JP2001159653A - 交流電源接地側検出装置 - Google Patents

交流電源接地側検出装置

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JP2001159653A
JP2001159653A JP2000082807A JP2000082807A JP2001159653A JP 2001159653 A JP2001159653 A JP 2001159653A JP 2000082807 A JP2000082807 A JP 2000082807A JP 2000082807 A JP2000082807 A JP 2000082807A JP 2001159653 A JP2001159653 A JP 2001159653A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電磁波漏洩防止のために、交流電源の接地側
電源ラインを検出する。 【解決手段】 交流電源の接地側ラインを検出するため
の交流電源接地側検出装置であって、交流電源に接続可
能な電源端子8と、電気機器のグランドに接続可能なグ
ランド端子5c,6と、装置1のグランドGNに前記交
流電源と接続された交流ライン7a,7bのいずれか一
方を選択的に接続切替するスイッチング部SW2と、電
磁波を検出するアンテナ部13と、前記装置グランドG
Nと接続された交流ライン7a,7bの違いによる前記
電磁波のレベル差に基づいて交流ライン7a,7bの接
地側・非接地側を判別する判別部18と、を備えてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、交流電源の接地側
を検出するための装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】日本やその他の一定の国・地域において
は、一般家庭用電源並びに、一般オフィスビルの電源は
単相2線式が採用されている。この電源を利用する電気
機器の筺体及びグランドは特別の場合を除き接地されず
に使用されている。特にパーソナルコンピュータにおい
ては、生産が別の国・地域で行われ、輸入されるケース
が多く、これらのものは単相3線式を前提に生産されて
おり、3ピン(以下、3Pともいう)の電源プラグを標
準装備としている。
【0003】しかし、日本などにおいては電源仕様が単
相2線式である為、そのコンセントは2ピン(2P)用
であり電源を機器に供給するにあたり3Pプラグに2P
の変換アダプターを装着し、使用せざるを得ない。従っ
て本来その機器に装備されているグランドラインは浮い
た状態となっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来は、
グランドラインが浮いた状態となっているため、不要電
磁波の漏洩を防止することができなかった。また、交流
電源のラインのうちいずれかは接地されているが、コン
セントのいずれの端子が接地側の端子であるのか、一般
の者には知ることが出来ない。本発明は、上記問題点に
鑑みてなされたものであって、電気機器を電源の接地側
端子に接続して容易に接地できるようにするために、交
流電源の接地側電源ラインを検出する検出装置を提供す
ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記問題点
を解決すべく、以下の技術的手段を講じた。すなわち、
本発明の特徴は、交流電源の接地側のラインを検出する
ための交流電源接地側検出装置であって、交流電源に接
続可能な電源端子と、電気機器(電子機器を含む)のグ
ランドに接続可能なグランド端子と、装置のグランドに
前記交流電源と接続された交流ラインのいずれか一方を
選択的に接続切替するスイッチング部と、電磁波を検出
するアンテナ部と、前記装置グランドと接続された交流
ラインの違いによる前記電磁波のレベル差に基づいて交
流ラインの接地側・非接地側を判別する判別部と、を備
えている点にある。
【0006】また、前記判別部には、前記交流電源から
のノイズの影響を受けない主信号に前記アンテナ部によ
って検出された電磁波信号を印加した信号を与えるのが
好適である。ここで、交流電源からのノイズの影響を受
けない信号としては、例えば、交流電源とは別の電源
(例えば、乾電池)によって生成した信号や、コンデン
サにチャージした電圧によって生成した信号が挙げられ
