JP3761470B2

JP3761470B2 - 非接触電圧計測方法及び装置並びに検出プローブ

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Publication number: JP3761470B2
Application number: JP2002025253A
Authority: JP
Inventors: 浩一中野
Original assignee: Hokuto Electronics Inc
Current assignee: Hokuto Electronics Inc
Priority date: 2001-04-04
Filing date: 2002-02-01
Publication date: 2006-03-29
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビニル絶縁電線などのように、絶縁物によって被覆された導体に印加される交流の電圧を、導体とは非接触で計測する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、絶縁電線に印加されている商用交流の電圧を測定するに当たって、交流電圧計が一般的に用いられている。
【０００３】
しかし、従来の交流電圧計を用いる方法では、測定用電極の一方を導体に接触させる必要があるので、絶縁電線の被覆の一部を剥離したり、又は測定用の端子を予め設けておく必要があった。
【０００４】
そこで、本出願人は、低電圧で動作して携帯用にも適した非接触電圧計測方法及び装置を先に提案した（特許第３１５８０６３号）。
図１３は従来の非接触の電圧計測装置８０の構成を示すブロック図、図１４は電圧計測装置８０の要部の等価回路である。
【０００５】
図１３において、電圧計測装置８０は、検出用抵抗器Ｒ１、検出プローブ１１、発振器１２、電流検出部１３ｊ、バンドパスフィルタ２１、整流器２２、静電容量演算部２３、浮遊容量検出部２４、スイッチ２５、ローパスフィルタ２６、積分器２７、及び除算器２８から構成される。
【０００６】
検出プローブ１１は、電線ＷＲの絶縁物ＳＬの一部の表面を覆って導体ＣＤの一部を外界から静電遮蔽する検出電極１１１、及び検出電極１１１を外界から静電遮蔽するシールド電極１１２を備える。検出プローブ１１を用いて、検出電極１１１と導体ＣＤとの間のインピーダンスＺｗが計測される。実際には、インピーダンスＺｗに代えてリアクタンスＸＣ１つまり静電容量Ｃ１が計測される。
【０００７】
検出電極１１１とシールド電極１１２との間の静電容量、検出用抵抗器Ｒ１への配線による浮遊容量、その他の浮遊容量による合成の静電容量をＣ０とし、これによるリアクタンスをＸＣ０とする。静電容量Ｃ０のことを「浮遊容量Ｃ０」ということがある。
【０００８】
発振器１２から検出用抵抗器Ｒ１を通って検出電極１１１に流れ込む電流はＩｓであり、検出電極１１１から発振器１２に向かって流れ出る電流はＩｘである。電流Ｉｓのうち、浮遊容量Ｃ０を経て接地極に流れ込む電流をＩｓ₀、静電容量Ｃ１及び導体ＣＤを経て接地極に流れ込む電流をＩｓ₁とする。
【０００９】
発振器１２は、例えば５ＫＨｚの周波数の正弦波の一定の電圧Ｅｓの信号を出力する。電流検出部１３ｊは、検出電極１１１に流入する電流及び検出電極１１１から流出する電流を検出し、信号Ｓ１を出力する。
【００１０】
バンドパスフィルタ２１は、電流検出部１３ｊから出力される信号Ｓ１の中から、発振器１２の信号Ｅｓによるもののみを通過させる。浮遊容量検出部２４は、検出プローブ１１を電線ＷＲから離した状態において、浮遊容量Ｃ０を計測して記憶する。静電容量演算部２３は、検出プローブ１１により絶縁物ＳＬの表面を覆った状態で整流器２２から出力される信号Ｓ３と、浮遊容量検出部２４に記憶された浮遊容量Ｃ０とに基づいて、静電容量Ｃ１を演算する。求められた静電容量Ｃ１は信号Ｓ４として除算器２８に出力される。
【００１１】
ローパスフィルタ２６は、電流検出部１３ｊから出力される信号Ｓ１の中から、導体ＣＤに印加された電圧Ｅｘによるもののみを通過させる。積分器２７は、ローパスフィルタ２６から出力される信号Ｓ５を積分する。これによって、信号の波形の位相補正を行う。除算器２８は、積分器２７から出力される信号Ｓ６（Ｅｒｘ）を静電容量演算部２３から出力される信号Ｓ４（静電容量Ｃ１）で除すことによって、電圧Ｅｘを求める。
【００１２】
まず、検出プローブ１１を開いた状態で、浮遊容量Ｃ０の計測を行う。発振器１２の側から見たインピーダンスＺ０は、
Ｚ０＝Ｒ１＋ｊＸＣ０
であるが、検出用抵抗器Ｒ１はリアクタンスＸＣ０に比べて無視できるので、
Ｚ０＝ＸＣ０
とする。したがって、発振器１２から出力される信号Ｅｓによって浮遊容量Ｃ０に流れ込む電流Ｉｓ₀は、

これによる検出用抵抗器Ｒ１の両端の電圧Ｅｒは、

したがって、
ＸＣ０＝（Ｅｓ×Ｒ１）／Ｅｒ
Ｃ０＝（Ｅｓ×Ｒ１）／ωｓ・Ｅｒ …（３）
この（３）式によって得られる浮遊容量Ｃ０の値が、浮遊容量検出部２４に記憶される。次に、検出プローブ１１を閉じた状態で、静電容量Ｃ１の計測を行う。
【００１３】
検出電極１１１が電線ＷＲを覆うことにより、静電容量Ｃ１が加わることになる。したがって、発振器１２から見たインピーダンスＺｗは、
Ｚｗ＝Ｒ１＋ｊＸＣｃ ……（４）
但し、Ｃｃ＝Ｃ０＋Ｃ１
検出用抵抗器Ｒ１はリアクタンスＸＣｃに比べて小さく、無視できるので、
Ｚｗ＝ＸＣｃ
となる。したがって、発振器１２から出力される信号Ｅｓによって検出用抵抗器Ｒ１に流れ込む電流Ｉｓは、

これによる検出用抵抗器Ｒ１の両端の電圧Ｅｒは、

したがって、
ＸＣｃ＝（Ｅｓ×Ｒ１）／Ｅｒ
また、ＸＣｃはωｓ（Ｃ０＋Ｃ１）であるから、
Ｃ０＋Ｃ１＝（Ｅｓ×Ｒ１）／ωｓ・Ｅｒ …（７）
この（７）式によって得られる静電容量（Ｃ０＋Ｃ１）の値が、信号Ｓ３として静電容量演算部２３に入力される。静電容量演算部２３では、入力された静電容量（Ｃ０＋Ｃ１）の値から、浮遊容量検出部２４に記憶された浮遊容量Ｃ０の値を減算することにより、静電容量Ｃ１を求め、これを除算器２８に出力する。
