JP2020112460A

JP2020112460A - 容量性電圧測定装置

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Publication number: JP2020112460A
Application number: JP2019004064A
Authority: JP
Inventors: 稔登荒井; Naruto Arai; 岡本　健; Takeshi Okamoto; 健岡本; 潤加藤; Jun Kato
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2019-01-15
Filing date: 2019-01-15
Publication date: 2020-07-27
Anticipated expiration: 2039-01-15
Also published as: US11674990B2; WO2020149135A1; JP7071645B2; US20220057442A1

Abstract

【課題】ケーブルに生じる電磁妨害波の対地電圧を簡便に測定する。【解決手段】対地容量測定機構１０は、同一高度で大地に対向配置された第１電極１１及び第２電極１２と、発振回路１３からの出力信号によって第１電極１１と第２電極１２の間に接続された第１抵抗１４に生じる電圧を測定する第１電圧測定器１５と、を備え、対地電圧測定機構３０は、第１電極１１及び第２電極１２と同一高度で大地に対向配置されたＧＮＤ電極３１と、ＧＮＤ電極３１と測定対象のケーブル芯線１０６に接触させるプローブ３４との間に接続された第２抵抗３２に生じる電圧を測定する第２電圧測定器３３と、を備え、演算機構５０は、対地容量測定機構１０と対地電圧測定機構３０とでそれぞれ測定された各電圧のデータをもとに、ケーブルに生じる電磁妨害波の対地電圧を算出する演算装置５１を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ケーブル上に生じる電磁妨害波の対地電圧を測定する技術に関する。

電源装置内部のスイッチング回路等から生じる電磁妨害波が通信線や電力線といったケーブルを伝搬して通信装置や電子機器に侵入することで、例えば被害装置が通信装置であればフレームロスや通信断といった故障が生じる。

電磁妨害波がケーブル上を伝搬する場合、そのリターンパスが大地や大地と見なせる大きな面積を持つ導電体となる場合が多いので、故障原因が電磁妨害波かどうかの切り分けを行うため、また、電磁妨害波を発生している機器を探索するために、電磁妨害波の対地電圧を測定することが必要である。

一般的に、対地電圧を測定するには、非特許文献１のように、オシロスコープ等の測定器を接地し、パッシブプローブを測定したい点に接触させて測定する。その他、非特許文献２のように、外導体を接地した非接触の容量性電圧プローブでケーブルをクランプすることで測定する。

図９に、例として対地電圧をオシロスコープ１０１とパッシブプローブ１０２を用いて測定する概略図を示す。この例では、第１装置１０３と第２装置１０４との間に接続されたケーブル１０５を測定対象としてケーブル芯線１０６にパッシブプローブ１０２を接触させ、床面１０７を介して大地１０８に接地させたオシロスコープ１０１でケーブル１０５に生じる電磁妨害波の対地電圧を測定する。なお、実際には、接地はオシロスコープ１０１内の電源の接地極等を通して取られる。

このように、従来では、測定器又はプローブの接地を取ることで基準電位とし、ケーブル上に生じる電磁妨害波の対地電圧の測定を行っていた。

"Probing Techniques for Accurate Voltage Measurements on Power Converters with Oscilloscope"、Tektronix、［online］、［2019年1月7日検索］、インターネット＜URL：https://www.tek.com/document/application-note/probing-techniques-accurate-voltage-measurements-power-supplies-oscillosco＞ Ryuichi Kobayashi、外５名、"A Novel Non-contact Capacitive Probe for Common-Mode Voltage Measurement"、IEICE TRANS. COMMUN.、Vol.E90-B、No.6、2007年6月、p.1329-p.1337

しかしながら、電磁妨害波の対地電圧を測定する際に、プローブ又は測定器を接地する必要があるため、接地を取るという作業を作業者に課すという課題があった。また、接地が取れない環境下では、測定器の基準電位が不明となり、仮にプローブを測定対象のケーブルに接触させたとしても、測定器に表示される測定結果は対地電圧ではなくなるため、正確な測定そのものが不可能である。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、ケーブルに生じる電磁妨害波の対地電圧を簡便に測定することを目的とする。

