JP4712594B2 - 接地極付きコンセントの誤接続判別方法および接地極付きコンセントの誤接続判別試験器 - Google Patents

Description

本発明は、ホット相（Ｐ相）と中性相（Ｎ相）に加えて接地極（Ｅ極）を備えるコンセントに給電線路が正しく接続されているか誤接続されているかを判別する接地極付きコンセントの誤接続判別方法と、この誤接続判別方法を適用した誤接続判別試験器に関するものである。

従来、我国における配線システムは、給電側で接地し、負荷側においても大地に接地することで接地を施すＴＴシステムが主流であった。ＴＴシステムにおいては、例えば、ＤＭＭ（ディジタルマルチメータ）のような汎用測定器を用いて商用電源のニュートラルラインと、アースライン間の電圧を測定し、ほぼ０Ｖに近いことから地絡を確認し、誤接続がないことを判別するようにしていた。

しかし、近来の配線システムでは、より安全を目指して、接地極も別に並行して配線するＴＮシステムが増加しつつある。ＴＮシステムにおいては、中性相（Ｎ相）と接地極（Ｅ極）は、ほとんど０．０５〜１Ω程度の非常に低い抵抗値であるため、コンセントの接地極にＮ相が接続される誤接続が生じていても、汎用の測定器では区別が困難である。

しかも、昨今の電気工事においては、工期短縮要求による品質低下、品質管理不足といった要因から、ＴＮシステムにおける接地極付きコンセントの誤接続、特に中性相（Ｎ相）と接地極（Ｅ極）を誤接続してしまう不具合例が多発している。誤接続の不具合が発生した場合、工事の手戻りとなり、大きなロスが発生するとともに、必然的に客先への信頼も低下することになってしまう。

上記のようなＮ相とＥ極の誤接続を防止するために、コンセントへ試験信号を送出して、ＣＴトランスで試験信号の検出を行い、その検出状態からＮ相とＥ極の誤接続や誤切断を判別するようにした発明が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開平８−２２０１８０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の判別方法においては、コンセントへ試験信号を送出しなければならないため、活線状態での判別を行えないという問題がある。これに加えて、ＣＴトランスをクランプさせる場所が試験器の設置場所から離れていると、一人で判別試験を行うのは困難であるし、二人以上で試験を行う場合でも、作業効率が良いとは言えない。

以上のような問題点に鑑み、本発明は、ＴＮシステムにおける接地極付きコンセントの誤接続を活線状態で簡便に判別できる誤接続判別方法と、接地極付きコンセントにコンセントプラグを差し込むだけで誤接続の判別試験を簡便に行える誤接続判別試験器の提供を目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、ホット相（Ｐ相）と中性相（Ｎ相）に加えて接地極（Ｅ極）を備えるコンセントに給電線路が正しく接続されているか誤接続されているかを判別する接地極付きコンセントの誤接続判別方法であって、Ｐ相とＮ相との間に既知の負荷インピーダンスＺ _L を接続しないで計測したＰ−Ｎ間の電圧Ｖ _PN 、もしくはＰ相とＥ相との間に既知の負荷インピーダンスＺ _L を接続しないで計測したＰ−Ｅ間の電圧Ｖ _PE を、供給電圧Ｖ _P として予め計測し、Ｐ相とＮ相との間に既知の負荷インピーダンスＺ_Lを接続して、Ｐ−Ｎ間電圧Ｖ_PNS，Ｐ−Ｅ間電圧Ｖ_PES，Ｎ−Ｅ間電圧Ｖ_NESを計測し、Ｐ相とＥ相との間に既知の負荷インピーダンスＺ_Lを接続して、Ｐ−Ｎ間電圧Ｖ_PNG，Ｐ−Ｅ間電圧Ｖ_PEG，Ｎ−Ｅ間電圧Ｖ_NEGを計測し、少なくとも、Ｐ相とＮ相との間に既知の負荷インピーダンスＺ_Lを接続したときの計測値および供給電圧Ｖ _P からＰ−Ｎ間の故障ループインピーダンスに等しいＰ−Ｎ間合計インピーダンスＺ _S を求め、このＰ−Ｎ間合計インピーダンスＺ_Sを用いて短絡電流Ｉ_sを求め、Ｐ相とＥ相との間に既知の負荷インピーダンスＺ_Lを接続したときの計測値および供給電圧Ｖ _P からアースループインピーダンスに等しいＰ−Ｅ間合計インピーダンスＺ _g を求め、このＰ−Ｅ間合計インピーダンスＺ_gを用いて地絡電流Ｉ_gを求め、短絡電流Ｉ_sが地絡電流Ｉ_gよりも大であるという判定条件を満たさないことに基づいて、Ｎ相とＥ極に誤接続があると判別するようにしたことを特徴とする。

