JP2001221813A - 非接触電圧測定装置および非接触電圧測定方法 - Google Patents

非接触電圧測定装置および非接触電圧測定方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 絶縁材で被覆された被測定導体の電圧を、精
度良く、非接触で測定することが可能な非接触電圧測定
装置および非接触電圧測定方法を提供すること。 【解決手段】 本発明に係る非接触電圧測定装置は、被
測定導体を被覆している絶縁材を加熱し、絶縁材の温度
を所定温度にする加熱手段6と、加熱手段6で加熱され
た絶縁材上から被測定導体の電位を測定する電位測定手
段1、2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、絶縁材で被覆され
た被測定導体の印加電圧を測定する非接触電圧測定装置
および非接触電圧測定方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】導体に接することなく被測定導体の電圧
を測定する非接触電圧測定の手法としては、従来様々な
手法のものが提案されている。例えば、特開平10−3
39754号公報に示された従来の表面電位検出装置で
は、被測定導体が露出した状態で、この被測定導体と所
定距離へだてて音叉の一片に固定された検出電極を配置
し、音叉を振動させることにより、検出電極と被測定導
体との距離を変化させて、検出電極に帯電される電荷量
の変位を検出する(被測定導体の電位を検出する)よう
にしている。
【0003】しかしながら、上記特開平10−3397
54号公報に記載された方法等の従来の手法では、被測
定導体が露出した状態での測定には適しているが、ケー
ブル等、被測定導体が絶縁材で被覆されている状態での
測定では、ケーブル周囲の環境の影響や被測定導体に印
加された電圧に応じて絶縁材表面が帯電するため、被測
定導体の電位のみを精度良く測定できなかった。
【0004】そこで、ケーブル周囲の環境の影響や被測
定導体に印加された電圧に応じて発生する絶縁材表面の
帯電等の静電気を除去するために、絶縁材表面をアルコ
ール等の溶剤で濡らした後に被測定導体を測定する手法
が用いられていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の非
接触電圧測定装置では、アルコール等の溶剤で絶縁材表
面を濡らすことで、絶縁材で被覆された被測定導体の電
圧を一時的に測定することは可能であるが、溶剤の乾燥
等により、絶縁材表面に安定した、かつ一定の溶剤を塗
布することができないので、被測定導体の電位を安定し
て測定できないという問題点があった。また溶剤を塗布
するための装置を新たに設けると、装置が大型化、複雑
化するという問題点があった。
【0006】なお、絶縁材を除去して被測定導体に接触
できれば、テスター等により、被測定導体の電位を安定
して測定することも可能であるが、絶縁材を破壊しなけ
れば被測定導体の測定ができないという問題点があっ
た。
【0007】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、絶縁材で被覆された被測定導体の電圧
を、精度良く、非接触で測定することが可能な非接触電
圧測定装置および非接触電圧測定方法を提供することを
目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係る非接触電圧
測定装置は、被測定導体を被覆している絶縁材を加熱
し、上記絶縁材の温度を所定温度にする加熱手段と、上
記加熱手段で加熱された絶縁材上から上記被測定導体の
電位を測定する電位測定手段とを備えたものである。
【0009】また、加熱手段が、絶縁材の表面温度を4
5〜100℃にするようにしてもよい。
【0010】また、電位測定手段が、被測定導体の表面
電位を検出する電圧検出電極部を有し、この電圧検出電
極部の位置を移動させる移動手段を設けるようにしても
よい。
【0011】また、電圧測定時に、被測定導体を被覆す
る絶縁材の一側面を遮蔽するシールド手段を備えるよう
にしてもよい。
【0012】また、本発明による非接触電圧測定方法
は、被測定導体を被覆している絶縁材を加熱して上記絶
縁材の温度を所定温度にし、この加熱された絶縁材上か
ら上記被測定導体の電位を測定するものである。
【0013】さらに、絶縁材の表面温度を45〜100
℃にするようにしてもよい。
【0014】
