微小電流測定装置及び線間非接触電圧計測装置
【課題】各種のラインに用いられる２つの被覆電線の間の線間電圧を金属非接触で正確に計測することができ、作業性のよい微小電流測定装置を提供する。
【解決手段】被覆電線に接するように配置した２個の前記センサユニットを備え、各センサユニットが、それぞれの被覆電線の芯線に対峙して配置した第１電極と第１電極から所定の距離を置いて第１電極より遠く離して配置した第２電極を備えて、前記芯線と各電極との間にキャパシタンスを通して流れる電流を測定する。各電流の検出値を入力する入力手段とキャパシタンスを通して流れる電流の大きさが前記芯線に印加されている電圧に比例していることを利用して入力された各電流の検出値から線間電圧を演算処理して算出する。
【解決手段】被覆電線に接するように配置した２個の前記センサユニットを備え、各センサユニットが、それぞれの被覆電線の芯線に対峙して配置した第１電極と第１電極から所定の距離を置いて第１電極より遠く離して配置した第２電極を備えて、前記芯線と各電極との間にキャパシタンスを通して流れる電流を測定する。各電流の検出値を入力する入力手段とキャパシタンスを通して流れる電流の大きさが前記芯線に印加されている電圧に比例していることを利用して入力された各電流の検出値から線間電圧を演算処理して算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの被覆電線の間の線間電圧を非接触で計測する非接触計測装置及びこれを用いた線間非接触電圧計測方法に用いる微小電流測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、交流電圧が印加される導電線のまわりを、絶縁状態の導電体で覆い、該導電体を含む電流経路のインピーダンスに基づいて、流れる電流に対して電圧に換算する係数を予め求めておき、該電流経路で電流を計測し、計測された電流を、該係数に基づいて電圧に変換して電圧を測定すること、前記電気経路を、２つの導電体間に形成し、該２つの導電線間の線間電圧を測定することが計算されている。
【０００３】
特許文献２には、検出電極から流出する電流を計測し、電流とインピーダンスから導体に印加された電圧を計測することが記載されている。
【０００４】
特許文献３には、電線の電圧を非接触で検出する一対の測定ユニットを備えて、各測定ユニットによってそれぞれ検出された２つの電線の各電圧の差分電圧を各電線の間の線間電圧として測定すること、各測定ユニットは、片手で保持可能にそれぞれ構成されることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−５５１２６号公報
【特許文献２】特開平１０−２０６４６８号公報
【特許文献３】特開２００９−２４４１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された技術にあっては、線間電圧を測定するに際して、導電線のまわりを、絶縁状態の導電体で覆う必要がある。特許文献２に記載されたものは線間電圧を計測するものではない。特許文献３に記載された技術にあっては、各測定ユニットを片方の手で保持可能であるというメリットがあるが、各測定ユニットによってそれぞれ電線の電圧を検出し、各電圧の差分電圧を線間電圧とするものであるために正確な電圧を測定するのは困難であるという問題がある。
【０００７】
最近ますますＡＣ１００Ｖ、２００Ｖ、４００Ｖラインで、２つの被覆電線の間の線間電圧を金属である芯線に非接触で正確に計測することが出来、作業性のよい非接触電圧計測装置が求められるようになってきた。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みて各種のラインに用いられて、２つの被覆電線の間の線間電圧を金属非接触で正確に測定することができ、作業性のよい微小電流測定装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、微小電流測定装置に接線された線間非接触電圧計測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】
本発明は、２つの被覆電線の芯線に印加される線間電圧を該芯線に非接触で、キャパシタンスを通して流れる電流の大きさが前記芯線に印加されている電圧に比例していることを利用して測定する線間非接触電圧計測装置に用いられる微小電流測定装置において、
２つの被覆電線にそれぞれ接するように配置した同一構成の２個の前記センサユニットを備え、
各センサユニットが、上方クランプ電線押えと、下方クランプ電線押えと、いずれかのクランプ電線押えを回動し得るようにして、かつばね機構を有して保持する中間支持体と、を備えて、両クランプ電線押え間に被覆電線をクランプするクランプ部を形成し、
いずれかのクランプ電線押えが、それぞれの被覆電線の前記芯線に対峙して配置した第１電極と第１電極から所定の距離を置いて第１電極より遠く離して配置した同一寸法、同一形状の第２電極を有するセンサ基板を備えて、前記芯線と各電極との間のキャパシタンスを通して流れる微小電流をそれぞれを検出すること
を特徴とする微小電流測定装置を提供する。
【００１１】
本発明は、また、第２電極と前記被覆電線との間であって、該被覆電線に対峙し、かつ前記芯線までの配置距離が第１電極の配置距離と同一の距離に第１電極と同一形状同一大きさの導板が配置され、該導板を介して流れる微小電流を第２電極を介して検出することを特徴とする微小電流測定装置を提供する。
【００１２】
本発明は、また、第１電極または第２電極から所定の同一距離を置き、かつ第１電極または第２電極の側方両側であって、前記芯線に対峙して第３電極及び第４電極が配置され、前記いずれかの電極の側方両側の前記芯線からの微小電流を検出することを特徴とする微小電流測定装置を提供する。
【００１３】
本発明は、また、前記上方クランプ電線押えが下面に多層プリント基板構成の前記センサ基板を備え、すべての電極が多層プリント基板のいずれかのプリント基板に形成され、前記下方クランプ電線押えが上面に被覆電線を収納するＶ溝を有するクランプ材を備えることを特徴とする微小電流測定装置を提供する。
【００１４】
本発明は、また、前記第１電極または／及び第２電極１は複数個配置され、第１電極または／及び第２電極で検出された複数の検出値の平均値を測定値とすることを特徴とする微小電流測定装置を提供する。
【００１５】
本発明は、また、前記微小電流測定装置で測定された微小電流を線間電圧に変換する線間非接触電圧変換手段がいずれかのクランプ電線押えに設けられたことを特徴とする線間非接触計測装置を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、上述したように各センサユニットが、それぞれの被覆電線の芯線に対峙して配置した第１電極と第１電極から所定の距離を置いて第１電極より遠く離して配置した第２電極を備えて、各電極が芯線と各電極との間のキャパシタンスを通して流れる電流を検出し、キャパシタンスを通して流れる電流の大きさが芯線に印加される電圧に比例していることを利用して線間電圧を演算処理して求めるものであるために、微小な電流を測定することで正確に線間電圧を計測することができ、上述のように第１電極と第２電極を配置したセンサユニットを用いて電流を検出しているので作業性がよくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の原理を説明する図。
【図２】本発明の実施例１の構成を示すブロック図。
【図３】本実施例１で用いるセンサ基板の構造を示す平面図。
【図４】図３の側面図。
【図５】センサ基板側面断層図。
【図６】センサ基板各層の詳細を示す図。
【図７】導板の機能、作用を説明する図。
【図８】本発明の実施例２の構成のセンサ基板側面断層図。
【図９】図８のセンサ基板各層の詳細を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１は、本発明の非接触電圧計測方法の計測原理を示す図である。本発明は、導線Ａ、Ｂとセンサ電極との間のキャパシタンスを通して流れる電流の大きさが導線Ａ、Ｂに印加されている電圧と比例する関係にあることを利用する。このような関係を用いて電圧計としては検電器がある。本発明にあっては、センサ電極を２組用い、２つの線間の線間電圧を計測するものであること、及び１つのセンサユニットに２つあるいは複数個のセンサ電極を用いて電圧値を計測していることが一般的な検電器とは異なる。
