(57)【要約】【課題】  高圧配電系統などの電圧を精度良く計測できる電圧計測機器を提供する。【解決手段】  計測ＩＦ回路Ａを高圧機器側ＸまたはケーブルＫのコネクタＫ１に内蔵する。これにより、コンデンサ分圧器Ｃから終端負荷までの距離（長さ）を極端に短くして、ケーブルＫのインピーダンスの影響による静電容量の調整を不要または最小限で済むようにした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧配電系統の電圧を計測するための計器用変圧器を備えた高圧側機器内に計測ＩＦ回路を備え、当該計測ＩＦ回路を通じて低圧側機器に計測した電圧値をデジタル送信することを特徴とすることを特徴とする電圧計測機器。
【請求項２】
前記計測ＩＦ回路は前記高圧側機器に内蔵されることを特徴とする請求項１記載の電圧計測機器。
【請求項３】
前記計測ＩＦ回路は前記高圧側機器内のコネクタに内蔵されることを特徴とする請求項１記載の電圧計測機器。
【請求項４】
前記計測ＩＦ回路は前記高圧側機器に接続されるケーブルコネクタに内蔵されることを特徴とする請求項１記載の電圧計測機器。
【請求項５】
前記計測ＩＦ回路は、デジタル信号を差動伝送するように構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の電圧計測機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサ型計器用変圧器を用いて、高圧配電線の電圧を計測する機器の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
送配電系統の電圧測定等に使用される計器用変圧器として、従来から、静電容量による分圧を利用したコンデンサ型計器用変圧器（ＰＤ）が知られている。コンデンサ型計器用変圧器は、巻線型計器用変圧器（ＰＴ）と比べ小型、軽量で安価な利点を活かし、近年、多くの送配電系統の電圧を測定する機器に使われている。ＰＤは、高電圧を制御回路に使用しやすい電圧に降圧させ、電圧計等を動作させることが可能である。
【０００３】
ＰＤの基本構成は下記非特許文献１に記載されており、コンデンサ分圧器の接続図は図４のように構成されている。図４に示すように、ＰＤは高圧配電系統と大地間に取り付けられ、高電圧を分圧するコンデンサＣ1，Ｃ2と、コンデンサＣ2に並列接続される終端負荷（電圧計等）１から構成されている。なお、図４のＺは終端負荷１のインピーダンスを示している。
【０００４】
高圧配電系統の電圧を計測する場合、前記コンデンサ型計器用変圧器Ｄは開閉器などの高圧側機器に設置され、終端負荷１は、例えば、配電線自動化システムを構成する子局などの低圧側機器に用意されることが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】日立評論 1954年  別冊7号 送変電特集号 107頁 結合コンデンサ型計器用変圧器[２]PDの原理
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、このようにして使用されるコンデンサ型計器用変圧器Ｄは、前記高圧側機器と低圧側機器間のケーブル（配線）のインピーダンス等の影響を受け、低圧側機器で計測する電圧値が、実際の系統電圧値と誤差が生じる問題がある。
【０００７】
つまり、終端負荷１のインピーダンスＺが無限大の場合には、図４に示す終端電圧Ｅ2と系統電圧Ｅ1の関係は（Ｅ2／Ｅ1）＝Ｃ1／（Ｃ1＋Ｃ2）のようになり、理想的な電圧変換が行えるが、終端負荷１のインピーダンスＺは一定値をもつため、それに応じた微小電流が流れる。これにより、ケーブル（配線）で電圧降下が発生し、必然的に計測値と実際の電圧値との間に誤差が生じる。
【０００８】
また、電圧センサのように計測値に精度が要求される場合は、計測値と実際の電圧値との差が許容差内に収まるよう静電容量の調整が機器毎に必要となる。
【０００９】
