(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】P2024162490
(43)【公開日】2024-11-21
(54)【発明の名称】測定装置及び測定方法
(51)【国際特許分類】
G01R 31/52 20200101AFI20241114BHJP
G01R 31/58 20200101ALI20241114BHJP
【ＦＩ】
G01R31/52
G01R31/58
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023078038
(22)【出願日】2023-05-10
(71)【出願人】
【識別番号】000006507
【氏名又は名称】横河電機株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】596157780
【氏名又は名称】横河計測株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【弁護士】
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100169823
【弁理士】
【氏名又は名称】吉澤 雄郎
(72)【発明者】
【氏名】村上 健二
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 直樹
【テーマコード（参考）】
2G014
【Ｆターム（参考）】
2G014AA10
2G014AA17
2G014AB33
2G014AB52
2G014AB53
2G014AC02
2G014AC18
(57)【要約】
【課題】抵抗成分漏洩電流の測定の際に位相角を精度良く測定する。
【解決手段】本開示に係る測定装置１０は、磁性コア１１と、磁性コア１１に巻かれている第１コイルＬ１及び第２コイルＬ２と、電流測定回路１２と、電圧測定回路１３と、位相角検出回路１５と、第２コイルＬ２及び位相角検出回路１５に正弦波を出力可能な信号発生器１４と、制御部１６と、を備える。位相角検出回路１５は、信号発生器１４が正弦波を出力しているときに電流測定回路１２が測定した電流と、信号発生器１４から入力される正弦波との間の校正用位相角を検出可能である。制御部１６は、位相角と校正用位相角とに基づいて補正位相角を算出し、漏洩電流と補正位相角とに基づいて抵抗成分漏洩電流を算出する。
【選択図】図１
【解決手段】本開示に係る測定装置１０は、磁性コア１１と、磁性コア１１に巻かれている第１コイルＬ１及び第２コイルＬ２と、電流測定回路１２と、電圧測定回路１３と、位相角検出回路１５と、第２コイルＬ２及び位相角検出回路１５に正弦波を出力可能な信号発生器１４と、制御部１６と、を備える。位相角検出回路１５は、信号発生器１４が正弦波を出力しているときに電流測定回路１２が測定した電流と、信号発生器１４から入力される正弦波との間の校正用位相角を検出可能である。制御部１６は、位相角と校正用位相角とに基づいて補正位相角を算出し、漏洩電流と補正位相角とに基づいて抵抗成分漏洩電流を算出する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
抵抗成分漏洩電流を測定可能な測定装置であって、
配線の周囲を囲うように配置可能な磁性コアと、
前記磁性コアに巻かれている第１コイル及び第２コイルと、
前記第１コイルに接続され前記配線の漏洩電流を測定可能な電流測定回路と、
前記配線の電圧を測定可能な電圧測定回路と、
前記漏洩電流と前記電圧との間の位相角を検出可能な位相角検出回路と、
前記第２コイル及び前記位相角検出回路に正弦波を出力可能な信号発生器と、
制御部と、
を備え、
前記位相角検出回路は、前記信号発生器が前記正弦波を出力しているときに前記電流測定回路が測定した電流と、前記信号発生器から入力される前記正弦波との間の校正用位相角を検出可能であり、
前記制御部は、
前記位相角と前記校正用位相角とに基づいて補正位相角を算出し、
前記漏洩電流と前記補正位相角とに基づいて抵抗成分漏洩電流を算出する、測定装置。
配線の周囲を囲うように配置可能な磁性コアと、
前記磁性コアに巻かれている第１コイル及び第２コイルと、
前記第１コイルに接続され前記配線の漏洩電流を測定可能な電流測定回路と、
前記配線の電圧を測定可能な電圧測定回路と、
前記漏洩電流と前記電圧との間の位相角を検出可能な位相角検出回路と、
前記第２コイル及び前記位相角検出回路に正弦波を出力可能な信号発生器と、
制御部と、
を備え、
前記位相角検出回路は、前記信号発生器が前記正弦波を出力しているときに前記電流測定回路が測定した電流と、前記信号発生器から入力される前記正弦波との間の校正用位相角を検出可能であり、
前記制御部は、
前記位相角と前記校正用位相角とに基づいて補正位相角を算出し、
前記漏洩電流と前記補正位相角とに基づいて抵抗成分漏洩電流を算出する、測定装置。
【請求項2】
請求項１に記載の測定装置において、
前記制御部は、下記の式（１）に基づいて前記補正位相角を算出する、測定装置。
θ＝θ１－θ２ （１）
ただし、式（１）において、θは前記補正位相角を示し、θ１は前記位相角を示し、θ２は前記校正用位相角を示す。
前記制御部は、下記の式（１）に基づいて前記補正位相角を算出する、測定装置。
θ＝θ１－θ２ （１）
ただし、式（１）において、θは前記補正位相角を示し、θ１は前記位相角を示し、θ２は前記校正用位相角を示す。
【請求項3】
請求項２に記載の測定装置において、
前記制御部は、下記の式（２）に基づいて前記抵抗成分漏洩電流を算出する、測定装置。
