電力機器の電圧測定装置
【課題】低電圧側コンデンサ回路の取り替え作業や、コンデンサの追加のための装着作業が不要である電力機器の電圧測定装置を提供する。
【解決手段】電圧測定装置２０は、電圧補整用の複数の調整コンデンサを含む調整回路６０を備える。調整回路６０は、複数の調整コンデンサのうちの１つ、又は２つ以上の組合せからなる合成コンデンサが、第２コンデンサ回路２５と並列に接続可能であるジャンパ用の端子を備えるとともに、該端子間を接続するジャンパソケットを備える。
【解決手段】電圧測定装置２０は、電圧補整用の複数の調整コンデンサを含む調整回路６０を備える。調整回路６０は、複数の調整コンデンサのうちの１つ、又は２つ以上の組合せからなる合成コンデンサが、第２コンデンサ回路２５と並列に接続可能であるジャンパ用の端子を備えるとともに、該端子間を接続するジャンパソケットを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力機器の電圧測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電力機器に搭載され、配電線の相電圧を検出する電圧測定装置として、特許文献１が知られている。特許文献１の電圧測定装置は、コンデンサ分圧方式で電圧測定を行うようにされており、具体的には、高電圧側コンデンサと低電圧側コンデンサとを互いに直列に接続したコンデンサ直列回路が用いられている。そして、相電圧はこのコンデンサ直列回路の両端に入力され、高電圧側コンデンサの静電容量と低電圧側コンデンサの静電容量との比に応じて分圧されるが、相電圧の検出は、低電圧側コンデンサに分圧された分圧電圧に基づいて行われる。
【０００３】
図１は、コンデンサ分圧方式の電圧測定装置に含まれる一対のコンデンサ回路１００，２００の直列回路を示している。なお、図１では、説明の便宜上、一相分の電圧測定を行う回路分のみを示している。ここで、以下、コンデンサ回路１００は、高電圧側コンデンサ回路といい、コンデンサ回路２００を、低電圧側コンデンサ回路という。
【０００４】
同図において、該直列回路の両端子のうち、一方の端子は、一相の配電線Ｌに対して接続される入力端子Ｔ１００とされ、他方の端子は接地されるとともに、第１出力端子Ｔ１１０とされている。又、高電圧側コンデンサ回路１００と、低電圧側コンデンサ回路２００の接続点は、第２出力端子Ｔ１２０に接続されている。
【０００５】
配電線Ｌの電圧（相電圧）を、Ｖinとすると、第１出力端子Ｔ１１０と第２出力端子Ｔ１２０出力端子間の分圧出力Ｖoutは、
Ｖout ＝ ｛Ｃａ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝Ｖin
となる。なお、Ｃａは高電圧側コンデンサ回路１００の静電容量であり、Ｃｂは低電圧側コンデンサ回路２００の静電容量である。
【０００６】
又、分圧比は、下記の通りである。
分圧比＝Ｃａ／（Ｃａ＋Ｃｂ）
【特許文献１】特許第３６３２９２０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、前記電圧測定を精度よく行うためには、コンデンサの静電容量を精度よく調整する必要がある。
従来、分圧出力Ｖoutを目標の値とするために、作業者は、高電圧側コンデンサ回路１００と低電圧側コンデンサ回路２００からなる直列回路を実際に開閉器等の電力機器に装着した後、分圧出力Ｖoutを測定するようにしている。そして、測定値が目標値に達しない場合には、作業者は測定値が目標値になるように低電圧側コンデンサ回路２００を取り替えたり、或いは、静電容量の小さなコンデンサを低電圧側コンデンサ回路２００に並列に装着したりして対応している。この低電圧側コンデンサ回路２００の取り替えや、或いは静電容量の小さなコンデンサの装着を行う必要がある。
【０００８】
このように、測定値が目標値に達しない理由は、低電圧側コンデンサ回路２００は回路基板に実装される場合が多く、高電圧側コンデンサ回路１００と低電圧側コンデンサ回路２００を接続するリード線の静電容量や回路基板の静電容量等の機器固有の静電容量が低電圧側コンデンサ回路２００と並列に接続されるためである。このため、微少ながら、目的の分圧比に対して実際の分圧比には、ずれが生ずる。
【０００９】
上記のように、従来は、分圧比のずれを解消するために、低電圧側コンデンサ回路２００の取り替えや、低電圧側コンデンサ回路２００に対して、静電容量の小さなコンデンサを並列に装着する作業が必要である問題があった。
【００１０】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、低電圧側コンデンサ回路の取り替え作業や、コンデンサの追加のための装着作業が不要である電力機器の電圧測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載の発明は、一対のコンデンサ回路を直列接続し、一方のコンデンサ回路の分圧出力により相電圧を測定可能にした電力機器の電圧測定装置において、電圧補整用の複数の調整コンデンサを含む調整回路を備え、前記調整回路には、前記複数の調整コンデンサの組合せからなる合成コンデンサが、前記一方のコンデンサ回路と並列に接続可能である接続端子を備えるとともに、接続端子間を接続する接続手段を備えたことを特徴とする電力機器の電圧測定装置を要旨とするものである。なお、コンデンサの組合せとは、コンデンサの並列接続や、コンデンサの直列接続を含む趣旨である。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１において、前記調整コンデンサは、温度補整用コンデンサを含むことを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項２において、前記温度補整用コンデンサは、ポリエステルフィルムコンデンサであることを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１において、前記調整コンデンサはセラミックコンデンサであることを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４のうちいずれか１項において、前記接続手段は、ジャンパ接続可能なジャンパソケットであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明によれば、複数の調整コンデンサの組合せからなる合成コンデンサが、一方のコンデンサ回路と並列に接続可能である端子を備えているため、仮接続において、相電圧を測定するコンデンサ回路の出力電圧を測定して基準電圧と比較し、基準電圧に合わない場合は、その接続を変して、基準電圧にあったところの接続端子を本接続する。このことにより、電力機器に接続される相電圧の計測を精度よく測定できる。なお、基準電圧にあったとは、完全に基準電圧と一致する場合と、許容精度範囲内にある場合の両者の場合を含む趣旨である。そして、請求項１によれば、低電圧側コンデンサ回路の取り替え作業や、コンデンサの追加のための装着作業が不要となる効果がある。
【００１５】
請求項２の発明によれば、温度補整用コンデンサが調整コンデンサに含まれることにより、分圧比の温度変化率を小さくでき、このことにより、電力機器に接続される相電圧の計測を精度よく測定できる。
【００１６】
請求項３の発明によれば、温度補整用コンデンサとして、ポリエステルフィルムコンデンサを使用することにより、請求項２の効果を容易に実現できる。
請求項４の発明によれば、調整コンデンサをセラミックコンデンサにすることにより、請求項１の効果を容易に実現できる。
【００１７】
請求項５の発明によれば、接続手段をジャンパソケットにすることにより、容易に調整コンデンサの仮接続と本接続ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を電力機器としての開閉器の電圧測定装置に具体化した一実施形態を図１〜４を参照して説明する。
図３に示すように開閉器１０には、配電線ＬのＵ，Ｖ，Ｗ相毎に設けられるとともに各相の配電線Ｌの電力伝送をオンオフ可能にされた開閉部１０ａと、各相の配電線Ｌの電圧を測定する電圧測定装置２０を備えている。
【００１９】
図４に示すように、電圧測定装置２０には、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の配電線Ｌの電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを検出するための電圧検出回路２１〜２３を備えている。
