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技術 電流測定装置、その制御方法、制御プログラム、並びに記録媒体、および電力測定装置

出願人 オムロン株式会社
発明者 石田ゆい
出願日 2014年2月17日 (6年1ヶ月経過) 出願番号 2014-027715
公開日 2015年8月24日 (4年6ヶ月経過) 公開番号 2015-152488
状態 特許登録済
技術分野 測定装置の細部とブリッジ、自動平衡装置 電流・電圧の測定
主要キーワード 電流測定処理 電力生成用 コアコイル 電流測定システム 電流測定ユニット 蓄電用キャパシタ 計測用抵抗 電力測定システム
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2015年8月24日)のものです。
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図面 (12)

課題

サイズを小型化でき、変流器からの電流により確実に動作できる電流測定装置を提供する。

解決手段

マイコン部23は、電源部21からの電力により動作する。マイコン部23は、複数の切替回路20の何れかを選択し、複数の変流器CTからの電流を、選択した切替回路20がマイコン部23に流す一方、非選択の切替回路20が電源部21に流し、当該選択を複数の切替回路20のそれぞれに対し次々に行うように制御する。

概要

背景

近時、産業界では、生産コストを削減するため、生産時に使用する各種電気機器消費電力量(消費エネルギ)の削減(以下「省エネ」と略称する)が求められている。また、一般家庭においても、電気料金を削減するため、各種家電家庭用電気機器)の省エネが求められている。

一般に、省エネは、消費電力(使用電力)の実態を把握することから始まる。このため、工場家屋などの建物における屋内配線または各種電気機器に電力計を設けて電力を測定することが考えられている。一般に、上記電力計における電流測定には、クランプ電流センサが利用されている。従来の電力測定装置または電流測定装置としては、特許文献1〜3に記載のものが挙げられる。

特許文献1に記載の電流計測装置は、電力線に設置されたCT(変流器)により系統電流計測するものである。上記電流計測装置において、上記CTの二次側に設けられた電流計測演算監視部の電源部には、上流側から、整流回路、定電圧DC出力回路、およびバックアップ電源回路が設けられ、上記定電圧DC出力回路または上記バックアップ電源回路の出力電圧所定レベルに変換して上記電流計測演算・監視部に電力を供給するレベル変換回路が設けられている。上記定電圧DC出力回路の出力電圧の低下時には、上記バックアップ電源回路により電力が供給されることにより、単一のCTによる電流計測と電力供給とを実現している。

また、特許文献2に記載の電力計測装置は、3相4線式電源で駆動される計測対象機器に組み込まれるものである。上記電力計測装置において、電圧測定回路は、変圧器を持たず、抵抗分圧回路で構成されており、上記3相4線式電源の中性線を除く各相の3つの電源線へ接続される。一方、電流測定回路は、上記3つの電源線へカレントトランス電磁結合している。上記機器の電源部にて生成された電力は、コネクタ等のインターフェースを介して受電回路に入力され、該受電回路から上記電力計測装置の各部に電力が供給されて、該電力計測装置の動作が開始する。

上記電圧測定回路は、上記中性線と3相の上記電源線との各電圧を計測し、上記電流測定回路は、上記カレントトランスにより3相の各電流を計測する。上記電圧測定回路および上記電流測定回路の測定結果であるアナログ出力は、A/D変換器にてディジタル化され、該A/D変換器の結果を用いて演算部にて、相電圧相電流相電力、全電力等の演算が行われる。該演算部の結果は、通信回路に入力され、該通信回路からコネクタ等のインターフェースを介して上記機器に伝送する。

また、特許文献3に記載の電力使用状況提供装置では、交流電力機器における1本の電力線に3つのコアコイルが設けられ、電力計測部は、第1のコアコイルが生成する誘導起電力を用いて、上記交流電力機器の使用電力を算出する。また、計測電力生成部は、第2のコアコイルが生成する誘導起電力、または一次電池により、上記電力計測部に電力を供給する。また、通信部は、第3のコアコイルが生成する誘導起電力、または上記一次電池を用いて、上記使用電力を他の通信機器へ送信する。上記使用電力の算出および送信を断続的に行うことによって、電磁誘導による電力供給であっても、長期間、安定した使用電力の算出および送信を実現することができる。

概要

サイズを小型化でき、変流器からの電流により確実に動作できる電流測定装置を提供する。マイコン部23は、電源部21からの電力により動作する。マイコン部23は、複数の切替回路20の何れかを選択し、複数の変流器CTからの電流を、選択した切替回路20がマイコン部23に流す一方、非選択の切替回路20が電源部21に流し、当該選択を複数の切替回路20のそれぞれに対し次々に行うように制御する。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

電力線に取り付けた変流器により上記電力線を流れる電流を測定する電流測定装置であって、複数の上記電力線にそれぞれ取り付けられた複数の上記変流器からの電流により蓄電を行う蓄電手段と、上記各変流器からの電流に基づき、当該変流器が取り付けられた上記電力線を流れる電流を測定する電流測定手段と、複数の上記変流器の1つからの電流に基づき上記電流測定手段が測定を行い、これを、複数の上記変流器のそれぞれについて繰り返すように制御する制御手段とを備えており、上記電流測定手段および上記制御手段は、上記蓄電手段からの電力により動作することを特徴とする電流測定装置。

請求項2

上記複数の変流器からの電流を上記蓄電手段および上記電流測定手段の何れに流すかをそれぞれ切り替える複数の切替手段をさらに備えており、上記制御手段は、上記複数の切替手段の何れかを選択し、選択した上記切替手段が上記電流を上記電流測定手段に流す一方、非選択の上記切替手段が上記電流を上記蓄電手段に流し、当該選択を上記複数の切替手段のそれぞれに対し次々に行うように制御することを特徴とする請求項1に記載の電流測定装置。

請求項3

上記制御手段は、上記電流測定手段が測定した、上記電力線を流れる電流の測定値に応じて、当該電力線に対応する切替手段を選択する頻度を決定することを特徴とする請求項2に記載の電流測定装置。

請求項4

上記制御手段は、上記複数の切替手段について、前回測定した電流の測定値が小さいものから順番に選択することを特徴とする請求項2に記載の電流測定装置。

請求項5

上記蓄電手段の出力電圧の値を測定する電圧測定手段をさらに備えており、該電圧測定手段が測定した出力電圧の値が第1の所定値よりも小さい場合、上記制御手段は、上記電流測定手段の測定を停止すると共に、上記切替手段の選択を停止するように制御することを特徴とする請求項2に記載の電流測定装置。

請求項6

上記電流測定手段が測定した、上記複数の電力線を流れる電流の測定値を外部の装置に無線送信する送信手段であって、上記蓄電手段からの電力により動作する送信手段をさらに備えており、上記電圧測定手段が測定した出力電圧の値が、第1の所定値よりも大きい値である第2の所定値よりも小さい場合、上記制御手段は、上記送信手段の無線送信を停止するように制御することを特徴とする請求項5に記載の電流測定装置。

請求項7

上記制御手段は、上記複数の切替手段のそれぞれに、上記変流器が接続されているか否かを判定し、上記変流器が接続されていない上記切替手段に対しては、上記選択を省略することを特徴とする請求項2に記載の電流測定装置。

請求項8

上記蓄電手段は、上記複数の切替手段にそれぞれ接続された複数の蓄電手段であり、該複数の蓄電手段の出力電圧の値をそれぞれ測定する複数の電圧測定手段をさらに備えており、上記制御手段は、上記電圧測定手段が測定した出力電圧の値がゼロ、または、所定値以下である蓄電手段に対応する切替手段に対しては、上記選択を省略することを特徴とする請求項2に記載の電流測定装置。

