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特開2022-134707ループインピーダンステスタ及びループインピーダンス測定方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022134707
(43)【公開日】2022-09-15
(54)【発明の名称】ループインピーダンステスタ及びループインピーダンス測定方法
(51)【国際特許分類】
G01R 27/16 20060101AFI20220908BHJP
【ＦＩ】
G01R27/16
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021034044
(22)【出願日】2021-03-04
(71)【出願人】
【識別番号】390025623
【氏名又は名称】共立電気計器株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100105212
【弁理士】
【氏名又は名称】保坂 延寿
(72)【発明者】
【氏名】和田 篤
【テーマコード（参考）】
2G028
【Ｆターム（参考）】
2G028BF03
2G028CG08
2G028DH01
2G028FK01
2G028GL07
2G028LR03
2G028LR04
2G028MS01
(57)【要約】
【課題】コストを抑制しつつ、信頼性の高いループインピーダンステスタ及びスープインピーダンス測定方法を提供する。
【解決手段】ループインピーダンステスタ１において、電流生成部６は、活線Ｌ及び接地線Ｅの間に、主電源２の第１の周波数ｆｍより低い第２の周波数ｆｓの周波数成分を含む第１の交流電流ＩＬＥ１を流す。ＶＮＥ電圧取得回路９は、活線Ｌ及び接地線Ｅの間に第１の交流電流ＩＬＥ１を流した状態での中性線Ｎ及び接地線Ｅの間の第１の交流電圧ＶＮＥ１を計測する。フィルター回路１０は、第１の交流電圧ＶＮＥ１から第１の周波数ｆｍの周波数成分を低減した第２の交流電圧ＶＮＥ２を取り出す。計測制御手段１２は、第１の交流電流ＩＬＥ１の電流値及び第２の交流電圧ＶＮＥ２の電圧値から接地線ＥのインピーダンスＺＥを算出し、ＺＥを用いてループインピーダンスＺＬＥを算出する。
【選択図】図１
【解決手段】ループインピーダンステスタ１において、電流生成部６は、活線Ｌ及び接地線Ｅの間に、主電源２の第１の周波数ｆｍより低い第２の周波数ｆｓの周波数成分を含む第１の交流電流ＩＬＥ１を流す。ＶＮＥ電圧取得回路９は、活線Ｌ及び接地線Ｅの間に第１の交流電流ＩＬＥ１を流した状態での中性線Ｎ及び接地線Ｅの間の第１の交流電圧ＶＮＥ１を計測する。フィルター回路１０は、第１の交流電圧ＶＮＥ１から第１の周波数ｆｍの周波数成分を低減した第２の交流電圧ＶＮＥ２を取り出す。計測制御手段１２は、第１の交流電流ＩＬＥ１の電流値及び第２の交流電圧ＶＮＥ２の電圧値から接地線ＥのインピーダンスＺＥを算出し、ＺＥを用いてループインピーダンスＺＬＥを算出する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の周波数ｆｍの周波数成分を含む交流電圧を供給する活線Ｌと、中性線Ｎと、接地線Ｅと、を含む電力線路における前記活線Ｌ及び前記接地線Ｅの間のループインピーダンスＺＬＥを測定するために、前記活線Ｌ、前記中性線Ｎ、及び前記接地線Ｅに接続されるループインピーダンステスタであって、
前記活線Ｌ及び前記中性線Ｎの間に負荷を接続しない状態での前記活線Ｌ及び前記接地線Ｅの間の第１の電圧値ＶＬＥ１と、前記活線Ｌ及び前記中性線Ｎの間に負荷抵抗Ｒを接続した状態での、前記活線Ｌ及び前記中性線Ｎの間の第２の電圧値ＶＬＮ２及び前記活線Ｌ及び前記接地線Ｅの間の第３の電圧値ＶＬＥ２と、を計測する第１の計測回路と、
前記活線Ｌ及び前記接地線Ｅの間に前記第１の周波数ｆｍより低い第２の周波数ｆｓの周波数成分を含む第１の交流電流ＩＬＥ１を流す電流生成部と、
前記活線Ｌ及び前記接地線Ｅの間に前記第１の交流電流ＩＬＥ１を流した状態での前記中性線Ｎ及び前記接地線Ｅの間の第１の交流電圧ＶＮＥ１を計測する第２の計測回路と、
前記第１の交流電圧ＶＮＥ１から前記第１の周波数ｆｍの周波数成分を低減した第２の交流電圧ＶＮＥ２を取り出すフィルター回路と、
計測制御手段であって、
前記負荷抵抗Ｒの値と前記第１、第２及び第３の電圧値ＶＬＥ１、ＶＬＮ２及びＶＬＥ２とから前記活線Ｌの第１のインピーダンスＺＬを算出し、
前記第１の交流電流ＩＬＥ１の電流値及び前記第２の交流電圧ＶＮＥ２の電圧値から前記接地線Ｅの第２のインピーダンスＺＥを算出し、
前記第１及び第２のインピーダンスＺＬ及びＺＥから前記ループインピーダンスＺＬＥを算出する、
前記計測制御手段と、
を含む、ループインピーダンステスタ。
前記活線Ｌ及び前記中性線Ｎの間に負荷を接続しない状態での前記活線Ｌ及び前記接地線Ｅの間の第１の電圧値ＶＬＥ１と、前記活線Ｌ及び前記中性線Ｎの間に負荷抵抗Ｒを接続した状態での、前記活線Ｌ及び前記中性線Ｎの間の第２の電圧値ＶＬＮ２及び前記活線Ｌ及び前記接地線Ｅの間の第３の電圧値ＶＬＥ２と、を計測する第１の計測回路と、
前記活線Ｌ及び前記接地線Ｅの間に前記第１の周波数ｆｍより低い第２の周波数ｆｓの周波数成分を含む第１の交流電流ＩＬＥ１を流す電流生成部と、
前記活線Ｌ及び前記接地線Ｅの間に前記第１の交流電流ＩＬＥ１を流した状態での前記中性線Ｎ及び前記接地線Ｅの間の第１の交流電圧ＶＮＥ１を計測する第２の計測回路と、
前記第１の交流電圧ＶＮＥ１から前記第１の周波数ｆｍの周波数成分を低減した第２の交流電圧ＶＮＥ２を取り出すフィルター回路と、
計測制御手段であって、
前記負荷抵抗Ｒの値と前記第１、第２及び第３の電圧値ＶＬＥ１、ＶＬＮ２及びＶＬＥ２とから前記活線Ｌの第１のインピーダンスＺＬを算出し、
前記第１の交流電流ＩＬＥ１の電流値及び前記第２の交流電圧ＶＮＥ２の電圧値から前記接地線Ｅの第２のインピーダンスＺＥを算出し、
前記第１及び第２のインピーダンスＺＬ及びＺＥから前記ループインピーダンスＺＬＥを算出する、
前記計測制御手段と、
を含む、ループインピーダンステスタ。
【請求項2】
前記電流生成部は、前記活線Ｌ及び前記接地線Ｅの間の電圧の極性が前記第１の周波数ｆｍで切り替わるタイミングを利用して、前記第１の交流電流ＩＬＥ１の極性の前記第２の周波数ｆｓによる切り替えを制御する制御信号生成部を含む、
