JP5405523B2 - 切換スイッチ及び絶縁抵抗測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、電気設備など複数のケーブルを有する配線設備の絶縁抵抗測定などで使用する、ケーブルをつなぎ換えることなく任意の一対のケーブルを複数選択可能な切換スイッチ及び絶縁抵抗測定装置に関する。本発明において、ケーブルには、電線、動力線、通信線、回線が含まれる。

電気設備など複数のケーブルを有する配線設備の絶縁抵抗測定は、通常、絶縁抵抗計（メガー）を用いて行われる。図４に示す遮断器１００に接続する３相電源の場合、絶縁抵抗測定は、（１）線間の絶縁抵抗、（２）相間の絶縁抵抗、（３）大気間の絶縁抵抗について行われる。線間の絶縁抵抗は、一のケーブル（心線）と他のケーブルとの間の絶縁抵抗であり、図４の場合、例えばケーブル１０１とケーブル１０２、ケーブル１０１とケーブル１０３との間の絶縁抵抗である。相間の絶縁抵抗は、同じ相の出力側ケーブルと入力側ケーブルとの絶縁抵抗であり、図４の場合、例えばケーブル１０３とケーブル１０５との間の絶縁抵抗である。大気間の絶縁抵抗は、ケーブルと接地（アース）との間の絶縁抵抗であり、図４の場合、例えばケーブル１０３と接地線１０４との間の絶縁抵抗である。

電気設備など複数のケーブルを有する配線設備の絶縁抵抗の測定箇所は、図４の３相電源の例からも分かるように非常に多く、測定箇所に応じて絶縁抵抗計を順次つなぎ換えながら測定することは大変手間のかかる作業である。このような測定は、複数のケーブルを切換スイッチに接続し、切換スイッチを用いて回路を順次切換えることで、ケーブルのつなぎ換えの手間を省くことができる。このような考え方に基づく絶縁抵抗測定装置もこれまでにいくつか提案されている（例えば特許文献１、２参照）。

実開平５−７５６８１号公報 特開平１０−１７０５７１号公報

特許文献１に記載の絶縁抵抗測定装置は、複数回線の心線の絶縁抵抗を測定するための装置であり、複数の回線の内の特定の回線の心線と同一回線の残りの心線、及び他の回線の各心線との間の絶縁抵抗を一括して測定することができる。一方で、任意の回線毎に絶縁抵抗を測定することはできない。特許文献２に記載の装置は、絶縁抵抗の他、導通状態も測定することを目的とした装置であり、導通状態と絶縁状態を連続して測定することができるが、測定箇所が複数ある場合には、都度、測定リード線の接続変更が必要であり、回路を順次切換えながら連続して測定することができない。

電気設備の絶縁抵抗測定のように複数のケーブルを有する配線設備の状態を確認する作業又は試験は、通信設備においても行われるが、通信設備においても電気設備と同様の課題が指摘されている。特許文献１、２に記載の絶縁抵抗測定装置等を含め、これまで開示されている複数のケーブルに接続し回路を切換る装置は、任意の回路を選択することができない、さらにはケーブルの接続変更を行うことなく順次、連続的に回路を切換えることができないなど使い勝手が十分とは言い難い。

本発明の目的は、複数のケーブルを有する配線設備に接続し、ケーブルをつなぎ換えることなく任意の一対のケーブルを複数選択可能な、使い勝手のよい切換スイッチ及び絶縁抵抗測定装置を提供することである。

本発明は、複数のケーブルを有する配線設備に接続し、ケーブルをつなぎ換えることなく任意の一対のケーブルを複数選択可能な、ロータリスイッチを用いた切換スイッチであって、前記ケーブルと接続する複数の固定接点、前記固定接点に択一的に当接する可動接点及び前記可動接点と導通する共通端子を備えるロータリスイッチを２つ備え、前記ロータリスイッチが同心円上に配置され、かつ前記２つのロータリスイッチの固定接点が共用であることを特徴とする切換スイッチである。

