JP5541704B2

JP5541704B2 - 漏れ電流測定装置

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Publication number: JP5541704B2
Application number: JP2010133516A
Authority: JP
Inventors: 昌男樋口
Original assignee: Hioki EE Corp
Current assignee: Hioki EE Corp
Priority date: 2009-06-30
Filing date: 2010-06-11
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2030-06-11
Also published as: JP2011027721A

Description

本発明は、ＩＥＣ６０６０１−１などの安全規格に基づいて被測定対象機器（電気機器）についての患者測定電流などの漏れ電流を測定する漏れ電流測定装置に関するものである。

この種の漏れ電流測定装置には、下記の非特許文献１の例えば第６ページに記載されているように、被測定対象機器に対して供給している商用交流電圧の極性を切り換える模擬回路が必要とされている。また、この模擬回路の一例としてＩＥＣ６０６０１−１規格には、図６に示す模擬回路６０が記載されている。この模擬回路６０は、絶縁トランス９、極性切換スイッチ６１および接断スイッチ６２を含んで構成されている。絶縁トランス９は、商用交流電圧Ｖ１が入力される一対の交流入力端子１１，１２に一次巻線９ａが接続されて、絶縁された商用交流電圧Ｖ１を二次巻線９ｂから出力する。極性切換スイッチ６１は、一例として２極双投形のスイッチ（トグルスイッチやスライドスイッチなど）で構成されている。また、極性切換スイッチ６１は、二次巻線９ｂの各端部と一対の交流出力端子１４，１５とをそれぞれ接続する供給電路２４，２５に各極が図６に示す接続状態で介装されている。接断スイッチ６２は、単極単投形のスイッチで構成されている。また、接断スイッチ６２は、供給電路２４，２５のうちの接地される側の供給電路２５に介装されて、この供給電路２５を接・断（接続または切断）する。なお、図６におけるＰＥは、被測定対象機器３０における保護接地を示し、ＦＥは被測定対象機器３０における機能接地を示しており、模擬回路６０には、各ＰＥ，ＦＥを個別に接地するための２つのスイッチ２７，２８が設けられている。

したがって、この交流入力端子１１，１２、交流出力端子１４，１５および模擬回路６０を備えた漏れ電流測定装置６５では、模擬回路６０の極性切換スイッチ６１を操作することにより、被測定対象機器３０に対して供給している商用交流電圧Ｖ１の極性を切り換えることができると共に、接断スイッチ６２を操作することにより、接地側の供給電路２５を接・断することが可能となっており、接地側の供給電路２５を接続状態にして商用交流電圧Ｖ１の極性を切り換えたときの切り換え前後の各状態と、接地側の供給電路２５を切断状態にして商用交流電圧Ｖ１の極性を切り換えたときの切り換え前後の各状態とにおいて、規格に従って接続された不図示の測定ネットワークに流れる電流を漏れ電流として測定可能となっている。

ＨＩＯＫＩ、３１５６リークカレントハイテスタ、ユーザーズガイド、［２００９年６月２２日検索］、インターネット＜URL：http://hioki.jp/tech/pdf/3156UGJ_02.pdf＞

ところが、上記の模擬回路６０を備えた漏れ電流測定装置６５には、以下の解決すべき課題が存在している。すなわち、この模擬回路６０では、極性切換スイッチ６１を操作して、被測定対象機器３０に対して供給している商用交流電圧Ｖ１の極性を切り換える都度、被測定対象機器３０への商用交流電圧Ｖ１の供給が一時的に中断される。このため、被測定対象機器３０がパソコンを含む構成の場合には、パソコンにおける処理中のデータの破壊を回避する必要がある。したがって、商用交流電圧Ｖ１の極性を切り換えようとするときには、まず、被測定対象機器３０のパソコンをシャットダウンさせ、次いで、極性切換スイッチ６１を操作して商用交流電圧Ｖ１の極性を切り換え、続いて、被測定対象機器３０のパソコンを再起動する（立ち上げ直す）という操作が常に必要となる。このため、パソコンを含む被測定対象機器３０についての漏れ電流の測定に長時間を要するという課題が存在している。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、被測定対象機器に対する商用交流電圧の供給を中断することなくこの商用交流電圧の極性を切り換え得る漏れ電流測定装置を提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく請求項１記載の漏れ電流測定装置は、入力される商用交流電圧の極性を切り換えて被測定対象機器に供給する極性切換回路を含む模擬回路と、前記被測定対象機器についての漏れ電流の経路を構成する測定ネットワークの両端間電圧を測定する電圧計とを備え、前記極性切換回路は、一次巻線に商用の交流電圧が入力される絶縁トランスの二次巻線の両端部に接続されて、当該二次巻線から出力される前記商用交流電圧を入力して前記被測定対象機器に供給する一対の供給電路と、当該一対の供給電路のうちの任意の一方を選択的に接地する接地スイッチとを備えている漏れ電流測定装置であって、前記接地スイッチに対して直列に接続された電流制限抵抗と、前記電流制限抵抗に対して並列に接続されて当該電流制限抵抗を短絡可能に構成された短絡スイッチと、前記電流制限抵抗に流れる電流を検出する電流計とを備えている。

