JPS61129580A - 電力線電位測定装置 - Google Patents
電力線電位測定装置Info
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- JPS61129580A JPS61129580A JP60194720A JP19472085A JPS61129580A JP S61129580 A JPS61129580 A JP S61129580A JP 60194720 A JP60194720 A JP 60194720A JP 19472085 A JP19472085 A JP 19472085A JP S61129580 A JPS61129580 A JP S61129580A
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- G—PHYSICS
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は電力線の電位を測定する（電力線に取り付けら
れる）装置に関する。さらに詳しく云うと、本発明は、
電力線に取り付けた（好ましくは被監視負荷につながる
全ての電力導体に取り付けた）、絶縁タイプの無線送信
モジュールを用いて、大電力の交流（ＡＣ）伝送線電圧
を測定することに関する。
れる）装置に関する。さらに詳しく云うと、本発明は、
電力線に取り付けた（好ましくは被監視負荷につながる
全ての電力導体に取り付けた）、絶縁タイプの無線送信
モジュールを用いて、大電力の交流（ＡＣ）伝送線電圧
を測定することに関する。
各モジュールはモジュールを取り付けた電力導体の瞬時
電圧を測定する手段を有している。瞬時電圧の測定値は
、トロイダルモジュールの外形構造上の、電力線と関連
する電界によシ生じる電位差から導き出される。
電圧を測定する手段を有している。瞬時電圧の測定値は
、トロイダルモジュールの外形構造上の、電力線と関連
する電界によシ生じる電位差から導き出される。
本書に開示する新規な電圧測定装置によれば、上記のモ
ジュールをホット・スティック（ｈｏｔ ５ｔｉｃｋ）
に取り付けた電力線電圧の検出体（プローブ）として利
用できる。
ジュールをホット・スティック（ｈｏｔ ５ｔｉｃｋ）
に取り付けた電力線電圧の検出体（プローブ）として利
用できる。
関連出願
本願は、Ｈｏｗａｒｄ Ｒ，Ｓｔｉ’ｌ１ｗｅｌｌとＲ
ｏｏｓｅｖｅｌｔ Ａ。
ｏｏｓｅｖｅｌｔ Ａ。
Ｆｅｒｎａｎｄｅｓによる、１９８３年５月１７日発行
の米国特許第４．３８４．２８９号’ＴＲＡＮＳＰＯＮ
ＤＥＲＵＮ工ＴＦＯＲＭＥＡＳＵＲＩＮＧ ＴＥＭＰＥ
ＲＡＴＵＦｔＥ ＡＮＤ ＣＵＲ−ＲＥＮＴ ＯＮ Ｌ
工ｖＥ ＴＲＡＮＳＭ工５ＳＩＯＮ Ｌ工ＮＥＳ” ト
関連する。更に本願は同一出願人（本願発明者）に係る
、１９８３年４月１３日出願の米国特許出願第４８４，
６８１号”ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ
ＦＯＲＭＯＮ工ＴＯＲ工ＮＧ ＡＮＤ Ｃ０ＮＴＲ０Ｌ
ＯＦ ＡＢＵＬＫ ＥＬＥＣＴＲ工ＣＰＯＷＥＲＤＥ
ＬＩＶＥＲＹ ＳＹＳＴＥＭ ”（特願昭５９−７３１
５４号）及び１９８３年１２月２３日出願の米国特許出
願第５６４，９２４号“ＡＰＰＡＲＡＴＵＳＦＯＲＭＥ
ＡＳＵＲＩＮＧ ＴＨＥ ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ Ａ
ＮＤＯＴＨＥＲＰＡＲＡＭＥＴＥＲ８ＯＦ ＡＡ／ＴＩ
ＥＬＥＣＴＲ工ＣＰＯＷＥＲＣＯＮＤＵＣＴＯＲ” （
特願昭５９−７３１５５号）と関連する出願である。
の米国特許第４．３８４．２８９号’ＴＲＡＮＳＰＯＮ
ＤＥＲＵＮ工ＴＦＯＲＭＥＡＳＵＲＩＮＧ ＴＥＭＰＥ
ＲＡＴＵＦｔＥ ＡＮＤ ＣＵＲ−ＲＥＮＴ ＯＮ Ｌ
工ｖＥ ＴＲＡＮＳＭ工５ＳＩＯＮ Ｌ工ＮＥＳ” ト
関連する。更に本願は同一出願人（本願発明者）に係る
、１９８３年４月１３日出願の米国特許出願第４８４，
６８１号”ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ
ＦＯＲＭＯＮ工ＴＯＲ工ＮＧ ＡＮＤ Ｃ０ＮＴＲ０Ｌ
ＯＦ ＡＢＵＬＫ ＥＬＥＣＴＲ工ＣＰＯＷＥＲＤＥ
ＬＩＶＥＲＹ ＳＹＳＴＥＭ ”（特願昭５９−７３１
５４号）及び１９８３年１２月２３日出願の米国特許出
願第５６４，９２４号“ＡＰＰＡＲＡＴＵＳＦＯＲＭＥ
ＡＳＵＲＩＮＧ ＴＨＥ ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ Ａ
ＮＤＯＴＨＥＲＰＡＲＡＭＥＴＥＲ８ＯＦ ＡＡ／ＴＩ
ＥＬＥＣＴＲ工ＣＰＯＷＥＲＣＯＮＤＵＣＴＯＲ” （
特願昭５９−７３１５５号）と関連する出願である。
背景技術
一般に、大電力交流伝送線の電位測定は、高圧−次巻線
の一端を高圧の電力線に電気接続した降圧絶縁変圧器（
変成器）を使用することによってなされてきた。この方
式では、電力線の高電圧と大地間に、導線によるリンク
が存在するため、電圧測定装置に高電圧のストレス（特
に落雷の場合）がかかつてしまう。こうした高電圧によ
るストレスを連続的に受けるため、この種の電圧測定装
置は必然的に大きくて高価な構造を必要とし、そのよう
にしないと長期間にわた多動作の信頼性、装置の安全性
を確保することができない。
の一端を高圧の電力線に電気接続した降圧絶縁変圧器（
変成器）を使用することによってなされてきた。この方
式では、電力線の高電圧と大地間に、導線によるリンク
が存在するため、電圧測定装置に高電圧のストレス（特
