JP2009121823A

JP2009121823A - 電圧プローブ

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Publication number: JP2009121823A
Application number: JP2007292732A
Authority: JP
Inventors: Makoto Kudo; 真工藤
Original assignee: Hioki EE Corp
Current assignee: Hioki EE Corp
Priority date: 2007-11-12
Filing date: 2007-11-12
Publication date: 2009-06-04
Anticipated expiration: 2027-11-12
Also published as: JP5101251B2

Abstract

【課題】個々の被測定電線が外径を異にするものであっても優れた測定精度を得られるようにした電圧プローブの提供。
【解決手段】被測定電線の長さ方向に沿わせてその一部と対面接触させる接触端面１３と、該接触端面１３の近傍部位に内蔵させた対向電極２３とをプローブ先端部１２に少なくとも備えてなる電圧プローブ１１において、接触端面１３には、所定の曲率半径のもとで湾曲させた主湾曲面１４と、該主湾曲面１４と交差する少なくとも１以上の副湾曲面１５とを設けた。これにより、被測定電線側と接触端面１３との間の空隙をできるだけ小さくして測定精度を向上させた。
【選択図】図１

Description

本発明は、外径を異にする複数の被測定電線の交流電圧を精度よく測定することができる電圧プローブに関する技術である。

電力ラインにおける電圧測定は、通常、被測定電線の金属露出部分に測定装置が備える接触ピンや接触クリップを用いて電気的に直接接触させて測定する必要があるものの、常に短絡や感電の危険を伴うという問題がある。

このような問題を解決する手段としては、被測定電線の被覆の上から交流電圧の活線状態を確認することができる検電器があり、これにより電気工事の際や電気設備の保守作業を行う際の作業者の安全を守ることができるようになっている。

このような用途に供される検電器のなかには、下記特許文献１に開示されているような静電誘導による電圧検出方式を採用するものもあり、その際の静電容量結合はなるべく大きくした方が測定精度は向上する。
特開平６−３３７３号公報

このためには、被測定電線と対向する位置関係にある電極の面積を大きくし、かつ、被測定電線との間の離間距離をできるだけ小さくする必要がある。しかし、電極は、平坦な電極構造のもとで単純にその面積を大きくしたとしても、被測定電線の導体部分の一部と部分的にしか対向しないため、測定対象以外の周囲の背景雑音的な電界の影響を受けやすくなり、測定結果に誤差が生じることになる。

このため、上記特許文献１における図７（ｂ）には、被測定電線にできるだけ密着させることができるようにプローブ先端部の接触端面を湾曲面とし、該湾曲面の曲率半径に沿わせるように形成された電極を内蔵させた検電器も開示されている。

図３は、上記特許文献１における図７（ｂ）に示されている検電器の要部を簡略化して示す拡大説明図であり、検電器１がプローブ先端部２に備える接触端面３は、ある特定の被測定電線Ｃの外径に略対応させた曲率半径の湾曲面４をその全面に備えて形成されている。

また、プローブ先端部２内に配設されている対向電極５は、被測定電線Ｃとの対向面５ａが湾曲面４と同様な曲率半径の曲面６として形成されている。

しかし、図３に示す検電器１がプローブ先端部２に備える接触端面３は、その曲率半径がある特定の被測定電線Ｃの外径の曲率半径と略一致する湾曲面４を備えている場合はいいものの、例えばより大径な図示しない被測定電線を測定する際には湾曲面４との間に空隙ができてしまうことになり、該空隙が大きくなるにつれて静電容量結合の度合いもそれだけ弱まって測定結果に誤差を生じるという問題がある。

また、これを用いて測定を行う測定作業者は、被測定電線の外径の大小が測定結果に与える影響を視覚的に把握しにくいことから、プローブ先端部２の湾曲面４との間の空隙の大小に由来して発生する測定誤差に気がつかないという不都合もある。

