JP6101364B2 - 感電防止機能を有した電極構造体 - Google Patents

Description

本発明は、電気設備の技術に係り、特に、電気設備の各種の装置に使われる電極構造体に関する。

コンセントやプラグあるいは配電盤などには、電気的な接続あるいは電気測定のための多様な形態の電極が使われる。露出された電極を通じて漏電が発生する場合、人体は、感電の危険に露出される。感電は、電源から人体を通じて接地面である地面に流れる電流が一定値以上である時、人体が反応する現象である。一般的に、流れる電流が１５ｍＡ以上になれば、痙攣を起こし、５０ｍＡ以上になれば、死亡に至る。主な死亡原因としては、心臓を通じて流れる電流が神経を損傷させることによって、心臓が作動を止める心臓麻痺である。感電の危険は、通電当時、人体の抵抗に関連するが、これは、皮膚の状態に大きく左右される。

電気設備、例えば、コンセントや電熱器あるいは電灯などが水に浸った時、その水や水を通じて通電された金属ハウジングなどに人体が接触すれば、電気設備の露出された導体から水と人体とを経て接地面である地面に電流が流れる。この際、人体は、皮膚が雨に濡れやすく、その場合、接触抵抗が極めて低いので、非常に危ない状態になる。

特許文献１は、裸充電部に金属材の金属板または金属網を付着して浸水する場合、裸充電部から漏れる電流が導電性金属板または金属網に通電されて、感電事故を防止する浸水感電防止機能を有した感電防止装置を開示している。金属板または金属網は、端子台のうち、中性線及びアース端子に電線によって連結されている。金属板のサイズは、ほぼ５０ｃｍｘ３０ｃｍである。

本技術は、その原理について詳しく説明していないが、多分浸水時に、浸水した導体の間に水と人体とを通じる抵抗よりも遥かに低い抵抗になる状態で金属板を配置して、電気的に人体と並列に構成することによって、人体に流れる電流を制限するものと見られる。しかし、このような金属板または金属網は、端子台に別途の電線で連結され、体積が大きいので、設置に空間的な制約が発生する。

特許文献２は、さらに他の漏電防止装置を開示する。本装置は、入力端子部と出力端子部との間に配されて、相電圧端子及び中性点端子に連結される第１、２連結端子が設けられる連結端子台と、中性点端子に連結された第２連結端子台に電気的に連結されて、連結端子台の側方と上方とを包囲する形状の漏電防止導電体と、を含む。

このような技術は、連結端子台を包囲しながら中性点端子に連結される形状の電極を使うので、構成が複雑である。また、小型コンセントなどには適用しにくい短所がある。

大韓民国公開特許公報第１０−２００５−００３７９８６号（２００５．４．２５．公開） 大韓民国登録特許第１０−１１９７４１４号（２０１２．１１．５．公告）

本発明は、構造が簡単であり、設置が簡便であり、かつ感電防止機能を有した電極構造体を提供することを目的とする。

さらに、本発明は、小型のコンセントや、電力遮断器、屋外の街路灯など多様な応用分野に適用することができる感電防止機能を有した電極構造体を提供することを目的とする。

このような目的を果たすための一態様による感電防止機能を有した電極構造体は、電気設備への送配電経路に連結される。電極構造体は、その電極構造体が連結された電気設備あるいはその電気設備に電気的に連結されて、付近に位置する他の電気設備の浸水時に、感電を予防する。

一態様による感電防止機能を有した電極構造体は、入力側の第１電線が連結される第１入力端子と、入力側の第２電線が連結される第２入力端子と、出力側の第１電線が連結される第１出力端子と、出力側の第２電線が連結される第２出力端子と、を含む。また、感電防止機能を有した電極構造体は、第１平板型導電体と第２平板型導電体とを含む。第１平板型導電体は、第１入力端子に一端が固定され、他端は、第１出力端子に固定され、その幅は、第１電線の厚さよりも広く、その長さは、第１電線の厚さよりも長く、その幅と長さとの積である面積は、第１電線の断面積の４倍以上〜１００，０００倍以下である。第２平板型導電体は、第２入力端子に一端が固定され、他端は、第２出力端子に固定され、第１平板型導電体と同じ規格を有する。さらに、感電防止機能を有した電極構造体は、第１平板型導電体と第２平板型導電体とを電気的に離隔させて固定する不導体であるハウジングを含みうる。