本発明の容量性電圧測定装置は、対地容量測定機構と、対地電圧測定機構と、演算機構と、を備えた容量性電圧測定装置において、前記対地容量測定機構は、同一高度で大地に対向配置された２つの電極と、発振回路からの出力信号によって前記２つの電極の間に接続された抵抗体に生じる電圧を測定する電圧測定器と、を備え、前記対地電圧測定機構は、前記２つの電極と同一高度で前記大地に対向配置されたグランド電極と、前記グランド電極と測定対象のケーブルに接触させるプローブとの間に接続された抵抗体に生じる電圧を測定する電圧測定器と、を備え、前記演算機構は、前記対地容量測定機構と前記対地電圧測定機構とでそれぞれ測定された各電圧のデータをもとに、前記ケーブルに生じる電磁妨害波の対地電圧を算出する演算装置を備える、ことを特徴とする。

本発明の容量性電圧測定装置は、対地容量測定機構と、対地電圧測定機構と、演算機構と、を備えた容量性電圧測定装置において、前記対地容量測定機構は、同一高度で大地に対向配置された２つの下部電極と、前記２つの下部電極の上に、前記対地容量測定機構に乗る作業者との間を容量性で接続するために前記作業者に対向配置された上部電極と、発振回路からの出力信号が前記上部電極をグランドとして前記２つの下部電極の間に接続された抵抗体に出力されることによって前記抵抗体に生じる電圧を測定する電圧測定器と、を備え、前記対地電圧測定機構は、前記２つの下部電極と同一高度で前記大地に対向配置された下部電極と、当該下部電極の上に、前記対地電圧測定機構に乗る前記作業者との間を容量性で接続するために前記作業者に対向配置された上部電極と、前記作業者が測定対象のケーブルを掴んだときに当該下部電極と当該上部電極との間に接続された抵抗体に生じる電圧を測定する電圧測定器と、を備え、前記演算機構は、前記対地容量測定機構と前記対地電圧測定機構とでそれぞれ測定された各電圧のデータをもとに、前記ケーブルに生じる電磁妨害波の対地電圧を算出する演算装置を備える、ことを特徴とする。

本発明によれば、ケーブルに生じる電磁妨害波の対地電圧を簡便に測定できる。

実施例１に係る容量性電圧測定装置の概略図を示す図である。対地容量測定機構の回路図を示す図である。第１抵抗に生じる電圧変化を解析した回路解析結果の例を示す。実施例１に係る対地電圧の算出方法のフローチャートを示す図である。実施例２に係る容量性電圧測定装置の概略図を示す図である。作業者及び測定対象のケーブルを含む測定の様子全体の回路図を示す図である。第３抵抗に生じる電圧変化を解析した回路解析結果の例を示す。実施例２に係る対地電圧の算出方法のフローチャートを示す図である。従来の対地電圧の測定方法の概略図を示す図である。

本発明では、ケーブルに生じる電磁妨害波の対地電圧を、測定器のグランドの対地容量を見積もることで間接的に測定する。具体的に、本発明で提案する手法は、対地電圧測定機構のグランド面と電磁妨害波のリターンパスとなっている大地面との間の容量成分を、大地に向かい合うように設置する高度が同じ２つの電極を持つ対地容量測定機構を用いて間接的に求めることで、接地を取っていない対地電圧測定機構で測定される電圧を実際の対地電圧に校正する手法である。これにより、測定器の接地を取らずに、電磁妨害波の対地電圧を測定できるようになり、ケーブルに生じる電磁妨害波の対地電圧を簡便に測定可能となる。

大地面との容量成分を間接的に求める方法は、実施例１では、大地と向かい合うように設置される２つの電極を持つ対地容量測定機構を用いて行うものであり、実施例２では、大地と向かい合うように設置される２つの下部電極と、作業者と向き合うように設置される１つの上部電極と、を持つ対地容量測定機構を用いて行うものである。以下、２つの実施例１，２について具体的に説明する。

＜実施例１＞
図１は、実施例１に係る容量性電圧測定装置１の概略図を示す図である。容量性電圧測定装置１は、対地容量測定機構１０と、対地電圧測定機構３０と、演算機構５０と、を備えて構成される。

