JP2007198974A - 漏洩電流測定補助装置および漏洩電流測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来より広く使用されている安価なクランプメータを利用して電路の漏洩電流の抵抗成分を測定できるようにする。
【解決手段】本発明の漏洩電流測定補助装置は、筐体部１０と、筐体部の内部に収納されている容量成分キャンセル回路と、一端が筐体部の外部に出ておりかつ電路に接続可能となっており、他端が筐体部の内部の容量成分キャンセル回路に接続されている第１および第２の電圧入力線２０ａ，２０ｂと、両端が筐体部１０の内部の容量成分キャンセル回路に接続されておりかつ少なくとも一部が筐体部１０の外部に出ている電流出力線３０とを備え、容量成分キャンセル回路は、第１および第２の電圧入力線２０ａ，２０ｂ間の電圧を検出し、検出した電圧の位相から所定の角度αずれた位相の電流を生成し、生成した電流を所定倍に増幅して電流出力線３０に供給する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電路の漏洩電流をクランプメータで測定する際に用いられる装置およびこの装置を用いた漏洩電流測定方法に関する。

電路の絶縁状態を活線にて判定する手法としてクランプメータによる漏洩電流測定がある。しかし、通常用いられるクランプメータによる漏洩電流測定では、電路に存在する静電容量の影響を受け、本来測定すべき漏洩電流の抵抗成分だけでなく静電容量成分も含む漏洩電流が測定されてしまう。このため、漏洩電流の抵抗成分のみを測定する方法として、低周波を注入する方式、電路の電圧位相を基準に演算する方式などが考案・開発されている。

低周波を注入する方式は、接地線に商用周波数と異なる低周波の微少電圧を注入し、接地線に流れる電流を零相変流器（ＺＣＴ）によって検出する方式であり、注入点から見ると、電路のすべての対地静電容量と対地絶縁抵抗は並列に接続された形になることを利用し、ＺＣＴの出力から注入電圧と同相の電流（有効分）を分離して漏洩電流の抵抗成分を求めるものである。

一方、電路の電圧位相を基準に演算する方式は、電路の電圧を検出して、位相を９０°ずらすなどして、漏洩電流の容量成分を打ち消す、または、直接漏洩電流の抵抗成分を算出する方式である。
特許第３５４５８８６号公報 特開２００３−２５５０１１号公報 特開２００３−２３２８２６号公報 特許第３４０５４０７号公報 特開２００２−２９６３１１号公報 特開２００２−４００７９号公報 特開平１０−２２１３９７号公報 特開平９−８００９５号公報 特公平８−１４５９３号公報

上述の低周波を注入する方式は装置が高価で大型になる。一方、電路の電圧位相を基準に演算する方式は、低周波注入方式と比べると安価でコンパクトであるが、いずれも零相電流と電路電圧を取り込んで処理する回路が一体化されており、漏洩電流の抵抗成分だけを測定する機能を有していないクランプメータと比べると高価なものになっている。

本発明による容量成分キャンセル回路は、
交流回路の漏洩電流の静電容量成分をキャンセルするための電流を生成する回路であって、
前記交流回路からの入力電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部により検出された電圧の位相から所定の角度ずれた位相の電流を生成する電流生成部と、
前記電流生成部により生成された電流を所定倍に増幅して電流出力線に供給する増幅部とを備えている、
ことを特徴とする。

本発明による漏洩電流測定補助装置は、
交流回路の漏洩電流測定に使用する装置であって、
筐体部と、
前記筐体部の内部に収納されている容量成分キャンセル回路と、
一端が前記筐体部の外部に出ておりかつ電路に接続可能となっており、他端が前記筐体部の内部の容量成分キャンセル回路に接続されている第１および第２の電圧入力線と、
両端が前記筐体部の内部の容量成分キャンセル回路に接続されておりかつ少なくとも一部が前記筐体部の外部に出ている電流出力線とを備えており、
前記容量成分キャンセル回路は、
前記第１および第２の電圧入力線間の電圧を検出し、検出した電圧の位相から所定の角度ずれた位相の電流を生成し、生成した電流を所定倍に増幅して前記電流出力線に供給するものである、
ことを特徴とする。

さらに、上記漏洩電流測定補助装置において、
前記筐体部には、
ずらす角度を指定するための位相指示部が設けられており、
前記容量成分キャンセル回路は、
前記検出した電圧の位相から前記位相指示部により指定された角度ずれた位相の電流を生成する、
ことを特徴とする。

また、上記漏洩電流測定補助装置において、
前記筐体部には、
前記電流出力線に供給される電流の電流値を指定するための電流値指示部が設けられており、
前記容量成分キャンセル回路は、
前記電流値指示部により指定された電流値に応じた倍率で前記生成した電流を増幅する、
ことを特徴とする。

また、上記漏洩電流測定補助装置において、
前記電流出力線の前記筐体部の外部に出ている部分は、ｎ（ｎは正の整数）回巻きのコイル状に変形可能となっている、
ことを特徴とする。

また、上記漏洩電流測定補助装置において、
前記容量成分キャンセル回路は、
前記検出した電圧の現在の位相を検出する位相検出回路と、
前記位相検出回路により検出された位相から前記所定の角度ずれた位相の正弦波を発生させる正弦波発生回路と、
前記正弦波発生回路からの正弦波の振幅を前記所定倍に増幅して前記電流出力線に供給する増幅回路とを備えている、
ことを特徴とする。