さらに他の態様によれば、第１平板型導電体と第２平板型導電体の材質が、銅（Ｃｕ）であり得る。

追加的な態様によれば、ハウジングは、第１平板型導電体と第２平板型導電体とを互いに対向するように固定することができる。

追加的な態様によれば、感電防止機能を有した電極構造体は、第１平板型導電体と第２平板型導電体とが対向した状態で立設され、浸水から保護しようとする対象電気機器よりも低い位置に設けられることもある。

追加的な態様によれば、感電防止機能を有した電極構造体が、電力遮断器であり得る。

追加的な態様によれば、感電防止機能を有した電極構造体が、コンセントであり得る。

一対の平板型導電体を電流配送経路に設置することによって、簡単な構造によって付近に漏電した電気に接触した人体を流れる電流を実質的に低減させるということが実験的に証明された。

一実施形態による感電防止機能を有した電極構造体の外観を示す図である。 図１で４つの端子部のネジの中心に沿って切断した断面図である。 第１実験の機器の配置を示す図である。 第２実験の機器の配置を示す図である。 感電防止機能を有した電極構造体を電力遮断器に適用した実施形態を示す図である。 図５に示された遮断器の背面図である。 図５に示された遮断器において、入力端子と平板型導電体との一実施形態を示す図である。 感電防止機能を有した電極構造体をコンセントに適用した実施形態を示す図である。

前述した、そして、追加的な態様は、後述する実施形態を通じてさらに明らかになる。以下、添付図面を参照して記述される実施形態を通じて、本発明の態様を当業者が理解し、再現できるように詳しく説明する。

図１は、一実施形態による感電防止機能を有した電極構造体の外観を示す。図２は、図１で４つの端子部のネジの中心に沿って切断した断面図である。図１及び図２を参照して、一実施形態による感電防止機能を有した電極構造体を説明する。

一実施形態による感電防止機能を有した電極構造体は、例えば、ランプ、街路灯、コンセント、プラグ、モータなど家庭用あるいは産業用電気設備への送配電経路に連結される。後述するように、感電防止機能を有した電極構造体は、その感電防止機能を有した電極構造体が連結された電気設備あるいはその電気設備に電気的に連結されて、付近に位置する他の電気設備の浸水時に、感電を予防する。

示したように、一実施形態による感電防止機能を有した電極構造体は、入力側の第１電線が連結される第１入力端子１１と、入力側の第２電線が連結される第２入力端子１３と、出力側の第１電線が連結される第１出力端子３１と、出力側の第２電線が連結される第２出力端子３３と、を含む。さらに、一実施形態による感電防止機能を有した電極構造体は、第１平板型導電体１１０と、第２平板型導電体１３０と、を含む。第１平板型導電体１１０は、第１入力端子に一端が固定され、他端は、第１出力端子に固定され、その幅は、第１電線の厚さよりも広く、その長さは、第１電線の厚さよりも長く、その幅と長さとの積である面積は、第１電線の断面積の４倍以上〜１０，０００倍以下である。第２平板型導電体１３０は、第２入力端子に一端が固定され、他端は、第２出力端子に固定され、第１平板型導電体１１０と同じ規格を有する。さらに、感電防止機能を有した電極構造体は、第１平板型導電体１１０と第２平板型導電体１３０とを電気的に離隔させて固定する不導体であるハウジング３００を含みうる。

通常、第１入力端子１１に螺合される入力側の第１電線と第２入力端子１３に螺合される入力側の第２電線は、物理的または電気的に同じ規格である。しかし、本発明は、これに限定されるものではない。同様に、通常、第１出力端子３１に螺合される出力側の第１電線と第２出力端子３３に螺合される出力側の第２電線は、物理的または電気的に同じ規格である。しかし、本発明は、これに限定されるものではない。感電防止機能を有した電極構造体は、送配電経路に設けられるので、通常、入力側の第１電線と出力側の第１電線は、物理的または電気的に同じ電線であり、入力側の第２電線と出力側の第２電線は、物理的または電気的に同じ電線である。しかし、本発明は、これに限定されるものではない。

一実施形態において、第１入力端子１１、第２入力端子１３、第１出力端子３１、第２出力端子３３は、いずれも同じ形態で構成される。しかし、それぞれあるいは一対ずつ異なる形態で構成されても良い。示したように、一実施形態において、これら端子は、第２平板型導電体の両端に直接穿孔したネジ孔と、そのネジ孔に挿入されて締結されるネジ、及びそのネジによってハウジングに密着され、ネジとハウジング３００との間で被覆が剥がされた導線の固定を助ける補助板で構成することができる。さらに他の例において、端子は、平板型導電体の一端に圧着固定された端子台で構成されても良い。端子は、電線を平板型導電体の両端に連結する多様な形態で構成することができる。