に落雷の場合）がかかつてしまう。こうした高電圧によ
るストレスを連続的に受けるため、この種の電圧測定装
置は必然的に大きくて高価な構造を必要とし、そのよう
にしないと長期間にわた多動作の信頼性、装置の安全性
を確保することができない。
電力線上の任意の位置で短かい周期であるいは連続的に
電位を測定できることは望ましいことである。こうして
測定した電圧を利用して、フーリエ周波数成分や、電力
、力率等電力線の使用状態に関する情報を得ることがで
き、更には電力系統における異常や故障の位置割り出し
や識別を行うことができる。
電位を測定できることは望ましいことである。こうして
測定した電圧を利用して、フーリエ周波数成分や、電力
、力率等電力線の使用状態に関する情報を得ることがで
き、更には電力系統における異常や故障の位置割り出し
や識別を行うことができる。
種々の電力線センサーが従来技術として知られている。
例えば、米国特許第３，４３８，８９６゜第３，６３３
，１９１．第４，１５８，８１０．第４，２６８，８１
８号を参照されたい。この種のセンサーに大巾な改良（
電力伝送線のダイナミツクラインレーティ／グに関して
）をほどこしたものが先に挙げたＳｔｉｌｌｗｅｌｌと
Ｆｅｒｒ＋ａｎｄｅｓの米国特許第４．３８４．２８９
号に示されている。また、最初にあげた米国出頭には、
改良された電力線電圧センサーが記載されている。
，１９１．第４，１５８，８１０．第４，２６８，８１
８号を参照されたい。この種のセンサーに大巾な改良（
電力伝送線のダイナミツクラインレーティ／グに関して
）をほどこしたものが先に挙げたＳｔｉｌｌｗｅｌｌと
Ｆｅｒｒ＋ａｎｄｅｓの米国特許第４．３８４．２８９
号に示されている。また、最初にあげた米国出頭には、
改良された電力線電圧センサーが記載されている。
詳細に述べると、との出願では、電力線電圧を、２つの
直列コンデンサ間の電圧比から求めている（２つのコン
デンサの一方はモジュールの内部構造によシ形成され、
他方はモジュールの外表面と大地間に形成される）。し
かしながら、本願発明者の見い出したところによれば、
上記の一方のコンデンサは、同コンデンサを形成する構
造上に導電性のくずが付着することにより、更には電力
線と関連する高電圧勾配の近接効果によシ、その容量（
キャパシタンス）が変化して了う。こうした容量の変化
は両コンデンサ間の容量比を変えてしまい、電圧測定の
精度を落してしまう。
直列コンデンサ間の電圧比から求めている（２つのコン
デンサの一方はモジュールの内部構造によシ形成され、
他方はモジュールの外表面と大地間に形成される）。し
かしながら、本願発明者の見い出したところによれば、
上記の一方のコンデンサは、同コンデンサを形成する構
造上に導電性のくずが付着することにより、更には電力
線と関連する高電圧勾配の近接効果によシ、その容量（
キャパシタンス）が変化して了う。こうした容量の変化
は両コンデンサ間の容量比を変えてしまい、電圧測定の
精度を落してしまう。
ｊ 発明の開示
本発明による大電力交流伝送線の高電圧測定装置は、電
力線と近接し、金属性包囲体（電力線を包んだモジュー
ル）に内蔵させた電子装置を有しこの装置は電力線の電
圧の瞬時値を測定し、デジタイズし、受信機に送信する
。こうした構成によれば電力線の動作と関連する高電圧
に対する対策としての大きな絶縁装置は不要となる。絶
縁の確保は、電力線よシ犬地へ直接導線（導体）を接続
する従来の方式に換え無線リンク（２点間の通信路を形
成する無線通信系）方式によシ達成できる。
力線と近接し、金属性包囲体（電力線を包んだモジュー
ル）に内蔵させた電子装置を有しこの装置は電力線の電
圧の瞬時値を測定し、デジタイズし、受信機に送信する
。こうした構成によれば電力線の動作と関連する高電圧
に対する対策としての大きな絶縁装置は不要となる。絶
縁の確保は、電力線よシ犬地へ直接導線（導体）を接続
する従来の方式に換え無線リンク（２点間の通信路を形
成する無線通信系）方式によシ達成できる。
第１図に示す電圧測定装置は、測定装置を介して電力線
３の高電圧を大地に導線接続するようなリンクは一切も
っていない。測定した電圧は符号化され、測定装置、す
なわちトロイダル状のモジュール５より無線周波数信号
で地上の受信機に送信される。受信機との間には充分な
エアギャップがとれるから、電力線と大地間の大きな電
位差によって高圧ストレス（ひずみ力）が測定回路に加
わるという従来の問題は解消される。
３の高電圧を大地に導線接続するようなリンクは一切も
っていない。測定した電圧は符号化され、測定装置、す
なわちトロイダル状のモジュール５より無線周波数信号
で地上の受信機に送信される。受信機との間には充分な
エアギャップがとれるから、電力線と大地間の大きな電
位差によって高圧ストレス（ひずみ力）が測定回路に加
わるという従来の問題は解消される。
電力線の電圧測定は、電力線の高電圧によりつくられる
交流電界と、はぼトロイダル形状のモジュール５の外表
面との相互作用忙より発生するもれ電流（即ち対地容量
の充電電流）とを測定することによりなされる。大地面
とモジュールとの空間関係が一定であればその空間関係
よりもれ電流（充電電流）の大きさが決まってしまう。
交流電界と、はぼトロイダル形状のモジュール５の外表
面との相互作用忙より発生するもれ電流（即ち対地容量
の充電電流）とを測定することによりなされる。大地面
とモジュールとの空間関係が一定であればその空間関係
よりもれ電流（充電電流）の大きさが決まってしまう。
モジュール５の外表面２の電位は、モジュールの幾何学
