JP3158063B2 - Non-contact voltage measurement method and device - Google Patents

Non-contact voltage measurement method and device

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JP3158063B2
JP3158063B2 JP00869997A JP869997A JP3158063B2 JP 3158063 B2 JP3158063 B2 JP 3158063B2 JP 00869997 A JP00869997 A JP 00869997A JP 869997 A JP869997 A JP 869997A JP 3158063 B2 JP3158063 B2 JP 3158063B2
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【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ビニル絶縁電線な
どのように、絶縁物によって被覆された導体に印加され
る交流の電圧を、導体とは非接触で計測する方法及び装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for measuring an AC voltage applied to a conductor covered with an insulator, such as a vinyl insulated wire, in a non-contact manner with the conductor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、絶縁電線に印加されている商
用交流の電圧を測定するに当たって、交流電圧計が一般
的に用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an AC voltmeter has been generally used for measuring a commercial AC voltage applied to an insulated wire.

【0003】しかし、従来の交流電圧計を用いる方法で
は、測定用電極の一方を導体に接触させる必要があるの
で、絶縁電線の被覆の一部を剥離したり、又は測定用の
端子を予め設けておく必要があった。
However, in the conventional method using an AC voltmeter, it is necessary to bring one of the electrodes for measurement into contact with a conductor, so that a part of the coating of the insulated wire is peeled off, or a terminal for measurement is provided in advance. Had to be kept.

【0004】そこで、絶縁電線に印加されている電圧を
導体に接触させることなく測定するために、絶縁電線の
絶縁被覆を覆うピックアップと、ピックアップを覆うシ
ールドと、ピックアップと接地との間に互いに直列に接
続された2つの抵抗器と、入力側が2つの抵抗器の接続
点に接続され且つ出力側がシールドに接続され、増幅度
が2つの抵抗器による分圧比の逆数に等しい演算増幅器
とからなる非接触電圧計測装置が提案されている(実開
平6−28748号)。
Therefore, in order to measure the voltage applied to the insulated wire without contacting the conductor, a pickup covering the insulating coating of the insulated wire, a shield covering the pickup, and a series connected between the pickup and the ground. And an operational amplifier whose input side is connected to the connection point of the two resistors and whose output side is connected to the shield, and whose amplification is equal to the reciprocal of the voltage division ratio of the two resistors. A contact voltage measurement device has been proposed (Japanese Utility Model Laid-Open No. 6-28748).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の非接触電圧計測装置によると、演算増幅器の出力を計
測点とするため、演算増幅器の出力が絶縁電線に印加さ
れている電圧と等しくなる。つまり、演算増幅器の出力
が100ボルト又は200ボルトなどのような高い電圧
となるので、高耐圧且つ高出力の演算増幅器を構成する
必要があり、装置の構成が複雑で高価になる欠点があ
る。また、装置に高電圧を供給する必要があるので携帯
用に不向きである。
However, according to the conventional non-contact voltage measuring device described above, the output of the operational amplifier is used as a measuring point, so that the output of the operational amplifier becomes equal to the voltage applied to the insulated wire. . That is, since the output of the operational amplifier becomes a high voltage such as 100 volts or 200 volts, it is necessary to configure an operational amplifier having a high withstand voltage and a high output, and there is a disadvantage that the configuration of the device becomes complicated and expensive. In addition, since it is necessary to supply a high voltage to the device, it is not suitable for portable use.

【0006】本発明は、上述の問題に鑑みてなされたも
ので、高耐圧且つ高出力の特殊な演算増幅器を用いる必
要がなく、低電圧で動作することができ携帯用にも適し
た非接触電圧計測方法及び装置を提供することを目的と
する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and does not require the use of a special operational amplifier having a high withstand voltage and a high output, can operate at a low voltage, and is suitable for portable use. An object of the present invention is to provide a voltage measuring method and a voltage measuring apparatus.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る方
法は、絶縁物によって被覆された導体に印加される交流
の電圧を前記導体とは非接触で計測する方法であって、
前記絶縁物の一部の表面を覆うことが可能な検出電極及
び前記検出電極を覆うシールド電極を備えた検出プロー
ブと、所定の周波数の信号を出力する発振器とを用い、
前記発振器の信号を前記検出電極に加えることによっ
て、前記検出電極と前記導体との間のインピーダンスを
計測し、前記導体に印加された電圧に起因して前記検出
電極から流出する電流を計測し、前記電流と前記インピ
ーダンスとから前記導体に印加された電圧を計測する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for measuring an AC voltage applied to a conductor coated with an insulator in a non-contact manner with the conductor.
Using a detection probe having a detection electrode capable of covering a part of the surface of the insulator and a shield electrode covering the detection electrode, and an oscillator that outputs a signal of a predetermined frequency,
By applying the signal of the oscillator to the detection electrode, measure the impedance between the detection electrode and the conductor, measure the current flowing out of the detection electrode due to the voltage applied to the conductor, A voltage applied to the conductor is measured from the current and the impedance.

【0008】請求項2の発明に係る方法は、前記絶縁物
の一部の表面を覆って前記導体の一部を外界から静電遮
蔽することが可能な検出電極及び前記検出電極を外界か
ら静電遮蔽するためのシールド電極を備えた検出プロー
ブと、所定の周波数の信号を出力する発振器とを用い、
前記検出プローブを前記絶縁物から離した状態と前記検
出プローブで前記絶縁物を覆った状態とのそれぞれの状
態において、前記発振器の信号を検出用抵抗器を介して
前記検出電極に加えることによって前記検出電極と前
記導体との間のインピーダンスを計測し、前記検出プロ
ーブにより絶縁物の一部の表面を覆った状態で、前記導
体に印加された電圧に起因して前記検出電極から流出す
る電流を計測し、前記電流と前記インピーダンスとから
前記導体に印加された電圧を計測する。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a detection electrode capable of covering a part of the surface of the insulator and electrostatically shielding a part of the conductor from the outside, and a method of keeping the detection electrode static from the outside. Using a detection probe with a shield electrode for electric shielding, and an oscillator that outputs a signal of a predetermined frequency,
The state where the detection probe is separated from the insulator and the detection
With the probe covered with the insulator.
In state, by adding to the detection electrode via a detection resistor a signal of the oscillator, the impedance between the detecting electrode and the conductor is measured, a portion of the surface of the insulator by the detecting probe In the covered state, a current flowing from the detection electrode due to a voltage applied to the conductor is measured, and a voltage applied to the conductor is measured from the current and the impedance.

