JP2000065868A - Ｄｃケーブルの被覆上より心線電圧を測定する方法及び装置 - Google Patents
Ｄｃケーブルの被覆上より心線電圧を測定する方法及び装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 心線を絶縁被覆してなる被覆ケーブルの心線
電圧を、絶縁被覆の外側から間接的に測定するための静
電分圧を用いた交流電圧測定方法を、直流電圧測定に適
用できるようにすること。 【解決手段】 ケーブルの絶縁物に存在する双極子モー
メントを補償回路で相殺するようにした。測定対象の被
覆ケーブルの外表面の少なくとも一部分に第１の導体を
被着し、測定対象の被覆ケーブルと同一規格で長さが相
対的に短い被覆ケーブルの外表面の少なくとも一部分に
第２の導体を被着した補償回路を構成し、補償回路の心
線を前記第１の導体に接続し且つ前記第２の導体を接地
し、前記補償回路の心線と接地との間に前記直流電圧測
定手段を接続し、前記直流電圧測定装置の出力端子に現
われる電圧Ｖpに基づいて、測定対象の被覆ケーブルの
心線直流電圧Ｅ1を算出する。
電圧を、絶縁被覆の外側から間接的に測定するための静
電分圧を用いた交流電圧測定方法を、直流電圧測定に適
用できるようにすること。 【解決手段】 ケーブルの絶縁物に存在する双極子モー
メントを補償回路で相殺するようにした。測定対象の被
覆ケーブルの外表面の少なくとも一部分に第１の導体を
被着し、測定対象の被覆ケーブルと同一規格で長さが相
対的に短い被覆ケーブルの外表面の少なくとも一部分に
第２の導体を被着した補償回路を構成し、補償回路の心
線を前記第１の導体に接続し且つ前記第２の導体を接地
し、前記補償回路の心線と接地との間に前記直流電圧測
定手段を接続し、前記直流電圧測定装置の出力端子に現
われる電圧Ｖpに基づいて、測定対象の被覆ケーブルの
心線直流電圧Ｅ1を算出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、心線を絶縁被覆し
てなる被覆ケーブルの心線直流電圧を、絶縁被覆の外側
から間接的に測定するための方法及び装置に関するもの
である。具体的には、直流電気鉄道の技術分野におけ
る、き電線の電圧（ＤＣ１，５００Ｖ）の間接的測定を
実施例として示す。
てなる被覆ケーブルの心線直流電圧を、絶縁被覆の外側
から間接的に測定するための方法及び装置に関するもの
である。具体的には、直流電気鉄道の技術分野におけ
る、き電線の電圧（ＤＣ１，５００Ｖ）の間接的測定を
実施例として示す。
【０００２】
【従来の技術】例えば、ＤＣ１，５００Ｖのような比較
的高電圧が印加されるＤＣケーブルにおいて、その心線
電圧を測定するための従来手段としては、次のようなも
のがある。
的高電圧が印加されるＤＣケーブルにおいて、その心線
電圧を測定するための従来手段としては、次のようなも
のがある。
【０００３】１）絶縁アンプ方式の電圧検出装置（心線
直接）：ＤＣ／ＤＣコンバータを使った絶縁アンプによ
るものであり、電圧検出部の動作電力を外部から供給す
る必要のないのが特徴である。しかし、分圧器を含めた
装置自身の故障（例えば絶縁破壊）により、き電回路に
影響を与えるおそれがあった。
直接）：ＤＣ／ＤＣコンバータを使った絶縁アンプによ
るものであり、電圧検出部の動作電力を外部から供給す
る必要のないのが特徴である。しかし、分圧器を含めた
装置自身の故障（例えば絶縁破壊）により、き電回路に
影響を与えるおそれがあった。
【０００４】２）マグアンプ方式電圧検出装置（心線直
接）： 交流励磁の直流変圧器を使用したものであり、
消費電力や設置経費の点で難点がある。同様方式の直流
変流器と組合せて、直流電力の計測用として使用してい
る例は多い。しかし、分圧器を含めた装置自身の故障に
より、き電回路に影響を与えるおそれがある。
接）： 交流励磁の直流変圧器を使用したものであり、
消費電力や設置経費の点で難点がある。同様方式の直流
変流器と組合せて、直流電力の計測用として使用してい