また本発明は、前記切換スイッチと、前記２つのロータリスイッチの共通端子に接続する絶縁抵抗計と、を含むことを特徴とする絶縁抵抗測定装置である。

本発明に係る切換スイッチは、２つのロータリスイッチを備えるので、ケーブルを一度つなぎ込めば、ケーブルをつなぎ換えることなく複数のケーブルの中から任意の一対のケーブルを選択することができる。このとき２つのロータリスイッチの固定接点が共用であるので、同一のケーブルを選択することが可能であり、短絡させた回路も容易に形成することができる。また２つのロータリスイッチが同心円上に配置されているので、選択する２つのケーブルが一目で分かり、選択の誤りを防止することができる。また２つのロータリスイッチが同心円上に配置されているので装置をコンパクトにすることができる。

本発明に係る絶縁抵抗測定装置は、前記切換スイッチとそれに接続する絶縁抵抗計とを含むので、複数の測定箇所がある電気設備等の絶縁抵抗測定を簡単かつ迅速に行うことができる。また絶縁抵抗計で絶縁抵抗を測定する際には、絶縁抵抗計のゼロ点確認が必要であり、そのためには回路を短絡させる必要があるが、ここで使用する切換スイッチは、固定接点が共用である２つのロータリスイッチからなるので回路の短絡も簡単に行える。

本発明の第１実施形態としての切換スイッチ１の外観図である。 図１の切換スイッチ１の構造を示す断面図である。 本発明の第２実施形態としての絶縁抵抗測定装置２の概略構成を示す模式図である。 従来から使用されている一般的な３相電源用の遮断器１００の絶縁抵抗の測定要領を説明するための図である。

図１は、本発明の第１実施形態としての切換スイッチ１の外観図、図２は、切換スイッチ１の構造を示す断面図である。

まず切換スイッチ１の概要を説明する。切換スイッチ１は、複数ケーブルを備える電気設備等に接続し、複数ケーブルの中から任意の２つのケーブルを選択するための装置であり、同心円上に配置された２つのロータリスイッチ１１、１２を有する。ロータリスイッチ１１、１２は、筐体１３の中央部に、内側にロータリスイッチ１１、それを囲むようにロータリスイッチ１２が配置されている。ロータリスイッチ１１、１２は、各々摘み１４、１５を有し、番号１〜７の固定接点番号１６を任意に選択することが可能であり、同じ固定接点番号、例えば共に１番の固定接点番号１６を選択することもできる。

摘み１４、１５は共に細長い矩形形状を有しており、摘み１４は、ロータリスイッチ１１の回転板３１の直径と同じ長さ、摘み１５は、ロータリスイッチ１２のリング部４３と同じ幅である。ロータリスイッチ１１、１２が同じ固定接点番号１６を選択すると、摘み１４、１５は一直線上に並ぶので、同じ固定接点番号を選択していることが直ちに分かる。図１では、摘み１４、１５が筐体の表面１７から突出するように設けられているが、いずれか１方又は両方の摘み１４、１５を筐体の表面１７から突出しないように設けてもよい。

ロータリスイッチ１１、１２の固定接点には、接続リード線１８〜２４が接続し、共通端子には、出力リード線２５、２６が接続する。接続リード線１８〜２４、出力リード線２５、２６の先端部にはワニ口クリップが取付けられており、接続リード線１８〜２４を電気設備等のケーブルに接続することで、出力リード線２５、２６と任意の２本のケーブルとを連絡させることができる。

次に図２を用いて切換スイッチ１の構造を説明する。ロータリスイッチ１１は、円板形状の絶縁体からなる回転板３１を有し、回転板３１の上面には摘み１４（図示省略）が設けられている。回転板３１の底面には、局部的に突出した突出部３３を有する薄い円板形状の導電板３２が取付けられており、突出部３３は、突出部３３の下方に配置された固定リング５１と接触する可動接点である。導電板３２の底面中心部には、中空の回転軸３４が取付けられており、回転軸３４は、上部筐体６２に設けられた軸受部３５に回転自在に嵌り込んでいる。これにより回転軸３４、導電板３２及び回転板３１は、一体となって左右に回動することができる。導電板３２の底面中心には、固定された導電体３６が当接するように配置されており、この導電体３６には、出力リード線２５が接続する。この固定された導電体３６が、ロータリスイッチ１１の共通端子となる。

