JPS6325569A - 高電圧の存在をモニタ−する電流検知アラ−ム装置 - Google Patents

高電圧の存在をモニタ−する電流検知アラ−ム装置

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JPS6325569A
JPS6325569A JP62124985A JP12498587A JPS6325569A JP S6325569 A JPS6325569 A JP S6325569A JP 62124985 A JP62124985 A JP 62124985A JP 12498587 A JP12498587 A JP 12498587A JP S6325569 A JPS6325569 A JP S6325569A
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current
ground
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high voltage
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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】 （産業上の利用分野） 本発明は一般に高電圧の存在をモニターする技術に関し
、より詳しくは地中の公益設備を設置するためまたはそ
の他何らかの理由で、地中を移動して地中トンネルを掘
る導電性の掘削装置を用いたシステムにおける高電圧の
存在をモニターする特定の技術に関する。
（従来の技術） 本発明は特に、１９８６年５月２２日に提出された審理
中の米国特許出項第８６６　、２４０号、名称「動力式
掘削装置を用いて地中トンネルを掘る技術」と関連して
いる。参照によってこ＼に含まれる該特許出願には、連
続的な地中トンネルを掘る全体的システムが開示されて
いる。このシステムでは、一端で掘削装置にまた他端で
地上の支持台に支持されているリールにそれぞれ接続さ
れたスラスト導管によって地中を移動する独立状の細長
い掘削装置を使用し、地上の支持台はさらに導管スラス
ト組体、掘削装置を制御する手段、及びオペレータも支
えている。掘削装置が土中を移動するにつれ、地中に埋
設された公益ラインまたはその他国様の高圧源と接触す
る恐れがあることは明らかであろう。支持台上のオペレ
ータ及びシステムの制御装置をそのような可能性から保
護するため、掘削装置と支持台は共に、生じるかもしれ
ない高圧を除去できるよう充分に接地されねばならない
。例えば、充分に大きい接地ロンドやプレート等を使え
ば上記を容易に達成でき名が、これではそのような状態
の存在がオペレータに警告されない。このため、例えば
オペレータが知りつ＼または不注意でシステムをアース
から外している間に、掘削装置が高圧ラインに接触する
と、オペレータは非常に危険な状態に陥る。
（発明が解決しようとする問題点） 上記に照らし本発明の目的は、上記の掘削装置、支持台
及び付設部品、あるいはその他いずれか導電性の装置、
支持部材または同様の手段を適切に接地する方法を提供
すると同時に、掘削装置または同様の手段が高圧源と接
触したときを検出する方法を提供することにある。
本発明の別の目的は、複雑でなく富信頼であると同時に
、経済的に得られまた使用が便利な上記のごとき方法を
提供することにある。
本発明の更に別の目的は、上記の方法を実施するための
装置で、その大部分が１つの作業位置から別の作業位置
へと運べるように充分に可搬である装置を提供すること
にある。
（問題点を解決するための手段） 後で詳述するように、こ＼に開示する特定の方法では、
対象装置またはシステムの接地路を流れる電流をモニタ
ーし、該接地路の電流レベルが接地されている高圧源の
存在に対応した所定のしきい値レベルに達したら、音響
及び／又は可視表示を与える。尚、本方法では電圧でな
く電流を検出することに注意されたい。これは、装置、
システムまたは同様の手段が適切に接地されていると、
実質上電圧が存在しないからである。
以下、本発明を図面を参照して詳しく説明する。
（実施例） 次に図面を参照して、地中の公益設備を設置するためま
たはその他何らかの理由で、地中トンネルを掘る導電性
の掘削装置を含むシステムを示した第１図にまず注目す
る。システム全体は１０で示しである。掘削装置は参照
番号１２で、トンネルは１４で表わされている。また図
示のシステムは、オペレータの支持台として機能するト
レーラ１６とスラスト軸受１８をも含む。尚全体的に示
してないが、支持台つまりトレラー上に位置し、スラス