対地容量測定機構１０は、主として、第１電極１１と、第２電極１２と、発振回路１３と、第１抵抗１４と、第１電圧測定器１５と、を備えて構成される。第１電極１１と第２電極１２とを、同じ高度で大地と向かい合うように配置する。これにより、大地と第１電極１１とは容量的に接続され、大地と第２電極１２とも容量的に接続される。また、第１電極１１と第２電極１２との間に、発振回路１３と第１抵抗１４とを直列に接続する。

そして、対地容量測定機構１０では、発振回路１３から出力された正弦波信号によって第１抵抗１４に生じる電圧を第１電圧測定器１５で測定し、測定した電圧の電圧データを演算機構５０の演算装置５１に送信する。電圧データの送信は、有線又は無線の通信ネットワークを用いて行う。

対地電圧測定機構３０は、主として、ＧＮＤ電極３１と、第２抵抗３２と、第２電圧測定器３３と、測定対象のケーブル１０５のケーブル芯線１０６に接触させるプローブ３４と、を備えて構成される。ＧＮＤ電極３１を、対地容量測定機構１０の第１電極１１及び第２電極１２と同じ高度で大地と向かい合うように配置する。これにより、大地とＧＮＤ電極３１とは容量的に接続される。また、ＧＮＤ電極３１とプローブ３４との間に第２抵抗３２を接続する。

そして、対地電圧測定機構３０では、ケーブル芯線１０６にプローブ３４を接触させることで第２抵抗３２に生じる電圧を第２電圧測定器３３で測定して演算機構５０の演算装置５１に送信する。電圧データの送信は、有線又は無線の通信ネットワークを用いて行う。なお、プローブ３４については、ケーブル芯線１０６にプローブ３４を接触させない容量性電圧プローブを用いても構わない。

演算機構５０は、主として、演算装置５１と、モニタ５２と、を備えて構成される。演算装置５１は、対地容量測定機構１０と対地電圧測定機構３０とからそれぞれ受けとった電圧データをもとに、測定対象であるケーブル芯線１０６のケーブルに生じている電磁妨害波の対地電圧を算出し、算出した対地電圧の値をモニタ５２に表示する。

次に、対地電圧の算出方法について具体的に説明する。

図２は、対地容量測定機構１０の回路図を示す図である。発振回路１３から既知の電圧及び周波数の正弦波信号を出力した場合、第１電極１１と第２電極１２とでの各対地容量１６，１７によって、第１抵抗１４に生じる電圧が変化する。図３に、第１抵抗１４に生じる電圧変化を解析した回路解析結果の例を示す。図３に示したように、第１抵抗１４に生じる電圧は、第１電極１１と第２電極１２とが大地にそれぞれ近ければ近いほど（対地容量が大きくなるほど）大きくなる傾向を示す。

ここで、第１電極１１と第２電極１２とを同じ面積とし、図２に示したように、対地容量１６，１７の対地容量をＣ、第１抵抗１４の抵抗をＲとする。また、発振回路１３から周波数ｆ、電圧Ｖの正弦波信号を出力インピーダンスＲｏｕｔで出力するとする。この場合に第１抵抗１４に生じる電圧をＶ１とすると、Ｖ１は式（１）のように示される。

ここで、対地容量Ｃ以外の変数は全て設計者が決定できる値であるため、Ｖ１を測定することで第１電極１１と第２電極１２との各対地容量Ｃを計算で求めることができる。この計算は演算装置５１で行う。

その一方で、図示しないが、対地電圧測定機構３０のＧＮＤ電極３１の対地容量をＣｇとする。対地容量Ｃｇは、第１電極１１又は第２電極１２とＧＮＤ電極３１との面積比を用いて、演算装置５１にて算出することができる。例えば、対地電圧測定機構３０のＧＮＤ電極３１と第１電極１１又は第２電極１２との面積比が１：ａであれば、Ｃｇ＝ａＣとなる。

そして、対地電圧測定機構３０のＧＮＤ電極３１と大地との間の対地容量Ｃｇがわかれば、対地電圧測定機構３０の第２抵抗３２に生じる電圧からプローブ３４に接触させる測定対象のケーブルに生じている電磁妨害波の対地電圧を計算することができる。

