(57)【要約】      （修正有）【課題】多相電気系統の電気的パラメータを測定する、電圧センサ及び電流センサを有するセンササブシステムを含む多相測定装置を提供する。【解決手段】電圧センサ１１０及び電流センサ１１２のそれぞれは、ガルバニック接触を必要としない接触式センサ又は「非接触」センサであってよい。動作中、多相測定装置１０６は、電圧センサ及び電流センサを利用して、多相電気系統の各相の単相測定値を順次取得することができる。測定値を同期することで、電力、位相、電圧、電流等に関連する種々の多相電力パラメータを取得してよい。多相測定装置は、操作者が、センササブシステムのセンサを試験下にある導体の近位に位置させた場合に、自動検出するように動作してもよく、導体における１つ以上の電気的パラメータの検出を開始させることができる。【選択図】図３
2019045480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多相測定装置であって、
動作中に、導体における電圧又は電流の少なくとも１つを感知するセンササブシステムと、
ユーザインターフェースと、
前記センササブシステムに連通可能に連結する制御回路であって、動作中に、
前記ユーザインターフェースを前記多相測定装置のユーザへと指示させて、前記センササブシステムのセンサを多相電気系統の第１導体の近位に位置させ、
前記センササブシステムを介して、前記第１導体に存在する信号を伴う第１導体の電気的パラメータデータを受信し、前記第１導体の電気的パラメータが電圧データ又は電流データのうち少なくとも１つを備え、
前記受信した第１導体の電気的パラメータデータを処理して、前記第１導体における前記信号の周波数を決定し、
前記第１導体における前記信号の前記決定された周波数に少なくとも部分的に基づいて同期データを確立し、
前記ユーザインターフェースを前記ユーザへと指示させて、前記センササブシステムのセンサを前記多相電気系統の第２導体の近位に位置させ、
前記センササブシステムを介して、前記第２導体に存在する信号を伴う第２導体の電気的パラメータデータを受信し、前記第２導体の電気的パラメータが電圧データ又は電流データのうち少なくとも１つを備え、
前記受信した第２導体の電気的パラメータデータを処理して、前記確立された同期データに少なくとも部分的に基づいて、前記第１導体における前記信号のための位相情報に対して前記第２導体における前記信号のための位相情報を決定し、
前記ユーザインターフェースを前記ユーザへと指示させて、前記センササブシステムのセンサを前記多相電気系統の第３導体の近位に位置させ、
前記センササブシステムを介して、前記第３導体に存在する信号を伴う第３導体の電気的パラメータデータを受信し、前記第３導体の電気的パラメータが電圧データ又は電流データのうち少なくとも１つを備え、また
前記受信した第３導体の電気的パラメータデータを処理して、前記確立された同期データに少なくとも部分的に基づいて、前記第１導体又は前記第２導体のうち少なくとも１つにおける前記信号のための位相情報に対して前記第３導体における前記信号のための位相情報を決定する、制御回路と、を備える多相測定装置。
【請求項２】
前記同期データが、前記第１導体における前記信号の周期と等しい継続時間を有する固定された反復時間間隔を含む、請求項１に記載の多相測定装置。
【請求項３】
前記センササブシステムが、少なくとも電流センサ及び電圧センサを備える、請求項１に記載の多相測定装置。
【請求項４】
前記センササブシステムが、非接触電圧センサ又は非接触電流センサのうち少なくとも１つを備える、請求項１に記載の多相測定装置。
【請求項５】
動作中に、前記制御回路が、
前記第１導体の電気的パラメータデータ、第２導体の電気的パラメータデータ、及び第３導体の電気的パラメータデータを処理して、前記多相電気系統の少なくとも１つの付加電気的パラメータを決定する、請求項１に記載の多相測定装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの付加電気的パラメータが、電圧パラメータ、電流パラメータ、電力パラメータ、位相順序パラメータ、電圧位相推移パラメータ、電流位相推移パラメータ、電圧／電流位相推移パラメータ、高調波パラメータ、又は波形パラメータのうち少なくとも１つを含む、請求項５に記載の多相測定装置。
【請求項７】
動作中に、前記制御回路が、
前記ユーザインターフェースに、前記決定された位相情報の表示を前記ユーザインターフェースの表示装置上に提示させる、請求項１に記載の多相測定装置。
【請求項８】
前記決定された位相情報の前記表示が、前記ユーザインターフェースの前記表示装置上に提示された位相図を含む、請求項７に記載の多相測定装置。
【請求項９】
前記第１導体の電気的パラメータデータ、第２導体の電気的パラメータデータ、及び第３導体の電気的パラメータデータのそれぞれの前記受信に先立って、前記制御回路が、前記センササブシステムの前記センサが、前記第１導体、第２導体、及び第３導体のそれぞれの近位に位置しているかどうかを示す前記センササブシステムからの測定データを受信する、請求項１に記載の多相測定装置。
【請求項１０】
前記センササブシステムが基準電流を発生させ、また前記測定データが、前記第１導体、第２導体、又は第３導体において検出される前記基準電流特性を備える、請求項９に記載の多相測定装置。
【請求項１１】
前記センササブシステムの前記センサが、時限後に、前記第１導体、第２導体、又は第３導体のうち１つの近位に位置していないことを示す測定データの受信に対応して、前記制御回路が前記ユーザインターフェースを前記ユーザへと指示させて、前記多相電気系統の測定を再開させる、請求項９に記載の多相測定装置。
【請求項１２】
動作中、前記制御回路が、前記受信した第１導体の電気的パラメータデータを高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を利用して処理し、前記第１導体における前記信号の周波数を決定する、請求項１に記載の多相測定装置。
【請求項１３】
前記制御回路が、前記ユーザインターフェースを前記ユーザへと指示させて、前記センササブシステムの前記センサを前記第１導体の近位に位置させる場合と、前記制御回路が、前記第３導体に存在する前記信号を伴う第３導体の電気的パラメータデータを受信する場合との間の時限が、３０秒未満に制限される、請求項１に記載の多相測定装置。
【請求項１４】
多相測定装置であって、
動作中に、導体における電圧又は電流の少なくとも１つを感知するセンササブシステムと、
ユーザインターフェースと、
前記センササブシステムに連通可能に連結する制御回路であって、動作中に、
前記ユーザインターフェースを前記多相測定装置のユーザへと指示させて、前記センササブシステムのセンサを多相電気系統の第１導体の近位に位置させ、
前記センササブシステムを介して、前記第１導体に存在する信号を伴う第１導体の電気的パラメータデータを受信し、前記第１導体の電気的パラメータが電圧データ又は電流データのうち少なくとも１つを備え、
前記受信した第１導体の電気的パラメータデータを処理して、前記第１導体における前記信号の周波数を決定し、
前記第１導体における前記信号の前記決定された周波数に少なくとも部分的に基づいて同期データを確立し、
前記ユーザインターフェースを前記ユーザへと指示させて、前記センササブシステムのセンサを前記多相電気系統の第２導体の近位に位置させ、
前記センササブシステムを介して、前記第２導体に存在する信号を伴う第２導体の電気的パラメータデータを受信し、前記第２導体の電気的パラメータが電圧データ又は電流データのうち少なくとも１つを備え、また
前記受信した第２導体の電気的パラメータデータを処理して、前記確立された同期データに少なくとも部分的に基づいて、前記第１導体における前記信号のための位相情報に対して前記第２導体における前記信号のための位相情報を決定する、制御回路と、を備える多相測定装置。
【請求項１５】
多相測定装置を動作させる方法であって、
制御回路により、ユーザインターフェースをユーザへと指示させて、センササブシステムのセンサを多相電気系統の第１導体の近位に位置させ、
前記制御回路により、前記センササブシステムを介して、前記第１導体に存在する信号を伴う第１導体の電気的パラメータデータを受信し、前記第１導体の電気的パラメータが電圧データ又は電流データのうち少なくとも１つを含み、
前記制御回路により、前記受信した第１導体の電気的パラメータデータを処理して、前記第１導体における前記信号の周波数を決定し、
前記制御回路により、前記第１導体における前記信号の前記決定された周波数に少なくとも部分的に基づいて同期データを確立し、
前記制御回路により、前記ユーザインターフェースを前記ユーザへと指示させて、前記センササブシステムの前記センサを前記多相電気系統の第２導体の近位に位置させ、
前記制御回路により、前記センササブシステムを介して、前記第２導体に存在する信号を伴う第２導体の電気的パラメータデータを受信し、前記第２導体の電気的パラメータが電圧データ又は電流データのうち少なくとも１つを含み、
前記制御回路により、前記受信した第２導体の電気的パラメータデータを処理して、前記確立された同期データに少なくとも部分的に基づいて、前記第１導体における前記信号のための位相情報に対して前記第２導体における前記信号のための位相情報を決定し、
前記制御回路により、前記ユーザインターフェースを前記ユーザへと指示させて、前記センササブシステムのセンサを前記多相電気系統の第３導体の近位に位置させ、
前記制御回路により、前記センササブシステムを介して、前記第３導体に存在する信号を伴う第３導体の電気的パラメータデータを受信し、前記第３導体の電気的パラメータが電圧データ又は電流データのうち少なくとも１つを含み、また
前記制御回路により、前記受信した第３導体の電気的パラメータデータを処理して、前記確立された同期データに少なくとも部分的に基づいて、前記第１導体又は前記第２導体のうち少なくとも１つにおける前記信号のための位相情報に対して前記第３導体における前記信号のための位相情報を決定すること、を含む方法。
【請求項１６】
