JP2002010470A

JP2002010470A - 電流監視装置

Info

Publication number: JP2002010470A
Application number: JP2000183569A
Authority: JP
Inventors: Hiromichi Inoue; 浩道井上; Takeshi Tanaka; 毅田中
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2000-06-19
Filing date: 2000-06-19
Publication date: 2002-01-11

Abstract

(57)【要約】【課題】主幹開閉器または電流制限器の通電電流がそ
の定格電流より小さいときでもどの位の電流が流れてい
るのかを容易に判別することができるようにする。【解決手段】主幹漏電ブレーカの２次側に複数の分岐
ブレーカを接続した単相３線式の分電盤内に電流監視装
置１を配設する。この電流監視装置１は、一対の変流器
１１ａなどで構成され主幹漏電ブレーカの２次側の通電
電流を検出する電流検出部と、定格電流設定つまみ１３
ａの回動位置に応じて電流制限器または主幹漏電ブレー
カの定格電流値を設定するための定格電流設定部と、定
格電流値の０％から１００％を越える所定値までを複数
の電流領域に分割し、各電流領域に応じたデューティ比
信号をデータ出力部経由で出力する制御部とを備えた。
また、表示窓１４ａ下に配列される複数のＬＥＤなどで
構成され、定格電流設定部で設定された定格電流値に対
する使用電流の比率を示すための表示部を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、単層３線式分電盤
内に配設されて主幹開閉器の通電電流を表示するととも
に通電電流が主幹開閉器の定格電流を越えたときに警報
を出力する電流監視装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、主幹開閉器または電流制限器
の通電電流がその定格電流よりも大きくなったときに警
報出力を行った後、複数の分岐開閉器のうちの優先度の
低いものから順に強制開極するものが存在する（特開平
８−２０５３８０号公報等）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述したものにあって
は、主幹開閉器または電流制限器の通電電流がその定格
電流よりも大きくなったときに初めて警報が出る構成で
あり、定格電流未満ではどの位の電流が流れているのか
を判別することができなかった。

【０００４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、主幹開閉器または電流制限器の通電電流がその
定格電流より小さいときでもどの位の電流が流れている
のかを容易に判別することができる電流監視装置を提供
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１記載の発明の電流監視装置は、主幹開閉器の
２次側に複数の分岐開閉器を接続した単相３線式分電盤
内に配設され、主幹開閉器の２次側の通電電流を検出す
る電流検出部および予め感度電流を設定する感度電流設
定部を有し、感度電流の０％から１００％を越える所定
値までを複数の電流領域に分割し、各電流領域に応じた
デューティ比信号を出力する制御手段を備えたことを特
徴とする。

【０００６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の電
流監視装置において、前記制御手段は、フォトカプラを
介して外部へデューティ比信号を出力することを特徴と
する。

【０００７】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の電流監視装置において、前記制御手段は、各電流
領域に応じて器体から突出する複数の発光素子の発光数
を可変させることを特徴とする。

【０００８】請求項４記載の発明は、請求項３記載の電
流監視装置において、前記各発光素子を、互いに異なる
色で発光させることを特徴とする。

【０００９】請求項５記載の発明は、請求項１乃至４記
載の電流監視装置において、前記制御手段は、通電電流
が感度電流近傍となったときから感度電流の１００％を
越えた所定値までを複数の電流領域に分割し、各電流領
域に応じて周期を可変にして過電流警報出力を行うこと
を特徴とする。

【００１０】請求項６記載の発明は、請求項５記載の電
流監視装置において、前記電流検出部を２つの電圧極に
挿入された２つの変流器とし、該変流器によって検出さ
れた２つの電流のベクトル和を通電電流とする第１設定
および変流器によって検出された２つの電流のうち大き
な電流を通電電流とする第２設定を切替える切替部を設
けたことを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る実施形態の電
流監視装置を示す図、図２は図１の電流監視装置を含む
分電盤などを示す図、図３は図１の電流監視装置のブロ
ック図、図４は図３の表示部およびデータ出力部の回路
図であり、これらの図を用いて以下に本実施形態の説明
を行う。ただし、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および
（ｄ）はそれぞれ電流監視装置の正面図、左側面図、右
側面図および下側面図であり、図２（ａ）は図１の電流
監視装置を含む分電盤などを示す模式図、図２（ｂ）は
図２（ａ）の結線図である。

