(57)【要約】【課題】導体の電圧値を測定するように構成された非接触電圧感知デバイスを提供すること。【解決手段】非接触電圧感知デバイスは、第１のインピーダンスを有する第１のインピーダンス素子を含み、その場合、第１のインピーダンス素子は、導体に動作可能に結合されるように構成される。さらに、非接触電圧感知デバイスは、第１のインピーダンス素子に動作可能に結合されたアンテナと、第２のインピーダンスを有する第２のインピーダンス素子と、導体の電圧値を測定するために第１のインピーダンス素子に結合された測定および通信回路とを含み、その場合、第２のインピーダンス素子は、部分的にアンテナによって、および寄生インピーダンス素子によって形成され、寄生インピーダンス素子は、寄生インピーダンスを含む。【選択図】図１
2015219234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準面に対して導体の電圧値を測定するように構成された非接触電圧感知デバイスであって、
第１のインピーダンスを有する第１のインピーダンス素子であって、前記導体に動作可能に結合されるように構成される第１のインピーダンス素子と、
前記第１のインピーダンス素子に動作可能に結合されたアンテナと、
第２のインピーダンスを有する第２のインピーダンス素子であって、部分的にアンテナによっておよび寄生インピーダンス素子によって形成され、前記寄生インピーダンス素子が、寄生インピーダンスを備える、第２のインピーダンス素子と、
前記第１のインピーダンス素子に結合され、前記導体の前記電圧値を測定するように構成された測定および通信回路とを備える非接触電圧感知デバイス。
【請求項２】
前記第１のインピーダンス素子の１つまたは複数の側面上に遮蔽をもたらすように構成された導電性素子を備える、請求項１記載の非接触電圧感知デバイス。
【請求項３】
前記導電性素子が、導電性ハウジング、１つまたは複数の導電性遮蔽体、または両方を備える、請求項２記載の非接触電圧感知デバイス。
【請求項４】
前記導電性素子が、前記第１のインピーダンス素子と前記導体との間に配設される、請求項２記載の非接触電圧感知デバイス。
【請求項５】
前記導電性素子が、前記導体と同じ電圧に維持される、請求項２記載の非接触電圧感知デバイス。
【請求項６】
前記導電性素子が、前記導体に動作可能に結合される、請求項２記載の非接触電圧感知デバイス。
【請求項７】
前記アンテナが、第１の部分と第２の部分とを備え、前記基準面と前記アンテナの前記第２の部分とが、前記導電性素子の同じ側に配設される、請求項２記載の非接触電圧感知デバイス。
【請求項８】
前記アンテナが、第１の部分と第２の部分とを備え、電気絶縁体が、前記アンテナの前記第１の部分上に配設される、請求項１記載の非接触電圧感知デバイス。
【請求項９】
前記アンテナの前記第２の部分の長さが、約１０ｃｍ未満である、請求項８記載の非接触電圧感知デバイス。
【請求項１０】
前記第２のインピーダンスが、アンテナインピーダンスと寄生インピーダンスとの組合せである、請求項１記載の非接触電圧感知デバイス。
【請求項１１】
前記寄生インピーダンスが、前記第１のインピーダンスより少なくとも約５０倍高い、請求項１記載の非接触電圧感知デバイス。
【請求項１２】
前記第１のインピーダンス素子が、コンデンサ、インダクタ、抵抗器、またはそれらの組合せを備える、請求項１記載の非接触電圧感知デバイス。
【請求項１３】
前記基準面に直接物理的に結合されない、請求項１記載の非接触電圧感知デバイス。
【請求項１４】
前記測定および通信回路が、プロセッサ、モニタ、データ収集コミュニケータ（ＤＡＣ）、またはそれらの組合せを備える、請求項１記載の非接触電圧感知デバイス。
【請求項１５】
基準面に対して導体の電圧値を測定するように構成された非接触電圧感知デバイスであって、
第１のインピーダンスを有する第１のインピーダンス素子であって、前記導体に動作可能に結合されるように構成される第１のインピーダンス素子と、
前記第１のインピーダンス素子に動作可能に結合されたアンテナと、
第２のインピーダンスを有する第２のインピーダンス素子であって、部分的に前記アンテナによっておよび寄生インピーダンス素子によって形成され、前記寄生インピーダンス素子が、寄生インピーダンスを備える、第２のインピーダンス素子と、
前記第１のインピーダンス素子に結合され、前記導体の前記電圧値を測定するように構成された測定および通信回路であって、プロセッサ、モニタ、データ収集コミュニケータ（ＤＡＣ）、またはそれらの組合せを備える測定および通信回路とを備える非接触電圧感知デバイス。
【請求項１６】
基準面に対して導体の電圧値を測定するように構成された１つまたは複数の非接触電圧感知デバイスと、
第１のインピーダンスを有する第１のインピーダンス素子であって、前記導体に動作可能に結合されるように構成される第１のインピーダンス素子と、
前記第１のインピーダンス素子に動作可能に結合されたアンテナと、
第２のインピーダンスを有する第２のインピーダンス素子であって、部分的にアンテナによっておよび寄生インピーダンス素子によって形成され、前記寄生インピーダンス素子が、寄生インピーダンスを備える、第２のインピーダンス素子と、
前記第１のインピーダンス素子に結合され、前記基準面に対して前記導体の電圧値を測定するように構成された測定および通信回路とを備え、
前記１つまたは複数の非接触電圧感知デバイスに通信可能に結合された監視ユニットであって、制御ユニットが、前記導体の前記電圧値を表すデータを前記１つまたは複数の非接触電圧感知デバイスから受け取るように構成される、監視ユニットとを備える、監視システム。
【請求項１７】
前記１つまたは複数の非接触電圧感知デバイスが、ＤＡＣを備え、前記導体の前記電圧の値が、移動通信用グローバルシステム（ＧＳＭ）のリンクを使用して前記ＤＡＣから前記制御ユニットに伝送される、請求項１６記載の監視システム。
【請求項１８】
複数の監視ユニットを備え、前記複数の監視ユニットの各監視ユニットが、前記複数の監視ユニットのうちの別の監視ユニットのための中継器として働くように構成される、請求項１６記載の監視システム。
【請求項１９】
導体が電力線であり、前記１つまたは複数の非接触電圧感知デバイスが、前記１つまたは複数の非接触電圧感知デバイスが上に取り付けられるそれぞれの電力線から直接給電されるように構成される、請求項１６記載の監視システム。
【請求項２０】
前記１つまたは複数の非接触電圧感知デバイスが、前記電力線の磁界から直接動作電力を取り出すように構成される、請求項１９記載の監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書の実施形態は、感知デバイスに関し、より詳しくは電圧感知デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電力供給市場の規制撤廃により、電力提供業者間に競争の激化がもたらされている。現在では、企業および家庭でその電力ニーズを満たす電力提供業者を決めるとき、いくつかの異なる電力提供業者から自由に選べるのが比較的一般的になっている。これにより、供給の価格設定および品質を含む問題に関して異なる提供業者間に競争がもたらされている。さらに、電力供給業者は、それらの顧客に、より低価格の電力を供給する必要があることがある一方で、それらの顧客に対してそれでも同じまたは改善された品質の供給を確実にする。これらの目標を達成するために、電力供給業者は、配電網または配電システムの効率を向上させなければならない。さらに、規制撤廃により、ネットワーク損失および電力供給の中断は現状では不利を招いている。