前記制御回路により、前記第１導体の電気的パラメータデータ、第２導体の電気的パラメータデータ、及び第３導体の電気的パラメータデータを処理して、前記多相電気系統の少なくとも１つの付加電気的パラメータを決定することを更に含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記制御回路により、前記第１導体の電気的パラメータデータ、第２導体の電気的パラメータデータ、及び第３導体の電気的パラメータデータを処理して、電圧パラメータ、電流パラメータ、電力パラメータ、位相順序パラメータ、電圧位相推移パラメータ、電流位相推移パラメータ、電圧／電流位相推移パラメータ、高調波パラメータ、又は波形パラメータのうち少なくとも１つを決定することを更に含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記制御回路により、前記ユーザインターフェースに、前記決定された位相情報の表示を前記ユーザインターフェースの表示装置上に提示させることを更に含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１導体の電気的パラメータデータ、第２導体の電気的パラメータデータ、及び第３導体の電気的パラメータデータのそれぞれを受信することに先立って、前記制御回路により、前記センササブシステムの前記センサが、前記第１導体、第２導体、及び第３導体のそれぞれの近位に位置するかどうかを示す、前記センササブシステムからの測定データを受信することを更に含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記センササブシステムの前記センサが、時限後に、前記第１導体、第２導体、又は第３導体のうち１つの近位に位置していないことを示す測定データの受信に応答し、前記制御回路により、前記ユーザインターフェースを前記ユーザへと指示させて、前記多相電気系統の測定を再開させることを更に含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記受信された第１導体の電気的パラメータデータ、第２導体の電気的パラメータデータ、及び第３導体の電気的パラメータデータを処理することが、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を利用して、前記受信された第１導体の電気的パラメータデータ、第２導体の電気的パラメータデータ、及び第３導体の電気的パラメータデータを処理することを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２２】
多相測定装置であって、
動作中に、導体における電圧及び電流を感知するセンササブシステムと、
ユーザインターフェースと、
前記センササブシステムに連通可能に連結する制御回路であって、動作中に、
前記センササブシステムが、少なくとも３つの単相測定値を順次取得するようにし、前記単相測定値のそれぞれが、多相電気系統の単相のための単相電気的パラメータデータを提供し、また
順次取得された単相測定により提供された単相電気的パラメータデータに基づいて、前記多相電気系統のための多相電気系統パラメータを決定する、多相測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に多相電気系統におけるパラメータの測定に関する。
【背景技術】
【０００２】
家庭用及び商用電化製品へと電気供給するように単相電気系統が使用されてもよいが、通常は三相交流（ＡＣ）電気系統を用いて電力を分配して、比較的高い電力用に定格された電力設備に電力を供給することができる。
【０００３】
図１は、三相負荷１４に電気的に連結された三相電源１２を含む代表的な三相電気系統１０を示す。この特定の実施例では、三相電源１２は、三相負荷１４に連結された４つのラベル付けされた導体、Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＮを含む。導体Ａ、Ｂ、及びＣは、それぞれ同一の周波数及び同様の大きさの交流電圧を運搬し、かつ導体Ｎは共同帰線である。導体Ａ、Ｂ、及びＣにおける交流電圧の各位相は、互いから１２０°隔てられている。例えば、導体Ａにおける電圧の位相は０°であってもよく、導体Ｂにおける電圧の位相＋１２０°であってもよく、また導体Ｃの電圧の位相は＋２４０°であってもよい。三相電気系統１０は、デルタ（Δ）構成、ｗｙｅ（Ｙ）構成などにて配置することができる。
【０００４】
電気的パラメータは、単相電気系統にて電力計を使用して測定してよい。このような電気的パラメータの例は、有効電力、皮相電力、ボルトアンペア無効電力、力率、高調波、電流、電圧、位相推移等を含んでよいが、多相電気系統のための電気的パラメータ測定はより困難である。図１にて示すように、３つの電圧測定チャネルＶＣＨ１、ＶＣＨ２、及びＶＣＨ３並びに３つの電流測定チャネルＡＣＨ１、ＡＣＨ２及びＡＣＨ３が、三相電気系統の電気的パラメータを測定するために使用される。電圧／電流チャネルの各対（例えば、ＶＣＨ１／ＡＣＨ１）は、別個の電力計（即ち、合計で３つの電力計）を伴ってもよい、又は全てのチャネルが、単一の多重チャネル電力計の一部であってもよい。
【０００５】
このような三相測定の設定は、技術者にとって多大な時間及び労力をかける場合がある。これは、特にアクセスを制限する密空間に位置する電気系統、及びラベルがない導体を有する電気系統の場合である。実際には、技術者は、導体Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＮのそれぞれのためにある４つの電圧導線を電気系統へと接続しなければならず、また同様に、少なくとも３つの電流センサを正確な電圧線上に直列に接続しなければならない。従って、測定を行う前に、最小で７つの試験導線を接続する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１６／１９３２１３号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
多相測定装置は、動作中に、導体における電圧又は電流の少なくとも１つを感知するセンササブシステムと、ユーザインターフェースと、センササブシステムに連通可能に連結された制御回路であって、動作中に、ユーザインターフェースを多相測定装置のユーザへと指示させて、センササブシステムのセンサを多相電気系統の第１導体の近位に位置させ、センササブシステムを介して、第１導体に存在する信号を伴う第１導体の電気的パラメータデータを受信し、当該第１導体の電気的パラメータが電圧データ又は電流データのうち少なくとも１つを含み、受信した第１導体の電気的パラメータデータを処理して、第１導体における信号の周波数を決定し、第１導体における信号の決定された周波数に少なくとも部分的に基づいて同期データを確立し、ユーザインターフェースをユーザへと指示させて、センササブシステムのセンサを多相電気系統の第２導体の近位に位置させ、センササブシステムを介して、第２導体に存在する信号を伴う第２導体の電気的パラメータデータを受信し、当該第２導体の電気的パラメータが電圧データ又は電流データのうち少なくとも１つを含み、受信した第２導体の電気的パラメータデータを処理して、確立された同期データに少なくとも部分的に基づいて、第１導体における信号のための位相情報に対して第２導体における信号のための位相情報を決定し、ユーザインターフェースをユーザへと指示させて、センササブシステムのセンサを多相電気系統の第３導体の近位に位置させ、センササブシステムを介して、第３導体に存在する信号を伴う第３導体の電気的パラメータデータを受信し、当該第３導体の電気的パラメータが電圧データ又は電流データのうち少なくとも１つを含み、また受信した第３導体の電気的パラメータデータを処理して、確立された同期データに少なくとも部分的に基づいて、第１導体又は第２導体のうち少なくとも１つにおける信号のための位相情報に対して第３導体における信号のための位相情報を決定する、制御回路と、を含むように集約されてよい。
【０００８】
同期データは、第１導体における信号の周期と等しい継続時間を有する固定された反復時間間隔を含んでよい。センササブシステムは、少なくとも電流センサ及び電圧センサを含んでよい。センササブシステムは、非接触電圧センサ又は非接触電流センサのうち少なくとも１つを含んでよい。動作中、制御回路は、第１導体の電気的パラメータデータ、第２導体の電気的パラメータデータ、及び第３導体の電気的パラメータデータを処理して、多相電気系統の少なくとも１つの付加電気的パラメータを決定してよい。少なくとも１つの付加電気的パラメータは、電圧パラメータ、電流パラメータ、電力パラメータ、位相順序パラメータ、電圧位相推移パラメータ、電流位相推移パラメータ、電圧／電流位相推移パラメータ、高調波パラメータ、又は波形パラメータのうち少なくとも１つを含んでよい。動作中、制御回路は、ユーザインターフェースに、決定された位相情報の表示を当該ユーザインターフェースの表示装置上に提示させてよい。決定された位相情報の表示は、ユーザインターフェースの表示装置上に示されるフェーザ図を含むことができる。第１導体の電気的パラメータデータ、第２導体の電気的パラメータデータ、及び第３導体の電気的パラメータデータのそれぞれの受信に先立って、制御回路は、センササブシステムのセンサが、第１導体、第２導体、及び第３導体のそれぞれの近位に位置するかどうかを示すセンササブシステムからの測定データを、受信してよい。センササブシステムは基準電流を発生させてよく、また測定データは、第１導体、第２導体、又は第３導体において検出される基準電流特性を含んでよい。
【０００９】
センササブシステムのセンサが、時限後に、第１導体、第２導体、又は第３導体のうち１つの近位に位置していないことを示す測定データの受信に対応して、制御回路がユーザインターフェースをユーザへと指示させて多相電気系統の測定を再開させてよい。動作中、制御回路は、受信した第１導体の電気的パラメータデータを高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を利用して処理し、第１導体における信号の周波数を決定してよい。制御回路が、ユーザインターフェースをユーザへと指示させて、センササブシステムのセンサを第１導体の近位に位置させる場合と、制御回路が、第３導体に存在する信号を伴う第３導体の電気的パラメータデータを受信する場合との間の時限は、３０秒未満に制限されてよい。
【００１０】
多相測定装置は、動作中に、導体における電圧又は電流の少なくとも１つを感知するセンササブシステムと、ユーザインターフェースと、センササブシステムに連通可能に連結された制御回路であって、動作中に、ユーザインターフェースを多相測定装置のユーザへと指示させて、センササブシステムのセンサを多相電気系統の第１導体の近位に位置させ、センササブシステムを介して、第１導体に存在する信号を伴う第１導体の電気的パラメータデータを受信し、当該第１導体の電気的パラメータが電圧データ又は電流データのうち少なくとも１つを含み、受信した第１導体の電気的パラメータデータを処理して、第１導体における信号の周波数を決定し、第１導体における信号の決定された周波数に少なくとも部分的に基づいて同期データを確立し、ユーザインターフェースをユーザへと指示させて、センササブシステムのセンサを多相電気系統の第２導体の近位に位置させ、センササブシステムを介して、第２導体に存在する信号を伴う第２導体の電気的パラメータデータを受信し、当該第２導体の電気的パラメータが電圧データ又は電流データのうち少なくとも１つを含み、また受信した第２導体の電気的パラメータデータを処理して、確立された同期データに少なくとも部分的に基づいて、第１導体における信号のための位相情報に対して第２導体における信号のための位相情報を決定する、制御回路と、を含むように集約されてよい。