【００２０】
【００２１】
このように、本発明の測定系では、微小な電流を測定する。微小な電流を測定することで線間電圧を正確に計測することができることに本発明の特徴がある。
【実施例１】
【００２２】
図２は、被覆電線１、１Ａの線間電圧を計測する場合の実施例をブロック図で示す。図２において、非接触電圧計測装置１００は、非接触測定部となる微小電流測定装置５とパソコンあるいは専用の計測装置で構成される演算装置６とから構成される。この場合被覆電線１、１Ａが被測定電線とされ、それぞれの被覆体２、２Ａでそれぞれの芯線３、３Ａは覆われており、この芯線３、３Ａは図１で導体Ａ、Ｂに該当する。微小電流測定装置５は、２個のセンサユニット７、７Ａで構成される。
【００２３】
被覆電線１、１Ａに接するように２個のセンサユニット７、７Ａが配置され、センサユニット７が被覆電線１の被覆体２に接触して配置され、センサユニット７Ａが被覆電線１Ａの被覆体２Ａに接触して配置される。センサユニット７、７Ａは被覆体２、２Ａに接触するが芯線３、３Ａには非接触である。すなわち金属非接触とされる。
【００２４】
センサユニット７、７Ａはそれぞれ第１電極１１、１１Ａ、第２電極１２、１２Ａ、第３電極１３、１３Ａ、及び第４電極１４、１４Ａを備える。第１−第４電極はそれぞれの対応の電極と同一位置に配置される。配置の状況については後述する。
【００２５】
各センサユニット７、７Ａに配設された第１電極１１、１１Ａ、第２電極１２、１２Ａが線間電圧計測の上で重要な作用をなす。
【００２６】
演算装置６は、信号入力部２１、２１Ａ、センサ感度調整部２２、２２Ａ、測定部２３、２３Ａ、判定部２４、２４Ａ、制御部２５、２５Ａ、増幅部２６、２６Ａ、センサホールド状態判別部２７、演算部２８、データベース部２９及び表示部３０から構成される。入力手段は、信号入力部２１、２１Ａから構成され、センサ感度調整手段は、センサ感度調整部２２、２２Ａから構成され、演算処理手段は、測定部２３、２３Ａ、判定部２４、２４Ａ、制御部２５、２５Ａ、増幅部２６、２６Ａ、センサホールド状態判別部２７及び演算部２８、２８Ａから構成され、表示手段は表示部３０から構成される。
【００２７】
表示手段は、表示部３０に測定データ、計測データを画面に表示することができる。
【００２８】
このような構成になる演算装置６を説明する前に、図３−図８を用いて、センサユニット７、７Ａについて説明する。
【００２９】
演算装置６はパソコンあるいは専用の計測装置で構成してもよいし、非接触測定部５に組み込み、微小電流測定装置５に表示部３０を設けるようにしてもよい。
【００３０】
図３は、センサユニット７（センサ７Ａについても同じ、以下、センサ７Ａについて説明する。）の構造を示す上方からの平面図、図４は、その側面図を示す。
【００３１】
これらの図において、センサユニット７は、ヨコ８５ｍｍ×タテ３０ｍｍ程度の長方形をなす上方クランプ電線押え３１と下方クランプ電線押え３２を備え、これらの部材は、ばね機構を有する中間支持体３３によって互いに回転可能に支持され、バネ機構が設けられて常に左側のクランプ部３５を閉じる方向の力が作用するように構成してある。従って、操作者は、上方クランプ電線押え３１と下方クランプ電線押え３２の右側の操作部３４を持ち、押圧することで左側のクランプ部３５の開閉を行うことができる。
【００３２】
上方クランプ電線押え３１は、図３に示すように、中央部に基板部品実装スペース３６を有し、左端側に基板電極部３７を有する。基板電極部３７は左端部に配置される被覆電線１の位置に対峙した形となり、基板部品実装スペース３６に近接する。
【００３３】
上方クランプ電線押え３１のクランプ部３５の下方に形成された基板部品実装スペース３６及び基板電極部３７には、センサ基板３８が配置される。
【００３４】
このセンサ基板３８の外面にアクリルシート３９が張られて固着され、上方クランプ電線押え３１の上方外面にシールド基板４０が設けられる。
【００３５】
下方クランプ電線押え３２のクランプ部３８の上面にシールド基板４２を介してクランプ材４１が固着され、クランプ材４２には上方を向き、直角方法に凹部とされたＶ溝４３が形成してある。
【００３６】
操作者が片方の手で操作部３４を押圧操作してクランプ部３５を開放して上方クランプ電線押え３１と下方クランプ電線押え３２との間に大きな空間部を形成し、被覆電線１をＶ溝４３にＶ溝に沿って収納するこの収納を確認、完了するとクランプ部３５を閉じ、双方のクランプ電線押えはしっかりとＶ溝４３に被覆電線１を保持することができる。
【００３７】
上方クランプ電線押え３１には、基板電極部３７に向けてセンサケーブル４４が接続され、このセンサケーブル４４は、図２に示すように演算装置６の信号入力部２１に接続される。
【００３８】
図５は、センサ基板３８の側面断層図である。センサ基板３８は、長手方向において２８ｍｍの長さを有した矩形形状とされる。また、センサ基板３８は、多層プリント基板として構成することができ、多層構造とされる。多層プリント基板の構成は通常のよく知られた製作方法の実施で行えばよい。このようにして構成された多層プリント基板のセンサ基板３８は、Ｖ溝４３内に保持された被覆電線１の長手方向に沿って配置される。
【００３９】
センサ基板３８は、一方の面が被覆電線１の被覆体２に接触するが、被覆電線１の電線導体である芯線３には非接触である。
【００４０】
センサ基板３８は、その内部に被覆電線１の長手方向に沿って配置される第１層目、第２層目第３層目及び第４層目を有して、多層構造となる。各層間にはガラスエポキシ樹脂などの高分子樹脂層が形成され、各層間を絶縁する。第１層の外側に図４に示すアクリルシート３９が設けられ、このアクリルシート３９が被覆電線１に接触する。
【００４１】
第１層目の中央から左側２／３部分に長手方向に第１電極１１が設けられ、第２層目の中央から右側２／３部分に長手方向に第２電極１２が設けられ、第３層目の左側２／３−３／３部分に長手方向に第３電極１３、右側２／３−３／３部分に長手方向に第４電極１４が設けられ、第４層目にはシールド４５が設けられる。第１電極１１、第２電極１２、第３電極１３及び第４電極１４からセンサユニット７が形成される。
【００４２】
図６にセンサ基板８を構成する各層に形成された電極の配置状態を示す、図６（ａ）は、被覆電線側からの第１電極１１の配置、図６（ｂ）は、第２電極１２の配置、図６（ｃ）は、第３電極１３及び第４電極１４の配置を示し、図６（ｄ）はシールド４５のシールドベタパターン状態を示す。第１電極１１と第２電極１２は同一形状同一大きさをなし、第３電極１３と第４電極１４は同一形状同一大きさをなし、表面積は第１電極１１の１／２とされる。各層は図に示すように同一形状をなして多層構成とした時に、板状となる。第１電極１１及び第２電極１２が主電極となり、第３電極１３及び第４電極１４が補助電極となる。
【００４３】
これらの電極１１−１４は、図２に示すように、センサケーブル４４を介して演算装置６の信号入力部２１に接続される。センサケーブル４４に代えて無線機を取りつけて検出信号を無線で無線受信機を備えた演算装置６に送信するようにしてもよい。
【００４４】
第１層目には、第１電極１１と切り離した状態で中央から２／３部分に電極線のない導板４６が配設される。この導板４６は、第１電極１１と被覆電線１との間であって、被覆電線１に対峙し、かつ芯線３までの配置距離が第１電極１１の配置距離と同一の距離に第１電極１１と同一形状同一大きさとして樹脂層間に配置される。
【００４５】
このように、本実施例は、被覆電線１、１Ａに接するように配置した２個のセンサユニット７、７Ａを備え、各センサユニット７、７Ａが、それぞれの被覆電線１、１Ａの芯線３、３Ａに対峙して配置した第１電極１１、１１Ａと第１電極１１、１１Ａから所定の距離を置いて第１電極１１、１１Ａより遠く離して配置した第２電極１２、１２Ａを備える。
【００４６】
