(57)【要約】【課題】磁化されたコアを消磁することができる電流計測システム、及び分電盤を提供する。【解決手段】電流計測システム２は、交流の一次電流が流れる導電部材（導電バー８４）を通すための貫通孔５００を有するコア５０と、コア５０に巻回されるコイル６０と、負担抵抗１０１を含み、第１及び第２端９０１，９０２を有し、第１及び第２端９０１，９０２が他の抵抗素子を介さずにコイル６０の両端にそれぞれ接続されている二次側回路９０と、負担抵抗１０１の両端間に生じる検出電圧に基づいて一次電流を測定する測定部１０２と、を備える。二次側回路９０において、負担抵抗１０１は、他の抵抗素子と直列に接続されることなく第１及び第２端９０１，９０２間に接続される。二次側回路９０は、二次側回路９０における第１及び第２端９０１，９０２間に蓄電素子４を備える。【選択図】図１
2018132300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流の一次電流が流れる導電部材を通すための貫通孔を有するコアと、
前記コアに巻回されるコイルと、
第１及び第２端を有し、負担抵抗を介して前記第１及び第２端が前記コイルの両端にそれぞれ接続される二次側回路と、
前記負担抵抗の両端間に生じる検出電圧に基づいて前記一次電流を測定する測定部と、を備え、
前記二次側回路は、前記第１及び第２端間に接続される蓄電素子を備えること
を特徴とする電流計測システム。
【請求項２】
前記蓄電素子は、一次電流が所定の値以上であるときに蓄電されること
を特徴とする請求項１記載の電流計測システム。
【請求項３】
前記負担抵抗に直列に接続された負担抵抗スイッチと、
前記蓄電素子に直列に接続された蓄電素子スイッチと、
前記負担抵抗スイッチ及び前記蓄電素子スイッチを制御する制御部を更に備え、
該制御部は、前記蓄電素子に蓄電するために、前記負担抵抗スイッチ及び前記蓄電素子スイッチを制御すること
を特徴とする請求項１又は請求項２記載の電流計測システム。
【請求項４】
交流の一次電流が流れる導電部材を通すための貫通孔を有するコアと、
前記コアに巻回されるコイルと、
第１及び第２端を有し、負担抵抗を介して前記第１及び第２端が前記コイルの両端にそれぞれ接続される二次側回路と、
前記負担抵抗の両端間に生じる検出電圧に基づいて前記一次電流を測定する測定部と、を備え、
前記コイルとの間で共振電流を発生させるための蓄電素子を備えた外部電源装置を接続するための外部電源接続端を設えること
を特徴とする電流計測システム。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電流計測システムと、
前記導電部材と、
少なくとも前記導電部材を収納するキャビネットと、
を備える分電盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流計測システム、及び分電盤に関し、特に、電流が流れる導電部材を通すための貫通孔を有するコアを備えた電流計測システム、及びこの電流計測システムを備えた分電盤に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、主幹ブレーカと、分岐ブレーカと、端子台と、をキャビネット（筐体）に収納した分電盤が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載された分電盤では、端子台は、１次端子と、２次端子と、１次端子と２次端子とを電気的に接続する導電ブロックと、導電ブロックに流れる電流を測定するカレントトランスとから構成される。この端子台は、１次端子又は２次端子に対して、電流測定の対象となる分岐ブレーカ又は主幹ブレーカが接続されることにより、導電ブロックに流れる電流（主幹電流又は分岐電流）をカレントトランスで測定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−３６０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
カレントトランスでは、導電ブロック（導電部材）に短絡電流等の大電流が流れた場合に、カレントトランスの磁心（コア）が着磁されて磁化する可能性があり、コアが磁化すると以降の電流検出において正確な検出が行えなくなる可能性がある。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされ、磁化されたコアを消磁することが可能な電流計測システム、及びこれを備えた分電盤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】
