JP2014514558A - オブジェクトの電位を非接触で求めるための装置、クランプメータおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
・電極をオブジェクトから離隔させて設置するステップ
・前記電極を参照電位に接続するステップ
・前記オブジェクトと前記電極との間の電界が消失する最終値まで前記参照電位を変化させるステップ
・前記最終値を測定することにより前記オブジェクトの電位を求めるステップ。
C=ε・A/d
ΔU=Uunbekannt−Uref
E=ΔU/d
I=C/(d(ΔU)・dt)
Uout=−R・I=−RC・(d(ΔU)/dt)
ここでIは、測定電極2と増幅器4との間に流れる逆充電電流である。
2 測定電極
3a,3b 入力端
4 増幅器
5 出力端
6 電圧測定装置
7 電位調整部
8 制御部
9 電界遮蔽部
10 クランプメータ
Uunbekannt 電位
d 距離
I 逆充電電流
R 抵抗
Uout 出力電圧
Umess 測定電圧
Uref 参照電圧
E 電界
A 面積
ε 誘電率
ΔU 電位差
C 容量
P 電力
EP1249706A2には、
導体を絶縁するための絶縁部の表面の一部を覆うことができる検出電極を有する検出センサと、
前記検出電極を覆うためのシールド電極と、
信号を出力するための振動子と
を用いて、当該導体に印加された交流電圧を測定するための非接触電圧測定方法が記載されており、シールドケーブルのコアケーブルおよび外被ケーブルの各一端はそれぞれ、前記検出電極ないしは前記シールド電極に接続されており、前記コアケーブルの他端と外被ケーブルの他端との間に仮想短絡状態を形成することにより、浮遊容量の影響が実質的に消失する。
WO2008/009906A1には、
テスト中に設けられる試料と容量結合されて測定信号を生成するように設置された少なくとも1つの検出電極と、
前記測定信号の周波数に応じた周波数を有する振動子出力を生成するように配置された振動子と、
前記振動子出力に応答して、センサアンプの入力端にコヒーレントフィードバックを印加するためのフィードバック参照信号を生成するフィードバック装置と
を用いて、電位を求めるためのセンサが記載されている。
US2006/058694A1には、入力検針対を備えた電気力学的センサが記載されており、当該入力検針対は、テスト対象であるオブジェクトにより生じた電位を検出して検出信号を生成するように構成されている。前記センサはさらに、増幅器を有する電位計を備えており、当該電位計は、前記検出信号を受信して測定信号を出力するように構成されている。
US6531880B1には、ケーブルから出力された電界を検出するセンサを備えた非接触ケーブルテスタが記載されている。この非接触ケーブルテスタでは、センサ信号と所定の閾値とを比較することにより、ケーブルに流れる電気エネルギーを求める。
US2007/086130A1には、第1の容量式電圧センサ群と第2の容量式電圧センサ群とを用いて、導体内の交流電圧を求める装置が記載されており、各容量式電圧センサ群はそれぞれ円形状に、前記導体を包囲するように設置される。
US5473244Aには、導体における電圧と電流と電力とを非接触で測定するための装置が開示されている。前記装置は、前記導体によって生成された電界に基づいてセンサ信号を生成するための複数の容量式センサを組み合わせた構成体を含む。前記装置では、前記複数の容量式センサのうちいずれかの電極を連続的に移動させることにより、導体内の直流電圧も検出することができる。
FR2924814A、および、EP0398396A2には、電圧を測定するためのシステムが記載されており、両システムとも、多相システムにおける電圧を検出するための複数の容量性センサを含む。
US4611207Aには、高電圧架線に設置できる環状の筐体を備えた電圧測定装置が開示されている。
第1の時点において前記電極と前記オブジェクトとの間に電界が形成され、第2の時点において当該電界が、前記オブジェクトと前記電極との間に配置された電界遮蔽部により遮蔽されるように、当該電界遮蔽部の配置を周期的に変化させるための装置
を有し、前記電位調整部により、前記オブジェクトの時間的に一定の電位を求めることが可能であるように構成されている。
・電極をオブジェクトから離隔させて設置するステップ
・前記電極を参照電位に接続するステップ
・前記電極(2)と、参照電位を有する部材との間に流れる逆充電電流が消失する最終値まで前記参照電位を変化させるステップ
