(57)【要約】【課題】簡易な構成により、導電体を流れる電力の状態を検出する。【解決手段】無線センサ１１１の容量結合センサ１２１は、導電線１８１に印加される回路電圧により導電線１８１と検出電極１３１の間の結合容量を介して検出電極１３１から出力される検出電流Ｉｖ１を変換した検出電圧Ｖｖ２を出力する。ＭＰＵ１２４は、検出電圧Ｖｖ２に基づいて回路電圧の位相を検出し、変流器１２２の測定値に基づいて、導電線１８１を流れる回路電流の位相および電流実効値を検出し、さらに導電線を流れる回路電力の力率を検出する。通信部１２５は、検出した電流実効値および力率を親機１１２に送信する。親機１１２のＭＰＵ１５３は、無線センサ１１１で検出された電流実効値および力率、並びに、電圧実効値検出部１５１で検出された回路電圧の実効値に基づいて、回路電力の状態を検出する。本発明は、例えば、電力検出システムに適用できる。【選択図】図１
2013167523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁体で覆われた導電体を流れる電流である回路電流を測定する変流器と、
前記絶縁体を介して前記導電体との間に結合容量を形成する電極と、
前記導電体に印加される電圧である回路電圧により前記電極から出力される電流を電圧に変換する抵抗と、
前記変換された電圧の位相に基づいて、前記回路電圧の位相を検出する電圧位相検出部と、
前記導電体を流れる電力である回路電力の状態を検出する他の検出装置と通信を行う通信部と
を備える検出装置。
【請求項２】
前記回路電流の測定値に基づいて、前記回路電流の位相を検出する電流位相検出部と、
前記回路電流の測定値に基づいて、前記回路電流の実効値を検出する電流実効値検出部と
をさらに備え、
前記通信部は、検出された前記回路電圧の位相、前記回路電流の位相、および、前記回路電流の実効値を含む情報を前記他の検出装置に送信する
請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
検出された前記回路電圧の位相および前記回路電流の位相に基づいて、前記回路電力の力率を検出する力率検出部を
さらに備え、
前記通信部は、検出された前記回路電力の力率および前記回路電流の実効値を含む情報を前記他の検出装置に送信する
請求項２に記載の検出装置。
【請求項４】
前記回路電流の方向を検出する電流方向検出部と、
前記変流器から出力される電流の全波整流波形を生成する整流部と、
前記全波整流波形および前記回路電流の方向の検出値に基づいて、前記回路電流の波形を復元する波形復元部と
をさらに備え、
前記電流位相検出部は、復元された前記回路電流の波形に基づいて、前記回路電流の位相を検出し、
前記電流実効値検出部は、復元された前記回路電流の波形に基づいて、前記回路電流の実効値を検出する
請求項２に記載の検出装置。
【請求項５】
前記整流部により整流された電流による電力を少なくとも１つの動力源とする
請求項４に記載の検出装置。
【請求項６】
前記通信部は、前記回路電流の測定値、および、検出された前記回路電圧の位相を含む情報を前記他の検出装置に送信する
請求項１に記載の検出装置。
【請求項７】
絶縁体で覆われた導電体を介して前記導電体との間に結合容量を形成する電極と、
前記導電体に印加される電圧である回路電圧により前記電極から出力される電流を電圧に変換する抵抗と、
前記変換された電圧の位相に基づいて、前記回路電圧の位相を検出する電圧位相検出部と
を備える検出装置。
【請求項８】
前記導電体を流れる電流である回路電流を測定する変流器と、
前記回路電流の測定値に基づいて、前記回路電流の位相を検出する電流位相検出部と、
検出された前記回路電圧の位相および前記回路電流の位相に基づいて、前記導電体を流れる電力である回路電力の力率を検出する力率検出部と
をさらに備える請求項７に記載の検出装置。
【請求項９】
絶縁体で覆われた導電体に印加される電圧である回路電圧により、前記絶縁体を介して前記導電体との間に結合容量を形成する電極から出力される電流を抵抗により変換した電圧の位相に基づいて、前記回路電圧の位相を検出する電圧位相検出ステップを
含む検出方法。
【請求項１０】
変流器により測定された前記導電体を流れる電流である回路電流の測定値に基づいて、前記回路電流の位相を検出する電流位相検出ステップと、
検出された前記回路電圧の位相および前記回路電流の位相に基づいて、前記導電体を流れる電力である回路電力の力率を検出する力率検出ステップと
をさらに含む請求項９に記載の検出方法。
【請求項１１】
ｎ台（ｎは自然数）の第１の検出装置、および、第２の検出装置を備える検出システムにおいて、
前記第１の検出装置は、
絶縁体で覆われた導電体を流れる電流である回路電流を測定する変流器と、
前記絶縁体を介して前記導電体との間に結合容量を形成する電極と、
前記導電体に印加される電圧である回路電圧により前記電極から出力される電流を電圧に変換する抵抗と、
前記変換された電圧の位相に基づいて、前記回路電圧の位相を検出する電圧位相検出部と、
前記第２の検出装置と通信を行う第１の通信部と
を少なくとも備え、
前記第２の検出装置は、
前記第１の検出装置と通信を行う第２の通信部と、
前記回路電圧の実効値、前記回路電流の実効値、および、前記導電体を流れる電力である回路電力の力率に基づいて、前記回路電力の状態を検出する電力検出部と
を少なくとも備え、
前記第１の検出装置または前記第２の検出装置が、
前記回路電流の測定値に基づいて、前記回路電流の位相を検出する電流位相検出部と、
検出された前記回路電圧の位相および前記回路電流の位相に基づいて、前記回路電力の力率を検出する力率検出部と、
前記回路電流の測定値に基づいて、前記回路電流の実効値を検出する電流実効値検出部と
を備える検出システム。
【請求項１２】
前記電流位相検出部、および、前記電流実効値検出部が、前記第１の検出装置に設けられ、
前記第１の通信部は、検出された前記回路電圧の位相、前記回路電流の位相、および、前記回路電流の実効値を含む情報を前記第２の検出装置に送信する
請求項１１に記載の検出システム。
【請求項１３】
前記電流位相検出部、前記力率検出部、および、前記電流実効値検出部が、前記第１の検出装置に設けられ、
前記第１の通信部は、検出された前記回路電力の力率および前記回路電流の実効値を含む情報を前記第２の検出装置に送信する
請求項１１に記載の検出システム。
【請求項１４】
前記電流位相検出部、前記力率検出部、および、前記電流実効値検出部が、前記第２の検出装置に設けられ、
前記第１の通信部は、前記回路電流の測定値、および、検出された前記回路電圧の位相を含む情報を前記第２の検出装置に送信する
請求項１１に記載の検出システム。
【請求項１５】
前記第２の検出装置は、
前記回路電圧の実効値を検出する電圧実効値検出部を
さらに備える請求項１１に記載の検出システム。
【請求項１６】
ｎ台（ｎは自然数）の第１の検出装置、および、第２の検出装置を備える検出システムの検出方法において、
前記第１の検出装置により実行される、
絶縁体で覆われた導電体を流れる電流である回路電流を測定する測定ステップと、
前記導電体に印加される電圧である回路電圧により、前記絶縁体を介して前記導電体との間に結合容量を形成する電極から出力される電流を抵抗により変換した電圧の位相に基づいて、前記回路電圧の位相を検出する電圧位相検出ステップと、
