JP2002040079A - 漏電計 - Google Patents

漏電計

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JP2002040079A JP2000227180A JP2000227180A JP2002040079A JP 2002040079 A JP2002040079 A JP 2002040079A JP 2000227180 A JP2000227180 A JP 2000227180A JP 2000227180 A JP2000227180 A JP 2000227180A JP 2002040079 A JP2002040079 A JP 2002040079A
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昭二 楠井
Kazuaki Nakanishi
和明 中西
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  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】活線状態の電力線ケーブルを把握式の零相変流
器で被覆の上から非接触で電圧を検出しても電流，電圧
別々に測定する不便さと，更に電圧測定は静電容量を介
するので電圧検出導体の近接位置の変化による位相誤差
が問題である。 【解決手段】第一に電圧検出導体Ｐを半円筒状の薄い導
板としこれをこの変流器ＺＣＴの内面片側に張り付けた
変流器構造とし，ケーブルを把握するのみで電流も電圧
も同時に検出できる一体化した構造とした。第二に電圧
検出導体と電力線１，２との間の静電容量は反転増幅器
の直接入力インピーダンスとせしめ，従ってこの反転増
幅器の出力電圧は９０度進むのでミラー積分器による９
０度遅れ位相器を設けた。さらにミラー積分器は位相精
度が極めて良いが直流ドリフトの影響があるのでコンデ
ンサと抵抗による等価インダクタンスで負帰還し高安定
化した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，公知の漏電検出器にお
ける零相変流器出力のうち，電力線の電圧と同相成分電
流を非接触で検出し，漏れ電流の中から抵抗成分に起因
する電流のみを検出する実効漏電計を提供するものであ
り，これにより容量性漏れ電流を含まない純粋の絶縁抵
抗を測定管理することができる。したがって家庭や工場
等における電源を切らない絶縁抵抗管理システムに広く
利用できる。
【０００２】
【従来の技術】従来の漏電計は零相変流器の出力をその
まま増幅し，位相とは無関係の漏洩電流を測定していた
ので，純粋な絶縁抵抗による漏れ電流が得られず誤差が
あった。そこで電力線の電圧位相を基準にした同相成分
電流を得て純粋な抵抗成分の電流を測定するには，電力
線の電圧も導線接続により検出せざるをえない。この接
続作業は大変非能率かつ危険であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は，非能率かつ
危険な導線接続作業を不要にしかつ活線状態の電力線ケ
ーブルを把握式の零相変流器で把握するだけで，つまり
完全な非接触方式の実効漏電計を実現するには，別途電
力線（２芯，３芯ケーブル，コード等）の被覆の上から
非接触で電圧を検出する必要があった。しかしこれでも
電流，電圧別々に測定する不便さと，更に電圧測定は静
電容量を介するので電圧検出導体の近接位置の変化によ
る位相誤差が問題である。これを解決するには，人手に
よる実際上の操作としては把握式変流器の操作のみとす
る特別の構造の変流器と，電圧位相検出誤差の無い安定
した特別な増幅器等よりなる回路が必要である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は第一に非接触電
圧機能を把握変流器に持たせるため，電圧検出導体を半
円筒状の薄い導板としこれをこの変流器の内面片側に張
