(57)【要約】      （修正有）【課題】浸水した電気設備の相間電流及び漏れ電流の制限装置を提供する。【解決手段】相線路部２２と筒型線路２６との間に絶縁筒２４を満たして、相線路と中性線との間の通路の長さを延ばすか、相線路の被覆が剥がされた部分である相線路の面積を適切に調節して、抵抗を最大限増やして相間電流を制限する。電気負荷でオン電流は、内部中性線３４を通じて流れ、ハウジンググランド２８外に抜け出る漏れ電流も、接地線を通じて大地に流す。【選択図】図１
2015136283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気設備への配電経路に連結され、その電気設備あるいはその電気設備に電気的に連結されて、付近に位置する他の電気設備の浸水時、感電を予防するが、
一側端部には、配電線路の相線路２と電気的に連結される相線路端子１２を備え、他側端部は、電気設備に電気的に連結され、絶縁体で取り囲まれていない相線路部２２を備える内部相線路３２と、
一側端部には、配電線路の中性線４と電気的に連結される中性線端子１４を備え、他側端部は、電気設備に電気的に連結され、相線路部２２を取り囲む導体材の筒型線路２６と電気的に連結される内部中性線３４と、
一側端部には、配電線路の接地線６と電気的に連結される接地線端子１６を備え、他側端部は、電気設備に電気的に連結され、絶縁体で形成され、筒型線路２６を取り囲むハウジングの内周面にグラウンド配線が備えられたハウジンググラウンド２８のグラウンド配線と電気的に連結される内部接地線３６と、
内部相線路３２と筒型線路２６との間に介在され、内部相線路３２を取り囲む絶縁筒２４と、
を含む浸水した電気設備の相間電流及び漏れ電流の制限装置。
【請求項２】
筒型線路２６は、相線路部２２の両端よりも両方向に延び、
絶縁筒２４は、相線路部２２及び筒型線路２６の両端よりも両方向に延び、
ハウジンググラウンド２８は、筒型線路２６の両端よりも両方向に延びる請求項１に記載の浸水した電気設備の相間電流及び漏れ電流の制限装置。
【請求項３】
中性線端子１４と接地線端子１６との間に電気的に連結され、抵抗とＬＥＤとが直列に連結された端子連結チェック回路２０をさらに含む請求項１に記載の浸水した電気設備の相間電流及び漏れ電流の制限装置。
【請求項４】
絶縁筒２４の長さを調節して、内部相線路３２と内部中性線３４との間の通路の長さを延ばすか、相線路部２２の面積を調節して、相線路部２２と筒型線路２６との間の抵抗を増加させて、相間電流を制限する請求項１に記載の浸水した電気設備の相間電流及び漏れ電流の制限装置。
【請求項５】
抑制された相間電流と電気負荷で内部中性線１４にオン電流が合わせられて、筒型線路２６を流れる電流がハウジンググラウンド２８のグラウンド配線を通じて内部接地線３６を経て大地に流すことによって、漏れ電流を制限する請求項４に記載の浸水した電気設備の相間電流及び漏れ電流の制限装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浸水した電気設備の相間電流及び漏れ電流の制限装置に関する。より詳細には、電気設備が、水や水蒸気、その他の高導電性の流体に浸水する時、電気設備内の両電源線間の相間電流が高導電性の液体を通じて急増し、それによる電気設備の損傷を防止するか、両電源線で液体を通じて大地に流れる漏れ電流を制限して、感電事故を防ぐ浸水した電気設備の相間電流及び漏れ電流の制限装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
感電は、電源から人体を通じて接地面である地面に流れる漏れ電流が一定値以上である時、人体が反応する現象である。一般的に、人体を通じて流れる商用交流電流が１０ｍＡ以上になれば、痙攣を起こし、３０ｍＡ以上になれば、死亡に至る。主な死亡原因としては、心臓を通じて流れる電流が神経を損傷させることによって、心臓が作動を止める心臓麻痺である。感電の危険は、通電当時、人体の抵抗に関連するが、これは、皮膚の状態に大きく左右される。
【０００３】
電気設備、例えば、コンセントや電熱器あるいは電灯などの電気設備が水に浸った時、その水や水を通じて通電された金属ハウジングなどに人体が接触すれば、電気設備の露出された導体から水と人体とを経て接地面である地面に電流が流れる。この際、人体は、皮膚が雨に濡れやすく、その場合、接触抵抗が極めて低いので、非常に危ない状態になる。
【０００４】
