JP2003098199A - 電流監視装置 - Google Patents

電流監視装置

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JP2003098199A
JP2003098199A JP2001293351A JP2001293351A JP2003098199A JP 2003098199 A JP2003098199 A JP 2003098199A JP 2001293351 A JP2001293351 A JP 2001293351A JP 2001293351 A JP2001293351 A JP 2001293351A JP 2003098199 A JP2003098199 A JP 2003098199A
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Naoyoshi Uesugi
杉 通 可 植
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 交流線路の電流を監視するに当たり、特別な
工事を必要とせず、誰でも容易に取り付けることのでき
る電流監視装置を提供する。 【解決手段】 電流値を監視すべき交流線路(13A,
13B)が1次巻線として環状鉄心に貫通され、環状鉄
心と鎖交する状態に複数回の巻線を施して2次巻線とす
るトランス(21,22)と、トランスの2次巻線から
電流値に対応する信号を取り出し、この信号が交流線路
の受給制限電流に近い電流に対応する値まで増大したと
き、所定の発信仕様に従って警報信号を発信する電流監
視手段(23,24)と、電流監視手段の動作電力を供
給する電池(26)とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電流制限器や遮断
器等につながる交流線路の幹線又は分岐線に流れる電流
が受給制限電流に近い値まで増大したことを監視する電
流監視装置に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】この種
の従来の装置は、計器用変成器(CT)を監視対象の交
流線路に挟み込み、この計器用変成器の2次巻線に誘起
される電圧が予め設定された大きさに到達したか否かを
電流監視手段で監視する構成になっていた。この場合、
計器用変成器及び電流監視手段は、一般家庭においては
分電盤の付近に設けることが多く、この電流監視手段を
動作させるための動作電力を得る必要性から、分電盤の
付近に新たにコンセントを設けなければならなかった。
すなわち、電気工事士等の有資格者が特殊な工具を用い
てコンセントを新設する必要があった。
【0003】本発明は上記の事情を考慮してなされたも
ので、交流線路の電流を監視するに当たり、特別な工事
を必要とせず、誰でも容易に取り付けることのできる電
流監視装置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
電流値を監視すべき交流線路が1次巻線として環状鉄心
に貫通され、環状鉄心と鎖交する状態に複数回の巻線を
施して2次巻線とするトランスと、トランスの2次巻線
から電流値に対応する信号を取り出し、この信号が交流
線路の受給制限電流に近い電流に対応する値まで増大し
たとき、所定の発信仕様に従って警報信号を発信する電
流監視手段と、電流監視手段の動作電力を供給する電池
と、を備えた電流監視装置である。
【0005】請求項2に係る発明は、請求項1に記載の
電流監視装置において、電流監視手段は、音声、赤外
線、可視光線及び電波のうちの少なくとも一つを発信す
るものである。
【0006】請求項3に係る発明は、請求項1又は2に
記載の電流監視装置において、電池の消耗状態を検出
し、作動不能の状態が予測されたときに電池の消耗を示
す注意信号を発生する手段を備えたものである。
【0007】請求項4に係る発明は、電流値を監視すべ
き交流線路が1次巻線として環状鉄心に貫通され、環状
鉄心と鎖交する状態に複数回の巻線を施して2次巻線と
するトランスと、トランスの2次巻線から電流値に対応
する信号を取り出し、この信号が交流線路の受給制限電
流に近い電流に対応する値まで増大したとき、所定の発
信仕様に従って警報信号を発信する電流監視手段と、電
流監視手段の動作電力を、交流線路を流れる電流の起磁
力を変換して供給する電源と、を備えた電流監視装置で
ある。