請求項9

上記電流測定手段が測定した、上記複数の電力線を流れる電流の測定値を外部の装置に無線送信する送信手段であって、上記蓄電手段からの電力により動作する送信手段をさらに備えることを特徴とする請求項1から8までの何れか1項に記載の電流測定装置。

請求項10

上記送信手段は、上記複数の電流の測定値を一括して無線送信することを特徴とする請求項9に記載の電流測定装置。

請求項11

上記制御手段は、上記複数の電力線のそれぞれについて、上記電流測定手段が測定した今回の電流の測定値が、上記送信手段が直前に無線送信した電流の測定値から所定範囲内である場合、上記今回の電流の測定値の無線送信を省略するように上記送信手段を制御することを特徴とする請求項9または10に記載の電流測定装置。

請求項12

電力線を介して供給される電力を測定する電力測定装置であって、複数の上記電力線にそれぞれ取り付けた複数の変流器により上記電力線を流れる電流を測定する電流測定装置と、上記複数の電力線の電圧を測定する電圧測定手段と、上記電流測定装置が測定した電流と、上記電圧測定手段が測定した電圧とに基づき、上記複数の電力線を介して供給される電力をそれぞれ測定する電力測定手段とを備えており、上記電流測定装置は、請求項1から11の何れか1項に記載の電流測定装置であることを特徴とする電力測定装置。

請求項13

電力線に取り付けた変流器により上記電力線を流れる電流を測定する電流測定装置であって、複数の上記電力線にそれぞれ取り付けられた複数の上記変流器からの電流により蓄電を行う蓄電手段と、上記各変流器からの電流に基づき、当該変流器が取り付けられた上記電力線を流れる電流を測定する電流測定手段とを備える電流測定装置の制御方法において、上記電流測定手段を上記蓄電手段からの電力により動作させるために、複数の上記変流器の1つからの電流に基づき上記電流測定手段が測定を行う測定ステップと、該測定ステップを、複数の上記変流器のそれぞれについて繰り返す繰返ステップとを含むことを特徴とする電流測定装置の制御方法。

請求項14

請求項1から11のいずれか1項に記載の電流測定装置としてコンピュータを機能させるための制御プログラムであって、コンピュータを上記各手段として機能させるための制御プログラム。

請求項15

請求項14に記載の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体

技術分野

0001

本発明は、電力線に取り付けた変流器により上記電力線を流れる電流を測定する電流測定装置、その制御方法制御プログラム、並びに記録媒体、および電力測定装置に関する。

背景技術

0002

近時、産業界では、生産コストを削減するため、生産時に使用する各種電気機器消費電力量(消費エネルギ)の削減(以下「省エネ」と略称する)が求められている。また、一般家庭においても、電気料金を削減するため、各種家電家庭用電気機器)の省エネが求められている。

0003

一般に、省エネは、消費電力(使用電力)の実態を把握することから始まる。このため、工場家屋などの建物における屋内配線または各種電気機器に電力計を設けて電力を測定することが考えられている。一般に、上記電力計における電流測定には、クランプ電流センサが利用されている。従来の電力測定装置または電流測定装置としては、特許文献1〜3に記載のものが挙げられる。

0004

特許文献1に記載の電流計測装置は、電力線に設置されたCT(変流器)により系統電流計測するものである。上記電流計測装置において、上記CTの二次側に設けられた電流計測演算監視部の電源部には、上流側から、整流回路、定電圧DC出力回路、およびバックアップ電源回路が設けられ、上記定電圧DC出力回路または上記バックアップ電源回路の出力電圧所定レベルに変換して上記電流計測演算・監視部に電力を供給するレベル変換回路が設けられている。上記定電圧DC出力回路の出力電圧の低下時には、上記バックアップ電源回路により電力が供給されることにより、単一のCTによる電流計測と電力供給とを実現している。

0005

また、特許文献2に記載の電力計測装置は、3相4線式電源で駆動される計測対象機器に組み込まれるものである。上記電力計測装置において、電圧測定回路は、変圧器を持たず、抵抗分圧回路で構成されており、上記3相4線式電源の中性線を除く各相の3つの電源線へ接続される。一方、電流測定回路は、上記3つの電源線へカレントトランス電磁結合している。上記機器の電源部にて生成された電力は、コネクタ等のインターフェースを介して受電回路に入力され、該受電回路から上記電力計測装置の各部に電力が供給されて、該電力計測装置の動作が開始する。

0006

上記電圧測定回路は、上記中性線と3相の上記電源線との各電圧を計測し、上記電流測定回路は、上記カレントトランスにより3相の各電流を計測する。上記電圧測定回路および上記電流測定回路の測定結果であるアナログ出力は、A/D変換器にてディジタル化され、該A/D変換器の結果を用いて演算部にて、相電圧相電流相電力、全電力等の演算が行われる。該演算部の結果は、通信回路に入力され、該通信回路からコネクタ等のインターフェースを介して上記機器に伝送する。

0007

また、特許文献3に記載の電力使用状況提供装置では、交流電力機器における1本の電力線に3つのコアコイルが設けられ、電力計測部は、第1のコアコイルが生成する誘導起電力を用いて、上記交流電力機器の使用電力を算出する。また、計測電力生成部は、第2のコアコイルが生成する誘導起電力、または一次電池により、上記電力計測部に電力を供給する。また、通信部は、第3のコアコイルが生成する誘導起電力、または上記一次電池を用いて、上記使用電力を他の通信機器へ送信する。上記使用電力の算出および送信を断続的に行うことによって、電磁誘導による電力供給であっても、長期間、安定した使用電力の算出および送信を実現することができる。

先行技術

0008

特開2002−131344号公報(2002年05月09日公開
特開2010−261852号公報(2010年11月18日公開)
特開2013−124864号公報(2013年06月24日公開)

発明が解決しようとする課題

0009

しかしながら、特許文献1の電流計測装置では、上記CTを設置した電力線を流れる電流が小さいと、上記バックアップ電源回路への充電速度が遅く、測定できなかったり、或いは、測定可能となるまでの期間が長くなったりする。また、特許文献2の電力計測装置では、外部電源を必要とするため、設置場所制約をうけることになる。また、特許文献3の電力使用状況提供装置では、1つの電力線に対し、電力計測用、電力生成用、および通信用の3つのコアコイルが設けられるため、製造コストが増加し、装置のサイズが増大することになる。

0010

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、電力線に取り付けた変流器により上記電力線を流れる電流を測定する電流測定装置について、サイズの小型化を図ると共に、上記変流器からの電流により確実に動作させることにある。

課題を解決するための手段

0011

本発明に係る電流測定装置は、電力線に取り付けた変流器により上記電力線を流れる電流を測定する電流測定装置であって、上記課題を解決するために、複数の上記電力線にそれぞれ取り付けられた複数の上記変流器からの電流により蓄電を行う蓄電手段と、上記各変流器からの電流に基づき、当該変流器が取り付けられた上記電力線を流れる電流を測定する電流測定手段と、複数の上記変流器の1つからの電流に基づき上記電流測定手段が測定を行い、これを、複数の上記変流器のそれぞれについて繰り返すように制御する制御手段とを備えており、上記電流測定手段および上記制御手段は、上記蓄電手段からの電力により動作することを特徴としている。

0012

また、本発明に係る電流測定装置の制御方法は、電力線に取り付けた変流器により上記電力線を流れる電流を測定する電流測定装置であって、複数の上記電力線にそれぞれ取り付けられた複数の上記変流器からの電流により蓄電を行う蓄電手段と、上記各変流器からの電流に基づき、当該変流器が取り付けられた上記電力線を流れる電流を測定する電流測定手段とを備える電流測定装置の制御方法において、上記課題を解決するために、上記電流測定手段を上記蓄電手段からの電力により動作させるために、複数の上記変流器の1つからの電流に基づき上記電流測定手段が測定を行う測定ステップと、該測定ステップを、複数の上記変流器のそれぞれについて繰り返す繰返ステップとを含むことを特徴としている。