また、請求項２に係る発明は、前記請求項１に記載の接地極付きコンセントの誤接続判別方法において、前記Ｐ相とＮ相との間に既知の負荷インピーダンスＺ_Lを接続して計測したＰ−Ｎ間電圧Ｖ_PNS，Ｐ−Ｅ間電圧Ｖ_PES，Ｎ−Ｅ間電圧Ｖ_NES、Ｐ相とＥ相との間に既知の負荷インピーダンスＺ_Lを接続して計測したＰ−Ｎ間電圧Ｖ_PNG，Ｐ−Ｅ間電圧Ｖ_PEG，Ｎ−Ｅ間電圧Ｖ_NEGに対して、各々定めた適正接続判定条件を満たすか否かを判定し、全て適正接続判定条件を満たすことに基づいて、Ｎ相とＥ極が正しく接続されていると判別するようにしたことを特徴とする。

上記の課題を解決するために、請求項３に係る発明は、ホット相（Ｐ相）と中性相（Ｎ相）に加えて接地極（Ｅ極）を備えるコンセントに給電線路が正しく接続されているか誤接続されているかを判別する接地極付きコンセントの誤接続判別試験器であって、Ｐ相とＮ相との間に既知の負荷インピーダンスＺ _L を接続しないで計測したＰ−Ｎ間の電圧Ｖ _PN 、もしくはＰ相とＥ相との間に既知の負荷インピーダンスＺ _L を接続しないで計測したＰ−Ｅ間の電圧Ｖ _PE を、供給電圧Ｖ _P として計測する供給電圧計測手段と、Ｐ相とＮ相との間に既知の負荷インピーダンスＺ_Lを接続して、Ｐ−Ｎ間電圧Ｖ_PNS，Ｐ−Ｅ間電圧Ｖ_PES，Ｎ−Ｅ間電圧Ｖ_NESを計測する短絡計測手段と、Ｐ相とＥ相との間に既知の負荷インピーダンスＺ_Lを接続して、Ｐ−Ｎ間電圧Ｖ_PNG，Ｐ−Ｅ間電圧Ｖ_PEG，Ｎ−Ｅ間電圧Ｖ_NEGを計測する地絡計測手段と、前記Ｐ相とＮ相との間に既知の負荷インピーダンスＺ_Lを接続したときの計測値および供給電圧Ｖ _P から求めたＰ−Ｎ間の故障ループインピーダンスに等しいＰ−Ｎ間合計インピーダンスＺ_Sを用いて算出できる短絡電流Ｉ_sと、Ｐ相とＥ相との間に既知の負荷インピーダンスＺ_Lを接続したときの計測値および供給電圧Ｖ _P から求めたアースループインピーダンスに等しいＰ−Ｅ間合計インピーダンスＺ_gを用いて算出できる地絡電流Ｉ_gとを求める判定値取得手段と、前記判定値取得手段により求めた短絡電流Ｉ_sが地絡電流Ｉ_gよりも大であるという判定条件を満たさないことに基づいて、Ｎ相とＥ極に誤接続があると判別する誤接続判別手段と、を備えることを特徴とする。

また、請求項４に係る発明は、前記請求項３に記載の接地極付きコンセントの誤接続判別試験器において、前記誤接続判別手段は、短絡電流Ｉ_sが地絡電流Ｉ_gよりも大であって、尚且つ、前記短絡計測手段により計測したＰ−Ｎ間電圧Ｖ_PNS，Ｐ−Ｅ間電圧Ｖ_PES，Ｎ−Ｅ間電圧Ｖ_NES、前記地絡計測手段により計測したＰ−Ｎ間電圧Ｖ_PNG，Ｐ−Ｅ間電圧Ｖ_PEG，Ｎ−Ｅ間電圧Ｖ_NEGに対して、各々定めた適正接続判定条件を満たすことに基づいて、Ｎ相とＥ極が正しく接続されていると判別するようにしたことを特徴とする。

また、請求項５に係る発明は、前記請求項３又は請求項４に記載の接地極付きコンセントの誤接続判別試験器において、Ｐ相とＮ相との間の給電状態を取得するＰ−Ｎ間給電状態取得手段と、Ｐ相とＥ極との間の給電状態を取得するＰ−Ｅ間給電状態取得手段と、Ｎ相とＥ極との間の給電状態を取得するＮ−Ｅ間給電状態取得手段と、を備え、前記誤接続判別手段は、前記Ｐ−Ｎ間給電状態取得手段とＰ−Ｅ間給電状態取得手段とＮ−Ｅ間給電状態取得手段の取得結果に基づいて、Ｐ相とＮ相の誤接続およびＰ相とＥ極の誤接続を判別するようにしたことを特徴とする。