ハウジング３００は、端子と平板型導電体とを物理的に固定する構造体である。例えば、電極構造体がコンセントに適用された場合、ハウジングは、コンセントハウジングになりうる。電極構造体が配電盤に適用された場合、ハウジングは、配電盤の端子を固定するブラケットあるいはフレームであり得る。示された実施形態は、２線式に適用されるので、ハウジングは、２つの平板型導電体を固定するが、３線式の場合、３つの平板型導電体を固定する形態に変形されうる。ハウジングは、不導体であるプラスチックまたはセラミック材で製造可能である。

浸水状態で平板型導電体が最大限互いに露出されることが有利なので、ハウジングは、平板型導電体の両端の一部を固定し、平板型導電体のほとんどは、空中に吊り下げられた状態で露出される形状になるようにハウジングの構造が設計される。示された実施形態において、平板型導電体は、ハウジングの外側の外郭線よりも低い高さに固定されて、設置時あるいは設置後、露出された平板型導電体に操作者が不注意によって接触して感電されることを減らす。具体的に、ハウジングの上部に突出した４つの柱は、平板型導電体を端子によって固定するが、これら柱は、その柱に固定された平板型導電体よりも少し高く突出する。付加的に、ハウジングは、外部に追加的な蓋をさらに含みうる。蓋は、人体の不注意による接触を遮断しながら、水に浸る時、水が容易に入るように十分な数とサイズの孔が穿孔されている形態になりうる。

追加的な態様によれば、ハウジングは、第１平板型導電体と第２平板型導電体とを互いに対向するように固定することができる。感電防止機能を有した電極構造体は、水に浸った時、２つの平板型導電体間に水が満ちて、結局、２つの平板型電極とその間に水によって形成される電気的抵抗体になる。電気抵抗は、抵抗体の長さに比例し、断面積に反比例するので、平板型電極が対向する時、断面積が最大になり、長さが最小になって、電気抵抗が最小になる。これにより、人体と接地面とに対して並列連結される時、さらに抵抗が大きな人体に流れる電流を最小化することができる。

さらに他の態様によれば、感電防止機能を有した電極構造体は、第１平板型導電体と第２平板型導電体とが対向した状態で立設され、浸水から保護しようとする対象電気機器よりも低い位置に設けられる。例えば、街路灯の場合、下部に露出された制御器は、防水された空間に設けられるが、この空間に雨水などが満ちれば、周辺人々は感電の危険に置かれる。感電防止機能を有した電極構造体は、この防水空間に設けられながら、制御器よりも低い位置に設けられて、制御器が浸水する時点よりも先に浸水し、これにより先に作動させうる。

さらに他の態様によれば、第１平板型導電体と第２平板型導電体の材質が、銅（Ｃｕ）であり得る。実験によれば、平板型導電体の材質は、鉄、アルミニウムよりも銅の方が、感電防止機能を有した電極構造体の効果に優れた。

図３は、第１実験の機器の配置を示す。第１実験は、水槽５０２に水を満たし、一端がプラグに連結された一実施形態による感電防止機能を有した電極構造体５０３を水槽５０２に浸し、その他端のランプ５０５を水槽の外側に露出させ、水槽の水は接地されていない状態である。この際、プラグ５０１を電源コンセントに連結して電源を供給する。この際、感電防止機能を有した電極構造体５０３が水に浸ったにも拘らず、ランプ５０５に火がつくことを確認することができる。引き続き、実験者５０９が電線の露出された一端を取って、露出された他端を水槽に浸した状態で電線を通じて流れる電流を電流計５０７で測定する。実験者５０９が直接実験する場合、危ないことがあるので、人体の代わりに、人体と類似した導電性を有する動物に代替することもできる。下記の＜表１＞は、多様な横及び縦の長さを有した平板型導電体に対して図３に示された実験を繰り返した結果である。電源は、２２０Ｖ／６０Ｈｚの商用電源を使い、負荷は、１２０Ｗ白熱灯を連結し、対向する２つの平板型導電体間の間隔は、１０ｍｍである。また、使った電線は、直径１．８ｍｍの円筒状導体を含む。下記の表で、横は、平板型導電体の幅であり、縦は、長さを表わし、測定値は、ｍＡ単位である。

実験の結果は、あらゆる平板型導体のサイズに対して、人体を通過する電流は微弱であって、問題がないということを示している。本実験は、単相交流が水槽の水を通じて流れれば、立体抵抗体である水中で電圧降下が起こり、人体が接触時に、水と接地面との間に人体を通じて流れる電流は、水に浸す位置によって単相交流の中間値前後で決定されるので、一般的な単相交流に直接接触した場合よりも、実際には、遥かに低い交流電源に露出されて招かれる結果と推定される。但し、２つの平板型導電体が如何なる役割を果たして、人体を通過する電流をさらに制限するのかは明かになっていない。

