JP2014126472A - 接地検査装置および接地検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】検査対象に対する接地検査を確実かつ簡易に、しかも低コストで接地検査を行い得る接地検査装置を提供する。
【解決手段】導体で形成された印加電極２と、印加電極２に供給する交流電圧Ｖｔを生成する交流電圧生成部４と、導体で形成された検出電極３と、交流電圧Ｖｔが供給されている印加電極２が検査対象２０に対向配置されると共に検出電極３が検査対象２０に対向配置されているときに検査対象２０から検出電極３に流れる電流Ｉを電圧Ｖ１に変換する電流電圧変換部５１と、変換された電圧Ｖ１の電圧値と予め規定されたしきい値電圧値Ｖｒとを比較して検査対象２０における接地状態の良否を検査する処理部６とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、検査対象における接地の良否を検査する接地検査装置および接地検査方法に関するものである。

この種の接地検査装置に関連する装置として、特開２００２−９８７２６号公報に開示された接地検出装置が知られている。この接地検出装置は、電源および対象機器を接続する中性線と電源の接地線に接続された対象機器の外装部との電位差を測定する測定手段と、この測定手段で測定された電位差と所定の電位値とを比較する比較手段と、この比較手段による比較結果に基づいて対象機器と接地線とが未接続である旨を出力する出力手段とを備えている。この接地検出装置では、対象機器内部に設けられた測定手段が、対象機器の外装部と電源の中性線との電位差を測定し、比較手段が、その電位差が所定の電位値を超えたときに対象機器が接地線に接続されていないと判断する。また、この接地検出装置では、対象機器が接地線に接続されていないときには、出力手段が、対象機器が接地線に接続されていない旨を報知する。

特開２００２−９８７２６号公報（第２−４頁、第１図）

ところが、上記の接地検出装置には、以下の解決すべき問題点が存在する。すなわち、この接地検出装置では、検査対象の機器内に電位差を測定する測定手段を配設する構成を採用しているため、測定手段が配設されていない既存の機器に対して接地検査を行う場合には、個々の機器に測定手段を取り付ける必要がある。そのため、誤った取付け作業に起因する誤検査のおそれが生じるだけでなく、取付け作業が煩雑であることから、確実かつ簡易に接地検査を行うことが困難であるという問題点が存在している。また、測定手段を検査対象に取り付ける取付け作業に起因して、検査コストが増大するという問題点も存在している。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、検査対象に対する接地検査を確実かつ簡易に、しかも低コストで接地検査を行い得る接地検査装置および接地検査方法を提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく、請求項１記載の検査装置は、導体で形成された印加電極と、前記印加電極に供給する交流電圧を生成する交流電圧生成部と、導体で形成された検出電極と、前記交流電圧が供給されている前記印加電極が検査対象に対向配置されると共に前記検出電極が当該検査対象に対向配置されているときに当該検査対象から当該検出電極に流れる電流を電圧に変換する電流電圧変換部と、前記変換された電圧の電圧値と予め規定されたしきい値電圧値とを比較して前記検査対象における接地状態の良否を検査する検査部とを備えている。

また、請求項２記載の検査装置は、請求項１記載の検査装置において、前記接地状態の良否の検査結果を報知する出力部を備えている。

また、請求項３記載の検査方法は、導体で形成された印加電極に交流電圧を供給し、前記交流電圧が供給されている前記印加電極が検査対象に対向配置されると共に導体で形成された検出電極が当該検査対象に対向配置されているときに当該検査対象から当該検出電極に流れる電流を電圧に変換し、前記変換した電圧の電圧値と予め規定されたしきい値電圧値とを比較して前記検査対象における接地状態の良否を検査する。

また、請求項４記載の検査方法は、請求項３記載の検査方法において、前記接地状態の良否の検査結果を報知する。

請求項１記載の検査装置および請求項３記載の検査方法では、印加電極および検出電極を検査対象に近接して対向配置させた状態において、印加電極を介して検査対象に交流電圧を印加して、検出電極が検査対象の電圧の変動に起因して流れる電流を容量結合によって検出し、検出した電流に基づく電圧の電圧値と予め規定されたしきい値電圧値とを比較して検査対象における接地状態の良否を検査する。したがって、この検査装置および検査方法によれば、印加電極および検出電極を検査対象に取り付けることなく非接触の状態で検査対象の接地検査を行うことができる。このため、この検査装置および検査方法によれば、測定手段の取付け作業を不要とすることができる結果、接地検査の際に個々の検査対象に測定手段を取り付ける取付け作業に起因して誤検査が生じるおそれのある従来の構成および方法と比較して、確実かつ簡易に、しかも低コストで接地検査を行うことができる。