前記第２の検出装置に検出結果を送信する送信ステップと、
前記第２の検出装置により実行される、
前記第１の検出装置から前記検出結果を受信する受信ステップと、
前記回路電圧の実効値、前記回路電流の実効値、および、前記導電体を流れる電力である回路電力の力率に基づいて、前記回路電力の状態を検出する電力検出ステップと、
前記第１の検出装置または前記第２の検出装置により実行される、
前記回路電流の測定値に基づいて、前記回路電流の位相を検出する電流位相検出ステップと、
検出された前記回路電圧の位相および前記回路電流の位相に基づいて、前記回路電力の力率を検出する力率検出ステップと、
前記回路電流の測定値に基づいて、前記回路電流の実効値を検出する電流実効値検出ステップと
を含む検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出装置および方法、並びに、検出システムに関し、特に、導電体を流れる電力の状態を検出する場合に用いて好適な検出装置および方法、並びに、検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ケーブルの絶縁被覆の一部を検出電極で覆い、導電線に印加される電圧より高い周波数の電圧を検出電極に印加し、検出電極と導電線の間の静電容量を測定することにより、非接触で導電線に印加される電圧の値を測定することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２５２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の発明では、導電線に高周波の電圧を印加する発振器を設ける必要がある。
【０００５】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、簡易な構成により、導電線等の導電体を流れる電力の状態を検出できるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の側面の検出装置は、絶縁体で覆われた導電体を流れる電流である回路電流を測定する変流器と、絶縁体を介して導電体との間に結合容量を形成する電極と、導電体に印加される電圧である回路電圧により電極から出力される電流を電圧に変換する抵抗と、変換された電圧の位相に基づいて、回路電圧の位相を検出する電圧位相検出部と、導電体を流れる電力である回路電力の状態を検出する他の検出装置と通信を行う通信部とを備える。
【０００７】
本発明の第１の側面の検出装置においては、絶縁体で覆われた導電体を流れる電流である回路電流が測定され、導電体に印加される電圧である回路電圧により、絶縁体を介して導電体との間に結合容量を形成する電極から電流が出力され、出力された電流が抵抗により電圧に変換され、変換された電圧の位相に基づいて、回路電圧の位相が検出され、導電体を流れる電力である回路電力の状態を検出する他の検出装置と通信が行われる。
【０００８】
従って、簡易な構成により、導電体を流れる電力の状態を検出することができる。
【０００９】
この電圧位相検出部は、例えば、デジタルの演算回路、マイクロコンピュータ、または、各種のプロセッサ等により構成される。この通信部は、例えば、無線の通信装置により構成される。
【００１０】
この検出装置においては、回路電流の測定値に基づいて、回路電流の位相を検出する電流位相検出部と、回路電流の測定値に基づいて、回路電流の実効値を検出する電流実効値検出部とをさらに設け、通信部には、検出された回路電力の力率および回路電流の実効値を含む情報を他の検出装置に送信させることができる。
【００１１】
これにより、他の検出装置で電力の状態を検出する負荷を軽減することができる。
【００１２】
この電流位相検出部、電流実効値検出部は、例えば、デジタルの演算回路、マイクロコンピュータ、または、各種のプロセッサ等により構成される。
【００１３】
この検出装置においては、検出された回路電圧の位相および回路電流の位相に基づいて、回路電力の力率を検出する力率検出部をさらに設け、この通信部には、検出された回路電力の力率および回路電流の実効値を含む情報を他の検出装置に送信させることができる。
【００１４】
これにより、簡易な構成により、非接触で導電体を流れる電力の力率を検出することができる。また、他の検出装置で電力の状態を検出する負荷を軽減することができる。
【００１５】
この力率検出部は、例えば、デジタルの演算回路、マイクロコンピュータ、または、各種のプロセッサ等により構成される。
【００１６】
この検出装置においては、回路電流の方向を検出する電流方向検出部と、変流器から出力される電流の全波整流波形を生成する整流部と、全波整流波形および回路電流の方向の検出値に基づいて、回路電流の波形を復元する波形復元部とをさらに設け、この電流位相検出部には、復元された回路電流の波形に基づいて、回路電流の位相を検出させ、この電流実効値検出部には、復元された回路電流の波形に基づいて、回路電流の実効値を検出させることができる。
【００１７】
これにより、例えば、ＡＤコンバータによる回路電流の測定分解能を高めたり、ＡＤコンバータのダイナミックレンジを下げたりすること可能になる。
【００１８】
この電流方向検出部は、例えば、比較回路により構成される。この整流部は、例えば、全波整流回路により構成される。この波形復元部は、例えば、アナログの演算回路、デジタルの演算回路、マイクロコンピュータ、または、各種のプロセッサ等により構成される。
【００１９】
この検出装置においては、整流部により整流された電流による電力を少なくとも１つの動力源とすることができる。
【００２０】
これにより、バッテリ等の交換を行わずに、検出装置を安定して長時間動作させることができる。
【００２１】
この通信部には、回路電流の測定値、および、検出された回路電圧の位相を含む情報を他の検出装置に送信させることができる。
【００２２】
これにより、他の検出装置で複数の測定点において導電体を流れる電力の状態を容易に検出することができる。
【００２３】
本発明の第２の側面の検出装置は、絶縁体で覆われた導電体を介して導電体との間に結合容量を形成する電極と、導電体に印加される電圧である回路電圧により電極から出力される電流を電圧に変換する抵抗と、変換された電圧の位相に基づいて、回路電圧の位相を検出する電圧位相検出部とを備える。
【００２４】
本発明の第２の側面の検出装置においては、絶縁体で覆われた導電体に印加される電圧である回路電圧により、絶縁体を介して導電体との間に結合容量を形成する電極から電流が出力され、出力された電流が抵抗により電圧に変換され、変換された電圧の位相に基づいて、回路電圧の位相が検出される。
【００２５】
従って、簡易な構成により、導電体を流れる電力の状態を検出することができる。
【００２６】
この電圧位相検出部は、例えば、デジタルの演算回路、マイクロコンピュータ、または、各種のプロセッサ等により構成される。
【００２７】
この検出装置においては、導電体を流れる電流である回路電流を測定する変流器と、回路電流の測定値に基づいて、回路電流の位相を検出する電流位相検出部と、検出された回路電圧の位相および回路電流の位相に基づいて、導電体を流れる電力である回路電力の力率を検出する力率検出部とをさらに設けることができる。
