(57)【要約】  測定対象（２）の電圧を非接触で測定する非接触電圧測定装置（１）であって、測定対象（２）に装着するプローブＡ（１１ａ）及びプローブＢ（１１ｂ）と、プローブＡ（１１ａ）及びプローブＢ（１１ｂ）において測定された第１の測定電圧及び第２の測定電圧に基づいて、測定対象（２）の電圧を求めて出力する測定部（２０）とを有し、プローブＡ（１１ａ）及びプローブＢ（１１ｂ）には、それぞれ、容量値が異なるＣＹ及びＣＺが形成されており、測定部（２０）は、プローブＡ（１１ａ）及びプローブＢ（１１ｂ）において測定された前記第１の測定電圧及び前記第２の測定電圧を評価する電圧評価部（２２）と、電圧評価部（２２）により評価された前記第１の測定電圧及び前記第２の測定電圧と、ＣＹ及びＣＺの容量値とに基づいて測定対象（２）の電圧を算出する演算部（２３）とを有する。
2017168608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁被覆された導体からなる測定対象の電圧を、絶縁被覆の上から非接触で測定する非接触電圧測定装置であって、  前記測定対象に装着する第１のプローブおよび第２のプローブと、  前記第１のプローブおよび前記第２のプローブにおいて測定された第１の測定電圧および第２の測定電圧に基づいて、前記測定対象の電圧を求めて出力する測定部と、を有し、  前記第１のプローブおよび前記第２のプローブには、それぞれ、容量値が異なる第１の容量および第２の容量が形成されており、  前記測定部は、  前記第１のプローブおよび前記第２のプローブにおいて測定された前記第１の測定電圧および前記第２の測定電圧を評価する電圧評価部と、  前記電圧評価部により評価された前記第１の測定電圧および前記第２の測定電圧と、前記第１の容量および前記第２の容量の容量値と、に基づいて、前記測定対象の電圧を算出する演算部と、を有する、非接触電圧測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の非接触電圧測定装置において、  前記測定部は、  さらに、前記第１の容量および前記第２の容量に対応して、それぞれ直列に接続され、容量値が異なる第１の参照容量および第２の参照容量を有し、  前記電圧評価部は、  前記第１のプローブと前記測定対象との間に形成される容量と、前記第１の容量との第１の結合容量、および前記第１の参照容量からなる第１の容量対によって、前記測定対象の電圧を分圧して得られる、前記第１の参照容量に対応する容量分圧を前記第１の測定電圧とし、  前記第２のプローブと前記測定対象との間に形成される容量と、前記第２の容量との第２の結合容量、および前記第２の参照容量からなる第２の容量対によって、前記測定対象の電圧を分圧して得られる、前記第２の参照容量に対応する容量分圧を前記第２の測定電圧として、前記第１の測定電圧と前記第２の測定電圧を評価し、  前記演算部は、  前記電圧評価部により評価された前記第１の測定電圧および前記第２の測定電圧と、  前記第１の容量および前記第２の容量の容量値と、  前記第１の参照容量および前記第２の参照容量の容量値と、に基づいて、前記測定対象の電圧を算出する、非接触電圧測定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の非接触電圧測定装置において、  前記測定部の前記第１の参照容量および前記第２の参照容量は、それぞれ可変であり、  前記測定部は、さらに、前記第１の参照容量および前記第２の参照容量の容量値を振動させる振動制御部を有する、非接触電圧測定装置。
【請求項４】
請求項１に記載の非接触電圧測定装置において、  前記第１のプローブおよび前記第２のプローブと、前記電圧評価部と、前記演算部と、からなる構成を２組備え、  さらに、２つの前記演算部により算出された電圧の差分を算出して、前記測定対象の電圧として出力する差分演算部を有する、非接触電圧測定装置。
【請求項５】
請求項１に記載の非接触電圧測定装置において、  前記第１のプローブおよび前記第２のプローブは、双方が１つの部材に固定されている、非接触電圧測定装置。
【請求項６】