また、上記漏洩電流測定補助装置において、
前記容量成分キャンセル回路は、
前記検出した電圧の波形から高調波成分を除去するフィルタ回路と、
前記フィルタ回路により得られた波形の位相を前記所定の角度ずらす位相変更回路と、
前記位相変更回路により得られた波形の振幅を前記所定倍に増幅して前記電流出力線に供給する増幅回路とを備えている、
ことを特徴とする。

また、上記漏洩電流測定補助装置において、
前記筐体部には、
前記電流出力線に供給される電流の向きの切り替えを指示するための方向切り替え指示部が設けられており、
前記筐体部の内部には、
前記容量成分キャンセル回路から前記電流出力線に供給される電流の位相を前記方向切り替え指示部からの指示に応じて反転させる方向切り替え部が設けられている、
ことを特徴とする。

また、上記漏洩電流測定補助装置において、
前記電流出力線の前記筐体部の外部に出ている部分は、ｎ（ｎは正の整数）回巻きのコイル状に形成されており、
前記コイルのｉ（１≦ｉ≦ｎ）巻き目の部分にタップが設けられており、
前記タップの切り替えを指示するためのタップ切り替え指示部と、
前記タップ切り替え指示部からの指示に応じて、前記コイルの一端と前記電流出力線の一端とを接続状態にしかつ前記タップと前記電流出力線の一端とを非接続状態にする、あるいは、前記コイルの一端と前記電流出力線の一端とを非接続状態にしかつ前記タップと前記電流出力線の一端とを接続状態にするタップ切り替え部とをさらに備えている、
ことを特徴とする。

本発明による漏洩電流測定方法は、
漏洩電流測定補助装置とクランプメータとを用いて電路の漏洩電流を測定する方法であって、
前記漏洩電流測定補助装置は、
筐体部と、
前記筐体部の内部に収納されている容量成分キャンセル回路と、
一端が前記筐体部の外部に出ておりかつ電路に接続可能となっており、他端が前記筐体部の内部の容量成分キャンセル回路に接続されている第１および第２の電圧入力線と、
両端が前記筐体部の内部の容量成分キャンセル回路に接続されておりかつ少なくとも一部が前記筐体部の外部に出ている電流出力線とを備えており、
前記筐体部には、
ずらす角度を指定するための位相指示部と、
前記電流出力線に供給される電流の電流値を指定するための電流値指示部とが設けられており、
前記容量成分キャンセル回路は、
前記第１および第２の電圧入力線間の電圧を検出し、検出した電圧の位相から前記位相指示部により指定された角度ずれた位相の電流を生成し、前記電流値指示部により指定された電流値に応じた倍率で前記生成した電流を増幅して前記電流出力線に供給するものであり、
前記測定方法は、
前記第１および第２の電圧入力線の一端を測定対象の電路にそれぞれ接続するステップ（ａ）と、
ずらす角度を前記測定対象の電路に応じて前記位相指示部により指定するステップ（ｂ）と、
前記測定対象の電路または当該電路の接地線と前記電流出力線の前記筐体部の外部に出ている部分とを前記クランプメータにより挟み込むステップ（ｃ）と、
前記クランプメータに表示される電流値が最小になるように、前記電流出力線に供給される電流の電流値を前記電流値指示部により指定するステップ（ｄ）とを備えている、
ことを特徴とする。

さらに、上記漏洩電流測定方法において、
前記ステップ（ｃ）では、
前記電流出力線の前記筐体部の外部に出ている部分を前記クランプメータのクランプ部の先端付近に取り付ける、
ことを特徴とする。

また、上記漏洩電流測定方法において、
前記ステップ（ｃ）では、
前記電流出力線の前記筐体部の外部に出ている部分を前記クランプメータのクランプ部に複数回巻き付ける、
ことを特徴とする。

また、上記漏洩電流測定方法において、
前記ステップ（ｂ）では、
前記測定対象の電路が単相２線式または単相３線式の場合は前記ずらす角度を９０°に指定し、前記測定対象の電路が３相３線式の場合は前記ずらす角度を１８０°に指定する、
ことを特徴とする。

本発明の漏洩電流測定補助装置および漏洩電流測定方法によれば、従来より広く使用されている安価なクランプメータ（漏洩電流の抵抗成分だけを測定する機能を有していないクランプメータ）をそのまま利用して電路の漏洩電流の抵抗成分を測定することが可能となる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図面において実質的に同じ部分には同じ参照符号を付している。