また、請求項２記載の検査装置および請求項４記載の検査方法によれば、検査対象における接地状態の良否の検査結果を、ブザーなどの音を出力する音出力装置や検査結果を視認できる表示器等の出力部を用いて報知することにより、オペレーターに対して、接地状態の良否を聴覚的や視覚的に確実に報知することができる。

接地検査装置１の構成を示す構成図である。

以下、接地検査装置および接地検査方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

最初に、接地検査装置の一例としての検査装置１の構成について、図面を参照して説明する。

検査装置１は、図１に示すように、印加電極２、検出電極３、交流電圧生成部４、電圧測定部５、処理部６、測定開始／終了スイッチ７、記憶部８および出力部９を備え、検査対象２０の接地状態の良否を検査可能に構成されている。この場合、検査装置１は、一例として、接地を必要とする各種の電子機器や機械機器などを検査対象２０として、検査対象２０の外筐などが接地線ＬＧを介してグランドＧに接続されているか否かを検査する接地検査を実行する。具体的には、検査装置１は、検査対象２０に交流電圧Ｖｔを印加し、その交流電圧Ｖｔを検査対象２０に印加している状態において、検出電極３によって検出される電流Ｉに基づいて電圧Ｖ１の電圧値Ｖ１を測定し、予め規定されているしきい値電圧値Ｖｒと比較して、検査対象２０が接地状態であるか、または非接地状態であるか、つまり接地の良否を検査する。

印加電極２は、検査対象２０に非接触で交流電圧Ｖｔを印加するための電極であって、一例として、図１に示すように、平板状の導体で形成されている。また、印加電極２は、検査対象２０に近接して配置された状態では、検査対象２０との間に形成される静電容量Ｃ１を介して検査対象２０と容量結合する。一方、検出電極３は、検査対象２０から検出電極３に流れる電流を検出するための電極であって、一例として、同図に示すように、平板状の導体で形成されている。また、検出電極３は、検査対象２０に近接して配置された状態では、検査対象２０との間に形成される静電容量Ｃ２を介して検査対象２０と容量結合する。なお、印加電極２および検出電極３の少なくとも一方には、他方との間での容量結合して直接的な電流の流入を防止するための図示しないシールド部材が設けられている。本例では、一例として、検出電極３における検査対象２０に対向する電極面を除く部分にシールド部材が設けられているものとして、以下、説明する。

交流電圧生成部４は、例えば５０Ｈｚの交流定電圧を生成する電源回路であって、一例として、５０Ｈｚの交流電圧Ｖｔを生成する交流定電圧源４１と、交流定電圧源４１によって生成された交流電圧Ｖｔを１０Ｖから１００Ｖ程度の範囲内の予め規定された一定の電圧値まで増幅して出力する増幅回路４２とを備えて構成されている。この交流電圧生成部４では、接地検査の際に、増幅回路４２が交流定電圧源４１によって生成された交流電圧Ｖｔを増幅して印加電極２に出力することにより、印加電極２を介して静電容量結合によって検査対象２０に対して交流電圧Ｖｔを印加する。

電圧測定部５は、電流電圧変換回路５１およびＡ／Ｄ変換器５３を備えて構成されている。この場合、電流電圧変換回路５１は、オペアンプ５２と、反転入力端子端子と出力端子との間に接続された抵抗Ｒ１とを備えて構成されている。この構成により、電流電圧変換回路５１は、検出電極３によって検出された電流Ｉ、つまり静電容量Ｃ２を介して検査対象２０から検出電極３に向けて流れる電流Ｉを電圧に電圧変換し、変換した電圧Ｖ１（電圧値Ｖ１＝−Ｒ１×Ｉ：Ｒ１は抵抗Ｒ１の抵抗値）を出力する。また、Ａ／Ｄ変換器５３は、電流電圧変換回路５１から出力された電圧Ｖ１を予め規定されたサンプリング周期でサンプリングして、電圧波形を示すデジタルデータＤｖに変換して出力する。

処理部６は、検査部の一例であって、ＣＰＵを備えたデジタル回路で構成されて、Ａ／Ｄ変換器５３から出力されたデジタルデータＤｖで示される電圧Ｖ１の電圧値Ｖ１と、予め規定されたしきい値電圧値Ｖｒとを比較することにより、検査対象２０の良否を検査する接地検査処理を実行する。具体的には、処理部６は、この接地検査処理において、一例として、電圧値Ｖ１がしきい値電圧値Ｖｒ以下のときには、検査対象２０が接地されていると判別（検査）し、電圧Ｖ１の電圧値Ｖ１がしきい値電圧値Ｖｒを超えているときには、検査対象２０が接地されていないと判別（検査）する。この場合、しきい値電圧値Ｖｒは、検査対象２０に近接配置させた状態の印加電極２に上記した一定電圧値の交流電圧Ｖｔを供給し、かつ検出電極３を検査対象２０に近接配置した際に、検査対象２０が接地されていない状態において電圧測定部５から出力されるデジタルデータＤｖで示される電圧Ｖ１の電圧値Ｖ１よりも低く、かつ検査対象２０が接地されている状態において電圧測定部５から出力されるデジタルデータＤｖで示される電圧Ｖ１の電圧値Ｖ１よりも高い電圧値に予め規定されている。また、処理部６は、接地検査処理の検査結果を出力部９に出力する出力処理を実行する。