【0008】請求項5に係る発明は、請求項4に記載の
電流監視装置において、電源は、交流線路を流れる電流
が所定値以下であるとき、動作電力を代替供給する蓄電
手段を備えたものである。
【0009】請求項6に係る発明は、請求項5に記載の
電流監視装置において、蓄電手段は、電気二重層コンデ
ンサ又は二次電池である。
【0010】請求項7に係る発明は、請求項4乃至6の
いずれか1項に記載の電流監視装置において、電源から
供給可能な電力量を検出する手段と、供給可能な電力量
の検出値に基づいて電流監視手段の発信強度及び発信時
間の少なくとも一方を調整する手段とを備えたものであ
る。
【0011】請求項8に係る発明は、請求項1乃至7の
いずれか1項に記載の電流監視装置において、単相三線
式の交流線路のうち、接地線を除く他の2本の電圧線に
それぞれトランスを設けると共に、これらのトランスの
各2次巻線の並列接続回路又は直列接続回路から電流値
に対応する信号を取り出すものである。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す好適な
実施形態に基づいて詳細に説明する。図1は本発明に係
る電流監視装置の第1の実施形態の構成を示すブロック
図である。同図において、図示省略の引込柱等からの単
相三線式配電方式の引込線11が、電力需要場所におけ
る引込開閉器12の電源側端子に接続される。引込開閉
器12の負荷側端子に電圧線13A、接地線13E、電
圧線13Bが接続され、このうち、電圧線13A,13
B間に200Vを配電する分岐開閉器14の電源側端子
が接続され、接地線13E,13B間に100Vを配電
する分岐開閉器15,16の各電源側端子が接続され、
接地線13E,13A間に100Vを配電する分岐開閉
器17,18の各電源側端子が接続されている。これら
の分岐開閉器の各負荷側端子にはそれぞれ図示を省略し
た所定の定格電圧の負荷が接続される。
【0013】引込開閉器12を介して受電する電流を監
視するために、変流器21,22、電流測定、比較部2
3、警報発信部24、乾電池26及び電池消耗検出回路
27が設けられている。
【0014】このうち、変流器21,22は、引込開閉
器12の負荷側端子に接続される電圧線13A,13B
をそれぞれ1次巻線として環状鉄心に貫通させ、この環
状鉄心と鎖交する状態に2次巻線が複数回巻装されたも
ので、これらの変流器21,22の各2次巻線の引出線
21L,22Lが電流測定、比較部23に接続されてい
る。この電流測定、比較部23は、変流器21,22の
各2次巻線に誘起された電圧に基づいて電圧線13A,
13Bに流れる交流電流の実効値を、例えば、マイクロ
コンピュータを応用した装置を用いて演算し、さらに、
これらの実効値を加算してその合計値が予め設定した
値、すなわち、受給制限電流に近い電流に対応する値ま
で増大したか否かを判別し、受給制限電流に近い電流に
対応する値まで増大したときに警報発信部24に警報信
号を加える。
【0015】警報発信部24は電流測定、比較部23か
ら警報信号を受信したとき、アンテナ25を用いて、所
定の発信仕様に従って警報信号を発信する。乾電池26
は、電流測定、比較部23及び警報発信部24の動作電
力を供給するためのものである。
【0016】周知の如く、乾電池は小型、軽量で便利な
ものではあるが、内部放電に伴う貯蔵期間や使用電力に
限度があるため、その寿命がくる前に交換する必要があ
る。そこで、乾電池26から電流測定、比較部23及び
警報発信部24に駆動電力を供給する経路に、乾電池2
6の消耗状態を検出し、作動不能の状態が予測されたと
きに消耗を示す注意信号を発生する電池消耗検出回路2
7が設けられている。この電池消耗検出回路27は、例
えば、端子間に一定の抵抗を接続して間欠放電を行わせ
て、端子間電圧が規定の最終値になるまでの合計時間に
到達したときに、発光ダイオード等の表示素子を点灯さ
せて注意を喚起する。
【0017】なお、図1に示す電流測定、比較部23及
び警報発信部24の各機能を併せたものが、本発明の電
流監視手段に対応している。
【0018】かくして、図1に示した第1の実施形態に
よれば、引込開閉器12の負荷側に接続される電圧線1
3Aを変流器21に通し、電圧線13Bを変流器22に
通して固定するだけで済むため、監視用の電力を供給す
るための電源の設置工事を必要とせず、誰でも容易に取
り付けることのできる電流監視装置が得られる。また、
乾電池26が消耗し、電流監視機能に支障をきたす恐れ