下記のデータは、前記実験と他の条件は同一であり、単に水槽内の水に接地線５１１を浸けて水を接地させることのみ異ならせて実験した結果である。これは、街路灯などが浸水する場合、水が地面に電気的に接地されるためである。現実的に、電気設備が浸水した状態にさらに近い状態である。この状態でも、漏れ電流の量は大きく変化がないということを確認した。

下記のデータは、水槽内の平板型導電体周辺の漏れ電流量を距離別に測定した結果である。本実験を通じて、導電線上の漏れ電流と平板型導電体周辺の漏れ電流との相関関係を確認するためである。

前記実験の結果は、対向する平板型導電体間の空間周囲にほとんどの電流が流れるという事実を推定させる。平板型導電体を設置する前、露出された２つの電線の間には、９４３Ｖ／ｍの電界が形成されたが、平板型導電体を設置後、２つの平板型導電体間には、測定限界値である１，９９９Ｖ／ｍを超えることを確認した。

本実験は、２つの平板型導電体間の水という電気的抵抗体の中間部分が接地された状態で電気回路的にモデリングすることができる。人体は、この電気的抵抗体と接地面との間に連結されるさらに他の抵抗体でモデリングすることができる。人体という抵抗体と、２つの平板型導電体と接地面との間に連結された水という抵抗体が、電気回路的に並列連結されて、人体に流れる電流を制限することは、既存の電気回路的な解釈と理解されうる。

＜表１＞と＜表２＞との実験の結果を参照すれば、水槽の水を接地した場合やそうではない場合や測定値は大きな差がなくて、感電の危険が大きな差がないということが分かる。また、平板型導体の幅も長さのうち、１つでも導電体の直径よりもさらに狭いか、短くなれば、流れる電流量が急増するということが分かる。これは、感電の危険の増加を意味する。

また、＜表１＞と＜表２＞との実験の結果を通じて人体を通じて流れる電流は、平板型導電体の面積と円筒状電線の断面積との比にも関連するということが分かる。ここで、平板型導電体の面積とは、平板型導電体の平板形状で幅と長さとを乗算した値を言う。＜表２＞の実験の結果を分析すれば、電線の半径をｒとすれば、電線の幅は、２ｒであり、電線の断面積は、πｒ^２なので、例えば、＜表２＞の最初の行で平板型導電体の面積は、（ｒ）（ｒ）＝ｒ^２、（ｒ）２ｒ＝２ｒ^２、（ｒ）（４ｒ）＝４ｒ^２、（ｒ）（８ｒ）＝８ｒ^２、（ｒ）（１６ｒ）＝１６ｒ^２、（ｒ）（３２ｒ）＝３２ｒ^２などに該当し、平板型導電体の面積と電線断面積との比は、１／π＝０．３２、２／π＝０．６４、４／π＝１．２７、８／π＝２．５５、１６／π＝５．０９、３２／π＝１０．１９などになる。

現実的に、電気設備が浸水した状態にさらに近い状態である水が接地された状態である場合である＜表２＞で平板型導電体の面積と円筒状電線の断面積との比が、ほぼ１．２７以下である時、基準値である２．５４ｍＡ以上の電流が流れ、５．０９倍である場合、基準値０．９７ｍＡの電流が流れた。本実験を通じて平板型導電体の面積がほぼ円筒状電線の断面積の４倍以上である場合、一般的な状態で人体に危なくない程度の電流が流れるということが分かる。

平板型導電体が大きいほど、コスト高となるだけではなく、空間を多く占めるので、実用上問題が生じる。通常、導線直径が２ｍｍ程度であれば、断面積が３．１４ｍｍ^２であるが、その１００，０００倍であれば、３，１４０ｃｍ^２であり、これは、平板型導電体の幅が１０ｃｍである時、長さが３１４ｃｍであるものであって、導線のサイズに比べて、過度なサイズなので、商業性がないと見られる。