請求項１に記載のループインピーダンステスタ。
請求項１に記載のループインピーダンステスタ。
【請求項3】
前記電流生成部は、
前記活線Ｌ及び前記接地線Ｅの間に接続された全波整流回路と、
前記全波整流回路の出力電流を前記第１の周波数ｆｍで遮断するタイミングを切り替えることにより前記第１の交流電流ＩＬＥ１の極性を切り替える制御信号生成部と、
を含む、
請求項１に記載のループインピーダンステスタ。
前記活線Ｌ及び前記接地線Ｅの間に接続された全波整流回路と、
前記全波整流回路の出力電流を前記第１の周波数ｆｍで遮断するタイミングを切り替えることにより前記第１の交流電流ＩＬＥ１の極性を切り替える制御信号生成部と、
を含む、
請求項１に記載のループインピーダンステスタ。
【請求項4】
前記電流生成部は、
前記第１の交流電流ＩＬＥ１の電流値を、前記活線Ｌと前記中性線Ｎとの間に接続された漏電遮断器をトリップさせる閾値より小さい値にすることにより、前記ループインピーダンスＺＬＥの測定を可能とする第１のモードと、
前記活線Ｌ及び前記接地線Ｅの間に前記閾値より大きい電流値を有する第２の交流電流ＩＬＥ２を流すことにより、前記ループインピーダンステスタを漏電遮断器テスタとして機能させることを可能とする第２のモードと、
に切り替え可能な制御信号生成部を含む、
請求項１に記載のループインピーダンステスタ。
前記第１の交流電流ＩＬＥ１の電流値を、前記活線Ｌと前記中性線Ｎとの間に接続された漏電遮断器をトリップさせる閾値より小さい値にすることにより、前記ループインピーダンスＺＬＥの測定を可能とする第１のモードと、
前記活線Ｌ及び前記接地線Ｅの間に前記閾値より大きい電流値を有する第２の交流電流ＩＬＥ２を流すことにより、前記ループインピーダンステスタを漏電遮断器テスタとして機能させることを可能とする第２のモードと、
に切り替え可能な制御信号生成部を含む、
請求項１に記載のループインピーダンステスタ。
【請求項5】
第１の周波数ｆｍの周波数成分を含む交流電圧を供給する活線Ｌと、中性線Ｎと、接地線Ｅと、を含む電力線路における前記活線Ｌ及び前記接地線Ｅの間のループインピーダンスＺＬＥを測定するループインピーダンス測定方法であって、
前記活線Ｌ及び前記中性線Ｎの間に負荷を接続しない状態での前記活線Ｌ及び前記接地線Ｅの間の第１の電圧値ＶＬＥ１と、前記活線Ｌ及び前記中性線Ｎの間に負荷抵抗Ｒを接続した状態での、前記活線Ｌ及び前記中性線Ｎの間の第２の電圧値ＶＬＮ２及び前記活線Ｌ及び前記接地線Ｅの間の第３の電圧値ＶＬＥ２と、を計測し、
前記活線Ｌ及び前記接地線Ｅの間に前記第１の周波数ｆｍより低い第２の周波数ｆｓの周波数成分を含む第１の交流電流ＩＬＥ１を流し、
前記活線Ｌ及び前記接地線Ｅの間に前記第１の交流電流ＩＬＥ１を流した状態での前記中性線Ｎ及び前記接地線Ｅの間の第１の交流電圧ＶＮＥ１を計測し、
前記第１の交流電圧ＶＮＥ１から前記第１の周波数ｆｍの周波数成分を低減した第２の交流電圧ＶＮＥ２を取り出し、
前記負荷抵抗Ｒの値と前記第１、第２及び第３の電圧値ＶＬＥ１、ＶＬＮ２及びＶＬＥ２とから前記活線Ｌの第１のインピーダンスＺＬを算出し、
前記第１の交流電流ＩＬＥ１の電流値及び前記第２の交流電圧ＶＮＥ２の電圧値から前記接地線Ｅの第２のインピーダンスＺＥを算出し、
前記第１及び第２のインピーダンスＺＬ及びＺＥから前記ループインピーダンスＺＬＥを算出する
ことを含む、ループインピーダンス測定方法。
前記活線Ｌ及び前記中性線Ｎの間に負荷を接続しない状態での前記活線Ｌ及び前記接地線Ｅの間の第１の電圧値ＶＬＥ１と、前記活線Ｌ及び前記中性線Ｎの間に負荷抵抗Ｒを接続した状態での、前記活線Ｌ及び前記中性線Ｎの間の第２の電圧値ＶＬＮ２及び前記活線Ｌ及び前記接地線Ｅの間の第３の電圧値ＶＬＥ２と、を計測し、
前記活線Ｌ及び前記接地線Ｅの間に前記第１の周波数ｆｍより低い第２の周波数ｆｓの周波数成分を含む第１の交流電流ＩＬＥ１を流し、
前記活線Ｌ及び前記接地線Ｅの間に前記第１の交流電流ＩＬＥ１を流した状態での前記中性線Ｎ及び前記接地線Ｅの間の第１の交流電圧ＶＮＥ１を計測し、
前記第１の交流電圧ＶＮＥ１から前記第１の周波数ｆｍの周波数成分を低減した第２の交流電圧ＶＮＥ２を取り出し、
前記負荷抵抗Ｒの値と前記第１、第２及び第３の電圧値ＶＬＥ１、ＶＬＮ２及びＶＬＥ２とから前記活線Ｌの第１のインピーダンスＺＬを算出し、
前記第１の交流電流ＩＬＥ１の電流値及び前記第２の交流電圧ＶＮＥ２の電圧値から前記接地線Ｅの第２のインピーダンスＺＥを算出し、
前記第１及び第２のインピーダンスＺＬ及びＺＥから前記ループインピーダンスＺＬＥを算出する
ことを含む、ループインピーダンス測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ループインピーダンステスタ及びループインピーダンス測定方法に関する。
【背景技術】
【0002】
主電源（商用電源）の交流電圧を供給する配電設備において、活線Ｌ－接地線Ｅ間のループインピーダンスの値が、新規電気配線時や、配線変更時、定期点検時等において測定され、その値が安全上規定値内であることの確認が行われている。
活線Ｌ、中性線Ｎ及び接地線Ｅの３線を含む図１の電力線路において、活線Ｌ－接地線Ｅ間のループインピーダンスは、活線ＬのインピーダンスＺＬと接地線ＥのインピーダンスＺＥとの和（ＺＬ＋ＺＥ）である。
活線Ｌ、中性線Ｎ及び接地線Ｅの３線を含む図１の電力線路において、活線Ｌ－接地線Ｅ間のループインピーダンスは、活線ＬのインピーダンスＺＬと接地線ＥのインピーダンスＺＥとの和（ＺＬ＋ＺＥ）である。
【0003】
通常、配電設備１４には漏電遮断器３が設置されている。活線Ｌと接地線Ｅとが短絡した場合、接地線Ｅに漏えい電流が流れ、漏電遮断器３が活線Ｌと中性線Ｎとの電流差を検出してトリップし、回路を遮断することで感電及び火災が防止される。しかし、活線Ｌ－接地線Ｅ間のループインピーダンスの値が高い場合は、漏電遮断器３が動作するだけの充分な漏えい電流が流れないため漏電遮断器３が動作しない。その場合、感電や火災等の事故につながることが考えられる。活線Ｌ－接地線Ｅ間のループインピーダンスの確認が必要なのはこのためである。
【0004】
