖとなる。

【0041】

これらのように、合成抵抗部２３，２４を介して印加型計測器３０が交流電線１１～１３に接続されることで、三相電力に基づく電流および電圧を印加型計測器３０へ入力され難くできる。その結果、三相電力の供給時に交流電線１１～１３から印加型計測器３０を外す作業や、それを着け外しするための電磁開閉器などを不要にできる。

【0042】

また、その電磁開閉器を設けた場合でも、電磁開閉器が溶着などの不具合で開かなくなったときに、合成抵抗部２３，２４によって三相電力に基づく電流および電圧を印加型計測器３０へ入力され難くできる。よって、合成抵抗部２３，２４を用いることで、三相電力の供給時でも印加型計測器３０を交流電線１１～１３に接続したままにできる。

【0043】

印加型計測器３０は、接地線１８に接続される端子Ｅと、合成電線２３ｄ及び合成抵抗部２３を介し中間線１１ｂ～１３ｂに接続される端子ａと、合成電線２４ｄ及び合成抵抗部２４を介し下流線１１ｃ～１３ｃに接続される端子ｂと、を備える。

【0044】

印加型計測器３０は、端子Ｅと端子ａ又は端子ｂとの間に電圧を印加することで、その端子ａ又は端子ｂに接続された計測対象物（交流電線１１～１３、負荷機器１４）の絶縁抵抗に応じて電流を生じさせる。印加型計測器３０は、この電流を変換した電圧を計測し、その電圧から絶縁抵抗を算出して監視する。

【0045】

なお、印加型計測器３０による電圧の印加で交流電線１１～１３に生じる電流は、絶縁トランス２１，２２を越えて流れない。そのため、印加型計測器３０は、端子Ｅと端子ａとの間に電圧を印加したとき、計測対象物のうち端子ａに接続された中間線１１ｂ～１３ｂ、２次巻線２１ｂ及び１次巻線２２ａ（以下「計測対象物ａ」と称す）の絶縁抵抗に応じて生じた電圧を計測できる。同様に、印加型計測器３０は、端子Ｅと端子ｂとの間に電圧を印加したとき、計測対象物のうち端子ｂに接続された下流線１１ｃ～１３ｃ、２次巻線２２ｂ及び負荷機器１４（以下「計測対象物ｂ」と称す）の絶縁抵抗に応じて生じた電圧を計測できる。

【0046】

このように、絶縁抵抗監視装置２０は、端子ａ，ｂの接続位置よりも上流側にある絶縁トランス２１，２２によって、その絶縁トランス２１，２２の下流側の計測対象物ａ，ｂの絶縁抵抗を監視できる。また、絶縁抵抗監視装置２０は、端子ａの接続位置よりも下流側にある絶縁トランス２２によって、その絶縁トランス２２の上流側の計測対象物ａの絶縁抵抗を監視できる。

【0047】

従来、交流電線１１～１３を含む計測対象物の絶縁抵抗を部分的に監視するには、交流電線１１～１３を途中で切り離す必要があった。しかし、本実施形態における絶縁抵抗監視装置２０では、絶縁トランス２１，２２を設けることにより、交流電線１１～１３を途中で切り離さなくても、計測対象物の絶縁抵抗を部分的に監視できる。言い換えると、絶縁抵抗監視装置２０では、計測対象物の絶縁抵抗を監視するために、交流電線１１～１３を切り離して三相電力の供給を止める必要はない。

【0048】

具体的に、端子ａに接続された計測対象物ａ（中間線１１ｂ～１３ｂ等）の絶縁抵抗を印加型計測器３０で算出する方法を説明する。まず、端子Ｅと端子ａとの間に所定の電圧Ｖ０（例えば２５０～１０００Ｖ）を印加すると、計測対象物ａの絶縁抵抗に応じた電流が生じる。印加型計測器３０は、この電流を、印加型計測器３０の内部に設けた基準抵抗４０（図２参照）によって電圧Ｖ１に変換し、その電圧Ｖ１を計測する。

【0049】

これを別の観点から説明する。印加型計測器３０によって端子Ｅと端子ａとの間に印加された電圧Ｖ０は、主に計測対象物ａの絶縁抵抗と抵抗器２３ａ～２３ｃと基準抵抗４０とに分圧される。印加型計測器３０は、この分圧された電圧のうち基準抵抗４０にかかる電圧Ｖ１を計測する。

【0050】

ここで、計測対象物ａの絶縁抵抗の値をＲ１、合成抵抗部２３の抵抗値（３つの抵抗器２３ａ，２３ｂ，２３ｃの抵抗値を合成した値）をＲ２、基準抵抗４０の抵抗値をＲ３とすると、Ｖ１＝Ｖ０×Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）の式が成り立つ。電圧Ｖ０、抵抗値Ｒ２，Ｒ３は予め判明しているため、電圧Ｖ１を計測することで、計測対象物ａの絶縁抵抗の値Ｒ１が算出される。

【0051】

同様に、端子ｂに接続された計測対象物ｂ（下流線１１ｃ～１３ｃ等）の絶縁抵抗を計測する場合、印加型計測器３０は、端子Ｅと端子ｂとの間に電圧Ｖ０を印加し、基準抵抗４０にかかる電圧Ｖ１を計測して、その計測結果から計測対象物ｂの絶縁抵抗の値Ｒ１を算出する。この場合、合成抵抗部２４の抵抗値（３つの抵抗器２４ａ，２４ｂ，２４ｃの抵抗値を合成した値）をＲ２とする。

【0052】

印加型計測器３０は、交流電線１１～１３から供給される三相電力ではなく、蓄電池２５によって作動する。更に、印加型計測器３０は、自身で印加した電圧（蓄電池２５の電力）を利用して絶縁抵抗に応じた電圧を計測するので、三相電力の非供給時でも計測対象物ａ，ｂの絶縁抵抗を監視できる。

【0053】

また、印加型計測器３０により計測対象物ａ，ｂの絶縁抵抗を計測するには、その計測対象物ａ，ｂを接地線１８等の接地部と非接続にする必要がある。但し、中間線１１ｂ～１３ｂや下流線１１ｃ～１３ｃを含む計測対象物ａ，ｂは、Ｂ種接地が無いことによって接地線１８と非接続の状態に維持されている。そのため、印加型計測器３０による計測時に、計測対象物ａ，ｂを接地線１８から切り離す作業や工程を不要にできる。よって、印加型計測器３０による計測を簡素化できる。

【0054】

なお、印加型計測器３０による計測時に交流電線１１～１３を接地線１８から切り離す場合、負荷機器１４等の誤動作を防止するために、交流電線１１～１３による三相電力の供給を止めてから切り離すことが好ましい。しかし、その切り離しの不要によって、印加型計測器３０による計測時に交流電線１１～１３による三相電力の供給を止める必要が無い。

【0055】

これに加えて、合成抵抗部２３，２４により三相電力に基づく電流や電圧が印加型計測器３０へ入力され難い。これらの結果、三相電力による負荷機器１４の作動中でも、印加型計測器３０は、三相電力による計測結果への影響を抑えつつ計測対象物ａ，ｂの絶縁抵抗に応じた電圧を計測できる。よって、絶縁抵抗監視装置２０は、負荷機器１４の作動中でも計測対象物ａ，ｂの絶縁抵抗を正確に監視できる。

【0056】

次に図２～図４を参照して、印加型計測器３０の制御についてより詳しく説明する。図２は、印加型計測器３０の電気的構成を示したブロック図である。印加型計測器３０は、ＣＰＵ３１と、フラッシュＲＯＭ３２と、ＣＰＵ３１のプログラムの実行時に各種のワークデータやフラグ等を書き換え可能に記憶するためのメモリであるＲＡＭ３３とを有し、これらはバスライン３４を介して、入出力ポート３５にそれぞれ接続されている。