絶縁被覆された導体からなる測定対象の電圧を、絶縁被覆の上から非接触で測定する非接触電圧測定方法であって、  容量値が異なる第１の容量および第２の容量がそれぞれ形成された第１のプローブおよび第２のプローブを、前記測定対象に装着して、測定された第１の測定電圧および第２の測定電圧を評価する第１のステップと、  前記第１のステップで評価された前記第１の測定電圧および前記第２の測定電圧と、前記第１の容量および前記第２の容量の容量値と、に基づいて、前記測定対象の電圧を算出する第２のステップと、を有する、非接触電圧測定方法。
【請求項７】
請求項６に記載の非接触電圧測定方法において、  前記第１のステップでは、  前記第１のプローブと前記測定対象との間に形成される容量と、前記第１の容量との第１の結合容量、および前記第１の容量に対して直列に接続された第１の参照容量からなる第１の容量対によって、前記測定対象の電圧を分圧して得られる、前記第１の参照容量に対応する容量分圧を前記第１の測定電圧とし、  前記第２のプローブと前記測定対象との間に形成される容量と、前記第２の容量との第２の結合容量、および前記第２の容量に対して直列に接続された第２の参照容量からなる第２の容量対によって、前記測定対象の電圧を分圧して得られる、前記第２の参照容量に対応する容量分圧を前記第２の測定電圧として、前記第１の測定電圧と前記第２の測定電圧を評価し、  前記第２のステップでは、  前記第１のステップで評価された前記第１の測定電圧および前記第２の測定電圧と、  前記第１の容量および前記第２の容量の容量値と、  前記第１の参照容量および前記第２の参照容量の容量値と、に基づいて、前記測定対象の電圧を算出する、非接触電圧測定方法。
【請求項８】
請求項７に記載の非接触電圧測定方法において、  さらに、それぞれ可変に構成された前記第１の参照容量および前記第２の参照容量の容量値を振動させる第３のステップを有する、非接触電圧測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、絶縁被覆されたケーブル等における電圧を測定する技術に関し、特に、ケーブル内の導体に対して非接触で電圧を測定する非接触電圧測定装置および非接触電圧測定方法に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  対象物に対して非接触で電圧・電位を測定する技術として、例えば、非特許文献１には、静電誘導現象を利用した表面電位センサが記載されている。ここでは、帯電物体からの静電界強度を振動電極で周期的に変化させる。これにより、検出電極に発生する誘導電荷を周期的に変化させ、検出電極から接地極に流れる変位電流を交流電圧信号に変換して帯電物体の帯電電位を求める旨が記載されている。【０００３】  また、非特許文献２には、振動容量型の表面電位計が記載されている。ここでは、プローブ内のセンサ電極と被測定面間に生じた静電容量を、プローブ内の音叉により変化させることで、センサ電極に表面電位を交流変調した信号を誘起させる。そして、これを積分型高圧発生器に入力して高電位を発生させ、プローブにフィードバックする。これによりプローブボディの電位を上昇させて被測定面と同電位にして、静電容量を打ち消すことで、プローブと被測定面間の距離による測定値の誤差を低減する旨が記載されている。【０００４】  また、国際公開第２０１５／０８３６１８号（特許文献１）には、絶縁被覆されたケーブル等における電圧を、ケーブル内の導体に対して非接触で測定する非接触電圧測定装置が記載されている。ここでは、プローブと導体との間の結合容量によってプローブに誘起される電圧を取得する電気回路上に設定された検出点で検出された電圧に基づいて測定対象の電圧を導出する。このとき、電気回路の少なくとも一部を電界シールドで遮蔽することにより、検出点から電界シールドに電流が流れない状態を維持したまま、検出点の電位と電界シールドの電位を等しくする。これにより、検出点と電界シールドとの間に発生する寄生容量を漏れ電流が流れることがなくなるため、寄生容量を無視することができ、検出点の電圧を高精度で検出することができる旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１５／０８３６１８号
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】“静電気測定器について”、［online］、春日電機株式会社、［平成２８年２月２９日検索］、インターネット＜URL：http://www.ekasuga.co.jp/product/149/000132.shtml＞