0013

上記の構成および方法によると、複数の変流器の1つからの電流に基づき電流測定手段が測定を行い、これを、複数の上記変流器のそれぞれについて繰り返すように制御する。これにより、電流測定手段は、複数の変流器の何れかからの電流を取得し、取得した電流に基づき、当該変流器が取り付けられた電力線を流れる電流を測定し、該測定を上記複数の変流器のそれぞれに対し次々に行うことになる。従って、上記電流測定手段は、1個でよく、複数個を備える必要がない。その結果、電流測定装置のサイズを小型化することができる。

0014

また、蓄電手段は、複数の電力線にそれぞれ取り付けられた複数の変流器からの電流により蓄電を行うので、1本の電力線に取り付けられた1台の変流器からの電流により蓄電を行う場合に比べて、蓄積する電気量が多くなる。従って、上記蓄電手段から上記電流測定手段および上記制御手段に所要の電力を供給することができ、自装置を確実に動作させることができる。

0015

なお、電流の測定値としては、当該電流のピーク値、瞬間値、位相実効値周波数などが挙げられる。また、蓄電手段の例としては、キャパシタ蓄電器)、二次電池蓄電池)などが挙げられる。また、蓄電手段は、1個が設けられてもよいし、複数個が上記複数の変流器からの電流ごとに設けられてもよい。

0016

本発明に係る電流測定装置では、上記複数の変流器からの電流を上記蓄電手段および上記電流測定手段の何れに流すかをそれぞれ切り替える複数の切替手段をさらに備えており、上記制御手段は、上記複数の切替手段の何れかを選択し、選択した上記切替手段が上記電流を上記電流測定手段に流す一方、非選択の上記切替手段が上記電流を上記蓄電手段に流し、当該選択を上記複数の切替手段のそれぞれに対し次々に行うように制御することが好ましい。

0017

この場合、選択した上記切替手段から上記蓄電手段に電流が流れることを防止するので、上記電流測定手段における電流の測定精度が向上する。また、非選択の上記切替手段から上記電流測定手段までに電流が流れることを防止するので、上記蓄電手段における蓄電の効率が向上する。

0018

本発明に係る電流測定装置では、上記制御手段は、上記電流測定手段が測定した、上記電力線を流れる電流の測定値に応じて、当該電力線に対応する切替手段を選択する頻度を決定してもよい。

0019

この場合、上記電流の測定値が小さいときに上記選択する頻度を少なくすることにより、当該電流の測定頻度を少なくすることができるので、上記蓄電手段に流れ込む電流に応じた測定頻度とすることができる。その結果、自装置をさらに確実に動作させることができる。

0020

本発明に係る電流測定装置では、上記制御手段は、上記複数の切替手段について、前回測定した電流の測定値が小さいものから順番に選択してもよい。

0021

前回測定された電流の測定値が小さい電力線は、今回の測定においても当該電流の測定値が小さいと予測される。同様に、前回測定された電流の測定値が大きい電力線は、今回の測定においても当該電流の測定値が大きいと予測される。

0022

従って、上記の構成によると、電流の測定値が小さいと予測される電力線に取り付けられた変流器からの電流が上記電流測定手段に流れる一方、電流の測定値が大きいと予測される電力線に取り付けられた変流器からの電流が上記蓄電手段に流れるので、上記蓄電手段に電気量が迅速に蓄積されると予測される。その結果、該蓄電手段から上記電流測定手段および上記制御手段に所要の電力を確実に供給することができ、自装置をさらに確実に動作させることができる。

0023

本発明に係る電流測定装置では、上記蓄電手段の出力電圧の値を測定する電圧測定手段をさらに備えており、該電圧測定手段が測定した出力電圧の値が第1の所定値よりも小さい場合、上記制御手段は、上記電流測定手段の測定を停止すると共に、上記切替手段の選択を停止するように制御してもよい。

0024

上記の構成によると、上記出力電圧の値が第1の所定値よりも小さい場合、上記制御手段により上記電流測定手段の測定が停止されるので、上記電流測定手段が測定を行って、上記蓄電手段から供給される電力が不足し、自装置が動作不能に陥ることを防止することができる。さらに、上記制御手段により、上記切替手段の選択が停止されるので、上記複数の変流器からの電流は、全て上記蓄電手段に流れる。従って、該蓄電手段に電気量が迅速に蓄積されるので、上記電流測定手段の測定を再開するまでの期間を短くすることができる。

0025

本発明に係る電流測定装置では、上記電流測定手段が測定した、上記複数の電力線を流れる電流の測定値を外部の装置に無線送信する送信手段であって、上記蓄電手段からの電力により動作する送信手段をさらに備えており、上記電圧測定手段が測定した出力電圧の値が、第1の所定値よりも大きい値である第2の所定値よりも小さい場合、上記制御手段は、上記送信手段の無線送信を停止するように制御してもよい。

0026

上記の構成によると、上記出力電圧の値が第1の所定値よりも小さい場合、上記制御手段により上記電流測定手段の測定および上記送信手段の無線送信が停止されるので、上記電流測定手段が測定を行い、かつ、上記送信手段が無線送信を行って、上記蓄電手段から供給される電力が不足し、自装置が動作不能に陥ることを防止することができる。また、上記出力電圧の値が、第1の所定値以上であり、かつ、第2の所定値よりも小さいとき、上記制御手段により、上記電流測定手段の測定が実行される一方、上記送信手段の無線送信が停止される。これにより、上記電流測定手段が測定を行うことができる一方、上記送信手段が無線送信を実行することにより、上記蓄電手段から供給される電力が不足に陥り、自装置が動作不能に陥ることを防止することができる。なお、このときに測定された電流の測定値は、自装置内に保持しておき、その後、上記出力電圧の値が第2の所定値以上となったときに、このとき測定された電流の測定値と、以前に測定され保持された電流の測定値とをまとめて無線送信すればよい。

0027

なお、上記蓄電手段が複数である場合、複数の上記蓄電手段のそれぞれに複数の上記電圧測定手段を設け、上記複数の電圧測定手段が測定した出力電圧の合計値を、第1の所定値および第2の所定値と比較すればよい。

0028

本発明に係る電流測定装置では、上記制御手段は、上記複数の切替手段のそれぞれに、上記変流器が接続されているか否かを判定し、上記変流器が接続されていない上記切替手段に対しては、上記選択を省略してもよい。

0029

上記の構成によると、上記切替手段に上記変流器が接続されていない場合、当該切替手段からの電流に基づく上記測定を行う必要がない。従って、上記の場合に当該切替手段の選択が省略されるので、当該切替手段からの電流に基づく上記測定は行われず、該測定による無駄な電力消費および測定時間を省略することができる。その結果、自装置をさらに確実に動作させることができる。

0030

本発明に係る電流測定装置では、上記蓄電手段は、上記複数の切替手段にそれぞれ接続された複数の蓄電手段であり、該複数の蓄電手段の出力電圧の値をそれぞれ測定する複数の電圧測定手段をさらに備えており、上記制御手段は、上記電圧測定手段が測定した出力電圧の値がゼロ、または、所定値以下である蓄電手段に対応する切替手段に対しては、上記選択を省略してもよい。