電源線間のショートは、２つの線間の絶縁度が低くなって、電気伝導度が高くなれば、急激な電流が流れて、電気設備に火災や短絡などの機器破損を起こす問題である。一般的に、空気の絶縁度は非常に大きくて、２つの線の間に空気を介して電気絶縁を保持している。しかし、浸水などによって、２つの線の間に電気伝導度の高い流体が満たされれば、相間の電流が急増して、ショートが発生する。
【０００５】
特許文献１は、裸充電部に金属材の金属板または金属網を付着して浸水する場合、裸充電部から漏れる電流が導電性金属板または金属網に通電されて感電事故を防止する浸水感電防止装置を開示している。金属板または金属網は、端子台のうち、中性線及びアース端子に電線によって連結されている。金属板のサイズは、ほぼ５０ｃｍ×３０ｃｍである。
【０００６】
特許文献１は、その原理について詳しく説明していないが、多分浸水時、浸水した導体の間に水と人体とを通じる抵抗よりも遥かに低い抵抗になる状態で金属板を配置して、電気的に人体と並列に構成することによって、人体に流れる電流を制限すると見られる。しかし、このような金属板または金属網は、裸充電部から放射状に発生した電界を遮蔽することができなくて、漏れ電流を効果的に遮断することができず、設置に空間的な制約が発生する。また、特許文献１は、漏れ電流については言及しているが、相間電流については言及していない。
【０００７】
特許文献２は、さらに他の漏電防止装置を開示している。開示された装置は、入力端子部と出力端子部との間に配されて、中性点端子及び相電圧端子にそれぞれ連結される第１、２連結端子が設けられる連結端子台と、中性点端子に連結された第１連結端子に電気的に連結されて、連結端子台の側方と上方とを包囲する形状になっていて、相電圧端子から発生した電流のみ包囲した中性点端子に流す漏電防止導電体を含む。
【０００８】
代表図面に示したように、３相電源の中性点端子Ｎは接地されていなくて、漏電による漏れ電流が流れる閉回路が形成されない。したがって、如何なる形態でも、導電体では地面などに漏れ電流が流れることができない構造である。また、３相電源の中性点が接地されて、漏れ電流が流れる通路が形成されるとしても、中性線を通じて流れる電流は、３相電源が電気的に平衡状態である時には非常に低いが、３相電源が電気的に不平衡である時には大きくなるので、中性線を通じて発生した電流を遮蔽する構造がなくて、漏れ電流が流れるしかない。
【０００９】
その上に、漏電防止装置内の非常に狭い空間内に相電圧端子と中性点端子との間に満たされた導電性を有する流体によって、抵抗が非常に小さくなり、これにより、電流は急激に上昇して、中性線電流と大地電流への分配でその絶対値を上昇させる。これによる漏れ電流の上昇は、特許文献２の装置では防ぐことができない限界がある。
【００１０】
すなわち、中性点端子の大地電圧は、３相電源が電気的に平衡状態である時には非常に低いが、３相電源が電気的に不平衡である場合や線路の長さが長くて線路インピーダンスを有するか、中性点の大地抵抗が土壌あるいは建物の材料などによって接地抵抗が大きい場合、大地電圧が増加する。したがって、この従来技術によれば、相電圧端子から発生した漏れ電流は、中性点端子に流れるが、中性点端子から発生した漏れ電流は、大地に流れて、感電事故を防止することができないという問題点がある。
【００１１】
また、このような従来技術は、相電圧端子と中性点端子とを自動で探す複雑な自動化システムの構成についてのみ詳しい技術を言及し、探された端子を、１つは相電圧端子に、他の１つは相電圧端子を包囲した中性点端子に連結するという内容のみ記述していて、如何なる原因によって漏れられるのかについての根拠は提示しておらず、実際適用が難しい短所がある。
【００１２】
また、相電圧端子と中性点端子とを自動で探す自動化システムは、構成が複雑であり、製品の寿命も非常に短くて、現実的に適用が制限されるという短所がある。さらに、このような従来技術は、連結端子台を包囲しながら中性点端子に連結される形状の電極を使うので、構成が複雑であり、小型コンセントなどには適用しにくい短所がある。
【００１３】
同様に、特許文献２も、漏れ電流を防止する技術について言及しているが、相間電流の制限については言及していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】大韓民国公開特許公報第２００５−００３７９８６号（２００５年４月２５日公開）