【００２８】
これにより、簡易な構成により、非接触で導電体を流れる電力の力率を検出することができる。
【００２９】
この電流位相検出部、力率検出部は、例えば、デジタルの演算回路、マイクロコンピュータ、または、各種のプロセッサ等により構成される。
【００３０】
本発明の第２の側面の検出方法は、絶縁体で覆われた導電体に印加される電圧である回路電圧により、絶縁体を介して導電体との間に結合容量を形成する電極から出力される電流を抵抗により変換した電圧の位相に基づいて、回路電圧の位相を検出する電圧位相検出ステップを含む。
【００３１】
本発明の第２の側面の検出方法においては、絶縁体で覆われた導電体に印加される電圧である回路電圧により、絶縁体を介して導電体との間に結合容量を形成する電極から出力される電流を抵抗により変換した電圧の位相に基づいて、回路電圧の位相が検出される。
【００３２】
従って、簡易な構成により、導電体を流れる電力の状態を検出することができる。
【００３３】
この電圧位相検出ステップは、例えば、デジタルの演算回路、マイクロコンピュータ、または、各種のプロセッサ等により実行される。
【００３４】
この検出方法においては、変流器により測定された導電体を流れる電流である回路電流の測定値に基づいて、回路電流の位相を検出する電流位相検出ステップと、検出された回路電圧の位相および回路電流の位相に基づいて、導電体を流れる電力である回路電力の力率を検出する力率検出ステップとをさらに含めることができる。
【００３５】
これにより、簡易な構成により、非接触で導電体を流れる電力の力率を検出することができる。
【００３６】
この電流位相検出ステップ、力率検出ステップは、例えば、デジタルの演算回路、マイクロコンピュータ、または、各種のプロセッサ等により実現される。
【００３７】
本発明の第３の側面の検出システムは、ｎ台（ｎは自然数）の第１の検出装置、および、第２の検出装置を備える検出システムにおいて、第１の検出装置は、絶縁体で覆われた導電体を流れる電流である回路電流を測定する変流器と、絶縁体を介して導電体との間に結合容量を形成する電極と、導電体に印加される電圧である回路電圧により電極から出力される電流を電圧に変換する抵抗と、変換された電圧の位相に基づいて、回路電圧の位相を検出する電圧位相検出部と、第２の検出装置と通信を行う第１の通信部とを少なくとも備え、第２の検出装置は、第１の検出装置と通信を行う第２の通信部と、回路電圧の実効値、回路電流の実効値、および、導電体を流れる電力である回路電力の力率に基づいて、回路電力の状態を検出する電力検出部とを少なくとも備え、第１の検出装置または第２の検出装置が、回路電流の測定値に基づいて、回路電流の位相を検出する電流位相検出部と、検出された回路電圧の位相および回路電流の位相に基づいて、回路電力の力率を検出する力率検出部と、回路電流の測定値に基づいて、回路電流の実効値を検出する電流実効値検出部とを備える。
【００３８】
本発明の第３の検出システムにおいては、第１の検出装置により、絶縁体で覆われた導電体を流れる電流である回路電流が測定され、導電体に印加される電圧である回路電圧により、絶縁体を介して導電体との間に結合容量を形成する電極から出力される電流を抵抗により変換した電圧の位相に基づいて、回路電圧の位相が検出され、第２の検出装置と通信が行われ、第２の検出装置により、第１の検出装置と通信が行われ、回路電圧の実効値、回路電流の実効値、および、導電体を流れる電力である回路電力の力率に基づいて、回路電力の状態が検出され、第１の検出装置または第２の検出装置により、回路電流の測定値に基づいて、回路電流の位相が検出され、検出された回路電圧の位相および回路電流の位相に基づいて、回路電力の力率が検出され、回路電流の測定値に基づいて、回路電流の実効値が検出される。
【００３９】
従って、簡易な構成により、各測定点において導電体を流れる電力の状態を検出することができる。
【００４０】
この電圧位相検出部、電力検出部、電流位相検出部、力率検出部、電流実効値検出部は、例えば、デジタルの演算回路、マイクロコンピュータ、または、各種のプロセッサ等により構成される。この第１の通信部、第２の通信部は、例えば、無線の通信装置により構成される。
【００４１】
この検出システムにおいては、電流位相検出部、および、電流実効値検出部を、第１の検出装置に設け、第１の通信部には、検出された回路電圧の位相、回路電流の位相、および、回路電流の実効値を含む情報を第２の検出装置に送信させることができる。
【００４２】
これにより、第２の検出装置の負荷を軽減することができる。
【００４３】
この検出システムにおいては、電流位相検出部、力率検出部、および、電流実効値検出部を、第１の検出装置に設け、第１の通信部には、検出された回路電力の力率および回路電流の実効値を含む情報を第２の検出装置に送信させることができる。
【００４４】
これにより、第２の検出装置の負荷を軽減することができる。
【００４５】
この検出システムにおいては、電流位相検出部、力率検出部、および、電流実効値検出部を、第２の検出装置に設け、この第１の通信部には、回路電流の測定値、および、検出された回路電圧の位相を含む情報を第２の検出装置に送信させることができる。
【００４６】
これにより、第１の検出装置の負荷を軽減することができる。
【００４７】
この検出システムにおいては、第２の検出装置に、回路電圧の実効値を検出する電圧実効値検出部をさらに設けることができる。
【００４８】
これにより、より正確に電力の状態を検出することができる。
【００４９】
本発明の第３の側面の検出方法は、ｎ台（ｎは自然数）の第１の検出装置、および、第２の検出装置を備える検出システムの検出方法において、第１の検出装置により実行される、絶縁体で覆われた導電体を流れる電流である回路電流を測定する測定ステップと、導電体に印加される電圧である回路電圧により、絶縁体を介して導電体との間に結合容量を形成する電極から出力される電流を抵抗により変換した電圧の位相に基づいて、回路電圧の位相を検出する電圧位相検出ステップと、第２の検出装置に検出結果を送信する送信ステップと、第２の検出装置により実行される、第１の検出装置から検出結果を受信する受信ステップと、回路電圧の実効値、回路電流の実効値、および、導電体を流れる電力である回路電力の力率に基づいて、回路電力の状態を検出する電力検出ステップと、第１の検出装置または第２の検出装置により実行される、回路電流の測定値に基づいて、回路電流の位相を検出する電流位相検出ステップと、検出された回路電圧の位相および回路電流の位相に基づいて、回路電力の力率を検出する力率検出ステップと、回路電流の測定値に基づいて、回路電流の実効値を検出する電流実効値検出ステップとを含む。
【００５０】
本発明の第３の側面の検出方法においては、第１の検出装置により、絶縁体で覆われた導電体を流れる電流である回路電流が測定され、導電体に印加される電圧である回路電圧により、絶縁体を介して導電体との間に結合容量を形成する電極から出力される電流を抵抗により変換した電圧の位相に基づいて、回路電圧の位相が検出され、第２の検出装置と通信が行われ、第２の検出装置により、第１の検出装置と通信が行われ、回路電圧の実効値、回路電流の実効値、および、導電体を流れる電力である回路電力の力率に基づいて、回路電力の状態が検出され、第１の検出装置または第２の検出装置により、回路電流の測定値に基づいて、回路電流の位相が検出され、検出された回路電圧の位相および回路電流の位相に基づいて、回路電力の力率が検出され、回路電流の測定値に基づいて、回路電流の実効値が検出される。