ここで、ケーブルに生じている対地電圧をＶｃ、第２抵抗３２に生じている電圧をＶ２、第２抵抗３２をＲ２、プローブ３４のインピーダンスをＺｐとすると、対地電圧測定機構３０のＧＮＤ電極３１と大地との間の対地容量Ｃｇから対地電圧Ｖｃを求める式は、式（２）である。なお、ωは測定対象のケーブルに生じている対地電圧Ｖｃの角周波数である。

この計算は演算装置５１で行う。演算装置５１で算出したケーブルに生じている対地電圧の計算結果をモニタ５２に示すことで作業者に伝える。

次に、対地電圧の算出方法を処理フローに沿って説明する。図４は、実施例１に係る対地電圧の算出方法のフローチャートを示す図である。

ステップＳ１０１，Ｓ１０２；
まず、対地容量測定機構１０は、発振回路１３から周波数ｆ、電圧Ｖの正弦波信号を出力し、第１抵抗１４に生じる電圧Ｖ１を第１電圧測定器１５で測定して、測定した電圧Ｖ１の電圧データを演算機構５０に送信する。

ステップＳ１０３；
次に、演算機構５０は、演算装置５１で、対地容量測定機構１０から送信された電圧Ｖ１と、設計者が決定していた第１抵抗１４の抵抗Ｒと、正弦波信号の周波数ｆ及び電圧Ｖと、正弦波信号の出力インピーダンスＲｏｕｔと、を式（１）に代入して、第１電極１１の対地容量Ｃ（＝第２電極１２の対地容量Ｃ）を算出する。そして、演算機構５０は、対地電圧測定機構３０のＧＮＤ電極３１と第１電極１１（又は第２電極１２）との面積比に基づき、ＧＮＤ電極３１の対地容量Ｃｇを算出する。上述したように、対地電圧測定機構３０のＧＮＤ電極３１と第１電極１１（又は第２電極１２）との面積比が１：ａであれば、Ｃｇ＝ａＣとなる。

ステップＳ１０４，Ｓ１０５；
一方、対地電圧測定機構３０は、作業者によってプローブ３４が測定対象のケーブルに接続されたタイミングで、第２抵抗３２に生じる電圧Ｖ２を第２電圧測定器３３で測定し、測定した電圧Ｖ２の電圧データを演算機構５０に送信する。

ステップＳ１０６，Ｓ１０７；
その後、演算機構５０は、演算装置５１で、ステップＳ１０３で算出したＧＮＤ電極３１の対地容量Ｃｇと、ステップＳ１０５で対地電圧測定機構３０から送信された電圧Ｖ２と、設計者が決定していた第２抵抗３２の抵抗Ｒ２と、プローブ３４のインピーダンスＺｐと、を式（２）に代入して、測定対象のケーブルに生じている電磁妨害波の対地電圧Ｖｃを算出する。その後、演算機構５０は、算出した対地電圧Ｖｃをモニタ５２に表示する。

＜実施例２＞
実施例２は、実施例１よりも作業者の測定の利便性を高めることを狙った実施例である。図５は、実施例２に係る容量性電圧測定装置１の概略図を示す図である。図６は、作業者７０と及び測定対象のケーブル１０５（ノイズ源）を含む測定の様子全体の回路図を示す図である。実施例２においても基本構成は実施例１と同じであり、容量性電圧測定装置１は、対地容量測定機構１０と、対地電圧測定機構３０と、演算機構５０と、を備えて構成される。

対地容量測定機構１０及び対地電圧測定機構３０は、それぞれの上に作業者である人が乗ることを前提に用いられ、例えば、左右の靴の形状に実装され、靴底内部に配置される。また、実施例２において作業者は、測定対象のケーブル１０５にプローブを接触させるのではなく、被覆上からケーブル１０５を手で掴むことで対地電圧を測定する。なお、演算機構５０は、対地容量測定機構１０と対地電圧測定機構３０とのどちらかと一体化していても、どちらから分離していても構わない。