【特許文献２】大韓民国登録特許公報第１１９７４１４号（２０１２年１１月５日公告）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、前記問題点を解決するために案出されたものであって、特に、構造が簡単であり、設置が簡便であり、感電を防止し、電気設備の急激な電流上昇を制限する装置を提供するところにその目的がある。
【００１６】
また、本発明は、感電防止効果が高く、電気設備内の急激な電流上昇を制限する新たな構造の感電防止及びショート電流制限装置を提供することを目的とする。
【００１７】
また、本発明は、小型コンセントや屋外の街路灯など多様な応用分野に適用することができる感電防止及びショート電流防止装置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】
【００１８】
前記目的を果たすために案出された本発明による浸水した電気設備の相間電流及び漏れ電流の制限装置は、電気設備への配電経路に連結され、その電気設備あるいはその電気設備に電気的に連結されて、付近に位置する他の電気設備の浸水時、感電を予防する。一態様によれば、電気設備の相間電流及び漏れ電流の制限装置は、内部相線路３２と、内部中性線３４、内部接地線３６及び絶縁筒２４とを含む。
【００１９】
内部相線路３２の一側端部には、配電線路の相線路２と電気的に連結される相線路端子１２を備え、他側端部は、電気設備に電気的に連結され、絶縁体で取り囲まれていない相線路部２２を備える。内部中性線３４の一側端部には、配電線路の中性線４と電気的に連結される中性線端子１４を備え、他側端部は、電気設備に電気的に連結され、相線路部２２を取り囲む導体材の筒型線路２６と電気的に連結される。内部接地線３６の一側端部には、配電線路の接地線６と電気的に連結される接地線端子１６を備え、他側端部は、電気設備に電気的に連結され、絶縁体で形成され、筒型線路２６を取り囲むハウジングの内周面にグラウンド配線が備えられたハウジンググラウンド２８のグラウンド配線と電気的に連結される。絶縁筒２４は、内部相線路３２と筒型線路２６との間に介在され、内部相線路３２を取り囲む。
【００２０】
また、筒型線路２６は、相線路部２２の両端よりも両方向に延び、絶縁筒２４は、相線路部２２及び筒型線路２６の両端よりも両方向に延び、ハウジンググラウンド２８は、筒型線路２６の両端よりも両方向に延びられる。
【００２１】
また、本発明は、中性線端子１４と接地線端子１６との間に電気的に連結され、抵抗とＬＥＤとが直列に連結された端子連結チェック回路２０をさらに含みうる。
【００２２】
また、本発明は、絶縁筒２４の長さを調節して、内部相線路３２と内部中性線３４との間の通路の長さを延ばすか、相線路部２２の面積を調節して、相線路部２２と筒型線路２６との間の抵抗を増加させて、相間電流を制限することができる。
【００２３】
また、本発明は、抑制された相間電流と電気負荷で内部中性線１４にオン電流が合わせられて、筒型線路２６を流れる電流がハウジンググラウンド２８のグラウンド配線を通じて内部接地線３６を経て大地に流すことによって、漏れ電流を制限することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、簡単な構造によって浸水時、相間電流と外部への漏れ電流を最小化させて、付近に漏電した電気に接触した人体を流れる電流を実質的に低減させることができる。
【００２５】
本発明によれば、内部相線路と内部中性線との間に挿入された絶縁筒の長さを調節して、内部相線路と内部中性線との間の通路の長さを延ばすか、相線路部の面積を調節して、相線路部と筒型線路との間の抵抗を増加させて、相間電流を制限することができる。
【００２６】
また、本発明によれば、抑制された相間電流と電気負荷で内部中性線にオン電流が合わせられて、筒型線路を流れる電流がハウジンググラウンドのグラウンド配線を通じて内部接地線を経て大地に流すことによって、漏れ電流を制限することができる。
【００２７】
また、本発明によれば、電気ターミナルの入口の中性線端子と接地線端子との間に、抵抗とＬＥＤとが直列に連結された極めて簡単な構造の端子連結チェック回路を連結することによって、電気ターミナル端子と電力線との正しい連結を誘導することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の望ましい実施形態による浸水した電気設備の相間電流及び漏れ電流の制限装置の概念図である。
【図２Ａ】本発明の望ましい実施形態による浸水した電気設備の相間電流及び漏れ電流の制限装置の概念図である。
