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公開番号2024165934
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-28
出願番号2023082535
出願日2023-05-18
発明の名称測定装置及び測定方法
出願人横河電機株式会社,横河計測株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G01R 19/00 20060101AFI20241121BHJP(測定;試験)
要約【課題】ケーブル被覆の上から芯線にかかる被測定電圧の物理量をより高い精度で測定可能にする。
【解決手段】測定装置は、第1周波数の被測定電圧がかかる芯線に対して、第2周波数の注入電流を、絶縁体を介して注入し、前記注入電流と、前記絶縁体を介して前記芯線から漏れ出た前記被測定電圧の漏れ電流とが回路ユニットにおいて重畳してなる合成電流を取得し、前記合成電流を解析して、前記被測定電圧の寄与に基づく有効電力及び無効電力である、測定有効電力及び測定無効電力を算出し、前記測定有効電力、前記測定無効電力、前記第1周波数、前記第2周波数、前記注入電流の電圧、及び、前記漏れ電流の電流実効値に基づき、前記被測定電圧を算出し、算出した前記被測定電圧を出力する、制御部を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１周波数の被測定電圧がかかる芯線に対して、第２周波数の注入電流を、絶縁体を介して注入し、
前記注入電流と、前記絶縁体から漏れ出た前記被測定電圧の漏れ電流とからなる合成電流を取得し、
前記被測定電圧の寄与に基づく有効電力及び無効電力である測定有効電力及び測定無効電力を前記合成電流に基づき算出し、
前記測定有効電力、前記測定無効電力、前記第１周波数、前記第２周波数、前記注入電流の電圧、及び、前記漏れ電流の電流実効値に基づき前記被測定電圧を算出し、
前記被測定電圧を出力する、
制御部を備える、測定装置。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
前記制御部は、
前記測定有効電力、前記測定無効電力、前記第１周波数、及び、前記第２周波数に基づき、前記測定有効電力、及び、前記測定無効電力に対応する皮相電力を算出し、
算出した前記皮相電力、前記注入電流の電圧、及び、前記漏れ電流の電流実効値に基づき、前記被測定電圧を算出する、
請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記制御部は、
算出した前記測定有効電力、及び、前記測定無効電力の比に基づいて、前記漏れ電流の前記注入電流に対する位相を算出し、
算出した前記漏れ電流の位相を更に出力する、
請求項１に記載の測定装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記漏れ電流の寄与がある状態において回路ユニット内で前記注入電流を流して測定された、前記回路ユニットにおける有効電力及び無効電力である注入有効電力、及び、注入無効電力を測定し、
前記漏れ電流の寄与がない状態において前記回路ユニット内で前記注入電流を流して測定された、前記回路ユニットにおける有効電力及び無効電力であるオフセット有効電力、及び、オフセット無効電力を測定し、
前記注入有効電力を前記オフセット有効電力でオフセットした電力を前記測定有効電力として算出し、
前記注入無効電力を前記オフセット無効電力でオフセットした電力を前記測定無効電力として算出する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の測定装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記注入電流の寄与がない状態において、前記絶縁体を介して前記芯線から漏れ出た前記被測定電圧の前記漏れ電流の電圧を取得し、
取得した前記漏れ電流の電圧に基づき、前記漏れ電流の前記電流実効値を取得する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の測定装置。
【請求項６】
制御部を備える測定装置の測定方法であって、
前記制御部が、
第１周波数の被測定電圧がかかる芯線に対して、第２周波数の注入電流を、絶縁体を介して注入することと、
前記注入電流と、前記絶縁体を介して漏れ出た前記被測定電圧の漏れ電流とからなる合成電流を取得することと、
前記合成電流に基づき、前記被測定電圧の寄与に基づく有効電力及び無効電力である、測定有効電力及び測定無効電力を算出することと、
前記測定有効電力、前記測定無効電力、前記第１周波数、前記第２周波数、前記注入電流の電圧、及び、前記漏れ電流の電流実効値に基づき、前記被測定電圧を算出することと、
前記被測定電圧を出力することと、
を含む、測定方法。
【請求項７】
前記制御部は、
前記測定有効電力、前記測定無効電力、前記第１周波数、及び、前記第２周波数に基づき、前記測定有効電力、及び、前記測定無効電力に対応する皮相電力を算出し、
算出した前記皮相電力、前記注入電流の電圧、及び、前記漏れ電流の電流実効値に基づき、前記被測定電圧を算出する、
請求項６に記載の測定方法。
【請求項８】
前記制御部は、