【００１２】本実施形態の電流監視装置１は、図２
（ａ）に示すように、単相３線式の分電盤２内に、電流
制限器３、主幹漏電ブレーカ４（主幹開閉器）および複
数の分岐ブレーカ５（分岐開閉器）と共に並設されて使
用される。図２（ｂ）の例では、電流制限器３の下流
（２次側）に主幹漏電ブレーカ４が接続され、この主幹
漏電ブレーカ４の下流に複数の分岐ブレーカ５と電流監
視装置１とが接続されている。そして、電流監視装置１
には所定の２線のケーブルを介してインターホン６が接
続されている。なお、図２の例は、電流制限器３を備え
る電流制限器契約の場合の構成になっているが、容量契
約の場合には電流制限器３が不要となる。

【００１３】電流監視装置１は、図１に示すように、ボ
ディ１０ａおよびカバー１０ｂにより成る器体１０を備
え、カバー１０ｂの下側面には、先端に輪状の一対の変
流器１１ａが４線のケーブル１１ｂおよびコネクタ１１
ｃを介して接続されている。ここで、一対の変流器１１
ａには極性があって、図２（ｂ）に示すように、主幹漏
電ブレーカ４のＬ１相の負荷側電線は、この極性に対応
する一方の変流器１１ａに挿通され、主幹漏電ブレーカ
４のＬ２相の負荷側電線は、この極性に対応する他方の
変流器１１ａに挿通される。

【００１４】また、電流監視装置１は、カバー１０ｂの
正面側に、当該電流監視装置１を分電盤２のＡＣ１００
Ｖ電源に接続するための一対の電源端子Ｔ１と、当該電
流監視装置１に２線のケーブルを介してインターホン６
を接続するための一対の外部警報出力端子Ｔ２とを備え
ているほか、電流制限器有無設定つまみ１２ａと、定格
電流設定つまみ１３ａと、表示窓１４ａと、音量切替つ
まみ１６ａとを備えている。

【００１５】そして、上記構造の電流監視装置１は、図
３に示すように、回路構成として、電流検出部１１、電
流制限器有無設定部１２、定格電流設定部１３（感度電
流設定部）、表示部１４、音声出力部１５、音量切替部
１６、データ出力部１７および制御部１８などを備えて
いる。

【００１６】電流検出部１１は、上述のケーブル１１ｂ
に接続された一対の変流器１１ａに加えて、これら一対
の変流器１１ａで検出された電流を電圧にそれぞれ変換
する一対のＩＶ変換器１１ｄと、これら一対のＩＶ変換
器１１ｄの出力信号をそれぞれ増幅する一対の増幅器１
ｅと、これら一対の増幅器１１ｅの出力信号を加算する
加算器１１ｆとにより構成され、各変流器１１ａを通じ
て、Ｌ１相およびＬ２相の電流レベルを個別に検出する
とともに（図３の電流信号Ｉ１，Ｉ２参照）、Ｌ１相お
よびＬ２相の両電流レベルのベクトル和を検出するもの
である（図３の電流信号Ｉ３参照）。

【００１７】電流制限器有無設定部１２は、電流制限器
有無設定つまみ１２ａの操作に応じて切り替わるスイッ
チなどにより構成され、電流制限器３の有無を設定する
ためのものである。

【００１８】定格電流設定部１３は、例えばボリューム
式のスイッチなどにより構成され、電流制限器３または
主幹漏電ブレーカ４の定格電流値を、定格電流設定つま
み１３ａの回動位置に応じた２０、３０、４０、５０お
よび６０[Ａ]のいずれかで設定するためのものである。

【００１９】表示部１４は、図４（ａ）に示すように、
表示窓１４ａの直下に配列される３個のＬＥＤ１４１，
１４２，１４３およびこれらをそれぞれ駆動するための
トランジスタＴｒ１４１，１４２，１４３などにより構
成され、定格電流設定部１３で設定された定格電流値に
対する使用電流の比率を示すためのものである。そし
て、ＬＥＤ１４１，１４２，１４３には、それぞれ例え
ば橙色、黄緑色および緑色の発光色のＬＥＤが使用され
る。

【００２０】音声出力部１５は、増幅器および内蔵スピ
ーカ（図示せず）などにより構成され、制御部１８から
の音声信号制御および音声信号に従って音声を出力する
ものである。

【００２１】音量切替部１６は、例えばスライド式のス
イッチなどにより構成され、音声出力部１５の音量を、
音量切替つまみ１６ａのスライド位置に応じた大、小お
よび切のいずれかに切り替えるためのものである。

【００２２】データ出力部１７は、図４（ｂ）に示すよ
うに、トランジスタＴｒ１７１，Ｔｒ１７２およびフォ
トカプラＰＣ１７などにより構成され、制御部１８から
の信号に応じてデューティ比信号を出力するものであ
る。なお、そのデューティ比信号については後述する。