る例は多い。しかし、分圧器を含めた装置自身の故障に
より、き電回路に影響を与えるおそれがある。
【０００５】３）電圧制御発振器方式の電圧検出装置
（心線直接）：電圧制御発振器とＬＥＤの組合せからな
る電圧検出部と、光ケーブルで結ばれた判断部とで構成
され、電圧検出部の動作電力を外部から供給する必要の
ないのが特徴である。しかし、主として分圧器の故障
（例えば絶縁破壊）により、き電回路に影響を与えるお
それがある。
（心線直接）：電圧制御発振器とＬＥＤの組合せからな
る電圧検出部と、光ケーブルで結ばれた判断部とで構成
され、電圧検出部の動作電力を外部から供給する必要の
ないのが特徴である。しかし、主として分圧器の故障
（例えば絶縁破壊）により、き電回路に影響を与えるお
それがある。
【０００６】４）心線に接触せずに電圧を測定する方法
（図５参照）：交流高電圧の非接触的な測定を実現する
方法としては、ケーブルの被覆上から心線電圧を計測す
る方法に、図５（ａ）のように被覆上に電極を密着させ
て心線と電極との間に静電容量Ｃ5 1を形成し、このＣ5 1
と大地間に静電容量Ｃ5 2を直列接続し、Ｃ5 2の分圧電圧
により心線電圧を計測する方法がある。心線の対地電圧
Ｅ1はＣ5 1、Ｃ5 2の逆比で分圧されて図５（ｂ）のＱ点
に現れるので、Ｑ点の電位ＶQを測定することによりＥ1
を知ることができる（図５（ｂ）参照）。
（図５参照）：交流高電圧の非接触的な測定を実現する
方法としては、ケーブルの被覆上から心線電圧を計測す
る方法に、図５（ａ）のように被覆上に電極を密着させ
て心線と電極との間に静電容量Ｃ5 1を形成し、このＣ5 1
と大地間に静電容量Ｃ5 2を直列接続し、Ｃ5 2の分圧電圧
により心線電圧を計測する方法がある。心線の対地電圧
Ｅ1はＣ5 1、Ｃ5 2の逆比で分圧されて図５（ｂ）のＱ点
に現れるので、Ｑ点の電位ＶQを測定することによりＥ1
を知ることができる（図５（ｂ）参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】図５に示す従来技術は
交流電圧を測定するのに用いられているが、直流電圧を
測定することができない。その主な理由は、次のとおり
である。 ケーブルの絶縁物には双極子モーメントが存在するた
めＣ5 1の値が変動し、心線電圧が一定であっても図５
（ｃ）に示すように測定値が一定値になるまでに長時間
を要すること。 直流電圧測定手段の一例として示すポッケルス素子に
も漏洩抵抗が存在するため、Ｃ5 2の電荷が次第に減少し
て測定値が下がってしまう（ｔ＝∞では電圧ゼロとな
る）こと。
交流電圧を測定するのに用いられているが、直流電圧を
測定することができない。その主な理由は、次のとおり
である。 ケーブルの絶縁物には双極子モーメントが存在するた
めＣ5 1の値が変動し、心線電圧が一定であっても図５
（ｃ）に示すように測定値が一定値になるまでに長時間
を要すること。 直流電圧測定手段の一例として示すポッケルス素子に
も漏洩抵抗が存在するため、Ｃ5 2の電荷が次第に減少し
て測定値が下がってしまう（ｔ＝∞では電圧ゼロとな
る）こと。
【０００８】上記の双極子モーメントの影響を排除す
る方法、及びその方法を具体化した回路（装置）を開発
することにより、測定精度が高く、応答特性も良好な結
果を得ることを、本発明の課題とする。
る方法、及びその方法を具体化した回路（装置）を開発
することにより、測定精度が高く、応答特性も良好な結
果を得ることを、本発明の課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記の双極子モーメント
を相殺する補償回路４を、直流ケーブルの等価回路１
と、直流電圧測定装置５との間に介在させることによっ
て、課題の解決を計る（図１参照）。
を相殺する補償回路４を、直流ケーブルの等価回路１
と、直流電圧測定装置５との間に介在させることによっ
て、課題の解決を計る（図１参照）。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１（ａ）において、心線を絶縁