又、開閉器１０には、制御装置３０が接続され、該制御装置３０には、電圧測定装置２０の電圧測定結果に基づいて、信号処理する信号処理部２６と前記開閉部１０ａを開閉制御する制御部２７とを備えている。
【００２０】
電圧検出回路２１〜２３は同一構成であるため、以下では電圧検出回路２１の構成について代表的に説明する。
電圧検出回路２１は、配電線ＬのＵ相の電圧Ｖｕを検出するにあたり、その入力端子Ｔ１０がＵ相線に接続されている。もう１つの入力端子Ｔ２０は図示しない中性線を介して接地されており、Ｕ相の電圧Ｖｕは入力端子Ｔ１０，Ｔ２０間に入力される。
【００２１】
なお、電圧検出回路２２、２３についても同様であって、配電線ＬのＶ相、Ｗ相の電圧Ｖｖ、Ｖｗが、それぞれ、電圧検出回路２２、２３に入力可能にされている。
図２，図４に示すように、電圧検出回路２１は、第１コンデンサ回路２４と、第２コンデンサ回路２５の直列回路、及び第２コンデンサ回路２５に並列接続される調整回路６０からなる。本実施形態では、第１コンデンサ回路２４が高電圧側コンデンサ回路に相当し、第２コンデンサ回路２５が低電圧側コンデンサ回路に相当する。本実施形態では、第１コンデンサ回路２４は単体のコンデンサ５１から構成されている。前記コンデンサ５１としては、例えば、セラミックコンデンサが用いられる。
【００２２】
第２コンデンサ回路２５は、コンデンサ５２を含んでいる。なお、図４では、説明の便宜上、調整コンデンサには５３の符号を付すとともに、端子Ｊ１〜Ｊ３は省略している。コンデンサ５２は、単体のコンデンサからなり、例えば、セラミックコンデンサから構成されている。又、コンデンサ５２の静電容量Ｃ５２と、コンデンサ５１の静電容量Ｃ５１とは、Ｃ５２＞＞Ｃ５１の大小関係を有する。
【００２３】
前記第１コンデンサ回路２４と第２コンデンサ回路２５は、互いに直列に接続されており、すなわち、コンデンサ５１とコンデンサ５２とは互いに直列に接続されている。第１、第２コンデンサ回路２４、２５の直列回路は、両端が入力端子Ｔ１０、Ｔ２０に接続されている。すなわち、この直列回路の一端は入力端子Ｔ１０に接続され、直列回路の他端がもう１つの入力端子Ｔ２０に接続されている。
【００２４】
又、コンデンサ５１とコンデンサ５２との接続点は出力端子Ｔ３０に接続されている。出力端子Ｔ４０は、入力端子Ｔ２０とともに前記直列回路の他端に接続されている。
調整回路６０を構成している各調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃは、図２に示すように、コンデンサ５２に対してジャンパ用の端子Ｊ１〜Ｊ３を介してそれぞれ単独で、或いはいずれか２つを組み合わせて、或いは全てを並列接続可能に設けられている。すなわち、各調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃにおいて、出力端子Ｔ４０側の端子には、ジャンパ用の端子Ｊ１〜Ｊ３が設けられている。ジャンパ用の端子Ｊ１〜Ｊ３は、接続端子に相当する。
【００２５】
本実施形態では、ジャンパ用の端子Ｊ１〜Ｊ３は、ジャンパピンが設けられた一対の端子であり、該端子に対して着脱自在に設けられたジャンパソケットＪＳにより、短絡可能である。前記ジャンパソケットＪＳは接続手段に相当する。
【００２６】
前記調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃは、電圧補整用のコンデンサであり、それぞれ異なる静電容量を有するとともにその静電容量Ｃ５３ａ，Ｃ５３ｂ，Ｃ５３ｃは、コンデンサ５２の静電容量Ｃ５２よりも、小さな値の静電容量を有している。
【００２７】
すなわち、
Ｃ５２＞＞Ｃ５３ａ，Ｃ５３ｂ，Ｃ５３ｃ
である。
【００２８】
ジャンパ用の端子Ｊ１〜Ｊ３のいずれか１つがジャンパソケットＪＳにて短絡されることにより、１つの調整コンデンサが、電圧調整のために使用される。又、ジャンパ用の端子Ｊ１〜Ｊ３のいずれか２つ、或いは全てが前記ジャンパソケットＪＳにて短絡されることにより、電圧調整のための合成コンデンサが構成される。このように、調整回路６０は、前記調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃや、ジャンパ用の端子Ｊ１〜Ｊ３を含み、各調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃが、コンデンサ５２に対して並列回路を構成し得る回路とされている。
【００２９】
なお、図２、及び図４において、コンデンサ５２に対して並列に接続されているＣｘは、コンデンサ５２と調整コンデンサ５３を接続するリード線（図示しない）の静電容量や、前記各種コンデンサが搭載される回路基板（図示しない）の静電容量等を含む電力機器固有の静電容量を示している。
【００３０】
前記電圧検出回路２１の出力端子Ｔ３０、Ｔ４０は信号処理部２６に接続されており、出力端子Ｔ３０，Ｔ４０間の電圧Ｖ１が信号処理部２６に供給されるようにされている。
この電圧Ｖ１は、コンデンサ５１、コンデンサ５２、調整コンデンサ５３、及び電力機器固有の静電容量Ｃｘの下記の分圧比に基づいて得られる。電力機器固有の静電容量Ｃｘは、前記各種コンデンサ（調整コンデンサを含む）及び各種電気回路を搭載している回路基板や、出力コネクタや、或いはケーブル（すなわち、リード線）等に起因する静電容量である。
【００３１】
分圧比＝｛Ｃ５１／（Ｃ５１＋Ｃ５２＋Ｃ５３＋Ｃｘ）｝ …（１）
すなわち、電圧Ｖ１は、下記の式（２）に基づいて得られる電圧である。
Ｖ１＝ ｛Ｃ５１／（Ｃ５１＋Ｃ５２＋Ｃ５３＋Ｃｘ）｝Ｖｕ …（２）
なお、Ｃ５３は調整コンデンサ５３の静電容量（単体の調整コンデンサの静電容量又は前記合成コンデンサの容量を含む）である。なお、調整コンデンサ５３において、ジャンパ用の端子Ｊ１〜Ｊ３のいずれもが、短絡されていない場合には、静電容量Ｃ５３は０である。
【００３２】
他の電圧検出回路２２、２３についても同様に配電線ＬのＶ相、Ｗ相の電圧Ｖｖ、Ｖｗが印加され、電圧検出回路２２、２３からは、それに応じて検出された値である電圧Ｖ２、Ｖ３が信号処理部２６に供給される。信号処理部２６は、電圧検出回路２１〜２３からの電圧Ｖ１〜Ｖ３に基づいて電圧検出信号を制御部２７に出力する。なお、信号処理部２６は、アナログ回路やデジタル回路等により構成されている。制御部２７は、電圧検出信号に基づいて、開閉部１０ａを開閉制御する。
【００３３】
さて、上記のように構成された電圧測定装置２０の作用を説明する。
開閉器１０の電圧測定装置２０においては、電力機器固有の静電容量Ｃｘがあるために、第１コンデンサ回路２４と第２コンデンサ回路２５の分圧比にずれが生ずる。この分圧比のずれは、出力電圧値が、静電容量Ｃｘがない場合に比較して、小さい値となる。
【００３４】
そのために、この分圧比のずれを、調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃを使用して修正、すなわち、調整する。
具体的には、まず、コンデンサ５２は電力機器固有の静電容量Ｃｘを考慮した静電容量に決められており、考慮された静電容量Ｃｘの静電容量となる組合せ（調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃを接続した組合せ）を出力電圧の変化率を考慮して計算し、決定する。決定した組合せに調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃに設けられたジャンパ用の端子Ｊ１〜Ｊ３をジャンパソケットＪＳで短絡する。そして、入力端子Ｔ１０，Ｔ２０間に相電圧と同じ電圧を印加した状態で、出力端子Ｔ３０，Ｔ４０の出力電圧を検出する。そして、この出力電圧と、予め前記相電圧が印加された状態で得られるべき基準電圧と比較する。
【００３５】
この出力電圧が基準電圧と一致していない場合には、調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃのジャンパソケットＪＳを取り外し又は取付けて、いずれかの２つの調整コンデンサを、或いは、いずれか１つの調整コンデンサをコンデンサ５２に対して並列接続する。このジャンパソケットＪＳの変更によって、前記分圧比のずれを修正して、最終的に、出力電圧が基準電圧と一致、又は、出力電圧を許容精度の範囲内となるように繰り返し修正する。
【００３６】
従って、全ての調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃに接続する可能性も、調整コンデンサを一つも接続しない可能性もある。
