JPH05509406A

JPH05509406A - 事実上の交流電圧源のインピーダンスを分析する方法及び電気的測定装置

Info

Publication number: JPH05509406A
Application number: JP3513472A
Authority: JP
Inventors: ロス、ギ
Original assignee: ハイドロ―ケベック
Priority date: 1990-08-17
Filing date: 1991-08-08
Publication date: 1993-12-22
Also published as: KR930701752A; CA2089664C; CN1030800C; MX9100697A; HU9300419D0; EP0543877A1; HU211049B; WO1992003743A1; KR960006867B1; CN1059407A; BR9106766A; CA2089664A1; HUT65316A; AR243684A1; US5105181A

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】事実上の交流電圧源のインピーダンスを分析する方法及び電気的測定装置技術分野本発明は、電線、或は電気機器に現れる事実上の交流電圧を分析するための電気的測定装置、及び方法に関し、これにより交流電圧のインピーダンス源の性質を決め、もしも分析された電圧がしきい値を超え、低インピーダンス源の代表であるならば、アラーム状態を示す。

背景技術電力供給会社の架線工夫が電流が流れている電線の作業技術を有さないで、電線上で、或はその危険な近接位置で作業する必要がある場合、その供給会社は、そのような電線、或は電気機器の電源を切ることが必須である。架線工夫は、作業行為を始める前に、電線における何等かの電圧の存在を確認してお（こともまた必須である。電線における電圧状態を評価するために、架線工夫は電線に電圧計を接続することになる。電圧計のタイプによって、架線工夫はそこに存在する何等かの電圧、例えば誘導電圧を測定するか、予め定めたしきい値を超えた何等かの電圧状態を検出するであろう。電圧が測定されると、接続を断った電線における電圧を読み取ることが危険であるか否か、即ちもしも電圧が、隣接電線からの誘導電圧のように寓インピーダンス源から得られた電圧であるか、或は非常に危険な事実上の配電網（ａｃｔｕａｌ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｎｅｔｗ。

ｒｋ）であり、それになお電線が接続されているかも知れない低インピーダンス源から得られたかを解釈するのは、架線工夫の責任である。従って、解釈の誤りは、もしも架線工夫が、電線にアースを取り付ける作業を進めるならば、架線工夫にとって致命的となる。この点を明らかにするために、電力供給を断たれた２５ｋＶの電線が切れ、電流が流れている６００Ｖの電線上に落ちた危険な状況を、我々は想像することができる。２５ｋＶの電線に取り付けられた検出器は、予期された電圧に比して非常に低い電圧を示し、架線工夫は、それ故に、この低電圧を低インピーダンスの配電網からの６００Ｖの供給よりも、むしろ誘導電圧と解釈するかも知れない。より危険なのは、もしも検出器がしきい値を有しており、６００ｖがそのしきい値よりも低く、もはや危険が電圧計に表示されない場合電線に現れる事実上の交流電圧を分析し、その電圧が低インピーダンス源からか、高インピーダンス源からかを決めるために交流電圧の性質を決め、上述した先行技術の不都合な点を実質的に克服する電気的測定装置を提供することが本発明の特徴である。本発明のもう一つの特徴は、電線、或は電気機器に現れる交流電圧を分析し、その交流電圧が高インピーダンス源、或は低インピーダンス源を元にしているかを決め、上述した先行技術の不都合な点を実質的に克服する方法を提供することである。

上記特徴に従って、広い観点から、本発明は、交流電圧源の性質を決めるために、電線、或は電気機器に現れる実際の交流電圧を分析するための電気的測定装！を提供している。本装置は、接地可能な出力部と分析されるべき交流電圧を受けるための入力コンタクトエレメント（ｃｏｎｔａｃｔ　ｅｌｅｍｅｎｔ）を有するバイ−インピーダンス（ｂｉ−ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）プローブを備えている。

このコンタクトエレメントは、交流電圧の半周期の間だけ導電性を有する低抵抗エレメントの第１１１！列部に接続されている。低い値の末端抵抗が低抵抗エレメントの第１直列部の出力部に接続されている。高抵抗の第２直列部が低抵抗の第１１１列部に並列に接続されている。交流電圧は、交流電圧の他の半周期の間、高抵抗の第２ｉ！！列部を横切って存在している。測定回路は、低抵抗エレメントの直列部に結合され、抵抗エレメントの測置列部からの電圧信号の間で識別可能で、電圧信号が高インピーダンス源、或は低インピーダンス源からのものであるかどうかを決定するための計算回路手段を備えている。インジケータは、インピーダンス源の状態を示す。アラーム状態発生手段は、もしも低インジケータ源の代表的なものである、予め決めたしきい値が、限界を超えると、アラーム状態を示すために設けられている。