被覆してなる被覆ケーブル１の等価回路と補償回路４と
を直列接続して２段構成とし、後者と並列に内部インピ
ーダンスが高い直流電圧測定装置５（一実施例としてポ
ッケルス素子を示す）を接続して回路を構成する。Ｅ1
は被測定直流電圧であり、Ｅ2はポッケルス素子の印加
電圧Ｖｐを零にするための逆バイアス電圧である。な
お、このＥ２はＶpを入力電圧とする直流増幅器の出力
電圧でもある。
被覆してなる被覆ケーブル１の等価回路と補償回路４と
を直列接続して２段構成とし、後者と並列に内部インピ
ーダンスが高い直流電圧測定装置５（一実施例としてポ
ッケルス素子を示す）を接続して回路を構成する。Ｅ1
は被測定直流電圧であり、Ｅ2はポッケルス素子の印加
電圧Ｖｐを零にするための逆バイアス電圧である。な
お、このＥ２はＶpを入力電圧とする直流増幅器の出力
電圧でもある。
【００１１】本発明の方法に係るアイデア、即ち技術的
思想を完成に導くためには、この方法を可視的な有体物
として実施し、その効果を確認しつつ進化させなければ
ならない。そこで、永楽電気（株）の協力の下で、直流
電気鉄道用のＤＣ１，５００Ｖのき電線を測定対象の被
覆ケーブルとして選定し、実体図として図１（ｂ）に示
す実験装置を作成した。これを図１（ａ）に示す等価回
路化して理論解析に供した。
思想を完成に導くためには、この方法を可視的な有体物
として実施し、その効果を確認しつつ進化させなければ
ならない。そこで、永楽電気（株）の協力の下で、直流
電気鉄道用のＤＣ１，５００Ｖのき電線を測定対象の被
覆ケーブルとして選定し、実体図として図１（ｂ）に示
す実験装置を作成した。これを図１（ａ）に示す等価回
路化して理論解析に供した。
【００１２】実際の直流電気鉄道における電力供給のた
め、ＣＶケーブルと呼ばれて広く使用されている「１５
００Ｖ架橋ポリエチレン絶縁ビニルシース電力ケーブ
ル」１を例示する。その一例として示す被覆ケーブル
は、心線２の部分が２．６φの銅線６１本よりなる撚線
で直径が約２３．４mmであり、その上に厚さ３mmの架橋
ポリエチレン絶縁層が被覆されて直径が約２９．４mmを
なす。さらにその上に外被として厚さ約２．８mmのビニ
ルシースが被覆されて、直径約３５．０mmの太さとなっ
ている。これらの絶縁層部分と外被のシース部分を合わ
せ絶縁被覆３と呼ぶことにする。絶縁層を構成する架橋
ポリスチレンの比誘電率は２．３、外被を構成するビニ
ールの比誘電率は６である。
め、ＣＶケーブルと呼ばれて広く使用されている「１５
００Ｖ架橋ポリエチレン絶縁ビニルシース電力ケーブ
ル」１を例示する。その一例として示す被覆ケーブル
は、心線２の部分が２．６φの銅線６１本よりなる撚線
で直径が約２３．４mmであり、その上に厚さ３mmの架橋
ポリエチレン絶縁層が被覆されて直径が約２９．４mmを
なす。さらにその上に外被として厚さ約２．８mmのビニ
ルシースが被覆されて、直径約３５．０mmの太さとなっ
ている。これらの絶縁層部分と外被のシース部分を合わ
せ絶縁被覆３と呼ぶことにする。絶縁層を構成する架橋
ポリスチレンの比誘電率は２．３、外被を構成するビニ
ールの比誘電率は６である。
【００１３】このように、ＤＣ１，５００Ｖの相対的に
高い電圧が印加される被覆ケーブル１は、心線２と絶縁
被覆３とよりなり、その絶縁被覆３の外表面の少なくと
も一部分に第１の導体６が被着される。この第１の導体
６の役割は、絶縁被覆３の誘電性材料を挟んで、心線２
と共働して静電容量を形成する電極を構成させることで
ある。
高い電圧が印加される被覆ケーブル１は、心線２と絶縁
被覆３とよりなり、その絶縁被覆３の外表面の少なくと
も一部分に第１の導体６が被着される。この第１の導体
６の役割は、絶縁被覆３の誘電性材料を挟んで、心線２
と共働して静電容量を形成する電極を構成させることで
ある。
【００１４】したがって、絶縁被覆３の外表面に第１の
導体６を被着するにあたっては、例えば導電性材料の箔
をぐるぐると巻付けてもよいし、円周の一部に貼着して