【００５１】
従って、簡易な構成により、導電体を流れる電力の状態を検出することができる。
【００５２】
この測定ステップは、例えば、変流器により実行される。この電圧位相検出ステップ、電力検出ステップ、電流位相検出ステップ、力率検出ステップ、電流実効値検出ステップは、例えば、デジタルの演算回路、マイクロコンピュータ、または、各種のプロセッサ等により実効される。この送信ステップ、受信ステップは、例えば、無線の通信装置により実行される。
【発明の効果】
【００５３】
本発明の第１の側面乃至第３の側面によれば、簡易な構成により、導電体を流れる電力の状態を検出することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明を適用した電力検出システムの第１の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】容量結合センサ１２１の構成例を示す図である。
【図３】無線センサのＭＰＵにより実現される機能の構成例を示すブロック図である。
【図４】無線センサの処理を説明するためのフローチャートである。
【図５】容量結合センサ１２１の特性の理論値を示すグラフである。
【図６】「電気設備の技術基準の解釈（平成23年7月1日改正）」の「別表第4  低圧絶縁電線、多心型電線及び低圧ケーブルの絶縁体の厚さ」を示す図である。
【図７】容量結合センサの測定結果の例を示すグラフである。
【図８】親機の処理を説明するためのフローチャートである。
【図９】本発明を適用した電力検出システムの第２の実施の形態を示すブロック図である。
【図１０】電流方向検出部の第１の構成例を示す回路図である。
【図１１】電流方向検出部の第２の構成例を示す回路図である。
【図１２】電流方向検出部の第３の構成例を示す回路図である。
【図１３】無線センサのＭＰＵにより実現される機能の構成例を示すブロック図である。
【図１４】無線センサの処理を説明するためのフローチャートである。
【図１５】電流波形を復元する方法を説明するための図である。
【図１６】電流波形を復元する方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
以下、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態という）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（変流器から出力される電流を全波整流せずに検出する場合の例）
２．第２の実施の形態（変流器から出力される電流を全波整流して検出する場合の例）
３．変形例
【００５６】
＜１．第１の実施の形態＞
［電力検出システム１０１の構成例］
図１は、本発明を適用した電力検出システムの第１の実施の形態である電力検出システム１０１の構成例を示している。
【００５７】
電力検出システム１０１は、ｎ台（ｎは自然数）の子機としての無線センサ１１１−１乃至１１１−ｎ、および、親機１１２を含むように構成される。
【００５８】
無線センサ１１１−１乃至１１１−ｎは、電力の状態を検出したい場所（測定点）にそれぞれ設置される。そして、親機１１２は、無線センサ１１１−１乃至１１１−ｎから送信されてくる情報に基づいて、無線センサ１１１−１乃至１１１−１が設置された各測定点における電力の状態を検出する。
【００５９】
なお、電力検出システム１０１が設置される場所に特に制限はなく、例えば、一般家庭、ビル、工場、商業施設、公共施設等が想定される。また、無線センサ１１１−１乃至１１１−ｎ、および、親機１１２は、必ずしも同じ建物内に設置する必要はなく、それぞれ異なる建物に設置したり、あるいは、屋外に設置したりすることが可能である。さらに、無線センサ１１１−１乃至１１１−ｎおよび親機１１２は、回路を流れる公称電圧が同じ場所にそれぞれ設置される。
【００６０】
なお、以下、無線センサ１１１−１乃至１１１−ｎを個々に区別する必要がない場合、単に無線センサ１１１と称する。
【００６１】
各無線センサ１１１は、容量結合センサ１２１、変流器１２２、抵抗１２３、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）１２４、および、通信部１２５を含むように構成される。
【００６２】
容量結合センサ１２１は、無線センサ１１１が設置されている測定点において、ケーブル１０２の導電体である導電線１８１に印加される回路電圧Ｖｃの位相を検出するために用いられる。
【００６３】
図２は、容量結合センサ１２１の詳細な構成例を示している。容量結合センサ１２１は、検出電極１３１、抵抗１３２、オペアンプ１３３、および、シールド電極１３４を含むように構成される。
【００６４】
検出電極１３１は、ケーブル１０２の導電線１８１の周囲を覆う絶縁体である絶縁被覆１８２に接触または近接するように設置され、結合容量Ｃｐを介して導電線１８１と容量結合される。
【００６５】
抵抗１３２の一端は、検出電極１３１、および、オペアンプ１３３の非反転入力端子（＋）に接続され、他の一端は、グラウンドに接続されている。
【００６６】
オペアンプ１３３の反転入力端子（−）は、オペアンプ１３３の出力端子に接続されている。
【００６７】
シールド電極１３４は、検出電極１３１の周囲を取り囲むように設けられるとともに、グラウンドに接続され、検出電極１３１を外界から静電遮蔽する。
【００６８】
そして、商用電源や自家発電装置等により構成される交流の電源１０３から導電線１８１に交流の電圧（以下、回路電圧Ｖｃと称する）が印加されると、結合容量Ｃｐを介して、検出電極１３１から交流の電流（以下、検出電流Ｉｖ１と称する）が出力される。検出電流Ｉｖ１は、抵抗１３２により交流の電圧（以下、検出電圧Ｖｖ１と称する）に変換され、さらにオペアンプ１３３により増幅されて、増幅後の電圧（以下、検出電圧Ｖｖ２と称する）がＭＰＵ１２４に供給される。
【００６９】
なお、以下、電流や電力の潮流方向について、図２の矢印Ａの方向、すなわち、電源１０３から負荷等に流れる方向を正の方向とし、矢印Ａと逆方向、すなわち、電源１０３に向かって流れる方向を負の方向とする。
【００７０】
図１に戻り、変流器１２２は、ケーブル１０２の絶縁被膜１８２の周囲に設置され、導電線１８１を流れる交流の電流（以下、回路電流Ｉｃと称する）を交流の電流（以下、検出電流Ｉｉ１と称する）に変換する。検出電流Ｉｉ１は、抵抗１２３により交流の電圧（以下、検出電圧Ｖｉ１と称する）に変換され、ＭＰＵ１２４に供給される。
【００７１】
なお、変流器１２２は、例えば、回路電流Ｉｃが矢印Ａ（図２）の方向に流れるとき、検出電流Ｉｉ１の値が正になり、回路電流Ｉｃが矢印Ａと逆方向に流れるとき、検出電流Ｉｉ１の値が負になる方向に設置される。
【００７２】
ＭＰＵ１２４は、検出電圧Ｖｖ２および検出電圧Ｖｉ１に基づいて、導電線１８１を流れる電力（以下、回路電力Ｐｃと称する）の力率ＰＦｃ、および、回路電流Ｉｃの実効値Ｉｒｃを検出し、検出結果を通信部１２５に通知する。