【００１４】
次に、検出プローブ１１を閉じた状態で、導体ＣＤに印加された電圧Ｅｘに起因する検出用抵抗器Ｒ１の両端の電圧Ｅｒを求める。
導体ＣＤの側から見た検出用抵抗器Ｒ１を経由する回路のインピーダンスＺｘは、
Ｚｘ＝Ｒ１＋ｊＸＣ１ ……（８）
検出用抵抗器Ｒ１はリアクタンスＸＣ１に比べて小さく、無視できるので、
Ｚｘ＝ＸＣ１
となる。
【００１５】
したがって、導体ＣＤに印加される電圧Ｅｘによって検出用抵抗器Ｒ１に流れ込む電流Ｉｘは、

これによる検出用抵抗器Ｒ１の両端の電圧Ｅｒは、

この（１０）式によって得られる電圧Ｅｒ（Ｅｒｓ）の値が、信号Ｓ６として除算器２８に入力される。除算器２８では、入力された電圧Ｅｒを、静電容量演算部２３から出力される静電容量Ｃ１を含む係数で除すことにより、電圧Ｅｘを求める。すなわち、
Ｅｘ＝Ｅｒ／（ωｘ×Ｃ１×Ｒ１） ……（１１）
として求められる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の電圧計測装置８０によると、検出電極１１１とシールド電極１１２との間の浮遊容量、および配線による浮遊容量などの影響がある。そのため、検出プローブ１１を電線ＷＲから離した状態で浮遊容量Ｃ０を計測しなければならず、計測に時間を要する。
【００１７】
また、浮遊容量Ｃ０は一定ではなく、導体ＣＤの線径、導体ＣＤの検出プローブ１１へのセッティング状態、検出プローブ１１の周囲の状態などによって変化する。浮遊容量Ｃ０の変化によって計測誤差が発生する。また、浮遊容量Ｃ０の計測誤差によっても全体の計測精度が影響される。
【００１８】
また、電線ＷＲの絶縁物ＳＬのインピーダンスＺｗとして、静電容量Ｃ１のみを計測したが、実際には、絶縁物ＳＬの漏れ抵抗（絶縁抵抗）の影響がある。特に、電線ＷＲの温度が上昇すると、絶縁物ＳＬの絶縁抵抗が低下してその影響が無視できなくなり、それによって計測誤差が生じる。
【００１９】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、浮遊容量の影響をなくし、浮遊容量の計測を行うことなく簡単な操作によって非接触で高精度に電圧を計測することのできる非接触電圧計測方法及び装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る方法の１つの形態によると、導体を被覆する絶縁物の一部の表面を覆うことが可能な検出電極及び前記検出電極を覆うシールド電極を備えた検出プローブと、所定の周波数の信号を出力する発振器とを用い、前記導体に印加される交流の電圧を前記導体とは非接触で計測する方法であって、シールドケーブルの芯線および被覆線の各一端を前記検出電極と前記シールド電極とに接続し、各他端をイマジナリショートの状態とすることによって浮遊容量の影響を実質的に零としておき、前記発振器の信号を前記シールドケーブルを介して前記検出電極に加えることによって前記検出電極と前記導体との間のインピーダンスを計測し、前記導体に印加される電圧に起因して前記検出電極から流出する電流を計測し、計測されたインピーダンスおよび電流に基づいて前記導体に印加された電圧を求め、前記インピーダンスの計測に際し、容量によるリアクタンスと前記容量と並列接続状態で存在する漏れ抵抗とを分離して計測し、前記リアクタンスおよび前記漏れ抵抗を用いて前記導体に印加された電圧を求める。
【００２１】
他の形態によると、シールドケーブルの他端において、その芯線と被覆線とを演算増幅器の反転入力端子と非反転入力端子に接続することによってイマジナリショートの状態としておき、前記発振器の信号を前記シールドケーブルを介して前記検出電極に加え、前記検出電極と前記導体との間のインピーダンスを計測することによって前記導体に印加された電圧を求め、前記インピーダンスの計測に際し、容量によるリアクタンスと前記容量と並列接続状態で存在する漏れ抵抗とを分離して計測し、前記リアクタンスおよび前記漏れ抵抗を用いて前記導体に印加された電圧を求める。
【００２２】
本発明に係る装置の１つの形態によると、絶縁物の一部の表面を覆って前記導体の一部を外界から静電遮蔽することが可能な検出電極及び前記検出電極を外界から静電遮蔽するためのシールド電極を備えた検出プローブと、前記検出電極と前記シールド電極とに芯線および被覆線の一端が接続されたシールドケーブルと、前記シールドケーブルの他端において、その芯線と被覆線とを反転入力端子と非反転入力端子とに接続してイマジナリショートの状態とする演算増幅器と、所定の周波数の信号を出力する発振器と、前記発振器の信号を前記シールドケーブルを介して前記検出電極に加えることによって前記検出電極と前記導体との間のインピーダンスを計測するものであって、前記インピーダンスの計測に際し、容量によるリアクタンスと前記容量と並列接続状態で存在する漏れ抵抗とを分離して計測するインピーダンス計測手段と、前記リアクタンスおよび前記漏れ抵抗を用いて前記導体に印加された電圧を求める計測部とを有してなる。
【００２３】
他の形態によると、所定の周波数の信号を前記シールドケーブルを介して前記検出電極に加える発振器と、前記発振器の信号に起因して前記検出電極から流出する電流を検出し且つ前記導体に印加される電圧に起因して前記検出電極から流出する電流を検出するための検出用抵抗器と、前記発振器の信号に起因して前記検出用抵抗器の両端に生じる電圧に基づいて、前記検出電極と前記導体との間のインピーダンスを、容量によるリアクタンスと前記容量と並列接続状態で存在する漏れ抵抗とを分離して計測し、計測された前記リアクタンスおよび前記漏れ抵抗を用いて前記導体に印加された電圧を求める計測部とを有してなる。
【００２４】
好ましくは、前記演算増幅器の誤差を補正して前記イマジナリショートの状態を完全なものに近づけるための補正回路を有してなる。