【0057】

入出力ポート３５には、更に、外部制御機器２６に接続される通信装置３６と、計測部３７と、電圧印加部３８と、切換部３９と、がそれぞれ接続されている。外部制御機器２６は、絶縁抵抗監視装置２０（印加型計測器３０）から取得した計測対象物の絶縁抵抗の計測結果を解析したり、負荷機器１４等の作動を制御する機器である。

【0058】

ＣＰＵ３１は、バスライン３４により接続された各部を制御する演算装置である。フラッシュＲＯＭ３２は、ＣＰＵ３１により実行されるプログラムや固定値データ等を格納した書き換え可能な不揮発性のメモリであり、印加監視プログラム３２ａが設けられる。ＣＰＵ３１によって印加監視プログラム３２ａが実行されると、図３の定期計測処理が実行される。

【0059】

計測部３７は、印加型計測器３０に内蔵された基準抵抗４０にかかる電圧を計測する機器である。基準抵抗４０は、基準となる予め定めた抵抗値を有する負荷であり、一端が切換部３９に接続されて他端がグランド４１に接続されている。電圧印加部３８は、このグランド４１を基準電位として、端子Ｅから接地線１８へ直流の正の電圧を印加する機器である。

【0060】

切換部３９は、端子ａ，ｂに接続された計測対象物ａ，ｂのうちの１つを基準抵抗４０及び計測部３７に接続し、その計測部３７に接続された計測対象物ａ又はｂの絶縁抵抗を算出可能とするための回路である。

【0061】

端子ａと計測部３７との間の電路はスイッチＳＷ１によって開閉可能に接続され、端子ｂと計測部３７との間の電路はスイッチＳＷ２によって開閉可能に接続されている。スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、ＣＰＵ３１からの指示に応じて電気回路を開閉するスイッチであり、非通電時に開状態を維持する。

【0062】

更に、切換部３９は、端子Ｅと電圧印加部３８との間から分岐した電線に接続される標準抵抗４２と、その標準抵抗４２と計測部３７とを開閉可能に接続するスイッチＳＷ３と、を備える。標準抵抗４２は、予め定めた抵抗値を有する負荷である。なお、スイッチＳＷ３は、端子Ｅと電圧印加部３８との間から分岐した電線と、標準抵抗４２との間に設けても良い。

【0063】

次に図３を参照して、印加型計測器３０のＣＰＵ３１で実行される定期計測処理を説明する。図３は、印加型計測器３０の定期計測処理のフローチャートである。印加型計測器３０の定期計測処理は、印加型計測器３０の電源が投入されている間、定期的（例えば１０分毎）に実行される。

【0064】

印加型計測器３０の定期計測処理は、まず、計測対象物ａの絶縁抵抗を算出するためにｎ＝１を設定する（Ｓ１１）。次いで、スイッチＳＷｎ（ｎ：整数）を閉じる（Ｓ１２）。ｎ＝１としたＳ１１の処理の直後におけるＳ１２の処理では、スイッチＳＷ１を閉じて、計測対象物ａを計測部３７に接続する。

【0065】

これにより、計測対象物ａの絶縁抵抗を算出するための回路が形成されたので、電圧印加部３８で端子Ｅから接地線１８へ正の電圧を印加する（Ｓ１３）。次いで、電圧の印加から所定時間が経過したかを確認し（Ｓ１４）、所定時間が経過していない場合には（Ｓ１４：Ｎｏ）、計測対象物ａの絶縁抵抗に応じて生じる電圧の計測値が安定していないので、Ｓ１４の処理をループする。

【0066】

一方、電圧の印加から所定時間が経過した場合には（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、ｎ≦２であるかを確認することで（Ｓ１５）、計測対象物ａ又はｂの絶縁抵抗を算出するタイミングであるかを確認する。ｎ≦２である場合には（Ｓ１５：Ｙｅｓ）、計測対象物ａ又はｂの絶縁抵抗を算出するタイミングが到来しているので、基準抵抗４０にかかる電圧を計測部３７で計測し、上述した通り、その計測結果から計測対象物ａの絶縁抵抗を算出する（Ｓ１６）。

【0067】

次いで、その計測結果と、計測対象（Ｓ１１の処理後の１回目の処理では計測対象物ａ）と、計測した日時とを外部制御機器２６へ送信する（Ｓ１８）。外部制御機器２６では、図４を用いて後述する通り、この計測結果を蓄積して解析を行う。

【0068】

Ｓ１８の処理後、次の計測のためにスイッチＳＷｎを開ける（Ｓ１９）。Ｓ１１の処理後の１回目の処理では、Ｓ１９でスイッチＳＷ１を開け、計測対象物ａを計測部３７から切り離す。この切り離しを確認するために、絶縁抵抗に応じた電圧が計測部３７でもう検出されないことを確認する（Ｓ２０）。

【0069】

Ｓ２０の処理で電圧が検出されなかった場合には（Ｓ２０：Ｙｅｓ）、Ｓ１９の処理で開くように指示したスイッチＳＷ１が問題無く開いたことが分かる。そのため、電圧印加部３８による電圧の印加を終了して（Ｓ２１）、次の計測のためにｎ＝ｎ＋１をする（Ｓ２２）。

【0070】

次いで、ｎ≧４であるかを確認し（Ｓ２３）、ｎ＜４であれば（Ｓ２３：Ｎｏ）、未計測のものが残っているので、Ｓ１２以下の処理を再び実行する。具体的に、Ｓ２２の処理でｎ＝２となった場合、Ｓ１２，Ｓ１９の処理でスイッチＳＷ２を開閉し、Ｓ１６の処理で計測対象物ｂの絶縁抵抗を算出する。

【0071】

また、Ｓ２２の処理でｎ＝３となった場合には、Ｓ１２の処理でスイッチＳＷ３を閉じることで、標準抵抗４２を介して電圧印加部３８と計測部３７及び基準抵抗４０とが接続される。更に、Ｓ１５の処理ではｎ＞２となるため（Ｓ１５：Ｎｏ）、Ｓ１６の処理に代えて、Ｓ１７の処理を実行する。

【0072】

Ｓ１７の処理では、基準抵抗４０にかかる電圧を計測部３７で計測し、その計測結果から標準抵抗４２の抵抗値を算出する（Ｓ１７）。電圧印加部３８により印加される電圧Ｖ０が、標準抵抗４２と基準抵抗４０とに分圧されるので、標準抵抗４２の抵抗値をＲ４、基準抵抗４０にかかる電圧をＶ１、基準抵抗４０の抵抗値をＲ３とすると、Ｖ１＝Ｖ０×Ｒ４／（Ｒ３＋Ｒ４）の式が成り立つ。この式に各値を代入することで、標準抵抗４２の抵抗値Ｒ４が算出される。

【0073】

このＳ１７の処理で算出した計測結果は、計測対象を標準抵抗４２としてＳ１８の処理で外部制御機器２６へ送信される。外部制御機器２６では、印加型計測器３０で算出した抵抗値Ｒ４と、予め定められている標準抵抗４２の本来の抵抗値とを比較し、両者が殆ど一致していれば、印加型計測器３０が正常に動作していると判断できる。

【0074】

また、印加型計測器３０で算出した抵抗値Ｒ４が、標準抵抗４２の予め定めた抵抗値に近づくように、印加型計測器３０を校正させる信号を外部制御機器２６から印加型計測器３０へ送ることもできる。なお、これらの正常動作や校正の判断を外部制御機器２６ではなく印加型計測器３０で実行させても良い。

【0075】

ｎ＝３である場合のＳ１８の処理後は、Ｓ１９の処理でスイッチＳＷ３を開け、Ｓ２０～Ｓ２３の処理を実行する。このＳ２３の処理では、直前のＳ２２の処理によりｎ＝４になっており（Ｓ２３：Ｙｅｓ）、全ての計測が終了したので、定期計測処理を終了する。