【0009】請求項3の発明に係る装置は、絶縁物によ
って被覆された導体に印加される交流の電圧を前記導体
とは非接触で計測する装置であって、前記絶縁物の一部
の表面を覆って前記導体の一部を外界から静電遮蔽する
ことが可能な検出電極及び前記検出電極を外界から静電
遮蔽するためのシールド電極を備えた検出プローブと、
所定の周波数の信号を出力する発振器と、前記発振器の
信号を検出用抵抗器を介して前記検出電極に加えること
によって前記検出電極と前記導体との間のインピーダン
スを計測するインピーダンス計測手段と、前記導体に印
加された電圧に起因して前記検出電極から流出する電流
を計測する流出電流計測手段と、前記電流と前記インピ
ーダンスとから前記導体に印加された電圧を計測する導
体電圧計測手段と、を有して構成される。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an apparatus for measuring an AC voltage applied to a conductor coated with an insulator in a non-contact manner with the conductor, wherein a surface of a part of the insulator is measured. A detection probe that includes a detection electrode that covers the conductor and electrostatically shields a part of the conductor from the outside, and a shield electrode for electrostatically shielding the detection electrode from the outside.
An oscillator that outputs a signal of a predetermined frequency, and an impedance measuring unit that measures an impedance between the detection electrode and the conductor by applying a signal of the oscillator to the detection electrode via a detection resistor. Outflow current measurement means for measuring the current flowing out of the detection electrode due to the voltage applied to the conductor, and conductor voltage measurement means for measuring the voltage applied to the conductor from the current and the impedance, It is configured to have.

【0010】請求項4の発明に係る装置は、前記絶縁物
の一部の表面を覆って前記導体の一部を外界から静電遮
蔽することが可能な検出電極及び前記検出電極を外界か
ら静電遮蔽するためのシールド電極を備えた検出プロー
ブと、前記導体に印加される交流の電圧の周波数とは異
なる周波数の信号を出力し且つその出力インピーダンス
が充分に低い発振器と、前記発振器の出力と前記検出電
極とを接続する検出用抵抗器と、前記検出用抵抗器の両
端に現れる電圧に基づいて前記検出用抵抗器に流れる電
流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段から出
力される信号の中から前記発振器の信号のみを通過させ
る第1フィルタと、前記検出プローブを前記絶縁物から
離した状態で前記第1フィルタから出力される信号と前
記検出プローブにより絶縁物の一部の表面を覆った状態
で前記第1フィルタから出力される信号とに基づいて、
前記検出電極と前記導体との間の静電容量C1を計測す
る静電容量計測手段と、前記電流検出手段から出力され
る信号の中から前記導体に印加された電圧の周波数の信
号のみを通過させる第2フィルタと、前記第2フィルタ
から出力される信号に基づいて、前記導体に印加された
電圧に起因して前記検出電極から流出する電流を計測す
る流出電流計測手段と、前記電流と前記静電容量C1と
から前記導体に印加された電圧を計測する導体電圧計測
手段と、を有して構成される。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a detection electrode capable of covering a part of the surface of the insulator and electrostatically shielding a part of the conductor from the outside, and disposing the detection electrode from the outside. A detection probe having a shield electrode for electrically shielding, an oscillator that outputs a signal having a frequency different from the frequency of the AC voltage applied to the conductor and whose output impedance is sufficiently low, and an output of the oscillator. A detection resistor connected to the detection electrode; current detection means for detecting a current flowing through the detection resistor based on a voltage appearing at both ends of the detection resistor; output from the current detection means A first filter that passes only the signal of the oscillator from among the signals, a signal output from the first filter in a state where the detection probe is separated from the insulator, and the detection probe. Ri based on the signal output from the first filter while covering a portion of the surface of the insulator,
A capacitance measuring means for measuring a capacitance C1 between the detection electrode and the conductor, and passing only a signal of a frequency of a voltage applied to the conductor from signals output from the current detecting means A second filter to be performed, based on a signal output from the second filter, an outflow current measuring unit that measures a current flowing out of the detection electrode due to a voltage applied to the conductor, And a conductor voltage measuring means for measuring a voltage applied to the conductor from the capacitance C1.

【0011】請求項5の発明に係る装置では、前記静電
容量計測手段は、前記第1フィルタから出力される信号
を整流する整流器と、前記検出プローブを前記絶縁物か
ら離した状態で計測された前記検出電極と前記シール
ド電極との間の静電容量と前記検出電極の浮遊容量との
合成の静電容量C0を記憶する静電容量記憶手段と、前
記検出プローブにより絶縁物の一部の表面を覆った状態
で前記整流器から出力される信号と前記静電容量記憶手
段に記憶された静電容量C0とに基づいて前記静電容量
C1を求める静電容量演算手段と、を含み、前記導体電
圧計測手段は、前記積分器から出力される信号を前記静
電容量計測手段から出力される静電容量C1で除す除算
器を含む。
In the apparatus according to a fifth aspect of the present invention, the capacitance measuring means measures the rectifier for rectifying a signal output from the first filter, and measures the detection probe in a state where the detection probe is separated from the insulator. Further , the capacitance between the detection electrode and the shield electrode and the stray capacitance of the detection electrode
A capacitance storage unit for storing the combined capacitance C0, a signal output from the rectifier with the detection probe covering a part of the surface of the insulator, and a signal stored in the capacitance storage unit. Capacitance calculating means for calculating the capacitance C1 based on the capacitance C0, wherein the conductor voltage measuring means outputs a signal output from the integrator to the output from the capacitance measuring means. And a divider for dividing by a capacitance C1.

【0012】請求項6の発明に係る装置では、前記発振
器は、その周波数が前記導体に印加される電圧の周波数
よりも高く設定されてなる。請求項7の発明に係る装置
では、計測された前記電圧に基づいて、前記導体によっ
て供給される電力を計測する電力計測手段が設けられて
なる。
[0012] In the apparatus according to claim 6, the frequency of the oscillator is set higher than the frequency of the voltage applied to the conductor. According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an electric power measuring means for measuring electric power supplied by the conductor based on the measured voltage.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】図1は本発明に係る電圧計測装置
1の構成を示すブロック図、図2は検出プローブ11の
構造の例を示す正面図、図4は電圧計測装置1の要部の
等価回路である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a voltage measuring device 1 according to the present invention, FIG. 2 is a front view showing an example of the structure of a detection probe 11, and FIG. Is an equivalent circuit.

【0014】図1において、電圧計測装置1は、検出用
抵抗器R1、検出プローブ11、発振器12、電流検出
部13、インピーダンス計測部14、流出電流計測部1
5、導体電圧計測部16、電力計測部17、及び表示部
18から構成されている。
In FIG. 1, a voltage measuring device 1 includes a detecting resistor R1, a detecting probe 11, an oscillator 12, a current detecting unit 13, an impedance measuring unit 14, and an outflow current measuring unit 1.
5, a conductor voltage measuring unit 16, a power measuring unit 17, and a display unit 18.

【0015】検出プローブ11は、電線WRの絶縁物S
Lの一部の表面を覆って導体CDの一部を外界から静電
遮蔽することが可能な円筒状の検出電極111、及び検
出電極111を外界から静電遮蔽するための円筒状のシ
ールド電極112を備えている。これら検出電極111
及びシールド電極112はいずれも円筒状であり、それ
らの長さは互いに同一である。その長さは例えば2〜4
cm程度である。検出電極111とシールド電極112
との間には、絶縁体からなる支持材113が設けられて
いる。
[0015] The detection probe 11 is an insulator S of the electric wire WR.
A cylindrical detection electrode 111 that covers a part of the surface of L and electrostatically shields a part of the conductor CD from the outside, and a cylindrical shield electrode for electrostatically shielding the detection electrode 111 from the outside. 112 is provided. These detection electrodes 111
The shield electrode 112 and the shield electrode 112 are both cylindrical and have the same length. Its length is for example 2-4
cm. Detection electrode 111 and shield electrode 112
A support member 113 made of an insulator is provided between the two.