従来は、活線Ｌ－接地線Ｅ間に主電源２のエネルギーを用いて大きな電流を流し、その電圧降下を検出することで活線Ｌ－接地線Ｅ間のループインピーダンスを測定していた。活線Ｌ－接地線Ｅ間のループインピーダンスは小さいもので０．０１Ω単位の測定をする必要があるが、この方法で０．０１Ω単位の測定をするためには、活線Ｌ－接地線Ｅ間に６Ａ程度の大きな電流を流して電圧降下を検出する必要がある。この場合、配電設備１４に設置されている漏電遮断器３がトリップしてしまう。そこで、漏電遮断器３の電源側と負荷側とを電線でつないで漏電遮断器３をバイパスし、漏電遮断器３がトリップしないようにして測定を実施する必要があり、作業に時間を要していた。
【0005】
これを回避する手段として、特許文献１（特許第４２９７７７４号公報）では、高電流を活線Ｌ－接地線Ｅ間ではなく活線Ｌ－中性線Ｎ間に流したときの測定値と、中性線Ｎ－接地線Ｅ間に１５ｍＡ以下の漏電遮断器３が動作しない低い電流を流したときの測定値とを用いることで、活線Ｌ－接地線Ｅ間のループインピーダンスを算出する方法が開示されている。しかし、この方法であると、中性線Ｎ－接地線Ｅ間に１５ｍＡ以下の電流を流すためのエネルギー供給源（電流源）をループインピーダンステスタ内に設ける必要があり、電子部品の増加及びコストアップにつながっていた。また、エネルギー供給源として電池を用いることが考えられるが、配電設備１４の中性線Ｎ－接地線Ｅ間の信号には、多くの場合ノイズが重畳しており、例えばノイズが１０Ｖ存在した場合は、１０Ｖ以上の出力が可能な電流源を構成する必要がある。電圧１．５Ｖの乾電池等から高い出力電圧を発生させるにはループインピーダンステスタの小型化を考慮すると限界があることから、測定できない配電設備も存在した。
【0006】
さらに、特許文献２（特許第６７８８２５９号公報）では、中性線Ｎを使用することなく、活線Ｌ－接地線Ｅ間に漏電遮断器３が動作しない１５ｍＡ以下の低い電流を流して測定を行う方法が開示されている。しかし、０．０１Ω単位でループインピーダンスを測定する場合、１５ｍＡ×０．０１Ω＝０．１５ｍＶの測定信号を主電源２の２３０Ｖ（欧州の場合）の電圧から分離する必要があり、Ｓ／Ｎ比が非常に小さい（信号に対するノイズの比が大きい）ことから、測定結果のバラツキが大きく信頼性に欠ける。その対策として多くのデータを取得し平均処理することで信頼性を高めることが考えられる。しかし、測定に１０秒以上の時間が必要となってしまい、点検業務の作業効率の低下につながり、また、最終的に得られた結果も特許文献１ほどの信頼性を得ることが困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特許第４２９７７７４号公報
【特許文献2】特許第６７８８２５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
そこで本発明は、コストを抑制しつつ、信頼性の高いループインピーダンステスタ及びループインピーダンス測定方法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】
【0009】
本発明の１つの観点に係るループインピーダンステスタ１は、第１の周波数ｆｍの周波数成分を含む交流電圧を供給する活線Ｌと、中性線Ｎと、接地線Ｅと、を含む電力線路における活線Ｌ及び接地線Ｅの間のループインピーダンスＺＬＥを測定するために、活線Ｌ、中性線Ｎ、及び接地線Ｅに接続されるループインピーダンステスタであって、第１の計測回路１５と、電流生成部６と、第２の計測回路であるＶＮＥ電圧取得回路９と、フィルター回路１０と、計測制御手段１２と、を含む。
第１の計測回路１５は、活線Ｌ及び中性線Ｎの間に負荷を接続しない状態での活線Ｌ及び接地線Ｅの間の第１の電圧値ＶＬＥ１と、活線Ｌ及び中性線Ｎの間に負荷抵抗Ｒを接続した状態での、活線Ｌ及び中性線Ｎの間の第２の電圧値ＶＬＮ２及び活線Ｌ及び接地線Ｅの間の第３の電圧値ＶＬＥ２と、を計測する。
電流生成部６は、活線Ｌ及び接地線Ｅの間に第１の周波数ｆｍより低い第２の周波数ｆｓの周波数成分を含む第１の交流電流ＩＬＥ１を流す。
ＶＮＥ電圧取得回路９は、活線Ｌ及び接地線Ｅの間に第１の交流電流ＩＬＥ１を流した状態での中性線Ｎ及び接地線Ｅの間の第１の交流電圧ＶＮＥ１を計測する。
フィルター回路１０は、第１の交流電圧ＶＮＥ１から第１の周波数ｆｍの周波数成分を低減した第２の交流電圧ＶＮＥ２を取り出す。
計測制御手段１２は、負荷抵抗Ｒの値と第１、第２及び第３の電圧値ＶＬＥ１、ＶＬＮ２及びＶＬＥ２とから活線ＬのインピーダンスＺＬを算出し、第１の交流電流ＩＬＥ１の電流値及び第２の交流電圧ＶＮＥ２の電圧値から接地線ＥのインピーダンスＺＥを算出し、インピーダンスＺＬ及びＺＥからループインピーダンスＺＬＥを算出する。
第１の計測回路１５は、活線Ｌ及び中性線Ｎの間に負荷を接続しない状態での活線Ｌ及び接地線Ｅの間の第１の電圧値ＶＬＥ１と、活線Ｌ及び中性線Ｎの間に負荷抵抗Ｒを接続した状態での、活線Ｌ及び中性線Ｎの間の第２の電圧値ＶＬＮ２及び活線Ｌ及び接地線Ｅの間の第３の電圧値ＶＬＥ２と、を計測する。
電流生成部６は、活線Ｌ及び接地線Ｅの間に第１の周波数ｆｍより低い第２の周波数ｆｓの周波数成分を含む第１の交流電流ＩＬＥ１を流す。
ＶＮＥ電圧取得回路９は、活線Ｌ及び接地線Ｅの間に第１の交流電流ＩＬＥ１を流した状態での中性線Ｎ及び接地線Ｅの間の第１の交流電圧ＶＮＥ１を計測する。
フィルター回路１０は、第１の交流電圧ＶＮＥ１から第１の周波数ｆｍの周波数成分を低減した第２の交流電圧ＶＮＥ２を取り出す。
計測制御手段１２は、負荷抵抗Ｒの値と第１、第２及び第３の電圧値ＶＬＥ１、ＶＬＮ２及びＶＬＥ２とから活線ＬのインピーダンスＺＬを算出し、第１の交流電流ＩＬＥ１の電流値及び第２の交流電圧ＶＮＥ２の電圧値から接地線ＥのインピーダンスＺＥを算出し、インピーダンスＺＬ及びＺＥからループインピーダンスＺＬＥを算出する。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。以下に説明される実施形態は、本発明の一例を示すものであって、本発明の内容を限定するものではない。また、実施形態で説明される構成及び動作の全てが本発明の構成及び動作として必須であるとは限らない。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。
