(57)【要約】      （修正有）【課題】電線の電圧に複数の周波数成分を含む場合に対しても、非接触で正確な電圧を算出できるようにする。【解決手段】導体の絶縁被覆表面に設けられた第１電極に接続された第１電圧計測部２１１と、導体の絶縁被覆表面に設けられた第２電極に接続された第２電圧計測部２１２と、各電圧計測部２１１，２１２で計測されたデータを時間領域から周波数領域に変換する時間領域・周波数領域変換部２２１と、時間領域・周波数領域変換部２２１で周波数領域に変換されたデータから、周波数ごとの電圧値を演算する周波数ごと電圧値演算部２２２と、周波数ごとの電圧値のデータを、周波数領域から時間領域に変換する周波数領域・時間領域変換部２２３と、時間領域に変換されたデータから、導体の電圧を演算する導体電圧演算部２２４とを備える。【選択図】図２
2020091209.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体の絶縁被覆表面に設けられた第１電極および第２電極と、
前記第１電極に接続された第１電圧計測部と、
前記第２電極に接続された第２電圧計測部と、
前記第１電圧計測部および第２電圧計測部で計測されたデータを時間領域から周波数領域に変換する時間領域・周波数領域変換部と、
前記時間領域・周波数領域変換部で周波数領域に変換されたデータから、周波数ごとの電圧値を演算する周波数ごと電圧値演算部と、
前記周波数ごと電圧値演算部で得られた周波数ごとの電圧値のデータを、周波数領域から時間領域に変換する周波数領域・時間領域変換部と、
前記周波数領域・時間領域変換部で時間領域に変換されたデータから、前記導体の電圧を演算する導体電圧演算部と、を備える
非接触電圧計測装置。
【請求項２】
前記第１電極と前記導体との静電容量と、前記第２電極と前記導体との静電容量を等しくして、前記導体電圧演算部が前記導体の電圧を演算する
請求項１に記載の非接触電圧計測装置。
【請求項３】
前記周波数ごと電圧値演算部は、ノイズが含まれる周波数成分以外の周波数成分についての電圧値を演算する
請求項１に記載の非接触電圧計測装置。
【請求項４】
前記第１電圧計測部および前記第２電圧計測部は、それぞれ少なくとも２種類のインピーダンスを選択可能とした
請求項１に記載の非接触電圧計測装置。
【請求項５】
前記第１電極と前記第１電圧計測部との間、および前記第２電極と前記第２電圧計測部との間に、所定の静電容量値または抵抗値のインピーダンスを接続した
請求項１に記載の非接触電圧計測装置。
【請求項６】
前記時間領域・周波数領域変換部は、フーリエ変換により周波数領域に変換し、
前記周波数領域・時間領域変換部は、逆フーリエ変換により時間領域に変換するようにした
請求項１に記載の非接触電圧計測装置。
【請求項７】
導体と非接触で前記導体の電圧を計測する非接触電圧計測方法であって、
前記導体の絶縁被覆表面に設けられた第１電極の電圧を計測する第１電圧計測工程と、
前記第１電極とは離れた箇所の前記導体の絶縁被覆表面に設けられた第２電極の電圧を計測する第２電圧計測工程と、
前記第１電圧計測工程および第２電圧計測工程で計測されたデータを時間領域から周波数領域に変換する時間領域・周波数領域変換工程と、
前記時間領域・周波数領域変換工程で周波数領域に変換されたデータから、周波数ごとの電圧値を演算する周波数ごと電圧値演算工程と、
前記周波数ごと電圧値演算工程で得られた周波数ごとの電圧値のデータを、周波数領域から時間領域に変換する周波数領域・時間領域変換工程と、
前記周波数領域・時間領域変換工程で時間領域に変換されたデータから、前記導体の電圧を演算する導体電圧演算工程と、を含む
非接触電圧計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触電圧計測装置および非接触電圧計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、絶縁被覆されたケーブルや導体などの電圧を測定する場合、ケーブル接続部の絶縁カバーを外したり、絶縁被覆の一部を除去したりする解線作業が必要になる。これに対し、ケーブルの活線部に非接触で交流電圧を測定する技術が従来から提案されている。
【０００３】