り付けた変流器構造とし，ケーブルを把握するのみで電
流も電圧も同時に検出できる一体化した構造とした。第
二に上記導板とケーブルの位置により検出電圧の位相が
変化せずかつ電力線電圧と完全に同相の出力電圧が得ら
れるようにするため，電圧検出導体と電力線との間の静
電容量は反転増幅器の直接入力インピーダンスとせし
め，従ってこの反転増幅器の出力電圧は９０度進むので
ミラー積分器による９０度遅れ位相器を設けた。さらに
ミラー積分器は位相精度が極めて良いが直流ドリフトの
影響があるのでコンデンサと抵抗による等価インダクタ
ンスで負帰還し高安定化した。
【０００５】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例を示す回
路説明図である。ケーブルの導線電流I<sub>１</sub>,I
<sub>２</sub>の差電流I<sub>g</sub>が漏洩電流であ
り，これは零相変流器ZCTの２次コイルNよりi<sub>g</s
ub>として検出され増幅器Aで増幅され電圧ｅ<sub>ｉ</s
ub>となる。電圧Ｖは近接の検出導体Ｐにより静電容量
結合によって検出され位相増幅器Ｋで増幅される。その
出力でｅiを同期整流器または乗算器Ｍによってその同
相成分出力e<sub>m</sub>を得てＦで平滑し表示器Ｄで
表示され，これは図１のベクトル図に示すように実効成
分ＩRに相当する。いま電源電圧，漏洩電流をそれぞれ
【数１】
(1)
【数２】
(2) とし漏洩電流は分布容量等のため位相角φだけ進んでい
るものとすると，Ｍを同期整流器とすればその出力は，
図の波形に示すようにVが正の時だけI<sub>g</sub>が図
の斜線で示される部分として通過する。したがって一周
期に亙る平均値はθ＝ωtとおいて
【数３】 (３) となり，Mの出力e<sub>m</sub>は図１のベクトル図に示
す実効成分IRに比例する。なお同期整流器Ｍは電子スイ
ッチによる最も一般的な方法でもよいし，乗算器による
等価的な同期整流器でもよい。この場合は電力測定の原
理により
【数４】 となりやはり電流の実効成分が得られる。Vは安定回路
により一定にすればよい。e<sub>m</sub>はフィルタFで
平滑され測定表示器Dで実効漏洩電流が表示される。な
お図１右下に電圧V，漏洩電流I<sub>g</sub> ，その容
量成分電流I<sub>c</sub>，実効成分電流 I<sub> R</su
b>等のベクトル関係を示す。図２は本発明の把握ＺＣＴ
の構造図である。図１の近接検出導体Ｐを把握ＺＣＴと
一体化するため，図２のように半円筒状の検出用内面導
板を把握ＺＣＴの片側内面に取付ける。このような
一体化構造にすれば，把握ＺＣＴでケーブルを把握する
と同時に導線電圧も静電結合により検出できることにな
る。なおは検出用内面導板をＺＣＴに装着するための
止め板，は前記内面導板に接続された電圧検出リード
線，はＺＣＴコイルのリード線である。図３は電圧検
出の説明図である。２芯ケーブルの例を示す。 １，２
はそれぞれ非接地側および接地側の導線である。Ｃ<sub
>1</sub>は導線１と検出導体Ｐ（即ち図２の検出用内面
導板）との間の静電容量，Ｃ<sub>２</sub>は検出導
体ＰとＺＣＴコイルとの間の静電容量であるがＺＣＴコ
イルは電子回路のコモン（アース）に繋がっているので
計器を人が持っていれば大地に対する静電容量と考えて
もよい。同様にＣ<sub>３</sub>は導線１と電子回路コ
モンおよび導線２との間の静電容量である。Ｃ<sub>３<
/sub>は電源側，Ｃ<sub>２</sub>は反転増幅器K<sub>1<
/sub>入力側に並列接続されるのみでＣ<sub>１</sub>か
らの検出電流に対して影響しない。すなわち検出入力電
流IPは電源電圧をVとすれば
【数５】 (4) となり，電圧に対し位相が90度進んでいる。そこで図３
に示すように90度遅れ位相器Phを設け全体として位相増
幅器Ｋを構成すれば，その出力は電圧と同相になる。電