【０００７】
本発明の一態様に係る電流計測システムは、交流の一次電流が流れる導電部材を通すための貫通孔を有するコアと、前記コアに巻回されるコイルと、第１及び第２端を有し、負担抵抗を介して前記第１及び第２端が前記コイルの両端にそれぞれ接続される二次側回路と、前記負担抵抗の両端間に生じる検出電圧に基づいて前記一次電流を測定する測定部とを備え、前記二次側回路は、前記第１及び第２端間に接続される蓄電素子を備える。
【０００８】
また、本発明の別の態様に係る電流計測システムは、交流の一次電流が流れる導電部材を通すための貫通孔を有するコアと、前記コアに巻回されるコイルと、第１及び第２端を有し、負担抵抗を介して前記第１及び第２端が前記コイルの両端にそれぞれ接続される二次側回路と、前記負担抵抗の両端間に生じる検出電圧に基づいて前記一次電流を測定する測定部とを備え、前記コイルとの間で共振電流を発生させるための蓄電素子を備えた外部電源装置を接続するための外部電源接続端を設える。
【０００９】
本発明の一態様に係る分電盤は、前記電流計測システムと、前記導電部材と、少なくとも前記導電部材を収納するキャビネットと、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、磁化されたコアを消磁することが可能な電流計測システム、及びこれを備え
た分電盤を提供できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、第一の実施形態に係る電流計測システムの概略構成図である。
【図２】図２は、同上の電流計測システム及び分電盤の正面図である。
【図３】図３は、同上の電流計測システム及び分電盤の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、同上の電流計測システムが備えるカレントトランス、及び導電部材を示す斜視図である。
【図５】図５は、カレントトランスのコアにかかる磁界と、コア内に生じる磁束密度との関係を説明するためのコアのＢ−Ｈ曲線図である。
【図６】図６は、共振電流の時間変化を示した図である。
【図７】図７は、カレントトランスのコアにかかる磁界と、コア内に生じる磁束密度との関係を説明するためのコアのＢ−Ｈ曲線図である。
【図８】図８は、第二の実施形に係る電流計測システムの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に説明する実施形態は、本発明の種々の実施形態の一つに過ぎない。本発明の実施形態は、下記実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外も含み得る。また、下記の実施形態は、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
【００１３】
（１）第一の実施形態
以下、第一の実施形態に係る電流計測システム２、及びそれを備えた分電盤１について、図１〜図４に基づいて説明する。
【００１４】
本実施形態の電流計測システム２は、需要家施設において消費電力と消費電力量との少なくとも一方を計測するための電力計測システムに用いられる。電流計測システム２は、分電盤１内の導電バー８４（後述する）を流れる電流（一次電流）を計測する。電力計測システムは、電流計測システム２で計測された一次電流と、２本の電力線８１（後述する）の線間電圧と、に基づいて、消費電力と消費電力量との少なくとも一方を求める演算を行う。ここでいう「需要家施設」は、電力の需要家の施設を意味しており、電力会社等の電気事業者から電力の供給を受ける施設だけでなく、太陽光発電設備等の自家発電設備から電力の供給を受ける施設も含む。本実施形態では、店舗や事務所等の非住宅施設を需要家施設の一例として説明する。ただし、この例に限らず、需要家施設は集合住宅や戸建て住宅、集合住宅の各住戸等であってもよい。
【００１５】
（１．１）分電盤
ここではまず、電流計測システム２を備えた分電盤１の基本構成について、図２を参照して説明する。本実施形態では、交流１００〔Ｖ〕／２００〔Ｖ〕を取り出し可能な単相三線式配線の分電盤１を例に説明する。
【００１６】