る。また、本装置は、筺体内部に少なくとも前記判定部
を備えたものであって、前記筺体には、装置の動作に関
連するスイッチが設けられ、当該スイッチの近傍に前記
アンテナ部が配置されているのが好適である。この場
合、電磁波を容易に検出できる。
【0007】さらに、具体的には、前記アンテナ部は、
筺体内部であって、前記スイッチの背面側に設けられて
いるのが好適である。そして、前記スイッチは、前記筺
体内部に設けられた回路基板に対して筺体外部から操作
可能に設けられ、前記アンテナ部は、前記回路基板に形
成されているのが好適である。また、前記スイッチは、
装置の動作に関連したスイッチであれば何でもよいが、
検出開始を前記判別部に指示する検出開始スイッチとす
るのが好適である。
【0008】さらに、前記検出開始スイッチの操作によ
り、主信号が発生するのが好適である。また、前記電源
端子は、コンセントに差し込み可能な2ピンのプラグで
あるのが好ましい。また、電気電子機器の電源プラグを
差込可能なコンセント部を備えた筺体を有しているのが
好ましい。さらに、前記筺体は建築物に取り付けられて
おり、前記電源端子は、当該建築物に設けられた交流電
源配線に接続されているのが好適である。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図1は、交流電源接地側検出装置1
の外観を示しており、筺体2内部に装置回路が配置され
て主構成されている。筺体2a正面には、装置1の動作
に関連したスイッチとしての検出開始スイッチ3と検出
結果表示部4とが設けられている。検出結果表示部4
は、3個の異なる色のLED(緑色LED4G,赤色L
ED4R,黄色LED4Y)からなる。
【0010】また、筺体背面2bには、図2に示すよう
に、3Pのコンセント部5,5,5,5が4個設けられ
ている。コンセント部5は、グランドピンを含む3Pの
電源プラグ(パーソナルコンピュータ等の電気・電子機
器の電源プラグ)を差込可能なものであって、3Pプラ
グの交流ピンが差し込まれる2つの交流端子5a,5b
とグランドピンの差し込まれるグランド端子5cと、を
備えている。また、筺体背面2bには補助グランド端子
6を備えている。この補助グランド端子6は、ノートパ
ソコンなど2Pの電源プラグを有する機器にも対応する
ためのものであり、2Pプラグをコンセント部5に差し
込み、別途、機器のグランドと補助グランド端子6を接
続して使用する。
【0011】さらに、筺体背面2bからは、電源ケーブ
ル7が延設され、図3に示すように、当該ケーブル7の
先端には2Pの電源プラグ(電源端子)8が設けられて
いる。電源プラグ8に接続されているケーブル7の2本
の交流ライン(第1交流ライン7a,第2交流ライン7
b)は、それぞれ各コンセント部5,5,5,5の交流
端子(第1交流端子5a、第2交流端子5b)に接続さ
れている。このように電源プラグ8、電源ケーブル7及
びコンセント部5,5,5,5に至る配線構造は、通常
の移動式コンセント(テーブルタップ;延長ケーブル)
と同一である。
【0012】なお、補助グランド端子6は、各コンセン
ト部5,5,5,5のグランド端子5cとグランドライ
ン9によって接続されている。図4は、装置1の正面側
(背面側は省略)よりの部分の断面図を示しており、こ
の図4に示すように、前記筺体2内部には、メイン回路
基板10とスイッチ回路基板11とが設けられている。
スイッチ回路基板11には、図5に示す回路が形成され
ている。すなわち、検出開始スイッチ3と、検出結果表
示部(LED)4G,4R,4Yと、電気機器から漏洩
する電磁波を検出するためのアンテナ部13と、メイン
回路基板10と接続するための端子14が設けられてい
る。
【0013】スイッチ3と、表示部4G,4R,4Yと
は、基板11の表面11aに取り付けられ、かつ筺体2
の正面外部に露出するように配置されている(図4参
照)。前記アンテナ部13は、スイッチ3の背面側に設
けられることによってスイッチ3近傍に位置しているの
で、電磁波を確実に検出することができる。すなわち、
使用者がスイッチ3を手で操作(押操作)すれば、その
手はスイッチ3に接触し、アンテナ部3にも非常に接近
する。アンテナ部3に人が近づくと、その身体が媒介と
なってアンテナ部は電磁波を検出し易くなる。
【0014】図6に示すように、基板11の裏面11b
には、スイッチ3と表示部4G、4R、4Yと端子14
