(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電車線に検知電極を近接させることにより、前記電車線における直流電圧の有無を非接触で検出する検知回路を備えた電車線用直流電圧検出器であって、
スイッチの投入により前記検知回路のテスト動作を開始し、そのテスト動作の開始と同時に検知回路の出力を所定時間だけ保持し、その保持値と所定時間経過後の前記検知回路の出力値とが一致した場合に、前記テスト動作を自動的に完了すると同時に前記検知回路を実使用可能な状態とする初期設定回路を、前記検知回路に付設したことを特徴とする電車線用直流電圧検出器。
【請求項２】
前記初期設定回路は、スイッチの投入により検知回路に給電する電源回路に接続されたタイマ回路と、前記タイマ回路に接続された反転回路の出力に基づいてオンオフする第一のスイッチと、前記タイマ回路の出力に基づいてオンオフする第二のスイッチと、前記検知回路の出力側に第一のスイッチを介して接続された電圧ホールド回路と、一方の入力が前記検知回路の出力側に接続され、他方の入力が前記電圧ホールド回路の出力側に第二のスイッチを介して接続された演算回路とで構成されている請求項１に記載の電車線用直流電圧検出器。
【請求項３】
前記検知回路に、その検知回路の出力値を疑似的に発生させるバイアス回路を付設した請求項１又は２に記載の電車線用直流電圧検出器。
【請求項４】
前記検知回路の入力側に、電車線からの高調波成分を含む入力信号が飽和しない程度まで増幅率を下げる第一の増幅回路が設けられていると共に、前記検知回路の出力側に、検知回路の出力信号を検出可能レベルまで増幅率を上げる第二の増幅回路が設けられている請求項１〜３のいずれか一項に記載の電車線用直流電圧検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電鉄沿線に設置された電車線における直流電圧の有無を検出する直流電圧検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば電鉄沿線に設置された電力設備には、直流電圧が印加された充電部としての電車線がある。この電車線のような電力設備では、保守点検や交換工事などの電気関係作業を停電中に実施する場合がある。その場合、電力設備の充電部における直流電圧の有無を判別した上で、電気関係作業を実施することにより、作業者の接触による感電事故を未然に防止するようにしている。
【０００３】
この電力設備の充電部における直流電圧の有無をその充電部と非接触で判別し、かつ、接地線をアース接続する作業を不要とした直流電圧検出器として、例えば特許文献１に開示されたものがある。
【０００４】
この特許文献１に開示された直流電圧検出器は、二枚の電極の電位差によって光の透過率が変化する液晶素子と、一方の電極に電気的に接続されて電界を受ける測定電極パネルと、他方の電極に電気的に接続された比較電極と、一方の電極側に配置された反射板と、他方の電極側に配置された発光素子と、受光素子と、その受光素子によって測定した光の強度信号によって電界強度を測定する測定回路とを具備したものである。
【０００５】
この直流電圧検出器では、その使用時、作業者が切替スイッチを操作することにより、感度調整を行うようにしている。感度調整は、電源投入後、電力設備の充電部に対して基準となる箇所、例えば地面やレールなどの近傍に検出器の先端部を近づけてバイアス電圧印加の操作スイッチを押すことにより行われる。この感度調整後、検出器の先端部を充電部としてのき電線やトロリ線などへ接近させて充電部における直流電圧の有無を検出するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−３２１５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１で開示された従来の直流電圧検出器では、その使用時、充電部における直流電圧の有無を検出するに際して、作業者が切替スイッチや操作スイッチを手動で操作することにより、感度調整を行うようにしている。このように、電源スイッチの投入操作以外に、感度調整用としての切替スイッチや操作スイッチなどの複数のスイッチ操作を必要としている。
【０００８】