【0012】
＜１．ループインピーダンステスタ１の構成＞
図１は、配電設備１４に接続された本発明の実施形態に係るループインピーダンステスタ１の概略構成を示す回路図である。活線ＬはインピーダンスＺＬを有し、中性線ＮはインピーダンスＺＮを有し、接地線ＥはインピーダンスＺＥを有する。インピーダンスＺＬは第１のインピーダンスに相当し、インピーダンスＺＥは第２のインピーダンスに相当する。
図１は、配電設備１４に接続された本発明の実施形態に係るループインピーダンステスタ１の概略構成を示す回路図である。活線ＬはインピーダンスＺＬを有し、中性線ＮはインピーダンスＺＮを有し、接地線ＥはインピーダンスＺＥを有する。インピーダンスＺＬは第１のインピーダンスに相当し、インピーダンスＺＥは第２のインピーダンスに相当する。
【0013】
ループインピーダンステスタ１は、活線Ｌに接続されるＬ端子４Ｌと、中性線Ｎに接続されるＮ端子４Ｎと、接地線Ｅに接続されるＥ端子４Ｅと、を含む。ループインピーダンステスタ１は、さらに、スイッチＳＷ１と、負荷抵抗Ｒと、電流生成部６と、ＶＬＮ電圧取得回路７と、ＶＬＥ電圧取得回路８と、ＶＮＥ電圧取得回路９と、フィルター回路１０と、Ａ／Ｄ変換回路１１と、計測制御手段１２と、入出力手段１３と、を含む。ＶＬＮ電圧取得回路７及びＶＬＥ電圧取得回路８は第１の計測回路１５を構成する。ＶＮＥ電圧取得回路９は第２の計測回路を構成する。
【0014】
スイッチＳＷ１及び負荷抵抗Ｒは、活線Ｌ－中性線Ｎ間に直列に接続されている。スイッチＳＷ１は通常オフであり通電を行わない。スイッチＳＷ１は活線ＬのインピーダンスＺＬを測定する際にオンにすることで主電源２を負荷抵抗Ｒに接続し、活線Ｌ－中性線Ｎ間に電流ＩＬＮ（図３）を流す。
【0015】
ＶＬＮ電圧取得回路７は活線Ｌ－中性線Ｎ間に接続され、スイッチＳＷ１がオフ状態の時の活線Ｌ－中性線Ｎ間の電圧値ＶＬＮ１（図２）と、スイッチＳＷ１がオン状態の時の活線Ｌ－中性線Ｎ間の電圧値である第２の電圧値ＶＬＮ２（図３）とを取得する。
【0016】
ＶＬＥ電圧取得回路８は活線Ｌ－接地線Ｅ間に接続され、スイッチＳＷ１がオフ状態の時の活線Ｌ－接地線Ｅ間の電圧値である第１の電圧値ＶＬＥ１（図２）と、スイッチＳＷ１がオン状態の時の活線Ｌ－接地線Ｅ間の電圧値である第３の電圧値ＶＬＥ２（図３）とを取得する。
【0017】
電流生成部６は活線Ｌ－接地線Ｅ間に接続されている。電流生成部６は通常オフであり通電を行わない。接地線ＥのインピーダンスＺＥの測定を行う際にオンにすることで、主電源２のエネルギーを利用し、活線Ｌ－接地線Ｅ間に第１の交流電流ＩＬＥ１（図４）を流す。第１の交流電流ＩＬＥ１の電流値は、漏電遮断器３を動作させる閾値よりも低い１５ｍＡ以下に制限される。
【0018】
ＶＮＥ電圧取得回路９は中性線Ｎ－接地線Ｅ間に接続され、電流生成部６がオン状態の時の中性線Ｎ－接地線Ｅ間の電圧である第１の交流電圧ＶＮＥ１（図４）を取得する。
【0019】
フィルター回路１０は、ＶＮＥ電圧取得回路９で取得された第１の交流電圧ＶＮＥ１からノイズ成分を取り除くフィルターであり、第２の周波数ｆｓの電圧信号からなる第２の交流電圧ＶＮＥ２（図４）を出力する。
【0020】
Ａ／Ｄ変換回路１１は、ＶＬＮ電圧取得回路７、ＶＬＥ電圧取得回路８及びフィルター回路１０の出力信号の振幅の大きさを測定しデジタル信号に変換する。
【0021】
計測制御手段１２は、スイッチＳＷ１及び電流生成部６を制御するほか、Ａ／Ｄ変換回路１１による測定値に基づいて、活線Ｌ－接地線Ｅ間のループインピーダンスＺＬＥを算出する。
【0022】
入出力手段１３は、表示用ディスプレイ、表示ランプ、スピーカ、ボタン、操作パネルの全て又はいずれかを備える。入出力手段１３は、測定結果の表示による視覚報知、又は音声出力による聴覚報知を行い、さらに使用者の操作入力による各種試験モードの切り替えの指示を受け付ける。
【0023】
＜２．ループインピーダンステスタ１の動作＞
図２～図４は、本発明の実施形態における活線Ｌ－接地線Ｅ間のループインピーダンスＺＬＥの測定方法を説明する回路図である。ＺＬＥの測定方法は、活線ＬのインピーダンスＺＬの測定（図２、図３）と、接地線ＥのインピーダンスＺＥの測定（図４）と、ＺＬとＺＥとの和の計算と、を含む。図２～図４の各々においては、図１と同じループインピーダンステスタ１が示されているが、各々の手順において使用されない構成要素などの一部の図示が省略されている。
図２～図４は、本発明の実施形態における活線Ｌ－接地線Ｅ間のループインピーダンスＺＬＥの測定方法を説明する回路図である。ＺＬＥの測定方法は、活線ＬのインピーダンスＺＬの測定（図２、図３）と、接地線ＥのインピーダンスＺＥの測定（図４）と、ＺＬとＺＥとの和の計算と、を含む。図２～図４の各々においては、図１と同じループインピーダンステスタ１が示されているが、各々の手順において使用されない構成要素などの一部の図示が省略されている。
【0024】
＜２－１．活線ＬのインピーダンスＺＬの測定＞
＜２－１－１．電圧値ＶＬＮ１及び第１の電圧値ＶＬＥ１の測定＞
図２に示されるようにスイッチＳＷ１がオフである無負荷状態で、活線Ｌ－中性線Ｎ間の電圧値ＶＬＮ１をＶＬＮ電圧取得回路７にて取得する。また、同様に無負荷状態で活線Ｌ－接地線Ｅ間の第１の電圧値ＶＬＥ１をＶＬＥ電圧取得回路８にて取得する。電圧値ＶＬＮ１は主電源２の電圧値に相当し、第１の電圧値ＶＬＥ１は地電圧と主電源２の電圧との合計に相当する。ここで取得された電圧値ＶＬＮ１及び第１の電圧値ＶＬＥ１は、図１中のＡ／Ｄ変換回路１１にて測定が行われ、それぞれデジタル値に変換される。
＜２－１－１．電圧値ＶＬＮ１及び第１の電圧値ＶＬＥ１の測定＞
図２に示されるようにスイッチＳＷ１がオフである無負荷状態で、活線Ｌ－中性線Ｎ間の電圧値ＶＬＮ１をＶＬＮ電圧取得回路７にて取得する。また、同様に無負荷状態で活線Ｌ－接地線Ｅ間の第１の電圧値ＶＬＥ１をＶＬＥ電圧取得回路８にて取得する。電圧値ＶＬＮ１は主電源２の電圧値に相当し、第１の電圧値ＶＬＥ１は地電圧と主電源２の電圧との合計に相当する。ここで取得された電圧値ＶＬＮ１及び第１の電圧値ＶＬＥ１は、図１中のＡ／Ｄ変換回路１１にて測定が行われ、それぞれデジタル値に変換される。
【0025】
＜２－１－２．第２の電圧値ＶＬＮ２及び第３の電圧値ＶＬＥ２の測定＞