(a〜f)とを接続する配線が形成され、その配線の周
囲にはアンテナ部13を構成する導体面(アンテナ素
子)が形成されている。図示のようにアンテナ部13は
基板裏面11bの大半を占めている。前記スイッチ3、
表示部4、アンテナ部13は、端子14(a〜g)から
ケーブル15を介して、メイン回路基板10の端子16
に接続されている。図7及び図8は、メイン回路10に
形成された回路を示している。図7に示すように、スイ
ッチ回路11の表示部4及びスイッチ3は、制御部18
に接続されている(図5の符号a〜gは、図7のa〜g
にそれぞれ対応する)。すなわち、配線aは電源Vcc
に接続され、配線b(LED4Y)は抵抗R1を介して
制御部18に接続され、配線c(LED4R)は抵抗R
2を介して制御部18に接続され、配線d(LED4
G)は抵抗R3を介して制御部18に接続され、配線e
(スイッチ3)は制御部18に接続され、配線fはグラ
ンドに接続されている。なお配線eは、スイッチ3が開
のときにHigh信号を、閉じたときにLowレベル信
号を制御部18に与えるべく、抵抗R4を介して電源V
ccに接続されている。
【0015】なお、図7の回路に対応する回路ブロック
図を図9に示しており、図7に加えて図9も参照すると
以下の説明を容易に理解できるであろう。アンテナ部1
3(配線g)は、増幅部19の入力側に接続されてい
る。さらに、増幅部19の入力側には主信号発生部20
が接続されており、増幅部19の入力には、この主信号
発生部20によって発生した主信号Mにアンテナ部13
で検出した電磁波信号を印加した信号が与えられる。増
幅部19によって増幅された信号は増幅信号出力線22
を介して制御部(判定部)18に与えられる。
【0016】前記主信号発生部20は、電気機器からの
電磁波レベルを判別するために、交流電源からのノイズ
の影響を受けない信号を生成するためのものである。こ
こで、電源Vccは交流電源から変圧・整流されて生成
されるので、ノイズの影響を受け易く電磁波レベルを判
別するための基準電位としては誤動作を招きふさわしく
ない。ノイズの影響を受けない信号を得るには、例えば
装置に交流電源とは別途独立した電源(乾電池等)を設
け、その電源から主信号を得ることもできるが、ここで
は、装置の簡素化のため、コンデンサにチャージされた
電圧を使用している。
【0017】すなわち、主信号発生部20は、電源Vc
cと装置1のグランド間に直列接続された抵抗R5とコ
ンデンサC1からなり、主信号はコンデンサC1にチャ
ージされた電圧(4.2V)である。前記増幅部19
は、トランジスタTRで信号を増幅するものであって、
ダイオードD1,D2、コンデンサC3,C4、抵抗R
7,R8,R9を有している。図8は、2Pの電源プラ
グ8側の2つの交流ライン7a,7bを装置1のグラン
ドGNにそれぞれ交互に接続するための回路を主に示し
ている。
【0018】交流ライン7a,7bと装置1のグランド
GNとの間は、第2スイッチング部SW2と抵抗R6を
介して接続され、第2スイッチング部SW2が切り替わ
ることにより、交流ライン7a,7bが交互にグランド
GNに接続される。通常、第2スイッチング部は第2交
流ライン7b側に接続されている。また、第2交流ライ
ン7bを抵抗R10を介してグランドライン9に接続す
るための第1スイッチング部SW1も設けられている。
通常、第1スイッチング部SW1は開状態にある。
【0019】なお、抵抗R6と抵抗R10にはそれぞれ
コンデンサC5とコンデンサC6が並列に接続されてい
る。また、第1及び第2スイッチング部SW1,SW2
はともにリレースイッチによって構成され、開閉・切替
制御は制御部18によって行われる。なお、交流ライン
7a、7bにはトランス24を介して電源回路25が接
続されており、この電源回路25は、交流電源100V
から制御部18などを動作させるための5V直流電圧V
ccとリレースイッチSW1,SW2を動作させるため
の12V直流電圧V12を発生する。
【0020】以下、本装置1の使用方法とその動作を説
明する。まず、電源プラグ8を交流電源(家庭・オフィ
スなどにあるコンセント)に接続し、コンセント部5に
電子機器の3Pプラグを差し込み、電子機器を動作状態
にする。そして、使用者が検出開始スイッチ3を押す
と、装置1が検出を行い、その結果が表示部4に表示さ
れる。検出結果は、次の三種類がある。すなわち、そ
