(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気量を検出する検出センサと、この検出センサに接続されて検出結果を入力し電気量を求める計測器からなる計測装置であって、
上記検出センサの定格を検出する定格検出手段と、
この検出された定格に応じて上記検出センサの検出比を設定する検出比設定手段と、
上記検出センサから検出結果を入力し、上記設定された検出比に基づいて計測を行う計測手段と、
を備え、
上記定格検出手段は、上記計測器側に設けられた検出センサの巻線抵抗を有する変流器二次側に直列に接続された分圧抵抗回路と、上記検出センサの変流器二次側の巻線抵抗値と定格値との関係を格納したメモリとにより構成され、上記分圧から求まる上記巻線抵抗の抵抗値と定格値との関係から検出センサの定格を求めることを特徴とする計測装置。
【請求項２】
上記定格検出手段と計測手段との検出センサへの接続を切換える切換手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
【請求項３】
上記検出比設定手段が、検出センサの設置後、所定の時間経過後、定格の読み込みをロックすることを特徴とする請求項１又は２に記載の計測装置。
【請求項４】
上記計測器が、計測手段により計測した計測値を表示する表示手段を設け、この表示手段に上記検出センサの検出比または定格の少なくとも一方を表示することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の計測装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電流、電圧、電力、電力量などの電気計測を行う計測装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来の計測装置の構成を示す図である。図５において、４０１は電力線、４０２は被検出電流、４０３は検出センサである変流器、４０４は変流器ケーブル、４０５は計測器、４０６は被計測データ、４０７は変流器二次側(ＣＴ二次側)、４０８は計測部、４０９はＣＰＵ、４１０は設定画面、４１１は設定スイッチである。
【０００３】
次に従来の計測装置の動作について説明する。図５に示すように従来の計測装置の計測器４０５は、計測部４０８とＣＰＵ４０９と設定画面４１０と、設定スイッチ４１１にて構成されている。また、変流器４０３は変流器の種類の内、貫通型変流器を例として示しており、電力線４０１をはさみ込む形にて設置し、変流器二次側４０７には電力線４０１に流れる電流４０２に応じた被計測データ４０６が流れる。
【０００４】
被計測データ４０６は、変流器ケーブル４０４を通して計測器４０５に入力され、計測部４０８にて計測演算される。この場合、計測演算前に計測器４０５に変流器４０３の定格一次電流値(この場合の例：１０００Ａ)を設定画面４１０と設定スイッチ４１１を用いて手動操作にて設定する必要がある。
【０００５】
すなわち通常、計測対象である例えば電力線４０１には変流器４０３が設けられており、計測の際には図示しないコネクタ等により計測器４０５を変流器４０１に接続して計測を行う。変流器４０３は例えば１０００Ａ用、１２００Ａ用、１４００Ａ用等とそれぞれの定格専用のものとなっており、それぞれに一次側と二次側の比率(検出比＝変流器比)が異なり、二次側の電流だけでは一次側の電流を求められない。
【０００６】
例えば１０００Ａ用の変流器で一次側に１０００Ａ流れている場合の二次側電流は５Ａ、１２００Ａ用の変流器でも一次側に１２００Ａ流れている場合の二次側電流は５Ａ、１４００Ａ用の変流器でも一次側に１４００Ａ流れている場合の二次側電流は５Ａであった場合、定格一次電流値を設定しないと計測器４０５では一次側の電流値を求めることができない。そこで従来、計測演算前に計測器４０５に設定画面４１０と設定スイッチ４１１を用いて変流器４０３の定格一次電流値を手動操作にて設定していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の計測装置では、上記のように手動操作にて変流器４０３の定格一次電流値を設定しなければならず、設定間違いが発生し正しい計測値が得られないケースが発生していた。