また、請求項２記載の漏れ電流測定装置は、請求項１記載の漏れ電流測定装置において、前記短絡スイッチによって前記電流制限抵抗が短絡されていない状態において前記電流計で検出された前記電流の電流値が予め規定されたしきい値以下のときに、前記短絡スイッチを作動させて前記電流制限抵抗を短絡する処理部を備えている。

また、請求項３記載の漏れ電流測定装置は、請求項１または２記載の漏れ電流測定装置において、接地スイッチは、単極双投形のスイッチで構成されている。

また、請求項４記載の漏れ電流測定装置は、請求項１から３のいずれかに記載の漏れ電流測定装置において、前記模擬回路は、前記一対の供給電路のうちの一方を接・断する第１接断スイッチ、および当該一対の供給電路のうちの他方を接・断する第２接断スイッチを備えている。

請求項１記載の漏れ電流測定装置では、一次巻線に商用交流電圧が入力される絶縁トランスの二次巻線の両端部に接続されて、この二次巻線から出力される商用交流電圧を入力して被測定対象機器に供給する一対の供給電路と、一対の供給電路のうちの任意の一方を選択的に接地する接地スイッチとを備えた極性切換回路を有して模擬回路が構成されている。

したがって、この漏れ電流測定装置によれば、２極双投形のスイッチを使用して商用交流電圧の極性を切り換える従来の構成とは異なり、接地スイッチを操作することで、各交流出力端子に商用交流電圧を連続的に出力しつつ、この商用交流電圧の極性を切り換えることができる。このため、被測定対象機器がパソコンを含む構成であっても、パソコンをシャットダウンや再起動させることなく、被測定対象機器についての漏れ電流を測定することができる結果、漏れ電流測定の効率を十分に向上させることができる。

また、この漏れ電流測定装置では、接地スイッチに対して直列に接続された電流制限抵抗と、電流制限抵抗に対して並列に接続されて電流制限抵抗を短絡可能に構成された短絡スイッチと、電流制限抵抗に流れる電流を検出する電流計とを備えているため、電流計で検出される電流に基づいて、絶縁トランスの使用の有無を判別することができる。したがって、この漏れ電流測定装置によれば、絶縁トランスを使用していると判別したときにのみ、短絡スイッチを作動させて一対の供給電路のうちの任意の一方を接地スイッチを介して接地することができるため、絶縁トランスを介さずに商用交流電圧を直接入力している状態において、一対の供給電路のうちの一方を接地スイッチを介して接地（短絡）される事態を確実に回避することができるため、装置の安全性を向上させることができる。

また、請求項２記載の漏れ電流測定装置によれば、処理部が、短絡スイッチによって電流制限抵抗が短絡されていない状態において電流計で検出された電流の電流値が予め規定されたしきい値以下のときに、絶縁トランスが使用されていると判別して、短絡スイッチを作動させて電流制限抵抗を短絡するため、一対の供給電路のうちの一方を接地する操作が自動化される結果、測定作業の省力化を図ることができる。

また、請求項３記載の漏れ電流測定装置によれば、単極双投形のスイッチで接地スイッチを構成したことにより、二次巻線の各端部を単極単投形のスイッチを用いて個別に接地する構成とは異なり、スイッチの誤操作によって二次巻線の各端部が同時に接地されるといった事態を確実に回避することができる。

また、請求項４記載の漏れ電流測定装置によれば、二次巻線の両端部に接続される一対の供給電路のうちの一方の供給電路を接・断する第１接断スイッチ、および他方の供給電路を接・断する第２接断スイッチを備えて模擬回路を構成したことにより、各交流出力端子に商用交流電圧を連続的に供給させた状態において、この商用交流電圧の極性を切り換え得る構成としつつ、一対の供給電路（電源線）の一方を切断した状態における漏れ電流についても確実に測定することができる。

漏れ電流測定装置１の構成を示す構成図である。漏れ電流測定装置１Ａの構成を示す構成図である。漏れ電流測定装置１Ｂの構成を示す構成図である。漏れ電流測定装置１Ｃの構成を示す構成図である。漏れ電流測定装置１Ｃの他の構成を示す構成図である。従来の漏れ電流測定装置６５の構成を示す構成図である。

以下、漏れ電流測定装置１の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

最初に、漏れ電流測定装置１の構成について、図面を参照して説明する。

図１に示す漏れ電流測定装置１は、インレット２、アウトレット３、模擬回路４、測定ネットワーク５、電圧計６、テスト端子７ａ，７ｂ、テストリード８ａ，８ｂおよび絶縁トランス９を備え、一例としてＩＥＣ６０６０１−１に規定されている漏れ電流としての患者測定電流Ｉ１を被測定対象機器３０について測定可能に構成されている。

