JP2009103608A - 非接触型電圧電流プローブ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】非接触型電圧電流プローブ装置は、ケーブル6が貫通する空間が内側に形成される筒形の内部コア1、内部コア1に巻回された内部導体線2を有するトロイダルコイル1Aと、ケーブル6が貫通し且つトロイダルコイル1Aが配置される空間が内側に形成される筒形の外部導体3と、内部導体線2の一方端と他方端との間に挿入された終端抵抗8と、外部導体3をアースに接続する手段である接続端子9を備えた金属収納箱10と、終端抵抗8の一方端のアースに対する電位差を検出する電圧検出回路11aと、終端抵抗8の他方端のアースに対する電位差を検出する電圧検出回路11bと、検出された前記電位差同士の和を測定する加算器13aと、検出された前記電位差同士の差を測定する減算器13bとを備える。
【選択図】図1
Description
R.Kobayashi,Y,Hiroshima,H,Ito,H,Furuya,M.Hattori,and,Y.Tada:"A Novel Non-contact Capacitive Probe for Common-mode Voltage Measurement",Trans.EB,Vol.E90-B,No.6,Jun,2007 広島,桑原、「容量性電圧プローブにおける側面シールドの効果」電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集1999年通信ソサイエティ大会(講演論文集1),B-4-50,234,1999/08/16 ETS-EMCOカレント・プロ−ブ、[online],インターネット<URL:http://www.astechcorp.co.jp/jp/electronics/Electronics/content/EMCO/current.htm>
図1は、第1の実施の形態に係る非接触型電圧電流プローブ装置の構成図である。
Vd=V1−V2 (1)
である。これは、インダクタンスL1及びインダクタンスL2、相互インダクタンスMによって生じる電位であり、ケーブルを流れる電流Iに比例する。
Vc=(V1+V2)/2 (2)
として与えられる。このVcは、ケーブル6と内部導体線2との結合キャパシタンスC、Cと、内部導体線2と外部導体3の結合キャパシタンスCs、Cs及び電圧検出回路11a,11bのインピーダンス20a,20bで定まる電圧であり、ケーブルに発生した電圧Vに比例する。
(A)ケーブルのインダクタンスL1のインピーダンスjωL1が結合キャパシタンスC、Cのインピーダンス1/jωCに比べ十分に小さい。
V1=Vm/2+Vc (3)
V2=−Vm/2+Vc (4)
で与えられ、電圧検出回路11a、11bによって、トロイダルコイルの両端とアースの間の電圧を測定することにより、その差分(V1−V2)をとると、電流に比例した値、その和の平均(V1+V2)/2をとると、電圧に比例した値となる。すなわち、条件(A)が成立する範囲では、電圧V、電流Iに比例した出力を得ることができる。図4,5においては、各周波数において、電圧、電流の入力と出力が比例しており、このことから、第1の実施の形態においては、この周波数範囲において、電圧V、電流Iに比例した値を測定できていることが確認された。
図6は、第2の実施の形態に係る非接触型電圧電流プローブ装置の構成図である。
図7は、第3の実施の形態に係る非接触型電圧電流プローブ装置の構成図である。
図9は、第4の実施の形態に係る非接触型電圧電流プローブ装置の構成図である。
1A…トロイダルコイル
2…内部導体線
3…外部導体
4…固定用ジグ
5…スペーサ
6…ケーブル
8…終端抵抗
9…接続端子
10…金属収納箱
11a,11b…電圧検出回路
13a…加算器
13b…減算器
24…導電板
Claims (9)
- ケーブルにおけるアースに対する電圧と前記ケーブルに流れる電流を測定するための非接触型電圧電流プローブ装置であって、
前記ケーブルが貫通する空間が内側に形成される筒形の内部コア、前記内部コアに巻回された内部導体線を有するトロイダルコイルと、
前記ケーブルが貫通し且つ前記トロイダルコイルが配置される空間が内側に形成される筒形の外部導体と、
前記内部コアの内側に設けられ、前記ケーブルを固定し且つ前記内部導体線に対し前記ケーブルが予め定めた距離以内に接近するのを防止する固定用ジグと、
前記内部コアと前記外部導体との間に設けられ、前記内部コアと前記外部導体との間の距離を一定にするスペーサと、
前記内部導体線の一方端と他方端との間に挿入された終端抵抗と、
前記外部導体をアースに接続する手段と、
前記終端抵抗の一方端のアースに対する電位差を検出する電圧検出回路と、
前記終端抵抗の他方端のアースに対する電位差を検出する電圧検出回路と、
検出された前記電位差同士の和を測定する加算器と、
検出された前記電位差同士の差を測定する減算器と
を備えることを特徴とする非接触型電圧電流プローブ装置。 - 前記各電圧検出回路は高い入力インピーダンスを有することを特徴とする請求項1記載の非接触型電圧電流プローブ装置。
- 前記内部コアは、前記電流の周波数に応じて選択された磁性体材料により形成されたことを特徴とする請求項1または2記載の非接触型電圧電流プローブ装置。
- 前記外部導体に接続され、前記各電圧検出回路と前記加算器と前記減算器とを収納する導電性の収納箱を備えることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の非接触型電圧電流プローブ装置。
- 前記内部コアと前記外部導体の形状が円筒形であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の非接触型電圧電流プローブ装置。
- 前記固定用ジグは、低誘電率の誘電体でかつ低透磁率の磁性体または非磁性体でかつ可塑性を有するもので形成されたことを請求項1ないし5のいずれかに記載の非接触型電圧電流プローブ装置。
- 前記スペーサは、低誘電率の誘電体でかつ低透磁率の磁性体または非磁性体であるもので形成されたことを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の非接触型電圧電流プローブ装置。
- 前記内部コアの端面に対向させて前記外部導体の端面に接続され、前記ケーブルが貫通する開口が内側に形成される導電板を備えることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の非接触型電圧電流プローブ装置。
- 前記内部コアが分割され、前記外部導体が分割されていることを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載の非接触型電圧電流プローブ装置。
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