また、第２電極１２、１２Ａと被覆電線１、１Ａとの間であって、被覆電線１、１Ａに対峙し、かつ芯線３、３Ａまでの配置距離が第１電極１１、１１Ａの配置距離と同一の距離に第１電極１１、１１Ａと同一形状同一大きさの導板４６、４６Ａが配置される。なお、“Ａ”を付した部材はセンサユニットＢ（７Ａ）に対応する。
【００４７】
また、各センサユニット７、７Ａが、上方クランプ電線押え３１と、下方のクランプ電線押え３２と、いずれかのクランプ電線押え３１、３２を回動し得るようにして、かつ通常のばね機構を有して保持する中間支持体３３と、を備えて、両クランプ電線押え３１、３２間に被覆電線１、１Ａをクランプするクランプ部３５を形成している。
【００４８】
いずれかのクランプ電線押え３１、３２が、それぞれの被覆電線１、１Ａの芯線３、３Ａに対峙して配置した第１電極１１と第１電極１１から所定の距離を置いて第１電極１１より遠く離して配置した第２電極１２を有するセンサ基板３８を備えて、各電極１１、１１Ａ、１２、１２Ａが前記芯線と各電極との間のキャパシタンスを通して流れる微小電流をそれぞれを検出することになる。この検出された値は、測定値となり、線間電圧計測に用いられることになる。
【００４９】
上述の場合、上方クランプ電線押え３１が下面に多層プリント基板構成のセンサ基板３８を備えるものとされ、すべての電極が多層プリント基板のいずれかのプリント基板に形成され、下方クランプ電線押え３２が上面に被覆電線１を収納するＶ溝４３を有するクランプ材４２を備える。
【００５０】
以上の本実施例の構成において、センサユニット７について、第１電極１１及び第２電極１２は、芯線３と各電極１１、１２との間のキャパシタンスを通して流れる電流を検出する。センサユニット７Ａについても同様である。
【００５１】
また、第２電極１２は、導板４６が配置された場合に、この導板４６を介して流れる芯線３と第２電極１２との間のキャパシタンスを通して流れる電流を測定する。
【００５２】
図２において、検出電流値、すなわち測定電流値は、図２に示すように、演算装置６の信号入力部２１に入力される。
【００５３】
センサ感度調整部２２、２２Ａは、検出電流値の大きさによる感度に対応して感度調整を行う。感度調整された検出電流値は、測定部２３、２３Ａに送られる。次いで、判定部２４、２４Ａで判定が可能か判定され、判定が可能とされると制御部２５、２５Ａによって増幅部２６、２６Ａに送信され、演算部２８で線間電圧と演算処理がなされる。この演算処理は、上述のキャパシタンスを通して流れる電流の大きさが、芯線３、３Ａと各電極１１と１２及び１１Ａと１２Ａの間のキャパシタンスを通して流れる電流の大きさが芯線３、３Ａに印加されている電圧に比例していることを利用しており、簡単な演算処理で第１電極１１、１１Ａ第２電極１２、１２Ａに発生した誘導電圧を求めることができ、芯線３、３Ａ間に印加されている交流の線間電圧を計測することができる。
【００５４】
計測した線間電圧は、表示部３０に時々刻々表示することができる。
【００５５】
次に導板４６を配置した時の作用について説明する。導板４６には電極線が設けられていないので、ダミーの電極と称することができる。
【００５６】
図１におけるＣ１のインピーダンスを３．７４ＧΩとして１００Ｖの電圧が印加されている場合の電流を計算すると２６．７ｎＡとなり、極めて小さい電流がセンサユニット７、７Ａによって測定されることになる。センサユニット７、７Ａはこのような極めて小さい電流を正確に測定することができる、この測定精度を更に向上するためにはキャパシタンスの影響をより少なくすることがよい。このことのために導板４６が設けられる。
【００５７】
図５に示すように、導板４６を設けた場合のキャパシタンスの状態を図７に示す。
【００５８】
図７に示すように、芯線３と第２電極１２との間には第１電極１１の位置に無接続の導体（ダミー電極）４６が配置され、この配置によれば、Ｃ２がＣ１とＣ１２の直列キャパシタンスとなる。
【００５９】
この電極配置によれば、
【００６０】
となって、キャパシタンスＣ２はキャパシタンスＣ１２の影響を極小なものとすることができる。そして、第１電極１１と第２電極１２との間の距離は予め定められた長さで、樹脂材料は既知であるので、キャパシタンスＣ１２は既知として取り扱うことができるので、任意の被覆電線１と被覆電線１Ａとの線間電圧を測定、計測するに当ってキャパシタンスの影響を最小とする処理を行うことができる。
【００６１】
また、第１電極による電界が導板４６及び第２電極１２に対する影響をしにくくするために、第１電極１１から離れた位置に導板４６及び第２電極１２を配置するのがよい。
【００６２】
このように、本実施例の非接触電圧計測装置１００は、キャパシタンスを通して流れる電流の大きさが芯線３、３Ａに印加されている電圧に比例していることを利用して入力された各電流の検出値から線間電圧を演算処理する演算処理手段と、を有する演算装置６を備える。
【００６３】
演算処理手段は、芯線３、３Ａと各電極との間の電流の検出値から各誘導電圧信号を同時に演算処理して、線間電圧を演算することができる。したがって、非接触方法手段によって線間電圧が計測される。
【００６４】
この演算処理手段を、上述したように、非接触測定部５に組み込むことができる。この場合、微小電流測定装置１００で測定された微小電流を線間電圧に変換する線間非接触手段が上方クランプ電線押え３１に組み込んで線間非接触計測装置とすることができる。したがって、線間非接触計測装置自体が図４に示す構造と同様の構造として構成される。また、表示部を同様に設けることができる。線間非接触変換手段を下方クランプ電線押え３２に設けるようにしてもよいが、センサ基板３８が上方クランプ電線押え３１に設ける場合には、この線間非接触変換手段を上方クランプ電線押え３２に組み込むのが望ましい。
【００６５】
次に、第３電極１３及び第４電極１４の機能、作用について説明する。第３電極１３Ａ及び第４電極１４Ａについても同様である。
【００６６】
図４において、Ｖ溝４３には被覆電線１、１Ａが正確にクランプ保持されることを説明した。しかしながら、場合によるとこのクランプ状態が正常でないことがあり得る。クランプ状態が正常でない時に線間電圧は計測値として用いられるべきではない。
【００６７】
このクランプ状態を判定するために第３電極１３及び第４電極１４による検出電流が用いられる。第３電極１３及び第４電極１４は図５に示すように中央を境にして両側端に対象配置され、芯線３、３Ａとの間の距離（間隙）は同一とされ、同じ配置条件で配置される。これらの電極１３、１４は第１電極１１あるいは第２電極の両側に配置されれば検出可能であるが、できるだけ離して配置するのが望ましく、図４に示すように配置するのがよい。このため、図５にあっては、第３電極１３、第４電極１４はセンサ基板８の両端に配置している。両者の信号の差によって被覆電線１、１Ａのクランプ部３５におけるクランプ状態を判定することができる。クランプ状態が正常であれば両者の信号の差は零となる。具体的には、図２において、第３電極１３、第４電極で測定された検出電流値は信号入力部２１に入力され、センサ感度調整部２２、２２Ａ、測定部２３、２３Ａを介してセンサホールド状態判定部２７に送られ、ここで両者の検出電流値が同一であるかが判定され、判定結果は表示部３０に表示される。正常、非正常を色分けして表示するようにしてもよい。この色別表示によって計測された線間電圧が採用し得るか直ちに視認することができる。
【００６８】
以上のように、第１電極１１、第２電極１２、第３電極１３及び第４電極１４の間の距離を一定に保つために、上述のように、多層プリント基板による多層構造として、各電極を多層プリント基板の各層に割り当てて配置していることで、精密かつ小型化が図られた非接触電圧測定のための微小電流測定装置とすることができる。
【００６９】
また、第１電極１１及び第２電極１２をそれぞれ２またはそれ以上に分割して構成し、検出値を平均化することで測定精度を向上させることができる。
【００７０】
非接触電圧計測装置１００は、第１電極１１または第２電極１２から所定の同一距離を置き、かつ第１電極１１または第２電極１２の側方両側であって、芯線３、３Ａに対峙して第３電極１３及び第４電極１４が配置されていることを１つの特徴とする。
【００７１】
