JP3097896B2 - 配線の電流ルート探索方法 - Google Patents

配線の電流ルート探索方法

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JP3097896B2
JP3097896B2 JP25853495A JP25853495A JP3097896B2 JP 3097896 B2 JP3097896 B2 JP 3097896B2 JP 25853495 A JP25853495 A JP 25853495A JP 25853495 A JP25853495 A JP 25853495A JP 3097896 B2 JP3097896 B2 JP 3097896B2
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  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、配線に微弱な信号
電流を流し、配線の信号電流が流れるルート上で信号電
流の電流値と位相を測り、それぞれの測定場所で信号電
流の流れる方向を知ったり信号電流が流れる配線ルート
の終端条件が容量成分又はインダクタンス成分や抵抗成
分であるかを知ることにより、目的の配線の電流ルート
や接続状態を調査することができる電流ルート探索方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の配線の電流ルート探索方法を図4
に示す。図4において、1は信号発生器、2は接地線も
しくは通信ケーブル,電源ケーブル等のケーブル、3は
接地線電極、4は大地帰路、5は電流帰路用接地電極、
6は帰路用リード線、7は信号受信器である。
【0003】従来の配線の電流ルート探索方法は、図4
に示すように、信号発生器に2個の端子があり、一方を
探索する接地線もしくは通信ケーブル,電源ケーブル等
のケーブル2に接続し、他方を電流帰路用の接地電極の
帰路用リード線6に接続し大地を介したループ回路を構
成する。ループ回路に流れる信号電流により、接地線の
周囲に磁界が発生し、この磁界に信号受信器7が同調反
応し、その反応の大きさを検出することにより、配線の
電流ルートの探索をしていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、前記従来
技術を検討した結果、以下の問題点を見いだした。
【0005】前記の従来の探索方法においては、信号発
生器からの電流の大きさは分かるが位相が分からないた
め、信号電流の流れる方向を知ることができないという
問題があった。
【0006】また、接地線等に接続される電子機器へ影
響を与えないようにするためには、これに流す探索用信
号電流を小さくすることが必要であるが、接地線等に流
れるノイズ電流によって探査が不可能になる場合が多い
という問題があった。
【0007】また、ビルの接地線に電流を流す場合に接
地線に印加した電流が信号発生器に戻る帰路として遠方
に接地電極を設けてこれから信号発生器まで導線を布設
して行うのが理想的であるが、実際の調査時に導線を遠
方から布設することは難しいという問題があった。
【0008】本発明の目的は、配線に接続された各種装
置に影響を与えずに正確に配線ルートを探索することが
可能な技術を提供することにある。
【0009】本発明の他の目的は、配線の電流ルートを
探索する帰路を設けるための労力を低減することが可能
な技術を提供することにある。
【0010】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
にする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概略構成を簡単に説明すると
以下のとおりである。
【0012】(1)信号発生器からの正弦波信号を配線
と接地端子間に印加し、前記配線に流れる正弦波信号電
流の大きさ及び位相を前記信号発生器からの前記正弦波
信号をレファレンスとしたロックインアンプで検出し、
前記正弦波信号電流の流れる経路を追跡する配線の電流
ルート探索方法である。
【0013】(2)前記(1)の配線の電流ルート探索
方法において、前記配線の電流の帰路を電源コンセント
の接地側電極とし、前記接地側電極へ直接又は容量を通
して前記信号発生器へ接続するものである。
【0014】(3)前記(1)の配線の電流ルート探索
方法において、前記配線の電流の帰路をビル鉄筋等の建
物金属体とするものである。
【0015】(4)前記(3)の配線の電流ルート探索
方法において、前記建物金属体との接続を1m2程度の
金属板と前記建物金属体との静電容量結合を介して行う
ものである。
【0016】(5)前記(1)〜(4)のうちいずれか
1つの配線の電流ルート探索方法において、前記レファ
レンスとする正弦波信号を無線電波で無線受信装置を介
してロックインアンプまで伝送するものである。
【0017】前述の手段によれば、接地線に流れる電流
を検出するときに印加信号と同一の信号をレファレンス
としたロックインアンプを使用することによって、10
0μA程度の微少信号電流を接地線の雑音電流の中から
正確に検出できるようにするとともに、印加電流の位相
と測定電流の位相の測定により、接地線等に流れる信号
電流の、測定点での電流の流れる方向を知ることができ
る。これによって接地線に接続された各種装置に影響を
与えずに正確に配線の電流ルートを探索することができ
る。
【0018】次に、信号電流の帰路として遠方接地極か
らの導線の代わりに電源コンセントの接地側電極を使用
したり、ビル鉄筋に直接接続するか、ビル鉄筋と1m2
程度の金属板による静電容量を介して電流を流すことに
よって帰路を設けるための労力を低減できる。
【0019】さらに、ロックインアンプにレファレンス
信号を送るため、ケーブルではなく無線電波を使用する