また、計測器内部に定格一次電流設定用の操作スイッチや設定画面などの設定機能が必要になり、設定操作がわずらわしく、装置の操作性をそこねていた。
また、設定機能分の部品が必要になり、製品がその分高価に構成されていた。また、拡張工事などにより変流器を増設や移設するたびに計測器に再度設定が必要となり、そのたびに取扱い説明書を見ながら設定しており、わずらわしかった。
【０００８】
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、検出センサの定格を認識し、設定の誤りのない計測装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的に鑑み、この発明は、電気量を検出する検出センサと、この検出センサに接続されて検出結果を入力し電気量を求める計測器からなる計測装置であって、上記検出センサの定格を検出する定格検出手段と、この検出された定格に応じて上記検出センサの検出比を設定する検出比設定手段と、上記検出センサから検出結果を入力し、上記設定された検出比に基づいて計測を行う計測手段と、を備え、上記定格検出手段は、上記計測器側に設けられた検出センサの巻線抵抗を有する変流器二次側に直列に接続された分圧抵抗回路と、上記検出センサの変流器二次側の巻線抵抗値と定格値との関係を格納したメモリとにより構成され、上記分圧から求まる上記巻線抵抗の抵抗値と定格値との関係から検出センサの定格を求めることを特徴とする計測装置にある。
【００１０】
また、上記定格検出手段と計測手段との検出センサへの接続を切換える切換手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、上記検出比設定手段が、検出センサの設置後、所定の時間経過後、定格の読み込みをロックすることを特徴とする。
【００１２】
また、上記計測器が、計測手段により計測した計測値を表示する表示手段を設け、この表示手段に上記検出センサの検出比または定格の少なくとも一方を表示することを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による計測装置の構成を示す構成図である。図１において、検出センサの一例である変流器１０３は変流器の種類の内、貫通型変流器を例として示しており、電力線１０１をはさみ込む形にて設置し、変流器二次側１０７には電力線１０１に流れる被検出電流１０２に応じた被計測データ１１３が流れる。
【００１８】
また、変流器１０３は電力量検出部である変流器二次側(コイル)１０７と、変流器１０３の定格一次電流に応じた発振周波数を有する変調回路１１６と、例えば圧電素子よりなる発振子１１７と、変調回路１１６および発振子１１７の電源としての小形電池１１８により構成されている。
【００１９】
また、計測器１０５は図示しない復調回路を有するハイパスフィルタ(ＨＰＦ)部１１０と、図示しない復調回路を有するローパスフィルタ(ＬＰＦ)部１１１と、アンプ・カウンタ部１１２と、計測部１０８とＣＰＵ１０９により構成されている。なお、復調回路は、ＨＰＦ部１１０とＬＰＦ部１１１とに共通に１つ設けても良く、また、アンプ・カウンタ部１１２と計測部１０８とに設ける構成としても良い。また、表示部１３０には変流器１０３の変流器比、定格一次電流値、計測値を表示することができる。
【００２０】
なお、変調回路１１６、発振子１１７、小形電池１１８、ＨＰＦ部１１０、アンプ・カウンタ部１１２が定格検出手段を構成し、ＣＰＵ１０９が検出比設定手段を構成し、ＬＰＦ部１１１、計測部１１３、ＣＰＵ１０９が計測手段を構成する。
【００２１】
以下、動作について説明する。このように構成された計測装置において、被計測データ１１３は変流器一次側として流れる被検出電流１０２に応じて変流器二次側１０７に出力され、変調回路１１６を経由して計測器１０５に伝えられる。
【００２２】