【0076】

また、ｎの値に関わらず、Ｓ２０の処理において、計測部３７で電圧が検出された場合には（Ｓ２０：Ｎｏ）、Ｓ１９の処理で開くように指示したスイッチＳＷｎが溶着などによって実際には開かなかったと判断できる。この場合、スイッチＳＷｎが開かなかったというエラー情報を外部制御機器２６へ送信し（Ｓ２４）、電圧印加部３８による電圧の印加を終了し（Ｓ２５）、定期計測処理を終了する。

【0077】

ここで例えば、スイッチＳＷ１が溶着により開かずエラーとなっている場合に定期計測処理を終了せず、Ｓ１２以下の処理を再び実行して、計測対象物ｂの絶縁抵抗の計測のためにスイッチＳＷ２を閉じると、計測対象物ａと計測対象物ｂとが接続されてしまう。この状態で三相電力を供給したり電圧印加部３８で電圧を印加したりすると、意図しない電圧によって印加型計測器３０や計測対象物ａ，ｂの各部位が故障する可能性がある。

【0078】

これに対し、Ｓ２０の処理で電圧を検出するというエラーが有った場合に（Ｓ２０：Ｎｏ）、定期計測処理を終了することで、切換部３９を介して複数の計測対象物ａ，ｂ同士が接続されてしまうことを抑制できる。その結果、意図しない電圧によって印加型計測器３０や計測対象物ａ，ｂの各部位が故障する可能性を低減できる。

【0079】

更に、エラーが解消するまで、定期計測処理を実行しないように制御しても良い。これにより、意図しない電圧によって印加型計測器３０や計測対象物ａ，ｂの各部位が故障する可能性を更に低減できる。

【0080】

図４を参照し、外部制御機器２６で実行される解析のうち、印加型計測器３０による計測対象物ａの絶縁抵抗の計測結果に対する解析について説明する。なお、計測対象物ｂの絶縁抵抗の計測結果に対しても同一の解析が行われる。

【0081】

外部制御機器２６では、図４に示すように、計測対象物ａに関し、過去の絶縁抵抗の計測結果を縦軸に、日時を横軸にしたグラフを生成し表示する。図４のグラフでは、過去の計測結果（実測値）の経時変化を実線で示し、その実測値を最小二乗法で近似した直線の延長線による今後の計測結果（予測値）の経時変化を二点鎖線で示している。また、図４のグラフには、絶縁抵抗の劣化が疑われる閾値を破線で示している。

【0082】

外部制御機器２６は、過去の計測結果が閾値を下回っている場合に、計測対象物ａの絶縁抵抗の劣化が疑われることを外部制御機器２６の管理者へ通知する。この際、負荷機器１４を操作する作業者やオペレータに通知しても良い。なお、印加型計測器３０で絶縁抵抗を計測する際に計測時の温度や湿度も取得し、それらの情報に基づき絶縁抵抗を補正したり閾値を変更する等しても良い。

【0083】

外部制御機器２６では、今後の計測結果（予測値）の経時変化と閾値とから、今後の計測結果が閾値以下となる日時が予測され、その日時が図４のグラフに表示されている。よって、外部制御機器２６の管理者は、今後の計測結果が閾値以下となる日時を目安に計測対象物ａのメンテナンス等のスケジュールを計画することができると共に、交換が必要な機器や部品の発注などを計画することができる。

【0084】

図１に戻って漏電計測器５０ａ，５０ｂについて説明する。漏電計測器５０ａ，５０ｂは、交流電線１１～１３による三相電力の供給時であって負荷機器１４の作動時において、それら交流電線１１～１３や負荷機器１４（計測対象物）に生じる漏洩電流を自動で定期的に計測する機器である。

【0085】

漏電計測器５０ａは、１組の中間線１１ｂ～１３ｂが一緒に貫通する変流器５７ａと、中間線１１ｂ，１２ｂ間に発生している電圧および位相を計測する基準検出部５８ａと、を備える。同様に、漏電計測器５０ｂは、１組の下流線１１ｃ～１３ｃが一緒に貫通する変流器５７ｂと、下流線１１ｃ，１２ｃ間に発生している電圧および位相を計測する基準検出部５８ｂと、を備える。漏電計測器５０ａ，５０ｂを作動させる電力は、交流電線１１～１３から図示しない電線を介して供給されても良いし、交流電線１１～１３以外の電線から供給されても良い。

【0086】

なお、漏電計測器５０ａと漏電計測器５０ｂとは、配置が異なる点以外は略同一に構成される。以下、漏電計測器５０ａ，５０ｂを区別せずに説明する場合、漏電計測器５０と称す。同様に、漏電計測器５０ａ，５０ｂがそれぞれ有する変流器５７ａ，５７ｂ及び基準検出部５８ａ，５８ｂを区別せずに説明する場合、それぞれ変流器５７及び基準検出部５８と称す。これらは、後述の実施形態でも同様である。

【0087】

変流器５７は、計測対象物となる電線が貫通するように環状に形成された電流計測器であり、その貫通部分の電線を流れる電流を計測する。より具体的に、変流器５７とは、通電により電線の貫通部分に生じた磁界を計測し、その磁界に基づいて電流の値を計測（算出）するものである。変流器５７ａは、１組の中間線１１ｂ～１３ｂを流れる電流の合計を計測する零相変流器である。変流器５７ｂは、１組の下流線１１ｃ～１３ｃを流れる電流の合計を計測する零相変流器である。

【0088】

交流電線１１～１３による三相電力の供給時に、変流器５７の下流で漏洩電流が生じていない場合には、交流電線１１～１３を通る電流の合計が基本的に０Ａとなるため、変流器５７の計測結果も基本的に０Ａとなる。一方、三相電力の供給時に、変流器５７の下流で漏洩電流が生じると、その漏洩電流以外の電流の合計を変流器５７が計測する。即ち、変流器５７は、自身の配置位置の下流で生じた漏洩電流を計測できる。

【0089】

また、変流器５７は、自身の配置位置よりも下流の交流電線１１～１３が絶縁トランス２１，２２によって絶縁されていても、その絶縁トランス２１，２２の下流で生じた漏洩電流を計測できる。これにより、変流器５７ａの計測結果と変流器５７ｂの計測結果との差から、変流器５７ａの下流側であって変流器５７ｂの上流側で生じた漏洩電流を算出できる。

【0090】

変流器５７により計測される漏洩電流には、対地静電容量に起因する漏洩電流Ｉｇｃと、計測対象物の絶縁抵抗に直接関与している対地絶縁抵抗に起因する漏洩電流Ｉｇｒと、が含まれている。なお、漏洩電流Ｉｇｃは、計測対象物の交流電線１１～１３の長さに応じて容量が増大するだけでなく、負荷機器１４に使用されているインバータやノイズフィルター等に起因する高調波歪み電流によっても容量が増大する。

【0091】

基準検出部５８は、計測対象物となる交流電線１１～１３の電圧および位相を計測する電圧プローブである。本実施形態における基準検出部５８は、交流電線１１，１２間の電圧のクロスポイントを検出しているが、交流電線１１～１３のいずれも接地線１８等の接地部に接続されていないので、交流電線１１，１３間や交流電線１２，１３間の電圧のクロスポイントを検出しても良い。

【0092】

漏電計測器５０は、変流器５７の計測結果と基準検出部５８の計測結果とから、計測対象物の漏洩電流Ｉｇｒを算出する。なお漏電計測器５０は、漏洩電流Ｉｇｒを計測結果として算出する場合に限らず、その漏洩電流Ｉｇｒに基づき計測対象物の絶縁抵抗の値を計測結果として算出しても良い。漏洩電流Ｉｇｒ及び絶縁抵抗の算出には、既知の方法を用いればよく、例えば特許第４９４５７２７号公報に開示されている方法を用いればよい。