ロータリスイッチ１２は、中心部に軸受部３５が貫通する貫通孔４４を有する円盤部４２と、円盤部４２の外周部と径を同じくし円盤部４２に上方に位置するリング部４３とを有する絶縁体からなる回転体４１を有する。リング部４３の上面には摘み１５（図示省略）が設けられている。この回転体４１は、リング部４３が、ロータリスイッチ１１の回転板３１を囲み、円盤部４２は、ロータリスイッチ１１の回転板３１の下方に位置するように配置されている。円盤部４２には、同じ厚さのリング状の導電体４５が嵌め込まれている。導電体４５には局所的に突出した突出部４６が設けられており、突出部４６は、突出部４６の上方に配置された固定リング５１と接触する可動接点である。回転体４１の底面は、筐体１３に設けられた段差部６９に載置し、回転体４１は、この段差部６９で支持され左右に回動することができる。導電体４５の底面には、固定された導電体４７が当接するように配置されており、この導電体４７には、出力リード線２６が接続する。この固定された導電体４７が、ロータリスイッチ１２の共通端子となる。

固定リング５１は、中心部に回転軸３４が貫通する貫通孔（図示省略）を有する絶縁性の円板５３を有し、この円板５３に対して円周方向に等間隔で７つの導電性の金属板５４が嵌め込まれている。固定リング５１は、ロータリスイッチ１１の導電板３２とロータリスイッチ１２の円盤部４２との間に位置し、中心部をロータリスイッチ１１の回転軸３４が貫通し、回転軸３４が嵌り込む軸受部３５に固定されている。各金属板５４には、各々接続リード線１８〜２４が接続する。この金属板５４がロータリスイッチ１１、１２の固定接点となる。

筐体１３は、絶縁性材料で形成されている。筐体１３は、２重構造となっており、上部筐体６２がロータリスイッチ１１、１２を支持する。下部筐体６３は、上部筐体６２に接続し、上部筐体６２と下部筐体６３との間には接続リード線１８〜２４、出力リード線２５、２６を通すための空間部６４が形成されている。上部筐体６２の底面６５及び下部筐体６３の側面６６には、接続リード線１８〜２４、出力リード線２５、２６を通すための貫通孔６７、６８が設けられている。接続リード線１８〜２４、出力リード線２５、２６は、下部筐体６３の側面の貫通孔６８、空間部６４、上部筐体６２の底面の貫通孔６７を通り、それぞれ導電体３６、４７及び金属板５４に接続する。

上記切換スイッチ１は、ロータリスイッチ１１の回転板３１を回転させると、突出部３３が順次、固定リング５１の金属板５４に接触し、任意の接続リード線１８〜２４と出力リード線２５とを導通させることができる。同様にロータリスイッチ１２の回転体４１を回転させると、突出部４６が順次、固定リング５１の金属板５４に接触し、任意の接続リード線１８〜２４と出力リード線２６とを導通させることができる。このとき固定リング５１は、ロータリスイッチ１１及びロータリスイッチ１２の共用部材であるため、ロータリスイッチ１１及びロータリスイッチ１２は、同じ固定接点、接続リード線１８〜２４を選択することができる。

図３は、本発明の第２実施形態としての絶縁抵抗測定装置２の概略構成を示す模式図である。以下、遮断器１００の絶縁抵抗を測定する場合を例に取り、絶縁抵抗測定装置２の構成を説明する。なお、図１及び図２に示す切換スイッチ１に対応する部分には同一の符号を付して説明を省略する。

絶縁抵抗測定装置２は、絶縁抵抗を測定する絶縁抵抗計３と、測定回路を切換えるための切換スイッチ１とを備える。絶縁抵抗計３は、指示計４、レンジ切換スイッチ５、測定ボタン６を備える公知の絶縁抵抗計（メガー）である。絶縁抵抗計３は特定の絶縁抵抗計に限定されるものではなく、公知の絶縁抵抗計を使用することができる。切換スイッチ１は、図１及び図２に示す切換スイッチ１と基本的構成は同じであるが、ワニ口クリップの代わりに、接続リード線１８〜２４、出力リード線２５、２６の先端部に接続端子７８〜８６が設けられており、この接続端子７８〜８６が筐体１３の側面に取付けられている。絶縁抵抗計３の入力端子（図示省略）は測定リード線７、８を介してロータリスイッチ１１及びロータリスイッチ１２の共通端子と接続する接続端子８５、８６に接続する。遮断器１００の出力側ケーブル（心線）１０１、１０２、１０３、接地線１０４、入力側ケーブル（心線）１０５、１０６、１０７は、それぞれ接続リード線１０８〜１１４を介して、接続端子７８〜８４と接続する。

