(57)【要約】【課題】  異容量三相４線式電源の電力の測定や点検、配線工事等に際し、単相３線が結線されている相を検出可能とし、作業効率の向上、専用機器を使用しないことによる経費削減および検出精度の向上を実現することにある。【解決手段】  三相交流の電力を測定する電力計において、接地電位を基準として三相交流の伝送線との間の接地間電圧を検出する電圧検出手段と、  この接地間電圧の２つを組合せてベクトル演算した結果に基づき単相３線負荷が接続された三相交流の所定の相を検出する検出手段と、を設けたことを特徴とする電力計。【選択図】                    図１
2005043232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相交流の電力を測定する電力計において、
接地電位を基準として三相交流の伝送線との間の接地間電圧を検出する電圧検出手段と、
この接地間電圧の２つを組合せてベクトル演算した結果に基づき単相３線負荷が接続された三相交流の相を検出する検出手段と、
を設けたことを特徴とする電力計。
【請求項２】
前記検出手段は、接地間電圧のベクトル演算の結果が、単相３線負荷の定格電圧に対し、所定の割合を超えているか否かにより単相３線負荷が接続されているかを判断することを特徴とする請求項１に記載の電力計。
【請求項３】
前記電圧検出手段は、３つの増幅器を有し、各増幅器の入力端子の１つは、接地電位点に接続され、他の入力端子には、三相交流の伝送線にそれぞれ接続されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三相交流の電力値を測定する電力計に関し、特に三相の所定の相に単相３線負荷が接続された場合に、この単相３線負荷を検出することが可能な電力計に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場等に設置された機器には動力源として２００Ｖ系の三相電力が供給され、このうちの所定の相に対してスコット結線を行って１００Ｖ系の電源を作り、電灯などの負荷に単相電力を供給している。このような結線方式は異容量三相４線式といわれる。  
【０００３】
異容量三相４線式における電力測定や点検、配線工事等に際し、配線図が無い場合や有ってもその信頼性が低く三相３線電源のどの相から単相３線が結線されているか不明な現場があり、配線を確認する必要がある。  
従来の電力計には単相３線負荷の結線された相を確認する機能は無く、配線を確認する専用機器として、電源の各相の線に信号を重畳させて単相負荷側でその信号を検出する方式のものを使用していた。
【０００４】
このことを図を用いて説明する。
図２は従来における単相３線負荷の検出を示した説明図である。
図２において、三相電源３０は三相３線で構成され、各相に接続された負荷ＲＬ１，ＲＬ２，ＲＬ３に三相電力を供給している。三相電源３０のＲ−Ｓ相は、その中間位置Ｎで接地されることにより、Ｒ−Ｎ間とＳ−Ｎ間に接続された負荷ＲＬ４，ＲＬ５に単相電力が供給されている。
【０００５】
信号重畳器２０は、例えば４ｋＨｚ，５０ｍＶといった商用周波数に比べ十分大きい周波数の微小信号を三相電源３０の各相の伝送線をクランプして重畳させていく。信号検出器２１は、単相３線負荷が三相電源３０に配線される線から重畳信号を検出し、作業者に知らせる機能を持つ。つまり、この信号検出器２１が重畳信号を検出した時に、どの相に信号を重畳しているかにより単相３線負荷が配線された相がわかる。
三相電力を測定する電力計に関連する先行技術文献としては次のようなものがある。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３４６７８号公報
【特許文献２】特開平１１−３４４５１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図２に示す従来例では、配線確認の専用機器が必要となると共に電源側と負荷側で別れているため、例えば電源と負荷の位置が離れている場合、２人で連絡を取り合いながらの作業となり作業効率が悪い。加えて、信号検出器は、微小信号を扱うためノイズに弱く正しく検出できない場合がある。
【０００８】
従って本発明が解決しようとする課題は、異容量三相４線式電源の電力の測定や点検、配線工事に際し、単相３線が結線されている相を検出可能とし、作業効率の向上、専用機器を使用しないことによる経費削減および検出精度の向上を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）三相交流の電力を測定する電力計において、
接地電位を基準として三相交流の伝送線との間の接地間電圧を検出する電圧検出手段と、
この接地間電圧の２つを組合せてベクトル演算した結果に基づき単相３線負荷が接続された三相交流の相を検出する検出手段と、
を設けたことを特徴とする電力計。
【００１０】
（２）前記検出手段は、接地間電圧のベクトル演算の結果が、単相３線負荷の定格電圧に対し、所定の割合を超えているか否かにより単相３線負荷が接続されているかを判断することを特徴とする（１）に記載の電力計。
【００１１】
