(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
励磁用コイルと、当該励磁用コイルに励磁用電圧を供給する電源部と、前記励磁用電圧の供給状態において前記励磁用コイルを流れる電流を検出する検出部と、当該検出部によって検出された検出電流に基づいて導線を含んで構成される測定対象回路の抵抗値を測定する処理部とを備えた測定装置であって、
前記処理部は、前記励磁用コイルで前記測定対象回路の前記導線を取り囲んだ状態における前記検出電流と当該導線を取り囲んでいない状態における当該検出電流との差分値と前記励磁用コイルを構成する巻き線の巻数の２乗値との乗算値で前記励磁用電圧の電圧値を除算して前記抵抗値を測定する測定装置。
【請求項２】
前記電源部、前記検出部および前記処理部が収容された本体部と、前記励磁用コイルが配設されると共に前記本体部に取り付けられて先端部が開閉可能に構成されたクランプ部と、前記本体部に取り付けられて前記先端部の開閉を操作するためのレバーとを備えている請求項１記載の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、励磁用コイルを流れる電流に基づいて測定対象回路の抵抗を測定する測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の測定装置として、特公昭５８−１２５５２号公報に開示された接地抵抗測定装置が知られている。この接地抵抗測定装置は、電流注入用のクリップ式変成器（以下、「注入用変成器」ともいう）、電流検出用のクリップ式変成器、（以下、「検出用変成器」ともいう）、発振器、周波数選択増幅器および検流計等を備えて構成されている。この場合、注入用変成器および検出用変成器は、コイルが巻装された一対のコアを備えてそれぞれ構成されている。この接地抵抗測定装置を用いて測定対象の回路の接地抵抗を測定する際には、その回路の導線（接地線）を注入用変成器および検出用変成器でクランプ（クリップ）する。次いで、発振器が、注入用変成器のコイルに対して電流を供給する。この際に、検出用変成器のコイルが、電流供給に伴う電磁作用によって導線に注入された電流を検出する。続いて、周波数選択増幅器が、検出用変成器のコイルによって検出された電流の中から、発振器の出力周波数の成分を取り出して増幅し、検流計が、その増幅された成分の値を表示する。これにより、測定対象の回路の抵抗を読み取ることが可能となる。
【特許文献１】特公昭５８−１２５５２号公報（第２−３頁、第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上記の接地抵抗測定装置には、以下の問題点がある。すなわち、この接地抵抗測定装置では、注入用変成器および検出用変成器の２つの変成器を用いて接地抵抗を測定している。つまり、この接地抵抗測定装置では、測定に際して、２つの変成器で導線をクランプする必要がある。このため、例えば、多数の導線が存在して絡み合った状態の配電盤内において測定対象の導線を２つの変成器でクランプするときには、作業が煩雑で作業効率が低下するという問題点が存在する。この場合、上記した２つの変成器としてそれぞれ機能する２組のコアおよびコイルを同一のクランプケース内に収容したクランプ部を備えて、１回の操作で導線をクランプする構成も考えられる。しかしながら、この構成では、２つの変成器を収容する分、クランプ部が大形化しかつ重量が重くなるため、操作性が低下する。したがって、この構成においても、作業効率の向上が困難である。
【０００４】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、小型・軽量化を図り得る測定装置を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成すべく請求項１記載の測定装置は、励磁用コイルと、当該励磁用コイルに励磁用電圧を供給する電源部と、前記励磁用電圧の供給状態において前記励磁用コイルを流れる電流を検出する検出部と、当該検出部によって検出された検出電流に基づいて導線を含んで構成される測定対象回路の抵抗値を測定する処理部とを備えた測定装置であって、前記処理部は、前記励磁用コイルで前記測定対象回路の前記導線を取り囲んだ状態における前記検出電流と当該導線を取り囲んでいない状態における当該検出電流との差分値と前記励磁用コイルを構成する巻き線の巻数の２乗値との乗算値で前記励磁用電圧の電圧値を除算して前記抵抗値を測定する。