ト導管と協働して土中を移動する掘削装置を制御する手
段が設けられている。
更に第１図を参照すると、特にトレラー１６と掘削装置
１２を含めシステム１０を構成する各種部品を、掘削装
置が不用意に電力ライン等の高圧源と接触した場合にア
ースするための接地ロンド２０またはその他適切な接地
手段が設けられている。こ−で、適切な単数または複数
の接地ケーブルが掘削装置からトレラーへと延び、掘削
装置から接地ロッド２０及びケーブル２２に至る連続し
た接地路を与える。接地路は、掘削装置１２が接触する
かもしれないどんな高圧でも少くとも無視し得るレベル
にまで減じられるよう充分に導通される。従って、掘削
装置が実際に高圧源と接触しても、電圧はシステム１０
を横切って現われない。
その代りに、接地回路網が接触した電圧源から、掘削装
置１２、トレラー１６、さらに接地ケーブル２２とロン
ド２０を経てアースに至る電流路を与える。以下述べる
ように、上記接地路を流れる電流をモニターして高圧源
の存否を指示するための本発明による装置２４が設けら
れる。
次に第２図を参照すると、本モニター装置２４が掘削装
置１２と、特に接地ロンド２０及び接地ケーブル２２を
含む接地回路網とを合わせて詳しく示しである。実用的
な実施例において、接地ケーブル２２は１１０ケーブル
で、これが図から明らかなように装置２４全体の一部を
形成する。装置２４は、接地ケーブル２２を流れる電流
を検知する適切な変圧器２６を含む。こ＼で、ケーブル
２２の一体つまり連続部分２２ａが、２次巻線２８を含
む変圧器２６用の１次巻線として機能する。接地ケーブ
ルを変圧器内に組み入れることによって、あるいは逆に
変圧器を接地ケーブル内に組み込むことによって、モニ
ター装置の設置のため接地ケーブルを切断する必要がな
くなる。この切断は、発願できない動作を注じる恐れが
ある。
接地ケーブル２２を流れる電流が、それに比例した量の
電流を２次巻線２８中に誘起せしめる。こうして誘起さ
れる電流の正確な量は、変圧器の設計に依存する。実用
的な実施例において、１次及び２次巻線の電流比は６０
：１である。
さらに第２図を参照すれば、接地ケーブル２２を流れる
電流によって変圧器２６の２次巻線２８に誘起される電
流信号が、ノイズやその他の望ましくない信号成分を取
り除くように減衰回路３０によって処理され、その後出
力端子Ｓ１に印加される。これと同時に、減衰回路３０
を構成する回路が以下明らかなように、振巾が調整可能
で、標準信号として機能する信号を供給する。両出力Ｓ
１と８２が、しきい値検出器として機能する差動増巾器
３２の２人力にそれぞれ接続されている。
このしきい値検出器は以下のように機能する。検出器へ
の８１人力における信号の振巾が標準信号人力Ｓ２の振
巾以下である限り、検出器の出力Ｓ３はゼロである。Ｓ
ｌ信号の振巾が標準信号の振巾より上昇すると、該信号
が検出器をオンとし、アラーム駆動信号として機能する
出力信号を８３に生ぜしめる。出力Ｓ３は音響アラーム
３３及び／又は可視インジケータ（不図示）に接続され
、どちらか一方または両方を駆動する。
以上説明したモニター装置２４全体において、掘削装置
１２が高圧源と接触しているかどうかを該装置が検出す
る方法について次に説明する。この検出のため、切換可
能な減衰回路３０を用い、その出力Ｓ２に現われる標準
信号の所望振巾を適切に選ぶことによって装置全体の感
度を調整できる。上記から、掘削装置１２が高圧源と接
触しない限り、接地路特に接地ケーブル２２を流れる電
流は相対的に小さく、いずれの場合にもＳ２の標準信号
を越えない信号を８１に生じるように充分に小さい。一
方、掘削装置が高圧源に接触すると、相対的に大きい電
流が接地ケーブル２２を通って流れ、Ｓ２の標準信号を
越える信号を３１に生じることにより、検出器３２から
アラーム駆動信号を８３に発生させる。
以上から、上記のモニター装置２４はトレラー１６上ま
たはその周囲のオペレータに対し、トレーラ及びトレラ
ーの接地回路網が高圧源と回路接続されているかどうか
を連続的に知らせ、実際に高圧源が存在するときにオペ
レータが接地回路網を外したりあるいはいじったりしな
いように警告できることが明らかであろう。装置２４は
特にこの目的に適するが、その他の種類の接地系を同じ
ようにモニターするのにも使える。また、第２図に関連
して説明した回路は例示を目的としてのみ与えられたも
ので、装置２４の上記機能を実施可能な任意の適切な回
路が容易に得られることも理解されるべきである。第３
図は、次に述べるテスト回路３４を含む装置２４の実用
的な実施例を概略的に示す。
モニタ−装置２４全体がいかなる時点でも正しく機能す