また、入力端子に前記発振器の信号が入力され、出力端子に前記検出用抵抗器の一端が接続され、前記演算増幅器の反転入力端子と非反転入力端子を経由して帰還回路が構成された反転増幅器を有する。
【００２５】
また、前記蓋体の開閉にともなって開閉可能なように前記ハウジング本体と前記蓋体とにわたって設けられた電流検出用変圧器を有する。
本発明に係る検出プローブの１つの形態によると、ハウジング本体と、前記ハウジング本体に対して開閉可能な蓋体と、前記蓋体の開閉にともなって開閉可能なように前記ハウジング本体と前記蓋体とにわたって設けられ、且つ前記絶縁物に向かって付勢されて押しつけられる可動部分を有し、前記絶縁物の一部の表面を覆うことが可能な検出電極と、前記蓋体の開閉にともなって開閉可能なように前記ハウジング本体と前記蓋体とにわたって設けられ、前記検出電極を覆うシールド電極とを有してなる。
【００２６】
なお、本発明において、導体に印加された電圧を計測するために、検出電極と導体との間のインピーダンス、および導体に印加された電圧に起因して検出電極から流出する電流を計測するが、これは電圧を求めるための原理であって、必ずしもそれらの物理量を計測する必要はない。他の種々の物理量またはパラメータを計測し、導体に印加された電圧が結果的に求まればよい。
【００２７】
また、検出電極と導体との間のインピーダンスの計測に際し、通常は抵抗およびインダクタンスを無視できるので、静電容量またはリアクタンスを計測することによってインピーダンスの計測に代えることができる。しかし、本発明では、より正確に計測を行うために、静電容量によるリアクタンスと静電容量と並列接続状態で存在する漏れ抵抗とを分離して計測し、リアクタンスおよび漏れ抵抗を用いて導体に印加された電圧を計測する。
【００２８】
〔第１の実施形態〕
図１は本発明に係る基となる実施形態の電圧計測装置１の構成を示すブロック図、図２は計測部３０の構成の例を示すブロック図、図３は計測部３０Ｂの他の例の構成の例を示すブロック図、図４は電圧計測装置１の要部の等価回路である。
【００２９】
図１において、電圧計測装置１は、検出プローブ１１、同軸ケーブル（シールドケーブル）ＣＶ、発振器１２、電流検出部１３、および計測部３０からなる。
検出プローブ１１として、先に従来の技術の項で説明したものと同じものを用いることができる。
【００３０】
すなわち、検出プローブ１１は、電線ＷＲの絶縁物ＳＬの一部の表面を覆って導体ＣＤの一部を外界から静電遮蔽する検出電極１１１、及び検出電極１１１を外界から静電遮蔽するシールド電極１１２を備える。
【００３１】
また、後述するように、改良された検出プローブ１１Ｂを用いることもできる。
検出プローブ１１と電流検出部１３とは同軸ケーブルＣＶによって接続される。その際に、検出電極１１１は同軸ケーブルＣＶの一端側の芯線に、シールド電極１１２は同じ側の被覆線に、それぞれ接続される。
【００３２】
発振器１２は、商用交流の周波数である５０Ｈｚ又は６０Ｈｚよりも充分に高い周波数、例えば２ＫＨｚ程度または５ＫＨｚ程度の周波数の正弦波の一定の電圧Ｅｓの信号を出力する。
【００３３】
電流検出部１３は、演算増幅器Ｑ１〜３、検出用抵抗器Ｒ１、および抵抗器Ｒ２〜７などからなる。
演算増幅器Ｑ１は、反転増幅回路Ｋ１を構成する。演算増幅器Ｑ２は、その出力端子が反転入力端子ａに接続されており、ボルテージフォロワ回路Ｋ２を構成する。演算増幅器Ｑ３は、差動増幅回路Ｋ３を構成する。
【００３４】
演算増幅器Ｑ２の反転入力端子ａに同軸ケーブルＣＶの被覆線が、非反転入力端子ｂに同軸ケーブルＣＶの芯線が、それぞれ接続される。ボルテージフォロワ回路Ｋ２では、反転入力端子ａと非反転入力端子ｂとが実質的に同電位、つまりこれらがイマジナリショートの状態である。
【００３５】
したがって、同軸ケーブルＣＶの芯線と被覆線との間はイマジナリショートの状態となり、それらの間に電流は流れない。つまり、同軸ケーブルＣＶの芯線と被覆線との間に存在する浮遊容量は、これを無視し、無いものとして扱うことができる。
【００３６】
なお、浮遊容量の影響をなくして静電容量を電圧に変換する方法に関して、国際公開されたＷ０９９／３８０１９を参照することができる。
図４によく示されるように、発振器１２から検出用抵抗器Ｒ１を通って検出電極１１１に流れ込む電流はＩｓであり、検出電極１１１から発振器１２に向かって流れ出る電流はＩｘである。
【００３７】
検出プローブ１１を用いて、検出電極１１１と導体ＣＤとの間のインピーダンスＺｗが計測される。実際には、インピーダンスＺｗに代えて、検出電極１１１と導体ＣＤとの間のリアクタンスＸＣつまり静電容量Ｃが計測される。
【００３８】
なお、リアクタンスＸＣは、静電容量Ｃが一定であっても周波数ｆによって異なるので、発振器１２の電圧Ｅｓの周波数ｆｓに対するリアクタンスを「ＸＣｓ」、導体ＣＤに印加された電圧Ｅｘの周波数ｆｘに対するリアクタンスを「ＸＣｘ」と記載することがある。
【００３９】
これら、リアクタンスＸＣｓとリアクタンスＸＣｘとの間には、
ＸＣｘ＝（ｆｓ／ｆｘ）・ＸＣｓ
の関係がある。
【００４０】
さて、図１のボルテージフォロワ回路Ｋ２では、非反転入力端子ｂの電位が、そのまま出力の電位Ｖｓとなる。電位Ｖｓは、演算増幅器Ｑ１による反転増幅回路Ｋ１の出力であるから、
Ｖｓ＝−Ｅｓ（Ｒ３／Ｒ２） …（２１）
ここで、Ｒ３＝Ｒ２とすれば、
Ｖｓ＝−Ｅｓ …（２２）
検出用抵抗器Ｒ１には、導体ＣＤに印加された電圧Ｅｘによって、電流Ｉｘが流れる。電流Ｉｘによる降下電圧をＥｒとすると、
Ｅｒ＝（Ｖｓ＋Ｅｘ）Ｒ１／ｊＸＣｘ …（２３）
ここで、差動増幅回路Ｋ３の４つの抵抗器（抵抗値）Ｒ４〜７が全て等しいとすると、差動増幅回路Ｋ３の出力電圧Ｅｏは、
Ｅｏ＝Ｅｒ
つまり、検出用抵抗器Ｒ１の両端に発生する電圧Ｅｒが検出され、それが差動増幅回路Ｋ３から電圧Ｅｏとして出力されることとなる。
【００４１】
検出用抵抗器Ｒ１の両端に発生する電圧Ｅｒには、導体ＣＤの電圧Ｅｘに起因して流れる電流Ｉｘによる成分Ｅｒｘ、および発振器１２の出力する電圧Ｅｓに起因して流れる電流Ｉｓによる成分Ｅｒｓが含まれる。これらの電圧成分Ｅｒｓ，Ｅｒｘは、周波数ｆが互いに異なることによる特性を利用し、フィルタなどを用いて弁別される。