また、接触電圧計測装置１００は、微小電流測定装置５に、第１電極１１または／及び第２電極１２は複数個配置され、演算処理手段６が、第１電極１１または／及び第２電極１２で検出された複数の検出値の平均値を用いて線間電圧を演算処理することを１つの特徴とする。図８、図９の構成を形成するに当って第１電極１１及び第２電極１２で検出された検出値を各電極の並列配置方式で取り出してもよいし、直列配置方式で取り出してもよい。このような構造にすることで被覆厚さのムラを吸収することができる。また、各部のキャパスタンスのムラを解消することができる。
【００７２】
また、この例によれば、
センサユニット７、７Ａが検出する被覆電線１、１Ａの周囲にそれぞれ独立してクランプされる。
【００７３】
入力手段が、各センサユニットによって検出された各電流の検出値を入力する。
【００７４】
演算手段が、入力された各電流の検出値から線間電圧を演算処理すること
を特徴とする非接触電圧計測装置１００による線間非接触電圧計測方法を提供する。
【００７５】
本実施例によれば、センサユニット７、７Ａはそれぞれ被覆電線１、１Ａにクランプさせ、保持させることができ、線間電圧を測定する時に操作者は両手を自由にすることができるので、検出値のフォーマットへの記載あるいはクランプ位置のチェックにフリーハンドとなった両手を用いることができる。これによって、測定計測結果の記載あるいは通信を伴なう測定作業をスムーズに行うことができることとなる。これによって作業効率と危険な場所での安全性が確保されることになる。
【実施例２】
【００７６】
図８及び図９は、本発明の実施例２の構成を示す図である。図８は、実施例１の図５に対応し、図９は図６に対応する。他の図面は実施例１の図面と同様であり、同一の構成については実施例１の説明を援用する。特に、実施例１との相違している部分について説明する。
【００７７】
図８及び図９において、実施例２では、微小電流測定装置５の第１層目は、絶縁体５１で構成し、第２層目に、電極１１Ａ、１１Ｂ及び１１Ｃの３つからなる第１の電極１１を設けている。電極１１Ａ、１１Ｂ及び１１Ｃ間は絶縁される。第１の電極１１の両側に対等位置に第３電極１３及び第４電極１４が設けてある。これらの電極は同一大きさ、同一形状としてあり、図９に示すように長手方向（図９で上下方向）に長い形状として配置され、各電極１１Ａと１１Ｂ、１１Ｂと１１Ｃ及び１１Ｃと第４電極１４との間に導板４６Ａ、導板４６Ｂ及び導板４６Ｃからなる導板４６が配置してある。
【００７８】
第３層目は、図５に示と同様にして、電極１２Ａ、１２Ｂ及び１２Ｃからなる第２電極１２が配置してある。図９に配置状態が示してあり、各電極は同一大きさ、同一形状としてあり、長手方向に長い形状として配置してある。各電極１２Ａ、１２Ｂ及び１２Ｃの大きさ、形状は第１電極の大きさ、形状が同一である。
【００７９】
第４層目は、シールドパターンから構成される。
【００８０】
以上の構成において第１電極１１または／及び第２電極１２は、複数個配置され、第１電極１１または／及び第２電極１２で検出された複数の検出値の平均を検出することになる微小電流測定装置１００が構成される。
【００８１】
これらの実施例によれば上述した微小電流測定装置に加えて、次のような線間非接触電圧計測装置も提供される。
【００８２】
２つの被覆電線の芯線に印加される線間電圧を該芯線に非接触で、キャパシタンスを通して流れる電流の大きさが前記芯線に印加されている電圧に比例していることを利用して測定する線間非接触電圧計測装置に用いられる微小電流測定装置において、
２つの被覆電線にそれぞれ接するように配置した同一構成の２個の前記センサユニットを備え、
各センサユニットが、上方クランプ電線押えと、下方のクランプ電線押えと、いずれかのクランプ電線押えを回動し得るようにして、かつばね機構を有して保持する中間支持体と、を備えて、両クランプ電線押え間に被覆電線をクランプするクランプ部を形成し、
いずれかのクランプ電線押えが、それぞれの被覆電線の前記芯線に対峙して配置した第１電極と第１電極から所定の距離を置いて第１電極より遠く離して配置した同一寸法、同一形状の第２電極を有するセンサ基板を備えて、各電極が前記芯線と各電極との間のキャパシタンスを通して流れる微小電流をそれぞれを検出すること
を特徴とする微小電流測定装置が提供される。
【００８３】
本実施例によれば、第２電極と前記被覆電線との間であって、該被覆電線に対峙し、かつ前記芯線までの配置距離が第１電極の配置距離と同一の距離に第１電極と同一形状同一大きさの導板が配置され、第２電極は該導板を介して流れる微小電流を検出することを特徴とする微小電流測定装置が提供される。
【００８４】
本実施例によれば、第１電極または第２電極から所定の同一距離を置き、かつ第１電極または第２電極の側方両側であって、前記芯線に対峙して第３電極及び第４電極が配置されていることを特徴とする微小電流測定装置が提供される。
【００８５】
本実施例によれば、前記上方クランプ電線押えが下面に多層プリント基板構成の前記センサ基板を備え、すべての電極が多層プリント基板のいずれかのプリント基板に形成され、前記下方クランプ電線押えが上面に被覆電線を収納するＶ溝を有するクランプ材を備えることを特徴とする微小電流測定装置が提供される。
【００８６】
本実施例によれば、第１電極または／及び第２電極は、複数個配置され、第１電極または／及び第２電極で検出された複数の検出値の平均を検出することを特徴とする微小電流測定装置が提供される。
【符号の説明】
【００８７】
１、１Ａ…被覆電線、２、２Ａ…被覆体、３、３Ａ…芯線、５…微小電流測定装置、６…演算装置（パソコン又は専用の計測装置）、７、７Ａ…センサユニット、１１、１１Ａ…第１電極、１２、１２Ａ…第２電極、１３、１３Ａ…第３電極、１４、１４Ａ…第４電極、２１…信号入力部、２７…センサホールド状態判別部、２８…演算部、３０…表示部、３１…上方クランプ電線押え、３２…下方クランプ電線押え、４６…導板（ダミー電極）、１００…非接触電圧計測装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの被覆電線の間の線間電圧を非接触で計測する非接触計測装置及びこれを用いた線間非接触電圧計測方法に用いる微小電流測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、交流電圧が印加される導電線のまわりを、絶縁状態の導電体で覆い、該導電体を含む電流経路のインピーダンスに基づいて、流れる電流に対して電圧に換算する係数を予め求めておき、該電流経路で電流を計測し、計測された電流を、該係数に基づいて電圧に変換して電圧を測定すること、前記電気経路を、２つの導電体間に形成し、該２つの導電線間の線間電圧を測定することが計算されている。
【０００３】
特許文献２には、検出電極から流出する電流を計測し、電流とインピーダンスから導体に印加された電圧を計測することが記載されている。
【０００４】
特許文献３には、電線の電圧を非接触で検出する一対の測定ユニットを備えて、各測定ユニットによってそれぞれ検出された２つの電線の各電圧の差分電圧を各電線の間の線間電圧として測定すること、各測定ユニットは、片手で保持可能にそれぞれ構成されることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−５５１２６号公報
【特許文献２】特開平１０−２０６４６８号公報
【特許文献３】特開２００９−２４４１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された技術にあっては、線間電圧を測定するに際して、導電線のまわりを、絶縁状態の導電体で覆う必要がある。特許文献２に記載されたものは線間電圧を計測するものではない。特許文献３に記載された技術にあっては、各測定ユニットを片方の手で保持可能であるというメリットがあるが、各測定ユニットによってそれぞれ電線の電圧を検出し、各電圧の差分電圧を線間電圧とするものであるために正確な電圧を測定するのは困難であるという問題がある。
【０００７】