このような調整を行なう場合の調整コンデンサの組み合わせ、又は単独の使用によって得られる調整コンデンサの合成コンデンサの静電容量は、順次小さくなるように、接続をかえる。この例を下記の実施例で述べる。
【００３７】
（実施例）
この実施例は、調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃの値をそれぞれ６８０ｐＦ，３３０ｐＦ，１８０ｐＦとし、電力機器固有の静電容量Ｃｘを２５０ｐＦとした場合の例である。また、コンデンサ５１の静電容量は、５０ｐＦ、コンデンサ５２の静電容量は、４９５００ｐＦであり、入力端子Ｔ１０，Ｔ２０間の印加電圧は、３８１０Ｖである。なお、静電容量Ｃｘは、想定値であり、機器により多少のばらつきがある。
【００３８】
表１は、調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃを使用しない場合、単独で、又はいずれか２つを組み合わせて、或いは全てを使用した場合のＴ３０，Ｔ４０間の出力電圧を前記（２）式より分圧比を計算し、その計算値に基づいて出力値変化率を算出した結果を表している。
【００３９】
ここで、中心値基準の出力値変化率は、調整コンデンサ５３ｂ，５３ｃを組み合わせた並列回路をコンデンサ５２に対して並列接続した場合の出力電圧を中心値とし、その出力電圧を基準として、他の出力電圧の出力値変化率を算出したものである。
【００４０】
【表１】
又、初期状態基準の出力値変化率は、調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃを全て組み合わせた並列回路をコンデンサ５２に対して並列接続した場合の出力電圧を基準として、他の出力電圧の出力値変化率を算出したものである。
【００４１】
表１は調整コンデンサの単独の使用、又は組合せによる使用により得られる静電容量を左側から大きい順に並べたものであるが、静電容量が順に小さくなると、出力値変化率は順に０．２９〜０．３６％の範囲で大きくなることが分かる。すなわち、本実施例の調整コンデンサは、単独の使用、又は調整コンデンサの組合せを変更することにより、コンデンサ５１，５２の分圧比が電力機器固有の静電容量Ｃｘのばらつきによりずれたとしても、分圧比を修正することができる。
【００４２】
しかも、本実施例のように、調整コンデンサの単独の使用、又は組合せによる使用により得られる静電容量を大きい順に並べた場合、出力値変化率が順に０．２９〜０．３６％の範囲で大きくなるようにしているため、各調整コンデンサの接続を変更することにより、出力電圧を微調整することができる。
【００４３】
一般に、電力機器固有の静電容量Ｃｘは、大きくはないが、出力電圧に大きな影響があるため、分圧比のずれを解消することが好ましい。しかも、許容精度は、小さいことが好ましい。本実施例では、室温時の許容精度は、±０．２５％以内としている。
【００４４】
さて、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１） 本実施形態の電圧測定装置２０は、電圧補整用の複数の調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃを含む調整回路６０を備えるようにした。そして、調整回路６０は、複数の調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃのうちの１つ、又は２つ以上の組合せからなる合成コンデンサが、第２コンデンサ回路２５と並列に接続可能であるジャンパ用の端子Ｊ１〜Ｊ３を備えるとともに、端子Ｊ１〜Ｊ３間を接続するジャンパソケットＪＳを備えるようにした。
【００４５】
この結果、ジャンパソケットＪＳを使用していずれかの調整コンデンサを並列に仮接続しておいて、相電圧を測定するコンデンサ回路の出力電圧を測定して基準電圧と比較し、基準電圧に合わない場合は、その接続を変更することができる。そして、基準電圧にあったところの端子Ｊ１〜Ｊ３をジャンパソケットＪＳにて本接続する。このことにより、電力機器に接続される相電圧の計測を精度よく測定できる。
【００４６】
（２） 又、本実施形態では、調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃが並列回路を構成し得るように、調整コンデンサを複数設けているため、開閉器１０は、同じものを量産することができる。
【００４７】
（３） さらに、本実施形態では、電圧測定用の低電圧側コンデンサ回路である第２コンデンサ回路２５を構成するコンデンサ５２の調整も単にジャンパソケットＪＳを１つ又は２つ以上をＪ１〜Ｊ３にセットするだけでよくなる。
【００４８】
（第２実施形態）
次に第２実施形態を図５を参照して説明する。
第２実施形態の電圧測定装置２０の調整回路６０の構成が異なっており、他の構成については、同じであるため、第１実施形態と同一構成については、同一符号を付して重複説明を省略する。
【００４９】
具体的には、調整回路６０は、調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃの他に、さらに調整コンデンサとして、温度補整用コンデンサ５３ｄがコンデンサ５２に対してジャンパ用の端子Ｊ４を介して並列接続可能に設けられている。ジャンパ用の端子Ｊ４は、接続端子に相当する。
【００５０】
この場合、温度補整用コンデンサ５３ｄは、電力機器の使用する環境温度に応じて接続することになる。
温度補整用コンデンサ５３ｄは、コンデンサ５２，調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃの静電容量に関して温度変化があっても、温度補整用コンデンサ５３ｄを並列接続することにより、その変化を抑制するために設けられたものである。このため、温度補整用コンデンサ５３ｄはコンデンサ５２，調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃとは逆の温度係数を有するコンデンサが用いられる。本実施形態では、温度補整用コンデンサ５３ｄは、ポリエステルフィルムコンデンサにより構成されている。そして、温度補整用コンデンサ５３ｄは端子Ｊ４に対してジャンパソケットＪＳを接続することにより、コンデンサ５２に対して並列接続される。
【００５１】
なお、第２実施形態では、コンデンサ５１は、ＮＰ０（＝温度係数０ppm/℃）のセラミックコンデンサを使用する。
さて、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
【００５２】
（１） 本実施形態の電圧測定装置２０は調整コンデンサとして、温度補整用コンデンサを含むようにしている。この結果、温度補整用コンデンサを使用する場合には、分圧比の温度変化率を小さくでき（温度変化率を抑制でき）、このことにより、電力機器に接続される相電圧の計測を精度よく測定できる。
【００５３】
すなわち、例えばコンデンサ５２、調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃが周囲温度の変化（上昇）により、その容量が小さくなる温度係数を有する場合、逆の温度係数を有する温度補整用コンデンサ５３ｄは、その容量は大きくなるため、
分圧比＝｛Ｃ５１／（Ｃ５１＋Ｃ５２＋Ｃ５３＋Ｃｘ）｝
の温度変化率を抑制できる。
【００５４】
なお、Ｃ５３には、温度補整用コンデンサ５３ｄの容量分も含む。
又、コンデンサ５２、調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃが周囲温度の変化（上昇）により、その容量が大きくなる温度係数を有する場合、逆の温度係数を有する温度補整用コンデンサ５３ｄは、その容量は小さくなるため、前記分圧比の温度変化率を抑制できる。
【００５５】
（２） 本実施形態では、温度補整用コンデンサ５３ｄをポリエステルフィルムコンデンサにより構成した。この結果、上記本実施形態の（１）の効果を容易に実現できる。
なお、前記実施形態は、次のように変更して実施してもよい。
【００５６】
○ 前記実施形態では、コンデンサ５２は、セラミックコンデンサから構成したが、ポリスチレンフィルムコンデンサ又はポリプロピレンフィルムコンデンサを使用してもよい。
【００５７】
○ 前記実施形態において、ジャンパ用の端子Ｊ１〜Ｊ３は、ジャンパピンとしたが、この構成の他に、パットや、ハトメ等の金属端子であってもよい。この場合、ジャンパソケットの代わりに、ジャンパ線や、金属板等の短絡部材にて接続してもよい。この場合、接続手段は、前記金属端子と短絡部材とにより構成される。