もよいし、又は導電性の中空パイプの中に被覆ケーブル
１を挿通してもよい。要するに所定の静電容量が得られ
るように心線２に対して所定の対向面積を確保できるよ
うにすることが肝要である。図１（ａ）の等価回路にお
いて、上部のＣ1、Ｒ2 、Ｃ2はケーブル絶縁体の等価回
路であり、Ｃ1は電子分極・原子分極を模擬し、Ｒ2、Ｃ
2の直列回路は双極子モーメントを模擬している。
導体６を被着するにあたっては、例えば導電性材料の箔
をぐるぐると巻付けてもよいし、円周の一部に貼着して
もよいし、又は導電性の中空パイプの中に被覆ケーブル
１を挿通してもよい。要するに所定の静電容量が得られ
るように心線２に対して所定の対向面積を確保できるよ
うにすることが肝要である。図１（ａ）の等価回路にお
いて、上部のＣ1、Ｒ2 、Ｃ2はケーブル絶縁体の等価回
路であり、Ｃ1は電子分極・原子分極を模擬し、Ｒ2、Ｃ
2の直列回路は双極子モーメントを模擬している。
【００１５】一方、被測定ケーブルの外部素子として、
同じ材質であるが長さが短い（例えば約２０cmの）短尺
ケーブル７を用意して被測定ケーブルの等価回路と相似
な回路を作り、前者の第１の導体６に後者の心線８を接
続する。同図で各素子の容量比をｋとおいている。この
相似回路は、ケーブル絶縁物内に生じる双極子モーメン
ト効果を相殺する補償回路４である。
同じ材質であるが長さが短い（例えば約２０cmの）短尺
ケーブル７を用意して被測定ケーブルの等価回路と相似
な回路を作り、前者の第１の導体６に後者の心線８を接
続する。同図で各素子の容量比をｋとおいている。この
相似回路は、ケーブル絶縁物内に生じる双極子モーメン
ト効果を相殺する補償回路４である。
【００１６】ここでポッケルス素子２０とは、図１
（ｂ）に示すように、それ自体は公知の構造体であっ
て、本発明において内部インピーダンスが高い直流電圧
測定手段として採用した一実施例の場合は、例えば縦１
５mm、横１mm、厚さ１mmの寸法を有する直方体形状の誘
電体２１、例えば、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂ
Ｏ3）、水晶などの上面及び下面に、それぞれ上部電極
２２及び下部電極２３を付着してなる。
（ｂ）に示すように、それ自体は公知の構造体であっ
て、本発明において内部インピーダンスが高い直流電圧
測定手段として採用した一実施例の場合は、例えば縦１
５mm、横１mm、厚さ１mmの寸法を有する直方体形状の誘
電体２１、例えば、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂ
Ｏ3）、水晶などの上面及び下面に、それぞれ上部電極
２２及び下部電極２３を付着してなる。
【００１７】また、双極子モーメント効果を相殺する補
償回路は、図１（ａ）に示す等価回路から明らかなとお
り、測定対象の直流ケーブルの等価回路の定数Ｃ
1 、Ｃ2、Ｒ2に対して、それぞれｋＣ1 、ｋＣ2、Ｒ2／ｋ
の定数を有する等価回路である。図１（ａ）に示す等価
回路を具体化して示す図１（ｂ）のとおり、測定対象の
直流ケーブルと同じ仕様のケーブルを短尺化するように
切断してｋ倍及び１／ｋの係数が得られるように調整し
たものでよい。
償回路は、図１（ａ）に示す等価回路から明らかなとお
り、測定対象の直流ケーブルの等価回路の定数Ｃ
1 、Ｃ2、Ｒ2に対して、それぞれｋＣ1 、ｋＣ2、Ｒ2／ｋ
の定数を有する等価回路である。図１（ａ）に示す等価
回路を具体化して示す図１（ｂ）のとおり、測定対象の
直流ケーブルと同じ仕様のケーブルを短尺化するように
切断してｋ倍及び１／ｋの係数が得られるように調整し
たものでよい。
【００１８】２）回路動作 図１（ａ）に示す等価回路において、Ｅ1をステップ状
に印加したのち、ｔ＝∞におけるポッケルス素子に加わ
る電圧Ｖpは次式で表される。
に印加したのち、ｔ＝∞におけるポッケルス素子に加わ
る電圧Ｖpは次式で表される。
【００１９】
【数３】
【００２０】上式より、Ｖp＝０となるようにＥ2を制御
するときは、
するときは、