最近ますますＡＣ１００Ｖ、２００Ｖ、４００Ｖラインで、２つの被覆電線の間の線間電圧を金属である芯線に非接触で正確に計測することが出来、作業性のよい非接触電圧計測装置が求められるようになってきた。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みて各種のラインに用いられて、２つの被覆電線の間の線間電圧を金属非接触で正確に測定することができ、作業性のよい微小電流測定装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、微小電流測定装置に接線された線間非接触電圧計測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】
本発明は、２つの被覆電線の芯線に印加される線間電圧を該芯線に非接触で、キャパシタンスを通して流れる電流の大きさが前記芯線に印加されている電圧に比例していることを利用して測定する線間非接触電圧計測装置に用いられる微小電流測定装置において、
２つの被覆電線にそれぞれ接するように配置した同一構成の２個の前記センサユニットを備え、
各センサユニットが、上方クランプ電線押えと、下方クランプ電線押えと、いずれかのクランプ電線押えを回動し得るようにして、かつばね機構を有して保持する中間支持体と、を備えて、両クランプ電線押え間に被覆電線をクランプするクランプ部を形成し、
いずれかのクランプ電線押えが、それぞれの被覆電線の前記芯線に対峙して配置した第１電極と第１電極から所定の距離を置いて第１電極より遠く離して配置した同一寸法、同一形状の第２電極を有するセンサ基板を備えて、前記芯線と各電極との間のキャパシタンスを通して流れる微小電流をそれぞれを検出すること
を特徴とする微小電流測定装置を提供する。
【００１１】
本発明は、また、第２電極と前記被覆電線との間であって、該被覆電線に対峙し、かつ前記芯線までの配置距離が第１電極の配置距離と同一の距離に第１電極と同一形状同一大きさの導板が配置され、該導板を介して流れる微小電流を第２電極を介して検出することを特徴とする微小電流測定装置を提供する。
【００１２】
本発明は、また、第１電極または第２電極から所定の同一距離を置き、かつ第１電極または第２電極の側方両側であって、前記芯線に対峙して第３電極及び第４電極が配置され、前記いずれかの電極の側方両側の前記芯線からの微小電流を検出することを特徴とする微小電流測定装置を提供する。
【００１３】
本発明は、また、前記上方クランプ電線押えが下面に多層プリント基板構成の前記センサ基板を備え、すべての電極が多層プリント基板のいずれかのプリント基板に形成され、前記下方クランプ電線押えが上面に被覆電線を収納するＶ溝を有するクランプ材を備えることを特徴とする微小電流測定装置を提供する。
【００１４】
本発明は、また、前記第１電極または／及び第２電極１は複数個配置され、第１電極または／及び第２電極で検出された複数の検出値の平均値を測定値とすることを特徴とする微小電流測定装置を提供する。
【００１５】
本発明は、また、前記微小電流測定装置で測定された微小電流を線間電圧に変換する線間非接触電圧変換手段がいずれかのクランプ電線押えに設けられたことを特徴とする線間非接触計測装置を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、上述したように各センサユニットが、それぞれの被覆電線の芯線に対峙して配置した第１電極と第１電極から所定の距離を置いて第１電極より遠く離して配置した第２電極を備えて、各電極が芯線と各電極との間のキャパシタンスを通して流れる電流を検出し、キャパシタンスを通して流れる電流の大きさが芯線に印加される電圧に比例していることを利用して線間電圧を演算処理して求めるものであるために、微小な電流を測定することで正確に線間電圧を計測することができ、上述のように第１電極と第２電極を配置したセンサユニットを用いて電流を検出しているので作業性がよくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の原理を説明する図。
【図２】本発明の実施例１の構成を示すブロック図。
【図３】本実施例１で用いるセンサ基板の構造を示す平面図。
【図４】図３の側面図。
【図５】センサ基板側面断層図。
【図６】センサ基板各層の詳細を示す図。
【図７】導板の機能、作用を説明する図。
【図８】本発明の実施例２の構成のセンサ基板側面断層図。
【図９】図８のセンサ基板各層の詳細を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１は、本発明の非接触電圧計測方法の計測原理を示す図である。本発明は、導線Ａ、Ｂとセンサ電極との間のキャパシタンスを通して流れる電流の大きさが導線Ａ、Ｂに印加されている電圧と比例する関係にあることを利用する。このような関係を用いて電圧計としては検電器がある。本発明にあっては、センサ電極を２組用い、２つの線間の線間電圧を計測するものであること、及び１つのセンサユニットに２つあるいは複数個のセンサ電極を用いて電圧値を計測していることが一般的な検電器とは異なる。
【００２０】
【００２１】
このように、本発明の測定系では、微小な電流を測定する。微小な電流を測定することで線間電圧を正確に計測することができることに本発明の特徴がある。
【実施例１】
【００２２】
図２は、被覆電線１、１Ａの線間電圧を計測する場合の実施例をブロック図で示す。図２において、非接触電圧計測装置１００は、非接触測定部となる微小電流測定装置５とパソコンあるいは専用の計測装置で構成される演算装置６とから構成される。この場合被覆電線１、１Ａが被測定電線とされ、それぞれの被覆体２、２Ａでそれぞれの芯線３、３Ａは覆われており、この芯線３、３Ａは図１で導体Ａ、Ｂに該当する。微小電流測定装置５は、２個のセンサユニット７、７Ａで構成される。
【００２３】
被覆電線１、１Ａに接するように２個のセンサユニット７、７Ａが配置され、センサユニット７が被覆電線１の被覆体２に接触して配置され、センサユニット７Ａが被覆電線１Ａの被覆体２Ａに接触して配置される。センサユニット７、７Ａは被覆体２、２Ａに接触するが芯線３、３Ａには非接触である。すなわち金属非接触とされる。
【００２４】
センサユニット７、７Ａはそれぞれ第１電極１１、１１Ａ、第２電極１２、１２Ａ、第３電極１３、１３Ａ、及び第４電極１４、１４Ａを備える。第１−第４電極はそれぞれの対応の電極と同一位置に配置される。配置の状況については後述する。
【００２５】
各センサユニット７、７Ａに配設された第１電極１１、１１Ａ、第２電極１２、１２Ａが線間電圧計測の上で重要な作用をなす。
【００２６】
演算装置６は、信号入力部２１、２１Ａ、センサ感度調整部２２、２２Ａ、測定部２３、２３Ａ、判定部２４、２４Ａ、制御部２５、２５Ａ、増幅部２６、２６Ａ、センサホールド状態判別部２７、演算部２８、データベース部２９及び表示部３０から構成される。入力手段は、信号入力部２１、２１Ａから構成され、センサ感度調整手段は、センサ感度調整部２２、２２Ａから構成され、演算処理手段は、測定部２３、２３Ａ、判定部２４、２４Ａ、制御部２５、２５Ａ、増幅部２６、２６Ａ、センサホールド状態判別部２７及び演算部２８、２８Ａから構成され、表示手段は表示部３０から構成される。
【００２７】
表示手段は、表示部３０に測定データ、計測データを画面に表示することができる。
【００２８】
このような構成になる演算装置６を説明する前に、図３−図８を用いて、センサユニット７、７Ａについて説明する。
【００２９】
演算装置６はパソコンあるいは専用の計測装置で構成してもよいし、非接触測定部５に組み込み、微小電流測定装置５に表示部３０を設けるようにしてもよい。
【００３０】
図３は、センサユニット７（センサ７Ａについても同じ、以下、センサ７Ａについて説明する。）の構造を示す上方からの平面図、図４は、その側面図を示す。
【００３１】
これらの図において、センサユニット７は、ヨコ８５ｍｍ×タテ３０ｍｍ程度の長方形をなす上方クランプ電線押え３１と下方クランプ電線押え３２を備え、これらの部材は、ばね機構を有する中間支持体３３によって互いに回転可能に支持され、バネ機構が設けられて常に左側のクランプ部３５を閉じる方向の力が作用するように構成してある。従って、操作者は、上方クランプ電線押え３１と下方クランプ電線押え３２の右側の操作部３４を持ち、押圧することで左側のクランプ部３５の開閉を行うことができる。
【００３２】
上方クランプ電線押え３１は、図３に示すように、中央部に基板部品実装スペース３６を有し、左端側に基板電極部３７を有する。基板電極部３７は左端部に配置される被覆電線１の位置に対峙した形となり、基板部品実装スペース３６に近接する。