【０００３】
典型的には、高度先進国でも、発電された全電力のおよそ１０％が配電網自体内で失われることが明らかになっている。例えば、配電網の「電力線」とも呼ばれる通電ケーブルを通じて伝送される電力の一部分は、伝送損失の結果失われることがある。配電網内の電力損失を表すこの数字は、発展途上国ではほぼ２５％にまで上昇する。この配電網における電力の損失は、未検出障害によることがある。さらに、これらの障害は、長期間にわたって未検出のままであることがある。さらに、これらの障害が検出されたときでも、広範囲の配電網にわたって障害を突き止めることは、通常困難である。配電網における電気特性の情報を正確に提供することにより（例えば、配電網を監視することにより）、電力提供業者は、配電網において失われる電力の量を大幅に低減することができ、発電の費用を相当に節減することができる。さらに、配電網を注意深く監視することにより、電力提供業者は、それらの顧客に対して不便さを最小限に抑えて配電網における障害を迅速に是正するのによりよい状況におり、それにより、それらの顧客に対して改善された品質の供給をもたらす。
【０００４】
高電圧配電システム内の通電ケーブルなど、通電ケーブル中の電流を測定するための様々なセンサが開発されている。例えば、通電ケーブル中の電流を測定するのに光電流センサが使用される。光電流センサは、一般に、ファラデー効果に基づく。光電流センサには、通電ケーブルを取り囲むバルクガラスまたは光ファイバケーブルを使用するものもある。光電流センサは非常にダイナミックレンジが広いが、しかし、光電流センサは、設置時に通電ケーブルを開にする必要があり、これは高価な手順になり得る。
【０００５】
配電網における電圧を測定するために使用される他の種類のセンサは、通電ケーブルの周りに配設される金属シェルを採用することができる。これらのセンサは、金属シェルを通電ケーブルと下部の接地との間の静電容量分圧器として使用する。他の要因の中で、特にシェルと通電ケーブルとの間の静電容量は、シェルと通電ケーブルとの間の距離による。したがって、金属シェルは、シェルと通電ケーブルとの間のギャップが限定されるので、通電ケーブルとシェル自体との間の静電容量が限定され得る。さらに、静電容量が限定されることにより、センサは測定回路など周囲の導体の変化によって影響され得る。さらに、シェルと通電ケーブルとの間の静電容量を増大させるためにシェルの面積を増大させると、典型的には、結果としてセンサの寄生容量が増大することになる。寄生容量が増大することにより、センサは周囲の導体の変動を比較的より起こしやすくなる。
【０００６】
さらに、電力線における電圧値を測定するように構成されたセンサの場合、その電圧測定には、電圧測定デバイスを電圧線におよび接地に物理的に接続することが伴う。この電圧測定デバイスと接地との間の物理的接続は、監視される値が、接地と電圧測定デバイスとの間に存在し得るいずれかの物体の存在によって望ましくない影響を受けないようにする必要がある。例を挙げると、通過する車両、樹木、動物または鳥、または接地および／もしくは電圧測定デバイスのごく近傍に意図的にまたは意図せずして配設された任意の他の物体は、結果として、電圧測定デバイスと接地との間に物理的接続がない場合、電圧測定デバイスの測定値に望ましくない変化を生じることがある。この電圧測定デバイスと接地との間で物理的接続を行うことにより、複雑な接地手順が必要になることに留意することができる。例えば、このような接地手順は、時間もかかり大きな労働力も要することであり、結果として、電圧測定デバイスを接地する費用が増大することになる。さらに、接地との物理的接続は、保守をし、定期的に点検することが必要であり得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第８４９３０５４号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書の態様によれば、基準面に対して導体の電圧値を測定するように構成された非接触電圧感知デバイスが提供される。非接触電圧感知デバイスは、第１のインピーダンスを有する第１のインピーダンス素子を含み、その場合、第１のインピーダンス素子は、導体と動作可能に結合されるように構成される。さらに、非接触電圧感知デバイスは、第１のインピーダンス素子に動作可能に結合されたアンテナと、第２のインピーダンスを有する第２のインピーダンス素子とを含み、そこで、第２のインピーダンス素子は、部分的にアンテナによっておよび寄生インピーダンス素子によって形成され、その場合、寄生インピーダンス素子は、寄生インピーダンスを含む。非接触電圧感知デバイスは、第１のインピーダンス素子に結合され、導体の電圧を測定するように構成された測定および通信回路をさらに含む。
【０００９】
本明細書の別の態様によれば、基準面に対して導体の電圧値を測定するように構成された非接触電圧感知デバイスが提供される。非接触電圧感知デバイスは、第１のインピーダンスを有する第１のインピーダンス素子を含み、その場合、第１のインピーダンス素子は、導体に動作可能に結合されるように構成される。さらに、非接触電圧感知デバイスは、第１のインピーダンス素子に動作可能に結合されたアンテナと、第２のインピーダンスを有する第２のインピーダンス素子とを含み、その場合、第２のインピーダンス素子は、部分的にアンテナによっておよび寄生インピーダンス素子によって形成され、寄生インピーダンス素子は、寄生インピーダンスを含む。非接触電圧感知デバイスは、第１のインピーダンス素子に結合され導体の電圧値を測定するように構成された測定および通信回路をさらに含む。さらに、測定および通信回路は、導体の電圧を測定するために第１のインピーダンス素子に結合され、その場合、測定および通信回路は、プロセッサ、モニタ、データ収集コミュニケータ（ＤＡＣ）、またはそれらの組合せを含む。
【００１０】
本明細書のさらに別の態様によれば、監視システムが提供される。監視システムは、基準面に対して導体の電圧値を測定するように構成された１つまたは複数の非接触電圧感知デバイスを含む。さらに、非接触電圧感知デバイスは、第１のインピーダンスを有する第１のインピーダンス素子を含み、その場合、第１のインピーダンス素子は、導体に動作可能に結合されるように構成される。さらに、非接触電圧感知デバイスは、第１のインピーダンス素子に動作可能に結合されたアンテナと、第２のインピーダンスを有する第２のインピーダンス素子と、導体の電圧を測定するために第１のインピーダンス素子に結合された測定および通信回路とを含む。さらに、第２のインピーダンス素子は、部分的にアンテナによっておよび寄生インピーダンス素子によって形成され、その場合、寄生インピーダンス素子は寄生インピーダンスを含む。さらに、監視システムは、１つまたは複数の非接触電圧感知デバイスに通信可能に結合された制御ユニットを含み、その場合、制御ユニットは、１つまたは複数の非接触電圧感知デバイスから導体の電圧値を表すデータを受け取るように構成される。