【非特許文献２】“静電気測定表面電位計の解説”、［online］、トレック・ジャパン株式会社、［平成２８年２月２９日検索］、インターネット＜URL：http://www.trekj.com/technology/qm/index.html＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  例えば、屋外なども含む様々な場所に敷設されたケーブル等における電圧を、交流電圧だけでなく直流電圧も含めて現場で容易かつ高精度に測定したいというニーズがある。【０００８】  これを実現するためには、測定対象のケーブルの径や絶縁被覆の状態などの条件に依存しない手法が必要である。すなわち、プローブを用いて測定する場合でも、プローブとケーブル内の導体との間の距離や、その間の結合容量などに依存せず、これらの条件の相違を制御できる仕組みが必要である。この点、例えば、上述の非特許文献１に記載された技術では、測定距離が定められており、測定距離に依存して出力される電位が変化することから、適用することはできない。【０００９】  一方、例えば、特許文献１に記載された技術では、プローブと導体との間の結合容量を利用した容量結合方式をとることで、ケーブル等の条件に依存しない測定が可能である。【００１０】  しかし、例えば特許文献１に記載された技術では、交流（ＡＣ）電圧のみが測定対象である。プローブと導体との間の結合容量を利用した容量結合方式を用いて直流（ＤＣ）電圧を測定しようとした場合、リーク電流によって結合容量から電荷が抜けてしまい、「焼き付け」を起こしたような状態となって正しい値を測定することが困難である。【００１１】  また、例えば非特許文献２に記載された技術では、プローブ自身の電位を測定対象のレベルに合わせる必要がある。したがって、測定対象によってはプローブおよび測定装置側で高電位を生成しなければならず、回路負担が高くなるという課題を有する。【００１２】  そこで本発明の目的は、測定対象の条件に依存せずに非接触で電圧を測定することができる非接触電圧測定装置および非接触電圧測定方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、ＡＣ電圧だけでなくＤＣ電圧についても高精度で測定することができる非接触電圧測定装置および非接触電圧測定方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、測定装置側の低電圧化を可能とする非接触電圧測定装置および非接触電圧測定方法を提供することにある。【００１３】  本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１４】  本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。【００１５】  本発明の代表的な実施の形態による非接触電圧測定装置は、絶縁被覆された導体からなる測定対象の電圧を、絶縁被覆の上から非接触で測定する非接触電圧測定装置であって、前記測定対象に装着する第１のプローブおよび第２のプローブと、前記第１のプローブおよび前記第２のプローブにおいて測定された第１の測定電圧および第２の測定電圧に基づいて、前記測定対象の電圧を求めて出力する測定部と、を有するものである。【００１６】  前記第１のプローブおよび前記第２のプローブには、それぞれ、容量値が異なる第１の容量および第２の容量が形成されており、前記測定部は、前記第１のプローブおよび前記第２のプローブにおいて測定された前記第１の測定電圧および前記第２の測定電圧を評価する電圧評価部と、前記電圧評価部により評価された前記第１の測定電圧および前記第２の測定電圧と、前記第１の容量および前記第２の容量の容量値と、に基づいて、前記測定対象の電圧を算出する演算部と、を有する。
【発明の効果】
【００１７】  本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。【００１８】  すなわち、本発明の代表的な実施の形態によれば、測定対象の条件に依存せずに非接触で電圧を測定することが可能となる。また、ＡＣ電圧だけでなくＤＣ電圧についても高精度で測定することが可能となる。また、測定装置側の低電圧化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１である非接触電圧測定装置の構成例について概要を示した図である。