インレット２には、図１に示すように、一対の交流入力端子１１，１２および接地端子１３が設けられている。接地端子１３は、漏れ電流測定装置１において基準電位となる内部接地Ｇ１に接続されている。アウトレット３には、一対の交流出力端子１４，１５および接地端子１６が設けられている。絶縁トランス９は、一次巻線９ａおよび二次巻線９ｂを備えている。この場合、一次巻線９ａは交流入力端子１１，１２間に接続されている。二次巻線９ｂは、各端部が後述する一対の供給電路（電源線）２４，２５に接続されている。また、二次巻線９ｂは、一次巻線９ａに対して電気的に絶縁されると共に、例えば一次巻線９ａと同じ巻数に規定されている。

模擬回路４は、図１に示すように、接地スイッチ２１、２つの接断スイッチ２２，２３および一対の供給電路２４，２５を含んで構成されている。接地スイッチ２１は、一例として単極双投形のスイッチ（トグルスイッチやスライドスイッチなど）で構成されている。また、接地スイッチ２１は、同図に示す接続状態で供給電路２４，２５と内部接地Ｇ１との間に配設されることにより、供給電路２４，２５のうちの任意の一方（二次巻線９ｂの２つの端部のうちの任意の一方でもある）を選択的に内部接地Ｇ１に接続可能に構成されている。絶縁トランス９の二次巻線９ｂは接地スイッチ２１の無い状態ではフローティング状態にあり、接地スイッチ２１によって供給電路２４，２５のうちのいずれか一方が内部接地Ｇ１に接続されて初めて、二次巻線９ｂに発生する交流電圧の極性が規定される。したがって、供給電路２４，２５に入力される交流電圧の極性を切り換えてアウトレット３に供給（出力）する極性切換回路２６が、供給電路２４，２５および接地スイッチ２１によって構成される。

接断スイッチ２２は、第１接断スイッチであって、一例として単極単投形のトグルスイッチで構成されて、供給電路２４（二次巻線９ｂの一方の端部と交流出力端子１４とを接続する電路）に介装されている。これにより、接断スイッチ２２は、供給電路２４を接・断（接続または切断）可能、つまり、二次巻線９ｂの一方の端部と交流出力端子１４（一方の交流出力端子）との間を接・断可能となっている。一方、接断スイッチ２３は、第２接断スイッチであって、接断スイッチ２２と同様にして単極単投形のトグルスイッチで構成されて、供給電路２５（二次巻線９ｂの他方の端部と交流出力端子１５とを接続する電路）に介装されている。これにより、接断スイッチ２３は、供給電路２５を接・断（接続または切断）可能、つまり、二次巻線９ｂの他方の端部と交流出力端子１５（他方の交流出力端子）との間を接・断可能となっている。また、模擬回路４には、被測定対象機器３０における保護接地ＰＥと内部接地Ｇ１、被測定対象機器３０における機能接地ＦＥと内部接地Ｇ１とを個別に接地するための２つの接断スイッチ２７，２８が設けられている。なお、接断スイッチ２７は、アウトレット３の接地端子１６を経由して保護接地ＰＥと接続される。

測定ネットワーク５は、既知の抵抗網で構成されている。また、測定ネットワーク５は、図１に示すように、テスト端子７ａ，７ｂ間に接続されている。また、テスト端子７ａにはテストリード８ａが、またテスト端子７ｂにはテストリード８ｂがそれぞれ接続されている。これにより、患者測定電流Ｉ１が、各テストリード８ａ，８ｂを介して測定ネットワーク５に流れ得るように構成されている。電圧計６は、患者測定電流Ｉ１が流れることによって測定ネットワーク５における所定の部位間（例えば測定ネットワーク５の両端間）に発生する電圧を測定する。上記したように、測定ネットワーク５は既知の抵抗網で構成されているため、電圧計６によって電圧が測定される部位間の抵抗値も既知である。このため、この既知の抵抗値と電圧計６で測定された電圧とに基づいて、患者測定電流Ｉ１の測定が可能となっている。

次に、漏れ電流測定装置１を用いて、被測定対象機器３０についての患者測定電流Ｉ１を測定する方法について、漏れ電流測定装置１の動作と共に説明する。

測定の前段階として、漏れ電流測定装置１のアウトレット３に被測定対象機器３０の電源ケーブルＰＷを接続し、かつ漏れ電流測定装置１のテストリード８ａを被測定対象機器３０の一の装着部３１に接続すると共に、テストリード８ｂを被測定対象機器３０の他の装着部３２に接続する。なお、接地スイッチ２１は、供給電路２５が内部接地Ｇ１に接続される状態となっており、各接断スイッチ２２，２３は共にオン状態になっているものとする。また、インレット２の接地端子１３は、外部接地Ｇに接続されているものとする。

この状態において、まず、インレット２の各交流入力端子１１，１２間に商用交流電圧Ｖ１を印加する。これにより、模擬回路４の絶縁トランス９の一次巻線９ａにも商用交流電圧Ｖ１が印加されるため、絶縁トランス９の二次巻線９ｂ側には、絶縁された商用交流電圧Ｖ１が発生する。また、上記したように、各接断スイッチ２２，２３がオン状態となっているため、この商用交流電圧Ｖ１は各供給電路２４，２５、アウトレット３の各交流出力端子１４，１５および電源ケーブルＰＷを経由して被測定対象機器３０に供給される。この際に、上記したように、接地スイッチ２１によって供給電路２５が内部接地Ｇ１に接続されているため、商用交流電圧Ｖ１は供給電路２５側が接地電位に規定された状態で供給される。