の接続状態でグランドライン9が交流電源の接地側(ニ
ュートラル側)に接続される場合、その接続状態では
グランドライン9が交流電源の非接地側(ホット側)に
接続される場合、検出不能の場合、である。は不要
電磁波の漏洩が検出されなかった場合であり、は不要
電磁波の漏洩が検出された場合である。検出結果の場
合には緑色LED4Gが点灯し、検出結果の場合には
赤色LED4Rが点灯し、検出結果の場合にはLED
4Yが点灯する。
【0021】使用者は検出結果を確認し、結果の場合
にはそのまま使用し、結果の場合には、電源プラグ8
の極を逆にして差し込み直して使用し、結果の場合に
はもう一度検出開始スイッチ3を押して検出を行えばよ
い。次に検出動作の手順を詳細に説明する。まず、検出
開始スイッチ3が押される(ONになると)と、制御部
18に検出開始信号(リセット信号)が与えられ、制御
部18がリセットされる(すなわちスイッチ3はリセッ
トスイッチである)。さらに、制御部18は主信号発生
部20のコンデンサC1にLow信号を与え、このコン
デンサC1をディスチャージし(通常はチャージされて
いる)、コンデンサC1の電位を0Vまで下げる。スイ
ッチ3がOFFになると、再びコンデンサC1にHig
h信号を与えコンデンサC1をチャージアップし、4.
2Vの主信号Mを発生する。
【0022】この主信号Mには、スイッチ3に触れた使
用者の身体を媒介としてアンテナ部13で検出した電磁
波(ノイズ)が印加される(図10の判定部への入力波
形参照)。主信号Mの発生とともに、第2スイッチング
部SW2の切替が開始される。図10に示すように、ア
ンテナ部13によって検出される電磁波は、第2スイッ
チング部SW2がどちらの交流ライン7a,7bと接続
されているかによって異なる。
【0023】すなわち、第2スイッチング部SW2が接
地側の交流ライン7a,7bに接続されている場合に
は、検出される電磁波(ノイズ)が小さくなり、非接地
側の交流ライン7a,7bに接続されている場合には、
検出される電磁波(ノイズ)が大きくなる。したがっ
て、第2スイッチング部SW2を切り替えて、検出され
る電磁波レベルの小さい方の接続状態が接地状態であ
り、検出される電磁波レベルの大きい方の接続状態が非
接地状態であることが判る。これが本発明の接地側検出
の基本原理である。
【0024】主信号Mに電磁波が印加されると、主信号
Mは電磁波ノイズによりリップル信号となり、その脈動
が大きいほどノイズが大きいことになる。図10に示す
例では、第2スイッチング部SW2が第1交流ライン7
aに接続されている間は判定部としての制御部18への
入力信号の脈動が大きく、電磁波レベルが高いことが判
る。また、第2スイッチング部SW2が第2交流ライン
7aに接続されている間は脈動が比較的小さく、電磁波
レベルが低いことが判る。判定部18は、このレベル差
を検出して、ノイズの少ない交流ライン7a,7bが接
地側であり、ノイズの多い交流ライン7a,7bが非接
地側であることが判別できる。ここまでが判別処理であ
る。
【0025】なお、本実施形態における判別部18は、
TTLレベル(1.2V以下の信号が入力された場合に
Lowを出力し、2.5V以上の信号が入力された場合
にHigh信号を出力し、1.2V〜2.5Vの間は出
力が不確定となる)で動作しており、ノイズが多い場合
にはリップル信号が1.2V以下となってLowを検出
し、ノイズが少ない場合にはリップル信号が1.2V以
下とならずにHighを検出して、ノイズ差を判別する
ことができる。そして、接地側と判別された交流ライン
が第2交流ライン7bであれば、第2交流ライン7bは
第2スイッチング部SW2によって通常接続される方の
ラインであるから、そのまま電気・電子機器を使用して
も電磁波の漏洩が少なく、「良い接続状態」といえる。
すなわち、これは先に説明した検出結果であり、第1
スイッチング部SW1をONして第2交流ライン7bと
グランドライン9とを接続するとともに、緑色LED4
Gが点灯する。
【0026】また、接地側と判別された交流ラインが第
1交流ライン7aであれば、第1交流ライン7aは第2
スイッチング部SW2によって通常接続されていないか
ら、第1スイッチング部SW1をONすれば、非接地側
である第2交流ライン7bをグランドライン9と接続す
ることになり、そのまま電気・電子機器を使用すれば不
要電磁波が漏洩し、「悪い接続状態」といえる。すなわ
