(57)【要約】【課題】電力供給状態が不適切な状態であることを検知して、電力管理上の問題を解決し、とくに、既存の電力供給系統や計器類に対して加える変更を軽微なもので、その機能を実現する。【解決手段】三相２００Ｖ用電力量計と単相１００Ｖ用電力量計とが設けられた電力供給装置であって、三相２００Ｖの電力を供給する３本の電力供給線、または単相１００Ｖの電力を供給する３本の電力供給線を、それぞれ３本を一括して組とし、それらの組のいずれかを組のまま同一の変流器に装着し、変流器が漏れ電流を検出することに基づいて、電力供給状態が不適切な状態であることを検知する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相２００Ｖ用電力量計と単相１００Ｖ用電力量計とが設けられた電力供給装置であって、
前記三相２００Ｖ用電力量計は、三相交流電源に接続されて２００Ｖの三相交流電力を供給する３本の電力供給線について設置されたものとし、
また、前記単相１００Ｖ用電力量計は、三相交流電源に接続された３本の電力供給線のうちの１本を接地し、この接地された電力供給線とその他の電力供給線との間の１００Ｖの単相交流を互いに逆位相の関係として電力を供給するように構成した、前記３本の電力供給線について設置されたものとし、
前記三相２００Ｖの電力を供給する３本の電力供給線、または前記単相１００Ｖの電力を供給する３本の電力供給線を、それぞれ３本を一括して組とし、
それらの組のいずれかを組のまま同一の変流器に装着し、
当該変流器が不平衡分の電流を検出することに基づいて、電力供給状態が不適切な状態であることを検知することを特徴とする電力供給装置。
【請求項２】
前記変流器が漏れ電流を検出した場合に、電力供給状態が不適切な状態であることを表示する表示手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の電力供給装置。
【請求項３】
前記変流器と前記表示手段とを、変流器が設けられた側の電力供給線についての電力量計のケーシング内に収容設置したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電力供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三相交流と単相の交流とを同時に供給する電力供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、一般に電力は三相交流で供給されているが、需要家の必要に応じて２００Ｖの三相交流と１００Ｖの単相交流との両方を供給することがある。この場合、電力量計は三相交流電力量を計量する三相電力用電力量計と単相交流電力量を計量する単相電力量用電力量計とが、それぞれの電力供給線に設置されている。
【０００３】
ところで、このように２種類の電力供給線が、需要家に引き込まれていると、需要家において電力供給線の種類を明確に把握しておくべきであるが、需要家によっては誤用したり、複数種類の電力供給線を混用したりするおそれがある。
【０００４】
例えば、屋内配線は本来有資格者のみが工事をすることができるものであるが、需要家によっては自宅内であることから、違法であることを知らずに素人工事が行われるなどの場合には電力供給線の誤用や混用など不適切な電力使用状態が生じるおそれも皆無とはいえない。
【０００５】
そのような電力供給線の種類の誤用や混用などの不適切な電力使用があると、当然使用された需要家の電気機器を誤作動させたり損傷を生じさせたりするおそれがあるが、とくに、混用された場合には、低電圧小電流の電力供給系統に高電圧が加わったり大電流が流れたりする可能性があり、変圧器などの電力供給系統を損傷したり、計器類に誤作動を生じさせるなどの不具合を生じるおそれがあり（特許文献１）、電力供給管理上の問題となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実用新案登録第３０７９３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上のように、２００Ｖの三相交流と１００Ｖの単相交流との両方を、需要家に供給する場合に、２００Ｖの三相交流を供給する電力供給線と１００Ｖの単相交流を供給する電力供給線とは本来別個に区別されて取り扱われるが、何らかの原因で、２００Ｖの三相交流の電力供給線と１００Ｖの単相交流の電力供給線との組み合わせを電源とする不適切な電力使用状態が発生すると、電力供給系統を損傷したり、計器類に誤作動を生じさせたりして、電力供給管理上の問題となりうる。
【０００８】