【００２３】制御部１８は、例えばＣＰＵなどを含むＩ
Ｃにより構成され、本電流監視装置全般の制御などを処
理を行うもので、例えば、電流制限器有無設定部１２で
設定された電流制限器３の有無情報を読み込む（取り込
む）処理を行う。このとき、その有無情報は、電流制限
器有無設定部１２のスイッチのオン／オフ状態に応じて
読み込まれるのは言うまでもない。

【００２４】また、制御部１８は、定格電流設定部１３
で設定された電流制限器３または主幹漏電ブレーカ４の
定格電流値を読み込む処理と、音量切替部１６で切り替
えられた大、小および切のいずれかの音量レベルの情報
を読み込む処理とを行う。

【００２５】さらに、制御部１８は、読み込んだ上記有
無情報、定格電流値および音量レベルの設定条件下で、
電流検出部１１による検出結果に応じて、表示部１４に
対する表示制御、音声出力部１５に対する音声出力制御
およびデータ出力部１７に対するデューティ比信号の出
力制御などの処理をを行う。この処理については以下の
図面を用いて詳述する。

【００２６】図５は制御部１８により実行される処理の
手順を示す流れ図、図６は電流制限器有無設定部１２で
の設定が有である場合にデータ出力部１７から出力され
るデューティ比信号を示す図、図７は電流制限器有無設
定部１２での設定が無である場合にデータ出力部１７か
ら出力されるデューティ比信号を示す図である。

【００２７】図５において、まず、電流制限器有無設定
部１２で設定された電流制限器３の有無情報を読み込む
処理が行われる（Ｓ１０）。

【００２８】そして、電流制限器有無設定部１２での設
定が有である場合（Ｓ１０で有）、電流検出部１１から
Ｌ１相およびＬ２相の両電流レベルのベクトル和である
電流信号Ｉ３のレベルを読み込み（Ｓ１１）、定格電流
設定部１３で設定された定格電流値を読み込み（Ｓ１
２）、続いて、読み込んだ定格電流値に対する電流信号
Ｉ３レベルの比率を演算する処理が実行される（Ｓ１
３）。

【００２９】この後、電流検出部１１による検出結果に
応じて、つまり上記比率に応じて、表示部１４に対する
表示制御としてのＬＥＤデータ出力（Ｓ１４）、音声出
力部１５に対する音声出力制御としての音声データ出力
（Ｓ１５）、およびデータ出力部１７に対するデューテ
ィ比信号の出力制御としての外部出力データ出力（Ｓ１
６）の処理が順次実行される。

【００３０】このとき、ステップＳ１４では、比率が０
〜２０％以上であればＬＥＤ１４３を発光させ、比率が
２０〜８０％以上であればＬＥＤ１４２を発光させ、比
率が８０％以上であればＬＥＤ１４１を発光させる制御
が行われる。なお、これに限らず、比率が２０％以下で
あればＬＥＤ１４３を発光させ、比率が２０％を越え８
０％以下であればＬＥＤ１４２を発光させ、比率が８０
％を越えればＬＥＤ１４１を発光させる制御が行われる
ようにしてもよい。

【００３１】ステップＳ１５では、音声出力部１５か
ら、例えば「ピッピッピッ、電気を使いすぎています」
という音声メッセージを、比率が１００％を越え１１０
％以下であれば３分間隔で１８分間出力し、１１０％を
越え１２０％以下であれば１０秒間隔で出力し、１２０
％を越えれば５秒間隔で出力する制御が行われる。ここ
で、音量切替部１６での音量が「大」に切り替えられて
いれば「大」で音声メッセージが出力され、「小」に切
り替えられていれば「小」で音声メッセージが出力さ
れ、「切」に切り替えられていれば音声メッセージは出
力されない。

【００３２】ステップＳ１６では、図６に示すように、
データ出力部１７から、比率（図６では電流使用量）が
０〜２０％であればキャリア周波数５Ｈｚに対して矩形
波のパルス幅が２８ｍｓのデューティ比信号を出力し、
２０％〜８０％であれば５６ｍｓのデューティ比信号を
出力し、８０〜１００％であれば８４ｍｓのデューティ
比信号を出力し、１００〜１１０％であれば１１２ｍｓ
のデューティ比信号を出力し、１１０〜１２０％であれ
ば１４０ｍｓのデューティ比信号を出力し、そして１２
０％以上であれば１６８ｍｓのデューティ比信号を出力
する制御が行われる。