【0016】図2に示すように、検出電極111、シー
ルド電極112、及び支持材113は、直径方向の平面
によって分割されており、それぞれの部分に、軸115
を中心として回動可能なアーム114,114が取り付
けられている。アーム114,114の間には、それら
を互いに開く方向に付勢するバネ116が装着されてい
る。
As shown in FIG. 2, the detection electrode 111, the shield electrode 112, and the support member 113 are divided by a diametric plane, and each part has a shaft 115.
Arms 114, 114 that can rotate around the center are attached. A spring 116 that urges the arms 114 and 114 in a direction to open each other is mounted.

【0017】したがって、検出プローブ11は、自由状
態では、図2(A)に示すように開いた状態であり、作
業者がアーム114,114を手で握ってバネ116の
付勢力に抗して押さえることにより、図2(B)に示す
ように閉じた状態となる。検出プローブ11が閉じた状
態になると、センサーSE1によってその状態が検出さ
れる。
Therefore, in the free state, the detection probe 11 is in an open state as shown in FIG. 2A, and the operator grips the arms 114, 114 by hand and resists the urging force of the spring 116. By pressing down, it becomes a closed state as shown in FIG. When the detection probe 11 is in the closed state, the state is detected by the sensor SE1.

【0018】なお、センサーSE1として、リミットス
イッチ、近接センサー、フォトセンサー、その他の種々
のセンサーが用いられる。図示は省略したが、センサー
SE1のリード線、検出電極111及びシールド電極1
12に接続する電線などが設けられている。
As the sensor SE1, a limit switch, a proximity sensor, a photo sensor, and other various sensors are used. Although not shown, the lead wire of the sensor SE1, the detection electrode 111, and the shield electrode 1
An electric wire or the like connected to the power supply 12 is provided.

【0019】再び図1において、発振器12は、商用交
流の周波数である50Hz又は60Hzよりも充分に高
い周波数、さらには、インバータなどから供給される可
能性のある500Hz程度の周波数よりも充分に高い周
波数、例えばその10倍程度の5KHzの周波数の正弦
波の一定の電圧Esの信号を出力する。発振器12の出
力インピーダンスは検出用抵抗器R1に比較して充分に
低く、したがって発振器12の出力と検出用抵抗器R1
との接続点は、検出電極111の側から見ると、接地さ
れているのと等価である。また、導体CDについても、
発振器12の側から見ると接地されているのと等価であ
る。
Referring again to FIG. 1, the oscillator 12 has a frequency sufficiently higher than the commercial AC frequency of 50 Hz or 60 Hz, and a frequency sufficiently higher than a frequency of about 500 Hz which may be supplied from an inverter or the like. A signal of a constant voltage Es of a sine wave having a frequency of, for example, about 10 times the frequency of 5 KHz is output. The output impedance of the oscillator 12 is sufficiently lower than that of the detection resistor R1, so that the output of the oscillator 12 and the detection resistor R1
Is equivalent to being grounded when viewed from the detection electrode 111 side. Also, for the conductor CD,
Seen from the side of the oscillator 12, this is equivalent to being grounded.

【0020】電流検出部13は、検出電極111に流入
する電流及び検出電極111から流出する電流を検出
し、信号S1を出力する。本実施形態においては、検出
用抵抗器R1の両端に現れる電圧Erに基づいて、検出
用抵抗器R1に流れる電流Iを検出する。
The current detector 13 detects a current flowing into the detection electrode 111 and a current flowing out of the detection electrode 111, and outputs a signal S1. In the present embodiment, the current I flowing through the detection resistor R1 is detected based on the voltage Er that appears at both ends of the detection resistor R1.

【0021】電流Iには、発振器12の信号Esによっ
て検出電極111に向かって流れ込む電流成分Isと、
検出電極111から発振器12に向かって流れ出る電流
成分Ixとが含まれる。したがって、電圧Erには、発
振器12の信号Esに起因して生じる電圧成分Ers
と、導体CDに印加される電圧Exに起因して生じる電
圧成分Erxとが含まれる。これらの電圧成分Ers,
Erxは、周波数fが互いに異なることによる特性を利
用し、フィルタなどを用いて弁別される。
The current I includes a current component Is flowing toward the detection electrode 111 by the signal Es of the oscillator 12, and
And a current component Ix flowing out of the detection electrode 111 toward the oscillator 12. Therefore, voltage component Ers generated due to signal Es of oscillator 12 is included in voltage Er.
And a voltage component Erx caused by the voltage Ex applied to the conductor CD. These voltage components Ers,
Erx is discriminated by using a filter or the like, utilizing characteristics due to different frequencies f.

【0022】インピーダンス計測部14は、発振器12
の信号Esを検出用抵抗器R1を介して検出電極111
に加えることによって、検出電極111と導体CDとの
間のインピーダンスZwを計測する。
The impedance measuring section 14 includes the oscillator 12
Of the detection electrode 111 via the detection resistor R1.
, The impedance Zw between the detection electrode 111 and the conductor CD is measured.

【0023】流出電流計測部15は、導体CDに印加さ
れた電圧Exに起因して検出電極111から流出する電
流Ixを計測する。導体電圧計測部16は、電流Ixと
インピーダンスZwとから、導体CDに印加された電圧
Exを計測する。
The outflow current measuring unit 15 measures a current Ix flowing out of the detection electrode 111 due to the voltage Ex applied to the conductor CD. The conductor voltage measuring unit 16 measures the voltage Ex applied to the conductor CD from the current Ix and the impedance Zw.

【0024】電力計測部17は、計測された電圧Ex
と、別途入力された電流とに基づいて、導体CDによっ
て負荷に供給される電力を計測する。表示部18は、計
測された電圧Ex又は電力を表示する。表示部18は、
メータを用いたアナログ式又は液晶などを用いたデジタ
ル式でもよい。
The power measuring unit 17 calculates the measured voltage Ex
And the power supplied to the load by the conductor CD based on the current and a separately input current. The display unit 18 displays the measured voltage Ex or the measured power. The display unit 18
An analog type using a meter or a digital type using a liquid crystal may be used.

【0025】電圧計測装置1は、商用交流電源(インバ
ータ応用設備を含む)の電圧測定を目的とする。そのた
め、発振器12の信号Esの周波数fsと導体CDに供
給される電圧Exの周波数fxとを異ならせ、それらに
よる電流成分をフィルタを用いて弁別する。これによっ
て処理が簡単となり構成が簡素化される。しかし、発振
器12の信号Esの周波数fsを電圧Exの周波数fx
と同一とし、例えば発振器12の信号Esの電圧値を周
期的に可変することによってインピーダンスZwを測定
することも可能である。
The voltage measuring device 1 is intended to measure the voltage of a commercial AC power supply (including inverter application equipment). For this reason, the frequency fs of the signal Es of the oscillator 12 is made different from the frequency fx of the voltage Ex supplied to the conductor CD, and the current component due to them is discriminated using a filter. This simplifies the processing and simplifies the configuration. However, the frequency fs of the signal Es of the oscillator 12 is changed to the frequency fx of the voltage Ex.
It is also possible to measure the impedance Zw by periodically varying the voltage value of the signal Es of the oscillator 12, for example.