本発明は、２００Ｖの三相交流と１００Ｖの単相交流との両方を需要家に供給する場合に、何らかの原因で、２００Ｖの三相交流の電力供給線と１００Ｖの単相交流の電力供給線との組み合わせを電源とする不適切な電力使用状態が発生した場合に、電力供給状態が不適切な状態であることを検知して、電力管理上の問題を解決しようとするもので、とくに、比較的簡易な装置を追加することによって、既存の電力供給系統や計器類に対して加える変更を軽微なものとしながら、その機能を実現することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、前記の電力供給状態が不適切な状態であることを、変流器を用いることにより検知できることに想到し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
（１）三相２００Ｖ用電力量計と単相１００Ｖ用電力量計とが設けられた電力供給装置であって、前記三相２００Ｖ用電力量計は、三相交流電源に接続されて２００Ｖの三相交流電力を供給する３本の電力供給線について設置されたものとし、また、前記単相１００Ｖ用電力量計は、単相交流電源に接続された３本の電力供給線のうちの１本を接地し、この接地された電力供給線とその他の電力供給線との間の１００Ｖの単相交流を互いに逆位相の関係として電力を供給するように構成した、前記３本の電力供給線について設置されたものとし、前記三相２００Ｖの電力を供給する３本の電力供給線、または前記単相１００Ｖの電力を供給する３本の電力供給線を、それぞれ３本を一括して組とし、それらの組のいずれかを組のまま同一の変流器に装着し、当該変流器が漏れ電流（非対称分）を検出することに基づいて、電力供給状態が不適切な状態であることを検知することを特徴とする。
【００１１】
（１）の変流器には、三相２００Ｖの電力供給線を構成する３本の電力供給線、または前記単相１００Ｖの電力を供給する３本の電力供給線を、それぞれ３本を一括して組とし、それらの組のいずれかを組のまま同一の変流器に装着するものである。三相２００Ｖの電力供給線に適切に需要家の電気機器が接続されている場合や、前記単相１００Ｖの電力供給線に適切に需要家の電気機器が接続されている場合には、三相交流や前記単相交流の電流に関する対称性が維持されているから、変流器は漏れ電流（非対称分）を検出しない。
【００１２】
三相２００Ｖの電力供給線と単相１００Ｖの電力供給線とが混用されて需要家の電気機器が接続されている場合、三相２００Ｖの電力供給線からの電流が単相１００Ｖの電力供給線側に流れるので、三相交流および前記単相交流の電流に関する対称性が損なわれ、三相２００Ｖの３本の電力供給線、または前記単相１００Ｖの３本の電力供給線に一括して装着した変流器には、漏れ電流（非対称分）が流れることになる。このことは、前記変流器が漏れ電流（非対称分）を検出すれば、電力供給状態が不適切な状態にあると検知され、電力管理上の問題の所在が明らかとなるからその解決に資する。しかも、本案においては、変流器を装着して漏れ電流（非対称分）を検出するという簡易な装置を追加すれば足りるので、既存の電力系統に対する変更は軽微である。
【００１３】
（２）さらに、前記変流器が漏れ電流（非対称分）を検出した場合に、電力供給状態が不適切な状態であることを表示する表示手段を設けたことを特徴とする。
【００１４】
（２）の表示手段を設けたことにより、表示手段の表示を視認するだけで電力供給状態が不適切な状態であることが直ちに認識され、電力管理上の問題を早期に解決することができる。
【００１５】
（３）さらに、前記変流器と前記表示手段とを、変流器が設けられた側の電力供給線についての電力量計のケーシング内に収容設置したことを特徴とする。
【００１６】
（３）の変流器と前記表示手段とを、変流器が設けられた側の電力供給線についての電力量計のケーシング内に収容設置することによって、予め電力量計の製造工程で所要の配線をも行うことができるので、電力量計の設置現場での追加工事の発生が軽減する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の変流器には、三相２００Ｖの電力供給線を構成する３本の電力供給線、または前記単相１００Ｖの電力を供給する３本の電力供給線を、それぞれ３本を一括して組とし、それらの組のいずれかを組のまま同一の変流器に装着するものであるので、三相２００Ｖの電力供給線に適切に需要家の電気機器が接続されている場合や、前記単相１００Ｖの電力供給線に適切に需要家の電気機器が接続されている場合には、三相交流や前記単相交流の電流に関する対称性が維持されているから、変流器は漏れ電流（非対称分）を検出しない。また、三相２００Ｖの電力供給線と単相１００Ｖの電力供給線とが混用されて需要家の電気機器が接続されている場合、三相２００Ｖの電力供給線からの電流が単相１００Ｖの電力供給線側に流れる。