JPH01500540A - 接触抵抗測定器及びこれに使用可能な検知針 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 接触抵抗測定器及びこれに使用可能な検知針本発明は接触抵抗測定器及びこれに 使用可能な検知針、特に電気網の接続部の検査に使用可能な検知針に関するもの である。接触抵抗測定器は、被検査部分の終端点に接続される２つの電流センサ と２つの電圧センサとを有し、電流センサが発電機により給電される交流回路に 接続され、電圧センサが給電電流の周波数に対して選択的な電圧測定回路に接続 されている。接触抵抗の測定は、４点測定の原理に従っている。

電気網、特に３８０■乃至２２０Ｖの低電圧網では、作動中に生じる接触抵抗の 損失の無視できない一部が電導線の接続部に生じる。エネルギーの損失の他にも 、接触抵抗に生じるジュール熱が火災の危険を増大させ、火災の主な原因として 電気的な原因を挙げることができる。

接触抵抗が許容値を越えている接続部を探し出すことは極めて重要な課題である が、この課題を解決するための確実な解決法は従来知られていなかった。

公知の方法によれば、検査されるへき導線の一部から熱地図が作られる。接続部 の接触抵抗は大きくなければならず、従って導線を介して流れる電流は熱地図上 にはっきりと見てとれる。

熱地図を作成するための装置はコス１−が高いばかりでなく、検査の時点で接続 部を介して電流が流れなくなることがあり、従って火災の危険があるほどに接続 部の接触抵抗が高くなっても熱の作用が検出されないという根本的な欠点がある 。

接触抵抗を測定するため一連の解決法が知られているが、測定されるべき接続部 を介して電流が流れない場合とか、接続部に電圧がない場合にしか適用すること ができない。しかしながら習熟した測定を行なうためには、電気網に電圧がかか らないようにすることはできず、従って従来の測定方法は普及しなかった。他の 不具合は、測定を行なう器具の測定器具と接続部との間にも接触抵抗が生じるこ とである。この接触抵抗の値は、測定時の測定器具と接続部との移行部に関連づ けられる。０乃至２００Ａの電流が流れる電気網を測定する必要がある場合には 、ミリオームのほんの一部分を査定可能な値として検出しなければならず、測定 の精度は測定電極の接触付与に依存していてはならない。

他の測定技術上の難点は、接触抵抗を測定するために抵抗が極めて小さな測定回 路を使用せねばならないことである。測定電極が間違った場所に接続されたり、 或いは接続部が遮断されていたりすると、測定回路に全納電圧がかかり、ショー トすることがある。

本発明の目的は、接続部の接触抵抗を網電圧や電流が切れることなく測定するこ とができ、測定値が測定電極の固有接続抵抗に関係がなく、構造が簡潔で、操作 が簡単な接触抵抗測定器を提供することである。さらに本発明の目的は、簡単で 迅速な測定を可能にする検知針を提供することにもある。

本発明は、上記目的を達成するため、電気網の周波数からずれた周波数にして電 気網の周波数から分離可能な周波数で測定を行なうことができること、しかも４ 点測定原理を適用することを基点にしている。この４点測定原理を適用すると、 それぞれ別々の電極対を、測定回路に供給される一定電流を誘導するために、且 つ生じる電圧降下の検出のために使用することができる。電圧測定回路への給電 がｈ差の原因になる信号を生じさせないようにするため、本発明によれば、電圧 センサと電流センサが互いに関係づけられて且つ対を成して別々に形成され、電 圧センサの導線が、電流センサのケーブルによって取り囲まれる領域の一部だけ を形成している領域内で接続されている。

本発明の有利な実施例によれば、電圧センサと電流センサとがそれぞれ１つの検 知針内に配置され、電流センサが電圧センサを接続した状態でのみ被検査部分に 接触可能である。

電圧センサが変圧器を介して電圧測定回路に接続され、該電圧測定回路内に１発 電機の周波数に対して選択的な低域フィルターと該低域フィルターの出力に接続 される電圧測定器とが配置され、電極が変流器を介して発電機に接続されている のが合目的である。