算出した前記測定有効電力、及び、前記測定無効電力の比に基づいて、前記漏れ電流の前記注入電流に対する位相を算出し、
算出した前記漏れ電流の位相を更に出力する、
請求項６に記載の測定方法。
【請求項９】
前記制御部は、
前記漏れ電流の寄与がある状態において回路ユニット内で前記注入電流を流して測定された、前記回路ユニットにおける有効電力及び無効電力である注入有効電力、及び、注入無効電力を測定し、
前記漏れ電流の寄与がない状態において前記回路ユニット内で前記注入電流を流して測定された、前記回路ユニットにおける有効電力及び無効電力であるオフセット有効電力、及び、オフセット無効電力を測定し、
前記注入有効電力を前記オフセット有効電力でオフセットした電力を前記測定有効電力として算出し、
前記注入無効電力を前記オフセット無効電力でオフセットした電力を前記測定無効電力として算出する、
請求項６から８のいずれか一項に記載の測定方法。
【請求項１０】
前記制御部は、
前記注入電流の寄与がない状態において、前記絶縁体を介して前記芯線から漏れ出た前記被測定電圧の前記漏れ電流の電圧を取得し、
取得した前記漏れ電流の電圧に基づき、前記漏れ電流の前記電流実効値を取得する、
請求項６から８のいずれか一項に記載の測定方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、測定装置及び測定方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
設備の２４時間稼働及びシステム化等の進展に伴い、設備を動作させたままでのメンテナンスに対する要望が高まっている。このような設備メンテナンスの一環として、配電盤等の活線部であるネジ等に金属のクリップを接続して、活線部の電圧及び位相等を測定することが行われている。
【０００３】
配電盤の活線部は、クリップするための構造を有しておらず、また、狭い場所に密集していることが多い。そのため、活線部にクリップを接続して電圧等を測定する手法は、作業者の感電の危険を生じさせる可能性がある。クリップ時の電源短絡、クリップ脱落による短絡、及び、クリップ脱落による測定データの消失などの危険が生じる可能性もある。
【０００４】
特許文献１には、電線の芯線に印加される交流電圧を芯線に接する絶縁体を通して測定する非接触電圧測定装置が記載されている。特許文献１の構成は、予め設けられた基準コンデンサの容量を変化させて絶縁体と電極間の結合容量との間で分圧した入力信号に基づき結合容量を求め、この結合容量の値に基づき交流電圧を測定する。このような構成によれば、活線部ではなくケーブル被覆の上から芯線にかかる被測定電圧等を測定することができる。したがって、作業者の感電、短絡、及び、測定データ消失等の危険を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第４２５１９６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の構成は、被覆された電線の芯線に接する絶縁体を通して印加されている電圧等を測定する測定精度に改善の余地があった。
【０００７】
そこで、本開示は、ケーブル被覆の上から芯線にかかる被測定電圧の物理量をより高い精度で測定可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
幾つかの実施形態に係る測定装置は、
（１）第１周波数の被測定電圧がかかる芯線に対して第２周波数の注入電流を、絶縁体を介して注入し、
前記注入電流と、前記絶縁体から漏れ出た前記被測定電圧の漏れ電流とからなる合成電流を取得し、
前記被測定電圧の寄与に基づく有効電力及び無効電力である測定有効電力及び測定無効電力を前記合成電流に基づき算出し、
前記測定有効電力、前記測定無効電力、前記第１周波数、前記第２周波数、前記注入電流の電圧、及び、前記漏れ電流の電流実効値に基づき前記被測定電圧を算出し、
前記被測定電圧を出力する、
制御部を備える。
【０００９】
このように、測定装置は、被測定電圧がかかる芯線から直接信号を取得するのではなく、絶縁体を介して取得された信号に基づき被測定電圧が印加された芯線から被覆を通して流れ出る漏れ電流を測定するため、ケーブル被覆の上から被測定電圧の物理量を測定することができる。また、測定装置は、被測定電圧が印加された芯線から被覆を通して流れ出る漏れ電流の第１周波数とは異なる第２周波数の注入電力を注入し、被測定電圧の寄与に基づく有効電力及び無効電力に基づき、被測定電圧を測定する。したがって、測定装置は、周波数に基づき、活線の状態のまま、被測定電圧が印加された芯線から被覆を通して流れ出る漏れ電流と注入電流を区別して、簡易な構成により、ケーブル被覆の上から被測定電圧をより高い精度で測定することが可能である。
【００１０】
一実施形態において、
（２）（１）の測定装置において、
前記制御部は、
前記測定有効電力、前記測定無効電力、前記第１周波数、及び、前記第２周波数に基づき、前記測定有効電力、及び、前記測定無効電力に対応する皮相電力を算出し、
算出した前記皮相電力、前記注入電流の電圧、及び、前記漏れ電流の電流実効値に基づき、前記被測定電圧を算出してもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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