したがって、三相交流および前記単相交流の電流に関する対称性が損なわれ、三相２００Ｖの３本の電力供給線、または前記単相１００Ｖの３本の電力供給線に一括して装着した変流器には、漏れ電流（非対称分）が流れることになる。このことは、前記変流器が漏れ電流（非対称分）を検出すれば、電力供給状態が不適切な状態にあると検知され、電力管理上の問題の所在が明らかとなるからその解決に資する。しかも、本案においては、変流器を装着して漏れ電流（非対称分）を検出するという簡易な装置を追加すれば足りるので、既存の電力系統に対する変更は軽微である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す図である。
【図２】本発明の表示手段のブロック図である。
【図３】本発明により得られた不適切状態情報の利用形態を示す概念図である。
【図４】本発明の第２の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の第１の実施形態について、図１から図３により説明する。これらの図において、１、２は変圧器、３は２００Ｖ用電力供給線、５は１００Ｖ用電力供給線であり、２００Ｖ用電力供給線には２００Ｖ用電力量計７が、また１００Ｖ用電力供給線５には１００Ｖ用電力量計９がそれぞれ設置されて、それぞれは動力負荷１１または電灯負荷１３に接続されている。
【００２０】
これらの変圧器１、２に対しては、それぞれに同一の電源から６０００Ｖの三相交流が印加されている。変圧器１は端子１５と端子１７との間に２００Ｖの交流を発生する。変圧器２は端子１７と端子１９との間に同じく２００Ｖの交流を発生する。ここで、変圧器１と変圧器２とが端子１７を共用するから、端子１５と端子１９との間は２００Ｖの電位差が発生し、全体として２００Ｖの三相交流が発生している。これらの端子１５、端子１７、端子１９のそれぞれから２００Ｖ用電力量計７側に伸びる３本の電力供給線は、２００Ｖ用電力供給線３を構成する。
【００２１】
一方、変圧器２には、二次側コイルの中間点に端子２１が設置されているが、この端子に連なる電力供給線が接地されているので、この端子２１と端子１７との間、およびこの端子２１と端子１９との間には１００Ｖの電位差が発生して単相交流となる、いわゆる単相３線式である。この場合、これらの単相交流は互いに逆位相の関係となっている。これらの端子１７、１９、２１から１００Ｖ用電力量計９側に伸びる３本の電力供給線は、１００Ｖ用電力供給線５を構成する。ただし、端子２１から伸びる線は、前記したように接地されているので、中性線として端子１７、１９のそれぞれからの単相電力の供給に寄与するものである。
【００２２】
前記のように構成され３本の電力供給線からなる、２００Ｖ用電力供給線３は、検出装置４０（後から詳しく説明する）を経て、２００Ｖ用電力量計７の入力側端子２３ｕ、２３ｖ、２３ｗに接続される。すなわち、端子１５から伸びる電力供給線は入力側端子２３ｕに、端子１７から伸びる電力供給線は入力側端子２３ｖに、端子１９から伸びる電力供給線は入力側端子２３ｗにそれぞれ接続される。
【００２３】
２００Ｖ用電力量計７内においては、三相交流を供給する３本の電力供給線のうち前記入力側端子２３ｕと入力側端子２３ｗとに接続された２本について、それぞれ電圧コイル２５ｕ、２５ｗが設置され、またそれぞれ電流コイル２７ｕ、２７ｗが接続されている。
【００２４】
これらの電圧コイル２５ｕ、２５ｗと電流コイル２７ｕ、２７ｗは、それぞれ組となって電力検出手段を構成するもので、これらの電圧コイル２５ｕ、２５ｗと電流コイル２７ｕ、２７ｗに発生する移動磁界により不図示のアルミ円板を回転させ、このアルミ円板の回転量から２００Ｖ用電力供給線３に流れる電流に応じた使用電力量を表示するようになっている。
【００２５】
そして、電流コイル２７ｕ、２７ｗを経た後、前記端子１５から伸びて入力側端子２３ｕに接続された電力供給線は出力側端子２９ｕに、また、端子１９から伸びて入力側端子２３ｗに接続された電力供給線は２３出力側端子２９ｗにそれぞれ接続されている。なお、端子１７から伸び入力側端子２３ｖに接続された電力供給線には、前記のような電力検出手段が構成されず、そのまま、前記各電圧コイルを経由する回路とともに、出力側端子２９ｖに接続されている。
【００２６】
このようにして、３つの出力側端子２９ｕ、２９ｖ、２９ｗには、２００Ｖの三相交流が出力されることになり、ここには図示しないブレーカなどを介して動力負荷１１が接続されている。
【００２７】
一方、前記変圧器２の端子１７、１９、２１から１００Ｖ用電力量計９側に伸びる３本の電力供給線は、１００Ｖ用電力量計９の入力側端子３１ｖ、３１ｗ、３１ｕにそれぞれ接続されている。
【００２８】