本発明は、従来技術にみられた上記課題に鑑み、個々の被測定電線が外径を異にしていても、プローブ先端部の接触端面との間に形成される空隙をできるだけ小さくすることで測定精度の向上を図ることができる検電器を提供することに目的がある。

本発明は、上記目的を達成すべくなされたものであり、そのうちの第１の発明は、被測定電線の長さ方向に沿わせてその一部と対面接触させる接触端面と、該接触端面の近傍部位に内蔵させた対向電極とをプローブ先端部に少なくとも備えてなる電圧プローブにおいて、前記接触端面は、所定の曲率半径のもとで湾曲させた主湾曲面と、該主湾曲面と交差する少なくとも１以上の副湾曲面とを有することを最も主要な特徴とする。この場合、前記接触端面には、電気的絶縁性を付与しておくのが望ましい。

また、前記主湾曲面は、外径を異にする個々の被測定電線中、最大外径の被測定電線と略一致する曲率半径のもとで湾曲させた面であり、前記主湾曲面と交差する少なくとも１以上の前記副湾曲面は、小さな外径の被測定電線に対応させた曲率半径のもとで各別での対面接触が可能に湾曲させた面とするのが好ましい。

さらに、前記対向電極における前記接触端面との対向面には、前記主湾曲面と、該主湾曲面と交差する前記副湾曲面とに略対面合致する曲面を設けておくのが望ましい。

また、本発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の電圧プローブを具備させた検電器や電圧計や電力計として構成したり、請求項１ないし４のいずれかに記載の電圧プローブを用いた電圧検出手段を具備させた電気機器として構成することもできる。

請求項１に係る発明によれば、接触端面は、所定の曲率半径のもとで湾曲させた主湾曲面と、該主湾曲面と交差する少なくとも１以上の副湾曲面とを有しているので、被測定電線の敷設方向が例えば水平方向であったり鉛直方向であっても持ち替えることなく容易に即応させることができる。

請求項２に係る発明によれば、接触端面における主湾曲面は、外径を異にする個々の被測定電線中、最大外径の被測定電線と略一致する曲率半径のもとで湾曲させた面とし、主湾曲面と交差する少なくとも１以上の副湾曲面は、小さな外径の被測定電線に対応させた曲率半径のもとで各別での対面接触が可能に湾曲させた面としてあるので、外径を異にする被測定電線であっても、接触端面との間に形成される空隙をできるだけ小さくして対向接触させて測定精度を効果的に向上させることができる。

しかも、測定作業者は、外径を異にする被測定電線との関係でプローブ先端部の接触端面における第１の主湾曲面とその他の副湾曲面との使い分けを容易に見て取ることができるので、規格外の他の被測定電線をむやみに測定するような誤りを未然に防止することができる。

請求項３に係る発明によれば、対向電極における接触端面との対向面には、主湾曲面と、該主湾曲面と交差する副湾曲面とに略対面合致する曲面が設けられており、被測定電線の別に応じてより好ましい状態のもとで対面合致させることができるので、測定精度の向上により効果的に寄与させることができる。

請求項４に係る発明によれば、接触端面が電気的絶縁性を有しているので、短絡や感電の危険を伴うことなく測定作業をより安全に行うことができる。

請求項５ないし８のいずれかに係る発明によれば、請求項１ないし３のいずれかに係る電圧プローブを具備させてあるので、それぞれに対応させた効果が得られる検電器等として好適に用いることができる。

図１は、本発明の一例についての要部を拡大して示す説明図であり、図２は、プローブ先端部に内蔵されている対向電極の一例を拡大して示す説明図である。

これらの図によれば、電圧プローブ１１は、被測定電線の長さ方向に沿わせてその一部と対面接触させる正面視略四角形を呈する接触端面１３と、該接触端面１３の近傍部位に内蔵させた正面視略四角形を呈する対向電極２３とをプローブ先端部１２に少なくとも備えて形成されている。