【図２Ｂ】図２Ａの等価回路図である。
【図３Ａ】本発明の望ましい実施形態による浸水した電気設備の相間電流及び漏れ電流の制限装置が電気設備に設けられて浸水する時、人が接近する場合の概念図である。
【図３Ｂ】図３Ａの等価回路図である。
【図４】本発明の望ましい実施形態による浸水した電気設備の相間電流及び漏れ電流の制限装置の浸水時、感電防止効果を実験するための実験条件を説明する図面である。
【図５】図４の人体接触面の図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
まず、本発明の望ましい実施形態による浸水した電気設備の相間電流及び漏れ電流の制限装置の理論的根拠及び用語について定義する。
【００３０】
自然界の平衡状態では、正電荷と負電荷とが同じであって、無電荷のように見える。しかし、原子に力を加えて正電荷と負電荷とを分離してはじめて電荷（Ｑ）が生じたように見える。
【００３１】
電界（Ｅ）は、原子に力を加えて電荷が表われれば、印加したエネルギーが電荷周辺に電気的なエネルギーに変換して分布する。この際、電界は、正電荷で生じて負電荷に向けるベクトルである。
【００３２】
磁界（Ｈ）は、電荷に力を加えて電荷を動かせば（すなわち、電流になれば）、印加したエネルギーが電流周辺に磁気的なエネルギーに分布したものである。この際、磁界は、電流周辺を回転するベクトルである。
【００３３】
電界と磁界は、必ず共に発生する。すなわち、電界によって磁界が発生するか、磁界によって電界が発生し、これが電磁気現象である。この際、電界と磁界は、互いに直角ベクトル方向を有する。
【００３４】
直流や周波数が低い（数ＨｚやｋＨｚ）電流に対しては、静電界（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  ｆｉｅｌｄ）や静磁界（ｍａｇｎｅｔｏｓｔａｔｉｃ  ｆｉｅｌｄ）と解釈しても良い。しかし、ＭＨｚやＧＨｚ帯域などの周波数の高い電流に対しては、電磁気と解釈しなければならない。
【００３５】
電流密度（Ｊ）は、電界（Ｅ）と周辺媒質の導電率（σ）と定義され、下記のような関係がある。
【００３６】
【数１】
2015136283.tif 000003
【００３７】
（ＪとＥは、ベクトル量）
この際、電流密度の方向は、電界のベクトル方向である。電流密度を積分すれば、電流（Ｉ）になる。
【００３８】
電流が流れる通路の抵抗（Ｒ）は、通路の長さ（l）と断面積（Ｓ）に対して次の関係がある。
【００３９】
【数２】
2015136283.tif 000004
【００４０】
このような抵抗によって流れる電流は、電圧と下記のような関係がある。
【００４１】
【数３】
2015136283.tif 000005
【００４２】
したがって、通路の長さを長くするか、面積を小さくして、抵抗を大きくすることによって、電流を制限することができる。
【００４３】
発電所から発電される交流電力は、電気空間的に１２０°ずつの位相差（都合３６０°）を有する３つの電力（３相電力、Ｔｈｒｅｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｐｏｗｅｒ）である。
【００４４】
一般的に、３相４線式配電線路では、３相電力のうち、１つの相を選択し（単相電力）、共通線路を共有する（中性線、Ｎｅｕｔｒａｌ  Ｌｉｎｅ）。
【００４５】
中性線には、３相電力で流れる３つの電流が共通して流れる。ところが、これら３つの電流は、電気的に１２０°ずつ位相差を有している。
【００４６】
この際、３つの電流が同一であれば（３つの相に同じ負荷がかかったら）、３つの電流のベクトル和は０なので、電流が流れないように見える。
【００４７】
しかし、３つの相に同じ負荷がかかりにくく、３つの電流が同じではないので、３つの電流のベクトル和は０になりにくい。すなわち、中性線には、電流が流れると表われる。
【００４８】
すなわち、配電線路では、３相交流回路を成形連結して、３つの単相システムの各引き出し線端が１つの中性点を形成するように連結する。３つの単相システムの負荷が平衡である時には、中性線に電流が流れない。しかし、ほとんど不平衡負荷が連結され、この場合、一般的に線電流よりは小さな中性線電流が流れる。
【００４９】
相線路と中性線は、低抵抗の導体からなっているが、長さが長くて、これら線がくねくねと配されるので、自体インピーダンスを有する。
【００５０】
接地線（Ｇｒｏｕｎｄ  Ｌｉｎｅ）は、地（Ｇｒｏｕｎｄ、Ｅａｒｔｈ）に接続された線路を言う。