ることを保証するため、装置は上記のテスト回路３４を
含み得る。第２図に示すように、テスト回路２４は変圧
器２６の一部を形成するその２次巻線３６を含む。例え
ば発信器から成る適切な電流源３８が設けられて電流信
号を発生し、該電流信号が適切な処理回路４０によって
処理され、例えばボタン４２から成る適切なアクチュエ
ータを介して２次巻線３６に印加される。すなわちこう
して与えられる電流は、掘削装置工２が高圧源に接触す
ると生じる電流をシミュレートした電流を接地ケーブル
２２中に誘起するように選定される。このシミュレート
化電気信号が変圧器の２次巻線２８で検知され、モニタ
ー装置が正しい作動状態にあれば、前記の回路３０と３
２によって処理されアラーム３３及び／又は可視インジ
ケータを駆動する。
実用的な実施例において、モニター装置２４全体は比較
的小さく、容易に運搬でき、バッテリで作動可能である
。こうして、モニター装置を作業現場に運んで既設の接
地ケーブルへ容易に接続可能であるか、もしくは適合し
得る接地ケーブルをまず設置してから、モニター装置へ
相互接続可能である。実用的な装置は１２Ｖのバフテリ
　（アルカリ電池）から電力供給され、回路による消費
電流は、アラームが音を発していない待機状態において
ｏ、ｏｏｔアンペア以下である。通常の用途において、
バッテリの寿命は１年以上持続する。従って、装置用の
オン／オフスイッチは必要ない。
これは、装置が電源オフモードに放置される可能性を取
り除く、モニター装置２４用の実用的な回路は第３図に
示してあり、変圧器３６を形成する接地ケーブルの一部
２２ａと２次巻線２８．３６及びアラーム（ホーン）３
３を含む。ＵＩＡが差動増巾器として接続され、入力側
のダイオードクランプが入力保護を行う。Ｃ４、ＣＲ３
及びＣＲ４がレベルシフトとＱ１駆動のため、電荷ポン
プとして接続される。ＵＩＢがＱ２駆動用の発振器とし
て接続され、アラームテストの目的でテストコイルに電
流を流す。Ｃ２は低電力用電圧標準器で、バッテリから
の電圧出力がホーンの動作しきい値である６、７Ｖ以下
に下がると、Ｃ２の出力が高となってＣＲ６を順方向に
バイアスし、発振器を遮断する。回路の残りは、以上の
教示から自明であろう。
【図面の簡単な説明】
第１図は地中の公益設備を設置するためまたはその他何
らかの理由で、地中トンネルを掘る導電性の掘削装置を
含むシステム全体の概略図；第２図は第１図に示した掘
削装置が既設の地中公益ライン等の地中高圧源と電気的
に接触したときを検出する装置を一部はブロック図とし
て、−部は模式図として示す；及び 第３図は第２図に示した装置全体の一部を形成する部品
の実用的な実施例の概略回路図である。 １０・・・・・・地中トンネル掘削システム、１２・・
・・・・導電性掘削装置、 １４・・・・・・地中トンネル、　　１６・・・・・・
支持台、２２・・・・・・接地ケーブル手段、 ２２ａ・・・・・・接地ケーブル手段の一部（１次巻線
）、２４・・・・・・モニター手段、　２６・・・・・
・変圧器手段、２８・・・・・・モニター手段の２次巻
線、３２・・・・・・比較・アラーム駆動信号発生手段
（検出器）、 ３３・・・・・・アラーム、 ３４・・・・・・テスト手段、 ３６・・・・・・テスト手段の２次巻線、３８・・・・
・・発振信号発生手段。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、導電性の装置、構造部材等が高圧源と不用意に電気
    接触したときを検出する装置であって：（ａ）上記装置
    、構造部材等から接地点までの電気接地路を限定し、上
    記装置、構造部材等が接触するかもしれないどんな高電
    圧でも少くとも無視できるレベルにまで充分に減じる手
    段；及び （ｂ）上記接地路を流れる電流をモニターし、上記装置
    、構造部材等が高圧源と電気的に接触していることを指
    示するように充分高い所定のしきい値レベルにまでモニ
    ター電流が達したかどうかを指示する手段；を備えて成
    る装置。 ２、前記しきい値レベルより振巾の大きい電流を前記接
    地路に印加して、前記モニター手段をテストする手段と
    して機能する手段を含む特許請求の範囲第１項記載の装
    置。 ３、前記装置、構造部材等が、地中の公益設備を設置す
    るためまたはその他の何らかの理由で、地中を移動され
    て地中トンネルを掘る導電性の掘削装置と、地上に位置
    して掘削装置用の制御装置及びオペレータを支持する導
    電性の支持台とを含み、前記接地路が掘削装置、支持台
    及び両者間の導電性ケーブル手段を含む特許請求の範囲