【図２】本発明の実施の形態１における容量結合方式により電圧を測定する手法について説明した図である。
【図３】本発明の実施の形態２である非接触電圧測定装置の構成例について概要を示した図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態２における高インピーダンスで電圧を計測する手段の例について概要を示した図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態２における振動容量を固体で実現する手段の例について概要を示した図である。
【図６】本発明の実施の形態３である非接触電圧測定装置の構成例について概要を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】  以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。一方で、ある図において符号を付して説明した部位について、他の図の説明の際に再度の図示はしないが同一の符号を付して言及する場合がある。
【００２１】  （実施の形態１）  図１は、本発明の実施の形態１である非接触電圧測定装置の構成例について概要を示した図である。非接触電圧測定装置１は、例えば、プローブ対１０と測定部２０からなる。プローブ対１０は、例えば、測定部２０にケーブルで接続された複数のプローブ１１（図１の例では、プローブＡ（１１ａ）、Ｂ（１１ｂ）の２つにより示される）を備えた部材である。ユーザは、このプローブ対１０を測定対象のケーブル等に装着して電圧を測定する。なお、「装着」とは、プローブ対１０を測定対象に当てたり、測定対象を挟んだり、測定対象に巻きつけたり等、プローブ対１０の測定面を測定対象に接するように取り付けることをいう。
【００２２】  各プローブ１１には、後述するように、図示しない電極および誘電体により、それぞれ異なる値の容量が予め形成されている。これを測定対象に装着することで、後述するように、各プローブ１１と測定対象の導体との間に結合容量を形成し、容量結合方式によって測定対象の電圧を測定する。これを実現するためには、測定対象にプローブ対１０を装着した際のプローブＡ（１１ａ）およびプローブＢ（１１ｂ）の測定対象に対する相対的な位置関係を一定に維持することが必要である。
【００２３】  本実施の形態では、各プローブ１１はプローブ対１０の部材に固定され、プローブ対１０として一体化されているものとする。すなわち、プローブＡ（１１ａ）およびプローブＢ（１１ｂ）は、それぞれ、プローブ対１０に対して位置が固定されているとともに、これらの間でも相対的な位置が固定されているものとする。これにより、測定対象に対するプローブＡ（１１ａ）およびプローブＢ（１１ｂ）の相対的な位置関係、すなわち測定条件を一定に維持することができる。そして、同一の測定条件下での１回の測定で、プローブＡ（１１ａ）およびプローブＢ（１１ｂ）を切り替えることなく双方で電圧を測定することができる。また、測定者は、プローブＡ（１１ａ）およびプローブＢ（１１ｂ）を個別に測定対象に装着する必要がなく、プローブ対１０に対する１回の操作で全体を装着することができる。
【００２４】  上記の条件を満たす限り、プローブ対１０の形状や構造は特に限定されない。例えば、測定装置に対して測定者が押し当てる形状のものであってもよいし、クリップや洗濯バサミのような形状で、ケーブル等の測定対象を挟み込んで固定する構成のものであってもよい。
【００２５】  測定部２０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）や集積回路等により構成された可搬型の機器であり、プローブ対１０により測定された内容に基づいて、測定対象の電圧を求めて出力する。全ての構成要素が一体として形成されている必要はなく、一部が別の機器や情報処理装置などにより構成され、これらが連携するものであってもよい。測定部２０は、例えば、参照容量２１（図１の例では、参照容量Ａ（２１ａ）、Ｂ（２１ｂ）の２つにより示される）、電圧評価部２２、演算部２３、および表示部２４などの各部を有する。
【００２６】  各参照容量２１は、それぞれ異なる値の容量であり、後述するように、対応するプローブ１１で測定された電圧に基づいて、測定対象の電圧を算出するために用いられる参照用の容量である。また、プローブ１１と測定対象との間に形成される結合容量との対により、プローブ１１により測定された電圧を分圧することで、測定部２０側の低電圧化を図るものである。