しかしながら、充電部が電車線である場合、保守点検や交換工事などの電気関係作業では、梯子作業などの高所作業となることが多い。このような梯子作業などの高所作業では、切替スイッチや操作スイッチなどの複数のスイッチ操作による感度調整を片手操作により行うことが多くなり、複数のスイッチ操作による感度調整が作業者にとって煩わしいというのが現状であった。
【０００９】
そこで、本発明は、前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、作業者が感度調整のために複数のスイッチを手動操作する必要がなく、梯子作業などの高所作業に適した電車線用直流電圧検出器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、電車線に検知電極を近接させることにより、電車線における直流電圧の有無を非接触で検出する検知回路を備えた電車線用直流電圧検出器であって、スイッチの投入により検知回路のテスト動作を開始し、そのテスト動作の開始と同時に検知回路の出力を所定時間だけ保持し、その保持値と所定時間経過後の検知回路の出力値とが一致した場合に、テスト動作を自動的に完了すると同時に検知回路を実使用可能な状態とする初期設定回路を、検知回路に付設したことを特徴とする。
【００１１】
本発明では、検知回路に付設された初期設定回路が以下のような機能を発揮する。まず、スイッチの投入により検知回路のテスト動作を開始する。このテスト動作の開始により検知回路が正常に動作しているか否かを判定することができる。また、このテスト動作の開始と同時に検知回路の出力を所定時間だけ保持する。この時の保持値と所定時間経過後の検知回路の出力値とが一致した場合に、テスト動作を自動的に完了すると同時に検知回路を実使用可能な状態とする。
【００１２】
ここで、「検知回路を実使用可能な状態にする」とは、電車線用直流電圧検出器の使用状況における検知電極の帯電状態などを含む外来ノイズの排除、検知回路の周囲温度の補償、検出感度の切り替えなどを含む感度調整を行うために、検知回路の出力を０に調整し、検知回路を実際に使用開始できる初期状態に設定することを意味する。
【００１３】
このように、検知回路に初期設定回路を付設したことにより、梯子作業などの高所作業となることが多い電車線の電気関係作業において、切替スイッチや操作スイッチなどの複数のスイッチ操作による感度調整を片手操作により行う必要がなくなる。その結果、作業者による複数のスイッチ操作が不要となることから、作業性に優れた電車線用に好適な直流電圧検出器を容易に実現することができる。
【００１４】
本発明における初期設定回路は、スイッチの投入により検知回路に給電する電源回路に接続されたタイマ回路と、そのタイマ回路に接続された反転回路の出力に基づいてオンオフする第一のスイッチと、タイマ回路の出力に基づいてオンオフする第二のスイッチと、検知回路の出力側に第一のスイッチを介して接続された電圧ホールド回路と、一方の入力が検知回路の出力側に接続され、他方の入力が電圧ホールド回路の出力側に第二のスイッチを介して接続された演算回路とで構成することが可能である。
【００１５】
このように、タイマ回路、第一のスイッチ、第二のスイッチ、電圧ホールド回路および演算回路で初期設定回路を構成すれば、スイッチの投入により検知回路のテスト動作を開始し、そのテスト動作の開始と同時に検知回路の出力を所定時間だけ保持し、その保持値と所定時間経過後の検知回路の出力値とが一致した場合に、テスト動作を自動的に完了すると同時に検知回路を実使用可能な状態とする初期設定回路の機能を、簡単な回路構成で発揮させることができる。
【００１６】
本発明における検知回路に、その検知回路の出力値を疑似的に発生させるバイアス回路を付設した構成とすることが望ましい。
【００１７】
このように、バイアス回路により検知回路の出力値を疑似的に発生させれば、検知回路が異常である状況の場合と、検知電極の帯電状態などを含む外来ノイズの排除、検知電極の周囲温度の補償、検出感度の切り替えなどを含む感度調整を行う必要がない理想的な使用状況の場合とを容易に判別することができる。つまり、検知回路の出力値を常に０より大きな値とすることで、検知回路のテスト動作において、その検知回路が正常か否かを正確に判断することができる。
【００１８】
本発明において、検知回路の入力側に、電車線からの高調波成分を含む入力信号が飽和しない程度まで増幅率を下げる第一の増幅回路が設けられていると共に、検知回路の出力側に、検知回路の出力信号を検出可能レベルまで増幅率を上げる第二の増幅回路が設けられている構成とすることが望ましい。