本発明のさらに広い見地に従えば、電線、或は電気機器に現れる交流電圧の性質を分析して、その電圧が高インピーダンス源、或は低インピーダンス源を元にしているかを決める方法が提供されている。この方法は、低抵抗の単一方向性エレメントの第１直列部とこれに並列させた高抵抗の第２直列部を有するバイ−インピーダンスプローブを設けることを含んでいる。この並列させた直列結合エレメントは、低抵抗エレメントの直列部に接続されている。プローブの入力部は、電線、或は機器に接続され、プローブの出力部に出力電圧信号を作り出し、もっばら低抵抗エレメントの直列部を横切り、高抵抗の直列部ど直列になった低抵抗エレメントの直列部をも横切る電圧の代表的なものを作り出すようになっている。

プローブの出力部は接地されている。そして、出力電圧信号は、それが高インピーダンス源、或は低インピーダンス源からのものかを決めるために、プローブの出力部で代数学的に処理される。アラーム状態は、低インピーダンス源の表示である、予め決めたしきい値が限界を超えると示される。

図面の簡単な説明本発明の好ましい実施例は、添付の図面を参照してここに記述されており、図１は、測定回路に接続される本発明のバイ−インピーダンスの構造を示す概略図で、図２は、源のインピーダンスの簡単化された数学的分析を示す概略図で、図３は、図１のプローブのような抵抗分岐（ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ　ｂｒａｎｃｈｅｓ）に流れる電流に関する源のインピーダンスの数学的分析を示すさらに簡単化された図である。

本発明を実施する方法図面、さらに詳しくは図１より、電線１１、或はターミナル、或はその他一つの電気機器に現れる交流電圧を分析するための本発明の電気的測定装置が、全体的に１０で示されている。本発明の装置１０は、電線１１の交流電圧の性質を決め、その電圧が高インピーダンス源、或は低インピーダンス源より発生しているか、別の言い方をすると、それが容量結合（ｃａｐａｓｉｔｉｖｅ　ｃｏｕｐｌｉｎｇ）の結果か、配電網からの供給のような電流が流れている源かを決めるために利用されている。ここに示されているように、この装置は、電線１１の交流電圧を受けるコンタクトエレメント９を備えたバイ−インピーダンスプローブ１２を備えている。このパイインピーダンスプローブは、本質的に、低抵抗エレメントの第１．ｆｌｉ列部からなり、そこに正方向にバイアスされた（ｆｏｒｗａｒｄｂｉａｓｅｄ）ダイオード１３と、これと並列させて扁抵抗１４の直列部が設けである。この並列接続の出力部は、直列抵抗１４に比して低い値を有するもう一つの抵抗コ５の直列部に接続されている。直列抵抗部１４が全体で１００から２００メガオームの値を有するところでは、直列抵抗１５の典型的な値は、４メガオームとなる。

直列抵抗部１５の出力部は、順番に測定抵抗（ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｓ）１６及び１８に接続され、それを横切って測定回路１７が接続されている。抵抗網の出力部は、地面１９に接続されている。

測定回路１７は、第コ入力部２０と第２人力部２１を備えている。逆バイアスダイオード２２が第１人力部に接続され、正バイアスダイオード２３が第２人力部２］に接続されている。従って、電線１１上の交流電圧の正サイクルの間はダイオード１３が電流を通し、電線１１に現れる電圧が抵抗Ｒ１の直列部、及び測定抵抗１６及び１８を横切って印加されることが分かる。測定抵抗１８の出力部での電圧は、スイッチ２４の入力部に電圧信号を作り出し、それはその信号を緩衝増幅器２５に接続するように働き、その信号をアナログからディジタルへの変換器２７の入力部に調和するようにする。この変換器はアナログ信号を処理して、後述する数学的分析に従って信号を処理する代数ユニット２８に供給されるべき出力ディジタル信号を作り出す。同様に、電線１１上の電圧信号の負のサイクルの間、測定抵抗１６及び１８の出力部での電圧は、電圧を緩衝増幅器２５に接続する第２スイツチ２９の入力部に印加され、変換器２７の出力部にディジタル信号が作り出され、代数ユニット２８に供給される。同期回路３０、及び３１は、入力部２０及び２１での入力電圧信号間の識別するために代数ユニットをＩ１１節する。信号を送る、即ちアラーム条件を付ける回路３２は代数ユニット２８の出力部に結合され、もしも代数ユニットによって測定されたインピーダンス値が、電線１１上の交流電圧が高インピーダンス源、或は低インピーダンス源により生じていることを示しているならば、視覚的及び／又は聴覚的表示及び／又はアラームを出している。このような表示は、これらの値と代数ユニット２８内にプログラムされたしきい値との比較により得られる。低インピーダンス源は、アラームのトリガーとなる。

測定回路１７の入力部に現れる電圧信号を分析する方法は、源のインピーダンスを決めるための次の数学式によって達成され、１、、、、＝Ｖ、／Ｚ。

ここで、 ■、は源の電圧で。

２、はインピーダンス源で：そしてＩｃｅは短絡電流である。

上記の数学式は、次の数学的推論によって決められている。もしも、電線が配電源に接続されているならば、この配電源のインピーダンスは事実上ゼロで、短絡電流は法外に大きくなろう。他方、もしも電線が非接続状態（ｏｐｅｎ、）で、近接位置にある他の電線と容量結合を介してのみ導電性を有するならば、電線が備え得る電流の容量は、２本の電線間の結合特性によって決められる。もしも結合が不良ならば、電線に現れるエネルギは無視できる。

