JP2000356654A - 電圧センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電圧センサを回路遮断器に内蔵する場合、ア
ース点を取ることが構造上、配線上煩雑で困難で、また
コンデンサを形成する導体と電極間の距離が安定せず正
確な電圧測定が困難であった。 【解決手段】 一方の導体４に接合された第１の誘電体
１０ａと、その上に接合された第１の電極１１ａとで第
１のコンデンサ５を形成し、他方の導体４に接合された
第２の誘電体３０ａとその上に接合された第２の電極３
１ａとで第２のコンデンサ６を形成し、第１の電極１１
ａと第２の電極３１ａからリード線１２ａ，１２ｂを介
してプリント基板９上で第１の直列コンデンサ７を接続
し、その両端電圧を差動増幅器８で増幅し２つの導体間
の電圧を測定する。アース点２６ａはプリント基板９へ
のボディアースのみで、大地アースを必要とせず、ま
た、導体と電極間の距離が誘電体により一定になり正確
な電圧測定ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、コンデンサ分圧
形の電圧センサに関するもので、例えば配電線路に設置
した回路遮断器の内部に配設し、配電線路の線間電圧を
検出する電圧センサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１５は例えば特開昭６１−１４５７６
号公報に示された従来の単相２線式回路におけるコンデ
ンサ分圧形の電圧センサを示す構成図であり、図におい
て、１は電源、２は負荷、８は作動増幅器、２３は負荷
２に電流を供給する導体の拡大部分、２４は電極、２５
はコンデンサ、２６はアース点、２７は電圧センサを示
す。図１６は図１５の等価回路を示す図で、図１５と同
一又は相当部分には同一符号を示す。

【０００３】次に動作について説明する。導体２３に電
極２４を一定の距離・ｄで固定すると、静電結合により
導体２３と電極２４間でコンデンサが形成される。この
とき、形成されたコンデンサの静電容量・Ｃ１は（１）
式で表わされる。 Ｃ１＝ε0 ・εS ・Ａ／ｄ … （１） ここで、ε0 ：真空の誘電率（ε0 ＝１） εS ：誘電体（絶縁体）の誘電率（一般にε0 ≧１） Ａ：電極２４の面積 ｄ：導体と電極間距離 （１）式より、コンデンサの静電容量（Ｃ１）は電極間
距離（ｄ）が不安定となる と安定しないことが分か
る。

【０００４】次に電圧の測定について説明する。電源１
を動作させ負荷２に電力（電圧印可／電流供給）を供給
すると、導体２３とアース点２６間に電圧が印可され
る。このとき、導体２３に電極２４を一定の距離（ｄ）
で固定し、電極２４とアース点２６間にコンデンサ容量
（Ｃ２）のコンデンサ２５を接続し、コンデンサ２５の
両端電圧を差動増幅器８により検出する。このとき、コ
ンデンサ２５の両端電圧Ｖo は（２）式で表わされる。

【０００５】 Ｖo ＝Ｖｉ・Ｃ１／（Ｃ１＋Ｃ２） … （２） ここで Ｖｉ：電源１の電圧 Ｖo ：コンデンサ２５の両端電圧（差動電位） Ｃ１：導体２３と電極２４間からなるコンデンサの静電
容量 Ｃ２：コンデンサ２５の静電容量

【０００６】（２）式で示すように、コンデンサの静電
容量Ｃ１、Ｃ２が一定であれば、ＶｏとＶｉの関係が一
定であるので電源電圧Ｖｉが決定される。増幅器８のゲ
インをＫとすると、増幅器の出力Ｖは Ｖ＝Ｋ・Ｖｏ となり、Ｖｏに比例した信号となる。