0031

上記蓄電手段の出力電圧がゼロ、または所定値以下である場合としては、当該蓄電手段に対応する上記切替手段に対し、上記変流器が接続されていないか、上記変流器が接続されているが上記電力線に取り付けられていないか、或いは、上記変流器が接続され上記電力線に取り付けられているが、上記電力線に電流が流れていない場合が考えられる。何れの場合でも、当該切替手段からの電流に基づく上記測定を行う必要がない。従って、上記の場合に、該当する蓄電手段に対応する上記切替手段の選択が省略されるので、当該切替手段からの電流に基づく上記測定は行われず、該測定による無駄な電力消費および測定時間を省略することができる。その結果、自装置をさらに確実に動作させることができる。

0032

本発明に係る電流測定装置では、上記電流測定手段が測定した、上記複数の電力線を流れる電流の測定値を外部の装置に無線送信する送信手段であって、上記蓄電手段からの電力により動作する送信手段をさらに備えることが好ましい。

0033

この場合、自装置と外部の装置との間をケーブルで接続する必要がないので、利便性が向上する。また、上記蓄電手段は、上述のように、蓄積する電気量が多くなるので、上記蓄電手段から上記電流測定手段、上記制御手段、および上記送信手段に所要の電力を供給することができ、自装置を確実に動作させることができる。

0034

本発明に係る電流測定装置では、上記送信手段は、上記複数の電流の測定値を一括して無線送信することが好ましい。この場合、複数の電流の測定値、または、複数の関連情報を、一括して無線送信するので、個別に無線送信する場合に比べて、消費電力量を抑えることができる。これにより、自装置をさらに確実に動作させることができる。

0035

本発明に係る電流測定装置では、上記制御手段は、上記複数の電力線のそれぞれについて、上記電流測定手段が測定した今回の電流の測定値が、上記送信手段が直前に無線送信した電流の測定値から所定範囲内である場合、上記今回の電流の測定値の無線送信を省略するように上記送信手段を制御してもよい。

0036

この場合、上記電流の測定値がさほど変化しない場合には、当該測定値の無線送信が省略されるので、全ての電流の測定値を無線送信する場合に比べて、消費電力量を抑えることができる。これにより、自装置をさらに確実に動作させることができる。

0037

なお、上記無線送信の省略が長期間に亘る場合、上記電力線を流れる電流の測定値が、さほど変化していないのか、小さくなりすぎて、測定不能となったのかが、判別し難くなる。そこで、上記無線送信を省略する期間を所定期間に限定することが好ましい。

0038

なお、電力線を介して供給される電力を測定する電力測定装置であって、複数の上記電力線にそれぞれ取り付けた複数の変流器により上記電力線を流れる電流を測定する、上記構成の電流測定装置と、上記複数の電力線の電圧を測定する電圧測定手段と、上記電流測定装置が測定した電流と、上記電圧測定手段が測定した電圧とに基づき、上記複数の電力線を介して供給される電力をそれぞれ測定する電力測定手段とを備える電力測定装置であれば、上述と同様の効果を奏することができる。

0039

本発明の各態様に係る電流測定装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記電流測定装置が備える各手段として動作させることにより上記電流測定装置をコンピュータにて実現させる電流測定装置の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。

発明の効果

0040

本発明は、複数の変流器の何れかからの電流を取得し、取得した電流に基づき、当該変流器が取り付けられた電力線を流れる電流を測定し、該測定を上記複数の変流器のそれぞれに対し次々に行うので、電流測定装置のサイズを小型化できると共に、複数の電力線にそれぞれ取り付けられた複数の変流器からの電流により蓄電を行うので、自装置を確実に動作させることができるという効果を奏する。

図面の簡単な説明

0041

本発明の一実施形態である電流測定システムにおける電流測定ユニット概略構成を示すブロック図である。
電流測定システムの概略構成を示すブロック図である。
上記電流測定ユニットにおいて、切替回路切替動作と、マイコン部および無線送信部の動作との時間変化を示すタイムチャートである。
本発明の別の実施形態である電流測定システムにおける電流測定ユニットの概略構成を示すブロック図である。
上記電流測定ユニットにおける切替回路、電源部、および計測回路の詳細を示す回路図である。
上記電流測定ユニットにおける記憶部に記憶された、電流の測定値および変流器の番号の対応テーブルを表形式で示す図である。
本発明のさらに別の実施形態である電流測定システムにおける電流測定ユニットのマイコン部における動作制御処理の流れを示すフローチャートである。
上記電流測定ユニットにおいて、マイコン部および無線送信部の動作と蓄電用キャパシタの電圧との時間変化を示すタイムチャートである。
本発明のさらに別の実施形態である電流測定システムにおける電流測定ユニットのマイコン部における電流測定処理の流れを示すフローチャートである。
本発明のさらに別の実施形態である電流測定システムにおいて、電流の実効値と測定頻度との対応関係を示すグラフである。
本発明の他の実施形態である電流測定システムにおける電流測定ユニットの概略構成を示すブロック図である。

実施例

0042

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各実施形態に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付記し、適宜その説明を省略する。

0043

〔実施の形態1〕
(電流測定システムの概要
まず、本発明の一実施形態について図1図3を参照して説明する。図2は、本実施形態である電流測定システムの概略構成を示すブロック図である。

0044

図2に示すように、電流測定システム10は、分電盤PB内に設置された複数の電力線PL1〜PL4にそれぞれ取り付けた変流器(変成器)CT1〜CT4により、複数の電力線PL1〜PL4を流れる電流の実効値I1e〜I4eをそれぞれ測定して表示するものである。電流測定システム10は、電流測定ユニット(電流測定装置)11と受信ユニット12とを備える構成である。なお、以下では、電力線PL1〜PL4、変流器CT1〜CT4、および電流の実効値I1e〜I4eを総称する場合には、それぞれ、「電力線PL」、「変流器CT」、および「電流の実効値Ie」と記載する。

0045

変流器CTは、或る電力線PLに取り付けられ、該電力線PLを流れる交流電流の一部(例えば0A〜5A)を取り出すものである。なお、変流器CTの構造は周知であるので、その説明を省略する。

0046

電流測定ユニット11は、分電盤PB内に設けられ、同じく分電盤PB内に設置された複数の電力線PL1〜PL4にそれぞれ取り付けた変流器CT1〜CT4からの電流に基づき、当該電力線PL1〜PL4を流れる電流の実効値I1e〜I4eをそれぞれ測定するものである。電流測定ユニット11は、測定した電流の実効値I1e〜I4eを示す測定データを受信ユニット12に無線送信する。

0047

受信ユニット12は、電流測定ユニット11からの測定データを無線で受信し、受信した測定データを保存すると共に、該測定データが示す測定値(電流の実効値I1e〜I4e)を表示するものである。なお、受信ユニット12の詳細については後述する。

0048

(電流測定ユニットの詳細)
次に、電流測定ユニット11の詳細について説明する。図1は、電流測定ユニット11の概略構成を示すブロック図である。図示のように、電流測定ユニット11は、複数の切替回路(切替手段)20a〜20d、電源部(蓄電手段)21、計測回路22、マイコン部23、および無線送信部(送信手段)24を備える構成である。

0049

複数の切替回路20a〜20dは、それぞれ、変流器CT1〜CT4に電気的に接続されている。なお、以下では、複数の切替回路20a〜20dを総称する場合には、「切替回路20」と記載する。

0050

切替回路20は、マイコン部23からの指示に基づき、変流器CTからの電流を、電源部21および計測回路22の何れに流すかを切り替えるものである。切替回路20は、スイッチング素子などによって構成される。