ち、これは、先に説明した検出結果であり、第1スイ
ッチング部SW1をONすることなく、赤色LED4R
が点灯する。
【0027】また、ノイズレベルなどの都合により、判
別部18がうまく接地側を判別できなかった場合は、先
の検出結果として、黄色LED4Yが点灯する。図1
0の例では、第2交流ライン7b側がノイズが少なく、
接地側であると判別され、スイッチング部SW1がON
し、緑色LED4Gが点灯する。なお、第1交流ライン
7aが接地側であると判別された場合には、制御部18
によって第2スイッチング部SW2を第1交流ライン7
a側に接続維持させるようにしてもよい。この場合、電
源プラグ8が交流電源にどのように接続されていても、
接地側と検出されたラインをグランドライン9に接続す
ることができ、本装置1を自動接地装置として使用する
ことができる。
【0028】図11は、本発明の第2実施形態に係る装
置1を示している。この装置1は、第1実施形態と異な
り、電源ケーブル7が設けられておらず、筺体200の
背面から2つの電源ピン208aが突設されて、住宅や
ビルの壁などに設けられたコンセント210に差し込み
可能なプラグ208を構成している。また、この第2実
施形態では、装置のコンセント部5,5、スイッチ3及
びLED4は、筺体200の正面200aに集中して配
置されている。したがって、本実施形態の装置1は、コ
ンセント210に直接差込できるタイプの分配式コンセ
ントのように使用することができる。
【0029】なお、本実施形態においても、スイッチ回
路基板11がスイッチ3の背面側に設けられている。ま
た、説明を省略した点については第1実施形態と同様で
ある。 図12は、本発明の第3実施形態に係る装置1
を示している。この装置1は、住宅やビル等の建築物の
壁等に埋設され、通常のコンセントのように使用できる
ものである。つまり、筺体300の正面300aに装置
のコンセント部5,5、スイッチ3及びLED4が配置
され、この正面300aが壁Wから露出するように、取
り付けられている。なお、筺体300は、壁から露出す
る正面部分があれば足り、装置1の回路基板などを全て
覆う必要はない。また、装置1の電源端子は、建築物の
配線施工時等に建物の交流電源配線310と接続されて
いる。なお、本実施形態において説明を省略した点につ
いては、第1及び第2実施形態と同様である。
【0030】本発明は、上記実施の形態に限定されるも
のではない。例えば、判別部は、TTLレベルで判別す
る必要はなく、例えば、電磁波信号の印加された主信号
をコンパレータによって一の基準電圧と比較するように
してもよい。また、上記実施形態では、アンテナ部13
を、スイッチ基板11の裏面に設けたアンテナ素子によ
って構成したが、このような独立したアンテナ素子が無
くとも回路自体がノイズを拾うことができるので、本発
明においてアンテナ素子を別途設けることは必須ではな
く、回路自体がアンテナ部としての役割を果たす場合に
は、アンテナ素子を省略することができる。回路配線は
それ自体ノイズを拾うアンテナ部の役割を有しているか
らである。なお、別途アンテナ素子があれば検出精度が
上がるので好適である。
【0031】また、コンセント部5の数は、少なくとも
1個以上であればよいが複数個が好適である。また、本
装置1は電磁波漏洩防止の目的以外に、接地による感電
防止にも使用することができる。また、接地されること
による電気電子機器の安定した動作確保にも役立つ。さ
らに、本装置1は、コンピュータだけでなく、テレビ、
ビデオ等の映像機器、オーディオ等の音響機器、安定し
た動作が要求される医療機器等の電源コンセントとして
広く利用できる。
【0032】
【発明の効果】以上本発明によれば、機器から発生する
電磁波をアンテナ部で検出して、電磁波のレベルの低い
方を接地側と判別することにより、容易に交流電源の接
地側を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る交流電源接地側検出装置の斜視図
である。
【図2】検出装置の背面図である。
【図3】検出装置の回路構成概略図である。
【図4】検出装置の正面側の側断面図である。
【図5】スイッチ回路基板の回路図である。
【図6】スイッチ回路基板の背面図である。
【図7】メイン回路基板に形成された回路の一部を示す
図である。
【図8】メイン回路基板に形成された回路の他の一部を
示す図である。