【００５８】
○ 前記実施形態では、接続手段として、ジャンパ用の端子Ｊ１〜Ｊ３は、ジャンパピン及び、ジャンパソケットにて構成したが、下記のように構成してもよい。
電圧測定装置を組立する際に、ジャンパ用の端子Ｊ１〜Ｊ３を全て予めジャンパ線で短絡しておき、すなわち、仮接続しておき、工場出荷前において、基準電圧を入力端子Ｔ１０，Ｔ２０間に印加した状態で、Ｔ３０，Ｔ４０間の出力電圧を測定する。この状態で該出力電圧が、基準電圧となっていない場合には、予め決められた手順で接続されているジャンパ線を切断して、出力電圧が基準電圧と一致、又は、出力電圧を許容精度の範囲内となるようにする。この場合、ジャンパ線が切断されていない端子がジャンパ線にて短絡されて本接続となる。
【００５９】
○ 又、接続手段として、ジャンパ用の端子とジャンパソケットに代えて、オンオフの切替が可能なディップスイッチで構成してもよい。
○ 前記実施形態では、開閉器１０が設けられた配電線Ｌの需要家側において、各相の配電線Ｌの電圧を測定するように１つのみ設けたが、１つに限定されるものではない。開閉器において、変電所側の配電線Ｌの各相の電圧を測定できるようにさらに１つの電圧測定装置２０を設けても良い。
【００６０】
○ 又、電圧測定装置２０において、電圧検出回路２１〜２３の個数は３つに限定するものではなく、例えば、１つ、或いは２つでもよい。
○ 前記実施形態では、電力機器として開閉器としたが、電圧測定装置を配電線に設けられる電力機器としては変圧器、遮断器、断路器もあり、これらの機器に設けても良い。
【００６１】
○ 前記実施形態では、複数の調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃは、異なる静電容量を有するようにしたが、同容量であってもよい。
○ 第２実施形態では、温度補整用コンデンサ５３ｄがコンデンサ５２に対して並列接続が可能なように、接続端子としての端子Ｊ４を設けたが、図６に示すように温度補整用コンデンサ６５をコンデンサ５２に対して並列接続してもよい。この場合、温度補整用コンデンサ６５は、コンデンサ５２、調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃとは逆の温度係数を有するコンデンサが用いられる。又、本実施形態では、第２コンデンサ回路２５は、コンデンサ５２と温度補整用コンデンサ６５の並列回路により構成されている。
【００６２】
○ 前記各実施形態において、第１コンデンサ回路２４は、単体のコンデンサ５１により構成したが、単体に限定するものではなく、２個以上の複数のコンデンサの直列回路で構成したり、或いは、２個以上の複数のコンデンサの並列回路で構成してもよい。
【００６３】
○ 前記各実施形態において、第２コンデンサ回路２５は単体のコンデンサ５２により構成したが、単体に限定するものではなく、２個以上の複数のコンデンサの直列回路で構成したり、或いは、２個以上の複数のコンデンサの並列回路で構成してもよい。
○ 調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃの値を前記実施例よりも、各々に１００ｐＦ、２００ｐＦ、３９０ｐＦのように小さくすることにより、より出力電圧を微調整することができる。
○ 調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃの数を増やすことにより、より調整範囲の拡大ができる。
○ 前記各実施形態において、調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃの各々に1つの接続端子を設けたが、例えば、図７の例のように、調整コンデンサの電源側、接地側及び各調整コンデンサ接続間にジャンパソケットＪＳが接続可能な接続端子Ｊを設けることにより静電容量が異なる調整回路６０を１３通り得ることができる。また、図８の例のように、各調整コンデンサ接続間を複雑に接続し、その間にジャンパソケットＪＳが接続可能な接続端子Ｊを設けることにより静電容量が異なる調整回路６０を１７通り得ることができる。
○ 前記各実施形態において、想定した静電容量Ｃｘを考慮した上で調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃの組合せと出力電圧の変化率を計算し、組合せを決定する。決定した組合せ間のジャンパ用の端子を短絡しておき、入力端子Ｔ１０，Ｔ２０間に相電圧と同じ電圧を印加して、出力端子Ｔ３０，Ｔ４０の出力電圧を検出する。そして、この出力電圧と、基準電圧と比較してジャンパ用の端子の変更によって出力電圧が基準電圧と一致、又は、出力電圧を許容精度の範囲内となるように調整したが、下記のように構成してもよい。
【００６４】
最初に入力端子Ｔ１０，Ｔ２０間に相電圧と同じ電圧を印加して、出力端子Ｔ３０，Ｔ４０の出力電圧を検出する。その出力電圧と基準電圧とを比較してずれ分を算出し、調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃの組合せを決定する。決定した組合せ間の端子を短絡し、出力電圧を確認しながら端子の変更によって出力電圧が基準電圧と一致、又は、出力電圧を許容精度の範囲内となるように調整しても良い。
【００６５】
又、最初に全ての調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃに設けられたジャンパ用の端子すべて短絡しておき、入力端子Ｔ１０，Ｔ２０間に相電圧と同じ電圧を印加して、出力端子Ｔ３０，Ｔ４０の出力電圧を検出する。そして、この出力電圧と、基準電圧と比較しながら端子の変更によって出力電圧が基準電圧と一致、又は、出力電圧を許容精度の範囲内となるように調整してもよい。
【００６６】
次に、請求項以外に上記実施形態から把握できる技術的思想を下記に述べる。
（１） 一対のコンデンサ回路（Ｃ１，Ｃ２）を直列接続し、分圧により各相の電圧を測定可能にした電力機器の電圧測定方法において、一方のコンデンサ回路と並列に、電圧補整用の調整コンデンサを仮接続するとともに、電圧補償調整時に基準電圧に合わせるように前記調整コンデンサの内、１又は２以上の調整コンデンサを本接続可能としたことを特徴とする電力機器の電圧測定方法。このようにすることにより、温度補整用コンデンサを使用する場合には、分圧比の温度変化率を小さくでき（温度変化率を抑制でき）、このことにより、電力機器に接続される相電圧の計測を精度よく測定できる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】従来のコンデンサ回路の直列回路の説明図。
【図２】実施形態のコンデンサ回路の直列回路の説明図。
【図３】開閉器１０の概略を示すブロック図。
【図４】電圧測定装置２０の概略を示すブロック図。
【図５】他の実施形態の調整回路６０の説明図。
【図６】他の実施形態の調整回路６０の説明図。
【図７】他の実施形態の調整回路６０の説明図。
【図８】他の実施形態の調整回路６０の説明図。
【符号の説明】
【００６８】
２４…第１コンデンサ回路（コンデンサ回路）、
２５…第２コンデンサ回路（コンデンサ回路）、６０…調整回路、
Ｊ１〜Ｊ３…端子（接続端子）、Ｓ…ジャンパソケット（接続手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力機器の電圧測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電力機器に搭載され、配電線の相電圧を検出する電圧測定装置として、特許文献１が知られている。特許文献１の電圧測定装置は、コンデンサ分圧方式で電圧測定を行うようにされており、具体的には、高電圧側コンデンサと低電圧側コンデンサとを互いに直列に接続したコンデンサ直列回路が用いられている。そして、相電圧はこのコンデンサ直列回路の両端に入力され、高電圧側コンデンサの静電容量と低電圧側コンデンサの静電容量との比に応じて分圧されるが、相電圧の検出は、低電圧側コンデンサに分圧された分圧電圧に基づいて行われる。
【０００３】
図１は、コンデンサ分圧方式の電圧測定装置に含まれる一対のコンデンサ回路１００，２００の直列回路を示している。なお、図１では、説明の便宜上、一相分の電圧測定を行う回路分のみを示している。ここで、以下、コンデンサ回路１００は、高電圧側コンデンサ回路といい、コンデンサ回路２００を、低電圧側コンデンサ回路という。