分電盤１はキャビネット７０を備える。分電盤１は、主幹ブレーカ１０と、複数個（図２の例では１８個）の分岐ブレーカ（回路遮断器）２０と、３個の導電バー８４と、少なくとも１個（図２の例では３個）の電流センサ３０とを、キャビネット７０内に備えている。以下では、分電盤１が設置された状態における上下、左右、前後（図２等に矢印で示した上下、左右、前後）を上下、左右、前後として説明する。この場合において、前後方向を、導電バー８４の厚み方向である「第１方向」と規定する。また、左右方向を、第１方向に直交する「第２方向」と規定する。ただし、分電盤１及び電流センサ３０の取付方向は、図２の矢印で示す方向に限定されない。各図において、上下、左右、前後を付した
矢印は、方向を示すための矢印であって実体は伴わない。
【００１７】
キャビネット７０は、前面に開口７１を有する箱状に形成されている。キャビネット７０は、正面視が（前方から見て）上下方向に長い矩形状に形成されている。キャビネット７０の底板７２の左右両側には、それぞれ、上下方向に延びるレール部材７３が設置されている。一対のレール部材７３には、第１取付板７４及び第２取付板７５が固定されている。第１取付板７４及び第２取付板７５の各々は、一対のレール部材７３間に架け渡されるように設置されている。第１取付板７４は第２取付板７５の上方に配置されている。第２取付板７５の前面には、合成樹脂製の取付ベース７６が固定されている。
【００１８】
主幹ブレーカ１０は、第１取付板７４の前面に取り付けられることで、キャビネット７０に収納される。複数個の分岐ブレーカ２０は、取付ベース７６に取り付けられることで、キャビネット７０に収納される。キャビネット７０は、開口７１を塞ぐ扉を備えていてもよい。
【００１９】
主幹ブレーカ１０の一次側端子１１は、３線式の電力線（幹線）８１を介して、交流電源２００（図３参照）に電気的に接続されている。主幹ブレーカ１０の二次側端子１２には、Ｌ１相、Ｌ２相、Ｎ相の３本の母線導体８２（図２及び図３参照）が電気的に接続されている。Ｌ１相、Ｌ２相、Ｎ相の母線導体８２は、Ｌ１相、Ｌ２相、Ｎ相の電力線８１と一対一に電気的に接続される。３本の母線導体８２の各々は、主幹ブレーカ１０に直接接続される連結部材（ジョイントバー）８３と、連結部材８３を介して主幹ブレーカ１０に接続される上記の導電バー８４とで構成されている。
【００２０】
３本の導電バー８４の各々は、例えば銅等の導電性材料にて長尺の平板状（帯状）に形成されている。ここで、３本の導電バー８４はそれぞれＬ１相、Ｌ２相、Ｎ相に相当する。３本の導電バー８４は、各々の長手方向を上下方向と一致させ、かつ各々の厚み方向を前後方向（第１方向）に一致させる向きで、取付ベース７６に保持されている。３本の導電バー８４は、取付ベース７６の前方において、前後方向（各々の厚み方向）に適当な間隔を空けて並ぶように、取付ベース７６の左右方向の中央部に取り付けられている。本実施形態では、３本の導電バー８４が取付ベース７６の左右方向の中央部に取り付けられているが、導電バー８４の取付位置は上記の位置に限定されない。３本の導電バー８４は、取付ベース７６において左右方向の中央位置からずれた位置に取り付けられてもよい。
【００２１】
本実施形態では、３本の導電バー８４は、前後方向において、前方からＬ１相、Ｎ相、Ｌ２相の順に並んでいる。ここで、取付ベース７６の前方には、取付ベース７６の上下方向の両端間に亘って３本の導電バー８４が位置するように、３本の導電バー８４の各々は、取付ベース７６の上下方向の寸法よりも長く形成されている。
【００２２】
３本の連結部材８３の各々は、例えば銅等の導電性材料にて形成されている。３本の連結部材８３は、それぞれ３本の導電バー８４と主幹ブレーカ１０の二次側端子１２との間を電気的に接続する。
【００２３】
複数個の分岐ブレーカ２０は、導電バー８４に接続されることにより、母線導体８２を介して主幹ブレーカ１０の二次側端子１２に電気的に接続される。各分岐ブレーカ２０は、取付ベース７６の前面のうち、導電バー８４の短手方向（左右方向）の両側（左側と右側）に設けられた取付スペースに取り付けられる。取付ベース７６には、複数の分岐ブレーカ２０をそれぞれ保持するための複数の取付構造が設けられている。
【００２４】
各分岐ブレーカ２０は電源端子と負荷端子とを備えている。各分岐ブレーカ２０の電源端子が導電バー８４に電気的に接続され、各分岐ブレーカ２０の負荷端子には分岐回路が