【００５１】
漏れ電流（Ｌｅａｋａｇｅ  ｃｕｒｒｅｎｔ）は、相（ｐｈａｓｅ）線路または中性線以外の通路に流れる電流を意味し、地絡電流または大地電流は、相線路または中性線と大地（Ｇｒｏｕｎｄ、Ｅａｒｔｈ）との間の抵抗が小さくて流れる電流を意味する。
【００５２】
感電（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｓｈｏｃｋ）は、相線路または中性線で人体（人体は、伝導度の高い）を経由して地に流れる電流によって発生する事故である。漏れ電流が人体を通じて大地に流れて大地電流になるので、漏れ電流は、感電の原因となる。
【００５３】
相間電流（Ｉｎｔｅｒｐｈａｓｅ  ｃｕｒｒｅｎｔ）は、１つの相と中性線との間の電流を言う。浸水などによって、相間電流が水を通じて人体に流れれば、感電事故が発生するので、漏れ電流と同様に相間電流も感電の原因となる。
【００５４】
前述した電気的な事項を理論的根拠にして、本発明では、漏れ電流を防止し、相間電流を制限する電気ターミナル装置を開示する。
【００５５】
以下、本発明の望ましい実施形態を添付した図面を参照して詳しく説明する。まず、各図面の構成要素に参照符号を付け加えるに当って、同じ構成要素に対しては、たとえ他の図面上に表示されても、可能な限り同じ符号を有させることに留意しなければならない。また、本発明を説明するに当って、関連した公知構成または機能についての具体的な説明が、本発明の要旨を不明にする恐れがあると判断される場合には、その詳細な説明は省略する。また、以下で、本発明の望ましい実施形態を説明するが、本発明の技術的思想は、これに限定するか、制限されず、当業者によって変形されて多様に実施可能であることはいうまでもない。
【００５６】
図１は、本発明の望ましい実施形態による浸水した電気設備の相間電流及び漏れ電流の制限装置の概念図である。
【００５７】
本発明の望ましい実施形態による浸水した電気設備の相間電流及び漏れ電流の制限装置は、図１を参照すれば、大きく３種の機能部を含む。
【００５８】
（１）電気ターミナル端子と電力線の正しい連結誘導
電力線の相線路２と中性線４とを区別して、本発明による電気ターミナル１００の相線路端子１２と中性線端子１４とに正しく連結しなければならない。
【００５９】
このために、電気ターミナル１００の入口に中性線端子１４と接地線端子１６との間に端子連結チェック回路２０を連結する。端子連結チェック回路２０は、抵抗とＬＥＤとが直列に連結された極めて簡単な構造を有する。
【００６０】
もし、電力線の相線路２を電気ターミナル１００の中性線端子１４に連結すれば、端子連結チェック回路２０のＬＥＤに光が入って、端子連結が正しくないということを表示する。一方、電力線の中性線４を電気ターミナル１００の中性線端子１４に連結すれば、ＬＥＤに光が入らず、正しく連結されたと判断させる。
【００６１】
電気ターミナル１００の接地線端子１６は、接地線６に連結される。
【００６２】
（２）相間電流の形成
配電線路の相線路２と中性線４及び接地線６と区別するために、電気ターミナル１００内で内部相線路３２と内部中性線３４及び内部接地線３６を定義する。
【００６３】
内部相線路３２は、一側端部に相線路端子１２を備え、他側端部は、電気設備２００に電気的に連結される。
【００６４】
内部中性線３４は、一側端部に中性線端子１４を備え、他側端部は、電気設備２００に電気的に連結される。
【００６５】
内部接地線３６は、一側端部に接地線端子１６を備え、他側端部は、電気設備２００に電気的に連結される。
【００６６】
電気ターミナル１００内で、内部相線路３２、内部中性線３４、及び内部接地線３６を配置する。内部相線路３２のうち、絶縁体で取り囲まれていない部分である相線路部２２、相線路部２２を取り囲むが、内部中性線３４と電気的に連結される筒型線路２６、筒型線路２６を取り囲むが、内部接地線３６と電気的に連結されるハウジンググラウンド２８が配される。この際、相線路部２２と筒型線路２６との間には、絶縁筒２４が介在される。
【００６７】
ハウジンググラウンド２８は、基本的に絶縁体で形成されたハウジングであり、内周面にグラウンドのための配線が連結されており、このようなグラウンド配線は、内部接地線３６と電気的に連結されている。
【００６８】