Ｉｏｒ＝Ｉｏ×ｃｏｓθ （２）
ただし、Ｉｏｒは前記抵抗成分漏洩電流を示し、Ｉｏは前記漏洩電流を示す。
前記制御部は、下記の式（２）に基づいて前記抵抗成分漏洩電流を算出する、測定装置。
Ｉｏｒ＝Ｉｏ×ｃｏｓθ （２）
ただし、Ｉｏｒは前記抵抗成分漏洩電流を示し、Ｉｏは前記漏洩電流を示す。
【請求項4】
請求項１に記載の測定装置において、
ユーザからの操作を受け付け可能な入力部をさらに備え、
前記制御部は、校正動作を開始させる操作を前記入力部が前記ユーザから受け付けると、前記信号発生器に前記正弦波を出力させ、前記校正用位相角を検出する、測定装置。
ユーザからの操作を受け付け可能な入力部をさらに備え、
前記制御部は、校正動作を開始させる操作を前記入力部が前記ユーザから受け付けると、前記信号発生器に前記正弦波を出力させ、前記校正用位相角を検出する、測定装置。
【請求項5】
請求項１に記載の測定装置において、
表示部をさらに備え、
前記制御部は、算出した前記抵抗成分漏洩電流を前記表示部に表示させる、測定装置。
表示部をさらに備え、
前記制御部は、算出した前記抵抗成分漏洩電流を前記表示部に表示させる、測定装置。
【請求項6】
請求項１に記載の測定装置において、
前記信号発生器は、前記抵抗成分漏洩電流の測定対象周波数とは異なる周波数の前記正弦波を出力し、
前記制御部は、前記校正用位相角の検出と前記抵抗成分漏洩電流の算出とを同時に実行する、測定装置。
前記信号発生器は、前記抵抗成分漏洩電流の測定対象周波数とは異なる周波数の前記正弦波を出力し、
前記制御部は、前記校正用位相角の検出と前記抵抗成分漏洩電流の算出とを同時に実行する、測定装置。
【請求項7】
請求項６に記載の測定装置において、
前記信号発生器は、前記抵抗成分漏洩電流の測定対象周波数とは異なる１つの周波数の前記正弦波を出力し、
前記制御部は、前記抵抗成分漏洩電流の測定対象周波数とは異なる１つの周波数の前記正弦波を前記信号発生器が出力している状態で検出した校正用位相角に基づいて、前記抵抗成分漏洩電流の測定対象周波数における前記校正用位相角を算出する、測定装置。
前記信号発生器は、前記抵抗成分漏洩電流の測定対象周波数とは異なる１つの周波数の前記正弦波を出力し、
前記制御部は、前記抵抗成分漏洩電流の測定対象周波数とは異なる１つの周波数の前記正弦波を前記信号発生器が出力している状態で検出した校正用位相角に基づいて、前記抵抗成分漏洩電流の測定対象周波数における前記校正用位相角を算出する、測定装置。
【請求項8】
請求項６に記載の測定装置において、
前記信号発生器は、前記抵抗成分漏洩電流の測定対象周波数とは異なる２つの周波数の前記正弦波を出力し、
前記制御部は、前記抵抗成分漏洩電流の測定対象周波数とは異なる２つの周波数の前記正弦波を前記信号発生器が出力している状態で検出した校正用位相角に基づいて、前記抵抗成分漏洩電流の測定対象周波数における前記校正用位相角を算出する、測定装置。
前記信号発生器は、前記抵抗成分漏洩電流の測定対象周波数とは異なる２つの周波数の前記正弦波を出力し、
前記制御部は、前記抵抗成分漏洩電流の測定対象周波数とは異なる２つの周波数の前記正弦波を前記信号発生器が出力している状態で検出した校正用位相角に基づいて、前記抵抗成分漏洩電流の測定対象周波数における前記校正用位相角を算出する、測定装置。
【請求項9】
請求項８に記載の測定装置において、
前記２つの周波数の一方は前記測定対象周波数より大きい周波数であり、前記２つの周波数の他方は前記測定対象周波数より小さい周波数である、測定装置。
前記２つの周波数の一方は前記測定対象周波数より大きい周波数であり、前記２つの周波数の他方は前記測定対象周波数より小さい周波数である、測定装置。
【請求項10】
抵抗成分漏洩電流を測定可能な測定装置であって、配線の周囲を囲うように配置可能な磁性コアと、前記磁性コアに巻かれている第１コイル及び第２コイルと、前記第１コイルに接続され前記配線の漏洩電流を測定可能な電流測定回路と、前記配線の電圧を測定可能な電圧測定回路と、前記漏洩電流と前記電圧との間の位相角を検出可能な位相角検出回路と、前記第２コイル及び前記位相角検出回路に正弦波を出力可能な信号発生器と、を備える測定装置における測定方法であって、
前記位相角検出回路によって、前記信号発生器が前記正弦波を出力しているときに前記電流測定回路が測定した電流と、前記信号発生器から入力される前記正弦波との間の校正用位相角を検出するステップと、
前記位相角と前記校正用位相角とに基づいて補正位相角を算出するステップと、
前記漏洩電流と前記補正位相角とに基づいて抵抗成分漏洩電流を算出するステップと、
を含む、測定方法。
前記位相角検出回路によって、前記信号発生器が前記正弦波を出力しているときに前記電流測定回路が測定した電流と、前記信号発生器から入力される前記正弦波との間の校正用位相角を検出するステップと、
前記位相角と前記校正用位相角とに基づいて補正位相角を算出するステップと、
前記漏洩電流と前記補正位相角とに基づいて抵抗成分漏洩電流を算出するステップと、
を含む、測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、測定装置及び測定方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、活線の漏洩電流を測定する技術が知られている。活線は、電流が流れている状態の配線である。漏洩電流は、「Ｉｏ」とも称される。
【0003】
漏洩電流は、抵抗成分漏洩電流と容量成分漏洩電流とを有する。抵抗成分漏洩電流は、「Ｉｏｒ」とも称される。容量成分漏洩電流は、「Ｉｏｃ」とも称される。