請求項１に係る接地極付きコンセントの誤接続判別方法によれば、Ｎ相とＥ極に誤接続があることを活線状態で簡便に判別することができる。

また、請求項２に係る接地極付きコンセントの誤接続判別方法によれば、Ｐ相とＮ相との間に既知の負荷インピーダンスＺ_Lを接続して計測したＰ−Ｎ間電圧Ｖ_PNS，Ｐ−Ｅ間電圧Ｖ_PES，Ｎ−Ｅ間電圧Ｖ_NES、Ｐ相とＥ相との間に既知の負荷インピーダンスＺ_Lを接続して計測したＰ−Ｎ間電圧Ｖ_PNG，Ｐ−Ｅ間電圧Ｖ_PEG，Ｎ−Ｅ間電圧Ｖ_NEGに対して、各々定めた適正接続判定条件を満たすか否かを判定し、全て適正接続判定条件を満たすことに基づいて、Ｎ相とＥ極が正しく接続されていると判別するので、これら適正接続判定条件を満たす各値から求められるＰ−Ｎ間の故障ループインピーダンスＺ_sが、過電流時に過電流継電器が確実に動作するように充分低いことが確認できると共に、Ｐ−Ｅ間のループインピーダンス及びＮ−Ｅ間のループインピーダンスから接地抵抗が充分低い状態にあることも確認できるので、極めて信頼性の高い接続判定を実現できる。

請求項３に係る接地極付きコンセントの誤接続判別試験器によれば、Ｎ相とＥ極に誤接続があることを活線状態で簡便に判別することができる。しかも、判定すべきコンセントの場所にて、一人だけで判別試験を行えるので、作業効率も良い。

また、請求項４に係る接地極付きコンセントの誤接続判別試験器によれば、誤接続判別手段は、短絡電流Ｉ_sが地絡電流Ｉ_gよりも大であって、尚且つ、前記短絡計測手段により計測したＰ−Ｎ間電圧Ｖ_PNS，Ｐ−Ｅ間電圧Ｖ_PES，Ｎ−Ｅ間電圧Ｖ_NES、前記地絡計測手段により計測したＰ−Ｎ間電圧Ｖ_PNG，Ｐ−Ｅ間電圧Ｖ_PEG，Ｎ−Ｅ間電圧Ｖ_NEGに対して、各々定めた適正接続判定条件を満たすことに基づいて、Ｎ相とＥ極が正しく接続されていると判別するようにしたので、極めて信頼性の高い接続判定を実現できる。

また、請求項５に係る接地極付きコンセントの誤接続判別試験器によれば、Ｐ相とＮ相との間の給電状態を取得するＰ−Ｎ間給電状態取得手段と、Ｐ相とＥ極との間の給電状態を取得するＰ−Ｅ間給電状態取得手段と、Ｎ相とＥ極との間の給電状態を取得するＮ−Ｅ間給電状態取得手段と、を備え、前記誤接続判別手段は、前記Ｐ−Ｎ間給電状態取得手段とＰ−Ｅ間給電状態取得手段とＮ−Ｅ間給電状態取得手段の取得結果に基づいて、Ｐ相とＮ相の誤接続およびＰ相とＥ極の誤接続を判別するようにしたので、Ｐ相とＮ相の誤接続、Ｐ相とＥ極の誤接続も同時に判別でき、Ｐ相，Ｎ相，Ｅ極の全ての誤接続及び断線を判定可能な、極めて実用性の高い試験器となる。

以下、本発明の実施形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係る接地極付きコンセントの誤接続判別方法を適用した誤接続判別試験器１の概略構成を示すもので、この誤接続判別試験器１は、ＴＮシステムにおける接地極付きコンセントに対応したコンセントプラグ１１を備え、電力線路のＰ相，Ｎ相，Ｅ極と接続して使用するものである。

コンセントプラグ１１の各差込刃は、夫々ホット相（Ｐ相），中性相（Ｎ相），接地極（Ｅ極）とコンタクトするもので、各接続線は、モード切替スイッチ１２によって２分岐し、一方は通常試験モードにて用い、他方はＮ−Ｅ誤接続判定モードにて用いる。このモード切替スイッチ１２は、標準で通常試験モード（図１中、実線で示す状態）にセットされているものとし、コンセントプラグ１１を試験対象のコンセントに差し込むと、先ず通常試験が実行される。

上記モード切替スイッチ１２の通常試験モードにて導通する線路Ｐは、Ｐ−Ｅ間給電状態表示手段１３ａとＰ−Ｎ間給電状態表示手段１３ｂに、線路ＮはＰ−Ｎ間給電状態表示手段１３ｂと誤配線表示手段１３ｃに、線路ＥはＰ−Ｅ間給電状態表示手段１３ａと誤配線表示手段１３ｃに各々接続される。

上記Ｐ−Ｅ間給電状態表示手段１３ａは、Ｐ相とＥ極との間の給電状態を取得するＰ−Ｅ間給電状態取得手段として機能するもので、ＰとＥを２入力とする演算増幅器に商用交流（５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの交流１００Ｖ）が印加されると、演算増幅器の出力によってＰ−Ｅ間給電状態表示ＬＥＤが点灯する。

上記Ｐ−Ｎ間給電状態表示手段１３ｂは、Ｐ相とＮ相との間の給電状態を取得するＰ−Ｎ間給電状態取得手段として機能するもので、ＰとＥを２入力とする演算増幅器に商用交流（５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの交流１００Ｖ）が印加されると、演算増幅器の出力によってＰ−Ｎ間給電状態表示ＬＥＤが点灯する。