【００１１】
本明細書のこれらのおよび他の特徴、態様、および利点は、添付の図面全体にわたって同じ文字は同じ部分を表す図面を参照して以下の詳細な説明を読むと、よりよく理解されるようになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本明細書の態様による、導電性ハウジングを有する例示的な非接触電圧感知デバイスの回路図である。
【図２】本明細書の態様による、導電性遮蔽体を有する例示的な非接触電圧感知デバイスの回路図である。
【図３】本明細書の態様による、アンテナを有する例示的な非接触電圧感知デバイスの回路図であり、その場合、アンテナの少なくとも一部分は、電気的に絶縁される。
【図４】本明細書の態様による、非接触電圧感知デバイスを採用した例示的な監視システムの回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本明細書の実施形態は、基準面に対して導体の電圧値を測定するように構成された非接触電圧感知デバイスを提供する。さらに、非接触電圧感知デバイスは、導体に物理的および動作可能に結合されるように構成することができる。本明細書全体を通して使用されるとき、「導体」という用語は、電気伝導体を表す。ある実施形態においては、非接触電圧感知デバイスは、導体から１つまたは複数の電気パラメータを感知し、感知した電気パラメータに基づいて基準面に対して導体の電圧値を測定するように構成することができる。いくつかの実施形態においては、導体は配電網内の電力線であり得る。いくつかの他の実施形態においては、導体は母線であり得る。例えば、導体は密閉された開閉装置内に配設された母線であり得る。
【００１４】
本明細書では、「非接触」という用語は、非接触電圧感知デバイスと基準面との間に直接の物理的接触が存在しないことを表す。いくつかの実施形態においては、基準面は接地でよいことに留意することができるが、しかし、いくつかの他の実施形態においては、基準面は、基準面が「基準電位」と呼ばれる、既知の電位を有する、接地以外の任意の他の表面でよい。特定の例において、本明細書の非接触電圧感知デバイスは、基準電位を得るために基準面（例えば接地）に直接物理的に結合されない。
【００１５】
ある実施形態においては、非接触電圧感知デバイスは、配電網の電力線における電圧を監視するために使用することができる。これらの実施形態のいくつかにおいては、非接触電圧感知デバイスは、線に取り付けられたデバイスまたは電柱に取り付けられたデバイスであり得る。非接触電圧感知デバイスが線に取り付けられたデバイスである一例においては、非接触電圧感知デバイスは、限定はされないが、高電圧電力線または中電圧電力線などの電力線上に取り付けることができる。非限定例においては、非接触電圧感知デバイスが上に配設される電力線の電圧は、約４１５ボルトから約４４０キロボルトまでの範囲内またはそれ以上であり得る。
【００１６】
ある実施形態においては、非接触電圧感知デバイスは、第１のインピーダンスを有する第１のインピーダンス素子と、第２のインピーダンスを有する第２のインピーダンス素子とを含むことができる。第１および第２のインピーダンスは、導体の電圧を測定するのに使用することができる。第１のインピーダンス素子の非限定例は、１つまたは複数の抵抗器、１つまたは複数のコンデンサ、１つまたは複数のインダクタ、あるいはそれらの組合せを含むことができる。一例においては、非接触電圧感知デバイスは、第１のインピーダンス素子としてコンデンサを含むことができる。動作においては、第１のインピーダンス素子は、導体の電圧など、電気パラメータを感知するように構成される。
【００１７】
さらに、非接触電圧感知デバイスは、第１のインピーダンス素子に動作可能に結合されたアンテナを含む。アンテナは寄生インピーダンス素子と連動して第２のインピーダンス素子を形成するように構成される。具体的には、第２のインピーダンス素子は、アンテナと寄生インピーダンス素子とによって形成され、その場合、寄生インピーダンス素子は、アンテナと基準面との間に形成される。「第２のインピーダンス」とも呼ばれる第２のインピーダンス素子のインピーダンスは、「寄生インピーダンス」とも呼ばれる寄生インピーダンス素子のインピーダンスとアンテナのインピーダンスとの組合せである。さらに、非接触電圧感知デバイスの設計により、いくつかの実施形態においては、アンテナのインピーダンスは、寄生インピーダンスに比較して無視してよい。これらの実施形態においては、第２のインピーダンスの値は、実質的に寄生インピーダンスの値と同様であり得る。したがって、第２のインピーダンスは、実質的にアンテナと基準面との間に現れる寄生インピーダンスであり得る。非限定例においては、寄生インピーダンスは、主として寄生容量を含むことができる。
【００１８】
さらに、ある実施形態においては、非接触電圧感知デバイスは、測定および通信回路を含み、その場合、測定および通信回路は、第１のインピーダンス素子の両端間で感知された電圧値に基づいて導体の電圧を測定するように構成される。さらに、ある実施形態においては、第１のインピーダンス素子は、第１のノードと第２のノードとの間に配設することができる。同様に、アンテナは、別の第１のノードと別の第２のノードとの間に配設することができる。さらに、第１のインピーダンス素子の第２のノードは、アンテナの第１のノードに動作可能に結合することができる。特定の例においては、第１のインピーダンス素子の第２のノードおよびアンテナの第１のノードは、第１のインピーダンス素子とアンテナとの共通のノードであり得る。動作においては、第１のインピーダンス素子の第１のノードは、導体の電位と同じ電位に維持することができる。第１のインピーダンス素子の第１のノードを導体の電位と同じ電位に維持することにより、導体に対応する電圧が第１のインピーダンス素子の両端間に現れることを可能にすることによって非接触電圧感知デバイスが導体の電圧を測定することが可能になる。さらに、アンテナの第２のノードは、導体の電圧と異なる電圧を生じるように構成することができる。アンテナの第２のノード上に現れる電圧は、寄生インピーダンス素子を流れる電流により生じさせることができる。したがって、非接触電圧感知デバイスの構造により、第１および第２のインピーダンス素子の組合せが導体と基準面との間の分圧器として働くことが可能になる。第１および第２のインピーダンス素子間のこの分圧により、電圧差を第１のインピーダンス素子の両端間に生じることができる。さらに、測定および通信回路は、第１のインピーダンス素子の両端間に現れるこの電圧差を測定するように構成することができる。いくつかの実施形態においては、測定および通信回路は、第１のインピーダンスと、第２のインピーダンスと、第１のインピーダンス素子の両端間に現れる電圧差との値に基づいて導体の電圧を測定するように構成することができる。
【００１９】
ある実施形態においては、非接触電圧感知デバイスは、第１のインピーダンス素子を通電電力線などの導体から発する電磁放射から遮蔽するように構成された導電性素子を含む。さらに、いくつかの実施形態においては、導電性素子は、導体の電圧と同じ電圧に維持することができる。