【００１１】
多相測定装置を動作させる方法は、制御回路により、ユーザインターフェースをユーザへと指示させて、センササブシステムのセンサを多相電気系統の第１導体の近位に位置させ、制御回路により、センササブシステムを介して、第１導体に存在する信号を伴う第１導体の電気的パラメータデータを受信し、当該第１導体の電気的パラメータが電圧データ又は電流データのうち少なくとも１つを含み、制御回路により、受信した第１導体の電気的パラメータデータを処理して、第１導体における信号の周波数を決定し、制御回路により、第１導体における信号の決定された周波数に少なくとも部分的に基づいて同期データを確立し、制御回路により、ユーザインターフェースをユーザへと指示させて、センササブシステムのセンサを多相電気系統の第２導体の近位に位置させ、制御回路により、センササブシステムを介して、第２導体に存在する信号を伴う第２導体の電気的パラメータデータを受信し、当該第２導体の電気的パラメータが電圧データ又は電流データのうち少なくとも１つを含み、制御回路により、受信した第２導体の電気的パラメータデータを処理して、確立された同期データに少なくとも部分的に基づいて、第１導体における信号のための位相情報に対して第２導体における信号のための位相情報を決定し、制御回路により、ユーザインターフェースをユーザへと指示させて、センササブシステムのセンサを多相電気系統の第３導体の近位に位置させ、制御回路により、センササブシステムを介して、第３導体に存在する信号を伴う第３導体の電気的パラメータデータを受信し、当該第３導体の電気的パラメータが電圧データ又は電流データのうち少なくとも１つを含み、また制御回路により、受信した第３導体の電気的パラメータデータを処理して、確立された同期データに少なくとも部分的に基づいて、第１導体又は第２導体のうち少なくとも１つにおける信号のための位相情報に対して第３導体における信号のための位相情報を決定すること、を含むように集約されてよい。
【００１２】
本方法は、制御回路により、第１導体の電気的パラメータデータ、第２導体の電気的パラメータデータ、及び第３導体の電気的パラメータデータを処理して、多相電気系統の少なくとも１つの付加電気的パラメータを決定することを、更に含んでもよい。
【００１３】
本方法は、制御回路により、第１導体の電気的パラメータデータ、第２導体の電気的パラメータデータ、及び第３導体の電気的パラメータデータを処理して、電圧パラメータ、電流パラメータ、電力パラメータ、位相順序パラメータ、電圧位相推移パラメータ、電流位相推移パラメータ、電圧／電流位相推移パラメータ、高調波パラメータ、又は波形パラメータのうち少なくとも１つを決定することを、更に含んでもよい。
【００１４】
本方法は、制御回路により、ユーザインターフェースに、決定された位相情報の表示を当該ユーザインターフェースの表示装置上に提示させることを、更に含んでもよい。
【００１５】
本方法は、第１導体の電気的パラメータデータ、第２導体の電気的パラメータデータ、及び第３導体の電気的パラメータデータのそれぞれを受信することに先立って、制御回路により、センササブシステムのセンサが、第１導体、第２導体、及び第３導体のそれぞれの近位に位置するかどうかを示すセンササブシステムからの測定データを受信することを、更に含んでもよい。
【００１６】
本方法は、センササブシステムのセンサが、時限後に、第１導体、第２導体、又は第３導体のうち１つの近位に位置していないことを示す測定データの受信に応答し、制御回路により、ユーザインターフェースをユーザへと指示させて多相電気系統の測定を再開させることを、更に含んでもよい。受信された第１導体の電気的パラメータデータ、第２導体の電気的パラメータデータ、及び第３導体の電気的パラメータデータを処理することは、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を利用して、当該受信された第１導体の電気的パラメータデータ、第２導体の電気的パラメータデータ、及び第３導体の電気的パラメータデータを処理することを、含んでよい。
【００１７】
多相測定装置は、動作中に、導体における電圧及び電流を感知するセンササブシステムと、ユーザインターフェースと、センササブシステムに連通的に連結された制御回路であって、動作中に、センササブシステムが少なくとも３つの単相測定値を順次取得するようにし、単相測定値のそれぞれが多相電気系統の単相のための単相電気的パラメータデータを提供し、かつ順次得られる単相測定値により提供される単相電気的パラメータデータに基づいて多相電気系統のための多相電気系統パラメータを決定する、制御回路と、を含むように集約されてよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
図面では、同一の参照番号により類似の要素又は作用が識別される。図面における要素の寸法及び相対位置は、必ずしも縮尺どおりに描かれていない。例えば、種々の要素及び角度の形状は必ずしも縮尺どおりに描かれているわけではなく、これらの要素の一部は、図面の明瞭性を向上させるために任意に拡大されかつ位置付けられていてもよい。なお、図示されるような要素の特定の形状は、必ずしも特定の要素の実際の形状に関する任意の情報を伝えることが意図されているわけではなく、単に図面において認識しやすいように選択されていてもよい。
【図１】図１は三相負荷に連結された三相電源を含み、多チャネル電力計の複数の電圧測定チャネル及び電流測定チャネルを使用して電気的パラメータの測定値を示す、三相電気系統の概略ブロック図である。
【図２】図２は三相負荷に連結された三相電源を含み、１つの図示された実施形態による多相測定装置を使用して電気的パラメータの測定値を示す、三相電気系統の概略ブロック図である。
【図３】図３は１つの図示された実施形態による、図２に示す他相測定装置の概略ブロック図である。
【図４】図４は１つの図示された実施形態に従って、多相電気系統の１つ以上のパラメータを測定する多相測定装置を動作させる方法の、流れ図である。
【図５】図５は１つの図示された実施形態に従って、多相電気系統の１つ以上の電気的パラメータを測定する多相測定装置を動作させる方法の種々の段階を示す、タイムラインである。
【図６】図６は多相電気系統の第１導体及び第２導体の測定中に取り込まれる代表的な波形を示すグラフであって、本グラフは第１導体における信号の周波数検出を図示しており、これは、１つの図示された実施形態に従って、第１導体における信号の位相に対する第２導体における信号の位相を検出するために使用される同期データを確立するために、続いて使用される。
【図７Ａ】図７Ａは１つの図示された実施形態による、非接触多相測定装置を使用してよい環境の絵図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは１つの図示された実施形態による、絶縁線と非接触電圧測定装置の導電センサとの間に形成された連結容量、絶縁導体電流構成要素、及び、非接触多相測定装置と操作者との間の人体容量を示す、図７Ａの非接触多相測定装置の平面図である。
【図８】図８は１つの図示された実施形態による、非接触多相測定装置の種々の内部構成要素の概略図である。
【図９】図９は１つの図示された実施形態による、非接触多相測定装置の種々の信号処理構成要素を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本開示の１つ以上の実施形態は、単一の電圧センサ及び単一の電流センサを有するセンササブシステムを含む多相測定装置を利用して多相電気系統の電気的パラメータを測定するための、システム及び方法に関する。即ち、多相測定装置のハードウェアは、単一の電圧測定チャネル及び単一の電流測定チャネルを有する電力計に類似している、又は同一であってよい。電圧センサ及び電流センサのそれぞれは、接触式センサ又は非接触センサであってよい。本開示の種々の実施形態では、多相電気系統の各相の単相測定値を順次取得し、かつそれらの測定値を同期させて、種々の多相電気的パラメータを得ることにより、多相測定が達成される。このような多相電気的パラメータとしては、導体間の位相関係（例えば、位相順序）、導体における電圧と電流との間の位相推移、有効電力、有効基本電力、無効電力、無効基本電力、皮相システム電力、皮相システム基本電力、力率、変位力率などが挙げられるが、これらに限定されない。本開示の種々の実施形態を、図２〜９に関して以下で論じる。
【００２０】
以下の説明では、種々の開示の実施形態の完全な理解が得られるように、特定の具体的な詳細について記載する。しかし、実施形態がこれらの具体的な詳細のうちの１つ以上を伴わない、又は他の方法、構成要素、材料などを伴って実施されてよいことを、当業者は理解するであろう。その他の場合では、コンピュータシステム、サーバコンピュータ及び／又は通信ネットワークに関係する周知の構造は、実施形態の説明を必要以上に不明瞭にすることを避けるためにも、詳細には示されていない、又は記載されていない。
【００２１】
文脈上その他の意味に解すべき場合を除き、以下の明細書及び特許請求の範囲を通して、用語「備える（comprising）」とは用語「含む（including）」と同義であり、包括的であり、つまり限定的ではない（即ち、更なる記載されていない要素又は方法の行為を除外しない）。
【００２２】
本明細書全体の「一実施形態」又は「実施形態」を参照することは、実施形態に関して記述された特定の特徴、構造又は特性が少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。このため、本明細書全体の種々の場所での語句「一実施形態では」又は「実施形態では」は、必ずしも全て同じ実施形態について言及するものではない。なお、特定の特徴、構造又は特性は、１つ以上の実施形態では任意の好適な方法で組み合わせられてもよい。
【００２３】
本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用する際に、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、その内容について別段の明確な指示がない限り、複数の指示対象を含む。用語「又は」は、文脈上、別段の明確な指示がない限り、その意味において「及び／又は」を含んで一般的に用いられる、という点にも留意すべきである。
【００２４】