このような絶縁抵抗測定装置２は、切換スイッチ１を介して任意の回路を選択し、線間、相間、大気間の接地抵抗を測定することができる。測定に際しては、一度ケーブル接続を行えば、ケーブルのつなぎ換えをすることなく、順次、測定回路を変更しながら絶縁抵抗を測定することができる。絶縁抵抗計３を用いた絶縁抵抗測定時には、測定リード線７及び測定リード線８を接触させ回路を短絡させたゼロ点確認が必要となる。この絶縁抵抗測定装置２では、切換スイッチ１を構成するロータリスイッチ１１及びロータリスイッチ１２の固定接点が共用であるので、同じ固定接点を選択することで簡単に回路を短絡させることができる。

第１実施形態及び第２実施形態に示す切換スイッチ１は、ロータリスイッチ１１、１２が同心円上に配置されているので装置をコンパクトにすることができる。またロータリスイッチ１１、１２の固定端子が共用であるので、回路の短絡も容易に行うことができる。回路を短絡させることは、危険な場合もあり、一般的に取扱いに注意が必要である。本切換スイッチ１は、回路を選択する２つのロータリスイッチ１１、１２が同心円上に配置されているので、同じ回路を選択すると摘み１４、１５が一直線上に並ぶ。このため同じ回路が選択され、回路が短絡状態であることが一目で分かる。２つのロータリスイッチ１１、１２を左右、又は上下に並べた場合には、２つのロータリスイッチ１１、１２を見比べる必要があり、選択した回路の視認の容易性では同心円上の配置が勝る。

本発明に係る切換スイッチ１及び絶縁抵抗測定装置２は、上記実施形態に限定されるものではなく、要旨を変更しない範囲で変形することができる。上記絶縁抵抗測定装置２では、筐体１３の側面に接続端子を設ける例を示したが、接続端子に代え、第１実施形態の切換スイッチ１のようにワニ口クリップを用いてもよい。また上記絶縁抵抗測定装置２では、３相電源の遮断器１００を示したが、切換スイッチ１に接続可能なケーブル数、つまり固定接点の数は７つに限定されるものではなく、更に多くても逆に少なくてもよいことは当然である。また切換スイッチ１の構造も図２に示されるものに限定される必要はなく、要すれば２つのロータリスイッチ１１、１２を同心円上に配置することが可能で、かつ２つのロータリスイッチ１１、１２の固定接点を共用化できる構造であればよい。またロータリスイッチ１１、１２もケーブルと接続する複数の固定接点、回動し固定接点に択一的に当接する可動接点及び可動接点と導通する共通端子を備えるロータリスイッチであれば、図２に示すロータリスイッチ１１、１２以外のロータリスイッチを使用することもできる。

１ 切換スイッチ
２ 絶縁抵抗測定装置
３ 絶縁抵抗計
７、８ 測定リード線
１１ ロータリスイッチ
１２ ロータリスイッチ
１４ 摘み
１５ 摘み
１６ 固定接点
１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４ 接続リード線
２５、２６ 出力リード線
１００ 遮断器
１０１、１０２、１０３ 出力側ケーブル（心線）
１０４ 接地線
１０５、１０６、１０７ 入力側ケーブル（心線）
１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４ 接続リード線

Claims (2)

1. 複数のケーブルを有する配線設備に接続し、ケーブルをつなぎ換えることなく任意の一対のケーブルを複数選択可能な、ロータリスイッチを用いた切換スイッチであって、
   前記ケーブルと接続する複数の固定接点、前記固定接点に択一的に当接する可動接点及び前記可動接点と導通する共通端子を備えるロータリスイッチを２つ備え、前記ロータリスイッチが同心円上に配置され、かつ前記２つのロータリスイッチの固定接点が共用であることを特徴とする切換スイッチ。
2. 請求項１に記載の切換スイッチと、
   前記２つのロータリスイッチの共通端子に接続する絶縁抵抗計と、
   を含むことを特徴とする絶縁抵抗測定装置。

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