【００２０】
さらに、アンテナは、第１の部分と第２の部分とを有する導電体であり得ることに留意することができる。さらに、電気絶縁体をアンテナの第１の部分上に配設して、アンテナの導電体が導電性素子と電気的に短絡するのを防止することができる。さらに、アンテナの第２の部分は、電気絶縁体ならびに導電性素子の外側に配設することができる。電気絶縁体ならびに導電性素子の外側に配設されるアンテナの第２の部分は、基準面にさらすことができる。さらに、基準面と連動するアンテナの第２の部分は、第２のインピーダンスおよび／または寄生インピーダンスの形成に寄与することができる。ある実施形態においては、アンテナの第２の部分の寸法は、寄生インピーダンスに比較してアンテナインピーダンスの値を比較的より小さい値にするのを容易にするように選択することができる。アンテナの第２の部分は、アンテナの第２のノードとして働く。
【００２１】
ある実施形態においては、非接触電圧感知デバイスは、測定した電圧値を、限定はされないが、制御ユニット、監視ユニット、表示ユニット、またはそれらの組合せなど、決定された場所に通信するように構成することができる。さらに、非接触電圧監視デバイスは、測定および通信回路を使用して、測定した電圧値を通信するように構成することができる。有利には、非接触電圧感知デバイスは、限定はされないが電力線などの導体の電圧値を実時間監視することが可能になるように構成することができる。
【００２２】
有利には、非接触電圧感知デバイスの測定値は、意図的にまたは意図せずして非接触電圧感知デバイスと基準面との間に配設することができ、一方で非接触電圧感知デバイスが上に配設される電力線の電圧値を非接触電圧感知デバイスが感知し測定する、導電体または非導電体の存在または不在により望ましくない影響または悪影響を受けない。例を挙げると、非接触電圧感知デバイスによって測定される電力線の測定された電圧値は、限定はされないが、電力線の近傍の静止または移動車両など、導電体の存在により悪影響を受けない可能性がある。さらに、非接触電圧感知デバイスは、測定デバイスと接地との間で直接の物理的接続を必要とする従来の測定デバイスに比較して設置が比較的容易である。具体的には、非接触電圧感知デバイスは、接地に物理的にさらにそれ以上結合することが必要なく電力線上に取り付けられるように構成される。
【００２３】
さらに、１つまたは複数の非接触電圧感知デバイスは、監視システムに採用するように構成することができ、その場合、監視システムは、制御ユニットおよび／または監視ユニットを含むことができる。１つまたは複数の非接触電圧感知デバイスは、導体の測定した電圧値を制御ユニットおよび／または監視ユニットに通信するように構成することができる。いくつかの実施形態において、１つまたは複数の非接触電圧感知デバイスは、複数のデータ収集コミュニケータ（ＤＡＣ）を含むことができる。いくつかの実施形態において、ＤＡＣは、測定および通信回路の一部を形成することができる。ある実施形態において、電力線の電圧を表すデータは、ＤＡＣによって、移動通信用グローバルシステム（ＧＳＭ(登録商標））のリンクにわたって制御センタのコンピュータなどの制御ユニットに通信される。これは、データを制御ユニット、監視ユニット、または任意の他の制御センタのコンピュータもしくはデバイスに送る低価格で確実なやり方である。
【００２４】
さらに、いくつかの実施形態においては、監視システムは、配電網の一部を形成することができる。さらに、配電網は、１つまたは複数の監視システムを採用することができる。これらの実施形態のいくつかにおいては、配電網は、複数の電力線、複数の非接触電圧監視デバイス、および１つまたは複数の監視システムを採用することができる。さらに、複数の非接触電圧感知デバイスのうちの１つまたは複数の非接触感知デバイスは、１つまたは複数の監視システムに動作可能に結合することができる。一例においては、監視システムは、測定した電圧値を配電網内の制御ユニットに通信するように構成することができる。ある実施形態においては、非接触電圧感知デバイスは、コスト効率がよいやり方で広い地理的地域にわたって配電網の対応する電力線の電圧値を表す信号を提供するように構成することができる。一実施形態においては、複数のＤＡＣの各ＤＡＣは、それに関連した１つまたは複数の非接触電圧感知デバイスを有し、したがって、電力線の電圧値を表す信号を非接触電圧感知デバイスから別の非接触電圧感知デバイスまたは同じもしくは他の監視システムの制御ユニットに伝送することができる。一例においては、１つのＤＡＣから制御ユニットに伝送される電気特性は、別のＤＡＣに伝送してから制御ユニットに転送することができる。複数のＤＡＣを有することにより、ＤＡＣまたは制御ユニットのいずれかにおいて処理を実行することができる。一例においては、信号はＤＡＣ内で増幅することができ、データの一時的格納をＤＡＣごとに実行することができる。
【００２５】
さらに、本明細書の非接触電圧感知デバイスは、異なるダイナミックレンジ、帯域幅および感度値に容易に適合可能であり得る。一実施形態においては、第１のインピーダンス素子は、非接触電圧感知デバイスを異なるダイナミックレンジ、帯域幅および感度値に適合するように変更することができる。例を挙げると、第１のインピーダンス素子がコンデンサである場合、より高い静電容量のコンデンサを使用してより狭い帯域幅を得ることができ、逆も同様である。一実施形態においては、第１のインピーダンス素子の第１の静電容量の値は、約１ｎＦ以上でよい。同じまたは異なる実施形態においては、第２のインピーダンス素子からの寄生容量の値は、約０．０１ｐＦ以下でよい。
【００２６】
図１は例示的な非接触電圧感知デバイス１００を示す。非接触電圧感知デバイス１００は、限定はされないが、基準面１２０に対して電力線１０２などの導体の電圧値を測定するように構成することができる。電力線１０２は、高電圧線、中電圧線、または任意の他の電力線または電流を搬送するように構成された任意の他の電気伝導体でよい。ある実施形態においては、非接触電圧感知デバイス１００は、導電性ハウジング１０４の形で導電性要素を含む。導電性ハウジング１０４は、非接触電圧感知デバイス１００の１つまたは複数の構成部品を電力線１０２の電磁放射から遮蔽するように構成することができる。さらに、導電性ハウジング１０４は、非接触電圧感知デバイス１００の１つまたは複数の側面に遮蔽をもたらすことができる。いくつかの実施形態においては、導電性ハウジング１０４は、電力線１０２と同じ電圧に維持することができる。一実施形態においては、導電性ハウジング１０４は、導電性コネクタ１０６を使用して電力線１０２に分路することができる。導電性ハウジング１０４を電力線１０２と同じ電位に維持することにより、非接触電圧感知デバイス１００の電子構成部品の周りの電界の存在によって普通なら生じる干渉の減少を容易にすることができる。さらに、導電性ハウジング１０４を電力線１０２の電位と同じ電位に維持することにより、非接触電圧感知デバイス１００の測定の精度が高まる。
【００２７】