次いで、電圧計６によって測定ネットワーク５の所定の部位間に発生している電圧を測定し、続いて、測定された電圧と測定ネットワーク５における所定の部位間の抵抗値とに基づいて、被測定対象機器３０の各装着部３１，３２間に流れる患者測定電流Ｉ１を算出（測定）する。これにより、供給電路２５側を接地電位に規定した極性で商用交流電圧Ｖ１を被測定対象機器３０に供給した状態での患者測定電流Ｉ１の測定が完了する。

次いで、供給電路２４側を接地電位に規定した極性で商用交流電圧Ｖ１を被測定対象機器３０に供給した状態での患者測定電流Ｉ１の測定を実行する。この測定では、まず、接地スイッチ２１を操作して、供給電路２４を内部接地Ｇ１に接続する。絶縁トランス９の二次巻線９ｂ側は、接地スイッチ２１によって内部接地Ｇ１に接続されていない状態では、内部接地Ｇ１に対してフローティング状態となっている。このため、接地スイッチ２１によって供給電路２４が内部接地Ｇ１に接続されることにより、供給電路２５に代えて、供給電路２４が接地電位に規定されるため、交流出力端子１４，１５間に供給（出力）される商用交流電圧Ｖ１の極性が反転した状態となる（極性が切り換えられる）。この商用交流電圧Ｖ１の極性の切り換えに際して、この漏れ電流測定装置１では、従来の漏れ電流測定装置とは異なり、供給電路２４，２５のいずれも切断状態にならないため、商用交流電圧Ｖ１は連続して供給され続ける（商用交流電圧Ｖ１の供給は中断されない）。

続いて、電圧計６によって測定ネットワーク５の所定の部位間に発生している電圧を測定し、最後に、測定された電圧と測定ネットワーク５における所定の部位間の抵抗値とに基づいて、被測定対象機器３０の各装着部３１，３２間に流れる患者測定電流Ｉ１を算出（測定）する。これにより、供給電路２４側を接地電位に規定した極性で商用交流電圧Ｖ１を被測定対象機器３０に供給した状態での患者測定電流Ｉ１の測定が完了する。

また、この漏れ電流測定装置１では、各供給電路２４，２５のうちの接地電位に規定されている一方が切断状態となったときの患者測定電流Ｉ１についても測定する必要がある。以下、この条件において、患者測定電流Ｉ１を測定する方法について説明する。上記した患者測定電流Ｉ１の測定に続いて測定を実行するため、供給電路２４側が最初に接地電位に規定されているものとする。

この状態において、まず、接断スイッチ２２を操作して、供給電路２４を切断状態に移行させる。次いで、電圧計６によって測定ネットワーク５の所定の部位間に発生している電圧を測定し、最後に、測定された電圧と測定ネットワーク５における所定の部位間の抵抗値とに基づいて、被測定対象機器３０の各装着部３１，３２間に流れる患者測定電流Ｉ１を算出（測定）する。これにより、供給電路２４側を接地電位に規定し、かつ供給電路２４を切断状態にしたときの患者測定電流Ｉ１の測定が完了する。

続いて、供給電路２５側を接地電位に規定し、かつ供給電路２５を切断状態にしたときの患者測定電流Ｉ１の測定を実行する。この測定では、まず、接断スイッチ２２，２３を操作して、接断スイッチ２２をオン状態、接断スイッチ２３をオフ状態に移行させる。また、接地スイッチ２１を操作して、供給電路２５を接地電位に規定する。次いで、電圧計６によって測定ネットワーク５の所定の部位間に発生している電圧を測定し、最後に、測定された電圧と測定ネットワーク５における所定の部位間の抵抗値とに基づいて、被測定対象機器３０の各装着部３１，３２間に流れる患者測定電流Ｉ１を算出（測定）する。これにより、供給電路２５側を接地電位に規定し、かつ供給電路２５を切断状態にしたときの患者測定電流Ｉ１の測定が完了する。

このように、この漏れ電流測定装置１では、一次巻線９ａに商用交流電圧Ｖ１が入力される絶縁トランス９の二次巻線９ｂの両端部に接続されて、二次巻線９ｂから出力される商用交流電圧Ｖ１を入力して被測定対象機器３０に供給する一対の供給電路２４，２５と、この一対の供給電路２４，２５のうちの任意の一方を選択的に接地する接地スイッチ２１とを備えた極性切換回路２６を有して模擬回路４が構成されている。したがって、この漏れ電流測定装置１によれば、２極双投形のスイッチを使用して商用交流電圧Ｖ１の極性を切り換える従来の構成とは異なり、接地スイッチ２１を操作することで、供給電路２４，２５のいずれも切断状態とすることなく、つまり、供給電路２４，２５を介して各交流出力端子１４，１５に商用交流電圧Ｖ１を連続的に出力しつつ（供給させつつ）、この商用交流電圧Ｖ１の極性を切り換えることができる。このため、被測定対象機器３０がパソコンを含む構成であっても、パソコンをシャットダウンや再起動させることなく、被測定対象機器３０についての患者測定電流Ｉ１を測定することができる結果、漏れ電流測定の効率を十分に向上させることができる。