例えば特許文献１には、絶縁被覆されたケーブル内の電線の電圧を解線不要で取得することができる非接触電圧計測装置及び診断システムに関する技術が記載されている。具体的には、電線に離隔して第１の電極および第２の電極を設け、第１の電極に接続されたコンデンサの電圧と第２の電極に接続されたコンデンサの電圧を測定し、２つの電極に誘起される電圧から、電線導体に加わる電圧を演算して求めることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１８／０９２１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、生産設備に用いられているモータ(電動機)や風力発電機をはじめとした発電機といった回転機として、交流電圧駆動に加えインバータ電圧駆動を行うようにした回転機が増加している。インバータ電圧駆動の場合、回転機に供給される駆動電圧が広い周波数範囲で連続的に可変する。このため、インバータ電圧駆動を行う回転機の駆動電圧を測定するためには、単一周波数の交流電圧だけではなく、複数の周波数成分を含む電圧の測定を行う必要がある。
【０００６】
絶縁被覆されたケーブルを解線不要で電圧を測定する場合、特許文献１に記載されたような非接触電圧計測技術が有効である。特許文献１に記載された従来の非接触電圧計測技術では、２つの電極に誘起される電圧を測定し、測定された２つの電圧から演算によりケーブル導体の電圧を得るものであり、過渡的に変動する電圧や想定外の周波数に対しても電線の電圧を推定可能である。しかしながら、電線の電圧に複数の周波数成分を含む場合には、特許文献１に記載された技術では、正確な電圧を算出できないという課題がある。
【０００７】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、電線の電圧に複数の周波数成分を含む場合に対しても、正確な電圧を算出可能な非接触電圧計測装置および非接触電圧計測方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本願は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、本発明の非接触電圧計測装置は、導体の絶縁被覆表面に設けられた第１電極および第２電極と、第１電極に接続された第１電圧計測部と、第２電極に接続された第２電圧計測部と、第１電圧計測部および第２電圧計測部で計測されたデータを時間領域から周波数領域に変換する時間領域・周波数領域変換部と、時間領域・周波数領域変換部で周波数領域に変換されたデータから、周波数ごとの電圧値を演算する周波数ごと電圧値演算部と、周波数ごと電圧値演算部で得られた周波数ごとの電圧値のデータを、周波数領域から時間領域に変換する周波数領域・時間領域変換部と、周波数領域・時間領域変換部で時間領域に変換されたデータから、導体の電圧を演算する導体電圧演算部と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、絶縁被覆で覆われた導体の電圧を解線不要で取得することができ、かつ、導体の電圧に複数の周波数成分を含む場合に対しても、高精度に導体の電圧を算出することができるようになる。
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施の形態例に係る非接触電圧計測装置の等価回路図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態例に係る非接触電圧計測装置を示す構成図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態例に係る非接触電圧計測での計測処理例を示すフローチャートである。
【図４】図１に示す等価回路を簡易化した等価回路図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態例に係る非接触計測装置において、電圧計測部のインピーダンスに静電容量を適用した等価回路図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態例に係る非接触計測装置において、１つの電圧計測部のインピーダンスに静電容量、他方の電圧計測部のインピーダンスに抵抗を適用した等価回路図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態例に係る非接触電圧計測装置の等価回路図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態例に係る非接触電圧計測装置を示す構成図である。