【００２７】  電圧評価部２２は、測定対象の電圧につき、各プローブ１１と測定対象との間に形成される結合容量と、参照容量２１との対により分圧された分の電圧を評価する。演算部２３は、電圧評価部２２の評価結果と、非接触電圧測定装置１における既知の容量、すなわち、各プローブ１１に形成されている容量、および各参照容量２１の値に基づいて、測定対象の電圧を算出して出力する。表示部２４は、例えば、図示しない液晶ディスプレイ等の表示デバイスを備え、演算部２３から出力された結果を表示用にレイアウトして表示デバイスに表示する。
【００２８】  ［電圧の算出］  図２は、本実施の形態における容量結合方式により電圧を測定する手法について説明した図である。図中では、絶縁被覆されたケーブルを測定対象２とした例を、ケーブルの断面形状により模式的に示している。ケーブルの黒塗りの部分は絶縁被覆であり、ケーブルの絶縁被覆の上からプローブ対１０を装着した状態を示している。
【００２９】  プローブ１１と測定対象２の導体の間の絶縁被覆の部分には、値が不明である結合容量ＣＸが形成されていることを示している。また、プローブＡ（１１ａ）およびプローブＢ（１１ｂ）には、それぞれ、電極と厚さ（もしくは誘電率）が異なる誘電体により、値が既知であるＣＹおよびＣＺ（＝βＣＹ）の容量が形成されていることを示している。また、参照容量Ａ（２１ａ）および参照容量Ｂ（２１ｂ）は、それぞれ、値が既知であるＣＡおよびＣＢであり、各プローブ１１に形成されたＣＹおよびＣＺの容量と直列に接続されていることを示している。
【００３０】  本実施の形態では、各プローブ１１に形成されている異なる容量ＣＹ、ＣＺ（および参照容量２１であるＣＡ、ＣＢ）を利用することで、各プローブ１１と測定対象２との間に形成されるＣＸを推定するとともに、測定対象２の電圧ＶＸを算出する。
【００３１】  直列に接続された状態となる容量ＣＸとＣＹの合成容量をＣＸＹ、容量ＣＸとＣＺの合成容量をＣＸＺとすると、ＣＸＹ、ＣＸＺは以下の式で表される。
【００３２】
【数１】
2017168608.tif 000003
測定対象のＶＸについて、プローブＡ（１１ａ）側の結合容量であるＣＸＹと参照容量Ａ（２１ａ）であるＣＡの容量対で分圧された電圧をＶ１Ａ、Ｖ２Ａとすると、図示するように、Ｖ１Ａ：Ｖ２Ａ＝ＣＡ：ＣＸＹの関係（１）が成り立つ。同様に、プローブＢ（１１ｂ）側の結合容量であるＣＸＺと参照容量Ｂ（２１ｂ）であるＣＢの容量対で分圧された電圧をＶ１Ｂ、Ｖ２Ｂとすると、図示するように、Ｖ１Ｂ：Ｖ２Ｂ＝ＣＢ：ＣＸＺの関係（２）が成り立つ。これら２つの関係から得られる２つの式を連立方程式とし、これを解くことで、未知のＶＸおよびＣＸを求めることができる。
【００３３】  まず、ＶＸ＝Ｖ１Ａ＋Ｖ２Ａ＝Ｖ１Ｂ＋Ｖ２Ｂであることから、測定部２０が評価する方の分圧であるＶ２ＡおよびＶ２Ｂを残すと、関係（１）は、（ＶＸ−Ｖ２Ａ）：Ｖ２Ａ＝ＣＡ：ＣＸＹと表すことができ、関係（２）は、（ＶＸ−Ｖ２Ｂ）：Ｖ２Ｂ＝ＣＢ：ＣＸＺと表すことができる。この関係（１）から、ＣＸＹは以下の式で表される。
【００３４】
【数２】
2017168608.tif 000004
また、関係（２）から、ＶＸは以下の式で表される。
【００３５】
【数３】
2017168608.tif 000005
よって、数２式のＣＸＹは以下の式で表される。
【００３６】
【数４】
2017168608.tif 000006
ここで、数１式におけるＣＸＹ、ＣＸＺを代入して、以下の一連の式によりＣＸを求めることができる。
【００３７】
【数５】
2017168608.tif 000007
また、数３式および数５式から、以下の一連の式によりＶＸを求めることができる。
【００３８】
【数６】
2017168608.tif 000008
すなわち、電圧評価部２２での評価結果として得られるＶ２Ａ、Ｖ２Ｂと、既知の容量である各参照容量２１のＣＡ、ＣＢ、および各プローブ１１のＣＹ、ＣＺの値に基づいて、演算部２３は、数６式によりＶＸ（および数５式によりＣＸ）の値を算出することができる。
【００３９】  なお、本実施の形態では、参照容量Ａ（２１ａ）および参照容量Ｂ（２１ｂ）は、それぞれ、異なる値の容量ＣＡおよびＣＢを有するものとしているが、同一の容量とすることで上記の計算をより簡略化することも可能である。