【００２１】
【数４】
【００２２】により、Ｅ2よりＥ1を算出することができ
る。
る。
【００２３】次に、被測定電圧Ｅ1とポッケルス素子に
かかる逆電圧Ｅ2との関係は図２のブロック線図で表さ
れる。同図において、Ｋはフォトダイオード及び直流Ａ
ＭＰを含めた総合増幅率である。Ｅ1、Ｅ2間の伝達関数
は、
かかる逆電圧Ｅ2との関係は図２のブロック線図で表さ
れる。同図において、Ｋはフォトダイオード及び直流Ａ
ＭＰを含めた総合増幅率である。Ｅ1、Ｅ2間の伝達関数
は、
【００２４】
【数５】
【００２５】ここで
【００２６】
【数６】
【００２７】いま、入力電圧Ｅ1をステップ状の電圧と
すると、
すると、
【００２８】
【数７】
【００２９】なる出力電圧を得る。ｔ＝０のとき、
【００３０】
【数８】
【００３１】ｔ＝∞のとき、
【００３２】
【数９】
【００３３】（９）式において、ＡＭＰのゲインＫを無
限大とすると、Ｅ1とＥ2との関係は、
限大とすると、Ｅ1とＥ2との関係は、
【００３４】
【数１０】
【００３５】となって、（２）式と同じ結論を得る。し
かしながら増幅器のゲインは有限なので、Ｋの大きさに
よって測定誤差を生じる。
かしながら増幅器のゲインは有限なので、Ｋの大きさに
よって測定誤差を生じる。
【００３６】３）実測結果 実測例として次のような定数を用いた。
【００３７】
【数１１】
【００３８】Ｅ1をステップ状に印加したときのＥ2の応
答を測定すると図３のようになる。印加直後の電圧Ｅ2
は１６．５Ｖ（計算値＝１５．８Ｖ）であり、５分後の
Ｅ2は２０Ｖ（計算値＝１８．１Ｖ）となっている。５
分後の電圧が若干高いのは、直流ＡＭＰにドリフトが２
Ｖ程度生じたためである。
答を測定すると図３のようになる。印加直後の電圧Ｅ2
は１６．５Ｖ（計算値＝１５．８Ｖ）であり、５分後の
Ｅ2は２０Ｖ（計算値＝１８．１Ｖ）となっている。５
分後の電圧が若干高いのは、直流ＡＭＰにドリフトが２
Ｖ程度生じたためである。
【００３９】なお、ＡＭＰゲインＫを無限大にし、ｔ→
∞のときの計算値は１９．２Ｖである。
∞のときの計算値は１９．２Ｖである。
【００４０】〔直流電気鉄道のき電線への適用例〕本発
明の実施対象の一例を、直流電気鉄道のき電線回路で例
示する。例えば、直流１，５００ボルトのき電回路にお
いて、加圧、無加圧の検出を含めた電圧測定を、き電ケ
ーブルの被覆上から非接触で（き電回路に影響を与えな
いで）実施することが要請されている。 １）直流電気鉄道における、き電回路の一般的な構成及
び設備を図４に示す。 ２）この構成及び設備の特徴は次のとおりである。 き電線とトロリ線、トロリ線と吊架線は各々一定の間隔
で相互に電気的に接続されており、き電回路への電気の
供給・停止は、変電所の直流母線とき電回路の間に設置
された高速度遮断器を投入・開放することにより行われ
る。本線のき電回路には、隣り合った変電所から並列に
電気を供給（並列き電）している。電車線路保守上の要
請などから、変電所の中間において、き電線を切り分け
るための開閉器を設ける場合がある。この場合には、吊
架線、トロリ線とも適切な絶縁物によって絶縁される構
造としている。
明の実施対象の一例を、直流電気鉄道のき電線回路で例
示する。例えば、直流１，５００ボルトのき電回路にお
いて、加圧、無加圧の検出を含めた電圧測定を、き電ケ
ーブルの被覆上から非接触で（き電回路に影響を与えな
いで）実施することが要請されている。 １）直流電気鉄道における、き電回路の一般的な構成及
び設備を図４に示す。 ２）この構成及び設備の特徴は次のとおりである。 き電線とトロリ線、トロリ線と吊架線は各々一定の間隔
で相互に電気的に接続されており、き電回路への電気の
供給・停止は、変電所の直流母線とき電回路の間に設置
された高速度遮断器を投入・開放することにより行われ
る。本線のき電回路には、隣り合った変電所から並列に
電気を供給（並列き電）している。電車線路保守上の要
請などから、変電所の中間において、き電線を切り分け
るための開閉器を設ける場合がある。この場合には、吊