【0093】

また、外部制御機器２６で漏洩電流Ｉｇｒを算出できるように、漏電計測器５０では、変流器５７及び基準検出部５８の計測結果の取得までを行っても良い。本明細書において漏電計測器５０が計測対象物の絶縁抵抗を監視するとは、絶縁抵抗の値自体を算出する場合も、その絶縁抵抗に起因した漏洩電流Ｉｇｒを算出するまでの場合も、変流器５７及び基準検出部５８の計測結果を取得するまでの場合も含むこととする。

【0094】

次に図５（ａ）及び図５（ｂ）を参照して、漏電計測器５０の制御について説明する。図５（ａ）は、漏電計測器５０の電気的構成を示したブロック図である。図５（ｂ）は漏電計測器５０のＣＰＵ５１で実行される漏電計測処理のフローチャートである。

【0095】

漏電計測器５０は、ＣＰＵ５１と、フラッシュＲＯＭ５２と、ＣＰＵ５１のプログラムの実行時に各種のワークデータやフラグ等を書き換え可能に記憶するためのメモリであるＲＡＭ５３とを有し、これらはバスライン５４を介して、入出力ポート５５にそれぞれ接続されている。入出力ポート５５には、更に、外部制御機器２６に接続される通信装置５６と、変流器５７と、基準検出部５８と、がそれぞれ接続されている。

【0096】

ＣＰＵ５１は、バスライン５４により接続された各部を制御する演算装置である。フラッシュＲＯＭ５２は、ＣＰＵ５１により実行されるプログラムや固定値データ等を格納した書き換え可能な不揮発性のメモリであり、漏電監視プログラム５２ａが設けられる。ＣＰＵ５１によって漏電監視プログラム５２ａが実行されると、図５（ｂ）の漏電計測処理が実行される。

【0097】

図５（ｂ）を参照して、この漏電計測処理を説明する。漏電計測処理は、漏電計測器５０の電源が投入されている間、定期的（例えば１秒毎）に実行される。漏電計測処理は、まず、負荷機器１４の電源がオンであるかを確認する（Ｓ３１）。

【0098】

負荷機器１４の電源がオフである場合には（Ｓ３１：Ｎｏ）、交流電線１１～１３に電流が流れておらず計測対象物に漏洩電流が生じていないので、漏洩電流を計測せずに漏電計測処理を終了する。

【0099】

一方、負荷機器１４の電源がオンである場合には（Ｓ３１：Ｙｅｓ）、変流器５７及び基準検出部５８で計測を行い、その計測結果から計測対象物に生じている漏洩電流Ｉｇｒを計測（算出）する（Ｓ３２）。次いで、この漏洩電流Ｉｇｒの計測結果と、計測対象と、計測した日時とを外部制御機器２６へ送信し（Ｓ３３）、漏電計測処理を終了する。

【0100】

なお、Ｓ３３の処理で送信する計測対象とは、漏電計測器５０ａ又は漏電計測器５０ｂのいずれで計測したかを判別可能にする情報である。これにより、外部制御機器２６では、漏電計測器５０から取得した計測結果に基づき、計測対象物の絶縁抵抗が劣化している場所などを解析できる。

【0101】

また、外部制御機器２６では、漏電計測器５０の計測結果に対しても、図４を用いて説明した印加型計測器３０の計測結果に対する解析方法と同様の解析が実行される。具体的に外部制御機器２６は、計測対象物の漏洩電流Ｉｇｒが所定の閾値を越えた場合に、計測対象物の絶縁抵抗の劣化が疑われることを外部制御機器２６の管理者へ通知する。この際、負荷機器１４を操作する作業者やオペレータに通知しても良い。また、外部制御機器２６は、漏洩電流Ｉｇｒが所定の閾値を越える日時を予測して管理者へ通知する。

【0102】

以上説明した通り、絶縁抵抗監視装置２０は、漏電計測器５０によって三相電力の供給時における計測対象物の絶縁抵抗を監視できると共に、印加型計測器３０によって三相電力の非供給時でも計測対象物の絶縁抵抗を監視できる。これにより例えば、三相電力の非供給時の絶縁抵抗と、供給時の絶縁抵抗とを比較することで、絶縁抵抗の劣化箇所を特定し易くできる。

【0103】

更に、絶縁抵抗監視装置２０は、印加型計測器３０及び漏電計測器５０の両方で三相電力の供給時における計測対象物の絶縁抵抗を監視できる。印加型計測器３０及び漏電計測器５０の計測方法が互いに異なるので、両者の計測結果を比較することにより絶縁抵抗の劣化箇所を特定し易くできる。

【0104】

次に図６～図８を参照して第２実施形態について説明する。第１実施形態では、絶縁トランス２２の下流側がＢ種接地されていない場合について説明した。これに対し、第２実施形態では、絶縁トランス２２の下流側がＢ種接地されている場合について説明する。なお、第１実施形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。

【0105】

図６は、第２実施形態における絶縁抵抗監視装置６０及び計測対象物の電気回路を模式的に示した回路図である。第２実施形態における計測対象物は、三相３線式の交流電路を構成する３本１組の交流電線１１～１３と、それら３本１組の交流電線１１～１３にそれぞれ連結される負荷機器１４，１５と、を備える。

【0106】

１組の交流電線１１～１３のうち絶縁トランス２２の２次巻線２２ｂに接続される１組の下流線は、２次巻線２２ｂから延びる１組の幹電線１１ｃ１，１２ｃ１，１３ｃ１と、その１組の幹電線１１ｃ１～１３ｃ１からそれぞれ分岐する２組の分岐電線１１ｃ２，１２ｃ２，１３ｃ２，１１ｃ３，１２ｃ３，１３ｃ３と、を備える。分岐電線１１ｃ２～１３ｃ２による１組は、負荷機器１４に直接接続される。分岐電線１１ｃ３～１３ｃ３による１組は、負荷機器１５に絶縁トランス１６を介して連結される。

【0107】

負荷機器１５は、分岐電線１１ｃ３～１３ｃ３から供給された三相電力によって作動する電気回路である。負荷機器１５としては、例えば三相誘導電動機が挙げられる。負荷機器１５は、接地線１８を介してＤ種接地された筐体１５ａに収容されている。この筐体１５ａに絶縁トランス１６が内蔵されている。

【0108】

絶縁トランス１６は、分岐電線１１ｃ３～１３ｃ３にそれぞれ接続される１次巻線１６ａと、負荷機器１５に接続される２次巻線１６ｂと、１次巻線１６ａ及び２次巻線１６ｂが巻き付けられる鉄心（図示せず）と、１次巻線１６ａ、２次巻線１６ｂ及び鉄心が収容される筐体１６ｃと、を備える。

【0109】

絶縁トランス１６は、分岐電線１１ｃ３～１３ｃ３と負荷機器１５との間を絶縁しつつ、分岐電線１１ｃ３～１３ｃ３から負荷機器１５へ電磁誘導により三相電力を伝達する。また、絶縁トランス１６内で生じた漏洩電流などを大地へ逃がすために、絶縁トランス１６の筐体１６ｃが負荷機器１５の筐体１５ａに接続されて接地されている。

【0110】

絶縁抵抗監視装置６０は、絶縁トランス２２と、その絶縁トランス２２の下流側をＢ種接地させるＢ種接地線６６と、そのＢ種接地線６６に設けられる電磁開閉器６７と、合成抵抗部２４と、合成抵抗部２４と接地線１８との間に接続される印加型計測器６１と、絶縁トランス２２の下流側の幹電線１１ｃ１～１３ｃ１に配置される漏電計測器６３と、を備える。

【0111】

Ｂ種接地線６６は、絶縁トランス２２の近傍で幹電線１３ｃ１から分岐した電線であって、絶縁トランス２２の筐体２２ｃの接地線１８に接続される。これにより、絶縁トランス２２の下流側がＢ種接地される。なお、Ｂ種接地線６６を大地に直接接続して幹電線１３ｃ１を接地させても良い。