接続される。各分岐ブレーカ２０は、３本の導電バー８４が差し込まれるスリットを、左右方向における中央側の面に有している。スリットは３本の導電バー８４に対応するように３個設けられている。各分岐ブレーカ２０の電源端子は、これら３個のスリットのうち２個のスリット内に露出するように設けられている。これにより、各分岐ブレーカ２０は、取付ベース７６に取り付けられた状態で、スリットに導電バー８４が差し込まれ、電源端子が導電バー８４と電気的に接続される。
【００２５】
Ｎ相及びＬ１相に接続される１００〔Ｖ〕用の分岐ブレーカ２０には、Ｎ相の導電バー８４及びＬ１相の導電バー８４に対応するスリットの各々に電源端子が設けられている。Ｎ相及びＬ２相に接続される１００〔Ｖ〕用の分岐ブレーカ２０には、Ｎ相の導電バー８４及びＬ２相の導電バー８４に対応するスリットの各々に電源端子が設けられている。Ｌ１相及びＬ２相に接続される２００〔Ｖ〕用の分岐ブレーカ２０には、Ｌ１相の導電バー８４及びＬ２相の導電バー８４に対応するスリットの各々に電源端子が設けられている。
【００２６】
本実施形態においては、電流センサ３０は、複数個の分岐ブレーカ２０と同様に、取付ベース７６に取り付けられる。そして、取付ベース７６が第２取付板７５の前面に取り付けられることで、電流センサ３０がキャビネット７０内に収納される。
【００２７】
（１．２）電流センサ
次に、電流計測システム２が備える電流センサ３０について、図２〜図４に基づいて説明する。
【００２８】
電流計測システム２は、少なくとも１個の電流センサ３０を備えている。図２に示すように、本実施形態では、電流計測システム２は複数個（具体的には、３個）の電流センサ３１〜３３を備えている。
【００２９】
本実施形態においては、１８個の分岐ブレーカ２０は、複数のブレーカ群Ｇ１〜Ｇ３に分かれている。具体的には、１８個の分岐ブレーカ２０は、導電バー８４の長手方向（上下方向）において６個単位でブレーカ群Ｇ１〜Ｇ３に分かれている。ブレーカ群Ｇ１〜Ｇ３のうちブレーカ群Ｇ１が主幹ブレーカ１０に最も近く、ブレーカ群Ｇ３が主幹ブレーカ１０から最も遠くなるように、ブレーカ群Ｇ１〜Ｇ３は、導電バー８４の主幹ブレーカ１０側から順に並んでいる。
【００３０】
電流センサ３１は主幹ブレーカ１０とブレーカ群Ｇ１との間に設置され、電流センサ３２はブレーカ群Ｇ１とブレーカ群Ｇ２との間に設置され、電流センサ３３はブレーカ群Ｇ２とブレーカ群Ｇ３との間に設置されている。これにより、電流センサ３１では、ブレーカ群Ｇ１〜Ｇ３に流れる電流が測定可能となる。一方、電流センサ３２では、ブレーカ群Ｇ２，Ｇ３に流れる電流が測定可能となり、電流センサ３３では、ブレーカ群Ｇ３に流れる電流が測定可能となる。
【００３１】
電流計測システム２においては、２本の母線導体８２の各々を流れる電流を１個の電流センサ３０で測定できるように、コア５０及びコイル６０を２個ずつ有した複極（２極）用の電流センサ３０が用いられる。ただし、複極用の電流センサ３０であっても、基本的な構成は、コア５０及びコイル６０を１個ずつ有した単極用の電流センサ３０と同様であるので、以下では単極用の電流センサ３０について説明する。
【００３２】
単極用の電流センサ３０は、３本の導電バー８４のうちの１つを電流測定対象とし、電流測定対象である導電バー８４を流れる電流（一次電流）を非接触で検出する。つまり、電流センサ３０における１個のコイル６０からは、導電バー８４を流れる電流に応じた電気信号が出力される。ここで、３本の導電バー８４のうち、電流センサ３０の電流測定対
象となる導電バー８４を「導電部材」と定義する。ここでは、電流測定対象がＬ１相の導電バー８４である場合、つまりＬ１相の導電バー８４が「導電部材」である場合を例示する。
【００３３】
コア５０は、例えばフェライト等の磁性材料により形成されている。図４に示すように、コア５０は、１本の導電部材（導電バー８４）が通される貫通孔５００を有しており、コア５０には、貫通孔５００に通される導電バー８４を囲む閉磁路が形成される。コア５０は、例えば、上下方向に直交する断面形状が、左右方向に長い矩形枠状となるように形成されている。言い換えれば、コア５０は前後方向の寸法よりも左右方向の寸法が大きな形状に形成されている。
【００３４】
コア５０は、本実施形態では左右方向において第１コア５１と第２コア５２とに分割されている。第１コア５１は、前後方向に延びる中央片５１２と、中央片５１２の前後方向の両端部からそれぞれ右方に向けて突出する第１脚片５１３及び第２脚片５１４と、を有している。第２コア５２は、前後方向に延びる中央片５２２と、中央片５２２の前後方向の両端部からそれぞれ左方に向けて突出する第１脚片５２３及び第２脚片５２４と、を有している。