図示する実施形態においては、非接触電圧感知デバイス１００は、第１のノード１０７と第２のノード１０９との間に配設された第１のインピーダンス素子１０８をさらに含む。いくつかの実施形態においては、第１のインピーダンス素子１０８は、コンデンサ、抵抗器、インダクタ、またはそれらの組合せを含むことができる。さらに、第１のインピーダンス素子１０８は、以下「第１のインピーダンス」と呼ばれるインピーダンスを有することができる。第１のインピーダンス素子１０８は、電力線１０２の少なくとも１つの電気パラメータを感知するように構成される。例を挙げると、第１のインピーダンス素子１０８の両端間に現れる電圧は、電力線１０２の感知された電気パラメータを表す。第１のインピーダンス素子１０８は、第１のノード１０７において電力線１０２に接続される。
【００２８】
さらに、第１のインピーダンス素子１０８は、第２のノード１０９においてアンテナ１１０に動作可能に結合される。第２のノード１０９は、第１のインピーダンス素子１０８とアンテナ１１０とで共有される共通のノードである。さらに、第１のインピーダンス素子１０８の両端間に現れる電圧は、電力線１０２と第２のノード１０９との間に存在する電圧差を表す。導電性ハウジング１０４が電力線１０２の電圧と同じ電圧に維持される実施形態においては、電力線１０２と第２のノード１０９との間の電圧差は、導電性ハウジング１０４と第２のノード１０９との電圧差と同じである。したがって、第１のインピーダンス素子１０８の両端間の電圧差は、ノード１１４と１１６との間に電圧計１１２などの電圧感知デバイスを配設することによって測定することができる。
【００２９】
さらに、アンテナ１１０は、第１の部分１３０と第２の部分１３１とを含む。アンテナ１１０の第１の部分１３０および第２の部分１３１は、物理的に異なる実体でない可能性があることに留意することができる。アンテナ１１０の第１の部分１３０は、電気絶縁体１２８を使用して導電性ハウジング１０４から絶縁されたアンテナ１１０の部分であり得る。さらに、アンテナ１１０の第２の部分１３１は、電気絶縁体１２８の外側に配設された部分であり得る。さらにアンテナ１１０の第２の部分１３１は、導電性ハウジング１０４の外側に配設することができる。さらに、アンテナ１１０の第２の部分１３１は、ノード１２４によって全体を表すことができる基準面１２０にさらすことができる。ある実施形態においては、アンテナ１１０のノード１２２は、アンテナ１１０の第２の部分１３１上に形成される。具体的には、アンテナ１１０は、アンテナ１１０の第１のノードであるノード１０９と、アンテナ１１０の第２のノードであるノード１２２との間に配設される。さらに、アンテナ１１０の第２の部分１３１は、電気絶縁体１２８の外側に露出される。
【００３０】
図示する実施形態においては、非接触電圧感知デバイス１００は、アンテナ１１０の少なくとも一部分によっておよび寄生インピーダンス１１８によって形成される第２のインピーダンス素子１３３を含む。具体的には、第２のインピーダンス素子１３３は、アンテナ１１０の第２の部分１３１と寄生インピーダンス素子１１８とによって形成される。さらに、寄生インピーダンス素子１１８は、アンテナ１１０と基準面１２０との間に配設される。具体的には、寄生インピーダンス素子１１８は、アンテナ１１０のノード１２２と基準面１２０を代表するノード１２４との間に存在する。第２のインピーダンス素子１３３のインピーダンス値は、第２のインピーダンスと呼ぶことができる。第２のインピーダンスは、寄生インピーダンスとアンテナのインピーダンスとの組合せであることに留意することができる。さらに、第２のインピーダンスは、アンテナのインピーダンスの値が寄生インピーダンスの値に比較して実質的により低いことがあるので、寄生インピーダンスと実質的に同様であり得ることに留意することができる。
【００３１】
さらに、基準面が接地である実施形態においては、寄生インピーダンスは、アンテナ１１０と接地との間の寄生容量と定義することができる。しかし、基準面１２０が接地と異なる表面である他の実施形態においては、寄生容量は、アンテナ１１０と基準電位との間のインピーダンスと定義することができ、その場合、基準電位は基準面１２０の電位である。
【００３２】
さらに、アンテナ１１０の少なくとも一部分が電気絶縁体１２８内に配設される実施形態においては、アンテナ１１０の外形サイズは重要ではない可能性があるが、しかし、電気絶縁体１２８の外側に配設されるアンテナの第２の部分１３１だけが寄生インピーダンスに寄与する可能性がある。いくつかの実施形態においては、第２の部分１３１の長さは、最大約１０ｃｍまでであり得る。したがって、第２の部分１３１の比較的小さな寸法を有するアンテナ１１０を提供して、寄生インピーダンス素子に比較的高い寄生インピーダンスを提供することが望ましいことであり得る。寄生インピーダンスが高いまたは寄生容量が低いことにより、非接触電圧感知デバイスは周囲の導体の変化により望ましくない影響を受けないことが可能になることに留意することができる。したがって、寄生インピーダンスが増大すると、非接触電圧感知デバイス１００が、非接触電圧感知デバイス１００と基準面１２０との間の物理的分離を依然として維持しながら周囲の導体における変動を比較的より起こさなくなる。さらに、いくつかの実施形態においては、アンテナ１１０は、ケーブル、ワイヤ、プレート、パターン形成された細長い構造物、インピーダンス素子、またはそれらの組合せでよい。一実施形態においては、アンテナ１１０は、集中インピーダンス素子を含むことができる。例を挙げると、アンテナ１１０は、集中コンデンサの第１の端子が電気絶縁体１２８内に配設され、集中コンデンサの第２の端子が基準面１２０にさらされる、集中コンデンサであり得る。
【００３３】
さらに、主として第１のインピーダンス素子１０８と基準面１２０との間のアンテナ１１０の存在により生じるインピーダンス分割動作のため、第１のインピーダンス素子１０８のノード１０７と１０９との間に電位差（Ｖ1）が現れ得ることに留意することができる。具体的には、アンテナ１１０の存在により、結果として、第２のインピーダンス素子１３３の形成となり、それにより、分割されたインピーダンスがもたらされる。アンテナインピーダンスが寄生インピーダンスに比較して無視できるものとし、第１のインピーダンス素子１０８がコンデンサである一例においては、アンテナ１１０により、結果として、寄生コンデンサが形成され得る。さらに、この例においては、第１のインピーダンス素子１０８またはコンデンサは、電力線１０２と基準面１２０との間の分圧器として働くことができる。
【００３４】
一実施形態においては、第２のインピーダンスは、第１のインピーダンスの値より少なくとも約５０倍高いことがあり得る。別の実施形態においては、第２のインピーダンスは、第１のインピーダンスの値より少なくとも約１００倍高いことがあり得る。さらに別の実施形態においては、第２のインピーダンスは、第１のインピーダンスの値より約１００〜１０，０００倍高い。いくつかの実施形態においては、第２のインピーダンスは、高い寄生インピーダンス、高いアンテナインピーダンス、または両方を有するので比較的高い値を有することができる。いくつかの他の実施形態においては、第２のインピーダンスは、高い寄生インピーダンスを有するので比較的高い値を有することができる。第１のインピーダンスの値は、第１のインピーダンス素子として使用されるデバイスの種類によって主として調整されるが、寄生インピーダンスは、アンテナ１１０のサイズによって主として調整される。さらに、アンテナインピーダンスの値は、アンテナ１１０を形成するのに使用されるインピーダンス素子によって調整することができる。第１のインピーダンスに比較的低い値を有するために、いくつかの実施形態においては、集中コンデンサを第１のインピーダンス素子１０８として使用することができる。