（３）前記電圧検出手段は、３つの増幅器を有し、各増幅器の入力端子の１つは、接地電位点に接続され、他の入力端子には、三相交流の伝送線にそれぞれ接続されることを特徴とする（１）または（２）に記載の電力計。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１乃至３に記載の発明によれば、測定した電圧を用いて単相３線負荷が接続された相が三相３線の何処の相なのかという情報を事前に検出することができるため、別途専用機器を使用して調べる必要が無く、経費の増加や作業効率の悪化などを防ぎ、検出精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例を示す構成図である。
図１において、三相電源３０は各相が中間位置で接地された場合を示したものでＲ−Ｓ相間のときはＮ１で、Ｓ−Ｔ相間のときはＮ２で、Ｔ−Ｒ相間のときはＮ３で接地されている。
破線で囲まれた部分が本発明の電力計である。
アンプ１，２，３は、いずれも入力端子の１つが電力計の端子Ｎｉｎに接続され、この端子Ｎｉｎは電力計の外では接地され、電力計内では共通電位点に接続されている。
【００１４】
アンプ１，２，３の他の入力端子は電力計の端子Ｖｉｎ１，Ｖｉｎ２，Ｖｉｎ３にそれぞれ接続されている。接地電位を基準とした各伝送線の電圧Ｖｒｎ（Ｒ−Ｎ１相の電圧），Ｖｓｎ（Ｓ−Ｎ２相の電圧），Ｖｔｎ（Ｔ−Ｎ３相の電圧）が端子Ｖｉｎ１，Ｖｉｎ２，Ｖｉｎ３にそれぞれ印加され、各アンプはそれらの電圧を正規化して出力する。
【００１５】
Ａ／Ｄコンバータ４は、サンプルホールド機能によりアンプ１，２，３の出力電圧を同時に保持し、保持した電圧を切り替えて順次Ａ／Ｄ変換していく。変換されたデジタルデータは、フォトカプラ、トランスまたはそれらに替わる絶縁素子から成る絶縁回路５を介してプロセッサであるＭＰＵ６に取り込まれる。これまでの部分が電圧検出手段に相当する。
【００１６】
ＭＰＵ６は、検出した接地電位に対する各伝送線の電圧を以下の式によりベクトル加算し、その結果により、三相３線のどの相に単相３線負荷が接続されているかを検出する。これが検出手段に相当する。表示器７は、単相３線負荷の検出結果を表示する。
【００１７】
アンプの出力電圧Ｖｒｎ，Ｖｓｎ，Ｖｔｎは接地電位を基準としたＲ−Ｎ相，Ｓ−Ｎ相，Ｔ−Ｎ相の電圧をそれぞれ示し、単相３線の電圧が平衡の場合ではこれらの電圧の関係は次式ようになる。
【００１８】
Ｒ−Ｓ相間に単相３線の負荷が接続されている場合。
【数１】
2005043232.tif 000003
Ｓ−Ｔ相間に単相３線の負荷が接続されている場合。
【数２】
2005043232.tif 000004
Ｔ−Ｒ相間に単相３線の負荷が接続されている場合。
【数３】
2005043232.tif 000005
【００１９】
つまり、接地電位に対する各伝送線の電圧を測定してベクトル加算した結果により三相３線のどの相に単相３線負荷が接続されているが分かる。
また、単相３線負荷の電圧が不平衡の場合でも、上式の結果は定格電圧（例えば１００Ｖ）に対して十分低い値となると期待できるため、上式の右辺が０でなく、例えば定格電圧の１０％以下とすれば判定が可能となる。この判断をＭＰＵ６が行う。
【００２０】
電圧のベクトル演算は、次式のように同じタイミングのＡ／Ｄコンバータのサンプリングデータ同士を加算してその実効値を求めればよい。
【数４】
2005043232.tif 000006
ここで、Ｔは１周期、ｖｒｎ，ｖｓｎ，ｖｔｎは、時刻ｔにおけるサンプリングデータである。
【００２１】
尚、図１は、本発明の特徴を主に説明するものであり、電力測定に係る従来の電力計の構成は省略している。
【００２２】
また、本発明の電力計における３つのアンプから構成される入力部は、三相４線式の電圧入力としても使用できる。具体的には、電力計の入力端子Ｎｉｎをスター結線の中性点に、Ｖｉｎ１をＲ相の伝送線に、Ｖｉｎ２をＳ相の伝送線に、Ｖｉｎ３をＴ相の伝送線に接続する。これにより、Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相の相電圧が測定できる。従って、三相４線式電力計であれば、ハードウェアの変更なしに本発明を適用できる。
【００２３】
以上により、電力計を用いて単相３線負荷が接続された相が三相３線の何処の相なのかという情報を検出することができるため、別途専用機器を使用して調べる必要が無く、経費の増加や作業効率の悪化などを防ぎ、検出精度を向上させることができる。
従って、異容量三相４線式電源の電力測定や点検、配線工事に際し、配線図が無かったり、有っても信頼性に欠けたりする場合には有効である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施例を示した構成図である。
【図２】従来における単相３線の結線された相の検出を示した説明図である。
【符号の説明】
【００２５】
１，２，３  アンプ
４  Ａ／Ｄコンバータ
５  絶縁回路
６  ＭＰＵ
７  表示器
【図１】
2005043232.tif 000007
【図２】
2005043232.tif 000008