【００４２】
したがって、計測部３０において、これらの電圧成分Ｅｒｘ，Ｅｒｓを分離して求め、検出電極１１１と導体ＣＤとの間のインピーダンスを求め、また導体ＣＤの電圧Ｅｘに起因する電流Ｉｘを計測し、これらから導体ＣＤに印加された電圧Ｅｘを計測する。
【００４３】
なお、インピーダンスとして、上にも述べたように、本実施形態においては静電容量（リアクタンス）を計測するが、高精度とするために、後述するように、静電容量Ｃ（またはリアクタンスＸＣ）と漏れ抵抗Ｒｘとを分離してそれぞれ計測し、これらを計算に用いる。
【００４４】
電圧Ｅｏの内の、発振器１２による成分Ｅｏ（Ｖｓ）、導体ＣＤの電圧Ｅｘによる成分Ｅｏ（Ｅｘ）は、次のようである。
Ｅｏ（Ｖｓ）＝−Ｖｓ・Ｒ１／ｊＸＣｓ …（２４）
Ｅｏ（Ｅｘ）＝Ｅｘ・Ｒ１／ｊＸＣｘ …（２５）
これらの成分Ｅｏ（Ｖｓ）、Ｅｏ（Ｅｘ）が実測により求められる。ここで、（２４）式から、
Ｅｏ（Ｖｓ）＝−（Ｅｓ・Ｒ３／Ｒ２）・Ｒ１／ｊＸＣｓ …（２６）
となり、したがって、
ｊＸＣｓ＝−（Ｅｓ・Ｒ３／Ｒ２）・Ｒ１／Ｅｏ（Ｅｓ） …（２７）
としてＸＣｓを求めることができる。
【００４５】
また、（２５）式から、
Ｅｘ＝ｊＸＣｘ・Ｅｏ（Ｅｘ）／Ｒ１ …（２８）
となり、これから電圧Ｅｘを求めることができる。
【００４６】
図２において、計測部３０は、インピーダンス計測部１４、流出電流計測部１５、導体電圧計測部１６、電力計測部１７、および表示部１８などから構成される。これらは、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを用い、適切なプログラムを実行することによって実現可能である。
【００４７】
インピーダンス計測部１４は、検出電極１１１と導体ＣＤとの間のインピーダンスＺｗを計測する。なお、本実施形態では、簡略化のために静電容量ＣまたはリアクタンスＸＣのみが計測される。流出電流計測部１５は、電圧Ｅｘに起因する電流Ｉｘを計測する。導体電圧計測部１６は、電流ＩｘとインピーダンスＺｗとから電圧Ｅｘを計測する。電力計測部１７は、計測された電圧Ｅｘと、別途入力された電流Ｉｗとに基づいて、導体ＣＤによって負荷に供給される電力を計測する。なお、電流Ｉｗは、電流検出用変圧器を用い、電線ＷＲをクランプすることによって検出することができる。表示部１８は、計測された電圧Ｅｘ又は電力を表示する。
【００４８】
また、図３において、計測部３０Ｂは、バンドパスフィルタ２１、整流器２２、ローパスフィルタ２６、除算器２８、電力計測部１７、および表示部１８などから構成される。
【００４９】
バンドパスフィルタ２１は、電流検出部１３から出力される電圧Ｅｏの中から、発振器１２の信号Ｅｓによるもののみを通過させる。これに基づいて、検出電極１１１と導体ＣＤとの間のインピーダンスＺｗ（リアクタンスＸＣｓまたはＸＣｘ）を求める。
【００５０】
ローパスフィルタ２６は導体ＣＤに印加された電圧Ｅｘによるもののみを通過させる。これに基づいて、電圧Ｅｘに起因する電流Ｉｘを求める。除算器２８は、除算を行って電圧Ｅｘを求める。
【００５１】
このような計測部３０，３０Ｂの構成および動作の一部についての詳細は、上に述べた特許第３１５８０６３号明細書を参照することができる。また、上に従来の技術の項で説明した図１３の構成の一部を採用することもできる。
【００５２】
このように、本実施形態の電圧計測装置１によると、種々の浮遊容量があっても、またそれが変化しても、同軸ケーブルＣＶの芯線と被覆線との間の電位は零であるので電流が流れない。これにより、浮遊容量の影響をなくすことができ、浮遊容量の計測を行うことなく、且つ浮遊容量の変化による誤差を生じることなく、簡単な操作によって非接触で電線ＷＲの電圧を計測することができる。
【００５３】
次に、具体的な数値例を説明する。
発振器１２の出力する電圧Ｅｓを１Ｖ、その周波数を２ＫＨｚとし、導体ＣＤに印加された電圧Ｅｘを１００Ｖ、その周波数を６０Ｈｚとし、Ｃｘ＝１０ｐＦ、Ｒ１＝１ＭΩとする。その場合に、
Ｅｏ（Ｅｓ）＝−１×１０¹⁵×ωｃ＝０．１２６〔Ｖ〕
Ｅｏ（Ｅｘ）＝−１×１０⁶×ωｃ＝３．７７〔ｍＶ〕
ここで、電圧Ｅｘを１．００Ｖとして出力するための除算係数（Ｋ）は、
１．００＝（３．７７×１０^-3／０．１２６）×Ｋ
となればよいので、これからＫを求めると、
Ｋ＝０．１２６／３．７７×１０^-3 ＝３３．４
となる。つまり、Ｋ＝３３．４とすると、１００Ｖの電圧Ｅｘに対して、１Ｖの電圧Ｅｏを出力することができる。
【００５４】
ところで、電圧計測装置１によって計測を実際に行うには、検出プローブ１１内に電線ＷＲがないときに、つまり静電容量Ｃおよび電圧Ｅｘが零のときに、電流検出部１３の出力電圧Ｅｏを零にする必要がある。しかし、実際の演算増幅器Ｑは理想的でないため、その動作に誤差がある。その他の種々の要因による誤差を補正するために、電圧および位相を微調整する補正回路を設ける必要がある。
【００５５】
また、同軸ケーブルＣＶの芯線と被覆線との間の電位を零にして誤差を最少にするためにも、被覆線に電圧Ｅｓまたは電圧Ｖｓを直接に印加するのではなく、電圧および位相を微調整する補正回路を通して印加する必要がある。
【００５６】
図５および図６は補正回路４０，４０Ｂの例を示す図、図７は保護回路の例を示す図である。
図５に示す補正回路４０は、演算増幅器Ｑ４を用いた位相反転型の回路である。抵抗器Ｒ４１によって振幅の調整を行い、抵抗器Ｒ４２によって位相の調整を行う。
【００５７】
図６に示す補正回路４０Ｂは、演算増幅器Ｑ５を用いた位相非反転型の回路である。抵抗器Ｒ４３によって振幅の調整を行い、抵抗器Ｒ４４によって位相の調整を行う。
【００５８】
例えば、図１の回路において、演算増幅器Ｑ１の出力と抵抗器Ｒ６との間に、位相非反転型の補正回路４０Ｂを挿入する。または、同じ位置に位相反転型の補正回路４０を挿入し、且つ、抵抗器Ｒ６の他端を演算増幅器Ｑ３の反転入力端子に接続し、演算増幅器Ｑ３を反転増幅回路として動作させる。