筒型線路２６の材質は、導体で構成する。筒型線路２６とハウジンググラウンド２８は、同軸筒（同じ軸を有する筒型）で構成され、同軸にならなくても良い。筒型線路２６は、断面が閉曲線である長い管状の導電体である。図１には、一例として中空の長い円筒状の管形状である導電体（同軸円筒線路）に示されているが、これに限定されず、相線路部２２を完全に取り囲む閉曲線形態であれば、多角形筒、凹多角形筒、楕円筒など多様な形態が可能である。
【００６９】
相線路部２２は、筒型線路２６の内部に挿入され、多様な断面形状を有した長い管状あるいは中実棒状の導電体であり得る。しかし、本発明は、これに限定されず、多角形管状、あるいは中実多角形棒状であり得る。
【００７０】
筒型線路２６は、絶縁体でコーティングされず、露出されている相線路部２２を取り囲み、内部中性線３４と電気的に連結される。この際、筒型線路２６の高さ（長さ）は、相線路部２２と同じか、相線路部２２の両端よりも両方向に長く延びることが望ましい。
【００７１】
ハウジンググラウンド２８は、筒型線路２６を取り囲み、内部接地線３６と電気的に連結される。この際、ハウジンググラウンド２８の高さ（長さ）は、筒型線路２６の高さ（長さ）と同じか、筒型線路２６の両端よりも両方向に延びることが望ましい。
【００７２】
理論上、相線路部２２から始まった発散する電界は、いずれも内部中性線３４と連結された筒型線路２６で終わるので、外部に電界が抜け出ることができない。また、３相が不平衡である場合、内部中性線３４にも電流が流れるが、このような内部中性線３４と連結された筒型線路２６から始まった電界は、一部は相線路部２２に行き、残りは内部接地線３６と連結されたハウジンググラウンド２８に行くので、外部に抜け出る電界がない。外部に抜け出る電界がない場合、数式１によって電流密度を積分した電流によって相間電流が形成される。
【００７３】
実際に、内部中性線３４を取り囲む絶縁体であるハウジンググラウンド２８にシステムをハウジングし、内部接地線３６をハウジンググラウンド２８に連結する。
【００７４】
（３）相間電流の制限
相線路部２２と筒型線路２６との間には、絶縁筒２４が介在される。この際、絶縁筒２４の高さ（長さ）は、相線路部２２及び筒型線路２６と同一であるか、相線路部２２と筒型線路２６との両端よりも両方向に延設される。望ましくは、絶縁筒２４は、相線路部２２が内部に完全に挿入されるように、相線路部２２の両端よりも延び、相線路部２２と筒型線路２６との間を完全に遮断できるように、筒型線路２６の両端よりも延びる。一例として、高さ（長さ）は、相線路部２２＜筒型線路２６＜絶縁筒２４で形成されうる。
【００７５】
絶縁筒２４は、円筒、楕円筒、角筒など多様な筒状に形成され、相線路部２２及び筒型線路２６と同軸を成す。しかし、本発明は、これに限定されず、同軸を成しなくても良い。
【００７６】
相線路部２２と筒型線路２６（中性線と連結）との間の狭い間隔に海水や多様な鉱物質を含んだ淡水などが満たされれば、数式２によって導電率（σ）も高く、間隔（l）も非常に小さくて、抵抗（Ｒ）が非常に低くなって、数式３のように非常に大きな相間電流が発生する。
【００７７】
したがって、相線路部２２と筒型線路２６との間に絶縁体からなる絶縁筒２４を満たして、相線路と中性線との間の通路の長さ（l）を延ばすか、相線路の被覆が剥がされた部分である相線路部２２の面積（Ｓ）を適切に調節して、抵抗（Ｒ）を最大限増やして相間電流を制限することができる。
【００７８】
（４）漏れ電流の制限
電気負荷でオン電流は、前記（３）で説明された抑制された相間電流と合わせられて、内部中性線３４を通じて流れ、ハウジンググラウンド２８外に抜け出る漏れ電流も、接地線を通じて大地に流して、人体に流れる漏れ電流を最大限抑制するようにして、安全を保持する。
【００７９】
本発明による浸水した電気設備の相間電流及び漏れ電流の制限装置は、ランプ、街路灯、コンセント、プラグ、モータなど家庭用あるいは産業用電気設備への送配電経路に連結されて、本装置が連結された電気設備あるいはその電気設備に電気的に連結されて、付近に位置する他の電気設備の浸水時、感電を予防する。
【００８０】
本発明による浸水した電気設備の相間電流及び漏れ電流の制限装置は、相線路部２２と筒型線路２６及びハウジンググラウンド２８とが対向して立てられた状態で設けられ、浸水から保護しようとする対象電気機器よりも低い位置に設けられることが望ましい。例えば、街路灯の場合、下部に露出された制御器は、防水された空間に設けられるが、この空間に雨水などが満ちれば、周辺人々は感電の危険に置かれる。本発明による装置は、この防水空間に設けられながら、制御器よりも低い位置に設けられて、制御器が浸水する時点よりも先に浸水し、これにより先に作動させうる。