子回路の直流補助電源は電池で構成し携帯用計器とす
る。上記位相器Phはオペアンプの出力より入力にコンデ
ンサで負帰還した所謂ミラー積分器であるが，直流的に
安定化させるため直列接続された２個の高抵抗を同様に
負帰還しその接続点よりコンデンサでアースした低域フ
ィルタ帰還とし，等価インダクタンス帰還とする。この
ようなに反転増幅器K1と９０度遅れ位相器Phを含む位相
増幅器Kにより正確に電力線電圧と同相の信号電圧を得
てZCT出力信号を同期整流し，その出力より実効漏洩電
流を測定することができる。
【０００６】
【発明の効果】以上のように本発明によれば，電圧検出
部を一体化した把握ＺＣＴを電力線ケーブルに把握させ
るのみで，電圧接続作業の無いつまり一回の把握操作を
可能とする簡便な実効漏電計を構成でき，配電設備等の
容量性電流の影響を受けない正確な絶縁抵抗管理ができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す回路説明図
【図２】本発明の把握ＺＣＴの構造図
【図３】電圧検出の説明図
【符号の説明】
１，２ 電力線の導線 Ｖ 電力線の電圧 I<sub>1</sub>，I<sub>2</sub> 電力線の電流 I<sub>g</sub> 漏洩電流 G アース ZCT 零相変流器 N コイル i<sub>g</sub> ZCT出力電流 e<sub>i</sub> Aの出力電圧 P 電圧検出導体 K，A 増幅器 M 同期整流器 e<sub>m</sub> Mの出力電圧 F フィルタ D 測定表示器 I<sub>c</sub> 容量成分電流 I<sub>R</sub> 抵抗成分（実効）電流 φ 位相角 把握ZCT 検出用内面導板 止め板 電圧検出リード線 ZCTコイルのリード線 C<sub>1</sub> 導線１と電圧検出導体Pとの間の静電
容量 C<sub>2</sub> PとZCTコイル間静電容量 C<sub>3</sub> 導線１と電子回路コモンおよび導線２と
の間の静電容量 K<sub>1</sub> 反転増幅器 Ph ９０度遅れ位相器
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１２年１２月１日（２０００．１２．
１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の詳細な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の詳細な説明】
【数２】 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１３年１月９日（２００１．１．９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例を示す回
路説明図である。ケーブルの導線電流I&#60;sub&#62;１
&#60;/sub&#62;,I&#60;sub&#62;２&#60;/sub&#62;の差
電流I&#60;sub&#62;g&#60;/sub&#62;が漏洩電流であ
り，これは零相変流器ZCTの２次コイルNよりi&#60;sub&
#62;g&#60;/sub&#62;として検出され増幅器Aで増幅され
電圧ｅ&#60;sub&#62;ｉ&#60;/sub&#62;となる。電圧Ｖ
は近接の検出導体Ｐにより静電容量結合によって検出さ
れ位相増幅器Ｋで増幅される。その出力でｅiを同期整
流器または乗算器Ｍによってその同相成分出力e&#60;su
b&#62;m&#60;/sub&#62;を得てＦで平滑し表示器Ｄで表
示され，これは図１のベクトル図に示すように実効成分
ＩRに相当する。いま電源電圧，漏洩電流をそれぞれ
【数１】
(1) <IMG SRC="明001.gif">
【数２】
(2) <IMG SRC="明002.gif"> とし漏洩電流は分布容量等のため位相角φだけ進んでい
るものとすると，Ｍを同期整流器とすればその出力は，
図の波形に示すようにVが正の時だけI&#60;sub&#62;g&#