対地容量測定機構１０は、主として、第１上部電極１８と、第１下部電極１９と、第２下部電極２０と、第３抵抗２１と、発振回路１３と、第１電圧測定器１５と、を備えて構成される。実施例１と同様に、第１下部電極１９と第２下部電極２０とを、同じ高度で大地と向かい合うように配置する。

作業者７０が対地電圧を測定したいケーブル１０５を掴むと、図６に示したように、作業者７０はケーブル１０５と一定のインピーダンス７１で接続される。また、作業者７０自体をノードとして捉えると、作業者７０と第１上部電極１８とは容量的に接続され（図６の容量７２）、作業者７０と第２上部電極３５とも容量的に接続される（図６の容量７３）。

対地容量測定機構１０では、発振回路１３の出力端子が第２下部電極２０に接続され、発振回路１３のＧＮＤ端子が第１上部電極１８に接続される。また、発振回路１３のＧＮＤ端子は第３抵抗２１の一方の端子に接続され、第３抵抗２１のもう一方の端子は第１下部電極１９に接続される。

そして、対地容量測定機構１０では、発振回路１３から出力された正弦波信号によって第３抵抗２１に生じる電圧を第１電圧測定器１５で測定し、測定した電圧の電圧データを演算機構５０の演算装置５１に送信する。電圧データの送信は、演算機構５０が対地容量測定機構１０と一体化されていない場合は無線の通信ネットワークを用いて行い、一体化されている場合は有線又は無線の通信ネットワークを用いて行う。

対地電圧測定機構３０は、主として、第２上部電極３５と、第３下部電極３６と、第４抵抗３７と、第２電圧測定器３３と、を備えて構成される。実施例１と同様に、第３下部電極３６を、対地容量測定機構１０の第１下部電極１９及び第２下部電極２０と同じ高度で大地と向かい合うように配置する。

そして、対地電圧測定機構３０では、作業者７０がケーブル１０５を掴んだ際に第４抵抗３７に生じる電圧を第２電圧測定器３３で測定し、測定した電圧の電圧データを演算機構５０の演算装置５１に送信する。電圧データの送信は、演算機構５０が対地電圧測定機構３０と一体化されていない場合は無線の通信ネットワークを用いて行い、一体化されている場合は有線又は無線の通信ネットワークを用いて行う。

演算機構５０は、主として、演算装置５１と、モニタ５２と、を備えて構成される。演算装置５１は、対地容量測定機構１０と対地電圧測定機構３０とからそれぞれ受けとった電圧データをもとに、測定対象のケーブル１０５に生じている電磁妨害波の対地電圧（図６における点Ｐの電圧）を算出し、算出した対地電圧の値をモニタ５２に表示する。

次に、対地電圧の算出方法について具体的に説明する。

対地容量測定機構１０において、発振回路１３から既知の電圧及び周波数の正弦波信号を出力した場合、第１下部電極１９、第２下部電極２０、第１上部電極１８の各対地容量２２〜２４によって、第３抵抗２１に生じる電圧が変化する。図７に、第３抵抗２１に生じる電圧変化を解析した回路解析結果の例を示す。図７に示したように、第３抵抗２１に生じる電圧は、第１下部電極１９、第２下部電極２０、第１上部電極１８が大地にそれぞれ近ければ近いほど（対地容量が大きくなるほど）大きくなる傾向を示す。

第３抵抗２１に生じる電圧は、第１下部電極１９、第２下部電極２０、第１上部電極１８の大地からの高度によって一意に定まる。また、第１下部電極１９、第２下部電極２０の対地容量２３，２４は、実施例１と同様に、対地電圧測定機構３０の第３下部電極３６の対地容量３８と比例関係を持つため、演算装置５１にて、第３抵抗２１に生じる電圧から第３下部電極３６の対地容量３８（Ｃ３）を間接的に計算することができる。

そして、測定したい手点Ｐの対地電圧Ｖｃは、作業者７０がケーブル１０５を掴む部分のインピーダンス７１（Ｚｈ）、作業者７０と対地電圧測定機構３０の第２上部電極３５との間の容量７３（Ｃｈ）、第２上部電極３５と第３下部電極３６との間の容量３９（Ｃｒ）と第４抵抗３７（Ｒ４）とによる並列回路、第３下部電極３６の対地容量３８（Ｃ３）によって分圧される。