【００３３】
上方クランプ電線押え３１のクランプ部３５の下方に形成された基板部品実装スペース３６及び基板電極部３７には、センサ基板３８が配置される。
【００３４】
このセンサ基板３８の外面にアクリルシート３９が張られて固着され、上方クランプ電線押え３１の上方外面にシールド基板４０が設けられる。
【００３５】
下方クランプ電線押え３２のクランプ部３８の上面にシールド基板４２を介してクランプ材４１が固着され、クランプ材４２には上方を向き、直角方法に凹部とされたＶ溝４３が形成してある。
【００３６】
操作者が片方の手で操作部３４を押圧操作してクランプ部３５を開放して上方クランプ電線押え３１と下方クランプ電線押え３２との間に大きな空間部を形成し、被覆電線１をＶ溝４３にＶ溝に沿って収納するこの収納を確認、完了するとクランプ部３５を閉じ、双方のクランプ電線押えはしっかりとＶ溝４３に被覆電線１を保持することができる。
【００３７】
上方クランプ電線押え３１には、基板電極部３７に向けてセンサケーブル４４が接続され、このセンサケーブル４４は、図２に示すように演算装置６の信号入力部２１に接続される。
【００３８】
図５は、センサ基板３８の側面断層図である。センサ基板３８は、長手方向において２８ｍｍの長さを有した矩形形状とされる。また、センサ基板３８は、多層プリント基板として構成することができ、多層構造とされる。多層プリント基板の構成は通常のよく知られた製作方法の実施で行えばよい。このようにして構成された多層プリント基板のセンサ基板３８は、Ｖ溝４３内に保持された被覆電線１の長手方向に沿って配置される。
【００３９】
センサ基板３８は、一方の面が被覆電線１の被覆体２に接触するが、被覆電線１の電線導体である芯線３には非接触である。
【００４０】
センサ基板３８は、その内部に被覆電線１の長手方向に沿って配置される第１層目、第２層目第３層目及び第４層目を有して、多層構造となる。各層間にはガラスエポキシ樹脂などの高分子樹脂層が形成され、各層間を絶縁する。第１層の外側に図４に示すアクリルシート３９が設けられ、このアクリルシート３９が被覆電線１に接触する。
【００４１】
第１層目の中央から左側２／３部分に長手方向に第１電極１１が設けられ、第２層目の中央から右側２／３部分に長手方向に第２電極１２が設けられ、第３層目の左側２／３−３／３部分に長手方向に第３電極１３、右側２／３−３／３部分に長手方向に第４電極１４が設けられ、第４層目にはシールド４５が設けられる。第１電極１１、第２電極１２、第３電極１３及び第４電極１４からセンサユニット７が形成される。
【００４２】
図６にセンサ基板８を構成する各層に形成された電極の配置状態を示す、図６（ａ）は、被覆電線側からの第１電極１１の配置、図６（ｂ）は、第２電極１２の配置、図６（ｃ）は、第３電極１３及び第４電極１４の配置を示し、図６（ｄ）はシールド４５のシールドベタパターン状態を示す。第１電極１１と第２電極１２は同一形状同一大きさをなし、第３電極１３と第４電極１４は同一形状同一大きさをなし、表面積は第１電極１１の１／２とされる。各層は図に示すように同一形状をなして多層構成とした時に、板状となる。第１電極１１及び第２電極１２が主電極となり、第３電極１３及び第４電極１４が補助電極となる。
【００４３】
これらの電極１１−１４は、図２に示すように、センサケーブル４４を介して演算装置６の信号入力部２１に接続される。センサケーブル４４に代えて無線機を取りつけて検出信号を無線で無線受信機を備えた演算装置６に送信するようにしてもよい。
【００４４】
第１層目には、第１電極１１と切り離した状態で中央から２／３部分に電極線のない導板４６が配設される。この導板４６は、第１電極１１と被覆電線１との間であって、被覆電線１に対峙し、かつ芯線３までの配置距離が第１電極１１の配置距離と同一の距離に第１電極１１と同一形状同一大きさとして樹脂層間に配置される。
【００４５】
このように、本実施例は、被覆電線１、１Ａに接するように配置した２個のセンサユニット７、７Ａを備え、各センサユニット７、７Ａが、それぞれの被覆電線１、１Ａの芯線３、３Ａに対峙して配置した第１電極１１、１１Ａと第１電極１１、１１Ａから所定の距離を置いて第１電極１１、１１Ａより遠く離して配置した第２電極１２、１２Ａを備える。
【００４６】
また、第２電極１２、１２Ａと被覆電線１、１Ａとの間であって、被覆電線１、１Ａに対峙し、かつ芯線３、３Ａまでの配置距離が第１電極１１、１１Ａの配置距離と同一の距離に第１電極１１、１１Ａと同一形状同一大きさの導板４６、４６Ａが配置される。なお、“Ａ”を付した部材はセンサユニットＢ（７Ａ）に対応する。
【００４７】
また、各センサユニット７、７Ａが、上方クランプ電線押え３１と、下方のクランプ電線押え３２と、いずれかのクランプ電線押え３１、３２を回動し得るようにして、かつ通常のばね機構を有して保持する中間支持体３３と、を備えて、両クランプ電線押え３１、３２間に被覆電線１、１Ａをクランプするクランプ部３５を形成している。
【００４８】
いずれかのクランプ電線押え３１、３２が、それぞれの被覆電線１、１Ａの芯線３、３Ａに対峙して配置した第１電極１１と第１電極１１から所定の距離を置いて第１電極１１より遠く離して配置した第２電極１２を有するセンサ基板３８を備えて、各電極１１、１１Ａ、１２、１２Ａが前記芯線と各電極との間のキャパシタンスを通して流れる微小電流をそれぞれを検出することになる。この検出された値は、測定値となり、線間電圧計測に用いられることになる。
【００４９】
上述の場合、上方クランプ電線押え３１が下面に多層プリント基板構成のセンサ基板３８を備えるものとされ、すべての電極が多層プリント基板のいずれかのプリント基板に形成され、下方クランプ電線押え３２が上面に被覆電線１を収納するＶ溝４３を有するクランプ材４２を備える。
【００５０】
以上の本実施例の構成において、センサユニット７について、第１電極１１及び第２電極１２は、芯線３と各電極１１、１２との間のキャパシタンスを通して流れる電流を検出する。センサユニット７Ａについても同様である。
【００５１】
また、第２電極１２は、導板４６が配置された場合に、この導板４６を介して流れる芯線３と第２電極１２との間のキャパシタンスを通して流れる電流を測定する。
【００５２】
図２において、検出電流値、すなわち測定電流値は、図２に示すように、演算装置６の信号入力部２１に入力される。
【００５３】
センサ感度調整部２２、２２Ａは、検出電流値の大きさによる感度に対応して感度調整を行う。感度調整された検出電流値は、測定部２３、２３Ａに送られる。次いで、判定部２４、２４Ａで判定が可能か判定され、判定が可能とされると制御部２５、２５Ａによって増幅部２６、２６Ａに送信され、演算部２８で線間電圧と演算処理がなされる。この演算処理は、上述のキャパシタンスを通して流れる電流の大きさが、芯線３、３Ａと各電極１１と１２及び１１Ａと１２Ａの間のキャパシタンスを通して流れる電流の大きさが芯線３、３Ａに印加されている電圧に比例していることを利用しており、簡単な演算処理で第１電極１１、１１Ａ第２電極１２、１２Ａに発生した誘導電圧を求めることができ、芯線３、３Ａ間に印加されている交流の線間電圧を計測することができる。
【００５４】
計測した線間電圧は、表示部３０に時々刻々表示することができる。
【００５５】
次に導板４６を配置した時の作用について説明する。導板４６には電極線が設けられていないので、ダミーの電極と称することができる。
【００５６】
図１におけるＣ１のインピーダンスを３．７４ＧΩとして１００Ｖの電圧が印加されている場合の電流を計算すると２６．７ｎＡとなり、極めて小さい電流がセンサユニット７、７Ａによって測定されることになる。センサユニット７、７Ａはこのような極めて小さい電流を正確に測定することができる、この測定精度を更に向上するためにはキャパシタンスの影響をより少なくすることがよい。このことのために導板４６が設けられる。
【００５７】
図５に示すように、導板４６を設けた場合のキャパシタンスの状態を図７に示す。
【００５８】
図７に示すように、芯線３と第２電極１２との間には第１電極１１の位置に無接続の導体（ダミー電極）４６が配置され、この配置によれば、Ｃ２がＣ１とＣ１２の直列キャパシタンスとなる。