ここで図２を参照すると、容量結合と、斯る結合を介して利用できる短絡回路電流の概念が図式的に表現されている。もしも、この結合に基づく源のインピーダンスの数値をめることができるならば、それと危険なしきい基準値とを比較して、その電線が危険か否かを決めることが可能となる。図２より、電圧源は参照番号４０によって表されている。キャパシタンス４１ｊ！ｒＩちＺ、は結合インピーダンスを表し、キャパシタンス４２は、おそらく電圧はかかっていないが、接地されていない、非接続状態の電線のインピーダンスを表している。源に接続された電線４３上の電圧は、ここではＶＬの表現で表されている。電線が非接続状態で、直接配電網に接続されている状況では、結合インピーダンス４１、即ちＺｌはゼロに近く、電線上の電圧は源４０の電圧となる。容量結合された電線の場合、電線４３上の電圧は、次の数学式：％式％）二つのインピーダンスＺ７、及びＩ２の相対的な値は、非接続状態の電線４３上の電線レベルを決めている。ＺＩは、平行の関係で延びている２本の電線における、この容量結合された２本の電線の間隔と、長さの関数である。Ｉ２は、非接続状態の電線と地面との間の距離と、その長さの関数である。

もしも、図１に示す電線１１のように、地面と、非接続状態の配電網の電線との間に図１に示すプローブ１２を接続するならば、図３に示すように電圧ＶＬはプローブにより表される負荷の値の関数となる。抵抗チャージＲ１，電圧ＶＬ１は次式：％式％）抵抗負荷Ｒ２，電圧ＶＬ２に対しては、数学的に次のように表される。

Ｖｔ２＝Ｖ’ｊｗＣＩＲｚ／（ｊｗＲｚ（Ｃ，＋Ｃ，）＋１）もしも、これらの式が、源の電圧を絶縁するように、そして両対応式を等しくすることにより表現され、源のインピーダンスＺ１を絶縁するならば、次の数学的表現を得る。

（ＶＬ２　ＶＬＩ）／（ＩＩ　１２）＝１／ＪＷ（Ｃ＋＋Ｃｚ）ここで、１１は図３の抵抗Ｒ１を流れる電流、Ｉ２には図３の抵抗Ｒ２を流れる電流である。図２の供給電圧と二つのキャパシタンス、即ちインピーダンス４１、及び４２を次のように表せば、源の電圧Ｖｓ、及びインピーダンス源Ｚｓを定めることができ、ＶＬ２＝Ｖ　Ｓ　−Ｚ　Ｓ　’　Ｉ　２ここで、Ｚ　ｓ　＝（Ｖｔ＋−Ｖｔ２）／　Ｉ　ｘ−Ｉ　＋）である。

上述した分析により、Ｚｓは次のように表現でき、Ｚｓ＝１／ｊｗ（Ｃ＋＋Ｃｚ）ここで、ＺｓはＣ１、及びＣ２によって表わされた二つの並列のインピーダンス４１及び４２に対応する。

供給電圧Ｖｓは、次の表現によってベクトル計算できる。

Ｖｓ＝ＶＬｌ＋Ｚｓ’Ｉ、又はＶＬ２＋ＺＳ’Ｉ２Ｖ　ｓ　＝　Ｉ　Ｉ（Ｒ１＋　１　／　Ｊ　”Ｗ（Ｃ１＋　Ｃり）又はＩ２（Ｒ２＋１／ｊｗ（Ｃ＋＋Ｃｚ））それ故に、ＶＳの絶対振幅（ａｂｓｏｌｕｔｅ　ａｍｐｌｉｔｕｄｅ）は、１１°（Ｒ＋”＋１７ｗ”（Ｃ１＋Ｃ２）”）”となる。

電流Ｔと電圧源との間の角度を計算することもまた可能である。

短絡回路電流工、３．は、短絡回路が電線に接続されている場合、又はもしも架線工夫が電線を、接地する前に触れようとすれば、源が供給し得る電流であるこの短絡回路電流は、次の数学的な表現：Ｉｅ、＋、＝Ｖｓ／Ｚｓによって表される。

従って、得られた上方に従って、電線上で全く異なる二つの抵抗を交互に接続することによって、次の情報を演繍でき、即ち１、　触れられる前の電線上に存在する源の電圧ｖｓ；２、もしも、配電網に接続されたならば、ゼロかゼロに近いかどうかを決めることができる源のインピーダンスＺ、；及び３、　電線にアースを取り付けることが安全か否かを評価するのを可能にする短絡回路電流Ｉｅ、、、、Ｉｅｅ、は、アースが取り付けられると地面に流れるであろう電流である。