【0026】なお、インピーダンスZw、電流Ix、電
圧Exなどの計測値は、数値変換又は単位変換などを容
易に行うことができるので、それらの現象値に関連した
情報が得られればよく、必ずしもオーム、アンペア、又
はボルトなどの単位に対応する数値として得られる必要
はない。
Since the measured values of the impedance Zw, the current Ix, the voltage Ex, and the like can be easily converted into numerical values or units, it is only necessary to obtain information relating to those phenomenon values. , Amps, or volts need not be obtained.

【0027】インピーダンス計測部14、流出電流計測
部15、導体電圧計測部16などは、マイクロプロセッ
サ、ROM、RAMなどを用い、適切なプログラムを実
行することによって実現可能である。
The impedance measuring unit 14, the outflow current measuring unit 15, the conductor voltage measuring unit 16 and the like can be realized by executing an appropriate program using a microprocessor, a ROM, a RAM and the like.

【0028】次に、電圧計測装置の他の実施形態につい
て説明する。図3は本発明に係る他の実施形態の電圧計
測装置1Aの構成を示すブロック図である。
Next, another embodiment of the voltage measuring device will be described. FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a voltage measuring device 1A according to another embodiment of the present invention.

【0029】電圧計測装置1Aは、検出用抵抗器R1、
検出プローブ11、発振器12、電流検出部13、第1
フィルタとしてのバンドパスフィルタ21、整流器2
2、静電容量演算部23、浮遊容量検出部24、スイッ
チ25、第2フィルタとしてのローパスフィルタ26、
積分器27、及び除算器28から構成される。整流器2
2、静電容量演算部23、及び浮遊容量検出部24によ
って、静電容量計測手段としての静電容量計測部20が
構成されている。
The voltage measuring device 1A includes a detecting resistor R1,
Detection probe 11, oscillator 12, current detector 13, first
Bandpass filter 21 as filter, rectifier 2
2, a capacitance calculation unit 23, a stray capacitance detection unit 24, a switch 25, a low-pass filter 26 as a second filter,
It comprises an integrator 27 and a divider 28. Rectifier 2
2. The capacitance calculation unit 23 and the stray capacitance detection unit 24 constitute a capacitance measurement unit 20 as capacitance measurement means.

【0030】なお、検出電極111と導体CDとの間の
インピーダンスZwは、それらの間の静電容量C1によ
るリアクタンスXC1が主であるので、Zwに代えてリ
アクタンスXC1つまり静電容量C1を計測するものと
する。
Since the impedance Zw between the detection electrode 111 and the conductor CD is mainly the reactance XC1 due to the capacitance C1 between them, the reactance XC1, that is, the capacitance C1, is measured instead of Zw. Shall be.

【0031】検出電極111とシールド電極112との
間の静電容量、検出用抵抗器R1への配線による浮遊容
量、その他の浮遊容量による合成の静電容量をC0と
し、これによるリアクタンスをXC0とする。静電容量
C0のことを「浮遊容量C0」ということがある。な
お、静電容量C1の値は10分の数pF〜数pF程度で
あり、浮遊容量C0の値は数pF〜十数pF程度であ
る。
The capacitance between the detection electrode 111 and the shield electrode 112, the stray capacitance due to the wiring to the detecting resistor R1, and the combined capacitance due to other stray capacitances are C0, and the reactance due to this is XC0. I do. The capacitance C0 may be referred to as “floating capacitance C0”. The value of the capacitance C1 is about several tenths pF to several pF, and the value of the stray capacitance C0 is about several pF to several tens pF.

【0032】検出用抵抗器R1の値は、リアクタンスX
C1、XC0に対して無視できる程度の小さい値とし、
例えば10〜1000KΩである。本実施形態において
は100KΩである。
The value of the detection resistor R1 is the reactance X
C1 and XC0 should be small enough to be ignored.
For example, it is 10 to 1000 KΩ. In the present embodiment, it is 100 KΩ.

【0033】上述したように、発振器12から検出用抵
抗器R1を通って検出電極111に流れ込む電流はIs
であり、検出電極111から発振器12に向かって流れ
出る電流はIxである。
As described above, the current flowing from the oscillator 12 to the detection electrode 111 through the detection resistor R1 is Is
And the current flowing from the detection electrode 111 toward the oscillator 12 is Ix.

【0034】また、電流Isのうち、浮遊容量C0を経
て接地極(アース極)に流れ込む電流をIs0 、静電容
量C1及び導体CDを経て接地極に流れ込む電流をIs
1 とする。
Of the current Is, the current flowing into the ground pole (earth pole) via the stray capacitance C0 is Is 0 , and the current flowing into the ground pole via the capacitance C1 and the conductor CD is Is.
Set to 1 .

【0035】検出用抵抗器R1、検出プローブ11、発
振器12、及び電流検出部13は、電圧計測装置1に関
連して説明したものと同一であるので、ここでの説明は
省略する。
The detecting resistor R1, the detecting probe 11, the oscillator 12, and the current detecting section 13 are the same as those described in relation to the voltage measuring device 1, and the description is omitted here.

【0036】バンドパスフィルタ21は、電流検出部1
3から出力される信号S1の中から、発振器12の信号
Esによるもののみを通過させる。そのため、中心周波
数は発振器12の周波数fsと同一の5KHzであり、
遮断特性は18dB/oct以上となっている。
The band-pass filter 21 includes the current detector 1
3 out of the signal S1 output from the signal E3. Therefore, the center frequency is 5 KHz, which is the same as the frequency fs of the oscillator 12, and
The blocking characteristic is 18 dB / oct or more.

【0037】整流器22は、バンドパスフィルタ21か
ら出力される信号S2を整流し、振幅に応じた信号S3
を出力する。浮遊容量検出部24は、検出プローブ11
を電線WRから離した状態において〔図2(A)に示す
状態〕、浮遊容量C0を計測して記憶する。具体的に
は、検出プローブ11が閉じる直前においてスイッチ2
5が開き、その瞬間の整流器22の出力信号S3に基づ
いて浮遊容量C0を計測し、その値を記憶する。
The rectifier 22 rectifies the signal S2 output from the band-pass filter 21 and outputs a signal S3 corresponding to the amplitude.
Is output. The stray capacitance detection unit 24 includes the detection probe 11
Is separated from the electric wire WR (the state shown in FIG. 2A), the stray capacitance C0 is measured and stored. Specifically, immediately before the detection probe 11 closes, the switch 2
5, the stray capacitance C0 is measured based on the output signal S3 of the rectifier 22 at that moment, and the value is stored.

【0038】静電容量演算部23は、検出プローブ11
により絶縁物SLの表面を覆った状態で整流器22から
出力される信号S3と、浮遊容量検出部24に記憶され
た浮遊容量C0とに基づいて、静電容量C1を演算す
る。求められた静電容量C1は、信号S4として除算器
28に出力される。
The capacitance calculation unit 23 includes the detection probe 11
Then, the capacitance C1 is calculated based on the signal S3 output from the rectifier 22 while covering the surface of the insulator SL and the stray capacitance C0 stored in the stray capacitance detection unit 24. The obtained capacitance C1 is output to the divider 28 as a signal S4.