的形状及び大地面に対する空間関係によシ、電力線の電
位と大地電位との間のどこかになる。この発明によれば
、モジュール内部の電子回路の作用によシ、外表面２の
電位と電力線の電位との差は１ボルトよシ小さい（サブ
ボルト）値に抑えることができる。
的形状及び大地面に対する空間関係によシ、電力線の電
位と大地電位との間のどこかになる。この発明によれば
、モジュール内部の電子回路の作用によシ、外表面２の
電位と電力線の電位との差は１ボルトよシ小さい（サブ
ボルト）値に抑えることができる。
トロイダルモジュールの外表面より大地に流れるもれ電
流は電力線と大地との電位差（電力線の対地電位）に比
例するものである。本発明では、モジュール５の外表面
と電力導体とがほぼ等しい電圧となるようにしているた
め、電力導体の電圧（Ｖ）に変化が生じた場合その変化
（△■）はモジュール５より大地に流れるもれ電流即ち
（対地容量Ｃ１の）充電電流ＣＩ）の変化（Δ工）とな
って表われる（△■／ｖ；△工／工）。
流は電力線と大地との電位差（電力線の対地電位）に比
例するものである。本発明では、モジュール５の外表面
と電力導体とがほぼ等しい電圧となるようにしているた
め、電力導体の電圧（Ｖ）に変化が生じた場合その変化
（△■）はモジュール５より大地に流れるもれ電流即ち
（対地容量Ｃ１の）充電電流ＣＩ）の変化（Δ工）とな
って表われる（△■／ｖ；△工／工）。
従って、あらかじめ、電力線の電圧変化（Δ■）に対す
る充電電流の変化（Δ工）の比（γ＝ΔＶ／Δ工）を知
ることによシ、測定した充電電流値（もれ電流値）を正
確な電力線電圧値に変換することができる。
る充電電流の変化（Δ工）の比（γ＝ΔＶ／Δ工）を知
ることによシ、測定した充電電流値（もれ電流値）を正
確な電力線電圧値に変換することができる。
同一出願人（本願発明者）に係る、最初にあげた米国特
許出願では、ド−ナツ状のモジュールの内部に、モジュ
ールの外表面と電気的に絶縁した細長い弓状のコンデン
サ電極を埋め込んだ。この構成では気候の変化、特に雨
や雪により測定値が若干変動することを、本願発明者は
見い出した。
許出願では、ド−ナツ状のモジュールの内部に、モジュ
ールの外表面と電気的に絶縁した細長い弓状のコンデン
サ電極を埋め込んだ。この構成では気候の変化、特に雨
や雪により測定値が若干変動することを、本願発明者は
見い出した。
本願に開示する装置はこうした問題を解決したものであ
って、その解決手段として、トロイダルケース全体を（
電荷を集める）コンデンサ電極で構成している。更に、
電力導体のくわえ部に薄い硬質セラミックコーティング
を施すことによシ、電力導体とトロイダルケースとをＤ
Ｃ絶縁している。そして、この絶縁層（セラミックコー
ティング）の両端を積分回路構成のオイアンプの入力に
接続することによシ、硬質セラミックコーティングの両
端に極めて低い入力インピーダンスが接続されるように
し、絶縁層の両側間の差電圧（電力導体とトロイダルケ
ースとの差電圧）が１ボルトよシ小さな値（サブボルト
）に保たれるようにしている。従って、電力線からモジ
ュールのケース（外表面）に流れる電流は実質上すべて
がオはアンプを通ることになシ、デジタル化され、電圧
測定値として読み取られることになる。
って、その解決手段として、トロイダルケース全体を（
電荷を集める）コンデンサ電極で構成している。更に、
電力導体のくわえ部に薄い硬質セラミックコーティング
を施すことによシ、電力導体とトロイダルケースとをＤ
Ｃ絶縁している。そして、この絶縁層（セラミックコー
ティング）の両端を積分回路構成のオイアンプの入力に
接続することによシ、硬質セラミックコーティングの両
端に極めて低い入力インピーダンスが接続されるように
し、絶縁層の両側間の差電圧（電力導体とトロイダルケ
ースとの差電圧）が１ボルトよシ小さな値（サブボルト
）に保たれるようにしている。従って、電力線からモジ
ュールのケース（外表面）に流れる電流は実質上すべて
がオはアンプを通ることになシ、デジタル化され、電圧
測定値として読み取られることになる。
発明の目的
従って、本発明の目的は大地と電力線の導体間の瞬時電
位差を測定する装置を提供することである。
位差を測定する装置を提供することである。
さらにホット・スティック（ｈｏｔ ５ｔｉｃｋ）に取
り付けられる上記の装置を提供することを目的とする。
り付けられる上記の装置を提供することを目的とする。
さらに、長期間（半永久的に）電力導体に取り付けっば
なしにできる上記の装置を提供することを目的とする。
なしにできる上記の装置を提供することを目的とする。
さらに気候の変化による誤差を生じない上記の装置を提
供することを目的とする。
供することを目的とする。
本発明のその他の目的のうち一部はすでに明らかであり
、残シは後述する記載において明らかとなる。
、残シは後述する記載において明らかとなる。
実施例
第１図にはホット・スティックに取り付けた電圧センサ
ー５を示す。このモジュール５はほぼトロイダル状であ
る。モジュール５はハウジング２を有し、それには、１
０で示すくわえ部（あご部）１０が径方向ウェブを介し
て取り付けられている。
ー５を示す。このモジュール５はほぼトロイダル状であ
る。モジュール５はハウジング２を有し、それには、１
０で示すくわえ部（あご部）１０が径方向ウェブを介し
て取り付けられている。
ＲＦ（無線周波数）インピーダンス整合回路１がこのく
わえ部の近くに取り付けられておシ、関連する同軸ケー
ブル部品６．７．８を介してモジュール５内部の電子装
置４に接続されている。後述するように導線３２が電力