また、発振子１１７は定格一次電流値に対応した固有周波数(例えば１０００Ａの場合＝１ＭＨｚ、１２００Ａの場合＝１．２ＭＨｚなど)にて発振している。発振子１１７の発振信号は変流器定格一次電流値データ１１４として変調回路１１６に入力され、変調回路１１６にて被計測データ１１３と変流器定格一次電流値データ１１４が変調され変調データ１１５として出力される。
【００２３】
この変調データ１１５には被計測データ１１３と変流器定格一次電流値データ１１４の情報が多重化されている。この変調データ１１５は変流器ケーブル１０４を経由し、計測器１０５に送られる。
【００２４】
計測器１０５内にはＨＰＦ部１１０とＬＰＦ部１１１があり、変調データ１１５が入力されると、それぞれＨＰＦ部１１０では高周波部分のみ検出されるため出力として変流器定格一次電流値データ１１４が復元され、ＬＰＦ部１１１では低周波部分のみ検出されるため出力として被計測データ１１３が復元される。
【００２５】
変流器定格一次電流値データ１１４は、アンプ・カウンタ部１１２により周波数がカウントされ定格一次電流値が決定される。例えば上記の例にて周波数が１ＭＨｚであった場合、定格一次電流値は１０００Ａと認識される。被計測データ１１３は計測部１０８を経由しＣＰＵ１０９に送られ電流値が計測される。
【００２６】
その後、上記自動認識された、定格一次電流値１０００Ａの設定値に従い、電力線１０１に流れる被検出電流１０２が計算され表示部１３０に表示される。
【００２７】
以上のように構成したので、変流器に定格一次電流値を発信する機能を搭載し、計測器側に定格一次電流値を検出する機能と搭載することで、自動的に変流器の定格一次電流値を認識させることにより、手動操作にて定格一次電流値を設定することをなくし、設定間違いをなくすことができる。
また、計測器内部に定格一次電流設定用の操作スイッチや設定画面などの設定機能が不要になり、設定操作が非常に簡単になる。
また、設定機能分の部品が不要になり、製品が安価に構成できる。
また、拡張工事などにより変流器を増設や移設した場合の再設定が不要となり、そのたびに取扱い説明書を見る必要もなく、操作性が向上する。
【００２８】
なお、小形電池１１８に代えて、変流器１０３に流れる電流を電圧に変換する構成としてもよい。この場合には、小型電池１１８に比較し、放電による電圧低下の問題がないので好ましい。そして、変流器１０３に流れる電流を電圧に変換し、その電圧を発振子の駆動に使用する場合、計測器置１０５内の計測部１０８にて発振子１１７の発振に要した電圧ロスを補正するオフセットを加え補正することが計測精度の観点から好ましい。
【００２９】
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２による計測装置の構成を示す構成図である。図２において、変流器２０３は変流器の種類の内、貫通型変流器を例として示しており、電力線２０１をはさみ込む形にて設置し、変流器二次側２０７には電力線２０１に流れる被検出電流２０２に応じた被計測データ２１３が流れている。
【００３０】
また、変流器２０３は電気量検出部である変流器二次側２０７と、固定抵抗器２０８により構成されている。
【００３１】
また、計測器２０５は直流電源２１１ａおよび分圧抵抗２１１ｂの直列接続回路よりなる抵抗分圧回路２１１とＡＤ変換部２１２と計測部２０９とＣＰＵ２１０により構成されている。
【００３２】
なお、固定抵抗器２０８、抵抗分圧回路２１１が定格検出手段を構成し、Ａ／Ｄ変換部２１２、ＣＰＵ２１０が検出比設定手段を構成し、計測部２０９、ＣＰＵ２１０が計測手段を構成する。
【００３３】
以下、動作について説明する。被計測データ２１３は変流器一次側に流れる電流２０２に応じて変流器二次側２０７に出力され、変流器ケーブル２０４を経由して計測器２０５に伝えられる。また、固定抵抗器２０８は定格一次電流値に対応した固定抵抗値(例えば１０００Ａ：１０００Ω、１２００Ａ：１２００Ωなど)を有する。
【００３４】
固定抵抗器２０８の抵抗値は変流器定格一次電流値データ２１４として変流器ケーブル２０４を経由し、計測装置２０５に送られる。計測器２０５内には抵抗分圧回路２１１とＡ／Ｄ変換部２１２があり、固定抵抗器２０８の抵抗値すなわち変流器定格一次電流値データ２１４が抵抗分圧されてＡ／Ｄ変換される。