0051

電源部21は、自機である電流測定ユニット11における各部(特に、マイコン部23および無線送信部24)に電力を供給するものである。本実施形態では、電源部21は、変流器CTから切替回路20を介して流れる電流により、蓄電を行っている。電源部21は、整流回路、キャパシタ、DC/DC変換回路などによって構成される。なお、キャパシタ(蓄電器)の代わりに二次電池(蓄電池)を用いてもよい。また、電源部21は、1個のキャパシタ(蓄電手段)または二次電池(蓄電手段)でもよいし、複数個のキャパシタまたは複数個の二次電池でもよいし、キャパシタおよび二次電池の組合せでもよい。

0052

計測回路22は、変流器CTから切替回路20を介して流れる電流を計測するものである。計測回路22は、計測した上記電流を示す計測信号をマイコン部23に送信する。計測回路22は、上記電流が流れる計測用抵抗、該計測用抵抗の電圧を増幅するオペアンプなどによって構成される。

0053

マイコン部23は、マイクロプロセッサおよびメモリを含むマイクロコンピュータを備える構成であり、電流測定ユニット11内における各種構成の動作を統括的に制御するものである。上記各種構成の動作制御は、上記メモリに格納された制御プログラムを上記マイクロプロセッサに実行させることによって行われる。

0054

本実施形態では、マイコン部23は、計測回路22からの計測信号に基づき、変流器CTが取り付けられた電力線PLを流れる電流を測定するものである。さらに、本実施形態では、マイコン部23は、複数の切替回路20の何れかを選択し、選択した切替回路20が、変流器CTからの電流を計測回路22に流す一方、残り(非選択)の切替回路20が、変流器CTからの電流を電源部21に流すように制御し、これを、複数の切替回路20のそれぞれに対し次々に行うように制御する。

0055

これにより、変流器CTからの電流を計測する計測回路22と、変流器CTが取り付けられた電力線PLを流れる電流を測定するマイコン部23とのそれぞれは、1個でよく、複数個を備える必要がない。その結果、電流測定ユニット11のサイズを小型化することができる。

0056

また、複数の電力線PL1〜PL4にそれぞれ取り付けられた複数の変流器CT1〜CT4からの電流により、電源部21の蓄電が行われる。この場合、1本の電力線PLに流れている電流の値が、電源部21にて充電可能な閾値以下である確率がp(0<p<1)とすると、N本の電力線PL1〜PLNに流れている電流の値が、全て、上記閾値以下である確率は、pNとなり、上記1本の電力線PLの場合の確率pよりも小さくなる。また、1本の電力線PLから得られる電力の期待値をSとすると、N本の電力線PLから得られる電力の期待値は、N×Sとなり、上記1本の電力線PLの場合に比べて大きくなる。

0057

従って、1本の電力線PLに取り付けられた変流器CTにより蓄電される電気量よりも、複数本の電力線PL1〜PL4にそれぞれ取り付けられた複数の変流器CT1〜CT4により蓄電される電気量の方が多くなることが予測される。これにより、電源部21からマイコン部23および無線送信部24に所要の電力を供給することができ、自装置である電流測定ユニット11を確実に動作させることができる。

0058

無線送信部24は、マイコン部23にて測定された複数の電流の測定値を含む測定データを、無線送信に適した形式に変更して、受信ユニット12に無線送信するものである。この無線送信は、例えば、ZigBee(登録商標)、Bluetooth(登録商標)などの低消費電力無線通信技術を用いて行われる。無線送信部24は、変復調回路、RF(Radio Frequency)回路などを備える構成である。

0059

本実施形態では、無線送信部24は、マイコン部23が測定した、複数の電力線PL1〜PL4を流れる電流の測定値を一括して無線送信している。この場合、個別に無線送信する場合に比べて、消費電力量を抑えることができるので、自装置である電流測定ユニット11をさらに確実に動作させることができる。

0060

これについて、より具体的に説明する。無線送信部24における無線送信の処理は、概略的には、起動終了処理、接続・切断処理、およびデータの送信処理に分けることができ、該データの送信処理は、測定値以外のデータの送信処理と、測定値のデータの送信処理とに分けることができる。上記起動・終了処理、上記接続・切断処理、上記測定値以外のデータの送信処理、および上記測定値のデータの送信処理における消費電力量(消費エネルギ)を、それぞれ、E1、E2、E31、およびE32とする。

0061

N本の電力線PLを流れる電流の測定値を個別に送信する場合、消費電力量Esは、Es=(E1+E2+E31+E32)×N、となる。一方、N本の電力線PLを流れる電流の測定値を一括して送信する場合、消費電力量Ebは、Eb=E1+E2+E31+(E32×N)、となる。従って、Es−Eb=(E1+E2+E31)×(N−1)となり、Nが複数であれば、一括して無線送信する方が、個別に無線送信するよりも消費電力量が少なくて済むことが理解できる。

0062

(マイコン部の詳細)
次に、マイコン部23の詳細について説明する。図1に示すように、マイコン部23は、記憶部30、切替指示部(制御手段)31、測定部(電流測定手段)32、およびデータ送出部33を備える構成である。記憶部30は、上記メモリに該当するものであり、記憶部30に格納されたプログラムを上記マイクロプロセッサに実行させることにより、測定部32、切替指示部31、およびデータ送出部33の各機能を実現する。

0063

記憶部30は、フラッシュメモリ、ROM(Read Only Memory)などの不揮発性記憶装置と、RAM(Random Access Memory)などの揮発性の記憶装置とによって構成されるものである。不揮発性の記憶装置に記憶される内容としては、上記した制御プログラム、OS(operating system)プログラム、その他の各種プログラム、各種設定値などが挙げられる。一方、揮発性の記憶装置に記憶される内容としては、作業用ファイルテンポラリファイルなどが挙げられる。

0064

切替指示部31は、切替回路20が、変流器CTからの電流を、電源部21および計測回路22の何れに流すかを切り替えるように、切替回路20に指示するものである。この切替指示の詳細については、後述する。

0065

測定部32は、計測回路22からの計測信号に基づき、該当する変流器CTが取り付けられた電力線PLを流れる電流を測定するものである。測定部32は、測定した電流の測定値をデータ送出部33に送出する。測定される電流の物理量としては、当該電流のピーク値、瞬間値、位相、実効値、周波数などが挙げられ、実施例では実効値である。

0066

具体的には、まず、変流器CTから流れる電流を示す計測信号をサンプリングし、これを、所定の波形(通常は正弦波)にフィッティングすることにより、当該電流の振幅および特定し、当該電流の振幅から当該電流の実効値を算出する。次に、算出した、変流器CTから流れる電流の実効値から、記憶部30に記憶された、変流器CTの1次側巻数および2次側巻数の巻数比を用いて、当該変流器CTが取り付けられた電力線PLを流れる電流の実効値Ieを算出する。

0067

データ送出部33は、測定部32からの電流の測定値を無線送信部24に送信するものである。

0068

次に、切替指示部31における切替指示の詳細について説明する。図3は、変流器CT1〜CT4のための切替回路20a〜20d(以下、それぞれ、CT1用切替回路20a〜CT4用切替回路20dと称する。)における切替動作と、マイコン部23および無線送信部24の動作との時間変化を示すタイムチャートである。なお、図示の例では、切替回路20は、通常は、変流器CTからの電流を電源部21に流すようになっており、マイコン部23からの切替指示があった場合にのみ、上記電流を計測回路22に流すようになっている。

0069

図3に示すように、まず、マイコン部23の切替指示部31は、CT1用切替回路20aを選択し、選択した切替回路20aに対し切替指示を行う。これにより、変流器CT1からの電流は、切替回路20aを介して計測回路22に流れて、計測回路22にて計測され(計測1)、その結果、変流器CT1が取り付けられた電力線PL1を流れる電流の実効値I1eがマイコン部23にて測定される(測定1)。一方、他の変流器CT2〜CT4からの電流は、切替回路20b〜20dを介して電源部21に流れて蓄電される(充電)。