・前記最終値を測定することにより前記オブジェクトの電位を求めるステップ
・第1の時点において前記電極と前記オブジェクトとの間に電界が形成され、第2の時点において当該電界が、前記オブジェクトと前記電極との間に配置された電界遮蔽部により遮蔽されるように、当該電界遮蔽部の配置を周期的に変化させるステップ
・前記オブジェクトの時間的に一定の電位を求めるステップ。
Claims (10)
- 電極(2)を用いて、オブジェクト(1)の電位(Uunbekannt)を非接触で求めるための装置(6)において、
前記電極(2)に電気的に接続された電位調整部(7)を有し、
前記電位調整部(7)は、
前記電極(2)が前記オブジェクト(1)から距離(d)を置いて配置されている場合、当該オブジェクト(1)と電極(2)との間の電界(E)が消失する最終値(Uunbekannt)まで、当該電極(2)に生じている参照電位(Uref)を変化させ、
前記最終値(Uunbekannt)から前記オブジェクト(1)の電位(Uunbekannt)を求める
ように構成されていることを特徴とする、装置(6)。 - 前記電位調整部(7)は、
前記電極(2)の荷電状態(I)の時間的変化を求め、
求めた前記荷電状態(I)に依存して、前記最終値(Uunbekannt)に達したときに前記荷電状態(I)の時間的変化が消失するように、前記参照電位(Uref)を変化させる
ように構成されている、請求項1記載の装置(6)。 - 前記装置(6)は、第1の入力端(3a)と第2の入力端(3b)と1つの出力端(5)とを有する増幅器(4)を備えており、
前記電極(2)は前記第1の入力端(3a)に電気的に接続されており、
前記電位調整部(7)は前記第2の入力端(3b)に電気的に接続されており、
前記第1の入力端(3a)は前記出力端(5)に電気的に接続されている、
請求項1または2記載の装置(6)。 - 前記電位調整部(7)は制御装置(8)を有し、
前記制御装置(8)は、
前記出力端(5)における電位(Uout)を測定し、
測定した前記電位(Uout)に依存して、前記出力端において測定される電位(Uout)の値の絶対値(|Uout|)が値0まで低減するように、前記第2の入力端(3b)における参照電位(Uref)を調整する
ように構成されている、請求項3記載の装置(6)。 - 前記装置は、
第1の時点において前記電極(2)と前記オブジェクト(1)との間に電界(E)が形成され、第2の時点において当該電界(E)が電界遮蔽部により遮蔽されるように、当該電界遮蔽部(9)の配置を周期的に変化させるように構成された装置
を有し、
前記電位調整部(7)は、前記オブジェクト(1)の時間的に一定の電位(Uunbekannt)を求めるように構成されている、
請求項1から4までのいずれか1項記載の装置(6)。 - 前記電界遮蔽部(9)は前記第2の入力端(3b)に電気的に接続されている、
請求項3または4と請求項5とに記載の装置(6)。 - 前記電極(2)は、電界計および/または容量型分圧器に包含されている、
請求項1から6までのいずれか1項記載の装置(6)。 - オブジェクト(1)に流れる電流を非接触で求めるためのクランプメータ(10)において、
請求項1から7までのいずれか1項記載の装置(6)と、評価ユニットとを有し、
前記評価ユニットは、前記クランプメータ(10)により求められた電流の値と、前記装置(6)により求められた電位(Uunbekannt)の値とから、電力(P)を求めるように構成されている
ことを特徴とするクランプメータ(10)。 - オブジェクト(1)の電位(Uunbekannt)を非接触で求める方法において、
・前記オブジェクト(1)から離隔させて電極(2)を設置するステップと、
・前記電極(2)と参照電位(Uref)とを接続するステップと、
・前記オブジェクト(1)と前記電極(2)との間の電界(E)が消失する最終値(Uunbekannt)になるまで前記参照電位(Uref)を変化させるステップと、
・前記最終値(Uunbekannt)を測定することにより前記オブジェクト(1)の電位(Uunbekannt)を求めるステップと
を有することを特徴とする方法。 - 前記オブジェクト(1)の電位(Uunbekannt)は時間的に変化し、かつ、第1の変化速度を有し、
前記第1の速度より高い第2の速度で前記参照電位(Uref)を前記最終値(Uunbekannt)まで変化させる、
請求項9記載の方法。
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