【００３５】
例えば上記のように定格一次電流値が１０００Ａで固有抵抗器２０８が１０００Ωであった場合、抵抗分圧回路２１１にあらかじめ１００Ωの抵抗を接続しておき、１０００Ω対１００Ωの抵抗分圧比率の値がＡＤ変換される。同様に、１２００Ａの場合で固定抵抗器２０８が１２００Ωであった場合、１２００Ω対１００Ω抵抗分圧比率の値がＡＤ変換される。
【００３６】
このＡＤ変換結果は固定抵抗器の抵抗値により決まる値であるために、定格一次電流値が認識される。被計測データ２１３は計測部２０９を経由しＣＰＵ２１０に送られ電流値が計測される。その後、上記自動認識された、変流器定格一次電流値の設定値に従い、電力線２０１に流れる電流２０２が計算され表示される。
【００３７】
以上のように構成したので、変流器２０３の構成をシンプルに構成できる。また、ＣＴ二次側２０７と別に固定抵抗器２０８を設けたので、直流電源２１１ａによりＣＴ二次側２０７を介して変流器２０３が磁化される問題がない。
【００３８】
実施の形態３．
図３はこの発明の実施の形態３による計測装置の構成を示す構成図である。図３において、変流器３０３は変流器の種類の内、貫通型変流器を例として示しており、電力線３０１をはさみ込む形にて設置し、変流器二次側３０７には電力線３０１に流れる電流３０２に応じた被計測データ３１３が流れている。
【００３９】
また、変流器３０３は、電気量検出部である変流器二次側３０７により構成されている。また、計測器３０５は直流電源３１１ａおよび分圧抵抗３１１ｂの直列接続回路よりなる抵抗分圧回路３１１とＡ／Ｄ変換部３１２と計測部３０９とＣＰＵ３１０により構成されている。また、メモリ３１７に変流器３０３の変流器二次側３０７のコイルの巻線抵抗３０８と変流器定格一次電流値の関係を示すテーブル等を予め記憶させておく。
【００４０】
なお、変流器二次側の巻線抵抗３０８、抵抗分割回路３１１が定格検出手段を構成し、Ａ／Ｄ変換部３１２、ＣＰＵ３１０、メモリ３１７が検出比設定手段を構成し、計測部３０９、ＣＰＵ３１０が計測手段、切換スイッチ３１５が切換手段を構成する。
【００４１】
以下に動作について説明する。被計測データ３１３は変流器一次側である電力線３０１に流れる電流３０２に応じて変流器二次側３０７に出力され、変流器ケーブル３０４を経由して計測器３０５に伝えられる。また、巻線抵抗３０８は変流器固有の固有抵抗値を持っており(例えば１００Ａ：２４０Ω、２５０Ａ：３６７Ωなど)、メモリ３１７に巻線抵抗の固有抵抗値と定格一次電流の関係が記憶されている。
【００４２】
巻線抵抗３０８の抵抗値は変流器定格一次電流値データ３１４として変流器ケーブル３０４を経由し、計測器３０５に送られる。計測器３０５内には抵抗分圧回路３１１とＡＤ変換３１２があり、巻線抵抗値すなわち変流器定格一次電流値データ３１４が抵抗分圧されてＡ／Ｄ変換される。
【００４３】
例えば上記のように定格一次電流値が１００Ａで巻線抵抗３０８が２４０Ωであった場合、抵抗分圧回路３１１内部にあらかじめ１００Ωの分圧抵抗３１１ｂを接続しておき、２４０Ω対１００Ωの抵抗分圧比率の値がＡＤ変換される。
【００４４】
同様に、２５０Ａの場合で巻線抵抗３０８が３６７Ωであった場合、３６７Ω対１００Ω抵抗分圧比率の値がＡ／Ｄ変換される。ＣＰＵ３１０は、このＡＤ変換結果を入力し、メモリ３１７に記憶された変流器３０３の二次側３０７の巻線抵抗３０８の抵抗値を照合し、変流器３０３の定格一次電流値を認識する。
【００４５】
なお、ＣＰＵ３１０は、ＡＤ変換結果とメモリ３１７に記憶された変流器３０３の二次側３０７の巻線抵抗３０８の抵抗値が一致しないときは、計測器３０５に接続された変流器３０３が認識できない旨のエラー表示を行う。この場合には、当該変流器の巻線等の仕様を確認し、手動で定格値の設定を行う。
【００４６】
ついで、被計測データ３１３は計測部３０９を経由しＣＰＵ３１０に送られ電流値が計測される。その後、上記自動認識された、変流器定格一次電流値の設定値に従い、電力線３０１に流れる被検出電流３０２が計算され表示される。