測定開始／終了スイッチ７は、接地検査を開始および終了させる際に操作されて、開始および終了を指示されたときに操作信号を処理部６に出力する。また、記憶部８は、一例として、半導体メモリで構成されており、上記のしきい値電圧値Ｖｒを記憶する。

出力部９は、一例としてブザーなどの音を出力する音出力装置で構成されて、処理部６での検査結果、つまり、検査対象２０が接地状態であるか、または非接地状態であるかの検査結果を音の出力によってオペレーターに報知する。本例では、検査対象２０が非接地状態のときに、音を出力してオペレーターに報知する。なお、接地状態のときに音を出力して報知する構成を採用することもできる。また、出力部９は、例えば検査結果を視認可能にディスプレイなどの表示器によって構成することもできるし、音出力装置および表示器の両者を備えて構成することもできる。

次に、検査対象２０の接地状態の良否を検査する接地検査方法、およびその際の接地検査装置１の動作について図面を参照して説明する。

最初に、図１に示すように、印加電極２の電極面（交流電圧放出面）および検出電極３の電極面（検出面）が検査対象２０にそれぞれ対向するように、印加電極２および検出電極３を配置する。これにより、検査対象２０と印加電極２との間に静電容量Ｃ１が形成されると共に検査対象２０と検出電極３との間に静電容量Ｃ２が形成される。この際に、印加電極２の電極面と検出電極３の電極面とが互いに対向しないように、印加電極２および検出電極３を配置する。このように配置することにより、検出電極３の電極面を除く部分がシールド部材でシールドされているため、印加電極２と検出電極３との間に形成される静電容量を介して印加電極２から検出電極３に交流電圧Ｖｔに基づく電流が検査対象２０を介さずに直接的に流入するのを回避することができる。

次いで、印加電極２および検出電極３を設置した状態において、測定開始／終了スイッチ７を操作する。この際には、処理部６は、測定開始／終了スイッチ７からの操作信号を入力した時点で接地検査を開始する。この接地検査では、処理部６は、交流電圧生成部４を制御して交流定電圧源４１から交流電圧Ｖｔを出力させる。また、増幅回路４２が交流定電圧源４１から出力された交流電圧Ｖｔを増幅して、増幅した交流電圧Ｖｔを印加電極２に出力する。この結果、印加電極２および静電容量Ｃ１を介して、容量結合によって検査対象２０に交流電圧Ｖｔが印加されて、交流電圧Ｖｔに基づく電流が検査対象２０に流れる。この場合、検査対象２０が接地線ＬＧを介して接地されている接地状態のときには、検査対象２０における表面の電圧は、交流電圧Ｖｔの印加による影響を受けずにグランドＧと同電位となる。一方、接地されていない非接地状態のときには、検査対象２０における表面の電圧は、交流電圧Ｖｔに基づく電流が流れることに起因して、交流電圧Ｖｔの電圧変化に応じて（比例して）変化する。

この際に、検出電極３は、検査対象２０における表面の電圧変化に起因して、検査対象２０との間の静電容量Ｃ２を介して、検査対象２０から検出電極３に流れる電流Ｉを容量結合によって検出する。この場合、検査対象２０が接地状態のときは、検査対象２０における表面の電圧がグランドＧの電位と同電位のため、電流Ｉは流れない。一方、検査対象２０に対する接地線ＬＧの接触不良、接地線ＬＧの断線、およびグランドＧに対する接地線ＬＧの接触不良等の接地不良に起因して検査対象２０が非接地状態のときは、検査対象２０における表面の電圧が変化しているため、静電容量Ｃ２を介して、電流Ｉが検査対象２０から検出電極３に流れる。

この状態において、電荷電圧変換部５では、電流電圧変換回路５１が、検出電極３を介して検査対象２０から流れる電流Ｉを電圧Ｖ１に電流電圧変換し、Ａ／Ｄ変換器５３が、電流電圧変換回路５１から出力された電圧Ｖ１を予め規定されたサンプリング周期でサンプリングして、電圧波形を示すデジタルデータＤｖに変換して処理部６に出力する。