ここに記述された好ましい実施例の何等かの自明の修正を含むことは、斯る修正が添付の請求の範囲内に入るならば、本発明の範囲内である。例えば、抵抗エレメント、及びプローブは、ここに表されたちの以外の異なる値を有してもよく、測定回路１７は、所望の結果を得るために、多くの異なる方法で構成され得る要約書作業者の安全のために、電線（１１）、或は電気機器に現れる事実上の交流電圧を分析して、それにより上記交流電圧が低インピーダンス源、あるいは高インピーダンス源を元にしているかを決めるための方法、及び電気測定装置（１０）。

バイ−インピーダンスプローブ（１２）が、分析されるべき上記交流電圧に接続され、そして電圧信号が処理される。実際のプローブは、単一方向性の（１３）エレメントの第１直列部とこれと並列の高抵抗エレメント（１４）の第２直列部とからなっている。エレメントの並列接続された直列部の出力部は、低抵抗エレメント（１５，１６，１８）の第３直列部に接続されている。測定回路（１７）が、低抵抗エレメントの第３ｉ１！列部に接続され、抵抗エレメントの両度列部からの電圧信号間で識別可能で、電圧信号が高インピーダンス源、或は低インピーダンス源を元にしているかを決めるための演算回路（２８）を備えている。プローブの出力部は地面（１９）に接続されている。インジケータ（３２）がインピーダンス源の状態を示している。アラームインジケータ（３２）が、低インピーダンス源の代表である、予め決められたしきい値を超えたか否かを示してもよい。

補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の８）平成５年２月１６日￥ＦＦＰＪｊＭ　Ｋｌ　＠１、特許出願の表示国際出願番号：　ＰＣＴ／ＣＡ９１１００２８０２、発明の名称事実上の交流電圧源のインピーダンスを分析する方法及び電気的測定装置３、特許出願人名称　ハイドローケベック４、代理人住所　〒５４０　大阪府大阪市中央区域見２丁目１番６１号１９９２年８月１０日６、添付書類の目録補正書の翻訳文　１通明細書事実上の交流電圧源のインピーダンスを分析する方法及び電気的測定装置技術分野本発明は、電線、或は電気機器に現れる事実上の交流電圧を分析するための電気的測定装置、及び方法に関し、これにより交流電圧のインピーダンス源の性質を決め、もしも分析された電圧がしきい値を超え、低インピーダンス源の代表であるならば、アラーム状態を示す。

背景技術電力供給会社の架線工夫が電流が流れている電線の作業技術を有さないで、電線上で、或はその危険な近接位置で作業する必要がある場合、その供給会社は、そのような電線、或は電気機器の電源を切ることが必須である。架線工夫は、作業行為を始める前に、電線における何等かの電圧の存在を確認しておくこともまた必須である。電線における電圧状態を評価するために、架線工夫は電線に電圧計を接続することになる。電圧計のタイプによって、架線工夫はそこに存在する何等かの電圧、例えば誘導電圧を測定するか、予め定めたしきい値を超えた何等かの電圧状態を検出するであろう。電圧が測定されると、接続を断った電線における電圧を読み取ることが危険であるか否か、即ちもしも電圧が、隣接電線からの誘導電圧のように高インピーダンス源から得られた電圧であるか、或は非常に危険な事実上の配電網（ａｃｔｕａｌ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｎｅｔｗ。

ｒｋ）であり、それになお電線が接続されているかも知れない低インピーダンス源から得られたかを解釈するのは、架線工夫の實任である。従って、解釈の誤りは、もしも架線工夫が、電線にアースを取り付ける作業を進めるならば、架線工夫にとって致命的となる。この点を明らかにするために、電力供給を断たれた２５ｋＶの電線が切れ、電流が流れている６００Ｖの電線上に落ちた危険な状況を、我々は想像することができる。２５ｋＶの電線に取り付けられた検出器は、予期された電圧に比して非常に低い電圧を示し、架線工夫は、それ故に、この低電圧を低インピーダンスの配電網からの６００ｖの供給よりも、むしろ誘導電圧と解釈するかも知れない。より危険なのは、もしも検出器がしきい値を有しており、６００ｖがそのしきい値よりも低く、もはや危険が電圧計に表示されない場合である。