【００４７】
また、この実施の形態３の場合は、直流電流を変流器３０３の巻線そのものに流す必要があり、変流器３０３に着磁する問題があるために、切換スイッチ３１５を用いて、定格一次電流値を読み込む時のみＣＰＵ３１０からの切換え信号３１６によりスイッチ３１５を切換える動作を行い、通常計測時にはスイッチ３１５を計測部３０９側に切換えておく。
【００４８】
この実施の形態３では、変流器３０３にあらたな部品を追加する必要がないため、簡単な構成で実現できる。
【００４９】
実施の形態４．
図４この発明の実施の形態４よる計測装置の動作を説明するためのフローチャートである。計測装置の動作は上記実施の形態１〜３においてほぼ同様であるが、説明の便宜上、実施の形態３の図３を用いて説明する。
【００５０】
変流器３０３に計測器３０５にを接続した後、実施の形態３で説明したようにＡ／Ｄ変換部３１２より入力したデータによりＣＰＵ３１０が変流器３０３の変流器比(巻線抵抗値より)を検出する(Ｓ４０２)。
【００５１】
ＣＰＵ３１０は、表示部３３０に変流器比を表示させる表示信号を出力し、変流器比が表示部３３０に表示される(Ｓ４０４)。
【００５２】
また、ＣＰＵ３１０は、変流器比より変流器３０３の定格値をメモリ３１７に格納されたテーブルを参照し定格値を求め、表示部３３０に定格値を表示させる表示信号を出力し、定格値が表示部３３０に表示される(Ｓ４０６)。
【００５３】
表示部３３０には変流器比および定格値が表示されることとなる。なお、表示部３３０には、変流器比または定格値のいずれか一方を表示する構成としてもよい。また、変流器比を表示した後所定時間後に定格値を表示する構成としても良く、この場合には表示部３３０の表示部分を小さく構成できる。
【００５４】
ついで、計測器３０５の設置者は、表示部３３０に表示された変流器比および定格値またはいずれか一方を確認し、計測器３０５に接続した変流器３０３の変流器比または定格値が正しいと判断したとき、計測器３０５に設けられた確認ボタン３１８(図３に破線で示す)を押下し、ＣＰＵ３１０はこの確認の有無を検出する(Ｓ４０８)。
【００５５】
Ｓ４０８において確認ボタン３１８の押下が確認されたときは、切換スイッチ３１５を計測部３０９側に切換え、計測を開始する(Ｓ４１２)。なお、Ｓ４１２において計測した計測値を変流器比および定格値の表示を消去し、その表示部分に計測値を表示することが表示部３３０を小さくできるという観点より好ましい。
【００５６】
一方、Ｓ４０８において確認ボタンの押下が確認されないときは、Ｓ４０２における変流器比検出後所定の時間が経過しているか否かを検出する(Ｓ４１０)。Ｓ４１０において所定の時間が経過しているときは計測を開始し(Ｓ４１２)、一方所定の時間が経過していないときはＳ４０８に戻る。
【００５７】
以上のように構成したので、計測器３０５に接続された変流器３０３の変流器比または定格値を確認でき、誤接続を防止することができる。
また、Ｓ４１２における計測の開始と同時に、または変流器比または定格値の確認(Ｓ４０８)の後、図４に破線で示すように計測器３０５による変流器比の検出信号をロック(Ｓ４１４)する構成としても良い。この場合には、計測時のＣＰＵ３１０の負荷が軽減される。なお、変流器比の検出信号のロックのタイミングは、変流器３０３の設置後(変流器３０３と計測器３０５との電気的な接続後)から所定の時間経過後としても効果がある。
【００５８】
なお、図３の構成の場合には、変流器二次側３０７の磁気化の防止の観点から、所定の時間は短いことが好ましく、変流器二次側３０７から変流器比を計測器３０５で検出可能な時間後に切換スイッチ３１５を切換える構成とすることが好ましい。
【００５９】
ところで上記説明では、この発明を変流器について利用する場合について述べたが、その他のＰＴ、電流センサ、分割形電流センサ、非接触形電流センサ、ホールセンサなどに利用できることはいうまでもない。