【００１９】
このようにすれば、検知回路の入力側で第一の増幅回路の増幅率を下げることにより入力信号が飽和することを回避することができる。また、検知回路の出力側で第二の増幅回路の増幅率を上げることにより、検知回路の出力信号を検出可能レベルとすることができる。その結果、電車線からの高調波成分に基づく検知回路の誤動作を未然に防止することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、検知回路に初期設定回路を付設したことにより、梯子作業などの高所作業となることが多い電車線の電気関係作業において、切替スイッチや操作スイッチなどの複数のスイッチ操作による感度調整を片手操作により行う必要がなくなる。このようにして、作業者による複数のスイッチ操作が不要となることから、電車線用に好適な直流電圧検出器を容易に実現することができる。その結果、梯子作業などの高所作業となることが多い電車線の電気関係作業において、直流電圧検出器を使用する上での作業性の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態で、直流電圧検出器を示す回路構成ブロック図である。
【図２】直流電圧検出器の入力回路の具体例を示す回路構成ブロック図である。
【図３】直流電圧検出器の内部構造を示す組立分解斜視図である。
【図４】直流電圧検出器の内部構造を示す断面図である。
【図５】直流電圧検出器の外観を示す組立完了斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明に係る電車線用直流電圧検出器（以下、単に直流電圧検出器と称す）の実施形態を図面に基づいて以下に詳述する。この直流電圧検出器の被検出対象物である電車線は、接地系回路で構成されている。
【００２３】
図１はこの実施形態における直流電圧検出器の概略回路構成を示す。この直流電圧検出器は、基本回路構成をなす検知回路１１と、付加回路構成をなす初期設定回路１２と、検知回路１１に付設されたバイアス回路１３と、検知回路１１の直流側に付設された第二の増幅回路である直流増幅回路１４とで主要部が構成されている。
【００２４】
同図に示す検知回路１１は、銅板などの導電性部材からなる検知電極１５と、その検知電極１５に接続された入力回路１６と、その入力回路１６に接続された第一の増幅回路である交流増幅回路１７と、その交流増幅回路１７に接続された同期検波回路１８と、その同期検波回路１８に接続された平滑回路１９と、その平滑回路１９に直流増幅回路１４および初期設定回路１２の演算回路３５を介して接続されたレベル検出回路２０と、そのレベル検出回路２０に接続された表示回路２１と、検知回路１１および初期設定回路１２、バイアス回路１３および直流増幅回路１４からなる各構成回路に接続された電源回路２２と、例えば電池などの電源２３とで主要部が構成されている。
【００２５】
前述の入力回路１６は、図２に示すように、可変コンデンサ２４およびその可変コンデンサ２４に付設された圧電素子２５と、その圧電素子２５に接続された発振回路２６とで構成されている。また、発振回路２６は、同期検波回路１８に接続されている。前述の電源回路２２と電池２３との間に電源スイッチ２７が設けられている。また、表示回路２１には、ＬＥＤ等の表示ランプ２８およびブザー２９が接続されている。
【００２６】
なお、この実施形態では、可変コンデンサ２４を駆動する手段として、圧電素子２５を例示しているが、圧電素子２５以外の他の駆動手段であってもよい。また、この実施形態では、入力回路１６を、可変コンデンサ２４、圧電素子２５および発振回路２６で構成した場合を例示しているが、静電容量を可変することにより直流電圧に応じた交流電流を発生させる他の回路構成を採用することも可能である。
【００２７】
一方、この実施形態の特徴的な構成である初期設定回路１２は、検知回路１１の電源回路２２に接続されたタイマ回路３０と、そのタイマ回路３０に接続された反転回路３１の出力に基づいてオンオフする第一のスイッチ３２と、タイマ回路３０の出力に基づいてオンオフする第二のスイッチ３３と、検知回路１１の出力側に第一のスイッチ３２を介して接続された電圧ホールド回路３４と、一方の入力が検知回路１１の出力側に接続され、他方の入力が電圧ホールド回路３４の出力側に第二のスイッチ３３を介して接続された演算回路３５とで構成されている。