導体３と電子装置４とを接続している。電子装置４はモ
ジュール５の外表面（導電性）と電気的につながってい
る。
わえ部の近くに取り付けられておシ、関連する同軸ケー
ブル部品６．７．８を介してモジュール５内部の電子装
置４に接続されている。後述するように導線３２が電力
導体３と電子装置４とを接続している。電子装置４はモ
ジュール５の外表面（導電性）と電気的につながってい
る。
電カケープル締付用のくわえ部１０はハウジング２のク
エズ１１に取り付けられる。このくわえ部１０の内径は
用途に合わせて選定され、０．５〜２インチ（１インチ
＝２，５４ｃｒｎ）の径の異なる電カケープルに対応で
きるようにしている。
エズ１１に取り付けられる。このくわえ部１０の内径は
用途に合わせて選定され、０．５〜２インチ（１インチ
＝２，５４ｃｒｎ）の径の異なる電カケープルに対応で
きるようにしている。
電カケープルくわえ部１０は、第４〜第６図に示すよう
に２つの金属部材と一つの導電性弾性（エラストマ）部
材で構成される。すなわち、１）外側のリング１３（２
つの半片より成る）２）内側のリング（２つの半片よ構
成る）３）導電性弾性ネオプレンのリング１７（２つの
半片よりなる） 外側の２つの半リング１４の各々の背部１２は、第４図
と第５図に示すように、ハウジング２のハブの隣接リン
グ３０に形成した溝にはまるようになっている（第８図
参照） 第６図に示すように外側の半リング１３内に内側の半リ
ング１４が取り付けられるようになっている。内側の半
リング１４（これに導線３２が第９図に示すように接続
される）と、外側の半リング１３とは内側リング１４の
外表面を覆う硬質の絶縁性セラミック被膜３７によシミ
気的に絶縁されている。、このセラミックのコーティン
グは陽極酸化等の膜形成処理により行うことができる、
あるいは、コーテイング材としてフルオロカーボン（テ
フロン）のような非吸水性のポリマーを使用してもよい
つ第６図に示すように、外側リング１４と内側リングを
連結するボルト１６は、絶縁性インサート１５（典型的
にはテフロン等のフルオロカーボン系でできている）に
より、外側リングと接触しないよう絶縁がとられている
。この絶縁インサートは外側リングと内側リングを機械
的に密着させるのに必要なボルト１６の締付力に耐える
ことができる。
に２つの金属部材と一つの導電性弾性（エラストマ）部
材で構成される。すなわち、１）外側のリング１３（２
つの半片より成る）２）内側のリング（２つの半片よ構
成る）３）導電性弾性ネオプレンのリング１７（２つの
半片よりなる） 外側の２つの半リング１４の各々の背部１２は、第４図
と第５図に示すように、ハウジング２のハブの隣接リン
グ３０に形成した溝にはまるようになっている（第８図
参照） 第６図に示すように外側の半リング１３内に内側の半リ
ング１４が取り付けられるようになっている。内側の半
リング１４（これに導線３２が第９図に示すように接続
される）と、外側の半リング１３とは内側リング１４の
外表面を覆う硬質の絶縁性セラミック被膜３７によシミ
気的に絶縁されている。、このセラミックのコーティン
グは陽極酸化等の膜形成処理により行うことができる、
あるいは、コーテイング材としてフルオロカーボン（テ
フロン）のような非吸水性のポリマーを使用してもよい
つ第６図に示すように、外側リング１４と内側リングを
連結するボルト１６は、絶縁性インサート１５（典型的
にはテフロン等のフルオロカーボン系でできている）に
より、外側リングと接触しないよう絶縁がとられている
。この絶縁インサートは外側リングと内側リングを機械
的に密着させるのに必要なボルト１６の締付力に耐える
ことができる。
グラファイト（黒鉛）入シの導電性ネオプレンリング１
７（第６図）は、内側リング１４の絶縁を施こしていな
いスペース３９内にはめ込められ、電力導体そのものと
接触する。リング１７は２つの機能をもっている。第１
に、小電流を電圧測定回路に導くこと、第２に機械的摩
擦力により、強風下で電カケープルに沿って装置５全体
がすべるのを防止することである。
７（第６図）は、内側リング１４の絶縁を施こしていな
いスペース３９内にはめ込められ、電力導体そのものと
接触する。リング１７は２つの機能をもっている。第１
に、小電流を電圧測定回路に導くこと、第２に機械的摩
擦力により、強風下で電カケープルに沿って装置５全体
がすべるのを防止することである。
電圧検出回路からのり−トゝ線３２は、第６図と第９図
に示すように、タップ穴３８に取り付けたねじ３４を介
して内側リング１４に接続される。
に示すように、タップ穴３８に取り付けたねじ３４を介
して内側リング１４に接続される。
半リング１４は第６図に示すようにボルト１６によりリ
ング１３に固定される。ボルト１６は絶縁インサート１
５とワッシャ９によシ導電体である外側リングから絶縁
されている。このボルト１６の絶縁により、コーティン
グ３７の絶縁機能が確保でき、リング１３と１４間に低
抵抗の経路が形成されることはなくなる。
ング１３に固定される。ボルト１６は絶縁インサート１
５とワッシャ９によシ導電体である外側リングから絶縁
されている。このボルト１６の絶縁により、コーティン
グ３７の絶縁機能が確保でき、リング１３と１４間に低
抵抗の経路が形成されることはなくなる。
リング１３はボルト３５により（第７〜第８図）、ウェ
ブ１１のリング３０に固定される。半リング１４をクリ
アランス穴２９を介してリング１３に合わせた後ボルト
３５を入れる。ボルト３５はウェブ１１の一部を成すリ
ング３０に形成したねじ穴２８と螺合する。クリアラン