【0039】ローパスフィルタ26は、電流検出部13
から出力される信号S1の中から、導体CDに印加され
た電圧Exによるもののみを通過させる。そのため、カ
ットオフ周波数が導体CDに供給される最高の周波数
(500Hz)よりも高い800Hzであり、遮断特性
は18dB/oct以上となっている。
The low-pass filter 26 is connected to the current detector 13
From the signal S1 output from the terminal A, only the signal due to the voltage Ex applied to the conductor CD is passed. Therefore, the cutoff frequency is 800 Hz, which is higher than the highest frequency (500 Hz) supplied to the conductor CD, and the cutoff characteristic is 18 dB / oct or more.

【0040】なお、もし、導体CDに印加される電圧E
xの周波数が上述よりもさらに高い場合には、発振器1
2の信号Esの周波数fsをその10分の1程度となる
ように低くし、ローパスフィルタ26をハイパスフィル
タに変更することによって、2つの電流Is,Ixを弁
別することができる。
If the voltage E applied to the conductor CD is
If the frequency of x is even higher than above, the oscillator 1
By lowering the frequency fs of the signal Es2 so as to be about one tenth thereof and changing the low-pass filter 26 to a high-pass filter, the two currents Is and Ix can be discriminated.

【0041】積分器27は、ローパスフィルタ26から
出力される信号S5を積分する。これによって、信号の
波形の位相補正を行う。積分器27は、本発明における
流出電流計測手段に相当する。図5に積分器27の回路
の例を示す。
The integrator 27 integrates the signal S5 output from the low-pass filter 26. Thus, the phase of the signal waveform is corrected. The integrator 27 corresponds to the outflow current measuring means in the present invention. FIG. 5 shows an example of the circuit of the integrator 27.

【0042】除算器28は、積分器27から出力される
信号S6(Erx)を静電容量演算部23から出力され
る信号S4(静電容量C1)で除すことによって、電圧
Exを求める。除算器28は、本発明における導体電圧
計測手段に相当する。
The divider 28 obtains the voltage Ex by dividing the signal S6 (Erx) output from the integrator 27 by the signal S4 (electrostatic capacitance C1) output from the capacitance calculator 23. The divider 28 corresponds to the conductor voltage measuring means in the present invention.

【0043】次に、図4を参照して電圧計測装置1Aに
おける演算例について説明する。まず、検出プローブ1
1を開いた状態〔図2(A)に示す状態〕で、浮遊容量
C0の計測を行う。
Next, an example of calculation in the voltage measuring device 1A will be described with reference to FIG. First, detection probe 1
1 is opened (the state shown in FIG. 2A), the stray capacitance C0 is measured.

【0044】発振器12の側から見て、検出用抵抗器R
1及び浮遊容量C0を経て接地に至る回路のインピーダ
ンスZ0は、 Z0=R1+jXC0 但し、jは虚数単位 であるが、検出用抵抗器R1はリアクタンスXC0に比
べて小さく、無視できるので、 Z0=XC0 としてよい。
When viewed from the oscillator 12, the detection resistor R
1 and the impedance Z0 of the circuit reaching the ground through the stray capacitance C0 is as follows: Z0 = R1 + jXC0 where j is an imaginary unit. However, since the detection resistor R1 is smaller than the reactance XC0 and can be ignored, Z0 = XC0 Good.

【0045】したがって、発振器12から出力される信
号Esによって浮遊容量C0に流れ込む電流Is0 は、 Is0 =Es/Z0 =Es/XC0 ……(1) これによる検出用抵抗器R1の両端の電圧Erは、 Er=Is0 ×R1 =(Es×R1)/XC0 …(2) したがって、 XC0=(Es×R1)/Er C0=(Es×R1)/ωs・Er …(3) 但し、ωsは発振器12の信号Esの角周波数(ωs=
1/2πfs)である。
Therefore, the current Is 0 flowing into the stray capacitance C 0 by the signal Es output from the oscillator 12 is: Is 0 = Es / Z 0 = Es / XC 0 (1) The voltage across the detection resistor R 1 Er is, Er = is 0 × R1 = (Es × R1) / XC0 ... (2) Therefore, XC0 = (Es × R1) / Er C0 = (Es × R1) / ωs · Er ... (3) However, ωs Is the angular frequency of the signal Es of the oscillator 12 (ωs =
1 / 2πfs).

【0046】この(3)式によって得られる浮遊容量C
0の値が、浮遊容量検出部24に記憶される。次に、検
出プローブ11を閉じた状態〔図2(B)に示す状態〕
で、静電容量C1の計測を行う。
The stray capacitance C obtained by the equation (3)
The value of 0 is stored in the stray capacitance detection unit 24. Next, a state in which the detection probe 11 is closed (a state shown in FIG. 2B).
Then, the capacitance C1 is measured.

【0047】検出電極111が電線WRを覆うことによ
り、静電容量C1が加わることになる。したがって、発
振器12から見たインピーダンスZwは、 Zw=R1+jXCc ……(4) 但し、Cc=C0+C1 検出用抵抗器R1はリアクタンスXCcに比べて小さ
く、無視できるので、 Zw=XCc となる。
As the detection electrode 111 covers the electric wire WR, the capacitance C1 is added. Therefore, the impedance Zw seen from the oscillator 12 is as follows: Zw = R1 + jXCc (4) Cc = C0 + C1 Since the detection resistor R1 is smaller than the reactance XCc and can be ignored, Zw = XCc.

【0048】したがって、発振器12から出力される信
号Esによって検出用抵抗器R1に流れ込む電流Is
は、 Is=Es/Zw =Es/XCc ……(5) これによる検出用抵抗器R1の両端の電圧Erは、 Er=Is×R1 =(Es×R1)/XCc …(6) したがって、 XCc=(Es×R1)/Er また、XCcはωs(C0+C1)であるから、 C0+C1=(Es×R1)/ωs・Er …(7) この(7)式によって得られる静電容量(C0+C1)
の値が、信号S3として静電容量演算部23に入力され
る。
Therefore, the current Is flowing into the detection resistor R1 by the signal Es output from the oscillator 12
Is = Es / Zw = Es / XCc (5) The voltage Er across the detection resistor R1 is: Er = Is × R1 = (Es × R1) / XCc (6) Therefore, XCc = (Es × R1) / Er Also, since XCc is ωs (C0 + C1), C0 + C1 = (Es × R1) / ωs · Er (7) The capacitance (C0 + C1) obtained by the equation (7)
Is input to the capacitance calculator 23 as the signal S3.

【0049】静電容量演算部23では、入力された静電
容量(C0+C1)の値から、浮遊容量検出部24に記
憶された浮遊容量C0の値を減算することにより、静電
容量C1を求め、これを除算器28に出力する。
The capacitance calculator 23 calculates the capacitance C1 by subtracting the value of the stray capacitance C0 stored in the stray capacitance detector 24 from the value of the input capacitance (C0 + C1). Are output to the divider 28.