【００２８】
具体的には、第一のスイッチ３２および演算回路３５の一方の入力は、検知回路１１の平滑回路１９に直流増幅回路１４を介して接続されている。また、初期設定回路１２の演算回路３５の出力は、検知回路１１のレベル検出回路２０に接続されている。なお、バイアス回路１３は、平滑回路１９の入力に接続されている。直流増幅回路１４は、平滑回路１９の出力に接続されている。また、この実施形態では、検知回路１１を構成する同期検波回路１８を例示しているが、この同期検波回路１８に代えてフィルタ回路を使用することも可能である。
【００２９】
前述の検知回路１１における検知電極１５は、被検出対象物である電車線３６との間で浮遊静電容量Ｃ1（以下、電極間浮遊静電容量と称す）を形成する。入力回路１６は、圧電素子２５を発振回路２６により駆動し、その圧電素子２５が持つ共振周波数で発生する振動でもって可変コンデンサ２４の静電容量を変化させるように構成されている。
【００３０】
交流増幅回路１７は、可変コンデンサ２４から出力される交流電圧を所定の増幅率でもって増幅するように構成されている。同期検波回路１８は、交流増幅回路１７から出力される交流電圧と発振回路２６から出力される交流電圧とを同期させて検波するように構成されている。平滑回路１９は、同期検波回路１８から出力される交流電圧を平滑して直流電圧に変換するように構成されている。
【００３１】
レベル検出回路２０は、初期設定回路１２の演算回路３５からの出力レベルが所定の閾値よりも大きい時に、表示回路２１を駆動するための出力を送出するように構成されている。表示回路２１は、レベル検出回路２０からの出力に基づいて表示ランプ２８およびブザー２９を駆動するように構成されている。
【００３２】
初期設定回路１２におけるタイマ回路３０は、電源スイッチ２７の投入により電源回路２２からの出力に基づいて所定時間（例えば３秒）経過後にその出力がＯＮするように構成されている。電圧ホールド回路３４は、検知回路１１の平滑回路１９の出力、具体的には直流増幅回路１４の出力を保持するように構成されている。演算回路３５は、直流増幅回路１４から出力される一方の入力と電圧ホールド回路３４から出力される他方の入力との差分を算出するように構成されている。
【００３３】
一方、バイアス回路１３は、平滑回路１９で生成される直流電圧にバイアス電圧を付加するように構成されている。また、直流増幅回路１４は、平滑回路１９から出力される直流電圧を所定の増幅率でもって増幅するように構成されている。
【００３４】
検知回路１１における電源回路２２は、検知回路１１を構成する発振回路２６、交流増幅回路１７、同期検波回路１８、平滑回路１９、レベル検出回路２０および表示回路２１からなる各構成回路と、初期設定回路１２を構成するタイマ回路３０、電圧ホールド回路３４および演算回路３５からなる各構成回路と、バイアス回路１３と、直流増幅回路１４とに、電源スイッチ２７の投入により電池２３に基づく電源電圧を供給するように構成されている。
【００３５】
以上で説明した検知回路１１を構成する入力回路１６、交流増幅回路１７、同期検波回路１８、平滑回路１９、レベル検出回路２０、表示回路２１および電源回路２２からなる各構成回路と、初期設定回路１２を構成するタイマ回路３０、反転回路３１、第一のスイッチ３２、第二のスイッチ３３、電圧ホールド回路３４および演算回路３５からなる各構成回路と、バイアス回路１３と、直流増幅回路１４とは、図３および図４に示すように、配線基板４１に実装される。
【００３６】
この配線基板４１は、同図に示すように、例えば樹脂などの絶縁材料で成形された筐体４２の内部に収容される。筐体４２は、上部ハウジング４３と下部ハウジング４４とで構成された二分割構造をなす。上部ハウジング４３と下部ハウジング４４とは、凹壁部４５に突壁部４６を嵌合させるようにして接着剤などにより接合一体化される。また、電源スイッチ２７、表示ランプ２８およびブザー２９は、図５に示すように、筐体４２の上部ハウジング４３に配設されている。なお、図３および図４に示す筐体４２の二分割構造は、一つの構造例を示すものであって、他の構造例を採用することも可能である。
【００３７】