【０００４】
同図において、該直列回路の両端子のうち、一方の端子は、一相の配電線Ｌに対して接続される入力端子Ｔ１００とされ、他方の端子は接地されるとともに、第１出力端子Ｔ１１０とされている。又、高電圧側コンデンサ回路１００と、低電圧側コンデンサ回路２００の接続点は、第２出力端子Ｔ１２０に接続されている。
【０００５】
配電線Ｌの電圧（相電圧）を、Ｖinとすると、第１出力端子Ｔ１１０と第２出力端子Ｔ１２０出力端子間の分圧出力Ｖoutは、
Ｖout ＝ ｛Ｃａ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝Ｖin
となる。なお、Ｃａは高電圧側コンデンサ回路１００の静電容量であり、Ｃｂは低電圧側コンデンサ回路２００の静電容量である。
【０００６】
又、分圧比は、下記の通りである。
分圧比＝Ｃａ／（Ｃａ＋Ｃｂ）
【特許文献１】特許第３６３２９２０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、前記電圧測定を精度よく行うためには、コンデンサの静電容量を精度よく調整する必要がある。
従来、分圧出力Ｖoutを目標の値とするために、作業者は、高電圧側コンデンサ回路１００と低電圧側コンデンサ回路２００からなる直列回路を実際に開閉器等の電力機器に装着した後、分圧出力Ｖoutを測定するようにしている。そして、測定値が目標値に達しない場合には、作業者は測定値が目標値になるように低電圧側コンデンサ回路２００を取り替えたり、或いは、静電容量の小さなコンデンサを低電圧側コンデンサ回路２００に並列に装着したりして対応している。この低電圧側コンデンサ回路２００の取り替えや、或いは静電容量の小さなコンデンサの装着を行う必要がある。
【０００８】
このように、測定値が目標値に達しない理由は、低電圧側コンデンサ回路２００は回路基板に実装される場合が多く、高電圧側コンデンサ回路１００と低電圧側コンデンサ回路２００を接続するリード線の静電容量や回路基板の静電容量等の機器固有の静電容量が低電圧側コンデンサ回路２００と並列に接続されるためである。このため、微少ながら、目的の分圧比に対して実際の分圧比には、ずれが生ずる。
【０００９】
上記のように、従来は、分圧比のずれを解消するために、低電圧側コンデンサ回路２００の取り替えや、低電圧側コンデンサ回路２００に対して、静電容量の小さなコンデンサを並列に装着する作業が必要である問題があった。
【００１０】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、低電圧側コンデンサ回路の取り替え作業や、コンデンサの追加のための装着作業が不要である電力機器の電圧測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載の発明は、一対のコンデンサ回路を直列接続し、一方のコンデンサ回路の分圧出力により相電圧を測定可能にした電力機器の電圧測定装置において、電圧補整用の複数の調整コンデンサを含む調整回路を備え、前記調整回路には、前記複数の調整コンデンサの組合せからなる合成コンデンサが、前記一方のコンデンサ回路と並列に接続可能である接続端子を備えるとともに、接続端子間を接続する接続手段を備えたことを特徴とする電力機器の電圧測定装置を要旨とするものである。なお、コンデンサの組合せとは、コンデンサの並列接続や、コンデンサの直列接続を含む趣旨である。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１において、前記調整コンデンサは、温度補整用コンデンサを含むことを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項２において、前記温度補整用コンデンサは、ポリエステルフィルムコンデンサであることを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１において、前記調整コンデンサはセラミックコンデンサであることを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４のうちいずれか１項において、前記接続手段は、ジャンパ接続可能なジャンパソケットであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明によれば、複数の調整コンデンサの組合せからなる合成コンデンサが、一方のコンデンサ回路と並列に接続可能である端子を備えているため、仮接続において、相電圧を測定するコンデンサ回路の出力電圧を測定して基準電圧と比較し、基準電圧に合わない場合は、その接続を変して、基準電圧にあったところの接続端子を本接続する。このことにより、電力機器に接続される相電圧の計測を精度よく測定できる。なお、基準電圧にあったとは、完全に基準電圧と一致する場合と、許容精度範囲内にある場合の両者の場合を含む趣旨である。そして、請求項１によれば、低電圧側コンデンサ回路の取り替え作業や、コンデンサの追加のための装着作業が不要となる効果がある。
【００１５】
請求項２の発明によれば、温度補整用コンデンサが調整コンデンサに含まれることにより、分圧比の温度変化率を小さくでき、このことにより、電力機器に接続される相電圧の計測を精度よく測定できる。
【００１６】
請求項３の発明によれば、温度補整用コンデンサとして、ポリエステルフィルムコンデンサを使用することにより、請求項２の効果を容易に実現できる。
請求項４の発明によれば、調整コンデンサをセラミックコンデンサにすることにより、請求項１の効果を容易に実現できる。
【００１７】
請求項５の発明によれば、接続手段をジャンパソケットにすることにより、容易に調整コンデンサの仮接続と本接続ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を電力機器としての開閉器の電圧測定装置に具体化した一実施形態を図１〜４を参照して説明する。
図３に示すように開閉器１０には、配電線ＬのＵ，Ｖ，Ｗ相毎に設けられるとともに各相の配電線Ｌの電力伝送をオンオフ可能にされた開閉部１０ａと、各相の配電線Ｌの電圧を測定する電圧測定装置２０を備えている。
【００１９】
図４に示すように、電圧測定装置２０には、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の配電線Ｌの電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを検出するための電圧検出回路２１〜２３を備えている。
又、開閉器１０には、制御装置３０が接続され、該制御装置３０には、電圧測定装置２０の電圧測定結果に基づいて、信号処理する信号処理部２６と前記開閉部１０ａを開閉制御する制御部２７とを備えている。
【００２０】
電圧検出回路２１〜２３は同一構成であるため、以下では電圧検出回路２１の構成について代表的に説明する。
電圧検出回路２１は、配電線ＬのＵ相の電圧Ｖｕを検出するにあたり、その入力端子Ｔ１０がＵ相線に接続されている。もう１つの入力端子Ｔ２０は図示しない中性線を介して接地されており、Ｕ相の電圧Ｖｕは入力端子Ｔ１０，Ｔ２０間に入力される。
【００２１】
なお、電圧検出回路２２、２３についても同様であって、配電線ＬのＶ相、Ｗ相の電圧Ｖｖ、Ｖｗが、それぞれ、電圧検出回路２２、２３に入力可能にされている。
図２，図４に示すように、電圧検出回路２１は、第１コンデンサ回路２４と、第２コンデンサ回路２５の直列回路、及び第２コンデンサ回路２５に並列接続される調整回路６０からなる。本実施形態では、第１コンデンサ回路２４が高電圧側コンデンサ回路に相当し、第２コンデンサ回路２５が低電圧側コンデンサ回路に相当する。本実施形態では、第１コンデンサ回路２４は単体のコンデンサ５１から構成されている。前記コンデンサ５１としては、例えば、セラミックコンデンサが用いられる。
【００２２】
第２コンデンサ回路２５は、コンデンサ５２を含んでいる。なお、図４では、説明の便宜上、調整コンデンサには５３の符号を付すとともに、端子Ｊ１〜Ｊ３は省略している。コンデンサ５２は、単体のコンデンサからなり、例えば、セラミックコンデンサから構成されている。又、コンデンサ５２の静電容量Ｃ５２と、コンデンサ５１の静電容量Ｃ５１とは、Ｃ５２＞＞Ｃ５１の大小関係を有する。
【００２３】
前記第１コンデンサ回路２４と第２コンデンサ回路２５は、互いに直列に接続されており、すなわち、コンデンサ５１とコンデンサ５２とは互いに直列に接続されている。第１、第２コンデンサ回路２４、２５の直列回路は、両端が入力端子Ｔ１０、Ｔ２０に接続されている。すなわち、この直列回路の一端は入力端子Ｔ１０に接続され、直列回路の他端がもう１つの入力端子Ｔ２０に接続されている。