測定回路を分離するため、発電機の作動周波数が網周波数の３倍以上あるのが有 利である。

本発明の他の有利な実施例によれば、電圧測定器の回路に分圧器が設けられ、変 圧器の出力が低域フィルターの入力に接続され、該低域フィルターの出力がコン パレ−タの入力に接続され、コンパレータの出力が報知回路、有利には音声信号 報知器に接続されている。

本発明の他の有利な実施例によれば、作動態様切り換え器が設けられ、該作動態 様切り換え器の切り換え位置の１つで電圧測定器が低域フィルターと接続されて いる。

本発明による検知針は、電極と、電圧センサと、絶縁されたカバーと、軸方向に 外部へ案内される接続ケーブルとを具備し、電極が絶縁されたカバー内に固定さ れ旧つ中空に形成され、内部に絶縁ブシュを有し、該絶縁ブシュ内に電圧センサ が軸方向に移動可能に案内され、該電圧センサは電極から絶縁され且つ尖端部で 終わっており、電極が尖端部の後方に所定の間隔をもって絶縁ブシュの端部から 突出しており、電圧センサの弾性的に案内される軌道が前記間隔よりも長いこと を特徴としている。

本発明による検知針は抵抗測定器内に対を成して配置され、一対の電圧センサの 内部で、絶縁されたカバーの保轟円板を半径方向に外側へ案内されるケーブルを 介］、２Ｃ１本の検知針が他の検知針の保護円板を貫通してその内部へ案内され 、該他の検知針の電圧センサに付設される導線とともに電極のケーブルの表面か ら外側へ案内されている。

絶縁ブシュの内部には電圧センサの端部に接続されるばねとこのばねの後端で支 持される接触部材とが配置され、電圧セの導線が接触部材に接続されて。

より好適な接触を確実にするため、電極は、切欠きを設けた円錐体として形成さ れた尖端部で終わっている。

次に、本発明による接触抵抗測定器とこの測定に使用可能な検知針とをいくつか の実施例に関し添付の図面を用いて詳細に説明する。

第１図は　本発明による接触抵抗測定器の部分断面図、 第１ａ図は　第１図の検知針の尖端部の拡大図、第２図は　測定の構成図、 第３図は　本発明による接触抵抗測定器の回路図である。

第１図は、本発明による接触抵抗測定器の検知針１と２を被測定部分に接触して いる初期位置で図示したものである。被測定部分は、導線３と４及びこれらの導 線を結合させているスクリュークランプ５から構成さ九ている。検知針１と２は 同じ構成で、絶縁されたカバー６内に配置され互いに絶縁されている電極７及び 電圧センサ８と、電圧センサ８を付勢しているばね１ｏと、ばね】Ｏの後部支持 部を形成している接触部材１１とを有している。

電極７は内部が中空に形成されており、この中空部には絶縁ブシュ９が配置され ている。絶縁ブシュ９も同様に中空に形成されており、その中空部には電圧セン サ８が軸方向に移動できるように取付けられている。電圧センサ８は内側に止め 肩を具備し、この止め肩で前記ばね１０の一端が支持されている。ばね１０の他 端は、電圧センサ８の接続を保証している前記接触部材］］にプレスされている 。電圧センサ８は、筒状の脚部１２と尖端部１３から形成されている。

電極７の前端はＶ字形の切欠きを設けた円錐体として形成され（第１ａ図）、尖 端を２つ設けた尖端部１４で終わっている。尖端部１４は絶縁ブシュ９の前端を わずかに越えて突出している。尖端部１４と基準位置にある電圧センサ８の尖端 部１３との間隔は、ばね１ｏの最大許容移動距離よりも短い。その結果検知針１ を導線３に押しつけるとまず電圧センサ８の尖端部１３が導線３と接触し、次に 圧力が増大することによってばね１０が圧縮し、電極７の尖端部１４が導線３に 接近してその表面に達する。これによって電極７と導線３との間には尖端部１４ にて強い電気的接触が生じる。電圧センサ８はその移動の間電極７から絶縁され ており、絶縁ブシュ９が分断中空空間を提供している。

