JP3313197B2 - 低圧電路のノイズ測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自家用電気設備等にお
いて、低圧電路のノイズに含まれる周波数成分と、その
レベルを測定するノイズ測定装置に関し、特に、低周波
のノイズとそのレベル（強さ）を、任意の周波数に対し
て測定できるようにする低圧電路のノイズ測定装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】自家
用電気設備等においては、絶縁監視装置等で得られた情
報を、低周波の発信装置を用い、低圧電路を搬送波の伝
送路として利用し、受信装置に伝達するような手段を用
いている。ところが、前記低圧電路を用いて信号を伝達
しようとする場合に、その信号の伝達に用いる周波数帯
域でノイズがあると、信号の伝達を良好な状態で行うこ
とができないという問題が発生する。前述したようなノ
イズの問題は、特に、半導体素子を利用した家電、事務
機器等の普及により大きな問題となっており、これに伴
って、電力系統の電圧波形歪が増大し、特定の機器への
障害となって出現している。そこで、前述したようなノ
イズ障害に対処するためには、ノイズの発生源を特定
し、その周波数成分、発生レベル、発生時間帯等を把握
して、対策を講じることが必要である。

【０００３】前述したような低圧電路のノイズ障害は、
主に数千Ｈｚ以下の周波数成分（低周波）によるものが
多いが、低周波専用のノイズ測定装置は、現場で使用で
きるような機種がなく、機能、性能的にも不十分なもの
を使用せざるを得ないという問題がある。また、通信
用、無線用として、ＦＦＴアナライザ、スペクトルアナ
ライザ、選択レベル計等のように、現在実用化されてい
るノイズ測定装置もあるが、それ等の装置は、いずれも
高周波の測定が主目的であり、低周波に対する測定装置
として用いる場合には多くの問題がある。

【０００４】ａ：ＦＦＴアナライザ……この装置は、Ｉ
Ｃメモリに取り込んだ波形を高速フーリエ変換し、指定
された帯域内のノイズの高周波成分を測定する装置であ
る。前記装置は、ＩＣメモリに蓄えられた静止した波形
より演算を行い、ノイズ成分の解析を行うものであり、
１つの波形から各種の分析を行うことには適しているも
のの、ノイズの状態を連続記録することはできないもの
となっている。また、１周波数成分のノイズレベルを選
択的にモニターし、記録する装置としても用いることが
できないという問題がある。 ｂ：スペクトルアナライザ……この装置は、本来電子機
器、無線機器の各種測定のために開発されたもので、指
定された帯域内のノイズレベルを、連続的に観測するこ
とを目的としている。そして、前記装置は、電子機器、
無線機器の変調特性、占有帯域、側波帯減衰特性等の測
定を行うためには有効に使用される。 ｃ：選択レベル計……信号回線の信号レベル測定等に用
いられる装置であり、通信回線、電子回路等の種々の周
波数成分が混じり合った信号から、必要な周波数成分だ
け（一成分のみ）取り出し、そのレベルを測定したり、
連続記録する機能がある。したがって、低圧電路のノイ
ズ測定に要求されるように、指定された周波数帯域内の
ノイズレベルを連続して観測することに対応できないと
いう欠点がある。したがって、前記ａ〜ｃに示されたよ
うに、従来の測定機器を用いて低圧電路のノイズ測定を
行う場合には、低周波帯域での分解能が不十分であった
り、低周波帯域測定には不要な機能が多く、操作が繁雑
である等の問題が多くあり、電力系統低圧電路の低周波
帯域ノイズ測定には適当ではない。

【０００５】

【発明の目的】本発明は、前述したような従来のノイズ
測定装置の問題を解消するもので、低圧電路のノイズに
含まれる周波数成分とレベルを選択的、あるいは、一定
の周波数帯内を連続的に測定できるとともに、その測定
結果を記録紙やディスプレイに表示できるように構成し
たノイズ測定装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、自家用受電設
備の低圧電路のノイズに含まれる周波数成分と、その周
波数成分の大きさを測定する装置に関する。本発明の請
求項１の発明は、前記低圧電路に接続して、ゲイン調整
回路と、高調波成分を通過させるハイパスフィルターお
よび増幅回路を設けた信号前処理回路と、前記信号前処
理回路からの信号を入力し、測定の対象とする周波数を
通過させる周波数可変型バンドパスフィルターを設け、
制御操作部から測定する周波数の制御信号を、前記バン
ドパスフィルターに対して出力し、前記バントパスフィ
ルターの出力を整流回路を介してミキシングアンプおよ
び直流出力回路に向けて出力し、前記制御操作部に特定
の周波数を設定する手段を設け、前記特定の周波数に対
応するノイズのレベルの測定情報を、前記直流出力回路
からディスプレイもしくは記録計に向けて出力すること
を特徴とする。請求項２の発明は、前記ノイズ測定装置
に対して任意の幅を持つ周波数を設定可能とし、前記設
定された周波数の範囲でのノイズのレベルを表示する手
段に伝達することを特徴とする。