図３に示されるようにスイッチＳＷ１をオンにし、主電源２をＬ端子４Ｌ及びＮ端子４Ｎを経由して負荷抵抗Ｒに接続する。これにより活線Ｌ－中性線Ｎ間に電流ＩＬＮを流した状態で、活線Ｌ－中性線Ｎ間の第２の電圧値ＶＬＮ２をＶＬＮ電圧取得回路７にて取得する。また、同様に電流ＩＬＮを流した状態で、活線Ｌ－接地線Ｅ間の第３の電圧値ＶＬＥ２をＶＬＥ電圧取得回路８にて取得する。取得された第２の電圧値ＶＬＮ２及び第３の電圧値ＶＬＥ２は、Ａ／Ｄ変換回路１１にて測定が行われ、それぞれデジタル値に変換される。
図３に示されるようにスイッチＳＷ１をオンにし、主電源２をＬ端子４Ｌ及びＮ端子４Ｎを経由して負荷抵抗Ｒに接続する。これにより活線Ｌ－中性線Ｎ間に電流ＩＬＮを流した状態で、活線Ｌ－中性線Ｎ間の第２の電圧値ＶＬＮ２をＶＬＮ電圧取得回路７にて取得する。また、同様に電流ＩＬＮを流した状態で、活線Ｌ－接地線Ｅ間の第３の電圧値ＶＬＥ２をＶＬＥ電圧取得回路８にて取得する。取得された第２の電圧値ＶＬＮ２及び第３の電圧値ＶＬＥ２は、Ａ／Ｄ変換回路１１にて測定が行われ、それぞれデジタル値に変換される。
【0026】
＜２－１－３．ＺＬの計算＞
第２の電圧値ＶＬＮ２は電流ＩＬＮを流した際の負荷抵抗Ｒにかかる電圧であるため、電流ＩＬＮは以下の式（１）で求められる。
ＩＬＮ＝ＶＬＮ２／Ｒ ... （１）
望ましい測定精度を確保するため、電流ＩＬＮの電流値が６Ａ以上の高い値となるように、負荷抵抗Ｒの値が設定される。但し、電流ＩＬＮは、活線Ｌ－中性線Ｎ間に流れ、接地線Ｅには流れないため、漏電遮断器３をトリップさせることはない。
第２の電圧値ＶＬＮ２は電流ＩＬＮを流した際の負荷抵抗Ｒにかかる電圧であるため、電流ＩＬＮは以下の式（１）で求められる。
ＩＬＮ＝ＶＬＮ２／Ｒ ... （１）
望ましい測定精度を確保するため、電流ＩＬＮの電流値が６Ａ以上の高い値となるように、負荷抵抗Ｒの値が設定される。但し、電流ＩＬＮは、活線Ｌ－中性線Ｎ間に流れ、接地線Ｅには流れないため、漏電遮断器３をトリップさせることはない。
【0027】
第３の電圧値ＶＬＥ２は、地電圧と、電流ＩＬＮを流した際の負荷抵抗Ｒ及び中性線ＮのインピーダンスＺＮの両端にかかる電圧と、の合計であるから、地電圧と主電源２の電圧との合計である第１の電圧値ＶＬＥ１から第３の電圧値ＶＬＥ２を差し引けば、活線ＬのインピーダンスＺＬ両端の電圧になる。従って、ＺＬは以下の式（２）で表される。
ＺＬ＝（ＶＬＥ１－ＶＬＥ２）／ＩＬＮ ... （２）
ＺＬ＝（ＶＬＥ１－ＶＬＥ２）／ＩＬＮ ... （２）
【0028】
式（１）及び式（２）より、ＺＬは以下の式（３）で求められる。
ＺＬ＝（ＶＬＥ１－ＶＬＥ２）／（ＶＬＮ２／Ｒ）
＝（ＶＬＥ１－ＶＬＥ２）Ｒ／ＶＬＮ２ ... （３）
ＺＬ＝（ＶＬＥ１－ＶＬＥ２）／（ＶＬＮ２／Ｒ）
＝（ＶＬＥ１－ＶＬＥ２）Ｒ／ＶＬＮ２ ... （３）
【0029】
なお、主電源２の電圧値ＶＬＮ１から、電流ＩＬＮを流した際の負荷抵抗Ｒの両端の電圧値である第２の電圧値ＶＬＮ２を差し引けば、活線ＬのインピーダンスＺＬ及び中性線ＮのインピーダンスＺＮの両端の電圧が算出される。このため、活線Ｌ－中性線Ｎ間のループインピーダンスＺＬＮは以下の式（４）で表される。
ＺＬＮ＝（ＶＬＮ１－ＶＬＮ２）／ＩＬＮ ... （４）
ＺＬＮ＝（ＶＬＮ１－ＶＬＮ２）／ＩＬＮ ... （４）
【0030】
式（１）及び式（４）より、ＺＬＮは以下の式（５）で求められる。
ＺＬＮ＝（ＶＬＮ１－ＶＬＮ２）／（ＶＬＮ２／Ｒ）
＝（ＶＬＮ１－ＶＬＮ２）Ｒ／ＶＬＮ２ ... （５）
ＺＬＮ＝（ＶＬＮ１－ＶＬＮ２）／（ＶＬＮ２／Ｒ）
＝（ＶＬＮ１－ＶＬＮ２）Ｒ／ＶＬＮ２ ... （５）
【0031】
ＺＬＮは、活線Ｌ－中性線Ｎ間が短絡した場合に流れる短絡電流を算出するために用いられるループインピーダンスである。このＺＬＮは過電流保護装置の選定の際に使用されたり、過電流保護装置が正常にトリップすることの確認のために使用されたりする。本実施形態によれば、ＺＬＥの測定と併せて、式（５）によりＺＬＮを測定することも可能である。
【0032】
＜２－２．接地線ＥのインピーダンスＺＥの測定＞
＜２－２－１．第１の交流電流ＩＬＥ１の生成＞
図４に示されるように、主電源２から電流生成部６を介して活線Ｌ－接地線Ｅ間に既知の電流である第１の交流電流ＩＬＥ１を流す。第１の交流電流ＩＬＥ１は、主電源２の電圧が変動しても、その影響を受けず波高値が一定の交流定電流であり、主電源２の交流電圧に同期した半波整流波形を有し、且つ主電源２の周波数である第１の周波数ｆｍ（例えば５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）よりも低い第２の周波数ｆｓ（周期１／ｆｓ）で半波整流の極性を切り替えた電流である。
このような第１の交流電流ＩＬＥ１は、主電源２をエネルギー源として生成することが可能である。このため、ループインピーダンステスタ１の内部に特別な電流源を設ける必要が無くなる。
＜２－２－１．第１の交流電流ＩＬＥ１の生成＞
図４に示されるように、主電源２から電流生成部６を介して活線Ｌ－接地線Ｅ間に既知の電流である第１の交流電流ＩＬＥ１を流す。第１の交流電流ＩＬＥ１は、主電源２の電圧が変動しても、その影響を受けず波高値が一定の交流定電流であり、主電源２の交流電圧に同期した半波整流波形を有し、且つ主電源２の周波数である第１の周波数ｆｍ（例えば５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）よりも低い第２の周波数ｆｓ（周期１／ｆｓ）で半波整流の極性を切り替えた電流である。
このような第１の交流電流ＩＬＥ１は、主電源２をエネルギー源として生成することが可能である。このため、ループインピーダンステスタ１の内部に特別な電流源を設ける必要が無くなる。
【0033】
第１の交流電流ＩＬＥ１は活線Ｌ－接地線Ｅ間に流れる電流であることから、漏電遮断器３において漏電と検知される可能性がある。一般的な漏電遮断器としては定格感度電流が３０ｍＡであるものが多く使用されていることから、漏電遮断器３をトリップさせないためには、第１の交流電流ＩＬＥ１は定格感度電流の１／２の電流である１５ｍＡ以下にすることが望ましい。
【0034】
＜２－２－２．第１の交流電圧ＶＮＥ１の測定及びノイズの除去＞