【００４０】  以上に説明したように、本発明の実施の形態１である非接触電圧測定装置１によれば、予め異なる条件の容量が形成されている各プローブ１１からなるプローブ対１１を用いて、容量結合方式により非接触で電圧を測定する。そして、２つの容量対（図２の例ではＣＸＹとＣＡ、およびＣＸＺとＣＢ）により分圧された電圧（図２の例ではＶ２Ａ、Ｖ２Ｂ）を評価し、これに基づいて測定対象の電圧ＶＸを算出する。これにより、測定対象２の導体とプローブ１１間の容量（ＣＸ）や距離などの条件に依存せずに、ＶＸを高精度に測定することができる。また、容量分圧により測定部２０側の低電圧化を実現することができる。
【００４１】  なお、例えば、測定対象２の特性などにより、測定部２０の低電圧化が要求されない場合には、参照容量２１を用いた容量分圧は必ずしも行う必要はない。
【００４２】  （実施の形態２）  上述した実施の形態１の手法を用いることで、非接触で測定対象の電圧ＶＸを算出することができる。ここで、従来技術と同様に、測定対象の電圧ＶＸが交流（ＡＣ）電圧である場合は問題なく測定することができる。一方、測定対象の電圧が直流（ＤＣ）電圧である場合は、各容量対により分圧された電圧（図２の例ではＶ２Ａ、Ｖ２Ｂ）を高インピーダンスで評価する必要がある。しかし、実際にはリーク電流の影響を受け、結合容量から電荷が抜けてしまい、「焼き付け」を起こしたような状態となって正しい値を測定することが困難である。
【００４３】  これを回避するためには、容量対により分圧された電圧（Ｖ２Ａ、Ｖ２Ｂ）を測定するための回路を物理的もしくは電気的にリフレッシュする必要がある。そして、リフレッシュを行いつつ測定を行うように制御する等の仕組みも必要となる。そこで、本発明の実施の形態２である非接触電圧測定装置１は、測定部２０側の参照容量の容量値を振動手段によって可変させて（振動させて）リフレッシュする。
【００４４】  図３は、本発明の実施の形態２である非接触電圧測定装置の構成例について概要を示した図である。非接触電圧測定装置１の構成は、上述の実施の形態１の図２に示したものと基本的には同じであるため、相違点についてのみ説明し、他は省略する。本実施の形態では、実施の形態１と異なり、測定部２０の２つの参照容量２１を、可変容量２５（図３の例では、可変容量Ａ（２５ａ）、Ｂ（２５ｂ）の２つにより示される）により置き換えている。また、各可変容量２５の容量値を振動させる振動制御部２６を有している。
【００４５】  可変容量２５および振動制御部２６の構成、すなわち、可変容量２５の容量値を振動させて直流電圧を評価する手法については、公知の技術を適宜用いることができる。具体的には、例えば、「電気電子計測の基礎−誤差から不確かさへ」（山崎  弘郎著、電気学会大学講座、2005/03、以下「参考文献」と記載する場合がある）のpp.114に記載されているような、高インピーダンスで電圧を計測する手段を用いることができる。
【００４６】  図４は、高インピーダンスで電圧を計測する手段の例について概要を示した図である。図４（ａ）は基本形、図４（ｂ）はフィードバック制御に組み込んだ場合の回路の例を示している。ここでは、測定電位部分をコンデンサで隔離し、高インピーダンスを保っている。そして、振動子により容量を振動させ、被測定電圧（電界強度）に比例した振幅を持つ振動電圧を、コンデンサ（ＡＣ結合）を介して取り出す。そして、これを増幅・検波することで被測定電圧（電界強度）に比例した直流電圧を取り出す。
【００４７】  また、参考文献のpp.116に記載されているような、振動容量を固体で実現する手段を用いることもできる。図５は、振動容量を固体で実現する手段の例について概要を示した図である。図５（ａ）は基本形、図５（ｂ）はフィードバック制御に組み込んだ場合の回路の例を示している。ここでは、上述の図４の例における機械的な振動容量を、固体の可変容量ダイオードで置き換えることで、振動電圧を発生させている。ダイオードが電圧ゼロ付近以外で非線形性であること、および電界で容量自体が変わることを考慮すると、図５（ｂ）に示すようなフィードバック制御に組み込むのが望ましい。
【００４８】  図４、図５に示したような構成を適宜用いて、可変容量２５および振動制御部２６を構成することで、電圧評価部２２では、被測定電圧（電界）に比例した直流電圧（Ｖ２Ａ、Ｖ２Ｂ）を高精度で評価することができる。その後の演算部２３でのＶＸ（およびＣＸ）を求める演算処理は、実施の形態１の図２に示した演算部２３での手順と同様である。