【0112】

電磁開閉器６７は、Ｂ種接地線６６を開閉するノーマルクローズ型の開閉器である。電磁開閉器６７は、電磁開閉器６７への非通電時にＢ種接地線６６を閉じて（通電して）幹電線１３ｃ１を接地させ、電磁開閉器６７への通電時にＢ種接地線６６を開いて（遮断して）幹電線１３ｃ１を非接地に切り換える。

【0113】

印加型計測器６１は、端子ａと端子Ｅとの間に電圧を印加することで、その端子ａに接続された計測対象物の絶縁抵抗に応じた電圧を計測する。印加型計測器６１の端子ａには、合成抵抗部２４を介して１組の幹電線１１ｃ１～１３ｃ１が接続されている。更に、その幹電線１１ｃ１～１３ｃ１には２次巻線２２ｂ及び分岐電線１１ｃ２～１３ｃ２，１１ｃ３～１３ｃ３が接続され、分岐電線１１ｃ２～１３ｃ２に負荷機器１４が接続されている。よって、印加型計測器６１は、２次巻線２２ｂ、幹電線１１ｃ１～１３ｃ１、分岐電線１１ｃ２～１３ｃ２，１１ｃ３～１３ｃ３、負荷機器１４及び１次巻線１６ａの絶縁抵抗を監視できる。

【0114】

なお、分岐電線１１ｃ３～１３ｃ３と負荷機器１５との間は絶縁トランス１６によって絶縁されているので、印加型計測器６１は、負荷機器１５の絶縁抵抗を監視できない。言い換えると、印加型計測器６１は、絶縁トランス２２の下流側の計測対象物のうち、負荷機器１５を除いた部分の絶縁抵抗を監視できる。

【0115】

漏電計測器６３は、１組の幹電線１１ｃ１～１３ｃ１が一緒に貫通する変流器５７ｃと、幹電線１１ｃ１，１２ｃ１間に発生している電圧および位相を計測する基準検出部５８ｃと、を備える。幹電線１３ｃ１からＢ種接地線６６が分岐する位置よりも下流側の幹電線１３ｃ１が変流器５７ｃを貫通している。

【0116】

また、第１実施形態で説明した通り、変流器５７ｃの配置位置よりも下流の交流電線１１～１３（分岐電線１１ｃ３～１３ｃ３）が絶縁トランス１６で絶縁されていても、その絶縁トランス１６の下流の負荷機器１５で生じた漏洩電流を変流器５７ｃで計測できる。

【0117】

更に、変流器５７ｃには、負荷機器１４側の分岐電線１１ｃ２～１３ｃ２と、負荷機器１５側の分岐電線１１ｃ３～１３ｃ３とに分岐する前の幹電線１１ｃ１～１３ｃ１が貫通している。その結果、漏電計測器６３は、負荷機器１４，１５の漏洩電流の合計を容易に計測できる。

【0118】

図７に示すように、印加型計測器６１は、第１実施形態における印加型計測器３０（図２参照）に対し、切換部３９及び端子ｂが省略され、端子ａが計測部３７及び基準抵抗４０に直接接続されている点で異なる。更に、印加型計測器６１のフラッシュＲＯＭ３２には、第１実施形態と異なる印加監視プログラム６２が設けられている。その他の印加型計測器６１の構成は、第１実施形態における印加型計測器３０と同一である。

【0119】

また、漏電計測器６３のフラッシュＲＯＭ５２には、第１実施形態の漏電計測器５０における漏電監視プログラム５２ａとは異なる漏電監視プログラム６４が設けられている。その他の漏電計測器６３の構成は、第１実施形態における漏電計測器５０と同一である。

【0120】

外部制御機器２６には、印加型計測器６１、漏電計測器６３、負荷機器１４，１５、電磁開閉器６７がそれぞれ接続されている。外部制御機器２６は、負荷機器１４，１５の作動状態や電磁開閉器６７の開閉状態を印加型計測器６１及び漏電計測器６３に伝達したり、印加型計測器６１からの切換信号を電磁開閉器６７へ伝達したりする。

【0121】

次に図８（ａ）を参照して、印加型計測器６１のＣＰＵ３１によって印加監視プログラム６２が実行されたときの処理について説明する。図８（ａ）は、印加監視プログラム６２によってＣＰＵ３１で実行される定期計測処理のフローチャートである。印加型計測器６１の定期計測処理は、印加型計測器６１の電源が投入されている間、定期的（例えば１０分毎）に実行される。

【0122】

印加型計測器６１の定期計測処理は、まず、電磁開閉器６７を開くことが可能かを判断するために、負荷機器１４，１５の電源がオフであるかを確認する（Ｓ４１）。負荷機器１４，１５の電源がオンである場合に電磁開閉器６７を開いて幹電線１３ｃ１を非接地にすると、例えば負荷機器１４，１５の作動時のノイズをＢ種接地線６６から大地へ逃がせなくなり、負荷機器１４，１５が誤動作するおそれがある。

【0123】

負荷機器１４，１５の電源がオフである場合には（Ｓ４１：Ｙｅｓ）、電磁開閉器６７を開いても負荷機器１４，１５が誤動作しないので、電磁開閉器６７を開ける（Ｓ４２）。具体的にＳ４２の処理では、電磁開閉器６７を開ける信号を外部制御機器２６を介して電磁開閉器６７へ送信し、電磁開閉器６７はその信号を受信したときに開く。

【0124】

Ｓ４２の処理後、第１実施形態と同様にＳ１３，Ｓ１４，Ｓ１６，Ｓ１８，Ｓ２１の処理を実行し、端子ａに接続された計測対象物の絶縁抵抗を算出して外部制御機器２６へ送信する。次いで、電源をオンにしたときに負荷機器１４，１５が正常に動作するよう、電磁開閉器６７を閉じて幹電線１３ｃ１を再び接地させ（Ｓ４３）、定期計測処理を終了する。

【0125】

一方、Ｓ４１の処理において、負荷機器１４，１５の電源がオンである場合には（Ｓ４１：Ｎｏ）、電磁開閉器６７を開いたときの負荷機器１４，１５の誤動作を抑制するため、電磁開閉器６７を閉じたままにして定期計測処理を終了する。電磁開閉器６７を閉じたまま電圧印加部３８で接地線１８へ電圧を印加すると、その電圧に応じた電流が絶縁抵抗を介さずに接地線１８及びＢ種接地線６６から幹電線１３ｃ１へ直接流れ、その電流が計測部３７へ入力されてしまう。この場合、計測部３７の計測結果から計測対象物の絶縁抵抗を正確に計測できないおそれがある。

【0126】

これに対し、印加型計測器６１は、負荷機器１４，１５へ三相電力を供給せずに電磁開閉器６７を開いた状態で計測部３７により電圧を計測するので、計測対象物の絶縁抵抗に応じた電圧を計測部３７で正確に計測できる。その結果、印加型計測器６１は、計測部３７の計測結果から計測対象物の絶縁抵抗を正確に算出できる。

【0127】

次に図８（ｂ）を参照して、漏電計測器６３のＣＰＵ５１によって漏電監視プログラム６４が実行されたときの処理について説明する。図８（ｂ）は、漏電監視プログラム６４によってＣＰＵ５１で実行される漏電計測処理のフローチャートである。漏電計測器６３の漏電計測処理は、漏電計測器６３の電源が投入されている間、定期的（例えば１秒毎）に実行される。

【0128】

漏電計測処理は、まず第１実施形態と同様に、負荷機器１４，１５の電源がオンであるかを確認する（Ｓ３１）。負荷機器１４，１５の電源がオンである場合には（Ｓ３１：Ｙｅｓ）、電磁開閉器６７が閉じているかを確認する（Ｓ５２）。