更に、本明細書で提供される見出し及び要約書は、便宜のためだけであり、実施形態の範囲又は意味を説明するものではない。
【００２５】
図２は、三相負荷１０４に電気的に連結された三相電源１０２を含む代表的な三相電気系統１００の概略ブロック図を示す。この実施例では、三相電源１０２は、三相負荷１０４に連結された４つのラベル付けされた導体、Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＮを含む。導体Ａ、Ｂ、及びＣは、それぞれ同一の周波数及び同様の大きさの交流電圧を運搬し、かつ導体Ｎは共同帰線である。導体Ａ、Ｂ、及びＣにおける交流電圧の各位相は、互いから１２０°隔てられている。例えば、導体Ａにおける電圧の位相は０°であってもよく、導体Ｂにおける電圧の位相＋１２０°であってもよく、また導体Ｃの電圧の位相は＋２４０°（又は−１２０°と同様な意味合い）であってもよい。三相電気系統１００は、デルタ（Δ）構成、ｗｙｅ（Ｙ）構成などにて配置することができる。
【００２６】
また、図２に示すように、多相測定装置１０６である。多相測定装置１０６の種々の構成要素を図３に示し、かつ以下で論じる。多相測定装置１０６は、電圧センサ１１０及び電流センサ１１２を含むセンササブシステム１０８（図３）を含む。電圧センサ１１０は導体における電圧を感知するように動作し、また電流センサ１１２は導体における電流を感知するように動作する。電圧センサ１１０及び／又は電流センサ１１２は、更に後述するように、非接触センサ又は接触センサであってよい。
【００２７】
一般に、動作中に、多相測定装置１０６の操作者は、多相測定装置のセンササブシステム１０８を、導体Ａなどの、４つの導体のうちの１つ（第１）の近位（第１測定時限ＴＭ１）に最初に位置させてよい。多相測定装置１０６は、次に、センササブシステムを介して、導体Ａにおける信号の１つ以上の電気的パラメータを測定してよい。測定された電気的パラメータは、導体Ａにおける信号の周波数を含んでよい。当該周波数は、導体における電圧の周波数、導体における電流の周波数、又は両方であってよい。
【００２８】
電圧が限界を超えることにより、一度多相測定装置１０６が導体を識別して確実な安定値のための定常状態を達成すると、例えば、複数値を平均化して導体Ａにおける信号の１つ以上の電気的パラメータを測定することにより、多相測定装置１０６のユーザインターフェースは操作者に指示を出して、多相測定装置１０６のセンササブシステム１０８を、導体Ｂなどの、導体のうちの１つ（第２）の近位（第２測定時限ＴＭ２）に位置させてよい。多相測定装置１０６は、次に、センササブシステム１０８を介して、導体Ｂにおける信号の１つ以上の電気的パラメータを測定してよい。例えば、導体Ｂにおける信号の位相推移は、導体Ａにおける信号の決定された周波数に対して決定されてよい。
【００２９】
一度、多相測定装置１０６が導体Ｂにおける信号の１つ以上の電気的パラメータを測定すると、ユーザインターフェースは操作者に指示を出して、多相測定装置１０６のセンササブシステム１０８を、導体Ｃなどの、導体のうちの１つ（第３）の近位（第３測定時限ＴＭ３）に位置させてよい。多相測定装置１０６は、次に、センササブシステム１０８を介して、導体Ｃにおける信号の１つ以上の電気的パラメータを測定してよい。導体Ｃにおける信号の位相推移は、その測定中に取得される、導体Ａにおける信号の決定された周波数、及び／又は導体Ｂにおける信号の決定された周波数に対して決定されてよい。一度、多相測定装置１０６が導体Ｃにおける信号の１つ以上の電気的パラメータを測定すると、全ての単相値が多相測定装置に対して有効であり、三相電気系統１００の多相システム全体のための種々の電気的パラメータ（例えば、電力パラメータ、電流パラメータ、電圧パラメータ、位相パラメータ並びにシステム電力、相回転、及び不平衡同様のシステムパラメータ）を決定して計算し得、またユーザインターフェースを介して操作者へと示してよい、又は有線通信又は無線通信を介するような、多相測定装置のインターフェースに関連するデータを送信してよい。
【００３０】
図３は、多相測定装置１０６の概略ブロック図であり、器具、システム、用具、又は機器としても参照される。測定装置１０６は、接触電流若しくは接触電圧、又は非接触電流若しくは非接触電圧の測定値から取得される、あるいはこのような測定値から導出される、電気系統の、１つ以上の単相及び多相ＡＣ電気的パラメータ（例えば、電圧、電流、電力、位相、エネルギー、周波数、高調波）を決定するように、動作してよい。例えば、操作者は、単相電圧、単相電流、単相電力、三相電圧、三相電流、三相電力等などの種々の動作モードを選択することができる。測定装置１０６は、測定を実施している間にユーザの手で把持されるように通常構成される、ハンドヘルド装置又はシステムであってよい。しかし、測定装置１０６は、ユーザの手に常時把持される必要はなく、例えば、支持体又は機械から装置を固定又は吊り下げることにより、ユーザが把持しないように位置させることができる、という点に留意すべきである。その他の実施形態では、測定装置１０６は、１つ以上の電気回路をモニタ及び測定するために、特定の位置に取り外し可能に又は恒久的に位置するように設計されてもよい。
【００３１】
測定装置１０６は、プロセッサ１１４、非一時的プロセッサ可読記憶媒体又はメモリ１１６、電圧測定センサ又は用具１１０、電流測定センサ又は用具１１２、通信サブシステム又はインターフェース１１８、及びユーザインターフェース１２０を含む。少なくともいくつかの実施形態では、測定装置１０６は、上記構成要素のそれぞれを含まなくてもよく、図３に図示されていない追加の構成要素を含んでもよい。測定装置１０６の種々の構成要素は、少なくとも１つの取り外し可能又は取り外し不可能なバッテリにより、幹線によって、誘導性電力系統により、熱エネルギー変換システムなどによって電力供給されてよい。更に、測定装置１０６の種々の構成要素は、単一のハウジング内又は単一のハウジング上に配置されてもよく、有線及び／又は無線通信チャネルを介して連通可能に共に連結されている複数の物理的装置又は用具に対して配置されてもよい。少なくともいくつかの実施形態では、測定装置１０６は、露出した導電性構成要素を有さず、測定装置１０６が電気導体又は回路にガルバニック接触する可能性が排除される。
【００３２】
プロセッサ１１４は、命令の実行を支持することにより、測定装置１０６の演算センタとして機能し得る。プロセッサ１１４は、１つ以上の中央処理装置（ＣＰＵｓ）、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰｓ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣｓ）、プログラマブル（理論）ゲート配列（ＦＰＧＡｓ）、デジタル回路、アナログ回路、デジタル回路とアナログ回路の組み合わせなどの１つ以上の論理処理ユニットを含んでよい。メモリ１１６は、１つ以上の非一時的プロセッサ可読記憶媒体の形態を含んでよく、これは、プロセッサ１１４などの１つ以上の装置構成要素によりアクセス可能なプログラム又はデータの記憶に好適な、現在市販されている、又は後に開発される任意の記憶媒体を含んでよい。メモリ１１６は、取り外し可能又は非取り外し可能であってもよく、揮発性又は不揮発性であってもよい。メモリの非限定的な例としては、ハードドライブ、光学ドライブ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及びフラッシュタイプのメモリが挙げられる。メモリ１１６は、プロセッサ１１４と一体化されてもよく、又はそこから分離されてもよい。例えば、プロセッサ１１４は、メモリ１１６及び１つ以上のプログラム可能な入力／出力周辺装置を含むＡＲＭ系マイクロコントローラなどのマイクロコントローラを含んでよい。プロセッサ１１４及びメモリ１１６は、本明細書では通常「制御回路」と称されてよい。
【００３３】
通信インターフェース又は通信サブシステム１１８は、１つ以上の有線又は無線通信ネットワーク１２４（例えば、インターネット）を介して、外部装置１２２と通信するための１つ以上の構成要素を含んでよい。外部装置１２２は、携帯電話、タブレットコンピュータ、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、クラウド型サーバなどであってもよい。無線通信技術の非限定的な例としては、ＷｉＦｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、６ＬｏＷＰＡＮ（登録商標）、Ｏｐｔｉｃａｌ  ＩＲ、ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＨＡＲＴなどを挙げることができる。有線通信技術の非限定的な例としては、ＵＳＢ（登録商標）、イーサネット、ＰＬＣ、ＨＡＲＴ、ＭＯＤＢＵＳ、ＦｉｒｅＷｉｒｅ（登録商標）、Ｔｈｕｎｄｅｒｂｏｌｔ（登録商標）などを挙げることができる。更に、外部装置１２２にデータを送信することに加えて、少なくともいくつかの実施形態では、測定装置１０６は、外部装置１２２からのデータ又は命令（例えば、制御命令）のうちの少なくとも１つを、１つ以上の有線又は無線通信インタ−ネットワーク１２４を介して受信することができる。
【００３４】
ユーザインターフェース１２０は、例えば、１つ以上の入力装置及び表示装置サブシステムを含んでよい。一般的には、ユーザインターフェース１２０は、ユーザ又は外部装置をプロセッサ１１４と相互作用させることを可能にする任意の装置、及びプロセッサ１１４に情報を表示させる、又は別の方法で情報を提示させることを可能にする任意の装置を含んでよい。少なくとも１つの実施形態では、ユーザインターフェース１２０は、ユーザが特定の測定を実行する、又は測定装置１０６から特定のデータを要求するように、測定装置を制御又は構成することを可能にする。以下でより詳細に記載するように、携帯型測定装置１０６の特定の構成に関する情報は、メモリ１１６内に記憶されてよい。ユーザインターフェース１２０の表示サブシステムは、例えば、液晶表示（ＬＣＤ）装置、発光ダイオード（ＬＥＤ）表示装置等であってよい。少なくともいくつかの実施形態では、表示サブシステムは、カラー画像を表示することが可能であり得る。少なくともいくつかの実施形態では、ユーザインターフェース１２０の表示サブシステムは、ユーザ入力を可能にするタッチスクリーンを含んでよい。ユーザによるユーザインターフェース１２０に対する入力に対応して、表示サブシステムは、特定の測定に関連する情報又はデータを表示してよい。更に詳細に後述するように、ユーザインターフェース１２０の表示サブシステムは、多相電気系統の複数の位相のためのフェーザ図を示す、１つ以上の画像を表示してよい。より一般には、ユーザインターフェースの表示サブシステムは、電圧、電流、周波数、電力パラメータ（例えば、ワット、ＫＶＡ）、位相順序、位相推移、エネルギー、高調波等などの、１つ以上の信号特性又はパラメータを表示してよい。