【0004】
漏洩電流（Ｉｏ）は、抵抗成分漏洩電流（Ｉｏｒ）と容量成分漏洩電流（Ｉｏｃ）とのベクトル和である。配線の漏洩電流と、配線の電圧との間の位相角をθとすると、抵抗成分漏洩電流（Ｉｏｒ）は、下記のような式で表される。
Ｉｏｒ＝Ｉｏ×ｃｏｓθ
Ｉｏｒ＝Ｉｏ×ｃｏｓθ
【0005】
抵抗成分漏洩電流が流れていると熱が発生するため、抵抗成分漏洩電流は火災などの原因となり得る。そのため、抵抗成分漏洩電流を精度良く測定することが重要視されている。
【0006】
例えば特許文献１は、抵抗成分漏洩電流を測定することが可能な検出装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開２０２３－２１２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
抵抗成分漏洩電流は上述の式のように漏洩電流と位相角とに基づいて算出されるため、抵抗成分漏洩電流を精度良く測定するためには、漏洩電流を精度良く測定するだけでなく、位相角も精度良く測定する必要がある。
【0009】
通常の漏洩電流の測定においては、漏洩電流を測定するための磁性コア及び電流測定回路などにおいて位相の進み又は遅れが発生する。そのため、製造時又はメンテナンス時などに、位相の進み又は遅れを調整したり補正したりする必要がある。
【0010】
しかしながら、位相の進み又は遅れは、装置の劣化及び環境温度の変化などにより大きく変動することがある。そのため、実際に抵抗成分漏洩電流を測定するときには、調整又は補正をしたときから位相の進み又は遅れが大きく変動している場合もあり、位相角を精度良く測定することは困難であった。
【0011】
そこで、本開示は、抵抗成分漏洩電流の測定の際に位相角を精度良く測定することが可能な測定装置及び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】
【0012】
幾つかの実施形態に係る測定装置は、抵抗成分漏洩電流を測定可能な測定装置であって、配線の周囲を囲うように配置可能な磁性コアと、前記磁性コアに巻かれている第１コイル及び第２コイルと、前記第１コイルに接続され前記配線の漏洩電流を測定可能な電流測定回路と、前記配線の電圧を測定可能な電圧測定回路と、前記漏洩電流と前記電圧との間の位相角を検出可能な位相角検出回路と、前記第２コイル及び前記位相角検出回路に正弦波を出力可能な信号発生器と、制御部と、を備え、前記位相角検出回路は、前記信号発生器が前記正弦波を出力しているときに前記電流測定回路が測定した電流と、前記信号発生器から入力される前記正弦波との間の校正用位相角を検出可能であり、前記制御部は、前記位相角と前記校正用位相角とに基づいて補正位相角を算出し、前記漏洩電流と前記補正位相角とに基づいて抵抗成分漏洩電流を算出する。このような測定装置によれば、抵抗成分漏洩電流の測定の際に位相角を精度良く測定することが可能である。
【0013】
一実施形態に係る測定装置において、前記制御部は、下記の式（１）に基づいて前記補正位相角を算出してもよい。
θ＝θ１－θ２ （１）
ただし、式（１）において、θは前記補正位相角を示し、θ１は前記位相角を示し、θ２は前記校正用位相角を示す。これにより、補正位相角を算出することができる。
θ＝θ１－θ２ （１）
ただし、式（１）において、θは前記補正位相角を示し、θ１は前記位相角を示し、θ２は前記校正用位相角を示す。これにより、補正位相角を算出することができる。
【0014】
一実施形態に係る測定装置において、前記制御部は、下記の式（２）に基づいて前記抵抗成分漏洩電流を算出してもよい。
Ｉｏｒ＝Ｉｏ×ｃｏｓθ （２）
ただし、Ｉｏｒは前記抵抗成分漏洩電流を示し、Ｉｏは前記漏洩電流を示す。これにより、抵抗成分漏洩電流を算出することができる。
Ｉｏｒ＝Ｉｏ×ｃｏｓθ （２）
ただし、Ｉｏｒは前記抵抗成分漏洩電流を示し、Ｉｏは前記漏洩電流を示す。これにより、抵抗成分漏洩電流を算出することができる。
【0015】
一実施形態に係る測定装置において、ユーザからの操作を受け付け可能な入力部をさらに備え、前記制御部は、校正動作を開始させる操作を前記入力部が前記ユーザから受け付けると、前記信号発生器に前記正弦波を出力させ、前記校正用位相角を検出してもよい。これにより、ユーザからの操作に応じて校正動作を開始することができる。
【0016】
一実施形態に係る測定装置において、表示部をさらに備え、前記制御部は、算出した前記抵抗成分漏洩電流を前記表示部に表示させてもよい。これにより、ユーザは、表示部の表示によって抵抗成分漏洩電流を確認することができる。
【0017】
一実施形態に係る測定装置において、前記信号発生器は、前記抵抗成分漏洩電流の測定対象周波数とは異なる周波数の前記正弦波を出力し、前記制御部は、前記校正用位相角の検出と前記抵抗成分漏洩電流の算出とを同時に実行してもよい。これにより、校正動作と測定動作とを同時に実行することができる。
【0018】
一実施形態に係る測定装置において、前記信号発生器は、前記抵抗成分漏洩電流の測定対象周波数とは異なる１つの周波数の前記正弦波を出力し、前記制御部は、前記抵抗成分漏洩電流の測定対象周波数とは異なる１つの周波数の前記正弦波を前記信号発生器が出力している状態で検出した校正用位相角に基づいて、前記抵抗成分漏洩電流の測定対象周波数における前記校正用位相角を算出してもよい。これにより、信号発生器が測定対象周波数とは異なる１つの周波数の正弦波を出力することによって、校正動作と測定動作とを同時に実行することができる。