（第１の実施形態）
＜漏洩電流測定補助装置の外観＞
第１の実施形態による漏洩電流測定補助装置の外観構成を図１に示す。この漏洩電流測定補助装置は、電路の漏洩電流をクランプメータで測定する際に用いられる装置である。この装置の筐体部１０には、位相指示部としての位相切り替えスイッチ１１ａ，１１ｂと、出力電流値調整つまみ１２と、出力電流最大値切り替えスイッチ１３ａ，１３ｂ，１３ｃとが設けられている。筐体部１０の内部には容量成分キャンセル回路が収納されている。電圧入力線２０ａ，２０ｂの一端には鰐口クリップ２１ａ，２１ｂが接続されており、電圧入力線２０ａ，２０ｂの他端は筐体部１０の内部の容量成分キャンセル回路に接続されている。電流出力線３０の両端は、筐体部１０の内部の容量成分キャンセル回路に接続されている。電圧入力線２０ａ，２０ｂ、電流出力線３０は筐体部１０にワンタッチで取り付けれるような着脱式にしてもよい。位相切り替えスイッチ１１ａは、ずらす角度として１８０°を指定するためのスイッチであり、位相切り替えスイッチ１１ｂは、ずらす角度として９０°を指定するためのスイッチである。出力電流最大値切り替えスイッチ１３ａ，１３ｂ，１３ｃは、電流出力線３０に供給される電流の最大値を指定するためのスイッチである。出力電流最大値切り替えスイッチ１３ａは、電流出力線３０に供給される電流の最大値として例えば１ｍＡを指定するためのスイッチである。出力電流最大値切り替えスイッチ１３ｂは、電流出力線３０に供給される電流の最大値として例えば１０ｍＡを指定するためのスイッチである。出力電流最大値切り替えスイッチ１３ｃは、電流出力線３０に供給される電流の最大値として例えば１００ｍＡを指定するためのスイッチである。出力電流値調整つまみ１２は、電流出力線３０に供給される電流の電流値を０〜最大値（出力電流最大値切り替えスイッチ１３ａ，１３ｂ，１３ｃで指定された最大値）の間で調整する（増減させる）ためのつまみである。

＜容量成分キャンセル回路＞
筐体部１０の内部に収納されている容量成分キャンセル回路は、電圧入力線２０ａ，２０ｂ間の電圧を検出し、検出した電圧の位相から位相切り替えスイッチ１１ａ，１１ｂにより指定された角度ずれた位相の電流を生成し、この電流を出力電流値調整つまみ１２および出力電流最大値切り替えスイッチ１３ａ，１３ｂ，１３ｃにより指定された電流値に応じた倍率で増幅して電流出力線３０に供給するものである。容量成分キャンセル回路の回路例を以下に示す。

＜回路例１＞
容量成分キャンセル回路の１つめの例を図２に示す。この容量成分キャンセル回路１００は、電圧検出回路１１０と、位相検出回路１２０と、正弦波発生回路１３０と、増幅回路１４０とを備えている。電圧検出回路１１０には電圧入力線２０ａ，２０ｂが接続されている。電圧検出回路１１０は、電圧入力線２０ａ，２０ｂ間の電圧を検出して位相検出回路１２０へ出力する。位相検出回路１２０は、電圧検出回路１１０により検出された電圧の現在の位相θを検出する。正弦波発生回路１３０は位相切り替えスイッチ１１ａ，１１ｂに接続されており、位相切り替えスイッチ１１ａ，１１ｂにより指定された角度αの情報を受け取る。正弦波発生回路１３０は、位相検出回路１２０により検出された位相θから角度αずれた位相（θ−α）の正弦波を発生させる。増幅回路１４０は出力電流最大値切り替えスイッチ１３ａ，１３ｂ，１３ｃに接続されており、出力電流最大値切り替えスイッチ１３ａ，１３ｂ，１３ｃにより指定された最大値の情報を受け取る。また、増幅回路１４０は出力電流値調整つまみ１２に接続されており、０〜最大値間のどのレベルに増幅するかを示す情報を受け取る。さらに、増幅回路１４０には電流出力線３０の両端が接続されている。増幅回路１４０は、出力電流値調整つまみ１２および出力電流最大値切り替えスイッチ１３ａ，１３ｂ，１３ｃからの情報に応じて倍率Ａを決定し、正弦波発生回路１３０からの正弦波の振幅をＡ倍に増幅して電流出力線３０に供給する。なお、図２に示した容量成分キャンセル回路１００はアナログ方式で実現してもデジタル方式で実現してもよい。

＜回路例２＞
容量成分キャンセル回路の２つめの例を図３に示す。この容量成分キャンセル回路２００は、電圧検出回路１１０と、フィルタ回路２１０と、位相変更回路２２０と、増幅回路１４０とを備えている。電圧検出回路１１０には電圧入力線２０ａ，２０ｂが接続されている。電圧検出回路１１０は、電圧入力線２０ａ，２０ｂ間の電圧を検出してフィルタ回路２１０へ出力する。フィルタ回路２１０は、電圧検出回路１１０により検出された電圧の波形から高調波成分を除去する。位相変更回路２２０は位相切り替えスイッチ１１ａ，１１ｂに接続されており、位相切り替えスイッチ１１ａ，１１ｂにより指定された角度αの情報を受け取る。位相変更回路２２０は、フィルタ回路２１０により得られた波形の位相θを角度αずらして増幅回路１４０へ出力する。増幅回路１４０は、出力電流値調整つまみ１２および出力電流最大値切り替えスイッチ１３ａ，１３ｂ，１３ｃからの情報に応じて倍率Ａを決定し、位相変更回路２２０により得られた波形の振幅をＡ倍に増幅して電流出力線３０に供給する。なお、図３に示した容量成分キャンセル回路２００はアナログ方式で実現してもデジタル方式で実現してもよい。