１００Ｖ用電力量計９においても、前記２００Ｖ用電力量計７と同様に、入力側端子３１ｖ、３１ｗから伸びる電力供給線に、電圧コイル３３ｖ、３３ｗと電流コイル３５ｖ、３５ｗとがそれぞれに設置されて前記と同様の電力検出手段を構成して使用した電力量を表示するようになっている。なお、前記入力端子３１ｕから伸びる電力供給線は、接地された中性線であり、前記のような電力検出手段は設けられていない。入力端子３１ｖ、３１ｗから伸びる電力供給線と、前記入力側端子３１ｕから伸びて中性線として機能する電力供給線とは、それぞれ出力側端子３７ｖ、３７ｗ、３７ｕに接続される。そして、これらの入力側端子３１ｖと入力側端子３１ｕの間および入力側端子３１ｗと入力側端子３１ｕの間には、それぞれ不図示のブレーカ等を介して電灯負荷１３がそれぞれ接続されるようになっている。
【００２９】
この第１の実施形態においては、このように構成された電力供給装置の前記２００Ｖ用電力供給線３に、電力の不適切使用状態を検知するための検出装置４０が設置されているが、前記１００Ｖ用電力供給線側に検出装置４０に設けることにしても良い。
【００３０】
検出装置４０は、図２に示すように、検出手段としての変流器４１と制御手段４２と出力手段４３とで構成されている。
【００３１】
変流器４１は、例えば、円形の貫通穴を中央に備えた円環状の外形を有する貫通形であるが、その形状および種類には限定されない。変流器４１は、図１に示すように２００Ｖ用電力供給線３を構成する３本の電力供給線を一括してまとめて組とし、共通の変流器４１に装着することにより、本件検出手段として機能させるようにしている。
【００３２】
すなわち、この変流器４１には、三相の２００Ｖ用電力供給線３を構成する３本の電力供給線を一括して装着しておくことにより、三相の２００Ｖ用電力供給線３に適切に需要家の電気機器が接続されていれば、三相交流の電流に関する対称性が維持されているから検出される電流値が０であり、変流器４１は漏れ電流（非対称分）を検出しない。
【００３３】
一方、三相の２００Ｖ用電力供給線３と単相の１００Ｖ用電力供給線５とが混用されて需要家の電気機器が接続されている場合、３本の三相の２００Ｖ用電力供給線５のいずれかから電流が単相の１００Ｖ用電力供給線５側に流れるので、三相交流の対称性が損なわれる。そのため、三相の２００Ｖの３本の電力供給線をまとめて一括して装着した変流器４１には、漏れ電流（非対称分）が流れることになる。以上の知見から、変流器４１が不平衡分の電流を検出して、不適切な電力利用状態を検知した場合、検出された電気信号は、次の制御手段４２に伝達される。
【００３４】
制御手段４２は、信号処理回路４４と演算制御部４５と出力手段４３とからなり、５１は制御手段４２の電源ラインである。信号処理回路４４は、前記変流器４１からの電気信号をデジタル信号に変換するものである。デジタル信号に変換された変流器４１からの信号は、演算制御部４５に送られる。
【００３５】
演算制御部４５内には、信号伝達系４６、記憶部４７および演算制御回路４８を備えている。
【００３６】
信号伝達系４６は、記憶部４７および演算制御回路４８と、信号処理回路４４、設定入力手段４９、出力手段４３との間で双方向または一方向の信号伝送機能を備えることができる。また、記憶部４７は、本実施形態の演算処理手順のプログラムが格納されるとともに、後述する設定入力手段４９から入力された各種設定値などが格納される。演算制御回路４８は、記憶部４７に格納されたプログラムに基づいて種々の演算を行うとともに、内部の各回路部や信号処理回路４４および出力手段４３などの各手段の動作を制御する。設定入力手段４９は、本実施形態の演算や出力あるいは表示に必要なプログラムや各種設定値を入力するためのものである。演算制御部４５における設定値やプログラムなどで設定入力手段４９を介して設定入力されたものは、演算制御部４５の記憶部４７に格納される。
【００３７】
出力手段４３は、例えば液晶表示器であって、２００Ｖ用電力供給線３および１００Ｖ用電力供給線５の使用が、不適切な状態である場合に、所定の警告表示を行う。また、出力手段４３は、そのような場合に点灯する警告ランプでもよい。さらに、出力手段４３としては、公知の通信手段５２であってもよい。例えば、図３に概念を示すように、出力手段４３に向けた信号をトリガーとして、通信手段５２に自動送信を行わせるようにしてもよい。
【００３８】
以上説明したように、制御手段４２が構成されているので、変流器４１が漏れ電流（非対称分）を検出して不適切な電力供給状態を検知した場合、検出された電気信号は、まず、信号処理回路４４でデジタル信号に変換され、演算制御部４５の信号伝達系４６から演算制御回路４８に伝達される。演算制御回路４８は、前記のデジタル信号の入力を確認して、記憶部４７に予め記憶してあるデータから、所要のデータを読み出して、所要の表示画面を構成して信号伝達系４６に戻して出力手段４３である液晶表示器に伝達させて表示画面に所定の表示を行う。