【0019】
一実施形態に係る測定装置において、前記信号発生器は、前記抵抗成分漏洩電流の測定対象周波数とは異なる２つの周波数の前記正弦波を出力し、前記制御部は、前記抵抗成分漏洩電流の測定対象周波数とは異なる２つの周波数の前記正弦波を前記信号発生器が出力している状態で検出した校正用位相角に基づいて、前記抵抗成分漏洩電流の測定対象周波数における前記校正用位相角を算出してもよい。これにより、信号発生器が測定対象周波数とは異なる２つの周波数の正弦波を出力することによって、校正動作と測定動作とを同時に実行することができる。
【0020】
一実施形態に係る測定装置において、前記２つの周波数の一方は前記測定対象周波数より大きい周波数であり、前記２つの周波数の他方は前記測定対象周波数より小さい周波数であってよい。これにより、校正用位相角を精度良く算出することができる。
【0021】
幾つかの実施形態に係る測定方法は、抵抗成分漏洩電流を測定可能な測定装置であって、配線の周囲を囲うように配置可能な磁性コアと、前記磁性コアに巻かれている第１コイル及び第２コイルと、前記第１コイルに接続され前記配線の漏洩電流を測定可能な電流測定回路と、前記配線の電圧を測定可能な電圧測定回路と、前記漏洩電流と前記電圧との間の位相角を検出可能な位相角検出回路と、前記第２コイル及び前記位相角検出回路に正弦波を出力可能な信号発生器と、を備える測定装置における測定方法であって、前記位相角検出回路によって、前記信号発生器が前記正弦波を出力しているときに前記電流測定回路が測定した電流と、前記信号発生器から入力される前記正弦波との間の校正用位相角を検出するステップと、前記位相角と前記校正用位相角とに基づいて補正位相角を算出するステップと、前記漏洩電流と前記補正位相角とに基づいて抵抗成分漏洩電流を算出するステップと、を含む。このような測定方法によれば、抵抗成分漏洩電流の測定の際に位相角を精度良く測定することが可能である。
【発明の効果】
【0022】
本開示によれば、抵抗成分漏洩電流の測定の際に位相角を精度良く測定することが可能な測定装置及び測定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】一実施形態に係る測定装置の概略構成図である。
【図2】漏洩電流Ｉｏ、抵抗成分漏洩電流Ｉｏｒ、容量成分漏洩電流Ｉｏｃの関係を示すベクトル図である。
【図3】一実施形態に係る測定装置が校正動作をしているときの様子を示す図である。
【図4】変形例に係る測定装置の概略構成図である。
【図5】比較例に係る測定装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下、本開示の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【0025】
図１は、一実施形態に係る測定装置１０の概略構成図である。
【0026】
測定装置１０は、活線の抵抗成分漏洩電流を測定可能な装置である。図１は、測定装置１０が、配電盤１と負荷２とを接続する配線５の抵抗成分漏洩電流を測定する様子を示す図である。配線５は電流が流れている状態の配線であり、配線５は活線である。
【0027】
なお、図１において、測定装置１０が、配電盤１と負荷２とを接続する配線５の抵抗成分漏洩電流を測定しているのは、一例として示したものである。測定装置１０は、このような配線５に限定されず、任意の活線の抵抗成分漏洩電流を測定することが可能である。
【0028】
配線５は、信号線５ａと、ＧＮＤ線５ｂとを備える。配線５は、例えば、信号線５ａの周りにＧＮＤ線５ｂが巻かれている同軸ケーブルであってよい。
【0029】
図１に示す例においては、配電盤１から負荷２に向かって、信号線５ａに電流Ｉ１が流れている。また、負荷２から配電盤１に向かって、ＧＮＤ線５ｂに電流Ｉ２が流れている。配線５から漏洩電流が流れていない場合は、電流Ｉ１と電流Ｉ２は等しい。
【0030】
配線５から漏洩電流が流れている場合、漏洩電流Ｉｏは、電流Ｉ１と電流Ｉ２との差分であり、下記の式（１）で表される。
Ｉｏ＝Ｉ１－Ｉ２ （１）
Ｉｏ＝Ｉ１－Ｉ２ （１）
【0031】
漏洩電流Ｉｏは、配線５の信号線５ａから抵抗４を介してＧＮＤに流れる抵抗成分漏洩電流Ｉｏｒと、配線５の信号線５ａからキャパシタ３を介してＧＮＤに流れる容量成分漏洩電流Ｉｏｃとのベクトル和である。
【0032】
図１に示す抵抗４は、抵抗素子をイメージしたものではなく、抵抗成分漏洩電流Ｉｏｒが流れる抵抗成分をイメージしたものである。また、図１に示すキャパシタ３は、キャパシタ素子をイメージしたものではなく、容量成分漏洩電流Ｉｏｃが流れるキャパシタ成分をイメージしたものである。
【0033】
図２は、漏洩電流Ｉｏ、抵抗成分漏洩電流Ｉｏｒ、容量成分漏洩電流Ｉｏｃの関係を示すベクトル図である。図２に示すθは、配線５に流れる漏洩電流Ｉｏと、配線５の電圧との間の位相角である。なお、本実施形態において、「配線５の電圧」とは、信号線５ａの電圧とＧＮＤ線５ｂの電圧との差分を意味するものとする。
【0034】
図２に示すように、抵抗成分漏洩電流Ｉｏｒは、漏洩電流Ｉｏと位相角θとに基づいて、下記の式（２）で表される。
Ｉｏｒ＝Ｉｏ×ｃｏｓθ （２）
Ｉｏｒ＝Ｉｏ×ｃｏｓθ （２）
【0035】
再び図１を参照し、測定装置１０の構成及び機能の概略について説明する。
【0036】
測定装置１０は、磁性コア１１と、第１コイルＬ１と、第２コイルＬ２と、電流測定回路１２と、電圧測定回路１３と、信号発生器１４と、位相角検出回路１５と、制御部１６と、入力部１７と、表示部１８と、第１スイッチＳＷ１と、第２スイッチＳＷ２と、第３スイッチＳＷ３とを備える。