【0129】

基本的に負荷機器１４，１５の電源がオンである場合には、負荷機器１４，１５を正常に動作させるために電磁開閉器６７が閉じている。そのため、負荷機器１４，１５の電源のオン時に電磁開閉器６７が開いている場合には（Ｓ３１：Ｙｅｓ，Ｓ５２：Ｎｏ）、エラーが生じているので、漏洩電流を計測せずに漏電計測処理を終了する。

【0130】

一方、Ｓ５２の処理で電磁開閉器６７が閉じている場合には（Ｓ５２：Ｙｅｓ）、電磁開閉器６７が正常に動作しているので、計測対象物に生じている漏洩電流Ｉｇｒを計測（算出）する（Ｓ３２）。次いで、この漏洩電流Ｉｇｒの計測結果と、計測対象と、計測した日時とを外部制御機器２６へ送信し（Ｓ３３）、漏電計測処理を終了する。

【0131】

電磁開閉器６７が閉じた状態では、三相電力の供給時に計測対象物に生じる漏洩電流が、接地線１８及びＢ種接地線６６を通って幹電線１３ｃ１に帰り易くなる。更に、変流器５７ｃよりも上流側の幹電線１３ｃ１がＢ種接地線６６に繋がっているので、そのＢ種接地線６６を通る漏洩電流が変流器５７ｃを迂回し易くなる。これらの結果、漏電計測器６３は、三相電力の供給時の計測対象物の漏洩電流をより正確に計測できる。

【0132】

次に図９を参照して第３実施形態について説明する。第２実施形態では、１組の幹電線１１ｃ１～１３ｃ１が貫通する変流器５７ｃを有する漏電計測器６３について説明した。これに対し、第３実施形態では、１組の分岐電線１１ｃ２～１３ｃ２が貫通する変流器５７ｄを有する漏電計測器７１と、Ｂ種接地線６６が貫通する変流器５７ｅを有する漏電計測器７２とについて説明する。なお、第１，２実施形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。

【0133】

図９は、第３実施形態における絶縁抵抗監視装置７０及び計測対象物の電気回路を模式的に示した回路図である。第３実施形態の計測対象物は、第２実施形態における計測対象物と同一である。

【0134】

絶縁抵抗監視装置７０は、絶縁トランス２２と、Ｂ種接地線６６と、電磁開閉器６７と、合成抵抗部２４と、印加型計測器６１と、分岐電線１１ｃ２～１３ｃ２に配置される漏電計測器７１と、Ｂ種接地線６６に配置される漏電計測器７２と、を備える。漏電計測器７１，７２は、図８（ｂ）に示した通り第２実施形態と同一の方法で計測対象物の漏洩電流を計測（算出）する。

【0135】

漏電計測器７１は、１組の分岐電線１１ｃ２～１３ｃ２が一緒に貫通する変流器５７ｄと、分岐電線１１ｃ２，１２ｃ２間に発生している電圧および位相を計測する基準検出部５８ｄと、を備える。これにより、漏電計測器７１は、分岐電線１１ｃ２～１３ｃ２に接続された負荷機器１４の漏洩電流を、他の分岐電線１１ｃ３～１３ｃ３に連結された負荷機器１５の漏洩電流に影響されることなく計測（算出）できる。

【0136】

電磁開閉器６７が閉じた状態では、三相電力の供給時に計測対象物に生じる漏洩電流がＢ種接地線６６から幹電線１３ｃ１へ帰り易い。漏電計測器７２は、このＢ種接地線６６が貫通する変流器５７ｅを備える。よって、漏電計測器７２は、三相電力の供給時に計測対象物に生じる漏洩電流を変流器５７ｅで計測できる。

【0137】

なお、漏電計測器７２には、基準検出部５８が無いので、変流器５７ｅによる計測結果から漏洩電流Ｉｇｒを算出することができない。しかし、変流器５７ｅには、１本のＢ種接地線６６を通せば良いだけであり、複数本の電線を一緒に通すための大きさや特殊な形状の変流器を用いる必要がない。よって、計測対象物への漏電計測器７２の設置を容易にできると共に、漏電計測器７２の製造コスト等を低減し易くできる。

【0138】

次に図１０及び図１１を参照して第４実施形態について説明する。第１～３実施形態では、三相３線式の交流電線１１～１３を含む計測対象物の絶縁抵抗を監視する絶縁抵抗監視装置２０，６０，７０について説明した。これに対し、第４実施形態では、バッテリ８１から直流電力を負荷機器８６へ供給する計測対象物の絶縁抵抗を監視する絶縁抵抗監視装置９０について説明する。なお、第１～３実施形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。

【0139】

図１０は、第４実施形態における絶縁抵抗監視装置９０及び計測対象物の電気回路を模式的に示した回路図である。第４実施形態の計測対象物は、直流電力（負荷用電力）を出力するバッテリ８１と、そのバッテリ８１の正極に接続される正極線８４と、バッテリ８１の負極に接続される負極線８５と、それら正極線８４及び負極線８５を介してバッテリ８１から供給された直流電力により作動する負荷機器８６と、を備える。この計測対象物としては、例えば電気を駆動源とする自動車や産業車両、鉄道車両、航空機、船舶、その他の電気機器が挙げられる。

【0140】

バッテリ８１は、所定の電圧（例えば約４００Ｖ）の直流電力を出力する電源であって、内部抵抗８２を有している。但し、この内部抵抗８２の抵抗値は、計測対象物の絶縁抵抗に対し、バッテリ８１を電線と同様の導体とみなすことができる程度に低い。

【0141】

正極線８４及び負極線８５は、上流のバッテリ８１から下流の負荷機器８６へ直流電力を供給するための２本１組の電源線である。負荷機器８６は、その直流電力によって作動する電気回路である。負荷機器８６は、接地線１８を介してＤ種接地された筐体８６ａに収容されている。なお、計測対象物が車両などの場合、車両のフレームなど大きな導体に接続することを「接地」と言い、その大きな導体が大地に接続されていなくても良い。

【0142】

絶縁抵抗監視装置９０は、負極線８５と接地線１８との間に接続される印加型計測器３０と、負荷機器８６の漏洩電流を計測する漏電計測器９２と、を備える。印加型計測器３０の端子Ｅが接地線１８に接続され、端子ａが負極線８５のみに接続される。印加型計測器３０は、端子Ｅと端子ａとの間に電圧を印加することで、その端子ａに接続された計測対象物の絶縁抵抗に応じた電圧を計測し、その電圧から絶縁抵抗を算出する。

【0143】

上述した通りバッテリ８１が低抵抗の導体とみなされるので、印加型計測器３０は、端子ａが正極線８４に直接接続されていなくても、計測対象物のうち負極線８５、バッテリ８１及び負荷機器８６だけでなく正極線８４の絶縁抵抗に応じた電圧を計測できる。よって、絶縁抵抗監視装置９０は、印加型計測器３０の計測結果に基づいて、正極線８４、負極線８５、バッテリ８１及び負荷機器８６の絶縁抵抗を監視できる。

【0144】

また、接地線１８に対する負極線８５の電位は、両者の接続の有無に関わらず０Ｖに近くなる。そのため、負荷機器８６へバッテリ８１からの直流電力が供給されている間でも、その直流電力に基づく電流や電圧を負極線８５から印加型計測器３０へ入力され難くできる。その結果、バッテリ８１からの直流電力の供給時に負極線８５から印加型計測器３０を外す作業や、それを着け外しするための電磁開閉器などを不要にできる。よって、直流電力の供給時でも印加型計測器３０を負極線８５に接続したままにできる。

【0145】

負荷機器８６のノイズ対策などのために、負極線８５を接地線１８や車両フレーム等の接地部に接続して接地させる場合もあるが、本実施形態では、負極線８５を接地線１８と非接続の状態で維持している。これにより、印加型計測器３０による計測時に負極線８５を接地線１８から切り離す作業や工程（例えば第２実施形態のような電磁開閉器６７の開閉）を不要にできる。よって、印加型計測器３０による計測を簡素化できる。