【０００７】
また、請求項２記載の測定装置は、請求項１記載の測定装置において、前記電源部、前記検出部および前記処理部が収容された本体部と、前記励磁用コイルが配設されると共に前記本体部に取り付けられて先端部が開閉可能に構成されたクランプ部と、前記本体部に取り付けられて前記先端部の開閉を操作するためのレバーとを備えている。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載の測定装置によれば、処理部が、励磁用コイルで測定対象回路の導線を取り囲んだ状態において励磁用コイルを流れる検出電流とその導線を取り囲んでいない状態において励磁用コイルを流れる検出電流との差分値と前記励磁用コイルを構成する巻き線の巻数の２乗値との乗算値で前記励磁用電圧の電圧値を除算して測定対象回路の抵抗値を測定することにより、この測定を１つの励磁用コイルを用いるだけで行うことができる。このため、２つのコイルを用いる従来の測定装置と比較して、測定装置を十分小形でしかも十分軽量に構成することができる。つまり、十分な小形・軽量化を図ることができる。したがって、この測定装置によれば、複数の導線が絡み合っているような配電盤内においても測定対象回路の導線を確実かつ容易に取り囲むことができる結果、測定作業の効率を十分に向上させることができる。
【００１０】
また、請求項２記載の測定装置によれば、本体部と、励磁用コイルが配設されると共に本体部に取り付けられて先端部が開閉可能に構成されたクランプ部と、本体部に取り付けられて先端部の開閉を操作するためのレバーとを備えたことにより、例えば、片手でレバーを操作することでクランプ部を開閉させて導線をクランプすることができる。したがって、この測定装置によれば、注入用変成器および検出用変成器の双方を測定対象の導線にクランプさせる必要のある従来の測定装置と比較して、短時間で導線をクランプすることができるため、測定作業の効率をさらに向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、測定装置の最良の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１２】
最初に、抵抗測定装置１の構成について説明する。図１に示す抵抗測定装置１は、測定装置の一例であって、例えば電気回路１００（測定対象回路の一例：図２参照）が開回路および閉回路のいずれかを判別可能に構成されると共に、電気回路１００の抵抗値を測定可能に構成されている。具体的には、抵抗測定装置１は、クランプ部２および本体部３を備えて構成されている。
【００１３】
クランプ部２は、図１に示すように、非導電性を有する樹脂材料で平面視略半円状に形成された一対のクランプケース１１ａ，１１ｂ（以下、両者を区別しないときには「クランプケース１１」ともいう）と、一対のコイル部１２とを備えて、例えば電気回路１００の導線１０１をクランプ可能に構成されている。クランプケース１１ａは、本体部３のケース３ａと一体形成されている。クランプケース１１ｂは、ケース３ａの内部に収容された基端部に挿通された図外のピンを中心として回動可能にケース３ａに取り付けられている。この場合、クランプケース１１ｂは、基端部（ケース３ａ内）に配設された図外のばねによってその先端部がクランプケース１１ａの先端部に当接する（閉じる）向きに付勢されると共に、ケース３ａに取り付けられたレバー１３の操作によって先端部がクランプケース１１ａの先端部から離間する（開く）向きに回動させられるように構成されている。つまり、クランプ部２は、レバー１３の操作によってクランプケース１１ａ，１１ｂの先端部が開閉するように構成されている。
【００１４】
各コイル部１２は、図１に示すように、クランプケース１１ａ，１１ｂの内部にそれぞれ収容されている。また、コイル部１２は、一例として、磁性コアと、磁性コアを被覆するボビンと、ボビンの周囲に巻回された巻線で構成されたコイル２１（励磁用コイル：図２参照）と、コイル２１のさらに外側に取り付けられた金属製のシールド板とを備えて構成されている。この場合、クランプ部２は、コイル部１２のコイル２１に後述する電源部３１から励磁用電圧Ｖｍが供給されたときに、磁気を発生する（励磁される）。
【００１５】
本体部３は、図２に示すように、電源部３１、検出部３２、操作部３３、制御部３４、表示部３５、記憶部３６、およびこれらが収容（配設）されるケース３ａを備えて構成されている。電源部３１は、交流定電圧の励磁用電圧Ｖｍをクランプ部２における各コイル部１２のコイル２１に供給する。検出部３２は、コイル２１に流れる電流を検出する。