また、この漏れ電流測定装置１によれば、一次巻線９ａに入力された商用交流電圧Ｖ１を絶縁して二次巻線９ｂから出力する上記の絶縁トランス９を備えたことにより、個別に絶縁トランスを用意することなく、装置単体で、漏れ電流（患者測定電流Ｉ１）を測定することができる。

また、図示はしないが、二次巻線９ｂの各端部と内部接地Ｇ１との間に単極単投形のスイッチをそれぞれ接地スイッチとして配設して、この２つの単極単投形のスイッチを操作することで、二次巻線９ｂの各端部を選択的に接地する構成とすることも可能である。しかしながら、この構成では誤操作により、二次巻線９ｂの各端部が同時に接地される虞があり、好ましくない。これに対して、この漏れ電流測定装置１によれば、単極双投形のスイッチで接地スイッチ２１を構成したことにより、二次巻線９ｂの各端部が同時に接地される事態を確実に回避することができる。

また、この漏れ電流測定装置１では、供給電路２４（絶縁トランス９における二次巻線９ｂの一方の端部と交流出力端子１４との間）を接・断する接断スイッチ２２、および供給電路２５（二次巻線９ｂの他方の端部と交流出力端子１５との間）を接・断する接断スイッチ２３を備えて模擬回路４が構成されている。したがって、この漏れ電流測定装置１によれば、供給電路２４，２５を介して各交流出力端子１４，１５に商用交流電圧Ｖ１を連続的に供給させた状態において、この商用交流電圧Ｖ１の極性を切り換え得る構成としつつ、供給電路２４，２５のうちの任意の一方を切断することができるため、供給電路２４，２５のうちの一方を切断した状態における患者測定電流Ｉ１についても確実に測定することができる。

なお、漏れ電流の一例として患者測定電流Ｉ１を測定する漏れ電流測定装置１について上記したが、漏れ電流測定装置１における模擬回路４は、患者測定電流Ｉ１以外の漏れ電流を測定する漏れ電流測定装置に対しても適用できるのは勿論である。例えば、図２に示すように、測定ネットワーク５をインレット２の接地端子１３とアウトレット３の接地端子１６との間に接続し、この測定ネットワーク５に流れる漏れ電流である接地漏れ電流Ｉ２（被測定対象機器３０の保護接地ＰＥからインレット２の接地端子１３を経由して接地に流れる漏れ電流）を測定する漏れ電流測定装置１Ａの模擬回路に模擬回路４を使用することもできる。なお、漏れ電流測定装置１と同一の構成については同一の符号を付して重複する説明を省略する。この漏れ電流測定装置１Ａにおいても、模擬回路４を使用したことにより、供給電路２４，２５のいずれも切断状態とすることなく、つまり、供給電路２４，２５を介して各交流出力端子１４，１５に商用交流電圧Ｖ１を連続的に供給させつつ、この商用交流電圧Ｖ１の極性を切り換えながら、接地漏れ電流Ｉ２を測定することができる。また、この漏れ電流測定装置１Ａによれば、模擬回路４を使用したことにより、供給電路２４，２５のうちの一方を切断した状態における接地漏れ電流Ｉ２についても測定することができる。

また、図示はしないが、上記の漏れ電流測定装置１，１Ａ以外にも、外装漏れ電流を測定する漏れ電流測定装置や、患者漏れ電流を測定する漏れ電流測定装置においても、模擬回路４を使用することにより、供給電路２４，２５のいずれも切断状態とすることなく、つまり、供給電路２４，２５を介して各交流出力端子１４，１５に商用交流電圧Ｖ１を連続的に供給させつつ、この商用交流電圧Ｖ１の極性を切り換えながら、外装漏れ電流や患者漏れ電流を測定することができる。また、供給電路２４，２５のうちの一方を切断した状態における外装漏れ電流や患者漏れ電流についても測定することができる。また、測定ネットワーク５を内部に備えた漏れ電流測定装置１，１Ａについて説明したが、測定ネットワークは漏れ電流測定装置とは別体であってもよいのは勿論である。