【００３５】
ユーザインターフェース１２０は、測定装置１０６のプロセッサ１１４に対する入力を伝達するように構成される単一の入力装置、又は入力装置の組合せを含んでよい。入力装置の非限定的な例としては、ボタン、キーパッド、タッチパッド、スイッチ、セレクタ、ロータリースイッチ、あるいはその他の既知の入力装置又は後に開発される入力装置が挙げられる。前述のように、ユーザインターフェース１２０は、タッチスクリーンとして表示サブシステムに組み込まれている入力装置を含んでよい。少なくともいくつかの実施形態では、測定装置１０６は、ユーザインターフェース１２０の入力装置への入力であるユーザ入力又は選択に対応して、特定の種類の測定を実行するように動作する。特定の測定構成は、例えば、測定設定データを変更することにより、構成可能であってよい。少なくともいくつかの実施形態では、設定データは特定の測定データを伴い、かつメモリ１１６内に記憶されてよい。一実施例では、ユーザがユーザインターフェース１２０の入力装置の特定のボタンを押した場合に、測定装置１０６により実行される測定の種類（例えば、単相測定、多相測定）が、ボタンの作動により構成され得る。
【００３６】
電圧センサ１１０及び／又は電流センサ１１２は、試験下にある導体と試験電極又はプローブとの間のガルバニック接続を介して入力を受信する、接触式電圧センサであってよい。少なくともいくつかの実施形態では、電圧センサ１１０及び電流センサ１１２のうち少なくとも１つは、それぞれ「非接触」電圧センサ用具又は「非接触」電流センサ用具であってよく、これは、試験下にある導体と試験電極又はプローブとの間のガルバニック接続を必要とすることなく、測定値を取得することができる。従って、用語「非接触」とは、物理的接触ではなく、むしろガルバニック接触を意味する、と理解すべきである。非接触電流センサ型の非限定的な例としては、フラックスゲートセンサ、ホール効果センサ、ロゴスキーコイル、電流変成器、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）磁気センサ等が挙げられる。非接触電圧センサ型の非限定的な例としては、「容量分圧器」型電圧センサ、「基準信号」型電圧センサ、「マルチキャパシタ」型電圧センサ等が挙げられる。
【００３７】
通常、容量分圧器型電圧センサ又はシステムは、導体と試験電極又はプローブとの間のガルバニック接続を必要とすることなく、絶縁導体（例えば、絶縁線）のＡＣ電圧を測定する。容量分圧器型電圧センサは、試験下にある絶縁導体とアース接地又はその他の基準との間に可変容量電圧を発生させるように動作する、可変容量用具を含んでよい。測定中、非接触電圧測定装置は、可変容量用具の容量を変更し、試験下にある絶縁導体とアース接地との間の容量分圧器回路のインピーダンスを変化させる。可変容量用具全体に対して２回（又は３回）の測定を順次に行うことにより、絶縁導体へのガルバニック接続を必要とすることなく、絶縁導体のＡＣ電圧を測定することができる。
【００３８】
通常、「基準信号」型電圧センサは、導電センサ、内部接地ガード及び基準シールドを含む、非接触電圧センサであってよい。同相基準電圧源は、内部接地ガードと基準シールドとの間で電気的に連結され、基準電流を導電センサに通過させるＡＣ基準電圧を発生させることができる。少なくとも１つのプロセッサは、ＡＣ基準電圧及び絶縁導体のＡＣ電圧により、導電センサを通って流れる電流を示す信号を受信してよく、受信した信号の少なくとも一部に基づいて、絶縁導体のＡＣ電圧を判定する。図７Ａ、７Ｂ、８及び９に関して、基準信号型電圧センサを更に詳細に後述する。
【００３９】
一般的には、「マルチキャパシタ」型電圧センサは、絶縁導体と容量結合する複数の導電センサを含んでよい。複数のセンサのそれぞれは、容量結合に影響を与える少なくとも１つの特性に関して、その他の導電センサと異なっていてもよい。少なくとも１つのプロセッサは、絶縁導体のＡＣ電圧故に導電センサにて電圧を示す信号を受信し、また受信した信号の少なくとも一部に基づいて絶縁導体におけるＡＣ電圧を決定する。
【００４０】
このような非接触センサの種々の非限定的な例は、米国特許仮出願第６２／４２１，１２４号（２０１６年１１月１１日出願）、米国特許出願第１５／３４５，２５６号（２０１６年１１月７日出願）、同第１５／４１３，０２５号（２０１７年１月２３日出願）、同第１５／４１２，８９１号（２０１７年１月２３日出願）、同第１５／６０４，３２０号（２０１７年５月２４日出願）、及び米国特許出願第１５／６２５，７４５号（２０１７年６月１６日出願）に開示され、それら全体が、本明細書に参考として組み込まれる。
【００４１】
動作中に、プロセッサ１１４は、電圧センサ１１０及び電流センサ１１２から信号を受信し、それぞれ電圧測定値及び電流測定値を取得する。プロセッサ１１４は、このような電圧測定値及び電流測定値を利用して、測定値の組み合わせに基づいて付加ＡＣ電気的パラメータを導出してよい。このようなパラメータは、例えば、電力（例えば、有効電力、皮相電力、無効電力）、位相関係、周波数、高調波、エネルギー等を含んでよい。電圧センサ信号及び電流センサ信号は、共通測定時間間隔中にそれぞれの電圧センサ１１０及び電流センサ１１２により取得することができ、共通測定時間間隔は、持続時間が比較的短くてもよい（例えば、１０ミリ秒（ｍｓ）、１００ｍｓ、１秒、５秒、１０秒）。例えば、電圧センサ１１０及び電流センサ１１２は、少なくとも部分的に互いに並行して測定値を取得することができる。別の実施例として、電圧センサ１１０及び電流センサ１１２のうち１つは、電圧センサ及び電流センサのうちの他方が測定値を取得した実質的に直後に測定値を取得することができ、測定値は、ほぼ同時に取得されるようになっている。いくつかの実行例では、電圧センサ１１０及び電流センサ１１２は、測定値を指定の間隔にて（例えば、１０ｍｓ毎に、１００ｍｓ毎に、１秒毎に、１０秒毎に）同時に又は連続して繰り返し取得するように動作してよい。一般的に、試験下にある特定の導体に関しては、電圧センサ１１０及び電流センサ１１２は、両方とも、それぞれの測定値を測定時間間隔内に取得し、測定時間間隔は、電圧測定値及び電流測定値の対が互いに対応するように十分に短く、これにより、取得された電流測定値及び電圧測定値を使用する１つ以上のＡＣ電気的パラメータ（例えば、電力、位相）の正確な導出又は決定が可能である。
【００４２】
図４は、多相測定装置１０６などの多相測定装置を動作させて、三相電気系統（例えば図２の三相電気系統１００）の１つ以上の電気的パラメータを測定する方法４００を示す。図５は、三相電気系統の電気的パラメータ測定値を取得するための、代表的なタイムライン５００を示す。通常、多相測定装置は、多相電気系統の異なる導体のそれぞれにおける測定値を順次取得し、また測定のうち１つ、例えば第１の測定に関して、測定を同期させるために使用される。図５にて示すように、三相電気系統用の測定工程は、１つの段階が三相電気系統の第１導体、第２導体、及び第３導体のそれぞれのためにある、３つの段階Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３へと分割されてよい。第１段階Ｐ１は、感知段階ＴＳ１、続いて測定段階ＴＭ１を含んでよい。同様に、第２段階Ｐ２は、感知段階ＴＳ２、続いて測定段階ＴＭ２を含んでよく、また第３段階Ｐ３は、感知段階ＴＳ３、続いて測定段階ＴＭ３を含んでよい。更に後述するように、種々の位相の継続時間は、正確な測定を保証するために制限されてよい。
【００４３】
４０２では、多相測定装置の制御回路は、センササブシステムを多相電気系統の第１導体の近位に位置させるように、多相測定装置のユーザインターフェースが操作者へと指示するようにしてよい。例えば、制御回路は、ユーザインターフェースにメッセージ（例えば「測定開始」又は「第１位相の測定」）を表示させてよい。これは、制御回路に「測定開始」を指示するユーザインターフェースの入力（例えば、ボタン）を介して、多相測定を開始する操作者に対応して発生させてよい。
【００４４】
図５のタイムライン５００に示すように、少なくともいくつかの実施形態では、測定を開始する際に、第１感知段階ＴＳ１の間、制御回路は、センササブシステムが第１導体の近位に位置しているかどうかを示すセンササブシステム（例えば、電圧センサ、電流センサ）から、測定データを受信してよい。本特徴により、測定値が取得される前にセンササブシステムが適切な位置にあることを、制御回路が確実にすることができる。例えば、図７Ａ、７Ｂ、８、及び９に関して更に後述するように、少なくともいくつかの実施形態では、センササブシステムは基準電流を発生させ、また測定データは、第１導体において検出された基準電流の特性（例えば、大きさ）を含む。基準電流の特性を閾値と比較して、センササブシステムが第１導体の近位に位置していることを判定してもよい。別の例としては、実際の測定値を導出する前に、感知された電圧又は電流が決定された閾値を超えることを、制御回路が最初に検出してよい。このような特徴は、非接触法のためにセンササブシステムが正確に位置していること、又は試験プローブが試験下にある装置に接触していることを検出すると同時に、多相測定装置が測定値の取得を開始することを可能にする。
【００４５】
少なくともいくつかの実施形態では、時限（例えば、５秒）後に、センササブシステムが第１導体の近位に位置していないことを示す測定データの受信に対応して、制御回路により、ユーザインターフェースがユーザに指示して多相電気系統の測定を再開させてよい。その他の実施態様では、ユーザは、入力（例えば、ボタン、マイクロフォン）を介して、センササブシステムが測定値を取得する位置にあるということを、多相測定装置に手動で通知してよい。このような実施形態では、センササブシステムが特定の時限（例えば、５秒、１０秒）内で正確な位置にあることをユーザが示さない場合に、制御回路により、ユーザインターフェースがユーザに指示して多相電気系統の測定を再開させてよい。
【００４６】
４０４では、制御回路は、センササブシステムを介して、第１導体に存在する信号を伴う第１導体の電気的パラメータデータを受信してよい。第１導体の電気的パラメータデータは、電圧データ又は電流データのうち少なくとも１つを含んでよい。少なくともいくつかの実施形態では、この第１測定段階ＴＭ１は、第１感知段階ＴＳ１の間、センササブシステムが第１導体に近接して正確に位置していることを示す測定値の受信に対応して発生する。いくつかの実施形態では、第１測定段階ＴＭ１は、センササブシステムが適切な位置にあることを制御回路が検出した後に、直ちに自動的に開始する。
【００４７】