【０００７】図１７は特開昭５５―１４９８５６号公報
に示された従来の３相３線式回路におけるコンデンサ分
圧形の電圧センサを示す構成図であり、図１５と同一又
は相当部分には同一符号を示す。３相３線式回路の場
合、基本的には図１５に示す単相２線式回路と同じ構成
の電極を３組み組み合わせたものであるが、本実施例で
は、それぞれの導体２３ａ、２３ｂ、２３ｃと電極２４
ａ、２４ｂ、２４ｃ間のコンデンサ容量を安定にし、か
つ、各の導体との静電結合を抑制するため、固形の絶縁
物２７ａ、２７ｂ、２７ｃが用いられている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来のコンデンサ分圧
形の電圧センサは以上のように構成されているので、差
動増幅器８の入力信号としてアース点２６を入力させる
必要があるが、配電線路に設置した回路遮断器等では、
アース点２６を取ることが構造上、配線が煩雑になり困
難である。また、導体２３に対する電極２４間の距離を
安定して配設することができないので正確な電圧測定が
困難であるという問題があった。

【０００９】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、差動増幅器８の入力信号として
アース点２６の入力を必要としないで、しかも精度の良
い電圧センサを得ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】（１）この発明に係る電
圧センサは、単相２線式回路等の２つの導体間の交流電
圧を測定する容量分圧形の電圧センサにおいて、一方の
導体と対向電極とが静電結合した第１のコンデンサと、
他方の導体と対向電極とが静電結合した第２のコンデン
サと、上記第１と第２のコンデンサの両対向電極間に接
続した第１の直列コンデンサと、上記第１の直列コンデ
ンサの両端電圧を増幅する増幅手段を備えたものであ
る。

【００１１】（２）また、単相３線式回路、３相３線式
回路、または３相４線式回路の交流電圧を測定する容量
分圧形の電圧センサにおいて、上記単相３線式回路ある
いは３相３線式回路の３つの導体の各導体毎、または上
記３相４線式の各相の３つの導体の各導体毎に、その導
体と対向電極とが静電結合した第１のコンデンサを形成
し、この第１のコンデンサに第１の直列コンデンサと第
２の直列コンデンサとを順次直列接続してコンデンサ３
個の直列体を上記各導体毎に構成すると共に、上記各直
列体の第２の直列コンデンサ側の端部を一体接続した共
通接続部と、上記各第１の直列コンデンサの両端電圧を
各々増幅する増幅手段を備えたものである。

【００１２】（３）また、単相３線式回路の各線間電
圧、または、３相３線式回路の各相間電圧、あるいは３
相４線式回路の各相間電圧を測定する容量分圧形の電圧
センサにおいて、上記各線間または上記各相間に上記
（１）記載の電圧センサを各々接続して３組の電圧セン
サを形成すると共に、各第２のコンデンサの対向電極側
を一体接続した共通接続部を設けたものである。

【００１３】（４）また、（１）から（３）において、
対向電極を有するコンデンサは、導体と上記対向電極間
に誘電体を配置して形成、または、上記導体の周りに誘
電体を配置すると共に、この誘電体の外側に上記対向電
極を配置して形成したものである。

【００１４】（５）また、（４）において、対向電極
は、この対向電極の少なくとも一部を誘電体内に埋め込
んで配置したものである。

【００１５】（６）また、（１）から（３）において、
対向電極を有するコンデンサは、絶縁被覆付きのリード
線の一方を導体に接続すると共に、上記リード線の他方
の絶縁被覆の周りに対向電極を配置して形成したもので
ある。

【００１６】（７）また、（６）において、リード線と
対向電極とをプリント基板に取り付けたものである。

【００１７】

【発明の実施形態】実施の形態１．図１は本発明の実施
の形態１における単相２線式回路での電圧センサの等価
回路図、図２は図１の電圧センサの構成図である。

【００１８】図において、１は電源、２は負荷、３は開
閉器内に内蔵された電圧センサ、４は導体、５は導体４
に配設された第１のコンデンサ、６は導体４に配設され
た第２のコンデンサ、７はコンデンサ５とコンデンサ６
間に接続された第１の直列コンデンサ、８は差動増幅
器、２６ａは差動増幅器８のボディアース点、９はプリ
ント基板でコンデンサ７、差動増幅器８等の部品を実装
するものである。