ことによって配線の電流ルート探索を容易にすることが
できる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明についてその実施の
形態(実施例)とともに図面を参照して詳細に説明す
る。
【0021】なお、実施例を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。
【0022】図1は本発明の電源コンセントの接地側電
極を使用した一実施形態(実施例1)を説明する回路構
成図であり、1は信号発生器、2は接地線、3は接地線
電極、4は大地帰路、8は低圧配電系統の2次側接地電
極(第2種接地)、9は配電用変圧器、10は電源コン
セント、11,11’,11”は分割可能な非接触の電
流プローブ、12はロックインアンプ、13はオシロス
コープ、14はデバイダ、15はレファレンス信号線、
16はコンデンサである。
【0023】本実施形態の接地線の電流ルート探索方法
は、図1に示すように、信号発生器1の一端子と電源コ
ンセントの接地側電極の導線をコンデンサ16で結合さ
せて、信号発生器1から接地線2、接地線電極3、大地
帰路4、低圧配電系統の2次側接地電極8、電源コンセ
ント10、コンデンサ16を通るループ回路を構成す
る。電流ルートを探索する接地線2に信号発生器1の信
号電流を印加するとともに信号電流をデバイダ14で分
配し、レファレンス信号線15を使ってロックインアン
プ12に伝送する。接地線2に流れる信号電流を電流プ
ローブ11及びロックインアンプ12、オシロスコープ
13により非接触の状態で測定し、信号電流が大きいも
のを探し出すとともに電流方向を検出し、電流プローブ
11を電流プローブ11’,11”の様に想定されるル
ートに沿って同時又は順次測定することにより目的の接
地線(配線)の電流ルートが探索できる。
【0024】なお、コンデンサ16を省いて直接印加す
ることも可能であるが、接続する線に電圧が出ていない
ことを接続前に確認する必要がある。
【0025】
【表1】
【0026】測定結果の例として、表1に示すように、
コンデンサ16として100nFのコンデンサを使用し
た場合、発信器出力15ボルト(v)で123Hzの信
号を印加したときに電流プローブ11で0.685m
A、233Hzの信号を印加したときに電流プローブ1
1で0.768mA、673Hzの信号を印加したとき
に電流プローブ11で2.84mA、1017Hzの信
号を印加したときに電流プローブ11で4.19mA、
2017Hzの信号を印加したときに電流プローブ11
で8.06mA、4017Hzの信号を印加したときに
電流プローブ11で15.8mA、10017Hzの信
号を印加したときに電流プローブ11で37.3mA、
20017Hzの信号を印加したときに電流プローブ1
1で64.9mAの信号電流の測定が可能であった。な
お、静電結合によらず直接接続すれば、電流はさらに多
く印加することが可能であり検出も容易となる。
【0027】また、図2は本発明の建物金属体を電流帰
路とした他の実施形態(実施例2)を説明するための図
であり、17は建物金属体と静電結合させる金属板、1
8は金属板と建物金属体の間の静電容量、19は鉄骨等
の建物金属体、20は建物構造体の接地である。
【0028】本実施形態(実施例2)の電流ルート探索
方法は、図2に示すように、信号発生器1の一端子と鉄
骨等の建物金属体19を接続するために、金属板17を
床等に設置することで金属板17と建物金属体19の間
の静電容量18による結合により建物金属体19と金属
板17を電気的に結合させ、信号発生器1から接地線
2、接地線電極3、大地帰路4、建物構造体の接地2
0、建物金属体19、金属板17を通るループ回路を構
成する。
【0029】図1の実施形態(実施例1)の方法と同様
に、ルートを探索する接地線2に信号発生器の信号電流
を印加し、接地線に流れる信号電流を電流プローブ11
及びロックインアンプ12、オシロスコープ13により
非接触の状態で測定することにより目的の接地線を探し
出し、電流プローブ11を電流プローブ11’,11”
の様に想定されるルートに沿って同時又は順次測定する
ことにより目的の接地線の電流ルートを探索することが
できる。
【0030】
【表2】
【0031】測定結果の例として、表2に示すように、
1m2の金属板を使用したとき、信号発生器出力20ボ
ルト(v)で123Hzの信号を印加したときに電流プ
ローブ11で21μA、233Hzの信号を印加したと
きに電流プローブ11で31μA、673Hzの信号を
印加したときに電流プローブ11で90μA、1017
Hzの信号を印加したときに電流プローブ11で133
μA、2017Hzの信号を印加したときに電流プロー
ブ11で252μA、4017Hzの信号を印加したと
きに電流プローブ11で485μA、10017Hzの
信号を印加したときに電流プローブ11で1150μ
A、20017Hzの信号を印加したときに電流プロー
ブ11で2130μAの信号電流の測定が可能であっ
た。
【0032】また、図3は本発明による実施形態(実施
例)における電流値と位相から、配線に分岐があること
や、信号電流の流れる方向を知ったり配線ルート中のイ
ンピーダンス推定の可能性を検討した例であり、抵抗
R,インダクタンスL,容量Cを含んだ接地配線系で、
100nFの容量結合を介して発振器へ戻るループ回路
を構成した図である。図3で内部インピーダンス1kΩ
の発振器から接地線に電流を印加し、印加した接地線の
電流をプローブ1で、ルート2の電流をプローブ2で、
ルート3の電流をプローブ3で測定している。ルート2
は300Ωと10mHの直列インピーダンスを介し30
0Ωの接地抵抗で接地されている。ルート3は直接15
0Ωの接地抵抗で接地されている。帰路は100nFを
通して戻している。なお、プローブの所に付した矢印は