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1はこの実施の
形態1による非接触電圧測定装置の構成を示す概略斜視
図である。図2は図1に示した非接触電圧測定装置を構
成する各部分及び被測定導体である被測定電線の関係を
示した概略模式図である。図3は図1に示した非接触電
圧装置に被測定導体である被測定電線を装着した場合を
示す概略斜視図である。
【0015】図において、1は電圧検出電極部、2は電
圧検出回路部、3は表面電位検出装置(電位測定手
段)、4は被測定導体である被測定電線(ケーブル)、
5は絶縁材で被測定導体4を被覆している絶縁被覆、6
は加熱処理部(加熱手段)である赤外線照射素子、7は
温度センサ、8は温度制御部、9はシールド板、10は
電圧検出電極移動部、11は非接触電圧測定装置、12
は被測定電線固定治具である。
【0016】被測定電線4を被覆する絶縁被覆5として
は、ビニル、EPゴム、架橋ポリエチレン、耐熱ビニ
ル、ハイパロン等が挙げられるが、なかでも、例えば、
KHD社製の器具用単身ビニルコード(VSF)材料等
に代表されるビニルでは、絶縁被覆5の温度が45〜1
00℃の範囲でも精度良く(100V印加で誤差5%以
内)被測定導体の電圧を測定することが可能であり、本
発明の手法を適用するのに、より適している。
【0017】次に動作について説明する。図3に示すよ
うに、絶縁被覆5により被覆された被測定電線4を被測
定電線固定治具12のV型溝部に装着した後、シールド
板9を被測定電線4にかぶせる。なお、このシールド板
9は電圧検出回路部2のアースに接続されており、この
シールド板9により、外来ノイズの影響が抑制されるよ
うになっている。図3には、被測定電線4の上面と側面
の1部を覆う平板折り曲げ構造のシールド板9について
のみ示したが、被測定電線4の全周を覆う構造にしても
よい。
【0018】一方、電圧検出電極部1の加熱処理時の昇
温を防止するために、測定前には、電圧検出電極移動部
10により電圧検出電極部1を下降しておく。(電圧検
出電極部1は矢印A方向に移動可能である)。その後、
被測定電線4の加熱処理を赤外線照射素子6により開始
する。図1には赤外線照射素子6を6つ設置している
が、1つでも複数個でもよい。またV型溝部の片側のみ
に設置し、片側から加熱する構成にしてもよい。
【0019】この加熱処理により絶縁被覆5が設定温度
(45〜100℃程度)に達したことを温度センサ7が
検知したら、加熱処理を中止する。そして、電圧検出電
極移動部10により電圧検出電極部1をV型溝部の底面
である測定位置まで上昇させ、被測定電線4の印加電圧
を表面電位検出装置3により測定する。
【0020】このように絶縁被覆5を加熱した状態で、
被測定電線4の印加電圧を検出する理由について説明す
る。絶縁抵抗の高い絶縁被覆5をもつ被測定電線4に直
流電圧を印可すると、導体電位と絶縁被覆の帯電間で電
位が相殺される。この状態で被測定電線4の電位を表面
電位検出装置3で測定すると、誤った電位が測定される
ことになる。
【0021】それに対して、絶縁被覆5を加熱処理部6
により所定温度まで温めると、絶縁被覆5に自由電子が
生じ、絶縁被覆表面の電荷を移動、減少させる。これは
絶縁物の体積抵抗率は、温度の上昇で減少する性質があ
るためで、漏れ電流となる。したがって、昇温後に測定
を行うと、被測定電線4の導体電位の測定が正しく行え
ることになる。
【0022】上記絶縁被覆表面の電荷を移動、減少させ
るために必要な温度は、絶縁被覆5の材質により変動す
るが、一般には、45〜100℃、好ましくは、60〜
100℃に設定するのがよい。図4からもわかるよう
に、温度を60〜100℃にした場合には、ほとんどの
材質の絶縁被覆5に対して、電圧値を精度良く測定する
ことができる。
【0023】図4は、測定電圧の精度と絶縁被覆の温度
との関係を示す図である。なお、ケーブルとしては、L
MFC(6600V難燃可とう性架橋ポリエチレン絶縁
電線:三和電線工業)と、HKIV(600V電機機器
用耐熱ビニル電線:太陽電線)とを用いた。図からわか
るように、温度を60〜100℃にした場合には、上記
各々のケーブルに対して、5%以内の測定誤差で電圧値
を測定することができる。
【0024】図5は被測定電線4への印加電圧と表面電
位検出装置3で検出された計測電圧との関係を示す図で
ある。なお、図5では、横軸は印加電圧(V)、縦軸は
計測電圧(V)を示したおり、温度60〜100℃にお