【0037】
磁性コア１１は、抵抗成分漏洩電流の測定対象である配線５の周囲を囲うように配置することが可能である。磁性コア１１は、例えばリング状の形状であってよい。磁性コア１１は、一部が開閉可能な構成であってよい。磁性コア１１は、一部が開閉可能な構成である場合、配線５を挟み込むことができる。
【0038】
第１コイルＬ１は、磁性コア１１に巻かれているコイルである。第１コイルＬ１は、磁性コア１１が挟み込んでいる配線５の漏洩電流を検出することができる。
【0039】
第２コイルＬ２は、磁性コア１１に巻かれているコイルである。第２コイルＬ２は、測定装置１０において校正動作を行う際に用いられるコイルである。
【0040】
校正動作を行っている際に、第２コイルＬ２に信号発生器１４から正弦波が入力されると、第２コイルＬ２には正弦波の電流が流れる。そして、第２コイルＬ２は、磁性コア１１の内部に、正弦波に応じた磁束を発生させる。そうすると、第１コイルＬ１に電流が流れ、第１コイルＬ１は、正弦波に応じた電流を検出する。
【0041】
電流測定回路１２は、第１コイルＬ１に接続されている。電流測定回路１２には第１コイルＬ１が検出した配線５の漏洩電流が入力される。これにより、電流測定回路１２は、配線５の漏洩電流を測定することができる。
【0042】
電流測定回路１２は、電流電圧変換回路、増幅回路などを含んでいてよい。電流測定回路１２は、測定した配線５の漏洩電流に対応する信号を、位相角検出回路１５及び制御部１６に出力する。電流測定回路１２は、測定した配線５の漏洩電流に対応する信号を、電流として出力してもよいし電圧として出力してもよい。
【0043】
電圧測定回路１３は、配線５の信号線５ａ及びＧＮＤ線５ｂに接続可能である。電圧測定回路１３は、信号線５ａの電圧とＧＮＤ線５ｂの電圧との差分を配線５の電圧として測定する。電圧測定回路１３は、差動増幅回路などを含んでいてよい。電圧測定回路１３は、測定した配線５の電圧に対応する信号を、第３スイッチＳＷ３を介して位相角検出回路１５に出力する。
【0044】
信号発生器１４は、同期した２つの正弦波を出力可能な任意の構成の信号発生器である。信号発生器１４は、第１スイッチＳＷ１を介して第２コイルＬ２に接続されている。信号発生器１４は、第２スイッチＳＷ２を介して位相角検出回路１５に接続されている。
【0045】
信号発生器１４は、測定装置１０において校正動作を行う際に、第２コイルＬ２及び位相角検出回路１５に同期した正弦波を出力する。
【0046】
位相角検出回路１５は、入力される２つの信号の間の位相角を検出することが可能な回路である。
【0047】
位相角検出回路１５は、測定装置１０において測定動作を行う際には、電流測定回路１２が測定した漏洩電流と、電圧測定回路１３が測定した電圧との間の位相角を検出する。位相角検出回路１５は、検出した位相角を制御部１６に出力する。
【0048】
位相角検出回路１５は、測定装置１０において校正動作を行う際には、信号発生器１４が正弦波を出力しているときに電流測定回路１２が測定した電流と、信号発生器１４から入力される正弦波との間の校正用位相角を検出する。なお、本実施形態においては、信号発生器１４が正弦波を出力しているときに電流測定回路１２が測定した電流と、信号発生器１４から入力される正弦波との間の位相角を、「校正用位相角」と称する場合がある。位相角検出回路１５は、検出した校正用位相角を制御部１６に出力する。
【0049】
制御部１６は、測定装置１０全体及び測定装置１０の各ブロックを制御する。制御部１６は、少なくとも１つのプロセッサ、少なくとも１つの専用回路、又はこれらの組み合わせを含む。プロセッサは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）若しくはＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などの汎用プロセッサ、又は特定の処理に特化した専用プロセッサである。専用回路は、例えば、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）又はＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）である。
【0050】
制御部１６の動作の詳細については後述する。
【0051】
入力部１７は、ユーザからの操作を受け付け可能なインタフェースを含む。入力部１７は、例えば、ボタンなどを含んでいてよい。
【0052】
表示部１８は、各種のデータを表示することができる。表示部１８は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）又は有機ＥＬ（Electro Luminescent）ディスプレイなどを含んでいてよい。
【0053】
第１スイッチＳＷ１は、信号発生器１４と第２コイルＬ２との間に接続されている。第１スイッチＳＷ１は、制御部１６の指令に応じて、信号発生器１４と第２コイルＬ２との間の接続をオン／オフすることができる。第１スイッチＳＷ１は、電気的な接続のオン／オフを切り替え可能な任意の構成のスイッチであってよい。
【0054】
第２スイッチＳＷ２は、信号発生器１４と位相角検出回路１５との間に接続されている。第２スイッチＳＷ２は、制御部１６の指令に応じて、信号発生器１４と位相角検出回路１５との間の接続をオン／オフすることができる。第２スイッチＳＷ２は、電気的な接続のオン／オフを切り替え可能な任意の構成のスイッチであってよい。