次に、第１の交流電流ＩＬＥ１が流れている状態にて中性線Ｎ－接地線Ｅ間の第１の交流電圧ＶＮＥ１をＶＮＥ電圧取得回路９にて取得する。第１の交流電圧ＶＮＥ１は、接地線ＥのインピーダンスＺＥに第１の交流電流ＩＬＥ１が流れることで発生した電圧信号を含む。
次に、第１の交流電流ＩＬＥ１が流れている状態にて中性線Ｎ－接地線Ｅ間の第１の交流電圧ＶＮＥ１をＶＮＥ電圧取得回路９にて取得する。第１の交流電圧ＶＮＥ１は、接地線ＥのインピーダンスＺＥに第１の交流電流ＩＬＥ１が流れることで発生した電圧信号を含む。
【0035】
しかし、配電設備１４の中性線Ｎ－接地線Ｅ間には、接地線Ｅに流れる漏れ電流や、電気機器から中性線Ｎに流れる負荷電流が存在していることが多い。このことから、第１の交流電圧ＶＮＥ１の波形は第１の交流電流ＩＬＥ１の波形と完全に比例するわけではなく、ノイズの混ざった波形となる。通常、ノイズ成分は、第１の周波数ｆｍの周波数成分を主成分とし、さらに第１の周波数ｆｍの高調波成分を含んだ信号で構成されている。
【0036】
図５（Ａ）～図５（Ｄ）は、本発明の実施形態における接地線ＥのインピーダンスＺＥの測定手順を説明する波形図である。図５（Ａ）に第１の交流電流ＩＬＥ１の波形が示されている。第１の交流電圧ＶＮＥ１に含まれるノイズの周波数が図５（Ｂ）に示されるように第１の周波数ｆｍと同じであった場合、第１の交流電流ＩＬＥ１に比例してＺＥの両端にかかる電圧信号にノイズが重畳した第１の交流電圧ＶＮＥ１の波形は、図５（Ｃ）に示されるようになる。この波形を図４のフィルター回路１０に通すことで、第１の交流電圧ＶＮＥ１から第２の周波数ｆｓより高い周波数成分を取り除き、図５（Ｄ）に示されるような第２の周波数ｆｓの電圧信号からなる第２の交流電圧ＶＮＥ２を取り出すことができる。第２の交流電圧ＶＮＥ２は接地線ＥのインピーダンスＺＥの大きさにほぼ比例する。なお、「取り除く」というのは完全に０にする場合に限られるものではなく、第１の周波数ｆｍの周波数成分を低減する場合を含む。
第２の交流電圧ＶＮＥ２は図１中のＡ／Ｄ変換回路１１にて測定が行われ、デジタル値に変換される。
第２の交流電圧ＶＮＥ２は図１中のＡ／Ｄ変換回路１１にて測定が行われ、デジタル値に変換される。
【0037】
ここで、取り除くノイズは主に第１の周波数ｆｍの周波数成分であり、第１の周波数ｆｍは第２の周波数ｆｓより高いことから、フィルター回路１０としてはローパスフィルターを用いることができる。あるいは、中性線Ｎ－接地線Ｅ間には第１の周波数ｆｍ以外の周波数成分を含む様々なノイズ成分が重畳している場合もあるため、第２の周波数ｆｓの信号成分のみを取り出すバンドパスフィルターやロックインアンプを用いることでより信頼性を向上させることもできる。
【0038】
主電源２をエネルギー源として活線Ｌ－接地線Ｅ間に交流電流を流す方法として、単純に抵抗などを介して電流を流す方法をとった場合は、その交流電流の周波数は第１の周波数ｆｍと同じ５０Ｈｚや６０Ｈｚとなってしまう。この場合だと、中性線Ｎ－接地線Ｅ間の電圧を測定した際に重畳しているノイズと必要な信号成分とを区別するのが難しくなり、測定結果の信頼性の低下につながってしまう。
そこで本実施形態では、第１の交流電流ＩＬＥ１の波形を、図５（Ａ）に示されるように主電源２の交流電圧に同期した半波整流波形で、且つ第１の周波数ｆｍよりも低い第２の周波数ｆｓで半波整流の極性を切り替えた波形としている。これにより、フィルター回路１０によって、第１の交流電圧ＶＮＥ１から第１の周波数ｆｍの周波数成分を主とするノイズ成分を容易に取り除くことができる。
そこで本実施形態では、第１の交流電流ＩＬＥ１の波形を、図５（Ａ）に示されるように主電源２の交流電圧に同期した半波整流波形で、且つ第１の周波数ｆｍよりも低い第２の周波数ｆｓで半波整流の極性を切り替えた波形としている。これにより、フィルター回路１０によって、第１の交流電圧ＶＮＥ１から第１の周波数ｆｍの周波数成分を主とするノイズ成分を容易に取り除くことができる。
【0039】
また、主電源２の電圧には歪みやノイズが存在し、理想的な正弦波となっていない場合が多い。第１の交流電流ＩＬＥ１が主電源２の波形の歪みやノイズの影響を受け、主電源２の電圧と同様に歪みやノイズを含んでしまうと、測定結果の誤差も大きくなる。
そこで、第１の交流電流ＩＬＥ１は、主電源２の電圧が変動しても、その影響を受けず波高値が一定の交流定電流とされることが望ましい。
そこで、第１の交流電流ＩＬＥ１は、主電源２の電圧が変動しても、その影響を受けず波高値が一定の交流定電流とされることが望ましい。
【0040】
＜２－２－３．ＺＥの計算＞
第２の交流電圧ＶＮＥ２は接地線ＥのインピーダンスＺＥに第１の交流電流ＩＬＥ１が流れることで発生した第１の交流電圧ＶＮＥ１からノイズ成分を取り除いたものであるから、ＺＥは、第１の交流電流ＩＬＥ１の電流値及び第２の交流電圧ＶＮＥ２の電圧値を用いて以下の式（７）で表される。
ＺＥ＝ＶＮＥ２／ＩＬＥ１ ... （７）
第２の交流電圧ＶＮＥ２は接地線ＥのインピーダンスＺＥに第１の交流電流ＩＬＥ１が流れることで発生した第１の交流電圧ＶＮＥ１からノイズ成分を取り除いたものであるから、ＺＥは、第１の交流電流ＩＬＥ１の電流値及び第２の交流電圧ＶＮＥ２の電圧値を用いて以下の式（７）で表される。
ＺＥ＝ＶＮＥ２／ＩＬＥ１ ... （７）
【0041】
中性線Ｎ－接地線Ｅ間には、先に記載したようにノイズが重畳しているが、このノイズは、ほとんどの場合大きくても２０Ｖ程度である。このノイズ成分の大きさに対し、接地線ＥのインピーダンスＺＥに第１の交流電流ＩＬＥ１が流れた際の信号の大きさは、ＺＥが０．０１Ωの場合で０．０１Ω×１５ｍＡ＝０．１５ｍＶと微小である。しかし、主電源２の２３０Ｖが含まれた活線Ｌ－接地線Ｅ間の電圧を取得してＺＥを測定する場合と比較してＳ／Ｎ比は１０倍以上に改善され、より精度の高い測定を短時間で行える。
【0042】
＜２－３．ＺＬとＺＥとの和の計算＞
最後に、式（３）及び式（７）に基づいて活線Ｌ－接地線Ｅ間のループインピーダンスＺＬＥを以下の式（８）にて算出する。
ＺＬＥ＝ＺＬ＋ＺＥ
＝（ＶＬＥ１－ＶＬＥ２）Ｒ／ＶＬＮ２＋ＶＮＥ２／ＩＬＥ１ ... （８）
最後に、式（３）及び式（７）に基づいて活線Ｌ－接地線Ｅ間のループインピーダンスＺＬＥを以下の式（８）にて算出する。
ＺＬＥ＝ＺＬ＋ＺＥ
＝（ＶＬＥ１－ＶＬＥ２）Ｒ／ＶＬＮ２＋ＶＮＥ２／ＩＬＥ１ ... （８）