上記誤配線表示手段１３ｃは、Ｎ相とＥ極との間の給電状態を取得するＮ−Ｅ間給電状態取得手段として機能するもので、ＮとＥを２入力とする演算増幅器に商用交流（５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの交流１００Ｖ）が印加されると、演算増幅器の出力によって誤配線表示ＬＥＤが点灯する。

そして、Ｐ−Ｅ間給電状態表示ＬＥＤとＰ−Ｎ間給電状態表示ＬＥＤと誤配線表示ＬＥＤの点灯・消灯の組合せにより、表１に示す如く、配線状態の適否を知ることができるのである。

すなわち、Ｐ−Ｅ間給電状態表示ＬＥＤとＰ−Ｎ間給電状態表示ＬＥＤが点灯し、誤配線表示ＬＥＤが消灯であれば、正常接続と判定でき、全ＬＥＤが消灯であれば、Ｐ相が未接続であると判定でき、Ｐ−Ｅ間給電状態表示ＬＥＤが消灯でＰ−Ｎ間給電状態表示ＬＥＤと誤配線表示ＬＥＤが点灯であれば、Ｅ極が未接続あるいはＰ相とＮ相が逆接続であると判定でき、Ｐ−Ｅ間給電状態表示ＬＥＤと誤配線表示ＬＥＤが点灯でＰ−Ｎ間給電状態表示ＬＥＤが消灯であれば、Ｎ相が未接続あるいはＰ相とＥ極が逆接続であると判定できる。

しかしながら、Ｎ相とＥ極が逆接続されていた場合には、Ｐ−Ｅ間給電状態表示ＬＥＤとＰ−Ｎ間給電状態表示ＬＥＤが点灯で誤配線表示ＬＥＤが消灯Ｐ−Ｎ間給電状態表示ＬＥＤが点灯となり、正常接続と判別できない。

そこで、Ｐ−Ｅ間給電状態表示ＬＥＤとＰ−Ｎ間給電状態表示ＬＥＤと誤配線表示ＬＥＤの点灯・消灯状態から、正常接続と判定された場合には、モード切替スイッチ１２によってＮ−Ｅ誤接続判定モード（図１中、破線で示す状態）に切り替え、Ｎ相とＥ極が逆接続になっていないかを試験する。

上記モード切替スイッチ１２がＮ−Ｅ誤接続判定モードにて導通する線路Ｐ，線路Ｎ，線路Ｅは、計測制御手段１４に接続され、Ｐ−Ｅ間電圧，Ｐ−Ｎ間電圧，Ｎ−Ｅ間電圧を計測すると共に、この計測したアナログ値をディジタル値に変換し、計測値に基づいて後述する演算を行い、演算結果が所定の判定基準を満たすか否かに基づいて、Ｎ相とＥ極の正常接続あるいは誤接続を判定する。

なお、判定結果は、表示用ディスプレイや表示ランプ等を備える入出力手段１５によって使用者へ視覚的に報知する。また、入出力手段１５がスピーカを備えていれば、音声出力による聴覚報知を行っても良い。また、入出力手段１５は、誤接続判別試験器１の使用者が操作入力するための各種ボタンや操作パネルを備えるもので、この入出力手段１５から試験モードの切替が指示されたときに、計測制御手段１４によってモード切替スイッチ１２のスイッチングが行われるようにしたり、判別試験に際しての判定条件となる各種パラメータを入力する機能を有している。

Ｎ−Ｅ誤接続判定試験に際して、計測制御手段１４は、短絡計測用スイッチ１６ａをＯＮすることで、値が既知の負荷インピーダンスＺ_L1を線路Ｐと線路Ｎの間に接続して行う短絡計測と、地絡計測用スイッチ１６ｂをＯＮすることで、値が既知の負荷インピーダンスＺ_L2を線路Ｐと線路Ｅの間に接続して行う地絡計測を行う。なお、短絡計測用の負荷インピーダンスＺ_L1と地絡計測用の負荷インピーダンスＺ_L2を別々に設けず、一つの負荷インピーダンスＺ_Lを短絡計測と地絡計測で共用できるように、線路Ｐに一端が接続された負荷インピーダンスＺ_Lの他端接続先を線路Ｎと線路Ｅと開放の３点で切り替えるような構成としても構わない。

例えば、図２（ａ）、図３（ａ）に示すように、電源トランス２によって１００Ｖが給電される電源路のＰ相がコンセント３のＰ端子３ａに、電源路のＮ相がコンセント３のＮ端子３ｂに、保護用接地線のＥ極がコンセント３のＥ端子３ｃに、各々接続されているとき、誤接続判別試験器１のコンセントプラグ１１をコンセント３に差し込むと、Ｐ相が誤接続判別試験器１内の線路Ｐに、Ｎ相が誤接続判別試験器１内の線路Ｎに、Ｅ極が誤接続判別試験器１内の線路Ｅに各々導通するので、線路ＰをＰ相、線路ＮをＮ相、線路ＥをＥ極と看做すことができ、誤接続判別試験器１内の負荷インピーダンスＺ_L1を線路Ｐと線路Ｎとの間に接続することで短絡計測を、誤接続判別試験器１内の負荷インピーダンスＺ_L2を線路Ｐと線路Ｅとの間に接続することで地絡計測を行うことができる。