【００４９】  以上に説明したように、本発明の実施の形態２である非接触電圧測定装置１によれば、測定部２０側の参照容量を可変容量２５として構成し、回路を物理的もしくは電気的に振動させてリフレッシュする。これにより、リーク電流の影響を解消し、容量対により分圧された電圧（Ｖ２Ａ、Ｖ２Ｂ）を高インピーダンスで評価することが可能となり、交流（ＡＣ）電圧だけでなく直流（ＤＣ）電圧についても高精度で測定することが可能となる。
【００５０】  （実施の形態３）  上述した実施の形態１、２の構成では、容量対により分圧された電圧（Ｖ２Ａ、Ｖ２Ｂ）を評価する際の基準電位を、測定対象２に応じて大地等としている。これに対し、本発明の実施の形態３である非接触電圧測定装置１では、実際の測定の際に、測定対象２における任意の２点間の電圧差を測定する。
【００５１】  図６は、本発明の実施の形態３である非接触電圧測定装置の構成例について概要を示した図である。ここでの基本的な構成は、上述の実施の形態１の図２に示したプローブ対１０と測定部２０の構成を２セット（２組）設けて並列とし、これらの基準電位を共通としたものである。
【００５２】  具体的には、図２に示したプローブ対１０（プローブＡ（１１ａ）、プローブＢ（１１ｂ））と測定部２０内の参照容量２１、電圧評価部２２、演算部２３の構成のセットに対して、さらに、同様のプローブ対１０’（プローブＡ（１１’ａ）、プローブＢ（１１’ｂ））と、測定部２０内の参照容量２１’（参照容量Ａ（２１’ａ）、参照容量Ｂ（２１’ｂ））、電圧評価部２２’、演算部２３’の構成のセットを並列に設けている。
【００５３】  プローブ対１０およびプローブ対１０’に形成されている容量（ＣＹ、ＣＺ、およびＣ’Ｙ、Ｃ’Ｚ）は、それぞれ、厚さ（もしくは誘電率）が異なる誘電体により異なる容量値を有するよう形成されている。また、参照容量２１および参照容量２１’に形成されている容量（ＣＡ、ＣＢ、およびＣ’Ａ、Ｃ’Ｂ）についても、それぞれ、異なる容量値を有するよう形成されている。
【００５４】  演算部２３および演算部２３’では、それぞれ、実施の形態１に示したような手法によって個別に測定対象２の電圧（ＶＸおよびＶ’Ｘ）を算出する。そして、得られたＶＸとＶ’Ｘの差を差分演算部２７により計算する。表示部２４は、差分演算部２７により計算された値を、最終的な表示値として表示する。
【００５５】  なお、図６の例では、上述の実施の形態１の図２に示したプローブ対１０と測定部２０の構成に対して、これを２セット設ける構成としているが、実施の形態２の図３に示したプローブ対１０と測定部２０の構成に対して適用することも当然可能である。
【００５６】  以上に説明したように、本発明の実施の形態３である非接触電圧測定装置１によれば、測定対象２の任意の２点間で電圧を測定し、その差分を用いる構成とする。これにより、基準電位を測定対象２に依存させる必要がなく、より広範な測定対象２に対して効率的に非接触での電圧測定を行うことが可能となる。
【００５７】  以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、上記の実施の形態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、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５８】  本発明は、ケーブル内の導体に対して非接触で電圧を測定する非接触電圧測定装置および非接触電圧測定方法に利用可能である。
【符号の説明】
【００５９】１…非接触電圧測定装置、１０、１０’…プローブ対、１１ａ、１１’ａ…プローブＡ、１１ｂ、１１’ｂ…プローブＢ、２０…測定部、２１ａ、２１’ａ…参照容量Ａ、２１ｂ、２１’ｂ…参照容量Ｂ、２２、２２’…電圧評価部、２３、２３’…演算部、２４…表示部、２５ａ…可変容量Ａ、２５ｂ…可変容量Ｂ、２６…振動制御部、２７…差分演算部
【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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【国際調査報告】
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