【００５９】
また、図１の回路において、同軸ケーブルＣＶの被覆線を演算増幅器Ｑ２の反転入力端子ａに接続しているが、これを外し、その間に位相非反転型の補正回路４０Ｂを挿入し、演算増幅器Ｑ２の出力端子から同軸ケーブルＣＶの被覆線に対して補正電圧を印加する。
【００６０】
また、同軸ケーブルＣＶに乗ってくるノイズから演算増幅器Ｑ２を保護するために、図７に示すように、演算増幅器Ｑの反転入力端子ａと非反転入力端子ｂとの間に互いに逆方向に並列に接続した２つのダイオードを接続する。そして、出力端子に、ダイオードを介して電源を接続する。
【００６１】
上に実施形態において、検出プローブ１１として種々のものを使用することができる。例えば、上に述べた特許第３１５８０６３号明細書に記載されている検出プローブを用いることが可能である。また、次に説明する検出プローブ１１Ｂを用いることができる。
【００６２】
図８は検出プローブ１１Ｂの例を示す断面正面図、図９は検出プローブ１１Ｂの断面側面図である。
これらの図において、検出プローブ１１Ｂは、ハウジング本体５１、蓋体５２、検出電極５３、シールド電極５４、コイルバネ５５、および電流検出用変圧器５６などからなる。
【００６３】
ハウジング本体５１は、絶縁性の良好な合成樹脂からなり、ほぼ直方体形状である。蓋体５２は、合成樹脂からなり、蝶番５７によってハウジング本体５１に対して開閉可能に取り付けられている。ハウジング本体５１の上部両端中央には、電線ＷＲを通すための開口部５１ａが設けられている。
【００６４】
なお、蓋体５２を閉じた状態で、蓋体５２が開かないようにハウジング本体５１との間で固定するために、ネジ、その他の種々の金具が取り付けられる。
検出電極５３、シールド電極５４、および電流検出用変圧器５６は、いずれも、ハウジング本体５１と蓋体５２とにわたって形成される。
【００６５】
すなわち、検出電極５３は、ハウジング本体５１に埋め込まれた互いに平行な２つの側壁部５３１、２つの側壁部５３１の間を上下方向に摺動する可動底部５３２、および、蓋体５２に埋め込まれた上蓋部５３３からなる。可動底部５３２は、上面が緩いＶ字形に形成され、下面に当接する２つのコイルバネ５５によって上方へ付勢され、常時電線ＷＲに押し付けられるようになっている。これら、側壁部５３１、可動底部５３２、および上蓋部５３３は、互いに接触して電気的に接続され、同軸ケーブルＣＶの芯線に接続される。
【００６６】
シールド電極５４は、ハウジング本体５１に埋め込まれた下半壁部５４１、および蓋体５２に埋め込まれた上半壁部５４２からなる。これら、下半壁部５４１および上半壁部５４２は、それぞれ、端縁部において曲げられて耳部が設けられ、蓋体５２を閉じたときに互いに良好に接触するようになっている。下半壁部５４１に、同軸ケーブルＣＶの被覆線が接続されている。
【００６７】
なお、シールド電極５４は、軸方向の長さが、検出電極５３よりも長く形成されている。これによって、シールド電極５４が確実に検出電極５３を覆うようになっている。
【００６８】
電流検出用変圧器５６は、一部のコア５６１およびコイル５６３がハウジング本体５１に設けられ、他の一部のコア５６２が蓋体５２に設けられている。コア５６２は断面がコ字形であり、その両端面が開口部５１ａの下端部の近辺まで延びている。蓋体５２を閉じたときに、コア５６１の端面とコア５６２の端面とが接し、これによってコア５６１、５６２が全周にわたってつながり、電線ＷＲを取り囲む。コイル５６３の両端は、他の同軸ケーブルＣＶの芯線と被覆線に接続されている。
【００６９】
検出プローブ１１Ｂに電線ＷＲを装着するには、蓋体５２を開いた状態で、両端の開口部５１ａの間にわたって電線ＷＲを挿入する。可動底部５３２は電線ＷＲで押され、コイルバネ５５の付勢力に抗して下がる。蓋体５２を閉じて固定する。電線ＷＲの太さによって検出電極５３との間に隙間ができるが、電線ＷＲはその絶縁物の表面が検出電極５３で覆われる。可動底部５３２が電線ＷＲに押し付けられるので、電線ＷＲの太さが変わっても隙間が最小限に抑えられる。したがって、種々の太さの電線ＷＲに適用することができる。
【００７０】
電線ＷＲに流れる電流Ｉｗは、電流検出用変圧器５６によって検出され、同軸ケーブルＣＶによって計測部３０，３０Ｂに入力される。これによって、電線ＷＲに流れる電流による電力を計測することができる。
【００７１】
上に述べた検出プローブ１１Ｂでは、シールド電極５４は検出電極５３を覆うように角筒状に形成されている。しかし、この場合に、シールド電極５４は、検出電極５３の端面側（電線ＷＲの挿通する両端面）については覆っていない。
【００７２】
そこで、シールド電極５４によって検出電極５３の全体を覆うために、電線ＷＲの挿通する両端面にも、シールド電極５４を設けてよい。
図１０は検出プローブ１１Ｃの他の例を示す断面正面図である。
【００７３】
図１０に示すように、検出プローブ１１Ｃは、基本的には図８に示す検出プローブ１１Ｂと同じであるが、シールド電極５４Ｃの構造がそれとは異なる。
図１０において、シールド電極５４Ｃは、下半壁部５４１および上半壁部５４２の他に、ハウジング本体５１に設けられた、左下側壁部５４３、右下側壁部５４４、可動左側壁部５４５、可動右側壁部５４６、左側壁部５４７、および右側壁部５４８、並びに、蓋体５２に設けられた、左上側壁部５４９、右上側壁部５５０、左側上蓋部５５１、および右側上蓋部５５２からなる。
【００７４】
左下側壁部５４３および右下側壁部５４４は、それぞれ、ハウジング本体５１において下半壁部５４１の左端面または右端面を塞ぐように設けられ、下半壁部５４１に接続されている。左上側壁部５４９および右上側壁部５５０は、それぞれ、蓋体５２において上半壁部５４２の左端面または右端面を塞ぐように設けられ、上半壁部５４２に接続されている。
【００７５】