60;/sub&#62;が図の斜線で示される部分として通過す
る。したがって一周期に亙る平均値はθ＝ωtとおいて
【数３】 (３) <IMG SRC="明003.gif">となり，Mの出力e&#60;sub&#62;
m&#60;/sub&#62;は図１のベクトル図に示す実効成分IR
に比例する。なお同期整流器Ｍは電子スイッチによる最
も一般的な方法でもよいし，乗算器による等価的な同期
整流器でもよい。この場合は電力測定の原理により
【数４】<IMG SRC="明004.gif"> となりやはり電流の実効成分が得られる。Vは安定回路
により一定にすればよい。e&#60;sub&#62;m&#60;/sub&#
62;はフィルタFで平滑され測定表示器Dで実効漏洩電流
が表示される。なお図１右下に電圧V，漏洩電流I&#60;s
ub&#62;g&#60;/sub&#62; ，その容量成分電流I&#60;sub
&#62;c&#60;/sub&#62;，実効成分電流 I&#60;sub&#62;
R&#60;/sub&#62;等のベクトル関係を示す。図２は本発
明の把握ＺＣＴの構造図である。図１の近接検出導体Ｐ
を把握ＺＣＴと一体化するため，図２のように半円筒状
の検出用内面導板を把握ＺＣＴの片側内面に取付け
る。このような一体化構造にすれば，把握ＺＣＴでケー
ブルを把握すると同時に導線電圧も静電結合により検出
できることになる。なおは検出用内面導板をＺＣＴに
装着するための止め板，は前記内面導板に接続された
電圧検出リード線，はＺＣＴコイルのリード線であ
る。図３は電圧検出の説明図である。２芯ケーブルの例
を示す。 １，２はそれぞれ非接地側および接地側の導
線である。Ｃ&#60;sub&#62;1&#60;/sub&#62;は導線１と
検出導体Ｐ（即ち図２の検出用内面導板）との間の静
電容量，Ｃ&#60;sub&#62;２&#60;/sub&#62;は検出導体
ＰとＺＣＴコイルとの間の静電容量であるがＺＣＴコイ
ルは電子回路のコモン（アース）に繋がっているので計
器を人が持っていれば大地に対する静電容量と考えても
よい。同様にＣ&#60;sub&#62;３&#60;/sub&#62;は導線
１と電子回路コモンおよび導線２との間の静電容量であ
る。Ｃ&#60;sub&#62;３&#60;/sub&#62;は電源側，Ｃ&#6
0;sub&#62;２&#60;/sub&#62;は反転増幅器K&#60;sub&#6
2;1&#60;/sub&#62;入力側に並列接続されるのみでＣ&#6
0;sub&#62;１&#60;/sub&#62;からの検出電流に対して影
響しない。すなわち検出入力電流IPは電源電圧をVとす
れば
【数５】 (4) <IMG SRC="明005.gif">となり，電圧に対し位相が90度
進んでいる。そこで図３に示すように90度遅れ位相器Ph
を設け全体として位相増幅器Ｋを構成すれば，その出力
は電圧と同相になる。電子回路の直流補助電源は電池で
構成し携帯用計器とする。上記位相器Phはオペアンプの
出力より入力にコンデンサで負帰還した所謂ミラー積分
器であるが，直流的に安定化させるため直列接続された
２個の高抵抗を同様に負帰還しその接続点よりコンデン
サでアースした低域フィルタ帰還とし，等価インダクタ
ンス帰還とする。このようなに反転増幅器K1と９０度遅
れ位相器Phを含む位相増幅器Kにより正確に電力線電圧
と同相の信号電圧を得てZCT出力信号を同期整流し，そ
の出力より実効漏洩電流を測定することができる。 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１３年１月２３日（２００１．１．２
３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】明細書
【発明の名称】漏電計
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，公知の漏電検出器にお