【００１９】１０ａは導体４に接合設置された第１の誘
電体、１１ａはこの誘電体１０ａに接合設置された第１
の電極で、第１のコンデンサ５を形成し、３０ａは導体
４に接合設置された第２の誘電体、３１ａは誘電体３０
ａに接合設置された第２の電極で第２のコンデンサ６を
形成している。１２ａは第１の電極１１ａと第１の直列
コンデンサ７を接続する絶縁電線からなるリード線、１
２ｂは第２の電極３１ａと第１の直列コンデンサ７を接
続する絶縁電線からなるリード線である。なお、コンデ
ンサの静電容量の形成については、従来の技術で記述し
た（１）式と同様なので説明を省略する。

【００２０】次に、図１のように構成された電圧センサ
の動作について説明する。第１の直列コンデンサ７の両
端に発生した電圧は差動増幅器８により測定されるが、
このときの電圧（差動電位）Ｖｏはコンデンサ５の静電
容量をＣ３、コンデンサ６の静電容量をＣ４、コンデン
サ７の静電容量をＣ５とすると（３）式で表わされる。 Ｖｏ＝Ｖｉ・Ｃ３Ｃ４／（Ｃ３Ｃ５＋Ｃ４Ｃ５＋Ｃ３Ｃ４） … （３）

【００２１】ここで、コンデンサ容量がＣ３＝Ｃ４＝Ｃ
とすると Ｖｏ＝Ｖｉ・Ｃ／（Ｃ５＋２Ｃ） … （４） となり、Ｃ／（Ｃ５＋２Ｃ）が一定となるので、入力電
圧・Ｖｉに比例した出力電圧・Ｖｏが得られる。このと
きの電圧（差動電位）Ｖｏの基準点は差動増幅器８のボ
ディアース点２６ａとなるので、従来のように電源回路
１のアース点と同一にする必要は無い。

【００２２】図３は図２の第１のコンデンサ５の実装構
造のIII-III 断面図である。（ａ）は導体４と第１の誘
電体１０ａおよび第１の誘電体１０ａと第１の電極１１
ａの密着性を良くするため、第１の誘電体１０ａに抜け
止め部１０１および第１の電極１１ａに抜け止め部１０
２を設けたものである。（ｂ）は導体４と第１の電極１
１ａ間の絶縁耐力を向上させるために、導体４に絶縁性
の突起部１０３を設けたものである。（ｃ）は導体４と
第１の電極１１ａ間の絶縁耐力を向上させるために、第
１の誘電体１０ａに傾斜部１０４を設け、沿面距離を長
くしたものである。

【００２３】以上のようにこの実施の形態１によれば、
単相２線式回路のような２つの導体間の交流電圧を測定
する場合、アース点が取れない回路でも適用することが
でき、また、誘電体を用いることで導体と電極間の距離
を一定に保つように構成したので、正確な電圧測定が可
能となる。更に、誘電体を導体に強固に接合できるの
で、信頼性の高いコンデンサを有する電圧センサを提供
できる。なお、この電圧センサを単相３線式回路に用い
てもよい。その場合、２つの電圧センサを使用して相間
電圧および中性線との電圧を測定してもよい。

【００２４】実施の形態２．図４は本発明の実施の形態
２における電圧センサの構成図であり、それぞれの導体
４の長手方向に対して直角に第１の誘電体１３ａと第１
の電極１４ａ及び第２の誘電体３３ａと第２の電極３４
ａを接合設置する構造であり、導体４と第１の誘電体１
３ａ及び第１の誘電体１３ａと第１の電極１４ａ間の接
合面積が大きく、密着強度を大きくできるものである。
なお、導体４、第１の誘電体１３ａおよび第１の電極１
４ａの断面IV-IV は上述した実施の形態１の図３にて示
した構造と同様である。