図４は、第２実験の機器の配置を示す。第２実験は、水槽５０２に水を満たし、一端がプラグに連結された一実施形態による感電防止機能を有した電極構造５０３は、水槽５０２の外側に置き、感電防止機能を有した電極構造５０３に連結されるさらに他の電気設備、例えば、コンセント５１３を水槽５０２に浸し、そのコンセントに連結されたさらに他の電気設備、例えば、ランプ５０５は、水槽の外側に露出させる。プラグ５０１を電源コンセントに連結して電源を供給する。この際、感電防止機能を有した電極構造５０３は、水に浸らず、さらに他の電気設備であるコンセント５１３が水に浸ったにも拘らず、ランプ５０５に火がつくことを確認することができる。引き続き、実験者５０９が電線の露出された一端を取って、露出された他端を水槽に浸した状態で電線を通じて流れる電流を電流計５０７で測定する。実験者５０９が直接実験する場合、危ないことがあるので、人体の代わりに、人体と類似した導電性を有する動物に代替することもできる。この際、電源は、２２０Ｖ／６０Ｈｚの商用電源を使い、負荷は、１２０Ｗ白熱灯を連結し、対向する２つの平板型導電体間の間隔は、１０ｍｍである。また、使った電線は、直径１．８ｍｍの円筒状導体を含む。下記の表で、横は、平板型導電体の幅であり、縦は、長さを表わし、測定値は、ｍＡ単位である。実験の結果、＜表１＞と類似した結果を得た。このような実験の結果を本出願人も電気的なモデリングで説明することはできないが、多分２つの平板型導電体が空気中に露出された場合に、人体との電気的な流れを変形させたものではないかを推測するだけである。

下記のデータは、前記実験と他の条件は同一であり、単に水槽内の水に接地線５１１を浸けて水を接地させることのみ異ならせて実験した結果である。これは、街路灯などが浸水する場合、水が地面に電気的に接地されるためである。現実的に、電気設備が浸水した状態にさらに近い状態である。この状態では、前記の実験時よりもさらに多い電流が流れる。

図５ないし図７を参照して、感電防止機能を有した電極構造体を電力遮断器に適用した実施形態を説明する。図５は、感電防止機能を有した電極構造体を電力遮断器に適用した実施形態を示す。図６は、図５に示された遮断器の背面図である。図７は、図５に示された遮断器において、入力端子と平板型導電体との一実施形態を示す。

一実施形態による遮断器は、例えば、家庭用あるいは産業用電気設備への送配電経路に連結される。後述するように、遮断器は、電気的な遮断器能が故障した場合にも、その遮断器の後端に設けられた電気設備あるいはその電気設備に電気的に連結されて、付近に位置する他の電気設備の浸水時に、感電を予防する。

示したように、一実施形態による遮断器は、入力側の第１電線が連結される第１入力端子１１と、入力側の第２電線が連結される第２入力端子１３と、出力側の第１電線が連結される第１出力端子３１と、出力側の第２電線が連結される第２出力端子３３と、を含む。遮断器は、第１、２入力端子に入力端子が連結され、過電流が流れる時、回路の連結を遮断する遮断部２０と、感電防止部１０と、を含む。また、遮断器は、第１平板型導電体１１０と第２平板型導電体１３０とを含む。遮断部２０は、第１、２入力端子の接続片７３、７１に入力端が接続され、一端に第１、２出力端子３１、３３が一体に形成された第１、２平板型導電体１１０、１３０の他端に形成された接続片５１、５３に出力端が接続されて、入力端と出力端との間の電気的な接続を断続する。

第１平板型導電体１１０は、一端は第１出力端子３１に連結され、遮断部の出力端子のうち、１つに一端である接続片５１が連結され、その幅は、第１電線の厚さよりも広く、その長さは、第１電線の厚さよりも長く、その幅と長さとの積である面積は、第１電線の断面積の４倍以上〜１００，０００倍以下である。第２平板型導電体は、遮断部の出力端子のうち、他の１つに一端が連結され、他端は、第２出力端子に連結され、第１平板型導電体と同じ規格を有する。さらに、遮断器は、第１平板型導電体と第２平板型導電体とを電気的に離隔させて固定する不導体であるハウジングを含みうる。

一実施形態において、遮断部２０は、入力端子と出力端子とを通じて供給される電流を監視して、過電流を検出する過電流検出部と、過電流検出部から過電流が検出される場合、作動するアクチュエータと、アクチュエータによって入力端子と出力端子との間の連結を遮断するスイッチング部と、を含む。遮断部の種類とそれによる構成は、一般的に知られているので、詳細な説明は省略する。

一実施形態による感電防止部１０は、第１平板型導電体１１０と、第２平板型導電体１３０と、を含む。第１平板型導電体１１０の一端は、第１接続部５１を通じて遮断部２０の出力端子のうち、１つに連結され、他端は、第１出力端子３１に連結され、その幅は、第１電線の厚さよりも広く、その長さは、第１電線の厚さよりも長く、その幅と長さとの積である面積は、第１電線の断面積の４倍以上〜１００，０００倍以下である。第２平板型導電体１３０の一端は、第２接続部５３を通じて遮断部２０の出力端子のうち、１つに連結され、他端は、第２出力端子３３に連結され、第１平板型導電体と同じ規格を有する。さらに、遮断器は、第１平板型導電体１１０と第２平板型導電体１３０とを電気的に離隔させて固定する不導体であるハウジング３００を含みうる。