【００５９】
この電極配置によれば、
【００６０】
となって、キャパシタンスＣ２はキャパシタンスＣ１２の影響を極小なものとすることができる。そして、第１電極１１と第２電極１２との間の距離は予め定められた長さで、樹脂材料は既知であるので、キャパシタンスＣ１２は既知として取り扱うことができるので、任意の被覆電線１と被覆電線１Ａとの線間電圧を測定、計測するに当ってキャパシタンスの影響を最小とする処理を行うことができる。
【００６１】
また、第１電極による電界が導板４６及び第２電極１２に対する影響をしにくくするために、第１電極１１から離れた位置に導板４６及び第２電極１２を配置するのがよい。
【００６２】
このように、本実施例の非接触電圧計測装置１００は、キャパシタンスを通して流れる電流の大きさが芯線３、３Ａに印加されている電圧に比例していることを利用して入力された各電流の検出値から線間電圧を演算処理する演算処理手段と、を有する演算装置６を備える。
【００６３】
演算処理手段は、芯線３、３Ａと各電極との間の電流の検出値から各誘導電圧信号を同時に演算処理して、線間電圧を演算することができる。したがって、非接触方法手段によって線間電圧が計測される。
【００６４】
この演算処理手段を、上述したように、非接触測定部５に組み込むことができる。この場合、微小電流測定装置１００で測定された微小電流を線間電圧に変換する線間非接触手段が上方クランプ電線押え３１に組み込んで線間非接触計測装置とすることができる。したがって、線間非接触計測装置自体が図４に示す構造と同様の構造として構成される。また、表示部を同様に設けることができる。線間非接触変換手段を下方クランプ電線押え３２に設けるようにしてもよいが、センサ基板３８が上方クランプ電線押え３１に設ける場合には、この線間非接触変換手段を上方クランプ電線押え３２に組み込むのが望ましい。
【００６５】
次に、第３電極１３及び第４電極１４の機能、作用について説明する。第３電極１３Ａ及び第４電極１４Ａについても同様である。
【００６６】
図４において、Ｖ溝４３には被覆電線１、１Ａが正確にクランプ保持されることを説明した。しかしながら、場合によるとこのクランプ状態が正常でないことがあり得る。クランプ状態が正常でない時に線間電圧は計測値として用いられるべきではない。
【００６７】
このクランプ状態を判定するために第３電極１３及び第４電極１４による検出電流が用いられる。第３電極１３及び第４電極１４は図５に示すように中央を境にして両側端に対象配置され、芯線３、３Ａとの間の距離（間隙）は同一とされ、同じ配置条件で配置される。これらの電極１３、１４は第１電極１１あるいは第２電極の両側に配置されれば検出可能であるが、できるだけ離して配置するのが望ましく、図４に示すように配置するのがよい。このため、図５にあっては、第３電極１３、第４電極１４はセンサ基板８の両端に配置している。両者の信号の差によって被覆電線１、１Ａのクランプ部３５におけるクランプ状態を判定することができる。クランプ状態が正常であれば両者の信号の差は零となる。具体的には、図２において、第３電極１３、第４電極で測定された検出電流値は信号入力部２１に入力され、センサ感度調整部２２、２２Ａ、測定部２３、２３Ａを介してセンサホールド状態判定部２７に送られ、ここで両者の検出電流値が同一であるかが判定され、判定結果は表示部３０に表示される。正常、非正常を色分けして表示するようにしてもよい。この色別表示によって計測された線間電圧が採用し得るか直ちに視認することができる。
【００６８】
以上のように、第１電極１１、第２電極１２、第３電極１３及び第４電極１４の間の距離を一定に保つために、上述のように、多層プリント基板による多層構造として、各電極を多層プリント基板の各層に割り当てて配置していることで、精密かつ小型化が図られた非接触電圧測定のための微小電流測定装置とすることができる。
【００６９】
また、第１電極１１及び第２電極１２をそれぞれ２またはそれ以上に分割して構成し、検出値を平均化することで測定精度を向上させることができる。
【００７０】
非接触電圧計測装置１００は、第１電極１１または第２電極１２から所定の同一距離を置き、かつ第１電極１１または第２電極１２の側方両側であって、芯線３、３Ａに対峙して第３電極１３及び第４電極１４が配置されていることを１つの特徴とする。
【００７１】
また、接触電圧計測装置１００は、微小電流測定装置５に、第１電極１１または／及び第２電極１２は複数個配置され、演算処理手段６が、第１電極１１または／及び第２電極１２で検出された複数の検出値の平均値を用いて線間電圧を演算処理することを１つの特徴とする。図８、図９の構成を形成するに当って第１電極１１及び第２電極１２で検出された検出値を各電極の並列配置方式で取り出してもよいし、直列配置方式で取り出してもよい。このような構造にすることで被覆厚さのムラを吸収することができる。また、各部のキャパスタンスのムラを解消することができる。
【００７２】
また、この例によれば、
センサユニット７、７Ａが検出する被覆電線１、１Ａの周囲にそれぞれ独立してクランプされる。
【００７３】
入力手段が、各センサユニットによって検出された各電流の検出値を入力する。
【００７４】
演算手段が、入力された各電流の検出値から線間電圧を演算処理すること
を特徴とする非接触電圧計測装置１００による線間非接触電圧計測方法を提供する。
【００７５】
本実施例によれば、センサユニット７、７Ａはそれぞれ被覆電線１、１Ａにクランプさせ、保持させることができ、線間電圧を測定する時に操作者は両手を自由にすることができるので、検出値のフォーマットへの記載あるいはクランプ位置のチェックにフリーハンドとなった両手を用いることができる。これによって、測定計測結果の記載あるいは通信を伴なう測定作業をスムーズに行うことができることとなる。これによって作業効率と危険な場所での安全性が確保されることになる。
【実施例２】
【００７６】
図８及び図９は、本発明の実施例２の構成を示す図である。図８は、実施例１の図５に対応し、図９は図６に対応する。他の図面は実施例１の図面と同様であり、同一の構成については実施例１の説明を援用する。特に、実施例１との相違している部分について説明する。
【００７７】
図８及び図９において、実施例２では、微小電流測定装置５の第１層目は、絶縁体５１で構成し、第２層目に、電極１１Ａ、１１Ｂ及び１１Ｃの３つからなる第１の電極１１を設けている。電極１１Ａ、１１Ｂ及び１１Ｃ間は絶縁される。第１の電極１１の両側に対等位置に第３電極１３及び第４電極１４が設けてある。これらの電極は同一大きさ、同一形状としてあり、図９に示すように長手方向（図９で上下方向）に長い形状として配置され、各電極１１Ａと１１Ｂ、１１Ｂと１１Ｃ及び１１Ｃと第４電極１４との間に導板４６Ａ、導板４６Ｂ及び導板４６Ｃからなる導板４６が配置してある。
【００７８】
第３層目は、図５に示と同様にして、電極１２Ａ、１２Ｂ及び１２Ｃからなる第２電極１２が配置してある。図９に配置状態が示してあり、各電極は同一大きさ、同一形状としてあり、長手方向に長い形状として配置してある。各電極１２Ａ、１２Ｂ及び１２Ｃの大きさ、形状は第１電極の大きさ、形状が同一である。
【００７９】
第４層目は、シールドパターンから構成される。
【００８０】
以上の構成において第１電極１１または／及び第２電極１２は、複数個配置され、第１電極１１または／及び第２電極１２で検出された複数の検出値の平均を検出することになる微小電流測定装置１００が構成される。
【００８１】
これらの実施例によれば上述した微小電流測定装置に加えて、次のような線間非接触電圧計測装置も提供される。
【００８２】
２つの被覆電線の芯線に印加される線間電圧を該芯線に非接触で、キャパシタンスを通して流れる電流の大きさが前記芯線に印加されている電圧に比例していることを利用して測定する線間非接触電圧計測装置に用いられる微小電流測定装置において、
２つの被覆電線にそれぞれ接するように配置した同一構成の２個の前記センサユニットを備え、
各センサユニットが、上方クランプ電線押えと、下方のクランプ電線押えと、いずれかのクランプ電線押えを回動し得るようにして、かつばね機構を有して保持する中間支持体と、を備えて、両クランプ電線押え間に被覆電線をクランプするクランプ部を形成し、