【００２５】以上のようにこの実施の形態２によれば、
実施の形態１と同様の効果を有し、更に、導体と誘電
体、及び誘電体と電極との接合面積が大きいので、誘電
体及び電極の取り付けを強固にすることができ、また、
導体と電極との対向面積を大きくできるので、静電容量
を大きくすることが可能である。

【００２６】実施の形態３．図５は本発明の実施の形態
３における電圧センサの構成図であり、それぞれの導体
４を第１の誘電体１５ａ、第２の誘電体３５ａが巻装す
る構造で、その外周面に第１の電極１６ａ、第２の誘電
体３６ａを接合設置する。

【００２７】図６は図５の第１のコンデンサ５の実装構
造のVI-VI 断面図である。（ａ）は第１の誘電体１５ａ
を導体４の外周に巻装する構造、（ｂ）は図５の断面で
はないが（ａ）の変形例で、導体４の外周部に切り込み
を入れ、その部分に第１の誘電体１５ａを巻装する構造
であり、導体４と第１の誘電体１５ａ間の接合面積が大
きく、密着強度を大きくできるものである。なお、１６
ａには抜け止め部１０５が設けられている。

【００２８】また、図６（ｂ）では導体４を口形と凹形
に２分割して、口形の方に誘電体１５ａを巻装したが、
上下に２分割してそのいずれか一方に誘電体１５ａを巻
装してもよく、左右に２分割してそのいずれか一方に誘
電体１５ａを巻装してもよく、また、上下または左右に
３分割して、その真ん中の導体に誘電体１５ａを巻装し
てもよい。つまり、コンデンサを形成する導体４の断面
を任意に分割して、そのいずれか一つの導体に誘電体を
巻装してもよい。

【００２９】以上のようにこの実施の形態３によれば、
実施の形態１と同様の効果を有し、更に、図６（ａ）の
ように導体の外周を誘電体で巻装する場合は、誘電体が
強固に取り付けられ、且つ、導体の加工を必要としな
い。また、図６（ｂ）のように導体を分割する場合は、
誘電体が強固に取り付けられると共に、誘電体の素材が
少なくて済む。

【００３０】実施の形態４．図７は本発明の実施の形態
４における電圧センサの構成図、図８は図７のコンデン
サの実装構造VIII-VIII 断面図であり、それぞれの導体
４に第１の誘電体１７ａ及び第２の誘電体３７ａを巻装
した後、そのそれぞれの外周に第１の電極１８ａ及び第
２の電極３８ａを巻装したものであり、導体４と第１の
誘電体１７ａ及び第１の誘電体１７ａと第１の電極１８
ａ間の接合面積が大きく、密着強度を大きくできるもの
である。

【００３１】以上のようにこの実施の形態４によれば、
実施の形態１と同様の効果を有し、更に導体の外周を誘
電体で巻装しているので、誘電体が強固に取り付けら
れ、且つ、導体の加工を必要としない。また、導体と電
極との対向面積を大きくできるので、静電容量を大きく
することが可能である。

【００３２】実施の形態５．図９は本発明の実施の形態
５における電圧センサの構成図であり、１９は導体４に
接続した第１のリード導体、３９は導体４に接続した第
２のリード導体、２０は第１のリード導体１９を巻装す
る誘電体からなる第１の絶縁被覆、４０は第２のリード
導体３９と巻装する誘電体からなる第２の絶縁被覆、２
１ａは第１の絶縁被覆２０を被装し、プリント基板９に
固定される第１の基板電極、４１ａは第２の絶縁被覆４
０を被装し、プリント基板９に固定される第２の基板電
極である。