＜漏洩電流測定方法＞
次に、第１の実施形態による漏洩電流測定方法について説明する。この測定方法は、図１に示した漏洩電流測定補助装置と、従来より広く使用されているクランプメータ（漏洩電流の抵抗成分だけを測定する機能を有していないクランプメータ）とを用いて行われる。以下では、測定対象の電路が単相２線式の場合と３相３線式の場合とについて説明する。

＜単相２線式＞
測定対象の電路が図４に示すような単相２線式である場合を例にして説明する。

まず、電圧入力線２０ａの先端に接続された鰐口クリップ２１ａを測定対象の電路の配線Ｌ（ａ）に接続し、電圧入力線２０ｂの先端に接続された鰐口クリップ２１ｂを測定対象の電路の配線Ｌ（ｂ）に接続する。また、位相切り替えスイッチ１１ｂにより、ずらす角度αとして９０°を指定する。

次に、測定対象の電路の接地線Ｌ（ｇ）と電流出力線３０とを一括してクランプメータ３００により挟み込む。

次に、クランプメータ３００に表示される電流値が最小になるように、電流出力線３０に供給される電流を出力電流値調整つまみ１２により増減させる。必要であれば、電流出力線３０に供給される電流の最大値を出力電流最大値切り替えスイッチ１３ａ，１３ｂ，１３ｃにより切り替える。

上記調整によりクランプメータ３００に表示される電流値が最小になったときの値を漏洩電流の抵抗成分Ｉｇｒとする。

次に、上記漏洩電流測定方法における測定原理について図４および図５を参照しつつ説明する。

測定対象の電路に接続されたトランスの駆動により電路に交流電流が流れている。電路には静電容量が存在しているため、電路が漏電するとその電路には抵抗成分の漏洩電流（地絡電流）Ｉｇｒに加えて静電容量成分の漏洩電流（静電容量成分）Ｉｙが流れる（図５（ａ）参照）。よって、電路の接地線Ｌ（ｇ）に流れる電流（漏洩電流Ｉｏ）は（式１）のように示される。
（Ｉｏ）＝（Ｉｇｒ）＋（Ｉｙ）…（式１）
容量成分キャンセル回路により、電流出力線３０には、トランスの電圧に対して９０°位相がずれた交流電流Ｉｄが流れる。

クランプメータ３００の測定部には、一括して挟み込んだ接地線Ｌ（ｇ）および電流出力線３０を流れる電流を合計した値が表示される。クランプメータ３００に表示される電流値は（式２）のように示される。
（表示される電流値）＝（Ｉｇｒ）＋（Ｉｙ）−（Ｉｄ）…（式２）
電流出力線３０を流れる電流Ｉｄはトランスの電圧に対して位相が９０°ずれており、電流Ｉｄは静電容量成分Ｉｙを打ち消すように作用する（図５（ｂ）参照）。このため、クランプメータ３００に表示される電流値の最小値は地絡電流Ｉｇｒの電流値を示す（図５（ｃ）参照）。

以上のように本実施形態による漏洩電流測定方法によれば、従来より広く使用されている安価なクランプメータ３００（漏洩電流の抵抗成分だけを測定する機能を有していないクランプメータ）をそのまま利用して電路の漏洩電流の抵抗成分を測定することが可能となる。

なお、測定対象の電路の電圧検出は、必ずしも線間電圧の検出により行う必要はなく、対地電圧等を利用してもよい。

＜取り付け位置＞
上記測定方法においては、クランプメータ３００のクランプ部の最も本体から離れた場所（クランプ部の先端付近）に電流出力線３０を取り付けることが望ましい（図６（ａ）参照）。これにより、容量成分キャンセル回路から発生するノイズ等がクランプメータ３００の電流値計測に与える影響を低減することができる。電流出力線３０の取り付け位置および取り付け方法の一例（マジックテープ（登録商標）で取り付け）を図６（ｂ），（ｃ）に示す。なお、取り付け方法としてはマジックテープ（登録商標）を利用したもの以外にも専用治具、テープ、クランプ等を利用したものが考えられる。

＜クランプメータによる挟み込みの別の一例＞
上記測定方法では測定対象の電路の接地線Ｌ（ｇ）と電流出力線３０とを一括してクランプメータ３００により挟み込むようにしたが、図７に示すように電路の配線Ｌ（ａ），Ｌ（ｂ）と電流出力線３０とを一括してクランプメータ３００により挟み込むようにしてもよい。

＜３相３線式＞
次に、測定対象の電路が図８に示すような３相３線式である場合の漏洩電流測定方法について説明する。

まず、電圧入力線２０ａの先端に接続された鰐口クリップ２１ａを測定対象の電路の配線Ｌ（ａ）に接続し、電圧入力線２０ｂの先端に接続された鰐口クリップ２１ｂを測定対象の電路の配線Ｌ（ｃ）に接続する。また、位相切り替えスイッチ１１ａにより、ずらす角度αとして１８０°を指定する。

次に、測定対象の電路の接地線Ｌ（ｇ）と電流出力線３０とを一括してクランプメータ３００により挟み込む。

次に、クランプメータ３００に表示される電流値が最小になるように、電流出力線３０に供給される電流を出力電流値調整つまみ１２により増減させる。必要であれば、電流出力線３０に供給される電流の最大値を出力電流最大値切り替えスイッチ１３ａ，１３ｂ，１３ｃにより切り替える。