ドイツ特許ＤＥ−Ａ−２４４９０１６号は、２４０Ｖ回路のインピーダンス源を特徴付けることができる装置を記述している。それは、インピーダンス源が基準電圧値に対して低いか、等しいかを立証できる。その値が過大であるか否かを示すためにアラームが設けられている。この装置が、電流が流れている回路と地面との間に接続されると、この回路は、トライアック（ｔｒｉａｃ）がトリガーされるまで不活発な状態にある。トライアックがトリガーされると、抵抗の第１セツトと第２セツトは第１の変化（ａｌ　ｔｅｒｎａｎｃｅ）の間接続され、次の変化の間、他の抵抗が接続される。両変化の後、回路はトライアックをソフト（Ｓｏｆｔ）にする。もしも両変化の入力端子が等しくないと、即ちもしも二つの組の抵抗が接続されたとき、電圧が変化すると、比較回路（ｃｏｍｐａｒａｔｏｒｃｉｒｃｕｉｔ）は、アラームを作動させる。これらの組の抵抗が低インピーダンスチャージ（ｌｏｗ　ｉｍｐｅｄａｎｃｅ　ｃｈａｒｇｅ）で、これがこのタイプの回路に対して普通で、単一周期の間だけ流れる１２アンペアの電流を許容することが指摘されている。この先行記述の独創性は、自動立証モードにおいて、２組の抵抗を接続するためにダイオードを用いた点にある。このタイプの回路を高電圧源に用いることは可能でない。この特許の教示に反して、本発明は、高電圧源が、雷等によって引き起こされた誘導源であるか、配電網の現実の源であるかを確かめるために高電圧源の原因の性質の決定に関している。

発明の開示電線に現れる事実上の交流電圧を分析し、その電圧が低インピーダンス源からか、高インピーダンス源からかを決めるために交流電圧の性質を決め、上述した先行技術の不都合な点を実質的に克服する電気的測定装置を提供することが本発明の特徴である。本発明のもう一つの特徴は、電線、或は電気機器に現れる交流電圧を分析し、その交流電圧が高インピーダンス源、或は低インピーダンス源を元にしているかを決め、上述した先行技術の不都合な点を実質的に克服する方法を提供することである。

上記特徴に従って、広い観点から、本発明は、交流電圧源の性質を決めるために、電線、或は電気機器に現れる実際の交流電圧を分析するための電気的測定装置を提供している。本装置は、接地可能な出力部と分析されるべき交流電圧を受けるための入力コンタクトエレメント（ｃｏｎｔａｃｔ　ｅｌｅｍｅｎｔ）を有するバイ−インピーダンス（ｂｉ−ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）プローブを備えている。

このコンタクトエレメントは、交流電圧の半周期の間だけ導電性を有する低抵抗エレメントの第１直列部に接続されている。低い値の末端抵抗が低抵抗エレメントの第１直列部の出力部に接続されている。高抵抗の第２直列部が低抵抗の第１直列部に並列に接続されている。交流電圧は、交流電圧の他の半周期の間、高抵抗の第２１ｉ列部を横切って存在している。測定回路は、低抵抗エレメントの直列部に結合され、抵抗エレメントの両頁列部からの電圧信号の間で識別可能で、電圧信号が高インピーダンス源、或は低インピーダンス源からのものであるかどうかを決定するための計算回路手段を備えている。アラーム状態発生手段は、もしも低インジケータ源の代表的なものである、予め決めたしきい値が、限界を超えると、アラーム状態を示すために設けられている。

本発明のさらに広い見地に従えば、電線、或は電気機器に現れる交流電圧の性質を分析して、その電圧が高インピーダンス源、或は低インピーダンス源を元にしているかを決める方法が提供されている。この方法は、低抵抗の単一方向性エレメントの第１直列部とこれに並列させた高抵抗の第２直列部を有するバイ−インピーダンスプローブを設けることを含んでいる。この並列させた直列結合エレメントは、低抵抗エレメントの直列部に接続されている。プローブの入力部は、電線、或は機器に接続され、プローブの出力部に出力電圧信号を作り出し、もっばら低抵抗エレメントの直列部を横切り、高抵抗の直列部と直列になった低抵抗エレメントの直列部をも横切る電圧の代表的なものを作り出すようになっている。

本発明を実施する方法図面、さらに詳しくは図１より、電線１１、或はターミナル、或はその他一つの電気機器に現れる交流電圧を分析するための本発明の電気的測定装置が、全体的に１０で示されている。本発明の装置１０は、電線１１の交流電圧の性質を決め、その電圧が高インピーダンス源、或は低インピーダンス源より発生してし）るか、別ノ言イ方ヲすると、それが容量結合（ｃａｐａｓｉｔｔｖｅ　ｃｏｕｐｌする。信号を送る、即ちアラーム条件を付ける回路３２は代数ユニット２８の出力部に結合され、もしも代数ユニットによって測定されたインピーダンス値が、電線１１上の交流電圧が高インピーダンス源、或は低インピーダンス源により生じていることを示しているならば、視覚的及び／又は聴覚的表示及び／又はアラームを出している。このような表示は、これらの値と代数ユニット２８内にプログラムされたしきい値との比較により得られる。低インピーダンス源は、アラームのトリガーとなる。

測定回路１７の入力部に現れる電圧信号を分析する方法は、源のインピーダンスを決めるための次の数学式によって達成され、■、は源の電圧で：Ｚｌはインピーダンス源で：そしてＩ６６．は短終電流である。