【0050】次に、検出プローブ11を閉じた状態で、
導体CDに印加された電圧Exに起因する検出用抵抗器
R1の両端の電圧Erを求める。導体CDの側から見た
検出用抵抗器R1を経由する回路のインピーダンスZx
は、 Zx=R1+jXC1 ……(8) 検出用抵抗器R1はリアクタンスXC1に比べて小さ
く、無視できるので、 Zx=XC1 となる。
Next, with the detection probe 11 closed,
The voltage Er across the detection resistor R1 due to the voltage Ex applied to the conductor CD is determined. The impedance Zx of the circuit passing through the detection resistor R1 viewed from the conductor CD side
Zx = R1 + jXC1 (8) Since the detection resistor R1 is small compared to the reactance XC1 and can be ignored, Zx = XC1.

【0051】したがって、導体CDに印加される電圧E
xによって検出用抵抗器R1に流れ込む電流Ixは、 Ix=Ex/Zx =Ex/XC1 ……(9) これによる検出用抵抗器R1の両端の電圧Erは、 Er=Ix×R1 =(Ex×R1)/XC1 =ωx×C1×(Ex×R1) …(10) 但し、ωxは導体CDに印加される電圧Exの角周波数
(ωx=2πfx)である。
Therefore, the voltage E applied to the conductor CD
The current Ix flowing into the detection resistor R1 due to x is: Ix = Ex / Zx = Ex / XC1 (9) The voltage Er across the detection resistor R1 is Er = Ix × R1 = (Ex × R1) / XC1 = ωx × C1 × (Ex × R1) (10) where ωx is the angular frequency of the voltage Ex applied to the conductor CD (ωx = 2πfx).

【0052】この(10)式によって得られる電圧Er
(Ers)の値が、信号S6として除算器28に入力さ
れる。除算器28では、入力された電圧Erを、静電容
量演算部23から出力される静電容量C1を含む係数で
除すことにより、電圧Exを求める。すなわち、 Ex=Er/(ωx×C1×R1) ……(11) として求められる。
The voltage Er obtained by the equation (10)
The value of (Ers) is input to the divider 28 as a signal S6. The divider 28 obtains the voltage Ex by dividing the input voltage Er by a coefficient including the capacitance C1 output from the capacitance calculator 23. That is, Ex = Er / (ωx × C1 × R1) (11)

【0053】求められた電圧Exは、除算器28から出
力され、これが図示しない表示部によって表示される。
また、求められた電圧Exと、別途検出された電線WR
に流れる電流Iとに基づいて電力が演算され、それが表
示部で表示される。
The obtained voltage Ex is output from the divider 28 and is displayed by a display unit (not shown).
Further, the determined voltage Ex and the separately detected electric wire WR
Is calculated on the basis of the current I flowing through the device, and the result is displayed on the display unit.

【0054】また、表示部での表示に代えて、又はそれ
とともに、図示しないコンピュータへ入力し、コンピュ
ータにおいて種々の演算又はデジタル処理を行うように
することもできる。
Further, instead of or in addition to the display on the display unit, an input may be made to a computer (not shown) so that various operations or digital processing can be performed in the computer.

【0055】なお、検出プローブ11を閉じた状態での
静電容量C1の計測、電圧Exに起因する検出用抵抗器
R1の両端の電圧Erの演算、及び電圧Exの演算は、
検出プローブ11を閉じた瞬間に実行される。
The measurement of the capacitance C1 when the detection probe 11 is closed, the calculation of the voltage Er across the detection resistor R1 due to the voltage Ex, and the calculation of the voltage Ex are as follows.
This is executed at the moment when the detection probe 11 is closed.

【0056】上述の電圧計測装置1,1Aを用いて、電
線WRに印加された電圧Exを、絶縁物SLの上から容
易に計測することができる。したがって、絶縁物SLの
一部を剥離したり測定用の端子を予め設けておく必要が
ない。
Using the above-described voltage measuring devices 1 and 1A, the voltage Ex applied to the electric wire WR can be easily measured from above the insulator SL. Therefore, there is no need to peel off part of the insulator SL or to provide a measurement terminal in advance.

【0057】しかも、電圧Er又は電流Ix,Isの計
測などは低電圧で行うことができるので、高耐圧又は高
出力の特殊な演算増幅器又は回路を用いる必要がない。
また、電源が低圧でよいので市販の乾電池などによって
容易に電源を得ることができ、携帯用にも好適である。
Furthermore, since the measurement of the voltage Er or the currents Ix and Is can be performed at a low voltage, it is not necessary to use a special operational amplifier or circuit having a high withstand voltage or a high output.
Further, since the power supply may be at a low voltage, the power supply can be easily obtained with a commercially available dry battery or the like, and is suitable for portable use.

【0058】上述の電圧計測装置1.1Aを用いて、単
線の電線WRに印加された電圧Exを容易に計測できる
が、例えば、電圧計測装置1.1Aを複数台用い、2本
の電線の間に印加された電圧、又は3相の電線の各相の
電圧などを計測することもできる。その他、電圧計測装
置1.1Aにより、種々の電線、例えば、低圧、高圧、
屋内配線、配電線、送電線、制御盤の中の配線、又は電
気機器、回路素子などに印加された電圧、電力などを計
測することができる。
The voltage Ex applied to the single wire WR can be easily measured using the voltage measuring device 1.1A described above. For example, a plurality of voltage measuring devices 1.1A can be used to measure two wires. It is also possible to measure the voltage applied in between, or the voltage of each phase of the three-phase electric wire. In addition, various electric wires, for example, low voltage, high voltage,
Voltage, power, and the like applied to indoor wiring, distribution lines, power lines, wiring in control panels, or electrical devices, circuit elements, and the like can be measured.

【0059】上述の実施形態においては、発振器12が
定電圧出力のものであるが、定電流出力のものであって
もよい。図6にその要部の回路の例を示す。上述の実施
形態においては、発振器12の信号Esの周波数fs
を、導体CDに供給される電圧Exの周波数fxと異な
らせたが、これらの周波数fx,fsが等しい場合に
は、例えば次のようにして計測することができる。
In the above embodiment, the oscillator 12 has a constant voltage output, but may have a constant current output. FIG. 6 shows an example of a circuit of the main part. In the above embodiment, the frequency fs of the signal Es of the oscillator 12
Is different from the frequency fx of the voltage Ex supplied to the conductor CD, but when these frequencies fx and fs are equal, it can be measured, for example, as follows.