電極７ど電圧センサ８との電気的な接触は、検知針１と２が被検査導線３，４に 押圧されている状態で導線だけを介して生じる。電極７の電気的な接続を保証し ているケーブル１５．１６は適当な絶縁部を具備し、検知針、　１と２の絶縁カ バー６の後端から突出し、第１図に図示した変流器１７に接続されている。

電圧センサ８の接続も同様に絶縁されたケーブルを用いて行なうが、このケーブ ルの案内は、第１図かられかるようにケーブル１５．１６から分岐されている。

検知針１の接触部材１１と接続されているケーブル１８は、絶縁カバー６の保護 円板１９を貫通して半径方向へ外部に案内され、他の検知針２の絶縁されたカバ ーの内部に案内されている。ケーブル］、８の内部導線２０は、検知針２の電圧 センサ８を接続している導線２１と共に、検知針２から中心方向へ外部に突出し ているケーブル１６の内部へ案内され、ここから検知針２から適当な間隔をおい て検知針２の接続部の直前まで突出している。

両検知針１と２を接続させているケーブル１８の長さは、検知針１と２を使用中 に離すことができるように選定されている。従ってこのケーブルの案内は、検知 針を接触させる際被検査導線３，４と変流器１７とを介して両電極１７の間に形 成されるループ（第１図に図示した領域ＡとＢによって形成される）が電圧セン サ８の間に形成されるループ（領域Ａによって形成される）とできるだけ小さな 面積で結合することを保証するために必要である。実際には領域Ａは領域Ｂより もかなり小さく、従って２つのループの磁力による結合は無視できるほどのもの である。

次に、本発明による接触抵抗測定器の機能を第２図に図示した構成原理図を用い て説明する。被検査部分の接触抵抗Ｒは、導線３と４の接続位置に現われる。導 線３と４を接続させている電極７は、変流器１７を介して発電機２２に接続され ている。発電機２２の供給電流は１ａ（ｔ）＝　Ｉ、　・ｃｏｓ　２＋ｃｆ５０ ．ｔである。この場合周波数ｆは、被検査部分を介して流れる網電流ｉ　（ｔ） 　＝　Ｉ　ｃｏｓ　２π５０．ｔの５０Ｈｚ周波数よりもかなり大きく、有利に は約１．ｋＨｚである。

両型圧センサ８は変圧器２３に接続されている。変圧器２３の出力は、周波数ｆ を通過させ網層波数に大きな緩衝を有している帯域フィルター２４を介して電圧 測定器２５に接続されている。電圧測定器２５により測定された電圧Ｕ　（ｔ） 　＝ａ、ｉｇ（ｔ）、Ｒは接触抵抗Ｒに比例している。

機能を説明する前に１本発明による接触抵抗測定器の回路図に関して説明する。

第１図及び第２図と異なるのは、まず電圧測定ループの構成である。両型圧セン サ８の導線は、分圧器２６と前置増幅器２７とを介して変圧器２３に接続されて いる。変圧器２３の出力は分岐しており、１つは帯域フィルター２４に案内され 、他方は低域フィルター２８に案内されている。低域フィルター２８は周波数が ５０七の信号成分を通過させ、これよりも高い周波数の信号成分を抑止する。低 域フィルター２８の出力は整流器２９に接続され、この整流器２９を介してコン パレータ３０に接続されている。コンパレータ３０は音声信号報知器３１に接続 されている。

低域フィルター２８の他の出力と帯域フィルター２４の出力とは、それぞれ第２ の整流器３２の入力に接続されている。第２の整流器３２の出力は、数字表示を 保証する電圧測定器２５に接続されている。

接触抵抗測定器は、作動態様切り換え器３３に接続されている。この作動態様切 り換え器３３は電圧測定作動と電流測定作動とを調整するためのもので、個々の 作動態様にて分圧器２６の分圧特性を切り換えることによって測定限界の切り換 えを行なう０作動態様切り換え器３３を用いると、発電機２２の供給電流を不連 続に調整することができる。