【００３３】第１の絶縁被覆２０が巻装された第１のリ
ード導体１９および第２の絶縁被覆４０が巻装された第
２のリード導体３９はそれぞれの導体４に接続され、第
１の基板電極２１ａおよび第２の基板電極４１ａはそれ
ぞれリード線１２ａ、１２ｂにより第１の直列コンデン
サ７と接続される。

【００３４】図１０は図９の電極部のX-X 断面図であ
り、２２ａ、２２ｂはプリント基板９上に配置されたパ
ターン電極、２８ａ、２８ｂは半田などの固定物体であ
る。 （ａ）第１の絶縁被覆２０により巻装された第１のリー
ド導体１９を、パターン電極２２ａと第１の基板電極２
１ａの間に挿入し、固定物体２８ａにより固定する。ま
た、第２の絶縁被覆４０により巻装された第２のリード
導体３９を、パターン電極２２ａと第２の基板電極４１
ａの間に挿入し、固定物体２８ａにより固定する。

【００３５】（ｂ）は（ａ）の変形例で、第１のリード
導体１９を巻装した第１の絶縁被覆２０がリング形状部
を有する第１の基板電極２１ｂに挿入固定され、この第
１の基板電極２１ｂの一端部がプリント基板９に設けた
穴に挿入され、固定物体２８ｂによりパターン電極２２
ｂに固定される。また、第２のリード導体３９を巻装し
た第２の絶縁被覆４０がリング形状部を有する第２の基
板電極４１ｂに挿入固定され、この第２の基板電極４１
ｂの一端部がプリント基板９に設けた穴に挿入され、固
定物体２８ｂによりパターン電極２２ｂに固定される。

【００３６】以上のようにこの実施の形態５によれば、
図１０に示した構成によりプリント基板上に基板電極を
固定することができ、また基板電極とプリントパターン
とを確実の接続することができる。また、リード導体と
基板電極間の距離を一定にすることができるので、安定
した静電容量と絶縁性能が得られる。また、リード導体
で電圧を導出したので、導体上に対向する電極を設けて
コンデンサを形成する必要がなく、基板上などの任意の
場所でコンデンサが形成できる。

【００３７】実施の形態６．図１１は本発明の実施の形
態６における３相３線式回路での電圧センサの等価回路
図であり、図１２は図１１の電圧センサの構成図であ
る。図１１および図１２において、１ａ、１ｂ、１ｃは
電源、２ａ、２ｂ、２ｃは負荷、３は開閉器内に内蔵さ
れた電圧センサ、４ａ、４ｂ、４ｃは導体、５ａ、５
ｂ、５ｃは導体４ａ、４ｂ、４ｃにそれぞれ配置された
第１のコンデンサ、７ａ、７ｂ、７ｃは第１のコンデン
サ５ａ、５ｂ、５ｃにそれぞれ直列に接続された第１の
直列コンデンサである。

【００３８】６ａ、６ｂ、６ｃは第１の直列コンデンサ
７ａ、７ｂ、７ｃにそれぞれ直列に接続された第２の直
列コンデンサ、８ａ、８ｂ、８ｃは差動増幅器、９は第
１の直列コンデンサ７ａ、７ｂ、７ｃ、第２の直列コン
デンサ６ａ、６ｂ、６ｃ及び差動増幅器８ａ、８ｂ、８
ｃを固定実装したプリント基板、１２ａ、１２ｂ、１２
ｃは第１のコンデンサ５ａ、５ｂ、５ｃとプリント基板
９を接続するリード線、２６ａは差動増幅器８ａ、８
ｂ、８ｃのボディアース点、２９は中性点、２００は開
閉器本体である。