【００７３】
通信部１２５は、所定の方式により無線通信を行う通信装置等により構成され、検出した力率ＰＦｃおよび電流実効値Ｉｒｃを含む情報（以下、検出情報と称する）を親機１１２に送信する。
【００７４】
なお、通信部１２５の通信方式には、任意の方式を採用することができる。
【００７５】
親機１１２は、電圧実効値検出部１５１、通信部１５２、および、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）１５３を含むように構成される。
【００７６】
電圧実効値検出部１５１は、例えば、コンセント（outlet）等に接続して使用する接触式の電圧測定器により構成され、回路電圧Ｖｃの実効値Ｖｒｃを検出し、検出結果をＭＰＵ１５３に供給する。
【００７７】
通信部１５２は、無線センサ１１１の通信部１２５と同様の通信方式により無線通信を行う通信装置等により構成され、各無線センサ１１１から検出情報を受信し、ＭＰＵ１５３に供給する。
【００７８】
ＭＰＵ１５３は、電力検出部１６１を含む機能を実現する。
【００７９】
電力検出部１６１は、各無線センサ１１１により検出された力率ＰＦｃおよび電流実効値Ｉｒｃ、並びに、電圧実効値検出部１５１により検出された電圧実効値Ｖｒｃに基づいて、各無線センサ１１１の測定点における電力の状態を検出する。そして、電力検出部１６１は、必要に応じて、例えば、各測定点における電力の状態を表示装置（不図示）に表示させたり、記録媒体（不図示）に記録したり、他の装置（不図示）に送信したりする。
【００８０】
［ＭＰＵ１２４の機能の構成例］
図３は、無線センサ１１１のＭＰＵ１２４の機能の構成例を示すブロック図である。
【００８１】
ＭＰＵ１２４は、ＡＤコンバータ（ＡＤＣ）２０１ａ，２０１ｂ、電圧位相検出部２０２、電流位相検出部２０３、力率検出部２０４、および、電流実効値検出部２０５を含む機能を実現する。
【００８２】
ＡＤＣ２０１ａは、検出電圧Ｖｖ２を所定のサンプリング周期でサンプリングすることによりデジタルの信号（以下、電圧信号Ｓｖ１と称する）に変換し、電圧位相検出部２０２に供給する。
【００８３】
ＡＤＣ２０１ｂは、検出電圧Ｖｉ１を所定のサンプリング周期でサンプリングすることによりデジタルの信号（以下、電流信号Ｓｉ１と称する）に変換し、電流位相検出部２０３および電流実効値検出部２０５に供給する。
【００８４】
電圧位相検出部２０２は、電圧信号Ｓｖ１に基づいて、回路電圧Ｖｃの位相θｖを検出し、検出結果を力率検出部２０４に通知する。
【００８５】
電流位相検出部２０３は、電流信号Ｓｉ１に基づいて、回路電流Ｉｃの位相θｉを検出し、検出結果を力率検出部２０４に通知する。
【００８６】
力率検出部２０４は、回路電圧Ｖｃの位相θｖおよび回路電流Ｉｃの位相θｉに基づいて、回路電力Ｐｃの力率ＰＦｃを検出し、検出結果を通信部１２５に通知する。
【００８７】
電流実効値検出部２０５は、電流信号Ｓｉ１に基づいて、回路電流Ｉｃの実効値Ｉｒｃを検出し、検出結果を通信部１２５に通知する。
【００８８】
［電力検出システム１０１の処理］
次に、電力検出システム１０１の処理について説明する。
【００８９】
（無線センサ１１１の処理）
まず、図４のフローチャートを参照して、無線センサ１１１の処理について説明する。なお、この処理は、例えば、無線センサ１１１の電源がオンされたとき開始され、オフされたとき終了する。
【００９０】
ステップＳ１において、無線センサ１１１は、電圧位相を検出する。具体的には、容量結合センサ１２１は、上述したように、導電線１８１に印加される回路電圧Ｖｃを検出電圧Ｖｖ２に変換し、ＡＤＣ２０１ａに供給する。ＡＤＣ２０１ａは、アナログの検出電圧Ｖｖ２をデジタルの電圧信号Ｓｖ１にＡ／Ｄ変換し、電圧位相検出部２０２に供給する。電圧位相検出部２０２は、電圧信号Ｓｖ１に基づいて、検出電圧Ｖｖ２の位相θｖ’を検出する。なお、位相θｖ’の検出方法には、任意の方法を採用することができる。
【００９１】
次に、電圧位相検出部２０２は、検出電圧Ｖｖ２の位相θｖ’に基づいて、回路電圧Ｖｃの位相θｖを検出する。ここで、図５乃至図７を参照して、回路電圧Ｖｃの位相θｖの検出方法について説明する。
【００９２】
図５は、抵抗１３２の抵抗値Ｒｓを１ＭΩに設定した場合の容量結合センサ１２１の入出力特性および検出特性の理論値を示している。具体的には、容量結合センサ１２１の入出力特性として、回路電圧Ｖｃの周波数ｆｃおよび結合容量Ｃｐを変化させた場合の、回路電圧Ｖｃとオペアンプ１３３による増幅前の検出電圧Ｖｖ１の比率（以下、入出力電圧比と称する）が示されている。また、容量結合センサ１２１の検出特性として、回路電圧Ｖｃの周波数ｆｃおよび結合容量Ｃｐを変化させた場合の、回路電圧Ｖｃの位相θｖに対する検出電圧Ｖｖ２の位相θｖ’が示されている。
【００９３】
回路電圧Ｖｃの位相θｖを基準とした場合の検出電圧Ｖｖ２の位相θｖ’は、次式（１）により算出される。
【００９４】
【数１】
2013167523.tif 000003
ただし、ω＝２πｆｃである。
【００９５】
位相θｖ’は、図５および式（１）に示されるように、回路電圧Ｖｃの周波数ｆｃが小さくなるほど−９０°（９０°の進み）に近づき、回路電圧Ｖｃの周波数ｆｃが大きくなるにつれて−９０°から遅れてゆく。また、位相θｖ’は、結合容量Ｃｐが小さくなるほど−９０°に近づき、結合容量Ｃｐが大きくなるほど−９０°から遅れてゆく。
【００９６】
入出力電圧比は、回路電圧Ｖｃの周波数ｆｃが小さくなるほど小さくなり、回路電圧Ｖｃの周波数ｆｃが大きくなるほど大きくなる。また、入出力電圧比は、結合容量Ｃｐが小さくなるほど小さくなり、結合容量Ｃｐが大きくなるほど大きくなる。
【００９７】
一方、電源１０３の周波数は、通常５０Ｈｚまたは６０Ｈｚであり、容量結合センサ１２１は、図５の点線で囲んだ範囲内で使用されると想定される。従って、結合容量Ｃｐが１０ｐＦ以下の場合、回路電圧Ｖｃと検出電圧Ｖｖ２の位相差を９０°とみなしても、その誤差は０．３％以内であり、一般的な電力計算では、十分許容される範囲となる。
【００９８】
また、図６は、原子力安全・保安委より公表されている「電気設備の技術基準の解釈（平成23年7月1日改正）」の「別表第４  低圧絶縁電線、多心型電線及び低圧ケーブルの絶縁体の厚さ」を示している。そして、ケーブル１０２の絶縁被覆１８２の厚さが図６に示される絶縁体の厚さを満たす場合、例えば、検出電極１３１の面積を１００ｍｍ２程度に設定すれば、１ｐＦ以上の結合容量Ｃｐを確保することができる。
【００９９】
従って、検出電極１３１の面積を適切に調整し、結合容量Ｃｐを０．１〜１０ｐＦの範囲内に設定することにより、許容される誤差の範囲内で、検出電圧Ｖｖ２の位相θｖ’に基づいて、回路電圧Ｖｃの位相θｖを検出することができる。
【０１００】
図７は、回路電圧ＶｃがＡＣ１００Ｖ、回路電流Ｉｃが０．２Ａ、周波数ｆｃが５０Ｈｚ、かつ、検出電極１３１の面積Ｓが約１００ｍｍ２、抵抗１３２の抵抗値Ｒｓが１０ＭΩの場合に、検出電圧Ｖｖ２を測定した結果を示すグラフである。検出電圧Ｖｖ２の位相は、回路電圧Ｖｃから約８９．９°進んでいる。
【０１０１】