【００３９】
また、先に少し触れたように、出力手段４３として例えば携帯電話などの公知の通信手段５２が用いられる場合には、図３に示すような通信システムを予め構築しておくことが必要である。図３に示すシステムの概念においては次のように機能する。演算制御部４５からの出力は、通信手段５２に向けて出力され、通信手段５２はこの出力をトリガーとして所定の警報信号をネットワーク５５を介して管理サーバー５３に向けて送信する。警報信号を受けた管理サーバー５３は、所定の警報信号であることを確認して、警報信号を発した通信手段５２の所在地などの必要な情報を読み出して、自動的に作業員の携帯電話などの通信手段５４に対してネットワーク５５を介して警告情報および所在地などの関連情報を送信する。これに応じて、作業員は警報信号を発した通信手段５２の所在地に出向き、電力供給系統の点検や修理作業を行って電力供給状態が不適当な状態であることが解消する。
【００４０】
次に図４に示す第２の実施形態を説明するが、先に説明した第１の実施形態と同様の部分については、図中に同一の参照符号を付与して説明を省略し、相違する部分についてのみ以下に説明を行うこととする。
【００４１】
この第２の実施形態は、先に説明した第１の実施形態とは、検出装置４０の配設状況が異なる。第１の実施形態では、検出装置４０を２００Ｖ用電力量計９とは別個に別体として設置していたが、この第２の実施形態においては、検出装置４０の全体を２００Ｖ用電力量計９のケーシング５７を幾分大きく形成して、そのケーシング５７内に検出装置４０全体を格納させたものである。なお、この実施形態において、検出装置４０の全体とは、変流器４１と、制御手段４２と、出力手段４３としての表示器とを意味し、当該表示器の表示面はケーシング５７の外側から視認可能な状態に格納設置することが望ましい。
【００４２】
このように構成することによって、検出装置４０を設置するための配線や接続などの多くの工程を、電力量計の製造工程と同時に製造工場で予め行うことができるので、設置現場での作業が軽減される利点があり、設置現場での作業時間を短縮できるので需要家の停電時間を短縮することができる。
【００４３】
なお、以上説明した、第１および第２の実施形態においては、変流器４１を三相交流である２００Ｖ用電力供給線３に装着するものを説明したが、この発明はこれに限らず、変流器４１を単相交流である１００Ｖ用電力供給線５側の相当する個所に装着することとしてもよい。その場合三相交流と同様に，３線の電流の和が０となり，前記と同様に実施することができる。また、単相交流１００Ｖ用電力供給線が２線の場合であっても２線の電流の和が０となることから同様に実施することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１      変圧器
２      変圧器
３      ２００Ｖ用電力供給線
５      １００Ｖ用電力供給線
７      ２００Ｖ用電力量計
９      １００Ｖ用電力量計
１１      動力負荷
１３      電灯負荷
１５      端子
１７      端子
１９      端子
２１      端子
２３ｕ    入力側端子
２３ｖ    入力側端子
２３ｗ    入力側端子
２５ｕ    電圧コイル
２５ｗ    電圧コイル
２７ｕ    電流コイル
２７ｗ    電流コイル
２９ｕ    出力側端子
２９ｖ    出力側端子
２９ｗ    出力側端子
３１ｕ    入力側端子
３１ｖ    入力側端子
３１ｗ    入力側端子
３３ｖ    電圧コイル
３３ｗ    電圧コイル
３５ｖ    電流コイル
３５ｗ    電流コイル
３７ｕ    出力側端子
３７ｖ    出力側端子
３７ｗ    出力側端子
４０      検出装置
４１      変流器
４２      制御手段
４３      出力手段
４４      信号処理回路
４５      演算制御部
４６      信号伝達系
４７      記憶部
４８      演算制御回路
４９      設定入力手段
５１      電源ライン
５２      通信手段
５３      管理サーバー
５４      通信手段
５５      ネットワーク
５７      ケーシング
【図１】
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【図２】
2010197339.tif 000004
【図３】
2010197339.tif 000005
【図４】
2010197339.tif 000006