【００２４】
又、コンデンサ５１とコンデンサ５２との接続点は出力端子Ｔ３０に接続されている。出力端子Ｔ４０は、入力端子Ｔ２０とともに前記直列回路の他端に接続されている。
調整回路６０を構成している各調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃは、図２に示すように、コンデンサ５２に対してジャンパ用の端子Ｊ１〜Ｊ３を介してそれぞれ単独で、或いはいずれか２つを組み合わせて、或いは全てを並列接続可能に設けられている。すなわち、各調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃにおいて、出力端子Ｔ４０側の端子には、ジャンパ用の端子Ｊ１〜Ｊ３が設けられている。ジャンパ用の端子Ｊ１〜Ｊ３は、接続端子に相当する。
【００２５】
本実施形態では、ジャンパ用の端子Ｊ１〜Ｊ３は、ジャンパピンが設けられた一対の端子であり、該端子に対して着脱自在に設けられたジャンパソケットＪＳにより、短絡可能である。前記ジャンパソケットＪＳは接続手段に相当する。
【００２６】
前記調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃは、電圧補整用のコンデンサであり、それぞれ異なる静電容量を有するとともにその静電容量Ｃ５３ａ，Ｃ５３ｂ，Ｃ５３ｃは、コンデンサ５２の静電容量Ｃ５２よりも、小さな値の静電容量を有している。
【００２７】
すなわち、
Ｃ５２＞＞Ｃ５３ａ，Ｃ５３ｂ，Ｃ５３ｃ
である。
【００２８】
ジャンパ用の端子Ｊ１〜Ｊ３のいずれか１つがジャンパソケットＪＳにて短絡されることにより、１つの調整コンデンサが、電圧調整のために使用される。又、ジャンパ用の端子Ｊ１〜Ｊ３のいずれか２つ、或いは全てが前記ジャンパソケットＪＳにて短絡されることにより、電圧調整のための合成コンデンサが構成される。このように、調整回路６０は、前記調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃや、ジャンパ用の端子Ｊ１〜Ｊ３を含み、各調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃが、コンデンサ５２に対して並列回路を構成し得る回路とされている。
【００２９】
なお、図２、及び図４において、コンデンサ５２に対して並列に接続されているＣｘは、コンデンサ５２と調整コンデンサ５３を接続するリード線（図示しない）の静電容量や、前記各種コンデンサが搭載される回路基板（図示しない）の静電容量等を含む電力機器固有の静電容量を示している。
【００３０】
前記電圧検出回路２１の出力端子Ｔ３０、Ｔ４０は信号処理部２６に接続されており、出力端子Ｔ３０，Ｔ４０間の電圧Ｖ１が信号処理部２６に供給されるようにされている。
この電圧Ｖ１は、コンデンサ５１、コンデンサ５２、調整コンデンサ５３、及び電力機器固有の静電容量Ｃｘの下記の分圧比に基づいて得られる。電力機器固有の静電容量Ｃｘは、前記各種コンデンサ（調整コンデンサを含む）及び各種電気回路を搭載している回路基板や、出力コネクタや、或いはケーブル（すなわち、リード線）等に起因する静電容量である。
【００３１】
分圧比＝｛Ｃ５１／（Ｃ５１＋Ｃ５２＋Ｃ５３＋Ｃｘ）｝ …（１）
すなわち、電圧Ｖ１は、下記の式（２）に基づいて得られる電圧である。
Ｖ１＝ ｛Ｃ５１／（Ｃ５１＋Ｃ５２＋Ｃ５３＋Ｃｘ）｝Ｖｕ …（２）
なお、Ｃ５３は調整コンデンサ５３の静電容量（単体の調整コンデンサの静電容量又は前記合成コンデンサの容量を含む）である。なお、調整コンデンサ５３において、ジャンパ用の端子Ｊ１〜Ｊ３のいずれもが、短絡されていない場合には、静電容量Ｃ５３は０である。
【００３２】
他の電圧検出回路２２、２３についても同様に配電線ＬのＶ相、Ｗ相の電圧Ｖｖ、Ｖｗが印加され、電圧検出回路２２、２３からは、それに応じて検出された値である電圧Ｖ２、Ｖ３が信号処理部２６に供給される。信号処理部２６は、電圧検出回路２１〜２３からの電圧Ｖ１〜Ｖ３に基づいて電圧検出信号を制御部２７に出力する。なお、信号処理部２６は、アナログ回路やデジタル回路等により構成されている。制御部２７は、電圧検出信号に基づいて、開閉部１０ａを開閉制御する。
【００３３】
さて、上記のように構成された電圧測定装置２０の作用を説明する。
開閉器１０の電圧測定装置２０においては、電力機器固有の静電容量Ｃｘがあるために、第１コンデンサ回路２４と第２コンデンサ回路２５の分圧比にずれが生ずる。この分圧比のずれは、出力電圧値が、静電容量Ｃｘがない場合に比較して、小さい値となる。
【００３４】
そのために、この分圧比のずれを、調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃを使用して修正、すなわち、調整する。
具体的には、まず、コンデンサ５２は電力機器固有の静電容量Ｃｘを考慮した静電容量に決められており、考慮された静電容量Ｃｘの静電容量となる組合せ（調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃを接続した組合せ）を出力電圧の変化率を考慮して計算し、決定する。決定した組合せに調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃに設けられたジャンパ用の端子Ｊ１〜Ｊ３をジャンパソケットＪＳで短絡する。そして、入力端子Ｔ１０，Ｔ２０間に相電圧と同じ電圧を印加した状態で、出力端子Ｔ３０，Ｔ４０の出力電圧を検出する。そして、この出力電圧と、予め前記相電圧が印加された状態で得られるべき基準電圧と比較する。
【００３５】
この出力電圧が基準電圧と一致していない場合には、調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃのジャンパソケットＪＳを取り外し又は取付けて、いずれかの２つの調整コンデンサを、或いは、いずれか１つの調整コンデンサをコンデンサ５２に対して並列接続する。このジャンパソケットＪＳの変更によって、前記分圧比のずれを修正して、最終的に、出力電圧が基準電圧と一致、又は、出力電圧を許容精度の範囲内となるように繰り返し修正する。
【００３６】
従って、全ての調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃに接続する可能性も、調整コンデンサを一つも接続しない可能性もある。
このような調整を行なう場合の調整コンデンサの組み合わせ、又は単独の使用によって得られる調整コンデンサの合成コンデンサの静電容量は、順次小さくなるように、接続をかえる。この例を下記の実施例で述べる。
【００３７】
（実施例）
この実施例は、調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃの値をそれぞれ６８０ｐＦ，３３０ｐＦ，１８０ｐＦとし、電力機器固有の静電容量Ｃｘを２５０ｐＦとした場合の例である。また、コンデンサ５１の静電容量は、５０ｐＦ、コンデンサ５２の静電容量は、４９５００ｐＦであり、入力端子Ｔ１０，Ｔ２０間の印加電圧は、３８１０Ｖである。なお、静電容量Ｃｘは、想定値であり、機器により多少のばらつきがある。
【００３８】
表１は、調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃを使用しない場合、単独で、又はいずれか２つを組み合わせて、或いは全てを使用した場合のＴ３０，Ｔ４０間の出力電圧を前記（２）式より分圧比を計算し、その計算値に基づいて出力値変化率を算出した結果を表している。
【００３９】
ここで、中心値基準の出力値変化率は、調整コンデンサ５３ｂ，５３ｃを組み合わせた並列回路をコンデンサ５２に対して並列接続した場合の出力電圧を中心値とし、その出力電圧を基準として、他の出力電圧の出力値変化率を算出したものである。
【００４０】
【表１】
又、初期状態基準の出力値変化率は、調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃを全て組み合わせた並列回路をコンデンサ５２に対して並列接続した場合の出力電圧を基準として、他の出力電圧の出力値変化率を算出したものである。
【００４１】