架線、トロリ線とも適切な絶縁物によって絶縁される構
造としている。
【００４１】３）直流き電回路加圧検出装置の必要性 （１）高速度遮断器の投入時遮断で、「自動遮断した」
のか、「投入不能であった」のかを知る手段がない。き
電回路の電圧を検出する装置があれば、「いったん投入
した」のか、「投入されなかった」のかを知ることがで
き、その結果によりとるべき処置の正しい選択ができ
る。
のか、「投入不能であった」のかを知る手段がない。き
電回路の電圧を検出する装置があれば、「いったん投入
した」のか、「投入されなかった」のかを知ることがで
き、その結果によりとるべき処置の正しい選択ができ
る。
【００４２】（２）電車基地などの片送り回線用高速度
遮断器の故障により、実際には投入されていないにもか
かわらず投入されているとの誤表示が電力指令に伝達さ
れ、（高速度遮断器の「入」表示→「当然、加圧されて
いるであろう」と判断）列車運転に支障を与えた事例が
ある。き電回路の電圧を検出する装置があれば、このよ
うな場合にも適切な処置をとることができる。
遮断器の故障により、実際には投入されていないにもか
かわらず投入されているとの誤表示が電力指令に伝達さ
れ、（高速度遮断器の「入」表示→「当然、加圧されて
いるであろう」と判断）列車運転に支障を与えた事例が
ある。き電回路の電圧を検出する装置があれば、このよ
うな場合にも適切な処置をとることができる。
【００４３】（３）直流母線が複数に分割されている変
電所において、作業などにより停電したままの母線につ
ながった高速度遮断器を投入し、き電していると勘違い
して（高速度遮断器の「入」表示→「当然、加圧されて
いるであろう」と判断）、列車運転に支障を与えた事例
がある。き電回路の電圧を検出する装置があれば、この
ような場合にも適切な処置をとることができる。
電所において、作業などにより停電したままの母線につ
ながった高速度遮断器を投入し、き電していると勘違い
して（高速度遮断器の「入」表示→「当然、加圧されて
いるであろう」と判断）、列車運転に支障を与えた事例
がある。き電回路の電圧を検出する装置があれば、この
ような場合にも適切な処置をとることができる。
【００４４】４）今後のために 双極子モーメントを補償する回路を設けることにより、
直流電圧の測定が可能となった。しかし、次のことも考
慮する必要がある。現在、内部インピーダンスが高い直
流電圧測定装置の一例として実験に使用しているポッケ
ルス素子の漏洩抵抗は、TeraΩのオーダで大きいので測
定値の低下は問題にならないが、素子を収容する絶縁箱
の抵抗あるいは湿気などが測定値の低下に悪影響を及ぼ
す場合には、直流ＡＭＰに積分要素を付加する必要があ
る。
直流電圧の測定が可能となった。しかし、次のことも考
慮する必要がある。現在、内部インピーダンスが高い直
流電圧測定装置の一例として実験に使用しているポッケ
ルス素子の漏洩抵抗は、TeraΩのオーダで大きいので測
定値の低下は問題にならないが、素子を収容する絶縁箱
の抵抗あるいは湿気などが測定値の低下に悪影響を及ぼ
す場合には、直流ＡＭＰに積分要素を付加する必要があ
る。
【００４５】
【発明の効果】（１）双極子モーメントの影響の排除 １．前述の発明が解決しようとする課題の項で挙げた問
題点の原因は、ケーブル絶縁物に存在する双極子モーメ
ントであるので、測定対象のケーブルと同一仕様の短尺
ケーブルを用いて、両者の静電容量を直列に接続するこ
とにより、双極子モーメントの影響を排除することがで
きた。この回路構成によれば、両ケーブルの接続点Ｑの
電位ＶQは一定値となり、変動することはない。かく
て、Ｑ点の電位を時間的に安定することはできるが、Ｖ
Q測定系に存在する漏洩抵抗の影響を排除する必要があ
った。これはＶpからＥ2への伝達関数にＰＩ（比例と積
分）特性を持たせることにより、漏洩抵抗の影響を排除
することができた。
題点の原因は、ケーブル絶縁物に存在する双極子モーメ
ントであるので、測定対象のケーブルと同一仕様の短尺
ケーブルを用いて、両者の静電容量を直列に接続するこ