【００３５】
左右方向において、第１コア５１の第１及び第２脚片５１３，５１４の端面と、第２コア５２の第１及び第２脚片５２３，５２４の端面と、をそれぞれ互いに突き合わせることによって、第１コア５１と第２コア５２との間に貫通孔５００が形成される。貫通孔５００には電流測定対象の導電部材（導電バー８４）が挿通され、第１コア５１と第２コア５２とで導電部材（導電バー８４）を囲む閉磁路が形成される。
【００３６】
コア５０の少なくとも一部には、コイル６０が巻き付けられている。コイル６０の巻き数をｎとすると、コア５０と導電部材（導電バー８４）とコイル６０とにより、巻き数比が１対ｎのトランスが構成される。すなわち、電流センサ３０は、貫通孔５００に挿通された導電バー８４を流れる電流に応じた電気信号をコイル６０から出力するＣＴ（Current Transformer）センサとして機能する。
【００３７】
本実施形態では、コイル６０は、第１コイル６１と第２コイル６２とを有している。第１コイル６１は第２コア５２の第１脚片５２３に巻き付けられ、第２コイル６２は第２コア５２の第２脚片５２４に巻き付けられている。第１コイル６１と第２コイル６２とは電気的に直列に接続されている。
【００３８】
ここで、コイル６０は、導電部材（導電バー８４）を流れる電流に起因して第１コイル６１に生じる誘導電流と第２コイル６２に生じる誘導電流とが加算されるように、第１コイル６１及び第２コイル６２の巻き方向及び接続関係が設定されている。つまり、導電バー８４を流れる電流（一次電流）に起因して生じる誘導電流（二次電流）の流れる向きは、コイル６０の両端間において、第１コイル６１と第２コイル６２とで同じ向きになる。具体的には、導電バー８４を流れる電流によって生じる磁束は、第１脚片５２３と第２脚片５２４とで逆向きになる。そのため、例えば、第１コイル６１の巻き終わりに第２コイル６２の巻き始めがつながるように第１コイル６１及び第２コイル６２が接続される場合には、第１コイル６１と第２コイル６２とでは、右側面視における巻き方向が逆向きになる。第１コイル６１と第２コイル６２とは、例えば電線によって電気的に接続されていてもよいし、プリント配線板等を経由して電気的に接続されていてもよい。
【００３９】
（１．３）電流計測システム
次に、複極用の電流センサ３０を用いた電流計測システム２の構成について、図１〜図３を参照して説明する。
【００４０】
電流計測システム２は、少なくとも１個の電流センサ３０（本実施形態では、３個の電流センサ３１〜３３）に加えて、計測装置１００を備えている。計測装置１００には、電流センサ３１〜３３の各々が複数（４本）の電線６４を介して電気的に接続されている。
【００４１】
図１に示すように、計測装置１００は、少なくとも一つの負担抵抗１０１と、測定部１０２と、を備える。計測装置１００は、コア５０の数（コイル６０の数）と同数の負担抵抗１０１を備えている。図１では、電流計測システム２が備える６個のコア５０のうちの一つのコア５０と、このコア５０に対応する負担抵抗１０１と、を図示している。図１に示すように、負担抵抗１０１は、対応するコイル６０の両端間に接続されている。
【００４２】
負担抵抗１０１は、両端が測定部１０２に接続されている。測定部１０２は、回路グランド（基準電位、ゼロ電位）に接続されている。測定部１０２は、負担抵抗１０１の一端を回路グランドに接続し、負担抵抗１０１の他端と回路グランドとの間に生じる電圧を、負担抵抗１０１の両端電圧（検出電圧）として測定する。すなわち、測定部１０２は、負担抵抗１０１の両端間に発生する検出電圧を測定し、測定した検出電圧に基づいて、この負担抵抗１０１に対応する導電バー８４に流れる電流（一次電流）を求める。
【００４３】
より詳細には、導電バー８４に電流（一次電流）が流れると、導電バー８４の周りに、一次電流に応じた磁界が生じる。コア５０の貫通孔５００に導電バー８４が通されている状態で、導電バー８４の周りに磁界が生じると、コア５０内には、磁界に応じた磁束が生じる。コイル６０には、コア５０内に生じた磁束の時間変化に応じた電圧が生じ、この電圧によって、コイル６０には誘導電流（二次電流）が流れる。
【００４４】