【００３３】続いて、これらステップＳ１５〜Ｓ１６の
後、ステップＳ１０に戻る。

【００３４】電流制限器有無設定部１２での設定が無で
ある場合（Ｓ１０で無）、電流検出部１１から、一方の
変流器１１ａで検出された電流信号Ｉ１のレベルを読み
込み（Ｓ１７）、他方の変流器１１ａで検出された電流
信号Ｉ２のレベルを読み込み（Ｓ１８）、続いて、定格
電流設定部１３で設定された定格電流値を読み込む処理
が実行される（Ｓ１２）。

【００３５】この後、読み込んだ定格電流値に対して、
両変流器１１ａから得られる電流信号Ｉ１，Ｉ２のうち
の大きい方の電流信号レベルの比率を演算する処理が実
行される（Ｓ２０，Ｓ２１，Ｓ２２）。

【００３６】この後、電流検出部１１による検出結果に
応じて、つまり上記比率に応じて、表示部１４に対する
表示制御としてのＬＥＤデータ出力（Ｓ２３）、音声出
力部１５に対する音声出力制御としての音声データ出力
（Ｓ２４）、およびデータ出力部１７に対するデューテ
ィ比信号の出力制御としての外部出力データ出力（Ｓ２
５）の処理が順次実行される。

【００３７】このとき、ステップＳ２３では、ステップ
Ｓ１４と同様に、比率が０〜２０％以上であればＬＥＤ
１４３を発光させ、比率が２０〜８０％以上であればＬ
ＥＤ１４２を発光させ、比率が８０％以上であればＬＥ
Ｄ１４１を発光させる制御が行われる。

【００３８】ステップＳ２４では、音声出力部１５か
ら、例えば「ピッピッピッ、電気を使いすぎています」
という音声メッセージを、比率が９０％を越え１００％
以下であれば３分間隔で１８分間出力し、１００％を越
え１２０％以下であれば１０秒間隔で出力し、１２０％
を越えれば５秒間隔で出力する制御が行われる。

【００３９】ステップＳ２５では、図７に示すように、
データ出力部１７から、比率が０〜２０％であればキャ
リア周波数５Ｈｚに対して矩形波のパルス幅が２８ｍｓ
のデューティ比信号を出力し、２０％〜８０％であれば
５６ｍｓのデューティ比信号を出力し、８０〜９０％で
あれば８４ｍｓのデューティ比信号を出力し、９０〜１
００％であれば１１２ｍｓのデューティ比信号を出力
し、１００〜１２０％であれば１４０ｍｓのデューティ
比信号を出力し、そして１２０％以上であれば１６８ｍ
ｓのデューティ比信号を出力する制御が行われる。

【００４０】続いて、これらステップＳ２３〜Ｓ２５の
後、ステップＳ１０に戻る。

【００４１】ここで、図２のインターホン６は、上記デ
ューティ比信号に応じて、つまり上記比率に応じて、音
声メッセージで報知を行い、ＬＥＤやＬＣＤで電力の使
用状態を示す表示を行うように構成される。これによ
り、現在の通電電流が電流制限器３または主幹漏電ブレ
ーカ４の定格電流の何％流れているかを容易に判別する
ことができる。

【００４２】また、表示部１４によるＬＥＤ表示によっ
ても、電流制限器３または主幹漏電ブレーカ４の通電電
流がその定格電流よりも小さいとき、どの位の電流が流
れているのかを容易に判別することができる。

【００４３】なお、図８に示すように、音声出力部１５
に外付けスピーカ７を別途接続することができるように
構成してもよい。この構成によれば、音声メッセージが
聞こえる範囲を外付けスピーカ７により拡大することが
できる。

【００４４】

【発明の効果】以上のことから明らかなように、請求項
１記載の発明によれば、主幹開閉器の２次側に複数の分
岐開閉器を接続した単相３線式分電盤内に配設され、主
幹開閉器の２次側の通電電流を検出する電流検出部およ
び予め感度電流を設定する感度電流設定部を有し、感度
電流の０％から１００％を越える所定値までを複数の電
流領域に分割し、各電流領域に応じたデューティ比信号
を出力する制御手段を備えたので、感度電流設定部で感
度電流を例えば主幹開閉器の定格電流として設定すると
ともに分電盤の外部にデューティ比信号に応じて音声出
力やＬＥＤ表示等を行うモニタを設けておけば、現在の
通電電流が主幹開閉器の定格電流の何％流れているか容
易に判別できる。

【００４５】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の電流監視装置において、前記制御手段は、フォトカ
プラを介して外部へデューティ比信号を出力するので、
高速スイッチングが可能であり、接点寿命が半永久的で
ある。