【０００７】前述したように、低圧電路のノイズに含ま
れる周波数成分と、その周波数成分の大きさを測定する
ための機構を構成することにより、低周波の周波数成分
と、その周波数のノイズのレベルを任意に検知すること
ができる。そして、低圧電路に接続する他の機器のノイ
ズ対策を容易に行うことができ、事務機器等にノイズに
よる影響が生じることを防止するためのデータとして利
用することが可能になる。

【０００８】

【実施例】図示される例にしたがって、本発明の低圧電
路のノイズ測定装置を説明する。図１に示されるよう
に、本発明の低圧電路のノイズ測定装置は、変圧器１お
よび遮断器、開閉器等を介して、高圧電路２から低圧電
路３に給電する自家用受電設備に対して、第２種接地線
５を接続し、さらに、ノイズ測定装置１０を配置して、
低圧電路３に流れる低周波ノイズを測定する場合を示し
ている。図１に示される本発明のノイズ測定装置１０に
おいては、入力端子１１と記録計出力端子３７との間
に、信号前処理回路１２、通過中心周波数「以下ｆｏと
いう」可変型バンドパスフィルター２０、表示および直
流出力回路３５を配置し、低圧電路のノイズ信号を入力
端子１１を介して入力し、信号前処理回路１２で処理し
た信号と制御操作回路２５の信号をｆｏ可変型バンドパ
スフィルター２０に入力して、特定の周波数のノイズの
レベルを測定することができるようにされる。本発明の
ノイズ測定装置１０において、高調波等の多様な周波数
成分が混じり合っている信号が入力されると、装置に内
蔵のｆｏ可変型バンドパスフィルター２０により目的の
周波数成分が出力される。そして、出力された信号は、
表示部において、電圧値として表示され、記録計等に対
しては直流電圧信号が出力される。

【０００９】本発明の装置は、低圧電路と大地の間のノ
イズレベルの測定を基本とするが、電路の線の間、およ
びクランプＣＴ等を設けることにより、線電流ノイズレ
ベルの測定も可能である。また、本発明のノイズ測定装
置においては、前記制御操作部２５により、一定の帯域
の周波数に対して、ノイズのレベルの検知を行うことも
可能である。そして、前記ノイズ測定装置においては、
ディスプレイ等の表示部に対して、ノイズのレベルと周
波数の表示を各々行うことが可能であり、さらに、記録
計出力端子３７を介して記録計に接続することにより、
連続した時間でのノイズの状態を連続的に記録すること
もできるようにされる。

【００１０】図２に示される例は、本発明のノイズ測定
装置の回路の構成を示すもので、入力端子１１を介して
自家用受電設備の低圧電路に装置本体を接続し、ノイズ
の測定を行うようにする。本考案のノイズ測定装置１０
においては、前記図１に概略の回路を示したように構成
しているもので、信号前処理回路１２には、入力回路１
３、ゲイン調整回路１４、ハイパスフィルター１５およ
び増幅器１６を配置している。前記信号前処理回路１２
を構成する各回路部材のうち、入力回路１３は低リアク
タンス、高インピーダンスの手段として構成し、低圧電
路から被測定信号をノイズ測定装置に入力させ、ゲイン
調整回路１４では、被測定信号の入力レベルに応じて、
自動または手動により感度切り換えを行う。前記ハイパ
スフィルター１５は、高調波成分を通過させるハイパス
フィルターであり、通常のノイズ測定において使用し、
電源周波数成分の測定が必要な場合には、ハイパスフィ
ルターを使用せずに、信号を素通しとする。また、前記
増幅器１６は、信号処理を行うために必要な大きさまで
被測定信号を増幅するために用い、その増幅した信号を
ｆｏ可変型バンドパスフィルター２０に向けて出力す
る。