通常、第１入力端子１１に螺合される入力側の第１電線と第２入力端子１３に螺合される入力側の第２電線は、物理的または電気的に同じ規格である。しかし、本発明は、これに限定されるものではない。同様に、通常、第１出力端子３１に螺合される出力側の第１電線と第２出力端子３３に螺合される出力側の第２電線は、物理的または電気的に同じ規格である。しかし、本発明は、これに限定されるものではない。遮断器は、送配電経路に設けられるので、通常、入力側の第１電線と出力側の第１電線は、物理的または電気的に同じ電線であり、入力側の第２電線と出力側の第２電線は、物理的または電気的に同じ電線である。しかし、本発明は、これに限定されるものではない。

一実施形態において、第１入力端子１１及び第２入力端子１３は、一端にハウジングに穿孔されたネジ孔と、そのネジ孔に挿入されて締結されるネジ（図示せず）、及びそのネジによってハウジングに密着され、ネジとハウジング３００との間で被覆が剥がされた導線の固定を助ける補助板を含んで構成することができる。さらに他の例において、端子は、平板型導電体の一端に圧着固定された端子台で構成されても良い。端子は、電線を平板型導電体の両端に連結する多様な形態で構成することができる。

一実施形態において、第１入力端子１１は、折り曲げられた他端に形成された第１接続片７１を含みうる。第１接続片７１は、遮断部２０の対応する雌接続片に接続される。同様に、一実施形態において、第２入力端子１３は、折り曲げられた他端に形成された第２接続片７３を含みうる。第２接続片７３は、遮断部２０の対応する雌接続片に接続される。

ハウジング３００は、端子と平板型導電体とを物理的に固定する。示された実施形態は、２線式に適用されるので、ハウジングは、２つの平板型導電体を固定するが、３線式の場合、３つの平板型導電体を固定する形態に変形されうる。ハウジングは、不導体であるプラスチックまたはセラミック材で製造可能である。

示された実施形態において、平板型導電体は、一面が露出されながらハウジングの内側の側壁に固定されるが、ハウジングの外側の外郭線よりも低い高さに固定されて、設置時あるいは設置後、露出された平板型導電体に操作者が不注意によって接触して感電されることを減らす。ハウジングは、第１平板型導電体と第２平板型導電体とを互いに対向するように固定することができる。

本発明を電気回路理論によって完全に説明することはできないが、電気的に見る時、遮断器は、水に浸った時、２つの平板型導電体間に水が満ちて、結局、２つの平板型電極とその間に水によって形成される電気的抵抗体になる。電気抵抗は、抵抗体の長さに比例し、断面積に反比例するので、平板型電極が対向する時、断面積が最大になり、長さが最小になって、電気抵抗が最小になる。これにより、人体と接地面とに対して並列連結される時、さらに抵抗が大きな人体に流れる電流を最小化することができる。

さらに他の態様によれば、遮断器は、第１平板型導電体と第２平板型導電体とが対向した状態で立設され、浸水から保護しようとする対象電気機器よりも低い位置に設けられる。例えば、街路灯の場合、下部に露出された制御器は、防水された空間に設けられるが、如何なる問題が発生して、この空間に雨水などが満ちれば、周辺人々は感電の危険に置かれる。遮断器は、この防水空間に設けられながら、制御器よりも低い位置に設けられて、制御器が浸水する時点よりも先に浸水し、これにより先に作動させうる。

さらに他の態様によれば、第１平板型導電体と第２平板型導電体の材質が、銅（Ｃｕ）であり得る。実験によれば、平板型導電体の材質は、鉄、アルミニウムよりも銅の方が、遮断器の効果に優れた。

図８を参照して、感電防止機能を有した電極構造体をコンセントに適用した実施形態を説明する。図８は、感電防止機能を有した電極構造体をコンセントに適用した実施形態を示す。

本実施形態による感電防止機能を有したコンセント１０００は、本体１１００と、蓋１２００と、電源供給端子１３００と、プラグ挿入溝１４００と、電極構造体１５００と、を含んでなる。

前記本体１１００は、内側に安着溝１１１０が形成され、図面に示したように、四角形の形状にのみ限定されるものではなく、円の形態のように多様な形態として具現可能である。