また、絶縁トランス９を装置に内蔵する構成を採用した例について上記したが、図３に示す漏れ電流測定装置１Ｂのように、絶縁トランス９を漏れ電流測定装置の外部に配置する構成を採用した場合にも、上述した極性切換回路２６を有する模擬回路４を備えることにより、接地スイッチ２１を操作することで、供給電路２４，２５のいずれも切断状態とすることなく、つまり、供給電路２４，２５を介して各交流出力端子１４，１５に商用交流電圧Ｖ１を連続的に出力しつつ（供給させつつ）、この商用交流電圧Ｖ１の極性を切り換えて、漏れ電流を測定することができる。以下、この漏れ電流測定装置１Ｂについて説明する。なお、一例として、漏れ電流測定装置１と同様にして患者測定電流Ｉ１を測定する構成を採用した例を挙げて説明するが、他の漏れ電流を測定する漏れ電流測定装置についても、絶縁トランス９を外部に配置する構成とすることもできる。また、漏れ電流測定装置１と同一の構成については同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、模擬回路４は漏れ電流測定装置１で説明した構成と同一であるため、接地スイッチ２１等の内部回路については図３では図示を省略している。

この漏れ電流測定装置１Ｂは、上記した漏れ電流測定装置１の構成要素のうちから絶縁トランス９の配設を省くと共に、絶縁トランス接続用の端子部４１を追加して構成されている。この場合、端子部４１には一対の交流入力端子４２，４３と、接地端子４４とが設けられ、模擬回路４の供給電路２４には、交流入力端子１１に代えて交流入力端子４２が接続され、模擬回路４の供給電路２５には、交流入力端子１２に代えて交流入力端子４３が接続されている。

この漏れ電流測定装置１Ｂを用いて、患者測定電流Ｉ１を測定する場合には、まず、絶縁トランス９における二次巻線９ｂの各端子を交流入力端子４２，４３に接続し、次いで、絶縁トランス９の一次巻線９ａに商用交流電圧Ｖ１を入力する。これにより、絶縁トランス９の二次巻線９ｂから、絶縁された商用交流電圧Ｖ１が供給電路２４，２５間に供給される。このようにして、この構成においても、絶縁トランス９の二次巻線９ｂは接地スイッチ２１の無い状態ではフローティング状態にあり、接地スイッチ２１によって供給電路２４，２５のうちのいずれか一方が内部接地Ｇ１に接続されて初めて、二次巻線９ｂに発生する交流電圧の極性が規定される。したがって、漏れ電流測定装置１Ｂにおいても、供給電路２４，２５を介して各交流出力端子１４，１５に商用交流電圧Ｖ１を連続的に出力しつつ（供給させつつ）、この商用交流電圧Ｖ１の極性を模擬回路４の極性切換回路２６で切り換えることができる。また、この漏れ電流測定装置１Ｂによれば、漏れ電流の測定に際して、絶縁トランス９を別途用意する必要があるものの、被測定対象機器３０で必要とされる電力に適合した絶縁トランス９を使用することができる結果、様々な消費電力の被測定対象機器３０についての漏れ電流を測定することができる。また、図示はしないが、漏れ電流測定装置１のように絶縁トランス９を内蔵しつつ、漏れ電流測定装置１Ｂのように端子部４１を備えて、被測定対象機器３０の消費電力に応じて、内蔵の絶縁トランス９と、外付けの絶縁トランス９とを使い分ける構成を採用することもできる。

また、上記の漏れ電流測定装置１Ｂでは、絶縁トランス９を外部に配置する構成のため、誤って絶縁トランス９を介さずに交流入力端子４２，４３に商用交流電圧Ｖ１を直接入力する事態も想定され、この場合には、商用交流電圧Ｖ１が供給されている状態の供給電路２４，２５のうちの一方が接地スイッチ２１を介して内部接地Ｇ１に短絡されることになり、安全上の問題が生じる。このような事態の発生は、図４に示す構成の漏れ電流測定装置１Ｃを採用することにより、確実に回避することができる。以下、漏れ電流測定装置１Ｃの構成について説明する。なお、漏れ電流測定装置１Ｃは、基本構成が漏れ電流測定装置１Ｂと共通するため、漏れ電流測定装置１Ｂと同一の構成については同一の符号を付して重複する説明を省略する。

この漏れ電流測定装置１Ｃは、上記した漏れ電流測定装置１Ｂの構成要素に対して、電流制限抵抗５１、短絡スイッチ５２、電流計５３、処理部５４および出力部５５を追加して構成されている。電流制限抵抗５１は、接地スイッチ２１に対して直列に接続されて、接地スイッチ２１と内部接地Ｇ１との間に配設されている。また、電流制限抵抗５１は、商用交流電圧Ｖ１が印加された状態において、自身に流れる電流が商用交流電圧Ｖ１の電路に配設されているブレーカの作動電流（例えば、１２ｍＡ程度）を若干下回るように（例えば、１０ｍＡ程度）抵抗値が予め設定されている。短絡スイッチ５２は、接断スイッチで構成されると共に電流制限抵抗５１に対して並列に接続されて、電流制限抵抗５１を短絡可能に構成されている。一例として、短絡スイッチ５２は、処理部５４から出力される制御信号Ｓ１に基づいて接続状態または切断状態のいずれか一方の状態に移行する電磁スイッチ（例えば、リレー）で構成されている。電流計５３は、電流制限抵抗５１と同様にして接地スイッチ２１に対して直列に接続されることにより（電流制限抵抗５１に対して直列に接続される構成でもある）、電流制限抵抗５１に流れる電流Ｉ３の電流値を検出する。また、電流計５３は、検出した電流Ｉ３の電流値を示す電流データＤｉを処理部５４に出力する。