すなわち、誤試験判別試験器１は、Ｐ相とＮ相との間に既知の負荷インピーダンスＺ_L1を接続して、Ｐ−Ｎ間電圧Ｖ_PNS，Ｐ−Ｅ間電圧Ｖ_PES，Ｎ−Ｅ間電圧Ｖ_NESを計測する短絡計測手段と、Ｐ相とＥ相との間に既知の負荷インピーダンスＺ_L2を接続して、Ｐ−Ｎ間電圧Ｖ_PNG，Ｐ−Ｅ間電圧Ｖ_PEG，Ｎ−Ｅ間電圧Ｖ_NEGを計測する地絡計測手段と、を備えるものである。

先ず、Ｐ−Ｎ間に負荷インピーダンスＺ_L1を接続して行う短絡計測における等価回路は、図２（ｂ）に示すようになり、電源トランス２による供給電圧をＶ_P、Ｐ−Ｎ間の合計インピーダンスをＺ_Sとすると、短絡電流Ｉ_Sを以下のように求めることができる。なお、短絡計測用スイッチ１６ａが開いているとき、Ｐ−Ｎ間の電圧Ｖ_PNは供給電圧Ｖ_Pに等しいので、Ｖ_P＝Ｖ_PNとして、予め計測しておく。

図２（ｂ）の等価回路のように、給電電圧Ｖ_Pは、Ｐ−Ｎ間合計インピーダンスＺ_Sと負荷インピーダンスＺ_L1により分圧されるので、短絡時のＰ−Ｎ間電圧であるＶ_PNSは、式１により求まる。

Ｖ_PNS＝Ｚ_L1／（Ｚ_S＋Ｚ_L1）×Ｖ_P …式１

式１において、Ｖ_PNSは計測結果として得られ、Ｚ_L1は既知であるから、Ｐ−Ｎ間合計インピーダンスＺ_Sは、式２により求まる。

Ｚ_S＝Ｚ_L1×（Ｖ_P−Ｖ_PNS）／Ｖ_PNS …式２

そして、Ｐ−Ｎ間合計インピーダンスＺ_Sが求まれば、短絡電流Ｉ_Sは、式３により求めることができる。

Ｉ_S＝Ｖ_P／Ｚ_S …式３

次に、Ｐ−Ｅ間に負荷インピーダンスＺ_L2を接続して行う地絡計測における等価回路は、図３（ｂ）に示すようになり、地絡電流Ｉ_gを以下のように求めることができる。なお、地絡計測用スイッチ１６ｂが開いているとき、Ｐ−Ｅ間の電圧Ｖ_PEは供給電圧Ｖ_Pに等しいので、Ｖ_P＝Ｖ_PEとして、予め計測しておく。

また、Ｐ−Ｅ間合計インピーダンスＺ_gは、Ｐ−Ｎ間合計インピーダンスＺ_Sと接地側インピーダンスＺ_Eの和として求まる。

Ｚ_g＝Ｚ_S＋Ｚ_E …式４

図３（ｂ）の等価回路のように、供給電圧Ｖ_Pは、Ｐ−Ｎ間合計インピーダンスＺ_Sと接地側インピーダンスＺ_Eと負荷インピーダンスＺ_L2により分圧されるので、短絡時のＰ−Ｅ間電圧であるＶ_PEGは、式５により求まる。

Ｖ_PEG＝Ｚ_L2／（Ｚ_S＋Ｚ_E＋Ｚ_L2）×Ｖ_P …式５

式５において、Ｖ_PEGは測定結果として得られ、Ｚ_L2は既知であるから、Ｐ−Ｅ間合計インピーダンスＺ_gは、式６により求まる。

Ｚ_g＝Ｚ_S＋Ｚ_E＝Ｚ_L2×（Ｖ_P−Ｖ_PEG）／Ｖ_PEG …式６

そして、Ｐ−Ｎ間合計インピーダンスＺ_gが求まれば、地絡電流Ｉ_gは、式７により求めることができる。

Ｉ_g＝Ｖ_P／Ｚ_g …式７

このように算出した短絡電流Ｉ_S，地絡電流Ｉ_g、短絡計測にて実測したＰ−Ｎ間電圧Ｖ_PNS，Ｐ−Ｅ間電圧Ｖ_PES，Ｎ−Ｅ間電圧Ｖ_NES、地絡計測にて実測したＰ−Ｎ間電圧Ｖ_PNG，Ｐ−Ｅ間電圧Ｖ_PEG，Ｎ−Ｅ間電圧Ｖ_NEGに対して、表２に示す判定基準を適用し、この適用条件を満たすか否かで誤接続の有無を判別する。