【0146】

更に、印加型計測器３０による計測時に、負極線８５を接地線１８から切り離す必要が無いため、負極線８５及び正極線８４による直流電力の供給を止める必要も無い。加えて、負極線８５に接続された印加型計測器３０へ直流電力に基づく電流や電圧が入力され難いことから、直流電力による負荷機器８６の作動中でも、印加型計測器３０は、直流電力による計測結果への影響を抑えつつ計測対象物の絶縁抵抗に応じた電圧を計測できる。よって、絶縁抵抗監視装置９０は、負荷機器８６の作動中でも計測対象物の絶縁抵抗を正確に監視できる。

【0147】

漏電計測器９２は、バッテリ８１から負荷機器８６への直流電力の供給時において、計測対象物のうち負荷機器８６と正極線８４及び負極線８５の一部とに生じる漏洩電流を自動で定期的に計測する機器である。漏電計測器９２は、正極線８４が貫通する変流器９３と、負極線８５が貫通する変流器９４と、正極線８４と負極線８５との間の電位差（バッテリ８１の電圧）を計測する基準検出部９５と、を備えている。

【0148】

変流器９３，９４は、計測対象物となる電線が貫通するように環状に形成された電流計測器であり、その貫通部分の電線を流れる電流を計測する。なお、変流器９３，９４は、直流の電流を計測可能に構成されているが、その構成は既知であるため説明を省略する。基準検出部９５は、既知の電圧計である。

【0149】

このような漏電計測器９２による漏洩電流の監視方法について、図１０に加え図１１を参照して説明する。図１１（ａ）は、変流器９３で計測された正極線８４の電流値Ａ１と、変流器９４で計測された負極線８５の電流値Ａ２との経時変化を示すグラフである。図１１（ｂ）は、負荷機器８６から筐体８６ａを介して接地線１８へ流れた漏洩電流の値の経時変化を示すグラフである。

【0150】

図１１（ａ）及び図１１（ｂ）のグラフの縦軸はいずれも、電流値［Ａ］である。図１１（ａ）及び図１１（ｂ）のグラフの横軸はいずれも、時間［ｓ］である。なお、電流値Ａ１は正の値であり、電流値Ａ２は負の値であるが、図１１（ａ）にはこれらの絶対値が示されている。

【0151】

また、図１１（ａ）のグラフには、変流器９３の電流値Ａ１の経時変化が実線で示され、変流器９４の電流値Ａ２の経時変化が破線で示されている。なお、図１１（ａ）において、実際には重なる部分の実線と破線とを、グラフの見易さの観点から若干ずらして示している。

【0152】

負荷機器８６に全く漏洩電流が生じていない場合には、基本的に、変流器９３（正極線８４）を通った電流の全部が、変流器９４（負極線８５）を通る。そのため、漏洩電流が生じていない時間において、図１１（ａ）のグラフでは、変流器９３，９４の電流値Ａ１，Ａ２が同一となり、図１１（ｂ）のグラフでは、漏洩電流の値が０Ａとなる。

【0153】

一方、負荷機器８６から接地線１８へ漏洩電流が生じた場合には、例えばその漏洩電流がバッテリ８１の筐体からバッテリ８１の内部へ帰り、変流器９４を迂回する。即ち、変流器９３を通った電流が、変流器９４を通る正常なルートと、変流器９４を通らない漏洩電流のルートとに分かれる。

【0154】

そのため負荷機器８６の漏洩電流が生じた時間において、図１１（ａ）のグラフでは、変流器９３の電流値Ａ１よりも変流器９４の電流値Ａ２が下がり、図１１（ｂ）のグラフでは、それらの電流値Ａ１，Ａ２の合計（電流値Ａ１，Ａ２の絶対値の差分）が漏洩電流の値となって示される。このようにして漏電計測器９２は、バッテリ８１からの直流電力の供給時に、変流器９３，９４の下流側（負荷機器８６側）の計測対象物で生じた漏洩電流を算出できる。

【0155】

なお、バッテリ８１から出力される直流電力の電圧であって、正極線８４と負極線８５との間の電位差（基準検出部９５が計測する電位差）は、様々な要因によって変動することがある。この電位差に反比例して、図１１（ａ）のように変流器９３，９４の電流値Ａ１，Ａ２がそれぞれ変動する。図１１（ａ）には、電流値のグラフの上側に、その電流値の取得時における電位差が示されている。

【0156】

また、電流値Ａ１，Ａ２の合計である漏洩電流も電位差に反比例して変動するため、図１１（ｂ）のグラフには、その電位差が４００Ｖである場合に補正（換算）した漏洩電流の値を示している。具体的に電位差が４００Ｖである場合には、電流値Ａ１，Ａ２の合計を、そのまま補正後の漏洩電流の値とする。電位差が４３０Ｖである場合には、電流値Ａ１，Ａ２の合計を１．０７５倍し、補正後の漏洩電流の値とする。電位差が３８０Ｖである場合には、電流値Ａ１，Ａ２の合計を約０．９５倍し、補正後の漏洩電流の値とする。

【0157】

このようにして、漏電計測器９２は、バッテリ８１からの直流電力の供給時に計測対象物の絶縁抵抗に応じて生じた漏洩電流をより正確に算出できる。よって、絶縁抵抗監視装置９０は、漏電計測器９２により直流電力の供給時における計測対象物の絶縁抵抗を監視できる。

【0158】

なお、漏電計測器９２の制御方法は、図５（ｂ）を用いて説明した第１実施形態の漏電計測器５０の制御方法と略同一であり、Ｓ３２の処理時に、電流値Ａ１，Ａ２及び電位差を計測し、それらから補正後の漏洩電流の値を算出すれば良い。また、この漏洩電流の値に基づく絶縁抵抗の算出を漏電計測器９２で行っても良く、外部制御機器２６で行っても良い。更に、漏電計測器９２では電流値Ａ１，Ａ２の計測までを行い、漏洩電流の算出を外部制御機器２６で行っても良い。

【0159】

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能であることは容易に推測できるものである。例えば、電圧印加部３８により印加する電圧やバッテリ８１の出力電圧の大きさ、定期計測処理や漏電計測処理を実行する間隔、負荷機器１４，１５，８６の数などを適宜変更しても良い。

【0160】

また、外部制御機器２６を省略し、外部制御機器２６で実行する制御などを、印加型計測器３０，６１や漏電計測器５０ａ，５０ｂ，６３，７１，７２，９２で実行させても良い。また、印加型計測器３０，６１又は漏電計測器５０ａ，５０ｂ，６３，７１，７２，９２のいずれか一方を省略しても良い。

【0161】

上記実施形態における印加型計測器３０，６１では、電圧印加部３８で電圧を印加することにより計測対象物の絶縁抵抗に応じて電流を生じさせ、その電流を変換した電圧を計測部３７で計測する場合を説明した。これに対し、基準抵抗４０を省略し、計測部３７を電流計とすることで、電圧印加部３８による電圧の印加時に計測対象物の絶縁抵抗に応じて生じた電流を計測部３７で計測しても良い。

【0162】

また、電圧印加部３８から端子Ｅを介し接地線１８へ正の電圧を印加する場合に限らない。例えば、電圧印加部３８から端子ａ又はｂへ正の電圧を印加し、その電圧の印加により絶縁抵抗に応じて生じた電流または電圧を端子Ｅから印加型計測器３０，６１へ入力させても良い。この場合、端子Ｅに繋げた計測部３７で、絶縁抵抗に応じて生じた電流または電圧を計測する。

【0163】

但し、電圧印加部３８から端子Ｅ（接地線１８）へ正の電圧を印加する方が好ましい。この場合、端子ａ，ｂへ正の電圧を印加する場合と比べて、絶縁抵抗の計測結果が低くなり易いので、早期に絶縁抵抗の劣化を判断し易くできる。