がある場合に信号を発して注意を喚起することができ
る。
【0019】なお、上記第1の実施形態では警報発信部
24がアンテナ25を介して電波を放射して図示省略の
警報装置に警報信号を送信したが、電波の代わりに、例
えば、音声を発生したり、赤外線や可視光線を放射した
りするように構成することも可能である。また、警報信
号をこれらのうちのいずれか一つだけでなく、いずれか
複数の警報信号を発生するように構成することもでき
る。
【0020】また、上記第1の実施形態では乾電池26
から動作電力の供給を受け、電流測定、比較部23が常
時、電流の測定、比較を行っているが、電流値の監視を
必要とするのは受給制限電流に近づいた場合であるか
ら、電流値が予め設定した監視領域に到達した場合にの
み電流の測定、監視を行うようにしたり、あるいは、所
定の時間間隔をおいて電流の測定、監視を行い、これら
以外はスリーブ(スタンバイ)状態にしておいたりすれ
ば、実動作時間を短くすることができ、小容量の電池で
長時間に亘って監視機能を維持することができる。
【0021】さらにまた、上記第1の実施形態では乾電
池26を動作電源としたが、この代わりに充電、放電を
繰り返して使用することのできる、鉛蓄電池、アルカリ
蓄電池、水銀電池等の二次電池を使用することもでき
る。
【0022】図2は本発明に係る電流監視装置の第2の
実施形態の構成を示すブロック図である。図中、第1の
実施形態を示す図1と同一の要素には同一の符号を付し
てその説明を省略する。この実施形態は図1中の乾電池
26及び電池消耗検出回路27を除去し、その代わりに
引出線21L,22Lから動作電力を得る電源回路28
を設けたものである。以下、図1に示した第1の実施形
態と構成を異にする部分について詳しく説明する。
【0023】電源回路28は、変流器21,22の各2
次巻線に誘起された交流電圧を整流、平滑し、得られた
電圧の和又は平均値を電流測定、比較部23及び警報発
信部24の動作電源として電力を供給する。一例とし
て、各整流電圧によってキャパシタを充電し、ツェナー
ダイオードを用いて一定の電圧を電流測定、比較部23
及び警報発信部24に印加するように構成する。つま
り、使用電力が小さくて、電流値が監視対象外である場
合には電流測定、比較部23及び警報発信部24に動作
電力を供給せず、電流値を監視する必要性のある値まで
変流器21,22の各2次巻線電圧が上昇した場合にキ
ャパシタから動作電力を供給するようにキャパシタの容
量を決定する。
【0024】あるいは、変流器21,22の各2次巻線
電圧が上昇した場合にキャパシタ(例えば、)を充電
し、その電圧が一定の範囲内にある期間に動作電力を供
給するようにすれば、間欠的ではあるが、電流値が少な
い状態でも電流監視をすることができる。例えば、電流
測定、比較部23及び警報発信部24の動作電圧が5V
で、警報送信時の消費電流が100mAで、送信継続時
間が200msである場合、キャパシタの容量を100
00μFとすれば、 5V+100mA×(200ms/10000μF)=
7V になるまで充電が行なわれた段階で動作電力の供給を開
始するようにすれば、キャパシタ電圧を低下させながら
動作電力を供給することにより、電力不足のときでも間
欠的ではあるが電流監視を継続することができる。
【0025】なお、監視動作に必要な電力を確保できな
い状態でも継続的に電流を監視するもう一つの方法とし
て、例えば、電圧線13A,13Bを流れる電流が所定
値を超えるときに充電し、所定値以下のときに放電する
蓄電手段として、電気二重層コンデンサ又は二次電池を
設けることもできる。
【0026】さらにまた、蓄電池を用いた場合、この蓄
電池から供給可能な電力量を検出する手段と、供給可能
な電力量の検出値に基づいて警報発信部24の発信強度
及び発信時間の少なくとも一方を調整する手段とを設け
る構成とすることもできる。
【0027】かくして、図2に示した第2の実施形態に
よっても、監視用の電力を供給するための電源の設置工
事を必要とせず、誰でも容易に取り付けることのできる
電流監視装置が得られる。また、電圧線13A,13B
に流れる電流による変流器21,22の2次巻線電圧を
動作電源としているため、乾電池を用いた場合の寿命検
出が不要化される利点もある。
【0028】なお、上述した第2の実施形態では変流器
21,22の2次巻線電圧を動作電源としたが、これら
の変流器とは別の変流器を設けてその2次巻線に誘起さ