ス穴２９の底のところは頭部より径が小さくなっている
ため（リング１３をリング３０に固定するため）、ボル
ト３５の頭をリング１３に圧着させるところにショルダ
ー１ が形成されている。ボルト３５の作
用により、背部１２はリング３０内に強固に固定される
。
ブ１１のリング３０に固定される。半リング１４をクリ
アランス穴２９を介してリング１３に合わせた後ボルト
３５を入れる。ボルト３５はウェブ１１の一部を成すリ
ング３０に形成したねじ穴２８と螺合する。クリアラン
ス穴２９の底のところは頭部より径が小さくなっている
ため（リング１３をリング３０に固定するため）、ボル
ト３５の頭をリング１３に圧着させるところにショルダ
ー１ が形成されている。ボルト３５の作
用により、背部１２はリング３０内に強固に固定される
。
電圧検出回路の動作は、第１１図と第１２図から理解す
ることができる。第１１図かられかるように装置の目的
は電力導体３と大地１８間の電位差（電力導体の対地電
圧）を測定することである。
ることができる。第１１図かられかるように装置の目的
は電力導体３と大地１８間の電位差（電力導体の対地電
圧）を測定することである。
モジュール５の外表面２と大地１８間にコンデンサＣＩ
（等価キャパシタンスＣ１）が形成される。
（等価キャパシタンスＣ１）が形成される。
オ（アンプ１９とコンデンサ２１とで構成される積分回
路２０を電力導体３とモジュール５の外表面（外皮）２
との間に挿入しである。積分構成のオペアンプ１９の有
する低入力インピーダンスと高利得によシ、外表面２の
電位は電力導体３の電位と殆んど等しくなる。すなわち
、外表面２と大地１８間の電位差は大地と電力導体３と
の電位差■に等しいことになる。従って、等価キャパシ
タンスＣ１を通る電流は電力導体３の対地電圧Ｖと正比
例することになる。従って、オペアンプ１９と積分コン
デンサ２１の構成する積分回路の低入力インピーダンス
の電流呂力はキャパシタンス（対地容量）Ｃ１を流れる
電流と正確に比例する交流出力電圧（従って、対地電圧
Ｖと正比例する電圧）を与えることになる。
路２０を電力導体３とモジュール５の外表面（外皮）２
との間に挿入しである。積分構成のオペアンプ１９の有
する低入力インピーダンスと高利得によシ、外表面２の
電位は電力導体３の電位と殆んど等しくなる。すなわち
、外表面２と大地１８間の電位差は大地と電力導体３と
の電位差■に等しいことになる。従って、等価キャパシ
タンスＣ１を通る電流は電力導体３の対地電圧Ｖと正比
例することになる。従って、オペアンプ１９と積分コン
デンサ２１の構成する積分回路の低入力インピーダンス
の電流呂力はキャパシタンス（対地容量）Ｃ１を流れる
電流と正確に比例する交流出力電圧（従って、対地電圧
Ｖと正比例する電圧）を与えることになる。
さて第１２図には、上記の電圧変換に必要な全ての回路
及び関連する機械的構造を図示しである。
及び関連する機械的構造を図示しである。
積分回路となるよう接続したオペアンプ２０を含め、全
ての回路はトロイダルモジュール５内部の金属ハウジン
グ４内に収められている（第１図も参照）、ハウジング
４はモジュール５の外表面（外皮）２に電気的かつ機械
的に接続されている。
ての回路はトロイダルモジュール５内部の金属ハウジン
グ４内に収められている（第１図も参照）、ハウジング
４はモジュール５の外表面（外皮）２に電気的かつ機械
的に接続されている。
オペアンプ１９の非反転側は金属ハウジング４に方接接
続されており、一方、反転側はサージ制限回路２２！Ｉ
て接続されている。サージ制限回路２２の入力は、リー
ド線３２）タップ穴３８にはめ込んだボルト３４、リン
グ１４の金属部分、及び導電性ネオプレンリング１７を
介して電力導体３につながっている。トロイダルモジュ
ール５の外ケース２ば、リング１３と１４間に介在する
絶縁層３７により電力導体３から絶縁されている。従っ
て、電力導体３から外ケース（外皮）２を通って大地１
８に流れるべき電荷は必らず積分回路２０を通ることに
なる。金属リング１３と１４間の絶縁層により形成され
るキャパシタンス３６は積分回路２０の低インピーダン
スによりシャントされる。
続されており、一方、反転側はサージ制限回路２２！Ｉ
て接続されている。サージ制限回路２２の入力は、リー
ド線３２）タップ穴３８にはめ込んだボルト３４、リン
グ１４の金属部分、及び導電性ネオプレンリング１７を
介して電力導体３につながっている。トロイダルモジュ
ール５の外ケース２ば、リング１３と１４間に介在する
絶縁層３７により電力導体３から絶縁されている。従っ
て、電力導体３から外ケース（外皮）２を通って大地１
８に流れるべき電荷は必らず積分回路２０を通ることに
なる。金属リング１３と１４間の絶縁層により形成され
るキャパシタンス３６は積分回路２０の低インピーダン
スによりシャントされる。
電力線の動作周波数は低いため、コンデンサ３６は事実
上オープン回路（積分回路２０の入力インピーダンスが
非常に低いため）に等しくなる。この積分回路の作用に
より絶縁層両端の電圧（即ちキャバンタンス３６両端の
電圧は非常に小さな値（サブボルト）に制限されてしま
う。
上オープン回路（積分回路２０の入力インピーダンスが
非常に低いため）に等しくなる。この積分回路の作用に
より絶縁層両端の電圧（即ちキャバンタンス３６両端の
電圧は非常に小さな値（サブボルト）に制限されてしま
う。
第１０図はサージ制限回路２２の構成を詳細に示したも
のである。
のである。
サージ制限回路２２は、
■）直流（ＤＣ）阻止用の無極性電解コンデンサ２３：