この場合、絶縁材からなるプローブ先端部１２の接触端面１３は、外径を異にする個々の被測定電線中、最大外径の被測定電線Ｃ_１と略一致する曲率半径のもとで該被測定電線Ｃ_１の一部と左右方向に沿わせて対面接触させるべくその全面を湾曲させた主湾曲面１４を主要部とすることで形成されている。

また、接触端面１３は、主湾曲面１４の略面央位置を上下方向での略直交位置（交差角が略直角）とするより小さな外径の他の被測定電線Ｃ_２に対面接触させる副湾曲面１５を設けて形成されている。

この場合、副湾曲面１５は、主湾曲面１４との関係で上下方向をその長さ方向とする被測定電線Ｃ_２の一部と対面接触させる必要があることから、略面央位置を境界点Ｐとして二分割された上側凹部１５ａと下側凹部１５ｂとで形成されることになる。

すなわち、主湾曲面１４内に副湾曲面１５として形成される上側凹部１５ａと下側凹部１５ｂとは、境界点Ｐを介して上下方向に折り返した際に相互が対面合致する面形状を呈して形成されている。

これをより具体的に説明すれば、上側凹部１５ａと下側凹部１５ｂとは、境界点Ｐから上側開放縁１３ａ方向と、境界点Ｐから下側開放縁１３ｂ方向とのそれぞれに向けて次第に深く凹陥させることで、被測定電線Ｃ_２の外径と略一致する曲率半径のもとで被測定電線Ｃ_２の一部と対面接触させることができる副彎曲面１５として形成されることになる。

一方、プローブ先端部１２における接触端面１３の近傍部位に内蔵された状態で配設される対向電極２３は、接触端面１３との対向面２４側に主湾曲面１４と副湾曲面１５とに略対面合致する面形状からなる曲面２５を備えて形成されている。

次に、上記構成からなる本発明の作用・効果を図示例を参酌して以下に説明する。まず、被測定電線中、最大外径の被測定電線Ｃ_１を測定しようとする場合には、電圧プローブ１１におけるプローブ先端部１２の接触端面１３における主湾曲面１４を被測定電線Ｃ_１の長さ方向に沿わせて対面接触させる。

このとき、主湾曲面１４は、被測定電線Ｃ_１の外径と略一致する曲率半径のもとで形成されているので、該被測定電線Ｃ_１と密接するようにして対面接触させることができる。

したがって、電圧プローブ１１には、プローブ先端部１２の接触端面１３における主湾曲面１４を介して被測定電線Ｃ_１との間に空隙をほとんど介在させることなく対面接触させることで、静電容量結合を好ましい状態に保てるので電圧を精度よく測定することができる機能を付与することができることになる。

一方、被測定電線Ｃ_１よりも外径の小さい被測定電線Ｃ_２を測定する際には、電圧プローブ１１におけるプローブ先端部１２の接触端面１３における副湾曲面１５を被測定電線Ｃ_２の長さ方向に沿わせて対面接触させる。

このとき、副湾曲面１５は、被測定電線Ｃ_２の外径と略一致する曲率半径を得るために境界点Ｐを介して二分割された上側凹部１５ａと下側凹部１５ｂとで形成されているので、該被測定電線Ｃ_２と密接するようにして対面接触させることができる。

したがって、電圧プローブ１１には、プローブ先端部１２の接触端面１３における副湾曲面１５を介して被測定電線Ｃ_２との間に空隙をほとんど介在させることなく対面接触させることで、静電容量結合を好ましい状態に保たせることができるので、電圧を精度よく測定することができる機能を付与することができることになる。

しかも、プローブ先端部１２に内蔵されている対向電極２３は、接触端面１３との対向面２４側に主湾曲面１４と副湾曲面１５とに略対面合致する面形状からなる曲面２５を備えており、被測定電線Ｃ_１と被測定電線Ｃ_２との別に応じてより好ましい状態のもとで対面合致させることができるので、測定精度の向上により効果的に寄与させることができる。