上記調整によりクランプメータ３００に表示される電流値が最小になったときの値に２／（√３）を乗じた値を漏洩電流の抵抗成分Ｉｇｒとする。

次に、上記漏洩電流測定方法における測定原理について図８および図９を参照しつつ説明する。

測定対象の電路に接続されたトランスの駆動により電路に交流電流が流れている。電路には静電容量が存在しているため、電路が漏電するとその電路には抵抗成分の漏洩電流（地絡電流）Ｉｇｒに加えて、配線Ｌ（ａ），Ｌ（ｃ）の静電容量に応じた漏洩電流（静電容量成分）Ｉｙｏが流れる（図９（ａ）参照）。地絡電流Ｉｇｒは、配線Ｌ（ａ）と配線Ｌ（ｂ）との間の電圧Ｖａｂに対して同位相である。電路の接地線Ｌ（ｇ）に流れる漏洩電流Ｉｏの静電容量成分Ｉｙｏは、配線Ｌ（ａ）−大地間の静電容量成分Ｉｙ１と、配線Ｌ（ｃ）−大地間の静電容量成分Ｉｙ２とを合成して得られる。静電容量成分Ｉｙ１は電圧Ｖａｂに対して位相が９０°ずれており、静電容量成分Ｉｙ２は電圧Ｖｃｂに対して位相が９０°ずれている。よって、合成静電容量成分Ｉｙｏは、電圧（Ｖａｂ＋Ｖｃｂ）に対して位相が９０°ずれている。

以上より、電路の接地線Ｌ（ｇ）に流れる電流Ｉｏは（式３）のように示される。
（Ｉｏ）＝（Ｉｇｒ）＋（Ｉｙ１）＋（Ｉｙ２）
＝（Ｉｇｒ）＋（Ｉｙｏ）…（式３）
容量成分キャンセル回路により、電流出力線３０には、電圧Ｖｃａと１８０°位相のずれた電流Ｉｄが流れる。電圧Ｖｃａは電圧（Ｖａｂ＋Ｖｃｂ）に対して位相が９０°ずれているため、電流出力線３０には、電圧（Ｖａｂ＋Ｖｃｂ）に対して位相が９０°ずれた電流Ｉｄが流れる。

クランプメータ３００の測定部には、一括して挟み込んだ接地線Ｌ（ｇ）および電流出力線３０を流れる電流を合計した値が表示される。クランプメータ３００に表示される電流値は（式４）のように示される。
（表示される電流値）＝（Ｉｇｒ）＋（Ｉｙｏ）−（Ｉｄ）…（式４）
電流出力線３０を流れる電流Ｉｄは電圧（Ｖａｂ＋Ｖｃｂ）に対して位相が９０°ずれており、電流Ｉｄは静電容量成分Ｉｙｏを打ち消すように作用する（図９（ｂ）参照）。このため、クランプメータ３００に表示される電流値の最小値は地絡電流Ｉｇｒの電流値に（√３）／２を乗した値を示す（図９（ｂ）参照）。したがって、この値に２／（√３）を乗じれば地絡電流Ｉｇｒの電流値が得られる。

なお、上記測定方法においても、単相２線式電路における測定方法と同様、クランプメータ３００のクランプ部の最も本体から離れた場所（クランプ部の先端付近）に電流出力線３０を取り付けることが望ましい。また、電路の配線Ｌ（ａ），Ｌ（ｂ），Ｌ（ｃ）と電流出力線３０とを一括してクランプメータ３００により挟み込むようにしてもよい。また、測定対象の電路の電圧検出は、必ずしも線間電圧の検出により行う必要はなく、対地電圧等を利用してもよい。

（第２の実施形態）
＜漏洩電流測定補助装置の外観＞
第２の実施形態による漏洩電流測定補助装置の外観構成を図１０に示す。この漏洩電流測定補助装置は、図１に示した装置と比べて、電流出力線３０がｎ（ｎは正の整数）回巻きのコイル状に形成されている点、出力電流最大値切り替えスイッチ１３ａ，１３ｂ，１３ｃが設けられていない点が異なっている。また、出力電流最大値切り替えスイッチ１３ａ，１３ｂ，１３ｃが設けられていないことに伴い、筐体部１０の内部の容量成分キャンセル回路における増幅回路１４０は、出力電流値調整つまみ１２からの情報に応じて倍率Ａを決定するようになっている。その他の構成は図１に示した装置と同様である。電流出力線３０は、図１０に示すようなｎ（ｎは正の整数）回巻きのコイル状に人手により容易に変形可能な材料で構成されており、巻き数ｎを任意の値に変えることができる。

＜漏洩電流測定方法＞
次に、第２の実施形態による漏洩電流測定方法について説明する。この測定方法は、図１１に示した漏洩電流測定補助装置と、従来より広く使用されているクランプメータ（漏洩電流の抵抗成分だけを測定する機能を有していないクランプメータ）とを用いて行われ、第１の実施形態において説明した測定方法と基本的には同じである。異なる点は、図１１に示すように、測定対象の電路の接地線Ｌ（ｇ）と電流出力線３０とを一括してクランプメータ３００により挟み込む際に、電流出力線３０により形成されたｎ回巻きのコイルの内部を貫通するように挟み込む点である。これにより、電流出力線３０がクランプメータのクランプ部にｎ回巻かれることになり、出力電流最大値切り替えスイッチ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ（図１）を用いなくても、クランプメータ３００により検出される電流出力線３０の電流を大きくする（ｎ倍にする）ことができる。