これは充分大きな容量をもち漂遊ＤＣ電流を阻止し、電
力線周波数において電気的にトランスペアラントにする
（存在しないようにする）。
これは充分大きな容量をもち漂遊ＤＣ電流を阻止し、電
力線周波数において電気的にトランスペアラントにする
（存在しないようにする）。
２）電流制限抵抗２５：電圧サージに対してダイオード
２６を通る電流を制限するだめのもの。典型的には１０
０オーム。
２６を通る電流を制限するだめのもの。典型的には１０
０オーム。
３）逆並列接続のクランピングダイオード＃２４（例、
ｌＮ４００３） ：抵抗２５にかかる電圧が約１ボルト
を超えないように、電圧サージを防止するためのもの。
ｌＮ４００３） ：抵抗２５にかかる電圧が約１ボルト
を超えないように、電圧サージを防止するためのもの。
４）フィート９スルー・コンデンサ２７：速い立上り時
間の電圧サージ（何れの極性に対しても）を大地に分流
させるためのもの。
間の電圧サージ（何れの極性に対しても）を大地に分流
させるためのもの。
より成る。
第８図と第９図に示すリング１３と１４間の絶縁層の形
成するキャパシタンスを第１０図では等価コンデンサ４
０として示しである。このコンアンサ４０の機能はモジ
ュール５の外皮２と電力導体３を高周波において結合す
ることであり、送信機３３より出力される高周波は、同
軸ケーブル８の導線６，７とコネクタ８を通り、インピ
ーダンス整合回路１を経て空中に送信される。インピー
ダンス整合回路１と外皮２が近接しているため両者間に
キャパシタンス３１ができる。このキャパシタンスを利
用して外皮２を高周波（典型的には１．９５０ＭＨ７）
で共振させる。コンデンサ４０の存在はオはアンプ１９
の電圧変換機能すなわち電圧測定の精度になんら影響を
与えないことに注目されたい。
成するキャパシタンスを第１０図では等価コンデンサ４
０として示しである。このコンアンサ４０の機能はモジ
ュール５の外皮２と電力導体３を高周波において結合す
ることであり、送信機３３より出力される高周波は、同
軸ケーブル８の導線６，７とコネクタ８を通り、インピ
ーダンス整合回路１を経て空中に送信される。インピー
ダンス整合回路１と外皮２が近接しているため両者間に
キャパシタンス３１ができる。このキャパシタンスを利
用して外皮２を高周波（典型的には１．９５０ＭＨ７）
で共振させる。コンデンサ４０の存在はオはアンプ１９
の電圧変換機能すなわち電圧測定の精度になんら影響を
与えないことに注目されたい。
コンデンサ４０の直流及び低周波帯での絶縁特性（阻止
特性）のため、電力線からの使用周波数のもれ電流はコ
ンデンサ４０には流れず実質上すべてオ被アンプ１９を
経由してモジュールの外皮２より大地に流れることにな
るのでもれ電流を電圧に変換し、更にデジタル化するこ
とができる。
特性）のため、電力線からの使用周波数のもれ電流はコ
ンデンサ４０には流れず実質上すべてオ被アンプ１９を
経由してモジュールの外皮２より大地に流れることにな
るのでもれ電流を電圧に変換し、更にデジタル化するこ
とができる。
積分回路２０の作用によシ、コンデンサ４０両端にかか
る電力線からの低周波電圧はサブボルトという小さな値
に抑えられ、コンデンサ４０（高インピーダンス）は積
分回路２０の低入力インピーダンスによってシャント（
無視）されてしまうので、コンデンサ４０が電圧測定に
与える影響は無視できる程度にすぎない。
る電力線からの低周波電圧はサブボルトという小さな値
に抑えられ、コンデンサ４０（高インピーダンス）は積
分回路２０の低入力インピーダンスによってシャント（
無視）されてしまうので、コンデンサ４０が電圧測定に
与える影響は無視できる程度にすぎない。
第１図は本発明に従う、電力導体と大地間の電位差（電
線の対地電圧）を測定する装置の斜視図、第２図は第１
図に示すモジュール３つを３相系統の３本の電力導体に
取り付けだようすを示す斜視図、 第３図は、電力導体と接触する、本発明によるくわえ部
（トロイダルモジュールの）・ブ部）の正面図、 第４図は第３図のくわえ部の左側面図、第５図は第３図
の線５−５に沿う、一方のくわえ部を示す図、 第６図は第５図に示す一方のくわえ部（半片）の分解斜
視図、 第７図は第１図に示すトロイダルモジュールのハブに第
３図のくわえ部を取り付けた、一部切り欠き正面図、 第８図は第７図の線８−８に沿う部分断面図、第９図は
第８図と同様な部分断面図で電圧センサーと、電力導体
接触構造体との接続を示し、第１０図は第１図のモジュ
ールに内蔵した回路の構成図、 第１１図と第１２図は対地電圧を検出するのに用いる種
々の電子回路素子間の接続関係を示す図である。 ３：電力導体、 ２：導電性／・ウジング。 １０：くわえ部、 ２０：積分回路（低インピーダン
ス電流測定手段）、 ３７二硬質セラミツクコート
（絶縁膜）。 ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、 ２ ＦＩＧ、５ ＦＩＧ、４ＦＩＧ、６ ＦＩＧ、 ９ ＦＩＧ、１１
線の対地電圧）を測定する装置の斜視図、第２図は第１
図に示すモジュール３つを３相系統の３本の電力導体に
取り付けだようすを示す斜視図、 第３図は、電力導体と接触する、本発明によるくわえ部
（トロイダルモジュールの）・ブ部）の正面図、 第４図は第３図のくわえ部の左側面図、第５図は第３図
の線５−５に沿う、一方のくわえ部を示す図、 第６図は第５図に示す一方のくわえ部（半片）の分解斜
視図、 第７図は第１図に示すトロイダルモジュールのハブに第
３図のくわえ部を取り付けた、一部切り欠き正面図、 第８図は第７図の線８−８に沿う部分断面図、第９図は