0070

次に、マイコン部23の切替指示部31は、CT2用切替回路20bを選択し、選択した切替回路20bに対し切替指示を行う。これにより、変流器CT2からの電流は、切替回路20bを介して計測回路22に流れて、計測回路22にて計測され(計測2)、その結果、変流器CT2が取り付けられた電力線PL2を流れる電流の実効値I2eがマイコン部23にて測定される(測定2)。一方、他の変流器CT1・CT3・CT4からの電流は、切替回路20a・20c・20dを介して電源部21に流れて蓄電される(充電)。

0071

以下、CT3用切替回路20cおよびCT4用切替回路20dのそれぞれについても同様に選択する。これにより、変流器CT1〜CT4がそれぞれ取り付けられた電力線PL1〜PL4を流れる電流の実効値I1e〜I4eが測定される(測定1〜測定4)。

0072

次に、無線送信部24が起動し、マイコン部23にて測定された電流の実効値I1e〜I4eを一括して無線送信する(送信1)。このとき、切替指示部31は、何れの切替回路20にも切替指示を行っていないので、全ての変流器CT1〜CT4からの電流は、切替回路20a〜20dを介して電源部21に流れて蓄電される(充電)。

0073

次に、所定の期間が経過するまで、マイコン部23および無線送信部24は、動作を停止する(スリープ(Sleep)モード)。これにより、消費電力を低減することができる。また、全ての変流器CT1〜CT4からの電流は、切替回路20a〜20dを介して電源部21に流れて蓄電される(充電)。その後、上記動作を繰り返す。

0074

なお、本実施形態では、電流の実効値を測定しているが、電流のピーク値、瞬間値、位相、周波数など、電流に関する任意の物理量を測定してもよい。また、フィッティングする波形としては、正弦波以外にも、鋸歯状波三角波など、任意の波形を利用することができる。

0075

(受信ユニットの詳細)
次に、受信ユニット12の詳細について説明する。図2に示すように、受信ユニット12は、受信部40、ロガー部42、記録部43、および表示部44を備える構成である。なお、受信ユニット12は、外部から電力が供給される。

0076

受信部40は、電流測定ユニット11から無線送信された測定データを受信するものであり、変復調回路、RF回路などを備える構成である。受信部40は、受信した測定データをロガー部42に送出する。

0077

操作部41は、ユーザの操作により該ユーザからの各種の入力を受け付けるものであり、入力用タン、その他の操作デバイスによって構成されている。操作部41は、ユーザが操作した情報を操作データに変換してロガー部42に送出する。なお、操作デバイスの他の例としては、タッチパネルと、キーボードと、テンキーと、マウスなどのポインティングデバイスとが挙げられる。

0078

ロガー部42は、受信部40からの測定データを、時系列に従って記録部43に書き込むものである。なお、ロガー部42は、上記測定データを測定時刻と共に記録部43に書き込むことが望ましい。上記測定時刻は、電流測定ユニット11から測定データと共に受信してもよいし、該測定データを受信した時刻を測定時刻としてもよい。

0079

また、ロガー部42は、受信部40からの測定データが示す測定値(電流の実効値I1e〜I4e)を、表示部44を介して表示出力させる。また、ロガー部42は、ユーザから操作部41を介しての指示に基づき、記録部43から測定データを読み出して、表示部44を介して表示出力させることが望ましい。

0080

記録部43は、ロガー部42からの測定データを記録するものであり、例えば、EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM、登録商標)、フラッシュメモリなど、読み書き可能な不揮発性メモリなどによって構成される。なお、記録部43は、記録された測定データを外部のPC(Personal Computer)などで利用できるように、着脱可能な記録媒体であることが望ましい。

0081

表示部44は、ロガー部42からの測定データを表示するものである。表示部44は、セグメント型表示素子ビットマップ型表示素子などの表示素子によって構成される。

0082

なお、受信ユニット12は、LAN(Local Area Network)に接続可能なネットワークI/F(interface)を備えることが望ましい。この場合、記録部43に記録された測定データを、上記LANを介して、外部の情報処理装置に送信することができる。

0083

〔実施の形態2〕
次に、本発明の別の実施形態について、図4図6を参照して説明する。本実施形態の電流測定システム10は、図2に示す電流測定システム10に比べて、電流測定ユニット11の構成および動作が異なり、その他の構成は同様である。

0084

図4は、本実施形態における電流測定ユニット11の概略構成を示すブロック図である。図4に示す電流測定ユニット11は、図1に示す電流測定ユニット11に比べて、切替回路20ごとに計測回路22が設けられている点と、マイコン部23の動作とが異なり、その他の構成は同様である。本実施形態のように、計測回路22は、切替回路20ごとに設けることができる。

0085

図5は、電流測定ユニット11における切替回路20、電源部21、および計測回路22の詳細を示す回路図である。図示において、ノイズ除去用コイルL1と、スイッチング抵抗R3・R4と、TFT(Thin Film Transistor)であるスイッチング素子TR1・TR2とが切替回路20を構成し、ダイオードブリッジである整流回路D1〜D4と、蓄電用キャパシタCとが電源部21を構成し、計測用抵抗R1・R2が計測回路22と構成する。なお、蓄電用キャパシタC以外の部品は、変流器CT1〜CT4ごとに設けられる。

0086

マイコン部23の切替指示部31からの切替指示SWを受け取らない場合、スイッチング素子TR1・TR2がオフになり、変流器CTからの電流は、ノイズ除去用コイルL1にて高周波ノイズが除去され、整流回路D1〜D4にて整流された後、蓄電用キャパシタCにて蓄電される。一方、切替指示部31からの切替指示SWを受け取ると、スイッチング素子TR1・TR2がオンになり、変流器CTからの電流は、ノイズ除去用コイルL1にて高周波ノイズが除去され、計測用抵抗R1・R2にて電圧に変換される。そして、計測用抵抗R1・R2の両端の電圧は、該両端に設けられた計測用出力端子Mesure+・Mesure-から、差動増幅回路にて増幅されて、マイコン部23に入力される。

0087

また、本実施形態のマイコン部23は、図1に示すマイコン部23に比べて、記憶部30、切替指示部31、および測定部32の動作が異なり、その他の構成は同様である。

0088

本実施形態の測定部32および記憶部30は、図1に示す測定部32および記憶部30に比べて、電流の測定値(実効値I1e〜I4e)を、対応する変流器CTの番号と共に記憶部30にさらに記憶する点が異なり、その他の構成は同様である。図6は、記憶部30に記憶された、電流の測定値および変流器CTの番号の対応テーブルを表形式で示す図である。

0089

本実施形態の切替指示部31は、図1に示す切替指示部31に比べて、切替指示の動作が異なり、その他の構成は同様である。本実施形態の切替指示部31は、記憶部30の対応テーブルを参照して、前回計測した測定値の小さい方から、切替回路20を選択している。図6の例の場合、切替指示部31は、CT4用切替回路20d、CT2用切替回路20b、CT1用切替回路20a、およびCT3用切替回路20cの順番で選択することになる。

0090

通常、前回測定された電流の実効値Ieが小さい電力線PLは、今回の測定においても当該電流の実効値Ieが小さいと予測される。同様に、前回測定された電流の実効値Ieが大きい電力線PLは、今回の測定においても当該電流の実効値Ieが大きいと予測される。

0091

従って、上記の構成によると、電流の実効値Ieが小さいと予測される電力線PLに取り付けられた変流器CT(図6の例ではCT4)からの電流が、切替回路20を介して計測回路22に流れる一方、電流の実効値Ieが大きいと予測される電力線PLに取り付けられた変流器CT(図6の例ではCT1〜CT3)からの電流が電源部21に流れることになる。これにより、電源部21に電気量が迅速に蓄積されると予測される。その結果、電源部21からマイコン部23および無線送信部24に所要の電力を確実に供給することができ、自装置をさらに確実に動作させることができる。