処理部５４は、ＣＰＵおよび内部メモリ（いずれも図示せず）を備えて構成されて、電流データＤｉに基づいて絶縁トランス９の使用の有無を判別する判別処理、短絡スイッチ５２に対する制御処理、および出力処理を実行する。出力部５５は、一例としてＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などの表示装置で構成されて、処理部５４による判別処理の結果を表示する。なお、ＬＣＤに代えて、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などで出力部５５を構成することもできる。

この漏れ電流測定装置１Ｃでは、装置の起動時や漏れ電流の測定開始前に、処理部５４が、短絡スイッチ５２に対して制御信号Ｓ１を出力することにより、短絡スイッチ５２を切断状態に移行させることで、電流計５３と内部接地Ｇ１との間に電流制限抵抗５１が介装された状態に移行させる。次いで、接地スイッチ２１が操作されて、供給電路２４，２５のいずれか一方が電流計５３に接続されたときには、処理部５４は、判別処理を実行する。

この判別処理では、処理部５４は、まず、電流計５３から出力される電流データＤｉに基づいて、電流制限抵抗５１に流れる電流Ｉ３の電流値を算出する。次いで、処理部５４は、算出した電流Ｉ３の電流値と予め規定されたしきい値（例えば、５ｍＡ）とを比較する。この場合、絶縁トランス９が使用されて、フローティング状態にある絶縁トランス９の二次巻線９ｂから供給電路２４，２５に商用交流電圧Ｖ１が供給されているときには、電流制限抵抗５１を介して流れる電流Ｉ３の電流値は小さいため、しきい値以下となる。一方、絶縁トランス９が使用されておらず、供給電路２４，２５に商用交流電圧Ｖ１が商用ラインから直接供給されているときには、電流制限抵抗５１を介して上記したように１０ｍＡ程度の電流Ｉ３が流れるため、電流制限抵抗５１を介して流れる電流Ｉ３の電流値はしきい値を超える値となる。したがって、処理部５４は、電流データＤｉから特定される電流Ｉ３の電流値に基づいて、絶縁トランス９の使用の有無を判別することが可能となっている。

この判別の結果、処理部５４は、絶縁トランス９が使用されていると判別したときには、制御処理を実行する。この制御処理では、処理部５４は、短絡スイッチ５２に対して制御信号Ｓ１を出力することにより、短絡スイッチ５２を接続状態に移行させることで、短絡スイッチ５２で電流制限抵抗５１を短絡させる。これにより、絶縁トランス９が使用されているときには、接地スイッチ２１によって供給電路２４，２５のうちの任意の１つを内部接地Ｇ１に接続することができるため、漏れ電流の測定が可能となる。

一方、処理部５４は、絶縁トランス９が使用されていないと判別したときには、短絡スイッチ５２を切断状態に維持させる。これにより、接地スイッチ２１によって電流計５３に接続されている供給電路２４，２５のうちの一方が内部接地Ｇ１に直接接続される事態が回避される。この場合、処理部５４は、表示処理を実行する。この表示処理では、処理部５４は、その旨（絶縁トランス９が使用されていない旨）を出力部５５に出力する。本例では、出力部５５が表示装置で構成されているため、絶縁トランス９が使用されていないことを示す情報（文章やマークなど）が表示装置の画面上に表示される。これにより、絶縁トランス９が使用されていない旨が漏れ電流測定装置１Ｃによって報知される。

したがって、この漏れ電流測定装置１Ｃによれば、絶縁トランス９を使用していると判別したときにのみ、短絡スイッチ５２を作動させて一対の供給電路２４，２５のうちの任意の一方を接地スイッチ２１を介して接地することができるため、絶縁トランス９を介さずに交流入力端子４２，４３に商用交流電圧Ｖ１を直接入力している状態において、供給電路２４，２５のうちの一方が接地スイッチ２１を介して内部接地Ｇ１に短絡される事態を確実に回避することができるため、装置の安全性を向上させることができる。

また、漏れ電流測定装置１Ｃでは、図５に示すように、二次巻線９ｂの各端部が接続される供給電路２４，２５と内部接地Ｇ１との間に単極単投形のスイッチをそれぞれ接地スイッチ２１ａ，２１ｂとして配設して、この２つの接地スイッチ２１ａ，２１ｂを操作することで、二次巻線９ｂの各端部を選択的に接地する他の構成を採用することもできる。この構成においては、上記した接地スイッチ２１が１つの構成の漏れ電流測定装置１Ｃにおける接地スイッチ２１に関する構成を、図５に示すように、各接地スイッチ２１ａ，２１ｂに対して適用する。具体的には、供給電路２４に接続された接地スイッチ２１ａに対して、内部接地Ｇ１との間に、電流計５３ａおよび電流制限抵抗５１ａを直列に接続すると共に、電流制限抵抗５１ａに対して短絡スイッチ５２ａを並列に接続する。また、供給電路２５に接続された接地スイッチ２１ｂに対して、内部接地Ｇ１との間に、電流計５３ｂおよび電流制限抵抗５１ｂを直列に接続すると共に、電流制限抵抗５１ｂに対して短絡スイッチ５２ｂを並列に接続する。