筐体４２において、短冊状の検知電極１５は、直流電圧検出器の使用時に電車線３６と対向配置されるように筐体４２の突壁部４７の内面に接着剤などにより貼着固定され、配線基板４１に実装された可変コンデンサ２４に電気的に接続されている。筐体４２の上部ハウジング４３および下部ハウジング４４のそれぞれの内面には、銅などの導電性部材からなるシート状あるいは板状のシールド部材４８，４９が接着剤などにより貼着固定されている。上部ハウジング４３のシールド部材４８と下部ハウジング４４のシールド部材４９は、上部ハウジング４３と下部ハウジング４４とを接合一体化することにより、筐体４２の内部に配置された配線基板４１を囲撓する内部シールド５０を構成する。
【００３８】
この内部シールド５０は、検知電極１５を除く部位、つまり、その検知電極１５が貼着された下部ハウジング４４の突壁部４７および上部ハウジング４３の凹壁面４６を除くようにして形成されている。内部シールド５０は、配線基板４１に実装された電源回路２２に電気的に接続され、大地との間で浮遊静電容量Ｃ2（以下、対地間浮遊静電容量と称す）を形成する（図１参照）。
【００３９】
この内部シールド５０は、配線基板４１に実装された各構成部品を外部ノイズから保護する機能だけでなく、その内部シールド５０と大地との間に形成される対地間浮遊静電容量Ｃ2を筐体容積の最大限まで大きくすることができるので、入力回路１６で交流電流を容易に発生させることができる。
【００４０】
以上で説明した検知回路１１、初期設定回路１２、バイアス回路１３および直流増幅回路１４で主要部が回路構成された直流電圧検出器の動作原理について、以下に詳述する。
【００４１】
この直流電圧検出器を使用するに際しては、筐体４２の突壁部４７の外側面を電車線３６に近接させる。この時、筐体４２の突壁部４７の外側面は、電車線３６と接触状態あるいは非接触状態のいずれであってもよい。これにより、筐体４２の突壁部４７の内側に設けられた検知電極１５が、その筐体４２の突壁部４７を介して電車線３６と非接触状態で対向するように配置される。
【００４２】
この使用状態において、図１に示す入力回路１６では、発振回路２６から出力される発振周波数でもって圧電素子２５を駆動し、その圧電素子２５が持つ共振周波数（例えば４ｋＨｚ）での振動を可変コンデンサ２４に付与することでその可変コンデンサ２４の静電容量を変化させる。この可変コンデンサ２４の静電容量を可変することにより交流電流を発生させる。
【００４３】
この入力回路１６で発生した交流電流は、入力回路１６−交流増幅回路１７−電源回路２２−対地間浮遊静電容量Ｃ2−大地−電車線３６−電極間浮遊静電容量Ｃ1−入力回路１６で構成される閉ループ回路を流れることになる。なお、電極間浮遊静電容量および対地間浮遊静電容量を通して交流電流が流れることから、直流電圧検出器の接地線が不要となる。このようにして、入力回路１６の可変コンデンサ２４から出力される交流電流を交流増幅回路１７により増幅して交流電圧に変換する。この交流増幅回路１７から出力される交流電圧を同期検波回路１８により発振回路２６から出力される発振周波数で同期させて検波する。
【００４４】
この同期検波回路１８からの出力電圧を平滑回路１９で平滑（直流化）することにより、電車線３６の直流電圧を出力する。平滑回路１９からの出力電圧は、後述する直流増幅回路１４および演算回路３５を介してレベル検出回路２０に送出される。レベル検出回路２０では、平滑回路１９からの出力電圧が、電車線３６の直流電圧に応じて設定された所定の閾値よりも大きい時にその出力電圧を表示回路２１に送出する。
【００４５】
表示回路２１では、レベル検出回路２０からの出力電圧に基づいて、筐体４２の上部ハウジング４３に設けられた表示ランプ２８を点滅させると共にブザー２９を断続的に鳴動させる。これにより、梯子作業などの高所作業を行っている作業者は、電車線３６が充電状態であることを認知することができる。
【００４６】
ここで、梯子作業などの高所作業を行っている作業者は、前述した直流電圧検出器の使用に先立って、テスト動作および感度調整を行う必要がある。この実施形態の直流電圧検出器では、テスト動作および感度調整を初期設定回路１２により自動的に行う。
【００４７】
まず、電源スイッチ２７の投入により電源回路２２からの給電でもって検知回路１１のテスト動作を開始する。一方、この電源回路２２からの給電でもってタイマ回路３０を作動させる。このタイマ回路３０では、電源スイッチ２７の投入によりその出力がＯＦＦするが、予め設定された所定時間（例えば３秒）が経過すると出力がＯＮする。
【００４８】