上記の数学式は、次の数学的推論によって決められている。もしも、電線が配電源に接続されているならば、この配電源のインピーダンスは事実上ゼロで、短絡電流は法外に大きくなろう。他方、もしも電線が非接続状態（ｏ　ｐ　ｅ　ｎ）で、近接位置にある他の電線と容量結合を介してのみ導電性を有するならば、電線が備え得る電流の容量は、２本の電線間の結合特性によって決められる。もしも結合が不良ならば、電線に現れるエネルギは無視できる。

ここで図２を膠照すると、容量結合と、斯る結合を介して利用できる短絡回路電流の概念が図式的に表現されている。もしも、この結合に基づく源のインピーダンスの数値をめることができるならば、それと危険なしきい基準値とを比較して、その電線が危険か否かを決めることが可能となる。図２より、電圧源は参照番号４０によって表されている。キャバンタンス４１即ちＺｌは結合インピーダンスを表し、キャパシタンス４２は、おそら（電圧はかかっていないが、接地されていない、非接続状態の電線のインピーダンスを表している。源に接続された電線４３上の電圧は、ここではＶＬの表現で表されている。電線が非接続状態で、直接配電網に接続されている状況では、結合インピーダンス４１、即ちＺｌはゼロに近く、電線上の電圧は源４０の電圧となる。容量結合された電線の場合、電線４３上の電圧は、次の数学式：％式％）二つのインピーダンスＺ１、及びＩ２の相対的な値は、非接続状態の電線４３上の電線レベルを決めている。Ｚｌは、平行の関係で延びている２本の電線における、この容量結合された２本の電線の間隔と、長さの関数である。Ｉ２は、非接続状態の電線と地面との間の距離と、その長さの関数である。

もしも、図１に示す電線１１のように、地面と、非接続状態の配電網の電線との間に図１に示すプローブ１２を接続するならば、図３に示すように電圧ＶＬはプローブにより表される負荷の値の関数となる。抵抗チャージＲ０，電圧ＶＬ、は次式：％式％））抵抗負荷Ｒ２，電圧ＶＬ２に対しては、数学的に次のように表される。

ＶＬｚ＝ｖ−ｊｗｃ１Ｒｚ／　（ＪｗＲ２（Ｃ，＋０ｍ）＋１）もしも、これらの式が、源の電圧を絶縁するように、そして両対応式を等しくすることにより表現され、源のインピーダンスＺ、を絶縁するならば、次の数学的表現を得る。

（ＶＬＩ−ＶＬＩ）　／　（Ｉｔ−Ｉｔ）　＝１／ｊｗ　（Ｃ＋＋Ｃｚ）ここで、Ｉ１は図３の抵抗Ｒ１を流れる電流、Ｉ２には図３の抵抗Ｒ２を流れる電流、ｊはソノベクトルが垂直であることを示すもので、Ｗは２πｆである。図２の供給電圧と二つのキャパシタンス、即ちインピーダンス４１、及び４２を次のように表せば、源の電圧Ｖｓ、及び源のインピーダンスＺｓを定めることができ、Ｚ　Ｓ　＝（ＶＬＩ　ＶＬ２）／　（１２−１＋）である。

上述した分析により、Ｚｓは次のように表現でき、Ｚｓ＝１／ｊｗ（Ｃ＋＋Ｃｚ）ここで、ＺｓはＣＩ、及びＣ２によって表わされた二つの並列のインピーダンス４１及び４２に対応する。

供給電圧Ｖｓは、次の表現によってベクトル計算できる。

Ｖ　ｓ　＝　Ｖ　Ｌ　ｌ　＋　Ｚ　Ｓ　・Ｉ　＋又はｖＬ２＋ＺＳ−Ｉ２Ｖｓ＝Ｌ（Ｒ１＋１／ｊｗ（Ｃ＋＋Ｃｚ））又はＬ（Ｒ２＋１／ｊＷ（Ｃ＋＋Ｃｚ））それ故に、Ｖｓの絶対振幅（ａｂｓｏｌｕｔｅ　ａｍｐｌｉｔｕｄｅ）は、１、・（Ｒ，”＋１／Ｗ”（Ｃ，＋Ｃ２）”）ｌ／！となる。

電流Ｉと電圧源との間の角度を計算することもまた可能である。

短絡回路電流Ｉ　＋、ｅ、は、短絡回路が電線に接続されている場合、又はもしも架線工夫が電線を、接地する前に触れようとすれば、源が供給し得る電流である。この短絡回路電流は、次の数学的な表現：ＩＣ，、、＝Ｖｓ／Ｚｓによって表される。

従って、得られた上方に従って、電線上で全く異なる二つの抵抗を交互に接続することによって、次の情報を演鐸でき、即ち１、　触れられる前の電線上に存在する源の電圧ｖＳ：２、もしも、配電網に接続されたならば、ゼロかゼロに近いかどうかを決めることかできる源のインピーダンスｚ、；及び３．　電線にアースを取り付けることが安全か否かを評価するのを可能にする短絡回路電流１．ｃ、、Ｉ、。、は、アースが取り付けられると地面に流れるであろう電流である。