ける零相変流器出力のうち，電力線の電圧と同相成分電
流を非接触で検出し，漏れ電流の中から抵抗成分に起因
する電流のみを検出する実効漏電計を提供するものであ
り，これにより容量性漏れ電流を含まない純粋の絶縁抵
抗を測定管理することができる。したがって家庭や工場
等における電源を切らない絶縁抵抗管理システムに広く
利用できる。
【０００２】
【従来の技術】従来の漏電計は零相変流器の出力をその
まま増幅し，位相とは無関係の漏洩電流を測定していた
ので，純粋な絶縁抵抗による漏れ電流が得られず誤差が
あった。そこで電力線の電圧位相を基準にした同相成分
電流を得て純粋な抵抗成分の電流を測定するには，電力
線の電圧も導線接続により検出せざるをえない。この接
続作業は大変非能率かつ危険であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は，非能率かつ
危険な導線接続作業を不要にしかつ活線状態の電力線ケ
ーブルを把握式の零相変流器で把握するだけで，つまり
完全な非接触方式の実効漏電計を実現するには，別途電
力線（２芯，３芯ケーブル，コード等）の被覆の上から
非接触で電圧を検出する必要があった。しかしこれでも
電流，電圧別々に測定する不便さと，更に電圧測定は静
電容量を介するので電圧検出導体の近接位置の変化によ
る位相誤差が問題である。これを解決するには，人手に
よる実際上の操作としては把握式変流器の操作のみとす
る特別の構造の変流器と，電圧位相検出誤差の無い安定
した特別な増幅器等よりなる回路が必要である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は第一に非接触電
圧機能を把握変流器に持たせるため，電圧検出導体を半
円筒状の薄い導板としこれをこの変流器の内面片側に張
り付けた変流器構造とし，ケーブルを把握するのみで電
流も電圧も同時に検出できる一体化した構造とした。第
二に上記導板とケーブルの位置により検出電圧の位相が
変化せずかつ電力線電圧と完全に同相の出力電圧が得ら
れるようにするため，電圧検出導体と電力線との間の静
電容量は反転増幅器の直接入力インピーダンスとせし
め，従ってこの反転増幅器の出力電圧は９０度進むので
ミラー積分器による９０度遅れ位相器を設けた。さらに
ミラー積分器は位相精度が極めて良いが直流ドリフトの
影響があるのでコンデンサと抵抗による等価インダクタ
ンスで負帰還し高安定化した。
【０００５】
【発明の実施の形態】 いま電源電圧，漏洩電流をそれぞれ
【数１】
(1)
【数２】
(2) とし漏洩電流は分布容量等のため位相角φだけ進んでい
るものとすると，Ｍを同期整流器とすればその出力は，
図の波形に示すようにVが正の時だけIgが図の斜線で示
される部分として通過する。したがって一周期に亙る平
均値はθ＝ωtとおいて
【数３】
(３) となり，Mの出力emは図１のベクトル図に示す実効成分I
Rに比例する。なお同期整流器Ｍは電子スイッチによる
最も一般的な方法でもよいし，乗算器による等価的な同
期整流器でもよい。この場合は電力測定の原理により
【数４】 となりやはり電流の実効成分が得られる。Vは安定回路
により一定にすればよい。emはフィルタFで平滑され測
定表示器Dで実効漏洩電流が表示される。なお図１右下
に電圧V，漏洩電流Ig ，その容量成分電流Ic，実効成分
電流 I R等のベクトル関係を示す。図２は本発明の把握
ＺＣＴの構造図である。図１の近接検出導体Ｐを把握Ｚ
ＣＴと一体化するため，図２のように半円筒状の検出用
内面導板を把握ＺＣＴの片側内面に取付ける。この
ような一体化構造にすれば，把握ＺＣＴでケーブルを把
握すると同時に導線電圧も静電結合により検出できるこ
とになる。なおは検出用内面導板をＺＣＴに装着する
ための止め板，は前記内面導板に接続された電圧検出
リード線，はＺＣＴコイルのリード線である。図３は
電圧検出の説明図である。２芯ケーブルの例を示す。
１，２はそれぞれ非接地側および接地側の導線である。
Ｃ1は導線１と検出導体Ｐ（即ち図２の検出用内面導板
