JP4850112B2 - 検電器 - Google Patents
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Description
この構成によれば、検電器において電圧に応じて発光する発光体を用いるので、検電対象が充電中であるか否かだけでなく、充電中の場合には電圧が所定値以上であることを確認することができる。次に、同一の発光色を有する2以上の発光体を所定の位置順序に配置することによって、発光する位置に応じた電圧の違いを容易に識別することができる。また、異なる発光色を有する2以上の発光体を用いることによって、発光色に応じた電圧の違いをさらに容易に識別することができる。
また、この構成によれば、延長部の長さを適宜変更することによって、発光体を電圧部に接触させた場合に無機EL材料が発光を開始する電圧を調整することができる。これによれば、発光色に応じて電圧が所定値(=発光開始電圧)以上であることを知ることができる。
この構成によれば、発光体の各層の一端と、カバーの一面との間の距離を適宜変更することによって、発光体を電圧部に近付けた場合に無機EL材料が発光を開始する電圧を調整することができる。これによれば、発光色に応じて電圧が所定値(=発光開始電圧)以上であることを知ることができる。
この構成によれば、検電すべき電力設備の部位が作業員のいる場所から離れていたとしても、絶縁棒を延長することにより、容易に検電を行うことができる。
この構成によれば、検電すべき部位がいずれの方向を向いているかは電力設備及びその設置状態によって異なり、また、作業員のいる場所から当該部位までの間に何らかの障害物が存在することもありうるため、必ずしもまっすぐな棒でうまく検電できるとは限らないので、検電器の支持棒及び絶縁棒のなす角度を適宜調節することによって、適切かつ安全に検電を行うことができる。
図1は、発光体の基本構造を示す図である。発光体10は、シート形状をなす誘電体の誘電層12と、シート形状をなす透明な誘電体の誘電層14との間に、無機EL材料を含んでシート形状をなす無機EL層13が挟持されてなる発光シートと、その発光シートの両面にそれぞれ積層される導電層11及び導電層15とから構成される。誘電層12は例えばポリプロピレン(PP:PolyPropylene)等の周知の樹脂であり、誘電層14は例えばポリエチレンテレフタレート(PET:PolyEthylene Terephthalate)等の周知の透明樹脂である。無機EL層13は、後述する、複数の発光粒子を形成する無機EL材料と、その複数の発光粒子を内部に分散支持する誘電体材料とを備えて構成されるものである。導電層11及び15は、透明な導電体であり、例えば、酸化インジウムスズ(ITO:Indium Tin Oxide)等の周知の透明導電体フィルムを成形したり、射出成形等により所定の形状をなす基材の表面にITO等の周知の透明導電体材料を蒸着したりして形成されるものである。なお、導電層15は、所定の長さだけ延長された部分(延長部)であるアンテナ16を有する。アンテナ16の長さは、発光体10の発光開始電圧を調整するために適宜変更される。また、導電層11には、電力設備の部位に接触させるための接触端子(端子)19が設けられることがある。接触端子19は、例えば、金属棒を楕円状にしたものである。なお、発光体の最低限の構成としては、導電層11及び接触端子19は不要である。
本実施の形態の無機EL材料は、いわゆる真性EL材料であり、交流電場の印加により発光するものである(電場発光)。この電場発光の原理は、以下の通りである。先ず、誘電体材料と無機EL材料との界面、或いは、誘電体材料近傍の無機EL材料における電子が電場により加速され(ホットエレクトロン)、無機EL材料における発光中心の電子を励起する。なお、このメカニズムは、例えば特開2005−116503号公報又は国際出願公開第02/080626号に開示されている通りである。次に、この発光中心は、励起状態にある電子が基底状態に戻る際のエネルギーの差分を光として放出する。
本実施の形態の誘電体材料は、例えば有機高分子材料である。この有機高分子材料は、無機EL材料の発光を透過し易い、即ち可視光に対し透明な樹脂が好ましく、例えば、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等が挙げられる。なお、この有機高分子材料は、水分により変質する虞のある無機EL材料に対する防湿性を有するもの(例えばフッ素系樹脂)が好ましい。また、この有機高分子材料は、アクリル等、光透過性がより高いものが好ましい。つまり、無機EL材料を分散支持するための有機高分子材料は、前述した誘電層12及び誘電層14における有機高分子材料に比べてその体積比率が小さいため、主として光透過性の観点で選択することが好ましい。一方、誘電層12及び誘電層14に使用する有機高分子材料は、より高い分担電圧に耐えるべく、絶縁破壊電圧のより高いものが好ましい。
図1に例示される発光体10は、以下に述べる発光メカニズムに基づいて発光するとされている。つまり、発光体10は、誘導電場を発生する電力設備の充電部位と例えばグラウンドとの間の電圧を、主として、誘電層14に対応するコンデンサCと、アンテナ16及びグラウンド間の空気に対応する(コンデンサCと直列に接続された)コンデンサC’とにより分担する等価回路を構成するものである。この場合、導電層15のアンテナ16がある場合のコンデンサC’(空気)のインピーダンスは、仮にアンテナ16がない場合のインピーダンスよりも小さくなる。これにより、コンデンサC(誘電層14)の分担電圧は、仮にアンテナ16が無い場合の分担電圧より大きくなり、よって無機EL層13及び誘電層14の境界での誘導電場はより大きくなる。一般に、誘導電場が大きいほど、この誘導電場下の無機EL材料からの光量は多くなるとされているため、無機EL層13における無機EL材料は、より高い輝度で発光し得る。すなわち、アンテナ16が長いほど、発光体10の発光開始電圧が低くなる。これによれば、アンテナ16の長さを変更することにより、無機EL材料が発光するときの充電部位の電圧を調整することができる。
