(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定信号を所定の時間間隔でサンプリングするＡ／Ｄ変換器と、そのディジタル信号により種々の演算を行ない上記被測定信号の測定値を求める測定制御手段とを含み、上記測定制御手段は、あらかじめ取り込まれた基準波形の少なくとも１周期分について、その各サンプリングごとに所定幅の判定エリア（許容最大値および許容最小値）を設定し、上記被測定信号の各サンプリングデータと上記判定エリアとを比較して所定の判定を行なう電力計の波形判定方法において、
上記測定制御手段は、上記基準波形から上記判定エリアを設定する際に、上記基準波形の実効値Ａを演算するとともに、上記基準波形の許容最大値と許容最小値とを求めて判定エリアＪ１を設定してメモリに格納し、上記被測定信号の測定にあたっては、その１周期ごとに上記被測定信号の実効値Ｂを演算により求め、上記判定エリアＪ１の上記許容最大値および上記許容最小値の各値をＢ／Ａ倍して変更し、この変更された判定エリアＪ２により上記被測定信号の波形判定を行なうことを特徴とする電力計の波形判定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力計の波形判定方法に関し、さらに詳しく言えば、被測定信号のレベル変動には応答せず、もっぱら高調波などの重畳に起因する突発現象などを検出し得るようにした波形判定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、電圧波形を長時間にわたって観測するような場合、いつの時点で異常が発生したかなどの解析を容易にするため、従来においては、図５に示されているように、波形判定の基準となる基準電圧波形Ｖｒｅｆから、その判定のための上限値Ｕと下限値Ｌとを設定し、これを判定エリアとして被測定電圧を監視するようにしている。
【０００３】
この判定エリアは、例えば測定レンジの±５％幅もしくは基準電圧波形Ｖｒｅｆの±５Ｖ幅などとして適宜設定されるが、いずれにしても基準電圧波形Ｖｒｅｆの１周期分について、その各サンプリングポイントごとに上限値Ｕと下限値Ｌとが例えばマイクロコンピュータ（略称、マイコン）のメモリに記憶される。
【０００４】
測定に際して、マイコンはメモリから上限値Ｕと下限値Ｌとを読み出し、そのコンパレータ機能により、被測定電圧波形に判定エリアの範囲外の部分があるかどうかを監視し、図６に例示されているように、被測定電圧波形Ｖに判定エリア範囲外の部分がある場合には、ＮＧ（異常）と判定する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
これによれば、被測定電圧波形Ｖにインパルス的なノイズや高調波の重畳などにより図６のようなヒゲ状の突発波形が現れた場合はもとより、図７に示されているように、レベル変動により被測定電圧波形Ｖの一部分が判定エリア範囲外となった場合にもＮＧ判定とされてしまう。
【０００６】
商用電源の場合、被測定電圧波形Ｖのレベル変動は時間帯の影響を強く受ける。一例として、スーパーストアやコンビニエンスストアなどにおいて、全体的に電力消費が少ない例えば夜間などでは１００Ｖ付近で安定しているが、冷暖房設備や食品冷凍設備それに照明設備などの各設備のフル稼働時には電圧が９７〜９８Ｖ付近にまで落ちることがある。
【０００７】
このようなレベル変動がある波形を監視し、インパルスや高調波の重畳などにより本当に波形の形が崩れた場合のみを異常として検出したい場合があるが、上記従来技術ではレベル変動をも検出してしまうため、本来検出すべき異常波形現象を取りこぼしてしまうことがあった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的は、波形のレベル変動に関係なく、インパルスや高調波の重畳などによる波形異常のみを検出できるようにした電力計の波形判定方法を提供することにある。
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は、被測定信号を所定の時間間隔でサンプリングするＡ／Ｄ変換器と、そのディジタル信号により種々の演算を行ない上記被測定信号の測定値を求める測定制御手段とを含み、上記測定制御手段は、あらかじめ取り込まれた基準波形の少なくとも１周期分について、その各サンプリングごとに所定幅の判定エリア（許容最大値および許容最小値）を設定し、上記被測定信号の各サンプリングデータと上記判定エリアとを比較して所定の判定を行なう電力計の波形判定方法において、上記測定制御手段は、上記基準波形から上記判定エリアを設定する際に、上記基準波形の実効値Ａを演算するとともに、上記基準波形の許容最大値と許容最小値とを求めて判定エリアＪ１を設定してメモリに格納し、上記被測定信号の測定にあたっては、その１周期ごとに上記被測定信号の実効値Ｂを演算により求め、上記判定エリアＪ１の上記許容最大値および上記許容最小値の各値をＢ／Ａ倍して変更し、この変更された判定エリアＪ２により上記被測定信号の波形判定を行なうことを特徴としている。
【００１０】