表１は調整コンデンサの単独の使用、又は組合せによる使用により得られる静電容量を左側から大きい順に並べたものであるが、静電容量が順に小さくなると、出力値変化率は順に０．２９〜０．３６％の範囲で大きくなることが分かる。すなわち、本実施例の調整コンデンサは、単独の使用、又は調整コンデンサの組合せを変更することにより、コンデンサ５１，５２の分圧比が電力機器固有の静電容量Ｃｘのばらつきによりずれたとしても、分圧比を修正することができる。
【００４２】
しかも、本実施例のように、調整コンデンサの単独の使用、又は組合せによる使用により得られる静電容量を大きい順に並べた場合、出力値変化率が順に０．２９〜０．３６％の範囲で大きくなるようにしているため、各調整コンデンサの接続を変更することにより、出力電圧を微調整することができる。
【００４３】
一般に、電力機器固有の静電容量Ｃｘは、大きくはないが、出力電圧に大きな影響があるため、分圧比のずれを解消することが好ましい。しかも、許容精度は、小さいことが好ましい。本実施例では、室温時の許容精度は、±０．２５％以内としている。
【００４４】
さて、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１） 本実施形態の電圧測定装置２０は、電圧補整用の複数の調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃを含む調整回路６０を備えるようにした。そして、調整回路６０は、複数の調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃのうちの１つ、又は２つ以上の組合せからなる合成コンデンサが、第２コンデンサ回路２５と並列に接続可能であるジャンパ用の端子Ｊ１〜Ｊ３を備えるとともに、端子Ｊ１〜Ｊ３間を接続するジャンパソケットＪＳを備えるようにした。
【００４５】
この結果、ジャンパソケットＪＳを使用していずれかの調整コンデンサを並列に仮接続しておいて、相電圧を測定するコンデンサ回路の出力電圧を測定して基準電圧と比較し、基準電圧に合わない場合は、その接続を変更することができる。そして、基準電圧にあったところの端子Ｊ１〜Ｊ３をジャンパソケットＪＳにて本接続する。このことにより、電力機器に接続される相電圧の計測を精度よく測定できる。
【００４６】
（２） 又、本実施形態では、調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃが並列回路を構成し得るように、調整コンデンサを複数設けているため、開閉器１０は、同じものを量産することができる。
【００４７】
（３） さらに、本実施形態では、電圧測定用の低電圧側コンデンサ回路である第２コンデンサ回路２５を構成するコンデンサ５２の調整も単にジャンパソケットＪＳを１つ又は２つ以上をＪ１〜Ｊ３にセットするだけでよくなる。
【００４８】
（第２実施形態）
次に第２実施形態を図５を参照して説明する。
第２実施形態の電圧測定装置２０の調整回路６０の構成が異なっており、他の構成については、同じであるため、第１実施形態と同一構成については、同一符号を付して重複説明を省略する。
【００４９】
具体的には、調整回路６０は、調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃの他に、さらに調整コンデンサとして、温度補整用コンデンサ５３ｄがコンデンサ５２に対してジャンパ用の端子Ｊ４を介して並列接続可能に設けられている。ジャンパ用の端子Ｊ４は、接続端子に相当する。
【００５０】
この場合、温度補整用コンデンサ５３ｄは、電力機器の使用する環境温度に応じて接続することになる。
温度補整用コンデンサ５３ｄは、コンデンサ５２，調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃの静電容量に関して温度変化があっても、温度補整用コンデンサ５３ｄを並列接続することにより、その変化を抑制するために設けられたものである。このため、温度補整用コンデンサ５３ｄはコンデンサ５２，調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃとは逆の温度係数を有するコンデンサが用いられる。本実施形態では、温度補整用コンデンサ５３ｄは、ポリエステルフィルムコンデンサにより構成されている。そして、温度補整用コンデンサ５３ｄは端子Ｊ４に対してジャンパソケットＪＳを接続することにより、コンデンサ５２に対して並列接続される。
【００５１】
なお、第２実施形態では、コンデンサ５１は、ＮＰ０（＝温度係数０ppm/℃）のセラミックコンデンサを使用する。
さて、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
【００５２】
（１） 本実施形態の電圧測定装置２０は調整コンデンサとして、温度補整用コンデンサを含むようにしている。この結果、温度補整用コンデンサを使用する場合には、分圧比の温度変化率を小さくでき（温度変化率を抑制でき）、このことにより、電力機器に接続される相電圧の計測を精度よく測定できる。
【００５３】
すなわち、例えばコンデンサ５２、調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃが周囲温度の変化（上昇）により、その容量が小さくなる温度係数を有する場合、逆の温度係数を有する温度補整用コンデンサ５３ｄは、その容量は大きくなるため、
分圧比＝｛Ｃ５１／（Ｃ５１＋Ｃ５２＋Ｃ５３＋Ｃｘ）｝
の温度変化率を抑制できる。
【００５４】
なお、Ｃ５３には、温度補整用コンデンサ５３ｄの容量分も含む。
又、コンデンサ５２、調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃが周囲温度の変化（上昇）により、その容量が大きくなる温度係数を有する場合、逆の温度係数を有する温度補整用コンデンサ５３ｄは、その容量は小さくなるため、前記分圧比の温度変化率を抑制できる。
【００５５】
（２） 本実施形態では、温度補整用コンデンサ５３ｄをポリエステルフィルムコンデンサにより構成した。この結果、上記本実施形態の（１）の効果を容易に実現できる。
なお、前記実施形態は、次のように変更して実施してもよい。
【００５６】
○ 前記実施形態では、コンデンサ５２は、セラミックコンデンサから構成したが、ポリスチレンフィルムコンデンサ又はポリプロピレンフィルムコンデンサを使用してもよい。
【００５７】
○ 前記実施形態において、ジャンパ用の端子Ｊ１〜Ｊ３は、ジャンパピンとしたが、この構成の他に、パットや、ハトメ等の金属端子であってもよい。この場合、ジャンパソケットの代わりに、ジャンパ線や、金属板等の短絡部材にて接続してもよい。この場合、接続手段は、前記金属端子と短絡部材とにより構成される。
【００５８】
○ 前記実施形態では、接続手段として、ジャンパ用の端子Ｊ１〜Ｊ３は、ジャンパピン及び、ジャンパソケットにて構成したが、下記のように構成してもよい。
電圧測定装置を組立する際に、ジャンパ用の端子Ｊ１〜Ｊ３を全て予めジャンパ線で短絡しておき、すなわち、仮接続しておき、工場出荷前において、基準電圧を入力端子Ｔ１０，Ｔ２０間に印加した状態で、Ｔ３０，Ｔ４０間の出力電圧を測定する。この状態で該出力電圧が、基準電圧となっていない場合には、予め決められた手順で接続されているジャンパ線を切断して、出力電圧が基準電圧と一致、又は、出力電圧を許容精度の範囲内となるようにする。この場合、ジャンパ線が切断されていない端子がジャンパ線にて短絡されて本接続となる。
【００５９】
○ 又、接続手段として、ジャンパ用の端子とジャンパソケットに代えて、オンオフの切替が可能なディップスイッチで構成してもよい。
○ 前記実施形態では、開閉器１０が設けられた配電線Ｌの需要家側において、各相の配電線Ｌの電圧を測定するように１つのみ設けたが、１つに限定されるものではない。開閉器において、変電所側の配電線Ｌの各相の電圧を測定できるようにさらに１つの電圧測定装置２０を設けても良い。
【００６０】
○ 又、電圧測定装置２０において、電圧検出回路２１〜２３の個数は３つに限定するものではなく、例えば、１つ、或いは２つでもよい。
○ 前記実施形態では、電力機器として開閉器としたが、電圧測定装置を配電線に設けられる電力機器としては変圧器、遮断器、断路器もあり、これらの機器に設けても良い。
【００６１】
○ 前記実施形態では、複数の調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃは、異なる静電容量を有するようにしたが、同容量であってもよい。