可動左側壁部５４５および可動右側壁部５４６は、可動底部５３２の延長上に同じ形状に形成され、可動底部５３２に対し絶縁物を介して一体的に設けられている。したがって、可動左側壁部５４５および可動右側壁部５４６は、可動底部５３２と一体に移動する。但し、ワイヤを介して左下側壁部５４３または右下側壁部５４４に接続されているので、電気的には左下側壁部５４３および右下側壁部５４４と同じ電位である。
【００７６】
左側壁部５４７および右側壁部５４８は、側壁部５３１の延長上に同じ形状に形成され、側壁部５３１に対し絶縁物を介して一体的に設けられている。左側壁部５４７および右側壁部５４８は、左下側壁部５４３または右下側壁部５４４と接し、これらと同じ電位である。
【００７７】
左側上蓋部５５１および右側上蓋部５５２は、上蓋部５３３の延長上に同じ形状に形成され、上蓋部５３３に対し絶縁物を介して一体的に設けられている。左側上蓋部５５１および右側上蓋部５５２は、左上側壁部５４９および右上側壁部５５０と接し、これらと同じ電位である。
【００７８】
つまり、可動左側壁部５４５、左側壁部５４７、および左側上蓋部５５１、並びに、可動右側壁部５４６、右側壁部５４８、および右側上蓋部５５２によって、それぞれ、検出電極５３と同じような形態で電線ＷＲの一部を囲い、且つその電位はシールド電極５４Ｃと同じ電位となる。
【００７９】
このような構造のシールド電極５４Ｃによって、検出電極５３の周囲の全体が覆われる。これによって、検出電極５３とシールド電極５４Ｃとの間の静電容量つまり浮遊容量が、外界の影響を受けなくなって変化しなくなり、それだけ安定した計測を高精度で行うことができる。
【００８０】
上の実施形態においては、シールドケーブルとして一重の同軸ケーブルＣＶを用いたが、二重の同軸ケーブルを用いてもよい。つまり、その場合には、芯線を検出電極５３，１１１および非反転入力端子ｂに接続し、内側のシールドの被覆線をシールド電極５４，５４Ｃ，１１２および反転入力端子ａなどに接続する。この点は今まで述べた実施形態と同じである。そして、さらに、外側のシールドの被覆線を、電圧計測装置１の接地端子に接続する。つまり、内側の被覆線を外側の被覆線でシールドし、それを接地するのである。このようにすると、同軸ケーブルＣＶを手で触れたり、同軸ケーブルＣＶの周囲の環境が変化した場合であっても、内側の被覆線には電気的な影響を及ぼさないので、安定性に優れる。但し、内側の被覆線と外側の被覆線との間の静電容量によって電流が流れるので、その電流を供給できる程度の駆動回路としておく必要がある。
〔第２の実施形態〕
次に、導体ＣＤの静電容量Ｃ（またはリアクタンスＸＣ）と漏れ抵抗Ｒｘとを分離してそれぞれ計測する例について説明する。
【００８１】
図１１は第２の実施形態における計測部３０Ｃの構成の例を示すブロック図、図１２は各部の電圧および電流の位相関係を示す図である。
図１１に示すように、計測部３０Ｃは、インピーダンス計測部１４Ｃ、流出電流計測部１５、および導体電圧計測部１６Ｃなどからなる。
【００８２】
計測部３０Ｃの図に示されていない部分については、第１の実施形態の計測部３０、３０Ｂと同様である。また、計測部３０Ｃ以外の部分についても、第１の実施形態と同様である。さらに、図１に示す電流検出部１３に代えて、従来の技術の項で説明した電流検出部１３ｊを適用することもできる。
【００８３】
インピーダンス計測部１４Ｃは、バンドパスフィルタ２１、積分器３２、および範囲設定部３３などからなる。
バンドパスフィルタ２１は、上に述べたように、電流検出部１３から出力される電圧Ｅｏの中から、発振器１２の信号Ｅｓによるもののみを通過させる。
【００８４】
積分器３２は、電圧Ｅｏ（つまり電圧Ｅｒｓ）を所定の範囲で積分することによって、静電容量Ｃによる成分と漏れ抵抗Ｒｘによる成分とを分離する。
すなわち、図１２に示すように、発振器１２の電圧Ｅｓによって静電容量Ｃに流れる電流Ｉｓ（Ｃ）は、電圧Ｅｓに対して位相がπ／２進む。漏れ抵抗Ｒｘに流れる電流Ｉｓ（Ｒｘ）は、電圧Ｅｓと位相が同じである。しかし、通常、漏れ抵抗Ｒｘは極めて大きいため（例えば１０¹¹オーム程度）、電流Ｉｓ（Ｒｘ）の大きさは電流Ｉｓ（Ｃ）と比べて小さい。したがって、これらを合成した電流Ｉｓ（Ｃ＋Ｒｘ）は、電流Ｉｓ（Ｃ）よりも少し位相が遅れる程度である。電流Ｉｓ（Ｃ＋Ｒｘ）は、上に述べた電流Ｉｓのことであり、
Ｉｓ＝Ｅｒｓ／Ｒ１
である。つまり、電流Ｉｓと電圧Ｅｒｓとは同相である。
【００８５】
そこで、電圧Ｅｒｓを、電圧Ｅｓの位相０から位相πまで積分することにより、電流Ｉｓ（Ｃ）による成分が零となり、電流Ｉｓ（Ｒｘ）による成分のみが抽出される。また、電圧Ｅｓの位相−π／２から位相π／２まで積分することにより、電流Ｉｓ（Ｒｘ）による成分が零となり、電流Ｉｓ（Ｃ）による成分のみが抽出される。
【００８６】
このように、範囲設定部３３によって積分範囲を適当に設定し、積分器３２によってそれぞれ積分を行うことにより、電流Ｉｓ（Ｒｘ）による成分と電流Ｉｓ（Ｃ）による成分とが分離される。インピーダンス計測部１４Ｃからは、静電容量Ｃ（またはリアクタンスＸＣ）と漏れ抵抗Ｒｘとが出力される。
【００８７】
流出電流計測部１５は、電圧Ｅｘに起因する電流Ｉｘを計測して出力する。
導体電圧計測部１６Ｃは、インピーダンス計測部１４Ｃおよび流出電流計測部１５の出力に基づいて電圧Ｅｘを算出する。
【００８８】
上に述べた計測部３０Ｃの動作について、数式による説明を加える。
発振器１２の出力する電圧Ｅｓに起因して流れる電流Ｉｓによる成分Ｅｒｓ、および導体ＣＤの電圧Ｅｘに起因して流れる電流Ｉｘによる成分Ｅｒｘは、それぞれ次のように示される。
【００８９】

電圧Ｅｒｓについて、電圧Ｅｓの位相０から位相πまで積分すると、これにより得られる電圧Ｅｒｓ’は、漏れ抵抗Ｒｘによる成分のみが残り、
Ｅｒｓ’＝（１／２^1/2）・Ｒ１・Ｅｓ／Ｒｘ
となる。これから、
Ｒｘ＝（１／２^1/2）・Ｒ１・Ｅｓ／Ｅｒｓ’ ……（３３）
となる。
【００９０】
また、電圧Ｅｒｓについて、電圧Ｅｓの位相−π／２から位相π／２まで積分すると、これにより得られる電圧Ｅｒｓ”は、リアクタンスＸＣｓによる成分のみが残り、