【図９】本発明の実施の形態例に係る非接触電圧計測装置の変形例として、電圧調整用に静電容量を接続した例を示す等価回路図である。
【図１０】本発明の実施の形態例に係る非接触電圧計測装置の変形例として、電圧調整用に抵抗を接続した例を示す等価回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜１．第１の実施の形態＞
以下、本発明の第１の実施の形態例を、図１〜図６を参照して説明する。
【００１２】
［１−１．非接触電圧計測装置の等価回路］
図１は、本発明の第１の実施の形態例の非接触電圧計測装置５０１の等価回路を示す。
非接触電圧計測装置５０１は、ケーブル導体１の周囲が絶縁被覆されたケーブル２の絶縁被覆表面に、第１電極１０と第２電極２０を配置する。第１電極１０と第２電極２０とは、所定の距離だけ離してある。ケーブル導体１には電圧源Ｅが接続されている。なお、以下の説明では、ケーブル導体１は、導体１と略称する。
第１電極１０と導体１との間には、静電容量Ｃ０１が形成されている。同様に、第２電極２０と導体１との間には、静電容量Ｃ０２が形成されている。
【００１３】
第１電極１０には、測定インピーダンスＺ０１、静電容量ＣＣ１、静電容量ＣＭ、および抵抗ＲＭを並列に接続した等価回路で示される電圧計測回路が接続されている。
また、第２電極２０には、測定インピーダンスＺ０２、静電容量ＣＣ２、静電容量ＣＭ、および抵抗ＲＭを並列に接続した等価回路で示される電圧計測回路が接続されている。
ここで、静電容量ＣＣ１およびＣＣ２は、測定インピーダンスＺ０１およびＺ０２と、電圧計測回路を接続するケーブルのインピーダンスである。また、静電容量ＣＭおよび抵抗ＲＭは、電圧計測回路のインピーダンスである。
電圧計測回路は、この図１に示す等価回路の測定インピーダンスＺ０１およびＺ０２に基づいて電圧を計測する。このような等価回路による電圧計測回路としては、例えばオシロスコープやデータロガで代表される電圧波形測定器を用いることができる。
【００１４】
［１−２．非接触電圧計測装置の構成］
図２は、本発明の第１の実施の形態例の非接触電圧計測装置の全体構成を示すブロック図である。
非接触電圧計測装置は、第１非接触電圧検出部２０１と第２非接触電圧検出部２０２とを備える。第１非接触電圧検出部２０１および第２非接触電圧検出部２０２は、それぞれ図１に示すケーブル２の絶縁被覆表面に配置された第１電極１０および第２電極２０に相当する。
【００１５】
第１非接触電圧検出部２０１が検出した電圧は、第１電圧計測部２１１で計測される。第１非接触電圧計測部２１１は、図１に示す測定インピーダンスＺ０１、静電容量ＣＣ１、静電容量ＣＭ、および抵抗ＲＭを並列に接続した等価回路で示される電圧計測回路に相当する。
第２非接触電圧検出部２０２が検出した電圧は、第２電圧計測部２１２で計測される。第２非接触電圧計測部２１２は、図１に示す測定インピーダンスＺ０２、静電容量ＣＣ２、静電容量ＣＭ、および抵抗ＲＭを並列に接続した等価回路で示される電圧計測回路に相当する。
【００１６】
第１電圧計測部２１１および第２電圧計測部２１２で計測された電圧値のデータは、演算部２２０に供給される。
演算部２２０は、マイクロコンピュータ等により構成され、図１に示すケーブル２の導体１の電圧を得る演算処理を行う。
演算部２２０は、時間領域・周波数領域変換部２２１、周波数ごとの電圧値演算部２２２、周波数領域・時間領域変換部２２３、および導体電圧演算部２２４を備える。
【００１７】
時間領域・周波数領域変換部２２１は、第１電圧計測部２１１および第２電圧計測部２１２で計測された電圧を時間領域から周波数領域に変換する。この時間領域から周波数領域への変換は、例えばフーリエ変換により行われる。
周波数ごとの電圧値演算部２２２は、時間領域に変換されたデータから、周波数ごとの電圧値を演算処理で算出する。
周波数領域・時間領域変換部２２３は、周波数ごとの電圧値演算部２２２で得られた演算結果を周波数領域から時間領域に変換する。この周波数領域から時間領域への変換は、例えば逆フーリエ変換により行われる。
【００１８】
ここで、周波数ごとの電圧値演算部２２２が周波数ごとの電圧値を演算する際には、全ての周波数帯の電圧値を演算で求めてもよいが、例えば主成分に相当する、比較的レベルが高い成分の周波数の電圧値について演算する。そして、周波数領域・時間領域変換部２２３では、その電圧値演算部２２２で演算された周波数についての電圧値を周波数領域から時間領域に変換する処理を行う。