この構成では、処理部５４は、接地スイッチ２１ａが操作されたときには、判別処理を実行して、電流計５３ａから出力される電流データＤｉａに基づいて電流制限抵抗５１ａに流れる電流Ｉ３ａの電流値を算出して、しきい値と比較することにより、また、接地スイッチ２１ｂが操作されたときには、判別処理を実行して、電流計５３ｂから出力される電流データＤｉｂに基づいて電流制限抵抗５１ｂに流れる電流Ｉ３ｂの電流値を算出して、しきい値と比較することにより、絶縁トランス９の使用の有無をそれぞれにおいて判別する。また、処理部５４は、電流データＤｉａに基づいて絶縁トランス９を使用していると判別したときには、制御信号Ｓ１ａを短絡スイッチ５２ａに出力して、短絡スイッチ５２ａで電流制限抵抗５１ａを短絡し、電流データＤｉｂに基づいて絶縁トランス９を使用していると判別したときには、制御信号Ｓ１ｂを短絡スイッチ５２ｂに出力して、短絡スイッチ５２ｂで電流制限抵抗５１ｂを短絡する。この構成によれば、処理部５４が、各電流データＤｉａ，Ｄｉｂに基づいて、絶縁トランス９の使用の有無を自動的に判別して、電流制限抵抗５１ａ，５１ｂを対応する短絡スイッチ５２ａ，５２ｂで短絡することができる。このため、接地スイッチ２１ａ，２１ｂを単極双投形のスイッチで構成しない場合においても、接地スイッチに対する操作ミスによって二次巻線９ｂの各端部が同時に接地される事態を回避しつつ、二次巻線９ｂの各端部をそれぞれ接地して、模擬回路４に供給される商用交流電圧Ｖ１の極性を反転させることができる。

なお、制御信号Ｓ１（Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ）に基づいて接続状態または切断状態のいずれか一方の状態に移行する電磁スイッチで短絡スイッチ５２（５２ａ，５２ｂ）を構成して、処理部５４が、電流データＤｉ（Ｄｉａ，Ｄｉｂ）から特定される電流Ｉ３（Ｉ３ａ，Ｉ３ｂ）の電流値に基づいて絶縁トランス９の使用の有無を判別すると共に、判別結果に基づいて短絡スイッチ５２（５２ａ，５２ｂ）を接続状態または切断状態のいずれかの状態に自動的に移行させることで、測定作業の省力化を図ることができる漏れ電流測定装置１Ｃについて説明したが、短絡スイッチ５２（５２ａ，５２ｂ）を手動スイッチで構成し、出力部５５に表示される処理部５４の判別結果（絶縁トランス９の使用の有無を示す判別結果）に基づいて、手動で短絡スイッチ５２（５２ａ，５２ｂ）を操作する構成を採用して、漏れ電流測定装置を構成することもできる。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ漏れ電流測定装置
４模擬回路
５測定ネットワーク
６電圧計
９絶縁トランス
９ａ一次巻線
９ｂ二次巻線
１１，１２交流入力端子
１４，１５交流出力端子
２１接地スイッチ
２２，２３接断スイッチ
２６極性切換回路
３０被測定対象機器
５１電流制限抵抗
５２短絡スイッチ
５３電流計
Ｖ１商用交流電圧

Claims

入力される商用交流電圧の極性を切り換えて被測定対象機器に供給する極性切換回路を含む模擬回路と、
前記被測定対象機器についての漏れ電流の経路を構成する測定ネットワークの両端間電圧を測定する電圧計とを備え、
前記極性切換回路は、一次巻線に商用の交流電圧が入力される絶縁トランスの二次巻線の両端部に接続されて、当該二次巻線から出力される前記商用交流電圧を入力して前記被測定対象機器に供給する一対の供給電路と、当該一対の供給電路のうちの任意の一方を選択的に接地する接地スイッチとを備えている漏れ電流測定装置であって、
前記接地スイッチに対して直列に接続された電流制限抵抗と、
前記電流制限抵抗に対して並列に接続されて当該電流制限抵抗を短絡可能に構成された短絡スイッチと、
前記電流制限抵抗に流れる電流を検出する電流計とを備えている漏れ電流測定装置。
前記短絡スイッチによって前記電流制限抵抗が短絡されていない状態において前記電流計で検出された前記電流の電流値が予め規定されたしきい値以下のときに、前記短絡スイッチを作動させて前記電流制限抵抗を短絡する処理部を備えている請求項１記載の漏れ電流測定装置。
接地スイッチは、単極双投形のスイッチで構成されている請求項１または２記載の漏れ電流測定装置。
前記模擬回路は、前記一対の供給電路のうちの一方を接・断する第１接断スイッチ、および当該一対の供給電路のうちの他方を接・断する第２接断スイッチを備えている請求項１から３のいずれかに記載の漏れ電流測定装置。