このように、本発明によれば、基準波形の実効値Ａと被測定信号の実効値ＢとをＢ／Ａ倍してなる比率により、判定エリアの幅が変更されるため、被測定信号のレベル変動に関係なく、本来求めるべき異常波形のみを検出することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を実施例により説明する。図１には、この実施例に係る電力計の大幅に簡素化されたブロック図が示されている。
【００１３】
入力端子１には、例えばスーパーストアなどにおいて図示しない電圧計により測定された商用電源の電圧信号が入力される。その電圧信号は、Ａ／Ｄ変換器２により所定のサンプリング間隔でディジタル信号（電圧データ）に変換され、次段のマイコン（もしくはＣＰＵ）３に与えられる。
【００１４】
マイコン３は、電圧データからその実効値などを演算するほかに、電圧データと、図示しない別の入力系統から入力された電流データとから、有効電力や無効電力および位相角などを算出する機能を備え、その測定値をディスプレイなどの表示器５に表示する。
【００１５】
また、マイコン３は判定機能を備えている。すなわち、マイコン３は操作部４から入力された判定基準値と被測定信号とを比較し、異常があるかどうかを判定し、その判定結果を表示器５に表示する。
【００１６】
本発明によると、波形判定は次のようにして行なわれる。図２のフローチャートに示されているように、まず、基準波形により判定エリアを作成する（ステップＳＴ１）。基準波形として、例えば５０Ｈｚ，１００Ｖの安定している電圧波形をＡ／Ｄ変換器２により所定のサンプリング間隔でディジタル変換して、１周期分の電圧データを得る。
【００１７】
マイコン３に対して、あらかじめ操作部４から判定基準値が例えばレンジの±５％もしくは±５Ｖなどとして入力されているものとすると、マイコン３はその１周期分の各電圧データについて、その許容最大値と許容最小値を求め、その判定エリアＪ１をメモリに記憶する。また、マイコン３は各電圧データから、基準波形のレベル（この場合、実効値）を演算し、これについても同じくメモリに記憶する（ステップＳＴ２）。ここでは、基準波形の実効値をＡとする。
【００１８】
次に、被測定電圧波形を取り込み、基準波形のときと同様に、Ａ／Ｄ変換器２により所定のサンプリング間隔でディジタル変換して、１周期分の被測定電圧データを得る（ステップＳＴ３）。マイコン３は、この各被測定電圧データもメモリに記憶するとともに、この各被測定電圧データから被測定電圧波形のレベル（実効値）を演算する（ステップＳＴ４）。
【００１９】
この被測定電圧波形の実効値をＢとすると、マイコン３は、先に設定した判定エリアＪ１の許容最大値と許容最小値を被測定電圧波形の実効値Ｂに合わせて変更する（ステップＳＴ５）。これが実際の判定に供される判定エリアＪ２である。本発明において、この判定エリアＪ２は、判定エリアＪ１の許容最大値と許容最小値をＢ／Ａ倍することにより得られる。
【００２０】
理解を容易にするため、図３に被測定電圧波形の実効値Ｂが基準波形の実効値Ａよりも大きい場合に変更された判定エリアＪ２の例を示し、図４に被測定電圧波形の実効値Ｂが基準波形の実効値Ａよりも小さい場合に変更された判定エリアＪ２の例を示す。なお図中、Ｕは許容最大値で、Ｌは許容最小値である。
【００２１】
このようにして、判定エリアＪ２を作成した後、この判定エリアＪ２により被測定電圧波形Ｖの判定が行なわれる（ステップＳＴ６）。すなわち、メモリから１周期分の被測定電圧データが読み出され、その各被測定電圧データが判定エリアＪ２の範囲内にあるかの判定がなされ（ステップＳＴ７）、被測定電圧データの一つでも判定エリアＪ２の範囲外であれば、ＮＯとして表示器５に「波形異常」を表示する（ステップＳＴ８）。
【００２２】
すべての被測定電圧データが判定エリアＪ２の範囲内であれば、波形正常としてステップＳＴ３に戻り、被測定電圧波形の１周期ごとにステップＳＴ３からステップＳＴ７までを繰り返す。なお、ステップＳＴ７でＮＯ判定の場合、ステップＳＴ８で「波形異常」を表示した後、測定を終了させるか、ステップＳＴ３に戻って測定を続行するかは任意である。また、判定終了済みの被測定電圧データをメモリに保存するかどうかも任意である。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、基準波形の実効値Ａと被測定信号の実効値ＢとをＢ／Ａ倍してなる比率に応じて、判定エリアの許容最大値および許容最小値の各値を変更するようにしたことにより、被測定信号のレベル変動に関係なく、インパルスや高調波の重畳などによる本来求めるべき異常波形のみを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す概略的なブロック図。
【図２】本発明の波形判定方法を説明するためのフローチャート。
【図３】本発明により変更された判定エリアを示した波形図。
【図４】本発明により変更された判定エリアを示した別の波形図。
【図５】一般的な波形判定エリアを説明するための波形図。
【図６】波形判定エリアにより突発的な異常波形の検出状態を説明するための波形図。
【図７】波形判定エリアとの関係で、レベル変動により異常波形として検出される例を示した波形図。
【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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