このように比較的レベルが高い成分の周波数の電圧値について電圧値を算出して、時間領域に変換することで、ノイズ成分が多く含まれるレベルが高くない周波数領域については、時間領域に変換する処理が行われず、ノイズが除去された電圧検出が行われることになる。
【００１９】
導体電圧演算部２２４は、時間領域に変換されたデータから導体１の電圧を演算する。
そして、演算部２２０の導体電圧演算部２２４で得られた導体１の電圧のデータは、出力部２３０に供給され、出力部２３０から外部に出力される。あるいは、出力部２３０として、表示部を設け、算出された電圧値を表示するようにしてもよい。
【００２０】
［１−３．非接触電圧計測装置の処理の流れ］
図３は、導体１に印加される電圧を算出する処理の流れを示すフローチャートである。
まず、第１電圧計測部２１１での電圧計測工程（第１電圧計測工程）と、第２電圧計測部２１２での電圧計測工程（第２電圧計測工程）とを、同時に実行する（ステップＳ１１）。ここでの電圧の計測は、第１電圧計測部２１１と第２電圧計測部２１２で別々に測定してもよいが、導体１の電圧が時間変化する場合もあるため、同時に電圧を測定することが好ましい。
【００２１】
次に、時間領域・周波数領域変換部２２１が、第１電圧計測部２１１と第２電圧計測部２１２とで計測された電圧を、時間領域から周波数領域に変換する（ステップＳ１２：周波数領域変換工程）。そして、周波数領域に変換した結果を基に、周波数ごとの電圧値演算部２２２が、周波数毎に導体１の電圧を演算により算出する（ステップＳ１３：周波数ごと電圧値演算工程）。
その後、周波数領域・時間領域変換部２２３が、周波数ごとの電圧値演算部２２２での演算結果を、周波数領域から時間領域へ変換する（ステップＳ１４：時間領域変換工程）。さらに、導体電圧演算部２２４が、時間領域で導体１の電圧（波形）を算出する（ステップＳ１５：導体電圧演算工程）。
【００２２】
［１−４．電圧の算出法］
次に、本実施の形態例を用いた電圧の算出法の一例を説明する。
図４は、図１に示す電圧計測回路部分を簡略化した非接触電圧計測装置５０２の例を示す。図４では、第１非接触電圧計測部２１１のインピーダンスをＺ１、第２非接触電圧計測部２１２のインピーダンスをＺ２として示す。また、第１非接触電圧計測部２１１および第２非接触電圧計測部２１２の端子電圧をＶ１、Ｖ２とする。また、第１電極１０と導体１との間の静電容量をＣ０１、第２電極２０と導体１との静電容量をＣ０２とする。
【００２３】
ここで、各インピーダンスＺ１、Ｚ２を、次の［数１］式および［数２］式で仮定したとき、第１非接触電圧計測部２１１および第２非接触電圧計測部２１２の端子電圧Ｖ１、Ｖ２は、それぞれ［数３］式および［数４］式で表すことができる。なお、［数１］式、［数２］式中のｊは複素数を表わし、ωは角周波数を表わす。
【００２４】
【数１】
2020091209.tif 000003
【００２５】
【数２】
2020091209.tif 000004
【００２６】
【数３】
2020091209.tif 000005
【００２７】
【数４】
2020091209.tif 000006
【００２８】
［数３］式および［数４］式において、Ｖ１、Ｖ２、ω、Ｃ１’、Ｃ２’、Ｒ１’、Ｒ２’は既知であり、Ｅ、Ｃ０１、Ｃ０２が未知である。
ここで、第１電圧検出部２０１および第２電圧検出部２０２の静電容量Ｃ０１、Ｃ０２に関し、［数５］式のように静電容量の比を表すαを導入すると、導体１の電圧Ｅは、［数６］式で算出することができる。
【００２９】
【数５】
2020091209.tif 000007
【００３０】
【数６】
2020091209.tif 000008
【００３１】
この［数６］式から、第１電圧検出部２０１および第２電圧検出部２０２での、ケーブル表面に対向する面積や接触圧力を調整し、第１非接触電圧検出部２０１と第２非接触電圧検出部２０２での静電容量Ｃ０１、Ｃ０２を等しく設定すれば、α＝１になる。
このようにして測定された電圧Ｖ１、Ｖ２を用いて、導体１の電圧Ｅを算出することができる。なお、静電容量Ｃ０１、Ｃ０２を等しく設定して、α＝１とすることで、演算処理を簡単に行うことができるようになる。
【００３２】