プローブの極性を示す。測定結果は表3の通りである。
【0033】
【表3】
【0034】プローブ1の次にプローブ2で測定した
場合、プローブ1の電流値≠プローブ2電流値より、両
プローブ間に分岐があることがわかる。
【0035】次にプローブ3で測定すると、プローブ
1の電流値≒プローブ2+プローブ3の電流値より、分
岐はプローブ3のルートだけであることがわかる。
【0036】プローブ1の位相≒プローブ2の位相よ
り、両測定点での電流の流れる向きが同じことからプロ
ーブの極性を示す矢印と同じ方向に電流が流れているこ
とがわかる。
【0037】プローブ1の位相≒プローブ3の位相よ
り、プローブ3のルートも矢印方向であることがわか
る。
【0038】また、ルート2にはインダクタンス成分が
入っているが、測定周波数において抵抗成分に比べて小
さく、測定に影響を与えていないことがわかる。さら
に、測定電流も最低で30μA程度しか流れていない
が、位相まで安定に精度よく測定できることが確かめら
れた。
【0039】以上、本発明を、前記実施形態(実施例
1,2)に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記
実施形態(実施例1,2)に限定されるものではなく、
その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である
ことは勿論である。
【0040】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下
のとおりである。
【0041】信号発生器からの信号をレファレンスとし
たロックインアンプで検出させることにより、微弱な信
号電流であっても信号電流の電流値と位相を検出できる
ので、探索する配線に微弱な信号電流を流すことで目的
の配線の電流ルート探索を容易に行うことができる。
【0042】また、電源コンセントの接地側電極や建物
金属体を電流帰路として使うことにより、遠方に接地極
を設けて、信号発生器までの導線の布設を必要とせずに
配線の電流ルートの探索ができ、かつ、ルート探索作業
時間を短縮することができる。これらにより、配線の電
流ルートを探索する帰路を設けるための労力を低減する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による配線の電流ルート探索方法の一実
施形態(実施例1)を説明するための回路構成図であ
る。
【図2】本発明による配線の電流ルート探索方法の他の
実施形態(実施例2)を説明するための回路構成図であ
る。
【図3】本発明による実施形態の配線の電流ルート探索
方法における電流値と位相から配線に分岐があること
や、信号電流の流れる方向を知ったり、配線ルート中の
インピーダンス推定の可能性を検討した例を説明するた
めの図である。
【図4】従来のルート探索方法を説明するための図であ
る。
【符号の説明】
1…信号発生器、2…接地線、3…接地線電極、4…大
地帰路、5…電流帰路用接地電極、6…帰路用リード
線、7…信号受信器、8…低圧配電系統の2次側接地電
極、9…配電用変圧器、10…電源コンセント、11,
11’11”…電流プローブ、12…ロックインアン
プ、13…オシロスコープ、14…デバイダ、15…レ
ファレンス信号線、16…コンデンサ、17…金属板、
18…金属板と建物金属体間の静電容量、19…建物金
属体、20…建物構造体の接地、G…信号発生器1の接
地側端子。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−15772(JP,A) 特開 平8−146144(JP,A) 実公 平5−47426(JP,Y2) 実公 平6−20144(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 31/02 G01V 3/11

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 信号発生器からの正弦波信号を配線(接
    地線もしくは通信ケーブル、電力ケーブル等のケーブ
    ル)と接地端子間に印加し、前記配線に流れる正弦波信
    号電流の大きさ及び位相を前記信号発生器からの前記正
    弦波信号をレファレンスとしたロックインアンプで検出
    し、前記正弦波信号電流の流れる経路を追跡することを
    特徴とする配線の電流ルート探索方法。
  2. 【請求項2】 前記配線への電流の帰路を電源コンセン
    トの接地側電極とし、前記接地側電極へ直接又は容量を
    通して前記信号発生器へ接続することを特徴とする前記
    請求項1記載の配線の電流ルート探索方法。
  3. 【請求項3】 前記配線への電流の帰路をビル鉄筋等の
    建物金属体とすることを特徴とする前記請求項1記載の
    配線の電流ルート探索方法。
  4. 【請求項4】 前記建物金属体との接続を1m2程度の
    金属板と建物金属体との静電容量結合を介して行うこと
    を特徴とする前記請求項3記載の配線の電流ルート探索
    方法。
  5. 【請求項5】 前記レファレンスとする正弦波信号を無
    線電波で無線受信装置を介してロックインアンプまで伝
    送することを特徴とする請求項1〜4のうちいずれか1
    項に記載の配線の電流ルート探索方法。
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US9194888B2 (en) * 2012-10-11 2015-11-24 Tektronix, Inc. Automatic probe ground connection checking techniques
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