【００３９】１０ａ、１０ｂ、１０ｃはそれぞれ導体４
ａ、４ｂ、４ｃに接合設置された第１の誘電体、１１
ａ、１１ｂ、１１ｃは誘電体１０ａ、１０ｂ、１０ｃに
接合設置された第１の電極で、第１のコンデンサ５ａ、
５ｂ、５ｃを形成している。３相３線式回路の場合は単
相回路を３相に組み合わせたもので、コンデンサ５ａ，
５ｂ，５ｃに第１の直列コンデンサ７ａ，７ｂ，７ｃと
第２の直列コンデンサ６ａ、６ｂ、６ｃがそれぞれ直列
に接続され、第２の直列コンデンサ６ａ，６ｂ，６ｃの
接続されていない側が中性点２９となり、一体的に接続
されている。

【００４０】第１の直列コンデンサ７ａ，７ｂ，７ｃの
両端はそれぞれ差動増幅器８ａ，８ｂ，８ｃに接続さ
れ、両端に発生した電圧の増幅を行なう。中性点２９と
差動増幅器８ａ，８ｂ，８ｃのボディアース点２６ａは
接続され、前述した電圧（差動電位）Ｖｏの基準点とし
て働く。この結果、各相の電圧は前述した（４）式で求
められる。なお、線間電圧を求める場合は、演算回路を
設けて各相電圧から演算して求めればよい。この実施の
形態６では３相３線式の回路について説明したが、図１
１の電圧センサの回路は３相４線式回路、及び単相３線
式回路にも適用することができる。

【００４１】以上のようにこの実施の形態６によれば、
単相３線式回路、３相３線式回路、３相４線式回路など
の回路において、簡素な回路構成でアース点が取れない
回路でも適用することができ、また、導体と電極間の距
離を一定に保つように構成したので、正確な電圧測定が
可能な電圧センサを提供できる。

【００４２】実施の形態７．図１３は本発明の実施の形
態７における３相３線式回路での電圧センサの等価回路
図であり、３相３線式回路はその３つの導体のみ図示し
ている。図１４は図１３の電圧センサの構成図である。
図中、実施の形態６と同一又は相当部分には同一符号を
付し説明を省略する。

【００４３】図１３および図１４において、５０ａ、５
０ｂ、５０ｃは導体４ａ、４ｂ、４ｃにそれぞれ配置さ
れた第１のコンデンサ、７０ａ、７０ｂ、７０ｃは第１
のコンデンサ５０ａ、５０ｂ、５０ｃにそれぞれ直列に
接続された第１の直列コンデンサである。

【００４４】６０ａ、６０ｂ、６０ｃは第２のコンデン
サ、１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃは第２のコンデンサ
６０ａ、６０ｂ、６０ｃとプリント基板９を接続するリ
ード線、１００ａ、１００ｂ、１００ｃはそれぞれ導体
４ａ、４ｂ、４ｃに接合設置された第１の誘電体、１１
０ａ、１１０ｂ、１１０ｃは誘電体１００ａ、１００
ｂ、１００ｃに接合設置された第１の電極で、第１のコ
ンデンサ５０ａ、５０ｂ、５０ｃを形成している。

【００４５】１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃは第１の電
極１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃと共に誘電体１００
ａ、１００ｂ、１００ｃに接合設置された並列電極であ
り、第２のコンデンサ６０ａ、６０ｂ、６０ｃを形成し
ている。誘電体１００ａに２つの電極、１１０ａと１１
１ａを配設することにより、２つのコンデンサを形成さ
せ、一方のコンデンサを第１のコンデンサ５０ａとして
使用し、他方のコンデンサを第２のコンデンサ６０ａと
して使用するものであり、これは他の相においても同様
であり、部品の構成を簡素にすることができるものであ
る。

【００４６】なお、実施の形態６及び実施の形態７に示
すコンデンサの構成は、実施の形態１の図３および実施
の形態２から実施の形態５に示した構成にしてもよい。
また、この実施の形態７は３相３線式回路において説明
したが、３相４線式回路、単相３線式回路の場合も同様
に適用することができる。