なお、上記説明では、電流出力線３０をｎ（ｎは正の整数）回巻きのコイル状にあらかじめ変形してからクランプメータ３００により挟み込むようにしているが、クランプメータ３００により挟み込む際に人手により電流出力線３０をクランプメータ３００のクランプ部にｎ回巻き付けるようにしてもよい。

（第３の実施形態）
第１および第２の実施形態で説明した漏洩電流測定補助装置では、測定対象の電路への鰐口クリップ２１ａ，２１ｂの取り付け位置や、クランプメータ３００のクランプ部に電流出力線３０を挟み込む際の向きにより、電流出力線３０に出力される電流の位相が漏洩電流の容量成分をキャンセルする位相よりも１８０度ずれる場合がある。この場合には、電流出力線３０をクランプメータ３００から一旦取り外して、電流出力線３０の向きを変えて再度取り付け直さなければならない。第３の実施形態による漏洩電流測定補助装置では、電流出力線３０に出力される電流の位相を１８０度切り替える（反転させる）機能を設けた点を特徴とする。

第３の実施形態による漏洩電流測定補助装置の外観構成を図１２に示す。この漏洩電流測定補助装置は、図１に示した装置と比べて、筐体部１０に出力電流方向切り替えスイッチ１４が設けられている点が異なっている。出力電流方向切り替えスイッチ１４は、電流出力線３０に供給される電流の向きの切り替えを指示するためのスイッチである。なお、図１２では、図１に示した漏洩電流測定補助装置の筐体部１０に出力電流方向切り替えスイッチ１４を設けた例を示しているが、図１０に示した漏洩電流測定補助装置の筐体部１０においても同様に出力電流方向切り替えスイッチ１４が設けられる。また、図１３に示すように、筐体部１０の内部に設けられている容量成分キャンセル回路においては、増幅回路１４０と電流出力線３０との間に方向切り替え回路１５０が設けられている。なお、図１３では、図２に示した容量成分キャンセル回路に方向切り替え回路１５０を設けた例を示しているが、図３に示した容量成分キャンセル回路においても同様に増幅回路１４０と電流出力線３０との間に方向切り替え回路１５０が設けられる。図１３の方向切り替え回路１５０では、増幅回路１４０の出力が端子１４１ａ，１４１ｂに接続され、電流出力線３０の一端が分岐されて端子１５１ａおよび１５２ｂに接続され、電流出力線３０の他端が分岐されて端子１５２ａおよび１５１ｂに接続されている。方向切り替え回路１５０は、出力電流方向切り替えスイッチ１４が押されるごとに、状態Ａ（端子１４１ａと端子１５１ａとが接続されかつ端子１４１ｂと端子１５１ｂとが接続された状態）と、状態Ｂ（端子１４１ａと端子１５２ａとが接続されかつ端子１４１ｂと端子１５２ｂとが接続された状態）とを切り替える。すなわち、方向切り替え回路１５０は、状態Ａにおいて出力電流方向切り替えスイッチ１４が押されると状態Ｂに切り替え、状態Ｂにおいて出力電流方向切り替えスイッチ１４が押されると状態Ａに切り替える。これにより、出力電流方向切り替えスイッチ１４が押されるごとに、電流出力線３０に出力される電流の位相が１８０度切り替わる（反転する）。

本実施形態による漏洩電流測定補助装置を用いて行われる漏洩電流測定の流れは第１および第２の実施形態において説明したものと同様である。漏洩電流測定の際、電流出力線３０に出力される電流の位相が漏洩電流の容量成分をキャンセルする位相よりも１８０度ずれている場合には、出力電流方向切り替えスイッチ１４を押し、電流出力線３０に出力される電流の位相を１８０度切り替える（反転させる）。このように本実施形態によれば、電流出力線３０をクランプメータ３００から一旦取り外して電流出力線３０の向きを変えて再度取り付け直す必要がなくなる。

なお、電流出力線３０に出力される電流の位相を１８０度切り替える（反転させる）手段としてここでは方向切り替え回路１５０を設けた例を示したが、これに代えて、図２の正弦波発生回路１３０または図３の位相変更回路２２０で位相を１８０度ずらす（反転させる）ようにしてもよい。