４０６では、制御回路は、受信した第１導体の電気的パラメータデータを処理して、第１導体における信号の周波数を決定する。例えば、制御回路は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）アルゴリズムにより処理可能な多数のデータ点（例えば１０２４）をそれぞれが含む、多数の測定値（例えば、５０）を取得してよい。制御回路は、ＦＦＴの結果を平均化して、第１導体のための周波数、振幅及び位相情報を取得してよい。少なくともいくつかの実施形態では、位相情報を決定するために、ＦＦＴに加えて、又はＦＦＴの代わりに、零交差検波を使用してよい。制御回路はまた、第１導体における信号の電圧、電流、位相推移、タイムスタンプ、高調波、波形等などの、１つ以上のその他のパラメータを決定又は記録してよい。
【００４８】
４０８では、制御回路は、第１導体における信号の決定された周波数に少なくとも部分的に基づいて、同期データを確立してよい。例えば、制御回路は、その後の測定値を基準に用いることができる零相として、固定された反復時間間隔を確立して、サイクル時間（又は周期）を測定してよい。例えば、第１導体における信号が５０Ｈｚの周波数を有するように決定された場合、同期間隔は、５０Ｈｚの信号のサイクル時間又は周期と等しい２０ｍｓに設定されてよい。同様に、第１導体における信号が６０Ｈｚの周波数を有するように決定された場合、同期間隔は、６０Ｈｚの信号の周期と等しい１６．６７ｍｓに設定されてよい。少なくともいくつかの実施形態では、制御回路は、多相電気系統の複数の位相のそれぞれについて全ての測定データを最初に取得し、また次に、受信した測定データの少なくともいくつかを処理又は分析して同期データを確立してよい。
【００４９】
４１０では、制御回路が第１導体に関する測定値を取得した後に、制御回路は、第２感知段階ＴＳ２の間、ユーザインターフェースをユーザに指示させて、センササブシステムを多相電気系統の第２導体の近位に位置させてよい。第２感知段階ＴＳ２の間、制御回路は、センササブシステムが第２導体の近位に位置しているかどうかを検出してよい。
【００５０】
４１２では、制御回路は、センササブシステムを介して、第２測定段階ＴＭ２の間、第２導体に存在する信号を伴う第２導体の電気的パラメータデータを受信してよい。上述のように、この作用は、感知段階ＴＳ２の間、センササブシステムが第２導体の近位に位置していることを検出する制御回路に対応して発生してよい。代替的に、第２感知段階ＴＳ２のための時限（例えば、５秒）内でセンササブシステムが第２導体の近位に位置していないことを制御回路が検出した場合、測定間で多くの時間が経過し過ぎる故に、制御回路がユーザインターフェースをユーザに命令させて三相測定プロセスを再開させてよい。
【００５１】
４１４では、制御回路は、受信した第２導体の電気的パラメータデータを処理して、確立された同期データに少なくとも部分的に基づいて、第１導体における信号のための位相情報に対して第２導体における信号のための位相情報を決定してよい。
【００５２】
図６は、本特徴の実施例を図示するグラフ６００を示す。示されるように、第１導体における信号６０２は５０Ｈｚの周波数を有するように決定され、これにより、制御回路は、２０ｍｓの固定された反復時間間隔、５０Ｈｚの信号周期を確立し、第１導体における信号へと同期される。次に、操作者がセンササブシステムを第２導体へと移動させた後、第１導体における信号に対する第２導体の信号間の位相推移（Δθ）を示す強調部分６０６により示される際に、固定された反復時間間隔に関して第２導体における信号６０４を測定して第１導体における信号６０２へと同期させる。従って、ＦＦＴを用いて第２導体における信号６０４が処理される場合に、ＦＦＴにより出力される位相情報が、第２導体における信号６０４と第１導体における信号６０２との間の相対位相を示す。
【００５３】
４１６では、第２導体に関する測定データを取得した後に、制御回路は、ユーザインターフェースをユーザに指示させて、センササブシステムを多相電気系統の第３導体の近位に位置させてよい。上述のように、第３感知段階ＴＳ３の間、制御回路は、センササブシステムが第３導体の近位に位置しているかどうかを検出してよい。
【００５４】
４１８では、制御回路は、センササブシステムを介して、第３導体に存在する信号を伴う第３導体の電気的パラメータデータを受信してよい。４２０では、上述のように、制御回路は、受信した第３導体の電気的パラメータデータを処理して、確立された同期データに少なくとも部分的に基づいて、第１導体又は第２導体のうち少なくとも１つにおける信号のための位相情報に対して第３導体における信号のための位相情報を決定してよい。上述のとおり、少なくともいくつかの実施形態では、制御回路は、多相電気系統の複数の位相のそれぞれについて全ての測定データを最初に取得し、また次に、受信した測定データの少なくともいくつかを処理又は分析して同期データを確立してよい。
【００５５】
一度、測定データが処理されると、制御回路は、ユーザインターフェースを介してユーザに多相パラメータを提示してよい、又は有線若しくは無線通信チャネルを介して外部装置へとパラメータを送信してよい。例えば、図７Ｂにて示すように、制御回路は、多相測定装置の表示装置に、多相電気系統の測定された信号のためのフェーザ図７０１を表示させてよい。決定されかつ提示され得る電気的パラメータとしては、電圧パラメータ、電流パラメータ、電力パラメータ、位相順序パラメータ、電圧位相推移パラメータ、電流位相推移パラメータ、電圧／電流位相推移パラメータ、高調波パラメータ、波形パラメータ等が挙げられるが、これらに限定されない。
【００５６】
多相システムの導体における信号の周波数は、時間と共に変化してもよい。従って、少なくともいくつかの実施形態では、測定プロセスの総時間（例えば、段階Ｐ１、Ｐ２及びＰ３）は、比較的短い時間（例えば、３０秒）に制限されてもよい。例えば、少なくともいくつかの実施形態では、各測定の継続時間ＴＭ１、ＴＭ２及びＴＭ３は５秒であり、また各感知時間間隔の最大継続時間ＴＳ１、ＴＳ２及びＴＳ３は５秒であり、測定周期の総継続時間は３０秒までに制限されている。
【００５７】
加えて、第１導体における信号のための正確な周波数測定を得ることが重要であり、これにより、第２導体及び続く導体における信号のための測定が、第１導体における信号へと正確に同期され得る。例えば、５０Ｈｚの信号に関してはサイクル時間は２０ｍｓであり、かつ１°の位相推移が５５．５μｓに対応する。従って、周波数測定は０．１％の正確性にて実施され、不確実性は２０μｓ、又は０．３６°の位相推移である。この結果、１秒当たり１８°の不確実性がもたらされ、かつ１０秒後には不確実性が１８０°になり得るため、これは使用不可能となる。従って、少なくともいくつかの実施形態では、決定された周波数の不確実性は、０．１％（例えば、０．０１％）よりも良好でなければならないので、第１信号は人工的に拡張又は補間されて、第２周波数測定値及び続く周波数測定値へと正確に同期される。上述のように、少なくともいくつかの実施形態では、測定期間（例えば、ＴＭ１、ＴＭ２、ＴＭ３）中に複数のサンプル（例えば、１０、５０、１００）を取得し、これらのサンプルを平均化して正確な周波数測定を決定することができる。例えば、制御回路は、それぞれが１００ｍｓの時間間隔内で得られる１０２４のＦＦＴ点を含む５０のサンプルを取得してよく、各測定周期ＴＭ１、ＴＭ２又はＴＭ３に関して、総測定時間は５秒（即ち、５０サンプル×１００ｍｓ／サンプル）である。
【００５８】
基準信号型非接触多相測定装置
以下で論じる内容では、絶縁又はブランク非絶縁導体（例えば、絶縁線）の交流（ＡＣ）電圧を、導体と試験電極又はプローブとのガルバニック接続を必要とすることなく測定するシステム及び方法の実施例を提示する。本セクションで開示する実装を本明細書では「基準信号型電圧センサ」又はシステムという場合がある。一般に、非ガルバニック接触（又は「非接触」）測定装置が提供され、当該システムは、接地に対する絶縁導体内のＡＣ電圧信号を、容量センサを使用して測定する。上述のように、感知段階ＴＳ１、ＴＳ２、及びＴＳ３の間に、後述する「基準信号」システム及び方法を使用して、センササブシステム（例えば、図３のセンササブシステム１０８）が試験下にある導体の近位に位置しているかどうかを検出してよい。このような特徴は、センササブシステムが試験下にある導体に対して適切に位置していることが判定された実質的に直後の、測定の自動開始を含む、複数の理由に関して有利であり得る。
【００５９】
図７Ａは、基準信号型電圧センサを含む非接触測定装置７０２を、操作者７０４が使用して、絶縁線７０６内に存在するＡＣ電圧を、非接触測定装置と電線７０６とのガルバニック接触を必要とすることなく測定することができる、環境７００の絵図である。測定装置７０２は、図１〜６に関して上述した測定装置の機能の一部又は全てを含んでよい。図７Ｂは、動作中の非接触測定装置の種々の電気的特性、及び三相電気系統のためのフェーザ図７０１の代表的な表示を示す、７Ａの非接触測定装置７０２の平面図である。非接触測定装置７０２は、把持部又は把持端７１０、把持部に対向するプローブ部又はプローブ端７１２（本明細書においては前端とも呼ばれる）を含む、ハウジング又は本体７０８を含む。ハウジング７０８はまた、非接触測定装置７０２とのユーザ相互作用を容易にするユーザインターフェース７１４を含んでよい。ユーザインターフェース７１４は、任意の数の入力部（例えば、ボタン、ダイヤル、スイッチ、タッチセンサ）、任意の数の出力部（例えば、ディスプレイ、ＬＥＤ、スピーカー、ブザー）を含んでよい。非接触測定装置７０２はまた、１つ以上の有線及び／又は無線通信インターフェース（例えば、ＵＳＢ、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））を含んでよい。
【００６０】
少なくともいくつかの実施態様では、図７Ｂにおいて最もよく示されるように、プローブ部７１２は、第１延在部７１８及び第２延在部７２０によって画定される凹部７１６を含んでもよい。凹部７１６は、絶縁線７０６（図７Ａを参照のこと）を収容する。絶縁線７０６は、導体７２２、及び導体７２２を取り囲む絶縁体７２４を含む。凹部分７１６は、センサ又は電極７２６を含んでよく、センサ又は電極７２６は、絶縁線が非接触測定装置７０２の凹部分７１６内に位置付けられた場合に、絶縁線７０６の絶縁体７２４に近接して載置される。明瞭性のために図示されていないが、センサ７２６は、センサとその他の物体との間における物理的及び電気的接触を防止するために、ハウジング７０８の内側に配置させてよい。測定装置７０２はまた、図１〜６に関して上述したように、電流を測定するように動作可能な電流センサを含んでもよい。
【００６１】