いずれかのクランプ電線押えが、それぞれの被覆電線の前記芯線に対峙して配置した第１電極と第１電極から所定の距離を置いて第１電極より遠く離して配置した同一寸法、同一形状の第２電極を有するセンサ基板を備えて、各電極が前記芯線と各電極との間のキャパシタンスを通して流れる微小電流をそれぞれを検出すること
を特徴とする微小電流測定装置が提供される。
【００８３】
本実施例によれば、第２電極と前記被覆電線との間であって、該被覆電線に対峙し、かつ前記芯線までの配置距離が第１電極の配置距離と同一の距離に第１電極と同一形状同一大きさの導板が配置され、第２電極は該導板を介して流れる微小電流を検出することを特徴とする微小電流測定装置が提供される。
【００８４】
本実施例によれば、第１電極または第２電極から所定の同一距離を置き、かつ第１電極または第２電極の側方両側であって、前記芯線に対峙して第３電極及び第４電極が配置されていることを特徴とする微小電流測定装置が提供される。
【００８５】
本実施例によれば、前記上方クランプ電線押えが下面に多層プリント基板構成の前記センサ基板を備え、すべての電極が多層プリント基板のいずれかのプリント基板に形成され、前記下方クランプ電線押えが上面に被覆電線を収納するＶ溝を有するクランプ材を備えることを特徴とする微小電流測定装置が提供される。
【００８６】
本実施例によれば、第１電極または／及び第２電極は、複数個配置され、第１電極または／及び第２電極で検出された複数の検出値の平均を検出することを特徴とする微小電流測定装置が提供される。
【符号の説明】
【００８７】
１、１Ａ…被覆電線、２、２Ａ…被覆体、３、３Ａ…芯線、５…微小電流測定装置、６…演算装置（パソコン又は専用の計測装置）、７、７Ａ…センサユニット、１１、１１Ａ…第１電極、１２、１２Ａ…第２電極、１３、１３Ａ…第３電極、１４、１４Ａ…第４電極、２１…信号入力部、２７…センサホールド状態判別部、２８…演算部、３０…表示部、３１…上方クランプ電線押え、３２…下方クランプ電線押え、４６…導板（ダミー電極）、１００…非接触電圧計測装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの被覆電線の芯線に印加される線間電圧を該芯線に非接触で、キャパシタンスを通して流れる電流の大きさが前記芯線に印加されている電圧に比例していることを利用して測定する線間非接触電圧計測装置に用いられる微小電流測定装置において、
２つの被覆電線にそれぞれ接するように配置した同一構成の２個の前記センサユニットを備え、
各センサユニットが、上方クランプ電線押えと、下方クランプ電線押えと、いずれかのクランプ電線押えを回動し得るようにして、かつばね機構を有して保持する中間支持体と、を備えて、両クランプ電線押え間に被覆電線をクランプするクランプ部を形成し、
いずれかのクランプ電線押えが、それぞれの被覆電線の前記芯線に対峙して配置した第１電極と第１電極から所定の距離を置いて第１電極より遠く離して配置した同一寸法、同一形状の第２電極を有するセンサ基板を備えて、前記芯線と各電極との間のキャパシタンスを通して流れる微小電流をそれぞれを検出すること
を特徴とする微小電流測定装置。
【請求項２】
請求項１において、第２電極と前記被覆電線との間であって、該被覆電線に対峙し、かつ前記芯線までの配置距離が第１電極の配置距離と同一の距離に第１電極と同一形状同一大きさの導板が配置され、該導板を介して流れる微小電流を第２電極を介して検出することを特徴とする微小電流測定装置。
【請求項３】
請求項１または２において、第１電極または第２電極から所定の同一距離を置き、かつ第１電極または第２電極の側方両側であって、前記芯線に対峙して第３電極及び第４電極が配置され、前記いずれかの電極の側方両側の前記芯線からの微小電流を検出することを特徴とする微小電流測定装置。
【請求項４】
請求項１または２において、前記上方クランプ電線押えが下面に多層プリント基板構成の前記センサ基板を備え、すべての電極が多層プリント基板のいずれかのプリント基板に形成され、前記下方クランプ電線押えが上面に被覆電線を収納するＶ溝を有するクランプ材を備えることを特徴とする微小電流測定装置。
【請求項５】
請求項１または２において、第１電極または／及び第２電極は、複数個配置され、第１電極または／及び第２電極で検出された複数の検出値の平均値を測定値とすることを特徴とする微小電流測定装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載した微小電流測定装置で測定された微小電流を線間電圧に変換する線間非接触電圧変換手段がいずれかのクランプ電線押えに設けられたことを特徴とする線間非接触計測装置。
【請求項１】
２つの被覆電線の芯線に印加される線間電圧を該芯線に非接触で、キャパシタンスを通して流れる電流の大きさが前記芯線に印加されている電圧に比例していることを利用して測定する線間非接触電圧計測装置に用いられる微小電流測定装置において、
２つの被覆電線にそれぞれ接するように配置した同一構成の２個の前記センサユニットを備え、
各センサユニットが、上方クランプ電線押えと、下方クランプ電線押えと、いずれかのクランプ電線押えを回動し得るようにして、かつばね機構を有して保持する中間支持体と、を備えて、両クランプ電線押え間に被覆電線をクランプするクランプ部を形成し、
いずれかのクランプ電線押えが、それぞれの被覆電線の前記芯線に対峙して配置した第１電極と第１電極から所定の距離を置いて第１電極より遠く離して配置した同一寸法、同一形状の第２電極を有するセンサ基板を備えて、前記芯線と各電極との間のキャパシタンスを通して流れる微小電流をそれぞれを検出すること
を特徴とする微小電流測定装置。
【請求項２】
請求項１において、第２電極と前記被覆電線との間であって、該被覆電線に対峙し、かつ前記芯線までの配置距離が第１電極の配置距離と同一の距離に第１電極と同一形状同一大きさの導板が配置され、該導板を介して流れる微小電流を第２電極を介して検出することを特徴とする微小電流測定装置。
【請求項３】
請求項１または２において、第１電極または第２電極から所定の同一距離を置き、かつ第１電極または第２電極の側方両側であって、前記芯線に対峙して第３電極及び第４電極が配置され、前記いずれかの電極の側方両側の前記芯線からの微小電流を検出することを特徴とする微小電流測定装置。
【請求項４】
請求項１または２において、前記上方クランプ電線押えが下面に多層プリント基板構成の前記センサ基板を備え、すべての電極が多層プリント基板のいずれかのプリント基板に形成され、前記下方クランプ電線押えが上面に被覆電線を収納するＶ溝を有するクランプ材を備えることを特徴とする微小電流測定装置。
【請求項５】
請求項１または２において、第１電極または／及び第２電極は、複数個配置され、第１電極または／及び第２電極で検出された複数の検出値の平均値を測定値とすることを特徴とする微小電流測定装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載した微小電流測定装置で測定された微小電流を線間電圧に変換する線間非接触電圧変換手段がいずれかのクランプ電線押えに設けられたことを特徴とする線間非接触計測装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１３７３５９（Ｐ２０１２−１３７３５９Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８９３９３（Ｐ２０１０−２８９３９３）
【出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【特許番号】特許第４６９１２０８号（Ｐ４６９１２０８）
【特許公報発行日】平成２３年６月１日（２０１１．６．１）
【出願人】（５９９０７１８０９）イイダ電子株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【特許番号】特許第４６９１２０８号（Ｐ４６９１２０８）
【特許公報発行日】平成２３年６月１日（２０１１．６．１）
【出願人】（５９９０７１８０９）イイダ電子株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]