    第２項記載の装置。 ４、前記モニター手段が、前記接地路中の電流を直接検
    知して対応した電気信号を発生する手段、該電気信号の
    大きさを前記しきい値レベルである標準信号と比較する
    手段、しきい値レベルを越える電流が検知された場合に
    アラーム駆動信号を発生する手段、及び上記アラーム駆
    動信号に応答して可聴及び／又は可視信号を発生するア
    ラームを含む特許請求の範囲第１項記載の装置。 ５、前記接地路が導電性ケーブル手段を含み、前記電流
    検知手段が、上記導電性ケーブル手段の一部を１次巻線
    として利用し且つ独自の２次巻線を備えた変圧器手段を
    含み、ケーブル手段を流れる電流が上記２次巻線内に誘
    導されて検知される特許請求の範囲第４項記載の装置。 ６、前記モニター手段をテストする手段を含み、該テス
    ト手段が発振信号を発生する手段と、前記導電性ケーブ
    ル手段上の障害電流を変圧器手段を介した誘導によって
    シミュレートする変圧器手段の変圧器２次巻線形成部分
    とを含み、上記シミュレート化電流が変圧器手段の前記
    第１の２次巻線形成部分によって検知される特許請求の
    範囲第５項記載の装置。 ７、地中の公益設備を設置するためまたはその他の何ら
    かの理由で、導電性の掘削装置が地中を移動されて地中
    トンネルを掘るシステムにおいて、上記掘削装置が既設
    の地中公益ライン等地中の高圧源と電気的に接触したと
    きを判定する装置で： （ａ）上記掘削装置から接地点までの電気接地路を限定
    し、上記掘削装置が接触するかもしれないどんな高電圧
    でも少くとも無視できるレベルにまで充分に減じる手段
    ；及び （ｂ）上記接地路を流れる電流をモニターし、上記接地
    路の電流レベルが所定のしきい値レベルに達したかどう
    かを指示して、上記掘削装置が高圧源と電気的に接触し
    ていることを指示する手段；を備えて成る装置。 ８、前記接地路限定手段が掘削装置から接地レベルへと
    延びた接地ケーブル手段を含む特許請求の範囲第７項記
    載の装置。 ９、前記接地路限定手段が、オペレータ及び掘削装置を
    制御する手段用の構造支持体として機能する地上の支持
    台を含む特許請求の範囲第８項記載の装置。 １０、導電性の装置、構造部材等が高圧源と不用意に電
    気接触したときを検出する方法であって：（ａ）上記装
    置、構造部材等から接地点までの電気接地路を限定し、
    上記装置、構造部材等が接触するかもしれないどんな高
    電圧でも少くとも無視できるレベルにまで充分に減じる
    ステップ；及び （ｂ）上記接地路を流れる電流をモニターし、上記装置
    、構造部材等が高圧源と電気的に接触していることを指
    示するように充分高い所定のしきい値レベルにまでモニ
    ター電流が達したかどうかを指示するステップ；を含ん
    で成る方法。 １１、前記しきい値レベルより振巾の大きい電流を前記
    接地路に印加して、前記モニター手段をテストするステ
    ップを含む特許請求の範囲第１０項記載の方法。 １２、前記モニターステップが、前記接地路中の電流を
    直接検知して対応した電気信号を発生するステップ、該
    電気信号の大きさを前記しきい値レベルである標準信号
    と比較するステップ、及びしきい値レベルを越える電流
    が検知された場合にアラーム駆動信号を発生するステッ
    プを含む特許請求の範囲第１０項記載の方法。 １３、地中の公益設備を設置するためまたはその他の何
    らかの理由で、導電性の掘削装置が地中を移動されて地
    中トンネルを掘るシステムにおいて、上記掘削装置が既
    設の地中公益ライン等地中の高圧源と電気的に接触した
    ときを判定する方法で： （ａ）上記掘削装置から接地点までの電気接地路を限定
    し、上記掘削装置が接触するかもしれないどんな高電圧
    でも少くとも無視できるレベルにまで充分に減じるステ
    ップ；及び （ｂ）上記接地路を流れる電流をモニターし、上記接地
    路の電流レベルが所定のしきい値レベルに達したかどう
    かを指示して、上記掘削装置が高圧源と電気的に接触し
    ていることを指示するステップ；を含んで成る方法。
JP62124985A 1986-05-22 1987-05-21 高電圧の存在をモニタ−する電流検知アラ−ム装置 Pending JPS6325569A (ja)

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