【0043】
＜３．電流生成部６の構成＞
図６は、図１及び図４に示される電流生成部６の詳細を示す回路図である。電流生成部６は、全波整流回路６１と、コンパレータ６２と、制御信号生成部６３と、Ｄ／Ａコンバータ６４と、定電流回路６５と、を含む。
図６は、図１及び図４に示される電流生成部６の詳細を示す回路図である。電流生成部６は、全波整流回路６１と、コンパレータ６２と、制御信号生成部６３と、Ｄ／Ａコンバータ６４と、定電流回路６５と、を含む。
【0044】
全波整流回路６１はブリッジダイオードで構成されている。全波整流回路６１の交流入力端子６１ａ及び６１ｂが活線Ｌ－接地線Ｅ間に接続され、正極出力端子６１ｃは定電流回路６５に接続されている。全波整流回路６１は、活線Ｌ－接地線Ｅ間の交流電圧波形のうちの負極性の部分を反転することにより、正の脈動電圧を出力する。
【0045】
コンパレータ６２の非反転入力端子（＋）は活線Ｌに接続され、反転入力端子（－）は接地線Ｅに接続されている。コンパレータ６２の出力端子は制御信号生成部６３に接続されている。コンパレータ６２は活線Ｌ－接地線Ｅ間の電圧の極性に応じたｈｉｇｈ又はｌｏｗの出力電圧を含むゼロクロス信号を出力する。
【0046】
制御信号生成部６３は、マイクロコンピューターなどの処理装置で構成される。制御信号生成部６３は、メモリに格納されたプログラムに従い、ゼロクロス信号に同期して、定電流回路６５に流れる電流の電流波形を制御するためのデジタル信号をＤ／Ａコンバータ６４に出力する。
Ｄ／Ａコンバータ６４の出力端子は、定電流回路６５に接続されている。
Ｄ／Ａコンバータ６４の出力端子は、定電流回路６５に接続されている。
【0047】
定電流回路６５は、オペアンプ６６と、ＦＥＴ６７と、検出抵抗Ｒ１と、を含む。Ｄ／Ａコンバータ６４の出力端子がオペアンプ６６の非反転入力端子（＋）に接続され、オペアンプ６６の出力端子がＦＥＴ６７のゲート端子に接続されている。ＦＥＴ６７のドレイン端子が全波整流回路６１の正極出力端子６１ｃに接続され、ソース端子が、片側を接地された検出抵抗Ｒ１とオペアンプ６６の反転入力端子（－）とに接続されている。ＦＥＴ６７の代わりにバイポーラ型のトランジスタが用いられてもよい。
【0048】
【0049】
全波整流回路６１の出力電圧（図７（Ｂ））の波形は、活線Ｌ－接地線Ｅ間の電圧を全波整流した波形となる。但し、全波整流回路６１から出力される電流は、定電流回路６５によって規制される。
【0050】
コンパレータ６２は、活線Ｌ－接地線Ｅ間の電圧の極性が第１の周波数ｆｍで切り替わるタイミングに同期したゼロクロス信号（図７（Ｃ））を出力する。ゼロクロス信号は方形波で構成される。ゼロクロス信号は制御信号生成部６３に入力される。
【0051】
制御信号生成部６３は、ゼロクロス信号の極性が第１の周波数ｆｍで切り替わるタイミングを利用して、第１の交流電流ＩＬＥ１の電流波形を規定するためのデジタル信号を出力する。デジタル信号はＤ／Ａコンバータ６４に入力される。
【0052】
Ｄ／Ａコンバータ６４は、デジタル信号をアナログの電圧信号（図７（Ｄ））に変換する。この電圧信号の波形を拡大すると、図７（Ｅ）に示されるように階段状になっている。電圧信号はオペアンプ６６の非反転入力端子（＋）に入力される。
【0053】
定電流回路６５は、オペアンプ６６にて検出抵抗Ｒ１からのフィードバック信号をモニターすることで、Ｄ／Ａコンバータ６４から入力される電圧信号（図７（Ｄ））の電圧に比例した電流（図７（Ｆ））を流す。この電流は、活線Ｌ－接地線Ｅ間の電圧（図７（Ａ））の振幅が変動してもその影響を受けない定電流となる。
【0054】
定電流回路６５に電流が流れることで、活線Ｌ－接地線Ｅ間に第１の交流電流ＩＬＥ１（図７（Ｇ））が流れる。図７（Ｇ）に示される期間ｔ１～ｔ７の各々の長さは主電源２の周期１／ｆｍの半分に相当する。
定電流回路６５に流れる電流（図７（Ｆ））は片極性の電流であるが、活線Ｌ－接地線Ｅ間に流れる第１の交流電流ＩＬＥ１（図７（Ｇ））は両極性の電流となる。但し、期間ｔ１、ｔ３及びｔ６の各々においては、定電流回路６５に電流が流れないため、全波整流回路６１の出力電流が遮断され、第１の交流電流ＩＬＥ１も０となる。第１の交流電流ＩＬＥ１を０とするタイミングは、制御信号生成部６３で生成されるデジタル信号によって規定される。
定電流回路６５に流れる電流（図７（Ｆ））は片極性の電流であるが、活線Ｌ－接地線Ｅ間に流れる第１の交流電流ＩＬＥ１（図７（Ｇ））は両極性の電流となる。但し、期間ｔ１、ｔ３及びｔ６の各々においては、定電流回路６５に電流が流れないため、全波整流回路６１の出力電流が遮断され、第１の交流電流ＩＬＥ１も０となる。第１の交流電流ＩＬＥ１を０とするタイミングは、制御信号生成部６３で生成されるデジタル信号によって規定される。
【0055】
第１の交流電流ＩＬＥ１を０とするタイミングを切り替えることで、第１の交流電流ＩＬＥ１の極性を切り替えることができる。例えば、期間ｔ１～ｔ７のうちのｔに付した添え字が奇数となるタイミング（例えば、ｔ１及びｔ３）、すなわち活線Ｌ－接地線Ｅ間の電圧が正極性となるタイミングで第１の交流電流ＩＬＥ１を０とし、それぞれの前後の各半周期の期間に第１の交流電流ＩＬＥ１を流すことで、第１の交流電流ＩＬＥ１は負極性となる。一方、ｔに付した添え字が偶数となるタイミング（例えば、ｔ６）、すなわち活線Ｌ－接地線Ｅ間の電圧が負極性となるタイミングで第１の交流電流ＩＬＥ１を０とし、その前後の各半周期の期間に第１の交流電流ＩＬＥ１を流すことで、第１の交流電流ＩＬＥ１は正極性となる。第１の交流電流ＩＬＥ１の極性の切り替えは、主電源２の周期１／ｆｍよりも長い周期１／ｆｓで行われる。
【0056】
電流生成部６は、ループインピーダンステスタ１を漏電遮断器テスタとして機能させる場合にも使用することができる。漏電遮断器テスタは、活線Ｌ－接地線Ｅ間に疑似的な漏れ電流としての第２の交流電流ＩＬＥ２（図７（Ｈ））を流すことで、配電設備１４の漏電遮断器３をトリップさせて、漏電発生からトリップまでにかかる時間を測定する。
【0057】