【００８１】
相線路部２２と筒型線路２６は、伝導率に優れた銅（Ｃｕ）材で形成されうる。実験によれば、材質が鉄、アルミニウムである時よりも銅である場合が感電防止効果に優れている。
【００８２】
図２Ａは、本発明の望ましい実施形態による浸水した電気設備の相間電流及び漏れ電流の制限装置の概念図であり、図２Ｂは、図２Ａの等価回路図である。
【００８３】
図２Ａを参照すれば、Ｒ相とＮ相との間には、絶縁筒２４によって水を通じる抵抗Ｒ１が形成される。また、Ｎ相とＧ相との間には、ハウジンググラウンド２８の絶縁筒によって水と大地とを通じる抵抗Ｒ２が形成される。この際、筒型線路２６によって、ＮはＲを取り囲んでいるので、Ｒ相で発生した電界は、いずれもＮ相に向かって、Ｒ相とＮ相との間の回路は形成されるが、Ｒ相からＧ相への回路は形成されないので、Ｎ相とＧ相との間には、抵抗Ｒ２のみ形成される。
【００８４】
一方、発明の背景となる技術で言及した従来技術では、Ｒ相とＮ相との間に絶縁筒が介在されておらず、Ｒ相とＮ相との間がショートされるか、極めて低い抵抗が形成されて、過度に大きな相間電流が発生し、下記の電流分配回路で説明する電流の絶対値が大きくなるので、漏れ電流は安全を保障することができない。
【００８５】
図３Ａは、本発明の望ましい実施形態による浸水した電気設備の相間電流及び漏れ電流の制限装置が電気設備に設けられて、浸水する時、人が接近する場合の概念図であり、図３Ｂは、図３Ａの等価回路図である。
【００８６】
図３Ｂで、Ｒ３とＲ４は、電気線路が長くなる場合（実際の配電線路は、ほとんど長さが長い）、線路が有している抵抗成分とインダクタンス成分とからなるインピーダンスの抵抗成分である。そして、Ｒ５は、人が接近する場合、人体抵抗、水抵抗及び大地抵抗を通じて形成される抵抗である。
【００８７】
本発明の望ましい実施形態による浸水した電気設備の相間電流及び漏れ電流の制限装置が電気設備に設けられて、浸水する時、Ｒ相とＮ相との間に形成された抵抗Ｒ１に電流ｉ２が流れ、電気負荷を通じて電流ｉ３が流れてＰ点で合わせられる。これら合わせられた電流は、Ｎ相にｉ４、Ｇ相にｉ５、漏れ電流ｉ６に分配される。
【００８８】
この際、分配される電流ｉ４、ｉ５、ｉ６は、各抵抗Ｒ４、Ｒ２、Ｒ５に反比例して、下記の数式のように分配される。
【００８９】
【数４】
2015136283.tif 000006
【００９０】
一般的に、Ｎ相電気線路の抵抗Ｒ４は、非常に小さいので、ほとんどの電流は、ｉ４になる。また、Ｒ２とＲ５は、Ｒ４に比べて相対的に大きな値を有するので、ｉ５とｉ６は、小さくなって、漏れ電流を抑制する。
【００９１】
本発明で、漏れ電流を抑制する核心は、次の通りである。
【００９２】
（１）Ｒ相とＮ相との間に絶縁筒を置いて抵抗Ｒ１を大きくして、電流ｉ２を小さくすれば、Ｐ点で合わせられる電流は小さくなる（すなわち、分配する電流の絶対値を減らす）。
【００９３】
（２）Ｐ点で合わせられた電流の分配（ｉ４、ｉ５、ｉ６）において、電流ｉ６のサイズは、抵抗Ｒ２のサイズを適切に調整することで減らすことができる。
一方、発明の背景となる技術で言及した従来技術では、
（１）絶縁筒が介在されておらず、抵抗Ｒ１が非常に小さく、電流ｉ２が非常に大きくなって、合わせられた電流の絶対値が非常に大きくなる。
【００９４】
（２）Ｒ相とＮ相との電気線路の抵抗がないと把握したか、言及していないので、ほとんどの合わせられた電流は、Ｎ相に流れるとなっており、これは、深刻なエラーに当る。
【００９５】
（３）漏れ電流ｉ６が流れる状態でも、ｉ５とｉ６のみで分配すれば、漏れ電流ｉ６を最大限抑制させることができるが、従来技術では、もし中性線が断線されれば、ｉ４の電流が流れる通路がなくなって、あらゆる電流がｉ６に流れて大型事故を発生させる。
【００９６】
図４は、本発明の望ましい実施形態による浸水した電気設備の相間電流及び漏れ電流の制限装置の浸水時、感電防止効果を実験するための実験条件を説明する図面である。
【００９７】
図４のような実験設計を用いて、本発明の電気ターミナル１００の相線路と中性線（Ｎｅｕｔｒａｌ）との配置、サイズ及び間隔による漏れ電流の大きさを測定する。
【００９８】
図４のように、相線路２２の周囲に電気絶縁管（絶縁筒２４）を置き、その外部に中性線管（筒型線路２６）を置く。中性線管２６の外部には、電気ターミナル外函管（ハウジンググラウンド２８）を置く。
【００９９】