ここに記述された好ましい実施例の何等かの自明の修正を含むことは、斯る修正が添付の請求の範囲内に入るならば、本発明の範囲内である。例えば、抵抗エレメント、及びプローブは、ここに表されたちの以外の異なる値を有してもよく、測定回路１７は、所望の結果を得るために、多くの異なる方法で構成され得る請求の範囲１、事実上の交流電圧源のインピーダンスを分析し、電線（１１）、或は電気機器に現れる上記事実上の交流電圧源の性質、及び原因を決める電気的測定装置（１０）であって、地面（１９）に接続可能な出力部、及び分析されるべき交流電圧を受けるための入力コンタクトエレメント（９）を有するバイ−インピーダンスプローブ（１２）を備えた上記装置において、上記プローブのコンタクトエレメント（９）が、上記交流電圧の半周期の間だけ導電性を有する低抵抗エレメント（１３）の第１直列部に接続され、上記低抵抗エレメントの第１直列部の出力部に低抵抗（１５，１６，１８）の直列部が接続され、かつ高抵抗（１４）の第２直列部が上記低抵抗エレメントと並列に接続され、上記交流電圧が、この交流電圧の他の半周期の間に高抵抗（１４）の第２直列部に現れ、測定回路（１７）が低抵抗（１５，１６，１８）の上記直列部に結合され、上記抵抗エレメントの両区列部からの上記電圧信号を識別することが可能で、上記電圧信号が高インピーダンス源、或は低インピーダンス源から出ているか決め、上記源が実在する源か、誘導源かを示す計算回路手段（２８）を有し、アラームインジケータ（３２）が低インピーダンス源の代表である予め決められたしきい値が越えられたか否かを示すことを特徴とする電気測定装置。

２、上記低抵抗エレメントが、上記交流電圧の正の周期の間、電気を伝導するために上記コンタクトエレメントから正のバイアス方向に接続されたダイオード（１３）の直列部を備え、上記ダイオード（１３）が高電圧に耐えることができ、負の周期の間上記抵抗の第２直列部を流れる電流に比して、無視できる電流伝導性を有する請求項１に記載の装置。

３、上記低抵抗（１５，１６，１８）の直列部が、４メガオームの値を有し、上記高抵抗（１４）の直列部が１００又は２００メガオームの合計値を有する請求項２に記載の装置。

４、上記測定回路は、抵抗（１６）の各々の側に接続された二つの入力部（２０゜２１）を有し、この抵抗（１６）は、低抵抗の上記直列部の他の抵抗（１５，１８）の間に接続され、第２の測定抵抗（１８）は地面に接続され、上記正つの入力部（２０，２１）の一つは、上記正の電圧信号を受け入れ、上記負の電圧信号を阻止するための正方向にバイアスした入力ダイオード（２２）を有し、他の入力部は、上記負の電圧信号を受け入れ、上記正の電圧信号を阻止するための逆方向にバイアスした入力ダイオード（２３）を有する請求項２に記載の装置。

５、上記測定回路（１７）が、二つの上記入力部（２２，２３）のそれぞれに接続されたスイッチ手段（２９，２４）を備え、アナログ／ディジタル変換回路（２７）に信号を送る条件付は回路（２５）に上記正、及び負の電圧信号を直列的に送り、このアナログ／ディジタル変換回路（２７）は、上記信号が分析され、基準値と比較され、上記アラーム表示部（３２）に送るための出力信号を作り出す代数回路（２８）に上記電圧信号を代表するディジタル信号を順に送り出す請求項４に記載の装！。

６、電線（１１）、或は電気機器に現れる事実上の交流電圧源の性質、及び原因を決めるために、上記交流電圧源のインピーダンスを分析する方法において、ｉ）低抵抗値の単一方向性のエレメント（１３）の第１直列部とこれと並列状態の高抵抗（１４）の第２直列部とを有する高バイ−インピーダンスプローブ（１２）を設け、並列の上記直列接続エレメント（１３，１４）が低抵抗（１５，１６，１８）の直列部に接続されること、ｉｉ）上記プローブ（１２）の出力部を接地すること、１１１）上記プローブの出力部（２０，２１）に出力電圧信号を作り出し、もつばら上記低抵抗（１３）の直列部を横切り、上記高抵抗（１４）の直列部と直列になった上記低抵抗（１５，１６，１８）の直列部をも横切る電圧の代表的ものを作り出すために、上記プローブ（１２）の入力部（９）を上記電線（１１）、或は電気機器に接続すること、ｉｖ）上記出力電圧信号が高インピーダンス源、或は低インピーダンス源から生じているか否かを決めるために、プローブ出力部（２０，２１）にて上記出力電圧信号を代数的に処理すること、■）上記出力電圧信号が低インピーダンス源を示す予め決められたしきい値を超えたか否かを示すこと、からなる方法。