電源スイッチ２７の投入によりタイマ回路３０から出力されるＯＦＦ信号が反転回路３１により反転し、その反転回路３１から出力されるＯＮ信号により第一のスイッチ３２がＯＮする。この第一のスイッチ３２のＯＮにより検知回路１１の平滑回路１９から出力される直流電圧を直流増幅回路１４を介して電圧ホールド回路３４で保持する。この時、第二のスイッチ３３はタイマ回路３０の出力によりＯＦＦしている。
【００４９】
ここで、検知回路１１の平滑回路１９からの出力には、検知電極１５の帯電状態などを含む外来ノイズなどの影響により、ある程度のレベルの直流電圧が発生するのが一般的である。この直流電圧が演算回路３５の一方の入力（検知回路側入力）に入力される。一方、第二のスイッチ３３がＯＦＦしていることから、演算回路３５の他方の入力（初期設定回路側入力）での入力レベルは０である。演算回路３５では、検知回路１１からの直流電圧と第二のスイッチ３３からの０レベル電圧との差分を算出する。この演算回路３５からは、レベル検出回路２０で設定された所定の閾値よりも大きなレベルの出力信号が送出される。
【００５０】
この演算回路３５の出力をレベル検出回路２０を介して表示回路２１に送出することにより、検知回路１１が正常であれば、電源スイッチ２７の投入と同時に、表示ランプ２８が点滅すると共にブザー２９が断続的に鳴動する。一方、検知回路１１が異常であれば、電源スイッチ２７の投入と同時に、表示ランプ２８が点滅することはなく、ブザー２９が断続的に鳴動することもない。
【００５１】
このテスト動作中、タイマ回路３０で設定された所定時間が経過すると、タイマ回路３０の出力がＯＮすることで第一のスイッチ３２がＯＦＦすると共に第二のスイッチ３３がＯＮする。この第二のスイッチ３３のＯＮにより電圧ホールド回路３４から出力される所定時間経過前（タイマ回路３０のＯＦＦ時）の直流電圧の保持値と、検知回路１１の平滑回路１９から直流増幅回路１４を介して出力される所定時間経過後（タイマ回路３０のＯＮ時）の直流電圧の出力値とを演算回路３５で演算する。
【００５２】
この演算回路３５では、電圧ホールド回路３４からの保持値と検出回路１１からの出力値との差分を算出する。この時、電圧ホールド回路３４からの保持値と検知回路１１からの出力値とが一致していることから、演算回路３５の出力レベルは０となる。この演算回路３５の０レベル出力をレベル検出回路２０を介して表示回路２１に送出することにより、表示ランプ２８が消灯すると共にブザー２９の鳴動が停止する。
【００５３】
このようにして、演算回路３５の出力が０となることから、テスト動作を自動的に完了すると同時に検知回路１１を実使用可能な状態とする。ここで、検知回路１１を実使用可能な状態にするとは、直流電圧検出器の使用状況における検知電極１５の帯電状態などを含む外来ノイズの排除、検知回路１１の周囲温度の補償、検出感度の切り替えなどを含む感度調整を行うために、検知回路１１の出力を０に調整し、検知回路１１を実際に使用開始できる初期状態に設定することを意味する。
【００５４】
以上のような初期設定回路１２を検知回路１１に付設したことにより、梯子作業などの高所作業となることが多い電車線３６の電気関係作業において、電源スイッチ２７の投入のみでテスト動作および感度調整を開始して自動的に完了させることができるので、切替スイッチや操作スイッチなどの複数のスイッチ操作による感度調整を片手操作により行う必要がなくなる。このように、作業者による複数のスイッチ操作が不要となることから、作業性に優れた電車線用に好適な直流電圧検出器を容易に実現することができる。
【００５５】
前述したように、検知回路１１が異常であれば、電源スイッチ２７の投入と同時に、表示ランプ２８が点滅することはなく、ブザー２９が断続的に鳴動することもない。一方、検知電極１５の帯電状態などを含む外来ノイズの影響により、検知回路の出力にはある程度のレベルの直流電圧が発生するのが一般的であるが、外来ノイズが全くない理想的な使用状況の場合も考えられる。この場合、検知回路１１から出力される直流電圧のレベルが０であるため、電源スイッチ２７の投入と同時に、表示ランプ２８が点滅することはなく、ブザー２９が断続的に鳴動することもない。
【００５６】
以上のことから、検知回路１１が異常な場合と、理想的な使用状況の場合とを判別する必要がある。そこで、この実施形態における検知回路１１の平滑回路１９には、その検知回路１１の出力値を疑似的に発生させるバイアス回路１３を付設している。