【0055】
第３スイッチＳＷ３は、電圧測定回路１３と位相角検出回路１５との間に接続されている。第３スイッチＳＷ３は、制御部１６の指令に応じて、電圧測定回路１３と位相角検出回路１５との間の接続をオン／オフすることができる。第３スイッチＳＷ３は、電気的な接続のオン／オフを切り替え可能な任意の構成のスイッチであってよい。
【0056】
（測定装置の動作）
測定装置１０は、抵抗成分漏洩電流を測定するに際し、校正動作及び測定動作を実行する。校正動作及び測定動作について順に説明する。
測定装置１０は、抵抗成分漏洩電流を測定するに際し、校正動作及び測定動作を実行する。校正動作及び測定動作について順に説明する。
【0057】
＜校正動作＞
まず、測定装置１０の校正動作について説明する。測定動作を実行する直前に校正動作を実行することによって、測定装置１０は、磁性コア１１、第１コイルＬ１及び電流測定回路１２に起因する位相の進み又は遅れを補正することができる。
まず、測定装置１０の校正動作について説明する。測定動作を実行する直前に校正動作を実行することによって、測定装置１０は、磁性コア１１、第１コイルＬ１及び電流測定回路１２に起因する位相の進み又は遅れを補正することができる。
【0058】
図３は、測定装置１０が校正動作をしているときの様子を示す図である。校正動作をする際は、磁性コア１１は、配線５を挟み込んでいない。そのため、図３においては、配電盤１、配線５、負荷２、キャパシタ３及び抵抗４を記載していない。
【0059】
入力部１７は、校正動作を開始させるための操作をユーザから受け付け可能である。制御部１６は、校正動作を開始させるための操作を入力部１７がユーザから受け付けると、校正動作を開始する。
【0060】
校正動作を開始すると、制御部１６は、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２をオンする。また、制御部１６は、第３スイッチをオフする。
【0061】
続いて、制御部１６は、信号発生器１４に正弦波を発生させる。信号発生器１４は、第１スイッチＳＷ１を介して第２コイルＬ２に正弦波を出力する。また、信号発生器１４は、第２スイッチＳＷ２を介して位相角検出回路１５に正弦波を出力する。
【0062】
信号発生器１４が出力する正弦波の周波数は、抵抗成分漏洩電流の測定対象周波数と同じ周波数であってよい。例えば、測定対象周波数が５０Ｈｚである場合、信号発生器１４が出力する正弦波の周波数は５０Ｈｚであってよい。また、例えば、測定対象周波数が６０Ｈｚである場合、信号発生器１４が出力する正弦波の周波数は６０Ｈｚであってよい。
【0063】
第２コイルＬ２に信号発生器１４から正弦波が入力されると、第１コイルＬ１は、第２コイルＬ２に入力された正弦波に応じた電流を検出する。電流測定回路１２は、第１コイルＬ１に流れる電流を測定し、測定した電流に対応する信号を、位相角検出回路１５に出力する。
【0064】
位相角検出回路１５は、信号発生器１４が正弦波を出力しているときに電流測定回路１２が測定した電流と、信号発生器１４から入力される正弦波との間の校正用位相角を検出する。ここで位相角検出回路１５が検出する校正用位相角は、磁性コア１１、第１コイルＬ１及び電流測定回路１２に起因する位相角である。
【0065】
位相角検出回路１５は、検出した校正用位相角を制御部１６に出力する。制御部１６は、校正用位相角を保持する。
【0066】
＜測定動作＞
続いて、測定装置１０の測定動作について説明する。校正動作が終了して、制御部１６が校正用位相角を保持すると、測定装置１０は、測定動作を実行することができる。
続いて、測定装置１０の測定動作について説明する。校正動作が終了して、制御部１６が校正用位相角を保持すると、測定装置１０は、測定動作を実行することができる。
【0067】
図１は、測定装置１０が測定動作をしているときの様子を示す図である。測定動作をする際は、磁性コア１１が、抵抗成分漏洩電流の測定対象である配線５を挟み込んでいる。この際、配線５には電流が流れており、配線５は活線である。
【0068】
測定動作を開始すると、制御部１６は、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２をオフする。また、制御部１６は、第３スイッチをオンする。この際、制御部１６は、信号発生器１４に正弦波を出力させない。
【0069】
第１コイルＬ１は、磁性コア１１が挟み込んでいる配線５の漏洩電流を検出する。電流測定回路１２には第１コイルＬ１が検出した配線５の漏洩電流が入力される。これにより、電流測定回路１２は、配線５の漏洩電流を測定する。電流測定回路１２は、測定した漏洩電流に対応する信号を、位相角検出回路１５に出力する。
【0070】
電圧測定回路１３は、信号線５ａの電圧とＧＮＤ線５ｂの電圧との差分を配線５の電圧として測定する。電圧測定回路１３は、測定した配線５の電圧に対応する信号を、第３スイッチＳＷ３を介して位相角検出回路１５に出力する。
【0071】
位相角検出回路１５は、電流測定回路１２が測定した漏洩電流と、電圧測定回路１３が測定した配線５の電圧との間の位相角を検出する。
【0072】
位相角検出回路１５は、検出した位相角を制御部１６に出力する。
【0073】
制御部１６は、測定動作において位相角検出回路１５から取得した位相角θ１と、校正動作において位相角検出回路１５から取得した校正用位相角θ２とに基づいて、補正位相角θを下記の式（３）のように算出する。
θ＝θ１－θ２ （３）
θ＝θ１－θ２ （３）