７、上記ステップ（ｉ）が、上記低い値の単一方向性のエレメントとしてダイオード（１３）の第１直列部を設け、それらを正のバイアス方向に接続し、低抵抗（１５，１６，１８）の上記直列部を横切る上記出力電圧信号が上記交流電圧の正の半周期の間、作り出されることからなる請求項６に記載の方法。

８、上記ステップ（ｉｖ）が、次の数式％式％を達成し、ここで、■、は源の電圧。

Ｚ、はインピーダンス源：そしてＩｅ、は短絡回路電流で、源のインピーダンスを決めることからなる請求項６に記載の方法。

Claims

【特許請求の範囲】

１．電線、或は電気機器に現れる事実上の交流電圧を分析して、上記交流電圧の値を決めるための電気測定装置であって、接地可能な出力部、及び分析されるべき交流電圧を受けるための入力コンタクトエレメントを有するバイーインピーダンスプローブを備え、このコンタクトエレメントが、上記交流電圧の半周期の間だけ導電性を有する低抵抗エレメントの第１直列部に接続され、上記低抵抗エレメントの第１直列部の出力部に低抵抗の直列部が接続され、高抵抗の第２直列部が上記低抵抗エレメントと並列に接続され、上記交流電圧が、上記交流電圧の他の半周期の間に高抵抗の第２直列部に上記交流電圧が現れ、測定回路が測定抵抗に結合され、上記抵抗エレメントの両直列部からの上記電圧信号を識別することが可能で、上記電圧信号が高インピーダンス源、或は低インピーダンス源から出ているか決める計算回路手段を有し、インジケータがインピーダンス源の状態を示し、アラームインジケータが低インピーダンス源の代表である予め決められたしきい値が越えられたか否かを示す電気測定装置。
２．上記低抵抗エレメントが、上記交流電圧の正の周期の間、電気を伝導するために上記コンタクトエレメントから正のバイアス方向に接続されたダイオードの直列部を備え、上記ダイオードが高電圧に耐えることができ、負の周期の間上記抵抗の第２直列部を流れる電流に比して、無視できる電流伝導性を有する請求項１に記載の装置。
３．上記低抵抗の直列部が、４メガオームの値を有し、上記高抵抗の直列部が１００又は２００メガオームの合計値を有する請求項１又は２に記載の装置。
４．上記測定回路は測定抵抗の一つの各々の側に接続された二つの入力部を有し、この測定抵抗は、直列に、そして上記低抵抗の直列部と接地された第２の測定抵抗との間に接続され、上記二つの入力部の一つは、上記正の電圧信号を受け入れ、上記負の電圧信号を阻止するための正方向にバイアスした入力ダイオードを有し、他の入力部は、上記負の電圧信号を受け入れ、上記正の電圧信号を阻止するための逆方向にバイアスした入力ダイオードを有する請求項２に記載の装置。
５．上記測定回路が、二つの上記入力部のそれぞれに接続されたスイッチ手段を備え、アナログ／ディジタル変換回路に信号を送る条件付け回路に上記正、及び負の電圧信号を直列的に送り、このアナログ／ディジタル変換回路は、上記信号が分析され、基準値と比較され、上記アラーム手段に送るための出力信号を作り出す代数回路に上記電圧信号を代表するディジタル信号を順に送り出す請求項５に記載の装置。
６．電線、或は電気機器に現れる交流電圧を分析し、上記電圧が高インピーダンス源、或は低インピーダンス源から生じているか否かを決める方法であって、ｉ）低い値の単一方向性のエレメントの第１直列部とこれと並列状態の高抵抗の第２直列部とを有するバイーインピーダンスプローブ設け、並列の上記直列接続エレメントが低抵抗の直列部に接続されること、ｉｉ）上記プローブの出力部を接地すること、ｉｉｉ）上記プローブの出力部に出力電圧信号を作り出し、もっばら上記低抵抗の直列部を横切り、上記高抵抗の直列部と直列になった上記低抵抗の直列部をも横切る電圧の代表的ものを作り出すために、上記プローブの入力部を上記電線、或は電気機器に接続すること、ｉｖ）上記出力電圧信号が高インピーダンス源、或は低インピーダンス源から生じているか否かを決めるために、プローブ出力部にて上記出力電圧信号を代数的に処理すること、ｖ）インピーダンス源の性質を示すこと、及びｖｉ）上記出力電圧信号が低インピーダンス源を示す予め決められたしきい値を超えたか否かを示すこと、からなる方法。
７．上記ステップ（ｉ）が、上記低い値の単一方向性のエレメントとしてダイオードの第１直列部を設け、それらを正のバイアス方向に接続し、低抵抗の上記直列部を横切る上記出力電圧信号が上記交流電圧の正の半周期の間、作り出されることからなる請求項６に記載の方法。
８．上記ステップ（ｉｖ）が、次の数式Ｉｃ．ｃ．＝Ｖ■／Ｚ■ を達成し、ここで、Ｖ■は源の電圧；Ｚ■はインピーダンス源；そしてＩｃ．ｃ．は短絡回路電流で、源のインピーダンスを決めることからなる請求項６に記載の方法。