以上により、検出電圧Ｖｖ２の位相θｖ’を検出し、位相θｖ’から９０°遅らせた位相を回路電圧Ｖｃの位相θｖとして求めることにより、ほぼ正確に位相θｖを検出することができる。そして、電圧位相検出部２０２は、検出した位相θｖを力率検出部２０４に通知する。
【０１０２】
図４に戻り、ステップＳ２において、無線センサ１１１は、電流位相を検出する。具体的には、変流器１２２は、導電線１８１を流れる回路電流Ｉｃを検出電流Ｉｉ１に変換する。検出電流Ｉｉ１は、抵抗１２３により検出電圧Ｖｉ１に変換され、ＡＤＣ２０１ｂに供給される。ＡＤＣ２０１ｂは、検出電圧Ｖｉ１をデジタルの電流信号Ｓｉ１にＡ／Ｄ変換し、電流位相検出部２０３および電流実効値検出部２０５に供給する。
【０１０３】
電流位相検出部２０３は、所定の検出方法により、電流信号Ｓｉ１に基づいて、回路電流Ｉｃの位相θｉを検出する。なお、位相θｉの検出方法には、任意の方法を採用することができる。電流位相検出部２０３は、検出した位相θｉを力率検出部２０４に通知する。
【０１０４】
ステップＳ３において、力率検出部２０４は、回路電圧Ｖｃの位相θｖと回路電流Ｉｃの位相θｉに基づいて、回路電力Ｐｃの力率ＰＦｃを検出する。力率検出部２０４は、検出した力率ＰＦｃを通信部１２５に通知する。
【０１０５】
ステップＳ４において、電流実効値検出部２０５は、電流信号Ｓｉ１に基づいて、電流実効値Ｉｒｃを検出する。なお、電流実効値Ｉｒｃの検出方法には、任意の方法を採用することができる。電流実効値検出部２０５は、検出した電流実効値Ｉｒｃを通信部１２５に通知する。
【０１０６】
ステップＳ５において、通信部１２５は、電流実効値Ｉｒｃおよび力率ＰＦｃを含む検出情報を親機１１２に送信する。
【０１０７】
その後、処理はステップＳ１に戻り、ステップＳ１以降の処理が、例えば、所定の間隔で実行される。
【０１０８】
次に、図８のフローチャートを参照して、図４の無線センサ１１１の処理に対応して実行される親機１１２の処理について説明する。
【０１０９】
ステップＳ２１において、通信部１５２は、各無線センサ１１１から送信されてくる、電流実効値Ｉｒｃおよび力率ＰＦｃを含む検出情報を受信する。
【０１１０】
ステップＳ２２において、電圧実効値検出部１５１は、電圧実効値Ｖｒｃを検出する。そして、電圧実効値検出部１５１は、検出結果を電力検出部１６１に通知する。
【０１１１】
なお、上述したように、各無線センサ１１１および親機１１２は、回路を流れる公称電圧が同じ場所に設置されるため、親機１１２において検出した電圧実効値は、各無線センサ１１１の測定点における電圧実効値とほぼ等しくなる。
【０１１２】
ステップＳ２３において、電力検出部１６１は、電力を算出する。具体的には、電力検出部１６１は、無線センサ１１１の測定点における皮相電力をＳ、有効電力をＰ、無効電力をＱとすると、次式（２）乃至（４）により有効電力Ｐおよび無効電力Ｑを算出する。
【０１１３】
【数２】
2013167523.tif 000004
【０１１４】
また、電力検出部１６１は、力率ＰＦｃ＞０で有効電力P＞０の場合、無線センサ１１１の測定点における回路電力Ｐｃの潮流方向を図２の矢印Ａにより示される正の方向であると判定する。一方、電力検出部１６１は、力率ＰＦｃ＜０で有効電力P＜０の場合、無線センサ１１１の測定点における回路電力Ｐｃの潮流方向を図２の矢印Ａとは逆方向であると判定する。
【０１１５】
なお、回路電力Ｐｃが矢印Ａと逆方向に流れるのは、例えば、電源１０３が商用電源である場合に、自家発電システムにより生成された電力のうちの余剰電力を、商用電源である電源１０３側に供給し、販売している状態である。
【０１１６】
電力検出部１６１は、各無線センサ１１１の測定点について、以上の電力の算出を行う。
【０１１７】
また、電力検出部１６１は、必要に応じて、例えば、各測定点における電力の状態を表示装置（不図示）に表示させたり、記録媒体（不図示）に記録したり、他の装置（不図示）に送信したりする。
【０１１８】
その後、処理はステップＳ２１に戻り、ステップＳ２１以降の処理が実行される。
【０１１９】
以上のようにして、電力検出システム１０１では、各無線センサ１１１に高周波の発振器や電圧測定器を設けることなく、簡易な構成により、複数の測定点における電力の状態を正確に検出することができる。
【０１２０】
また、一般に、高周波の発振器と比較して、通信部１２５を構成する通信装置の方が消費電力が低いため、各無線センサ１１１の消費電力を低減することができる。
【０１２１】
さらに、一般に、電圧測定器は、安全性および信頼性への要求が高く、製造コストが高い。また、電圧測定器は、電力系統に直接挿入する必要があり、設置工事が必要になり、工事中に停電が発生する。さらに、設置工事には、第２種電気工事士以上の資格が必要であり、一般の人には実施できない。従って、電圧測定器を親機１１２のみに設置するようにすることにより、コストの削減や設置作業の軽減を実現することができる。
【０１２２】
＜２．第２の実施の形態＞
［電力検出システム３０１の構成例］
図９は、本発明を適用した電力検出システムの第２の実施の形態である電力検出システム３０１の構成例を示している。なお、図中、図１と対応する部分には同じ符号を付しており、処理が同じ部分については、その説明は繰り返しになるので省略する。
【０１２３】
電力検出システム３０１は、図１の電力検出システム１０１と比較して、無線センサ１１１−１乃至１１１−ｎの代わりに、無線センサ３１１−１乃至３１１−ｎが設けられている点が異なる。なお、以下、無線センサ３１１−１乃至３１１−ｎを個々に区別する必要がない場合、単に無線センサ３１１と称する。
【０１２４】
無線センサ３１１は、無線センサ１１１と比較して、抵抗１２３の代わりに、電流方向検出部３２１、整流器３２２、抵抗３２３、計装アンプ３２４、および、電源３２５が設けられ、ＭＰＵ１２４の代わりに、ＭＰＵ３２６が設けられている点が異なる。
【０１２５】
電流方向検出部３２１は、回路電流Ｉｃの方向を検出し、検出した方向を示す電流方向検出信号ＤをＭＰＵ３２６に供給する。具体的には、変流器１２２から出力された検出電流Ｉｉ１は、整流器３２２内のダイオードおよび抵抗３２３により電圧Ｖｉ１１に変換され、電流方向検出部３２１に入力される。電流方向検出部３２１は、電圧Ｖｉ１１の値が正の場合、Ｌｏｗレベル（例えば０Ｖ）の電流方向検出信号Ｄを出力し、電圧Ｖｉ１１の値が負の場合、Ｈｉレベル（例えば、所定の電圧ＶＤＤ）の電流方向検出信号Ｄを出力する。
【０１２６】
従って、電流方向検出信号Ｄは、回路電流Ｉｃが矢印Ａ（図２）の方向に流れている場合（回路電流Ｉｃの値が正の場合）、Ｌｏｗレベルになり、回路電流Ｉｃが矢印Ａと逆の方向に流れている場合（回路電流Ｉｃの値が負の場合）、Ｈｉレベルになる。
【０１２７】
ここで、図１０乃至図１２を参照して、電流方向検出部３２１の回路の構成例について説明する。
【０１２８】
図１０は、オペアンプ３５１を用いた比較回路により電流方向検出部３２１を構成した例を示している。この回路では、オペアンプ３５１の反転入力（−）に電圧Ｖｉ１１が入力され、非反転入力（＋）がグラウンドに接続されている。そして、オペアンプ３５１の反転入力に入力される電圧Ｖｉ１１の値が正の場合、Ｌｏｗレベルの電流方向検出信号Ｄが出力され、電圧Ｖｉ１１の値が負の場合、Ｈｉレベルの電流方向検出信号Ｄが出力される。