【００４６】請求項３記載の発明によれば、請求項１ま
たは２記載の電流監視装置において、前記制御手段は、
各電流領域に応じて器体から突出する複数の発光素子の
発光数を可変させるので、モニタがなく単体として分電
盤内に配設した場合でも、発光する発光素子の数を見れ
ばどの位の通電電流が流れているか容易に判別できる。
また、モニタがある場合には、モニタで確認した後、分
電盤内のブレーカを切っていったときの通電電流の変位
を容易に確かめることができる。

【００４７】請求項４記載の発明によれば、請求項３記
載の電流監視装置において、前記各発光素子を、互いに
異なる色で発光させるので、何個の発光素子が発光して
いるかを色の種別で判別でき、もってどの位の電流が流
れているかを容易に判別できる。

【００４８】請求項５記載の発明によれば、請求項１乃
至４記載の電流監視装置において、前記制御手段は、通
電電流が感度電流近傍となったときから感度電流の１０
０％を越えた所定値までを複数の電流領域に分割し、各
電流領域に応じて周期を可変にして過電流警報出力を行
うので、感度電流を主幹開閉器の定格電流として設定し
ておけば、主幹開閉器が遮断する前に警報を出力するこ
とができる。

【００４９】請求項６記載の発明によれば、請求項５記
載の電流監視装置において、前記電流検出部を２つの電
圧極に挿入された２つの変流器とし、該変流器によって
検出された２つの電流のベクトル和を通電電流とする第
１設定および変流器によって検出された２つの電流のう
ち大きな電流を通電電流とする第２設定を切替える切替
部を設けたので、電流制限器有りの場合と無しの場合と
で過電流警報出力の仕方を容易に変えることができる。
なお、電流制限器有りの場合は、感度電流を電流制限器
の定格に合わせるようにすればよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施形態の電流監視装置を示す図
である。

【図２】図１の電流監視装置を含む分電盤などを示す図
である。

【図３】図１の電流監視装置のブロック図である。

【図４】図３の表示部およびデータ出力部の回路図であ
る。

【図５】制御部により実行される処理の手順を示す流れ
図である。

【図６】電流制限器有無設定部での設定が有である場合
にデータ出力部から出力されるデューティ比信号を示す
図である。

【図７】電流制限器有無設定部での設定が無である場合
にデータ出力部から出力されるデューティ比信号を示す
図である。

【図８】外付けスピーカをさらに設けた場合の構成例を
示す図である。

【符号の説明】

１電流監視装置１０器体１０ａボディ１０ｂカバー１１ａ変流器１１ｂケーブル１１ｃコネクタＴ１電源端子Ｔ２外部警報出力端子１２ａ電流制限器有無設定つまみ１３ａ定格電流設定つまみ１４ａ表示窓１６ａ音量切替つまみ１１電流検出部１２電流制限器有無設定部１３定格電流設定部１４表示部１５音声出力部１６音量切替部１７データ出力部１８制御部１８２分電盤３電流制限器４主幹漏電ブレーカ５分岐ブレーカ６インターホン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主幹開閉器の２次側に複数の分岐開閉器
を接続した単相３線式分電盤内に配設され、主幹開閉器
の２次側の通電電流を検出する電流検出部および予め感
度電流を設定する感度電流設定部を有し、感度電流の０
％から１００％を越える所定値までを複数の電流領域に
分割し、各電流領域に応じたデューティ比信号を出力す
る制御手段を備えたことを特徴とする電流監視装置。
【請求項２】前記制御手段は、フォトカプラを介して
外部へデューティ比信号を出力することを特徴とする請
求項１記載の電流監視装置。
【請求項３】前記制御手段は、各電流領域に応じて器
体から突出する複数の発光素子の発光数を可変させるこ
とを特徴とする請求項１または２記載の電流監視装置。
【請求項４】前記各発光素子を、互いに異なる色で発
光させることを特徴とする請求項３記載の電流監視装
置。
【請求項５】前記制御手段は、通電電流が感度電流近
傍となったときから感度電流の１００％を越えた所定値
までを複数の電流領域に分割し、各電流領域に応じて周
期を可変にして過電流警報出力を行うことを特徴とする
請求項１乃至４記載の電流監視装置。
【請求項６】前記電流検出部を２つの電圧極に挿入さ
れた２つの変流器とし、該変流器によって検出された２
つの電流のベクトル和を通電電流とする第１設定および
変流器によって検出された２つの電流のうち大きな電流
を通電電流とする第２設定を切替える切替部を設けたこ
とを特徴とする請求項５記載の電流監視装置。