二次電流は、一次電流によりコア５０内に生じる磁束とは反対向き（一次電流により生じる磁束を打ち消す向き）の磁束（キャンセル磁束と呼ぶ）をコア５０内に生じさせる向きで、コイル６０を流れる。コア５０が磁気飽和していないとき、二次電流の大きさは、一次電流の大きさをコイル６０の巻き数ｎで割った値で与えられる。コイル６０に二次電流が流れると、負担抵抗１０１の両端間には、二次電流に比例する電圧（検出電圧）が生じる。したがって、測定部１０２は、負担抵抗１０１の両端間の抵抗に基づいて負担抵抗１０１の両端間に生じる検出電圧を測定することで、一次電流を求めることができる。
【００４５】
導電バー８４を流れる一次電流は交流の電流であるため、一次電流により生じる磁界の大きさ及び向きは時間に応じて変化し、コア５０内の磁束も時間に応じて変化する。したがって、コア５０内に生じる磁束（一次電流により生じる磁束と二次電流により生じる磁束との和）も、時間に応じて変化する。コア５０にかかる磁界Ｈは、一次電流による磁界と二次電流による磁界との和となるため比較的小さくなり、コア５０内の磁界Ｈと磁束密度Ｂとの時間変化をプロットすると、原点を中心とする閉曲線（図５に、概略的に二点鎖線Ａ１で示す）となる。なお、図５に示すように、磁界Ｈの大きさが増加するときと減少するときとで、同じ磁界Ｈの値に対するコア５０の磁束密度Ｂの値は互いに異なる。すなわち、コア５０の磁束密度Ｂは磁界Ｈに対してヒステリシスを示す。
【００４６】
ここで、例えば導電バー８４に接続された負荷回路における負荷が短絡する等して、導電バー８４に一方向（例えば交流電源２００から負荷に向かう向き）の大電流（例えば、瞬時値が５ｋＡ程度の電流）が流れると、導電バー８４の周りに大きな磁界が発生する。コア５０内の磁束密度Ｂは、この磁界によって増大して（図５の点線Ａ２参照）、コア５０が磁化され、導電バー８４に一次電流が流れていなくてもコア５０内に残留磁束密度が残る。コア５０内の磁束密度Ｂは、コア５０にかかる磁界Ｈにより生じる成分と、残留磁束密度との足し合わせとなり、コア５０内の磁界Ｈと磁束密度Ｂとの時間変化をプロットすると、原点とは異なる点を中心とする閉曲線（図５に、概略的に一点鎖線Ａ３で示す）
となる。したがって、コア５０が磁化されると、残留磁束密度の影響によって、一次電流の正確な測定が困難になる可能性がある。
【００４７】
そこで、本実施形態の電流計測システム２は、コア５０の残留磁束密度を低減する（コア５０を消磁する）ために、蓄電素子４を備えている。以下、残留磁束密度を低減する原理を、図１を参照して説明する。
【００４８】
本実施形態では、負担抵抗スイッチ４０は、コイル６０の両端間に負担抵抗１０１と直列に接続されている。また、負担抵抗スイッチ４０は、機械的なスイッチ（例えば、可動接点と固定接点とを備えた接点装置）であってもよいし、トランジスタ等の半導体スイッチであってもよい。
【００４９】
本実施形態では、蓄電素子スイッチ４１は、コイル６０の両端間に蓄電素子４と直列に接続されている。また、蓄電素子スイッチ４１は、機械的なスイッチ（例えば、可動接点と固定接点とを備えた接点装置）であってもよいし、トランジスタ等の半導体スイッチであってもよい。
【００５０】
本実施形態では、計測装置１００に、例えば押し釦等の、操作者の操作を受け付ける操作部１１１が設けられている。また、計測装置１００は、負担抵抗スイッチ４０や蓄電素子スイッチ４１のオンオフを制御する制御部１１２を備えている。
【００５１】
本実施形態の制御部１１２は、通常モードと蓄電モードと消磁モードとを有している。操作部１１１への操作（例えば、押し釦への押し操作）することで、制御部１１２は、通常モードまたは消磁モードに切り替わる。
【００５２】
通常モードにおいて、制御部１１２は、負担抵抗スイッチ４０をオンに維持し、蓄電素子スイッチ４１をオフに維持する。すなわち制御部１１２は、通常モードでは、負担抵抗スイッチ４０をオンに維持することで、コイル６０の両端間に接続される回路の電気抵抗値を、実質的に、負担抵抗１０１の電気抵抗値に相当する所定値に維持する。なお、厳密には、負担抵抗１０１とコイル６０とを繋ぐ電線６４も電気抵抗値を有するが、負担抵抗１０１の電気抵抗値よりも十分小さいため、実質的に、負担抵抗１０１の電気抵抗値をコイル６０の両端間に接続される回路の電気抵抗値とみなすことができる。
【００５３】