）との間の静電容量，Ｃ2は検出導体ＰとＺＣＴコイ
ルとの間の静電容量であるがＺＣＴコイルは電子回路の
コモン（アース）に繋がっているので計器を人が持って
いれば大地に対する静電容量と考えてもよい。同様にＣ
3は導線１と電子回路コモンおよび導線２との間の静電
容量である。Ｃ3は電源側，Ｃ2は反転増幅器K1入力側に
並列接続されるのみでＣ1からの検出電流に対して影響
しない。すなわち検出入力電流IPは電源電圧をVとすれ
ば
【数５】 (4) となり，電圧に対し位相が90度進んでいる。そこで図３
に示すように90度遅れ位相器Phを設け全体として位相増
幅器Ｋを構成すれば，その出力は電圧と同相になる。電
子回路の直流補助電源は電池で構成し携帯用計器とす
る。上記位相器Phはオペアンプの出力より入力にコンデ
ンサで負帰還した所謂ミラー積分器であるが，直流的に
安定化させるため直列接続された２個の高抵抗を同様に
負帰還しその接続点よりコンデンサでアースした低域フ
ィルタ帰還とし，等価インダクタンス帰還とする。この
ようなに反転増幅器K1と９０度遅れ位相器Phを含む位相
増幅器Kにより正確に電力線電圧と同相の信号電圧を得
てZCT出力信号を同期整流し，その出力より実効漏洩電
流を測定することができる。
【０００６】
【発明の効果】以上のように本発明によれば，電圧検出
部を一体化した把握ＺＣＴを電力線ケーブルに把握させ
るのみで，電圧接続作業の無いつまり一回の把握操作を
可能とする簡便な実効漏電計を構成でき，配電設備等の
容量性電流の影響を受けない正確な絶縁抵抗管理ができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す回路説明図
【図２】本発明の把握ＺＣＴの構造図
【図３】電圧検出の説明図
【符号の説明】 １，２……… 電力線の導線 Ｖ………… 電力線の電圧 I1，I2……… 電力線の電流 Ig・………・ 漏洩電流 G……・・ アース ZCT…… 零相変流器 N・・…… コイル ig・・…… ZCT出力電流 ei……… Aの出力電圧 P・・…… 電圧検出導体 K，A・……… 増幅器 M………… 同期整流器 em・…… Mの出力電圧 F……・ フィルタ D……・・ 測定表示器 Ic……・・ 容量成分電流 IR……・・ 抵抗成分（実効）電流 φ………・・ 位相角 ………・ 把握ZCT ……… 検出用内面導板 …………・ 止め板 ……… 電圧検出リード線 ………・・ ZCTコイルのリード線 C1………・ 導線１と電圧検出導体Pとの間の静電容量 C2………・・ PとZCTコイル間静電容量 C3…………・ 導線１と電子回路コモンおよび導線２と
の間の静電容量 K1………・ 反転増幅器 Ph………・ ９０度遅れ位相器 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１３年２月２０日（２００１．２．２
０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】明細書
【発明の名称】漏電計
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，公知の漏電検出器にお
ける零相変流器出力のうち，電力線の電圧と同相成分電
流を非接触で検出し，漏れ電流の中から抵抗成分に起因
する電流のみを検出する実効漏電計を提供するものであ
り，これにより容量性漏れ電流を含まない純粋の絶縁抵
抗を測定管理することができる。したがって家庭や工場
等における電源を切らない絶縁抵抗管理システムに広く
利用できる。
【０００２】
【従来の技術】従来の漏電計は零相変流器の出力をその
まま増幅し，位相とは無関係の漏洩電流を測定していた
ので，純粋な絶縁抵抗による漏れ電流が得られず誤差が
あった。そこで電力線の電圧位相を基準にした同相成分
電流を得て純粋な抵抗成分の電流を測定するには，電力
線の電圧も導線接続により検出せざるをえない。この接