とにより、双極子モーメントの影響を排除することがで
きた。この回路構成によれば、両ケーブルの接続点Ｑの
電位ＶQは一定値となり、変動することはない。かく
て、Ｑ点の電位を時間的に安定することはできるが、Ｖ
Q測定系に存在する漏洩抵抗の影響を排除する必要があ
った。これはＶpからＥ2への伝達関数にＰＩ（比例と積
分）特性を持たせることにより、漏洩抵抗の影響を排除
することができた。
【図１】（ａ）は、本発明の方法を実施するための装置
の等価回路図、（ｂ）はその装置の実体図。
の等価回路図、（ｂ）はその装置の実体図。
【図２】電圧Ｅ1とＥ2の間のブロック線図。
【図３】電圧Ｅ1のステップ入力に対する電圧Ｅ2の過渡
応答を示すグラフ（実測図）。
応答を示すグラフ（実測図）。
【図４】直流電気鉄道のき電線への適用例を示す図。
【図５】非接触測定のための従来装置を示す図であっ
て、（ａ）は双極子モーメントを相殺する補償回路を有
しない構成を示し、（ｂ）はその等価回路を示し、
（ｃ）は検出電圧の時間的変化の様子を示す図。
て、（ａ）は双極子モーメントを相殺する補償回路を有
しない構成を示し、（ｂ）はその等価回路を示し、
（ｃ）は検出電圧の時間的変化の様子を示す図。
１ 被覆ケーブル ２ 心線 ３ 絶縁被覆 ４ 補償回路 ６ ポッケルス素子 ７ 短尺ケーブル ８ 心線 ９ 絶縁被覆
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G025 AA17 AB07 AB11 2G035 AA12 AA13 AA15 AB01 AC01 AD11 AD19 AD20 AD37 AD39 AD51
Claims (6)
- 【請求項１】 心線を絶縁被覆してなる被覆ケーブルの
心線直流電圧Ｅ1を絶縁被覆の外側から間接的に測定す
るための測定方法であって、 測定対象の被覆ケーブルの外表面の少なくとも一部分に
第１の導体を被着させることと、 前記測定対象の被覆ケーブルと同一規格で長さが相対的
に短い被覆ケーブル（短尺ケーブル）を別途用意して、
その外表面の少なくとも一部分に第２の導体を被着して
なる補償回路を用意することと、 内部インピーダンスが高い直流電圧測定手段を用意する
ことと、 前記補償回路の心線を前記第１の導体に接続し且つ前記
第２の導体を接地して２段構成とし、前記補償回路の心
線と接地との間に前記直流電圧測定手段を並列接続して
得られる測定電圧Ｖpに基づいて、測定対象の被覆ケー
ブルの心線直流電圧Ｅ1を算出することとを含む測定方
法。 - 【請求項２】 前記測定対象の被覆ケーブルの心線電圧
Ｅ1の算出は、前記第１の導体を被着させた測定対象の
被覆ケーブルの等価回路値をＣ1、Ｃ2、Ｒ2とし、前記
短尺ケーブルに第２の導体を被着させてなる補償回路の
等価回路値をｋＣ1、ｋＣ2、Ｒ2／ｋとし（但しｋは各
ケーブルと第１及び第２の導体間の静電容量比であ
る）、前記内部インピーダンスが高い直流電圧測定手段
の端子電圧Ｖpに対してＶp＝０となるような可変電圧Ｅ
2を印加したとき、 【数１】 で算出することを特徴とする請求項１記載の測定方法。 - 【請求項３】 前記第２の導体は前記第１の導体に対し
て静電容量比がｋとなるような面積及び被着態様で前記
短尺ケーブルの外表面に被着することを特徴とする請求
項１又は２記載の測定方法。 - 【請求項４】 心線を絶縁被覆してなる被覆ケーブルの
心線直流電圧Ｅ1を絶縁被覆の外側から間接的に測定す
るための測定装置であって、 測定対象の被覆ケーブルの外表面の少なくとも一部分に
被着させた第１の導体と、 前記測定対象の被覆ケーブルと同一規格で長さが相対的
に短い被覆ケーブル（短尺ケーブル）を別途用意して、
その外表面の少なくとも一部分に第２の導体を被着して
なる補償回路と、 内部インピーダンスが高い直流電圧測定手段と、 前記補償回路の心線を前記第１の導体に接続し且つ前記
第２の導体を接地して２段構成とし、前記補償回路の心
線と接地との間に前記直流電圧測定手段を並列接続して
得られる測定電圧Ｖpに基づいて、測定対象の被覆ケー