【0074】
このように、測定動作において取得した位相角θ１を、校正動作において取得した校正用位相角θ２に基づいて補正することによって、制御部１６は、磁性コア１１、第１コイルＬ１及び電流測定回路１２に起因する位相の進み又は遅れを補正した補正位相角θを算出することができる。
【0075】
制御部１６は、電流測定回路１２が測定した漏洩電流Ｉｏと、上述の式（３）により算出した補正位相角θに基づいて、抵抗成分漏洩電流Ｉｏｒを、下記の式（４）のように算出する。
Ｉｏｒ＝Ｉｏ×ｃｏｓθ （４）
Ｉｏｒ＝Ｉｏ×ｃｏｓθ （４）
【0076】
制御部１６は、算出した抵抗成分漏洩電流Ｉｏｒを、表示部１８に表示させる。
【0077】
以上のような一実施形態に係る測定装置１０によれば、抵抗成分漏洩電流の測定の際に位相角を精度良く測定することが可能となる。より具体的には、測定装置１０は、第２コイルＬ２及び位相角検出回路１５に正弦波を出力可能な信号発生器１４を備え、位相角検出回路１５は、信号発生器１４が正弦波を出力しているときに電流測定回路１２が測定した電流と、信号発生器１４から入力される正弦波との間の校正用位相角を検出可能である。そして、制御部１６は、漏洩電流と電圧との間の位相角と、校正用位相角とに基づいて補正位相角を算出し、漏洩電流と補正位相角とに基づいて抵抗成分漏洩電流を算出する。このように、校正用位相角を検出し、位相角と校正用位相角とに基づいて補正位相角を算出することにより、測定装置１０は、磁性コア１１、第１コイルＬ１及び電流測定回路１２に起因する位相の進み又は遅れを補正した補正位相角を算出することができる。したがって、測定装置１０は、抵抗成分漏洩電流の測定の際に位相角を精度良く測定することができる。
【0078】
また、一実施形態に係る測定装置１０によれば、校正用位相角を自動で算出することができるため、メンテナンス時などに、位相の進み又は遅れを調整したり補正したりする必要がない。したがって、作業者の負担を軽減することができる。また、校正用の設備を設けることを不要とすることができる。
【0079】
【0080】
変形例に係る測定装置１０ａは、校正動作と測定動作とを同時に実行するという点で、図１に示した測定装置１０の動作と異なる。
【0081】
変形例に係る測定装置１０ａの構成は、図１に示した測定装置１０の構成と同様であるため、測定装置１０ａの構成の説明は省略する。
【0082】
変形例に係る測定装置１０ａは、校正動作と測定動作とを同時に実行する。そのため、変形例に係る測定装置１０ａは、図４に示すように、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２及び第３スイッチＳＷ３を全てオンした状態で動作する。
【0083】
なお、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２及び第３スイッチＳＷ３を全てオンした状態で動作するため、変形例に係る測定装置１０ａは、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２及び第３スイッチＳＷ３を備えていなくてもよい。この場合、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２及び第３スイッチＳＷ３の部分はショートしていてよい。
【0084】
変形例に係る測定装置１０ａの信号発生器１４は、抵抗成分漏洩電流の測定対象周波数とは異なる周波数の正弦波を出力する。例えば、抵抗成分漏洩電流の測定対象周波数が５０Ｈｚである場合、信号発生器１４は、５０Ｈｚとは異なる周波数の正弦波を出力する。
【0085】
このように、抵抗成分漏洩電流の測定対象周波数と、信号発生器１４が出力する正弦波の周波数を異なる周波数とすることにより、測定装置１０ａは、校正動作と測定動作とを同時に実行することができる。
【0086】
測定対象周波数をFreq_meas、信号発生器１４が出力する校正動作用の正弦波の周波数をFreq_calとして説明する。
【0087】
位相角検出回路１５は、電流測定回路１２が測定したFreq_calの周波数の電流と、信号発生器１４から入力されるFreq_calの周波数の正弦波との間の位相角を、校正用周波数位相角として検出する。
【0088】
位相角検出回路１５は、検出した校正用周波数位相角を制御部１６に出力する。
【0089】
制御部１６は、位相角検出回路１５から取得した校正用周波数位相角θｃａｌに基づいて、校正用位相角θ２を、下記の式（５）のように算出する。
【数1】
【0090】
また、位相角検出回路１５は、電流測定回路１２が測定したFreq_measの周波数の漏洩電流と、電圧測定回路１３が測定した配線５のFreq_measの周波数の電圧との間の位相角θ１を検出する。
【0091】
位相角検出回路１５は、検出した位相角θ１を制御部１６に出力する。
【0092】
制御部１６は、位相角検出回路１５から取得した位相角θ１と、上述の式（５）に基づいて算出した校正用位相角θ２とに基づいて、補正位相角θを上述の式（３）に基づいて算出する。
【0093】
変形例に係る測定装置１０ａの信号発生器１４は、上述のように抵抗成分漏洩電流の測定対象周波数とは異なる１つの周波数の正弦波を出力してもよいが、抵抗成分漏洩電流の測定対象周波数とは異なる２つの周波数の正弦波を出力してもよい。以下、信号発生器１４が、抵抗成分漏洩電流の測定対象周波数とは異なる２つの周波数の正弦波を出力する場合の動作について説明する。
【0094】