ここで、第１電極１０と第２電極２０はケーブル２の絶縁被覆表面に取り付けられた状態である。したがって、第１非接触電圧検出部２０１および第２非接触電圧検出部２０２の静電容量Ｃ０１、Ｃ０２が、吸湿などの環境変化により変動する場合や、経年変化をする場合でも、それぞれの静電容量の比αは一定（例えばα＝１）に維持され、電圧の算出精度に与える影響を抑えることができる。
【００３３】
また、演算部２２０では、周波数領域に変換されたデータを周波数毎に電圧値を演算する、周波数ごと電圧値演算部２２２を備えている。このため、第１電圧計測部２１１や第２電圧計測部２１２で計測された電圧信号にノイズ成分が含まれていても、ノイズ成分を含まない周波数帯域の信号についての電圧値の演算を行うことで、ノイズ成分を含まない電圧を精度良く算出することが可能となる。
【００３４】
さらに、周波数ごと電圧値演算部２２２で周波数毎に電圧値を演算するため、導体に印加された電圧信号に複数の周波数成分が含まれている場合でも、導体１に印加された電圧を精度良く算出することが可能となる。ここで、導体に印加された電圧信号に複数の周波数成分が含まれている場合には、波形が正弦波から歪んでいる状態を含む。
【００３５】
なお、時間領域・周波数領域変換部２２１でのフーリエ変換や、周波数領域・時間領域変換部２２３での逆フーリエ変換は、よく知られた変換処理であり、これらを適用することで、データ処理の簡易化や安価なシステム構成が実現可能となる。
【００３６】
なお、図４に示す等価回路では、第１非接触電圧計測部２１１および第２非接触電圧計測部２１２を、インピーダンスＺ１、Ｚ２として示した。このインピーダンスＺ１、Ｚ２としては、図５に示すように静電容量を適用する場合と、図６に示すように静電容量と抵抗を組み合わせる場合とが考えられる。
【００３７】
図５は、第１非接触電圧計測部２１１および第２非接触電圧計測部２１２のインピーダンスＺ１、Ｚ２に、静電容量Ｃ１、Ｃ２を適用した非接触電圧計測装置５０３の等価回路である。
図５に示すように、第１非接触電圧計測部２１１および第２非接触電圧計測部２１２のインピーダンスに静電容量Ｃ１、Ｃ２を適用した場合、導体１の電圧周波数が低い場合でも、計測される電圧Ｖ１、Ｖ２を高くすることができる。また、第１非接触電圧計測部２１１および第２非接触電圧計測部２１２の静電容量Ｃ１、Ｃ２を適正に調整することで、２つの計測される電圧Ｖ１、Ｖ２に位相差を設けることができる。
【００３８】
図６は、第１非接触電圧計測部２１１のインピーダンスＺ１に、抵抗Ｒ１を適用し、第２非接触電圧計測部２１２のインピーダンスＺ２に静電容量Ｃ２を適用した非接触電圧計測装置５０４の等価回路である。
この図６に示す電圧検出構成の場合、導体１の電圧周波数によらず、容易に２つの計測電圧の位相差を設けることができる。また、インピーダンスＺ１を抵抗Ｒ１とした第１非接触電圧検出部２０１では、導体１の電圧周波数が高い場合に、計測電圧を高くできるようになる。
【００３９】
以上説明したように、本実施の形態例の非接触電圧計測装置によると、導体１とは非接触で、導体に印加された電圧を精度良く算出することができる。また、計測された電圧信号にノイズが含まれる場合にも、精度良く導体の電圧を算出することができる。さらには、導体に印加された電圧信号に複数の周波数成分が含まれている場合でも、電圧を精度良く算出することが可能となる。
また、本実施の形態例の非接触電圧計測装置は、周波数領域への変換および時間領域への変換処理として、フーリエ変換および逆フーリエ変換を適用することで、データ処理の簡易化や安価なシステム構成が実現可能となる。
【００４０】
＜２．第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態例を、図７〜図８を参照して説明する。本発明の第２の実施の形態例を説明する図７〜図８において、第１の実施の形態例で説明した図１〜図６と同一箇所には同一符号を付し、重複説明は省略する。
【００４１】
［２−１．非接触電圧計測装置の等価回路］
図７は、本発明の第２の実施の形態例の非接触電圧計測装置５０５の等価回路を示す。
非接触電圧計測装置５０５は、導体１の周囲が絶縁被覆されたケーブル２の絶縁被覆表面に、第１電極１０および第２電極２０を配置している。そして、第１電極１０に、電圧計測回路として、測定インピーダンスＺ１と測定インピーダンスＺ１ａを接続し、インピーダンスＺ１またはＺ１及びＺ１ａを選択可能とする。