（第４の実施形態）
第４の実施形態による漏洩電流測定補助装置の外観構成を図１４に示す。この漏洩電流測定補助装置は、図１０に示した装置と比べて、電流出力線３０のコイル状に形成された部分がコイル収納部４００内に収納されている点で異なっている。コイル収納部４００は、電流出力線３０により形成されているコイルの内部を貫通するようにクランプメータ３００で挟み込めるようにドーナツ状の空洞が設けられた形状になっている。また、コイル収納部４００には、出力電流倍数切り替えスイッチ４０１〜４０３が設けられている。コイル収納部４００の内部構成を図１５に示す。ここでは電流出力線３０により１００回巻きのコイルが形成されているものとする。コイルには１巻き目、１０巻き目、１００巻き目にそれぞれタップ４０１Ｔ，４０２Ｔ，４０３Ｔが設けられている。電流出力線３０の一端に接続された端子４１０とタップ４０１Ｔ，４０２Ｔ，４０３Ｔのいずれかとがタップ切り替え回路４２０により接続される。タップ切り替え回路４２０は、出力電流倍数切り替えスイッチ４０１が押された場合には端子４１０とタップ４０１Ｔとを接続し、出力電流倍数切り替えスイッチ４０２が押された場合には端子４１０とタップ４０２Ｔとを接続し、出力電流倍数切り替えスイッチ４０３が押された場合には端子４１０とタップ４０３Ｔとを接続する。このように接続を切り替えることにより、クランプメータ３００により検出される電流出力線３０の電流をそれぞれ１倍、１０倍、１００倍にすることができる。なお、電流出力線３０により形成されるコイルの巻き数、タップを設ける位置、タップ数は上述のものに限られずさまざまに変形可能である。

本発明は、従来より広く使用されている安価なクランプメータ（漏洩電流の抵抗成分だけを測定する機能を有していないクランプメータ）を利用して電路の漏洩電流の抵抗成分を測定する際に有用である。

第１の実施形態による漏洩電流測定補助装置の外観構成を示す図 容量成分キャンセル回路の構成を示すブロック図 容量成分キャンセル回路の構成を示すブロック図 測定対象の電路が単相２線式の場合における漏洩電流測定方法を説明するための図 測定対象の電路が単相２線式の場合における測定原理について説明するためのベクトル図 クランプメータへの電流出力線の取り付け位置および取り付け方法を示す図 クランプメータによる挟み込みの別の一例を示す図 測定対象の電路が３相３線式の場合における漏洩電流測定方法を説明するための図 測定対象の電路が３相３線式の場合における測定原理について説明するためのベクトル図 第２の実施形態による漏洩電流測定補助装置の外観構成を示す図 図１０に示した漏洩電流測定補助装置を用いた漏洩電流測定方法を説明するための図 第３の実施形態による漏洩電流測定補助装置の外観構成を示す図 容量成分キャンセル回路の構成を示すブロック図 第４の実施形態による漏洩電流測定補助装置の外観構成を示す図 図１４のコイル収納部４００の内部構成を示す図

符号の説明

１０ 筐体部
１１ａ 位相切り替えスイッチ（１８０°）
１１ｂ 位相切り替えスイッチ（９０°）
１２ 出力電流値調整つまみ（０〜最大値）
１３ａ 出力電流最大値切り替えスイッチ（１ｍＡ）
１３ｂ 出力電流最大値切り替えスイッチ（１０ｍＡ）
１３ｃ 出力電流最大値切り替えスイッチ（１００ｍＡ）
１４ 出力電流方向切り替えスイッチ
２０ａ，２０ｂ 電圧入力線
２１ａ，２１ｂ 鰐口クリップ
３０ 電流出力線
１００，２００ 容量成分キャンセル回路
１１０ 電圧検出回路
１２０ 位相検出回路
１３０ 正弦波発生回路
１４０ 増幅回路
１５０ 方向切り替え回路
２１０ フィルタ回路
２２０ 位相変更回路
３００ クランプメータ
４００ コイル収納部
４０１ 出力電流倍数切り替えスイッチ（×１）
４０２ 出力電流倍数切り替えスイッチ（×１０）
４０３ 出力電流倍数切り替えスイッチ（×１００）
４０１Ｔ〜４０３Ｔ タップ
４２０ タップ切り替え回路

Claims (13)