【００１１】前記信号前処理回路１２に接続されるｆｏ
可変型バンドパスフィルター２０に対しては、制御操作
部２５から出力される制御信号にしたがって、ｆｏの制
御を行うようにする。前記制御操作部２５には、直流制
御電圧発生装置２６と電圧制御周波数インバータ２７を
配置しており、直流制御電圧発生装置２６はｆｏ可変型
バンドパスフィルター２０でのｆｏを制御するための直
流電圧を出力するもので、前記直流制御電圧発生装置２
６においては、手動制御または自動制御手段を用いて、
後述するように、設定された周波数帯域でのノイズレベ
ルを測定できるようにする。また、電圧制御周波数イン
バータ２７は直流制御電圧発生装置により発信周波数が
制御される発信回路であり、バンドパスフィルターの通
過周波数をｆｏとすると、周波数制御型ｆｏ可変型バン
ドパスフィルターの特性に適合した周波数を発信する。
例えば、発信周波数をｆとすると、ｆ＝ｆｏ×Ｎとし、
定数Ｎは、ｆｏ可変型バンドパスフィルターの特性に合
わせて定める。

【００１２】また、前記制御操作部２５とディスプレイ
３１の間には、分周回路３０を配置し、バンドパスフィ
ルターの通過周波数ｆｏをディスプレイに表示させるた
めに、前記分周回路３０により電圧制御周波数インバー
タの出力周波数を分周する。例えば、バンドパスフィル
ターの中心周波数をｆｏとすると、ｆｏ＝ｆ／Ｎ（ｆ：
電圧制御周波数インバータ発信周波数）となり、その処
理を行った情報をディスプレイ３１に向けて伝達し、ｆ
ｏ成分の周波数をディスプレイに表示させるようにす
る。さらに、前記制御操作部２５と直流出力回路３５の
間には、マーカー回路３３、直流ミキシングアンプ３４
を設け、前記マーカー回路３３では図４に示すように、
記録紙４０上に探査周波数の始まりｆ１と、終りｆ２と
を表示するための信号を出力するもので、直流電圧を一
瞬０Ｖにすることにより表示させるようにする。また、
直流ミキシングアンプ３４においては、前記マーカー回
路３３の信号と、整流回路２１から出力される被測定信
号の直流出力とを合成し、直流出力回路３５に向けて出
力する。そして、前記直流出力回路３５に入力された信
号は、ディスプレイ３６における表示の信号として用い
る他に、記録計出力端子３７から記録計に向けて出力
し、記録紙に記録させることができる。

【００１３】前述したように構成した本発明のノイズ測
定装置において、ｆｏ可変型バンドパスフィルター２０
に対しては、前記信号前処理回路１２から出力されるノ
イズの情報に対して、制御操作部２５からの制御情報を
用いて、目的の周波数成分を出力させる。本発明のｆｏ
可変型バンドパスフィルター２０においては、制御操作
部２５の制御信号により、手動制御と自動制御を行うこ
とが可能である。手動制御を行う場合には、種々の周波
数成分の混じり合った被測定信号から必要な周波数成分
を取り出し、そのレベルを測定したり、記録計により連
続記録することができる。例えば、図３のグラフに示さ
れるように、直流制御電圧発生回路２６を操作し、ｆｏ
可変型バンドパスフィルターの通過中心周波数を可変す
ることにより、前記グラフに実線で示した周波数から鎖
線で示した周波数等のように、通過中心周波数を任意に
変えることができ、目的の周波数のノイズのレベルを検
知することができる。また、ｆｏ可変型バンドパスフィ
ルターの通過周波数帯域幅を可変することにより、周波
数分解能を調整する。

【００１４】これに対して、自動制御を行う場合には、
探査周波数の始まりｆ１と、終りｆ２とを表示するため
の信号をマーカー回路３３から出力し、設定した周波数
の範囲で、ノイズを電圧レベルで表示することができる
ようにする。つまり、前記図４のグラフに示されるよう
に、記録紙４０に対して、ｆ１とｆ２の間で、始めの部
分と終りの部分とを示すマーク４１、４２を、マーカー
回路からの信号により表示し、設定した２つの周波数の
間で、各周波数成分についてノイズレベルを時系列の連
続記録を行うことができる。前記記録紙に表示される電
圧−時間の制御特性は、記録計での周波数軸（横軸）が
直線目盛または対数目盛となるように行うもので、設定
周波数ｆ１、ｆ２は自由に変化させることが可能であ
り、探査周期（時間）の設定も任意に行うことができ
る。