ける測定データを示したものである。図からわかるよう
に、温度60〜100℃では、200(V)前後まで、
ほとんど誤差なく被測定電線4の電位を測定できること
がわかる。
【0025】また、この実施の形態では、加熱処理部に
赤外線照射素子を用いているが、これは特に限定するも
のではなく、熱風吹付け、電磁誘導加熱、電熱線等によ
り被測定電線の昇温を行う等、被測定電線の温度を上げ
られるものであればよい。
【0026】図6はこの実施の形態1における他の非接
触電圧測定装置の構成を示す概略斜視図である。図にお
いて、9a、9bは被測定電線固定治具12、被測定電
線固定治具13内の治具外周に沿って配置したシールド
板、13はV型溝部を有した被測定電線固定治具で、こ
の被測定電線固定治具内には、矢印A方向に移動可能な
電圧検出電極部1を含む表面電位検出装置3、及び電圧
検出電極移動部10が設けられている。一方、被測定電
線固定治具12内には、温度制御部8が設けられてい
る。
【0027】なお、動作については、被測定電線固定治
具12、13で被測定電線4を挟み込むこと以外は図1
に示した非接触電圧測定装置と同じであるので説明は省
略する。
【0028】図6に示した非接触電圧測定装置では、シ
ールド板9を被測定電線固定治具12、13内の治具外
周に沿って設置したが、治具内に収めずに治具の外側に
設置してもよい。
【0029】なお、この実施の形態では、電圧検出電極
移動部10により電圧検出電極部1を移動したが、加熱
処理時、昇温の影響を受けない測定位置に電圧検出電極
部1を設置できれば、特に電圧検出電極移動部10を設
けなくともよい。
【0030】この実施の形態では、加熱手段により、被
測定導体を被覆している絶縁材を加熱し、この絶縁材の
表面温度を所定温度にした状態で、電位測定手段により
被測定導体の電位を測定するようにしているので、絶縁
材で被覆されている被測定導体の電位を、非接触で、か
つ絶縁材を介した状態で精度良く測定できる。
【0031】実施の形態2.実施の形態1では、温度セ
ンサにより、絶縁被覆が所定温度になるように加熱処理
を制御するようにしていたが、この実施の形態2では、
加熱処理時間管理部を設けて加熱処理時間を管理するこ
とにより、絶縁被覆が所定温度になるようにしたもので
ある。
【0032】図7はこの実施の形態2の非接触電圧測定
装置を構成する各部分及び被測定導体である被測定電線
の関係を示した概略模式図である。図において、7aは
加熱処理時間管理部(タイマー)である。なお、この実
施の形態2は、実施の形態1の温度センサ7を加熱処理
時間管理部(タイマー)7aに置き換えた以外は同じで
あるので他の説明は省略する。
【0033】次に、動作について説明する。測定前に、
加熱処理手段別に、絶縁被覆(被測定導体)の加熱時間
−温度特性を予め把握しておき、絶縁材が所定温度にな
るのに必要な加熱時間を予め把握しておく。そして、加
熱開始後の加熱処理時間を加熱処理時間管理部(タイマ
ー)7aにおいて測定し、絶縁被覆(被測定導体)に応
じて定められた一定時間経過後、加熱処理を中止し、表
面電位検出装置3により、被測定導体の印加電圧を測定
する。
【0034】この実施の形態では、実施の形態1の温度
センサに代えて加熱処理時間管理部(タイマー)を設
け、この加熱処理時間管理部により、絶縁材が所定温度
になるように設定しているので、実施の形態1の効果に
加えて、装置を簡略化することができる。
【0035】実施の形態3.図8はこの実施の形態3に
よる非接触電圧測定装置を構成する各部分及び被測定導
体である被測定電線の関係を示した概略模式図である。
図において、14は直流カットコンデンサ、15はAC
/DC変換部、16は交流電圧表示器、17は直流電圧
表示器である。この実施の形態3は、実施の形態2に交
流電圧測定部を加え、直流、交流を分けて表示する機能
を備えたものである。
【0036】直流、交流を分けて測定し、表示する機能
を備えたことにより、被測定導体に印可された電圧が直
流、交流いずれの場合においても精度良く検出できる効
果がある。
【0037】また、この実施の形態3においては、加熱
処理時間管理部(タイマー)8を用いているが、実施の
形態1のように温度センサ7を用いるようにしてもよ
い。
【0038】
【発明の効果】本発明に係る非接触電圧測定装置は、被
測定導体を被覆している絶縁材を加熱し、上記絶縁材の
表面温度を所定温度にする加熱手段と、上記加熱手段で
加熱された絶縁材上から上記被測定導体の電位を測定す