次に、本発明による接触抵抗測定器の機能を第３図を用いて詳細に説明する。

測定時点では被検査部分に電流が流れないものとする。

まず検知針１，２を、被検査部分を取り巻いている導線３と４に押しつける。こ のとき電圧センサ８の回路が閉じられる。次に押圧力を維持しながら、電圧セン サ８を有している電極７を同様に導線３と４に押しつける。それによって発電機 ２２の回路が閉じられる。電極７の間に被検査部分を介して一定の電流が誘導さ れるので、接触抵抗Ｒが減少している電圧は接触抵抗にだけ依存している。

電圧センサ８はこの電圧を検知し、電圧測定器２５は前記の回路を介して、分圧 器２６によって決定される分圧特性に応じた調整に応じて抵抗を直接測定し、な から読み取ることができる。導線３，４に生じた測定電流は理論的にはある程度 の電圧を検知針１と２の電圧測定回路内に生じさせる。しかしながら電束が連結 している領域Ａの大きさが小さいので、この電圧は無視することができる。

被検査部分を介して網電流が流れると、検知針１と２を接続してすぐに電圧測定 或いは電圧検知が行なわれる。

この電圧検知は、作動態様切り換え器２６によって調整される作動態様には依存 していない。

電圧センサ８に現われる５０Ｈ２の電圧は、低域フィルター２８の出力から整流 後例えば掃引電圧が２００ｍＶのコンパレータ３０に達する。この電圧が掃引電 圧よりも大きい場合には音声信号報知器３１がそれを知らせる。

この報知は電極７を接続する前に行なわれ、従って操作者は、例えばスクリュー クランプ５が電流を中断させたリ、或いは正確に接続されていない場合に電極７ をオンさせることによりショートすることがあるので、まず電圧を測定するのが 合目的であることを知らされる。

接触抵抗が大きい場合には、電極７を介して過剰の大きな電流を誘導するのは具 合が悪い。従ってバッテリーを保護するため、測定限界と共に発電機２２の供給 電流をも変化さぜる。

下記の表は、検知された周波数が５０　Ｈｚの電圧と接触抵抗の測定限界との関 係を示すものである。

測定限界　５０　ＨＸ電圧　１　ｋＨｚ測定電流１　２０　ｍｏｈｍ　２００　 ｍＶ　１．ＯＡ２　２００ｍＯｈｍ　２　Ｖ　１．Ａ ３　２　０ｈｍ　２０　Ｖ　１００ｍＡ４　２０　０ｈｍ　２００　Ｖ　］、Ｏ ｍＡ電圧を測定する場合５つの測定限界を設定し、一方接触電流を測定する場合 には４つの測定限界を設定すれば十分である。

接触電流を測定すれば、その値を用いて導線の一部を流れる５０Ｈｚ電流をも算 出することができる。なぜなら５０１（Ｚ電流は直接に測定することができるか らである。

この場合作動態様切り換え器３３は、整流器３２の入力を低域フィルター２８の 出力に切り換える。

本発明による接触抵抗測定器を用いれば２０ｍＯｈｍの測定限界で測定すること ができ１本発明による接触抵抗測定器の感度は、０．１ｍ０ｈ＋ｓの接触抵抗の 測定をも可能にする。検査される導線内で５０七電流がＯと２００抗がもっと小 さければ大きな網電流を形成させることができる。そうでなければ移行部が生じ た熱の作用によって損傷してしまうだろう。

本発明による接触抵抗測定器を用いれば、低電圧網の検査を定期的に且つ合目的 に同じ態様で行なうことができ、電流が流れている網でも測定を行なえことがで きる。

接触抵抗を迅速且つ正確に測定することにより、接続が適当でない結果生じるエ ネルギー損失が小さくなり、電気的な原因で生じる火災の数も低減させることが できる。火災の危険が高い場所及び建物で本発明による接触抵抗測定器を使用し て電気的な接続部の測定を定期的に行なえば安全性がかなり高くなる。