図2は、発光体を用いた検電器の構造例を示す図である。図2(a)は、検電器全体の構造を示す。検電器1は、例えば、電力会社の作業員が、電力設備の部位に先端を接触させて、電力設備が停電中か充電中かを確認し、さらに充電中であればどのくらいの電圧かを確認するための装置である。検電器1は、グリップ2、伸縮式絶縁棒(絶縁棒)3、可倒式接合部4、支持棒5、発光体10A及び接触端子19を含んで構成される。グリップ2は、作業員が検電器1を使用するときに持つ部分であり、絶縁性ゴム等からなる。伸縮式絶縁棒3は、作業員と、検電すべき電力設備の部位との間の距離に応じて自身の長さを変更可能とするべく、自在に伸縮可能な構造を有するとともに、作業員の安全を確保するために絶縁体からなる。伸縮式絶縁棒3にはリング6が設けられ、グリップ2がリング6に当たるまでは動くが、それ以上左側に動かすことはできないようになっている。これは、リング6によって、グリップ2を手で持っている作業員の安全上、電力設備からの最低限の絶縁距離を確保するものである。
図4は、単一電圧の充電部に対応する発光体の構造例を示す図であり、充電部との間の距離に応じて発光色を変える発光体を示す。発光体の無機EL材料は、発光を開始する電圧や距離がそれぞれ異なる。無機ELの発光色は青、緑、オレンジなどであるが、各無機ELを調合したり、着色剤を添加したり、フィルタ(カバーシート)を設けたりして所望の色を表示することができる。
図6は、検電器の第1実施例を示す図である。検電器1Aは、グリップ2、伸縮式絶縁棒3、支持棒5及び電界センサ10Bからなる。グリップ2には軸21が設けられ、軸21によって光ケーブル巻取ドラム22が回転可能に支持され、光ケーブル巻取ドラム22には取っ手23が設けられる。軸21は、ぜんまいばね等を用いて自動的に巻き戻す構造を有する。光ケーブル巻取ドラム22は、文字通り、光ファイバケーブル(光を通す管)を巻き取るドラムである。取っ手23は、作業員が光ケーブル巻取ドラム22を回転させることを可能とするとともに、光ファイバケーブルを通じて電界センサ10Bの発光を確認可能なガラス部を備える。伸縮式絶縁棒3及び支持棒5は、筒体であり、その内部を光ファイバケーブルが通っている。電界センサ10Bは、光ファイバケーブルの先端に発光体10Aを配置して暗幕で覆ったものである。なお、電界センサ10Bは、接触端子(図示せず)を具備するものとする(図7も同様)。
図8は、電圧の違いによる発光色の変化の例を示す図である。発光実験の装置構成としては、図8(a)の印加電圧が0の欄に示された写真のように、供試品として無機ELシート(発光体10と同等の物)を使い、その無機ELシート6個を水平に設置された棒電極に貼付する。その際、無機ELシートの発光面が水平方向から見えるようにする。無機ELシートの発光色は、左側から橙色が3個、緑色が3個であり、アンテナ長[cm]は、左側から18、13.5、9、9、3.5、1.5である。アンテナの材質は、左側から1〜5番目は導電性テープであり、左側から6番目はITOに導電性銀ペーストを塗ったものである。そして、棒電極に所定の電圧[kV](30、40、50、60)を印加しながら、無機ELシートの輝度を測定するとともに、その発光状態を撮影する。その結果を図8(a)、(b)及び(c)に示す。
2 グリップ
3 伸縮式絶縁棒(絶縁棒)
4 可倒式接合部
5 支持棒
10、10A、30、31、32 発光体
11 導電層(第1の導電層)
12 誘電層
13 無機EL層
14 誘電層
15 導電層(第2の導電層)
16 アンテナ(延長部)
19 接触端子(端子)
24 発光除き窓(開口部)
40 カバー
Claims (4)
- 発光体を用いた検電器であって、
検電すべき対象に接触させる端子と、
前記端子が接触した対象の電圧に応じて発光し、発光する下限の電圧値がそれぞれ異なる2以上の発光体と、
前記発光体を支持する支持棒と、
前記支持棒に繋がる絶縁棒と、
を備え、
前記発光体は、
シート形状をなす各層からなり、
前記各層は、
無機EL材料を含む無機EL層と、
前記無機EL層を挟持する2つの誘電層と、
一方の前記誘電層に積層され、他の発光体と異なる長さを有する延長部が設けられる第1導電層と、
他方の前記誘電層に積層され、前記端子が付設される第2導電層と、
である
ことを特徴とする検電器。 - 請求項1に記載の検電器であって、
前記発光体は、
前記各層を覆うカバーを備え、
前記各層の前記延長部と反対側にある一端は前記カバーの一面から所定の距離だけ離隔する
ことを特徴とする検電器。 - 請求項1又は請求項2に記載の検電器であって、
前記絶縁棒は、伸縮式である
ことを特徴とする検電器。 - 請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の検電器であって、
前記支持棒及び前記絶縁棒は、可倒式接合部を介して繋がり、前記可倒式接合部によって所定の角度をなすように固定される
ことを特徴とする検電器。
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