○ 第２実施形態では、温度補整用コンデンサ５３ｄがコンデンサ５２に対して並列接続が可能なように、接続端子としての端子Ｊ４を設けたが、図６に示すように温度補整用コンデンサ６５をコンデンサ５２に対して並列接続してもよい。この場合、温度補整用コンデンサ６５は、コンデンサ５２、調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃとは逆の温度係数を有するコンデンサが用いられる。又、本実施形態では、第２コンデンサ回路２５は、コンデンサ５２と温度補整用コンデンサ６５の並列回路により構成されている。
【００６２】
○ 前記各実施形態において、第１コンデンサ回路２４は、単体のコンデンサ５１により構成したが、単体に限定するものではなく、２個以上の複数のコンデンサの直列回路で構成したり、或いは、２個以上の複数のコンデンサの並列回路で構成してもよい。
【００６３】
○ 前記各実施形態において、第２コンデンサ回路２５は単体のコンデンサ５２により構成したが、単体に限定するものではなく、２個以上の複数のコンデンサの直列回路で構成したり、或いは、２個以上の複数のコンデンサの並列回路で構成してもよい。
○ 調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃの値を前記実施例よりも、各々に１００ｐＦ、２００ｐＦ、３９０ｐＦのように小さくすることにより、より出力電圧を微調整することができる。
○ 調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃの数を増やすことにより、より調整範囲の拡大ができる。
○ 前記各実施形態において、調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃの各々に1つの接続端子を設けたが、例えば、図７の例のように、調整コンデンサの電源側、接地側及び各調整コンデンサ接続間にジャンパソケットＪＳが接続可能な接続端子Ｊを設けることにより静電容量が異なる調整回路６０を１３通り得ることができる。また、図８の例のように、各調整コンデンサ接続間を複雑に接続し、その間にジャンパソケットＪＳが接続可能な接続端子Ｊを設けることにより静電容量が異なる調整回路６０を１７通り得ることができる。
○ 前記各実施形態において、想定した静電容量Ｃｘを考慮した上で調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃの組合せと出力電圧の変化率を計算し、組合せを決定する。決定した組合せ間のジャンパ用の端子を短絡しておき、入力端子Ｔ１０，Ｔ２０間に相電圧と同じ電圧を印加して、出力端子Ｔ３０，Ｔ４０の出力電圧を検出する。そして、この出力電圧と、基準電圧と比較してジャンパ用の端子の変更によって出力電圧が基準電圧と一致、又は、出力電圧を許容精度の範囲内となるように調整したが、下記のように構成してもよい。
【００６４】
最初に入力端子Ｔ１０，Ｔ２０間に相電圧と同じ電圧を印加して、出力端子Ｔ３０，Ｔ４０の出力電圧を検出する。その出力電圧と基準電圧とを比較してずれ分を算出し、調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃの組合せを決定する。決定した組合せ間の端子を短絡し、出力電圧を確認しながら端子の変更によって出力電圧が基準電圧と一致、又は、出力電圧を許容精度の範囲内となるように調整しても良い。
【００６５】
又、最初に全ての調整コンデンサ５３ａ，５３ｂ，５３ｃに設けられたジャンパ用の端子すべて短絡しておき、入力端子Ｔ１０，Ｔ２０間に相電圧と同じ電圧を印加して、出力端子Ｔ３０，Ｔ４０の出力電圧を検出する。そして、この出力電圧と、基準電圧と比較しながら端子の変更によって出力電圧が基準電圧と一致、又は、出力電圧を許容精度の範囲内となるように調整してもよい。
【００６６】
次に、請求項以外に上記実施形態から把握できる技術的思想を下記に述べる。
（１） 一対のコンデンサ回路（Ｃ１，Ｃ２）を直列接続し、分圧により各相の電圧を測定可能にした電力機器の電圧測定方法において、一方のコンデンサ回路と並列に、電圧補整用の調整コンデンサを仮接続するとともに、電圧補償調整時に基準電圧に合わせるように前記調整コンデンサの内、１又は２以上の調整コンデンサを本接続可能としたことを特徴とする電力機器の電圧測定方法。このようにすることにより、温度補整用コンデンサを使用する場合には、分圧比の温度変化率を小さくでき（温度変化率を抑制でき）、このことにより、電力機器に接続される相電圧の計測を精度よく測定できる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】従来のコンデンサ回路の直列回路の説明図。
【図２】実施形態のコンデンサ回路の直列回路の説明図。
【図３】開閉器１０の概略を示すブロック図。
【図４】電圧測定装置２０の概略を示すブロック図。
【図５】他の実施形態の調整回路６０の説明図。
【図６】他の実施形態の調整回路６０の説明図。
【図７】他の実施形態の調整回路６０の説明図。
【図８】他の実施形態の調整回路６０の説明図。
【符号の説明】
【００６８】
２４…第１コンデンサ回路（コンデンサ回路）、
２５…第２コンデンサ回路（コンデンサ回路）、６０…調整回路、
Ｊ１〜Ｊ３…端子（接続端子）、Ｓ…ジャンパソケット（接続手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のコンデンサ回路を直列接続し、一方のコンデンサ回路の分圧出力により相電圧を測定可能にした電力機器の電圧測定装置において、
電圧補整用の複数の調整コンデンサを含む調整回路を備え、
前記調整回路には、前記複数の調整コンデンサの組合せからなる合成コンデンサが、前記一方のコンデンサ回路と並列に接続可能である接続端子を備えるとともに、接続端子間を接続する接続手段を備えたことを特徴とする電力機器の電圧測定装置。
【請求項２】
前記調整コンデンサは、温度補整用コンデンサを含むことを特徴とする請求項１に記載の電力機器の電圧測定装置。
【請求項３】
前記温度補整用コンデンサは、ポリエステルフィルムコンデンサであることを特徴とする請求項２に記載の電力機器の電圧測定装置。
【請求項４】
前記調整コンデンサはセラミックコンデンサであることを特徴とする請求項１に記載の電力機器の電圧測定装置。
【請求項５】
前記接続手段は、ジャンパ接続可能なジャンパソケットであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちいずれか１項に記載の電力機器の電圧測定装置。
【請求項１】
一対のコンデンサ回路を直列接続し、一方のコンデンサ回路の分圧出力により相電圧を測定可能にした電力機器の電圧測定装置において、
電圧補整用の複数の調整コンデンサを含む調整回路を備え、
前記調整回路には、前記複数の調整コンデンサの組合せからなる合成コンデンサが、前記一方のコンデンサ回路と並列に接続可能である接続端子を備えるとともに、接続端子間を接続する接続手段を備えたことを特徴とする電力機器の電圧測定装置。
【請求項２】
前記調整コンデンサは、温度補整用コンデンサを含むことを特徴とする請求項１に記載の電力機器の電圧測定装置。
【請求項３】
前記温度補整用コンデンサは、ポリエステルフィルムコンデンサであることを特徴とする請求項２に記載の電力機器の電圧測定装置。
【請求項４】
前記調整コンデンサはセラミックコンデンサであることを特徴とする請求項１に記載の電力機器の電圧測定装置。
【請求項５】
前記接続手段は、ジャンパ接続可能なジャンパソケットであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちいずれか１項に記載の電力機器の電圧測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−２０５７８５（Ｐ２００７−２０５７８５Ａ）
【公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２３１４６（Ｐ２００６−２３１４６）
【出願日】平成１８年１月３１日（２００６．１．３１）
【出願人】（０００１０２６３６）エナジーサポート株式会社 (51)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月３１日（２００６．１．３１）
【出願人】（０００１０２６３６）エナジーサポート株式会社 (51)
【Ｆターム（参考）】
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