このような問題を解決する方法としては、上記非特許文献１の第２図（ＰＤ回路説明図）に示されるように、共振リアクトルを設けて上記誤差を小さくしたり、本件出願の図５に示すように、コンデンサＣ2において、静電容量調整用のコンデンサＣ22をＣ21に並列に加減し、所定（所望）の精度に収まるように調節する方法が知られている。
【００１０】
然るに、前述したように、コンデンサ型計器用変圧器Ｄを高圧側機器に設置し、終端負荷を低圧側機器に用意した場合、両者間のケーブル（配線）は機器の設置形態（柱上なのか地中なのか等）によって、その長さも大きく異なることになる。
【００１１】
また、ケーブル（配線）が長くなることによって周囲のノイズの影響を受けやすくなるので、終端負荷の高インピーダンスも影響して正確な計測ができないことも懸念される。
【００１２】
そこで、本発明では、高圧側機器にコンデンサ型計器用変圧器を設置し、終端負荷を低圧側機器に設置し、両者間をケーブル（配線）で接続した場合においても、低圧側機器において計測する電圧値が実際の系統電圧値と誤差を生じることのない電圧計測機器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１記載の発明は、高圧配電系統の電圧を計測するための計器用変圧器を備えた高圧側機器内に計測ＩＦ回路を備え、当該計測ＩＦ回路を通じて低圧側機器に計測した電圧値をデジタル送信することに特徴を有する。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の計測ＩＦ回路を、高圧側機器に内蔵して構成したことに特徴を有する。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の計測ＩＦ回路を、高圧側機器内のコネクタに内蔵して構成したことに特徴を有する。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の計測ＩＦ回路を、高圧側機器に接続されるケーブルコネクタに内蔵して構成したことに特徴を有する。
【００１７】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４記載の計測ＩＦ回路によって、デジタル信号を差動伝送するように構成したことに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１乃至請求項４記載の発明によれば、終端負荷までの距離（長さ）を極端に短くできるので、ケーブルに応じた静電容量の調整を不要または最小限にすることができる。
【００１９】
また、計測ＩＦ回路が高圧側機器に設置されるので、コンデンサ型計器用変圧器（ＰＤ）からのセンサ信号をアナログで受け渡さず、デジタル化して受け渡すことができるので、ケーブルでのノイズの影響を極力抑えることが可能となる。
【００２０】
請求項５記載の発明によれば、計測ＩＦ回路がデジタル信号を差動伝送することによって、ケーブルにおける耐ノイズ性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施例に係る電圧計測機器を示す構成図である。
【図２】本発明の第２実施例に係る電圧計測機器を示す構成図である。
【図３】本発明の第３実施例に係る電圧計測機器を示す構成図である。
【図４】従来の電圧計測機器を示す構成図である。
【図５】従来の他の電圧計測機器を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施例について図１を用いて説明する。図１において、Ｅは高圧配電系統に設置される開閉器等の高圧側機器Ｘ内に設置されるコンデンサ型計器用変圧器（ＰＤ）であり、第１のコンデンサＣ1と第２のコンデンサＣ2からなるコンデンサ分圧器Ｃによって構成されている。
【００２３】
Ａは、高圧側機器に設置される計測ＩＦ回路であり、Ａ１はサージ電圧から回路を保護したり、ノイズを除去するための保護回路フィルタを示している。ＡＤＣはコンデンサ分圧器Ｃで分圧（降圧）したアナログ電圧値をデジタル変換するＡ／Ｄ変換器であり、Ａ２は接続インターフェース（シリアルインターフェース）を示している。
【００２４】