1. 交流回路の漏洩電流の静電容量成分をキャンセルするための電流を生成する回路であって、
   前記交流回路からの入力電圧を検出する電圧検出部と、
   前記電圧検出部により検出された電圧の位相から所定の角度ずれた位相の電流を生成する電流生成部と、
   前記電流生成部により生成された電流を所定倍に増幅して電流出力線に供給する増幅部とを備えている、
   ことを特徴とする容量成分キャンセル回路。
2. 交流回路の漏洩電流測定に使用する装置であって、
   筐体部と、
   前記筐体部の内部に収納されている容量成分キャンセル回路と、
   一端が前記筐体部の外部に出ておりかつ電路に接続可能となっており、他端が前記筐体部の内部の容量成分キャンセル回路に接続されている第１および第２の電圧入力線と、
   両端が前記筐体部の内部の容量成分キャンセル回路に接続されておりかつ少なくとも一部が前記筐体部の外部に出ている電流出力線とを備えており、
   前記容量成分キャンセル回路は、
   前記第１および第２の電圧入力線間の電圧を検出し、検出した電圧の位相から所定の角度ずれた位相の電流を生成し、生成した電流を所定倍に増幅して前記電流出力線に供給するものである、
   ことを特徴とする漏洩電流測定補助装置。
3. 請求項２において、
   前記筐体部には、
   ずらす角度を指定するための位相指示部が設けられており、
   前記容量成分キャンセル回路は、
   前記検出した電圧の位相から前記位相指示部により指定された角度ずれた位相の電流を生成する、
   ことを特徴とする漏洩電流測定補助装置。
4. 請求項２において、
   前記筐体部には、
   前記電流出力線に供給される電流の電流値を指定するための電流値指示部が設けられており、
   前記容量成分キャンセル回路は、
   前記電流値指示部により指定された電流値に応じた倍率で前記生成した電流を増幅する、
   ことを特徴とする漏洩電流測定補助装置。
5. 請求項２において、
   前記電流出力線の前記筐体部の外部に出ている部分は、ｎ（ｎは正の整数）回巻きのコイル状に変形可能となっている、
   ことを特徴とする漏洩電流測定補助装置。
6. 請求項２において、
   前記容量成分キャンセル回路は、
   前記検出した電圧の現在の位相を検出する位相検出回路と、
   前記位相検出回路により検出された位相から前記所定の角度ずれた位相の正弦波を発生させる正弦波発生回路と、
   前記正弦波発生回路からの正弦波の振幅を前記所定倍に増幅して前記電流出力線に供給する増幅回路とを備えている、
   ことを特徴とする漏洩電流測定補助装置。
7. 請求項２において、
   前記容量成分キャンセル回路は、
   前記検出した電圧の波形から高調波成分を除去するフィルタ回路と、
   前記フィルタ回路により得られた波形の位相を前記所定の角度ずらす位相変更回路と、
   前記位相変更回路により得られた波形の振幅を前記所定倍に増幅して前記電流出力線に供給する増幅回路とを備えている、
   ことを特徴とする漏洩電流測定補助装置。
8. 請求項２において、
   前記筐体部には、
   前記電流出力線に供給される電流の向きの切り替えを指示するための方向切り替え指示部が設けられており、
   前記筐体部の内部には、
   前記容量成分キャンセル回路から前記電流出力線に供給される電流の位相を前記方向切り替え指示部からの指示に応じて反転させる方向切り替え部が設けられている、
   ことを特徴とする漏洩電流測定補助装置。
9. 請求項２において、
   前記電流出力線の前記筐体部の外部に出ている部分は、ｎ（ｎは正の整数）回巻きのコイル状に形成されており、
   前記コイルのｉ（１≦ｉ≦ｎ）巻き目の部分にタップが設けられており、
   前記タップの切り替えを指示するためのタップ切り替え指示部と、
   前記タップ切り替え指示部からの指示に応じて、前記コイルの一端と前記電流出力線の一端とを接続状態にしかつ前記タップと前記電流出力線の一端とを非接続状態にする、あるいは、前記コイルの一端と前記電流出力線の一端とを非接続状態にしかつ前記タップと前記電流出力線の一端とを接続状態にするタップ切り替え部とをさらに備えている、
   ことを特徴とする漏洩電流測定補助装置。
10. 漏洩電流測定補助装置とクランプメータとを用いて電路の漏洩電流を測定する方法であって、
    前記漏洩電流測定補助装置は、
    筐体部と、
    前記筐体部の内部に収納されている容量成分キャンセル回路と、
    一端が前記筐体部の外部に出ておりかつ電路に接続可能となっており、他端が前記筐体部の内部の容量成分キャンセル回路に接続されている第１および第２の電圧入力線と、
    両端が前記筐体部の内部の容量成分キャンセル回路に接続されておりかつ少なくとも一部が前記筐体部の外部に出ている電流出力線とを備えており、
    前記筐体部には、
    ずらす角度を指定するための位相指示部と、
    前記電流出力線に供給される電流の電流値を指定するための電流値指示部とが設けられており、
    前記容量成分キャンセル回路は、
    前記第１および第２の電圧入力線間の電圧を検出し、検出した電圧の位相から前記位相指示部により指定された角度ずれた位相の電流を生成し、前記電流値指示部により指定された電流値に応じた倍率で前記生成した電流を増幅して前記電流出力線に供給するものであり、
    前記測定方法は、
    前記第１および第２の電圧入力線の一端を測定対象の電路にそれぞれ接続するステップ（ａ）と、
    ずらす角度を前記測定対象の電路に応じて前記位相指示部により指定するステップ（ｂ）と、
    前記測定対象の電路または当該電路の接地線と前記電流出力線の前記筐体部の外部に出ている部分とを前記クランプメータにより挟み込むステップ（ｃ）と、
    前記クランプメータに表示される電流値が最小になるように、前記電流出力線に供給される電流の電流値を前記電流値指示部により指定するステップ（ｄ）とを備えている、
    ことを特徴とする漏洩電流測定方法。
11. 請求項１０において、
    前記ステップ（ｃ）では、
    前記電流出力線の前記筐体部の外部に出ている部分を前記クランプメータのクランプ部の先端付近に取り付ける、
    ことを特徴とする漏洩電流測定方法。
12. 請求項１０において、
    前記ステップ（ｃ）では、
    前記電流出力線の前記筐体部の外部に出ている部分を前記クランプメータのクランプ部に複数回巻き付ける、
    ことを特徴とする漏洩電流測定方法。
13. 請求項１０において、
    前記ステップ（ｂ）では、
    前記測定対象の電路が単相２線式または単相３線式の場合は前記ずらす角度を９０°に指定し、前記測定対象の電路が３相３線式の場合は前記ずらす角度を１８０°に指定する、
    ことを特徴とする漏洩電流測定方法。

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