図７Ａに示すように、使用時に、操作者７０４は、ハウジング７０８の握持部７１０を把持し、プローブ部分７１２を絶縁線７０６に近接して配置してよく、非接触電圧測定装置７０２は、電線内に存在するＡＣ電圧をアース接地（又は、別の基準ノード）に対して正確に測定し得る。プローブ端部７１２は凹部分７１６を有すると示されているが、その他の実施形態では、プローブ部分７１２を異なる方法で構成することもできる。例えば、少なくともいくつかの実施態様では、プローブ部７１２は、センサを含む選択的に移動可能なクランプ、フック、平ら又は円弧状の表面、あるいは、非接触測定装置７０２のセンサを絶縁線７０６の近位に配置させることができる、その他のタイプの表面を含んでもよい。
【００６２】
アース／接地に関する役目を務める操作者の身体は、一部の実施形態においてのみ使用されてよい。本明細書で論じる非接触測定値の機能性は、接地に対して測定する用途のみに限定されない。外部基準は、任意のその他の電位に容量結合することができる。例えば、外部基準が三相系統の別の位相に容量結合された場合、相間電圧が測定される。一般的に、本明細書で論じる概念は、基準電圧及び任意のその他の基準電位に容量結合接続された身体を使用するアースに対する基準のみに、限定されない。
【００６３】
更に後述するように、少なくともいくつかの実施形態では、非接触測定装置７０２は、操作者７０４と接地７２８との間の人体容量（ＣＢ）をＡＣ電圧測定中に利用することができる。接地という用語がノード７２８に使用されているが、ノードは、必ずしもアース／接地であるというわけではなく、容量結合又は直接ガルバニック接続結合（例えば、試験導線）により、任意のその他の基準電位にガルバニック絶縁された方法で接続することができる。
【００６４】
図８は、図７Ａ及び図７Ｂにも示されている、非接触測定装置７０２の種々の内部構成要素の概略図である。本実施例では、非接触測定装置７０２の導電センサ７２６は、実質的に「Ｖ形」であり、試験下にある絶縁線７０６の近位に配置され、かつ、絶縁線７０６の導体７２２に容量結合されており、それにより、センサ結合コンデンサ（ＣＯ）を形成している。非接触測定装置７０２を操作する操作者７０４は、接地に対して人体容量（ＣＢ）を有している。このため、図７Ｂ及び図８に示すように、線７２２におけるＡＣ電圧信号（ＶＯ）が、直列に接続されている結合コンデンサ（ＣＯ）及び人体容量（ＣＢ）に対して絶縁導体の電流要素又は「信号電流」（ＩＯ）を発生させる。いくつかの実施形態では、人体容量（ＣＢ）はまた、容量を接地又は任意のその他の基準電位へと発生させる、ガルバニック絶縁された試験導線を含むこともできる。
【００６５】
測定される電線７２２内のＡＣ電圧（ＶＯ）は、外部接地７２８（例えば、中立点）との接続を有する。非接触測定装置７０２自体もまた、操作者７０４（図７Ａ）が手で非接触測定装置を把持している場合に、主に人体容量（ＣＢ）からなるアース７２８に対する容量を有している。容量ＣＯ及びＣＢの両方により導電ループが生成され、ループ内側の電圧が信号電流（ＩＯ）を発生させる。信号電流（ＩＯ）は、導電センサ７２６に容量結合したＡＣ電圧信号（ＶＯ）により発生し、非接触測定装置のハウジング７０８とアース７２８に対する人体コンデンサ（ＣＢ）とを通って、外部アース７２８へとループバックする。電流信号（ＩＯ）は、非接触測定装置７０２の導電センサ７２６と試験下にある絶縁線７０６との間の距離、導電センサ７２６の特定の形状、及び導体７２２のサイズ及び電圧レベル（ＶＯ）に依存する。
【００６６】
信号電流（ＩＯ）に直接影響する距離の変動及びその結果生じる結合コンデンサ（ＣＯ）の変動を補償するために、非接触測定装置７０２は、信号電圧周波数（ｆｏ）と異なる基準周波数（ｆＲ）を有するＡＣ基準電圧（ＶＲ）を発生させる、コモンモード基準電圧源７３０を含む。
【００６７】
迷走電流を低減又は回避するために、非接触測定装置７０２の少なくとも一部は、導電性の内部アースガード又はスクリーン７３２により包囲されていてもよい。それにより、絶縁線７０６の導体７２２と共に結合コンデンサ（ＣＯ）を形成する導電センサ７２６を、大部分の電流が通過するようにする。内部接地ガード７３２は、任意の好適な導電材料（例えば、銅）から形成することができ、固体（例えば、箔）であってもよく、又は１つ以上の開口部（例えば、メッシュ）を有してもよい。
【００６８】
なお、内部アースガード７３２と外部アース７２８との間の電流を避けるために、非接触測定装置７０２は、導電性の基準シールド７３４を含む。基準遮蔽体７３４は、任意の好適な導電材料（例えば、銅）から形成することができ、固体（例えば、箔）であってよい、又は１つ以上の開口部（例えば、メッシュ）を有してよい。同相モード基準電圧源７３０は、基準シールド７３４と内部アースガード７３２との間で電気的に連結されており、それにより、非接触測定装置７０２用の基準電圧（ＶＲ）及び基準周波数（ｆＲ）を有する同相モード電圧が発生する。このようなＡＣ基準電圧（ＶＲ）により、付加基準電流（ＩＲ）が、結合コンデンサ（ＣＯ）及び人体コンデンサ（ＣＢ）を介して駆動される。
【００６９】
導電センサ７２６の少なくとも一部を取り囲む内部接地ガード７３２は、導電センサ７２６と基準シールド７３４との間の基準電流（ＩＲ）の望ましくないオフセットを引き起こすＡＣ基準電圧（ＶＲ）の直接的な影響に対して、導電センサを保護する。上述のように、内部アースガード７３２は、非接触測定装置７０２用の内部電気アース７３８である。少なくともいくつかの実施態様では、内部アースガード７３２はまた、非接触測定装置７０２の電子装置の一部又は全てを包囲して、ＡＣ基準電圧（ＶＲ）が電子部品に結合するのを避ける。
【００７０】
上述のように、基準シールド７３４は、基準信号を入力ＡＣ電圧信号（ＶＯ）上へ投入するために利用され、第２の機能としてガード７３２を接地７２８容量へと最小限に抑える。少なくともいくつかの実施態様では、基準シールド７３４は、非接触測定装置７０２のハウジング７０８の一部又は全てを包囲する。このような実施形態では、電子装置の一部又は全てには、基準同相モード信号があり、基準同相モード信号はまた、絶縁線７０６内の導電センサ７２６と導体７２２との間で基準電流（ＩＲ）を発生させる。少なくともいくつかの実施態様では、基準シールド７３４の間隙のみが、非接触測定装置７０２の動作中に導電センサ７２６を絶縁線７０６の近位に配置させるための、導電センサ用の開口であってよい。
【００７１】
内部アースガード７３２及び基準シールド７３４は、非接触測定装置７０２のハウジング７０８（図７Ａ及び図７Ｂを参照のこと）の周囲に、二層スクリーンを提供してよい。基準シールド７３４をハウジング７０８の外面上に配置してよく、内部接地ガード７３２を内部シールド又はガードとして機能させてよい。導電センサ７２６は、基準シールド７３４に対してガード７３２により遮蔽され、これにより、結合コンデンサ（ＣＯ）により、導電センサ７２６と試験下にある導体７２２との間で任意の基準電流流量が発生する。
【００７２】
センサ７２６の周囲のガード７３２もまた、センサに近く隣接する電線の漂遊影響を低減する。
【００７３】
図８にて示すように、非接触測定装置７０２は、反転電流電圧変換器として動作する、入力増幅器７３６を含んでよい。入力増幅器７３６は、非接触測定装置７０２の内部アース７３８として機能する内部アースガード７３２に電気的に連結した、非逆相端子を有する。入力増幅器７３６の逆相端子を、導電センサ７２６と電気的に連結させることができる。フィードバック回路７３７（例えば、フィードバック抵抗）はまた、入力増幅器７３６の逆相端子と出力端子との間で連結して、フィードバック及び適切なゲインを入力信号の調整のために供給してもよい。
【００７４】
入力増幅器７３６は、信号電流（ＩＯ）及び基準電流（ＩＲ）を導電センサ７２６から受け取り、入力増幅器の出力端子にて、導電センサ電流を示すセンサ電流電圧信号へと受け取った電流を変換する。例えば、センサ電流電圧信号は、アナログ電圧であってもよい。アナログ電圧は、信号処理モジュール７４０へと供給してよく、当該信号処理モジュー７４０は、更に後述するように、センサ電流電圧信号を処理して、絶縁線７０６の導体７２２内のＡＣ電圧（ＶＯ）を決定する。信号処理モジュール７４０は、デジタル及び／又はアナログ回路の任意の組み合わせを含んでよい。
【００７５】
非接触測定装置７０２はまた、判定されたＡＣ電圧（ＶＯ）を示すか、又は、インターフェースにより非接触測定装置の操作者７０４に通信するために、信号処理モジュール７４０に連通可能に連結されたユーザインターフェース７４２（例えば、表示装置）をも含んでよい。
【００７６】
図９は、非接触測定装置の種々の信号処理構成要素を示す、非接触測定装置９００のブロック図である。非接触電流測定装置９００は、上述した測定装置と類似している、又は同一であってよい。従って、類似している、又は同一である構成要素には、同じ参照番号が標識付けされる。図示するように、入力増幅器７３６は、導電センサ７２６からの入力電流（ＩＯ＋ＩＲ）を、入力電流を示すセンサ電流電圧信号へと変換する。センサ電流電圧信号は、アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）９０２を使用してデジタル形式へと変換される。
【００７７】
電線７２２内のＡＣ電圧（ＶＯ）は、式（１）によりＡＣ基準電圧（ＶＲ）に関係し、
【数１】
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式中、（ＩＯ）は、導体７２２内のＡＣ電圧（ＶＯ）のために導電センサ７２６を通る信号電流であり、（ＩＲ）は、ＡＣ基準電圧（ＶＲ）のために導電センサ７２６を通る基準電流であり、（ｆＯ）は、測定されるＡＣ電圧（ＶＯ）の周波数であり、（ｆＲ）は、基準ＡＣ電圧（ＶＲ）の周波数である。
【００７８】
ＡＣ電圧（ＶＯ）に関係する指数「Ｏ」を伴う信号は、同相モード基準電圧源７３０に関係する指数「Ｒ」を伴う信号とは異なる、周波数のような特性を有する。高速フーリエ変換（ＦＦＴ）アルゴリズム９０６を実装する回路などのデジタル処理を使用して、異なる周波数を伴う信号の大きさを分離することができる。アナログ電子フィルタを使用して、「Ｏ」信号特性（例えば、振幅、周波数）を「Ｒ」信号特性から分離してもよい。
【００７９】
電流（ＩＯ）及び（ＩＲ）は、結合コンデンサ（ＣＯ）のために、それぞれ、周波数（ｆＯ）及び（ｆＲ）に依存する。結合コンデンサ（ＣＯ）及び人体容量（ＣＢ）を通って流れる電流は、周波数に比例し、従って、試験下にある導体７２２内のＡＣ電圧（ＶＯ）の周波数（ｆＯ）を測定して、信号周波数（ｆＯ）に対する基準周波数（ｆＲ）の比率を決定する必要があり、この比率は、先に記載した式（１）において利用されるか、又はシステム自体により発生するが故に当該基準周波数は既知である。
【００８０】