また、第２電極２０に、測定インピーダンスＺ２と測定インピーダンスＺ２ａを接続し、インピーダンスＺ２またはＺ２及びＺ２ａを選択可能とする。
【００４２】
［２−２．非接触電圧計測装置の構成］
図８は、本発明の第２の実施の形態例の非接触電圧計測装置の全体構成を示すブロック図である。
非接触電圧計測装置は、第１非接触電圧検出部２０１と第２非接触電圧検出部２０２とを備える。第１非接触電圧検出部２０１および第２非接触電圧検出部２０２は、それぞれ図７に示すケーブル２の絶縁被覆表面に配置された第１電極１０および第２電極２０に相当する。
【００４３】
第１非接触電圧検出部２０１には、第１インピーダンス選択部２４１が接続される。第１インピーダンス選択部２４１は、測定インピーダンスＺ１を適用した場合と、測定インピーダンスＺ１と測定インピーダンスＺ１ａの合成インピーダンスＺ１′を適用した場合を選択する。
第２非接触電圧検出部２０２には、第２インピーダンス選択部２４２が接続される。第２インピーダンス選択部２４２は、測定インピーダンスＺ２を適用した場合と、測定インピーダンスＺ２と測定インピーダンスＺ２ａとの合成インピーダンスＺ２′を適用した場合を選択する。
【００４４】
第１インピーダンス選択部２４１が測定インピーダンスＺ１を適用した場合、その測定インピーダンスＺ１による電圧Ｖ１は、インピーダンス（Ｚ１）計測部２４３によって計測される。また、第１インピーダンス選択部２４１が測定インピーダンスＺ１と測定インピーダンスＺ１ａの合成インピーダンスＺ１′を適用した場合、その合成インピーダンスＺ１′による電圧Ｖ１′は、インピーダンス（Ｚ１′）計測部２４５によって計測される。
【００４５】
第２インピーダンス選択部２４２が測定インピーダンスＺ２を適用した場合、その測定インピーダンスＺ２による電圧Ｖ２は、インピーダンス（Ｚ２）計測部２４４によって計測される。また、第２インピーダンス選択部２４２が測定インピーダンスＺ２と測定インピーダンスＺ２ａの合成インピーダンスＺ２′を適用した場合、その合成インピーダンスＺ２′による電圧Ｖ２′は、インピーダンス（Ｚ２′）計測部２４６によって計測される。
【００４６】
演算部２２０は、第１の実施の形態例で説明した演算部２２０と同じ処理を行って、導体１の電圧（波形）を得る。すなわち、時間領域・周波数領域変換部２２１と、周波数ごとの電圧値演算部２２２と、周波数領域・時間領域変換部２２３と、導体電圧演算部２２４とを備えて、電圧の算出処理を行う。
但し、本実施の形態例の場合には、４つの計測部２４３〜２４６があり、この４つの計測部２４３〜２４６の内の２つの計測部（例えば計測部２４３と計測部２４４）を選択して電圧を算出する。計測部２４３〜２４６を選択する具体的な例については、次の算出法で説明する。
【００４７】
［２−３．電圧の算出法］
次に、本実施の形態例を用いた電圧の算出法の一例を、数式を用いて説明する。
ここでは、インピーダンス（Ｚ１）計測部２４３で計測される電圧Ｖ１と、インピーダンス（Ｚ１′）計測部２４５で計測される電圧Ｖ１′は、［数７］式、［数８］式で示される。
【００４８】
【数７】
2020091209.tif 000009
【００４９】
【数８】
2020091209.tif 000010
【００５０】
また、導体１に印加される電圧Ｅは、［数９］式で表される。ここで、［数９］式では、電圧Ｅ以外は全て既知であり、導体１に印加される電圧Ｅを、［数９］式から算出することができる。
【００５１】
【数９】
2020091209.tif 000011
【００５２】
このように、同一の電極１０を用いた第１非接触電圧検出部２０１により、２種類の電圧を計測することで、［数９］式を用いて導体１の印加電圧Ｅを算出することができる。このため、第１非接触電圧検出部２０１の図７に示すインピーダンスC01を、次の［数１０］式から算出することができる。
【００５３】
【数１０】
2020091209.tif 000012
【００５４】
同様にして、第２非接触電圧検出部２０２のインピーダンスC02についても算出することができる。
本実施の形態例を適用した測定により、それぞれの非接触電圧検出部２０１，２０２の
インピーダンスC01、C02を算出することが可能になるため、その後の測定では、計測回路のインピーダンスをＺ１、Ｚ２と固定した場合でも、導体１の電圧を精度良く算出できるようになる。