このうち、作業者７０がケーブルを掴む部分のインピーダンス７１（Ｚｈ）は掴むケーブルの太さ、被覆の厚みなどによって決まる値であり、作業者７０と第２上部電極３５との間の容量７３（Ｃｈ）、第２上部電極３５と第３下部電極３６との間の容量３９（Ｃｒ）、第４抵抗３７（Ｒ４）は、設計者が決定できる値であり、第３下部電極３６の対地容量３８は、対地容量測定機構１０での測定結果から演算装置５１で計算できる値である。そこで、作業者７０がケーブル１０５を掴んだ際に第４抵抗３７に生じる電圧（Ｖ４）を演算装置５１に送信すれば、測定したい対地電圧Ｖｃを演算装置５１で算出することができる。

ここで、第４抵抗３７に生じている電圧Ｖ４、第４抵抗３７の抵抗Ｒ４、作業者７０がケーブル１０５を掴む部分のインピーダンスＺｈ、作業者７０と第２上部電極３５との間の容量Ｃｈ、第２上部電極３５と第３下部電極３６との間の容量Ｃｒ、第３下部電極３６の対地容量Ｃ３から、測定したい点Ｐの対地電圧Ｖｃを求める式は、式（３）である。なお、ωは測定対象のケーブル１０５に生じている対地電圧Ｖｃの角周波数である。

この計算は演算装置５１で行う。演算装置５１で算出したケーブル１０５に生じている対地電圧の計算結果をモニタ５２に示すことで作業者に伝える。

次に、対地電圧の算出方法を処理フローに沿って説明する。図８は、実施例２に係る対地電圧の算出方法のフローチャートとして示す。

ステップＳ２０１，Ｓ２０２；
まず、対地容量測定機構１０は、発振回路１３から周波数ｆ、電圧Ｖの正弦波信号を出力し、第３抵抗２１に生じる電圧Ｖ３を第１電圧測定器１５で測定して、測定した電圧Ｖ３の電圧データを演算機構５０に送信する。

ステップＳ２０３；
次に、演算機構５０は、演算装置５１で、対地容量測定機構１０から送信された電圧Ｖ３と、設計者が決定していた第３抵抗２１の抵抗Ｒと、正弦波信号の周波数ｆ及び電圧Ｖと、正弦波信号の出力インピーダンスＲｏｕｔと、を用いて、第１下部電極１９の対地容量２３（Ｃ）（＝第２下部電極２０の対地容量２４（Ｃ））を算出する。そして、演算機構５０は、第１下部電極１９の対地容量２３（又は第２下部電極２０の対地容量２４）と第３下部電極３６の対地容量３８との一定の比例関係に基づき、第３下部電極３６の対地容量３８（Ｃ３）を算出する。

ステップＳ２０４，Ｓ２０５；
一方、対地電圧測定機構３０は、作業者７０がケーブル１０５を掴んだタイミングで、第４抵抗３７に生じる電圧Ｖ４を第２電圧測定器３３で測定し、測定した電圧Ｖ４の電圧データを演算機構５０に送信する。

ステップＳ２０６，Ｓ２０７；
その後、演算機構５０は、演算装置５１で、ステップＳ２０３で算出した第３下部電極３６の対地容量Ｃ３と、ステップＳ２０５で対地電圧測定機構３０から送信された電圧Ｖ４と、第４抵抗３７の抵抗Ｒ４と、作業者７０がケーブル１０５を掴む部分のインピーダンスＺｈと、作業者７０と第２上部電極３５との間の容量Ｃｈと、第２上部電極３５と第３下部電極３６との間の容量Ｃｒと、を式（３）に代入して、測定対象のケーブルに生じている電磁妨害波の対地電圧Ｖｃを算出する。その後、演算機構５０は、算出した対地電圧Ｖｃをモニタ５２に表示する。

＜実施例１，２の効果＞
以上説明した通り、実施例１では、対地容量測定機構１０にて第１抵抗１４に生じた電圧を用いて、演算機構５０で対地電圧測定機構３０のＧＮＤ電極３１の対地容量を求める。求めた対地容量の値を用いて、ケーブル１０５にプローブ３４を接触させた際に、対地電圧測定機構の第２抵抗３２に生じる電圧を演算機構５０でケーブル１０５の対地電圧に変換する。