続作業は大変非能率かつ危険であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は，非能率かつ
危険な導線接続作業を不要にしかつ活線状態の電力線ケ
ーブルを把握式の零相変流器で把握するだけで，つまり
完全な非接触方式の実効漏電計を実現するには，別途電
力線（２芯，３芯ケーブル，コード等）の被覆の上から
非接触で電圧を検出する必要があった。しかしこれでも
電流，電圧別々に測定する不便さと，更に電圧測定は静
電容量を介するので電圧検出導体の近接位置の変化によ
る位相誤差が問題である。これを解決するには，人手に
よる実際上の操作としては把握式変流器の操作のみとす
る特別の構造の変流器と，電圧位相検出誤差の無い安定
した特別な増幅器等よりなる回路が必要である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は第一に非接触電
圧機能を把握変流器に持たせるため，電圧検出導体を半
円筒状の薄い導板としこれをこの変流器の内面片側に張
り付けた変流器構造とし，ケーブルを把握するのみで電
流も電圧も同時に検出できる一体化した構造とした。第
二に上記導板とケーブルの位置により検出電圧の位相が
変化せずかつ電力線電圧と完全に同相の出力電圧が得ら
れるようにするため，電圧検出導体と電力線との間の静
電容量は反転増幅器の直接入力インピーダンスとせし
め，従ってこの反転増幅器の出力電圧は９０度進むので
ミラー積分器による９０度遅れ位相器を設けた。さらに
ミラー積分器は位相精度が極めて良いが直流ドリフトの
影響があるのでコンデンサと抵抗による等価インダクタ
ンスで負帰還し高安定化した。
【０００５】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例を示す回
路説明図である。ケーブルの導線電流Ｉ1,Ｉ2の差電流
Ｉgが漏洩電流であり，これは零相変流器ＺＣＴの２次
コイルＮよりｉgとして検出され増幅器Ａで増幅され電
圧ｅiとなる。電圧Ｖは近接の検出導体Ｐにより静電容
量結合によって検出され位相増幅器Ｋで増幅される。そ
の出力でｅ iを同期整流器または乗算器Ｍによってその
同相成分出力ｅmを得てＦで平滑し表示器Ｄで表示さ
れ，これは図１のベクトル図に示すように実効成分ＩR
に相当する。いま電源電圧，漏洩電流をそれぞれ
【数１】
(1)
【数２】
(2) とし漏洩電流は分布容量等のため位相角φだけ進んでい
るものとすると，Ｍを同期整流器とすればその出力は，
図の波形に示すようにVが正の時だけIgが図の斜線で示
される部分として通過する。したがって一周期に亙る平
均値はθ＝ωtとおいて
【数３】
(３) となり，Mの出力emは図１のベクトル図に示す実効成分I
Rに比例する。なお同期整流器Ｍは電子スイッチによる
最も一般的な方法でもよいし，乗算器による等価的な同
期整流器でもよい。この場合は電力測定の原理により
【数４】 となりやはり電流の実効成分が得られる。Vは安定回路
により一定にすればよい。emはフィルタFで平滑され測
定表示器Dで実効漏洩電流が表示される。なお図１右下
に電圧V，漏洩電流Ig ，その容量成分電流Ic，実効成分
電流 I R等のベクトル関係を示す。図２は本発明の把握
ＺＣＴの構造図である。図１の近接検出導体Ｐを把握Ｚ
ＣＴと一体化するため，図２のように半円筒状の検出用
内面導板を把握ＺＣＴの片側内面に取付ける。この
ような一体化構造にすれば，把握ＺＣＴでケーブルを把
握すると同時に導線電圧も静電結合により検出できるこ
とになる。なおは検出用内面導板をＺＣＴに装着する
ための止め板，は前記内面導板に接続された電圧検出
リード線，はＺＣＴコイルのリード線である。図３は
電圧検出の説明図である。２芯ケーブルの例を示す。
１，２はそれぞれ非接地側および接地側の導線である。
Ｃ1は導線１と検出導体Ｐ（即ち図２の検出用内面導板
）との間の静電容量，Ｃ2は検出導体ＰとＺＣＴコイ
ルとの間の静電容量であるがＺＣＴコイルは電子回路の
コモン（アース）に繋がっているので計器を人が持って