続いて、処理部６は、入力したデジタルデータＤｖで示される電圧Ｖ１の電圧値Ｖ１と、記憶部８から読み出したしきい値電圧値Ｖｒとを比較することにより、検査対象２０における接地の良否を検査する。この際に、検査対象２０が接地状態のときには、上記したように、電流Ｉが流れないため、デジタルデータＤｖで示される電圧Ｖ１の電圧値Ｖ１がしきい値電圧値Ｖｒ以下となる。したがって、この際には、処理部６は、検査対象２０が接地されていると判別（検査）する。一方、検査対象２０が非接地状態のときには、上記したように、電流Ｉが流れるため、デジタルデータＤｖで示される電圧Ｖ１の電圧値Ｖ１がしきい値電圧値Ｖｒを超える。したがって、処理部６は、検査対象２０が接地されていないと判別（検査）する。次いで、処理部６は、出力処理を実行して、接地検査の検査結果を出力部９に出力する。この場合、処理部６は、検査対象２０が接地されていると判別したときには、ブザーを鳴動させる制御信号を出力せずに、検査対象２０が接地されていないと判別したときには、ブザーを鳴動させる制御信号を出力する。

続いて、出力部９は、入力した検査結果に基づいて、つまり制御信号を入力したときには、ブザーを鳴動させる（ブザー音を出力する）ことにより、検査対象２０が非接地状態である旨をオペレーターに報知する。この後、測定開始／終了スイッチ７が操作されて操作信号が出力された際には、処理部６は、交流電圧生成部４による交流電圧Ｖｔの印加を停止させて接地検査を終了する。

このように、この検査装置１および検査方法では、印加電極２および検出電極３を検査対象２０に近接して対向配置させた状態において、印加電極２を介して検査対象２０に交流電圧Ｖｔを印加して、検出電極３が検査対象２０の電圧の変動に起因して流れる電流Ｉを容量結合によって検出し、検出した電流Ｉに基づく電圧Ｖ１の電圧値Ｖ１と予め規定されたしきい値電圧値Ｖｒとを比較して検査対象２０における接地状態の良否を検査する。したがって、この検査装置１および検査方法によれば、印加電極２および検出電極３を検査対象２０に取り付けることなく非接触の状態で検査対象２０の接地検査を行うことができる。このため、この検査装置１および検査方法によれば、測定手段の取付け作業を不要とすることができる結果、接地検査の際に個々の検査対象２０に測定手段を取り付ける取付け作業に起因して誤検査が生じるおそれのある従来の構成および方法と比較して、確実かつ簡易に、しかも低コストで接地検査を行うことができる。

また、この検査装置１および検査方法によれば、検査対象２０における接地状態の良否の検査結果を、ブザーなどの音を出力する音出力装置や検査結果を視認できる表示器等の出力部を用いて報知することにより、オペレーターに対して、接地状態の良否を聴覚的や視覚的に確実に報知することができる。

なお、本発明は、上記の構成に限らず、適宜変更が可能である。例えば、交流電圧供給部４において生成される交流電圧Ｖｔについては、任意の周波数で任意の電圧値の交流電圧に規定することができる。また、印加電極２や検出電極３の形状は矩形の板状に限定されず、円板状や、直方体状など、任意の形状に構成することができる。また、印加電極２および検出電極３の両者に、上記したシールド部材を設けることもできる。

１ 検査装置
２ 印加電極
３ 検出電極
４ 交流電圧生成部
５ 電圧測定部
６ 処理部
９ 出力部
２０ 検査対象
５１ 電流電圧変換回路
Ｃ１，Ｃ２ 静電容量
Ｖｒ しきい値電圧値
Ｖｔ 交流電圧

Claims (4)

1. 導体で形成された印加電極と、前記印加電極に供給する交流電圧を生成する交流電圧生成部と、導体で形成された検出電極と、前記交流電圧が供給されている前記印加電極が検査対象に対向配置されると共に前記検出電極が当該検査対象に対向配置されているときに当該検査対象から当該検出電極に流れる電流を電圧に変換する電流電圧変換部と、前記変換された電圧の電圧値と予め規定されたしきい値電圧値とを比較して前記検査対象における接地状態の良否を検査する検査部とを備えている接地検査装置。
2. 前記接地状態の良否の検査結果を報知する出力部を備えている請求項１記載の接地検査装置。
3. 導体で形成された印加電極に交流電圧を供給し、前記交流電圧が供給されている前記印加電極が検査対象に対向配置されると共に導体で形成された検出電極が当該検査対象に対向配置されているときに当該検査対象から当該検出電極に流れる電流を電圧に変換し、前記変換した電圧の電圧値と予め規定されたしきい値電圧値とを比較して前記検査対象における接地状態の良否を検査する接地検査方法。
4. 前記接地状態の良否の検査結果を報知する請求項３記載の接地検査方法。

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