第８図と同様な部分断面図で電圧センサーと、電力導体
接触構造体との接続を示し、第１０図は第１図のモジュ
ールに内蔵した回路の構成図、 第１１図と第１２図は対地電圧を検出するのに用いる種
々の電子回路素子間の接続関係を示す図である。 ３：電力導体、 ２：導電性／・ウジング。 １０：くわえ部、 ２０：積分回路（低インピーダン
ス電流測定手段）、 ３７二硬質セラミツクコート
（絶縁膜）。 ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、 ２ ＦＩＧ、５ ＦＩＧ、４ＦＩＧ、６ ＦＩＧ、 ９ ＦＩＧ、１１
Claims (15)
- （１）電力線に取り付けられて、電力導体の電位を測定
する装置であつて、 Ａ）導電性ハウジング、 Ｂ）上記ハウジングを電力導体から電気的に絶縁して電
力導体に取り付ける絶縁手段、及びＣ）上記電力導体と
ハウジング間に挿入される低インピーダンスの電流測定
手段、 とから成る装置。 - （２）特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記
絶縁手段は、 ａ）前記測定手段に接続されかつ前記ハウジングに取り
付けられる、前記電力導体を締付ける導電性のくわえ手
段と、 ｂ）前記くわえ手段を前記ハウジングから絶縁する薄い
絶縁体、 とから成ること。 - （３）特許請求の範囲第１項または第２項記載の装置に
おいて、前記電流測定手段は積分回路で構成されること
。 - （４）特許請求の範囲第３項記載の装置において、前記
積分回路は２つの入力をもつオペアンプを有すること。 - （５）特許請求の範囲第４項記載の装置において、前記
オペアンプの第１入力と前記電力導体間にサージ制限回
路を挿入し、第２の入力を前記ハウジングに接続したこ
と。 - （６）特許請求の範囲第４項記載の装置において、前記
ハウジングはほぼトロイダル状であり、使用に際して電
力導体を囲むこと。 - （７）特許請求の範囲第３項記載の装置において、前記
ハウジングはほぼトロイダル状であり、使用の際電力導
体を取り巻くこと。 - （８）特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記
絶縁手段は、 ａ）２つの入れ子式の弓状金属部品と、 ｂ）上記２つの部品の一方の表面のうち、他方の部品と
接触する表面に形成された絶縁膜、とを有すること。 - （９）特許請求の範囲第８項記載の装置において前記絶
縁膜は硬質のコートセラミックであること。 - （１０）特許請求の範囲第８項記載の装置において前記
絶縁膜はポリマーであること。 - （１１）特許請求の範囲第１０項記載の装置において前
記絶縁膜はフルオロカーボンであること。 - （１２）特許請求の範囲第８項から第１１項のいずれか
に記載の装置において、前記入れ子式の金属部品の一番
内側に電力導体と接触するための導電性エラストマ部材
が入れ子式に装着されること。 - （１３）特許請求の範囲第１２項記載の装置において、
前記ハウジングはほぼトロイダル状であり、使用に際し
て電力導体を囲むこと。 - （１４）特許請求の範囲第１項、第２項、第８項、第９
項、第１０項、第１１項のいずれかに記載の装置におい
て、前記ハウジングは使用に際して電力導体を囲むこと
。 - （１５）特許請求の範囲第１４項記載の装置において前
記ハウジングはほぼトロイダル状であること。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US66958984A | 1984-11-08 | 1984-11-08 | |
| US669589 | 1984-11-08 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61129580A true JPS61129580A (ja) | 1986-06-17 |
| JPH0668520B2 JPH0668520B2 (ja) | 1994-08-31 |
Family
ID=24686917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60194720A Expired - Lifetime JPH0668520B2 (ja) | 1984-11-08 | 1985-09-03 | 電力線電位測定装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0181054B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0668520B2 (ja) |
| AT (1) | ATE46577T1 (ja) |
| CA (1) | CA1265844A (ja) |
| DE (1) | DE3573170D1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014141745A1 (ja) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | オムロン株式会社 | 計測装置および取付けユニット |
| JP2015219235A (ja) * | 2014-05-13 | 2015-12-07 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 電圧感知デバイスのための校正方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4808916A (en) * | 1986-11-14 | 1989-02-28 | Niagara Mohawk Power Corporation | Power supply magnetic shunt for transmission line sensor module |