【００４７】以上のようにこの実施の形態７は、実施の
形態１の電圧センサを３組用いて中性点をボディアース
したもので、効果としては実施の形態６と同様に簡素な
回路構成でアース点が取れない回路でも適用することが
でき、また、導体と電極間の距離を一定に保つように構
成したので、正確な電圧測定が可能な電圧センサを提供
できる。

【００４８】実施の形態８．実施の形態１〜実施の形態
４では、導体に誘電体を巻装した事例について述べた
が、誘電体をなくして空気でもよく、また、その他の気
体や真空中でもよい。また、絶縁油などの液体であって
もよい。

【００４９】

【発明の効果】（１）以上のように請求項１の発明によ
れば、単相２線式回路のような２つの導体間の交流電圧
を測定する場合、アース点が取れない回路でも適用する
ことができる。

【００５０】（２）請求項２または請求項３の発明によ
れば、単相３線式回路、３相３線式回路、３相４線式回
路などの交流電圧を測定する場合、アース点が取れない
回路でも適用することができる。

【００５１】（３）請求項４の発明によれば、導体の周
りに誘電体と対向電極を配置し、導体と電極間の距離を
一定に保つようにしたので、安定した静電容量をもつコ
ンデンサが構成され、正確な電圧測定が可能になる。

【００５２】（４）請求項５の発明によれば、対向電極
の少なくとも一部を誘電体内に埋め込んだので、対向電
極が確実に取り付けられ、信頼性の高いコンデンサを有
する電圧センサが提供できる。

【００５３】（５）請求項６の発明によれば、対向電極
を有するコンデンサをリード線を利用して形成したの
で、リード導体と対向電極間の距離を一定にすることが
でき、安定した静電容量と絶縁性能のコンデンサが得ら
れ、正確な電圧測定が可能になる。

【００５４】（６）請求項７の発明によれば、対向電極
を有するコンデンサをプリント基板上で形成したので、
上記コンデンサとプリント基板との接続を確実にするこ
とができ、信頼性の高い電圧センサが提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１における単相２線式回
路での電圧センサの等価回路図である。