【００３５】
いくつかの実施形態においては、電力線１０２における電圧は、第１のインピーダンスと、第２のインピーダンスと、第１のインピーダンス素子１０８の両端間の電圧差との値を使用して計算することができる。電力線の電圧は、式（１）によって表すことができる。
【００３６】
ＶL＝（Ｚ1＋Ｚ2）Ｖ0／Ｚ1        式１
ここで、ＶLは基準面１２０に対する電力線１０２の電圧を表し、Ｖ0は第１のインピーダンス素子の両端間の電圧差を表し、Ｚ1は、第１のインピーダンス値を表し、Ｚ2は第２のインピーダンス値を表す。第１のインピーダンス素子１０８の両端間の電圧値は、電力線１０２の電圧によって調整することができるが、しかし、第２のインピーダンスの値は、アンテナインピーダンス、電気絶縁体１２８の外側に配設されたアンテナ１１０のサイズ、およびアンテナ１１０と基準面１２０との間の距離によって調整することができる。寄生インピーダンスの値の変動は最小限にすることが望ましい。アンテナ１１０のサイズが小さいことにより、寄生インピーダンスの値は比較的高い。したがって、有利には、電力線１０２の電圧（ＶL）の推定値の変動は最小限に抑えられる。したがって、非接触電圧感知デバイス１００と接地１２０との間に導体または他の物体が存在しても、電力線１０２における電圧値の測定には悪影響を与えない。
【００３７】
ある実施形態においては、電圧計１１２の出力は、測定および通信回路１３２に動作可能に結合することができる。いくつかの実施形態においては、測定および通信回路１３２は、プロセッサ１３４と、モニタ１３６と、ＤＡＣ１３８とを含むことができる。測定および通信回路１３２は、第１のインピーダンス素子１０８の両端間の電圧差を測定するように構成される。さらに、測定および通信回路１３２のプロセッサ１３４は、第１のインピーダンスの値と、第１のインピーダンス素子１０８の両端間に現れる電圧の値と、第２のインピーダンスの値とに基づいて電力線１０２の電圧値を決定するように構成される。非限定例においては、測定した電圧値から電力線１０２の実際の電圧値を導出するのに校正係数を使用することができる。例を挙げると、校正係数は、第１のインピーダンス素子１０８の両端間の電圧降下を使用して導出することができる。電力線１０２の実際の電圧の決定された値はモニタを使用して監視することができる。さらに、電力線１０２の実際の電圧の決定された値は、他の非接触電圧感知デバイス（図示せず）またはＤＡＣ１３８を使用する制御ユニットにワイヤレスで通信することができる。
【００３８】
また、プロセッサ１３４の機能は、限定はされないが、ルビー、ハイパーテキストプリプロセッサ（ＰＨＰ）、Ｐｅｒｌ、Ｄｅｌｐｈｉ、Ｐｙｔｈｏｎ、Ｃ、Ｃ＋＋、またはＪａｖａ(登録商標）を含めて、様々なプログラミング言語で実施することができる。このようなコードは、データリポジトリチップ、ローカルまたは遠隔ハードディスク、光ディスク（すなわち、ＣＤまたはＤＶＤ）、半導体ドライブ、または格納されたコードを実行するためにプロセッサベースのシステムによってアクセスすることができる他の媒体など、１つまたは複数の有形の機械可読媒体上に格納するまたは格納するように適合させることができる。
【００３９】
一実施形態においては、測定および通信回路１３２は、高入力インピーダンス回路であり得る。測定および通信回路１３２は、第１のインピーダンスおよび寄生インピーダンスの値を使用して、電力線１０２の実際の電圧値を決定するように構成することができる。図示する実施形態においては、測定および通信回路１３２は、導電性ハウジング１０４内に配設することができる。しかし、本明細書に図示しない代替実施形態においては、測定および通信回路１３２は、導電性ハウジング１０４の外側に配設することができる。
【００４０】
測定および通信回路１３２は、制御ユニット（図示せず）、またはＤＡＣ１３８を使用する他の非接触電圧感知デバイスなど、他のデバイスに通信可能に結合される。一実施形態においては、制御ユニットは、１つまたは複数の非接触電圧感知デバイス１００から電力線１０２の電圧値を表すデータを受け取るように構成することができる。
【００４１】
いくつかの実施形態においては、測定および通信回路１３２は、電力線１０２の決定された電圧値を制御ユニットに提供するように構成することができる。一実施形態においては、測定および通信回路１３２は、ＤＡＣ１３８または無線送信機／受信機を使用する制御ユニットと通信するように構成することができる。ある実施形態においては、非接触電圧感知デバイス１００は、遠隔感知デバイスでよい。「遠隔感知デバイス」という用語は、監視ユニットおよび／または制御ユニットに対して遠隔の場所に配置されながら、監視ユニットおよび／または制御ユニットに通信可能に結合された感知デバイスを表すのに使用することができる。一実施形態においては、遠隔感知デバイスは、監視ユニットおよび／または制御ユニットにワイヤレスで結合することができる。
【００４２】
さらに、図示していないが、非接触電圧感知デバイス１００は、導電性ハウジング１０４の少なくとも一部分の周りに配設された保護カバーまたはケーシングを含むことができる。保護カバーは、限定はされないが、非導電性ポリマーまたは非導電性セラミックなど、非導電材料製でよい。さらに、一実施形態においては、保護カバーは、機械的強度および／または環境保護を非接触電圧感知デバイス１００に与えるように構成することができる。
【００４３】
図２は、図１の非接触電圧感知デバイス１００の代替実施形態を示す。図示する実施形態においては、非接触電圧感知デバイス２００は、電力線２０８に動作可能に結合され、電力線２０８の電圧を測定するように構成される。非接触電圧感知デバイス２００は、第１のインピーダンス素子２０２と、アンテナ２０４と、測定および通信回路２０６とを含む。非接触電圧感知デバイス２００は、電力線２０８上に取り付けるように構成することができる。さらに、非接触電圧感知デバイス２００は、導電性遮蔽体２１０の形で導電性素子を含むことができる。導電性遮蔽体２１０は、第１の部分、すなわち第１の導電性遮蔽体２１２と、第２の部分、すなわち第２の導電性遮蔽体２１４とを含む。導電性遮蔽体２１０の第１の導電性遮蔽体２１２は、第１のインピーダンス素子２０２と電力線２０８との間に配設される。したがって、第１の導電性遮蔽体２１２は、電力線２０８からの電磁放射から非接触電圧感知デバイス２００を遮蔽するように構成される。さらに、導電性遮蔽体２１０の第２の導電性遮蔽体２１４は、アンテナ２０４と基準面２１６との間に配設される。第２の導電性遮蔽体２１４は、基準面２１６と第１のインピーダンス素子２０２との間のいずれかの電気的干渉を防止するように構成される。さらに、第２の導電性遮蔽体２１４は、第２のインピーダンス素子２２５の形成を可能にするように構成することができる。具体的には、第２のインピーダンス素子２２５は、部分的にアンテナ２０４によっておよび寄生インピーダンス素子２１８によって形成することができる。さらに、寄生インピーダンス素子２１８は、アンテナ２０４と基準面２１６との間に配設することができる。