る電位測定手段とを備えているので、絶縁材で被覆され
ている被測定導体の電位を精度よく測定することができ
る。
【0039】また、加熱手段が、絶縁材の表面温度を4
5〜100℃にする場合には、絶縁材で被覆されている
被測定導体の電位を精度よく測定することができる。
【0040】また、電位測定手段が、被測定導体の表面
電位を検出する電圧検出電極部を有し、この電圧検出電
極部の位置を移動させる移動手段を設けた場合には、加
熱処理によって電圧検出電極部が昇温するのを防止する
ことができる。
【0041】さらに、電圧測定時に、被測定導体を被覆
する絶縁材の一側面を遮蔽するシールド手段を備えた場
合には、外来ノイズの影響が抑制することができ、より
正確な測定をすることができる。
【0042】また、本発明に係る非接触電圧測定方法
は、被測定導体を被覆している絶縁材を加熱して上記絶
縁材の温度を所定温度にし、この加熱された絶縁材上か
ら上記被測定導体の電位を測定するので、絶縁材で被覆
されている被測定導体の電位を精度よく測定することが
できる。
【0043】さらに、絶縁材の表面温度を45〜100
℃にするので、絶縁材で被覆されている被測定導体の電
位を精度よく測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1による非接触電圧測定
装置の構成を示す概略図である。
【図2】 図1に示した非接触電圧測定装置及び被測定
電線の関係を示した概略模式図である。
【図3】 図1に示した非接触電圧装置に被測定導体で
ある被測定電線を装着した場合を示す概略図である。
【図4】 測定電圧の精度と絶縁被覆の温度との関係を
示す図である。
【図5】 被測定電線への印加電圧と表面電位検出装置
で検出された計測電圧との関係を示す図である。
【図6】 本発明の実施の形態1による他の非接触電圧
測定装置の構成を示す概略図である。
【図7】 本発明の実施の形態2による非接触電圧測定
装置及び被測定電線の関係を示した概略模式図である。
【図8】 本発明の実施の形態3による非接触電圧測定
装置及び被測定電線の関係を示した概略模式図である。
【符号の説明】
1 電圧検出電極部 2 電圧検出回路
部 3 表面電位検出装置 4 被測定電線 5 絶縁被覆 6 加熱処理部 7 温度センサ 7a 加熱処理時間
管理部 8 温度制御部 9、9a、9b シ
ールド板 10 電圧検出電極移動部 11 非接触電圧
測定装置 12被測定電線固定治具 13 被測定電線
固定治具 14 直流カットコンデンサ 15 AC/DC
変換部 16 交流電圧表示器 17 直流電圧表
示器

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被測定導体を被覆している絶縁材を加熱
    し、上記絶縁材の温度を所定温度にする加熱手段と、上
    記加熱手段で加熱された絶縁材上から上記被測定導体の
    電位を測定する電位測定手段とを備えたことを特徴とす
    る非接触電圧測定装置。
  2. 【請求項2】 加熱手段は、絶縁材の表面温度を45〜
    100℃にすることを特徴とする請求項1記載の非接触
    電圧測定装置。
  3. 【請求項3】 電位測定手段は、被測定導体の表面電位
    を検出する電圧検出電極部を有し、この電圧検出電極部
    の位置を移動させる移動手段を設けたことを特徴とする
    請求項1記載の非接触電圧測定装置。
  4. 【請求項4】 電圧測定時に、被測定導体を被覆する絶
    縁材の一側面を遮蔽するシールド手段を備えたことを特
    徴とする請求項1記載の非接触電圧測定装置。
  5. 【請求項5】 被測定導体を被覆している絶縁材を加熱
    して上記絶縁材の温度を所定温度にし、この加熱された
    絶縁材上から上記被測定導体の電位を測定することを特
    徴とする非接触電圧測定方法。
  6. 【請求項6】 絶縁材の表面温度を45〜100℃にす
    ることを特徴とする請求項5記載の非接触電圧測定方
    法。
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CN115616302A (zh) * 2022-09-27 2023-01-17 国网江苏省电力有限公司南通供电分公司 一种直流导线绝缘层电荷电势聚集与检测方法及装置

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