【００６０】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、電気量を検出する検出センサと、この検出センサに接続されて検出結果を入力し電気量を求める計測器からなる計測装置であって、上記検出センサの定格を検出する定格検出手段と、この検出された定格に応じて上記検出センサの検出比を設定する検出比設定手段と、上記検出センサから検出結果を入力し、上記設定された検出比に基づいて計測を行う計測手段とを備えたことを特徴とする計測装置としたので、検出センサの定格が自動で得られ、手動操作による定格一次電流値の設定間違いをなくすことができる。
【００６１】
また、上記定格検出手段を、上記検出センサに設けられた検出センサの定格に対応した周波数で発振する発振子と、上記計測器側に設けられた上記発振子の周波数を検出するためのアンプ・カウンタ部により構成したので、検出センサの発振子の周波数から検出センサの定格を自動的に得ることがでこる。
【００６２】
また、上記定格検出手段は、上記検出センサに設けられた検出センサの定格に対応した抵抗値を有する固定抵抗器と、上記計測器側に設けられた上記固定抵抗器に直列に接続された分圧抵抗回路により構成され、この分圧による上記固定抵抗器の電圧より検出センサの定格を求めるようにしたので、検出センサ側に電源や発振子が不要となる。
【００６３】
また、上記定格検出手段は、上記計測器側に設けられた検出センサの巻線抵抗を有する変流器二次側に直列に接続された分圧抵抗回路と、上記検出センサの変流器二次側の巻線抵抗値と定格値との関係を格納したメモリとにより構成され、上記分圧から求まる上記巻線抵抗の抵抗値と定格値との関係から検出センサの定格を求めるようにしたので、抵抗は変流器二次側の巻線抵抗であるので、検出センサの構造がシンプルになる。
【００６４】
また、上記定格検出手段と計測手段との検出センサへの接続を切換える切換手段をさらに備えたので、変流器二次側の磁気化による悪影響を及ぼすことがない。
【００６５】
また、上記検出比設定手段が、検出センサの設置後、所定の時間経過後、定格の読み込みをロックするようにしたので、計測時の負荷が軽減される。
【００６６】
また、上記計測器が、計測手段により計測した計測値を表示する表示手段を設け、この表示手段に上記検出センサの検出比または定格の少なくとも一方を表示するようにしたので、検出センサの検出比または定格の確認が正確に行える。
【００６７】
また、電気量を検出する電気量検出部と、定格に対応する抵抗値を有する固定抵抗器と、を備えた検出センサとしたので、上記電気量検出部の磁気化による悪影響を及ぼすことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１による計測装置の構成を示す構成図である。
【図２】  この発明の実施の形態２による計測装置の構成を示す構成図である。
【図３】  この発明の実施の形態３による計測装置の構成を示す構成図である。
【図４】  この発明の実施の形態４よる計測装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】  従来の計測装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１０１，２０１，３０１  電力線、１０３，２０３，３０３  変流器、１０４，２０４，３０４  変流器ケーブル、１０５，２０５，３０５  計測器、１０７，２０７，３０７  変流器二次側、１０８，２０９，３０９  計測部、１０９，２１０，３１０  ＣＰＵ、１１０  ＨＰＦ部、１１１  ＬＰＦ部、１１２  アンプ・カウンタ部、１１６  変調回路、１１７  発振子、１１８  小形電池、１３０，２３０，３３０  表示部、２０８  固定抵抗器、２１１，３１１  抵抗分圧回路、３０８  巻線抵抗、２１２，３１２  Ａ／Ｄ変換部、３１５  切換スイッチ、３１７  メモリ、３１８  確認ボタン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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