一次電流が過電流、短絡電流になった場合は、制御部１１２は、通常モードから蓄電モードに切り替わる。一次電流が過電流、短絡電流であるか否かは、負担抵抗１０１の両端の電圧を監視することで認知することができる。すなわち、一次電流が過電流、短絡電流になるとコア５０が飽和するので、負担抵抗１０１の両端の電圧が歪む。負担抵抗１０１の両端の電圧が歪んでいれば、制御部は蓄電モードに切り替わる。負担抵抗１０１の両端の電圧が歪んでいるか否かは、例えば、測定部１０２で歪み率を算出し、歪み率が所定の値以上であるか否かで判断する。
【００５４】
蓄電モードにおいて、制御部１１２は、負担抵抗スイッチ４０をオフにし、蓄電素子スイッチ４１をオンにする。制御部１１２には、あらかじめ蓄電素子スイッチ４１を制御するための設定電圧が設けられている。制御部１１２は蓄電素子４１の両端の電圧を監視し、蓄電素子４１の両端の電圧が、設定電圧に到達したら、蓄電素子スイッチ４１をオフにし、負担抵抗スイッチ４０をオンにする。すなわち、制御部１１２は、通常モードに復帰する。本実施例である図１では図示していないが、蓄電素子４の両端にツェナーダイオードを接続することで、充電後の蓄電素子４の充電電圧を所定の値にし易くすることができる。
【００５５】
消磁は、一次電流が流れていないときに制御部１１２を消磁モードに切り替えることで行う。
【００５６】
消磁モードにおいて、制御部１１２は、負担抵抗スイッチ４０をオフした後、蓄電素子スイッチ４１をオンする。蓄電素子４に蓄えられた電荷により、蓄電素子４からコイル６０に電流が流れる。ここで、蓄電素子４とコイル６０の間で共振が発生する。例えば、コイル６０のインダクタンスが１０Ｈの場合、蓄電素子４の静電容量を０．７μＦとすることで、６０Ｈｚの共振を発生させることができる。
【００５７】
蓄電素子４とコイル６０の間で共振が発生すると、コイル６０には、例えば、図６に示すような電流が流れる。コイル６０に流れる二次電流は徐々に小さくなり、二次電流による磁界も徐々に小さくなる。コア５０内の磁束密度Ｂは、二次電流による磁界の変化に応じて変化することになる。例えば、図５に示すように、コア５０内の磁界Ｈと磁束密度Ｂとの時間変化をプロットすると、原点を中心とし曲線Ａ１，Ａ３を内部に含む大きな閉曲線（図５に、概略的に点線Ａ４で示す）上を動くことになる。すなわち、コイル６０に二次電流が流れ始めたときは、コア５０にかかる磁界が比較的大きくなり、Ｂ−Ｈ曲線において一方向（図５のＹ軸の正の向き）に偏っていたコア５０内の磁束密度Ｂが、逆向き（図５のＹ軸の負の向き）まで変化するようになる。
【００５８】
その後、コイル６０に流れる二次電流は徐々に小さくなると、二次電流による磁界も徐々に小さくなる。図７の実線Ａ１０に概略的に示されるように、コア５０内の磁束密度Ｂの大きさは段階的に減少し、これによりコア５０の残留磁束密度を段階的に低減させることが可能となる。なお、図７の点線は、蓄電素子４とコイル６０の間で共振が発生し始めたときのコア５０にかかる磁界Ｈとコア５０内の磁束密度Ｂとの時間変化をプロットした曲線である。
【００５９】
なお、計測装置１００は、本実施形態ではキャビネット７０の外部に設置されているが、この例に限らず、キャビネット７０の内部に設置されていてもよい。計測装置１００は、例えばプロセッサとメモリとを有するマイクロコンピュータを備えている。マイクロコンピュータのプロセッサがメモリに記録されたプログラムを実行することによって、計測装置１００（制御部１１２、ゼロクロス検出部１０３等）が備える種々の機能が実現される。計測装置１００のプロセッサが実行するプログラムは、あらかじめマイクロコンピュータのメモリに記録されていてもよいし、メモリカードのような記録媒体に記録されて提供されてもよいし、電気通信回線を通して提供されてもよい。
【００６０】
（２）第二の実施形態
第二の実施形態に係る電流計測システム２について、説明する。第二の実施形態において、基本例の電流計測システム２と同様の構成については同一の符号を付して、適宜説明を省略する。また、第二の実施形態の電流計測システム２は、基本例の電流計測システム２に変えて、分電盤１に設けることが可能である。
【００６１】
図８は、第二の実施形態に係る電流計測システム２の概略構成図である。第二の実施形態では、計測装置１００の内部には蓄電素子４はない。替わりに蓄電素子４を有する外部電源装置１０３を接続するための外部電源接続端１０３１が設けられている。
【００６２】