この判定条件において、短絡電流Ｉ_S＞地絡電流Ｉ_gという条件は、Ｐ−Ｅ間合計インピーダンスＺ_g＞Ｐ−Ｎ間合計インピーダンスＺ_Sという給電回路における前提条件から必然的に成立するものである。すなわち、接地側インピーダンスＺ_Eは、接地抵抗＋Ｎ−Ｅ間の配線の抵抗であり、通常０．０５Ω〜１００Ω程度の値であるもの、確実に存在する有限の値であるから、短絡電流Ｉ_S≦地絡電流Ｉ_gであった場合には、Ｎ−Ｅ間に誤配線があると判定できるのである。

すなわち、計測制御手段１４が、Ｐ相とＮ相との間に既知の負荷インピーダンスＺ_L1を接続したときの短絡電流Ｉ_sと、Ｐ相とＥ相との間に既知の負荷インピーダンスＺ_L2を接続したときの地絡電流Ｉ_gとを求める判定値取得手段と、前記判定値取得手段により求めた短絡電流Ｉ_sが地絡電流Ｉ_gよりも大であるという判定条件を満たさないことに基づいて、Ｎ相とＥ極に誤接続があると判別する誤接続判別手段としての機能を備えることで、Ｎ−Ｅ誤接続判定モードでの的確な誤接続の判定を実現できるのである。

このように、本実施形態の誤接続判別試験器１を用いてコンセント３の誤接続判別試験を行えば、Ｐ相，Ｎ相，Ｅ極の全ての誤接続及び断線を、瞬時に判定できる。しかも、誤接続判別試験器１による誤接続判別試験の操作は一人で簡便に行えるものであるから、旧来の如く複数人で協働して検査を行うような煩雑さが無いので、効率良くコンセントの試験を行うことができる。これにより、電気工事の工期短縮に寄与できるし、安全と信頼性確保にも貢献できる。

なお、Ｎ−Ｅ間の誤接続の判定条件である「短絡電流Ｉ_S≦地絡電流Ｉ_g」は、実質的に「Ｐ−Ｅ間合計インピーダンスＺ_g≦Ｐ−Ｎ間合計インピーダンスＺ_S」であるから、これをＮ−Ｅ間の誤接続の判定条件として用いても良い。また、計測制御手段１４による演算過程で、Ｐ−Ｎ間の故障ループインピーダンスに等しいＰ−Ｎ間合計インピーダンスＺ_sが求まるので、過電流時に過電流継電器が確実に動作するように充分低いインピーダンスに抑制されているか確認できる。加えて、計測制御手段１４による演算過程で、アースループインピーダンスに等しいＰ−Ｅ間合計インピーダンスＺ_gも求まるので、接地抵抗が充分低い状態にあるかも確認できる。

また、Ｎ−Ｅ間の誤接続の判定に際しては、表２に示した判定条件の全て満たすことで適正接続状態であると判定したり、或いは幾つかの判定条件を適宜に組み合わせて適正接続状態の判定に用いることで、一層、信頼性の高い誤接続判定を行うことが可能となる。例えば、ノイズ等の混入による計測誤差に起因して、Ｎ−Ｅ間が誤接続されているにもかかわらず「短絡電流Ｉ_S＞地絡電流Ｉ_g」を満たす判定値が算出された場合に、他の計測値が判定条件を満たさないことで、適正接続状態ではないと判別できれば、誤接続判別試験器１としての信頼性を高められるのである。

表２に示す判定条件として、コンセント３に誤接続が無い場合の短絡計測においては、Ｐ−Ｎ間電圧Ｖ_PNS≒０、５０≦Ｐ−Ｅ間電圧Ｖ_PES≦１００、０≦Ｎ−Ｅ間電圧Ｖ_NES≦５０、地絡計測においては、Ｐ−Ｎ間電圧Ｖ_PNG≒１００Ｖ、Ｐ−Ｅ間電圧Ｖ_PEG≒０Ｖ、Ｎ−Ｅ間電圧Ｖ_NEG≒１００Ｖを例示した。これらの条件は、検査対象である給電系の給電電圧等によって変わるので、判定用のパラメータを適宜変更できるようにしておくと、汎用性の高いものとなる。

ここで、Ｎ相とＥ極が誤接続されたコンセント３′を誤接続判別試験器１にて試験する場合を図４に基づき説明する。

このように誤接続されていると、図４（ａ）に示す短絡計測時には、Ｐ−Ｎ間電圧Ｖ_PNSとしてＰ−Ｅ間電圧Ｖ_PESが計測され、逆にＰ−Ｅ間電圧Ｖ_PESの値としてＰ−Ｎ間電圧Ｖ_PNSが計測されるので、上述した判定条件を満たさないことが明らかである。

同様に、図４（ｂ）に示す地絡計測時には、Ｐ−Ｅ間電圧Ｖ_PEGとしてＰ−Ｎ間電圧Ｖ_PNGが計測され、逆にＰ−Ｎ間電圧Ｖ_PNGとしてＰ−Ｅ間電圧Ｖ_PEGが計測されるので、上述した判定条件を満たさないことが明らかである。