【００１６】
操作部３３は、図１に示すように、ケース３ａの正面パネルに配設された各種のスイッチやキー（例えば、後述する判別開始キーや抵抗測定キー）を備えて構成され、これらが操作されたときに操作信号Ｓｏを出力する。制御部３４は、操作部３３から出力される操作信号Ｓｏに従って本体部３を構成する各部を制御する。また、制御部３４は、処理部として機能し、検出部３２によって検出された電流（検出電流）の電流値に基づき、電気回路１００が開回路（オープン状態）および閉回路（クローズ状態）のいずれかを判別する（以下、回路の種別判別ともいう）と共に電気回路１００の抵抗値Ｒを測定する。
【００１７】
表示部３５は、ケース３ａの正面パネルに配設されて、制御部３４の制御に従い、上記した電気回路１００についての回路の種別判別の結果や、電気回路１００の抵抗値Ｒなどを表示する。記憶部３６は、制御部３４の制御に従い、検出部３２によって検出された電流の値や、制御部３４によって測定された抵抗値Ｒを一時的に記憶する。また、記憶部３６は、制御部３４によって実行される判別処理の際に用いられる基準値Ｉｓ（これについては後述する）を記憶する。
【００１８】
次に、抵抗測定装置１を用いて電気回路１００についての回路の種別判別方法および電気回路１００の抵抗値Ｒを測定する方法について、図面を参照して説明する。
【００１９】
この抵抗測定装置１を用いて電気回路１００についての回路の種別を判別する際には、本検査に先立って予備検査（キャリブレーション）を行う。具体的には、電気回路１００の導線１０１をクランプ部２でクランプしていない状態（取り囲んでいない状態：非クランプ状態）において、操作部３３の判別開始キーを操作する。次いで、制御部３４が、操作部３３から出力された操作信号Ｓｏに従い、電源部３１を制御して励磁用電圧Ｖｍの出力を開始させる。この際に、電源部３１から出力された励磁用電圧Ｖｍがクランプ部２におけるコイル部１２のコイル２１に供給されて、図３に示すように、励磁インダクタンスＬｍに電流値Ｉ０の電流が流れ、これにより、クランプ部２（コイル部１２）が励磁される。また、検出部３２が、予備検査においてコイル２１（励磁インダクタンスＬｍ）に流れる電流を検出する。続いて、制御部３４は、電流値Ｉ０を記憶部３６に記憶させる。なお、図３〜図５では、後述するように、コイル２１を励磁インダクタンスＬｍと理想トランスＴの一次巻線とで表している。
【００２０】
次いで、本検査を行う。この際には、まず、電気回路１００の導線１０１をクランプ部２によってクランプする。具体的には、レバー１３を押し込んで両クランプケース１１ａ，１１ｂの先端部を互いに離反させ、次いで、導線１０１を両クランプケース１１ａ，１１ｂで取り囲んだ状態でレバー１３の押し込みを解除する。この際に、クランプケース１１ｂが図外のばねの付勢力によって回動させられて、両クランプケース１１ａ，１１ｂの先端部同士が互いに連結する。これにより、図１に示すように、導線１０１がクランプ部２によってクランプされる。この場合、この抵抗測定装置１では、１つの励磁用のコイル２１だけで、回路の種別判別や後述する抵抗値Ｒの測定を行うことができるため、２つのコイル（上記した注入用変成器および検出用変成器）を用いる従来の測定装置と比較して、クランプ部２および抵抗測定装置１が小形に構成されている。このため、複数の導線が絡み合っているような配電盤内においても導線１０１を確実かつ容易にクランプすることが可能な結果、検査作業の効率を十分に向上させることが可能となっている。また、片手でレバー１３を操作することでクランプ部２を開閉させて導線１０１をクランプすることができるため、注入用変成器および検出用変成器の双方で導線１０１をクランプさせる必要のある従来の測定装置と比較して、短時間で導線１０１をクランプすることが可能となっている。
【００２１】
続いて、操作部３３の判別開始キーを操作する。この際に、上記した予備検査における動作と同様にして、コイル２１に対する電源部３１からの励磁用電圧Ｖｍの供給により、クランプ部２（コイル部１２）が励磁される。次いで、検出部３２は、コイル２１に流れる電流を検出する（以下、本検査において検出された電流の値を「電流値Ｉ１」ともいう）。続いて、制御部３４は、電流値Ｉ１を記憶部３６に記憶させる。この場合、図３に示すように、電気回路１００が開回路のときには、クランプ部２から磁気が生じているとしても、電気回路１００には電流が流れないため、電流値Ｉ１は上記した電流値Ｉ０と同じ（またはほぼ同じ）値となる。