しかも、電圧プローブ１１を用いる測定作業者は、被測定電線Ｃ_１と被測定電線Ｃ_２との関係でプローブ先端部１２の接触端面１３における主湾曲面１４と副湾曲面１５との使い分けを容易に見て取ることができるので、規格外の他の被測定電線をむやみに測定するような誤りを未然に防止することができることにもなる。

以上は、本発明を図示例に基づいて説明したものであり、その具体的な内容は、本発明の要旨を逸脱しない限り、種々の変形を加えることができる。例えば、プローブ先端部１２の接触端面１３は、外径を異にする３本以上の被測定電線に対応させるため、交差角を９０度よりも小さくした交差方向に向けて対向接触面を凹陥させることで形成することもできる。

また、本発明における接触端面１３における主湾曲面１４と、該主湾曲面１４と交差する少なくとも１以上の副湾曲面１５とは、同じ曲率半径のもとで湾曲させた面とすることもできる。さらに、電圧プローブ１１の接触端面１３は、導電性金属により形成することでシールドやガード電極としての機能を付与することができるようにしてもよい。

また、本発明は、電圧プローブ１１を組み込んだ検電器や電圧計や電力計のほか、電圧プローブ１１を用いた電圧検出手段を有する電気機器としても構成することができる。

さらに、プローブ先端部１２に内蔵される対向電極２３は、所望によりその対向面２４を接触端面１３側の面形状とは無関係なフラットにして形成することもできる。さらに、プローブ先端部１２の接触端面１３や対向電極２３の対向面２４の正面視形状は、図示例のような略四角形を呈するもの以外の円形や楕円形など、適宜の形状のもとで形成することもできる。

本発明の一例についての要部を拡大して示す説明図。プローブ先端部に内蔵されている対向電極の一例を拡大して示す説明図。特許文献１における図７（ｂ）に示されている検電器の要部を簡略化して示す拡大説明図。

符号の説明

１１電圧プローブ
１２プローブ先端部
１３接触端面
１３ａ上側開放縁
１３ｂ下側開放縁
１４主湾曲面
１５副湾曲面
１５ａ上側凹部
１５ｂ下側凹部
２３対向電極
２４対向面
２５曲面
Ｃ_１，Ｃ_２被測定電線

Claims

被測定電線の長さ方向に沿わせてその一部と対面接触させる接触端面と、該接触端面の近傍部位に内蔵させた対向電極とをプローブ先端部に少なくとも備えてなる電圧プローブにおいて、
前記接触端面は、所定の曲率半径のもとで湾曲させた主湾曲面と、該主湾曲面と交差する少なくとも１以上の副湾曲面とを有することを特徴とする電圧プローブ。
前記主湾曲面は、外径を異にする個々の被測定電線中、最大外径の被測定電線と略一致する曲率半径のもとで湾曲させた面であり、前記主湾曲面と交差する少なくとも１以上の前記副湾曲面は、小さな外径の被測定電線に対応させた曲率半径のもとで各別での対面接触が可能に湾曲させた面である請求項１に記載の電圧プローブ。
前記対向電極における前記接触端面との対向面には、前記主湾曲面と、該主湾曲面と交差する前記副湾曲面とに略対面合致する曲面を設けた請求項１または２に記載の電圧プローブ。
前記接触端面は、電気的絶縁性を有する請求項１ないし３のいずれかに記載の電圧プローブ。
請求項１ないし４のいずれかに記載の電圧プローブを具備させたことを特徴とする検電器。
請求項１ないし４のいずれかに記載の電圧プローブを具備させたことを特徴とする電圧計。
請求項１ないし４のいずれかに記載の電圧プローブを具備させたことを特徴とする電力計。
請求項１ないし４のいずれかに記載の電圧プローブを用いた電圧検出手段を具備させたことを特徴とする電気機器。