【００１５】前述したように構成した本発明のノイズ測
定装置において、指定された周波数帯域内でのノイズレ
ベルを検知可能なｆｏ可変型バンドパスフィルターを用
いていることにより、記録計に接続し、直流制御電圧発
生装置を自動制御とすることにより、ノイズに含まれる
周波数成分と、その大きさが、必要な時間に亘って連続
測定することができる。また、本発明においては、ノイ
ズの発生時刻、発生レベル、周波数成分を容易に測定す
ることができ、低圧電路に流れるノイズ成分の高度な解
析することが可能になる。そして、絶縁監視装置等のよ
うに、低圧電路を搬送波の伝送路として利用する機器に
おいては、搬送波の伝送状態を連続記録することが可能
である。本発明においては、指定した単一周波数のノイ
ズの状態、または、搬送波の状態を測定することができ
る。つまり、低圧電路の種々の周波数成分の中から任意
の周波数成分を取り出し、そのレベルを測定したり、記
録計による連続記録が可能である。さらに、本発明の装
置では、数千Ｈｚ以下の周波数成分のノイズの測定に用
いるものであり、操作が容易で、被測定信号に対する応
答時間を高速で得ることが可能である。したがって、電
力系統の低圧電路でのノイズ測定を行う装置として、容
易に適用できるものとなる。

【００１６】

【発明の効果】本発明の低圧電路のノイズ測定装置は、
前述したように構成したものであるから、低圧電路のノ
イズに含まれる周波数成分と、その周波数成分の大きさ
を測定するための機構を構成することにより、低周波の
周波数成分と、その周波数のノイズのレベルを任意に検
知することができる。そして、低圧電路に接続する他の
機器のノイズ対策を容易に行うことができ、事務機器等
から発生するノイズによる影響が、他の情報伝達装置の
情報伝達の動作に支障が生じたりすることを防止するこ
とが可能になる。また、本発明のノイズ測定装置におい
ては、指定された周波数帯域内でのノイズレベルを検知
可能なｆｏ可変型バンドパスフィルターを用いており、
記録計に接続し直流制御電圧発生装置を自動制御とする
ことにより、ノイズに含まれる周波数成分と、その大き
さが、必要な時間に亘って連続測定することができる。
したがって、本発明のノイズ測定装置を用いることによ
り、電力系統の低圧電路でのノイズ測定を正確に行うこ
とができ、そのノイズの情報にしたがって、ノイズ発生
源を特定すること等により、ノイズに対する対策を容易
に行うことを可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の装置の概略の構成を示す説明図であ
る。

【図２】 本発明のノイズ測定装置の構成を示す回路図
である。

【図３】 本発明のｆｏ可変型バンドパスフィルターに
よるｆｏ周波数の特性を示すグラフである。

【図４】 連続して測定する場合の例を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１ 変圧器、 ３ 低圧電路、１０ ノイズ測定
装置、 １１ 入力端子、 １２ 信号前処理回
路、２０ ｆｏ可変型バンドパスフィルター、２５
制御操作部、 ２６ 直流制御電圧発生装置、３１
・３６ ディスプレイ、 ３３ マーカー回路、３
５ 直流出力回路、 ３７ 記録計出力端子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01R 29/26 G01R 29/00 G01R 11/00 - 11/66 G01R 21/00 - 22/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自家用受電設備の低圧電路のノイズに含
   まれる周波数成分と、その周波数成分の大きさを測定す
   る装置であって、 前記低圧電路に接続して、ゲイン調整回路と、高調波成
   分を通過させるハイパスフィルターおよび増幅回路を設
   けた信号前処理回路と、 前記信号前処理回路からの信号を入力し、測定の対象と
   する周波数を通過させる周波数可変型バンドパスフィル
   ターを設け、 制御操作部から測定する周波数の制御信号を、前記バン
   ドパスフィルターに対して出力し、 前記バントパスフィルターの出力を整流回路を介してミ
   キシングアンプおよび直流出力回路に向けて出力し、 前記制御操作部に特定の周波数を設定する手段を設け、
   前記特定の周波数に対応するノイズのレベルの測定情報
   を、前記直流出力回路からディスプレイもしくは記録計
   に向けて出力することを特徴とする低圧電路のノイズ測
   定装置。
2. 【請求項２】 前記ノイズ測定装置に対して任意の幅を
   持つ周波数を設定可能とし、前記設定された周波数の範
   囲でのノイズのレベルを表示する手段に伝達することを
   特徴とする請求項１に記載の低圧電路のノイズ測定装
   置。