れた電圧を動作電源としても、あるいは、変流器21,
22の代わりに計器用変圧変流器(combined voltage c
urrret transformer)を用い、電圧巻線から動作電力を
得るようにしてもよく、要は、電流値を監視すべき交流
線路を流れる電流の起磁力を変換して供給する電源であ
れば上述したと同様な効果が得られる。
【0029】ところで、上述した第1及び第2の実施形
態はいずれも単相三線式配電方式の引込線が接続された
引込開閉器の負荷側端子に接続された電圧線を電流監視
対象としたが、本発明はこれに適用を限定されるもので
はなく、単相配電線の引込線が接続された配電線路であ
っても、あるいは、分岐開閉器から負荷に接続する配電
線路であっても、本発明を適用することができる。
【0030】
【発明の効果】以上の説明によって明らかなように、本
発明によれば、交流線路の電流を監視するに当たり、特
別な工事を必要とせず、誰でも容易に取り付けることの
できる電流監視装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電流監視装置の第1の実施形態の
構成を示すブロック図。
【図2】本発明に係る電流監視装置の第2の実施形態の
構成を示すブロック図。
【符号の説明】
11 引込線 12 引込開閉器 13A,13B 電圧線 13E 接地線 14〜18 分岐開閉器 21,22 変流器 21L,22L 引出線 23 電流測定、比較部 24 警報発信部 25 アンテナ 25 乾電池 26 乾電池 27 電池消耗検出回路 28 電源回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H02J 7/00 H02B 9/00 A

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電流値を監視すべき交流線路が1次巻線と
    して環状鉄心に貫通され、前記環状鉄心と鎖交する状態
    に複数回の巻線を施して2次巻線とするトランスと、 前記トランスの2次巻線から電流値に対応する信号を取
    り出し、この信号が前記交流線路の受給制限電流に近い
    電流に対応する値まで増大したとき、所定の発信仕様に
    従って警報信号を発信する電流監視手段と、 前記電流監視手段の動作電力を供給する電池と、 を備えた電流監視装置。
  2. 【請求項2】前記電流監視手段は、音声、赤外線、可視
    光線及び電波のうちの少なくとも一つを発信する請求項
    1に記載の電流監視装置。
  3. 【請求項3】前記電池の消耗状態を検出し、作動不能の
    状態が予測されたときに前記電池の消耗を示す注意信号
    を発生する手段を備えた請求項1又は2に記載の電流監
    視装置。
  4. 【請求項4】電流値を監視すべき交流線路が1次巻線と
    して環状鉄心に貫通され、前記環状鉄心と鎖交する状態
    に複数回の巻線を施して2次巻線とするトランスと、 前記トランスの2次巻線から電流値に対応する信号を取
    り出し、この信号が前記交流線路の受給制限電流に近い
    電流に対応する値まで増大したとき、所定の発信仕様に
    従って警報信号を発信する電流監視手段と、 前記電流監視手段の動作電力を、前記交流線路を流れる
    電流の起磁力を変換して供給する電源と、 を備えた電流監視装置。
  5. 【請求項5】前記電源は、前記交流線路を流れる電流が
    所定値以下であるとき、動作電力を代替供給する蓄電手
    段を備えた請求項4に記載の電流監視装置。
  6. 【請求項6】前記蓄電手段は、電気二重層コンデンサ又
    は二次電池である請求項5に記載の電流監視装置。
  7. 【請求項7】前記電源から供給可能な電力量を検出する
    手段と、供給可能な電力量の検出値に基づいて前記電流
    監視手段の発信強度及び発信時間の少なくとも一方を調
    整する手段とを備えた請求項4乃至6のいずれか1項に
    記載の電流監視装置。
  8. 【請求項8】単相三線式の交流線路のうち、接地線を除
    く他の2本の電圧線にそれぞれ前記トランスを設けると
    共に、これらのトランスの各2次巻線の並列接続回路又
    は直列接続回路から電流値に対応する信号を取り出す請
    求項1乃至7のいずれか1項に記載の電流監視装置。
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