このように、短絡電流Ｉ_sや地絡電流Ｉ_gの算出には不要でも、短絡計測時のＰ−Ｎ間電圧Ｖ_PNS，Ｐ−Ｅ間電圧Ｖ_PES，Ｎ−Ｅ間電圧Ｖ_NES、地絡計測時のＰ−Ｎ間電圧Ｖ_PNG，Ｐ−Ｅ間電圧Ｖ_PEG，Ｎ−Ｅ間電圧Ｖ_NEGについて、夫々計測結果を計測制御手段１４が記憶しておき、更なる適正接続判定条件を満たすか否かの判別に用いるようにすれば、極めて信頼性の高い誤接続あるいは適正接続の判定を行うことができる。

また、計測制御手段１４による計測結果を履歴として保存する計測結果記憶手段を設けておくと共に、この計測結果を外部へ出力する機能を設けておけば、誤接続判別試験器１の計測結果を外部のコンピュータに取り込んで、より詳細な記録・解析を行うようにしても良い。

以上、本発明に係る接地極付きコンセントの誤接続判別方法および接地極付きコンセントの誤接続判別試験器の実施形態を説明したが、本発明の包摂範囲は、この実施形態に限定されるものではない。例えば、前述した誤接続判別試験器１の如く、モード切替スイッチ１２を設けて判別試験のモード切替を行わず、コンセントプラグ１１を試験対象のコンセントに接続すると直ぐに通常試験が実行されるように、Ｐ−Ｅ間給電状態表示手段１３ａ，Ｐ−Ｎ間給電状態表示手段１３ｂ，誤配線表示手段１３ｃの各接続ラインを、Ｎ−Ｅ誤接続判定用の線路Ｐ，Ｎ，Ｅと並列に接続しても良い。このとき、Ｐ−Ｅ間給電状態表示手段１３ａ，Ｐ−Ｎ間給電状態表示手段１３ｂ，誤配線表示手段１３ｃの各入力インピーダンスは、Ｎ−Ｅ誤接続判定試験用の負荷インピーダンスＺ_L1，Ｚ_L2に比べて十分大きな値であることから、そのまま計測制御手段１４によってＮ−Ｅ誤接続判定試験が実行されても、判定精度に及ぼす影響は無視できる。或いは、Ｐ−Ｅ間およびＰ−Ｎ間の誤接続を判別する通常試験を行うためのＰ−Ｅ間給電状態表示手段１３ａ，Ｐ−Ｎ間給電状態表示手段１３ｂ，誤配線表示手段１３ｃを設けないで、Ｎ相とＥ極の誤接続の判別を行う機能のみを搭載したＮ−Ｅ誤接続判別試験器としても良い。

本発明に係る誤接続判別試験器の概略構成図である。 誤接続判別試験器による短絡計測説明図である。 誤接続判別試験器による地絡計測説明図である。 Ｎ相とＥ極が誤接続されたコンセントを誤接続判別試験器により試験する際の計測説明図である。

符号の説明

１ 誤接続判別試験器
１１ コンセントプラグ
１２ モード切替スイッチ
１３ａ Ｐ−Ｅ間給電状態表示手段
１３ｂ Ｐ−Ｎ間給電状態表示手段
１３ｃ 誤配線表示手段
１４ 計測制御手段
１５ 入出力手段
１６ａ 短絡計測用スイッチ
１６ｂ 地絡計測用スイッチ
２ 電源トランス
３ コンセント
３ａ Ｐ端子
３ｂ Ｎ端子
３ｃ Ｅ端子

Claims (5)