【図２】 図１の電圧センサの構成図である。

【図３】 図２のコンデンサの実装構造III-III 断面図
である。

【図４】 本発明の実施の形態２における電圧センサの
構成図である。

【図５】 本発明の実施の形態３における電圧センサの
構成図である。

【図６】 図５のコンデンサの実装構造VI-VI 断面図で
ある。

【図７】 本発明の実施の形態４における電圧センサの
構成図である。

【図８】 図７のコンデンサの実装構造VIII-VIII 断面
図である。

【図９】 本発明の実施の形態５における電圧センサの
構成図である。

【図１０】 図５の電極部のX-X 断面図である。

【図１１】 本発明の実施の形態６における３相３線式
回路での電圧センサの等価回路図である。

【図１２】 図１１の電圧センサの構成図である。

【図１３】 本発明の実施の形態７における３相３線式
回路での電圧センサの等価回路図である。

【図１４】 図１３の電圧センサの構成図である。

【図１５】 従来の単相２線式回路における電圧センサ
の構成図である。

【図１６】 図１４の電圧センサの等価回路図である。

【図１７】 従来の３相３線式回路における電圧センサ
の構成図である。

【符号の説明】

１、１ａ、１ｂ、１ｃ 電源、 ２、２ａ、２
ｂ、２ｃ 負荷、３ 電圧センサ、
４、４ａ、４ｂ、４ｃ 導体、５、５ａ、５ｂ、５
ｃ、５０ａ、５０ｂ、５０ｃ 第１のコンデンサ、６、
６ａ、６ｂ、６ｃ、６０ａ、６０ｂ、６０ｃ 第２のコ
ンデンサ、７、７ａ、７ｂ、７ｃ、７０ａ、７０ｂ、７
０ｃ 第１の直列コンデンサ、８、８ａ、８ｂ、８ｃ
差動増幅器（増幅手段）、 ９ プリント基板、１０
ａ、１０ｂ、１０ｃ、１３ａ、１５ａ、１７ａ、１００
ａ、１００ｂ、１００ｃ 第１の誘電体、１１ａ、１１
ｂ、１１ｃ、１４ａ、１６ａ、１８ａ、１１０ａ、１１
０ｂ、１１０ｃ 第１の電極（対向電極）、１２ａ、１
２ｂ、１２ｃ、１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ リード
線、１９ 第１のリード導体、 ２０ 第
１の絶縁被覆、２１ａ、２１ｂ 第１の基板電極、
２２ａ、２２ｂ パターン電極、２６ アース点、
２６ａ ボディアース点、２８
ａ、２８ｂ 固定物体、 ２９ 中性点、３
０ａ、３３ａ、３５ａ、３７ａ 第２の誘電体、３１
ａ、３４ａ、３６ａ、３８ａ 第２の電極（対向電
極）、３９ 第２のリード導体、 ４０
第２の絶縁被覆、４１ａ、４１ｂ 第２の基板電極、１
１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ 並列電極（対向電極）、
２００ 開閉器本体。

フロントページの続き (72)発明者 田中 義和 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2G025 AA00 AA15 AB07 2G035 AA00 AB08 AD13 AD22

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 単相２線式回路等の２つの導体間の交流
   電圧を測定する容量分圧形の電圧センサにおいて、一方
   の導体と対向電極とが静電結合した第１のコンデンサ
   と、他方の導体と対向電極とが静電結合した第２のコン
   デンサと、上記第１と第２のコンデンサの両対向電極間
   に接続した第１の直列コンデンサと、上記第１の直列コ
   ンデンサの両端電圧を増幅する増幅手段を備えたことを
   特徴とする電圧センサ。
2. 【請求項２】 単相３線式回路、３相３線式回路、また
   は３相４線式回路の交流電圧を測定する容量分圧形の電
   圧センサにおいて、上記単相３線式回路あるいは３相３
   線式回路の３つの導体の各導体毎、または上記３相４線
   式の各相の３つの導体の各導体毎に、その導体と対向電
   極とが静電結合した第１のコンデンサを形成し、この第
   １のコンデンサに第１の直列コンデンサと第２の直列コ
   ンデンサとを順次直列接続してコンデンサ３個の直列体
   を上記各導体毎に構成すると共に、上記各直列体の第２
   の直列コンデンサ側の端部を一体接続した共通接続部
   と、上記各第１の直列コンデンサの両端電圧を各々増幅
   する増幅手段を備えたことを特徴とする電圧センサ。
3. 【請求項３】 単相３線式回路の各線間電圧、または、
   ３相３線式回路の各相間電圧、あるいは３相４線式回路
   の各相間電圧を測定する容量分圧形の電圧センサにおい
   て、上記各線間または上記各相間に請求項１記載の電圧
   センサを各々接続して３組の電圧センサを形成すると共
   に、各第２のコンデンサの対向電極側を一体接続した共
   通接続部を設けたことを特徴とする電圧センサ。
4. 【請求項４】 対向電極を有するコンデンサは、導体と
   上記対向電極間に誘電体を配置して形成、または、上記
   導体の周りに誘電体を配置すると共に、この誘電体の外
   側に上記対向電極を配置して形成したことを特徴とする
   請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電圧セン
   サ。
5. 【請求項５】 対向電極は、この対向電極の少なくとも
   一部を誘電体内に埋め込んで配置したことを特徴とする
   請求項４記載の電圧センサ。
6. 【請求項６】 対向電極を有するコンデンサは、絶縁被
   覆付きのリード線の一方を導体に接続すると共に、上記
   リード線の他方の絶縁被覆の周りに対向電極を配置して
   形成したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれ
   か１項に記載の電圧センサ。
7. 【請求項７】 リード線と対向電極とをプリント基板に
   取り付けたことを特徴とする請求項６記載の電圧セン
   サ。