【００２２】
一方、図４に示すように、電気回路１００が閉回路のときには、クランプ部２から生じる磁気によって電気回路１００に電流（以下、電気回路１００に流れる電流の値を「電流値Ｉ２」ともいう）が流れる。この際に、検出部３２が、コイル２１に流れる電流を検出する。ここで、電源部３１から供給される電力（Ｖ１×Ｉ１）は、電源部３１が定電圧電源であるため、電気回路１００に電流が流れる分だけ増加する。この場合、電流値Ｉ１は、上記した電流値Ｉ０よりも増加する（以下、増加した電流の値を「電流値Ｉ３」（差分値）ともいう）。
【００２３】
続いて、制御部３４は、電気回路１００の回路種別を判別する判別処理を実行する。この判別処理では、制御部３４は、記憶部３６に記憶されている電流値Ｉ０，Ｉ１を読み出して、電流値Ｉ３（Ｉ１−Ｉ０）を算出する。次いで、制御部３４は、記憶部３６に記憶されている基準値Ｉｓを読み出して、基準値Ｉｓと電流値Ｉ３とを比較する。この場合、制御部３４は、例えば、電流値Ｉ３が基準値Ｉｓ以下のとき、つまり、電気回路１００に電流が流れずに電流値Ｉ１と電流値Ｉ０とが同じ（またはほぼ同じ）ときには、電気回路１００が開回路であると判別する。一方、制御部３４は、電流値Ｉ３が基準値Ｉｓを超えているとき、つまり、電気回路１００に電流が流れて、電流値Ｉ１が電流値Ｉ０よりも大きいときには、電気回路１００が閉回路であると判別する。続いて、制御部３４は、判別結果を表示部３５に表示させる。これにより、電気回路１００についての回路の種別判別の検査が終了する。
【００２４】
次に、電気回路１００の抵抗値Ｒを測定する際には、操作部３３の抵抗測定キーを操作する。この際に、制御部３４は、操作部３３から出力された操作信号Ｓｏに従って測定処理を実行する。この測定処理では、制御部３４は、上記した電流値Ｉ３、励磁用電圧Ｖｍの電圧値Ｖ１、およびコイル２１の巻き線の巻数Ｎに基づいて、抵抗値Ｒを算出する。
【００２５】
ここで、電気回路１００の抵抗値Ｒ、抵抗の両端間の電圧値（以下「電圧値Ｖ２」ともいう）および電流値Ｉ２の関係は、次の式で表される。
Ｉ２＝Ｖ２／Ｒ・・・（１）式
この場合、コイル２１の巻き線の巻数をＮとすると、図４に示すように、導線１０１をクランプした状態におけるコイル２１および電気回路１００は、一次側巻数が「Ｎ」で二次側巻数が「１」のトランスとみなすことができる。ここで、トランスを理想トランスＴと仮定すると、電源部３１から出力される励磁用電圧Ｖｍの電圧値Ｖ１および電圧値Ｖ２の関係は、次の式で表される。
Ｖ１／Ｖ２＝Ｎ／１＝Ｎ
したがって、以下の式が成立する。
Ｖ２＝Ｖ１／Ｎ・・・（２）式
（１）式および（２）式より、次の式が導かれる。
Ｉ２＝Ｖ１／（Ｎ×Ｒ）・・・（３）
また、二次側（電気回路１００）に供給される電力（Ｖ２×Ｉ２）は、一次側（抵抗測定装置１のコイル２１）から供給される電力の増加分（Ｖ１×Ｉ３）と等しいため、次の式が成り立つ。
Ｖ２×Ｉ２＝Ｖ１×Ｉ３・・・（４）式
（４）式に（２）式および（３）式を代入すると、次の式が導かれる。
（Ｖ１／Ｎ）×（Ｖ１／（Ｎ×Ｒ））＝Ｖ１×Ｉ３・・・（５）式
（５）式を変形すると、次の式が導かれる。
Ｖ１／（Ｎ２×Ｒ）＝Ｉ３・・・（６）式
つまり、図５に示すように、電気回路１００に電流値Ｉ２が流れるときには、抵抗測定装置１のコイル２１において、抵抗値がＮ２×Ｒの抵抗（インピーダンス）に電流値Ｉ３の電流が流れているのと等価と考えることができる。
この場合、（６）式をさらに変形すると、次の式が導かれる。
Ｒ＝Ｖ１／（Ｎ２×Ｉ３）・・・（７）式
したがって、電流値Ｉ３、励磁用電圧Ｖｍの電圧値Ｖ１、およびコイル２１の巻数に基づいて電気回路１００の抵抗値Ｒを算出することができる。
【００２６】
続いて、制御部３４は、電流値Ｉ３を算出すると共に、電流値Ｉ３、電圧値Ｖ１および巻数Ｎを上記の（７）式に代入して抵抗値Ｒを算出し、その結果を表示部３５に表示させる。以上により、電気回路１００の抵抗値Ｒの測定処理が終了する。この場合、この抵抗測定装置１では、上記したように、クランプ部２および抵抗測定装置１が小形に構成されているため、複数の導線が絡み合っているような配電盤内においても導線１０１を確実かつ容易にクランプすることが可能な結果、測定作業の効率を十分に向上させることが可能となっている。