【0164】

上記第１実施形態では、互いに絶縁された計測対象物にそれぞれ端子ａ，ｂが接続される場合を説明した。互いに絶縁された計測対象物の数に応じて、その端子の数を適宜増やし、その複数の端子を切換部３９によって選択的に計測部３７及び基準抵抗４０へ接続しても良い。更に、上記第２～４実施形態に切換部３９及び複数の端子を適用しても良い。また、切換部３９を省略して端子ａのみを設けた複数の印加型計測器を、互いに絶縁された複数の計測対象物にそれぞれ接続しても良い。

【0165】

上記実施形態では、交流電線１１～１３の途中に絶縁トランス２１，２２が配置される場合を説明したが、これらの絶縁トランス２１，２２を省略しても良い。このとき、交流電線１１～１３の一部の絶縁抵抗を印加型計測器３０，６１で監視する場合には、交流電線１１～１３の一部を他部と切り離すと共に、その一部を接地線１８等の接地部から切り離せば良い。

【0166】

また、上記実施形態における合成抵抗部２３，２４を省略し、交流電線１１～１３のうち１本を端子ａ，ｂに直接接続しても良い。但しこの場合、三相電力の供給時に交流電線１１～１３を計測部３７から外すため、それらの間にスイッチＳＷ１，ＳＷ２や電磁開閉器を設けることが好ましい。

【0167】

上記実施形態では、漏電計測器５０ａ，５０ｂ，６３，７１は、変流器５７の計測結果と基準検出部５８の計測結果とから漏洩電流Ｉｇｒを算出する場合について説明したが、基準検出部５８を省略し、変流器５７の計測結果をそのまま漏電計測器５０ａ，５０ｂ，６３，７１による計測結果としても良い。

【0168】

また、３本１組の交流電線１１～１３が一緒に貫通する変流器５７ａ，５７ｂ，５７ｃ，５７ｄに代えて、３本の交流電線１１～１３が個別に貫通して交流電線１１～１３の電流を個別に計測する３つの変流器を漏電計測器５０ａ，５０ｂ，６３，７１に設けても良い。この場合、３つの変流器の計測結果を合計することで、３本１組の交流電線１１～１３の電流の合計を、即ち変流器５７ａ，５７ｂ，５７ｃ，５７ｄによる計測結果と同一の値を算出できる。

【0169】

上記第４実施形態では、正極線８４及び負極線８５が個別に変流器９３，９４を貫通する場合を説明したが、変流器９３，９４に代えて、１組の正極線８４及び負極線８５が一緒に貫通する１つの変流器を設けても良い。これらのように、複数本１組の電線が一緒に変流器を貫通する場合には、その変流器の下流で生じた漏洩電流を容易に計測できる。一方、複数本１組の電線が個別に複数の変流器を貫通する場合には、それぞれの変流器を小さくしたり、市販の変流器を使用できる。

【0170】

上記第３実施形態では、分岐電線１１ｃ２～１３ｃ２が貫通する変流器５７ｄを有する漏電計測器７１について説明したが、分岐電線１１ｃ３～１３ｃ３が貫通する変流器を有する漏電計測器を設けても良い。この漏電計測器では、負荷機器１５の漏洩電流を計測できる。

【0171】

上記実施形態では、合成抵抗部２３，２４との接続位置よりも上流側の３本の交流電線１１～１３が変流器５７ａ，５７ｂ，５７ｃを貫通する場合を説明したが、合成抵抗部２３，２４との接続位置よりも下流側の３本の交流電線１１～１３を変流器５７ａ，５７ｂ，５７ｃに貫通させても良い。いずれの場合でも、合成抵抗部２３，２４を介して交流電線１１～１３間を流れる電流が変流器５７ａ，５７ｂ，５７ｃを迂回しないので、その合成抵抗部２３，２４を流れる電流が計測対象物の漏洩電流と一緒に変流器５７ａ，５７ｂ，５７ｃで計測されることを抑制できる。即ち、変流器５７ａ，５７ｂ，５７ｃによる計測対象物の漏洩電流の計測精度を向上できる。

【0172】

上記第１～４実施形態における構成の一部を別の実施形態に適用しても良い。例えば、負荷機器１４，１５で生じた漏洩電流を一緒に計測する上記第２実施形態の漏電計測器６３と、負荷機器１４のみで生じた漏洩電流を計測する漏電計測器７１とを同一の計測対象物に設けても良い。この場合、漏電計測器６３の計測結果と、漏電計測器７１の計測結果との差から、負荷機器１５の漏洩電流を計測できる。

【0173】

上記第２，３実施形態では、幹電線１３ｃ１からＢ種接地線６６が分岐する場合を説明したが、幹電線１１ｃ１又は幹電線１２ｃ１からＢ種接地線６６を分岐させても良い。また、上記第１実施形態の中間線１１ｂ～１３ｂのうちの１本や、下流線１１ｃ～１３ｃのうちの１本、上記第４実施形態の負極線８５を、上記第２，３実施形態のＢ種接地線６６によって接地線１８に接続しても良い。この場合、Ｂ種接地線６６に設けた電磁開閉器６７を開いた状態で印加型計測器３０による計測を行い、電磁開閉器６７を閉じた状態で漏電計測器５０ａ，５０ｂ，９２による計測を行う。逆に、上記第２，３実施形態において、Ｂ種接地線６６を省略しても良い。

【0174】

上記実施形態では、標準抵抗４２の抵抗値を印加型計測器３０で計測することにより、印加型計測器３０の正常動作を確認する場合について説明した。この正常動作の確認以外でスイッチＳＷ３を閉じ、標準抵抗４２を介して計測部３７や切換部３９の各部を接地線１８に接続しても良い。この場合、印加型計測器３０内に寄生する残留電圧や静電容量を、標準抵抗４２を利用して放電することができる。

【0175】

上記実施形態では、電磁開閉器６７がノーマルクローズ型の開閉器である場合を説明したが、非通電時に開いて通電時に閉じるノーマルオープン型の開閉器を電磁開閉器６７に用いても良い。また、非通電時に開閉状態を維持して電気信号に応じ開閉するラッチ式の開閉器を電磁開閉器６７に用いても良い。

【0176】

上記実施形態では、変流器５７ａ～５７ｅ，９３，９４のそれぞれは、計測対象となる電線が貫通する環状に形成され、その貫通部分を流れる電流の値を計測する電流計測器である場合について説明した。しかし、これらの変流器５７ａ～５７ｅ，９３，９４を、計測対象の電線を流れる電流の値を計測可能な他の電流計測器に代えても良い。他の電流計測器としては、通電により電線に生じた磁界を計測し、その磁界に基づいて電流の値を計測する非環状のものが例示される。また、他の電流計測器としては、１本の電線の電流を個別に計測するものに限られるが、シャント抵抗を用いたものが例示される。

【符号の説明】

【0177】

１１，１２，１３ 交流電線（電源線）
１１ｃ１～１３ｃ１ 幹電線
１１ｃ２～１３ｃ２，１１ｃ３～１３ｃ３ 分岐電線
１４，１５，８６ 負荷機器
１４ａ，１５ａ，１６ｃ，２１ｃ，２２ｃ，８６ａ 筐体（接地部）
１８ 接地線（接地部）
２０，６０，７０，９０ 絶縁抵抗監視装置
２１，２２ 絶縁トランス（上流トランス）
２３ａ～２３ｃ，２４ａ～２４ｃ 抵抗器
３０，６１ 印加型計測器
５０ａ，５０ｂ，６３，７１，７２，９２ 漏電計測器
５７ａ～５７ｅ，９３，９４ 変流器（電流計測器）
６６ Ｂ種接地線（接地線）
６７ 電磁開閉器
８１ バッテリ
８４ 正極線（電源線）
８５ 負極線（電源線）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】