【0060】すなわち、静電容量C1を求めるために、
発振器12の出力電圧をEs1とEs2の2種類とし、
これらの電圧Es1,Es2を検出用抵抗器R1に時分
割的に印加する。その場合に、検出用抵抗器R1に流れ
る電流Is1,Is2は、 Is1=Es1/〔X・(C0+C1)〕+Ex/XC1 …(12) Is2=Es2/〔X・(C0+C1)〕+Ex/XC1 …(13) これら(12)(13)式より、 Is1−Is2=Es1/〔X・(C0+C1)〕 −Es2/〔X・(C0+C1)〕 =jωs(C0+C1)(Es1−Es2) …(14) この(14)式より静電容量C1を求めると、 C1=(Is1−Is2)/〔ωs(Es1−Es2)〕−ωsC0 …(15) となる。浮遊容量C0は上述と同一の手法で求められる
ので、これから電圧Exを計測することが可能である。
しかし、演算は上述したよりも複雑となる。
That is, in order to obtain the capacitance C1,
The output voltage of the oscillator 12 is two types of Es1 and Es2,
These voltages Es1 and Es2 are applied to the detection resistor R1 in a time division manner. In this case, the currents Is1 and Is2 flowing through the detection resistor R1 are: Is1 = Es1 / [X · (C0 + C1)] + Ex / XC1 (12) Is2 = Es2 / [X · (C0 + C1)] + Ex / XC1 (13) From these equations (12) and (13), Is1−Is2 = Es1 / [X · (C0 + C1)] − Es2 / [X · (C0 + C1)] = jωs (C0 + C1) (Es1−Es2) (14) When the capacitance C1 is obtained from the equation (14), C1 = (Is1-Is2) / [ωs (Es1-Es2)] − ωsC0 (15) Since the stray capacitance C0 is obtained by the same method as described above, it is possible to measure the voltage Ex therefrom.
However, the operation is more complicated than described above.

【0061】上述した検出プローブ11の構造、形状、
材料、電圧計測装置1,1Aの全体又は各部の構成、定
数、演算の順序、内容、タイミングなどは、本発明の主
旨に沿って適宜変更することができる。
The structure and shape of the detection probe 11 described above
The material, the configuration of the whole or each part of the voltage measuring devices 1 and 1A, the constants, the order of operation, the contents, the timing, and the like can be appropriately changed according to the gist of the present invention.

【0062】[0062]

【発明の効果】請求項1乃至請求項7の発明によると、
高耐圧且つ高出力の特殊な演算増幅器を用いる必要がな
く、低電圧で動作することができ携帯用にも適した非接
触電圧計測方法及び装置を提供することができる。
According to the first to seventh aspects of the present invention,
There is no need to use a special high-voltage and high-output operational amplifier, and it is possible to provide a non-contact voltage measurement method and apparatus which can operate at a low voltage and are suitable for portable use.

【0063】請求項4及び5の発明によると、処理が簡
単となり構成が簡素化される。請求項6の発明による
と、商用交流電源又はインバータにより供給される電源
の電圧を容易に計測することができる。
According to the fourth and fifth aspects of the present invention, the processing is simplified and the configuration is simplified. According to the invention of claim 6, the voltage of the commercial AC power supply or the power supply supplied by the inverter can be easily measured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る電圧計測装置の構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a voltage measuring device according to the present invention.

【図2】検出プローブの構造の例を示す正面図である。FIG. 2 is a front view showing an example of the structure of a detection probe.

【図3】本発明に係る他の実施形態の電圧計測装置の構
成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a voltage measurement device according to another embodiment of the present invention.

【図4】電圧計測装置の要部の等価回路である。FIG. 4 is an equivalent circuit of a main part of the voltage measuring device.

【図5】積分器の回路の例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a circuit of an integrator.

【図6】発振器が定電流出力のものである場合の要部の
回路の例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a circuit of a main part when the oscillator has a constant current output.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1A 電圧計測装置 11 検出プローブ 12 発振器 13 電流検出部(電流検出手段) 14 インピーダンス計測部(インピーダンス計測手
段) 15 流出電流計測部(流出電流計測手段) 20 静電容量計測部(静電容量計測手段) 21 バンドパスフィルタ(第1フィルタ) 22 整流器 23 静電容量演算部(静電容量演算手段) 24 浮遊容量検出部(静電容量記憶手段) 26 ローパスフィルタ(第2フィルタ) 27 積分器(流出電流計測手段) 28 除算器(導体電圧計測手段) 111 検出電極 112 シールド電極 R1 検出用抵抗器 CD 導体 SL 絶縁物
Reference Signs List 1, 1A voltage measurement device 11 detection probe 12 oscillator 13 current detection unit (current detection unit) 14 impedance measurement unit (impedance measurement unit) 15 outflow current measurement unit (outflow current measurement unit) 20 capacitance measurement unit (capacitance) Measurement unit) 21 Band-pass filter (first filter) 22 Rectifier 23 Capacitance calculation unit (capacitance calculation unit) 24 Stray capacitance detection unit (capacitance storage unit) 26 Low-pass filter (second filter) 27 Integrator (Outflow current measurement means) 28 Divider (conductor voltage measurement means) 111 Detection electrode 112 Shield electrode R1 Detection resistor CD Conductor SL Insulator