外部電源装置１０３は、直流電源１２、蓄電素子４、外部電源スイッチ１２１で構成される。蓄電素子４は、外部電源スイッチ１２１をオンにすることで蓄電される。すなわち、蓄電素子４の両端は、外部電源スイッチ１２１を操作することで、直流電源１２により一定電圧に保持される。通常、外部電源スイッチ１２１はオフに維持されており、蓄電素子４の両端の電圧が所定の値より小さくなると外部電源スイッチ１２１はオンになる。蓄
電素子４の両端の電圧が所定の値が充分に大きくなるまで蓄電素子４に充電がなされる。
【００６３】
第二の実施形態の制御部１１２は、通常モードと消磁モードとを有している。操作部１１１への操作（例えば、押し釦への押し操作）することで、制御部１１２は、通常モードまたは消磁モードに切り替わる。
【００６４】
通常モードにおいて、制御部１１２は、負担抵抗スイッチ４０をオンに維持し、蓄電素子スイッチ４１をオフに維持する。すなわち制御部１１２は、通常モードでは、負担抵抗スイッチ４０をオンに維持することで、コイル６０の両端間に接続される回路の電気抵抗値を、実質的に、負担抵抗１０１の電気抵抗値に相当する所定値に維持する。
【００６５】
消磁は、一次電流が流れていないときに制御部１１２を消磁モードに切り替えることで行う。
【００６６】
消磁モードにおいて、制御部１１２は、負担抵抗スイッチ４０をオフした後、蓄電素子スイッチ４１をオンする。蓄電素子４に蓄えられた電荷により、蓄電素子４からコイル６０に電流が流れる。ここで、蓄電素子４とコイル６０の間で共振が発生する。
【００６７】
第二の実施形態では、制御部１１２により蓄電素子４の両端の電圧を監視するものであってもよい。そして、制御部１１２は、蓄電素子４の両端の電圧が所定の値でなければ、その旨の表示を表示したり、外部に警告信号を発するなどをするものであってもよい。
【００６８】
（３）態様
以上説明したように、第一の態様に係る電流計測システム（２）は、交流の一次電流が流れる導電部材（８４）を通すための貫通孔を有するコア（５０）と、前記コア（５０）に巻回されるコイル（６０）と、第１及び第２端を有し、負担抵抗（１０１）を介して前記第１及び第２端が前記コイル（６０）の両端にそれぞれ接続される二次側回路（９０）と、前記負担抵抗（１０１）の両端間に生じる検出電圧に基づいて前記一次電流を測定する測定部（１０２）とを備え、前記二次側回路（９０）は、前記第１及び第２端間に接続される蓄電素子（４）を備える。
【００６９】
この構成によれば、コア（５０）が磁化した場合であっても、コア（５０）の貫通孔（５００）を通る二次電流によってコア（５０）の残留磁束密度を低減させて、コア（５０）を消磁することが可能となる。また、蓄電素子４は、一次電流により充電されるので、別途特別な電源を設けなくても充電可能である特徴を有する。
【００７０】
また、本発明の第二の態様に係る電流計測システム（２）は、交流の一次電流が流れる導電部材（８４）を通すための貫通孔を有するコア（５０）と、前記コア（５０）に巻回されるコイル（６０）と、第１及び第２端を有し、負担抵抗を介して前記第１及び第２端が前記コイルの両端にそれぞれ接続される二次側回路と、前記負担抵抗（１０１）の両端間に生じる検出電圧に基づいて前記一次電流を測定する測定部（１０２）とを備え、前記コイルとの間で共振電流を発生させるための蓄電素子（４）を備えた外部電源装置（１０３）を接続するための外部電源接続端（１０３１）を設える。
【００７１】
この構成によれば、コア（５０）が磁化した場合であっても、コア（５０）の貫通孔（５００）を通る二次電流によってコア（５０）の残留磁束密度を低減させて、コア（５０）を消磁することが可能となる。また、電流計測システム（２）は、外部電源接続端（１０３１）を設え、外部電源装置（１０３）を接続するものであるので、電流計測システム（２）自体は、電荷を蓄えるための蓄電素子４などを含まず、安価でシステムを構成できる。
【符号の説明】
【００７２】
１  分電盤
２  電流計測システム
４  蓄電素子
４０  負担抵抗スイッチ
４１  蓄電素子スイッチ
５０  コア
５００  貫通孔
６０  コイル
８４  導電バー（導電部材）
９０  二次側回路
９０１  第１端
９０２  第２端
１０１  負担抵抗
１０２  測定部
１０３  外部電源装置
１０３１  外部電源接続端
１１１  操作部
１１２  制御部
１２  直流電源
１２１  外部電源装置
１００  計測装置
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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