測定対象周波数をFreq_meas、信号発生器１４が出力する校正動作用の正弦波の一方の周波数をFreq_cal1、信号発生器１４が出力する校正動作用の正弦波の他方の周波数をFreq_cal2、として説明する。なお、Freq_cal1は、Freq_measより小さい周波数であり、Freq_cal2は、Freq_measより大きい周波数である。
【0095】
位相角検出回路１５は、電流測定回路１２が測定したFreq_cal1の周波数の電流と、信号発生器１４から入力されるFreq_cal1の周波数の正弦波との間の位相角を、第１の校正用周波数位相角として検出する。
【0096】
位相角検出回路１５は、電流測定回路１２が測定したFreq_cal2の周波数の電流と、信号発生器１４から入力されるFreq_cal2の周波数の正弦波との間の位相角を、第２の校正用周波数位相角として検出する。
【0097】
位相角検出回路１５は、検出した第１の校正用周波数位相角及び第２の校正用周波数位相角を制御部１６に出力する。
【0098】
制御部１６は、位相角検出回路１５から取得した第１の校正用周波数位相角θｃａｌ１及び第２の校正用周波数位相角θｃａｌ２に基づいて、校正用位相角θ２を、下記の式（６）～（８）のように算出する。
【数2】
【数3】
【数4】
【0099】
また、位相角検出回路１５は、電流測定回路１２が測定したFreq_measの周波数の漏洩電流と、電圧測定回路１３が測定した配線５のFreq_measの周波数の電圧との間の位相角θ１を検出する。
【0100】
位相角検出回路１５は、検出した位相角θ１を制御部１６に出力する。
【0101】
制御部１６は、位相角検出回路１５から取得した位相角θ１と、上述の式（６）～（８）に基づいて算出した校正用位相角θ２とに基づいて、補正位相角θを上述の式（３）に基づいて算出する。
【0102】
このように、信号発生器１４が測定対象周波数とは異なる２つの周波数の正弦波を出力することにより、信号発生器１４が測定対象周波数とは異なる１つの周波数の正弦波を出力する場合に比べて、比較例に係る測定装置１０ａは、広い周波数範囲に亘って、補正位相角θを精度良く算出することができる。
【0103】
（比較例）
図５は、比較例に係る測定装置２００の概略構成図である。
図５は、比較例に係る測定装置２００の概略構成図である。
【0104】
比較例に係る測定装置２００は、磁性コア１１と、第１コイルＬ１と、電流測定回路１２と、電圧測定回路１３と、位相角検出回路１５と、制御部１６と、入力部１７と、表示部１８とを備える。
【0105】
比較例に係る測定装置２００は、第２コイルＬ２、信号発生器１４、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２及び第３スイッチＳＷ３を備えていないという点で、図１に示した一実施形態に係る測定装置１０と相違する。
【0106】
比較例に係る測定装置２００は、第２コイルＬ２及び信号発生器１４を備えていないため、図１に示した測定装置１０が実行可能な校正動作を実行することができない。
【0107】
そのため、比較例に係る測定装置２００は、磁性コア１１、第１コイルＬ１及び電流測定回路１２に起因する位相の進み又は遅れを、校正動作によって補正することができない。したがって、比較例に係る測定装置２００は、抵抗成分漏洩電流を測定する際に位相角を精度良く測定することができない。
【0108】
本開示は、その精神又はその本質的な特徴から離れることなく、上述した実施形態以外の他の所定の形態で実現できることは当業者にとって明白である。従って、先の記述は例示的であり、これに限定されない。開示の範囲は、先の記述によってではなく、付加した請求項によって定義される。あらゆる変更のうちその均等の範囲内にあるいくつかの変更は、その中に包含される。
【0109】
例えば、上述した各構成部の配置及び個数等は、上記の説明及び図面における図示の内容に限定されない。各構成部の配置及び個数等は、その機能を実現できるのであれば、任意に構成されてもよい。
【0110】
例えば、上述した実施形態において、抵抗成分漏洩電流を測定する際に位相角を補正することができる測定装置１０について説明した。しかしながら、上述した位相角を補正する技術は、位相角を測定する他の装置に対しても適用可能である。例えば、クランプ電力計においても位相角を精度良く測定することが重要であるが、上述の位相角を補正する技術は、クランプ電力計にも適用可能である。上述の位相角を補正する技術をクランプ電力計に実装すれば、クランプ電力計は、精度良く位相角を測定することができるため、精度良く電力測定を行うことができる。
【符号の説明】
【0111】
１ 配電盤
２ 負荷
３ キャパシタ
４ 抵抗
５ 配線
５ａ 信号線
５ｂ ＧＮＤ線
１０、１０ａ 測定装置
１１ 磁性コア
１２ 電流測定回路
１３ 電圧測定回路
１４ 信号発生器
１５ 位相角検出回路
１６ 制御部
１７ 入力部
１８ 表示部
Ｌ１ 第１コイル
Ｌ２ 第２コイル
ＳＷ１ 第１スイッチ
ＳＷ２ 第２スイッチ
ＳＷ３ 第３スイッチ
２００ 測定装置
２ 負荷
３ キャパシタ
４ 抵抗
５ 配線
５ａ 信号線
５ｂ ＧＮＤ線
１０、１０ａ 測定装置
１１ 磁性コア
１２ 電流測定回路
１３ 電圧測定回路
１４ 信号発生器
１５ 位相角検出回路
１６ 制御部
１７ 入力部
１８ 表示部
Ｌ１ 第１コイル
Ｌ２ 第２コイル
ＳＷ１ 第１スイッチ
ＳＷ２ 第２スイッチ
ＳＷ３ 第３スイッチ
２００ 測定装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】