【００４４】
さらに、アンテナ２０４は、第１の部分２２０と、第２の部分２２４と、電気絶縁体２２２とを含む。アンテナ２０４の第１の部分２２０は、電気絶縁体２２２内に配設することができ、アンテナ２０４の第２の部分は、電気絶縁体２２２の外側に配設することができる。アンテナ２０４の第２の部分２２４は、第２の導電性遮蔽体２１４の基準面２１６と同じ側に配設することができる。基準面２１６と連動してアンテナ２０４の第２の部分２２４は、寄生インピーダンス素子２１８を形成することができる。
【００４５】
さらに第１の導電性遮蔽体２１２および第２の導電性遮蔽体２１４は、両方共、電力線２０８の電位と同じ電位に維持することができる。ある実施形態には図示していないが、導電性遮蔽体２１０は、第１の導電性遮蔽体２１２および第２の導電性遮蔽体２１４の一方だけを含むことができる。一例においては、導電性遮蔽体２１０は、第１の導電性遮蔽体２１２だけを含むことができる。
【００４６】
図３は、基準面３１２に対して導体３０２の電圧値を測定するように構成された非接触電圧感知デバイス３００を示す。非接触電圧感知デバイス３００は、コンデンサ３０４などの第１のインピーダンス素子と、アンテナ３０６と、測定および通信回路３０８とを含む。測定および通信回路３０８は、コンデンサ３０４と第２のインピーダンス素子３２０とによって感知された１つまたは複数の電気パラメータに基づいて電圧値を測定するように構成される。図示する実施形態においては、アンテナインピーダンスが実質的に寄生容量より低いものとする。したがって、寄生容量は、実質的に第２のインピーダンスと同様である。さらに、寄生容量は、アンテナ３０６と基準面３１２との間に形成された寄生コンデンサ３１０の両端間で感知することができる。図示する実施形態においては、コンデンサ３０４は、単一または集中コンデンサとして示されているが、しかし、代替実施形態においては、コンデンサ３０４の代わりに複数のコンデンサを使用することができる。これらの実施形態のいくつかにおいては、複数のコンデンサは、電気的に結合して、効果的に集中コンデンサを形成することができる。さらに、アンテナ３０６は、電気絶縁体３１６内に配設された一部分３１４と、電気絶縁体３１６の外側に配設された一部分３１８とを含むことができる。電気絶縁体３１６の外側に配設された一部分３１８は、基準面３１２と連動して寄生コンデンサ３１０を形成する。
【００４７】
図４は、本明細書の態様による、配電網に採用された監視システム４００の例示的な実施形態を示す。図示する実施形態においては、電力線４０８、４１０、および４１２は、共通の電柱に動作可能に結合して、より大きな配電網の一部を形成することができる。監視システム４００は、それぞれ、それらのそれぞれの電力線４０８、４１０、および４１２上に配設された３つの非接触電圧感知デバイス４０２、４０４および４０６を含む。非接触電圧感知デバイス４０２、４０４および４０６は、それらのそれぞれの電力線４０８、４１０および４１２上の電圧を個々に測定することができる。電圧値が測定されると、非接触電圧感知デバイス４０２、４０４および４０６は、測定した電圧値を中央コンピュータなどの監視ユニット４１４に通信することができる。非接触電圧感知デバイス４０２、４０４および４０６が監視ユニット４１４と通信する場合には、監視ユニット４１４は、必要に応じ、データを制御ユニット４１６に伝送して、必要なステップを実施するように構成することができる。例を挙げると、１つまたは複数の電力線４０８、４１０および４１２の電圧値において変動または降下または上昇が監視された場合、対応する非接触電圧感知デバイス４０２、４０４および４０６は、監視ユニット４１４と通信して、データを制御ユニット４１６に伝送し、それによって是正措置を実施することができる。
【００４８】
ある実施形態においては、各非接触電圧感知デバイス４０２、４０４および４０６は、対応するプロセッサ（図４に示さず）を含むことができる。これらの実施形態のいくつかにおいては、対応するプロセッサは、互いに通信するように構成することができる。このようにして、測定した電圧の処理は、非接触電圧感知デバイス４０２、４０４および４０６の各々において実行することができ、それによって、制御ユニット４１６の計算オーバーヘッド要件が低減され、監視システム４００の効率がさらに高まることが可能になる。さらに、非接触電圧感知デバイス４０２、４０４および４０６の個々のプロセッサに加えて、監視システム４００は、非接触電圧感知デバイス４０２、４０４および４０６の１つまたは複数と監視ユニット４１４または制御ユニット４１６との間に配設されたプロセッサユニット（図４に示さず）を含むことができる。プロセッサユニットは、非接触電圧感知デバイス４０２、４０４および４０６から受け取ったデータを、監視ユニット４１４または制御ユニット４１６に伝送する前に、処理するように構成することができる。あるいは、いくつかの他の実施形態においては、監視システム４００は、１つまたは複数の非接触電圧感知デバイス４０２、４０４および４０６からの測定した電気信号を処理し、処理したデータを制御ユニット４１６に伝送するために、非接触電圧感知デバイス４０２、４０４および４０６の間に共通のプロセッサユニットを含むことができる。
【００４９】
いくつかの実施形態においては、監視ユニット４１４、制御ユニット４１６、または両方は、要求された情報を格納リポジトリ（図示せず）に格納するように構成することができる。一実施形態においては、格納リポジトリは、ハードディスクドライブ、フロッピー(登録商標）ディスクドライブ、コンパクトディスク読取り／書込み（ＣＤ−Ｒ／Ｗ）ドライブ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）ドライブ、フラッシュドライブ、および／または半導体記憶デバイスなどのデバイスを含むことができる。
【００５０】
さらに、ある実施形態においては、監視システム４００は、表示ユニット４１８を含むことができる。いくつかの実施形態においては、表示ユニット４１８は、監視ユニット４１４または制御ユニット４１６の一部を形成することができる。ある実施形態においては、２つ以上の非接触電圧感知デバイス４０２、４０４および４０６を電力線４０８、４１０および４１２の長さに沿って配設することができる。
【００５１】