0092

〔実施の形態3〕
次に、本発明のさらに別の実施形態について、図7図8を参照して説明する。本実施形態の電流測定システム10は、図2に示す電流測定システム10に比べて、電流測定ユニット11におけるマイコン部23および無線送信部24の動作が異なり、その他の動作は同様である。

0093

本実施形態の電流測定ユニット11は、図4および図5に示す電流測定ユニット11に比べて、電源部21における蓄電用キャパシタC(図5)の電圧(出力電圧)Vcに基づいて、マイコン部23および無線送信部24の動作を制御する点が異なり、その他の動作は同様である。

0094

図7は、本実施形態のマイコン部23における動作制御処理の流れを示すフローチャートである。図示のように、まず、蓄電用キャパシタCの電圧Vcを測定する(S10)。上記電圧Vcが2.5V(第1の所定値)未満である場合(S11)、マイコン部23における電流の測定と、無線送信部24における無線送信とは実行せずに、スリープモードに移行する(S16)。

0095

これにより、マイコン部23における電流の測定と、無線送信部24における無線送信とを実行することにより、蓄電用キャパシタCから供給される電力が不足し、マイコン部23および無線送信部24が動作不能に陥ることを防止することができる。また、マイコン部23の切替指示部31による切替指示も停止するので、複数の変流器CT1〜CT4からの電流は、全て蓄電用キャパシタCに流れる。従って、蓄電用キャパシタCに電気量が迅速に蓄積されるので、マイコン部23および無線送信部24の動作を再開するまでの期間を短くすることができる。

0096

一方、上記電圧Vcが2.5V以上3.0V(第2の所定値)未満である場合(S11)、マイコン部23における電流の測定を実行するが(S12)、無線送信部24における無線送信は実行せずに、測定データを保持する(S13)。その後、スリープモードに移行する(S16)。

0097

これにより、無線送信部24における無線送信を実行することにより、蓄電用キャパシタCから供給される電力が不足し、マイコン部23および無線送信部24が動作不能に陥ることを防止することができる。なお、当該測定データは、マイコン部23の記憶部30に保持してもよいし、無線送信部24の記憶部(図示せず)に記憶してもよい。また、上記測定データは、その後に測定される測定データと混同しないように、時刻情報シーケンス番号、未送信フラグなどを付加することが望ましい。

0098

一方、上記電圧Vcが3.0V以上である場合(S11)、マイコン部23における電流の測定を実行し(S14)、無線送信部24における測定データの無線送信を実行する(S15)。このとき、無線送信部24は、未送信の測定データの無線送信も実行する。その後、スリープモードに移行する(S16)。

0099

スリープモード(S16)に移行した後、所定期間が経過すると(S17)、再びステップS10に戻って上記動作を繰り返す。

0100

図8は、本実施形態におけるマイコン部23および無線送信部24の動作と蓄電用キャパシタCの電圧Vcとの時間変化を示すタイムチャートである。図示のように、1回目測定周期(M1)が開始されると、上記電圧Vcが3Vであるので、マイコン部23は、電流の測定を実行し(測定1〜測定4)、無線送信部24は、測定データの無線送信を実行し(送信)、その後にスリープモードに移行する(Sleep)。次に、2回目の測定周期(M2)が開始されると、上記電圧Vcが約1.5Vであるので、マイコン部23は、電流の測定を実行せず、無線送信部24は、測定データの無線送信を実行せずに、スリープモードに移行する(Sleep)。

0101

次に、3回目の測定周期(M3)が開始されると、上記電圧Vcが2.5Vであるので、マイコン部23は、電流の測定を実行する一方(測定1〜測定4)、無線送信部24は、測定データの無線送信を実行せず、測定データが保持される(保持)。その後にスリープモードに移行する(Sleep)。次に、4回目の測定周期(M4)が開始されると、上記電圧Vcが約2Vであるので、マイコン部23は、電流の測定を実行せず、無線送信部24は、測定データの無線送信を実行せずに、スリープモードに移行する(Sleep)。

0102

そして、5回目の測定周期が開始されると、上記電圧Vcが約3Vであるので、1回目の測定周期と同様の動作を行う。このとき、無線送信部24は、3回目の測定周期に測定された測定データと、今回(5回目)の測定周期に測定された測定データとをまとめて送信する。

0103

〔実施の形態4〕
次に、本発明のさらに別の実施形態について、図9を参照して説明する。本実施形態の電流測定システム10は、図2に示す電流測定システム10に比べて、電流測定ユニット11におけるマイコン部23の動作が異なり、その他の動作は同様である。

0104

本実施形態のマイコン部23は、図4に示すマイコン部23に比べて、測定した電流の測定値が、前回無線送信した測定値から所定範囲内であり、かつ、前回無線送信した時刻から所定期間内である場合に、測定した電流の測定値の無線送信を省略する点が異なり、その他の構成は同様である。

0105

これにより、上記電流の測定値がさほど変化しない場合には、当該測定値の無線送信が省略されるので、全ての電流の測定値を無線送信する場合に比べて、消費電力量を抑えることができる。これにより、自装置をさらに確実に動作させることができる。また、上記測定値の無線送信が連続して省略されても、所定期間が経過すれば上記測定値の無線送信が実行される。これにより、受信ユニット12は、電力線PLを流れる電流の測定値が、さほど変化していないのか、或いは、小さくなりすぎて、測定不能となったのかを判別することができる。

0106

図9は、本実施形態のマイコン部23における電流測定処理の流れを示すフローチャートである。図示のように、測定部32が、或る電力線PLの電流を測定し(S20)、今回の測定値と、前回送出した測定値との差が所定範囲内であるか否かを判定する(S21)。所定範囲内である場合、カウンタ(図示せず)のカウントを増分し(S22)、該カウントは所定値以上であるか否かを判定する(S23)。

0107

上記差が所定範囲内ではなく(S21でNO)、或いは、上記カウントが所定値以上である場合(S23でYES)、データ送出部33が今回の測定値を無線送信部24に送出すると共に、記憶部30の測定値を更新する(S24)。これにより、今回の測定値が無線送信される。次に、上記カウンタのカウントをリセットし(S25)、ステップS26に進む。

0108

一方、上記差が所定範囲内であり、かつ、上記カウントが所定値未満である場合(S23でNO)、そのままステップS26に進む。これにより、今回の測定値の無線送信が省略される。

0109

ステップS26において、全ての電力線PLの電流を測定していない場合、ステップS20に戻って上記動作を繰り返す一方、測定した場合、今回の測定周期における測定を終了する。

0110

〔実施の形態5〕
次に、本発明のさらに別の実施形態について、図10を参照して説明する。本実施形態の電流測定システム10は、図2に示す電流測定システム10に比べて、電流測定ユニット11におけるマイコン部23の動作が異なり、その他の動作は同様である。

0111

本実施形態のマイコン部23は、図4に示すマイコン部23に比べて、図6に示す対応テーブルを参照して、各電力線PLを流れる電流を測定する頻度を決定する点が異なり、その他の構成は同様である。

0112

図10は、電流の実効値(測定値)と測定頻度との対応関係を示すグラフである。図示のように、電流の実効値が増加するにつれて、測定頻度を増加し、電流の実効値が設定値以上になると、毎回測定するようになっている。例えば、電流の実効値が設定値の1/5である場合、測定頻度は1/2であり、2回の測定周期のうち、1回測定を行うことになる。これにより、電源部21に流れ込む電流の量に応じた測定頻度となる。その結果、自装置をさらに確実に動作させることができる。