1. ホット相（Ｐ相）と中性相（Ｎ相）に加えて接地極（Ｅ極）を備えるコンセントに給電線路が正しく接続されているか誤接続されているかを判別する接地極付きコンセントの誤接続判別方法であって、
   Ｐ相とＮ相との間に既知の負荷インピーダンスＺ _L を接続しないで計測したＰ−Ｎ間の電圧Ｖ _PN 、もしくはＰ相とＥ相との間に既知の負荷インピーダンスＺ _L を接続しないで計測したＰ−Ｅ間の電圧Ｖ _PE を、供給電圧Ｖ _P として予め計測し、
   Ｐ相とＮ相との間に既知の負荷インピーダンスＺ_Lを接続して、Ｐ−Ｎ間電圧Ｖ_PNS，Ｐ−Ｅ間電圧Ｖ_PES，Ｎ−Ｅ間電圧Ｖ_NESを計測し、
   Ｐ相とＥ相との間に既知の負荷インピーダンスＺ_Lを接続して、Ｐ−Ｎ間電圧Ｖ_PNG，Ｐ−Ｅ間電圧Ｖ_PEG，Ｎ−Ｅ間電圧Ｖ_NEGを計測し、
   少なくとも、Ｐ相とＮ相との間に既知の負荷インピーダンスＺ_Lを接続したときの計測値および供給電圧Ｖ _P からＰ−Ｎ間の故障ループインピーダンスに等しいＰ−Ｎ間合計インピーダンスＺ _S を求め、このＰ−Ｎ間合計インピーダンスＺ_Sを用いて短絡電流Ｉ_sを求め、Ｐ相とＥ相との間に既知の負荷インピーダンスＺ_Lを接続したときの計測値および供給電圧Ｖ _P からアースループインピーダンスに等しいＰ−Ｅ間合計インピーダンスＺ _g を求め、このＰ−Ｅ間合計インピーダンスＺ_gを用いて地絡電流Ｉ_gを求め、短絡電流Ｉ_sが地絡電流Ｉ_gよりも大であるという判定条件を満たさないことに基づいて、Ｎ相とＥ極に誤接続があると判別するようにしたことを特徴とする接地極付きコンセントの誤接続判別方法。
2. 前記Ｐ相とＮ相との間に既知の負荷インピーダンスＺ_Lを接続して計測したＰ−Ｎ間電圧Ｖ_PNS，Ｐ−Ｅ間電圧Ｖ_PES，Ｎ−Ｅ間電圧Ｖ_NES、Ｐ相とＥ相との間に既知の負荷インピーダンスＺ_Lを接続して計測したＰ−Ｎ間電圧Ｖ_PNG，Ｐ−Ｅ間電圧Ｖ_PEG，Ｎ−Ｅ間電圧Ｖ_NEGに対して、各々定めた適正接続判定条件を満たすか否かを判定し、全て適正接続判定条件を満たすことに基づいて、Ｎ相とＥ極が正しく接続されていると判別するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の接地極付きコンセントの誤接続判別方法。
3. ホット相（Ｐ相）と中性相（Ｎ相）に加えて接地極（Ｅ極）を備えるコンセントに給電線路が正しく接続されているか誤接続されているかを判別する接地極付きコンセントの誤接続判別試験器であって、
   Ｐ相とＮ相との間に既知の負荷インピーダンスＺ _L を接続しないで計測したＰ−Ｎ間の電圧Ｖ _PN 、もしくはＰ相とＥ相との間に既知の負荷インピーダンスＺ _L を接続しないで計測したＰ−Ｅ間の電圧Ｖ _PE を、供給電圧Ｖ _P として計測する供給電圧計測手段と、
   Ｐ相とＮ相との間に既知の負荷インピーダンスＺ_Lを接続して、Ｐ−Ｎ間電圧Ｖ_PNS，Ｐ−Ｅ間電圧Ｖ_PES，Ｎ−Ｅ間電圧Ｖ_NESを計測する短絡計測手段と、
   Ｐ相とＥ相との間に既知の負荷インピーダンスＺ_Lを接続して、Ｐ−Ｎ間電圧Ｖ_PNG，Ｐ−Ｅ間電圧Ｖ_PEG，Ｎ−Ｅ間電圧Ｖ_NEGを計測する地絡計測手段と、
   前記Ｐ相とＮ相との間に既知の負荷インピーダンスＺ_Lを接続したときの計測値および供給電圧Ｖ _P から求めたＰ−Ｎ間の故障ループインピーダンスに等しいＰ−Ｎ間合計インピーダンスＺ_Sを用いて算出できる短絡電流Ｉ_sと、Ｐ相とＥ相との間に既知の負荷インピーダンスＺ_Lを接続したときの計測値および供給電圧Ｖ _P から求めたアースループインピーダンスに等しいＰ−Ｅ間合計インピーダンスＺ_gを用いて算出できる地絡電流Ｉ_gとを求める判定値取得手段と、
   前記判定値取得手段により求めた短絡電流Ｉ_sが地絡電流Ｉ_gよりも大であるという判定条件を満たさないことに基づいて、Ｎ相とＥ極に誤接続があると判別する誤接続判別手段と、
   を備えることを特徴とする接地極付きコンセントの誤接続判別試験器。
4. 前記誤接続判別手段は、短絡電流Ｉ_sが地絡電流Ｉ_gよりも大であって、尚且つ、前記短絡計測手段により計測したＰ−Ｎ間電圧Ｖ_PNS，Ｐ−Ｅ間電圧Ｖ_PES，Ｎ−Ｅ間電圧Ｖ_NES、前記地絡計測手段により計測したＰ−Ｎ間電圧Ｖ_PNG，Ｐ−Ｅ間電圧Ｖ_PEG，Ｎ−Ｅ間電圧Ｖ_NEGに対して、各々定めた適正接続判定条件を満たすことに基づいて、Ｎ相とＥ極が正しく接続されていると判別するようにしたことを特徴とする請求項３に記載の接地極付きコンセントの誤接続判別試験器。
5. Ｐ相とＮ相との間の給電状態を取得するＰ−Ｎ間給電状態取得手段と、
   Ｐ相とＥ極との間の給電状態を取得するＰ−Ｅ間給電状態取得手段と、
   Ｎ相とＥ極との間の給電状態を取得するＮ−Ｅ間給電状態取得手段と、
   を備え、
   前記誤接続判別手段は、前記Ｐ−Ｎ間給電状態取得手段とＰ−Ｅ間給電状態取得手段とＮ−Ｅ間給電状態取得手段の取得結果に基づいて、Ｐ相とＮ相の誤接続およびＰ相とＥ極の誤接続を判別するようにしたことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の接地極付きコンセントの誤接続判別試験器。

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