Ａ３は過電圧や過電流から計測ＩＦ回路Ａを保護する保護回路であり、Ａ４は計測ＩＦ回路Ａに外部機器を接続するための高圧機器側コネクタを示している。
【００２５】
Ｙは低圧側機器を示しており、Ｙ１は低圧機器側コネクタを示している。Ｋは高圧側機器Ｘと低圧側機器Ｙ間を接続するケーブルであり、高圧側機器Ｘに接続される第１のコネクタＫ１と低圧側機器Ｙに接続される第２のコネクタＫ２を備えて構成されている。
【００２６】
このように構成された電圧計測機器において高圧配電系統の電圧値を計測する場合は、コンデンサ分圧器Ｃによって降圧された電圧信号が計測ＩＦ回路Ａの保護回路フィルタＡ１を介してＡ／Ｄ変換器ＡＤＣによってアナログ信号からデジタル信号に変換される。
【００２７】
デジタル変換された電圧信号はケーブルＫを介して低圧側機器Ｙに伝送されることで、低圧側機器Ｙにおいて電圧信号が計測される。
【００２８】
図１に示す電圧計測機器においては、コンデンサ分圧器Ｃと終端負荷としての計測ＩＦ回路Ａ間の長さを極端に短くすることができる。そのため、計測電圧値がケーブルＫのインピーダンスの影響を受けることを極力小さくすることが可能となり、図５の場合とは異なり、ケーブルＫに合わせた静電容量の調整が不要になるか、あるいは、分圧コンデンサＣ1，Ｃ2の誤差分のみの調整で済むようになる。
【００２９】
つまり、図５の場合と比較して、調整用コンデンサＣ22やＣ3の加減を要することなく、正確な電圧計測を実現することが可能となる。
【００３０】
図２は本発明の第２実施例に係る電圧計測機器の構成を示している。図２の構成で図１の構成と異なる部分は、計測ＩＦ回路Ａが高圧側機器ＸのコネクタＡ４内に設置されている点である。コネクタＡ４内に設置することによって、計測ＩＦ回路Ａは高圧側機器ＸからコネクタＡ４を取り外すことによって、コネクタＡ４とともに取り外すことが可能となる。
【００３１】
図３は本発明の第３実施例に係る電圧計測機器の構成を示している。図３の構成で図１，２の構成と異なる部分は、計測ＩＦ回路ＡがケーブルＫの第１のコネクタＫ１内に設置されている。そのため、計測ＩＦ回路Ａは高圧側機器ＸからケーブルＫを取り外すことによって、第１のコネクタＫ１とともに取り外すことが可能となる。
【００３２】
なお、図１乃至図３に示した電圧計測機器において、計測ＩＦ回路Ａにおいて、デジタル信号を低圧側機器に差動伝送することにより、ケーブルＫに外部からノイズが加わったとしても、ノイズをキャンセルすることが可能となり、耐ノイズ性能を向上させて、機器の誤動作を低減することができる。
【００３３】
以上説明したように、本発明の電圧計測機器によれば、低圧側機器までのケーブル（配線）のインピーダンスの影響を受けることなく、高圧配電系統の電圧を正確に計測することができる。
【００３４】
また、コンデンサ型計器用変圧器（ＰＤ）に静電容量調整用のコンデンサを加減する必要性を低減できる。
【００３５】
なお、図１乃至図３に示す計測ＩＦ回路Ａの構成は一例を示すものであり、電圧値をアナログ値からデジタル値に変換する機能を有していれば、当該構成に拘泥するものではない。また、低圧側機器の構成についても、図１乃至図３に示す構成に限定されないことは当然である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、主に高圧配電系統の電圧を計測する機器に利用される。
【符号の説明】
【００３７】
Ａ  計測ＩＦ回路
Ａ１  保護回路およびフィルタ
Ａ２  接続インターフェース
Ａ３  保護回路
Ａ４  高圧機器側コネクタ
ＡＤＣ  Ａ／Ｄ変換器
Ｃ  コンデンサ分圧器
Ｃ1  第１のコンデンサ
Ｃ2  第２のコンデンサ
Ｃ22  静電容量調整用のコンデンサ
Ｄ，Ｅ  コンデンサ型計器用変圧器
Ｘ  高圧側機器
Ｙ  低圧側機器
Ｋ  ケーブル
Ｋ１  第１のコネクタ
Ｋ２  第２のコネクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2022000610.tif 000006
【図５】
2022000610.tif 000007