【００２７】
このように、この抵抗測定装置１によれば、制御部３４が、コイル２１で導線１０１を取り囲んだ状態においてコイル２１を流れる電流の電流値Ｉ１と導線１０１を取り囲んでいない状態においてコイル２１を流れる電流の電流値Ｉ０との差分値（電流値Ｉ３）に基づいて電気回路１００の回路種別の判別を行うと共に、電流値Ｉ３に基づいて電気回路１００の抵抗値Ｒを測定することにより、１つの励磁用のコイル２１を用いるだけで、上記の判別処理や測定処理を行うことができるため、２つのコイル（注入用変成器および検出用変成器）を用いる従来の測定装置と比較して、クランプ部２および抵抗測定装置１を十分小形に構成することができる。したがって、この抵抗測定装置１によれば、複数の導線が絡み合っているような配電盤内においても導線１０１を確実かつ容易にクランプすることができる結果、検査作業および測定作業の効率を十分に向上させることができる。
【００２８】
また、この抵抗測定装置１によれば、コイル２１が配設されると共に本体部３のケース３ａに取り付けられて先端部が開閉可能に構成されたクランプ部２と、ケース３ａに取り付けられてクランプ部２の開閉を操作するためのレバー１３とを備えたことにより、例えば、片手でレバー１３を操作することでクランプ部２を開閉させて導線１０１をクランプすることができる。したがって、この抵抗測定装置１によれば、注入用変成器および検出用変成器の双方を測定対象の導線にクランプさせる必要のある従来の測定装置と比較して、短時間で導線１０１をクランプすることができるため、検査作業および測定作業の効率をさらに向上させることができる。
【００２９】
なお、クランプ部２と本体部３（ケース３ａ）とを一体形成した抵抗測定装置１に適用した例について上記したが、クランプ部２と本体部３とを別体に構成した装置に適用することもできる。また、クランプ部２における両クランプケース１１ａ，１１ｂの一方（クランプケース１１ｂ）を他方（クランプケース１１ａ）に対して回動可能に構成した例について上記したが、クランプケース１１ａ，１１ｂの双方を本体部３のケース３ａに対して回動可能に構成することもできる。
【００３０】
また、クランプ部２でクランプ可能な構成の抵抗測定装置１に適用した例について説明したが、この構成に限らず、導線を囲んでいない状態と取り囲んだ状態とを取り得る限り、各種の構成を採用することができる。具体的には、例えば本体部３とは別体でかつ半円状にそれぞれ形成されて、互いに接離可能な一対のコイルをクランプ部２に代えて用いる構成を採用することができる。この場合、この一対のコイルを用いて上記した検査や測定を行う際には、一方のコイルの両端部と他方のコイルの両端部とを互いに接続させることで、電気回路１００の導線１０１を取り囲むことで、上記した抵抗測定装置１と同様にして十分小形でしかも十分軽量することができる。
【００３１】
また、電気回路１００の回路種別の判別処理、および抵抗値Ｒの測定処理の双方を実行可能な抵抗測定装置１に適用した例について上記したが、いずれか一方のみを実行する装置に適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】抵抗測定装置１の斜視図である。
【図２】抵抗測定装置１の構成を示す構成図である。
【図３】抵抗測定装置１を用いた電気回路１００についての回路の種別判別の検査方法および電気回路１００の抵抗値Ｒの測定方法を説明するための第１の回路図である。
【図４】抵抗測定装置１を用いた電気回路１００についての回路の種別判別の検査方法および電気回路１００の抵抗値Ｒの測定方法を説明するための第２の回路図である。
【図５】抵抗測定装置１を用いた電気回路１００についての回路の種別判別の検査方法および電気回路１００の抵抗値Ｒの測定方法を説明するための第３の回路図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  抵抗測定装置
２  クランプ部
１１ａ，１１ｂ  クランプケース
２１  コイル
３１  電源部
３２  検出部
３４  制御部
１００  電気回路
１０１  導線
Ｉ０，Ｉ１，Ｉ３  電流値
Ｒ  抵抗値
Ｖｍ  励磁用電圧
【図１】
0005242085.tif 000002
【図２】
0005242085.tif 000003
【図３】
0005242085.tif 000004
【図４】
0005242085.tif 000005
【図５】
0005242085.tif 000006