前記蓋１２００は、前記本体１１００の上部に結合される。前記本体１１００に蓋１２００を結合する構造は、多様な形態として具現され、本願前に既に多様に公知されて施行される事項なので、これについての具体的な結合構造は、説明を省略する。

前記電源供給端子１３００は、前記本体１１００の安着溝１１１０の一部に設けられ、プラグが結合されて、電気をプラグに供給する。すなわち、この電源供給端子１３００が、電極の役割を行う。

前記プラグ挿入溝１４００は、前記蓋１２００に形成され、プラグが挿入される。前記プラグは、このプラグ挿入溝１４００を通じて挿入されて、電極の役割を行う前記電源供給端子１３００に接続されることによって、商用電源がプラグを通じてプラグに連結された電子機器（図示せず）に印加される。

前記電極構造体１５００は、前記本体１１００の安着溝１１１０の一部に設けられ、前記電源供給端子１３００と電源供給線１６００との間に連結されて電流の漏れを防止する。

前記電極構造体１５００は、図１及び図２に示したように、第１入力端子１１と、第２入力端子１３と、第１出力端子３１と、第２出力端子３３と、第１平板型導電体１１０と、第２平板型導電体１３０と、不導体ハウジング３００と、を含みうる。

前記第１入力端子１１は、前記電源供給端子１３００の第１リード線１３１０に連結される。前記第２入力端子１３は、前記電源供給端子１３００の第２リード線１３２０に連結される。前記第１出力端子３１は、前記電源供給線１６００の第３リード線１６１０に連結される。前記第２出力端子３３は、前記電源供給線１６００の第４リード線１６２０に連結される。

前記第１平板型導電体１１０は、前記第１入力端子１１と前記第１出力端子３１との間に連結されるが、その幅は、第１リード線１３１０の厚さよりも広く、その長さは、第１リード線１３１０の厚さよりも長く、その幅と長さとの積である面積は、第１リード線の断面積の４倍以上〜１０００，０００倍以下である。前記第２平板型導電体１３０は、前記第２入力端子１３と前記第２出力端子３３との間に連結されるが、前記第１平板型導電体１１０と同じ規格を有する。前記不導体ハウジング３００は、前記第１平板型導電体１１０と第２平板型導電体１３０とを電気的に離隔させて固定する。

通常、第１入力端子１１に螺合される第１リード線１３１０と第２入力端子１３に螺合される第２リード線１３２０は、物理的または電気的に同じ規格である。しかし、本発明は、これに限定されるものではない。

同様に、通常、第１出力端子３１に螺合される第３リード線１６１０と第２出力端子３３に螺合される第４リード線１６２０は、物理的または電気的に同じ規格である。しかし、本発明は、これに限定されるものではない。

コンセントは、通常、第１リード線１３１０と第３リード線１６１０は、物理的または電気的に同じ電線であり、第２リード線１３２０と第４リード線１６２０は、物理的または電気的に同じ電線である。しかし、本発明は、これに限定されるものではない。

一実施形態において、第１入力端子１１、第２入力端子１３、第１出力端子３１、第２出力端子３３は、いずれも同じ形態で構成される。しかし、それぞれあるいは一対ずつ異なる形態で構成されても良い。示したように、一実施形態において、これら端子は、第１平板型導電体１１０及び第２平板型導電体１３０の両端に直接穿孔したネジ孔に挿入されて締結されるネジによって不導体ハウジング３００に密着され、ネジと不導体ハウジング３００との間で被覆が剥がされた導線の固定を助ける補助板で構成することができる。さらに他の例において、前記端子は、第１平板型導電体１１０及び第２平板型導電体１３０の一端に圧着固定された形態として具現されることもある。前記端子は、電線を前記平板型導電体の両端に連結する多様な形態で構成することができる。

不導体ハウジング３００は、前記端子と前記平板型導電体とを物理的に固定する構造体である。示された実施形態は、２線式に適用されるので、不導体ハウジング３００は、２つの平板型導電体を固定するが、３線式の場合、３つの平板型導電体を固定する形態に変形されうる。不導体ハウジングは、不導体であるプラスチックまたはセラミック材で製造可能である。

浸水状態で平板型導電体が最大限互いに露出されることが有利なので、不導体ハウジングは、平板型導電体の両端の一部を固定し、平板型導電体のほとんどは、空中に吊り下げられた状態で露出される形状になるように不導体ハウジングの構造が設計される。示された実施形態において、平板型導電体は、不導体ハウジングの外側の外郭線よりも低い高さに固定されて、設置時あるいは設置後、露出された平板型導電体に操作者が不注意によって接触して感電されることを減らす。