【０１２９】
図１１は、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ３６１および抵抗３６２からなるｎＭＯＳインバータにより電流方向検出部３２１を構成した例を示している。そして、ＭＯＳＦＥＴ３６１の閾値電圧ｖｔｈを適切に設定することにより、ＭＯＳＦＥＴ３６１のゲートに入力される電圧Ｖｉ１１の値が正の場合、Ｌｏｗレベルの電流方向検出信号Ｄが出力され、電圧Ｖｉ１１の値が負の場合、Ｈｉレベルの電流方向検出信号Ｄが出力される。
【０１３０】
図１２は、Ｃ−ＭＯＳＦＥＴ３７１からなる相補型ＭＯＳインバータにより電流方向検出部３２１を構成した例を示している。そして、Ｃ−ＭＯＳＦＥＴ３７１のゲートに入力される電圧Ｖｉ１１の値が正の場合、Ｌｏｗレベルの電流方向検出信号Ｄが出力され、電圧Ｖｉ１１の値が負の場合、Ｈｉレベルの電流方向検出信号Ｄが出力される。
【０１３１】
なお、図１０の回路の方が、図１１または図１２の回路と比較して、ＭＯＳＦＥＴの閾値のばらつきの影響を受けないため、検出精度を高くすることができる。一方、図１１または図１２の回路の方が、図１０の回路と比較して、回路規模、消費電力、コストを削減することができる。
【０１３２】
図９に戻り、整流器３２２は、全波整流回路により構成され、変流器１２２から供給される交流の検出電流Ｉｉ１を全波整流する。整流器３２２により全波整流された電流は、抵抗３２３により電圧に変換され、計装アンプ３２４により所定のゲインで増幅される。従って、計装アンプ３２４から出力される全波整流信号Ｖｉ１２の波形は、回路電流Ｉｃを全波整流した波形とほぼ等しくなる。計装アンプ３２４から出力された全波整流信号Ｖｉ１２は、ＭＰＵ３２６に供給される。
【０１３３】
電源３２５は、バッテリ等の充電可能な電源により構成される。電源３２５は、整流器３２２により全波整流された電流により充電され、充電した電力を無線センサ３１１の各部に動力源として供給する。
【０１３４】
ＭＰＵ３２６は、検出電圧Ｖｖ２、電流方向検出信号Ｄ、および、全波整流信号Ｖｉ１２に基づいて、回路電力Ｐｃの力率ＰＦｃ、および、電流実効値Ｉｒｃを検出し、検出結果を通信部１２５に通知する。
【０１３５】
［ＭＰＵ３２６の機能の構成例］
図１３は、ＭＰＵ３２６の機能の構成例を示すブロック図である。なお、図中、図３と対応する部分には同じ符号を付しており、処理が同じ部分については、その説明は繰り返しになるので省略する。
【０１３６】
ＭＰＵ３２６は、図３のＭＰＵ１２４と比較して、波形復元部４０１が追加されている点が異なる。
【０１３７】
ＡＤＣ２０１ｂは、全波整流信号Ｖｉ１２を所定のサンプリング周期でサンプリングすることによりデジタルの信号（以下、全波整流信号Ｓｉ１１と称する）にＡ／Ｄ変換し、波形復元部４０１に供給する。
【０１３８】
波形復元部４０１は、後述するように、全波整流信号Ｓｉ１１および電流方向検出信号Ｄに基づいて、回路電流Ｉｃの波形を復元した信号（以下、復元信号Ｓｉ１２と称する）を生成する。従って、復元信号Ｓｉ１２は、回路電流Ｉｃの値を所定のサンプリング周期でサンプリングしたデジタル信号となる。波形復元部４０１は、生成した復元信号Ｓｉ１２を電流位相検出部２０３および電流実効値検出部２０５に供給する。
【０１３９】
［電力検出システム３０１の処理］
次に、電力検出システム３０１の処理について説明する。
【０１４０】
（無線センサ３１１の処理）
まず、図１４のフローチャートを参照して、無線センサ３１１の処理について説明する。なお、例えば、この処理は、無線センサ３１１の電源がオンされたとき開始され、オフされたとき終了する。
【０１４１】
ステップＳ１０１において、図３のステップＳ１の処理と同様に、回路電圧Ｖｃの位相θｖが検出される。
【０１４２】
ステップＳ１０２において、無線センサ３１１は、電流波形を復元する。具体的には、電流方向検出部３２１は、変流器１２２から出力される検出電流Ｉｉ１を整流器３２２内のダイオードおよび抵抗３２３により変換した電圧Ｖｉ１１の正負の符号に基づいて、回路電流Ｉｃの方向を示す電流方向検出信号Ｄを生成し、波形復元部４０１に供給する。
【０１４３】
また、変流器１２２から出力された検出電流Ｉｉ１は、整流器３２２により全波整流された後、抵抗３２３により電圧に変換され、さらに計装アンプ３２４により増幅され、ＡＤＣ２０１ｂに供給される。ＡＤＣ２４１ｂは、計装アンプ３２４から供給される全波整流信号Ｖｉ１２をデジタルの全波整流信号Ｓｉ１１にＡ／Ｄ変換し、波形復元部４０１に供給する。
【０１４４】
波形復元部４０１は、全波整流信号Ｓｉ１１および電流方向検出信号Ｄに基づいて、回路電流Ｉｃの波形を復元した復元信号Ｓｉ１２を生成する。ここで、図１５および図１６を参照して、波形復元部４０１の処理の具体例について説明する。
【０１４５】
図１５は、波形復元部４０１に入力される全波整流信号Ｓｉ１１および電流方向検出信号Ｄの具体例を示している。波形復元部４０１は、全波整流信号Ｓｉ１１のサンプリング値のうち、電流方向検出信号ＤがＨｉレベルのときのサンプリング値の符号を反転し、電流方向検出信号ＤがＬｏｗレベルのときのサンプリング値をそのまま変更しない。これにより、図１５の全波整流信号Ｓｉ１１から、図１６に示される復元信号Ｓｉ１２が生成される。
【０１４６】
波形復元部４０１は、以上のようにして生成した復元信号Ｓｉ１２を、電流位相検出部２０３および電流実効値検出部２０５に供給する。
【０１４７】
ステップＳ１０３において、電流位相検出部２０３は、復元信号Ｓｉ１２に基づいて、図３のステップＳ２の処理と同様に、回路電流Ｉｃの位相θｉを検出し、位相θｉを力率検出部２０４に通知する。
【０１４８】
ステップＳ１０４において、図３のステップＳ３の処理と同様に、回路電力Ｐｃの力率ＰＦｃが検出される。
【０１４９】
ステップＳ１０５において、電流実効値検出部２０５は、復元信号Ｓｉ１２に基づいて、図３のステップＳ４の処理と同様に、電流実効値Ｉｒｃを検出し、電流実効値Ｉｒｃを通信部１２５に通知する。
【０１５０】
ステップＳ１０６において、図３のステップＳ５の処理と同様に、電流実効値Ｉｒｃおよび力率ＰＦｃを含む検出情報が親機１１２に送信される。
【０１５１】
その後、処理はステップＳ１０１に戻り、ステップＳ１０１以降の処理が、例えば、所定の間隔で実行される。
【０１５２】
一方、親機１１２は、この無線センサ３１１の処理に対応して、上述した図８のフローチャートに従った処理を実行する。
【０１５３】
以上のようにして、電力検出システム３０１でも、電力検出システム１０１と同様に、各無線センサ３１１に高周波の発振器や電圧測定器を設けることなく、簡易な構成により、複数の測定点における電力の状態を正確に検出することができる。
【０１５４】
また、変流器１２２の電流により電源３２５を充電して、充電した電力により無線センサ３１１を動作させることにより、バッテリ等の交換を行わずに、無線センサ３１１を安定して長時間動作させることができる。
【０１５５】
また、全波整流した波形をＡＤＣ２０１ｂに入力することにより、全波整流せずに入力した場合と比較して、２倍の分解能で回路電流Ｉｃを測定することが可能になる。あるいは、全波整流せずに入力した場合と比較して、ＡＤＣ２０１ｂのダイナミックレンジを１／２に設定することができる。