ブルの心線直流電圧Ｅ1を算出するようにした測定装
置。 - 【請求項５】 前記測定対象の被覆ケーブルの心線電圧
Ｅ1の算出は、前記第１の導体を被着させた測定対象の
被覆ケーブルの等価回路値をＣ1、Ｃ2、Ｒ2とし、前記
短尺ケーブルに第２の導体を被着させてなる補償回路の
等価回路値をｋＣ1、ｋＣ2、Ｒ2／ｋとし（但しｋは各
ケーブルと第１及び第２の導体間の静電容量比であ
る）、前記内部インピーダンスが高い直流電圧測定手段
の端子電圧Ｖpに対してＶp＝０となるような可変電圧Ｅ
2を印加したとき、 【数２】 で算出するようにしたことを特徴とする請求項４記載の
測定装置。 - 【請求項６】 前記第２の導体は前記第１の導体に対し
て静電容量比がｋとなるような面積及び被着態様で前記
短尺ケーブルの外表面に被着したことを特徴とする請求
項４又は５記載の測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10238045A JP2000065868A (ja) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | Ｄｃケーブルの被覆上より心線電圧を測定する方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10238045A JP2000065868A (ja) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | Ｄｃケーブルの被覆上より心線電圧を測定する方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000065868A true JP2000065868A (ja) | 2000-03-03 |
Family
ID=17024355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10238045A Pending JP2000065868A (ja) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | Ｄｃケーブルの被覆上より心線電圧を測定する方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000065868A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002055126A (ja) * | 2000-08-09 | 2002-02-20 | Osaka Gas Co Ltd | 非接触式電圧測定方法および装置 |
| JP2006001394A (ja) * | 2004-06-17 | 2006-01-05 | West Japan Railway Co | き電ケーブル監視装置 |
| CN105572553A (zh) * | 2016-03-02 | 2016-05-11 | 国家电网公司 | 单芯高压电缆外护层绝缘和交叉互联接线的在线测试方法 |
-
1998
- 1998-08-25 JP JP10238045A patent/JP2000065868A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002055126A (ja) * | 2000-08-09 | 2002-02-20 | Osaka Gas Co Ltd | 非接触式電圧測定方法および装置 |
| JP2006001394A (ja) * | 2004-06-17 | 2006-01-05 | West Japan Railway Co | き電ケーブル監視装置 |
| CN105572553A (zh) * | 2016-03-02 | 2016-05-11 | 国家电网公司 | 单芯高压电缆外护层绝缘和交叉互联接线的在线测试方法 |
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