入力電流（ＩＯ＋ＩＲ）が入力増幅器７３６により調整されてＡＤＣ  ９０２によってデジタル化された後、ＦＦＴ  ９０６を用いてデジタルセンサ電流電圧信号を周波数領域で表現することにより、当該信号の周波数構成要素を計数化してよい。周波数（ｆＯ）及び（ｆＲ）の両方が測定された場合、周波数ビンを算出して、ＦＦＴ  ９０６からの電流（ＩＯ）及び（ＩＲ）の基本の振幅を計算してよい。
【００８１】
電流（ＩＲ）及び／又は電流（ＩＯ）の振幅は、基準信号センサ又は電極（例えば、電極７２６）と絶縁線７０６の導体７２２との間の距離の関数として変化し得る。上述のように、このような特性は、センサが試験下にある導体の近位に位置しているかどうかを検出するために、多相電気系統の測定中に使用されてよい。システムは、予想されたそれぞれの電流と測定された電流（ＩＲ）及び／又は電流（ＩＯ）とを比較して、基準信号センサ又は電極と導体７２２との間の距離を決定してよい。次に、ブロック９０８により示すように、ＩＲ，１及びＩＯ，１と指定された電流（ＩＲ）及び（ＩＯ）の基本高調波の比率を、決定された周波数（ｆＯ）及び（ｆＲ）によりそれぞれ補正してよく、この係数を使用して、高調波（ＶＯ）を電線７２２内に追加することにより、測定された元の基本電圧又はＲＭＳ電圧を計算してよく、これは二乗高調波合計の平方根を計算することにより行われ、表示装置９１２上でユーザへと示してよい。
【００８２】
結合コンデンサ（ＣＯ）は、絶縁導体７０６と導電センサ７２６との間の距離、並びに、センサ７２６の特定の形状及び寸法に応じて、例えば、約０．０２ｐＦ〜１ｐＦの範囲の容量値を一般的に有してよい。人体容量（ＣＢ）は、例えば、約２０ｐＦ〜２００ｐＦの容量値を有してよい。
【００８３】
上記の式（１）から、同相モード基準電圧源７３０により発生したＡＣ基準電圧（ＶＲ）は、信号電流（ＩＯ）及び基準電流（ＩＲ）に関して同様の電流の大きさを達成するために、導体７２２内のＡＣ電圧（ＶＯ）と同じ範囲内である必要がない、と理解できる。相対的に高くなるように基準周波数（ｆＲ）を選択することにより、ＡＣ基準電圧（ＶＲ）を相対的に低く（例えば、５Ｖ未満）してよい。一例として、基準周波数（ｆＲ）は、３ｋＨｚであるように選択してよく、３ｋＨｚは、６０Ｈｚの信号周波数（ｆＯ）を有する典型的な１２０  ＶＲＭＳ  ＡＣ電圧（ＶＯ）の５０倍の高さである。このような場合、信号電流（ＩＯ）と同じ基準電流（ＩＲ）を発生させるために、わずか２．４Ｖ（即ち、１２０Ｖ÷５０）であるようにＡＣ基準電圧（ＶＲ）を選択してよい。一般的に、基準周波数（ｆＲ）を信号周波数（ｆＯ）のＮ倍にて設定することで、ＩＲ及びＩ０に関して同様の不確実性を達成し、互いに同じ範囲にある電流（ＩＲ）及び（ＩＯ）を発生させるよう、ＡＣ基準電圧（ＶＲ）は、電線７２２内のＡＣ電圧（ＶＯ）の（１／Ｎ）倍の値を有することができる。
【００８４】
任意の好適な信号発生器を使用して、基準周波数（ｆＲ）を有するＡＣ基準電圧（ＶＲ）を発生させることができる。図９に図示した実施例では、シグマ−デルタ  デジタル−アナログ変換器（Σ−Δ  ＤＡＣ）９１０が使用される。Σ−Δ  ＤＡＣ  ９１０は、ビットストリームから、定義済みの基準周波数（ｆＲ）及びＡＣ基準電圧（ＶＲ）を用いて波形（例えば、正弦波形）信号を作成する。少なくともいくつかの実施態様では、Σ−Δ  ＤＡＣ  ９１０は、ＦＦＴ  ９０６の窓と同位相となる波形を発生させて、ジッタを低減してもよい。
【００８５】
少なくともいくつかの実施態様では、ＡＤＣ  ９０２は、１４ビットの解像度を有していてもよい。動作中、ＡＤＣ  ９０２は、入力増幅器７３６からの出力を、公称５０Ｈｚの入力信号に対してサンプリング周波数１０．２４ｋＨｚでサンプリングして、ＦＦＴ９０６による処理に備えて１００ｍｓで２ｎ個のサンプル（１０２４）（ＦＦＴ  ９０６のために１０Ｈｚのビン）を提供してよい。６０Ｈｚの入力信号に関しては、同じサンプル数／サイクルを得るために、例えば、サンプリング周波数を１２．２８８ｋＨｚとしてよい。ＡＤＣ  ９０２のサンプリング周波数は、基準周波数（ｆＲ）の全サイクル数に同期化されてよい。例えば、入力信号周波数は、４０〜７０Ｈｚの範囲内であってよい。ＡＣ電圧（ＶＯ）の測定された周波数に応じて、ＡＣ電圧（ＶＯ）のビンをＦＦＴ  ９０６を用いて決定してよく、また、ハニング窓関数を用いて更に計算を行い、集約間隔内に取り込まれた不完全な信号サイクルにより生じる位相推移ジッタを抑制してよい。
【００８６】
一実施例では、同相モード基準電圧源７３０は、２４１９Ｈｚの基準周波数（ｆＲ）を有するＡＣ基準電圧（ＶＲ）を発生させる。この周波数は、６０Ｈｚ信号に関しては４０番目の高調波と４１番目の高調波との間に、５０Ｈｚ信号に関しては、４８番目の高調波と４９番目の高調波との間にある。予想されたＡＣ電圧（ＶＯ）の高調波ではない基準周波数（ｆＲ）を有するＡＣ基準電圧（ＶＲ）を供給することにより、ＡＣ電圧（ＶＯ）が基準電流（ＩＲ）の測定値に影響を及ぼす可能性が少なくなる。
【００８７】
少なくともいくつかの実施形態では、同相モード基準電圧源７３０の基準周波数（ｆＲ）は、試験下にある導体７２２内のＡＣ電圧（ＶＯ）の高調波の影響を受ける可能性が最も少ない周波数であるように、選択される。一例として、同相モード基準電圧源７３０は、基準電流（ＩＲ）が限界を超えた場合に電源を切断してもよく、これは、導電センサ７２６が試験下にある導体７２２に接近していることを示し得る。同相モード基準電圧源７３０を電源切断した状態で測定（例えば、１００ｍｓの測定）を行って、信号高調波をいくつか（例えば、３つ、５つ）の候補基準周波数にて検出してよい。その後、ＡＣ電圧（ＶＯ）内の信号高調波の振幅をその数の候補基準周波数にて決定して、どの候補基準周波数が、ＡＣ電圧（ＶＯ）の信号高調波により受ける影響が最も少ない可能性があるかを識別してよい。その後、識別された候補基準周波数へと基準周波数（ｆＲ）を設定してよい。基準周波数のこの切り替えにより、信号スペクトル内の有効基準周波数要素の衝撃を回避又は低減することができるが、これにより、測定された基準信号が増大して精度が低減する場合があり、不安定な結果となる場合がある。２４１９Ｈｚ以外で同じ特性を有するその他の周波数としては、例えば、２３４４Ｈｚ及び２６７９Ｈｚが挙げられる。
【００８８】
前述の詳細な説明では、ブロック図、概略図及び実施例を使用して、装置及び／又はプロセスの種々の実施形態を説明してきた。このようなブロック図、系統図及び実施例が１つ以上の機能及び／又は動作を含む限り、このようなブロック図、フロー図又は実施例内のそれぞれの機能及び／又は動作は、広範囲にわたるハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はこれらの実質的に任意の組み合わせにより、個別にかつ／又は集合的に実装することができることが、当業者には理解されるであろう。一実施形態では、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を介して、本発明の主題を実施してよい。しかし、本明細書で開示する実施形態が、全部、又は一部を問わず、１つ以上のコンピュータ上で実行される１つ以上のコンピュータプログラムとして（例えば、１つ以上のコンピュータシステム上で実行される１つ以上のプログラムとして）、１つ以上の制御装置（例えば、マイクロコントローラ）上で実行される１つ以上のプログラムとして、１つ以上のプロセッサ（例えば、マイクロプロセッサ）上で実行される１つ以上のプログラムとして、ファームウェアとして、又はこれらの実質的に任意の組み合わせとして標準的な集積回路内で同等に実装することができ、ソフトウェア及び／又はファームウェアについての回路設計及び／又はコード書き込みであれば、十分に、本開示に照らして当該技術分野における当業者の知識の範囲内になることを当業者は認識するであろう。
【００８９】
当業者は、本明細書に記載する方法又はアルゴリズムの多くが付加的な行為を採用することができ、一部の行為を省略することができ、かつ／又は行為を指定された順番と異なる順番で実行することができることを、理解するであろう。
【００９０】
更に、当業者は、本明細書で教示する機構が、種々の形態でプログラム製品として流通可能であり、代表的な実施形態が、流通を実際に実行するために使用される特定の形式の信号担持媒体に関係なく等しく適用されることを、認識するであろう。信号担持媒体の例としては、以下のもの、即ち、フロッピーディスク、ハードディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタルテープ、及びコンピュータメモリなどの記録可能な形式の媒体が挙げられるが、これらに限定されない。
【００９１】
上述した種々の実施形態を組み合わせて、更なる実施形態を提供してもよい。例えば、少なくともいくつかの実施形態では、多相測定装置は、多相電気系統の各導体のそれぞれ同時に近位に配置され得る、複数（例えば、３つ）の接触又は非接触センササブシステムを含んでよい。複数のセンササブシステムは、上述のように、それぞれ電圧センサ及び／又は電流センサを含んでよい。なお、各センササブシステムは、動作中に、各センササブシステム間で切り替えを行い、多相電気系統の各導体のための測定データを取得する、同一の処理回路に連結されてよい。このような実施形態では、多相測定装置は、各導体に対して近位の同一のセンサに位置するように、操作者へと指示する必要がない。
【００９２】
本明細書中の特定の教示及び定義と矛盾しない限りにおいて、米国特許仮出願番号第６２／４２１，１２４号（２０１６年１１月１１日出願）、米国特許出願第１５／３４５，２５６号（２０１６年１１月７日出願）、同第１５／４１３，０２５号（２０１７年１月２３日出願）、同第１５／４１２，８９１号（２０１７年１月２３日出願）、同第１５／６０４，３２０号（２０１７年５月２４日出願）、及び米国特許出願第１５／６２５，７４５号（２０１７年６月１６日出願）が開示され、それら全体が、本明細書に参考として組み込まれる。実施形態の態様は、種々の特許、出願及び公報のシステム、回路、及び概念を用いて、尚更なる実施形態を提供するように必要に応じて修正することができる。
【００９３】
上記の説明を考慮すれば、実施形態へのこれらの変更及びその他の変更を行うことができる。通常、以下の請求項において使用する用語は、明細書及び請求項に開示された特定の実施形態に対する請求項を限定するものと解釈すべきではないが、こうした請求項に権利を与えた等価物の全範囲と共に全ての考えられる実施形態を含むものと解釈すべきである。従って、請求項は、開示によって制限されるものではない。
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
2019045480.tif 000013
【外国語明細書】
2019045480000001.pdf