Ｅｒｓ”＝（１／２^1/2）・Ｒ１・Ｅｓ／ＸＣｓ
となる。これから、
ＸＣｓ＝（１／２^1/2）・Ｒ１・Ｅｓ／Ｅｒｓ” ……（３４）
となる。
【００９１】
このようにして漏れ抵抗ＲｘおよびリアクタンスＸＣｓが求まる。リアクタンスＸＣｓが求まると、リアクタンスＸＣｘは、ＸＣｘ＝（ｆｓ／ｆｘ）・ＸＣｓにより求まる。
【００９２】
また、（３２）式から、
Ｅｘ＝（Ｅｒｘ／Ｒ１）／〔（１／Ｒｘ）＋（１／ＸＣｘ）〕 …（３５）
となるので、上で求めた値をこの式に代入することにより、電圧Ｅｘが算出される。
【００９３】
このように、電流Ｉｓ（Ｒｘ）による成分と電流Ｉｓ（Ｃ）による成分とを分離して電圧Ｅｘを算出することにより、精度が向上する。因みに、第１の実施形態ではリアクタンスＸＣｓのみを計測したが、実際には、リアクタンスＸＣｓと漏れ抵抗Ｒｘとの合成インピーダンスをリアクタンスＸＣｓであると見なして計測していることになる。したがって、計測したリアクタンスＸＣｓをリアクタンスＸＣｘに変換する際に、漏れ抵抗Ｒｘについても周波数の比に応じて変換してしまい、これが誤差の要因となる。第２の実施形態においては、リアクタンスＸＣｓと漏れ抵抗Ｒｘとが分離して計測されるため、リアクタンスＸＣｘおよび漏れ抵抗Ｒｘが正しく求まり、電圧Ｅｘを正確に算出することができる。
【００９４】
第２の実施形態において、リアクタンスＸＣｓと漏れ抵抗Ｒｘとの分離のために積分器３２を用いたが、積分に代えて、平均をとってもよい。その場合には、係数の（１／２^1/2）は、（２／π）となる。なお、これらの係数は、一例であり、実際の回路または処理内容に応じて適当な値としてよい。積分または平均化を行ってリアクタンスと純抵抗とを分離すること自体は公知である。他の方法によって分離してもよい。例えば、周波数の異なる２つの信号を用い、周波数の相違によるリアクタンスの相違によって、周波数に影響されない純抵抗とを分離することができる。
【００９５】
上述の実施形態において、計測部３０，３０Ｂ、３０Ｃなどは、ハードウエア回路によって、マイクロプロセッサを用いたソフトウエアによって、またはそれらの組み合わせによって実現することができる。上に述べた演算は、アナログ的またはデジタル的に、またはそれらの組み合わせにより行うことができる。
【００９６】
その他、検出プローブ１１，１１Ｂ，１１Ｃの構造、形状、または材料、電流検出部１３、計測部３０，３０Ｂ、３０Ｃおよび補正回路４０，４０Ｂの回路構成、電圧計測装置１の全体又は各部の構成、定数、演算の順序、内容、タイミングなどは、本発明の主旨に沿って適宜変更することができる。
【００９７】
【発明の効果】
本発明によると、浮遊容量の影響をなくし、浮遊容量の計測を行うことなく簡単な操作によって非接触で電圧を計測することができる。
【００９８】
また、絶縁物の漏れ抵抗による誤差を低減し、高精度に電圧を計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電圧計測装置の構成を示すブロック図である。
【図２】計測部の構成の例を示すブロック図である。
【図３】計測部の他の例の構成の例を示すブロック図である。
【図４】電圧計測装置の要部の等価回路である。
【図５】補正回路の例を示す図である。
【図６】補正回路の例を示す図である。
【図７】保護回路の例を示す図である。
【図８】検出プローブの例を示す断面正面図である。
【図９】検出プローブの断面側面図である。
【図１０】検出プローブの他の例を示す断面正面図である。
【図１１】第２の実施形態における計測部の構成の例を示すブロック図である。
【図１２】各部の電圧および電流の位相関係を示す図である。
【図１３】従来の非接触の電圧計測装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】従来の電圧計測装置の要部の等価回路である。
【符号の説明】
１電圧計測装置
１１，１１Ｂ，１１Ｃ検出プローブ
１２発振器
１３電流検出部
１４、１４Ｃインピーダンス計測部
１５流出電流計測部
１６Ｃ導体電圧計測部（導体電圧計手段）
３０，３０Ｂ、３０Ｃ計測部
３２積分器
３３範囲設定部
４０，４０Ｂ補正回路
５１ハウジング本体
５２蓋体
５３検出電極
５４，５４Ｃシールド電極
５６電流検出用変圧器
１１１検出電極
１１２シールド電極
５３１側壁部（検出電極）
５３２可動底部（検出電極、可動部分）
５３３上蓋部（検出電極）
５４１下半壁部（シールド電極）
５４２上半壁部（シールド電極）
Ｒ１検出用抵抗器
ＣＶ同軸ケーブル（シールドケーブル）
ＣＤ導体
Ｑ１演算増幅器（反転増幅器）
Ｑ２演算増幅器
ａ反転入力端子
ｂ非反転入力端子

Claims

導体を被覆する絶縁物の一部の表面を覆うことが可能な検出電極及び前記検出電極を覆うシールド電極を備えた検出プローブと、所定の周波数の信号を出力する発振器とを用い、前記導体に印加される交流の電圧を前記導体とは非接触で計測する方法であって、
シールドケーブルの芯線および被覆線の各一端を前記検出電極と前記シールド電極とに接続し、各他端をイマジナリショートの状態とすることによって浮遊容量の影響を実質的に零としておき、
前記発振器の信号を前記シールドケーブルを介して前記検出電極に加えることによって前記検出電極と前記導体との間のインピーダンスを計測し、前記導体に印加される電圧に起因して前記検出電極から流出する電流を計測し、計測されたインピーダンスおよび電流に基づいて前記導体に印加された電圧を求め、
前記インピーダンスの計測に際し、容量によるリアクタンスと前記容量と並列接続状態で存在する漏れ抵抗とを分離して計測し、
前記リアクタンスおよび前記漏れ抵抗を用いて前記導体に印加された電圧を求める、
ことを特徴とする非接触電圧計測方法。
絶縁物によって被覆された導体に印加される交流の電圧を前記導体とは非接触で計測する方法であって、
前記絶縁物の一部の表面を覆うことが可能な検出電極及び前記検出電極を覆うシールド電極を備えた検出プローブと、