【０１５６】
＜３．変形例＞
以下、上述した本技術の実施の形態の変形例について説明する。
【０１５７】
例えば、無線センサ１１１または無線センサ３１１の電圧位相検出部２０２、電流位相検出部２０３、力率検出部２０４、および、電流実効値検出部２０５のうちの任意の機能を、親機１１２に設けるようにすることも可能である。例えば、電流位相検出部２０３、力率検出部２０４、および、電流実効値検出部２０５を親機１１２に設ける場合、回路電圧Ｖｃの位相θｖ、および、電流信号Ｓｉ１（のサンプリング値）を含む検出情報を、無線センサ１１１または無線センサ３１１から親機１１２に送信するようにすればよい。
【０１５８】
また、以上の説明では、電圧実効値検出部１５１を親機１１２内に設ける例を示したが、親機１１２の外に設けるようにしてもよい。あるいは、例えば、電圧実効値検出部１５１が回路電圧Ｖｃの瞬時値を測定し、ＭＰＵ１５３が測定された瞬時値に基づいて、電圧実効値Ｖｒｃを算出するようにしてもよい。さらに、電圧実効値検出部１５１を、接触式の電圧測定器ではなく、非接触式の電圧測定器により構成するようにしてもよい。
【０１５９】
また、電圧実効値検出部１５１を省略して、電源１０３の公称電圧等に基づく定数として、電圧実効値Ｖｒｃを親機１１２に設定するようにしてもよい。
【０１６０】
さらに、親機１１２ではなく、無線センサ１１１または無線センサ３１１のうちの１つに、電圧測定器を設けて、親機に回路電圧Ｖｃの瞬時値や実効値を送信するようにしてもよい。
【０１６１】
また、無線センサ１１１または無線センサ３１１と親機１１２との間の通信を、無線通信ではなく有線通信にすることも可能である。さらに、無線センサ１１１または無線センサ３１１と親機１１２とは、必ずしも直接通信する必要はなく、ネットワークやサーバ等を介して通信するようにすることも可能である。
【０１６２】
また、電流方向検出部３２１を実現する回路は、図１０乃至図１２の例に限定されるものではなく、入力電圧の正負の符号により、出力信号のレベルが変化する回路であればよい。また、入力電圧の正負の符号と出力信号のレベルとの対応関係は、上述した例と逆になってもよい。すなわち、入力電圧が正の場合に出力電圧のレベルがＨｉになり、入力電圧が負の場合に出力電圧のレベルがＬｏｗになってもよい。
【０１６３】
さらに、例えば、図１０の電流方向検出部３２１の回路において、オペアンプ３５１の非反転入力（＋）を、変流器１２２の端子であって、オペアンプ３５１の反転入力（−）が接続されている端子と異なる方の端子に接続するようにしてもよい。これにより、変流器１２２の端子間の電位差の方が、端子とグラウンドの間の電位差よりも大きくなるため、電流Ｉｃが微小のときに誤検出が発生しにくくなる。
【０１６４】
さらに、整流器３２２から出力される全波整流された電流による電力を、電源３２５に充電せずに、電圧変換等を行なって、直接無線センサ３１１の各部に供給するようにしてもよい。
【０１６５】
また、必ずしも無線センサ３１１の全ての駆動電力を、整流器３２２から出力される全波整流された電流による電力で賄う必要はなく、一部のみ賄うようにしてもよい。すなわち、整流された電力を無線センサ３１１の複数の動力源のうちの１つとして用いるようにしてもよい。
【０１６６】
上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行することもできるし、ソフトウエアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。ここで、コンピュータには、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータ（例えば、図１のＭＰＵ１２４、ＭＰＵ１５３や、図９のＭＰＵ３２６等）や、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどが含まれる。
【０１６７】
なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。
【０１６８】
また、本明細書において、システムの用語は、複数の装置、手段などより構成される全体的な装置を意味するものとする。すなわち、本明細書において、システムとは、複数の構成要素（装置、モジュール（部品）等）の集合を意味し、すべての構成要素が同一筐体中にあるか否かは問わない。したがって、別個の筐体に収納され、ネットワークを介して接続されている複数の装置、及び、１つの筐体の中に複数のモジュールが収納されている１つの装置は、いずれも、システムである。
【０１６９】
さらに、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【０１７０】
例えば、本技術は、１つの機能をネットワークを介して複数の装置で分担、共同して処理するクラウドコンピューティングの構成をとることができる。
【０１７１】
また、上述のフローチャートで説明した各ステップは、１つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。
【０１７２】
さらに、１つのステップに複数の処理が含まれる場合には、その１つのステップに含まれる複数の処理は、１つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。
【符号の説明】
【０１７３】
１０１  電力検出システム
１０２  ケーブル
１０３  電源
１１１−１乃至１１１−ｎ  無線センサ
１１２  親機
１２１  容量結合センサ
１２２  変流器
１２３  抵抗
１２４  ＭＰＵ
１２５  通信部
１３１  検出電極
１３２  抵抗
１３３  オペアンプ
１３４  シールド電極
１５１  電圧実効値検出部
１５２  通信部
１５３  ＭＰＵ
１６１  電力検出部
２０１ａ，２０１ｂ  ＡＤコンバータ
２０２  電圧位相検出部
２０３  電流位相検出部
２０４  力率検出部
２０５  電流実効値検出部
３０１  電力検出システム
３１１−１乃至３１１−ｎ  無線センサ
３２１  電流方向検出部
３２２  整流器
３２３  抵抗
３２４  計装アンプ
３２５  電源
３２６  ＭＰＵ
４０１  波形復元部
【図１】
2013167523.tif 000005
【図２】
2013167523.tif 000006
【図３】
2013167523.tif 000007
【図４】
2013167523.tif 000008
【図５】
2013167523.tif 000009
【図６】
2013167523.tif 000010
【図７】
2013167523.tif 000011
【図８】
2013167523.tif 000012
【図９】
2013167523.tif 000013
【図１０】
2013167523.tif 000014
【図１１】
2013167523.tif 000015
【図１２】
2013167523.tif 000016
【図１３】
2013167523.tif 000017
【図１４】
2013167523.tif 000018
【図１５】
2013167523.tif 000019
【図１６】
2013167523.tif 000020