また、実施例２では、対地容量測定機構１０及び対地電圧測定機構３０を靴状に実装し、作業者が履けるようにする。そのうえで、対地容量測定機構１０にて第３抵抗２１に生じた電圧を用いて、演算機構５０で対地電圧測定機構３０の第３下部電極３６の対地容量を求める。求めた対地容量の値を用いて、ケーブル１０５を作業者が掴んだ際に、対地電圧測定機構３０の第４抵抗３７に生じる電圧を演算機構５０でケーブル１０５の対地電圧に変換する。

つまり、実施例１，２によれば、測定器である対地電圧測定機構３０のＧＮＤ面の対地容量を対地容量測定機構１０で見積もり、見積もった対地容量を用いてケーブルに生じる電磁妨害波の対地電圧を間接的に測定するので、対地電圧測定機構３０において接地を取らずに対地電圧を測定できるようになり、ケーブルに生じる電磁妨害波の対地電圧を簡便に測定できる。

１…容量性電圧測定装置
１０…対地容量測定機構
１１…第１電極
１２…第２電極
１３…発振回路
１４…第１抵抗
１６，１７…対地容量
１８…第１上部電極
１９…第１下部電極
２０…第２下部電極
２１…第３抵抗
２２〜２４…対地容量
３０…対地電圧測定機構
３１…ＧＮＤ電極
３２…第２抵抗
３３…第２電圧測定器
３４…プローブ
３５…第２上部電極
３６…第３下部電極
３７…第４抵抗
３８…対地容量
３９…容量
５０…演算機構
５１…演算装置
５２…モニタ
７０…作業者
７１…インピーダンス
７２，７３…容量
１０１…オシロスコープ
１０２…パッシブプローブ
１０３…第１装置
１０４…第２装置
１０５…ケーブル
１０６…ケーブル芯線
１０７…床面
１０８…大地

Claims

対地容量測定機構と、対地電圧測定機構と、演算機構と、を備えた容量性電圧測定装置において、
前記対地容量測定機構は、
同一高度で大地に対向配置された２つの電極と、
発振回路からの出力信号によって前記２つの電極の間に接続された抵抗体に生じる電圧を測定する電圧測定器と、を備え、
前記対地電圧測定機構は、
前記２つの電極と同一高度で前記大地に対向配置されたグランド電極と、
前記グランド電極と測定対象のケーブルに接触させるプローブとの間に接続された抵抗体に生じる電圧を測定する電圧測定器と、を備え、
前記演算機構は、
前記対地容量測定機構と前記対地電圧測定機構とでそれぞれ測定された各電圧のデータをもとに、前記ケーブルに生じる電磁妨害波の対地電圧を算出する演算装置を備える、
ことを特徴とする容量性電圧測定装置。
対地容量測定機構と、対地電圧測定機構と、演算機構と、を備えた容量性電圧測定装置において、
前記対地容量測定機構は、
同一高度で大地に対向配置された２つの下部電極と、
前記２つの下部電極の上に、前記対地容量測定機構に乗る作業者との間を容量性で接続するために前記作業者に対向配置された上部電極と、
発振回路からの出力信号が前記上部電極をグランドとして前記２つの下部電極の間に接続された抵抗体に出力されることによって前記抵抗体に生じる電圧を測定する電圧測定器と、を備え、
前記対地電圧測定機構は、
前記２つの下部電極と同一高度で前記大地に対向配置された下部電極と、
当該下部電極の上に、前記対地電圧測定機構に乗る前記作業者との間を容量性で接続するために前記作業者に対向配置された上部電極と、
前記作業者が測定対象のケーブルを掴んだときに当該下部電極と当該上部電極との間に接続された抵抗体に生じる電圧を測定する電圧測定器と、を備え、
前記演算機構は、
前記対地容量測定機構と前記対地電圧測定機構とでそれぞれ測定された各電圧のデータをもとに、前記ケーブルに生じる電磁妨害波の対地電圧を算出する演算装置を備える、
ことを特徴とする容量性電圧測定装置。