非限定例においては、同じ電力線上に配設された任意の２つの隣接する非接触電圧感知デバイスの間の距離は、約１キロメートルであり得る。さらに、任意の２つの隣接して配設された非接触電圧感知デバイス４０２、４０４および４０６の間の距離は、同じ電力線には同じでも異なっていてもよい。１つまたは複数の非接触電圧感知デバイス４０２、４０４および４０６からの電力線の電圧を表すデータは、そのデータを制御ユニット４１６に送る前に１つまたは複数の監視ユニット４１４によって測定および／または処理することができる。一実施形態においては、データはＤＡＣ（図示せず）を介して非接触電圧感知デバイスから１つまたは複数の監視ユニット４１４に伝送することができ、その場合、ＤＡＣは、非接触電圧感知デバイス４０２、４０４および４０６の一部を形成することができる。いくつかの実施形態においては、監視システム４００は、非接触電圧感知デバイス４０２、４０４および４０６に対応する個々のＤＡＣユニットに加えてさらにＤＡＣユニットを含むことができる。これらの実施形態においては、ＤＡＣユニットは、１つまたは複数の非接触電圧感知デバイス４０２、４０４および４０６から受け取ったデータにより計算を実行して、電力線４０８、４１０および４１２の、ならびに電力線４０８、４１０および４１２の長さに沿って、全体の状態を推定するように構成することができる。これらの実施形態のいくつかにおいては、ＤＡＣユニットは、個々のプロセッサまたは共通のプロセッサユニットの一部を形成して、電力線の電気特性を表すデータを処理してから、制御ユニット４１６に以降のデータを伝送することができる。このようにして、ＤＡＣの各々において計算を実行することができ、それによって個々の測定センサの構築を簡略化する助けになり得る。電力線４０８、４１０および４１２の線状態、ならびに線上の分岐および負荷の配分により、非接触電圧感知デバイス４０２、４０４および４０６の様々な組合せを電力線４０８、４１０および４１２上に採用することができる。
【００５２】
ある実施形態においては、１つまたは複数の非接触電圧感知デバイス４０２、４０４および４０６は、それらが上に取り付けられている電力線から直接給電されるように構成することができる。さらに一実施形態においては、１つまたは複数の非接触電圧感知デバイス４０２、４０４および４０６は、電力線の磁界から直接、動作電力を取り出すように構成することができる。
【００５３】
さらに、個々の非接触電圧感知デバイス４０２、４０４および４０６のＤＡＣは、制御ユニット４１６または監視ユニット４１４との直接通信リンク内にあってもなくてもよいことに留意することができる。さらに、任意の数の中継器ユニットまたは他の監視ユニットを使用して、制御ユニット４１６に向かう途中の、非接触電圧感知デバイス４０２、４０４および４０６からの信号を中継することができる。
【００５４】
さらに、非接触電圧感知デバイス４０２、４０４および４０６の各々の位置は、例えば、非接触電圧感知デバイス４０２、４０４および４０６を設置する間に標準全地球測位システム（ＧＰＳ）を使用して得ることができる。次いで、今度は、これを全部または部分的にその特定の非接触電圧感知デバイスのアドレスとして使用することができる。非接触電圧感知デバイス４０２、４０４および４０６の位置は、サービス技術者を特定の非接触電圧感知デバイスに導くのに使用して、サービス技術者の障害の場所を決定する能力をさらに促進することができる。さらに、異なる電力線から得た測定値は、時刻同期させることができる。いくつかの実施形態においては、ＧＰＳ信号は、非接触電圧感知デバイス４０２、４０４および４０６の両端間の測定値を時刻同期させるのに使用することができる。
【００５５】
三相線の場合、非接触電圧感知デバイスは、三相線の１つまたは複数上に配設することができる。一実施形態例においては、非接触電圧感知デバイスによって感知された三相線からの電圧値は、複雑な算術を使用して合計することができる。ある実施形態においては、電力線上に障害状態が存在する場合、電力線の電流および電圧値を使用して、電力線上の障害の場所を決定することができる。いくつかの実施形態においては、本明細書の電圧センサは、電流センサに統合することができる。これらの実施形態においては、統合されたセンサを使用して、電流および電圧値の両方を用意し、それによって電力線上の障害の場所を決定することができる。
【００５６】
障害の場所または障害の状態が特定されると、いくつかの実施形態においては、限定はされないが、携帯電話、ポケットベルなどの移動通信デバイスを使用して修理要員に警告することができ、ＧＳＭ(登録商標）ネットワークによってなど、修理要員に警告する様々な他の方法を使用できることが理解されよう。
【００５７】
さらに、いくつかの実施形態においては、各非接触電圧感知デバイスは、基準面（例えば、接地）から電気的に絶縁することができ、したがって、電力線上に設置するのは比較的簡単であり得ることに留意することができる。測定機器をさらに追加することにより、架空電力線から様々な異なる測定をすることができる。
【００５８】
さらに、ある実施形態においては、１つまたは複数の非接触電圧感知デバイスは、それが上に取り付けられる電力線から直接給電されるように構成することができる。例を挙げると、１つまたは複数の非接触電圧感知デバイスは、電力線の磁界から直接、動作電力を取り出すように構成することができる。
【００５９】
有利には、本出願の非接触電圧感知デバイスは、非接触電圧感知デバイスの接地との、または線間の、物理的接続を必要とせずに高電圧線の電圧測定を実施するように構成され、センサの設置および動作が容易になる。さらに、非接触電圧感知デバイスは、非接触電圧感知デバイスの周囲の変化の測定した値への好ましくない影響の問題の解決策を提供する。
【００６０】
本開示のある特徴だけを本明細書に図示し説明してきたが、当業者には多くの修正および変更が思いつくことであろう。したがって、添付の特許請求の範囲は、そのような修正および変更をすべて本開示の真の精神に含まれるものとして包含することが意図されていることを理解されたい。
【符号の説明】
【００６１】
１００  非接触電圧感知デバイス
１０２  電力線
１０４  導電性ハウジング
１０６  導電性コネクタ
１０７  第１のノード
１０８  第１のインピーダンス素子
１０９  第２のノード
１１０  アンテナ
１１２  電圧計
１１４  ノード
１１６  ノード
１１８  寄生インピーダンス素子
１２０  基準面
１２２  ノード
１２４  ノード
１２８  電気絶縁体
１３０  第１の部分
１３１  第２の部分
１３２  測定および通信回路
１３３  第２のインピーダンス素子
１３４  プロセッサ
１３６  モニタ
１３８  ＤＡＣ
２００  非接触電圧感知デバイス
２０２  第１のインピーダンス素子
２０４  アンテナ
２０６  測定および通信回路
２０８  電力線
２１０  導電性遮蔽体
２１２  第１の部分、第１の導電性遮蔽体
２１４  第２の部分、第２の導電性遮蔽体
２１６  基準面
２１８  寄生インピーダンス素子
２２０  第１の部分
２２２  電気絶縁体
２２４  第２の部分
２２５  第２のインピーダンス素子
３００  非接触電圧感知デバイス
３０２  導体
３０４  コンデンサ
３０６  アンテナ
３０８  測定および通信回路
３１０  寄生コンデンサ
３１２  基準面
３１４  一部分
３１６  電気絶縁体
３１８  一部分
３２０  第２のインピーダンス素子
４００  監視システム
４０２、４０４、４０６  非接触電圧感知デバイス
４０８、４１０、４１２  電力線
４１４  監視ユニット
４１６  制御ユニット
４１８  表示ユニット
【図１】
2015219234.tif 000003
【図２】
2015219234.tif 000004
【図３】
2015219234.tif 000005
【図４】
2015219234.tif 000006
【外国語明細書】
2015219234000001.pdf