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】絶縁物によって被覆された導体に印加され
る交流の電圧を前記導体とは非接触で計測する方法であ
って、 前記絶縁物の一部の表面を覆うことが可能な検出電極及
び前記検出電極を覆うシールド電極を備えた検出プロー
ブと、所定の周波数の信号を出力する発振器とを用い、 前記発振器の信号を前記検出電極に加えることによっ
て、前記検出電極と前記導体との間のインピーダンスを
計測し、 前記導体に印加された電圧に起因して前記検出電極から
流出する電流を計測し、 前記電流と前記インピーダンスとから前記導体に印加さ
れた電圧を計測する、 ことを特徴とする非接触電圧計測方法。
1. A method for measuring an AC voltage applied to a conductor covered with an insulator in a non-contact manner with the conductor, the detection electrode being capable of covering a partial surface of the insulator. And a detection probe having a shield electrode covering the detection electrode, and an oscillator that outputs a signal of a predetermined frequency. By applying a signal of the oscillator to the detection electrode, a gap between the detection electrode and the conductor is obtained. Measuring the current flowing out of the detection electrode due to the voltage applied to the conductor, and measuring the voltage applied to the conductor from the current and the impedance. Non-contact voltage measurement method.
【請求項2】絶縁物によって被覆された導体に印加され
る交流の電圧を前記導体とは非接触で計測する方法であ
って、 前記絶縁物の一部の表面を覆って前記導体の一部を外界
から静電遮蔽することが可能な検出電極及び前記検出電
極を外界から静電遮蔽するためのシールド電極を備えた
検出プローブと、所定の周波数の信号を出力する発振器
とを用い、 前記検出プローブを前記絶縁物から離した状態と前記検
出プローブで前記絶縁物を覆った状態とのそれぞれの状
態において、前記発振器の信号を検出用抵抗器を介して
前記検出電極に加えることによって前記検出電極と前
記導体との間のインピーダンスを計測し、 前記検出プローブにより絶縁物の一部の表面を覆った状
態で、前記導体に印加された電圧に起因して前記検出電
極から流出する電流を計測し、 前記電流と前記インピーダンスとから前記導体に印加さ
れた電圧を計測する、 ことを特徴とする非接触電圧計測方法。
2. A method for measuring an AC voltage applied to a conductor covered with an insulator in a non-contact manner with the conductor, wherein the conductor covers a part of the insulator and partially covers the conductor. Using a detection electrode capable of electrostatically shielding the external electrode from the outside, a detection probe having a shield electrode for electrostatically shielding the detection electrode from the external world, and an oscillator that outputs a signal of a predetermined frequency; said analyzing and to be apart probes from said insulator
With the probe covered with the insulator.
In state, by adding to the detection electrode via a detection resistor a signal of the oscillator, the impedance between the detecting electrode and the conductor is measured, a portion of the surface of the insulator by the detecting probe In a covered state, a current flowing out of the detection electrode due to a voltage applied to the conductor is measured, and a voltage applied to the conductor is measured from the current and the impedance. Non-contact voltage measurement method.
【請求項3】絶縁物によって被覆された導体に印加され
る交流の電圧を前記導体とは非接触で計測する装置であ
って、 前記絶縁物の一部の表面を覆って前記導体の一部を外界
から静電遮蔽することが可能な検出電極及び前記検出電
極を外界から静電遮蔽するためのシールド電極を備えた
検出プローブと、 所定の周波数の信号を出力する発振器と、 前記発振器の信号を検出用抵抗器を介して前記検出電極
に加えることによって前記検出電極と前記導体との間の
インピーダンスを計測するインピーダンス計測手段と、 前記導体に印加された電圧に起因して前記検出電極から
流出する電流を計測する流出電流計測手段と、 前記電流と前記インピーダンスとから前記導体に印加さ
れた電圧を計測する導体電圧計測手段と、 を有してなることを特徴とする非接触電圧計測装置。
3. An apparatus for measuring an AC voltage applied to a conductor coated with an insulator in a non-contact manner with the conductor, the AC voltage covering a part of the insulator and partially covering the conductor. A detection electrode capable of electrostatically shielding the external electrode from the outside, a detection probe having a shield electrode for electrostatically shielding the detection electrode from the external world, an oscillator for outputting a signal of a predetermined frequency, and a signal of the oscillator Is applied to the detection electrode via a detection resistor to measure the impedance between the detection electrode and the conductor, and flows out of the detection electrode due to a voltage applied to the conductor. Outflow current measuring means for measuring a current to flow, and conductor voltage measuring means for measuring a voltage applied to the conductor from the current and the impedance. Non-contact voltage measurement device for.
【請求項4】絶縁物によって被覆された導体に印加され
る交流の電圧を前記導体とは非接触で計測する装置であ
って、 前記絶縁物の一部の表面を覆って前記導体の一部を外界
から静電遮蔽することが可能な検出電極及び前記検出電
極を外界から静電遮蔽するためのシールド電極を備えた
検出プローブと、 前記導体に印加される交流の電圧の周波数とは異なる周
波数の信号を出力し且つその出力インピーダンスが充分
に低い発振器と、 前記発振器の出力と前記検出電極とを接続する検出用抵
抗器と、 前記検出用抵抗器の両端に現れる電圧に基づいて前記検
出用抵抗器に流れる電流を検出する電流検出手段と、 前記電流検出手段から出力される信号の中から前記発振
器の信号のみを通過させる第1フィルタと、 前記検出プローブを前記絶縁物から離した状態で前記第
1フィルタから出力される信号と前記検出プローブによ
り絶縁物の一部の表面を覆った状態で前記第1フィルタ
から出力される信号とに基づいて、前記検出電極と前記
導体との間の静電容量C1を計測する静電容量計測手段
と、 前記電流検出手段から出力される信号の中から前記導体
に印加された電圧の周波数の信号のみを通過させる第2
フィルタと、 前記第2フィルタから出力される信号に基づいて、前記
導体に印加された電圧に起因して前記検出電極から流出
する電流を計測する流出電流計測手段と、 前記電流と前記静電容量C1とから前記導体に印加され
た電圧を計測する導体電圧計測手段と、 を有してなることを特徴とする非接触電圧計測装置。
4. An apparatus for measuring an AC voltage applied to a conductor covered with an insulator in a non-contact manner with the conductor, the AC voltage covering a part of the insulator and partially covering the conductor. A detection electrode capable of electrostatically shielding the external electrode from the outside and a detection probe including a shield electrode for electrostatically shielding the detection electrode from the external world; and a frequency different from a frequency of an AC voltage applied to the conductor. An oscillator having a sufficiently low output impedance and a detection resistor connecting the output of the oscillator and the detection electrode; and a detection resistor based on a voltage appearing at both ends of the detection resistor. Current detection means for detecting a current flowing through a resistor; a first filter for passing only the signal of the oscillator from signals output from the current detection means; The detection electrode and the detection electrode based on a signal output from the first filter in a state separated from the first filter and a signal output from the first filter in a state where a part of the surface of the insulator is covered by the detection probe. A capacitance measuring means for measuring a capacitance C1 between the conductor and a second signal for passing only a signal having a frequency of a voltage applied to the conductor from signals output from the current detecting means;
A filter, based on a signal output from the second filter, an outflow current measuring unit that measures a current flowing out of the detection electrode due to a voltage applied to the conductor, the outflow current and the capacitance A contact voltage measuring means for measuring a voltage applied to the conductor from C1; and a non-contact voltage measuring device.
【請求項5】前記静電容量計測手段は、 前記第1フィルタから出力される信号を整流する整流器
と、 前記検出プローブを前記絶縁物から離した状態で計測さ
れた前記検出電極と前記シールド電極との間の静電容
量と前記検出電極の浮遊容量との合成の静電容量C0を
記憶する静電容量記憶手段と、 前記検出プローブにより絶縁物の一部の表面を覆った状
態で前記整流器から出力される信号と前記静電容量記憶
手段に記憶された静電容量C0とに基づいて前記静電容
量C1を求める静電容量演算手段と、 を含み、 前記導体電圧計測手段は、 前記流出電流計測手段から出力される信号を前記静電容
量計測手段から出力される静電容量C1で除す除算器を
含む、 請求項4記載の非接触電圧計測装置。
Wherein said capacitance measuring means, said a first rectifier for rectifying the signal outputted from the filter was measured in a state where the detection probe is released from the insulating material, the said detection electrode shield Electrostatic capacitance between electrodes
Capacitance storage means for storing a combined capacitance C0 of the amount and the stray capacitance of the detection electrode; and a signal output from the rectifier in a state where the detection probe covers part of the surface of the insulator. Capacitance calculating means for obtaining the capacitance C1 based on the capacitance C0 stored in the capacitance storage means, wherein the conductor voltage measuring means is output from the outflow current measuring means. 5. The non-contact voltage measurement device according to claim 4, further comprising: a divider that divides the output signal by a capacitance C <b> 1 output from the capacitance measurement unit.
【請求項6】前記発振器は、その周波数が前記導体に印
加される電圧の周波数よりも高く設定されてなる、 請求項3乃至請求項5のいずれかに記載の非接触電圧計
測装置。
6. The non-contact voltage measuring device according to claim 3, wherein the frequency of the oscillator is set higher than the frequency of the voltage applied to the conductor.
【請求項7】計測された前記電圧に基づいて、前記導体
によって供給される電力を計測する電力計測手段が設け
られてなる、 請求項3乃至請求項6のいずれかに記載の非接触電圧計
測装置。
7. The non-contact voltage measurement according to claim 3, further comprising a power measurement unit that measures power supplied by the conductor based on the measured voltage. apparatus.
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