【００５７】
このように、バイアス回路１３で生成するバイアス電圧でもって検知回路１１の出力値を疑似的に発生させることにより、検知回路１１が異常である場合と、検知電極１５の帯電状態などを含む外来ノイズが全くない理想的な使用状況の場合とを容易に判別することができる。
【００５８】
つまり、バイアス回路１３のバイアス電圧により検知回路１１の平滑回路１９の出力値を常に０より大きな値で演算回路３５の一方の入力（検知回路側入力）に入力することができる。従って、理想的な使用状況においても、検知回路１１の平滑回路１９から出力される直流電圧のレベルが０となることなく、バイアス回路１３のバイアス電圧により０より大きな値となることにより、電源スイッチ２７の投入と同時に、表示ランプ２８が点滅すると共にブザー２９が断続的に鳴動する。
【００５９】
これに対して、検知回路１１が異常である場合、特に、直流増幅回路１４、レベル検出回路２０および表示回路２１が異常である場合、演算回路３５の一方の入力（検知回路側入力）への入力レベルが０となるので、電源スイッチ２７の投入と同時に、表示ランプ２８が点滅することはなく、ブザー２９が断続的に鳴動することもない。このようにして、検知回路１１のテスト動作において、その検知回路１１が正常か否かを正確に判断することができる。
【００６０】
一方、この直流電圧検出器の被検出対象物である電車線３６から６調波（６０Ｈｚ地域、３６０Ｈｚ）や１２調波（６０Ｈｚ地域、７２０Ｈｚ）などの高調波成分のノイズが発生するのが一般的である。この６調波や１２調波の高周波成分のノイズが検出回路１１に侵入すると、検出回路１１の交流増幅回路１７で増幅されることにより飽和し、その検出回路１１が誤動作するおそれがある。
【００６１】
そこで、この実施形態の直流電圧検出器では、検知回路１１の入力側、つまり、同期検波回路１８の入力側に設けられた交流増幅回路１７に加えて、検出回路１１の出力側、つまり、平滑回路１９の出力側に直流増幅回路１４を付設している。同期検波回路１８の前段に位置する交流増幅回路１７では、電車線３６からの高調波成分を含む入力信号が飽和しない程度まで増幅率を下げている。これに対して、同期検波回路１８の後段に設けられた直流増幅回路１４では、検知回路１１の平滑回路１９の出力信号を検出可能レベルまで増幅率を上げている。
【００６２】
このように、検知回路１１の入力側で交流増幅回路１７の増幅率を下げることにより、検知回路１１の入力信号が飽和することを回避することができる。また、検知回路１１の出力側で直流増幅回路１４の増幅率を上げることにより、検知回路１１の出力信号を検出可能レベルとすることができる。その結果、電車線３６からの高調波成分に基づく検知回路１１の誤動作を未然に防止することができる。
【００６３】
なお、以上の実施形態では、電源スイッチ２７の投入によりテスト動作および感度調整を開始して自動的に完了させる場合について説明したが、本発明は電源スイッチ２７に限定されるものではない。この電源スイッチ２７とは別にテストスイッチが設けられている場合には、このテストスイッチの投入によりテスト動作および感度調整を開始して自動的に完了させるようにしてもよい。
【００６４】
また、以上の実施形態では、入力回路１６、交流増幅回路１７、同期検波回路１８、平滑回路１９、レベル検出回路２０および表示回路２１で構成された検知回路１１について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、従来から存在する既知の回路構成を具備した他の検知回路にも適用可能である。
【００６５】
本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【符号の説明】
【００６６】
１１  検知回路
１２  初期設定回路
１３  バイアス回路
１４  第二の増幅回路（直流増幅回路）
１５  検知電極
１７  第一の増幅回路（交流増幅回路）
２２  電源回路
２７  スイッチ（電源スイッチ）
３０  タイマ回路
３１  反転回路
３２  第一のスイッチ
３３  第二のスイッチ
３４  電圧ホールド回路
３５  演算回路
３６  電車線
【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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