| CN114594346B (zh) * | 2022-05-09 | 2022-08-23 | 宁波天安智能电网科技股份有限公司 | 一种带电线路的近端测量装置及开关柜 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6450305A (en) * | 1987-08-19 | 1989-02-27 | Shigeo Fujimura | Method for lowering conductor resistance |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3428896A (en) * | 1963-08-14 | 1969-02-18 | Schweitzer Edmund O Jun | System for transmitting to a remote point a signal that varies as a function of the current flow in a high voltage conductor |
| US4384289A (en) * | 1981-01-23 | 1983-05-17 | General Electric Company | Transponder unit for measuring temperature and current on live transmission lines |
| US4689752A (en) * | 1983-04-13 | 1987-08-25 | Niagara Mohawk Power Corporation | System and apparatus for monitoring and control of a bulk electric power delivery system |
| US4635055A (en) * | 1983-04-13 | 1987-01-06 | Niagara Mohawk Power Corporation | Apparatus for measuring the temperature and other parameters of an electic power conductor |
-
1985
- 1985-05-16 CA CA000481712A patent/CA1265844A/en not_active Expired - Fee Related
- 1985-06-03 DE DE8585303896T patent/DE3573170D1/de not_active Expired
- 1985-06-03 AT AT85303896T patent/ATE46577T1/de active
- 1985-06-03 EP EP85303896A patent/EP0181054B1/en not_active Expired
- 1985-09-03 JP JP60194720A patent/JPH0668520B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6450305A (en) * | 1987-08-19 | 1989-02-27 | Shigeo Fujimura | Method for lowering conductor resistance |
Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| WO2014141745A1 (ja) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | オムロン株式会社 | 計測装置および取付けユニット |
| JP2014178246A (ja) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Omron Corp | 計測装置および取付けユニット |
| US9915689B2 (en) | 2013-03-15 | 2018-03-13 | Omron Corporation | Measurement device and mounting unit |
| JP2015219235A (ja) * | 2014-05-13 | 2015-12-07 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 電圧感知デバイスのための校正方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ATE46577T1 (de) | 1989-10-15 |
| JPH0668520B2 (ja) | 1994-08-31 |
| DE3573170D1 (en) | 1989-10-26 |
| CA1265844A (en) | 1990-02-13 |
| EP0181054A1 (en) | 1986-05-14 |
| EP0181054B1 (en) | 1989-09-20 |
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