0113

〔実施の形態6〕
次に、本発明の他の実施形態について、図11を参照して説明する。本実施形態の電流測定システム10は、図2に示す電流測定システム10に比べて、電流測定ユニット11における電源部21の構成と、マイコン部23の動作とが異なり、その他の構成および動作は同様である。

0114

図11は、本実施形態における電流測定ユニット11の概略構成を示すブロック図である。図示のように、電源部21は、複数の充電部50、複数の充電電圧計測回路(電圧測定手段)51、切替回路52、およびDC/DCコンバータ53を備える構成である。

0115

複数の充電部50は、それぞれ、複数の切替回路20からの電流を充電するものである。充電部50は、キャパシタまたは二次電池を備える構成である。複数の充電電圧計測回路51は、それぞれ、複数の充電部50の充電電圧(出力電圧)を計測するものである。充電電圧計測回路51は、計測した充電電圧をマイコン部23に送出する。

0116

切替回路52は、マイコン部23からの指示に基づき、複数の充電部50の何れかからの電力をDC/DCコンバータ53に供給するように切り替えるものである。DC/DCコンバータ53は、切替回路52からの直流電圧をマイコン部23および無線送信部24のそれぞれの駆動電圧に変換して、マイコン部23および無線送信部24に印加するものである。

0117

本実施形態では、マイコン部23は、充電電圧計測回路51からの充電電圧を取得する。取得した充電電圧がゼロ、或いは所定値以下である場合としては、当該充電電圧計測回路51に対応する切替回路20に対し、変流器CTが接続されていないか、変流器CTが接続されているが電力線PLに取り付けられていないか、或いは、変流器CTが接続され電力線PLに取り付けられているが、電力線PLに電流が流れていない場合が考えられる。何れの場合でも、当該切替回路20からの電流に基づく測定を行う必要がない。

0118

そこで、本実施形態では、上記の場合に、当該切替回路20に対し、切替指示部31は切替指示を省略している。これにより、上記測定は行われず、該測定による無駄な電力消費および測定時間を省略することができる。その結果、自装置をさらに確実に動作させることができる。

0119

また、本実施形態では、マイコン部23は、充電電圧計測回路51からの充電電圧に基づいて、電力供給すべき充電部50を選択し、選択した充電部50からDC/DCコンバータ53に電力が供給されるように切替回路52に指示している。これにより、電流測定ユニット11の各部を動作させるための電力を確実に確保することができる。

0120

なお、本実施形態では、充電電圧計測回路51からの充電電圧に基づいて、切替指示部31が切替指示を省略するか否かを判断しているが、切替回路20に変流器CTが接続されているか否かに基づいて、切替指示部31が切替指示を省略するか否かを判断してもよい。また、本実施形態において、図7に示すような動作制御処理を行うには、同図のステップS10において、蓄電用キャパシタCの電圧Vcを測定する代わりに、複数の充電電圧計測回路51からの充電電圧の合計値を算出すればよい。

0121

〔変形例1〕
なお、上記実施形態では、電流の測定と測定データの無線送信とのタイミングを、電流測定ユニット11のマイコン部23が決定しているが、当該タイミングを受信ユニット12が決定して、電流測定ユニット11に送信してもよい。受信ユニット12は、測定データのログを記憶し、外部から電力が供給されているので、測定データの詳細な解析を行うことができ、その解析結果に基づいて、上記タイミングを決定することができる。その結果、電流測定システム10をさらに確実に動作させることができる。

0122

〔変形例2〕
また、上記実施形態では、同じような電力線PL1〜PL4に変流器CT1〜CT4を取り付けているが、変流器CTの何れか1つを主幹ラインに取り付けてもよい。この場合、電源部21に蓄電される電気量を増加することができ、電流測定システム10をさらに確実に動作させることができる。

0123

〔変形例3〕
また、受信ユニット12は、電力線PLの消費電力の状況と、各種電気機器に接続されたPLC(Programmable Logic Controller)における動作プログラムとを分析して、当該電力線PLに接続された電気機器を推定してもよい。

0124

また、受信ユニット12は、いわゆる「機器分離技術」を利用することにより、測定された各電力線PLの電流の測定値の時間変化から、当該電力線PLに接続された電気機器を推定すると共に、推定した電気機器の消費電力の時間変化を推定してもよい。

0125

〔変形例4〕
また、受信ユニット12は、電圧の実効値および力率を設定することにより、電流測定ユニット11からの電流の実効値から、各電力線PLを介して供給される電力の概算値を算出してもよい。また、電流測定ユニット(電圧測定手段、電力測定手段、電力測定装置)11は、特許文献2に記載のように、電力線PLの電圧を測定することにより、各電力線PLを介して供給される電力を測定し、測定した電力、電圧、および電力を受信ユニット12に無線送信してもよい。すなわち、本発明は、各電力線PLを介して供給される電力を測定する電力測定システムにも適用可能である。

0126

ソフトウェアによる実現例〕
電流測定システム10の制御ブロック(特にマイコン部23およびロガー部42)は、集積回路ICチップ)等に形成された論理回路ハードウェア)によって実現してもよいし、CPU(Central Processing Unit)を用いてソフトウェアによって実現してもよい。

0127

後者の場合、電流測定システム10は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するCPU、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ(またはCPU)で読み取り可能に記録されたROM(Read Only Memory)または記憶装置(これらを「記録媒体」と称する)、上記プログラムを展開するRAM(Random Access Memory)などを備えている。そして、コンピュータ(またはCPU)が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形媒体」、例えば、テープディスクカード半導体メモリプログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体通信ネットワーク放送波等)を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

0128

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

0129

例えば、上記実施形態の電流測定ユニット11において、切替回路20を省略してもよい。この場合、マイコン部23は、複数の変流器CTの1つからの電流に基づき、当該変流器が取り付けられた電力線を流れる電流を測定し、これを、複数の変流器CTのそれぞれについて繰り返すように制御すればよい。具体的には、マイコン部23は、複数の変流器CTからの電流に基づく計測回路22からの複数の計測信号をそれぞれA/D変換して測定部32に送信する複数のA/D変換器について、何れか1つのA/D変換器をオンにする一方、残りのA/D変換器をオフにし、これを、上記複数のA/D変換器のそれぞれについて繰り返せばよい。

0130

なお、電流測定ユニット11において、切替回路20を省略するよりも切替回路20を設ける方が下記のメリットを有する。すなわち、選択中の切替回路20から電源部21に電流が流れることを防止するので、測定部32における電流の測定精度が向上する。また、非選択の切替回路20から計測回路22に電流が流れることを防止するので、電源部21における蓄電の効率が向上する。

0131

本発明は、複数の変流器の何れかからの電流を取得し、取得した電流に基づき、当該変流器が取り付けられた電力線を流れる電流を測定し、該測定を上記複数の変流器のそれぞれに対し次々に行うので、電流測定装置のサイズを小型化できると共に、複数の電力線にそれぞれ取り付けられた複数の変流器からの電流により蓄電を行うので、自装置を確実に動作させることができることから、変流器により電流を測定する任意の電力測定装置に適用することができる。

0132

10電流測定システム
11電流測定ユニット(電流測定装置)
12受信ユニット
20切替回路(切替手段)
21電源部(蓄電手段)
22計測回路
23マイコン部
24無線送信部(送信手段)
30 記憶部
31切替指示部(制御手段)
32測定部(電流測定手段)
33データ送出部
40 受信部
41 操作部
42ロガー部
43 記録部
44 表示部
50充電部
51充電電圧計測回路(電圧測定手段)
52 切替回路
53 DC/DCコンバータ

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