また、本実施の形態例を適用した測定を実施することにより、非接触電圧検出部２０１，２０２の静電容量の変化を把握することが可能となり、検出部２０１，２０２の劣化予兆を的確に診断することができる。
【００５５】
以上説明したように、本実施の形態例の非接触電圧計測装置は、第１非接触電圧検出部２０１と第２非接触電圧検出部２０２のそれぞれに、２種類のインピーダンスを選択可能とした。
これにより、簡便にそれぞれの非接触電圧検出部２０１，２０２のインピーダンスを算出することが可能となるため、その後の測定では、計測回路のインピーダンスを固定しても、導体１の電圧を精度良く算出できるようになる。
また、本実施の形態例として説明した２種類のインピーダンスを適用した測定を行うことにより、非接触電圧検出部２０１，２０２の静電容量の変化を把握することが可能となり、非接触電圧検出部２０１，２０２の劣化予兆を的確に診断できるようになる。
【００５６】
＜３．変形例＞
本発明は、上述した実施の形態例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。
例えば、上述した第１の実施の形態例や第２の実施の形態例では、非接触電圧検出部と電圧計測部のインピーダンスを用いて、非接触で導体の電圧を算出するようにしたが、電圧計測部の端子電圧を調整するためのインピーダンスを、非接触電圧検出部と電圧計測部の間に設けるようにしてもよい。端子電圧を調整するためのインピーダンスとしては、図９に示すように静電容量（コンデンサ）を接続する場合と、図１０に示すように抵抗を接続する場合が考えられる。
【００５７】
図９に示す非接触電圧計測装置５０６の等価回路は、第１電極１０と電圧計測回路（測定インピーダンスＺ０１、静電容量ＣＣ１、静電容量ＣＭ、および抵抗ＲＭを並列に接続した回路）との間に、静電容量ＣＤ１を接続したものである。同様に、第２電極２０と電圧計測回路（測定インピーダンスＺ０２、静電容量ＣＣ２、静電容量ＣＭ、および抵抗ＲＭを並列に接続した回路）との間に、静電容量ＣＤ２を接続する。図９のその他の構成については、図１に示す等価回路と同様に構成する。
【００５８】
図１０に示す非接触電圧計測装置５０７の等価回路は、第１電極１０と電圧計測回路との間に、抵抗ＲＤ１を接続したものである。同様に、第２電極２０と電圧計測回路との間に、抵抗ＲＤ２を接続する。図１０のその他の構成については、図１に示す等価回路と同様に構成する。
【００５９】
これらの図９や図１０に示す構成としたことで、導体１の印加電圧の周波数領域に応じて、電圧計測部の端子電圧を調整可能であり、導体１の印加電圧が高電圧の場合でも、電圧計測部の端子電圧を低く抑え、安全に電圧を計測できるようになる。
【００６０】
また、上述した各実施の形態例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、図２、図８に示す構成図や機能ブロック図では、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものだけを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。また、図３に示すフローチャートにおいて、実施の形態例の処理結果に影響がない範囲で、一部の処理ステップの実行順序を入れ替えたり、一部の処理ステップを同時に実行したりするようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１…導体（ケーブル導体）、２・・・ケーブル、１０・・・第１電極、２０・・・第２電極、２０１・・・第１非接触電圧検出部、２０２・・・第２非接触電圧検出部、２１１・・・第１電圧計測部、２１２・・・第２電圧計測部、２２０・・・演算部、２２１・・・時間領域・周波数領域変換部、２２２・・・周波数ごとの電圧値演算部、２２３・・・周波数領域・時間領域変換部、２２４・・・導体電圧演算部、２３０・・・出力部、２４１・・・第１インピーダンス選択部、２４２・・・第２インピーダンス選択部、２４３・・・インピーダンス（Ｚ１）計測部、２４４・・・インピーダンス（Ｚ２）計測部、２４５・・・インピーダンス（Ｚ１′）計測部、２４６・・・インピーダンス（Ｚ２′）計測部、５０１〜５０７・・・非接触電圧計測装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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