いれば大地に対する静電容量と考えてもよい。同様にＣ
3は導線１と電子回路コモンおよび導線２との間の静電
容量である。Ｃ3は電源側，Ｃ2は反転増幅器K1入力側に
並列接続されるのみでＣ1からの検出電流に対して影響
しない。すなわち検出入力電流IPは電源電圧をVとすれ
ば
【数５】 (4) となり，電圧に対し位相が90度進んでいる。そこで図３
に示すように90度遅れ位相器Phを設け全体として位相増
幅器Ｋを構成すれば，その出力は電圧と同相になる。電
子回路の直流補助電源は電池で構成し携帯用計器とす
る。上記位相器Phはオペアンプの出力より入力にコンデ
ンサで負帰還した所謂ミラー積分器であるが，直流的に
安定化させるため直列接続された２個の高抵抗を同様に
負帰還しその接続点よりコンデンサでアースした低域フ
ィルタ帰還とし，等価インダクタンス帰還とする。この
ようなに反転増幅器K1と９０度遅れ位相器Phを含む位相
増幅器Kにより正確に電力線電圧と同相の信号電圧を得
てZCT出力信号を同期整流し，その出力より実効漏洩電
流を測定することができる。
【０００６】
【発明の効果】以上のように本発明によれば，電圧検出
部を一体化した把握ＺＣＴを電力線ケーブルに把握させ
るのみで，電圧接続作業の無いつまり一回の把握操作を
可能とする簡便な実効漏電計を構成でき，配電設備等の
容量性電流の影響を受けない正確な絶縁抵抗管理ができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す回路説明図
【図２】本発明の把握ＺＣＴの構造図
【図３】電圧検出の説明図
【符号の説明】 １，２……… 電力線の導線 Ｖ………… 電力線の電圧 I1，I2……… 電力線の電流 Ig・………・ 漏洩電流 G……・・ アース ZCT…… 零相変流器 N・・…… コイル ig・・…… ZCT出力電流 ei……… Aの出力電圧 P・・…… 電圧検出導体 K，A・……… 増幅器 M………… 同期整流器 em・…… Mの出力電圧 F……・ フィルタ D……・・ 測定表示器 Ic……・・ 容量成分電流 IR……・・ 抵抗成分（実効）電流 φ………・・ 位相角 ………・ 把握ZCT ……… 検出用内面導板 …………・ 止め板 ……… 電圧検出リード線 ………・・ ZCTコイルのリード線 C1………・ 導線１と電圧検出導体Pとの間の静電容量 C2………・・ PとZCTコイル間静電容量 C3…………・ 導線１と電子回路コモンおよび導線２と
の間の静電容量 K1………・ 反転増幅器 Ph………・ ９０度遅れ位相器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G014 AA16 AB33 AC18 2G028 AA01 BB01 BB06 BE05 BF01 CG03 DH05 EJ06 FK01 GL02 HM01 HN16 LR00 MS01

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】零相変流器と，これに近接した電圧検出導
    体と，この電圧検出導体の出力信号を増幅する増幅器
    と，この出力により前記零相変流器の出力に対応した信
    号を同期整流するための同期整流器とより構成され，こ
    の同期整流器の出力を前記零相変流器の貫通１次導体の
    漏洩電流における実効成分（電圧と同相成分）に対応せ
    しめることを特徴とした漏電計。
  2. 【請求項２】特許請求範囲第１項において，前記電圧検
    出導体が前記零相変流器の貫通孔内面に装着されること
    を特徴とした漏電計。
  3. 【請求項３】特許請求範囲第１項において，前記増幅器
    がコンデンサと抵抗による等価インダクタンスで帰還
    し直流的に安定化したミラー積分器より構成される９０
    度遅れ位相器を含むことを特徴とした漏電計。
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