具体的に、不導体ハウジングの上部に突出した４つの柱は、平板型導電体を端子によって固定するが、これら柱は、その柱に固定された平板型導電体よりも少し高く突出する。
付加的な態様によれば、前記不導体ハウジング３００が、第１平板型導電体１１０と第２平板型導電体１３０とを互いに対向するように固定することができる。本発明を電気的に見る時、コンセントが水に浸った時、２つの平板型導電体間に水が満ちて、結局、２つの平板型導電体間に水によって形成される電気的抵抗体になる。

電気抵抗は、抵抗体の長さに比例し、断面積に反比例するので、平板型導電体が互いに対向する時、断面積が最大になり、長さが最小になって、電気抵抗が最小になる。これにより、人体と接地面とに対して並列連結される時、さらに抵抗が大きな人体に流れる電流を最小化することができる。

さらに他の態様によれば、前記第１平板型導電体１１０と第２平板型導電体１３０とが対向した状態で立設され、コンセントは、浸水から保護しようとする対象電気機器よりも低い位置に設けられることもある。例えば、街路灯の場合、下部に露出された制御器は、防水された空間に設けられるが、この空間に雨水などが満ちれば、周辺人々は感電の危険に置かれる。感電防止機能を有したコンセントは、この防水空間に設けられながら、制御器よりも低い位置に設けられて、制御器が浸水する時点よりも先に浸水し、これにより先に作動させうる。

さらに他の態様によれば、第１平板型導電体１１０と第２平板型導電体１３０の材質が、銅（Ｃｕ）であり得る。実験によれば、平板型導電体の材質は、鉄、アルミニウムよりも銅の方が、感電防止機能を有したコンセントの効果に優れた。

以上、本発明は、添付図面を参照する実施形態を通じて説明されたが、これに限定されず、開示または暗示された態様から当業者が導出することができる自明な変形を包括する。例えば、本発明は、３相電力にも適用可能である。特許請求の範囲は、このような自明な変形を包括するように意図された。例えば、実施形態は、別途の感電防止機能を有した電極構造という電気設備を例としたが、感電防止機能を有した電極構造体は、他の電気設備、例えば、遮断器、端子台、コンセント、プラグ、バッテリ、各種の電気機器などに内蔵されうる。これは、このような電気機器の内部の送配電経路上に実質的に同じサイズを有した２つの平板型導体を挿入する設計変更を通じて適用可能である。したがって、本明細書で、‘感電防止機能を有した電極構造体’という表現は、このような多様な電気設備を包括するように解釈されねばならない。

本発明は、感電防止機能を有した電極構造体関連の技術分野に適用可能である。

Claims (5)

1. 電気設備への送配電経路に連結され、その電気設備あるいはその電気設備に電気的に連結されて、付近に位置する他の電気設備の浸水時に、感電を予防する感電防止機能を有した電極構造体において、
   入力側の第１電線が連結される第１入力端子と、
   入力側の第２電線が連結される第２入力端子と、
   出力側の第１電線が連結される第１出力端子と、
   出力側の第２電線が連結される第２出力端子と、
   第１入力端子に一端が固定され、他端は、第１出力端子に固定され、その幅は、第１電線の厚さよりも広く、その長さは、第１電線の厚さよりも長く、その幅と長さとの積である面積は、第１電線の断面積の４倍以上〜１００，０００倍以下である第１平板型導電体と、
   第２入力端子に一端が固定され、他端は、第２出力端子に固定され、第１平板型導電体と同じ規格を有する第２平板型導電体と、
   第１平板型導電体と第２平板型導電体とを電気的に離隔させて固定する不導体であるハウジングと、
   を含んでおり、
   上記電気設備は、電源として２２０Ｖ／６０Ｈｚの商用電源を用いており、
   上記第１平板型導電体の材質および上記第２平板型導電体の材質が、銅（Ｃｕ）である感電防止機能を有した電極構造体。
2. ハウジングは、第１平板型導電体と第２平板型導電体とを互いに対向するように固定する請求項１に記載の感電防止機能を有した電極構造体。
3. 感電防止機能を有した電極構造体は、第１平板型導電体と第２平板型導電体とが対向した状態で立設され、浸水から保護しようとする対象電気機器よりも低い位置に設けられる請求項１に記載の感電防止機能を有した電極構造体。
4. 感電防止機能を有した電極構造体が、電力遮断器である請求項１に記載の感電防止機能を有した電極構造体。
5. 感電防止機能を有した電極構造体が、コンセントである請求項１に記載の感電防止機能を有した電極構造体。

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