前記検出電極と前記シールド電極とに芯線および被覆線の一端が接続されたシールドケーブルと、
所定の周波数の信号を出力する発振器と、を用い、
前記シールドケーブルの他端において、その芯線と被覆線とを演算増幅器の反転入力端子と非反転入力端子に接続することによってイマジナリショートの状態としておき、
前記発振器の信号を前記シールドケーブルを介して前記検出電極に加え、前記検出電極と前記導体との間のインピーダンスを計測することによって前記導体に印加された電圧を求め、
前記インピーダンスの計測に際し、容量によるリアクタンスと前記容量と並列接続状態で存在する漏れ抵抗とを分離して計測し、
前記リアクタンスおよび前記漏れ抵抗を用いて前記導体に印加された電圧を求める、
ことを特徴とする非接触電圧計測方法。
絶縁物によって被覆された導体に印加される交流の電圧を前記導体とは非接触で計測する装置であって、
前記絶縁物の一部の表面を覆って前記導体の一部を外界から静電遮蔽することが可能な検出電極及び前記検出電極を外界から静電遮蔽するためのシールド電極を備えた検出プローブと、
前記検出電極と前記シールド電極とに芯線および被覆線の一端が接続されたシールドケーブルと、
前記シールドケーブルの他端において、その芯線と被覆線とを反転入力端子と非反転入力端子とに接続してイマジナリショートの状態とする演算増幅器と、
所定の周波数の信号を出力する発振器と、
前記発振器の信号を前記シールドケーブルを介して前記検出電極に加えることによって前記検出電極と前記導体との間のインピーダンスを計測するものであって、前記インピーダンスの計測に際し、容量によるリアクタンスと前記容量と並列接続状態で存在する漏れ抵抗とを分離して計測するインピーダンス計測手段と、
前記リアクタンスおよび前記漏れ抵抗を用いて前記導体に印加された電圧を求める計測部と、
を有してなることを特徴とする非接触電圧計測装置。
絶縁物によって被覆された導体に印加される交流の電圧を前記導体とは非接触で計測する装置であって、
前記絶縁物の一部の表面を覆って前記導体の一部を外界から静電遮蔽することが可能な検出電極及び前記検出電極を外界から静電遮蔽するためのシールド電極を備えた検出プローブと、
前記検出電極と前記シールド電極とに芯線および被覆線の一端が接続されたシールドケーブルと、
前記シールドケーブルの他端において、その芯線と被覆線とを反転入力端子と非反転入力端子とに接続してイマジナリショートの状態とする演算増幅器と、
所定の周波数の信号を前記シールドケーブルを介して前記検出電極に加える発振器と、
前記発振器の信号に起因して前記検出電極から流出する電流を検出し且つ前記導体に印加される電圧に起因して前記検出電極から流出する電流を検出するための検出用抵抗器と、
前記発振器の信号に起因して前記検出用抵抗器の両端に生じる電圧に基づいて、前記検出電極と前記導体との間のインピーダンスを、容量によるリアクタンスと前記容量と並列接続状態で存在する漏れ抵抗とを分離して計測し、計測された前記リアクタンスおよび前記漏れ抵抗を用いて前記導体に印加された電圧を求める計測部と、
を有してなることを特徴とする非接触電圧計測装置。
前記演算増幅器の誤差を補正して前記イマジナリショートの状態を完全なものに近づけるための補正回路を有してなる、
請求項３記載の非接触電圧計測装置。
入力端子に前記発振器の信号が入力され、出力端子に前記検出用抵抗器の一端が接続され、前記演算増幅器の反転入力端子と非反転入力端子を経由して帰還回路が構成された反転増幅器を有する、
請求項４記載の非接触電圧計測装置。
前記シールドケーブルは、前記被覆線の外側を覆う第２の被覆線を有し、
前記第２の被覆線が接地電位となるように接続されている、
請求項４記載の非接触電圧計測装置。
前記検出プローブは、
ハウジング本体と、前記ハウジング本体に対して開閉可能な蓋体とを有し、
前記検出電極は、
前記蓋体の開閉にともなって開閉可能なように前記ハウジング本体と前記蓋体とにわたって設けられ、且つ、前記絶縁物に向かって付勢されて押しつけられる可動部分を有し、
前記シールド電極は、
前記蓋体の開閉にともなって開閉可能なように前記ハウジング本体と前記蓋体とにわたって設けられている、
請求項４記載の非接触電圧計測装置。
前記蓋体の開閉にともなって開閉可能なように前記ハウジング本体と前記蓋体とにわたって設けられた電流検出用変圧器を有する、
請求項８記載の非接触電圧計測装置。
導体を被覆する絶縁物の一部の表面を覆うことが可能な検出電極及び前記検出電極を覆うシールド電極を備えた検出プローブと、所定の周波数の信号を出力する発振器とを用い、前記導体に印加される交流の電圧を前記導体とは非接触で計測する方法であって、
前記発振器の信号を前記検出電極に加えることによって、前記検出電極と前記導体との間の容量またはリアクタンス、および、前記容量と並列接続状態で存在する漏れ抵抗を計測し、
前記導体に印加された電圧に起因して前記検出電極から流出する電流を計測し、
前記電流と前記容量またはリアクタンス、および、前記漏れ抵抗とから、前記導体に印加された電圧を計測する、
ことを特徴とする非接触電圧計測方法。
絶縁物によって被覆された導体に印加される交流の電圧を前記導体とは非接触で計測する装置であって、
前記絶縁物の一部の表面を覆って前記導体の一部を外界から静電遮蔽することが可能な検出電極及び前記検出電極を外界から静電遮蔽するためのシールド電極を備えた検出プローブと、
所定の周波数の信号を出力する発振器と、
前記発振器の信号を検出用抵抗器を介して前記検出電極に加えることによって、前記検出電極と前記導体との間の容量またはリアクタンス、および、前記容量と並列接続状態で存在する漏れ抵抗を計測するインピーダンス計測手段と、
前記導体に印加された電圧に起因して前記検出電極から流出する電流を計測する流出電流計測手段と、
前記電流と前記容量またはリアクタンス、および、前記漏れ抵抗とから、前記導体に印加された電圧を計測する導体電圧計測手段と、
を有してなることを特徴とする非接触電圧計測装置。