相線路は、相線路部２２に連結し、中性線は、中性線管２６に連結し、保護接地線は、電気ターミナル外函管２８に連結する電気ターミナル構造に設計する。電気負荷１３０は、６Ｗで置く。
【０１００】
相線路部２２と中性線管２６とが浸水すれば、絶縁が破壊されて、接地漏れ電流と外装漏れ電流とが発生する。この際、接地漏れ電流を抑制（１５ｍＡ以下）して、遮断器が下がることを防止して、浸水時にも電気装置が正常動作する。また、漏れ電流を抑制（１０ｍＡ以下）して、感電事故を防止する。
【０１０１】
漏れ電流の測定のために、図５のように、人体接触面１１０を有させ、人体の抵抗を代替しうる代替抵抗１２０を１ｋΩで置く（電気、機械安全に関する共通基準規格）。人体接触面１１０は、横２００ｍｍ、縦１００ｍｍの銅板にした。
【０１０２】
【数５】
2015136283.tif 000007
【０１０３】
電流計Ａ１を用いて中性線を流れる電流を測定し、電流計Ａ２を用いて接地電流を測定し、電流計Ａ３を用いて漏れ電流を測定して、下記の表１に整理した。ここで、相間電流は、電流計（Ａ１＋Ａ２＋Ａ３）の値で負荷電流を差引いた値である。
【０１０４】
【表１】
2015136283.tif 000008
【０１０５】
表１で、Ｌは、中性線管２６で採択した銅管の高さ、ｄは、中性線管２６と相線路部２２との間の間隔、Ｉは、相線路部２２の長さを表わす。相線路部２２の直径は、６ｍｍで同様に設定した。
【０１０６】
また、中性線が事故などによって断線された時、ほとんどの電流は、接地漏れ電流に流れ、外装漏れ電流は、安全範囲に制限されることを確認することができる。このような実験結果は、下記の表２に整理されている。
【０１０７】
【表２】
2015136283.tif 000009
【０１０８】
表１と表２とによる実験データを参照すれば、図４のような構造の電気ターミナルが浸水した時、電流は、活電線から電気ターミナル外函管２８に発散せず、ほとんど中性線に向かうことが分かる。
【０１０９】
また、活電線と中性線との間の電気抵抗を変化させて、接地漏れ電流の大きさを制限することができるということを確認することができる。
【０１１０】
浸水による絶縁破損によって発生する電流は、ほとんど中性線と保護接地線とに誘導され、外装漏れ電流は、非常に制限的になる。本発明による電気ターミナルの浸水及び中性線の断線のような複合的な事故発生時、保護接地線に電流が流れ、外装漏れ電流は、安全な電流範囲内にあるようになる。このような実験結果を通じて、Ｌは、中性線管２６で採択した銅管の高さ、ｄは、中性線管２６と活電線連結部２２との間の間隔、Ｉは、活電線連結部２２の長さなど電気ターミナルを構成する各構成要素の規格に関係なく、感電防止が可能であるということが分かる。
【０１１１】
以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したものに過ぎないものであって、当業者ならば、本発明の本質的な特性から外れない範囲で多様な修正、変更及び置き換えが可能であろう。したがって、本発明に開示された実施形態及び添付した図面は、本発明の技術思想を限定するためのものではなく、説明するためのものであり、このような実施形態及び添付した図面によって、本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。本発明の保護範囲は、下記の請求範囲によって解釈しなければならず、それと同等な範囲内にあるあらゆる技術思想は、本発明の権利範囲に含まれると解釈しなければならない。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
本発明は、浸水した電気設備の相間電流及び漏れ電流の制限装置関連の技術分野に適用可能である。
【符号の説明】
【０１１３】
２  相線路
４  中性線
６  接地線
１２  相線路端子
１４  中性線端子
１６  接地線端子
２０  端子連結チェック回路
２２  相線路部
２４  絶縁筒
２６  筒型線路
２８  ハウジンググラウンド
３２  内部相線路
３４  内部中性線
３６  内部接地線
１００  電気ターミナル
２００  電気設備
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図４】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図５】
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