本発明にしたがって形成される接触抵抗測定器の構成は電気網の測定に制限され るばかりでなく、上述した感度により他の任意の使用例に対しても適している。

国際調査報告 ｍ−−１−−−１１．ＰＣＴ　／ＨＵ　８７　／　ＯＯＯ３Ｓ

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．被検査部分の終端点に接続される２つの電流センサと２つの電圧センサとを 有し、電流センサが発電機により給電される交流回路に接続され、電圧センサが 給電電流の周波数に対して選択的な電圧測定回路に接続されている接触抵抗測定 器において、電圧センサ（８）と電流センサ（７）が互いに関係づけられて且つ 対を成して別々に形成され、電圧センサ（８）の導線（２０，２１）が、電流セ ンサ（７）のケーブルによって取り囲まれる領域（Ａ＋Ｂ）の一部だけを形成し ている領域（Ａ）内で接続されていることを特徴とする接触抵抗測定器。
2. ２．電圧センサ（８）と電流センサ（７）とがそれぞれ１つの検知針（１，２） 内に配置され、電流センサ（７）が電圧センサ（８）を接続した状態でのみ被検 査部分に接続可能であることを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の接触 抵抗測定器。
3. ３．電圧センサ（８）が変圧器（２３）を介して電圧測定回路に接続され、該電 圧測定回路内に、発電機（２２）の周波数に対して選択的な低域フィルター（２ ４）と該低域フィルターの出力に接続される電圧測定器（２５）とが配置され、 電極（７）が変流器（１７）を介して発電機（２２）に接続されていることを特 徴とする、特許請求の範囲第１項または第２項に記載の接触抵抗測定器。
4. ４．発電機（２２）の作動周波数が網周波数の３倍以上あることを特徴とする、 特許請求の範囲第３項に記載の接触抵抗測定器。
5. ５．電圧測定器の回路に分圧器（２６）が設けられていることと、変圧器（２３ ）の出力が低域フィルター（２８）の入力に接続され、該低域フィルター（２８ ）の出力がコンパレータ（３０）の入力に接続され、コンパレータ（３０）の出 力が報知回路、有利には音声信号報知器（３１）に接続されていることを特徴と する、特許請求の範囲第４項に記載の接触抵抗測定器。
6. ６．作動態様切り換え器（３３）が設けられ、該作動態様切り換え器の切り換え 位置の１つで電圧測定器（２５）が低域フィルター（２８）と接続されているこ とを特徴とする、特許請求の範囲第５項に記載の接触抵抗測定器。
7. ７．作動態様切り換え器（３３）が分圧器（２６）の分圧特性制御入力に接続さ れ、且つ供給電流の大きさを調整する発電機（２２）の入力に接続されているこ とを特徴とする、特許請求の範囲第６項に記載の接触抵抗測定器。
8. ８．４点原理に基づく接触抵抗測定器のための検知針であって、電極と、電圧セ ンサと、絶縁されたカバーと、軸方向に外部へ案内される接続ケーブルとを具備 した検知針において、電極（７）が絶縁されたカバー（６）内に固定され且つ中 空に形成され、内部に絶縁ブシュ（９）を有し、該絶縁ブシュ（９）内に電圧セ ンサ（８）が軸方向に移動可能に案内され、該電圧センサ（８）は電極（７）か ら絶縁され且つ尖端部（１３）で終わっており、電極（７）が尖端部（１３）の 後方に所定の間隔をもって絶縁ブシュ（９）の端部から突出しており、電圧セン サ（８）の弾性的に案内される軌道が前記間隔よりも長いことを特徴とする検知 針。
9. ９．検知針が抵抗測定器内に対を成して配置され、一対の電圧センサ（８）の内 部で、絶縁されたカバー（６）の保護円板を半径方向に外側へ案内されるケーブ ル（１８）を介して１本の検知針が他の検知針の保護円板（１９）を貫通してそ の内部へ案内され、該他の検知針の電圧センサ（８）に付設される導線（２１） とともに電極（７）のケーブルの表面から外側へ案内されていることを特徴とす る、特許請求の範囲第８項に記載の検知針。
10. １０．絶縁ブシュ（９）の内部に、電圧センサ（８）の端部に接続されるばね（ １０）とこのばねの後端で支持される接触部材（１１）とが配置され、電圧セン サ（８）の導線が接触部材（１１）に接続されていることを特徴とする、特許請 求の範囲第８項または第９項に記載の検知針。
11. １１．電極（７）が、切欠きを設けた円錐体として形成された尖端部（１４）で 終わっていることを特徴とする、特許請求の範囲第８項に記載の検知針。