【図9】電磁波を検出する回路構成を示すブロック図で
ある。
【図10】装置の動作を示す波形図である。
【図11】本発明の第2実施形態に係る交流電源接地側
検出装置を示す斜視図である。
【図12】本発明の第3実施形態に係る交流電源接地側
検出装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 交流電源接地側検出装置 2 筺体 3 検出開始スイッチ 4 LED 5 コンセント部 5c グランド端子 6 補助グランド端子 7 電源ケーブル(電源端子) 7a 第1交流ライン 7b 第2交流ライン 8 (2P)電源プラグ 9 グランドライン 11 (スイッチ)回路基板 13 アンテナ部 18 制御部 20 主信号発生部 M 主信号 SW2 (第2)スイッチング部

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流電源の接地側のラインを検出するた
    めの交流電源接地側検出装置であって、 交流電源に接続可能な電源端子(8)と、 電気電子機器のグランドに接続可能なグランド端子(5
    c,6)と、 装置のグランド(GN)に前記交流電源と接続された交
    流ライン(7a,7b)のいずれか一方を選択的に接続
    切替するスイッチング部(SW2)と、 電磁波を検出するアンテナ部(13)と、 前記装置グランドと接続された交流ライン(7a,7
    b)の違いによる前記電磁波のレベル差に基づいて交流
    ライン(7a,7b)の接地側・非接地側を判別する判
    別部(18)と、 を備えていることを特徴とする交流電源接地側検出装
    置。
  2. 【請求項2】 前記判別部(18)には、前記交流電源
    からのノイズの影響を受けない主信号(M)に前記アン
    テナ部(13)によって検出された電磁波信号を印加し
    た信号が与えられることを特徴とする請求項1記載の交
    流電源接地側検出装置。
  3. 【請求項3】 筺体(2)内部に少なくとも前記判定部
    (18)を備えた請求項1又は2に記載の交流電源接地
    側検出装置であって、 前記筺体(2)には、装置の動作に関連するスイッチ
    (3)が設けられ、 当該スイッチ(3)の近傍に前記アンテナ部(13)が
    配置されている。
  4. 【請求項4】 前記アンテナ部(13)は、筺体(2)
    内部であって、前記スイッチ(3)の背面側に設けられ
    ていることを特徴とする請求項3記載の交流電源接地側
    検出装置。
  5. 【請求項5】 前記スイッチ(3)は、前記筺体(2)
    内部に設けられた回路基板(11)に対して筺体(2)
    外部から操作可能に設けられ、前記アンテナ部(13)
    は、前記回路基板(11)に形成されていることを特徴
    とする請求項3又は4記載の交流電源接地側検出装置。
  6. 【請求項6】 前記スイッチ(3)は、検出開始を前記
    判別部(18)に指示する検出開始スイッチであること
    を特徴とする請求項3〜5のいずれかに記載の交流電源
    接地側検出装置。
  7. 【請求項7】 前記検出開始スイッチ(3)の操作によ
    り、主信号(M)が発生することを特徴とする請求項6
    記載の交流電源接地側検出装置。
  8. 【請求項8】 前記電源端子は、コンセントに差し込み
    可能な2ピンのプラグであることを特徴とする請求項1
    記載の交流電源接地側検出装置。
  9. 【請求項9】 電気電子機器の電源プラグを差込可能な
    コンセント部(5)を備えた筺体(2,200,30
    0)を有していることを特徴とする請求項1記載の交流
    電源接地側検出装置。
  10. 【請求項10】 前記筺体(300)は建築物に取り付
    けられており、前記電源端子は、当該建築物に設けられ
    た交流電源配線(310)に接続されていることを特徴
    とする請求項9記載の交流電源接地側検出装置。
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KR100407770B1 (ko) * 2000-08-31 2003-12-01 장기권 전자파를 흡수, 제거하는 접지 확인 콘세트
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