第２の交流電流ＩＬＥ２は、漏電遮断器３をトリップさせる閾値よりも大きい電流である点、及びｔ１、ｔ３及びｔ６のような休止期間を含まない点で、第１の交流電流ＩＬＥ１と異なる。しかし、第２の交流電流ＩＬＥ２は、正確な測定を行うために、主電源２の波形の歪みやノイズの影響を受けず、波高値が一定の交流定電流とされることが望ましい点で、第１の交流電流ＩＬＥ１と同様である。本実施形態によれば、共通の電流生成部６を用いながら、制御信号生成部６３で生成されるデジタル信号によって、第１の交流電流ＩＬＥ１を流す第１のモードか、第２の交流電流ＩＬＥ２を流す第２のモードかを切り替えることができる。
【0058】
＜５．実施形態による効果＞
（１）以上説明した本発明の実施形態によれば、電流生成部６は、活線Ｌ及び接地線Ｅの間に、主電源２の第１の周波数ｆｍより低い第２の周波数ｆｓの周波数成分を含む第１の交流電流ＩＬＥ１を流す。ＶＮＥ電圧取得回路９は、活線Ｌ及び接地線Ｅの間に第１の交流電流ＩＬＥ１を流した状態での中性線Ｎ及び接地線Ｅの間の第１の交流電圧ＶＮＥ１を計測する。フィルター回路１０は、第１の交流電圧ＶＮＥ１から第１の周波数ｆｍの周波数成分を低減した第２の交流電圧ＶＮＥ２を取り出す。計測制御手段１２は、第１の交流電流ＩＬＥ１の電流値及び第２の交流電圧ＶＮＥ２の電圧値から接地線ＥのインピーダンスＺＥを算出し、ＺＥを用いてループインピーダンスＺＬＥを算出する。
これによれば、第１の交流電圧ＶＮＥ１から第１の周波数ｆｍの周波数成分を低減した第２の交流電圧ＶＮＥ２を取り出すことで、正確で信頼性の高いループインピーダンスＺＬＥの測定を短時間にて行うことができ、特別な電流源を設ける必要が無いため安価で小型なループインピーダンステスタ１を実現することができる。
（１）以上説明した本発明の実施形態によれば、電流生成部６は、活線Ｌ及び接地線Ｅの間に、主電源２の第１の周波数ｆｍより低い第２の周波数ｆｓの周波数成分を含む第１の交流電流ＩＬＥ１を流す。ＶＮＥ電圧取得回路９は、活線Ｌ及び接地線Ｅの間に第１の交流電流ＩＬＥ１を流した状態での中性線Ｎ及び接地線Ｅの間の第１の交流電圧ＶＮＥ１を計測する。フィルター回路１０は、第１の交流電圧ＶＮＥ１から第１の周波数ｆｍの周波数成分を低減した第２の交流電圧ＶＮＥ２を取り出す。計測制御手段１２は、第１の交流電流ＩＬＥ１の電流値及び第２の交流電圧ＶＮＥ２の電圧値から接地線ＥのインピーダンスＺＥを算出し、ＺＥを用いてループインピーダンスＺＬＥを算出する。
これによれば、第１の交流電圧ＶＮＥ１から第１の周波数ｆｍの周波数成分を低減した第２の交流電圧ＶＮＥ２を取り出すことで、正確で信頼性の高いループインピーダンスＺＬＥの測定を短時間にて行うことができ、特別な電流源を設ける必要が無いため安価で小型なループインピーダンステスタ１を実現することができる。
【0059】
（２）本発明の実施形態によれば、電流生成部６の制御信号生成部６３は、活線Ｌ及び接地線Ｅの間の電圧の極性が第１の周波数ｆｍで切り替わるタイミングを利用して、第１の交流電流ＩＬＥ１の極性の第２の周波数ｆｓによる切り替えを制御する。
これによれば、活線Ｌ－接地線Ｅ間の電圧の極性が切り替わるタイミングを利用することで、このタイミングに同期した制御信号を生成し、第１の交流電流ＩＬＥ１の極性を切り替えることができる。
これによれば、活線Ｌ－接地線Ｅ間の電圧の極性が切り替わるタイミングを利用することで、このタイミングに同期した制御信号を生成し、第１の交流電流ＩＬＥ１の極性を切り替えることができる。
【0060】
（３）本発明の実施形態によれば、電流生成部６は、活線Ｌ及び接地線Ｅの間に接続された全波整流回路６１と、この全波整流回路６１の出力電流を第１の周波数ｆｍで遮断するタイミングを切り替えることにより第１の交流電流ＩＬＥ１の極性を切り替える制御信号生成部６３と、を含む。
これによれば、活線Ｌ－接地線Ｅ間の電圧が正極性となるタイミングで全波整流回路６１の出力電流を遮断することで第１の交流電流ＩＬＥ１を負極性とし、活線Ｌ－接地線Ｅ間の電圧が負極性となるタイミングで全波整流回路６１の出力電流を遮断することで第１の交流電流ＩＬＥ１を正極性とすることができる。
これによれば、活線Ｌ－接地線Ｅ間の電圧が正極性となるタイミングで全波整流回路６１の出力電流を遮断することで第１の交流電流ＩＬＥ１を負極性とし、活線Ｌ－接地線Ｅ間の電圧が負極性となるタイミングで全波整流回路６１の出力電流を遮断することで第１の交流電流ＩＬＥ１を正極性とすることができる。
【0061】
（４）本発明の実施形態によれば、電流生成部６の制御信号生成部６３は、第１のモードと第２のモードとの切り替えが可能となっている。第１のモードは、第１の交流電流ＩＬＥ１の電流値を、活線Ｌと中性線Ｎとの間に接続された漏電遮断器３をトリップさせる閾値より小さい値にすることにより、ループインピーダンスＺＬＥの測定を可能とするモードである。第２のモードは、活線Ｌ及び接地線Ｅの間に閾値より大きい電流値を有する第２の交流電流ＩＬＥ２を流すことにより、ループインピーダンステスタ１を漏電遮断器テスタとして機能させることを可能とするモードである。
これによれば、制御信号生成部６３の動作モードを切り替えることによりループインピーダンスＺＬＥの測定機能と漏電遮断器テスタとしての機能とを切り替えることができ、電流生成部６の回路を共通化することもできる。
これによれば、制御信号生成部６３の動作モードを切り替えることによりループインピーダンスＺＬＥの測定機能と漏電遮断器テスタとしての機能とを切り替えることができ、電流生成部６の回路を共通化することもできる。
【符号の説明】
【0062】
１...ループインピーダンステスタ、２...主電源、３...漏電遮断器、４Ｌ...Ｌ端子、４Ｎ...Ｎ端子、４Ｅ...Ｅ端子、６...電流生成部、７...ＶＬＮ電圧取得回路、８...ＶＬＥ電圧取得回路、９...ＶＮＥ電圧取得回路、１０...フィルター回路、１１...Ａ／Ｄ変換回路、１２...計測制御手段、１３...入出力手段、１４...配電設備、１５...第１の計測回路、６１...全波整流回路、６１ａ、６１ｂ...交流入力端子、６１ｃ...正極出力端子、６２...コンパレータ、６３...制御信号生成部、６４...Ｄ／Ａコンバータ、６５...定電流回路、６６...オペアンプ、６７...ＦＥＴ、Ｌ...活線、Ｎ...中性線、Ｅ...接地線、Ｒ...負荷抵抗、Ｒ１...検出抵抗、ＳＷ１...スイッチ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】